CN106404005B - 补偿周围光和干扰光的光学传感器 - Google Patents

补偿周围光和干扰光的光学传感器 Download PDF

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Abstract

本文中所描述的某些具体实例是关于补偿周围光和干扰光的光学传感器及供与此等光学传感器一起使用的方法，光学传感器包括一光侦测器且包括一光源和/或供与一光源一起使用。某些具体实例涉及侦测入射于所述光侦测器上的周围光的一量及产生指示其周围光侦测数据。另外，此等具体实例涉及侦测干扰光及产生指示其干扰光侦测数据。此外，此等具体实例可涉及基于所述周围光侦测数据而产生一周围光补偿信号，基于所述干扰光侦测数据而产生一干扰光补偿信号，及侦测入射于所述光侦测器上的所关注光以及输出予以指示的近接侦测数据。所述所关注光由反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的一感测区域内的一对象的光引起。

Description

补偿周围光和干扰光的光学传感器
技术领域
本发明的具体实例大体上是关于诸如光学近接传感器的光学传感器及供与其一起使用的方法。
背景技术
诸如光学近接传感器的光学传感器典型地包括光侦测器且典型地供与光源一起使用，其中光源可为光学传感器的部分或可位于光学传感器外部。此等光学传感器可用以基于自对象反射且由光侦测器侦测的起源于光源的光的量值来侦测对象的存在，估计对象的近接和/或侦测对象的运动。随着电池操作式手持型装置(诸如，移动电话)的到来，此等传感器的价值已变得愈来愈重要。举例而言，来自移动电话电池的大量能量用以驱动显示器，且在使移动电话或其它装置处于用户的耳部(在该处无论如何都不能看到移动电话或其它装置)时关断显示器或背光方面存在价值。光学近接传感器已用于此应用及许多其它应用。
对于其它实例，存在可通过光学近接传感器来有利地侦测对象的存在的许多其它应用。此等应用的范围为感测保护型盖罩何时已在机械上开启、纸张何时已正确地定位于打印机中，或操作者的手何时有危险地靠近操作机器。光学近接传感器还可用作简单触控或靠近触控启动式开关，且可实施于比如具有经密封但允许来自源的光传递通过侦测器且在返回时由侦测器感测的塑料外壳的键盘或装置的应用中。
不朝向目标对象发射而是自源直接地发射至侦测器(也就是，在不反射离开目标对象的情况下)的自源至侦测器的光会降低整体装置感测距离的能力。此类光基本上在封装体内侧向地传播，且被视为噪声或“漏光”，且不含有信息且因此可被视为干扰。为了减少且较佳地防止漏光，不透明的光障壁典型地用以光学地将光源与光侦测器隔离。然而，光障壁会增加光学传感器的复杂度、成本及大小。另外，光障壁常常并不完美，从而引起在障壁之下、在障壁之上和/或通过障壁的漏光。
光学传感器常常与盖罩板(其为玻璃、塑料或某一其它保护性透光材料)一起使用(例如，光学传感器置放于盖罩板后方和/或由盖罩板覆盖)。举例而言，盖罩板可为覆盖移动电话、携带型音乐播放器或个人资料助理(PDA)的屏幕的玻璃，或为覆盖膝上型计算机、迷你笔记本电脑或平板计算机的屏幕的玻璃或塑料。当此盖罩板置放于光学传感器之上时，光学传感器常常易受镜面反射影响。镜面反射类似地降低整体装置感测近接的能力，此是因为镜面反射基本上为不含有信息的噪声，且因此可被视为干扰。另外，盖罩板的外部表面上的污迹、污绘、油状物和/或其它污染物将引起不含有信息的反射。
鉴于上文，已希望最小化自光源直接地发射至光侦测器的光，以及最小化镜面反射和/或其它内部反射光的不良效应。用以达成此等目标的习知尝试典型地是关于修改光学传感器的机械/结构设计。
发明内容
在以下详细描述中，参考随附图式，其形成详细描述的部分且其中作为说明而展示特定说明性具体实例。应理解，可利用其它具体实例，且可作出机械及电改变。因此，不应在限制性意义上看待以下详细描述。在以下描述中，类似数字或参考指定符将始终用以指代类似部分或组件。此外，参考数字的第一数字识别参考数前缀次出现的图式。
图1展示例示性光学传感器102，其可为可用以侦测对象的存在，估计对象的近接和/或侦测对象的运动的近接传感器。光学传感器102包括光侦测器114(也被称作光电侦测器)、驱动器106、时序控制器108及模拟至数字转换器(ADC)116。驱动器106受由时序控制器108输出的传输(TX)信号(其也可被称作驱动控制信号，或仅仅控制信号)控制以选择性地驱动光源104。光侦测器114产生模拟光侦测信号(例如，电流)，其指示入射于光侦测器114上的光的强度及相位。ADC将由光侦测器114产生的模拟光侦测信号(例如，电流)转换成数字信号(例如，N位信号)，其可用以侦测对象122的存在、近接和/或运动。光源104可包括(例如)一或多个发光二极管(LED)、激光二极管或真空空腔表面发射激光(VCSEL)，其通常可被称作发光组件。虽然红外线(IR)光源常常用于光学传感器中，但因为人眼不能侦测到IR光，所以光源可替代地产生具有其它波长的光。光侦测器可为(例如)一或多个光电二极管(PD)，但并不限于此。
驱动器106通常经展示为包括电流源I1及开关S1(其基于由时序控制器108输出的传输(TX)信号而选择性地闭合)，其可更一般地被称作控制器。当开关S1闭合时，将由电流源I1产生的电流提供至光源104的阳极，从而选择性地致使光被发射。替代地，TX信号可选择性地致使电流经由光源104而被拉动，例如，通过将开关S1及电流源I1耦接于光源104的阴极与低电压轨道(例如，接地)之间，从而致使光被发射。位于光学传感器的感测区域内且近接、存在和/或运动由传感器102侦测的对象122由区块表示。感测区域指可由光学传感器侦测到对象的区域。举例而言，在对象过于远离光学传感器的情况下，对象可在感测区域外部。即使对象接近于光学传感器，对象也可在感测区域外部，但相对于传感器定位成使得由光源发射的光不反射回至光侦测器。在此后一状况下，对象可被视为在光学传感器的周边视场(FOV)以外，且因此，在感测区域外部。
不透明的光障壁110经展示为位于光源104与光侦测器114之间，从而光学地将光源104与光侦测器114隔离。然而，如上文所提及，光障壁常常并不完美，从而引起在障壁之下、在障壁之上和/或通过障壁的漏光。保护和/或隐藏光源104及光侦测器114的盖罩板124可为光学传感器102的部分或可位于光学传感器102外部(例如，邻近于光学传感器102)。盖罩板可由玻璃、塑料或某一其它透光材料制成。如上文所提及，此类盖罩板124可致使镜面反射和/或其它内反射。内反射也可由包括于光学传感器102内的其它实体部分引起。出于本文中的描述目的，盖罩板124不被视为位于光学传感器的感测区域内的对象，此是因为较佳地，光学传感器好像盖罩板124不存在一样操作。
仍然参看图1，由光源104发射(也被称作传输)、反射离开对象122且入射于光侦测器114上的光由线132表示。此光(其可表达为K1*TX)指示所关注光，其中K1指示入射于光侦测器114上的所关注光的量值，且TX为0抑或1的二进制值。在图1中，通常并不受关注光(至少相对于侦测对象122的近接、存在和/或运动)由虚线134表示，且可由以下各者引起：镜面反射和/或其它内反射、自盖罩板的外部表面上的污迹、污绘、油状物和/或其它污染物的反射，和/或在障壁110之下、在障壁110之上和/或通过障壁110的漏光。通常并不受关注此光(至少相对于侦测对象122的近接、存在和/或运动)通常将被称作干扰光，且致使光侦测器114产生可表达为K2*TX的信号(例如，电流)，其中K2指示入射于光侦测器114上的干扰光的量值，且TX为0抑或1的二进制值。此干扰光会缩减光学传感器102的动态范围，此会缩减光学传感器102的侦测范围。干扰光(如术语在本文中所使用)并不包括可来自阳光、卤素光、白炽光、荧光等等的周围光。侦测信号(例如，Idiode)也可包括由虚线136表示的周围光，其可表达为K3，其也不受关注(至少相对于侦测对象122的近接、存在和/或运动)。
如可自以上论述所了解到，光侦测器114(例如，光电二极管)会产生侦测信号(例如，Idiode)，其可表达为Idiode＝K1*TX+K2*TX+K3。如上文所解释，相对于侦测对象122的近接、存在和/或运动，K1*TX指示所关注光，K2*TX指示干扰光，且K3指示周围光。换言之，由光侦测器114产生的侦测信号(例如，Idiode)指示所关注光以及干扰光及周围光，其中干扰光及周围光并不受关注。本文中所描述的本发明的某些具体实例可用以补偿周围光及干扰光两者。
