CN103823212A - 接近光传感器以及终端设备 - Google Patents

Abstract

接近光传感器以及终端设备，所属接近光传感器包括：基板；光源，设置在基板的第一区域，配置来产生光线；第一偏振片，设置在光源之上，第一偏振片允许具有第一偏振方向的光通过第一偏振片，其中第一偏振片接收来自光源的第一光线，并且使从第一偏振片透射出的光线为具有第一偏振方向的光线；第一感光单元，设置在基板的第二区域；第二偏振片，设置在第一感光单元之上，第二偏振片允许具有第一偏振方向的光线通过第二偏振片；第二感光单元，设置在基板的第二区域，并且与第一感光单元相邻；以及第三偏振片，设置在第二感光单元之上，第三偏振片允许具有第二偏振方向的光线通过第三偏振片，其中第一偏振方向与第二偏振方向不同。

Description

接近光传感器以及终端设备

技术领域

本发明涉及一种接近光传感器，以及应用了该接近光传感器的终端设备。

背景技术

当前，越来越多的终端设备（如，智能手机、平板电脑）配备了接近传感器以提供与接近行为（如，终端设备贴近头部、放进兜里等等）相关的处理。接近传感器可以由接近光传感器实现，其可以通过发射特定波长的光并根据被特定物体反射回的特定波长的光来判断终端设备是否接近特定物体。然而，终端设备周围的环境光（环境光噪音）通常会影响判断终端设备是否接近特定物体的处理。

现有技术中的一种方案是通过检测打开以及关闭接近光传感器的光源，并且计算打开以及关闭光源时的光强并计算二者的差值来消除环境光的干扰。然而，上述处理不适用于环境光快速变化的情况，并且在环境光快速变化的情况下可能产生误触发。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种接近光传感器，包括：基板；光源，设置在所述基板的第一区域，配置来产生光线；第一偏振片，设置在所述光源之上，所述第一偏振片允许具有第一偏振方向的光通过所述第一偏振片，其中所述第一偏振片接收来自所述光源的第一光线，并且使从所述第一偏振片透射出的光线为具有第一偏振方向的光线；第一感光单元，设置在所述基板的第二区域；第二偏振片，设置在所述第一感光单元之上，所述第二偏振片允许具有所述第一偏振方向的光线通过所述第二偏振片；第二感光单元，设置在所述基板的第二区域，并且与所述第一感光单元相邻；以及第三偏振片，设置在所述第二感光单元之上，所述第三偏振片允许具有第二偏振方向的光线通过所述第三偏振片，其中所述第一偏振方向与所述第二偏振方向不同。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第一偏振方向与所述第二偏振方向相互垂直。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第三偏振片阻止具有第一偏振方向的光线通过所述第三偏振片，使得具有第一偏振方向的光线无法到达所述第二感光单元。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第一感光单元基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的第一光强信号；以及所述第二感光单元基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的第二光强信号，其中所述第一光强信号以及所述第二光强信号用于消除所述接近光传感器周围的环境光噪音。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第一光强信号与所述第二光强信号之间的差值用于判断所述接近光传感器是否与特定的对象靠近。

根据本发明的另一方面，提供一种终端设备，包括：接近光传感器，所述接近光传感器进一步包括：基板；光源，设置在所述基板的第一区域，配置来产生光线；第一偏振片，设置在所述光源之上，所述第一偏振片允许具有第一偏振方向的光通过所述第一偏振片，其中所述第一偏振片接收来自所述光源的第一光线，并且使从所述第一偏振片透射出的光线为具有第一偏振方向的光线；第一感光单元，设置在所述基板的第二区域；第二偏振片，设置在所述第一感光单元之上，所述第二偏振片允许具有所述第一偏振方向的光线通过所述第二偏振片；第二感光单元，设置在所述基板的第二区域，并且与所述第一感光单元相邻；以及第三偏振片，设置在所述第二感光单元之上，所述第三偏振片允许具有第二偏振方向的光线通过所述第三偏振片，其中所述第一偏振方向与所述第二偏振方向不同。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第一偏振方向与所述第二偏振方向相互垂直。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第三偏振片阻止具有第一偏振方向的光线通过所述第三偏振片，使得具有第一偏振方向的光线无法到达所述第二感光单元。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第一感光单元基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的第一光强信号；以及所述第二感光单元基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的第二光强信号，

