CN112947743B - 具有切片式积分时间感测机制的接近传感器及其感测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有切片式积分时间感测机制的接近传感器及其感测方法。积分时间信号指示的积分时间切分出多个相位时间。多个相位时间包含第一相位时间以及第二相位时间。光发射器在第一相位时间内朝检测物体发射感测光线。光接收器在第一相位时间内接收检测物体反射的感测光线与环境光线形成的第一光信号，在第二相位时间接收环境光线的第二光信号。光接收器将第一光信号的第一亮度对第一相位时间积分形成的第一亮度积分值与第二光信号的第二亮度对第二相位时间积分形成的第二亮度积分值相减，以通过相位相消法，取得亮度积分值差。
Description
技术领域
本发明涉及接近传感器，特别是涉及一种具切片式积分时间感测机制的接近传感器及其感测方法。
背景技术
现在触控式手机越来越流行，但由于手机采用触控屏幕，用户在进行通话时，脸部容易触碰到手机屏幕而造成误操作。因此，通常在手机上安装光学趋近传感器。当光学趋近传感器检测到光线被遮挡后，手机的系统判断脸部靠近了触控屏幕时，关闭触控屏幕，以防止由于脸部贴近而生成的误操作，并可以在通话过程中节省电量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种具有切片式积分时间感测机制的接近传感器，包含光发射器以及光接收器设于电子装置，并且适用于感测电子装置与检测物体之间的距离。光发射器配置以在第一相位时间内朝检测物体发射感测光线。积分时间信号指示的积分时间切分出多个相位时间。多个相位时间包含第一相位时间以及第二相位时间。光接收器相对于光发射器设置于感测光线被检测物体反射的路径上。光接收器配置以在第一相位时间内接收检测物体反射的感测光线与环境光线形成的第一光信号，在第二相位时间接收环境光线的第二光信号。光接收器配置以将第一光信号的第一亮度对第一相位时间积分形成的第一亮度积分值与第二光信号的第二亮度对第二相位时间积分形成的第二亮度积分值相减，以通过相位相消法，取得亮度积分值差。
在一实施方式中，多个相位时间的时间长度彼此相同。
在一实施方式中，多个相位时间还包含第三相位时间。光发射器配置以在第三相位时间朝检测物体发射感测光线。光接收器配置以在第三相位时间接收检测物体反射的感测光线与环境光线形成的第三光信号。光接收器配置以将亮度积分值差与第三光信号的第三亮度对时间积分形成的一第三亮度积分值相加，以取得第二校正亮度积分值。
在一实施方式中，第一相位时间与第三相位时间总和的时间长度等于第二相位时间的时间长度。
在一实施方式中，第一相位时间切分出多个第一子相位时间。多个第二相位时间切分出多个第二子相位时间。多个第一子相位时间与多个第二子相位时间交错。
另外，本发明提供一种接近传感器的切片式积分时间感测方法，适用于感测电子装置与检测物体之间的距离，其中接近传感器设于电子装置。接近传感器的切片式积分时间感测方法包含以下步骤：将积分时间信号指示的一积分时间切分出第一相位时间以及第二相位时间；在第一相位时间内，朝检测物体发射感测光线；在第一相位时间内，接收检测物体反射的感测光线与环境光线形成的第一光信号；在第二相位时间内，接收环境光线的第二光信号；以及将第一光信号的第一亮度对第一相位时间积分形成的第一亮度积分值与第二光信号的第二亮度对第二相位时间积分形成的第二亮度积分值相减，以通过相位相消法，取得亮度积分值差。
在一实施方式中，接近传感器的切片式积分时间感测方法还包含以下步骤：将积分时间切分出时间长度彼此相同的多个相位时间。
在一实施方式中，接近传感器的切片式积分时间感测方法还包含以下步骤：将积分时间切分出第一相位时间、第二相位时间以及一第三相位时间；在第三相位时间，朝检测物体发射感测光线；在第三相位时间，接收检测物体反射的感测光线与环境光线形成的第三光信号；以及将亮度积分值差与第三光信号的第三亮度对时间积分形成的第三亮度积分值相加，以取得第二校正亮度积分值。
在一实施方式中，第一相位时间与第三相位时间总和的时间长度等于第二相位时间的时间长度。
在一实施方式中，所述接近传感器的切片式积分时间感测方法还包含以下步骤：将第一相位时间切分出多个第一子相位时间；将多个第二相位时间切分出多个第二子相位时间；以及将多个第一子相位时间与多个第二子相位时间交错。
