接近传感器的制作方法

本公开内容涉及可操作成检测接近感测设备的环境中的目标的接近传感器或接近感测设备，并且特别地涉及针对串扰对接近感测设备进行补偿的方法。

背景技术：

1、接近感测设备用于检测在该接近感测设备的环境内目标是否存在以及/或者用于测量目标与该接近感测设备之间的距离。接近感测设备包括红外(ir)led发射器和光电二极管，该光电二极管被配置成检测从目标反射的光。由光电二极管产生的电流的量同目标与接近感测设备之间的距离成比例。ir led发射器可操作成产生特定数目的光脉冲，而积分器对由光电二极管产生的每个所得脉冲电流进行积分以产生数字输出电流。

2、理想地，当在接近感测设备的环境内不存在目标以从目标反射光时，数字电流输出应当为零。然而，如果接近感测设备在表面下方例如在移动电话显示器玻璃下方，则由irled发射器发射的光的一部分可能由该表面反射，这可能导致不想要的非零数字电流输出。不想要的非零数字电流输出被称为串扰。

3、借助于校准处理在积分器中对串扰进行补偿。校准处理涉及对串扰进行测量以获得校准电流。在校准处理之后的测量中，从数字电流输出中减去该校准电流，这产生了期望的数字电流输出，例如在没有不想要的串扰影响的情况下的数字电流输出。

4、使用数模转换器从数字电流输出中减去校准电流，该数模转换器使用数字信号来控制。该数字信号的单个值被存储在存储装置中，例如存储在可编程偏移寄存器中。

5、本公开内容的至少一个方面的目的是提供减少串扰的替选且更准确的方法。

技术实现思路

1、申请人发现，使用单个数字信号值可能不适合于遍及环境ir光强度的范围内提供补偿。特别地，单个数字信号值可能导致遍及环境ir光强度的范围中的至少一些范围的不想要的非零数字电流输出，例如，不准确的接近测量。

2、因此，本公开内容旨在提供用于遍及环境ir光强度的范围对串扰进行补偿的接近感测设备和方法。

3、根据本公开内容的第一方面，提供了一种接近感测设备，该接近感测设备包括：辐射发射器；辐射传感器，其被配置成感测来自该辐射发射器的反射辐射；以及存储器，其用于存储多个环境辐射水平范围和映射到所述多个环境辐射水平范围的多个系数。接近感测设备还包括处理电路系统，该电路处理电路系统被配置成通过从来自该辐射传感器的输出中减去以下述任一者按比例改变的所测量的环境辐射水平来针对串扰对所述输出进行补偿：从所述多个系数中选择的系数；或者从所述多个系数中导出的值。

4、有利地，这样的设备可以适用于遍及环境辐射水平的范围针对串扰更准确地对来自辐射传感器的输出进行补偿。每个环境辐射水平可以具有不同的环境辐射幅度或强度。串扰可以指从接近感测设备或者接近感测设备是其构成部分的设备的表面反射的不想要的环境辐射。例如，串扰可能由移动电话显示器玻璃产生。

5、特别地，接近感测设备可以适用于防止由串扰引起的误差相对于环境辐射的强度而增加或以其他方式改变。

6、有利地，这样的设备可以适用于在高串扰应用中进行的操作。

7、值得注意的是，接近感测设备被配置成基于当前的环境辐射水平使用许多可能系数中的合适系数来对所述输出进行按比例改变，以产生与仅仅假设单个常数值的现有技术中的相比较更准确的输出。

8、有利地，这样的设备可以适用于在存在强环境辐射的情况下进行的操作。

9、接近感测设备包括环境辐射传感器，该环境辐射传感器被配置成获得所测量的环境辐射水平。

10、接近感测设备的处理电路系统可以被配置成使用步骤(a)至步骤(c)中的至少一个从多个系数中选择所述系数：

11、(a)将所测量的环境辐射水平与环境辐射水平范围进行比较；

12、(b)选择将所测量的环境辐射水平包含在内或与所测量的环境辐射水平最接近的环境辐射水平范围；

13、(c)从所述多个系数中选择映射到将所测量的环境辐射水平包含在内或与所测量的环境辐射水平最接近的环境辐射水平范围的系数。

14、有利地，如果环境辐射水平是连续的，则可以执行选择将所测量的环境辐射水平包含在内的环境辐射水平范围。

15、有利地，如果环境辐射水平是不连续的，则可以执行选择与所测量的环境辐射水平最接近的环境辐射水平范围。例如，在一些环境辐射水平数据丢失的情况下。

16、有利地，可以使用连续的环境辐射水平与非连续的环境辐射水平的组合。

17、接近感测设备的处理电路系统可以被配置成通过对多个系数执行下述中的至少一者来导出所述值：线性内插、二阶或更高阶内插、曲线拟合或机器学习算法。

18、有利地，相对于现有技术，线性内插可以提高导出所述值的准确性。相对于其他导出方法，线性内插可以使得能够使用较简单和/或较便宜的处理电路系统。线性内插可以指对一阶多项式函数进行内插。

