器(例如，图1及图4中的106)上的一部分的量值及相位。在步骤608处，使 用模拟放大电路(例如，图1及图4中的132)放大模拟光侦测信号，以借此产生经振幅调整的 模拟光侦测信号。
[0142] 在步骤610处，数字同相信号及正交相位信号取决于经振幅调整的模拟光侦测信 号而产生。此步骤可包括，例如使用IQ解调器(例如，图1及4中的140)而执行IQ解调变以将 经振幅调整的模拟光侦测信号分成模拟同相信号及模拟正交相位信号。此等模拟同相信号 及正交相位信号可使用ADC(例如，图1及图4中之146i、146q)转换成数字同相信号及正交相 位信号。更一般而言，步骤510可通过模拟前端(诸如但不限于上文参看图1及图4所描述的 模拟前端108)执行。如上述在图1的论述中解释，并非在模拟域中执行IQ解调变，而可替代 性地在数字域中由数字后端(例如，图1及图4中的112)执行IQ解调变。
[0143] 在步骤612处，指示光学式邻近侦测器与对象之间的距离的数字距离值是取决于 数字同相信号及正交相位信号而产生。步骤616可至少部分通过距离计算器(例如，图4中的 164)而执行。在某些实施例中，步骤612可涉及(例如)执行上文参看图1至图5所描述的闭路 及/或开路修正中的一或多者。闭路修正可（例如)使用动态增益及相位偏移修正器(例如， 图1及图4中的153)、串扰修正器(例如，图1及图4中的154)及/或增益调整控制器(例如，图1 及图4中的150)而执行。开路修正可(例如)通过数字电路(例如，其为包括光学式邻近传感 器的其他组件的相同芯片的一部分）、通过专用于执行此等算法及/或使用主机MCU的韧体 的独立数字芯片而执行，其中的每一者及所有是由图4中的区块410表示。
[0144] 在步骤614处，产生指示数字距离值的精确度的数字精确度值。在一实施例中，步 骤614可包括判定与在步骤606处产生的模拟光侦测信号相关联的信噪比（SNR)，及取决于 SNR而产生数字精确度值。判定与在606处产生的模拟光侦测信号相关联的SNR可包括(例 如）判定通过光侦测器侦测的环境光的噪声频谱密度比重，及取决于通过光侦测器侦测的 环境光的所判定噪声频谱密度比重而判定SNR，如上文按额外细节来描述。在一特定实施例 中，步骤614可包括取决于设定光学式邻近侦测器的噪声带宽的积分时间、与产生模拟光侦 测信号的光侦测器相关联的DC光电流及使用光侦测器产生的模拟光侦测信号的量值而判 定数位精确度值。在某些实施例中，在步骤614处产生的数字精确度值为指示标准偏差的量 测结果。举例而言，数字精确度值可为标准偏差的恒定倍数，此取决于所要行为及实施。步 骤614可通过(例如)精确度估计器(例如，图4中的166)执行。
[0145] 在步骤616处，输出数字距离值及数字精确度值。举例而言，数字距离值可通过距 离计算器(例如，图1及图2中的164)输出，且数字精确度值可通过精确度估计器(例如，图4 中的166)输出。输出的数字距离值及数字精确度值可皆为相同长度单位形式。替代性地，输 出的数字距离值是以长度为单位，且输出的数字精确度值对应于百分比，如上文所解释。其 他变化也是可能的。
[0146] 根据本发明的实施例，数字精确度值愈小，信号完整性愈好。换言之，与距离量测 相关联的误差棒较小。相反，数字精确度值愈大，信号完整性愈坏。换言之，与距离量测结果 相关联的误差棒较大，且因此数字距离值可能不受信任。更一般而言，数字精确度值之量值 可与数字距离值的精确度成反比，以使得数字距离值的量值愈小，数字距离值的精确度愈 大。
[0147] 在某些实施例中，方法也可包括取决于数字精确度值判定是否使用数字距离值来 选择性地启用或停用子系统。举例而言，数字精确度值可与指示指定最小可接受精确度的 精确度临限位准相比。在此实施例中，若数字精确度值低于精确度临限位准，则存在数字距 离值应用以选择性地启用或停用子系统的判定。另一方面，若数字精确度值高于精确度临 限位准，则存在数字距离值应不用以选择性地启用或停用子系统的判定。
[0148] 邏
[0149] 本文中所描述的光学式邻近侦测器可用于各种系统，包括(但不限于)手机及手持 型装置。参照图7的系统700,例如，光学式邻近侦测器102或402可用以控制是启用抑或停用 子系统706(例如，触摸屏、显示器、背光、虚拟滚轮、虚拟小键盘、导览垫、摄影机、另一传感 器、中央处理单元(central processing unit;CPU)、机械致动器等）。举例而言，光学式邻 近侦测器可侦测诸如人的手指之对象接近的时间，且基于该侦测，启用（或停用）子系统 706。更特定言之，邻近侦测器102或402的输出可提供至比较器或处理器704,其可(例如)将 邻近侦测器的输出与一临限值比较，以判定对象是否在应启用（或停用，取决于所需要)子 系统706的范围内。可使用多个临限值(例如，储存的数字值），且一个以上可能响应可基于 对象的侦测的邻近而出现。举例而言，若对象在第一邻近范围内，则第一响应可出现，且若 对象在第二邻近范围内，则第二响应可出现。例示性响应可包括开始各种系统及/或子系统 操作。