如上所述，本发明提供具有切片式积分时间感测机制的接近传感器及其感测方法，其将一积分时间切片式地分成多个相位时间，例如两个、三个或更多相位时间。在特定的相位时间内，光发射器发射光线，光接收器接收检测物体反射感测光线与环境光线形成的光信号。在其他相位时间内，光接收器仅接收环境光线的光信号。最后，将多个相位时间内的光信号进行运算，以通过相位相消法例如两相或三相相消法，以优化地消除环境光。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器应用于感测该电子装置与检测物体之间的距离的示意图。
图2为本发明第一实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器应用于感测该电子装置与人体之间的距离的示意图。
图3为本发明第一实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形图。
图4A为本发明第二实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器应用于感测该电子装置随时间逐渐靠近人体的示意图。
图4B为本发明第二实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图。
图4C为图4B的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
图5A为本发明第三实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器应用于感测该电子装置随时间逐渐远离人体的示意图。
图5B为本发明第三实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图。
图5C为图5B的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
图6A为本发明第四实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图。
图6B为图6A的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
图7A为本发明第五实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图。
图7B为图7A的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
图8A为本发明第六实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图。
图8B为图8A的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
图9A为本发明第七实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图。
图9B为图9A的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
图10为本发明第八实施例的所述的接近传感器的切片式积分时间感测方法的步骤流程图。
图11为本发明第九实施例的所述的接近传感器的切片式积分时间感测方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包含相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[第一实施例]
请参阅图1和图2，其中图1为本发明第一实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器应用于感测该电子装置与检测物体之间的距离的示意图；图2为本发明第一实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器应用于感测该电子装置与人体之间的距离的示意图。