此外，根据本发明的一个实施例，进一步包括：处理单元，配置来基于所述第一光强信号以及所述第二光强信号来消除所述接近光传感器周围的环境光噪音，其中所述处理单元通过所述第一光强信号与所述第二光强信号之间的差值来消除所述接近光传感器周围的环境光噪音，以及所述差值用于判断所述接近光传感器是否与特定的对象靠近。

通过上述配置，通过在光源上设置具有第一偏振方向的偏振片使得射出接近光传感器的光具有第一偏振方向，并且在第一感光单元上设置具有第一偏振方向的第一偏振片并在第二感光单元上设置具有第二偏振方向的第二偏振片，可以有效地消除环境光的光强带来的干扰，并且即使环境光快速变化，由于其对第一感光单元以及第二感光单元的影响（光强）是基本相同的，因此不会对接近判断处理产生不利的影响，从而提高了接近判断处理的精度。

附图说明

图1是图解根据本发明实施例的接近光传感器的示意方框图；以及

图2是图解根据本发明实施例的终端设备的示意方框图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。这里，根据本发明示例性实施例的接近光传感器可以应用到诸如智能手机或平板电脑之类的终端设备中。

下面将参照图1描述根据本发明实施例的接近光传感器。图1是图解根据本发明示例性实施例的接近光传感器的示意方框图。

如图1所示，根据本发明实施例的接近光传感器1可以包括基板10、光源11、第一偏振片12、第一感光单元13、第二偏振片14、第二感光单元15以及第三偏振片16。

基板10可以由任意的半导体基板实现，并且可以在其上设置电路以及元器件。

光源11设置在基板10的特定区域（下面称为第一区域）。光源11可以由LED光源（如，红外LED灯）实现，并且可以用于产生具有特定波长的光线。

第一偏振片12，设置在光源11之上，可以在生成时对第一偏振片12的参数进行调整，使得该第一偏振片12具有第一偏振方向。在这种情况下，第一偏振片12允许具有第一偏振方向的分量的光线通过第一偏振片。具体地，第一偏振片12接收来自光源11的光线，并且从该第一偏振片12透射出的光线被调整为具有第一偏振方向的振动方向，也就是，第一偏振片12阻止来自光源11的光线中与第一偏振方向垂直的方向上的分量通过第一偏振片12。

第一感光单元13可以设置在基板10的另一区域上（下面称为第二区域），并且第一感光单元13可以由任意的光电二极管实现。第一感光单元13可以产生表示其接收到的光线的强度的信息。

第二偏振片14可以设置在第一感光单元13之上，并且具有第一偏振方向。第二偏振片14允许具有第一偏振方向的分量的光线通过第二偏振片14，也就是，第二偏振片14阻止照射到第二偏振片14的光线中与第一偏振方向垂直的方向上的分量通过第二偏振片14。

第二感光单元15可以设置在基板10的第二区域，并且可以与第一感光单元13相邻。第二感光单元15可以由任意的光电二极管实现，并且可以产生表示其接收到的光线的强度的信息。

第三偏振片16可以设置在第二感光单元之上，并且具有第二偏振方向。第三偏振片16允许具有第二偏振方向的光线通过第三偏振片，也就是，第三偏振片16阻止照射到第三偏振片16的光线中与第二偏振方向垂直的方向上的分量通过第三偏振片16。

这里，需要注意的是，第一偏振方向与第二偏振方向不同。下面将以第一偏振方向与第二偏振方向相互垂直为例进行描述。

在根据本发明实施例的接近光传感器工作时，由于第一偏振片12设置在光源11之上并且具有第一偏振方向，因此从第一偏振片12通过的光线（来自光源11）具有第一偏振方向。在这种情况下，如果通过第一偏振片12射出接近光传感器1的光线被特定的物体（如，用户头部、口袋等等）反射，则在被反射回的光线到达接近光传感器1时，该光线可以通过具有第一偏振方向的第二偏振片14，并且可以被第一感光单元13接收。此外，由于第三偏振片16具有第二偏振方向，并且该第二偏振方向与第一偏振方向相互垂直，因此第三偏振片16阻止具有第一偏振方向的光线通过第三偏振片16，使得具有第一偏振方向的光线无法到达第二感光单元15。在这种情况下，在前述被反射回的光线到达接近光传感器1时，该光线不能通过第三偏振片16，并且不能被第二感光单元15接收。