19、有利地，相对于线性内插，二阶或更高阶内插可以提高导出所述值的准确性。二阶或更高阶可以指对至少二阶的多项式函数进行内插。例如，可以使用二阶多项式函数、三阶多项式函数、四阶多项式函数或五阶多项式函数。

20、有利地，在除了多项式函数以外的函数最佳拟合环境辐射水平数据时可以使用曲线拟合，以提高相对于其他值导出方法导出所述值的准确性。曲线拟合可以指对任何非多项式函数包括但不限于：指数函数、对数函数和三角函数进行的内插。

21、有利地，可以使用机器学习算法来导出所述值，例如，在环境辐射水平数据持续更新以及/或者随时间变化使得预定义函数并不总是最佳拟合环境辐射水平数据的情况下，可以使用机器学习算法。

22、代替内插，可以使用外推来导出所述值。

23、有利地，导出所述值可以通过值导出方法中的任一种单独地或者组合地执行。例如，对于不同的环境辐射水平，可以使用不同的方法来导出所述值。

24、辐射可以是下述中的一种：微波辐射、毫米波长辐射、红外光、可见光或紫外光。

25、有利地，所述辐射可以是红外光(例如，日光或白炽灯光)。

26、接近感测设备的辐射传感器可以包括光学滤波器，该光学滤波器被配置成仅将反射辐射(例如，由辐射发射器发射的辐射)的波长透射至辐射传感器中。

27、有利地，光学滤波器可以是陷波滤波器。

28、接近感测设备可以被配置成针对环境辐射传感器的积分时间对所测量的环境辐射水平进行归一化。环境辐射传感器的积分时间可以是大约10ms、100ms、1000ms、10000ms。

29、有利地，对所测量的环境辐射水平进行归一化可以使得该环境辐射水平能够更容易地用于针对串扰对来自辐射传感器的输出进行补偿。

30、有利地，积分时间可以基于环境辐射水平而变化。例如，对于高的环境辐射水平可以使用低的积分时间，并且对于低的环境辐射水平可以使用高的积分时间。

31、接近感测设备可以被配置成针对环境辐射传感器的模拟增益对所测量的环境辐射水平进行归一化。

32、有利地，对模拟增益进行归一化可以使得该环境辐射水平能够更容易用于针对串扰对来自辐射传感器的输出进行补偿。

33、有利地，模拟增益可以是可编程的。例如，模拟增益可以可编程为2倍、4倍或8倍的增益值。模拟增益还可以更高，例如，在1至8192倍或1至50,000倍的范围内。

34、根据本公开内容的第二方面，提供了一种接近感测方法，该方法包括：接收辐射传感器的输出，其中，该辐射传感器被配置成感测来自辐射发射器的反射辐射；以及接收所测量的环境辐射水平。接近感测方法还包括基于所测量的环境辐射水平从包含多个环境辐射水平范围和映射到所述多个环境辐射水平范围的多个系数的存储器检索从所述多个系数中选择的系数或者从所述多个系数导出的值。接近感测方法还包括通过从所述输出中减去以下述任一者按比例改变的所测量的环境辐射水平来针对串扰对所述输出进行补偿：从所述多个系数中选择的系数或者从所述多个系数导出的值。