如图1所示，本实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器包含光发射器TX以及光接收器RX，设于电子装置EL，并且适用于感测电子装置EL与检测物体OB之间的距离。如图2所示，检测物体OB可为人体，但在此仅举例说明，本发明不以此为限。
如图1和图2所示，光发射器TX配置以朝检测物体OB例如人体发射一感测光线。例如，光发射器TX为红外线发光二极管，用以发射红外光，在此仅举例说明，本发明不以此为限。如图1所示，光接收器RX相对于光发射器TX，设置于感测光线被检测物体OB反射的一路径上。
请一并参阅图1至图3，其中图3为本发明第一实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形图。
在积分时间信号PSIT的波形的工作周期即一积分时间内，光发射器TX发射的一感测光线以及环境光线的亮度可能随时间变化而改变。在本实施例中，将此积分时间切分出多个相位时间。举例而言，如图3所示，一积分时间切分出两个相位时间。亦即，积分时间切分出的多个相位时间可包含第一相位时间Φ1以及第二相位时间Φ2，但本发明不以此为限。
如图3所示的光发射信号VCSEL在第一相位时间Φ1为高电平，指出光发射器TX在第一相位时间Φ1内朝检测物体OB发射一感测光线。
在光发射器TX朝检测物体OB发射的感测光线的同时，可能有环境光源发射环境光线。在此情况下，光接收器RX在第一相位时间Φ1内接收检测物体OB反射的感测光线与环境光源的一环境光线形成的第一光信号。
相反地，光发射信号VCSEL在第二相位时间Φ2为低电平，指出光发射器TX在第二相位时间Φ2不发射任何光线。在此情况下，光接收器RX在第二相位时间Φ2内仅接收环境光线形成的第二光信号。
应理解，光接收器RX设于电子装置EL，接收到的环境光线的亮度将可能随电子装置EL在不同时间点所在的环境的光源，以及与检测物体OB之间的距离而改变。
由于本实施例的接近传感器是依据光发射器TX发射的感测光线，被检测物体OB反射回光接收器RX形成的光信号的亮度，来判断电子装置EL与检测物体OB之间的距离。因此，光接收器RX接收到的第一光信号的亮度需消除环境光。
因此，本实施例的接近传感器的光接收器RX将第一光信号的第一亮度对第一相位时间Φ1积分形成的第一亮度积分值，与第二光信号的第二亮度对第二相位时间Φ2积分形成的第二亮度积分值相减，以通过相位相消法，取得已消除环境光的一亮度积分值差。
上述计算出的亮度积分值差仅为检测物体OB反射光发射器TX发射的感测光线随时间变化的亮度值，而不包含环境光线的亮度值。因此，接近传感器依据此亮度积分值差，可精准地判断电子装置EL与检测物体OB之间的距离，据以决定电子装置EL的运作，例如距离太近时，电子装置EL的触控屏幕关闭，避免由于人脸贴近电子装置EL而生成的误操作。
[第二实施例]
请参阅图4A至图4C，其中图4A为本发明第二实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器应用于感测该电子装置随时间逐渐靠近人体的示意图；图4B为本发明第二实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图；图4C为图4B的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
本实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器包含光发射器以及光接收器，设于如图4A所示的电子装置EL，适用于感测电子装置EL与检测物体例如人体之间的距离。如图4A所示，设有本实施例的电子装置EL随时间逐渐朝检测物体靠近。应理解，电子装置EL与检测物体之间的距离越近，受检测物体遮蔽，发射到光接收器的环境光线的亮度越小。
如图4B所示的积分时间信号PSIT切分出第一相位时间Φ1以及第二相位时间Φ2。在本实施例中，第一相位时间Φ1的时间长度等于第二相位时间Φ2的时间长度，在此仅举例说明，本发明不以此为限。实际操作上，可依据实际需求改变积分时间信号PSIT切分出更多的相位时间，并可决定每一相位时间的时间长度。
如图4B所示的光发射信号VCSEL在第一相位时间Φ1为高电平，指出光发射器在第一相位时间Φ1朝检测物体发射一感测光线，检测物体反射感测光线至光接收器，同时光接收器接收环境光源的一环境光线。