根据本发明的实施例，第一感光单元13可以基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的光强信号（下面称为第一光强信号），并且第二感光单元15基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的光强信号（下面称为第二光强信号）。这里，根据本发明的实施例，第一光强信号以及第二光强信号可以用于消除接近光传感器1周围的环境光噪音。具体地，由于环境光的光线通常是包含在各个偏振方向上振动的光线的散射光，并且其通常在各个偏振方向上的分量（振动幅度）基本相同，因此通过第一偏光片以及第二偏光片的光线的震动幅度（光强）基本相同。在这种情况下，可以通过第一光强信号与第二光强信号之间的差值来消除接近光传感器1周围的环境光噪音，并且该差值可以反映射出接近光传感器1且被特定的物体返回的光线的强度，因此该差值可以用于判断接近光传感器1是否与特定的对象靠近。

通过上述配置，通过在光源上设置具有第一偏振方向的偏振片使得射出接近光传感器的光具有第一偏振方向，并且在第一感光单元上设置具有第一偏振方向的第一偏振片，并且在第二感光单元上设置具有第二偏振方向的第二偏振片，可以有效地消除环境光的光强带来的干扰，并且即使环境光快速变化，由于其对第一感光单元以及第二感光单元的影响是基本相同的，因此不会对接近判断处理产生不利的影响，从而提高了接近判断处理的精度。

在上面描述了第一偏振方向和第二偏振方向相互垂直的情况，然而本发明不限于此，只要第一偏振方向和第二偏振方向不同，也可以消除环境光噪声。例如，在第一偏振方向和第二偏振方向不相互垂直的情况下，从接近光传感器射出并被特定物体反射的光线（具有第一偏振方向）在通过第三偏振片后的光线的强度（分量）与第一偏振方向和第二偏振方向之间的夹角对应，因此可以通过第一偏振方向和第二偏振方向之间的夹角的三角函数计算通过第三偏振片的该光线的强度。此外，由于环境光在第一偏振方向和第二偏振方向的分量基本相同，因此第一感光单元以及第二感光单元二者之间的差值也可以代表射出接近光传感器1且被特定的物体返回的光线的强度，从而可以根据该差值应用于接近判断处理。

此外，为了避免光源11发出的光在接近光传感器1内部影响，在光源11与第一感光单元13与第二感光单元15之间还可以设置遮光板以阻止光源11的光直接照射到第一感光单元13与第二感光单元15。另外，在第一感光单元13和第二感光单元15还可以设置遮光板以防止二者之间的相互影响。

接下来，将参照图2描述根据本发明实施例的终端设备。这里，根据本发明实施例的终端设备可以是诸如智能手机、平板电脑之类的终端设备。

如图2所示，根据本发明实施例的终端设备2可以包括接近传感器20，其可以设置在终端设备2的正面（设置显示屏幕的表面），并且可以包括基板200、光源201、第一偏振片202、第一感光单元203、第二偏振片204、第二感光单元205以及第三偏振片206。这里，由于基板200、光源201、第一偏振片202、第一感光单元203、第二偏振片204、第二感光单元205以及第三偏振片206的结构和功能与图1所示的基板10、光源11、第一偏振片12、第一感光单元13、第二偏振片14、第二感光单元15以及第三偏振片16一致，因此这里仅对其进行简单描述。