本发明实施例提供一种供与光学传感器一起使用的方法，所述光学传感器包括光侦测器且包括光源和/或供与光源一起使用，其中，所述方法包含：
a、选择性地驱动所述光源发射光；
b、在所述光源未经驱动以发射光的第一时间段期间，使用所述光侦测器及周围光侦测模拟ALD至数字转换器ADC以产生周围光数据，其主要指示在所述第一时间段期间由所述光侦测器侦测到的周围光；
c、在第二时间段期间，在所述光源在第一位准下经驱动以发射光的第二时间段的第一部分期间，在所述光源未经驱动以发射光的第二时间段的第二部分期间，且在所述周围光数据被转换至模拟周围光补偿信号的所述第二时间段的所述第一部分期间及所述第二部分期间，使用所述光侦测器及干扰光侦测模拟ILD至数字转换器ADC以产生干扰光数据，其主要指示在所述第二时间段期间由所述光侦测器侦测到的干扰光；及
d、在第三时间段期间，在所述光源在第二位准下经驱动以发射光的第三时间段的第一部分期间，在所述光源未经驱动以发射光的第三时间段的第二部分期间，且在所述周围光数据被转换至所述模拟周围光补偿信号且所述干扰光数据的增益版本被转换至模拟干扰光补偿信号的所述第三时间段的所述第一部分期间及所述第二部分期间，使用所述光侦测器及近接侦测模拟ProxD至数字转换器ADC以产生近接数据，其主要指示对象相对于所述光学传感器的近接，其中在所述第三时间段期间由所述光侦测器侦测到的至少大多数周围光及干扰光被予以补偿，其中所述第二位准大于所述第一位准。
进一步地，所述周围光侦测模拟至数字转换器的至少一部分、所述干扰光侦测模拟至数字转换器的至少一部分及所述近接侦测模拟至数字转换器的至少一部分包含同一模拟至数字转换器电路。
进一步地，所述周围光侦测模拟至数字转换器包含M位模拟至数字转换器，且所述周围光数据包含M个位的数据；
所述干扰光侦测模拟至数字转换器包含L位模拟至数字转换器，且所述干扰光数据包含L个位的数据；
所述近接侦测模拟至数字转换器包含N位模拟至数字转换器，且所述近接数据包含N个位的数据；且
N≥M≥L。
进一步地，所述M位模拟至数字转换器的至少一部分、所述L位模拟至数字转换器的至少一部分及所述N位模拟至数字转换器的至少一部分包含同一模拟至数字转换器电路。
进一步地，步骤b包括储存用以主要指示在所述第一时间段期间由所述光侦测器侦测到的周围光的强度的所述周围光数据；
步骤c包括：
使用周围光补偿数字至模拟转换器DAC以将在步骤b处储存的所述周围光数据转换至所述模拟周围光补偿信号，及
储存用以主要指示在所述第二时间段期间由所述光侦测器侦测到的干扰光的强度的所述干扰光资料；
步骤d包括：
使用所述周围光补偿数字至模拟转换器以将在步骤b处储存的M个位的数据转换至所述模拟周围光补偿信号，
使用干扰光补偿数字至模拟转换器以将在步骤c处储存的所述干扰光数据的所述增益版本转换至所述模拟干扰光补偿信号，及
在所述近接侦测模拟至数字转换器上游处，自在所述第三时间段期间由所述光侦测器产生的模拟信号减去所述模拟周围光补偿信号及所述模拟干扰光补偿信号。
进一步地，步骤c及步骤d中的至少一者包括在使用所述干扰光补偿数字至模拟转换器以将所述干扰光数据的所述增益版本转换至所述模拟干扰光补偿信号之前，先行使用增益因子以将在步骤c处储存的干扰光数据的值增加至所述干扰光数据的所述增益版本。
进一步地，在步骤c处：
在所述光源在所述第一位准下经驱动以发射光的所述第二时间段的所述第一部分期间，递增第一计数值；且
在所述光源未经驱动以发射光的所述第二时间段的所述第二部分期间，递减所述第一计数值以使得在所述第二时间段结束时，作为所述干扰光数据的所述第一计数值的最终值指示在所述第二时间段期间入射于所述光侦测器上的所述干扰光，其中在所述第二时间段期间入射于所述光侦测器上的至少大多数所述周围光被予以补偿，且从而主要指示在所述第二时间段期间由所述光侦测器侦测到的所述干扰光。
进一步地，在步骤d处：
在所述光源在所述第二位准下经驱动以发射光的所述第三时间段的所述第一部分期间，递增第二计数值；且
在所述光源未经驱动以发射光的所述第三时间段的所述第二部分期间，递减所述第二计数值以使得在所述第三时间段结束时，作为所述近接数据的所述第三计数值的最终值主要指示所述对象相对于所述光学传感器的所述近接，其中在所述第三时间段期间由所述光侦测器侦测到的至少大多数所述周围光及所述干扰光被予以补偿。
进一步地，步骤d包括：
在手术室第三时间段期间，使用所述光侦测器以产生用以指示以下各者的总和的模拟光侦测信号：
在所述第三时间段期间入射于所述光侦测器上的周围光，
在所述第三时间段期间入射于所述光侦测器上的干扰光，及
在所述第三时间段的所述第一部分而非所述第二部分期间入射于所述光侦测器上的所关注光，其中所述所关注光包含由所述光源所发射的所述光中被反射离开对象且入射于所述光侦测器上的部分；且
在所述近接侦测模拟至数字转换器上游处，自所述模拟光侦测信号减去所述模拟周围光补偿信号及所述模拟干扰光补偿信号，以使得所述ProxD的输出作为用以指示所述对象相对于所述光学传感器的所述近接的所述近接数据，其中在所述第三时间段期间入射于所述光学传感器上的至少大多数所述周围光及所述干扰光被予以补偿。
进一步地，当在所述第一位准下驱动所述光源时，由所述光源发射的光量足以致使所述光侦测器侦测到干扰光，但不足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的感测区域内的对象；
当在所述第二位准下驱动所述光源时，由所述光源发射的所述光量足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的所述感测区域内的对象；
其中用以产生所述干扰光数据的所述增益版本的增益因子被用来针对干扰光量进行调整，与当在所述第一位准下驱动所述光源时的干扰光量相比较，当在所述第二位准下驱动所述光源时的干扰光量较大。
本发明实施例提供一种光学传感器，包含：
驱动器，其经调适以选择性地驱动光源以发射光；
光侦测器，其经调适以产生用以指示由所述光侦测器侦测到的光的强度的模拟光侦测信号，其中由所述光侦测器侦测到的所述光包括周围光、干扰光或所关注光中的至少一者，所述所关注光作为所述光源所发射并被反射离开对象且入射于所述光侦测器上的光；
M位模拟至数字转换器ADC；
L位模拟至数字转换器；
N位模拟至数字转换器；
周围光补偿数字至模拟转换器DAC；
干扰光补偿数字至模拟转换器；及
控制器，其经调适以控制所述驱动器、所述M位模拟至数字转换器、所述L位模拟至数字转换器、所述N位模拟至数字转换器、所述周围光补偿数字至模拟转换器及所述干扰光补偿数字至模拟转换器以使得：
在所述光源未由所述驱动器驱动以发射光的第一时间段期间，所述光侦测器及所述M位模拟至数字转换器产生用以主要指示在所述第一时间段期间由所述光侦测器侦测到的周围光的M个位的数据；
在第二时间段期间，在所述光源在第一位准下由所述驱动器驱动以发射光的第二时间段的第一部分期间，在所述光源未由所述驱动器驱动以发射光的第二时间段的第二部分期间，且在所述M个位的数据由所述周围光补偿数字至模拟转换器转换至模拟周围光补偿信号的所述第二时间段的所述第一部分期间及所述第二部分期间，所述光侦测器及所述L位模拟至数字转换器产生用以主要指示在所述第二时间段期间由所述光侦测器侦测到的干扰光的L个位的数据；且
在第三时间段期间，在所述光源在第二位准下由所述驱动器驱动以发射光的第三时间段的第一部分期间，在所述光源未由所述驱动器驱动以发射光的第三时间段的第二部分期间，且在所述M个位的数据由所述周围光补偿数字至模拟转换器转换至所述模拟周围光补偿信号且所述L个位的数据的增益版本由所述干扰光补偿数字至模拟转换器转换至模拟干扰光补偿信号的所述第三时间段的所述第一部分期间及所述第二部分期间，所述光侦测器及所述N位模拟至数字转换器产生N个位的数据，其主要指示对象相对于所述光学传感器的近接，其中在所述第三时间段期间由所述光侦测器侦测到的至少大多数周围光及干扰光被予以补偿，其中所述第二位准大于所述第一位准。
进一步地，所述M位模拟至数字转换器、所述L位模拟至数字转换器及所述N位模拟至数字转换器的输入端以及所述周围光补偿数字至模拟转换器及所述干扰光补偿数字至模拟转换器的输出端皆耦接至同一节点，所述光侦测器的端子亦耦接至所述节点。
