[发明专利]具有偏置补偿的光学接近传感器

说明书

优先权和相关申请

本申请要求以下申请的优先权：2012年1月27日提交的题为“OPTICAL PROXIMITY SENSORS WITH OFFSET COMPENSATION(具有偏置补偿的光学接近传感器)”的美国非临时专利申请No.13/360,168；以及2011年11月11日提交的题为“OPTICAL PROXIMITY SENSORS WITH OFFSET COMPENSATION(具有偏置补偿的光学接近传感器)”的美国临时专利申请NO.61/558,989。

本申请涉及共同转让的2010年3月2日提交的题为“PROXIMITY SENSOR WITH IMPROVED AMBIENT LIGHT REJCTION(改进的去除环境光的接近传感器)”美国专利申请No.12/716,220。

技术领域

本发明的实施例一般涉及补偿干扰光和/或去除环境光的光学接近传感器(optical proximity sensors)。

背景技术

光学传感器，例如光学接近传感器，典型地包括光源和邻近的光敏光检测器。基于从光源发出的、被物体反射并被光检测器检测到的光的量，这种光学传感器可用于检测物体的存在性、估计物体的接近度和/或检测物体的移动。随着电池供电式手持装置的出现，例如移动电话，这些传感器的价值越来越重要。例如，来自移动电话电池的适当能量用于驱动显示器，当移动电话或其它装置靠近用户的耳朵(总之，当其不能被观察到时)时，关闭显示器或背光是有价值的。光学接近传感器就是用于此，及许多其它的应用。

对于其它示例，存在许多其它的应用，其中采用光学接近传感器能够检测物体的存在，从而带来了改进。这包括，感测机器上的保护盖何时被打开、纸张何时被正确地放置在打印机中、或操作者的手何时靠近运转的机器而处于危险中。光学接近传感器还可用作简单触摸或接近触摸(near-touch)激活式开关，也可在例如键盘、或在具有密封的但允许来自光源的光通过并在返回时被检测的塑料外壳的装置之类的应用中实施。

并非朝着目标物体传输、而是直接从光源向检测器传输的从光源到检测器的光，降低了整个装置感测距离的能力。这种光基本上在包装内的边侧传播，被认为是噪音或“漏光”，其不包含信息。为了减少、优选地阻止漏光，典型地使用不透明的光屏障以隔离光源和光检测器。然而，光屏障增加了光学传感器的复杂度、成本和尺寸。另外，光屏障通常是有瑕疵的，从而导致了在光屏障下方、上方和/或透过光屏障的漏光。

光学传感器通常与为玻璃、塑料或某种其它保护性透光材料的盖板一起使用(例如，放置在盖板后和/或被盖板覆盖)。举例来说，盖板可以是覆盖移动电话、便携式音乐播放器或个人数据助理(PDA)的屏幕的玻璃，或是覆盖膝上型计算机、上网本或平板计算机的屏幕的塑料。当在光学传感器上放置这种盖板时，光学传感器通常对镜面反射敏感。相似地，镜面反射降低了整个装置感测接近度的能力，这是由于镜面反射基本上是不包含信息的噪音。

鉴于以上情况，需要使直接从光源向光检测器传输的光最小化，同时，使镜面反射和/或其它内部反射光最小化。实现这些目标的常规尝试典型地涉及修改光学传感器的机械/结构设计。

发明内容

在以下的详细描述中，参考了构成说明书的一部分的附图，这些附图图解地示出了具体的说明性实施例。可以理解，可采用其它实施例，以及可进行机械和电气的改变。因此，以下的详细描述内容并不旨在进行任何限制。在以下的描述中，从始至终，相似的标号或附图标记将用来指代相似的部分和元件。此外，参考标号的第一位标识了该参考标号首次出现的附图。

图1示出示例性光学传感器102，其可以是用于检测物体的存在性、估算物体的接近度和/或检测物体的移动的接近传感器。光学传感器102包括光检测器114(也称为光电检测器)，驱动器106，时序控制器108，和模-数转换器(ADC)116。驱动器106被时序控制器108输出的发射(TX)信号控制，以选择性地驱动光源104。光检测器114产生模拟信号(例如电流)，其指示入射在光检测器114上的光的强度。ADC将光检测器114产生的模拟信号(例如电流)转换成可用来检测物体122的存在性、接近度和/或移动的数字信号(例如N-位信号)。光源104可为例如一个或多个发光二极管(LED)或激光二极管，但不限于此。由于人眼不能察觉IR光线，光学接近传感器多采用红外(IR)光源，但可选地光源也可产生其它波长的光。光检测器可为例如一个或多个光电二极管(PD)，但不限于此。