TWI709729B - 補償周圍光和干擾光的光學感測器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本文中所描述之某些具體實例係關於光學感測器及供與此等光學感測器一起使用之方法，光學感測器包括一光偵測器且包括一光源及/或供與一光源一起使用。某些具體實例涉及偵測入射於該光偵測器上之周圍光之一量及產生指示其之周圍光偵測資料。另外，此等具體實例涉及偵測干擾光及產生指示其之干擾光偵測資料。此外，此等具體實例可涉及基於該周圍光偵測資料而產生一周圍光補償信號，基於該干擾光偵測資料而產生一干擾光補償信號，及偵測入射於該光偵測器上之所關注光以及輸出予以指示之近接偵測資料。該所關注光係由反射離開位於該光學感測器外部且位於該光學感測器之一感測區域內之一物件的光引起。

Description

補償周圍光和干擾光的光學感測器及其操作方法 【優先權主張】
本申請案主張以下各者之優先權：- 2015年7月28日申請之美國臨時專利申請案第62/197,824號；- 2015年9月21日申請之美國臨時專利申請案第62/221,441號；及- 2016年2月10日申請之美國專利申請案第15/040,434號。
本發明之具體實例大體上係關於諸如光學近接感測器之光學感測器及供與其一起使用之方法。
諸如光學近接感測器之光學感測器典型地包括光偵測器且典型地供與光源一起使用，其中光源可為光學感測器之部分或可位於光學感測器外部。此等光學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它裝置處於使用者之耳部(在該處無論如何都不能看到行動電話或其它裝置)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它應用。
對於其它實例，存在可藉由光學近接感測器來有利地偵測物件之存在的許多其它應用。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。
不朝向目標物件發射而是自源直接地發射至偵測器(亦即，在不反射離開目標物件的情況下)之自源至偵測器的光會降低整體裝置感測距離之能力。此類光基本上在封裝體內側向地傳播，且被視為雜訊或「漏光」，且不含有資訊且因此可被視為干擾。為了減少且較佳地防止漏光，不透明的光障壁典型地用以光學地將光源與光偵測器隔離。然而，光障壁會增加光學感測器之複雜度、成本及大小。另外，光障壁常常並不完美，從而引起在障壁之下、在障壁之上及/或通過障壁之漏光。
光學感測器常常與蓋罩板(其為玻璃、塑膠或某一其它保護性透光材料)一起使用(例如，光學感測器置放於蓋罩板後方及/或由蓋罩板覆蓋)。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玻璃或塑膠。當此蓋罩板置放於光學感測器之上時，光學感測器常常易受鏡面反射影響。鏡面反射類似地降低整體裝置感測近接之能力，此係因為鏡面反射基本上為不含有資訊之雜訊，且因此可被視為干擾。另外，蓋罩板之外部表面上的污跡、汙繪、油狀物及/或其它污染物 將引起不含有資訊之反射。
鑒於上文，已希望最小化自光源直接地發射至光偵測器之光，以及最小化鏡面反射及/或其它內部反射光之不良效應。用以達成此等目標之習知嘗試典型地係關於修改光學感測器之機械/結構設計。
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，可利用其它具體實例，且可作出機械及電改變。因此，不應在限制性意義上看待以下詳細描述。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。此外，參考數字之第一數位識別參考數字首次出現之圖式。
圖1展示例示性光學感測器102，其可為可用以偵測物件之存在，估計物件之近接及/或偵測物件之運動的近接感測器。光學感測器102包括光偵測器114(亦被稱作光電偵測器)、驅動器106、時序控制器108及類比至數位轉換器(ADC)116。驅動器106受由時序控制器108輸出之傳輸(TX)信號(其亦可被稱作驅動控制信號，或僅僅控制信號)控制以選擇性地驅動光源104。光偵測器114產生類比光偵測信號(例如，電流)，其指示入射於光偵測器114上之光之強度及相位。ADC將由光偵測器114產生之類比光偵測信號(例如，電流)轉換成數位信號(例如，N位元信號)，其可用以偵測物件122之存在、近接及/或運動。光源104可包括(例如)一或多個發光二極體(LED)、雷射二極體或真空空腔表面發射雷射(VCSEL)，其通常可被稱作發光元件。雖然紅外線(IR)光源常常用於光學感測器中，但因為人眼不能偵測到IR光，所以光源可替代地產生具有其 它波長之光。光偵測器可為(例如)一或多個光電二極體(PD)，但並不限於此。
驅動器106通常經展示為包括電流源I1及開關S1(其基於由時序控制器108輸出之傳輸(TX)信號而選擇性地閉合)，其可更一般地被稱作控制器。當開關S1閉合時，將由電流源I1產生之電流提供至光源104之陽極，從而選擇性地致使光被發射。替代地，TX信號可選擇性地致使電流經由光源104而被拉動，例如，藉由將開關S1及電流源I1耦接於光源104之陰極與低電壓軌道(例如，接地)之間，從而致使光被發射。位於光學感測器之感測區域內且近接、存在及/或運動係由感測器102偵測之物件係由區塊122表示。感測區域係指可由光學感測器偵測到物件之區域。舉例而言，在物件過於遠離光學感測器之情況下，物件可在感測區域外部。即使物件接近於光學感測器，物件亦可在感測區域外部，但相對於感測器定位成使得由光源發射之光不反射回至光偵測器。在此後一狀況下，物件可被視為在光學感測器之周邊視場(FOV)以外，且因此，在感測區域外部。
不透明的光障壁110經展示為位於光源104與光偵測器114之間，從而光學地將光源104與光偵測器114隔離。然而，如上文所提及，光障壁常常並不完美，從而引起在障壁之下、在障壁之上及/或通過障壁之漏光。保護及/或隱藏光源104及光偵測器114之蓋罩板124可為光學感測器102之部分或可位於光學感測器102外部(例如，鄰近於光學感測器102)。蓋罩板可由玻璃、塑膠或某一其它透光材料製成。如上文所提及，此類蓋罩板124可致使鏡面反射及/或其它內反射。內反射亦可由包括於光學感測器102內之其它實體部分引起。出於本文中之描述之目的，蓋罩板124不被 視為位於光學感測器之感測區域內之物件，此係因為較佳地，光學感測器好像蓋罩板124不存在一樣操作。