进一步地，N≥M≥L。
进一步地，所述M位模拟至数字转换器的至少一部分、所述L位模拟至数字转换器的至少一部分及所述N位模拟至数字转换器的至少一部分包含同一模拟至数字转换器电路。
进一步地，当在所述第一位准下驱动所述光源时，由所述光源发射的光量足以致使所述光侦测器侦测到干扰光，但不足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的感测区域内的对象；
当在所述第二位准下驱动所述光源时，由所述光源发射的所述光量足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的所述感测区域内的对象；且
被用以产生所述L个位的数据的所述增益版本的增益因子被用来针对干扰光量进行调整，与当在所述第一位准下驱动所述光源时的干扰光量相比较，当在所述第二位准下驱动所述光源时的干扰光量较大。
进一步地，L个位的数据储存于第一缓存器中，所述增益因子储存于第二缓存器中，且所述L个位的数据乘以所述增益因子的结果储存于第三缓存器中，所述结果作为所述L个位的数据的所述增益版本。
本发明实施例提供一种供与光学传感器一起使用的方法，所述光学传感器包括光侦测器且包括光源和/或供与光源一起使用，其中，所述方法包含：
a、侦测入射于所述光侦测器上的周围光量且产生予以指示的周围光侦测数据；
b、侦测干扰光且产生予以指示的干扰光侦测数据；及
c、基于所述周围光侦测数据而产生周围光补偿信号，基于所述干扰光侦测数据而产生干扰光补偿信号，且当产生所述周围光补偿信号及所述干扰光补偿信号时，侦测入射于所述光侦测器上的所关注光且输出予以指示的近接侦测数据；
其中所述所关注光由反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的感测区域内的对象的光引起。
进一步地，在所述光源未在发射光的第一时间段期间执行步骤a；
在第二时间段期间执行步骤b，在第二时间段的至少一部分期间，所述光源正发射第一位准的光，所述第一位准的光足以致使所述光侦测器侦测到干扰光，但不足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的所述感测区域内的对象；且
在第三时间段期间执行步骤c，在第三时间段的至少一部分期间，所述光源正发射第二位准的光，所述第二位准的光足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的所述感测区域内的对象。
进一步地，所述周围光补偿信号及所述干扰光补偿信号在所述光源正发射所述第二位准的光时对入射于所述光侦测器上的周围光及干扰光进行补偿，从而致使所述近接侦测数据主要指示所述对象相对于所述光学传感器的所述近接，其中由所述光侦测器侦测到的至少大多数所述周围光及所述干扰光被予以补偿。
进一步地，所述方法，还包含基于所述近接侦测数据而选择性地启用或停用子系统。
附图说明
图1展示例示性光学传感器，其可为可用以侦测对象的存在，估计对象的近接和/或侦测对象的运动的近接传感器。
图2为用以描述根据本发明的具体实例的光学传感器的高阶方块图，所述光学传感器可用以补偿周围光及干扰光。
图3为可用于描述根据本发明的某些具体实例的图2中所介绍的光学传感器的操作的例示性时序图。
图4为可用于描述根据本发明的替代具体实例的图2中所介绍的光学传感器的操作的另外例示性时序图。
图5A为针对根据本发明的具体实例的图1的光学传感器说明近接计数对距离的例示性曲线图，所述光学传感器并不包括针对周围光及干扰光的补偿。
图5B为针对根据本发明的具体实例的光学传感器说明近接计数对距离的例示性曲线图，所述光学传感器会补偿周围光及干扰光。
图6展示可用以实施图2中展示的ADC的电荷平衡模拟至数字转换器(ADC)的实例实施。
图7展示包括本发明的具体实例的光学传感器的例示性系统。
图8为用以概述根据本发明的某些具体实例的方法的高阶流程图。
附图标记说明：
102-光学传感器；104-光源；106-驱动器；108-时序控制器；110-不透明的光障壁；114-光侦测器；116-模拟至数字转换器(ADC)；122-对象；124-盖罩板；132-由光源104发射、反射离开对象122且入射于光侦测器114上的光；134-通常并不受关注光(至少相对于侦测对象122的近接、存在和/或运动)，其由以下各者引起：镜面反射和/或其它内反射、自盖罩板的外部表面上的污迹、污绘、油状物和/或其它污染物的反射，和/或在不透明的光障壁110之下、在不透明的光障壁110之上和/或通过不透明的光障壁110的漏光；136-周围光；202-光学传感器；208-控制器；216a-周围光侦测模拟至数字转换器(ALD-ADC)；216b-干扰光侦测模拟至数字转换器(ILD-ADC)；216c-近接侦测模拟至数字转换器(ProxD-ADC)；218a-周围光补偿数字至模拟转换器(ALC-DAC)；218b-干扰光补偿数字至模拟转换器(ILC-DAC)；220-缓存器；612-积分器；614-比较器；616-D正反器(dff)；618-计数器；620-锁存器；700-系统；704-比较器或处理器；706-子系统；802、804、806、808-步骤。
具体实施方式
图2的高阶方块图现在将用以描述根据本发明的一具体实例的光学传感器202，其可用以补偿周围光及干扰光。虽然未在图2中具体展示，但光学近接传感器将还包括光源驱动器(例如，类似于图1中的驱动器106)，其用以通过驱动信号(例如，Idrive)来驱动光源(例如，图1中的光源104)以选择性地发射光。光学传感器202经展示为包括控制器208，其可用以控制光源驱动器(例如，以与时序控制器108控制驱动器106的方式类似的方式)以及控制光学传感器202的各种模拟至数字转换器及数字至模拟转换器(DAC)，如下文所描述。如将自以下论述了解到，根据某些具体实例，光学传感器202的光源驱动器经组态以使用至少两种不同位准以驱动光源，所述至少两种不同位准包括第一位准及第二位准，其中第二位准大于第一位准。控制器208可(例如)使用微控制器及特殊应用集成电路(ASIC)、状态机、离散电路或其组合而实施，但并不限于此。
参看图2，光学传感器202经展示为包括周围光侦测模拟至数字转换器(ALD-ADC)216a、干扰光侦测模拟至数字转换器(ILD-ADC)216b及近接侦测模拟至数字转换器(ProxD-ADC)216c。虽然在图2中展示为三个分离模拟至数字转换器(ADC)，但图2中展示的ALD-ADC216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c可实际上使用相同ADC电路(或相同ADC电路的大部分)(在ADC电路的输出端处具有1：3解多任务器)而实施，以将ADC电路的输出提供至适当信号路径。根据本发明的特定具体实例，ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c可各自实施为积分三角ADC或电荷平衡ADC，下文参看图6描述其例示性实施。ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c可皆具有相同分辨率，例如，M个位。替代地，为了缩减(也就是，加速)模拟至数字转换次数，ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c可具有不同分辨率，例如，ProxD-ADC 216c可为M位ADC，ALD-ADC 216a可为N位ADC，且ILD-ADC216b可为L位ADC，其中N＞M＞L(例如，M＝8，N＝7，L＝6)。更一般而言，根据某些具体实例，N≥M≥L。在相同ADC电路(或相同ADC电路中的至少一些)用以实施ALD-ADC 216a、ILD-ADC216b及ProxD-ADC 216c的情况下，可通过改变用以执行每一模拟至数字转换的频率循环的数目且改变提供至ADC电路的参考电流而达成不同分辨率。分辨率将也取决于所使用的ADC的类型。其它变化也是可能的，且在本发明的具体实例的范畴内。出于简单及清楚起见，对于此描述的剩余部分的大部分，将描述ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c，好像其为分离ADC一样，但如刚刚在上文所提及，其可(且可能将会)使用相同ADC电路(或相同ADC电路中的至少一些)而实施。另外，对于以下论述，将假定每一ADC包括计数器(例如，图6中的增序/降序计数器618)，其中计数器的输出为ADC的输出。可自稍后下文中的图6的论述较佳地理解此情形。
