TWI722710B - 具切片式積分時間感測機制的接近感測器及其感測方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種具切片式積分時間感測機制的接近感測器。積分時間訊號指示的積分時間切分出多個相位時間。多個相位時間包含第一相位時間以及第二相位時間。光發射器在第一相位時間內朝檢測物體發射感測光線。光接收器在第一相位時間內接收檢測物體反射的感測光線與環境光線形成的第一光訊號，在第二相位時間接收環境光線的第二光訊號。光接收器將第一光訊號的第一亮度對第一相位時間積分形成的第一亮度積分值與第二光訊號的第二亮度對第二相位時間積分形成的第二亮度積分值相減，以通過相位相消法，取得第一校正亮度積分值。

Description

具切片式積分時間感測機制的接近感測器及其感測方法

本發明涉及接近感測器，特別是涉及一種具切片式積分時間感測機制的接近感測器及其感測方法。

現在觸控式手機越來越流行，但由於手機採用觸控螢幕，用戶在進行通話時，臉部容易觸碰到手機螢幕而造成誤操作。因此，通常在手機上安裝光學趨近感測器。當光學趨近感測器檢測到光線被遮擋後，手機的系統判斷臉部靠近了觸控螢幕時，關閉觸控螢幕，以防止由於臉部貼近而產生的誤操作，並可以在通話過程中節省電量。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種具切片式積分時間感測機制的接近感測器，包含光發射器以及光接收器設於電子裝置，並且適用於感測電子裝置與檢測物體之間的距離。光發射器配置以在第一相位時間內朝檢測物體發射感測光線。積分時間訊號指示的積分時間切分出多個相位時間。多個相位時間包含第一相位時間以及第二相位時間。光接收器相對於光發射器設置於感測光線受檢測物體反射的路徑上。光接收器配置以在第一相位時間內接收檢測物體反射的感測光線與環境光線形 成的第一光訊號，在第二相位時間接收環境光線的第二光訊號。光接收器配置以將第一光訊號的第一亮度對第一相位時間積分形成的第一亮度積分值與第二光訊號的第二亮度對第二相位時間積分形成的第二亮度積分值相減，以通過相位相消法，取得第一校正亮度積分值。

在一態樣中，多個相位時間的時間長度彼此相同。

在一態樣中，多個相位時間更包含第三相位時間。光發射器配置以在第三相位時間朝檢測物體發射感測光線。光接收器配置以在第三相位時間接收檢測物體反射的感測光線與環境光線形成的第三光訊號。光接收器配置以將第一校正亮度積分值與第三光訊號的第三亮度對時間積分形成的一第三亮度積分值相加，以取得第二校正亮度積分值。

在一態樣中，第一相位時間與第三相位時間總合的時間長度等於第二相位時間的時間長度。

在一態樣中，第一相位時間切分出多個第一子相位時間。多個第二相位時間切分出多個第二子相位時間。多個第一子相位時間與多個第二子相位時間交錯。

另外，本發明提供一種接近感測器的切片式積分時間感測方法，適用於感測電子裝置與檢測物體之間的距離，其中接近感測器設於電子裝置。接近感測器的切片式積分時間感測方法包含以下步驟：將積分時間訊號指示的一積分時間切分出第一相位時間以及第二相位時間；在第一相位時間內，朝檢測物體發射感測光線；在第一相位時間內，接收檢測物體反射的感測光線與環境光線形成的第一光訊號；在第二相位時間內，接收環境光線的第二光訊號；以及將第一光訊號的第一亮度對第一相位時間積分形成的第一亮度積分值與第二光訊號的第二亮度對第二相位時間積分形成的第二亮度積分值相減，以通過相位相消法，取得第一校正亮度積分值。

在一態樣中，所述接近感測器的切片式積分時間感測方法更包含以下步驟：將積分時間切分出時間長度彼此相同的多個相位時間。

在一態樣中，所述接近感測器的切片式積分時間感測方法更包含以下步驟：將積分時間切分出第一相位時間、第二相位時間以及一第三相位時間；在第三相位時間，朝檢測物體發射感測光線；在第三相位時間，接收檢測物體反射的感測光線與環境光線形成的第三光訊號；以及將第一校正亮度積分值與第三光訊號的第三亮度對時間積分形成的第三亮度積分值相加，以取得第二校正亮度積分值。

