TWI671541B

TWI671541B - 具有可重新組態的光二極體陣列的光學近接感測器

Info

Publication number: TWI671541B
Application number: TW104115864A
Authority: TW
Inventors: 瑪諾必酷曼得拉; 思琳巴朗
Original assignee: 美商英特希爾美國公司
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2019-09-11
Also published as: US20180011176A1; US20150378013A1; US9772398B2; CN105223579A; CN105223579B; TW201600875A

Abstract

本文中描述光學近接感測器、搭配光學近接感測器使用之方法，及包括光學近接感測器之系統。此光學近接感測器包括一光源及一光偵測器，其中該光偵測器包括個別可選擇的複數個光二極體(PD)。在一校準模式期間，測試該光偵測器之該複數個PD中的個別PD以識別哪些PD為串擾支配式。在一操作模式期間，使用未被識別為串擾支配式的該光偵測器之該PD以產生對於在該光學近接感測器之感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動有用的一光偵測值或信號。與亦使用該串擾支配式PD之情況相比較，藉由不使用被識別為串擾支配式之該PD，會改良該光偵測值或信號之信雜比。

Description

具有可重新組態的光二極體陣列的光學近接感測器

【優先權主張】

本申請案主張以下申請案之優先權：

2014年6月26日申請之美國臨時專利申請案第62/017,737號，及2014年10月24日申請之美國非臨時專利申請案第14/523,202號。

本發明之具體實例大體上係關於光學近接偵測器、包括光學近接偵測器之系統，及相關方法。

亦可被稱作光學近接偵測器之光學近接感測器典型地包括光源及鄰近光敏性光偵測器。此等光學近接感測器可用以基於自物件反射且由光偵測器偵測的起源於光源之光的量值來偵測物件之存在、估計物件之近接及/或偵測物件之運動。隨著電池操作式手持型裝置(諸如，行動電話)的到來，此等感測器之價值已變得愈來愈重要。舉例而言，來自行動電話電池之大量能量用以驅動顯示器，且在使行動電話或其他裝置處於使用者之耳部(其中無論如何不能觀看行動電話或其他裝置)時關斷顯示器或背光方面存在價值。光學近接感測器已用於此應用及許多其他應用。

對於其他實例，存在可運用光學近接感測器來有利地偵測物件之存在的許多其他應用。此等應用的範圍為感測保護型蓋罩何時已在機械上開啟、紙張何時已正確地定位於印表機中，或操作者之手何時有危險地靠近操作機器。光學近接感測器亦可用作簡單觸控或靠近觸控啟動式開關，且可實施於比如具有經密封但允許來自源之光傳遞通過偵測器且在返回時由偵測器感測之塑膠外殼之鍵盤或裝置的應用中。

並不朝向目標物件透射而是自源直接地透射至偵測器的自源至偵測器之光為縮減整體裝置感測距離之能力的光學串擾之實例。此光基本上在封裝內側向地傳播且被視為雜訊或「漏光(light leakage)」，且不含有資訊。為了縮減且較佳地防止漏光(及更一般化地為光學串擾)，典型地使用不透明光障壁以將光源與光偵測器隔離。然而，光障壁常常有缺陷，從而引起在障壁下方、在障壁上方及/或通過障壁之漏光。

光學近接感測器常常與為玻璃、塑膠或某一其他保護性透光材料之蓋罩板一起使用(例如，置放於該蓋罩板後方及/或由該蓋罩板覆蓋)。舉例而言，蓋罩板可為覆蓋行動電話、攜帶型音樂播放器或個人資料助理(PDA)之螢幕的玻璃，或為覆蓋膝上型電腦、迷你筆記型電腦或平板電腦之螢幕的塑膠。當此蓋罩板置放於光學近接感測器上方時，光學近接感測器常常易受鏡面反射。鏡面反射相似地縮減整體裝置感測近接之能力，此係由於鏡面反射基本上為不含有資訊之雜訊。

鑒於上文，已希望最小化自光源直接地透射至光偵測器之光，以及最小化鏡面反射及/或其他內部反射光。更一般化地，希望最小化光學串擾及/或其不利效應。用以達成此等目標之習知嘗試典型地係關於修改光學近接感測器之機械/結構設計。