仍然参看图2，光学传感器202还经展示为包括周围光补偿数字至模拟转换器(ALC-DAC)218a及干扰光补偿数字至模拟转换器(ILC-DAC)218b。根据一具体实例，ALC-DAC218a的分辨率与ALD-ADC 216a的分辨率相同，也就是，M个位；且ILC-DAC 218b与ILD-ADC216b的分辨率相同，也就是，L个位。ALC-DAC 218a经展示为接收ALD-ADC 216a的输出。在自ILC-DAC 218b输出的数字的值已在缓存器220内增益(也就是，增大)(将ILC-DAC 218b的数字输出乘以指定增益因子(Fgain))之后，ILC-DAC 218b经展示为接收ILD-ADC 216b的输出。也有可能且在具体实例的范畴内的是，来自ILC-DAC 218b的数字输出储存于第一缓存器中，增益因子(Fgain)储存于第二缓存器中，且来自ILC-DAC 218b的数字输出(储存于第一缓存器中)乘以增益因子(Fgain)(储存于第二缓存器中)的结果储存于连接至ILC-DAC 218b的输入端的第三缓存器中。其它变化也是可能的，且在本发明的具体实例的范畴内。此增益因子(Fgain)可在光学传感器202的制造之后的测试期间(例如)在工厂中予以判定。根据特定具体实例，增益因子Fgain经选择以使得提供至ILC-DAC 218b的输入端的数字值实质上指示在光源104在其正常位准(例如，下文所论述的第二位准)(用以朝向目标发射光以侦测目标的存在、近接及运动)下被驱动的情况下，光学传感器202将侦测到的干扰光的量，但光学传感器202的感测区域内不存在目标。
根据某些具体实例，现在将参考图3中的时序图来描述光学传感器202的操作。当解释图3的时序图时也参考图1及图2内的组件。
图3说明ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b、ProxD-ADC 216c、ALC-DAC 218a及ILC-DAC218b的时序。图3还说明用以驱动光源104以发射光的模拟驱动器电流(Idrive)的时序及量值。另外，图3说明取决于入射于光侦测器上且由光侦测器侦测到的光而由光侦测器114产生的模拟电流的时序及量值，所述模拟电流被展示为且被称作Idiode，且为本文中所提及的光侦测信号的一实例。最终，图3说明提供至ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC216c的输入端的模拟电流的时序及量值，所述模拟电流被展示为且被称作Iadc。应注意，图3中所展示的量值并未精确地按比例绘制，而是已被包括以大体说明所描述的具体实例的操作。
在图3中，时间段t0为可在(例如)启用或开启光学传感器202之后针对光学传感器202的偏差设置时间。
仍然参看图3，在时间段t1(其为ALD-ADC 216a的转换时间)期间，ALD-ADC 216a开启，ILD-ADC 216b关闭，Prox-ADC 216关闭，ALC-DAC 218a关闭，ILC-DAC 218b关闭，驱动器106未在驱动光源104(且因此Idrive关闭)，且光侦测器114响应入射于光侦测器114上的周围光而产生光电二极管电流Idiode。此会引起提供至经接通ALD-ADC 216a的输入端的电流Iadc，其实质上与时间段t1期间的Idiode相同，如可自图3了解到。ALD-ADC 216a将Iadc转换成指示入射于光侦测器114上的周围光的数字(例如，M位)值。当ALD-ADC 216a开启时，会将其输入端处接收的模拟光电流转换成数字值，所述数字值在转换时间结束时被锁存(例如，由图6中的锁存器620)，且提供于ALD-ADC 216a的输出端处(甚至在ALD-ADC 216a自开启改变至关闭之后)。在ALD-ADC 216a开启且执行其转换的相同时间：ALC-DAC 218a关闭且其输出为零；而ILC-DAC 218b关闭且其输出为零。
仍然参看图3，时间段t2及t3共同地组成ILD-ADC 216b的转换时间。更具体言之，在时间段t2期间，ALD-ADC 216a关闭，ILD-ADC 216b开启且增序计数，Prox-ADC 216关闭，ALC-DAC 218a开启(且因此，汲取指示在时间段t1期间判定的周围光的位准的电流)，且ILC-DAC 218b关闭。又，在时间段t2期间，驱动器106经展示为通过相对较低振幅驱动信号Idrive来驱动光源104，相对较低振幅驱动信号Idrive会引起指示周围光及干扰光的Idiode电流(由光侦测器114产生)。根据一具体实例，凭经验选择低振幅Idrive信号以致使光源104发射相对较弱光信号，其致使光侦测器114侦测干扰光，而不发射足够远以反射离开位于光学传感器202的感测区域内的目标对象的光。举例而言，在光源104及光侦测器114系由透光盖罩板(例如，盖罩板124)覆盖的情况下，低振幅Idrive信号应足以致使镜面反射，而不应如此强以至于允许光反射离开刚好超出透光盖罩板的对象，以使得反射光将会被光侦测器114侦测到。此会引起主要指示干扰光的电流Iadc，其中周围光实质上在时间段t2期间被消去。
在时间段t3期间的操作类似于在时间段t2期间的操作，其例外之处在于驱动信号Idrive被断开，且ILD-ADC 216b降序计数(代替增序计数)。在ILD-ADC 216b的转换时间结束时(也就是，在t3结束时)，ILD-ADC 216b的锁存器锁存指示干扰光的数字值(甚至在ALD-ADC 216a自开启改变至关闭之后)。指示干扰光的此数位值藉通过增益因子Fgain而增大(增益)，以使得提供至ILC-DAC 218b的输入端的数字值实质上指示在光源104在其正常位准(也就是，在t4处所使用的位准)(用以朝向目标发射光)下被驱动的情况下，光学传感器202将侦测到的干扰光的量，但光学传感器202的感测区域内不存在目标。此增益因子Fgain可在工厂中被判定，较佳地在光学传感器包括于装置或系统(例如，移动电话、平板计算机或膝上型计算机，仅仅列举几个)中之后被判定以使得干扰光可适当地特性化。如上文所提及，增益可在缓存器220内发生，此会将ILC-DAC 218b的数字输出乘以增益因子Fgain。替代地，如上文所提及，增益可使用多个缓存器发生，其中的一者储存指示侦测到的干扰光的数字值，其中的另一者储存增益因子Fgain，且其中的另外一者储存指示侦测到的干扰光的数字值乘以增益因子Fgain的结果。
仍然参看图3，时间段t4及t5共同地组成ProxD-ADC 216c的转换时间。更具体言之，在时间段t4期间，ALD-ADC 216a关闭，ILD-ADC 216b关闭，ProxD-ADCc 216开启且增序计数，ALC-DAC 218a开启(且因此，汲取指示在时间段t1期间判定的周围光的位准的电流)，且ILC-DAC 218b开启(且因此汲取指示在时间段t2及t3期间判定的干扰光的位准的电流)。又，在时间段t4期间，驱动器106经展示为通过其正常振幅驱动信号Idrive来驱动光源104，正常振幅驱动信号Idrive会引起Idiode电流(由光侦测器114产生)，其指示周围光、干扰光及由反射离开对象(例如，图1中的对象122)且入射于光侦测器114上的光源104发射的光。在时间段t5期间的操作类似于在时间段t4期间的操作，其例外之处在于驱动信号Idrive被断开，且ILD-ADC 216b降序计数(代替增序计数)。在ProxD-ADC 216c的转换时间结束时(也就是，在t5结束时)，ProxD-ADC 216c的锁存器锁存指示对象(例如，图1中的对象122)相对于光学传感器202的近接，其中周围光及干扰光实质上被补偿(也就是，实质上被消去或减去)。
在图3的时序图中，时间段t1可被称作周围光侦测模式或周期，时间段t2及t3可共同被称作干扰光侦测模式或周期，且时间段t4及t5可共同被称作经补偿近接侦测模式或周期，或仅仅被称作近接侦测模式或周期。在图3的时序图中，周围光侦测模式经展示为在干扰光侦测模式之前发生，且干扰光侦测模式经展示为在近接侦测模式之前发生。
