光学接近度传感器系统技术方案

一种装置包括显示屏幕以及设置在该显示屏幕后面的光学接近度传感器模块。该光学接近度传感器模块包括：光发射器，其可操作以产生具有用于透过该显示屏幕朝向目标对象传输的波长的光；以及光传感器，其可操作以感测由该目标对象反射并且具有该波长的光。该光学接近度传感器模块可包括用于减小由该光发射器产生的光束的最大能量密度的部件。用于减小该光束的该最大能量密度的该部件设置在该光发射器与该显示屏幕之间，以便截断由该光发射器产生的该光束。在某些情况中，存在多个光发射器，该多个光发射器可共同地操作以提供用于接近度感测的充分光学能量而不会在该显示屏幕上产生可见光斑。这些和其他技术可帮助减少或消除由来自该光发射器的能量所导致的显示屏幕失真。失真。失真。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学接近度传感器系统


[0001]本公开涉及光学接近度感测系统。

技术介绍

[0002]智能电话工业设计中的最近趋势是通过减小边框宽度并通过移除用于光学传感器的孔口以及用于麦克风、扬声器和/或指纹读取设备的其他孔来将剩余边框区域清除杂乱而最大化屏幕区域。另一方面，也存在增加光学传感器的数目以获得额外功能性的趋势。例如，在某些情况中，将光学接近度传感器整合至智能电话中以在使用者将智能电话靠近她的耳朵时促进调整显示屏幕亮度并减少显示器的总体能量消耗。光学接近度感测通常依赖于发射红外(IR)或近红外(NIR)光并测量从待检测对象反射回来的光能量。
[0003]智能电话市场中的另一趋势是采用有机发光显示器(OLED)。该趋势为将接近度传感器从智能电话的边框移动至OLED下方的位置创造了机会。因此，接近度传感器被埋入OLED后面，这允许包含IR及NIR辐射的某些光通过。然而，即使在屏幕显示黑色影像时，IR或NIR光的能量有时也会导致屏幕失真(例如，OLED屏幕上的亮斑，其可在某些条件下是可见的)。