本文中描述的本發明之具體實例係有關於光學近接偵測器、搭配光學近接偵測器使用之方法，及包括一光學近接偵測器之系統。根據一具體實例，一種光學近接感測器包括一光源及一光偵測器，其中該光偵測器包括個別可選擇的複數個光二極體(PD)。在一校準模式期間，測試該光偵測器之該複數個PD中的個別PD以識別哪些PD為串擾支配式。在一操作模式期間，使用未被識別為串擾支配式的該光偵測器之該PD以產生對於在該光學近接感測器之感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動有用的一光偵測值或信號。與亦使用該串擾支配式PD之情況相比較，藉由不使用被識別為串擾支配式之該PD，會改良該光偵測值或信號之信雜比。

102、202‧‧‧光學近接偵測器

104、204‧‧‧光源

106、206‧‧‧光偵測器

108、208‧‧‧不透明障壁

110、210‧‧‧蓋罩板

112、212‧‧‧物件

114、214‧‧‧光

216‧‧‧光二極體(PD)

302‧‧‧列驅動器

304‧‧‧行解碼器

305‧‧‧解碼器控制器

306‧‧‧跨阻抗放大器(TIA)

308‧‧‧可程式化增益放大器(PGA)

310‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)

312‧‧‧記憶體或暫存器

402、404、406、408‧‧‧方法步驟

502、504、506‧‧‧步驟402之例示性子步驟

602、604、606‧‧‧步驟404之例示性子步驟

702、704、706‧‧‧步驟404之替代例示性子步驟

800‧‧‧系統

802‧‧‧驅動器

804‧‧‧比較器或處理器

806‧‧‧子系統

圖1A展示例示性光學近接感測器之俯視圖。

圖1B展示沿著圖1A中之虛線B-B的圖1A所展示之光學近接感測器的橫截面圖。

圖2A展示根據本發明之一具體實例的例示性光學近接感測器之俯視圖。

圖2B展示沿著圖2A中之虛線B-B的圖2A所展示之光學近接感測器的橫截面圖。

圖3說明根據一具體實例的圖2A及圖2B之光學近接感測器的光偵測器之額外細節。

圖4為根據本發明之一具體實例的用以描述一方法之高階流程圖。

圖5為根據一具體實例的提供圖4中介紹的步驟402之額外細節的高階流程圖。在校準模式期間執行圖5所展示之步驟中的每一者。

圖6及圖7為根據各種具體實例的用以描述圖4中介紹的步驟404之額外細節的高階流程圖。

圖8為根據一具體實例之系統的高階方塊圖。

在以下詳細描述中，參考隨附圖式，其形成詳細描述之部分且其中作為說明而展示特定說明性具體實例。應理解，可利用其他具體實例，且可作出機械及電改變。因此，不應將以下詳細描述視為限制性意義。在以下描述中，類似數字或參考指定符將始終用以指代類似部分或元件。另外，參考編號之第一數位識別首次出現該參考編號之圖式。

圖1A展示例示性光學近接感測器102之俯視圖，其可用以在光學近接感測器102之感測區內偵測物件之存在、估計物件之近接及/或偵測物件之運動。圖1B展示沿著圖1A中之虛線B-B的圖1A所展示之光學近接感測器102的橫截面圖。光學近接感測器102包括藉由不透明障壁108而彼此分離之光源104及光偵測器106。光學近接感測器102可視情況亦包括玻璃或塑膠蓋罩板110。替代地，光學近接感測器102可包括於包括一蓋罩板之裝置(例如，行動電話或平板電腦)中，光學近接感測器102置放於該蓋罩板後方。總之，光學近接感測器102可由可致使光源104偵測由光源104發射之光之鏡面反射的蓋罩板110覆蓋。傳統上，光學近接感測器(諸如，光學近接感測器102)之光偵測器106已被實施為單一大光二極體，或已被實施為彼此硬連線以基本上充當單一大光二極體之較小光二極體的陣列或矩陣。

選擇性地驅動光源104以發射光。若物件112在光學近接感測器102之感測區內，則由光源104發射之光的至少一部分將反射離開物件112且將入射於光偵測器106上。光偵測器106產生指示入射於光偵測器106上之光之強度及/或相位且因此可用以在光學近接感測器102之感測區內偵測物件之存在、估計物件之近接及/或偵測物件之運動的類比信號(例如，電流)。此光通常可被稱作所關注光或所關注信號，且由圖1B中(以及圖2B中)之點線114表示。起源於光源且由物件反射併入射於光偵測器上且由光偵測器偵測之光亦可被稱作返回信號(return signal)。