在如图4B所示的亮度对时间的一曲线图中，光接收器接收的光信号的亮度随时间递增形成一曲线。此曲线包含一第一曲线区段。在第一相位时间Φ1内，光接收器接收光发射器发射的感测光线与环境光线形成的第一光信号。此第一光信号的第一亮度随第一相位时间Φ1内的时间变化形成第一曲线区段，在第一曲线区段覆盖下的区域形成一第一亮度积分面积A。亦即，第一亮度对第一相位时间Φ1积分形成第一亮度积分面积A，此第一亮度积分面积A的大小即为一第一亮度积分值。
在第一相位时间Φ1结束时，光发射信号VCSEL从高电平转为低电平，进入第二相位时间Φ2。在第二相位时间Φ2内，光发射器不发射任何光线。光接收器仅接收环境光线形成的第二光信号。
在如图4B所示的曲线图中的曲线还包含一第二曲线区段。光接收器接收的第二光信号的第二亮度随第二相位时间Φ2内的时间变化形成第二曲线区段，在第二曲线区段覆盖下的区域形成一第二亮度积分面积B。亦即，第二亮度对第二相位时间Φ2积分形成第二亮度积分面积B，此第二亮度积分面积B的大小即为一第二亮度积分值。
如图4B和图4C所示，光接收器配置以将第一亮度积分面积A与第二亮度积分面积B相减，以通过相位相消法，取得亮度积分面积差。此亮度积分面积差的大小为亮度积分值差，其仅为检测物体反射光发射器发射的感测光线随时间变化的亮度值，而不包含环境光线的亮度值。
[第三实施例]
请参阅图5A至图5C，其中图5A为本发明第三实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器应用于感测该电子装置随时间逐渐远离人体的示意图；图5B为本发明第三实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图；图5C为图5B的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
本实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器包含光发射器以及光接收器，设于如图5A所示的电子装置EL，适用于感测电子装置EL与检测物体例如人体之间的距离。如图5A所示，设有本实施例的电子装置EL随时间逐渐远离检测物体。应理解，电子装置EL与检测物体之间的距离越远，受检测物体遮蔽度降低，发射到光接收器的环境光线的亮度越大。
如图5B所示的积分时间信号PSIT切分出第一相位时间Φ1以及第二相位时间Φ2。在本实施例中，第一相位时间Φ1的时间长度等于第二相位时间Φ2的时间长度，在此仅举例说明，本发明不以此为限。实际操作上，可依据实际需求改变积分时间信号PSIT切分出更多的相位时间，并可决定每一相位时间的时间长度。
如图5B所示，光发射信号VCSEL在第一相位时间Φ1为高电平，指出光发射器在第一相位时间Φ1朝检测物体发射一感测光线，检测物体反射感测光线至光接收器。在光接收器接收感测光线的同时，接收环境光源的一环境光线。
在如图5B所示的亮度对时间的一曲线图中，光接收器接收的光信号的亮度随时间递减形成一曲线。为方便说明，定义此曲线包含一第一曲线区段。在第一相位时间Φ1内，光接收器接收光发射器发射的感测光线与环境光线形成的第一光信号。此第一光信号的第一亮度随第一相位时间Φ1内的时间变化形成第一曲线区段，在第一曲线区段覆盖下的区域形成一第一亮度积分面积A。亦即，第一亮度对第一相位时间Φ1积分形成第一亮度积分面积A，此第一亮度积分面积A的大小即为一第一亮度积分值。
在第一相位时间Φ1结束时，光发射信号VCSEL从高电平转为低电平，进入第二相位时间Φ2。在第二相位时间Φ2内，光接收器仅接收环境光线形成的第二光信号。
为方便说明，定义此曲线还包含一第二曲线区段。光接收器接收的第二光信号的第二亮度随第二相位时间Φ2内的时间变化形成第二曲线区段，在第二曲线区段覆盖下的区域形成一第二亮度积分面积B。亦即，第二亮度对第二相位时间Φ2积分形成第二亮度积分面积B，此第二亮度积分面积B的大小即为一第二亮度积分值。
如图5B和图5C所示，光接收器配置以将第一光信号的第一光亮度对第一相位时间Φ1积分形成的第一亮度积分面积A与第二光信号的第二光亮度对第二相位时间Φ2积分形成的第二亮度积分面积B相减，以通过相位相消法，取得亮度积分面积差。