返回参看图2，ALD-ADC 216a及ALC-DAC 218a起作用以产生指示所侦测到的周围光的电流，所述电流在光侦测器114经连接的情况下连接回至输入端。然而，实务上，由ALC-DAC 218a输出的电流可略小于归因于周围光的Idiode电流的部分。根据某些具体实例，此差异(其可被称作“留数1”)稍后在处理程序中会被减去。
仍然返回参看图2，ILD-ADC 216b、缓存器220及ILC-DAC 218b起作用以产生指示干扰光的电流，所述电流在光侦测器114经连接的情况下连接回至输入端。然而，实务上，由ILC-DAC 218b输出的电流可略小于归因于干扰光的Idiode电流。根据某些具体实例，此差异(其可被称作“留数2”)稍后在处理程序中会被减去。
在图3的例示性时序图中，光源(例如，光源104)经展示为在整个时间段(t2)期间(在所述时间段期间，ILD ADC 216b开启且增序计数)通过低振幅(也就是，弱)驱动信号而驱动，且光源经展示为在整个时间段(t4)期间(在所述时间段期间，ProxD ADC 216c开启且增序计数)通过正常振幅(也就是，强)驱动信号而驱动。替代地，光源可在时间段(t2)的仅仅部分(例如，第一半)期间(在所述时间段期间，ILD ADC 216b开启且增序计数)通过低振幅(也就是，弱)驱动信号而驱动。类似地，光源可在时间段(t4)的仅仅部分(例如，第一半)期间(在所述时间段期间，ProxD ADC 216c开启且增序计数)通过正常振幅(也就是，强)驱动信号而驱动。此会确保ILD ADC 216b在光侦测器(例如，光侦测器114)侦测干扰光的整个时间中增序计数，且ProxD ADC 216c在光侦测器(例如，光侦测器114)侦测反射离开对象(例如，对象122)的光的整个时间中增序计数。
在上文参考图3所描述的具体实例中，在模拟领域中执行周围光补偿及干扰光差量补偿，也就是，在ProxD-ADC 216c上游组合模拟信号。此会引起Iadc信号＝Idiode-Iambient-(Iinterference*Fgain)被提供至ProxD-ADC 216c。替代地，有可能的是干扰光差量补偿或其部分可在数字领域中执行，也就是，在由ADC执行的将模拟侦测信号转换至数字侦测信号之后。换言之，干扰光差量补偿或其部分可通过组合数字信号而执行，也就是，通过自数字侦测信号减去数字差量补偿信号。图4中展示针对此替代具体实例的时序图的实例。
在参考图4所描述的具体实例中，与参考图3所描述的具体实例相比较，发射弱光信号(出于特性化干扰光的目的)被分割成两个阶段，如可自图4中所展示的Idrive信号中的两个较短长度的低振幅脉冲了解到。在第一阶段(其在图4中的时间段t2期间发生)期间，L位ILD-ADC 216b输出L/2个位。在由增益因子Fgain于缓存器220中予以增大之后，L/2个位的值被提供至ILC-DAC 218b。在第二阶段(其在图4中所展示的时间段t3期间发生)期间，L位ILD-ADC 216b再次输出L/2个位，且L/2个位被提供至ILC-DAC 218b或储存(在使用增益因子Fgain而由缓存器220增益之后)为负值(例如，使用2的补码)。在此具体实例中，N位ProxDADC 216c将自此负数开始其计数。若L位ILD-ADC 216b及N位ProxD-ADC 216c的动态范围足够高，则在干扰光补偿模式期间的所有计数皆可在转换之后以数字方式减去。然而，在参考图4所描述的具体实例中，N位ProxD-ADC 216相较于参考图3所描述的具体实例中的N位ProxD-ADC 216可具有较小敏感度。
在一特定具体实例中，对应于图4，时间段t3用以产生及储存指示干扰光的数字值Regdigital，且以2的补码形式储存于缓存器中。在此具体实例中，指示对象相对于光学传感器的近接的最终数字输出(其中至少大多数周围光及干扰光被移除)可使用以下等式予以判定：
最终数字输出＝(Iadc/Irefn)*2^N-Regdigital，
其中
N作为N位ProxD-ADC 216c的分辨率，
Iadc作为在N位ProxD-ADC 216c的输入端处的电流，且
Irefn作为被提供至N位ProxD-ADC 216c且由N位ProxD-ADC 216c使用的参考电流，可自下文中对图6的论述较佳地理解此。
在上文所描述的具体实例中，光侦测器114大体被描述为产生指示入射于光侦测器114上的光的强度的模拟侦测信号(例如，电流)的光电侦测器。然而，应注意，光侦测器还可另外包括诸如模拟前端(AFE)、电流缓冲器和/或滤光器的模拟信号处理和/或缓冲电路，但并不受其限制。总体而言，此电路可经调适以产生指示入射于光侦测器114上的光的强度的模拟侦测信号。
图5A为针对根据本发明的具体实例的图1的光学传感器102说明近接计数对距离的例示性曲线图，所述光学传感器并不包括针对周围光及干扰光的补偿。在图5A中，近接计数表示图1中的ADC 116的输出。图5A中所展示的差量(其可归因于周围光及干扰光)不利地影响(也就是，缩减)光学传感器的有用范围。差量的范围取决于干扰光及周围光的范围。举例而言，归因于干扰光的差量在位于光源104与光侦测器114之间的障壁(例如，不透明的光障壁110)不存在的情况下将极可能为最大。图5B为针对根据本发明的具体实例的光学传感器说明近接计数对距离的例示性曲线图，所述光学传感器会补偿周围光及干扰光。在图5B中，近接计数表示图2中的ProxD-ADC 216c的输出。注意，与图5A相比较，在图5B中，光学传感器的可用范围如何增大，侦测距离亦如何增大。
图6展示图2中的ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c可如何实施为电荷平衡ADC的实例以及对应的例示性时序图。如图6中所展示，每一ADC可包括积分器612、比较器614、D正反器(D flip-flop；dff)616、计数器618及锁存器620。对于ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c，计数器618应较佳地为增序/降序计数器，以使得计数器可用以执行减法功能。对于ALD-ADC 216a，计数器仅仅需要在一个方向上计数，例如，增序。
对于由N位ProxD-ADC 216c执行的具有N个位的每一模拟至数字转换，需要2^N个频率周期。在每一转换时间期间，对来自dff 616之1的数目进行计数，且Tclock*Iref的电荷递送至积分器612以用于每一对应1。此处，Tclock为频率周期，且Irefn为与N位ALD-ADC216a相关联的参考电流。根据电荷守恒：
Iadc*Tclock*2^N＝Irefn*Tclock*DataN (等式1A)。
此处，Iadc为在ADC的输入端处的电流，且DataN为在模拟至数字转换时间结束时的计数器的输出，如由锁存器620锁存。等式的左侧表示由输入电流自积分器移除的总电荷，且右侧表示由参考电流递送至积分器的总电荷。根据等式1A，N位ProxD-ADC 216c的数字输出(DataN)可表达为：
DataN＝(Iadc1/Irefn)*2^N-(Iadc2/Irefn)*2^N
＝[(Iadc1-Iadc2)/Irefn]*2^N (等式1B)。
在等式1B中，Iadc1在N位ProxD-ADC 216c开启且增序计数时为在N位ALD-ADC216a的输入端处的平均电流，且Iadc2在N位ALD-ADC 216a开启且降序计数时为在N位ProxD-ADC 216c的输入端处的平均电流。
类似地，对于由L位ADC 216b执行的具有L个位的每一数据(也就是，模拟至数字)转换，需要2^L个频率周期。在每一转换时间期间，对来自dff 616之1的数目进行计数，且Tclock*IrefL的电荷递送至积分器612以用于每一对应1。此处，Tclock为频率周期，且Irefl为与L位ILD-ADC 216b相关联的参考电流。根据电荷守恒：
Iadc*Tclock*2^L＝IrefL*Tclock*DataL (等式1C)。
此处，Iadc为在ADC的输入端处的电流，且DataL为在模拟至数字转换时间结束时的计数器的输出，如由锁存器620锁存。等式的左侧表示由输入电流自积分器移除的总电荷，且右侧表示由参考电流递送至积分器的总电荷。根据等式1C，L位ADC 216b的数字输出(DataL)可表达为：