[0150] 虽然以上已描述本发明的各种实施例，但应理解，其已通过实例且非限制来呈现。 熟习相关技术者将显而易知，在不背离本发明的精神及范畴的情况下可在形式及细节方面 进行各种变化。举例而言，虽然图1及图4中的光源104及光侦测器106经展示为在光学式邻 近侦测器外部，但光源104及光侦测器106中的一或两者可取决于实施而视为光学式邻近侦 测器102或402的一部分，且更特定言的光学式邻近侦测器的模拟前端的一部分。
[0151] 本发明的范围及范畴不应由上文所描述例示性实施例中的任一者限制，而应仅根 据以下权利要求及其等效物进行定义。
【主权项】
1. 一种由包括一光源及一光侦测器的一光学式邻近侦测器使用的方法，该方法包含： (a) 利用具有一载波频率的一驱动信号驱动该光源以借此使该光源发射具有该载波频 率的光； (b) 产生指示由该光源发射的该光的反射离开一对象且入射于该光侦测器上的一部分 的一量值及一相位的一模拟光侦测信号； (c) 使用放大电路放大该模拟光侦测信号以借此产生一经振幅调整的模拟光侦测信 号； (d) 取决于该经振幅调整的模拟光侦测信号产生数字同相信号及正交相位信号； (e) 取决于这些数字同相信号及正交相位信号产生指示该光学式邻近侦测器与该对象 之间的一距离的一数字距离值； (f) 产生指示该数字距离值的一精确度的一数字精确度值;及 (g) 输出该数字距离值及该数字精确度值。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(f)包括： 判定与在步骤(b)处产生的该模拟光侦测信号相关联的一信噪比（signal-to-noise ratio;SNR);及 取决于该信噪比产生该数字精确度值。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，该判定与在步骤(b)处产生的该模拟光侦测 信号相关联的该信噪比包括： 判定由该光侦测器侦测的环境光的一噪声频谱密度比重;及 取决于由该光侦测器侦测的环境光的该判定的噪声频谱密度比重来判定该信噪比。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(f)包括取决于以下各者来判定该数字 精确度值： 一积分时间，其设定该光学式邻近侦测器的一噪声带宽； 一 DC光电流，其与产生该模拟光侦测信号的该光侦测器相关联;及 使用该光侦测器产生的该模拟光侦测信号的一量值。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(f)处产生的该数字精确度值包含指 示标准偏差的一量测值。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(g)处输出的该数字距离值及该数字 精确度值采用一相同长度单位。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(g)处，输出的该数字距离值是采用一 长度单位，且输出的该数字精确度值对应于一百分比。8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包含： (h) 取决于该数字精确度值判定是否使用该数字距离值以选择性地启用或停用一子系 统。9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(h)包含： (h. i)比较该数字精确度值与指示一指定最小可接受精确度的一精确度临限位准； (h.ii)若该数字精确度值低于该精确度临限位准，则判定该数字距离值应用以选择性 地启用或停用该子系统;及 (h.iii)若该数字精确度值高于该精确度临限位准，则判定该数字距离值应不用以选 择性地启用或停用该子系统。10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该数字精确度值的一量值与该数字距离值 的一精确度成反比，以使得该数字距离值的该量值愈小，该数字距离值的该精确度愈大。