在一態樣中，第一相位時間與第三相位時間總合的時間長度等於第二相位時間的時間長度。

在一態樣中，所述接近感測器的切片式積分時間感測方法更包含以下步驟：將第一相位時間切分出多個第一子相位時間；將多個第二相位時間切分出多個第二子相位時間；以及將多個第一子相位時間與多個第二子相位時間交錯。

如上所述，本發明提供具切片式積分時間感測機制的接近感測器及其感測方法，其將一積分時間切片式地分成多個相位時間，例如兩個、三個或更多相位時間。在特定的相位時間內，光發射器發射光線，光接收器接收檢測物體反射感測光線與環境光線形成的光訊號。在其他相位時間內，光接收器僅接收環境光線的光訊號。最後，將多個相位時間內的光訊號進行運算，以通過相位相消法例如兩相或三相相消法，以最佳化地消除環境光。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

OB:檢測物體

TX:光發射器

RX:光接收器

EL:電子裝置

Φ 1:第一相位時間

Φ 2:第二相位時間

Φ 3:第三相位時間

PSIT:積分時間訊號

VCSEL:光發射訊號

IT:時間長度

A:第一亮度積分面積

B:第二亮度積分面積

C:第三亮度積分面積

D:第四亮度積分面積

E:第五亮度積分面積

F:第六亮度積分面積

G:第七亮度積分面積

H:第八亮度積分面積

S101~S117、S201~S219:步驟

圖1為本發明第一實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器應用於感測該電子裝置與檢測物體之間的距離的示意圖。

圖2為本發明第一實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器應用於感測該電子裝置與人體之間的距離的示意圖。

圖3為本發明第一實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形圖。

圖4A為本發明第二實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器應用於感測該電子裝置隨時間逐漸靠近人體的示意圖。

圖4B為本發明第二實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖。

圖4C為圖4B的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

圖5A為本發明第三實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器應用於感測該電子裝置隨時間逐漸遠離人體的示意圖。

圖5B為本發明第三實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖。

圖5C為圖5B的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

圖6A為本發明第四實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖。

圖6B為圖6A的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

圖7A為本發明第五實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖。

圖7B為圖7A的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

圖8A為本發明第六實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖。

圖8B為圖8A的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

圖9A為本發明第七實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖。

圖9B為圖9A的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

圖10為本發明第八實施例的所述的接近感測器的切片式積分時間感測方法的步驟流程圖。

圖11為本發明第九實施例的所述的接近感測器的切片式積分時間感測方法的步驟流程圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方 式，本領域技術人體員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者訊號，但這些元件或者訊號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一訊號與另一訊號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包含相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

請參閱圖1和圖2，其中圖1為本發明第一實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器應用於感測該電子裝置與檢測物體之間的距離的示意圖；圖2為本發明第一實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器應用於感測該電子裝置與人體之間的距離的示意圖。

如圖1所示，本實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器包含光發射器TX以及光接收器RX，設於電子裝置EL，並且適用於感測電子裝置EL與檢測物體OB之間的距離。如圖2所示，檢測物體OB可為人體，但在此僅舉例說明，本發明不以此為限。

如圖1和圖2所示，光發射器TX配置以朝檢測物體OB例如人體發射一感測光線。例如，光發射器TX為紅外線發光二極體，用以發射紅外光，在此僅舉例說明，本發明不以此為限。如圖1所示，光接收器RX相對於光發射器TX，設置於感測光線受檢測物體OB反射的一路徑上。

請一併參閱圖1~圖3，其中圖3為本發明第一實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形圖。

在積分時間訊號PSIT的波形的工作週期即一積分時間內，光發射器TX發射的一感測光線以及環境光線的亮度可能隨時間變化而改變。在本實施例中，將此積分時間切分出多個相位時間。舉例而言，如圖3所示，一積分時間切分出兩個相位時間。亦即，積分時間切分出的多個相位時間可包含第一相位時間Φ 1以及第二相位時間Φ 2，但本發明不以此為限。

如圖3所示的光發射訊號VCSEL在第一相位時間Φ 1為高準位，指出光發射器TX在第一相位時間Φ 1內朝檢測物體OB發射一感測光線。

在光發射器TX朝檢測物體OB發射的感測光線的同時，可能有環境光源發射環境光線。在此情況下，光接收器RX在第一相位時間Φ 1內接收檢測物體OB反射的感測光線與環境光源的一環境光線形成的第一光訊號。