[第四实施例]
请参阅图6A和图6B，其中图6A为本发明第四实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图；图6B为图6A的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。与前述实施例相同之处，不在此赘述。
与如图4A和图4B所示的实施例不同之处在于，如图6A和图6B所示的实施例将积分时间切分出具有较长时间长度IT的第一相位时间Φ1以及第二相位时间Φ2。其结果为，第一光信号的第一光亮度对第一相位时间Φ1积分形成的第一亮度积分面积A增加，第二光信号的第二光亮度对第二相位时间Φ2积分形成的第二亮度积分面积B增加。光接收器将第一亮度积分面积A与第二亮度积分面积B相减后，取得较大的亮度积分面积差。
本文的实施例中的第一相位时间Φ1以及第二相位时间Φ2仅为举例，本发明不受限于此。实际操作上，可依据实际需求，例如依据环境光线随时间变化的速度，来决定积分时间切分出的相位时间的数量和时间长度，以准确地判断设有接近传感器的电子装置与检测物体间的距离。
[第五实施例]
请参阅图7A和图7B，其中图7A为本发明第五实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图；图7B为图7A的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
相比于如图6A和图6B的实施例采用两相位相消法，如图7A和图7B的实施例采用三相位相消法，以更有效地消除环境光线的亮度，具体说明如下。
如图7A所示，积分时间信号PSIT切分出第一相位时间Φ1、第二相位时间Φ2以及第三相位时间Φ3。在本实施例中，第一相位时间Φ1的时间长度与第三相位时间Φ3的时间长度的总和等于第二相位时间Φ2的时间长度IT。亦即，第一相位时间Φ1的时间长度以及第三相位时间Φ3的时间长度IT分别仅为第二相位时间Φ2的时间长度IT的一半。
在如图7A所示的亮度对时间的一曲线图中，光接收器接收的光信号的亮度随时间变化形成一曲线。为方便说明，定义此曲线包含第一曲线区段、第二曲线区段、第三曲线区段以及第四曲线区段。
在第一相位时间Φ1内，如图7A所示的光发射信号VCSEL为高电平，指出光发射器在第一相位时间Φ1内朝检测物体发射一感测光线，检测物体反射感测光线，与环境光源发射的环境光线形成一第一光信号至光接收器。第一光信号的第一亮度随第一相位时间Φ1内的时间变化形成第一曲线区段，在第一曲线区段覆盖下的区域形成一第一亮度积分面积A。亦即，第一光信号的第一亮度对第一相位时间Φ1积分形成第一亮度积分面积A。
在第二相位时间Φ2内，如图7A所示的光发射信号VCSEL为低电平，指出光发射器不发射任何光线。在此情况下，光发射器仅接收环境光源的一环境光线的第二光信号。
第二光信号的第一亮度随二分之一的第二相位时间Φ2变化形成第二曲线区段，以及随接续的二分之一的第二相位时间Φ2变化形成第三曲线区段。在第二曲线区段覆盖下的区域形成一第二亮度积分面积B。在第三曲线区段覆盖下的区域形成一第三亮度积分面积C。亦即，在第二积分时间IT内，第二光信号的第二亮度对时间积分形成第二亮度积分面积B以及第三亮度积分面积C。
在第三相位时间Φ3内，如图7A所示的光发射信号VCSEL为高电平，指出光发射器在第三相位时间Φ3内朝检测物体发射一感测光线，检测物体反射感测光线，与环境光源发射的环境光线形成一第三光信号至光接收器。第三光信号的第三亮度随第三相位时间Φ3内的时间变化形成第四曲线区段，在第四曲线区段覆盖下的区域形成一第四亮度积分面积D。亦即，第三光信号的第三亮度对第三相位时间Φ3积分形成第四亮度积分面积D。
如图7B所示，光接收器配置以将第一相位时间Φ1内的第一亮度积分面积A与第二相位时间Φ2内的第二亮度积分面积B相减，并与第三相位时间Φ3内的第四亮度积分面积D相加，以通过相位相消法，取得第二校正亮度积分面积，其面积大小即为第二校正亮度积分值。
[第六实施例]
请参阅图8A，其为本发明第六实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图；图8B为图8A的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