光偵測器106亦可偵測可由鏡面反射及/或其他內部反射及/或在障壁108下方、在障壁108上方及/或通過障壁108之漏光造成的並非所關注之光(至少關於偵測物件112之近接、存在及/或運動)。並非所關注之此光(至少關於偵測物件112之近接、存在及/或運動)通常將被稱作光學串擾，但亦可被稱作干擾光。光學串擾會使光學近接感測器之信雜比(SNR)降級，且可縮減製造良率，其中某一百分比之已製造光學近接感測器並不滿足預定義SNR要求且因此必須被報廢。下文所描述的本發明之具體實例可用以縮減光學串擾之不利效應且增加良率，如將自以下論述所瞭解。更具體言之，本文中描述之某些具體實例利用如下事實：光學串擾可在地理上侷限於光偵測器106之僅某一區域(或僅某些區域)，如將自以下論述所瞭解。

圖2A展示根據本發明之一具體實例的例示性光學近接感測器202之俯視圖，其可用以在該光學近接感測器之感測區內偵測物件之存在、估計物件之近接及/或偵測物件之運動。圖2B展示沿著圖2A中之虛線B-B的圖2A所展示之光學近接感測器202的橫截面圖。

參看圖2B，光學近接感測器202包括藉由不透明障壁208而彼此分離之光源204及光偵測器206。光學近接感測器202可視情況亦包括玻璃或塑膠蓋罩板210，或可包括於包括一蓋罩板之裝置中，光學近接感測器202置放於該蓋罩板後方。總之，光學近接感測器202可由可致使光源204偵測由光源204發射之光之鏡面反射的蓋罩板210覆蓋。

光源204可包括發射紅外線(IR)光或某一其他波長之光的一或多個發光元件(例如，一或多個發光二極體(LED)或雷射二極體，但不限於此等者)。雖然紅外線(IR)光源常常用於光學近接感測器中，但因為人眼不能偵測IR光，所以光源可替代地產生其他波長之光。

光偵測器206包括個別可選擇的複數個光二極體(PD)216。更具體言之，根據一具體實例，光偵測器206包括彼此不硬連線且因此可被個別地選擇之PD 216的陣列或矩陣。

選擇性地驅動光源204以發射光。若物件212在光學近接感測器202之感測區內，則由光源204發射之光的至少一部分將反射離開物件212且將入射於光偵測器206之PD 216上。光偵測器206之PD 216中的每一者產生指示入射於PD 216上之光之強度及/或相位且因此可用以在光學近接感測器202之感測區內偵測物件212之存在、估計物件212之近接及/或偵測物件212之運動的類比信號(例如，電流)。此光通常可被稱作所關注光或所關注信號，且由圖2B中之點線214表示。

光偵測器206之PD 216亦可偵測可由鏡面反射及/或其他內部反射及/或在障壁208下方、在障壁208上方及/或通過障壁208之漏光導致的並非所關注之光(至少關於偵測物件212之近接、存在及/或運動)。並非所關注之此光(至少關於偵測物件212之近接、存在及/或運動)通常將被稱作光學串擾，但亦可被稱作干擾光。圖2A及圖2B之具體實例可用以縮減所偵測之光學串擾且增加良率，如現在將描述。

當在光學近接感測器202之感測區內不存在物件(例如，212)時(該感測區可取決於光學近接感測器之視場及範圍)，光偵測器206之PD 216中的每一者將最佳地不產生電流。然而，PD 216中之每一者將很可能產生一些標稱暗電流，其可被稱作暗電流分量。另外，PD 216中之至少一些(亦即，一或多個)將很可能亦產生歸因於光學串擾之電流(除了暗電流以外)，其可被稱作串擾電流分量。

根據某些具體實例，將產生超出指定臨限值之光學串擾分量的彼等個別PD 216識別為串擾支配式PD。根據某些具體實例，此後忽略對串擾支配式PD之回應，或停用串擾支配式PD，使得其不產生回應，或使得其不有助於由光偵測器206產生之整體信號或光學近接感測器202之輸出。更一般化地，在操作模式期間不使用串話支配式PD以產生對於偵測物件之近接、存在及/或運動有用的值或信號。

根據一具體實例，當在光學近接感測器202之感測區內不存在物件時可執行校準程序以識別哪些PD 216(若存在)為串擾支配式PD。替代地，在光偵測器206之複數個PD 216由不透明材料覆蓋時可執行校準程序。總之，在校準程序期間，不應由光偵測器206之PD 216中的任一者偵測由光源204發射且離開光學近接感測器202之任何光。以此方式，在校準程序期間，可將由光偵測器206之PD 216偵測的任何光假定為歸因於光學串擾。光學近接感測器202可被稱為在校準程序期間處於校準模式。與此對比，當光學近接感測器202正用以產生對於偵測物件之近接、存在及/或運動有用的光偵測值或信號時，光學近接感測器202可被稱為處於操作模式。