DataL＝(Iadc1/IrefL)*2^L-(Iadc2/IrefL)*2^N＝[(Iadc1-Iadc2)/IrefL]*2^L (等式1D)。
若需要，则irefL可被选择成相对较大。根据某些具体实例，若L位ADC 216b的输出计数跨越指定临限位准，则可存在干扰光过高而不能使用本文中所描述的具体实例来予以补偿的判定。
对于由M位ADC 216a执行的具有M个位的每一数据(也就是，模拟至数字)转换，需要2^M个频率周期。在每一转换时间期间，对来自dff 616之1的数目进行计数，且Tclock*Irefm的电荷递送至积分器612以用于每一对应1。此处，Tclock为频率周期，且Irefm为与M位ADC 216a相关联的参考电流。根据电荷守恒：
Iadc*Tclock*2^M＝Irefm*Tclock*DataM (等式1E)。
根据等式1E，M位ADC 216a的数字输出(DataM)可表达为：
DataM＝(Iadc/Irefm)*2^M (等式1F)。
在等式1F中，Iadc在M位ADC 216a开启且增序计数时为在M位ADC 216a的输入端处的平均电流。
如上文所解释，根据一具体实例，可共享N位ADC 216c、L位ADC 216b及M位ADC216a的各种部分以缩减电路的大小，且因此缩减芯片大小。举例而言，可共享积分器612、比较器614及dff 616以及计数器618或其至少几部分。也可共享时序控制电路。
根据另外具体实例，为了缩减入射于光侦测器114上的周围光的量，光学IR斥拒滤光器可置放于光侦测器114之上。此IR斥拒滤光器可并入至盖罩板124中或并入至盖罩板124上，或可在盖罩板124下方和/或上方。
本发明的具体实例的光学传感器可用于各种系统中，包括但不限于移动电话、平板计算机、个人资料助理、膝上型计算机、迷你笔记本电脑、其它手持型装置以及非手持型装置。参看图7的系统700，举例而言，光学传感器(例如，202)可用以控制子系统706(例如，触控屏幕、显示器、背光、虚拟滚轮、虚拟小键盘、导航垫等等)被启用抑或停用。举例而言，光学传感器可侦测诸如个人的手指的对象何时接近，且基于所述侦测，启用(或停用)子系统706。更具体言之，可将光学传感器(例如，202)的输出提供至比较器或处理器704，其可(例如)比较所述光学传感器的输出与临限值以判定对象是否在子系统706应被启用(或停用，此取决于需要)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到的近接而出现。举例而言，若对象位于第一近接范围内，则第一响应可出现，且若对象位于第二近接范围，则第二响应可出现。例示性响应可包括开始或停止各种系统和/或子系统操作，或启用或停用各种系统和/或子系统操作。
上文所描述的本发明的具体实例可用以缩减且潜在地消除干扰光及周围光可对光学传感器产生的不利影响。如上文所解释，干扰光可由以下各者引起：镜面反射和/或其它内反射和/或在障壁(例如，不透明的光障壁110)之下、在障壁之上和/或通过障壁的漏光。本发明的具体实例可用以补偿光障壁(例如，不透明的光障壁110)的不完美，其可在光障壁的制造期间发生，和/或可由包括掉落或以其它方式震动(其可损坏光障壁或使光障壁移位)的光学传感器的系统引起。本发明的具体实例亦可用以完全消除针对任何光障壁的需要。此外，本发明的具体实例可补偿干扰光的变化，该等变化归因于改变覆盖光学传感器的盖罩板的外部表面上的污迹、污绘、油状物和/或其它污染物。虽然本发明的具体实例可用以缩减镜面反射及由盖罩板(例如，盖罩板124)引起的其它反射的不利影响，但应注意，根据本发明的具体实例的光学传感器可在不具有盖罩板的情况下使用。
图8的高阶流程图现在将用以概述供与光学传感器(例如，光学传感器202)一起使用的根据本发明的特定具体实例的方法，所述光学传感器包括光侦测器(例如，光侦测器114)且包括光源(例如，光源104)和/或供与光源一起使用。参看图8，步骤802涉及选择性地驱动光源以发射光。可(例如)使用由控制器(例如，时序控制器108或控制器208)控制的驱动器(例如，驱动器106)来执行步骤802。此方法可(例如)用以侦测对象(例如，对象122)相对于光学传感器(例如，光学传感器202)的近接、存在和/或运动。
仍然参看图8，步骤804涉及在光源未经驱动以发射光的第一时间段(例如，图3中的t1)期间，使用光侦测器及周围光侦测(ALD)模拟至数字转换器(ADC)(例如，ALD-ADC216a)以产生周围光数据，其主要指示在所述第一时间段(例如，图3中的t1)期间由所述光侦测器侦测到的周围光。
步骤806涉及在第二时间段(例如，共同地在图3中的t2及t3)期间，在光源在第一位准下经驱动以发射光的所述第二时间段的第一部分(例如，t2或其部分)期间，在光源未经驱动以发射光的所述第二时间段的第二部分(例如，t3)期间，且在周围光数据转换至模拟周围光补偿信号(例如，藉由周围光侦测ALC-DAC 218a)的所述第二时间段的第一及第二部分两者(例如，t2及t3)期间，使用光侦测器及干扰光侦测(ILD)模拟至数字转换器(ADC)(例如，ILD-ADC216b)以产生干扰光数据，其主要指示在所述第二时间段(例如，t2及t3)期间由所述光侦测器(例如，光侦测器114)侦测到的干扰光。
步骤808涉及在第三时间段(例如，共同地在图3中的t4及t5)期间，在光源在第二位准(其大于第一位准)下经驱动以发射光的所述第三时间段的第一部分(例如，t4或其部分)期间，在光源未经驱动以发射光的所述第三时间段的第二部分(例如，t5)期间，且在周围光数据转换至模拟周围光补偿信号(例如，通过周围光侦测ALC-DAC 218a)且干扰光数据的增益版本转换至模拟干扰光补偿信号的所述第三时间段的第一及第二部分两者(例如，t4及t5)期间，使用光侦测器及近接侦测(ProxD)模拟至数字转换器(ADC)(例如，216c)以产生近接数据，其主要指示对象相对于光学传感器的近接，其中在所述第三时间段期间由所述光侦测器侦测到的至少大多数周围光及干扰光被予以补偿。
如上文所解释，ALD-ADC、ILD-ADC及ProxD-ADC可实际上使用相同ADC电路(或相同ADC电路的大部分)(在ADC电路的输出端处具有1：3解多任务器)而实施，以将ADC的输出提供至适当信号路径。更一般而言，ALD-ADC的至少一部分、ILD-ADC的至少一部分及ProxD-ADC的至少一部分可使用相同ADC电路而实施。
根据某些具体实例，ALD-ADC包含M位ADC且周围光数据包含M个位的数据，ILD-ADC包含L位ADC且干扰光数据包含L个位的数据，且ProxD-ADC包含N位ADC且近接数据包含N个位的数据，其中N≥M≥L。可(例如)通过改变用以执行每一模拟至数字转换的频率循环的数目且改变提供至ADC电路的参考电流而达成不同分辨率，但并不限于此。
根据某些具体实例，步骤804包括储存(例如，于锁存器或缓存器中)周围光数据，其主要指示在第一周期期间由光侦测器侦测到的周围光的强度。
根据某些具体实例，步骤806包括使用周围光补偿数字至模拟转换器(DAC)(例如，218a)以将在步骤802处储存的周围光数据转换至模拟周围光补偿信号。
根据某些具体实例，步骤806包括储存(例如，于锁存器或缓存器中)干扰光数据，其主要指示在第二时间段期间由光侦测器侦测到的干扰光的强度。
根据某些具体实例，步骤808包括使用周围光补偿DAC(例如，ALC-DAC218a)以将在步骤804处储存的M个位的数据转换至模拟周围光补偿信号。步骤808也可包括使用干扰光补偿DAC(例如，ILC-DAC 218b)以将在步骤806处储存的干扰光数据的增益版本转换至模拟干扰光补偿信号。
根据某些具体实例，步骤808包括在ProxD ADC(例如，ProxD-ADC 216c)上游自在第三时间段期间由光侦测器产生的模拟信号减去模拟周围光补偿信号及模拟干扰光补偿信号，如可自图2了解到。
根据某些具体实例，步骤806或808中的至少一者包括使用增益因子以将在步骤806处储存的干扰光数据的值增加至干扰光数据的增益版本，之后使用干扰光补偿DAC(例如，ILC-DAC 218b)以将所述干扰光数据的所述增益版本转换至模拟干扰光补偿信号。
