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TECHNIKBEREICH
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Diese Offenbarung bezieht sich auf die optische Entfernungsmessung unter Verwendung einer Zieloberfläche, die ein ungleichmäßiges Design von Bereichen mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen aufweist.
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HINTERGRUND
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Verschiedene Arten von optischen Geräten werden in einer Vielzahl von Verbraucher- und Industrieprodukten und -systemen eingesetzt. Näherungssensoren können z. B. verwendet werden, um die Position oder Lage eines Objekts zu erkennen.
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Optische Näherungssensoren können z. B. reflektierende Techniken verwenden, um die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Objekts in der Nähe des Sensors zu erkennen. Eine typische Technik ist die Verwendung einer Leuchtdiode (LED) und eines optischen Detektors, der so konfiguriert ist, dass das von der LED emittierte Licht von einem Objekt zurück zum Detektor reflektiert wird. Die Lichtquelle kann so gewählt werden, dass das Licht für die Erfassung durch den Lichtdetektor geeignet ist. So kann die Lichtquelle z. B. Licht mit einer Frequenz erzeugen, die der Lichtdetektor am besten detektieren kann und die wahrscheinlich nicht von anderen Quellen in der Nähe erzeugt wird.
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In einigen Fällen können Näherungssensoren auch verwendet werden, um den Abstand zu einem Ziel zu erfassen, z. B. wenn die optischen Eigenschaften (z. B. Diffusivität und Reflexionsvermögen) des Ziels bekannt sind. Die optische Ansprechkurve für Sensoren, die solche Ziele verwenden, ist jedoch im Allgemeinen umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands vom Ziel zum Detektor. Mit zunehmendem Abstand wird also die Variation des Signals tendenziell schwächer, was zu einer Abnahme der Genauigkeit des Sensors führt.
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Die vorliegende Offenbarung beschreibt die optische Abstandsmessung unter Verwendung einer Zieloberfläche, die ein ungleichmäßiges Design von Bereichen mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen aufweist.
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In einem Aspekt beschreibt die Offenbarung beispielsweise eine Vorrichtung, die eine Zielfläche mit einem ungleichmäßigen Design umfasst, das einen Bereich mit hohem Reflexionsvermögen und einen Bereich mit niedrigem Reflexionsvermögen für Licht einer bestimmten Wellenlänge enthält. Die Position der Zielfläche ist innerhalb der Vorrichtung verschiebbar. Die Vorrichtung umfasst eine Lichtquelle, die Licht mit der bestimmten Wellenlänge in Richtung der Zieloberfläche emittiert, und einen Fotodetektor, der mindestens einen Teil des von der Lichtquelle emittierten und anschließend von der Zieloberfläche reflektierten Lichts erfasst. Ein Prozessor ist so betreibbar, dass er ein Ausgangssignal des Fotodetektors mit einem Abstand zur Zieloberfläche korreliert.
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Die Offenbarung beschreibt auch ein Verfahren, bei dem Licht einer bestimmten Wellenlänge in Richtung einer Zieloberfläche emittiert wird, die ein ungleichmäßiges Design aufweist, das einen Bereich mit hohem Reflexionsvermögen und einen Bereich mit niedrigem Reflexionsvermögen für Licht der bestimmten Wellenlänge umfasst. Das Verfahren umfasst ferner das Empfangen in einem Photodetektor von zumindest einem Teil des Lichts, das von der Lichtquelle emittiert und anschließend von der Zieloberfläche reflektiert wurde, und das Korrelieren eines Ausgangs von dem Photodetektor mit einem Abstand zu der Zieloberfläche.
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Einige Implementierungen umfassen eines oder mehrere der folgenden Merkmale. Zum Beispiel hat in einigen Fällen der Bereich mit hohem Reflexionsvermögen ein Reflexionsvermögen R > 90 % und der Bereich mit niedrigem Reflexionsvermögen hat ein Reflexionsvermögen R < 10 %. Daher kann in einigen Implementierungen der Bereich mit hohem Reflexionsvermögen weiß und der Bereich mit niedrigem Reflexionsvermögen schwarz sein.