根據一具體實例，在校準程序期間，在光源204發射光的同時一次(例如，依序地)選擇光偵測器206之PD 216中的僅一者，且判定指示由選定PD 216偵測之光量的單獨值且將其儲存於用於該PD中之每一者的記憶體或暫存器中(例如，表格中)。舉例而言，取決於由選定PD 216產生之光偵測信號(例如，電流)，可使用類比/數位轉換器(ADC)來產生數位值。取決於實施方案，可由跨阻抗放大器(TIA)將此光偵測信號自電流轉換成電壓，及/或在將其提供至ADC之前進行放大(例如，由可程式化放大器)。此後，可將具有超出指定臨限值之值的PD 216判定為不可接受地回應於光學串擾，亦即，可將其識別為串擾支配式。在光學近接感測器202之操作模式期間，可忽略對串擾支配式PD之回應，或可停用串擾支配式PD，使得其不產生回應，或使得其不有助於光偵測器206之整體回應或光學近接感測器202之輸出。更一般化地，在操作模式期間，不使用串擾支配式PD以產生對於偵測物件之近接、存在及/或運動有用的光偵測值或信號。實情為，僅使用並非串擾支配式之PD以產生此光偵測值或信號。在某些具體實例中，將校準程序期間產生之數位值儲存於非揮發性類型之記憶體中，使得當系統斷電時不會丟失該值。

臨限值(用以判定PD是否為串擾支配式)可為預定義的且固定的。替代地，臨限值可為可程式化的。在另一具體實例中，臨限值可由光學近接感測器202判定。舉例而言，一或多個校準PD可由不透明遮罩(例如，金屬層)覆蓋，使得光應永遠不會入射於校準PD上。此等校準PD將仍然產生暗電流，可基於該暗電流來判定及儲存一值。可將臨限值指定為等於此值、等於此值加上一偏移，或等於此值乘以一因數(例如，1.2)，或其類似者。

被停用或忽略之PD 216愈多，則由光感測器206產生之總電流愈少。若使用總電流之量值以偵測近接(亦即，光學近接感測器上之物件之間的距離)，則此情形可為一問題，此係由於近接不應受到多少PD被啟動的影響。為了避免此問題，可將光學近接感測器202設計成使得在光學近接感測器202之操作(與該光學近接感測器之校準形成對比)期間，使用或啟動第一預定義數目或百分比之PD 216且停用或忽略第二預定義數目或百分比之PD 216。舉例而言，可使用或啟動90%之PD且可停用或忽略10%之PD。對於更特定之實例，在校準程序期間，可在操作模式期間識別及停用或忽略最受光學串擾影響的10%(或某一其他百分率)之PD。替代地，可基於多少PD被停用、忽略或以其他方式不用以產生對於偵測物件之近接、存在及/或運動有用的光偵測值或信號來調整由所使用或啟動之PD產生的總電流之增益。舉例而言，若停用或忽略光偵測器206之PD 216的10%，則可將由所使用或啟動之PD 216產生的總電流放大10%。

圖3說明根據本發明之一具體實例的光偵測器206之額外細節。參看圖3，光偵測器206被展示為包括PD 216之矩陣，且更具體言之，包括m行×n列之PD 216_column,row。列解碼器302用以藉由選擇性地接通及關斷與PD 216相關聯之切換電晶體來選擇哪一列被選擇。行解碼器304用以選擇哪一行被選擇。解碼器控制器305或某一其他控制器用以控制列解碼器302及行解碼器304。

根據一具體實例，在光源204發射光的同時在校準模式期間一次一個地選擇PD 216中之每一者，且判定指示由選定PD 216偵測之光量的值且將其儲存於記憶體或暫存器312中(例如，表格中)。更具體言之，由行解碼器304將由選定PD 216產生之電流提供至將該電流轉換成電壓之跨阻抗放大器(TIA)306。視情況由放大器308在此電壓被提供至ADC 312之前放大此電壓，該ADC將該電壓轉換成儲存於記憶體或暫存器312中之數位值。可比較(例如，由一或多個比較器或處理器)所儲存數位值與用以識別哪些PD 216為串擾支配式之臨限值。此後，在光學近接感測器202之操作期間(相對於在校準模式期間)，忽略對串擾支配式PD之回應，或停用串擾支配式PD，使得其不產生回應，或使得其不有助於光偵測器206之整體回應或光學近接感測器202之輸出。更一般化地，在操作模式期間，不使用串擾支配式PD以產生對於在光偵測器206之感測區內偵測物件之近接、存在及/或運動有用的光偵測值或信號。