35、有利地，这样的方法可以适用于在环境辐射水平的范围内针对串扰更准确地对来自辐射传感器的输出进行补偿。

36、特别地，这样的方法可以适用于防止由串扰引起的误差相对于环境辐射的强度而增加。

37、有利地，这样的方法可以适用于在高串扰的应用中进行的操作。

38、有利地，这样的方法可以适用于在存在高环境辐射的情况下进行的操作

39、接近感测方法可以包括使用环境辐射传感器获得所测量的环境辐射水平。

40、接近感测方法可以包括使用步骤(a)至步骤(c)中的至少一个从多个系数中选择所述系数：

41、(a)将所测量的环境辐射水平与环境辐射水平范围进行比较；

42、(b)选择将所测量的环境辐射水平包含在内或与所测量的环境辐射水平最接近的环境辐射水平范围；

43、(c)从所述多个系数中选择映射到将所测量的环境辐射水平包含在内或与所测量的环境辐射水平最接近的环境辐射水平范围的系数。

44、有利地，如果环境辐射水平是连续的，则可以执行选择将所测量的环境辐射水平包含在内的环境辐射水平范围。

45、有利地，如果环境辐射水平是不连续的，则可以执行选择与所测量的环境辐射水平最接近的环境辐射水平范围。例如，在一些环境辐射水平数据丢失的情况下。

46、有利地，可以使用连续的环境辐射水平和非连续的环境辐射水平的组合。

47、接近感测方法可以包括通过对多个系数执行下述中的至少一者来导出所述值：线性内插、二阶或更高阶内插、曲线拟合或机器学习算法。

48、有利地，相对于现有技术，线性内插可以提高导出所述值的准确性。相对于其他导出方法，线性内插可以使得能够使用较简单和/或较便宜的处理电路系统。线性内插可以指对一阶多项式函数进行内插。

49、有利地，相对于线性内插，二阶或更高阶内插可以提高导出所述值的准确性。二阶或更高阶可以指对至少二阶的多项式函数进行内插。例如，可以使用二阶多项式函数、三阶多项式函数、四阶多项式函数或五阶多项式函数。

50、有利地，在除了多项式函数以外的函数最佳拟合环境辐射水平数据时可以使用曲线拟合，以提高相对于其他值导出方法导出所述值的准确性。曲线拟合可以指对任何非多项式函数包括但不限于：指数函数、对数函数和三角函数进行的内插。

51、有利地，可以使用机器学习算法来导出所述值，例如，在环境辐射水平数据不断更新以及/或者随时间变化使得预定义函数并不总是最佳拟合环境辐射水平数据的情况下，可以使用机器学习算法。

52、代替内插，可以使用外推来导出所述值。

53、有利地，导出所述值可以通过值导出方法中的任一种单独地或组合地执行。例如，对于不同的环境辐射水平，可以使用不同的方法来导出所述值。

54、辐射可以是下述中的一种：微波辐射、毫米波长辐射、红外光、可见光或紫外光。

55、有利地，所述辐射可以是红外光(例如，日光或白炽灯光)。

56、接近感测方法可以包括针对环境辐射传感器的积分时间对所测量的环境辐射水平进行归一化。环境辐射传感器的积分时间可以是大约10ms、100ms、1000ms、10000ms。

57、有利地，对所测量的环境辐射水平进行归一化可以使得该环境辐射水平能够更容易地用于针对串扰对来自辐射传感器的输出进行补偿。

58、有利地，积分时间可以基于环境辐射水平而变化。例如，对于高的环境辐射水平可以使用低的积分时间，并且对于低的环境辐射水平可以使用高的积分时间。

59、接近感测方法可以包括针对环境辐射传感器的模拟增益对所测量的环境辐射水平进行归一化。

60、有利地，对模拟增益进行归一化可以使得该环境辐射水平能够更容易用于针对串扰对来自辐射传感器的输出进行补偿。

61、有利地，模拟增益可以是可编程的。例如，模拟增益可以可编程为2倍、4倍或8倍的增益值。模拟增益还可以更高，例如，在1至8192倍或1至50000倍的范围内。

62、根据本公开内容的第三方面，提供了一种接近感测校准方法，该接近感测校准方法用于确定在针对串扰对来自辐射传感器的输出进行补偿时使用的多个系数，该方法包括：接收来自该辐射传感器的多个输出，其中，该辐射传感器被配置成感测来自辐射发射器的反射辐射；接收多个环境辐射水平，所述多个环境辐射水平中的每个环境辐射水平在基本上与测量所述多个输出中的每个输出的时间对应的时间处进行测量；以及确定所述多个输出与对应的所述多个环境辐射水平之间的关系并且基于该关系导出多个系数。

63、在与测量多个输出中的每个输出的时间基本上相同的时间处测量多个环境辐射水平中的每个环境辐射水平可以不要求该环境辐射水平和输出的测量率或测量时间是相同的。例如，环境辐射水平可以每100ms测量一次，而输出可以每50ms测量一次。在一些实施方式中，环境辐射水平的测量时间可以偏离输出的测量时间。