11. 一种光学式邻近侦测器，特征在于，包含： 一驱动器，其产生具有一载波频率的一驱动信号，该驱动信号用于驱动一光源以借此 使该光源发射具有该载波频率的光； 一光侦测器，其产生一光侦测信号，该光侦测信号指示由该光源发射的该光的反射离 开一对象且入射于该光侦测器上的一部分的一量值及一相位； 一模拟前端，其包括 放大电路，其接收该光侦测信号且输出一经振幅调整的光侦测信号； 一或多个模拟至数字转换器(ADC)，其 接收该经振幅调整的光侦测信号或自其产生的同相信号及正交相位信号，且 输出一数字光侦测信号或数字同相信号及正交相位信号;及 一数字后端，其包括 一距离计算器，其取决于由该模拟前端的该一或多个模拟至数字转换器输出的该数字 光侦测信号或这些数字同相信号及正交相位信号而产生一数字距离值，该数字距离值指示 该光学式邻近侦测器与该对象之间的一距离;及 一精确度估计器，其产生指示该数字距离值的一精确度的一精确度值。12. 如权利要求11所述的光学式邻近侦测器，其特征在于，该精确度估计器适合于判定 与该模拟光侦测信号相关联的一信噪比（SNR)及取决于该信噪比来判定该精确度值。13. 如权利要求12所述的光学式邻近侦测器，其特征在于，该精确度估计器适合于取决 于由该光侦测器侦测的环境光的一噪声频谱密度比重来判定该信噪比。14. 如权利要求11所述的光学式邻近侦测器，其特征在于，该精确度估计器适合于取决 于以下各者来判定该数字精确度值： 一积分时间，其设定该光学式邻近侦测器的一噪声带宽； 一 DC光电流，其与产生该模拟光侦测信号的该光侦测器相关联;及 使用该光侦测器产生的该模拟光侦测信号的一量值。15. 如权利要求11所述的光学式邻近侦测器，其特征在于，该数字精确度值指示与该数 字距离值相关联的一标准偏差。16. 如权利要求11所述的光学式邻近侦测器，其特征在于，该数字距离值及该数字精确 度值采用一相同长度单位。17. 如权利要求11所述的光学式邻近侦测器，其特征在于，该数字距离值采用一长度单 位，且该数字精确度值对应于一百分比。18. -种系统，特征在于，包含： 一驱动器，其产生具有一载波频率的一驱动信号，该驱动信号用于驱动一光源以借此 使该光源发射具有该载波频率的光； 一光侦测器，其产生一光侦测信号，该光侦测信号指示由该光源发射的该光的反射离 开一对象且入射于该光侦测器上的一部分的一量值及一相位； 一模拟前端，其接收该光侦测信号且输出一数字光侦测信号或数字同相信号及正交相 位信号;及 一数字后端，其接收经由该模拟前端输出的该数字光侦测信号或这些数字同相信号及 正交相位信号，且取决于前述各者判定并输出： (i) 一数字距离值，其指示该光学式邻近侦测器与该对象之间的一距离，及 (i i) 一精确度值，其指示该数字距离值的一精确度。19. 如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包含： 一子系统，其能够被启用及停用;及 一比较器或处理器，其自该数字后端接收数字距离值及该数字精确度值，且若该数字 精确度值低于指示一指定最小可接受精确度的一精确度临限位准，则取决于该数字距离值 选择性地启用或停用该子系统。20. 如权利要求19所述的系统，其特征在于，该子系统是选自由以下各者组成的群组： 一触摸屏， 一显示器， 一背光， 一虚拟滚轮， 一虚拟小键盘， 一导览垫， 一摄影机， 一传感器， 一中央处理单元(CRJ)，或 一机械致动器。
【专利摘要】一种光学式邻近侦测器，其包括一驱动器、光侦测器、模拟前端及数字后端。该驱动器驱动光源以发射光。该光侦测器产生指示该发射光的反射离开一对象并入射于该光侦测器上的一部分的一量值及一相位的一光侦测信号。该模拟前端包括放大电路，及输出一数字光侦测信号或指示其的数字同相信号及正交相位信号的一或多个模拟至数字转换器(ADC)。该数字后端包括一距离计算器及一精确度估计器。该距离计算器取决于通过该模拟前端的该(等)ADC输出的该数字光侦测信号或这些数字同相信号及正交相位信号而产生一数字距离值。该精确度估计器产生指示该数字距离值的一精确度的一精确度值。
【IPC分类】G01S7/497, G01S17/02, G01S17/08
【公开号】CN105699955
【申请号】CN201510833552
【发明人】井樽·博美
【申请人】英特希尔美国公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年11月25日
【公告号】US20160161610