TIA 306、放大器308、ADC 312及記憶體或暫存器312中之每一者可為光學近接感測器202之部分，或此等組件中之一或多者可在光學近接感測器202外部。相似地，解碼器控制器305可為光學近接感測器202之部分，或可在光學近接感測器202外部。光學近接感測器202亦可包括用於選擇性地驅動光源204之驅動器(圖中未示)，或此驅動器可在光學近接感測器202外部。根據一具體實例，可控制放大器308以將提供至ADC 310之信號的振幅調整為實質上等於目標振幅，以便增加且較佳地最佳化ADC 310之動態範圍。

圖4為搭配光學近接感測器使用之方法的高階流程圖，光學近接感測器包括光源及光偵測器，其中光偵測器包括個別可選擇的複數個光二極體(PD)。上文已參考圖2A、圖2B及圖3而描述此光學近接感測器之實例。參看圖4，步驟402涉及在校準模式期間識別光偵測器之複數個PD中的哪些個別PD為串擾支配式。根據一具體實例，下文參考圖5來描述步驟402之細節。仍參看圖4，步驟404涉及在操作模式期間，使用未被識別為串擾支配式的光偵測器之PD(且不使用被識別為串擾支配式的光偵測器之PD)以產生於在光學近接感測器之感測區內偵測物件之存在、近接及/或運動有用的光偵測值或信號。感測區可由光偵測器之視場(FOV)及光偵測器之範圍界定，但不限於此情形。根據各種具體實例，下文參考圖6及圖7來描述步驟404之細節。仍參看圖4，步驟406涉及在操作模式期間使用光偵測值或信號(在步驟404處所產生)以在光學近接感測器之感測區內偵測物件之存在、近接及/或運動。

可使用振幅、相位及或飛行時間(TOF)技術而在感測區內偵測物件之存在、近接及/或運動，但不限於此情形。若在光學近接感測器之感測區(亦即，視場及範圍)內存在物件，則由光源發射之紅外線光(或其他波長光)將自物件反射，且所反射紅外線光之一部分將入射於光偵測器上。回應於偵測到光，光偵測器用以產生指示所偵測光之量值及相位的光偵測值或信號。光偵測信號之量值可取決於(例如)物件與光學近接感測器之間的距離及物件之色彩。一般而言，在所有其他事項相等的情況下，物件愈近，則光偵測值或信號之量值愈大。另外，在所有其他事項相等的情況下，若物件具有白色色彩或另一高反射色彩，則光偵測值或信號之量值將大於在物件具有黑色色彩或另一低反射色彩之情況下的量值。與此對比，光偵測信號之相位應主要地取決於物件與光學近接感測器之間的距離，且不應取決於物件之色彩或反射性。

雖然圖2B或圖3中未展示，但一或多個光學濾光片可位於光偵測器206前方以反射及/或吸收並非所關注之波長。對於更特定之實例，一或多個光學濾光片可用以拒絕環境可見光且使紅外線光通過。可使用用於拒絕及/或補償環境可見光之替代及/或額外技術，如在此項技術中所知。

步驟408涉及在操作模式期間取決於如在406處所偵測的光學近接感測器之感測區內的物件之存在、近接及/或運動而選擇回應或動作。此情形可包括(例如)選擇性地啟用或停用一子系統。下文參考圖5來描述此等子系統之實例。

圖5為根據一具體實例的提供圖4中介紹的步驟402之額外細節的高階流程圖。在校準模式期間執行圖5所展示之步驟中的每一者。參看圖5，步驟502涉及驅動光源以發射光。步驟504涉及在光源發射光的同時一次一個地選擇PD中之每一者，從而針對PD中之每一者判定及儲存指示由PD偵測之光量的值。步驟506涉及基於所儲存值來識別光偵測器之複數個PD中的哪些個別PD為串擾支配式。如上文所解釋，可藉由比較所儲存值與臨限值且將所儲存值超過臨限值的PD中之每一者識別為串擾支配式來達成步驟506。臨限值可為預定固定值或可程式化值。替代地，如上文所解釋，可判定對應於由光偵測器之PD產生之暗電流的值，且可基於對應於暗電流之值來判定臨限值。舉例而言，如上文所解釋，可將臨限值指定為等於此值、等於此值加上一偏移，或等於此值乘以一因數(例如，1.2)，但不限於此情形。