如图8A所示，积分时间信号PSIT的一积分时间切分出一第一相位时间Φ1以及一第二相位时间Φ2。第一相位时间Φ1进一步切分出彼此不连续的多个第一子相位时间。多个第二相位时间Φ2进一步切分出彼此不连续的多个第二子相位时间。多个第一子相位时间与多个第二子相位时间交错。
在本实施例中，第一相位时间Φ1的时间长度等于第二相位时间Φ2的时间长度，并且切分出的每个第一子相位时间的时间长度与第二子相位时间的时间长度相同，在此仅举例说明，本发明不此为限。
如图8A所示，在第一相位时间Φ1的每个第一子相位时间内，光发射信号VCSEL为高电平，指出光发射器朝检测物体发射一感测光线，检测物体反射感测光线至光接收器。光接收器接收感测光线与环境光源的环境光线形成的第一光信号。
相反地，在第二相位时间Φ2的每个第二子相位时间内，光发射信号VCSEL为低电平，指出光发射器未发射任何光线。在此情况下，光接收器仅接收环境光线形成的第二光信号。
在如图8A所示的亮度对时间的一曲线图中，光接收器接收的光信号的亮度随时间变化形成一曲线。在第一相位时间Φ1内，第一光信号的第一亮度对多个第一子相位时间分别积分形成第一亮度积分面积A、第三亮度积分面积C、第五亮度积分面积E以及第七亮度积分面积G。
在第二相位时间Φ2内，第二光信号的第二亮度对多个第二子相位时间分别积分形成第二亮度积分面积B、第四亮度积分面积D、第六亮度积分面积F以及第八亮度积分面积H。
如图8B所示，光接收器将第一亮度积分面积A以及第三亮度积分面积C、第五亮度积分面积E以及第七亮度积分面积G，与第二亮度积分面积B、第四亮度积分面积D、第六亮度积分面积F以及第八亮度积分面积H相减，以通过相位相消法，消除环境光线的亮度，以取得亮度积分面积差，其面积大小即为亮度积分值差。
[第七实施例]
请参阅图9A和图9B，其中图9A为本发明第七实施例的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器的积分时间信号以及光发射信号的波形以及光信号对时间的曲线的示意图；图9B为图9A的第一亮度积分面积与第二亮度积分面积相减的示意图。
相比于如图7A的实施例，如图9A的实施例将积分时间信号PSIT的一积分时间切分出更多相位时间，每个相位时间的时间长度较短，如两组第一相位时间Φ1、第二相位时间Φ2、第三相位时间Φ3。
在本实施例中，在每一组中，第一相位时间Φ1的时间长度与第三相位时间Φ3的时间长度的总和等于第二相位时间Φ2的时间长度。亦即，第一相位时间Φ1的时间长度以及第三相位时间Φ3的时间长度IT分别仅为第二相位时间Φ2的时间长度IT的一半。
如图9A所示，在每个第一相位时间Φ1以及每个第三相位时间Φ3内，光发射信号VCSEL为高电平，指出光发射器朝检测物体发射一感测光线，检测物体反射感测光线至光接收器。光接收器接收感测光线与环境光源的环境光线形成的第一光信号。
相反地，在每个第二相位时间Φ2内，光发射信号VCSEL为低电平，指出光发射器未发射任何光线。在此情况下，光接收器仅接收环境光线形成的第二光信号。
在如图9A所示的亮度对时间的一曲线图中，光接收器接收的光信号的亮度随时间变化形成一曲线。在第一相位时间Φ1内，第一光信号的第一亮度对多个第一子相位时间分别积分形成第一亮度积分面积A、第五亮度积分面积E。在第二相位时间Φ2内，第二光信号的第二亮度对多个第二子相位时间分别积分形成第二亮度积分面积B、第三亮度积分面积C、第六亮度积分面积F以及第七亮度积分面积G。在第三相位时间Φ3内，第三光信号的第三亮度对多个第三子相位时间分别积分形成第四亮度积分面积D以及第八亮度积分面积H。
如图9B所示，光接收器将第一亮度积分面积A以及第五亮度积分面积E，与第二亮度积分面积B、第三亮度积分面积C、第六亮度积分面积F以及第七亮度积分面积G相减，并与第四亮度积分面积D以及第八亮度积分面积H相加，以通过相位相消法，消除环境光线的亮度，以取得第二校正亮度积分面积，其面积大小即为第二校正亮度积分值。这些运算的顺序可取决于相位时间的排序。
相比于如图7B的实施例，如图9B的实施例的积分时间切分出更多相位时间，更有效地消除环境光线的亮度，以在运算后取得较小的第二校正亮度积分面积。