仍然參看圖1，由光源104發射(亦被稱作傳輸)、反射離開物件122且入射於光電偵測器114上之光係由線132表示。此光(其可表達為K1*TX)指示所關注光，其中K1指示入射於光偵測器114上之所關注光的量值，且TX為0抑或1之二進位值。在圖1中，通常並不受關注光(至少相對於偵測物件122之近接、存在及/或運動)係由虛線134表示，且可由以下各者引起：鏡面反射及/或其它內反射、自蓋罩板之外部表面上的污跡、汙繪、油狀物及/或其它污染物之反射，及/或在障壁110之下、在障壁110之上及/或通過障壁110之漏光。通常並不受關注此光(至少相對於偵測物件122之近接、存在及/或運動)通常將被稱作干擾光，且致使光偵測器114產生可表達為K2*TX之信號(例如，電流)，其中K2指示入射於光偵測器114上之干擾光的量值，且TX為0抑或1之二進位值。此干擾光會縮減光學感測器102之動態範圍，此會縮減光學感測器102之偵測範圍。干擾光(如術語在本文中所使用)並不包括可來自陽光、鹵素光、白熾光、螢光等等之周圍光。偵測信號(例如，Idiode)亦可包括由虛線136表示之周圍光，其可表達為K3，其亦不受關注(至少相對於偵測物件122之近接、存在及/或運動)。
如可自以上論述所瞭解到，光偵測器114(例如，光電二極體)會產生偵測信號(例如，Idiode)，其可表達為Idiode=K1*TX+K2*TX+K3。如上文所解釋，相對於偵測物件122之近接、存在及/或運動，K1*TX指示所關注光，K2*TX指示干擾光，且K3指示周圍光。換言之，由光偵測器 114產生之偵測信號(例如，Idiode)指示所關注光以及干擾光及周圍光，其中干擾光及周圍光並不受關注。本文中所描述之本發明之某些具體實例可用以補償周圍光及干擾光兩者。
102:光學感測器
104:光源
106:驅動器
108:時序控制器
110:不透明的光障壁
114:光偵測器
116:類比至數位轉換器(ADC)
122:物件
124:蓋罩板
132:由光源104發射、反射離開物件122且入射於光電偵測器114上之光
134:通常並不受關注光(至少相對於偵測物件122之近接、存在及/或運動)，其由以下各者引起:鏡面反射及/或其它內反射、自蓋罩板之外部表面上的污跡、汙繪、油狀物及/或其它污染物之反射，及/或在障壁110之下、在障壁110之上及/或通過障壁110之漏光
136:周圍光
202:光學感測器
208:控制器
216a:周圍光偵測類比至數位轉換器(ALD-ADC)
216b:干擾光偵測類比至數位轉換器(ILD-ADC)
216c:近接偵測類比至數位轉換器(ProxD-ADC)
218a:周圍光補償數位至類比轉換器(ALC-DAC)
218b:干擾光補償數位至類比轉換器(ILC-DAC)
220:暫存器
612:積分器
614:比較器
616:D正反器(dff)
618:計數器
620:鎖存器
700:系統
704:比較器或處理器
706:子系統
802,804,806,808:步驟
圖1展示例示性光學感測器，其可為可用以偵測物件之存在，估計物件之近接及/或偵測物件之運動的近接感測器。
圖2為用以描述根據本發明之具體實例之光學感測器的高階方塊圖，該光學感測器可用以補償周圍光及干擾光兩者。
圖3為可用於描述根據本發明之某些具體實例的圖2中所介紹之光學感測器之操作的例示性時序圖。
圖4為可用於描述根據本發明之替代具體實例的圖2中所介紹之光學感測器之操作的另外例示性時序圖。
圖5A為針對根據本發明之具體實例之圖1之光學感測器說明近接計數對距離的例示性曲線圖，該光學感測器並不包括針對周圍光及干擾光的補償。
圖5B為針對根據本發明之具體實例之光學感測器說明近接計數對距離的例示性曲線圖，該光學感測器會補償周圍光及干擾光。
圖6展示可用以實施圖2中展示之ADC之電荷平衡類比至數位轉換器(ADC)的實例實施。
圖7展示包括本發明之具體實例之光學感測器的例示性系統。
圖8為用以概述根據本發明之某些具體實例之方法的高階流程圖。
圖2之高階方塊圖現在將用以描述根據本發明之一具體實例之光學感測器202，其可用以補償周圍光及干擾光兩者。雖然未在圖2中具體展示，但光學近接感測器202將亦包括光源驅動器(例如，類似於圖1中之驅動器106)，其用以藉由驅動信號(例如，Idrive)來驅動光源(例如，圖1中之104)以選擇性地發射光。光學感測器202經展示為包括控制器208，其可用以控制光源驅動器(例如，以與控制器108控制驅動器106之方式類似的方式)以及控制光學感測器202之各種類比至數位轉換器及數位至類比轉換器(DAC)，如下文所描述。如將自以下論述瞭解到，根據某些具體實例，光學感測器202之光源驅動器經組態以使用至少兩種不同位準以驅動光源，該至少兩種不同位準包括第一位準及第二位準，其中第二位準大於第一位準。控制器208可(例如)使用微控制器及特殊應用積體電路(ASIC)、狀態機、離散電路或其組合而實施，但並不限於此。
參看圖2，光學感測器202經展示為包括周圍光偵測類比至數位轉換器(ALD-ADC)216a、干擾光偵測類比至數位轉換器(ILD-ADC)216b及近接偵測類比至數位轉換器(ProxD-ADC)216c。雖然在圖2中展示為三個分離類比至數位轉換器(ADC)，但圖2中展示之ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c可實際上使用相同ADC電路(或相同ADC電路之大部分)(在ADC電路之輸出端處具有1：3解多工器)而實施，以將ADC電路之輸出提供至適當信號路徑。根據本發明之特定具體實例，ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c可各自實施為積分三角ADC或電荷平衡ADC，下文參看圖6描述其例示性實施。ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c可皆具有相同解析度，例如，M個位元。 替代地，為了縮減(亦即，加速)類比至數位轉換次數，ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c可具有不同解析度，例如，ProxD-ADC 216c可為M位元ADC，ALD-ADC 216a可為N位元ADC，且ILD-ADC 216b可為L位元ADC，其中N>M>L(例如，M=8，N=7，L=6)。更一般而言，根據某些具體實例，N
Figure 105117725-A0305-02-0011-1
M
Figure 105117725-A0305-02-0011-2