列解碼器302、行解碼器304及解碼器控制器305可用以執行步驟504。舉例而言，在選擇一列時，可一次選擇一行以針對該列中之PD中的每一者單獨地判定及儲存指示由PD偵測之光量的值。此後，在選擇下一列時，可一次選擇一行以針對彼列中之PD中的每一者單獨地判定及儲存指示由PD偵測之光量的值。可針對該列中之每一者重複此情形。對於另一實例，在選擇一行時，可一次選擇一列以針對該行中之PD中的每一者單獨地判定及儲存指示由PD偵測之光量的值。此後，在選擇下一行時，可一次選擇一列以針對彼行中之PD中的每一者單獨地判定及儲存指示由PD偵測之光量的值。可針對該行中之每一者重複此情形。

圖6為根據一具體實例的用以描述圖4中介紹的步驟404之額外細節的高階流程圖。在光學近接感測器之操作模式期間執行參考圖6所描述之步驟中的每一者。參看圖6，步驟602涉及驅動光源以發射光。步驟604涉及在光源發射光的同時一次一個地選擇光偵測器之PD中的每一者，從而針對光偵測器之PD中的每一者判定及儲存指示由PD偵測之光量的值。可(例如)使用圖3所展示之組件來執行步驟604，但不限於此情形。步驟606涉及將未被識別為串擾支配式之PD中之每一者所儲存的值相加(而不將被識別為串擾支配式之PD中之每一者所儲存的值相加)，從而產生對於在光學近接感測器之感測區內偵測物件之存在、近接及/或運動的光偵測值。由於在步驟606處不將步驟604處針對被識別為串擾支配式之PD所儲存的值相加(以產生光偵測值)，故甚至沒有必要儲存用於串擾支配式PD之值。換言之，在一具體實例中，步驟604可涉及在光源發射光的同時一次一個地選擇未被識別為串擾支配式之PD中的每一者，從而針對未被識別為串擾支配式之PD中的每一者判定及儲存一值，其中該值指示由PD偵測之光量。

圖7為根據另一具體實例的用以描述圖4中介紹的步驟404之額外細節的高階流程圖。在光學近接感測器之操作模式期間執行參考圖7所描述之步驟中的每一者。參看圖7，步驟702涉及將未被識別為串擾支配式之PD中的每一者連接在一起。以此方式，並非串擾支配式之PD基本上充當一個大PD。為串擾支配式之PD不連接至並非串擾支配式之PD，且因此不有助於該一個大PD之回應。步驟704涉及驅動光源以發射光。步驟706涉及在光源發射光的同時使用未被識別為串擾支配式(亦即，並非串擾支配式)的連接在一起之PD以產生對於在光學近接感測器之感測區內偵測物件之存在、近接及/或運動有用的光偵測信號，其中光偵測信號指示由連接在一起之PD偵測的光量。

本發明之具體實例的光學近接感測器可用於各種系統中，該系統包括但不限於蜂巢式電話及手持型裝置。參看圖8之系統800，舉例而言，光學近接感測器202可用以控制啟用抑或停用子系統806(例如，觸控螢幕、顯示器、背光件、虛擬滾輪、虛擬小鍵盤、導覽鍵、攝影機、另一感測器、中央處理單元(CPU)、機械致動器等等)。舉例而言，光學近接偵測器可偵測諸如個人之手指的物件(例如，212)何時正在接近，且基於該偵測來啟用(抑或停用)子系統806。更具體言之，可將近接偵測器202之輸出提供至比較器或處理器804，其可(例如)比較該近接偵測器之輸出與臨限值以判定物件是否在子系統806應被啟用(或被停用，此取決於需要)之範圍內。可使用多個臨限值(例如，所儲存數位值)，且可基於物件之所偵測近接而發生一個以上可能回應。舉例而言，若物件在第一近接範圍內，則可發生第一回應，且若物件在第二近接範圍內，則可發生第二回應。例示性回應可包括開始各種系統及/或子系統操作。在圖8中，區塊802表示選擇性地驅動光源204以發射光之驅動器。如上文所提及，此驅動器可被包括為光學近接感測器202之部分，或可在該光學近接感測器外部。