[第八实施例]
请参阅图10，其为本发明第八实施例的所述的接近传感器的切片式积分时间感测方法的步骤流程图。
本实施例的所述的接近传感器的切片式积分时间感测方法包含如图10所示的步骤S101至S117，适用于如图7A所述的设于电子装置的接近传感器，以感测电子装置与检测物体之间的距离，具体说明如下。应理解，若有需要，可依据其他实施例例如图9A和图9B的实施例的描述，适当地调整步骤内容。
在步骤S101，将一积分时间信号PSIT指示的一积分时间切分出多个相位时间，例如第一相位时间Φ1、第二相位时间Φ2以及第三相位时间Φ3。
在步骤S103，在第一相位时间Φ1，接近传感器的光发射器朝检测物体发射一感测光线。
在步骤S105，在第一相位时间Φ1，接近传感器的光接收器接收检测物体反射的感测光线与一环境光线形成的一第一光信号。
在步骤S107，接近传感器的光接收器取得第一光信号的第一光亮度对第一相位时间Φ1积分形成的第一亮度积分值。
在步骤S109，在第二相位时间Φ2，接近传感器的光接收器接收环境光线的一第二光信号。
在步骤S111，接近传感器的光接收器取得第二光信号的一第二光亮度对第二相位时间Φ2积分形成的一第二亮度积分值。
在步骤S113，在第三相位时间Φ3，接近传感器的光接收器接收检测物体反射的感测光线与一环境光线形成的一第三光信号。
在步骤S115，接近传感器的光接收器取得第三光信号的第三光亮度对第三相位时间Φ3积分形成的第三亮度积分值。
在步骤S117，接近传感器的光接收器将第一亮度积分值与第二亮度积分值相减，并与第三亮度积分值相加，以取得一第二校正亮度积分面积的一第二校正亮度积分值。
[第九实施例]
请参阅图11，其为本发明第九实施例的所述的接近传感器的切片式积分时间感测方法的步骤流程图。
本实施例的所述的接近传感器的切片式积分时间感测方法包含如图11所示的步骤S201至S219，适用于如图8A所述的设于电子装置的接近传感器，以感测电子装置与检测物体之间的距离，具体说明如下。应理解，若有需要，可依据其他实施例如图6A和图6B的实施例的描述，适当地调整步骤内容。
在步骤S201，将一积分时间信号PSIT指示的一积分时间切分出第一相位时间Φ1以及第二相位时间Φ2。在步骤S203，将第一相位时间Φ1切分出多个第一子相位时间。在步骤S205，将第二相位时间Φ2切分出多个第二子相位时间。
在步骤S207，将第一相位时间Φ1的多个第一子相位时间与第二相位时间Φ2的多个第二子相位时间交错。
在步骤S209，在第一相位时间Φ1的一个第一子相位时间，接近传感器的光接收器接收检测物体反射的感测光线，与一环境光线形成的一第一光信号。
在步骤S211，接近传感器的光接收器取得第一光信号的第一光亮度对第一子相位时间积分形成的第一子亮度积分值。
在步骤S213，在第二相位时间Φ2的一个第二子相位时间，接近传感器的光接收器接收环境光线的一第二光信号。
在步骤S215，接近传感器的光接收器取得第二光信号的一第二光亮度对第二子相位时间积分形成的一第二子亮度积分值。
在步骤S217，判断积分时间是否结束。若否，则反复依序执行步骤S209至S215。若是，则执行步骤S219。
在步骤S219，将第一相位时间Φ1的所有第一子相位时间内的第一子亮度积分值，与第二相位时间Φ2的所有第二子相位时间内的第二子亮度积分值相减，以通过相位相消法消除环境光线的光亮度，取得一亮度积分面积差的亮度积分值差。
[实施例的有益效果]
综上所述，本发明的有益效果在于，本发明所提供具有切片式积分时间感测机制的接近传感器及其感测方法，其将一积分时间切片式地分成多个相位时间，例如两个、三个或更多相位时间。在特定的相位时间内，光发射器发射光线，光接收器接收检测物体反射感测光线与环境光线形成的光信号。在其他相位时间内，光接收器仅接收环境光线的光信号。最后，将多个相位时间内的光信号进行运算，以通过相位相消法例如两相或三相相消法，以优化地消除环境光。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书内。
Claims (10)
1.一种具有切片式积分时间感测机制的接近传感器，设于电子装置，适用于感测所述电子装置与检测物体之间的距离，其特征在于，所述具有切片式积分时间感测机制的接近传感器包含：