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In einigen Fällen befindet sich der Bereich mit hohem Reflexionsvermögen in der Mitte des Musters und ist von dem Bereich mit niedrigem Reflexionsvermögen umgeben. In anderen Fällen befindet sich der Bereich mit geringem Reflexionsvermögen in der Mitte des Musters und ist von dem Bereich mit hohem Reflexionsvermögen umgeben.
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In einigen Fällen ist die Ansprechkurve des Fotodetektors für unterschiedliche Abstände zur Zieloberfläche linearer, als wenn die Zieloberfläche ein einheitliches hohes oder niedriges Reflexionsvermögen über die gesamte Zieloberfläche hätte. In einigen Fällen ist die Ansprechkurve des Fotodetektors für unterschiedliche Abstände zur Zieloberfläche steiler, als wenn die Zieloberfläche über die gesamte Zieloberfläche ein einheitliches hohes oder niedriges Reflexionsvermögen hätte.
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In einigen Implementierungen umfasst das Muster mindestens einen Graustufenbereich. Der mindestens eine Graustufenbereich kann einen Reflexionsgrad R haben, z. B. 10% < R < 90%.
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Der hochreflektierende Bereich kann sich in der Mitte des Designs befinden und von dem niedrigreflektierenden Bereich umgeben sein. In einigen Fällen bildet der mindestens eine Graustufenbereich einen Übergang vom Bereich mit hohem Reflexionsvermögen zum Bereich mit niedrigem Reflexionsvermögen. In anderen Fällen befindet sich der Bereich mit geringem Reflexionsvermögen in der Mitte des Designs und ist von dem Bereich mit hohem Reflexionsvermögen umgeben. In einigen Fällen bildet der mindestens eine Graustufenbereich einen Übergang vom Bereich mit geringem Reflexionsvermögen zum Bereich mit hohem Reflexionsvermögen. Eine Ansprechkurve des Photodetektors kann für verschiedene Abstände zur Zieloberfläche linearer sein, als wenn die Zieloberfläche über die gesamte Zieloberfläche ein einheitliches hohes oder niedriges Reflexionsvermögen hätte. In einigen Fällen hat eine Ansprechkurve des Photodetektors für unterschiedliche Abstände zur Zieloberfläche eine steilere Neigung als wenn die Zieloberfläche ein einheitliches hohes oder niedriges Reflexionsvermögen über die gesamte Zieloberfläche hätte.
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In einigen Fällen ist die Konstruktion symmetrisch um eine Mittellinie, wobei die Lichtquelle und der Fotodetektor symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie angeordnet sind. Die vom Fotodetektor erfasste Lichtmenge hängt in einigen Ausführungsformen von einem Betrag der Verschiebung der Zieloberfläche ab.
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Die Zielfläche kann z. B. die Rückseite eines interaktiven Touch-Displays sein.
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Die Offenbarung beschreibt auch ein Host-Gerät (z. B. ein Smartphone), das einen berührungsinteraktiven Anzeigebildschirm mit einer rückseitigen Oberfläche umfasst, die ein ungleichmäßiges Design aufweist, das einen Bereich mit hohem Reflexionsvermögen und einen Bereich mit niedrigem Reflexionsvermögen für Licht einer bestimmten Wellenlänge umfasst. Eine Position der Rückseitenoberfläche ist innerhalb der Host-Vorrichtung verschiebbar. Die Host-Vorrichtung umfasst eine Lichtquelle, die so betrieben werden kann, dass sie Licht mit der bestimmten Wellenlänge in Richtung der rückseitigen Oberfläche emittiert, einen Fotodetektor, der so betrieben werden kann, dass er mindestens einen Teil des von der Lichtquelle emittierten und anschließend von der rückseitigen Oberfläche reflektierten Lichts erfasst, und einen Prozessor, der so betrieben werden kann, dass er ein Ausgangssignal des Fotodetektors mit einem Abstand zu der rückseitigen Oberfläche korreliert.
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In einigen Implementierungen können verschiedene Vorteile erzielt werden. Zum Beispiel kann das uneinheitliche Design, das die Oberfläche des Targets aufweist, so angepasst werden, dass die Ansprechkurve des Fotodetektors auf eine bestimmte Weise modifiziert werden kann. In einigen Implementierungen liefert das uneinheitliche Design des Targets eine Photodetektor-Ansprechkurve, die linearer ist, in einen bestimmten Analog-Digital-Bereich (ADC) passt und/oder eine gewünschte Steigung aufweist.