在上述圖中，不透明障壁208被展示為分離光源204與光偵測器206。在替代具體實例中，可消除不透明障壁208。在消除不透明障壁208之情況下，相比於包括不透明障壁208之情況，較多PD很可能將被識別為串擾支配式。然而，在使用本文中描述之技術的情況下，無分離光源與光偵測器之不透明障壁的光學近接感測器可經組態以具有令人滿意的SNR。

上文描述光學近接感測器、搭配光學近接感測器使用之方法，及包括光學近接感測器之系統。此等光學近接感測器包括光源及光偵測器，其中光偵測器包括個別可選擇的複數個光二極體(PD)。在校準模式期間，測試光偵測器之複數個PD中的個別PD以識別哪些PD(若存在)為串擾支配式。在操作模式期間，使用未被識別為串擾支配式的光偵測器之PD以產生對於在光學近接感測器之感測區內偵測物件之存在、近接及/或運動有用的光偵測值或信號。與亦使用串擾支配式PD之情況相比較，藉由不使用被識別為串擾支配式之PD，會改良光偵測值或信號之信雜比。

雖然上文已描述本發明之各種具體實例，但應理解，其已作為實例而非限制予以呈現。對於熟習相關技術者將顯而易見，在不脫離本發明之精神及範圍的情況下，可在具體實例中進行形式及細節之各種改變。