光源201设置在基板200的第一区域，并且可以用于产生具有特定波长的光线（如，红外光）。第一偏振片202设置在光源201之上，并且具有第一偏振方向。在这种情况下，第一偏振片202允许具有第一偏振方向的分量的光线通过第一偏振片。具体地，第一偏振片202接收来自光源201的光线，并且从该第一偏振片202透射出的光线被调整为具有第一偏振方向的振动方向。第一感光单元203设置在基板200的第二区域（相邻于第一区域），并且第一感光单元203产生表示其接收到的光线的强度的信息。第二偏振片204设置在第一感光单元203之上，并且具有第一偏振方向。第二偏振片204允许具有第一偏振方向的分量的光线通过第二偏振片204。第二感光单元205设置在基板200的第二区域，并且可以与第一感光单元203相邻。第三偏振片206可以在第二感光单元205之上，并且具有第二偏振方向。第三偏振片206允许具有第二偏振方向的光线通过第三偏振片。

这里，需要注意的是，第一偏振方向与第二偏振方向不同。下面将以第一偏振方向与第二偏振方向相互垂直为例进行描述。

根据本发明的实施例，在终端设备2的接近光传感器20工作时，由于第一偏振片202设置在光源201之上并且具有第一偏振方向，因此从第一偏振片202通过的光线（来自光源201）是具有第一偏振方向的光线。在这种情况下，如果通过第一偏振片202射出接近光传感器20的光线被特定的物体（如，用户头部、口袋等等）反射，则在被反射的光线到达接近光传感器20时，该光线可以通过具有第一偏振方向的第二偏振片204，并且可以被第一感光单元203接收。此外，由于第三偏振片206具有第二偏振方向，并且该第二偏振方向与第一偏振方向相互垂直，因此第三偏振片206阻止具有第一偏振方向的光线通过第三偏振片206，使得具有第一偏振方向的光线无法到达第二感光单元205。在这种情况下，在前述被反射的光线到达接近光传感器20时，该光线不能通过第三偏振片206，并且不能被第二感光单元205接收。

根据本发明的实施例，第一感光单元203可以基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的第一光强信号，而第二感光单元205基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的第二光强信号。

这里，根据本发明的实施例，第一光强信号以及第二光强信号可以用于消除终端设备2的接近光传感器20周围的环境光噪音。如之前描述的那样，因为环境光通常是包含在各个偏振方向上振动的光线的散射光，并且环境光通常在各个偏振方向上的分量（振动幅度）基本相同，因此通过第一偏光片以及第二偏光片的环境光的震动幅度（光强）基本相同。在这种情况下，可以通过第一光强信号与第二光强信号之间的差值来消除接近光传感器20周围的环境光噪音，并且该差值可以反映射出接近光传感器20且被特定的物体返回的光线的强度，因此该差值可以用于判断接近光传感器20是否与特定的对象靠近。

例如，可以通过终端设备2的处理单元（未示出）执行差值的计算以及接近判断处理。这里，终端设备2的处理单元可以由任意的处理器或微处理器实现，并且可以基于预设在终端设备2中的程序执行预设的处理。根据本发明的实施例，处理单元可以从第一感光单元203接收第一光强信号，并且可以从第二感光单元205接收第二光强信号。然后，处理单元可以基于所接收到的第一光强信号以及第二光强信号来消除接近光传感器20周围的环境光噪音。具体地，由于通过第一偏光片以及第二偏光片的环境光的震动幅度（光强）基本相同，而从接近光传感器20射出并被特定物体反射回的光可以通过第二偏光片并被第一感光单元203接收，但无法通过第三偏光片使得第二感光单元205无法接收，因此处理单元可以通过第一光强信号与第二光强信号之间的差值来消除接近光传感器周围的环境光噪音。例如，处理单元可以通过将第一光强信号的值减去第二光强信号的值以产生二者的差值的方式消除接近光传感器周围的环境光噪音以及差值用于判断接近光传感器是否与特定的对象靠近。这里，处理单元可以该差值的大小来判断接近光传感器20是否靠近特定的物体。例如，当该差值的大小大于一预设阈值时，处理单元可以判断该接近光传感器20或终端设备2靠近特定物体，并且处理单元可以给予该判断执行预设的处理（如，进入休眠状态）。这里，由于接近判断处理以及基于判断结果执行的处理对于本领域技术人员来说是熟知的，因此这里不再对其进行详细描述。