根据某些具体实例，步骤808涉及在光源在第一位准下经驱动以发射光的第二时间段(例如，共同地在图3中的t2及t3)的第一部分(例如，图3中的t2)期间，递增第一计数值。此外，步骤808可涉及在光源未经驱动以发射光的第二时间段(例如，t2及t3)的第二部分(例如，t3)期间，递减第一计数值以使得在第二时间段结束时，为干扰光数据的第一计数值的最终值指示在第二时间段(例如，t2及t3)期间入射于光侦测器上的干扰光，其中在所述第二时间段期间入射于所述光侦测器上的至少大多数周围光被予以补偿，且从而主要指示在第二时间段(例如，t2及t3)期间由所述光侦测器侦测到的干扰光。
根据某些具体实例，步骤810涉及在光源在第二位准下经驱动以发射光的第三时间段(例如，共同地t4及t5)的第一部分(例如，t4)期间，递增第二计数值。步骤810也可涉及在光源未经驱动以发射光的第三时间段(例如，t4及t5)的第二部分(例如，t5)期间，递减第二计数值以使得在第三时间段结束时，为近接数据的第三计数值的最终值主要指示对象相对于光学传感器的近接，其中在第三时间段期间由光侦测器侦测到的至少大多数周围光及干扰光被予以补偿。
根据某些具体实例，步骤808涉及在第三时间段(例如，t4及t5)期间，使用光侦测器以产生指示以下各者的总和的模拟光侦测信号：在第三时间段期间入射于光侦测器上的周围光；在第三时间段期间入射于光侦测器上的干扰光；及在第三时间段的第一部分而非第二部分期间入射于光侦测器上的所关注光。在此等具体实例中，所关注光包含由反射离开对象(例如，对象122)且入射于光侦测器(例如，光侦测器114)上的光源(例如，光源104)发射的光的部分。步骤808也可涉及在ProxD ADC(例如，ProxD-ADC 216c)上游自模拟光侦测信号减去模拟周围光补偿信号及模拟干扰光补偿信号，以使得ProxD的输出为指示对象相对于光学传感器的近接的近接数据，其中在第三时间段期间入射于光学传感器上的至少大多数周围光及干扰光被予以补偿。在参考图4的时序图所描述的特定具体实例中，在ProxADC(例如，ProxD-ADC 216c)上游执行干扰光补偿的第一部分，且在Prox ADC(例如，ProxD-ADC 216c)下游执行干扰光补偿的第二部分。
根据某些具体实例，当在第一位准下驱动光源时，由光源发射的光的量足以致使光侦测器侦测到干扰光，但不足以反射离开位于光学传感器外部且位于光学传感器的感测区域内的对象。相比而言，当在第二位准下驱动光源时，由光源发射的光的量足以反射离开位于光学传感器外部且位于光学传感器的感测区域内的对象(例如，对象122)。
根据某些具体实例，用以产生干扰光资料的增益版本的增益因子用以针对干扰光的量而调整，与当在第一位准下驱动光源时的干扰光的量相比较，当在第二位准下驱动光源时的干扰光的量较大。
以另一种方式予以解释，根据本发明的某些具体实例，虽然光源未在发射光，但入射于光侦测器上的周围光的量用以产生指示其的周围光侦测数据。此外，当光源正发射第一位准的光(其足以致使光侦测器侦测到干扰光，但不足以反射离开位于光学传感器外部且位于光学传感器的感测区域内的对象)时，干扰光被侦测到且指示其的信息被保存。当光源正发射第二位准的光(其足以反射离开位于在光学传感器的感测区域内的光学传感器外部的对象)时，基于周围光侦测数据而产生周围光补偿信号，基于干扰光侦测数据而产生干扰光补偿信号，且所关注光(其入射于光侦测器上)被侦测到且指示其的近接侦测数据被输出。所关注光由反射离开位于光学传感器外部的对象引起，所述光学传感器位于光学传感器的感测区域内且产生指示其的近接数据。在此等具体实例中，周围光补偿信号及干扰光补偿信号在光源正发射所述第二位准的光时补偿入射于光侦测器上的周围光及干扰光，从而致使近接侦测数据主要指示对象相对于光学传感器的近接，其中由所述光侦测器侦测到的至少大多数周围光及干扰光被予以补偿。
虽然上文已描述本发明的各种具体实例，但应理解，其已作为实例而非作为限制来呈现。对于熟习相关技术者而言将显而易见的是，在不脱离本发明的精神及范畴的情况下，可在具体实例中进行形式及细节的各种改变。
本发明的广度及范畴不应受上文所描述的例示性具体实例中的任一者限制，而应仅根据以下权利要求书及其等效物进行定义。

Claims (19)

1.一种供与光学传感器一起使用的方法，所述光学传感器包括光侦测器且包括光源和/或供与光源一起使用，其特征在于，所述方法包含：
a、选择性地驱动所述光源发射光；
b、在所述光源未经驱动以发射光的第一时间段期间，使用所述光侦测器及周围光侦测模拟ALD至数字转换器ADC以产生周围光数据，其主要指示在所述第一时间段期间由所述光侦测器侦测到的周围光；
c、在第二时间段期间，在所述光源在第一位准下经驱动以发射光的第二时间段的第一部分期间，在所述光源未经驱动以发射光的第二时间段的第二部分期间，且在所述周围光数据被转换至模拟周围光补偿信号的所述第二时间段的所述第一部分期间及所述第二部分期间，使用所述光侦测器及干扰光侦测模拟ILD至数字转换器ADC以产生干扰光数据，其主要指示在所述第二时间段期间由所述光侦测器侦测到的干扰光；及
d、在第三时间段期间，在所述光源在第二位准下经驱动以发射光的第三时间段的第一部分期间，在所述光源未经驱动以发射光的第三时间段的第二部分期间，且在所述周围光数据被转换至所述模拟周围光补偿信号且所述干扰光数据的增益版本被转换至模拟干扰光补偿信号的所述第三时间段的所述第一部分期间及所述第二部分期间，使用所述光侦测器及近接侦测模拟ProxD至数字转换器ADC以产生近接数据，其主要指示对象相对于所述光学传感器的近接，其中在所述第三时间段期间由所述光侦测器侦测到的至少大多数周围光及干扰光被予以补偿，其中所述第二位准大于所述第一位准。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周围光侦测模拟至数字转换器的至少一部分、所述干扰光侦测模拟至数字转换器的至少一部分及所述近接侦测模拟至数字转换器的至少一部分包含同一模拟至数字转换器电路。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述周围光侦测模拟至数字转换器包含M位模拟至数字转换器，且所述周围光数据包含M个位的数据；
所述干扰光侦测模拟至数字转换器包含L位模拟至数字转换器，且所述干扰光数据包含L个位的数据；
所述近接侦测模拟至数字转换器包含N位模拟至数字转换器，且所述近接数据包含N个位的数据；且
N≥M≥L。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述M位模拟至数字转换器的至少一部分、所述L位模拟至数字转换器的至少一部分及所述N位模拟至数字转换器的至少一部分包含同一模拟至数字转换器电路。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤b包括储存用以主要指示在所述第一时间段期间由所述光侦测器侦测到的周围光的强度的所述周围光数据；
步骤c包括：
使用周围光补偿数字至模拟转换器DAC以将在步骤b处储存的所述周围光数据转换至所述模拟周围光补偿信号，及
储存用以主要指示在所述第二时间段期间由所述光侦测器侦测到的干扰光的强度的所述干扰光资料；
步骤d包括：
使用所述周围光补偿数字至模拟转换器以将在步骤b处储存的M个位的数据转换至所述模拟周围光补偿信号，
使用干扰光补偿数字至模拟转换器以将在步骤c处储存的所述干扰光数据的所述增益版本转换至所述模拟干扰光补偿信号，及
在所述近接侦测模拟至数字转换器上游处，自在所述第三时间段期间由所述光侦测器产生的模拟信号减去所述模拟周围光补偿信号及所述模拟干扰光补偿信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤c及步骤d中的至少一者包括在使用所述干扰光补偿数字至模拟转换器以将所述干扰光数据的所述增益版本转换至所述模拟干扰光补偿信号之前，先行使用增益因子以将在步骤c处储存的干扰光数据的值增加至所述干扰光数据的所述增益版本。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤c处：
在所述光源在所述第一位准下经驱动以发射光的所述第二时间段的所述第一部分期间，递增第一计数值；且