本發明之廣度及範圍不應由上述例示性具體實例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。

Claims

一種搭配一光學近接感測器使用之方法，該光學近接感測器包括一光源及一光偵測器，其中該光偵測器包括個別可選擇的複數個光二極體(PD)，該方法包含：(a)在一校準模式期間，識別該光偵測器之該複數個PD中的哪些個別PD為串擾支配式；及(b)在一操作模式期間，使用未被識別為串擾支配式的該光偵測器之該PD且不使用被識別為串擾支配式的該光偵測器之該PD，來產生對於在該光學近接感測器之感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動有用的一光偵測值或信號。
如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟(a)包含在該校準模式期間：(a.1)在該光學近接感測器之一感測區內不存在物件及/或該光偵測器被一不透明材料覆蓋時，驅動該光源以發射光；(a.2)在該光源發射光的同時一次一個地選擇該PD中之每一者，從而針對該PD中之每一者判定及儲存指示由該PD偵測之光量的一值；及(a.3)基於所儲存的值來識別該光偵測器之該複數個PD中的哪些個別PD為串擾支配式。
如申請專利範圍第2項之方法，其中步驟(a.3)包含：(a.3.i)比較所儲存的值與一臨限值；及(a.3.ii)將所儲存的值超過該臨限值之該PD中的每一者識別為串擾支配式。
如申請專利範圍第3項之方法，其中該臨限值為一預定固定值或一可程式化值。
如申請專利範圍第3項之方法，其進一步包含：判定對應於該光偵測器之一PD所產生之一暗電流的一值；及基於對應於該暗電流之該值來判定該臨限值。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之方法，其中步驟(b)包含在該操作模式期間停用或忽略在該校準模式期間被識別為串擾支配式之該PD。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之方法，其中步驟(b)包含在該操作模式期間：(b.1)驅動該光源以發射光；(b.2)在該光源發射光的同時一次一個地選擇該光偵測器之該PD中的每一者，從而針對該光偵測器之該PD中的每一者判定及儲存指示由該PD偵測之該光量的一值；及(b.3)將未被識別為串擾支配式之該PD中之每一者所儲存的值相加，從而產生對於在該光學近接感測器之該感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動有用的一光偵測值。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之方法，其中步驟(b)包含在該操作模式期間：(b.1)驅動該光源以發射光；(b.2)在該光源發射光的同時一次一個地選擇未被識別為串擾支配式之該PD中的每一者，從而針對未被識別為串擾支配式之該PD中的每一者判定及儲存一值，其中該值指示由該PD偵測之該光量；及(b.3)將未被識別為串擾支配式之該PD中之每一者所儲存的值相加，從而產生對於在該光學近接感測器之該感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動有用的一光偵測值。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之方法，其中步驟(b)包含在該操作模式期間：(b.1)將未被識別為串擾支配式之該PD中的每一者連接在一起；(b.2)驅動該光源以發射光；及(b.3)在該光源發射光的同時使用未被識別為串擾支配式之該經連接PD，以產生對於在該光學近接感測器之該感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動有用的一光偵測信號，其中該光偵測信號指示由連接在一起之PD偵測的該光量。
如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之方法，其進一步包含：(c)在該操作模式期間，使用步驟(b)處所產生之該光偵測值或信號以在該光學近接感測器之該感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動；及(d)在該操作模式期間，取決於步驟(c)處所偵測的在該光學近接感測器之該感測區內的一物件之存在、近接及/或運動而選擇一回應或動作。
一種光學近接感測器，其包含：一光源，其經選擇性地驅動以發射光；一光偵測器，其包括個別可選擇的複數個光二極體(PD)；及一控制器，其經組態以：在一校準模式期間識別該光偵測器之該複數個PD中的哪些個別PD為串擾支配式，及在一操作模式期間使用未被識別為串擾支配式的該光偵測器之該PD且不使用被識別為串擾支配式的該光偵測器之該PD來產生一光偵測值或信號，其中該光偵測值或信號對於在該光學近接感測器之感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動是有用的。
如申請專利範圍第11項之光學近接感測器，其進一步包含該光源與該光偵測器之間的一不透明障壁。
如申請專利範圍第11項之光學近接感測器，其進一步包含：一驅動器，其選擇性地驅動該光源以發射光；及記憶體或暫存器；其中該控制器經組態以在該校準模式期間：使該驅動器驅動該光源以發射光；在該光源發射光的同時一次一個地選擇該PD中之每一者，從而針對該PD中之每一者判定指示由該PD偵測之光量的一值並將其儲存於該記憶體或該暫存器中；及基於所儲存的值來識別該光偵測器之該複數個PD中的哪些個別PD為串擾支配式。
如申請專利範圍第13項之光學近接感測器，其中該控制器經組態以在該校準模式期間比較所儲存的值與一臨限值，且將所儲存的值超過該臨限值之該PD中的每一者識別為串擾支配式。
如申請專利範圍第11項至第14項中任一項之光學近接感測器，該控制器經組態以在該操作模式期間，驅動該光源以發射光；在該光源發射光的同時一次一個地個別地選擇該光偵測器之該PD中的每一者，從而針對該光偵測器之該PD中的每一者判定及儲存指示由該PD偵測之該光量的一值；及將未被識別為串擾支配式之該PD中之每一者所儲存的值相加，從而產生對於在該光學近接感測器之該感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動有用的一光偵測值。
如申請專利範圍第11項至第14項中任一項之光學近接感測器，其中該控制器經組態以在該操作模式期間，驅動該光源以發射光；在該光源發射光的同時一次一個地個別地選擇未被識別為串擾支配式的該光偵測器之該PD中的每一者，從而針對未被識別為串擾支配式的該光偵測器之該PD中的每一者判定及儲存一值，其中該值指示由該PD偵測之該光量；及將未被識別為串擾支配式之該PD中之每一者所儲存的值相加，從而產生對於在該光學近接感測器之該感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動有用的一光偵測值。
如申請專利範圍第11項至第14項中任一項之光學近接感測器，其中該控制器經組態以在該操作模式期間，驅動該光源以發射光；將未被識別為串擾支配式之該PD中的每一者連接在一起，使得未被識別為串擾支配式的該連接在一起之PD可用以產生對於在該光學近接感測器之該感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動有用的一光偵測信號，其中該光偵測信號指示由連接在一起之PD偵測的該光量。
一種光學近接系統，其包含：一光源，其經選擇性地驅動以發射光；一光偵測器，其包括個別可選擇的複數個光二極體(PD)；及一控制器，其經組態以：在一校準模式期間識別該光偵測器之該複數個PD中的哪些個別PD為串擾支配式，及在一操作模式期間使用未被識別為串擾支配式的該光偵測器之該PD且不使用被識別為串擾支配式的該光偵測器之該PD來產生一光偵測值或信號，其中該光偵測值或信號對於在該光學近接系統之感測區內偵測一物件之存在、近接及/或運動是有用的。
如申請專利範圍第18項之光學近接系統，其進一步包含：一子系統，其能夠被啟用及停用；及一比較器或處理器，其接收該光偵測值或信號，且取決於該光偵測值或信號而選擇性地啟用或停用該子系統。
如申請專利範圍第19項之光學近接系統，其中該子系統係選自由以下各者組成之群組：一觸控螢幕，一顯示器，一背光件，一虛擬滾輪，一虛擬小鍵盤，一導覽鍵，一攝影機，一感測器，一中央處理單元(CPU)，或一機械致動器。