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Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
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Figurenliste
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- zeigt ein Beispiel für einen Näherungssensor.
- und zeigen Beispiele für Targets, die ein ungleichmäßiges Design aufweisen.
- zeigt die Ansprechkurven eines Photodetektors für verschiedene Ziele.
- und zeigen weitere Beispiele für Targets, die ein ungleichmäßiges Design aufweisen.
- zeigt die Ansprechkurven eines Photodetektors für verschiedene Ziele.
- ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Wie in dargestellt, umfasst ein Näherungssensormodul 10 eine Lichtquelle 12, die so betrieben werden kann, dass sie Licht erzeugt, und einen Fotodetektor 14, der so betrieben werden kann, dass er Licht einer Wellenlänge (z. B. Infrarot (IR), nahes IR, sichtbar oder Ultraviolett (UV)) erfasst, das von der Lichtquelle 12 erzeugt wird. Die Lichtquelle 12 kann z. B. eine LED, eine OLED oder ein Laserchip sein. Der Photodetektor 14 kann z. B. eine Photodiode sein. Die Lichtquelle 12 und der Fotodetektor 14 können z. B. als integrierte Halbleiterchips ausgeführt sein. In einigen Fällen enthält das Modul passive optische Komponenten zur Umlenkung von Licht durch Brechung und/oder Beugung und/oder Reflexion (z. B. eine Linse, ein Prisma, ein Spiegel). Die Lichtquelle 12 und der Fotodetektor 14 sind auf einem Substrat 16 montiert und elektrisch mit diesem gekoppelt, das wiederum auf einer Leiterplatte (PCB) 18 eines Host-Geräts (z. B. ein tragbares Computergerät wie ein Smartphone, Tablet, tragbares Gerät, persönlicher digitaler Assistent (PDA) oder Personal Computer) montiert und elektrisch mit diesem gekoppelt werden kann. Die elektrischen Verbindungen können je nach Implementierung eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: Die Pads, oberflächenmontierte Verbindungen, Drahtbonds oder Lötpunkte.
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Im dargestellten Beispiel sind die Lichtquelle 12 und der Fotodetektor 14 seitlich von einem Abstandshalter oder einer Gehäusewand 20 umgeben, die in manchen Fällen für die von der Lichtquelle 12 erzeugte(n) und vom Fotodetektor 14 erfasste(n) Wellenlänge(n) undurchlässig ist. Um eine maximale Empfindlichkeit und Erfassungsreichweite zu erreichen, kann ein geringer Abstand zwischen der Lichtquelle 12 und dem Fotodetektor 14 wichtig sein. In einigen Fällen ist beispielsweise der Mittenabstand zwischen der Lichtquelle 12 und dem Fotodetektor 14 kleiner als 1 mm. Um ein fehlerhaftes Ansprechen des Sensors und einen reduzierten Dynamikbereich aufgrund von internem Übersprechen zu vermeiden, kann eine optische Isolierung durch eine Trennwand 22 vorgesehen werden. Die Wand 22 trennt die Lichtquelle 12 und den Fotodetektor 14 voneinander, was zur Reduzierung des internen optischen Übersprechens beitragen kann.
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Die Lichtquelle 12 ist so angeordnet, dass sie Licht erzeugt, das in Richtung einer Zielfläche emittiert wird, die im dargestellten Beispiel die Rückseite 25 eines berührungsinteraktiven Bildschirms 24 im Host-Gerät ist. Ein Teil des von der Rückseite 25 des Anzeigeschirms 24 reflektierten Lichts wird von dem Fotodetektor 14 erfasst. Wenn Druck auf den Anzeigebildschirm 24 ausgeübt wird (z. B. durch eine Person, die mit dem Finger auf den Bildschirm drückt), wird der Anzeigebildschirm leicht in Richtung des Substrats 16 verschoben, auf dem die Lichtquelle 12 und der Fotodetektor 14 montiert sind. Infolge der Verschiebung ändert sich die Intensität des vom Fotodetektor 24 erfassten Lichts. Das vom Fotodetektor 24 gemessene Signal kann mit einem Abstandswert korreliert werden. Liegt der Abstandswert z. B. innerhalb eines bestimmten Bereichs (oder ändert sich um mindestens einen bestimmten Betrag), kann er eine weitere Aktion im Host-Gerät auslösen.
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Die Rückseite 25 des interaktiven Anzeigebildschirms 24 (d. h. das Ziel) weist ein ungleichmäßiges Design auf, das aus mindestens einem Bereich mit geringem Reflexionsvermögen (z. B. schwarz) mit einem Reflexionsvermögen von nahezu 0 % (z. B. R < 10 %) und mindestens einem Bereich mit hohem Reflexionsvermögen (z. B. weiß) mit einem Reflexionsvermögen von nahezu 100 % (z. B. R > 90 %) für die Wellenlänge des von der Lichtquelle 12 emittierten Lichts besteht. In einigen Fällen umfasst das ungleichmäßige Design einen oder mehrere Graustufenbereiche, von denen jeder ein jeweiliges Reflexionsvermögen zwischen dem des schwarzen und des weißen Bereichs aufweist (z. B. weniger als 90 % und mehr als 10 %). Vorzugsweise hat das ungleichmäßige Design des Targets eine Fläche, die mindestens so groß ist wie die Fläche, die der Akzeptanzwinkel des Photodetektors 24 für den maximal zu erwartenden Trennungsabstand zwischen der Rückseite 25 des interaktiven Bildschirms 24 und dem Substrat 16 umfasst.
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Das uneinheitliche Design des Targets kann so angepasst werden, dass die Ansprechkurve des Fotodetektors auf eine bestimmte Weise verändert werden kann. In einigen Implementierungen kann das uneinheitliche Design des Targets beispielsweise so angepasst werden, dass die Ansprechkurve des Fotodetektors linearer ist, in einen bestimmten Analog-Digital-Bereich (ADC) passt und/oder eine gewünschte Steigung aufweist.
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zeigt ein erstes Beispiel für ein ungleichmäßiges Design 30, das von der Rückseite 25 des interaktiven Bildschirms 24 oder eines anderen Ziels dargestellt wird. Das Muster 30 umfasst einen zentralen kreisförmigen weißen Bereich 32 (d. h. nahezu 100 % Reflektivität), einen äußeren schwarzen Bereich 34 (d. h. nahezu 0 % Reflektivität) und einen oder mehrere Graustufenbereiche 36, von denen jeder eine geringere Reflektivität als der weiße Bereich 32, aber eine größere als der schwarze Bereich 34 aufweist. In diesem Beispiel bilden die Graustufenbereiche 36 einen Übergang im Reflexionsvermögen vom inneren weißen Bereich 32 zum äußeren schwarzen Bereich 34. So geht das Reflexionsvermögen von ca. R > 90 % in der Mitte des Musters zu ca. R < 10 % näher zum Rand hin über. Das Muster 30 ist dem Modul 10 zugewandt und kann z.B. so angeordnet werden, dass es im Wesentlichen symmetrisch zur Mitte des Musters 30 ist (d.h. (x, y) = (0, 0) in ). Die Ansprechkurve kann durch Steuerung des Gradienten (Steigung) der Grauskala zwischen den schwarzen und weißen Bereichen eingestellt werden.
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zeigt ein zweites Beispiel für ein ungleichmäßiges Design 40, das von der Rückseite 25 des interaktiven Bildschirms 24 oder eines anderen Ziels dargestellt wird. Das Muster 40 umfasst einen zentralen kreisförmigen schwarzen Bereich 42 (d. h. nahezu 0 % Reflexionsvermögen), einen äußeren weißen Bereich 44 (d. h. nahezu 100 % Reflexionsvermögen) und einen oder mehrere Graustufenbereiche 46, die jeweils ein geringeres Reflexionsvermögen als der weiße Bereich 44, aber ein größeres als der schwarze Bereich 42 aufweisen. In diesem Beispiel bilden die Graustufenbereiche 46 einen Übergang im Reflexionsvermögen vom inneren schwarzen Bereich 42 zum äußeren weißen Bereich 44. So geht das Reflexionsvermögen von ca. R < 10 % in der Mitte des Musters zu ca. R > 90 % näher zum Rand hin über. Das Muster 40, das dem Modul 10 zugewandt ist, kann z. B. so angeordnet werden, dass es im Wesentlichen symmetrisch zur Mitte des Musters 40 ist (d. h., (x, y) = (0, 0) in ). Die Ansprechkurve kann durch Steuerung des Gradienten (Steigung) der Grauskala zwischen den schwarzen und weißen Bereichen eingestellt werden.
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zeigt computersimulierte Ansprechkurven des Photodetektors 14 für ein Ziel mit einem einheitlichen weißen Design (d.h. R > 90%) (Kurve 100) oder einem einheitlichen schwarzen Design (d.h. R < 10%) (Kurve 102). Die Kurven zeigen, wie sich der Photodetektorstrom in Abhängigkeit vom Abstand zum Messobjekt ändert.
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zeigt außerdem simulierte Ansprechkurven des Photodetektors 14 für ein Target mit einem ungleichmäßigen Design wie in (Kurve 104) oder einem ungleichmäßigen Design wie in (Kurve 106). Diese Kurven 104, 106 veranschaulichen, wie die Ansprechempfindlichkeit des Photodetektors durch die Bereitstellung eines Targets mit ungleichmäßigem Design verändert werden kann. Die Kurve 104 zeigt beispielsweise, dass das Design 30 von eine steilere Steigung für die Ansprechempfindlichkeit des Photodetektors bietet, wodurch genauere Messungen erzielt werden können. Andererseits zeigt die Kurve 106 an, dass das Design 40 von dazu beitragen kann, eine linearere Ansprechempfindlichkeit zu erhalten, wodurch das Modul 10 über einen größeren Entfernungsbereich eingesetzt werden kann. In jedem Fall beeinflussen der Akzeptanzwinkel des Fotodetektors 14 und der Abstand zum Ziel (z. B. die Rückseite 25 des Bildschirms 24) - sowie das vom Ziel dargestellte Design - die vom Fotodetektor 14 erfasste Lichtmenge.
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und zeigen weitere Beispiele für ungleichmäßige Designs, die von der Rückseite 25 des interaktiven Bildschirms 24 oder eines anderen Ziels dargestellt werden. Diese Beispiele haben jedoch einen schärferen Übergang zwischen dem schwarzen Bereich (d. h. nahe 0 % Reflektivität) und dem weißen Bereich (d. h. nahe 100 % Reflektivität). Die Beispiele in und enthalten daher keinen Gradienten für den Übergang zwischen dem schwarzen und dem weißen Bereich des Designs. Stattdessen kann die Ansprechkurve durch Einstellen der Größe (z. B. des Durchmessers) des inneren Bereichs abgestimmt werden.
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Insbesondere zeigt ein drittes Beispiel für ein ungleichmäßiges Muster 50, das von der Rückseite 25 des interaktiven Bildschirms 24 oder eines anderen Ziels dargestellt wird. Das Muster 50 umfasst einen zentralen kreisförmigen weißen Bereich 52 (d. h., nahezu 100 % Reflexionsvermögen), der von einem äußeren schwarzen Bereich 34 (d. h., nahezu 0 % Reflexionsvermögen) umgeben ist. Dadurch ändert sich das Reflexionsvermögen abrupt von ca. R > 90 % in der Mitte des Musters zu ca. R < 10 % in Richtung der Peripherie. Das Muster 50 ist dem Modul 10 zugewandt und kann z. B. so angeordnet werden, dass es im Wesentlichen symmetrisch zur Mitte des Musters 50 ist (d. h. (x, y) = (0, 0) in ).
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zeigt ein viertes Beispiel für ein ungleichmäßiges Muster 60, das von der Rückseite 25 des interaktiven Bildschirms 24 oder eines anderen Ziels dargestellt wird. Das Muster 60 umfasst einen zentralen kreisförmigen schwarzen Bereich 62 (d. h. nahezu 0 % Reflexionsvermögen), der von einem äußeren weißen Bereich 64 (d. h. nahezu 100 % Reflexionsvermögen) umgeben ist. Dadurch ändert sich das Reflexionsvermögen abrupt von ca. R < 10 % in der Mitte des Musters zu ca. R > 90 % in Richtung der Peripherie. Das Muster 60 ist dem Modul 10 zugewandt und kann z. B. so angeordnet werden, dass es im Wesentlichen symmetrisch zur Mitte des Musters 60 ist (d. h., (x, y) = (0, 0) in BILD 6).
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zeigt die gleichen computersimulierten Ansprechkurven des Photodetektors 14 wie in für ein Ziel mit einem einheitlichen weißen Design (d.h. R > 90%) (Kurve 100) oder einem einheitlichen schwarzen Design (d.h. R < 10%) (Kurve 102). zeigt außerdem simulierte Ansprechkurven des Photodetektors 14 für ein Ziel mit einem ungleichmäßigen Design wie in (Kurve 104A) oder einem ungleichmäßigen Design wie in (Kurve 106A). Diese Kurven 104A, 106A veranschaulichen, wie die Ansprechempfindlichkeit des Photodetektors durch die Bereitstellung eines Targets mit ungleichmäßigem Design verändert werden kann. Die Kurve 104A zeigt beispielsweise, dass das Design 50 von eine Steigung für die Ansprechempfindlichkeit des Photodetektors liefern kann, die noch steiler ist als die von . Andererseits zeigt die Kurve 106A an, dass das Design 60 von zu einer Ansprechkurve für den Photodetektor 14 führen kann, die noch linearer ist als die des Designs 40 von . Wie bereits erwähnt, beeinflussen der Akzeptanzwinkel des Fotodetektors 14 und der Abstand zum Ziel (z. B. die Rückseite 25 des Anzeigebildschirms 24) - sowie das vom Ziel dargestellte Design - die vom Fotodetektor 14 erfasste Lichtmenge.
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Angenommen, das Zielobjekt weist für das Modul 10 das ungleichmäßige Design von oder auf. Wenn sich das Zielobjekt relativ nahe am Substrat 16 befindet (z. B. wenn es durch eine Person, die auf den Bildschirm drückt, leicht verschoben wird), sammelt der Fotodetektor 14 Licht, das von Teilen des Zielobjekts reflektiert wird, die näher am zentralen weißen Bereich (d. h. 32 oder 52) liegen. Wenn das Ziel etwas weiter vom Substrat 16 entfernt ist, sammelt der Fotodetektor 14 auch Licht, das von Teilen des Ziels reflektiert wird, die weiter vom zentralen weißen Bereich entfernt sind, wie z. B. die Graustufen- oder Schwarzbereiche. Diese Änderung wirkt sich auf das vom Fotodetektor 14 erfasste Signal aus.
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Angenommen, das Zielobjekt weist für das Modul 10 das ungleichmäßige Design von oder auf. Wenn sich das Zielobjekt relativ nahe am Substrat 16 befindet (z. B. wenn es durch eine Person, die auf den Bildschirm drückt, leicht verschoben wird), sammelt der Fotodetektor 14 Licht, das von Teilen des Zielobjekts reflektiert wird, die näher am zentralen schwarzen Bereich (d. h. 42 oder 62) liegen. Wenn das Ziel etwas weiter vom Substrat 16 entfernt ist, sammelt der Fotodetektor 14 auch Licht, das von Teilen des Ziels reflektiert wird, die weiter vom zentralen schwarzen Bereich entfernt sind, wie z. B. die Graustufen- oder weißen Bereiche. Diese Änderung wirkt sich auf das vom Fotodetektor 14 erfasste Signal aus.
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Das (die) vom Fotodetektor 14 erfasste(n) Signal(e) kann (können) von der Schaltung 28 ( ) entweder im Modul 10 selbst oder in der Host-Vorrichtung, in der das Modul angeordnet ist, ausgelesen und verarbeitet werden. Die Schaltung 28 kann z. B. als integrierter Schaltungschip oder anderer Prozessor implementiert sein und kann Software und/oder eine im Speicher gespeicherte Nachschlagetabelle enthalten, die es der Schaltung 28 ermöglicht, das gemessene Photodetektorsignal mit einem Abstand zu korrelieren. Die Korrelation kann z. B. auf einer experimentell abgeleiteten mathematischen Formel oder auf in einer Nachschlagetabelle gespeicherten Daten basieren. Die Schaltung 28 erleichtert auch die Steuerung (z. B. das Ein- und Ausschalten) der Lichtquelle 12.
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In den vorangehenden Beispielen der , , und hat das vom Target dargestellte Motiv einen kreisförmigen schwarzen oder weißen Bereich in der Mitte des Motivs. Dieses Merkmal kann z. B. für Implementierungen vorteilhaft sein, bei denen der Querschnitt des von der Lichtquelle 12 erzeugten Lichtstrahls im Wesentlichen kreisförmig ist. Uneinheitliche Designs, die sich aus unterschiedlich geformten schwarzen und weißen Bereichen (und in einigen Fällen auch aus Graustufenbereichen) zusammensetzen, können für andere Implementierungen geeignet sein. Außerdem kann die Gesamtgröße des Musters, das dem Fotodetektor vom Target präsentiert wird, oder die Größe der verschiedenen Schwarz-, Weiß- oder Graustufenbereiche von den in , , und dargestellten abweichen.
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Im Betrieb wird, wie in angedeutet, Licht einer bestimmten Wellenlänge in Richtung einer Zieloberfläche emittiert, die eine ungleichmäßige Konstruktion aufweist, die einen Bereich mit hohem Reflexionsvermögen und einen Bereich mit niedrigem Reflexionsvermögen für Licht der bestimmten Wellenlänge (200) umfasst. Zumindest ein Teil des Lichts, das von der Lichtquelle emittiert und anschließend von der Zieloberfläche reflektiert wurde, wird im Fotodetektor 14 (202) empfangen. Ein Ausgangssignal des Fotodetektors wird dann mit einem Abstand zur Zieloberfläche korreliert (204).
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Ein besonderes Beispiel für eine Anwendung des Näherungssensormoduls 10 ist das Erfassen der Verschiebung einer interaktiven Berührungsschnittstelle (z. B. des Bildschirms) eines tragbaren oder anderen Computergeräts (z. B. eines Smartphones, Tablets, tragbaren Geräts, PDAs oder Personalcomputers). Die hier beschriebenen Techniken können jedoch auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden, bei denen es um die Erfassung des Abstands zu einem verschiebbaren Element geht. So können die vorliegenden Techniken beispielsweise zur Überwachung einer MEMs-Membran in einem Audio-Lautsprecher verwendet werden, der dann zur Korrektur von Frequenzverzerrungen abgestimmt werden kann. Die vorliegenden Techniken können auch in einer Rückkopplungsschleife verwendet werden, um einen Autofokus basierend auf der Verschiebung einer Linsenbaugruppe in einem Kameramodul bereitzustellen.
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Verschiedene Aspekte des in dieser Spezifikation beschriebenen Gegenstands und der Funktionsabläufe (z. B. diejenigen, die sich auf die Schaltung 28 beziehen) können in digitalen elektronischen Schaltungen oder in Computersoftware, Firmware oder Hardware oder in Kombinationen davon implementiert werden. Einige Merkmale des in dieser Spezifikation beschriebenen Gegenstands können als ein oder mehrere Computerprogrammprodukte implementiert werden, d. h. als ein oder mehrere Module von Computerprogrammanweisungen, die auf einem computerlesbaren Medium zur Ausführung durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder zur Steuerung des Betriebs einer Datenverarbeitungsvorrichtung codiert sind. Das computerlesbare Medium kann eine maschinenlesbare Speichervorrichtung, ein maschinenlesbares Speichersubstrat, eine Speichervorrichtung, eine Materiezusammensetzung, die ein maschinenlesbares übertragenes Signal bewirkt, oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon sein. Die Begriffe „Datenverarbeitungsgerät“ und „Computer“ umfassen alle Geräte, Vorrichtungen und Maschinen zur Verarbeitung von Daten, einschließlich, als Beispiel, eines programmierbaren Prozessors, eines Computers oder mehrerer Prozessoren oder Computer.
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Computerlesbare Medien, die zum Speichern von Computerprogrammanweisungen und -daten geeignet sind, umfassen alle Formen von nichtflüchtigen Speichern, Medien und Speichervorrichtungen, z. B. Halbleiterspeichervorrichtungen, z. B. EPROM, EEPROM und Flash-Speichervorrichtungen, Magnetplatten, z. B. interne Festplatten oder Wechselplatten, magnetooptische Platten sowie CD-ROM- und DVD-ROM-Platten. Der Prozessor und der Speicher können durch spezielle Logikschaltungen ergänzt werden oder in diese integriert sein.
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Es wurde eine Reihe von Implementierungen beschrieben. Nichtsdestotrotz können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind andere Implementierungen innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche.