L。在相同ADC電路(或相同ADC電路中之至少一些)用以實施ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c之情況下，可藉由改變用以執行每一類比至數位轉換之時脈循環之數目且改變提供至ADC電路之參考電流而達成不同解析度。解析度將亦取決於所使用之ADC之類型。其它變化亦係可能的且在本發明之具體實例之範疇內。出於簡單及清楚起見，對於此描述之剩餘部分之大部分，將描述ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c，好像其為分離ADC一樣，但如剛剛在上文所提及，其可(且可能將會)使用相同ADC電路(或相同ADC電路中之至少一些)而實施。另外，對於以下論述，將假定每一ADC包括計數器(例如，圖6中之增序/降序計數器618)，其中計數器之輸出為ADC之輸出。可自稍後下文中之圖6之論述較佳地理解此情形。
仍然參看圖2，光學感測器202亦經展示為包括周圍光補償數位至類比轉換器(ALC-DAC)218a及干擾光補償數位至類比轉換器(ILC-DAC)218b。根據一具體實例，ALC-DAC 218a之解析度與ALD-ADC216a之解析度相同，亦即，M個位元；且ILC-DAC 218b與ILD-ADC 216b之解析度相同，亦即，L個位元。ALC-DAC 218a經展示為接收ALD-ADC 216a之輸出。在自ILC-DAC 218b輸出之數位之值已在暫存器220內增益(亦即，增大)(將ILC-DAC 218b之數位輸出乘以指定增益因數(Fgain))之後，ILC-DAC 218b經展示為接收ILD-ADC 216b之輸出。亦有可能且在具體實例之範疇內的是，來自ILC-DAC 218b之數位輸出儲存於第一暫存器中，增益因數(Fgain)儲存於第二暫存器中，且來自ILC-DAC 218b之數位輸出(儲存於第一暫存器中)乘以增益因數(Fgain)(儲存於第二暫存器中)之結果儲存於連接至ILC-DAC 218b之輸入端的第三暫存器中。其它變化亦係可能的且在本發明之具體實例之範疇內。此增益因數(Fgain)可在光學感測器202之製造之後的測試期間(例如)在工廠中予以判定。根據特定具體實例，增益因數Fgain經選擇以使得提供至ILC-DAC 218b之輸入端的數位值實質上指示在光源104在其正常位準(例如，下文所論述之第二位準)(用以朝向目標發射光以偵測目標之存在、近接及運動)下被驅動的情況下，光學感測器202將偵測到的干擾光之量，但光學感測器202之感測區域內不存在目標。
根據某些具體實例，現在將參考圖3中之時序圖來描述光學感測器202之操作。當解釋圖3之時序圖時亦參考圖1及圖2內之組件。
圖3說明ALD-ADC 216a、ILD-ADC 216b、ProxD-ADC 216c、ALC-DAC 218a及ILC-DAC 218b之時序。圖3亦說明用以驅動光源104以發射光之類比驅動器電流(Idrive)之時序及量值。另外，圖3說明取決於入射於光偵測器上且由光偵測器偵測到之光而由光偵測器114產生之類比電流之時序及量值，該電流被展示為且被稱作Idiode，且為本文中所提及之光偵測信號之一實例。最終，圖3說明提供至ADC 216a、216b及216c之輸入端的類比電流之時序及量值，該電流被展示為且被稱作Iadc。應注意，圖3中所展示之量值並未精確地按比例繪製，而是已被包括以大體說明所描述之具體實例之操作。
在圖3中，時間段t0為可在(例如)啟用或開啟光學感測器202之後針對光學感測器202之偏差設置時間。
仍然參看圖3，在時間段t1(其為ALD-ADC 216a之轉換時間)期間，ALD-ADC 216a開啟，ILD-ADC 216b關閉，Prox-ADC 216關閉，ALC-DAC 218a關閉，ILC-DAC 218b關閉，驅動器106未在驅動光源104(且因此Idrive關閉)，且光偵測器114回應入射於光偵測器114上之周圍光而產生光電二極體電流Idiode。此會引起提供至經接通ALD-ADC 216a之輸入端的電流Iadc，其實質上與時間段t1期間之Idiode相同，如可自圖3瞭解到。ALD-ADC216a將Iadc轉換成指示入射於光偵測器114上之周圍光之數位(例如，M位元)值。當ALD-ADC 216a開啟時，會將其輸入端處接收之類比光電流轉換成數位值，該數位值在轉換時間結束時被鎖存(例如，由圖6中之鎖存器620)，且提供於ALD-ADC 216a之輸出端處(甚至在ALD-ADC 216a自開啟改變至關閉之後)。在ALD-ADC 216a開啟且執行其轉換之相同時間：ALC-DAC 218a關閉且其輸出為零；而ILC-DAC 218b關閉且其輸出為零。
仍然參看圖3，時間段t2及t3共同地組成ILD-ADC 216b之轉換時間。更具體言之，在時間段t2期間，ALD-ADC 216a關閉，ILD-ADC 216b開啟且增序計數，Prox-ADC 216關閉，ALC-DAC 218a開啟(且因此，汲取指示在時間段t1期間判定之周圍光之位準的電流)，且ILC-DAC 218b關閉。又，在時間段t2期間，驅動器106經展示為藉由相對較低振幅驅動信號Idrive來驅動光源104，相對較低振幅驅動信號Idrive會引起指示周圍光及干擾光之Idiode電流(由光偵測器114產生)。根據一具體實例，憑經驗選擇低振幅Idrive信號以致使光源104發射相對較弱光信號，其致使光偵測器114 偵測干擾光，而不發射足夠遠以反射離開位於光學感測器202之感測區域內之目標物件的光。舉例而言，在光源104及光偵測器114係由透光蓋罩板(例如，124)覆蓋之情況下，低振幅Idrive信號應足以致使鏡面反射，而不應如此強以至於允許光反射離開剛好超出透光蓋罩板之物件，以使得反射光將會被光偵測器114偵測到。此會引起主要指示干擾光之電流Iadc，其中周圍光實質上在時間段t2期間被消去。
在時間段t3期間之操作類似於在時間段t2期間之操作，其例外之處在於驅動信號Idrive被斷開，且ILD-ADC 216b降序計數(代替增序計數)。在ILD-ADC 216b之轉換時間結束時(亦即，在t3結束時)，ILD-ADC 216b之鎖存器鎖存指示干擾光之數位值(甚至在ALD-ADC 216a自開啟改變至關閉之後)。指示干擾光之此數位值藉由增益因數Fgain而增大(增益)，以使得提供至ILC-DAC 218b之輸入端的數位值實質上指示在光源104在其正常位準(亦即，在t4處所使用之位準)(用以朝向目標發射光)下被驅動的情況下，光學感測器202將偵測到的干擾光之量，但光學感測器202之感測區域內不存在目標。此增益因數Fgain可在工廠中被判定，較佳地在光學感測器包括於裝置或系統(例如，行動電話、平板電腦或膝上型電腦，僅僅列舉幾個)中之後被判定以使得干擾光可適當地特性化。如上文所提及，增益可在暫存器220內發生，此會將ILC-DAC 218b之數位輸出乘以增益因數Fgain。替代地，如上文所提及，增益可使用多個暫存器發生，其中之一者儲存指示偵測到之干擾光之數位值，其中之另一者儲存增益因數Fgain，且其中之另外一者儲存指示偵測到之干擾光之數位值乘以增益因數Fgain之結果。
仍然參看圖3，時間段t4及t5共同地組成ProxD-ADC 216c 之轉換時間。更具體言之，在時間段t4期間，ALD-ADC 216a關閉，ILD-ADC 216b關閉，ProxD-ADCc 216開啟且增序計數，ALC-DAC 218a開啟(且因此，汲取指示在時間段t1期間判定之周圍光之位準的電流)，且ILC-DAC 218b開啟(且因此汲取指示在時間段t2及t3期間判定之干擾光之位準的電流)。又，在時間段t4期間，驅動器106經展示為藉由其正常振幅驅動信號Idrive來驅動光源104，正常振幅驅動信號Idrive會引起Idiode電流(由光偵測器114產生)，其指示周圍光、干擾光及由反射離開物件(例如，圖1中之122)且入射於光偵測器114上之光源104發射的光。在時間段t5期間之操作類似於在時間段t4期間之操作，其例外之處在於驅動信號Idrive被斷開，且ILD-ADC 216b降序計數(代替增序計數)。在ProxD-ADC 216c之轉換時間結束時(亦即，在t5結束時)，ProxD-ADC 216c之鎖存器鎖存指示物件(例如，圖1中之122)相對於光學感測器202之近接，其中周圍光及干擾光實質上被補償(亦即，實質上被消去或減去)。
在圖3之時序圖中，時間段t1可被稱作周圍光偵測模式或週期，時間段t2及t3可共同被稱作干擾光偵測模式或週期，且時間段t4及t5可共同被稱作經補償近接偵測模式或週期，或僅僅被稱作近接偵測模式或週期。在圖3之時序圖中，周圍光偵測模式經展示為在干擾光偵測模式之前發生，且干擾光偵測模式經展示為在近接偵測模式之前發生。
返回參看圖2，ALD-ADC 216a及ALC-DAC 218a起作用以產生指示所偵測到之周圍光之電流，該電流在光偵測器114經連接之情況下連接回至輸入端。然而，實務上，由ALC-DAC 218a輸出之電流可略小於歸因於周圍光之Idiode電流之部分。根據某些具體實例，此差異(其可被稱作 「留數1」)稍後在處理程序中會被減去。
仍然返回參看圖2，ILD-ADC 216b、暫存器220及ILC-DAC 218b起作用以產生指示干擾光之電流，該電流在光偵測器114經連接之情況下連接回至輸入端。然而，實務上，由ILC-DAC 218b輸出之電流可略小於歸因於干擾光之Idiode電流。根據某些具體實例，此差異(其可被稱作「留數2」)稍後在處理程序中會被減去。
在圖3之例示性時序圖中，光源(例如，104)經展示為在整個時間段(t2)期間(在該時間段期間，ILD ADC 216b開啟且增序計數)藉由低振幅(亦即，弱)驅動信號而驅動，且光源經展示為在整個時間段(t4)期間(在該時間段期間，ProxD ADC 216c開啟且增序計數)藉由正常振幅(亦即，強)驅動信號而驅動。替代地，光源可在時間段(t2)之僅僅部分(例如，第一半)期間(在該時間段期間，ILD ADC 216b開啟且增序計數)藉由低振幅(亦即，弱)驅動信號而驅動。類似地，光源可在時間段(t4)之僅僅部分(例如，第一半)期間(在該時間段期間，ProxD ADC 216c開啟且增序計數)藉由正常振幅(亦即，強)驅動信號而驅動。此會確保ILD ADC 216b在光偵測器(例如，114)偵測干擾光之整個時間中增序計數，且ProxD ADC 216c在光偵測器(例如，114)偵測反射離開物件(例如，122)之光的整個時間中增序計數。
在上文參考圖3所描述之具體實例中，在類比領域中執行周圍光補償及干擾光差量補償，亦即，在ProxD-ADC 216c上游組合類比信號。此會引起Iadc信號=Idiode-Iambient-(Iinterference * Fgain)被提供至ProxD-ADC 216c。替代地，有可能的是干擾光差量補償或其部分可在數位領域中執行，亦即， 在由ADC執行之將類比偵測信號轉換至數位偵測信號之後。換言之，干擾光差量補償或其部分可藉由組合數位信號而執行，亦即，藉由自數位偵測信號減去數位差量補償信號。圖4中展示針對此替代具體實例之時序圖之實例。
在參考圖4所描述之具體實例中，與參考圖3所描述之具體實例相比較，發射弱光信號(出於特性化干擾光之目的)被分割成兩個階段，如可自圖4中所展示之Idrive信號中之兩個較短長度的低振幅脈衝瞭解到。在第一階段(其在圖4中之時間段t2期間發生)期間，L位元ILD-ADC 216b輸出L/2個位元。在由增益因數Fgain於暫存器220中予以增大之後，L/2個位元之值被提供至ILC-DAC 218b。在第二階段(其在圖4中所展示之時間段t3期間發生)期間，L位元ILD-ADC 216b再次輸出L/2個位元，且L/2個位元被提供至ILC-DAC 218b或儲存(在使用增益因數Fgain而由暫存器220增益之後)為負值(例如，使用2之補數)。在此具體實例中，N位元ProxD ADC 216c將自此負數開始其計數。若L位元ILD-ADC 216b及N位元ProxD-ADC 216c之動態範圍足夠高，則在干擾光補償模式期間之所有計數皆可在轉換之後以數位方式減去。然而，在參考圖4所描述之具體實例中，N位元ProxD-ADC 216相較於參考圖3所描述之具體實例中之N位元ProxD-ADC 216可具有較小敏感度。
在一特定具體實例中，對應於圖4，時間段t3用以產生及儲存指示干擾光之數位值Regdigital，且以2之補數形式儲存於暫存器中。在此具體實例中，指示物件相對於光學感測器之近接的最終數位輸出(其中至少大多數周圍光及干擾光被移除)可使用以下等式予以判定： 最終數位輸出=(Iadc/Irefn)*2^N-Regdigital，其中N作為N位元ProxD-ADC 216c之解析度，Iadc作為在N位元ProxD-ADC 216c之輸入端處之電流，且Irefn作為被提供至N位元ProxD-ADC 216c且由N位元ProxD-ADC 216c使用之參考電流，可自下文中對圖6之論述較佳地理解此。
在上文所描述之具體實例中，光偵測器114大體被描述為產生指示入射於光偵測器114上之光之強度的類比偵測信號(例如，電流)之光電偵測器。然而，應注意，光偵測器亦可另外包括諸如類比前端(AFE)、電流緩衝器及/或濾光器之類比信號處理及/或緩衝電路，但並不受其限制。總體而言，此電路可經調適以產生指示入射於光偵測器114上之光之強度的類比偵測信號。
圖5A為針對根據本發明之具體實例的圖1之光學感測器102說明近接計數對距離的例示性曲線圖，該光學感測器並不包括針對周圍光及干擾光的補償。在圖5A中，近接計數表示圖1中之ADC 116之輸出。圖5A中所展示之差量(其可歸因於周圍光及干擾光)不利地影響(亦即，縮減)光學感測器之有用範圍。差量之範圍取決於干擾光及周圍光之範圍。舉例而言，歸因於干擾光之差量在位於光源104與光偵測器114之間的障壁(例如，110)不存在的情況下將極可能為最大。圖5B為針對根據本發明之具體實例之光學感測器說明近接計數對距離的例示性曲線圖，該光學感測器會補償周圍光及干擾光。在圖5B中，近接計數表示圖2中之ProxD-ADC 216c之輸出。注意，與圖5A相比較，在圖5B中，光學感測器之可用範圍 如何增大，偵測距離亦如何增大。
圖6展示圖2中之ADC(216a、216b及216c)可如何實施為電荷平衡ADC之實例以及對應的例示性時序圖。如圖6中所展示，每一ADC可包括積分器612、比較器614、D正反器(D flip-flop；dff)616、計數器618及鎖存器620。對於ILD-ADC 216b及ProxD-ADC 216c，計數器618應較佳地為增序/降序計數器，以使得計數器可用以執行減法功能。對於ALD-ADC 216a，計數器僅僅需要在一個方向上計數，例如，增序。
對於由N位元ADC 216c執行之具有N個位元之每一類比至數位轉換，需要2^N個時脈週期。在每一轉換時間期間，對來自dff 616之1的數目進行計數，且Tclock*Iref之電荷遞送至積分器612以用於每一對應1。此處，Tclock為時脈週期，且Irefn為與N位元ADC 216a相關聯之參考電流。根據電荷守恆：Iadc * Tclock * 2^N=Irefn * Tclock * DataN (等式1A)。
此處，Iadc為在ADC之輸入端處之電流，且DataN為在類比至數位轉換時間結束時之計數器之輸出，如由鎖存器620鎖存。等式之左側表示由輸入電流自積分器移除之總電荷，且右側表示由參考電流遞送至積分器之總電荷。根據等式1A，N位元ADC 216c之數位輸出(DataN)可表達為：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位元ADC 216c開啟且增序計數時為在N位元ADC 216a之輸入端處之平均電流，且Iadc2在N位元ADC 216a 開啟且降序計數時為在N位元ADC 216c之輸入端處之平均電流。
類似地，對於由L位元ADC 216b執行之具有L個位元之每一資料(亦即，類比至數位)轉換，需要2^L個時脈週期。在每一轉換時間期間，對來自dff 616之1的數目進行計數，且Tclock*IrefL之電荷遞送至積分器612以用於每一對應1。此處，Tclock為時脈週期，且Irefl為與L位元ADC 216b相關聯之參考電流。根據電荷守恆：Iadc * Tclock * 2^L=IrefL * Tclock * DataL (等式1C)。
此處，Iadc為在ADC之輸入端處之電流，且DataL為在類比至數位轉換時間結束時之計數器之輸出，如由鎖存器620鎖存。等式之左側表示由輸入電流自積分器移除之總電荷，且右側表示由參考電流遞送至積分器之總電荷。根據等式1C，L位元ADC 216b之數位輸出(DataL)可表達為：DataL=(Iadc1/IrefL)*2^L-(Iadc2/IrefL)*2^N=[(Iadc1-Iadc2)/IrefL]*2^L (等式1D)。
若需要，則irefL可被選擇成相對較大。根據某些具體實例，若L位元ADC 216b之輸出計數跨越指定臨限位準，則可存在干擾光過高而不能使用本文中所描述之具體實例來予以補償的判定。
對於由M位元ADC 216a執行之具有M個位元之每一資料(亦即，類比至數位)轉換，需要2^M個時脈週期。在每一轉換時間期間，對來自dff 616之1的數目進行計數，且Tclock*Irefm之電荷遞送至積分器612以用於每一對應1。此處，Tclock為時脈週期，且Irefm為與M位元ADC 216a相關聯之參考電流。根據電荷守恆： Iadc * Tclock * 2^M=Irefm * Tclock * DataM (等式1E)。
根據等式1E，M位元ADC 216a之數位輸出(DataM)可表達為：DataM=(Iadc/Irefm)*2^M (等式1F)。
在等式1F中，Iadc在M位元ADC 216a開啟且增序計數時為在M位元ADC 216a之輸入端處之平均電流。
如上文所解釋，根據一具體實例，可共用N位元ADC 216c、L位元ADC 216b及M位元ADC 216a之各種部分以縮減電路之大小，且因此縮減晶片大小。舉例而言，可共用積分器612、比較器614及dff 616以及計數器618或其至少幾部分。亦可共用時序控制電路。
根據另外具體實例，為了縮減入射於光偵測器114上之周圍光之量，光學IR斥拒濾光器可置放於光偵測器114之上。此IR斥拒濾光器可併入至蓋罩板124中或併入至蓋罩板124上，或可在蓋罩板124下方及/或上方。
本發明之具體實例之光學感測器可用於各種系統中，包括但不限於行動電話、平板電腦、個人資料助理、膝上型電腦、迷你筆記型電腦、其它手持型裝置以及非手持型裝置。參看圖7之系統700，舉例而言，光學感測器(例如，202)可用以控制子系統706(例如，觸控螢幕、顯示器、背光、虛擬滾輪、虛擬小鍵盤、導航墊等等)被啟用抑或停用。舉例而言，光學感測器可偵測諸如個人之手指之物件何時接近，且基於該偵測，啟用(或停用)子系統706。更具體言之，可將光學感測器(例如，202)之輸出提供至比較器或處理器704，其可(例如)比較該光學感測器之輸出 與臨限值以判定物件是否在子系統706應被啟用(或停用，此取決於需要)之範圍內。可使用多個臨限值(例如，儲存之數位值)，且一個以上可能回應可基於物件的偵測到之近接而出現。舉例而言，若物件位於第一近接範圍內，則第一回應可出現，且若物件位於第二近接範圍，則第二回應可出現。例示性回應可包括開始或停止各種系統及/或子系統操作，或啟用或停用各種系統及/或子系統操作。
上文所描述之本發明之具體實例可用以縮減且潛在地消除干擾光及周圍光可對光學感測器產生的不利影響。如上文所解釋，干擾光可由以下各者引起：鏡面反射及/或其它內反射及/或在障壁(例如，110)之下、在障壁之上及/或通過障壁之漏光。本發明之具體實例可用以補償光障壁(例如，110)之不完美，其可在光障壁之製造期間發生，及/或可由包括掉落或以其它方式震動(其可損壞光障壁或使光障壁移位)之光學感測器之系統引起。本發明之具體實例亦可用以完全消除針對任何光障壁之需要。此外，本發明之具體實例可補償干擾光之變化，該等變化歸因於改變覆蓋光學感測器之蓋罩板之外部表面上的污跡、汙繪、油狀物及/或其它污染物。雖然本發明之具體實例可用以縮減鏡面反射及由蓋罩板(例如，124)引起之其它反射之不利影響，但應注意，根據本發明之具體實例之光學感測器可在不具有蓋罩板之情況下使用。
圖8之高階流程圖現在將用以概述供與光學感測器(例如，202)一起使用的根據本發明之特定具體實例之方法，該光學感測器包括光偵測器(例如，114)且包括光源(例如，104)及/或供與光源一起使用。參看圖8，步驟802涉及選擇性地驅動光源以發射光。可(例如)使用由控 制器(例如，108或208)控制之驅動器(例如，106)來執行步驟802。此方法可(例如)用以偵測物件(例如，122)相對於光學感測器(例如，202)之近接、存在及/或運動。
仍然參看圖8，步驟804涉及在光源未經驅動以發射光之第一時間段(例如，圖3中之t1)期間，使用光偵測器及周圍光偵測(ALD)類比至數位轉換器(ADC)(例如，216a)以產生周圍光資料，其主要指示在該第一時間段(例如，圖3中之t1)期間由該光偵測器偵測到之周圍光。
步驟806涉及在第二時間段(例如，共同地在圖3中之t2及t3)期間，在光源在第一位準下經驅動以發射光之該第二時間段之第一部分(例如，t2或其部分)期間，在光源未經驅動以發射光之該第二時間段之第二部分(例如，t3)期間，且在周圍光資料轉換至類比周圍光補償信號(例如，藉由周圍光偵測DAC 218a)之該第二時間段之第一及第二部分兩者(例如，t2及t3)期間，使用光偵測器及干擾光偵測(ILD)類比至數位轉換器(ADC)(例如，216b)以產生干擾光資料，其主要指示在該第二時間段(例如，t2及t3)期間由該光偵測器(例如，114)偵測到之干擾光。
步驟808涉及在第三時間段(例如，共同地在圖3中之t4及t5)期間，在光源在第二位準(其大於第一位準)下經驅動以發射光之該第三時間段之第一部分(例如，t4或其部分)期間，在光源未經驅動以發射光之該第三時間段之第二部分(例如，t5)期間，且在周圍光資料轉換至類比周圍光補償信號(例如，藉由周圍光偵測DAC 218a)且干擾光資料之增益版本轉換至類比干擾光補償信號之該第三時間段之第一及第二部分兩者(例如，t4及t5)期間，使用光偵測器及近接偵測(ProxD)類比至數 位轉換器(ADC)(例如，216c)以產生近接資料，其主要指示物件相對於光學感測器之近接，其中在該第三時間段期間由該光偵測器偵測到之至少大多數周圍光及干擾光被予以補償。
如上文所解釋，ALD-ADC、ILD-ADC及ProxD-ADC可實際上使用相同ADC電路(或相同ADC電路之大部分)(在ADC電路之輸出端處具有1：3解多工器)而實施，以將ADC之輸出提供至適當信號路徑。更一般而言，ALD-ADC之至少一部分、ILD-ADC之至少一部分及ProxD-ADC之至少一部分可使用相同ADC電路而實施。
根據某些具體實例，ALD-ADC包含M位元ADC且周圍光資料包含M個位元之資料，ILD-ADC包含L位元ADC且干擾光資料包含L個位元之資料，且ProxD-ADC包含N位元ADC且近接資料包含N個位元之資料，其中N
Figure 105117725-A0305-02-0024-3
M
Figure 105117725-A0305-02-0024-5
L。可(例如)藉由改變用以執行每一類比至數位轉換之時脈循環之數目且改變提供至ADC電路之參考電流而達成不同解析度，但並不限於此。
根據某些具體實例，步驟804包括儲存(例如，於鎖存器或暫存器中)周圍光資料，其主要指示在第一週期期間由光偵測器偵測到之周圍光之強度。
根據某些具體實例，步驟806包括使用周圍光補償數位至類比轉換器(DAC)(例如，218a)以將在步驟802處儲存之周圍光資料轉換至類比周圍光補償信號。
根據某些具體實例，步驟806包括儲存(例如，於鎖存器或暫存器中)干擾光資料，其主要指示在第二時間段期間由光偵測器偵測到 之干擾光之強度。
根據某些具體實例，步驟808包括使用周圍光補償DAC(例如，218a)以將在步驟804處儲存之M個位元之資料轉換至類比周圍光補償信號。步驟808亦可包括使用干擾光補償DAC(例如，218b)以將在步驟806處儲存之干擾資料之增益版本轉換至類比干擾光補償信號。
根據某些具體實例，步驟808包括在ProxD ADC(例如，216c)上游自在第三時間段期間由光偵測器產生之類比信號減去類比周圍光補償信號及類比干擾光補償信號，如可自圖2瞭解到。
根據某些具體實例，步驟806或808中之至少一者包括使用增益因數以將在步驟806處儲存之干擾光資料之值增加至干擾光資料之增益版本，之後使用干擾光補償DAC(例如，218b)以將該干擾光資料之該增益版本轉換至類比干擾光補償信號。
根據某些具體實例，步驟808涉及在光源在第一位準下經驅動以發射光之第二時間段(例如，共同地在圖3中之t2及t3)之第一部分(例如，圖3中之t2)期間，遞增第一計數值。此外，步驟808可涉及在光源未經驅動以發射光之第二時間段(例如，t2及t3)之第二部分(例如，t3)期間，遞減第一計數值以使得在第二時間段結束時，為干擾光資料之第一計數值之最終值指示在第二時間段(例如，t2及t3)期間入射於光偵測器上之干擾光，其中在該第二時間段期間入射於該光偵測器上之至少大多數周圍光被予以補償，且從而主要指示在第二時間段(例如，t2及t3)期間由該光偵測器偵測到之干擾光。
根據某些具體實例，步驟810涉及在光源在第二位準下經驅 動以發射光之第三時間段(例如，共同地t4及t5)之第一部分(例如，t4)期間，遞增第二計數值。步驟810亦可涉及在光源未經驅動以發射光之第三時間段(例如，t4及t5)之第二部分(例如，t5)期間，遞減第二計數值以使得在第三時間段結束時，為近接資料之第三計數值之最終值主要指示物件相對於光學感測器之近接，其中在第三時間段期間由光偵測器偵測到之至少大多數周圍光及干擾光被予以補償。
根據某些具體實例，步驟808涉及在第三時間段(例如，t4及t5)期間，使用光偵測器以產生指示以下各者之總和的類比光偵測信號：在第三時間段期間入射於光偵測器上之周圍光；在第三時間段期間入射於光偵測器上之干擾光；及在第三時間段之第一部分而非第二部分期間入射於光偵測器上之所關注光。在此等具體實例中，所關注光包含由反射離開物件(例如，122)且入射於光偵測器(例如，114)上之光源(例如，104)發射的光之部分。步驟808亦可涉及在ProxD ADC(例如，216c)上游自類比光偵測信號減去類比周圍光補償信號及類比干擾光補償信號，以使得ProxD之輸出為指示物件相對於光學感測器之近接的近接資料，其中在第三時間段期間入射於光學感測器上之至少大多數周圍光及干擾光被予以補償。在參考圖4之時序圖所描述之特定具體實例中，在Prox ADC(例如，216c)上游執行干擾光補償之第一部分，且在Prox ADC(例如，216c)下游執行干擾光補償之第二部分。
根據某些具體實例，當在第一位準下驅動光源時，由光源發射之光之量足以致使光偵測器偵測到干擾光，但不足以反射離開位於光學感測器外部且位於光學感測器之感測區域內之物件。相比而言，當在第二 位準下驅動光源時，由光源發射之光之量足以反射離開位於光學感測器外部且位於光學感測器之感測區域內之物件(例如，122)。
根據某些具體實例，用以產生干擾光資料之增益版本之增益因數用以針對干擾光之量而調整，與當在第一位準下驅動光源時之干擾光之量相比較，當在第二位準下驅動光源時之干擾光之量較大。
以另一種方式予以解釋，根據本發明之某些具體實例，雖然光源未在發射光，但入射於光偵測器上之周圍光之量用以產生指示其之周圍光偵測資料。此外，當光源正發射第一位準之光(其足以致使光偵測器偵測到干擾光，但不足以反射離開位於光學感測器外部且位於光學感測器之感測區域內之物件)時，干擾光被偵測到且指示其之資訊被保存。當光源正發射第二位準之光(其足以反射離開位於在光學感測器之感測區域內之光學感測器外部的物件)時，基於周圍光偵測資料而產生周圍光補償信號，基於干擾光偵測資料而產生干擾光補償信號，且所關注光(其入射於光偵測器上)被偵測到且指示其之近接偵測資料被輸出。所關注光係由反射離開位於光學感測器外部之物件引起，該光學感測器位於光學感測器之感測區域內且產生指示其之近接資料。在此等具體實例中，周圍光補償信號及干擾光補償信號在光源正發射該第二位準之光時補償入射於光偵測器上之周圍光及干擾光，從而致使近接偵測資料主要指示物件相對於光學感測器之近接，其中由該光偵測器偵測到之至少大多數周圍光及干擾光被予以補償。
雖然上文已描述本發明之各種具體實例，但應理解，其已作為實例而非作為限制來呈現。對於熟習相關技術者而言將顯而易見的是， 在不脫離本發明之精神及範疇的情況下，可在具體實例中進行形式及細節之各種改變。
本發明之廣度及範疇不應受上文所描述之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物進行定義。
202:光學感測器
208:控制器
216a:周圍光偵測類比至數位轉換器(ALD-ADC)
216b:干擾光偵測類比至數位轉換器(ILD-ADC)
216c:近接偵測類比至數位轉換器(ProxD-ADC)
218a:周圍光補償數位至類比轉換器(ALC-DAC)
218b:干擾光補償數位至類比轉換器(ILC-DAC)
220:暫存器

Claims (19)

  1. 一種供與光學感測器一起使用之方法，該光學感測器包括光偵測器且包括光源及/或供與光源一起使用，該方法包含：(a)選擇性地驅動該光源發射光；(b)在該光源未經驅動以發射光之第一時間段期間，使用該光偵測器及周圍光偵測類比至數位轉換器(ALD-ADC)以產生周圍光資料，其主要指示在該第一時間段期間由該光偵測器偵測到之周圍光；(c)在第二時間段期間，在該光源在第一位準下經驅動以發射光之該第二時間段之第一部分期間，在該光源未經驅動以發射光之該第二時間段之第二部分期間，且在該周圍光資料被轉換至類比周圍光補償信號之該第二時間段之該第一部分及該第二部分兩者期間，使用該光偵測器及干擾光偵測類比至數位轉換器(ILD-ADC)以產生干擾光資料，其主要指示在該第二時間段期間由該光偵測器偵測到之干擾光；及(d)在第三時間段期間，在該光源在第二位準下經驅動以發射光之該第三時間段之第一部分期間，在該光源未經驅動以發射光之該第三時間段之第二部分期間，且在該周圍光資料被轉換至該類比周圍光補償信號且該干擾光資料之增益版本被轉換至類比干擾光補償信號之該第三時間段之該第一部分及該第二部分兩者期間，使用該光偵測器及近接偵測類比至數位轉換器(ProxD-ADC)以產生近接資料，其主要指示物件相對於該光學感測器之近接，其中在該第三時間段期間由該光偵測器偵測到之至少大多數周圍光及干擾光被予以補償，其中該第二位準大於該第一位準。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該ALD-ADC之至少一部分、該ILD-ADC之至少一部分及該ProxD-ADC之至少一部分包含同一ADC電路。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中：該ALD-ADC包含M位元ADC，且該周圍光資料包含M個位元之資料；該ILD-ADC包含L位元ADC，且該干擾光資料包含L個位元之資料；該ProxD-ADC包含N位元ADC，且該近接資料包含N個位元之資料；且N
    Figure 105117725-A0305-02-0031-6
    M
    Figure 105117725-A0305-02-0031-7
    L。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該M位元ADC之至少一部分、該L位元ADC之至少一部分及該N位元ADC之至少一部分包含同一ADC電路。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中：步驟(b)包括儲存用以主要指示在該第一週期期間由該光偵測器偵測到之周圍光之強度的該周圍光資料；步驟(c)包括：使用周圍光補償數位至類比轉換器(DAC)以將在步驟(b)處儲存之該周圍光資料轉換至該類比周圍光補償信號，及儲存用以主要指示在該第二時間段期間由該光偵測器偵測到之干擾光之強度的該干擾光資料；步驟(d)包括：使用該周圍光補償DAC以將在步驟(b)處儲存之該M個位元之 資料轉換至該類比周圍光補償信號，使用干擾光補償DAC以將在步驟(c)處儲存之該干擾資料之該增益版本轉換至該類比干擾光補償信號，及在該ProxD-ADC上游處，自在該第三時間段期間由該光偵測器產生之類比信號減去該類比周圍光補償信號及該類比干擾光補償信號。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中步驟(c)及步驟(d)中之至少一者包括在使用該干擾光補償DAC以將該干擾光資料之該增益版本轉換至該類比干擾光補償信號之前，先行使用增益因數以將在步驟(c)處儲存之干擾光資料之值增加至該干擾光資料之該增益版本。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在步驟(c)處：在該光源在該第一位準下經驅動以發射光之該第二時間段之該第一部分期間，遞增第一計數值；且在該光源未經驅動以發射光之該第二時間段之該第二部分期間，遞減該第一計數值以使得在該第二時間段結束時，作為該干擾光資料之該第一計數值之最終值指示在該第二時間段期間入射於該光偵測器上之該干擾光，其中在該第二時間段期間入射於該光偵測器上之至少大多數該周圍光被予以補償，且從而主要指示在該第二時間段期間由該光偵測器偵測到之該干擾光。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中在步驟(d)處：在該光源在該第二位準下經驅動以發射光之該第三時間段之該第一部分期間，遞增第二計數值；且在該光源未經驅動以發射光之該第三時間段之該第二部分期間，遞減該 第二計數值以使得在該第三時間段結束時，作為該近接資料之該第三計數值之最終值主要指示該物件相對於該光學感測器之該近接，其中在該第三時間段期間由該光偵測器偵測到之至少大多數該周圍光及該干擾光被予以補償。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟(d)包括：在該第三時間段期間，使用該光偵測器以產生用以指示以下各者之總和的類比光偵測信號：在該第三時間段期間入射於該光偵測器上之周圍光，在該第三時間段期間入射於該光偵測器上之干擾光，及在該第三時間段之該第一部分而非該第二部分期間入射於該光偵測器上之所關注光，其中該所關注光包含由該光源所發射的該光中被反射離開物件且入射於該光偵測器上之部分；且在該ProxD-ADC上游處，自該類比光偵測信號減去該類比周圍光補償信號及該類比干擾光補償信號，以使得該ProxD之輸出作為用以指示該物件相對於該光學感測器之該近接的該近接資料，其中在該第三時間段期間入射於該光學感測器上之至少大多數該周圍光及該干擾光被予以補償。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中：當在該第一位準下驅動該光源時，由該光源發射之光量足以致使該光偵測器偵測到干擾光，但不足以反射離開位於該光學感測器外部且位於該光學感測器之感測區域內之物件；當在該第二位準下驅動該光源時，由該光源發射之該光量足以反射離開 位於該光學感測器外部且位於該光學感測器之該感測區域內之物件；其中用以產生該干擾光資料之該增益版本之增益因數被用來針對干擾光量進行調整，與當在該第一位準下驅動該光源時之干擾光量相比較，當在該第二位準下驅動該光源時之干擾光量較大。
  11. 一種光學感測器，其包含：驅動器，其經調適以選擇性地驅動光源以發射光；光偵測器，其經調適以產生用以指示由該光偵測器偵測到之光之強度的類比光偵測信號，其中由該光偵測器偵測到之該光包括周圍光、干擾光或所關注光中之至少一者，該所關注光作為該光源所發射並被反射離開物件且入射於該光偵測器上之光；M位元類比至數位轉換器(ADC)；L位元ADC；N位元ADC；周圍光補償數位至類比轉換器(DAC)；干擾光補償DAC；及控制器，其經調適以控制該驅動器、該M位元ADC、該L位元ADC、該N位元ADC、該周圍光補償DAC及該干擾光補償DAC以使得：在該光源未由該驅動器驅動以發射光之第一時間段期間，該光偵測器及該M位元ADC產生用以主要指示在該第一時間段期間由該光偵測器偵測到之周圍光的M個位元之資料；在第二時間段期間，在該光源在第一位準下由該驅動器驅動以發射光之該第二時間段之第一部分期間，在該光源未由該驅動器驅動以發射 光之該第二時間段之第二部分期間，且在該M個位元之資料由該周圍光補償DAC轉換至類比周圍光補償信號之該第二時間段之該第一部分及該第二部分兩者期間，該光偵測器及該L位元ADC產生用以主要指示在該第二時間段期間由該光偵測器偵測到之干擾光的L個位元之資料；且在第三時間段期間，在該光源在第二位準下由該驅動器驅動以發射光之該第三時間段之第一部分期間，在該光源未由該驅動器驅動以發射光之該第三時間段之第二部分期間，且在該M個位元之資料由該周圍光補償DAC轉換至該類比周圍光補償信號且該L個位元之資料之增益版本由該干擾光補償DAC轉換至類比干擾光補償信號之該第三時間段之該第一部分及該第二部分兩者期間，該光偵測器及該N位元ADC產生N個位元之資料，其主要指示物件相對於該光學感測器之近接，其中在該第三時間段期間由該光偵測器偵測到之至少大多數周圍光及干擾光被予以補償，其中該第二位準大於該第一位準。
  12. 如申請專利範圍第11項之光學感測器，其中該M位元ADC、該L位元ADC及該N位元ADC之輸入端以及該周圍光補償DAC及該干擾光補償DAC之輸出端皆耦接至同一節點，該光偵測器之端子亦耦接至該節點。
  13. 如申請專利範圍第11項之光學感測器，其中N
    Figure 105117725-A0305-02-0035-8
    M
    Figure 105117725-A0305-02-0035-9
    L。
  14. 如申請專利範圍第11項之光學感測器，其中該M位元ADC之至少一部分、該L位元ADC之至少一部分及該N位元ADC之至少一部分包含同一ADC電路。
  15. 如申請專利範圍第11項之光學感測器，其中：當在該第一位準下驅動該光源時，由該光源發射之光量足以致使該光偵測器偵測到干擾光，但不足以反射離開位於該光學感測器外部且位於該光學感測器之感測區域內之物件；當在該第二位準下驅動該光源時，由該光源發射之該光量足以反射離開位於該光學感測器外部且位於該光學感測器之該感測區域內之物件；且被用以產生該L個位元之資料之該增益版本之增益因數被用來針對干擾光量進行調整，與當在該第一位準下驅動該光源時之干擾光量相比較，當在該第二位準下驅動該光源時之干擾光量較大。
  16. 如申請專利範圍第15項之光學感測器，其中L個位元之資料儲存於第一暫存器中，該增益因數儲存於第二暫存器中，且該L個位元之資料乘以該增益因數之結果儲存於第三暫存器中，該結果作為該L個位元之資料之該增益版本。
  17. 一種供與光學感測器一起使用之方法，該光學感測器包括光偵測器且包括光源及/或供與光源一起使用，該方法包含：(a)偵測入射於該光偵測器上之周圍光量且產生予以指示之周圍光偵測資料，其中在該光源未在發射光之第一時間段期間執行步驟(a)；(b)偵測干擾光且產生予以指示之干擾光偵測資料，其中在第二時間段期間執行步驟(b)，在該第二時間段之至少一部分期間，該光源正發射第一位準之光，該第一位準之光足以致使該光偵測器偵測到干擾光，但不足以反射離開位於該光學感測器外部且位於該光學感測器之感測區域內之物件；及 (c)基於該周圍光偵測資料而產生周圍光補償信號，基於該干擾光偵測資料而產生干擾光補償信號，且當產生該周圍光補償信號及該干擾光補償信號時，偵測入射於該光偵測器上之所關注光且輸出予以指示之近接偵測資料，其中在第三時間段期間執行步驟(c)，在該第三時間段之至少一部分期間，該光源正發射第二位準之光，該第二位準之光足以反射離開位於該光學感測器外部且位於該光學感測器之該感測區域內之該物件；其中該所關注光係由反射離開位於該光學感測器外部且位於該光學感測器之該感測區域內之該物件的光引起。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該周圍光補償信號及該干擾光補償信號在該光源正發射該第二位準之光時對入射於該光偵測器上之周圍光及干擾光進行補償，從而致使該近接偵測資料主要指示該物件相對於該光學感測器之該近接，其中由該光偵測器偵測到之至少大多數該周圍光及該干擾光被予以補償。
  19. 如申請專利範圍第17項之方法，其進一步包含基於該近接偵測資料而選擇性地啟用或停用子系統。
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