在所述光源未经驱动以发射光的所述第二时间段的所述第二部分期间，递减所述第一计数值以使得在所述第二时间段结束时，作为所述干扰光数据的所述第一计数值的最终值指示在所述第二时间段期间入射于所述光侦测器上的所述干扰光，其中在所述第二时间段期间入射于所述光侦测器上的至少大多数所述周围光被予以补偿，且从而主要指示在所述第二时间段期间由所述光侦测器侦测到的所述干扰光。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤d处：
在所述光源在所述第二位准下经驱动以发射光的所述第三时间段的所述第一部分期间，递增第二计数值；且
在所述光源未经驱动以发射光的所述第三时间段的所述第二部分期间，递减所述第二计数值以使得在所述第三时间段结束时，作为所述近接数据的第三计数值的最终值主要指示所述对象相对于所述光学传感器的所述近接，其中在所述第三时间段期间由所述光侦测器侦测到的至少大多数所述周围光及所述干扰光被予以补偿。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d包括：
在所述第三时间段期间，使用所述光侦测器以产生用以指示以下各者的总和的模拟光侦测信号：
在所述第三时间段期间入射于所述光侦测器上的周围光，
在所述第三时间段期间入射于所述光侦测器上的干扰光，及
在所述第三时间段的所述第一部分而非所述第二部分期间入射于所述光侦测器上的所关注光，其中所述所关注光包含由所述光源所发射的所述光中被反射离开对象且入射于所述光侦测器上的部分；且
在所述近接侦测模拟至数字转换器上游处，自所述模拟光侦测信号减去所述模拟周围光补偿信号及所述模拟干扰光补偿信号，以使得所述ProxD的输出作为用以指示所述对象相对于所述光学传感器的所述近接的所述近接数据，其中在所述第三时间段期间入射于所述光学传感器上的至少大多数所述周围光及所述干扰光被予以补偿。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当在所述第一位准下驱动所述光源时，由所述光源发射的光量足以致使所述光侦测器侦测到干扰光，但不足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的感测区域内的对象；
当在所述第二位准下驱动所述光源时，由所述光源发射的所述光量足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的所述感测区域内的对象；
其中用以产生所述干扰光数据的所述增益版本的增益因子被用来针对干扰光量进行调整，与当在所述第一位准下驱动所述光源时的干扰光量相比较，当在所述第二位准下驱动所述光源时的干扰光量较大。
11.一种光学传感器，其特征在于，包含：
驱动器，其经调适以选择性地驱动光源以发射光；
光侦测器，其经调适以产生用以指示由所述光侦测器侦测到的光的强度的模拟光侦测信号，其中由所述光侦测器侦测到的所述光包括周围光、干扰光或所关注光中的至少一者，所述所关注光作为所述光源所发射并被反射离开对象且入射于所述光侦测器上的光；
M位模拟至数字转换器ADC；
L位模拟至数字转换器；
N位模拟至数字转换器；
周围光补偿数字至模拟转换器DAC；
干扰光补偿数字至模拟转换器；及
控制器，其经调适以控制所述驱动器、所述M位模拟至数字转换器、所述L位模拟至数字转换器、所述N位模拟至数字转换器、所述周围光补偿数字至模拟转换器及所述干扰光补偿数字至模拟转换器以使得：
在所述光源未由所述驱动器驱动以发射光的第一时间段期间，所述光侦测器及所述M位模拟至数字转换器产生用以主要指示在所述第一时间段期间由所述光侦测器侦测到的周围光的M个位的数据；
在第二时间段期间，在所述光源在第一位准下由所述驱动器驱动以发射光的第二时间段的第一部分期间，在所述光源未由所述驱动器驱动以发射光的第二时间段的第二部分期间，且在所述M个位的数据由所述周围光补偿数字至模拟转换器转换至模拟周围光补偿信号的所述第二时间段的所述第一部分期间及所述第二部分期间，所述光侦测器及所述L位模拟至数字转换器产生用以主要指示在所述第二时间段期间由所述光侦测器侦测到的干扰光的L个位的数据；且
在第三时间段期间，在所述光源在第二位准下由所述驱动器驱动以发射光的第三时间段的第一部分期间，在所述光源未由所述驱动器驱动以发射光的第三时间段的第二部分期间，且在所述M个位的数据由所述周围光补偿数字至模拟转换器转换至所述模拟周围光补偿信号且所述L个位的数据的增益版本由所述干扰光补偿数字至模拟转换器转换至模拟干扰光补偿信号的所述第三时间段的所述第一部分期间及所述第二部分期间，所述光侦测器及所述N位模拟至数字转换器产生N个位的数据，其主要指示对象相对于所述光学传感器的近接，其中在所述第三时间段期间由所述光侦测器侦测到的至少大多数周围光及干扰光被予以补偿，其中所述第二位准大于所述第一位准。
12.根据权利要求11所述的光学传感器，其特征在于，所述M位模拟至数字转换器、所述L位模拟至数字转换器及所述N位模拟至数字转换器的输入端以及所述周围光补偿数字至模拟转换器及所述干扰光补偿数字至模拟转换器的输出端皆耦接至同一节点，所述光侦测器的端子亦耦接至所述节点。
13.根据权利要求11所述的光学传感器，其特征在于，N≥M≥L。
14.根据权利要求11所述的光学传感器，其特征在于，所述M位模拟至数字转换器的至少一部分、所述L位模拟至数字转换器的至少一部分及所述N位模拟至数字转换器的至少一部分包含同一模拟至数字转换器电路。
15.根据权利要求11所述的光学传感器，其特征在于，
当在所述第一位准下驱动所述光源时，由所述光源发射的光量足以致使所述光侦测器侦测到干扰光，但不足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的感测区域内的对象；
当在所述第二位准下驱动所述光源时，由所述光源发射的所述光量足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的所述感测区域内的对象；且
被用以产生所述L个位的数据的所述增益版本的增益因子被用来针对干扰光量进行调整，与当在所述第一位准下驱动所述光源时的干扰光量相比较，当在所述第二位准下驱动所述光源时的干扰光量较大。
16.根据权利要求15所述的光学传感器，其特征在于，L个位的数据储存于第一缓存器中，所述增益因子储存于第二缓存器中，且所述L个位的数据乘以所述增益因子的结果储存于第三缓存器中，所述结果作为所述L个位的数据的所述增益版本。
17.一种供与光学传感器一起使用的方法，所述光学传感器包括光侦测器且包括光源和/或供与光源一起使用，其特征在于，所述方法包含：
a、侦测入射于所述光侦测器上的周围光量且产生予以指示的周围光侦测数据，其中在所述光源未在发射光的第一时间段期间执行步骤a；
b、侦测干扰光且产生予以指示的干扰光侦测数据，其中在第二时间段期间执行步骤b，在所述第二时间段的至少一部分期间，所述光源正发射第一位准的光，所述第一位准的光足以致使所述光侦测器侦测到干扰光，但不足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的感测区域内的对象；及
c、基于所述周围光侦测数据而产生周围光补偿信号，基于所述干扰光侦测数据而产生干扰光补偿信号，且当产生所述周围光补偿信号及所述干扰光补偿信号时，侦测入射于所述光侦测器上的所关注光且输出予以指示的近接侦测数据，其中在第三时间段期间执行步骤c，在所述第三时间段的至少一部分期间，所述光源正发射第二位准的光，所述第二位准的光足以反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的所述感测区域内的所述对象；
其中所述所关注光由反射离开位于所述光学传感器外部且位于所述光学传感器的所述感测区域内的所述对象的光引起。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述周围光补偿信号及所述干扰光补偿信号在所述光源正发射所述第二位准的光时对入射于所述光侦测器上的周围光及干扰光进行补偿，从而致使所述近接侦测数据主要指示所述对象相对于所述光学传感器的近接，其中由所述光侦测器侦测到的至少大多数所述周围光及所述干扰光被予以补偿。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包含基于所述近接侦测数据而选择性地启用或停用子系统。
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