光发射器，配置以在第一相位时间内朝所述检测物体发射感测光线，其中将一积分时间信号指示的积分时间切分出多个相位时间，所述多个相位时间包含所述第一相位时间以及第二相位时间；以及
光接收器，相对于所述光发射器设置于所述感测光线被所述检测物体反射的路径上，配置以在所述第一相位时间内接收所述检测物体反射的所述感测光线与环境光线形成的第一光信号，在所述第二相位时间接收所述环境光线的第二光信号；
其中所述光接收器配置以将所述第一光信号的第一亮度对所述第一相位时间积分形成的第一亮度积分值与所述第二光信号的第二亮度对所述第二相位时间积分形成的第二亮度积分值相减，以通过相位相消法，取得亮度积分值差。
2.根据权利要求1所述的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器，其特征在于，所述多个相位时间的时间长度彼此相同。
3.根据权利要求1所述的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器，其特征在于，所述多个相位时间还包含第三相位时间；
其中所述光发射器配置以在所述第三相位时间内朝所述检测物体发射所述感测光线；
其中所述光接收器配置以在所述第三相位时间内接收所述检测物体反射的所述感测光线与所述环境光线形成的第三光信号；以及
其中所述光接收器配置以将所述亮度积分值差与所述第三光信号的第三亮度对时间积分形成的第三亮度积分值相加，以取得第二校正亮度积分值。
4.根据权利要求3所述的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器，其特征在于，所述第一相位时间与所述第三相位时间总和的时间长度等于所述第二相位时间的时间长度。
5.根据权利要求1所述的具有切片式积分时间感测机制的接近传感器，其特征在于，所述第一相位时间切分出多个第一子相位时间，多个所述第二相位时间切分出多个第二子相位时间，所述多个第一子相位时间与所述多个第二子相位时间交错。
6.一种接近传感器的切片式积分时间感测方法，所述接近传感器设于电子装置，适用于感测所述电子装置与检测物体之间的距离，其特征在于，所述接近传感器的切片式积分时间感测方法包含以下步骤：
将积分时间信号指示的一积分时间切分出多个相位时间，多个所述相位时间包括第一相位时间以及第二相位时间；
在所述第一相位时间内，朝所述检测物体发射感测光线；
在所述第一相位时间内，接收所述检测物体反射的所述感测光线与一环境光线形成的第一光信号；
在所述第二相位时间内，接收所述环境光线的第二光信号；以及
将所述第一光信号的第一亮度对所述第一相位时间积分形成的第一亮度积分值与所述第二光信号的第二亮度对所述第二相位时间积分形成的一第二亮度积分值相减，以通过相位相消法，取得亮度积分值差。
7.根据权利要求6所述的接近传感器的切片式积分时间感测方法，其特征在于，所述接近传感器的切片式积分时间感测方法还包含以下步骤：
将所述积分时间切分出时间长度彼此相同的多个相位时间。
8.根据权利要求6所述的接近传感器的切片式积分时间感测方法，其特征在于，所述接近传感器的切片式积分时间感测方法还包含以下步骤：
将所述积分时间切分出所述第一相位时间、所述第二相位时间以及第三相位时间；
在所述第三相位时间，朝所述检测物体发射所述感测光线；
在所述第三相位时间，接收所述检测物体反射的所述感测光线与所述环境光线形成的第三光信号；以及
将所述亮度积分值差与所述第三光信号的第三亮度对时间积分形成的第三亮度积分值相加，以取得第二校正亮度积分值。
9.根据权利要求8所述的接近传感器的切片式积分时间感测方法，其特征在于，所述第一相位时间与所述第三相位时间总和的时间长度等于所述第二相位时间的时间长度。
10.根据权利要求6所述的接近传感器的切片式积分时间感测方法，其特征在于，所述接近传感器的切片式积分时间感测方法还包含以下步骤：
将所述第一相位时间切分出多个第一子相位时间；
将多个所述第二相位时间切分出多个第二子相位时间；以及
将所述多个第一子相位时间与所述多个第二子相位时间交错。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |