KR101799604B1

KR101799604B1 - 오프셋 보상을 갖는 광학 근접 센서

Info

Publication number: KR101799604B1
Application number: KR1020120009805A
Authority: KR
Inventors: 씨. 다이어 케네스; 린 시지안
Original assignee: 인터실 아메리카스 엘엘씨
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2017-12-20
Also published as: TW201320597A; TWI542147B; CN103105612A; CN103105612B; KR20130052486A; US20130120761A1; US8848202B2

Abstract

광학 근접 센서는 드라이버, 광 검출기 및 오프셋 신호 발생기를 포함한다. 드라이버는 광원을 선택적으로 구동한다. 광 검출기는 광 검출기에 의해 검출되는 광의 강도를 나타내는 아날로그 검출 신호를 생성한다. 검출된 광은 광학 센서, 간섭 광 및 주변 광의 감지 영역 내의 대상으로부터 반사된 광원에 의해 전달되는 광을 포함할 수 있다. 간섭 광은 광원에 의해 전달되고, 광 검출기에 의해 검출된 광을 포함하고, 그것은 광학 센서의 감지 영역 내의 대상으로부터 반사되지 않았다. 오프셋 신호 발생기는 아날로그 보상 검출 신호를 생성하도록 광검출기에 의해 생성되는 아날로그 검출 신호와 결합되는 아날로그 오프셋 신호를 선택적으로 생성하도록 적응된다. 아날로그 오프셋 신호는 광검출기에 의해 검출되는 광에 포함되는 간섭 광의 적어도 일부를 보상한다.

Description

오프셋 보상을 갖는 광학 근접 센서{OPTICAL PROXIMITY SENSORS WITH OFFSET COMPENSATION}

본 출원은 2012년 01월 27일에 출원된 OPTICAL PROXIMITY SENSORS WITH OFFSET COMPENSATION으로 명명된, 미국 정규 특허 출원 제13/360,168호; 및 2011년 11월 11일에 출원된 OPTICAL PROXIMITY SENSORS WITH OFFSET COMPENSATION으로 명명된, 미국 가특허 출원 제61/558,989호에 대한 우선권을 주장한다.

본 출원은 2010년 03월 02일에 출원된, PROXIMITY SENSOR WITH IMPROVED AMBIENT LIGHT REJECTION으로 명명된, 공통으로 양수된 미국 특허 출원 제12/716,220호에 관한 것이다.

본 발명의 실시예들은 일반적으로 간섭 광을 보상하고 그리고/또는 주변 광을 거부하는 광학 근접 센서에 관한 것이다.

광학 근접 센서와 같은 광학 센서는 일반적으로 광원 및 인접한 감광성 광 검출기를 포함한다. 그러한 광학 센서는 대상(object)으로부터 반사되고 광 검출기에 의해 검출되는 광원으로부터 발생하는 광의 크기에 기반해서, 대상의 존재를 검출하고, 대상의 근접을 추정하고 그리고/또는 대상의 모션을 검출하도록 사용될 수 있다. 이들 센서들의 가치는 배터리-작동되는 모바일 폰과 같은, 핸드헬드 디바이스들의 출현과 함께 더 중요해지고 있다. 예를 들어, 모바일 폰 배터리로부터의 에너지의 상당한 양이 디스플레이를 구동하도록 사용되고, 모바일 폰 또는 다른 디바이스가 사용자의 귀(비도시됨)에 가져가질 때 디스플레이 또는 백라이트를 턴 오프하는 것에 가치가 있다. 광학 근접 센서는 이것, 그리고 많은 다른 어플리케이션들을 위해 사용되어왔다.

다른 예들에 있어서, 대상의 존재가 유리하게 광학 근접 센서들로 검출될 수 있는 많은 다른 어플리케이션들이 있다. 이들은, 보호 커버가 기계 상에 열릴 때, 종이가 프린터에 정확하게 위치되거나, 작동자의 손이 작동 기계 부근의 위험에 있는지 감지하는 것으로부터의 범위에 있다. 광학 근접 센서는 또한 단순한 터치 또는 근접-터치 활성화된 스위치로서 사용될 수 있고, 실링되나 그러나 돌아오는 검출기를 통해 통과하고 그에 의해 감지되는 소스로부터 광을 허용하는 플라스틱 하우징을 가지는 키보드 또는 디바이스와 같은 어플리케이션에서 실행될 수 있다.

목적(target) 대상을 향해 전달되지 않으나, 그보다는 소스로부터 검출기로 직접적으로 전달되는 소스로부터 검출기로의 광은 거리를 감지하는 전체 디바이스의 능력을 감소시킨다. 그러한 광은 근본적으로 패키지 내에서 옆으로 전파하고 노이즈 또는 "누광(light leakage)"으로 간주되고, 아무런 정보도 포함하지 않는다. 누광을 감소하고 바람직하게 방지하기 위해, 불투명 광 배리어가 광 검출기로부터 광원을 격리하도록 일반적으로 사용된다. 그러나 광 배리어는 복잡성, 광학 센서의 비용 및 크기를 증가시킨다. 부가적으로, 광 배리어는 종종 불완전하고, 배리어 하에서, 그것에 걸쳐 그리고/또는 그것을 통해 누광을 초래한다.

광학 센서는 글래스, 플라스틱, 또는 일부 다른 보호 광 전달 물질과 함께 커버 플레이트로 종종 사용된다(그것 뒤에 놓이거나 그리고/또는 그것에 의해 커버링된다). 예를 들어, 커버 플레이트는 모바일 폰, 포터블 뮤직 플레이어 또는 퍼스널 데이터 어시스턴트(PDA)의 스크린을 커버링하는 글래스, 또는 랩탑, 넷북, 테블릿 컴퓨터의 스크린을 커버링하는 플라스틱일 수 있다. 그러한 커버 플레이트가 광학 센서 위에 위치될 때, 광학 센서는 종종 거울 반사(specular reflection)에 감수성이 있다. 거울 반사는 근본적으로 아무런 정보도 포함하지 않는 노이즈이기 때문에, 거울 반사는 근접성을 감지하기 위해 전체 디바이스의 능력을 유사하게 감소시킨다.

위의 관점에서, 거울 반사 및/또는 다른 내부적으로 반사된 광을 최소화하는 것은 물론, 광원으로부터 광 검출기로 직접적으로 전달되는 광을 최소화하려는 소망이 있어왔다. 이러한 목적을 획득하려는 종래의 시도는 일반적으로 광학 센서의 기계적/구조적 설계의 변형에 관련된다.

선행 기술의 문제점을 회피해서 거울 반사 및/또는 다른 내부적으로 반사된 광을 최소화하는 것은 물론, 광원으로부터 광 검출기로 직접적으로 전달되는 광을 최소화하려는 목적을 획득하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명은 간섭 광을 보상하고 그리고/또는 주변 광을 거부하는 광학 근접 센서를 제공한다.

도 1은 예시적인 광학 근접 센서를 도시한다.
도 2a-2d는 본 발명의 다양한 실시예에 따라서 광학 근접 센서를 나타낸다.
도 2e는 도 2a-2d의 실시예들의 혜택의 일부를 획득하는 광학 근접 센서의 일 실시예를 나타내나, 열위인 것으로 믿어진다.
도 3a 및 3b는 근접성 카운트(proximity count) 대 거리를 도시하는 예시적인 그래프이고, 그것은 어떻게 본 발명의 실시예들이 광학 근접 센서의 사용가능한 범위 및 검출 거리를 개선시키도록 사용될 수 있는지를 토시하도록 사용된다.
도 4는 본 발명의 소정 실시예들에 따라서 도 2a-2d에서 도시되는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)의 추가적인 세부사항을 제공한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서 근접성 검출을 위한 신호 프로세싱의 타이밍도를 나타낸다.
도 6은 어떻게 도 4의 ADA 피드백을 갖는 ADC 내에서 N-비트 및 M-비트 ADC들이 대응하는 가능한 타이밍도에 따라서, 실행될 수 있는지를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 광학 근접 센서를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따르는 시스템의 하이 레벨 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따라서 방법을 요약하도록 사용되는 하이 레벨 흐름도이다.

다음의 구체적인 설명에서, 참조는 이것의 일부를 형성하는 첨부된 도면들에 대해 이루어지고, 그리고 여기서 소정 설명적인 실시예들의 도시의 방법에 의해 나타난다. 다른 실시예들이 사용될 수 있고 기계적 그리고 전기적 변경들이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야만 한다. 그러므로 다음의 구체적 설명은 제한하는 의미로 간주되지 않는다. 이어지는 설명에서, 동일한 번호 또는 참조 기호는 전체에 걸쳐 동일한 부분 또는 엘리먼트를 언급하도록 사용될 것이다. 덧붙여, 참조 번호의 제 1 디지트는 도면을 나타내고 여기서 참조 번호가 처음으로 나타난다.

도 1은 예시적인 광학 센서(102)를 나타내고, 대상의 존재를 검출하고, 대상의 근접성을 추정하고 그리고/또는 대상의 모션을 검출하기에 유용한 근접 센서일 수 있다. 광학 센서(102)는 광 검출기(114)(포토디텍터로도 알려져 있음), 드라이버(106), 타이밍 제어기(108), 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(116)를 포함한다. 드라이버(106)는 광원(104)을 선택적으로 구돌하도록 타이밍 제어기(108)에 의해 출력된 전송(TX) 신호에 의해 제어된다. 광 검출기(114)는 광 검출기(114) 상의 광 입사의 강도를 나타내는 아날로그 신호(예, 전류)를 발생시킨다. ADC는 대상(122)의 존재, 근접성 및/또는 모션을 검출하도록 사용될 수 있는 디지털 신호(예, N-비트 신호)로 광 검출기(114)에 의해 발생된 아날로그 신호(예, 전류)를 변환한다. 광원(104)은 예를 들어, 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드일 수 있으나, 그것에 한정되지 않는다. 인프라레드(IR) 광원은 인간의 눈이 IR 광을 검출할 수 없기 때문에 종종 광학 근접 센서에 사용되는 반면에, 광원은 대안적으로 다른 파장의 광을 생성한다. 광 검출기는 예를 들어, 하나 이상의 포토다이오드(PD)일 수 있으나, 그것에 제한되지 않는다.

드라이버(106)는 타이밍 제어기(108)에 의해 출력되는 전송(TX) 신호에 기반해서 선택적으로 클로징되는 전류 소스 I1 및 스위치 S1을 포함하는 것으로 일반적으로 도시된다. 스위치 S1이 클로징될 때, 전원 I1에 의해 생성되는 전류는 광원(104)의 애노드에 제공되고, 그로써 전송되는 광을 선택적으로 야기한다. 대안적으로, TX 신호는 전류가 예를 들어, 스위치 S1과 광원(104)의 캐소드와 로우 전압 레일(예, 그라운드) 사이의 전류 소스 I1을 결합시키는 것에 의해 광원(104)을 풀링 스루되고, 그로써 광이 전송되는 것을 선택적으로 야기한다. 광학 센서의 감지 영역 내의 대상 및 그것의 근접성, 존재 및/도는 모션은 블록(122)에 의해 표현되는 센서(102)에 의해 검출된다. 감지 영역은 대상이 광학 센서에 의해 검출될 수 있는 것 내의 영역 또는 에어리어(area)에 관한 것이다. 예를 들어, 대상이 광학 센서로부터 너무 멀리 떨어져 있다면; 또는 대상이 광학 센서에 근접할지라도 광원에 의해 에미팅된 광이 광 검출기로 다시 반사되지 않도록 대상이 센서와 관련해서 위치된다면, 대상은 감지 영역의 외부에 있을 수 있다.

불투명한 광 배리어(110)는 광원을 광 검출기로부터 고립시키도록 광원(104)과 광 검출기(114) 사이에 위치되는 바와 같이 도시된다. 그러나, 위에서 언급된 바와 같이, 광 배리어는 종종 불완전하고, 배리어 하에서, 그것 위에서 그리고 또는 그것을 통해서 누광을 초래한다. 광원(104) 및 광 검출기(114)를 보호하고 그리고/또는 위장하는 커버 플레이트(124)는 광학 센서(102)의 일부일 수 있거나 또는 광학 센서(102) 외부에(예를 들어, 인접해서) 있을 수 있다. 내부 반사는 또한 광학 센서(102) 내에 포함되는 다른 물리적 부분을 야기할 수 있다. 여기서 설명의 목적을 위해, 광학 센서는 커버 플레이트(124)가 존재하지 않았던 것처럼 작동하는 것이 바람직하기 때문에, 커버 플레이트(124)는 광학 센서의 감지 영역 내의 대상을 고려하지 않는다.

여전히 도 1에 관해 언급할 때, 광원(104)에 의해 전송되고, 대상(122)에 의해 반사되며, 광검출기(114) 상에 입사되는 광은 라인(132)에 의해 표현된다. 인터레스트의 그러한 반사된 광은 광검출기(114)가 K1*TX로서 표현될 수 있는 신호(예, 전류)를 생성하도록 야기하고, 여기서 K1은 대상(122)으로부터 반사되고 광 검출기(114) 상에 입사되는 광의 크기를 나타내고, TX는 0 또는 1의 2진 값이다.

도 1에서, 일반적으로 인터레스트가 아닌 광(적어도 대상(122)의 접근성, 존재 및/또는 모션을 검출하는 것과 관련함)이 점선(134)에 의해 표현되고 거울 반사 및/또는 다른 내부 반사 및/또는 배리어(110) 하에, 그것 위에 및/또는 그것을 통한 누광에 의해 야기될 수 있다. 인터레스트가 아닌 그러한 광(적어도 대상(122)의 접근성, 존재 및/또는 모션을 검출하는 것과 관련함)은 일반적으로 간섭 광으로 언급될 수 있고, 광검출기(114)가 K2*TX로 표현될 수 있는 신호(예, 전류)를 생성하도록 야기하고, 여기서 K2는 광 검출기(114) 상에 입사되는 간섭 광의 크기를 나타내고, TX는 0 또는 1의 2진 값이다. 그러한 간섭 광은 광학 센서(102)의 다이나믹 범위를 감소시키고, 광학 센서(102)의 검출 범위를 감소시킨다. 여기서 사용되는 용어로서 간섭 광은 주변 광을 포함하지 않고, 그것은 태양 광, 할로겐 광, 백열광, 형광 등으로부터일 수 있다.

위의 논의로부터 인정될 수 있는 바와 같이, 광 검출기(114)(예, 광다이오드)는 Idiode=K1*TX+K2*TX(진행되는 시간 동안, 주변 광 무시)로서 표현될 수 있는 검출 신호(예, Idiode)를 생성한다. 위에서 설명된 바와 같이, 대상(122)의 근접성, 존재 및/또는 모션을 검출하는 것과 관련해서, K1*TX는 인터레스트의 광을 나타내고, K2*TX는 간섭 광을 나타낸다. 달리 말해서, 광 검출기에 의해 생성된 검출 신호(예, Idiode)는 간섭 광은 물론 인터레스트의 광 모두를 포함한다. 검출 신호(예, Idiode)는 또한 주변광을 포함할 수 있고 역시 인터레스트가 아닐 수 있다(대상(122)의 접근성, 존재 및/또는 모션을 검출하는 것과 관련함). 주변 광의 효과를 감소시키고 바람직하게 최소화하기 위한 다양한 다른 기법들이 있고, 그것의 일부가 여기서 설명된다. 그러나 최초 아래의 논의는 주변광에 초점을 두지 않을 것이다.

설명된 바와 같이, 광 검출기(114)(예, 광다이오드)에 의해 생성된 검출 신호(예, Idiode)는 Idiode=K1*TX+K2*TX로서 표현될 수 있다. 본 발명의 소정 실시예에 부합해서, Koff*TX로서 표현될 수 있는 아날로그 오프셋 신호(예, 오프셋 전류)는 아날로그 오프셋 보상 검출 신호로도 언급될 수 있는, 아날로그 보상 검출 신호(예, Icomp)를 생성하도록 검출 신호와 결합된다. 그러한 오프셋 신호는 광학 센서의 다이나믹 범위 및 검출 범위 모두를 증가시키도록 간섭 광을 보상하도록 사용될 수 있다. 더 구체적으로, 오프셋 신호를 사용하는 것에 의해, Icomp=Idiode-Koff*TX=K1*TX+K2*TX-Koff*TX이고, Icomp=K1*TX이며, 간섭 광의 효과는 제거된다(즉, 소거된다). 달리 말해서, 만일 Koff=K2라면, 그때 K2*TX-Koff*TX=0이다. 더 일반적으로, Koff는 K2*TX-Koff*TX=Y가 되도록 선택될 수 있고, 여기서 Y는 구체화될 수 있는 선택가능한(예를 들어, 프로그램가능한) 값이다. Y는 영(zero)과 등가이도록 구체화될 수 있는 반면에, Y가 영이 아닌 값, 예를 들어, 소망되는 고정 오프셋 값이라는 것 역시 본 발명의 범위 내에 있다. 달리 말해서, 간섭 광 오프셋 소거를 완전히 수행하기보다는 부분 간섭 광 오프셋 소거가 소망되는 고정 오프셋을 획득하도록 수행될 수 있다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따라서 광학 센서(202a)를 도시한다. 광학 센서(202a)는 광 검출기(114)(역시 포토디텍터로 알려짐), 드라이버(206), 타이밍 제어기(208), 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(216)를 포함한다. 드라이버(206)는 광원(104)을 선택적으로 구동하도록 타이밍 제어기(208)에 의해 출력되는 전송(TX) 신호에 의해 제어된다. 광 검출기(114)는 광 검출기(114) 상에 입사되는 광의 강도를 나타내는 아날로그 신호(예, 전류)를 발생시킨다. ADC(216)는 대상(122)의 존재, 접근성 및/또는 모션을 검출하도록 사용될 수 있는 디지털 신호(예, N-비트 신호)로 광 검출기(114)에 의해 발생된 아날로그 신호(예, 전류)를 변환한다.

드라이버(206)는 전류 소스 I1 및 타이밍 제어기(208)에 의해 출력되는 전송(TX) 신호에 기반해서 선택적으로 클로징되는 스위치 S1을 포함하는 것으로서 일반적으로 도시된다. 스위치 S1이 클로징될 때, 전류 소스 I1에 의해 생성되는 전류는 광원(104)의 애노드에 제공되고, 그로써 광이 전송되는 것을 선택적으로 야기한다. 대안적으로, TX 신호는 예를 들어, 스위치 S1 및 광원(104)과 로우 전압 레일(예, 그라운드) 사이의 전류 소스 I1을 결합하는 것에 의해 전류가 광원(104)을 풀링 스루하고, 그로써 광이 전송되는 것을 야기하는 것을 선택적으로 야기할 수 있다.

광학 센서(202a)는 또한 Icomp=K1*TX+K2*TX-Koff*TX와 같이, 오프셋 전류 Koff를 선택적으로 제공하도록 전류 소스 I2를 포함한다. 도 2a에서, 오프셋 전류는 광 검출기(114)와 ADC(216)에 대한 입력 사이의 신호 경로 내의 검출 신호와 결합된다. 이것은 ADC(216)의 다이나믹 범위를 증가시키는 효과를 가지고, 광학 센서(202a)의 검출 범위를 증가시킨다. 도 2a-2d에 대한 참조와 함께 설명되는 본 발명의 실시예들에서, 본 발명의 실시예들이 모든 임의 광 배리어에 관한 필요를 제거하도록 사용될 수 있기 때문에, 배리어(110)는 광학적이고 따라서 점선으로 나타난다. 이하에서 설명된 다른 실시예들은 물론, 본 실시예에서, TX 신호는, 드라이버(205)가 광원(104)이 광을 전송하도록 구동하는 동시에 오프셋 신호를 생성하도록 DAC(242)(또는 262)를 선택적으로 인에이블링한다. 이것의 혜택이 이하에서 설명된다.

도 2B는 저장된 디지털 값을 오프셋 신호(예, Koff*TX)로 변환하도록 사용될 수 있는 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(242)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따르는 광학 센서(202b)를 도시한다. 그러한 디지털 값은 블록(244)에 의해 선택적으로 표현되는 레지스터, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 또는 일부 다른 저장 디바이스에 저장될 수 있다. 저장된 값은 예를 들어, I2C와 같은 그러나 그것에 제한되지 않는 버스를 사용하여, 또는 일부 다른 디지털 간섭을 사용하여 프로그램될 수 있고 소망되는 바와 같이 다시 프로그램될 수 있다. 또한 광원(104)을 구동하는 드라이버(206)에 제공되는 TX 신호와 오프셋 신호(예, Koff*TX)를 발생시키는 DAC(242)를 구동하는 TX 신호 사이의 타이밍을 의도적으로 조정하도록(예, 스큐잉(skew)) 사용될 수 있는 선택 지연(210)이 도 2b에서 도시된다. 예를 들어, 광원(104)이 인에이블링되는 드라이버(206)에 응답해서 광을 에미팅하기 전에 일부 시간을 취한다면, 이러한 지연(210)은 성능을 최적화하도록 사용될 수 있다. 유사한 지연(210)이 도 2a, 2c 및 2d에 나타나는 실시예를 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 부가될 수 있다.

도 2c는 DAC(242)에 제공되는 디지털 값을 다이나믹하게 설정하도록 제어 루프를 포함하고, 그래서 광학 센서(202c)의 감지 영역 내에 어떠한 대상도 없을 때, ADC(216)의 출력이 블록(260)에 저장되는 오프셋 목적 값에 매칭하는 본 발명의 일 실시예에 따라 광학 센서(202c)를 도시한다. 제어 루프는 ADC(216), 디지털 서머(256)(이 경우에 감산기로서 거동함), 곱셈기(258), 디지털 필터(254) 및 DAC(242)을 포함하는 바와 같이 나타낸다. 디지털 필터(254)는 적분기 또는 누산기일 수 있으나, 그것에 한정되지 않는다. 블록(260)은 예를 들어, 레지스터, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 또는 일부 다른 저장 디바이스일 수 있다.

본 발명의 소정 실시예들에 부합해서, 도 4 및 5에 대한 참조와 함께 아래에서 설명된 바와 같이 아날로그-디지털-아날로그(ADA) 피드백을 갖는 ADC로서 실행되는 ADC(216)는 주변 광을 거부하기에 유용하다. 위에서 설명된 바와 같이, 드라이버(206)는 타이밍 제어기(208)로부터 수신된 TX 신호에 기반해서 광을 전송하도록 광원(104)을 선택적으로 구동한다. 따라서 광원(104)이 광을 전달하지 않는 동안 시간 기간이 있고 (그리고 따라서 광원으로부터 발생된 어떠한 반사된 광도 광 검출기 상에 입사되지 않으나), 그러나 주변 광은 여전히 광 검출기(104) 상에 입사된다. 다른 실시예들은 물론, 그러한 실시예들에서, ADC(216)는 광원이 광을 전송하도록 구동되지 않는 시간의 기간 동안은 물론 광원(104)이 강을 전달하도록 구동되는 시간의 긴간 동안 아날로그-디지털 변환의 부분을 수행한다. 이것은 아래에서 도 4 및 5의 논의로부터 인정될 바와 같이, ADC(216)가 주변 광을 거부하도록 사용되는 것을 인에이블링한다. 그러나 ADC(216)가 간섭 광에 대해 정확한 보상을 인에이블링하도록 광원(104)이 광을 전송하도록 구동되지 않는 시간의 기간 동안 아날로그-디지털 변환의 부분을 수행하기 때문에, 아날로그 오프셋 신호의 생성이 광을 전달하기 위한 광원(104)의 구동과 함께 동기화되어야만 한다(즉, 아날로그 오프셋 신호가 광원이 광을 전달하는 동시에 생성되기 위함). 그러한 동기화를 획득하기 위해, TX 신호가 도 2a-2d에서 도시되는 바와 같이, 아날로그 오프셋 신호(Koff*TX)의 생성을 제어하기 위함은 물론, 광원(104)을 선택적으로 구동하도록 드라이버(206)를 제어하도록 사용된다. 예를 들어, 도 2a의 실시예에서, TX 신호는 광원(104)이 광을 전달할 때만 아날로그 오프셋 신호가 생성되도록 스위치 S1 및 S2를 제어한다. 도 2a-2d에서, TX 신호는, 광원(104)이 광을 전달할 때만 아날로그 오프셋 신호가 생성되도록 스위치 S1을 제어하고 DAC(242, 262)의 인에이블 핀에 제공된다.

도 2a-2d에서 드라이버(206)는 TX 신호가 스위치 S1을 클로징할 때 광원을 선택적으로 구동한다. 더 일반적으로, 드라이버(206)는 TX 신호가 인에이블먼트 신호로서 기능하도록(도 2b-2d에서의 DAC(242, 262)에 대해 행해진 바와 같음) TX 신호를 수신하는 인에이블 핀을 가지는 것으로 간주될 수 있다.

도 2C에 관해 언급할 때, 일 실시예에 부합해서, 디지털 서머(256), 디지털 필터(254) 및 곱셈기(258)이 DAC(242) 및 ADC(216)를 포함하는 칩 외부에 있을 수 있고 블록(244)(도 2b의)에 저장될 디지털 값을 선택하도록 칩의 파운드리 또는 포스트 파운드리 테스팅 동안 사용될 수 있다. 대안적으로, 이들 컴포넌트들은 DAC(242), ADC(216) 및 타이밍 제어기(208)과 같은 동일한 칩 또는 칩-셋에서 실행될 수 있고, 블록(244)(도 2b의)에 저장된 디지털 값은 커버 플레이트(124) 상에 수집하는 메이크업, 그리스, 스크래치, 및 그와 유사한 것을 보상하도록 때때로 선택적으로 업데이트될 수 있다. 예를 들어, 광학 센서가 더 큰 시스템에 사용되는 서브 시스템의 부분인 것을 가정할 때, 블록(244)(도 2b의)에서 저장된 값은 어떠한 대상(122)도 광학 센서의 감지 범위 내에 있지 않는한, 자동으로 주기적으로, 또는 요구가 있으면 업데이트될 수 있다. 여기서 설명된 광학 센서들 중 하나는 주변 광 검출을 수행하는 또 다른 광학 센서와 함께 근접성 검출을 위한 시스템(예, 모바일 폰)에 포함될 수 있다. 일 실시예에 부합해서, 만일 광학 근접 센서가 감지 영역 내의 대상을 검출하지 않는 반면에 동시에 광학 주변 광 센서가 미리결정된 임계를 지나 주변 광을 검출한다면, 시스템은 그것이 오프셋 신호를 발생시키도록 사용된 값(예, 도 2b의 블록(244)에 저장된 값)이 자동적으로 업데이트될 수 있는 동안 적합한 시간 기간임을 결정할 수 있다. 다른 변형들 역시 가능하고 본 발명의 범위 내에 있다.

타이밍 제어기(208)는 또한 TX 신호를 ADC(216)에 제공할 수 있고, 그래서 ADC(216)는 광원(104)으로 동기화된다. 예를 들어, ADC(216)가 업/다운 카운터를 포함한다면, 타이밍 제어기(208) 역시 2진 업/다운 제어 신호를 제공할 수 있고, 언제 카운터가 카운팅 업해야 하는지, 언제 카운터가 카운팅 다운 해야하는지를 구체화한다. 부가적으로, 타이밍 제어기(208)는 ADC(216)의 컴포넌트로 다른 타이밍 제어 신호를 제공할 수 있다.

도 2a-2c에 대한 참조와 함께 위에서 설명된 실시예에서, 간섭 광 오프셋 보상은 아날로그 전류 신호들을 결할시키는 것에 의해 수행된다. 이들 실시예에서, ADC(216)는 전류 입력을 허용하고, DAC(242)는 전류 출력을 발생시킨다. 대안적인 실시예에서, 간섭 광 오프셋 보상은 아날로그 전압 신호를 결합시키는 것에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 2d에 관해 언급할 때, 광 검출기에 의해 생성된 전류 검출 신호는 트랜스임피던스 증폭기(TIA)(264)에 의해 전압 검출 신호로 변환된다. 부가적으로, 도 2d에서, DAC의 출력은 전압 신호이고, Voff*TX로서 표현될 수 있다. DAC(262)에 의한 이 전압 신호 출력은 서밍 증폭기(266)에 의해 전압 검출 신호(Vdiode)와 결합되고, 이 예에서두개의 입력 신호들 사이의 차이를 결정하고, 그로써 전압 보상 검출 신호(Vcomp)를 발생시킨다. 전압 보상 검출 신호(Vcomp)는 입력에서 전압 신호를 허용하는 ADC(276)에 의해 디지털 신호로 변환된다. TIA(264)에 대한 필요를 제거할 수 있는, 광 검출기 상에 입사된 광의 크기를 나타내는 전압(전류 대신임)을 발생시키는 광 검출기를 사용하는 것 역시 본 발명의 범위 내에 있다.

도 2a-2d에 대한 참조와 함께 위에서 설명된 실시예들에서, 간섭 광 오프셋 보상은 즉, 아날로그 신호를 결합시키는 것에 의해 아날로그 도메인에서 수행된다. 이것은 ADC(216 또는 276)의 입력에 제공되는 보상 검출 신호(Icomp 또는 Vcomp)를 초래한다.

대안적으로, 간섭 광 오프셋 보상이 디지털 도메인에서 즉, 디지털 검출 신호로의 아날로그 검출 신호(Idiode 또는 Vdiode)의 ADC에 의한 변환에 이어서 수행될 수 있는 것이 가능하다. 달리 말해서, 간섭 광 오프셋 보상이 디지털 신호를 결합하는 것에 의해 즉, 디지털 검출 신호에서 디지털 오프셋 보상 신호를 감산하는 것에 의해 수행될 수 있다. 그러한 대안적인 예가 도 2e에서 나타난다. 디지털 도메인에서 간섭 광 오프셋 보상을 수행하는 것이 간섭 광의 적어도 일부를 보상하도록 사용될 수 있는 반면에, 그러한 실시예는 더 높은 레졸루션 및 증가된 다이나믹 범위 ADC를 요구할 수 있고, 광학 센서의 비용 및 파워 요구사항을 증가시킬 수 있으며, 광학 센서의 물리적 크기를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 레졸루션의 8 비트 즉, 256개의 다른 코드들 또는 "카운트"를 갖는 보상 검출 신호를 생성하기 위한 소망/요구사항이 있다고 가정한다. 또한 간섭 광이 ADC 풀-스케일보다 네배까지 더 클 수 있고, ADC의 레졸루션의 두개의 풀-비트와 등가이다고 가정한다. 더 구체적으로, 간섭 광이 192개의 오프셋 카운트를 야기하고, 시스템이 오직 64개의 다른 카운트(즉, 256-192=64)를 레졸빙(resolve)하는 것이 가능하다고 가정한다. 이것은 시스템 레졸루션의 2 비트에서의 감소이다. 따라서, 만일 간섭 광 오프셋 보상이 디지털 도메인에서 (즉, ADC(216 또는 276)에 의한 아날로그-디지털 변환에 이어서) 수행된다면, 그때 ADC(216)(또는 276)는 시스템 레졸루션의 소망되는 8 비트를 획득하도록 레졸루션의 추가 2 비트를 요구할 수 있다(즉, 10 비트 ADC(216 또는 276)가 요구될 수 있다). 그러나 ADC의 크기를 증가시키는 것은 ADC의 비용 및 파워 요구사항을 일반적으로 증가시키고 ADC의 물리적 크기를 일반적으로 증가시키기 때문에 비소망된다. 부가적으로, ADC의 레졸루션이 더 높아질 수록, 일반적으로 수행되는 아날로그-디지털 변환에 더 많은 시간이 걸린다(일반적으로 각각의 비트의 추가는 차지(charge) 밸런싱 ADC의 변환 시간에 두배가 될 것이다. 부가적으로, 디지털 도메인에서 간섭 광 오프셋 보상을 수행하는 것(예를 들어, 도 2e에서 나타나는 바와 같음)은 도 2a-2d에 대한 참조와 함께 위에서 설명되었던 바와 같이 아날로그 도메인에서 간섭 광 오프셋 보상을 수행하는 것에 비해 열위인 것으로 믿어진다.

위에서 설명된 실시예들, 및 아래에서 설명된 실시예들에서, 광 검출기(114)는 광 검출기(114) 상에 입사되는 광의 강도를 나타내는 아날로그 검출 신호(예, 전류)를 발생시키는 포토디텍터인 것으로서 일반적으로 설명된다. 그러나 광 검출기 역시 부가적으로 아날로그 신호 프로세싱 및/또는 버퍼 회로를 포함할 수 있으나, 그것에 제한되지 않는다는 점이 언급된다. 집합적으로, 그러한 회로는 광 검출기 상에 입사된 광의 강도를 나타내는 아날로그 검출 신호를 생성하도록 적응될 수 있다. 아날로그 보상 검출 신호(예, Icomp)가 ADC(216)에 의해 디지털 신호로 변환되기 전에 아날로그 검출 신호(예, Idiode)와 아날로그 오프셋 신호(예, Koff*TX)를 결합시키는 것에 의해 생성된 아날로그 보상 검출 신호(예, Icomp)를 프로세싱하고 그리고/또는 필터링하는 아날로그 프로세싱 및/또는 필터링 회로가 있을 수 있다는 것 역시 언급된다. 아날로그 보상 검출 신호가 디지털 신호로 변환되기 전에 프로세싱되고 그리고/또는 필터링되든 안되든, ADC(216)에 제공되는 신호는 아날로그 보상 검출 신호로서 단순히 언급될 것이다.

도 3a는 도 1의 광학 센서(102)에 대한 근접성 카운트 대 거리를 도시하는 예시적인 그래프이고, 본 발명의 실시예에 따라서 오프셋 보상을 포함하지 않는다. 근접성 카운트는 ADC(116)의 출력을 나타낸다. 도 3a에서 도시된 오프셋은 광학 센서의 유용한 범위에 역으로 영향을 준다(즉, 감소시킨다). 오프셋의 규모는 간섭 광의 규모에 의존한다. 예를 들어, 오프셋은 광원과 광 검출기 사이의 배리어(예, 110)가 존재하지 않으면 가장 큰 경향이 있을 수 있다. 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라서 아날로그 오프셋 보상(예, 광학 센서 202a-202d 중 하나)을 포함하는 광학 센서를 위한 근접성 카운트 대 거리를 도시하는 예시적인 그래프이다. 도 3b에서 근접성 카운트는 ADC(216 또는 276)의 출력을 나타낸다. 도 3a와 비교할 때 검출 거리인 바와 같이, 어떻게 도 3b에서 광학 센서의 사용가능한 범위가 증가되는지에 주목한다. 위에서 언급된 바와 같이, 특정 실시예들에서, 오프셋을 완전히 제거하기 보다는, 도 3b에서 도시되는 바와 같이 본 발명의 실시예들은 미리결정된 양(예, 목적 오프셋)으로 오프셋을 감소시키도록 사용될 수 있다.

근접 센서가 주변 광을 포함하는 사용자 환경을 작동하도록 의도되기 때문에, 그러한 센서들은 심지어 강한 주변 광의 존재 하에서도 바람직하게 약한 신호(더 낮은 파워 작동을 위해 그리고/또는 더 긴 거리 검출을 위해)를 검출하도록 사용해야한다. 그러나 그러한 센서에서 주변 광에 의해 발생된 광 전류는 종종 센서를 압도한다. 이것은 강한 주변 광 간섭 때문에, 잘못 트리거링하거나 또는 트리거링하지 않는 경향이 있을 수 있는 센서를 초래한다.

주변 광을 거부하려고 시도하는 일부 종래의 기법들은 신호의 고 주파수 컴포넌트를 통과시키는 반면에 저주파수 컴포넌트를 블록킹하기 위해 프리엠플리파이어(preamplifier)의 입력에서 제공되는 하이-패스 레지스턴스-커패시턴스(RC) 네트워크를 갖는 프리엠플리파이어 증폭기를 사용한다. 그러나 이러한 해법은 두개의 중요한 결점을 가진다. 첫째로, 매우 큰 레지스터 및 매우 큰 커패시터가 낮은 컷오프 주파수를 획득하기 위해 요구되고, 그러한 수동 컴포넌트가 매우 큰 칩 영역을 차지하고 기생-결합된 노이즈에 감수성이 있기 때문에 비소망된다. 둘째로, 레지스터를 가로지는 전압은 평균 광 전류와 함께 변화하고, 주변 광 레벨에 의해 직접적으로 영향 받도록 프리엠플리파이어의 공통-입력(그리고 따라서 전체 수행)을 야기한다. 사용되는 또 다른 기법은 프리엠플리파이어 주변의 능동 피드백 루프를 포함한다. 이러한 구성에서, 주변 광 거부는 광 전류 신의 피크에 기반해서 아날로그 레벨 검출에 의해 획득된다. 그러나 이러한 기법은 평균 전류가 일정하다는 것을 가정하고, 리셋 메커니즘을 요구하며 매우 낮은 스피드 작동을 가진다.

본 발명의 소정 실시예에 부합해서, 주변 광을 거부하기 위해, ADC(216)는 아날로그-디지털-아날로그(ADA) 변환 피드백 루프를 포함한다. 그러한 ADC의 세부사항이 이제 도 4 및 5에 대한 참조와 함께 설명될 것이다.

도 4에 관해 언급할 때, 피드백을 갖는 ADC(416)가 도시되고, 그것은 도 2a-2c에서 도시되는 ADC(216)를 실행하도록 사용될 수 있다. ADC(416)는 N-비트 ADC(414)를 포함하는 N-비트 포워드 경로를 포함한다. ADC(416)는 또한 직접 광다이오드 전류 프로세싱을 통해 주변 광을 거부하도록 사용되는 M-비트 피드백 루프를 포함한다. 피드백 루프는 M-비트 ADC(424) 및 M-비트 DAC(430)를 포함한다. 피드백 루프는 아날로그-디지털(ADA) 변환을 포함하기 때문에 ADA 피드백 루프로서 언급될 수 있다. 따라서, ADC(416)는 ADA 피드백을 갖는 ADC로서 언급될 수 있다. 포워드 경로의 N-비트 ADC(414)의 출력은 ADC(416)의 N-비트 출력을 제공하고, 그것은 도 2a-2c에서 ADC(216)의 N-비트 출력일 수 있다. 본 발명의 실시예에 부합해서, M<N(예, M=7 및 N=8)이다. 그러나 M=N, 또는 M>N 역시 본 발명의 범위 내에 있다. 여기 설명으로부터 인정될 바와 같이, M-비트 ADA 피드백 루프를 갖는 N-비트 ADC는 주변 광을 거부하고 다이나믹 범위 및 근접 감지의 감수성을 증가시키도록 사용된다. 아날로그 피드백 루프를 사용하는 것 보다 ADA 피드백 루프를 사용하는 이득의 일부는 더 높은 스피드/ 더 빠른 작동, 더 작은 실리콘 크기, 및 더 낮은 노이즈를 포함한다.

일 실시예에 부합해서, M-비트 ADC(424) 및 M-비트 DAC(430)는 M-비트 ADC(424) 및 M-비트 DAC(430)에서의 이득 에러의 효과를 감소시키고 바람직하게 제거하기 위해 동일한 풀-스케일 기준 전류를 가진다. M-비트 ADC(424)는 차지 밸런싱된 ADC를 사용하여 실행될 수 있고, 그것의 예시가 도 6에 도시되나 그것에 한정되지 않는다. M-비트 DAC(430)는 회로 크기를 절약하기 위해 예를 들어, M-비트 2진 가중된 전류 소스를 사용하여 실행될 수 있으나, 그것에 한정되지 않는다. N-비트 ADC(414)는 또한 차지 밸런싱된 ADC를 사용하여 실행될 수 있고, 그것의 일예가 도 6에 도시되나, M-비트(424)보다 다른 풀-스케일 기준 전류를 갖으나, 그것에 한정되지 않는다. 다음의 논의를 위해, 각각의 ADC가 ADC의 출력인 카운터의 출력을 갖는 카운터(예, 도 6에서의 업/다운 카운터(618))를 포함한다. 이것은 이후 아래에서, 도 6의 논의로부터 더 잘 이해될 수 있다.

도 5로서 집합적으로 언급될 수 있는 도 5(a), (b), (c) 및 (d)는 ADA 피드백을 갖는 ADC를 사용하는 본 발명의 일 실시예에 따라 근접 검출을 위한 신호 프로세싱의 타이밍도를 나타낸다. 도 5(a), (b), (c) 및 (d)의 타이밍도를 설명할 때 참조는 또한 도 2a-2c 및 4 내의 컴포넌트에 대해 이루어진다.

도 5(a)는 드라이버(206)의 타이밍은 물론, M-비트 ADC(424), M-비트 DAC(420) 및 M-비트 ADA 피드백 루프(416)(ADC(216)를 실행하도록 사용될 수 있음)를 갖는 N-비트 ADC(414)의 타이밍을 도시한다. 도 5(b)는 간섭 광에 대한 임의 보상 없이, 아날로그 검출 전류 Idiode의 타이밍을 도시한다. 도 5(c)는 아날로그 보상 검출 전류 Idiode-Koff*TX의 타이밍을 도시하고, 그것은 간섭 광에 대한 보상을 포함한다. 도 5(d)는 N-비트 ADC(414)에 의해 N-비트로 변환되고 M-비트 ADC(424)에 의해 M-비트로 변환되는 전류 Iadc의 타이밍을 도시한다. 도 4 및 5로부터 인정될 수 있는 바와 같이, M-비트 DAC(430)가 오프이고 간섭 광 보상이 오프일 때 Iadc=Idiode이고, M-비트 DAC(430)가 온이고 간섭 광 보상이 온일 때 Iadc=Idiode-Koff*TX-Idac이며, 여기서 Idac는 도 4에서의 M-비트 DAC(430)의 출력이고 Koff*TX는 간섭 광 보상의 크기이다.

시간 기간 t1 동안(M-비트 ADC(424)가 온이고, M-비트 DAC(430)는 오프이며, N-비트 ADC(414)가 오프이고, 드라이버(206)가 광원(104)을 구동하지 않을 때), 광 검출기(114)는 주변 광에 응답해서 광다이오드 전류 Idiode를 생성하고, M-비트 ADC(424)는 Idiode를 M-비트 코드로 변환한다(이러한 시간 TX=0 동안, 그리고 따라서 Idiode-Koff*TX=Idiode이다). 이것은 도 5로부터 인정될 수 있는 바와 같이, 시간 기간 t1 동안 Idiode와 동일한 전류 Iadc를 초래한다. M-비트 ADC(424)가 온인 동안 그것은 입력에서 수신된 아날로그 광전류를 디지털 데이터로 변환하고, 그것은 변환 시간의 끝에서 래치되고(예를 들어, 도 6에서 래치(620)에 의해), M-비트 ADC(424)의 출력에 제공된다(심지어 M-비트 ADC(424)가 온에서 오프로 변경된 후에도). 동시에 M-비트 ADC(424)가 온이고 변환을 수행하며: M-비트 DAC(430)는 오프이고 그것의 출력은 영이고; N-비트 ADC(414)는 오프이고 변환을 수행하지 않으며 출력은 영이다.

시간 기간 t2, t3 및 t4 동안(M-비트 ADC(424)는 오프이고 M-비트 DAC(430)는 온인 동안), M-비트 DAC(430)는 디지털 입력에서 시간 기간 t1의 끝에서 M-비트 ADC(424)에 의해 출력된 M-비트 코드를 수신하고, M-비트 코드에 기반해서, M-비트 DAC(430)는 시간 기간 t1 동안 출력된 주변 광을 나타내는 아날로그 전류 Idac를 출력한다.

도 5(a) 및 5(b)에 관해 언급할 때, 시간 기간 t2 동안, 드라이버(206)는 광 소스(104)를 구동하고, Idiode가 광 검출기에 의해 검출되는 간섭 광은 물론, 광 검출기(114)에 의해 검출되는 주변 광, 대상(122)으로부터 반사되고 광 검출기(114)에 의해 검출되는 광원(104)으로부터의 IR 광 모두를 나타내는 Idiode를 야기한다. 도 5(a) 및 도(5c)에 관해 언급할 때, 시간 기간 t2 동안, Idiode-Koff*TX는 광 검출기(114)에 의해 검출되는 주변 광 및 대상(122)으로부터 반사되고 광 검출기(114)에 의해 검출되는 IR 광 모두를 나타낸다. 또한, 시간 기간 t2 동안, N-비트 ADC(414)는 온이고 카운팅 업한다.

시간 기간 t3 동안, 드라이버(206)가 더 이상 광원(104)을 구동하지 않음에도, N-비트 ADC(414)는 여전히 온이고 여전히 카운팅 업한다. 이것의 혜택은 아래에서 설명된다.

시간 기간 t4 동안 (바람직하게 시간 기간 t2 더하기 시간 기간 t3인 동안임), 드라이버(206)는 광원(104)을 구동하지 않고, Idiode-Koff*TX(여기서 TX=0)가 광 검출기(114)에 의해 검출되는 주변 광만을 나타내도록 야기한다. 또한, 시간 기간 t4 동안, N-비트 ADC(414)는 온이고 카운팅 다운한다.

도 5d에 예시된 바와 같이, 시간 주기 t2, t3, 및 t4동안, Iadc=Idide-Koff*TX-Idac 이다. 이것은 N-비트 ADC(414)가 신호 Iadc=Idiode-Koff*TX-Idac를 M-비트 DAC(430)이 온 상태로 있는 2 타임 슬롯 동안 처리하도록 한다. 1 타임 슬롯 동안, 광원(104)이 타임 슬롯의 적어도 일부분 온 상태로 있는 동안까지 카운트 업(변환)되고 그리고, 다른 타임 슬롯 동안, 광원(104)이 오프로 있는 동안 N-비트 ADC(414)가 카운트 다운(변환)된다. 일 실시예에 따라, 광원(104)는 N-비트 ADC가 카운트 업되는 타임의 일부에 대해서만, 턴온되어(예컨대, 드라이버(206)에 의해 구동됨), 광원 드라이버 타이밍의 지연에 대해 보상하도록 하여, 광원(114)이 N-비트 ADC(414)가 카운트업되는 대상에 반사되는(광원으로부터 배향된) 광만을 단지 검출하도록 한다. 다른 방법으로는, 일 실시예에 따라, N-비트 ADC(414)가 광원이 턴온되는 타임(단지 타임 주기 t2) 보다 더 큰 타임(예컨대, 타임 주기 t2 및 t3) 동안 카운트업되어, 광 검출기(202)가 대상(122)에서 반사되는(광원(104)으로부터 배향되는) 광을 검출하는 전체 시간까지 카운트업되도록 확보한다.

N-비트 ADC(414)는 카운트 업 및 다운이 완료된후 데이터의 N-비트를 출력하고, 이것은 대상물로부터 반사되는(광원(104)로부터 배향된) 광으로부터 결과되는 포토다이어오드 전류 Idiode-Koff*TX 컴포넌트를 지시(예컨대, 직접 비례함)하며, 그리고 이것은 주변 광에 의해 생성된 포토다이어오드 전류와 M-비트 DAC(424)로부터 출력 전류, 예컨대, ADA 피드백 루프로부터의 레지듀(residue)의 차이와는 독립적이다. ADA 피드백 루프 및 N-비트 ADC(414)의 업/다운 카운트의 완료를 포함한 근사 검출 속도는 주변 광을 리젝트하는 종래의 트랜스임피던스 증폭기를 사용할 때 가능한 근접 검출 속도보다 더 빠르다.

요약하자면, ADA 피드백 루프는 근접 센싱의 신호 다이나믹 범위를 크게 증가시킨다. N-비트 ADC(414)의 카운트 업 및 다운은 특정 광원 타이밍으로, ADA 피드백 루프로부터의 레지듀의 작용을 감소시킴에 의해 근접 센싱의 감도를 크게 증가시킨다.

ADC(414) ADA 피드백 루프의 설명은 참조로 본 발명에 병합되는 (참조번호 : ELAN-01236US1) Xijian Lin에 의해 2010, 3월 2일 출원된, 발명의 명칭이 "Proximity Sensors with Improved Ambient Light Rejection"인 U.S. 특허 출원 12/716,220호에 제공되어 있다.

도 6은 N-비트 ADC(414) 및 M-비트 ADC(424)가 도 4의 ADA의 피드백(404)와 ADC에서 해당 대표 타이밍 다이어그램에 따라 차지 밸런싱된 ADCs로서 실행될 수 있는지를 예시하고 있다. 도 6에 예시된 바와 같이, 각각의 ADC는 적분기(612), 비교기(614), D-플리 플롭(dff)(616), 카운터(618), 및 래치(620)를 구비할 수 있다. N-비트 ADC(414)에 있어서, 카운터(618)는 바람직하게는 업다운 카운터가 될 수 있어서, 카운터가 감산 식을 실행하는데 사용될 수 있도록 한다. M-비트 ADC(424)에 있어서, 카운터는 하나의 방향, 예컨데, 업 방향으로의 카운트를 필요로 한다.

N-비트 ADC(414)에 의해 실행된 N-비트의 각각의 아날로그 대 디지털 변환에 있어서, 2^N 클록 주기가 필요로 한다. 각각의 변환 타임 동안, dff(616)로부터의 1의 수들이 카운터되고 Tclock*Iref의 전하가 각각의 해당 1에 대해 적분기(612)로 전달된다. 여기서, T클록은 클록 주기이고, 그리고 Irefn은 N-비트 ADC(414)와 관련된 참조 전류이다. 전하 보존 법칙(charge conservation)에 따라,

여기서, Iabc는 ADC의 인풋에서의 전류이고, 데이터N은 래치(620)에 의해 래치된 대로, 아날로그 대 디지털 변환 타임의 끝에서의 카운터의 출력이다. 수식의 좌측은 입력 전류에 의해 적분기로부터 제거된 전체 전하를 나타내고, 우측은 참조 전류에 의해 적분기로 전달된 전체 전하를 나타낸다. 수학식(1)로부터, N-비트 ADC(414)의 디지털 출력(DataN)을 다음과 같이 표현할 수 있다.

수식(2)에서, Iadc1은 N-비트 ADC(414)가 온되어 카운트 업되는 동안 N-비트 ADC(414)의 입력에서의 평균전류이고 그리고 Iadc2는 N-비트 ADC(414)가 온되어 카운트 다운되는 동안 N-비트 ADC(414)의 입력에서의 평균 전류이다.

이와 유사하게, M-비트의 각각의 데이터(예컨대, 아날로그 대 디지털) 변환에 있어서, 2^M 클록 주기가 필요하다. 각각의 변환 시간동안, dff(616)으로부터의 1들의 수가 카운트되고 그리고 Tclock*Irefm의 전하는 각각의 해당 1에 대해 적분기(612)로 전달된다. 여기서 Tclock은 클록 주기이고 그리고 Irefm은 M-비트 ADC(424)와 관련된 참조 전류이다. 전하 보존의 법칙에 따라서,

수식(3)로부터, M-비트 ADC(424)의 디지털 출력(DataM)은

로 표현될 수 있다.

수식(4)에서, Iadc는 M-비트 ADC(424)가 온되어 카운트업되는 동안 M-비트 ADC(424)의 인풋에서의 평균 전류이다.

일 실시예에 따라, N-비트 ADC(414) 및 M-비트 ADC(424)의 여러 부분들은 공유될 수 있어서, 회로 크기, 이에 따라 칩 크기를 축소시키도록 한다. 예를 들어, 적분기(612), 비교기(614), 및 dff(616) 및 카운터(618) 또는 이들의 적어도 일부가 공유될 수 있다. 타이밍 제어 회로가 또한 공유될 수 있다.

주변 광을 부가적으로 또는 선택적으로 거부하기 위해서, 광학 IR 거부 필터가 광 검출기(114)위에 배치될 수 있다. 이러한 IR 거부 필터가 커버 플레이트(124)내에 또는 위에 병합될 수도 있거나 또는 커버 플레이트(124)의 상하부 또는 상부 또는 하부에 병합될 수 있다. 주변 광을 거부하는 밀 개발 기술 뿐만 아니라 다른 것들이 도 2a-2d의 실시예와 사용될 수 있다.

도 4 및 5에 있어서, ADC(416)에서 DAC(430)에 의해 생성된 전류가 Iadc로 참조된다. 이와 대조적으로, 도 2b 및 2c 뿐만 아니라, 도 4 및 5에서, DAC(242)에 의해 생성된 전류가 Koff*TX로서 참조된다. 이러한 실시예에서, Idac는 주변 광을 거부하는데 사용되고, Koff*TX는 간섭 광을 보상하는데 사용된다. 후술될 바와같이, 도 7의 실시예에서, DAC(742)는 주변 광을 거부하고 간섭 광을 보상하는데 사용되는 아날로그 오프셋 신호를 생성한다.

도 7을 참조로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 센서(702)는 간섭 광을 보상할 뿐만 아니라 주변 광을 거부하는 사용되는 아날로그 오프셋 신호로 저장된 디지털 값을 변환하는데 사용될 수 있는 DAC(742)를 구비한다. 이러한 디지털 값은 레지스터, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 또는 다른 저장 장치에 저장될 수 있으며, 블록(714 및 716)으로 모아서 표시하였다. 저장된 값은 프로그램될 수 있으며 버스, 예컨대 SPI 또는 I2C 버스등을 사용하여, 그리고 또는 디지털 인터페이스(718)를 사용하여 필요에 따라 재프로그램될 수 있다. 도 7을 참조로, ADC(216), 주변 거부 블록/레지스터(714), 가산기(724) 및 DAC(742)를 포함한 제 1 루프가 광원(104)이 드라이버(206)에 의해 구동되지 않을 때, 광 검출기(114)에 의해 검출되는 주변 광의 크기를 지시하는 디지털 값을 저장(블록(714))하는데 사용된다. ADC(216), 간섭 오프셋 블록 레지스터(716), 곱셈기(722), 가산기(724) 및 DAC(742)를 포함하는 제 2 루프는, 광원(104)이 드라이버(206)에 의해 구동될 때, 광 검출기(114)에 의해 검출되는 간섭 광의 크기를 지시하는 디지털 값을 저장하는데 사용된다. 2개의 루프를 사용하지만, DAC(742)에 의한 오프셋 보상 신호 출력이 주변 광을 거부할 뿐만 아니라 간섭 광을 보상하는데 사용된다.

본 발명의 실시예에 따른 광학 센서는 예를 들어, 모바일 폰, 테이블, 퍼스널 데이터 어시스턴트, 랩톱 컴퓨터, 넷북, 다른 소형-장치 뿐만아니라 비소형 장치를 포함한 다양한 시스템에서 사용될 수 있다. 도 8의 시스템(800)을 참조로, 예를 들어, 광학 센서(예컨대, 202a - 202d 중 하나)는 서브시스템(806)(예컨대, 터치-스크린, 디스플레이, 백라이트, 버추얼 스크롤 휠, 버추얼 키패드, 네비게이션 패드 등)이 인에이블 또는 디스에이블되는지 그렇지 않은지를 제어하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 센서는 대상체, 예컨대, 사람의 손가락이 접근할 때 또는 서브시스템(806)이 인에이블(또는 디스에이블)되는지를 검출하는 것을 토대로 검출될 수 있다. 보다 상세하게는, 광학 센서(예컨데, 202a - 202d 중 하나)의 출력이 비교기 또는 프로세서(804)에 제공될 수 있는데, 이것은 예컨대 광학 센서의 출력을 임계값과 비교하여, 대상이 서브시스템(806)이 인에이블되는지 (또는 필요에 따라 디스에이블되는지)의 범위내에 있는지를 결정하도록 한다. 멀티플 임계값(예컨대, 저장된 디지털 값)이 사용될 수 있고, 그리고 하나 이상의 가능한 응답이 대상의 검출된 근접에 근거하여 발생될 수 있다. 예를 들어, 대상이 제 1 근접 범위내에 있는 경우 발생될 수 있으며, 제 2 응답은 대상이 제 2 접근 범위 내에 있는 경우 발생할 수 있다. 대표적인 응답은 다양한 시스템 및/또는 서브시스템 조작을 스타팅 또는 스톱핑(stopping), 또는 인에이블 또는 디스에이블하는 것을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예는, 간섭 광(및 주변 광)이 광학 센서상에서 가질수 있는 부작용을 감소시키거나 또는 잠재적으로 제거하는데 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 배리어(예컨대, 110)를 통해, 위에, 및/또는 아래 정반사 및/또는 다른 내면 반사 및/또는 다른 광 누출에 의해 간섭 광이 야기될 수 있다. 본 발명의 실시예는, 광 배리어를 제조하는 동안 발생할 수도 있거나 그리고 광학 센서가 떨어지거나 또는 강한 충격을 받아서, 광 배리어가 손상되거나 또는 이탈될 수 있는 시스템으로 결과될 수 있는 광 배리어(예컨데, 110)에서의 불안정성을 보상하는데 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 또는 어떠한 광 베리어에서도 필요성을 제거하도록 하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 커버 플레이트(예컨대, 124)에 의해 야기되는 정반사의 부작용을 감소시키는데 사용할 수 있는 한편, 주목하여야 할 것은 본 발명의 실시예에 따른 광학 센서는 커버 플레이트 없이 사용될 수 있는 것이다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법을 축약하는 하이 레벨 플로우 다이어그램이다. 이러한 방법은 광학 센서의 감지 영역내의 대상의 존재, 근접 및/또는 모션을 검출하는데 사용될 수 있는 광원 및 광 검출기를 구비하는, 광학 센서와 사용될 수 있다. 도 9를 참조로, 단계(902)에서, 광원은 선택적으로 피구동되어 광원이 광을 선택적으로 전파하도록 한다. 단계(904)에서, 아날로그 검출 신호가 생성되는데, 이것은 광 검출기에 검출된 광의 강도를 지시하는 것이다. 상술한 바와 같이, (감지영역내에 대상이 있는 것으로 가정하면) 광 검출기에 의해 검출된 광은 광 센서의 감지 영역내의 대상에서 반사된 광원에 의해 전파된 광을 구비할 수 있다. 상술한 바와 같이, 간섭 광은 배리어 위에, 아래에 및/또는 이것을 통해 정반사 및/또는 다른 내측반사 및/또는 광 누출에 이해 야기될 수 있다. 광원과 광 검출기 사이에 있는 광 베리어가 없다면, 간섭 광은 광원으로부터 광 검출기를 직접적으로 전파된 광을 포함할 수 있다. 부가적으로, 광 검출기에 의해 검출된 광은 주변 광을 포함할 수 있다. 단계(906)에서, 아날로그 오프셋 신호(아날로그 오프셋 전류가)가 생성된다. 상술한 바와 같이, 예컨데, 도 2a-2d를 참조로, 아날로그 오프셋 신호는 광 검출기에 의해 검출된 광에 포함된 간섭 광의 적어도 일부분(및 바람직하게는, 대부분, 거의 대부분 또는 전체)에 대해 보상하는데 사용될 수 있다. 부가적으로, 상술한 바와 같이, 예컨대, 도 7을 참조로, 또한 아날로그 오프셋 신호는 광 검출기에 의해 검출된 광에 포함된 주변 광의 적어도 일부(및 바람직하게는, 대부분, 거의 대부분 또는 전체)를 거부하는데 사용될 수 있다. 단계(908)에서, 아날로그 오프셋 신호는 아날로그 검출 신호와 조합하여 (아날로그 오프셋 보상 검출 신호로서 참조된)아날로그 보상 검출 신호를 생성하도록 한다. 단계(910)에서, 아날로그 보상 검출 신호는 ADC에 의해 디지털 신호로 변환된다. 상술한 바와 같이, 예컨대, 도 4-6을 참조로, 주변 광은 예컨대 ADA 루프를 사용하여 아날로그 디지털 변환 파트로서 거부될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예의 방법은 아날로그 오프셋 신호를 생성하는데 사용된 아날로그 오프셋 신호 및/또는 디지털 값을 선택하고 업데이트하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 다양한 실시예는 상술한 바와 같지만, 실시예에 예시된 것에만 제한된 것은 아니라는 것을 이해하여야 할 것이다. 당해 기술 분야의 숙련자들에게는 본 발명의 범위 및 정신에서 다양한 변형 및 변경이 가능할 수 있음이 명백할 것이다.

본 발명은 상술한 전형적 실시예에 제한되지 않으며, 다음 청구항 및 이들의 등가물에 따라 규정될 수 있을 것이다.

108, 208: 타이밍 제어기
116, 216, 276: 아날로그-디지털 컨버터(ADC)
122: 대상
206: 드라이버
210: 지연
242, 262, 742: 디지털-아날로그 컨버터(DAC)
254: 디지털 필터
260: 오프셋 목적
414: N-비트 ADC
424: M-비트 ADC
430: M-비트 DAC
612: 적분기
614: 비교기
616: D 플립-플롭(dff)
618: 카운터
620: 래치
714: 주변 거부 블록/레지스터
716: 간섭 오프셋 블록/레지스터
718: I/O 인터페이스
742: DAC

Claims

광학 근접센서의 검출 영역 내의 대상의 존재, 근접성 및/또는 모션을 검출하기 위하여 사용될 수 있는 광학 근접 센서로서:
광을 전송하도록 광원을 선택적으로 구동하기 위한 드라이버;
광 검출기에 의해 검출된 광의 강도를 나타내는 아날로그 검출신호를 생성하도록 형성된 광 검출기를 포함하며;
상기 광 검출기에 의해 검출된 광은, 상기 광학 근접 센서의 감지 영역 내의 대상을 벗어나서 반사되며 상기 광원에 의해 전송되는 광과, 상기 광검출기에 의해 검출된 광을 포함하고 상기 광학 근접 센서의 감지 영역 내의 대상으로부터 벗어나지 않는 간섭광, 및 주변광을 포함하며; 그리고
아날로그 보상 검출신호를 생성하도록 광검출기에 의해 생성된 아날로그 검출신호와 결합된 아날로그 오프셋 신호를 선택적으로 생성하도록 형성된 오프셋 신호 발생기를 구비하며;
상기 아날로그 보상 검출신호를 디지털 보상 검출 신호로 변환하도록 형성된 아날로그-디지털-컨버터(ADC);
상기 아날로그 오프셋 신호는 상기 광 검출기에 의해 검출된 광에 포함되는 상기 간섭광의 적어도 일부를 보상하며; 그리고
상기 아날로그 오프셋 신호가 상기 ADC의 상기 아날로그 보상 검출 신호 업스트림을 생성하기 위해 상기 아날로그 검출 신호와 결합되지 않는다는 것과 비교하여, 상기 ADC의 다이나믹 범위는 상기 ADC의 상기 아날로그 보상 검출 신호 업스트림을 생성하기 위해 상기 아날로그 검출 신호와 결합된 상기 아날로그 오프셋 신호에 의하여 증가되는 광학 근접센서.
제 1 항에 있어서,
상기 광원이 광을 전송하는 때에 동시에 상기 아날로그 오프셋 신호가 생성되도록 상기 오프셋 신호 발생기의 상기 아날로그 오프셋 신호의 선택적인 생성과 상기 드라이버의 상기 광원의 선택적인 구동을 동기화하기 위하여 사용되는 전송신호를 생성하도록 구성된 타이밍 제어기를 구비하는 광학 근접센서.
제 1 항에 있어서,
상기 ADC에 의해 출력된 디지털 보상 검출신호는 상기 광 검출기에 대한 대상의 근접성을 나타내며, 상기 광 검출기에 의해 검출된 주변광은 거부되고 상기 간섭광은 보상되는 광학 근접센서.
제 3 항에 있어서,
상기 오프셋 신호 발생기는, 상기 아날로그 오프셋 신호를 출력하는 디지털 대 아날로그 컨버터(DAC)를 포함하며; 및
상기 오프셋 신호 발생기의 상기 DAC는 상기 간섭광의 크기를 나타내는 디지털 신호를 수신하는 광학 근접센서.
제 1 항에 있어서,
상기 오프셋 신호 발생기는, 아날로그 오프셋 신호를 출력하는 디지털 대 아날로그 컨버터(DAC)를 포함하며;
상기 오프셋 신호 발생기의 상기 DAC는 간섭광의 크기 및 주변광의 크기를 나타내는 디지털 신호를 수신하며; 및
상기 오프셋 신호 발생기의 상기 DAC에 의해 출력되는 상기 아날로그 오프셋 신호는, 또한 상기 광 검출기에 의해 검출된 광에 포함된 주변광의 적어도 일부를 거부하는 광학 근접센서.
제 3 항에 있어서,
상기 ADC는 아날로그-디지털-아날로그(ADA) 피드백을 가진 ADC인 광학 근접센서.
제 6 항에 있어서,
아날로그-디지털-아날로그(ADA) 피드백을 가진 상기 ADC는:
상기 광원이 광을 전송하도록 구동되지 않는 제1 시간 주기 동안 상기 광 검출기에 의해 검출된 주변광의 강도를 나타내는 제1 아날로그 신호를 수신하며, 및 상기 광원이 광을 전송하도록 구동되지 않는 제1 시간 주기 동안 상기 광 검출기에 의해 검출된 주변광의 강도를 나타내는 데이터의 M-비트로 상기 제1 아날로그 신호를 변환하도록 형성된 M-비트 ADC와;
상기 광원이 광을 전송하도록 구동되지 않는 제1 시간 주기 동안 상기 광 검출기에 의해 검출된 주변광의 강도를 나타내며, 상기 M-비트 ADC에 의해 생성된 데이터의 M-비트를 수신하며, 및 상기 M-비트 데이터를, 상기 광원이 광을 전송하도록 구동되지 않는 제1 시간 주기 동안 상기 광 검출기에 의해 검출된 주변광의 강도를 나타내는 제2 아날로그 신호로 변환하도록 형성된 M-비트 디지털-아날로그 컨버터(DAC)와;
추가적인 시간 주기 동안, 상기 제2 아날로그 신호가 그로부터 제외된 상기 M-비트 DAC에 의해 생성되며 추가적인 시간 주기 동안 상기 광 검출기에 의해 검출된 광의 강도를 나타내는 제3 아날로그 신호를 수신하며, 및 ADA피드백으로 상기 ADC에 의해 출력된 디지털 오프셋 보상 검출신호인 N-비트 데이터로 상기 제3 아날로그 신호를 변환하도록 형성된 N-비트 ADC를 구비하며;
상기 추가적인 시간 주기의 일부 동안, 상기 광원은 광을 전송하도록 구동되고, 상기 추가적인 시간 주기의 또 다른 일부 동안 상기 광원은 광을 전송하도록 구동되지 않는 광학 근접센서.
제 7 항에 있어서,
광을 전송하기 위하여 상기 광원이 구동되는 추가적인 시간 주기의 상기 일부는 광을 전송하기 위하여 상기 광원이 구동되지 않는 추가적인 시간 주기의 또 다른 부분보다 짧으며; 및
상기 N-비트의 ADC는 상기 광원이 광을 전송하기 위하여 구동되는 적어도 일부의 추가적인 시간 주기의 일부 부분 동안 위로 계산하고, 상기 추가적인 시간 주기의 나머지 동안 아래로 계산하여 카운트값를 생성하며, 상기 추가적인 시간 주기의 끝에서 상기 카운트값은, 상기 광 검출기에 의해 검출된 주변광이 거부되고 상기 간섭광은 보상되면서, 상기 광 검출기에 대한 대상의 근접성을 나타내는 N-비트 데이터인 광학 근접 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 광 검출기로부터 상기 광원을 광학적으로 격리시키는 투명 장벽이 상기 광원과 상기 광 검출기 사이에 없는 광학 근접센서.
광학 근접센서의 검출 영역 내의 대상의 존재, 근접성 및/또는 모션을 검출하기 위하여 사용될 수 있으며, 광원과 광 검출기를 포함하는 광학 근접 센서의 사용방법으로서:
(a) 상기 광원이 광을 선택적으로 전송하도록 상기 광원을 선택적으로 구동하며;
(b) 상기 광 검출기에 의해 검출된 광의 강도를 나타내는 아날로그 검출신호를 생성하되, 상기 광 검출기에 의해 검출된 광은, 상기 광학 근접 센서의 검출 영역 내의 대상을 벗어나서 반사되며 상기 광원에 의해 전송되는 광과, 상기 광원에 의해 전송된 광을 포함하고 상기 광학 근접 센서의 검출 영역 내의 대상으로부터 벗어나지 않는 상기 광 검출기에 의해 검출된 간섭광, 및 주변광을 포함하며;
(c) 아날로그 오프셋 신호를 생성하며;
(d) 아날로그 보상 검출신호를 생성하도록 상기 아날로그 검출신호와 상기 아날로그 오프셋 신호를 결합하며; 그리고
(e) 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 사용하여 상기 아날로그 보상 검출신호를 디지털보상 검출신호로 변환하며;
상기 아날로그 오프셋 신호는 상기 광 검출기에 의해 검출된 광에 포함되는 상기 간섭광의 적어도 일부를 보상하며; 그리고
상기 아날로그 오프셋 신호는 단계(e)에서 상기 변환에 앞서 상기 아날로그 보상 검출 신호를 생성하기 위하여 상기 아날로그 검출 신호와 결합되고, 그것은 만약 상기 아날로그 오프셋 신호가 단계(e)에서 상기 변환을 하기에 앞서 상기 아날로그 보상 검출 신호를 생성하기 위하여 상기 아날로그 검출 신호와 결합되지 않는다는 것과 비교하여 단계(e)에서 상기 변환을 수행하기 위하여 사용된 상기 ADC의 동적 범위를 증가시키는 광학 근접센서의 사용방법.
제 10 항에 있어서, 상기 단계(c)는,
(c.1) 디지털값을 저장하며; 및
(c.2) 상기 디지털값을 상기 아날로그 오프셋 신호로 변환하는 것을 포함하는 사용방법.
제 10 항에 있어서, 상기 단계(c)는,
(c.1) 상기 간섭광을 보상하기 위하여 사용될 제1 디지털 값을 저장하며;
(c.2) 상기 주변광을 거부하기 위해 사용될 제2 디지털 값을 저장하며; 및
(c.3) 상기 제1 및 제2 디지털 값을 상기 아날로그 오프셋 신호로 변환하는것을 포함하며;
상기 아날로그 오프셋 신호는 또한 상기 광 검출기에 의해 검출된 광에 포함된 상기 간섭광의 적어도 일부를 보상하고, 그리고 상기 주변광의 적어도 일부를 거부하는 사용방법.
제 10 항에 있어서, 단계(e)는,
(e.1) 상기 광원이 광을 전송하기 위하여 구동되지 않은 제1 시간 주기 동안 상기 광 검출기에 의해 검출된 광의 강도를 나타내는 제1 아날로그 신호를 생성하며;
(e.2) 상기 광원이 광을 전송하기 위하여 구동되지 않은 제1 시간 주기 동안 상기 광 검출기에 의해 검출된 광의 강도를 나타내는 M-비트 데이터로 상기 제 1 아날로그 신호를 변환하며;
(e.3) 상기 광원이 광을 전송하기 위하여 구동되지 않은 제1 시간 주기 동안 상기 광 검출기에 의해 검출된 광의 강도를 나타내는 제2 아날로그 신호로 상기 M-비트 데이터를 변환하며;
(e.4) 그로부터 제외된 M-비트 DAC에 의해 생성된 상기 제2 아날로그 신호와 함께, 추가적인 시간 주기 동안 상기 광 검출기에 의해 검출된 광의 강도를 나타내는 제 3 아날로그 신호를 생성하며;
(e.5) 상기 제3 아날로그 신호를, 디지털 오프셋 보상신호인 N-비트 데이터로 변환하는 것을 포함하며;
상기 추가적인 시간 주기의 일부 동안 상기 광원은 광을 전송하기 위하여 구동되며, 상기 추가적인 시간 주기의 다른 부분 동안 상기 광원은 광을 전송하기 위하여 구동되지 않는 사용방법.
제 13 항에 있어서, 상기 단계(c)는,
(c.1) 목적 오프셋 디지털 보상검출신호를 생성하기 위하여 디지털 보상 검출신호의 값들로부터 오프셋 목적 값을 감하며;
(c.2) 여파된 목적 오프셋 디지털 보상 검출신호를 생성하기 위하여 상기 목적 오프셋 디지털 보상검출신호를 디지털적으로 필터링하며; 및
(c.3) 디지털-아날로그 컨버터(DAC)를 사용하여 상기 목적 오프셋 디지털 보상검출신호를 상기 아날로그 오프셋 신호로 변환하는 것을 포함하는 사용방법.
광학 근접센서의 감지 영역 내의 대상의 존재, 근접성 및/또는 모션을 검출하기 위한 광학 근접센서;
인에이블링되고 디스에이블링 될 수 있는 서브시스템; 및
상기 광학 근접센서로부터의 디지털 출력을 수신하며 상기 광학 근접센서로부터의 디지털 출력에 기초하여 상기 서브시스템을 인에블링하고 디스에이블링하는 비교기 또는 프로세서를 구비하며;
상기 광학 근접센서는,
광을 전송하도록 광원을 선택적으로 구동하기 위한 드라이버;
광 검출기에 의해 검출된 광의 강도를 나타내는 아날로그 검출신호를 생성하도록 형성된 광 검출기로서, 상기 광 검출기에 의해 검출된 광은, 상기 광학 근접 센서의 검출 영역 내의 대상을 벗어나서 반사되며 상기 광원에 의해 전송되는 광과, 상기 광원에 의해 전송된 광을 포함하고 상기 광학 근접 센서의 검출 영역 내의 대상으로부터 벗어나지 않는 상기 광 검출기에 의해 검출된 간섭광, 및 주변광을 포함하는 상기 광 검출기;
아날로그 보상 검출신호를 생성하도록 포토 검출기에 의해 생성된 아날로그 검출신호와 결합된 아날로그 오프셋 신호를 선택적으로 생성하도록 형성된 오프셋 신호 발생기; 및
상기 아날로그 보상검출신호를 디지털 보상검출신호로 변환하도록 형성된 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 를 구비하며;
상기 아날로그 오프셋 신호는 상기 광 검출기에 의해 검출된 광에 포함되는 상기 간섭광의 적어도 일부를 보상하며;
상기 아날로그 오프셋 신호는 상기 아날로그 보상 검출 신호, 상기 ADC의 업스트림을 생성하기 위하여 상기 아날로그 검출 신호와 결합되며, 그것은
상기 아날로그 오프셋 신호가 상기 ADC의 상기 아날로그 보상 검출 신호 업스트림을 생성하기 위하여 상기 아날로그 검출 신호와 결합되지 않는다는 것과 비교하여 상기 ADC의 동적 범위를 증가시키며; 그리고
상기 디지털 보상검출신호는 상기 광학 근접센서의 디지털 출력을 포함하는 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 광학 근접센서는 또한,
상기 광원이 광을 전송하는 때에 동시에 상기 아날로그 오프셋 신호가 생성되도록 상기 오프셋 신호 발생기의 상기 아날로그 오프셋 신호의 선택적인 생성과 상기 드라이버의 상기 광원의 선택적인 구동을 동기화하기 위하여 사용되는 전송신호를 생성하도록 형성된 타이밍 제어기를 구비하는 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 광학 근접센서의 상기 ADC는, 아날로그-디지털-아날로그(ADA) 피드백이며; 및
ADA 피드백을 가진 상기 ADC의 디지털 출력은, 상기 광 검출기에 의해 검출된 주변광은 거부되고 상기 간섭광은 보상되면서, 상기 광 검출기에 대한 대상의 근접성을 나타내는 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 광 검출기로부터 상기 광원을 광학적으로 격리시키는 투명 장벽이 상기 광원과 상기 광 검출기 사이에 없는 시스템.
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