技术实现思路

[0004]本公开描述用于帮助减少或消除由来自接近度传感器模块中的光发射器的能量导致的显示屏幕失真的技术。
[0005]例如，在一方面，本公开描述了一种装置，其包括显示屏幕以及设置在显示屏幕后面的光学接近度传感器模块。该光学接近度传感器模块包括：光发射器，其可操作以产生具有用于透过该显示屏幕朝向目标对象传输的波长的光；以及光传感器，其可操作以感测由该目标对象反射并具有该波长的光；该光学接近度传感器模块还包括用于减小由该光发射器产生的光束的最大能量密度的部件。用于减小该光束的该最大能量密度的该部件设置在该光发射器与该显示屏幕之间，以便截断(intersect)由该光发射器产生的该光束。
[0006]一些实施方式包括以下特征中的一个或多个。例如，在某些情况中，该显示屏幕是OLED显示屏幕。例如，用于减小该光束的该最大能量密度的该部件可包括微透镜、微透镜阵列和/或光学漫射器。用于减小该光束的该最大能量密度的该部件可操作以致使该光束径向扩散，以便减小入射到该OLED屏幕上的该光束的该最大能量密度。在一些实施方式中，离开用于减小该光束的该最大能量密度的该部件的光束具有比由该光发射器发射的该光束更大的半光束、半宽度。在某些情况中，该光发射器可操作以产生红外或近红外光。
[0007]根据另一方面，本公开描述了一种装置，其包括显示屏幕以及设置在显示屏幕后面的光学接近度传感器模块。该光学接近度传感器模块包括：多个光发射器，其可操作以产生用于透过该显示屏幕朝向目标对象传输的红外或近红外光；以及光传感器，其可操作以感测由该目标对象反射的红外或近红外光。该光发射器可共同地操作以提供用于接近度感测的充分光学能量。具体地，该光发射器使用于该接近度感测的该光学能量分散，从而减少
该显示屏幕的失真。
[0008]在某些情况中，该光发射器中的每一个可操作以产生能量密度，使得入射到该显示屏幕的背侧上的光的最大能量密度减小，同时维持总能量，以促进接近度感测的性能。例如，该显示屏幕可以是OLED显示屏幕。
[0009]本公开还描述了一种方法，其包括：致使设置在显示屏幕后面的光学接近度传感器模块中的多个VCSEL中的每一个产生用于透过该显示屏幕朝向目标对象传输的红外或近红外光。该VCSEL中的每一个产生2.0mW的最大能量水平，优选是1.5mW的最大能量水平。该方法还包括感测由该目标对象反射的红外或近红外光，以及处理对应于所感测的红外或近红外光的信号以进行接近度感测。在一些实施方式中，该方法包括向多个VCSEL中的每一个施加2mA至3mA范围内的驱动电流。在某些情况下，这样的方法可以帮助消除或减少屏幕失真。
[0010]依据以下具体实施方式、附图及权利要求书，其他方面、特征及优点将是显而易见的。
附图说明
[0011]图1示出了包括显示屏幕后面的光学接近度传感器模块的主机设备的各种特征。
[0012]图2示出了根据第一实施方式的光学接近度传感器模块的细节。
[0013]图3A示出了根据某些实施方式的图2的接近度传感器的进一步细节。
[0014]图3B是图3A的俯视图。
[0015]图3C是通过图3B的线A
‑
A的剖面图。
[0016]图4示出了微透镜阵列的第一示例。
[0017]图5示出了微透镜阵列的第二示例。
[0018]图6示出了根据第二实施方式的光学接近度传感器模块的细节。
[0019]图7示出了根据第三实施方式的光学接近度传感器模块的细节。
具体实施方式
[0020]如在图1中所示，主机设备10(诸如便携式计算设备(例如，智能电话、个人数字助理(PDA)、膝上型或可穿戴式))包括可直接设置在前玻璃20下方的OLED型或其他显示屏幕12。光学接近度传感器模块14直接设置在显示屏幕12的一部分的下方且可操作以朝向主机设备10外部的目标对象发射光(例如，红外或近红外辐射)并感测由该目标对象朝向传感器模块14反射回来的光。
[0021]电子控制单元(electronic control unit，ECU)16可操作以接收、处理和分析来自接近度传感器模块14的信号，并且作为响应，取决于(例如)所检测到的光量而执行指定动作。在某些情况中，例如，ECU 16可致使调整显示屏幕12的亮度。在某些情况中，检测/释放事件是中断驱动的，并且在接近度结果超过上限和/或下限阈值设置时发生。例如，ECU 16可以是用于传感器集线器的处理器或便携式计算设备10中的一些其他处理器。可(例如)通过利用与像素串联的晶体管对每个像素施加PWM调制或通过调整可驱动每个像素的电流的总体范围来控制OLED的总体亮度。
[0022]如在图2的示例中所示，接近度传感器模块14包括发射器22(诸如可操作以发射IR
或NIR辐射(例如，以940nm的波长)的发光二极管(LED)或垂直腔表面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser，VCSEL))以及工厂校准的LED驱动器。接近度传感器模块14还包括可操作以感测由发射器22发射的具有相同波长的光的光传感器24，诸如光电二极管接收器。光电二极管接收器可包括可操作以处理来自光电二极管的信号的相关联电路。光发射器22和光电二极管接收器24中的每一个可(例如)被实施为相应的晶粒(即，半导体芯片)，并且可被安装在印刷电路板或其他基板34上。
[0023]一些光发射器产生光束，该光束的能量密度大体上形状如钟形曲线，即，其能量密度在发射器的中心光轴处或接近于该中心光轴处具有最大值，并且随着距该中心光轴的距离而降低。由发射器22产生的最大能量密度可以是充分高的，以致于在LED屏幕12上产生失真(如果未采取步骤来防止该失真的话)。
[0024]如在图2的示例中进一步示出的，接近度传感器模块14包括用于减小由光发射器22产生并入射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：显示屏幕；以及设置在所述显示屏幕后面的光学接近度传感器模块，所述光学接近度传感器模块包括：光发射器，其能够操作以产生具有用于透过所述显示屏幕朝向目标对象传输的波长的光；光传感器，其能够操作以感测由所述目标对象反射并且具有所述波长的光；以及用于减小由所述光发射器产生的光束的最大能量密度的部件，其中用于减小所述光束的所述最大能量密度的所述部件设置在所述光发射器与所述显示屏幕之间，以便截断由所述光发射器产生的所述光束。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述显示屏幕是OLED显示屏幕。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中用于减小所述光束的所述最大能量密度的所述部件包括微透镜。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中用于减小所述光束的所述最大能量密度的所述部件包括微透镜阵列。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中用于减小所述光束的所述最大能量密度的所述部件包括光学漫射器。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中用于减小所述光束的所述最大能量密度的所述部件能够操作以致使所述光束径向扩散，以便减小入射到所述OLED屏幕上的所述光束的所述最大能量密度。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中离开用于减小所述光束的所述最大能量密度的所述部件的光束具有比由所述光发射器发射的所述光束更大的半光束、半宽度。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述光发射器能够操作以产生红外或近红外光。9.一种装置，包括：显示屏幕；以及设置在所述显示屏幕后面的光学接近度传感器模块，所述光学接近度传感器模块包括：多个光发射器，其能够操作以产生用...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，K施密德格，W赫尔南德斯，H泰勒，J克里伯内格，GR凯利，M克罗斯，
申请(专利权)人：ams国际有限公司，
类型：发明
国别省市：