在上面描述了终端设备2的处理单元执行的处理，然而，本发明不限于此。例如，处理单元可以设置在接近光传感器20中。例如，可以在接近光传感器20中设置微处理器或微控制器执行相应的接近判断处理以代替处理单元，并且将判断结果提供给终端设备2的处理单元。

此外，为了避免光源201发出的光在接近光传感器20内部影响，在光源201与第一感光单元203和第二感光单元205之间还可以设置遮光板以阻止光源201的光直接照射到第一感光单元203与第二感光单元205。另外，在第一感光单元203和第二感光单元205还可以设置遮光板以防止二者之间的相互影响。

在上面详细描述了本发明的各个实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种接近光传感器，包括： 

基板； 

光源，设置在所述基板的第一区域，配置来产生光线； 

第一偏振片，设置在所述光源之上，所述第一偏振片允许具有第一偏振方向的光通过所述第一偏振片，其中所述第一偏振片接收来自所述光源的第一光线，并且使从所述第一偏振片透射出的光线为具有第一偏振方向的光线； 

第一感光单元，设置在所述基板的第二区域； 

第二偏振片，设置在所述第一感光单元之上，所述第二偏振片允许具有所述第一偏振方向的光线通过所述第二偏振片； 

第二感光单元，设置在所述基板的第二区域，并且与所述第一感光单元相邻；以及 

第三偏振片，设置在所述第二感光单元之上，所述第三偏振片允许具有第二偏振方向的光线通过所述第三偏振片，其中所述第一偏振方向与所述第二偏振方向不同。 

2.如权利要求1所述的接近光传感器，其中 

所述第一偏振方向与所述第二偏振方向相互垂直。 

3.如权利要求2所述的接近光传感器，其中 

所述第三偏振片阻止具有第一偏振方向的光线通过所述第三偏振片，使得具有第一偏振方向的光线无法到达所述第二感光单元。 

4.如权利要求3所述的接近光传感器，其中 

所述第一感光单元基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的第一光强信号；以及 

所述第二感光单元基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的第二光强信号， 

其中所述第一光强信号以及所述第二光强信号用于消除所述接近光传感器周围的环境光噪音。 

5.如权利要求4所述的接近光传感器，其中 

所述第一光强信号与所述第二光强信号之间的差值用于判断所述接近光传感器是否与特定的对象靠近。 

6.一种终端设备，包括： 

接近光传感器，所述接近光传感器进一步包括： 

基板； 

光源，设置在所述基板的第一区域，配置来产生光线； 

第一偏振片，设置在所述光源之上，所述第一偏振片允许具有第一偏振方向的光通过所述第一偏振片，其中所述第一偏振片接收来自所述光源的第一光线，并且使从所述第一偏振片透射出的光线为具有第一偏振方向的光线； 

第一感光单元，设置在所述基板的第二区域； 

第二偏振片，设置在所述第一感光单元之上，所述第二偏振片允许具有所述第一偏振方向的光线通过所述第二偏振片； 

第二感光单元，设置在所述基板的第二区域，并且与所述第一感光单元相邻；以及 

第三偏振片，设置在所述第二感光单元之上，所述第三偏振片允许具有第二偏振方向的光线通过所述第三偏振片，其中所述第一偏振方向与所述第二偏振方向不同。 

7.如权利要求6所述的终端设备，其中 

所述第一偏振方向与所述第二偏振方向相互垂直。 

8.如权利要求7所述的终端设备，其中 

所述第三偏振片阻止具有第一偏振方向的光线通过所述第三偏振片，使得具有第一偏振方向的光线无法到达所述第二感光单元。 

9.如权利要求8所述的终端设备，其中 

所述第一感光单元基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的第一光强信号；以及 

所述第二感光单元基于其接收到的光线产生与所接收到的光线的光强对应的第二光强信号。 

10.如权利要求9所述的终端设备，进一步包括： 

处理单元，配置来基于所述第一光强信号以及所述第二光强信号来消除所述接近光传感器周围的环境光噪音， 

其中所述处理单元通过所述第一光强信号与所述第二光强信号之间的差值来消除所述接近光传感器周围的环境光噪音，以及所述差值用于判断所述 接近光传感器是否与特定的对象靠近。 

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