64、有利地，可以在输出的时间间隔阈值内测量环境辐射水平。例如，该阈值可以是10ms、100ms、1s、10s。

65、有利地，接近感测校准方法可以补偿接近感测设备的老化。

66、有利地，接近感测校准方法可以由接近感测设备的用户或制造商来执行。例如，接近感测校准方法可以在设备首次制造时执行以及/或者可以由用户在使用之前或使用期间执行。

67、接近感测校准方法可以在接收到(例如，来自用户的)校准指令后被调用，或者可以自动地调用例如周期性地调用。

68、在一些实施方式中，接近感测校准方法可以在参数被确定为落在可接受范围之外时调用。例如，这可能在多个系数中的一些或全部系数不再引起致使对感测设备的串扰的准确补偿的情况下进行。

69、确定接近感测校准方法中的关系可以包括使用下述中的任何一种：在对应的所述环境辐射水平下对所述多个输出进行线性拟合；在对应的所述环境辐射水平下对所述多个输出进行二阶或更高阶拟合；在对应的所述环境辐射水平下对所述多个输出进行曲线拟合；或者进行机器学习算法。

70、有利地，相对于现有技术的单个值，线性内插可以提高确定所述关系的准确性。相对于其他导出方法，线性内插可以使得能够使用较简单和/或较便宜的处理电路系统。线性内插可以指对一阶多项式函数进行内插。

71、有利地，相对于线性内插，二阶或更高阶内插可以提高确定所述关系的准确性。二阶或更高阶可以指对至少二阶的多项式函数进行内插。例如，可以使用二阶多项式函数、三阶多项式函数、四阶多项式函数或五阶多项式函数。

72、有利地，在除了多项式函数以外的函数最佳拟合接近感测校准数据时可以使用曲线拟合，以提高相对于其他关系确定方法确定所述关系的准确性。曲线拟合可以指对任何非多项式函数包括但不限于：指数函数、对数函数和三角函数进行的内插。

73、有利地，可以使用机器学习算法来确定所述关系，例如，在接近感测校准数据持续更新以及/或者随时间变化使得预定义函数并不总是最佳拟合接近感测校准数据的情况下，可以使用机器学习算法。

74、代替内插，可以使用外推来确定多个输出与对应的多个环境辐射水平之间的关系。

75、有利地，确定所述关系可以通过关系确定方法中的任一种单独地或组合地执行。例如，针对不同的环境辐射水平，可以使用不同的方法来确定所述关系。

76、接近感测校准方法中的多个系数可以基于多个输出与对应的多个环境辐射水平的关系。

77、通过执行接近感测校准方法，可以更新在接近感测方法中使用的多个系数。

78、根据本公开内容的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其包括指令，所述指令在由处理电路系统执行时使该处理电路系统执行接近感测方法。

79、根据本公开内容的第五方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其包括指令，所述指令在由处理电路系统执行时使该处理电路系统执行接近感测校准方法。

80、有利地，本公开内容的第四方面和第五方面的计算机可读存储介质可以是相同的计算机可读存储介质。

81、有利地，本公开内容的第四方面和第五方面的处理电路系统可以是相同的处理电路系统。

82、有利地，非暂态计算机可读存储介质可以自动地执行接近感测校准方法。例如，可以每年、每月、每周、每天、每小时、每分钟、每秒钟或每毫秒执行接近感测校准方法。

83、有利地，一旦超过校准准确性阈值，接近感测校准方法就可以通知用户。例如，一旦多个系数不再致使针对串扰对接近感测设备进行的准确补偿。在这种情况下，可以提示用户调用接近感测校准方法。

84、有利地，接近感测设备可以包含在例如智能电话、平板电脑、膝上型计算机或其他计算机的显示屏的下方。

85、有利地，接近感测设备可以包含在蜂窝设备中。

86、有利地，被配置成执行接近感测方法和/或接近感测校准方法的处理电路系统可以包含在蜂窝设备中。

87、上面的概要旨在仅是示例性的和非限制性的。本公开内容包括单独的或以各种组合的一个或更多个相应方面、实施方式或特征，无论是否在该组合中或单独地特别说明(包括要求保护的)。应当理解的是，根据本公开内容的任何方面上面限定的特征或下面与本公开内容的任何具体实施方式有关的特征可以单独地或与任何其他方面或实施方式中的任何其他限定的特征组合地使用，或者形成本公开内容的另外的方面或实施方式。