相反地，光發射訊號VCSEL在第二相位時間Φ 2為低準位，指出光發射器TX在第二相位時間Φ 2不發射任何光線。在此情況下，光接收器RX在第二相位時間Φ 2內僅接收環境光線形成的第二光訊號。

應理解，光接收器RX設於電子裝置EL，接收到的環境光線的亮度將可能隨電子裝置EL在不同時間點所在的環境的光源，以及與檢測物體OB之間的距離而改變。

由於本實施例的接近感測器是依據光發射器TX發射的感測光線，被檢測物體OB反射回光接收器RX形成的光訊號的亮度，來判斷電子裝置EL與檢測物體OB之間的距離。因此，光接收器RX接收到的第一光訊號的亮度需消除環境光。

因此，本實施例的接近感測器的光接收器RX將第一光訊號的第一亮度對第一相位時間Φ 1積分形成的第一亮度積分值，與第二光訊號的第二 亮度對第二相位時間Φ 2積分形成的第二亮度積分值相減，以通過相位相消法，取得已消除環境光的一第一校正亮度積分值。

上述計算出的第一校正亮度積分值僅為檢測物體OB反射光發射器TX發射的感測光線隨時間變化的亮度值，而不包含環境光線的亮度值。因此，接近感測器依據此第一校正亮度積分值，可精準地判斷電子裝置EL與檢測物體OB之間的距離，據以決定電子裝置EL的運作，例如距離太近時，電子裝置EL的觸控螢幕關閉，避免由於人臉貼近電子裝置EL而產生的誤操作。

[第二實施例]

請參閱圖4A~圖4C，其中圖4A本發明第二實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器應用於感測該電子裝置隨時間逐漸靠近人體的示意圖；圖4B為本發明第二實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖；圖4C為圖4B的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

本實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器包含光發射器以及光接收器，設於如圖4A所示的電子裝置EL，適用於感測電子裝置EL與檢測物體例如人體之間的距離。如圖4A所示，設有本實施例的電子裝置EL隨時間逐漸朝檢測物體靠近。應理解，電子裝置EL與檢測物體之間的距離越近，受檢測物體遮蔽，發射到光接收器的環境光線的亮度越小。

如圖4B所示的積分時間訊號PSIT切分出第一相位時間Φ 1以及第二相位時間Φ 2。在本實施例中，第一相位時間Φ 1的時間長度等於第二相位時間Φ 2的時間長度，在此僅舉例說明，本發明不以此為限。實務上，可依據實際需求改變積分時間訊號PSIT切分出更多的相位時間，並可決定每一相位時間的時間長度。

如圖4B所示的光發射訊號VCSEL在第一相位時間Φ 1為高準 位，指出光發射器在第一相位時間Φ 1朝檢測物體發射一感測光線，檢測物體反射感測光線至光接收器，同時光接收器接收環境光源的一環境光線。

在如圖4B所示的亮度對時間的一曲線圖中，光接收器接收的光訊號的亮度隨時間遞增形成一曲線。此曲線包含一第一曲線區段。在第一相位時間Φ 1內，光接收器接收光發射器發射的感測光線與環境光線形成的第一光訊號。此第一光訊號的第一亮度隨第一相位時間Φ 1內的時間變化形成第一曲線區段，在第一曲線區段覆蓋下的區域形成一第一亮度積分面積A。亦即，第一亮度對第一相位時間Φ 1積分形成第一亮度積分面積A，此第一亮度積分面積A的大小即為一第一亮度積分值。

在第一相位時間Φ 1結束時，光發射訊號VCSEL從高準位轉為低準位，進入第二相位時間Φ 2。在第二相位時間Φ 2內，光發射器不發射任何光線。光接收器僅接收環境光線形成的第二光訊號。

在如圖4B所示的曲線圖中的曲線更包含一第二曲線區段。光接收器接收的第二光訊號的第二亮度隨第二相位時間Φ 2內的時間變化形成第二曲線區段，在第二曲線區段覆蓋下的區域形成一第二亮度積分面積B。亦即，第二亮度對第二相位時間Φ 2積分形成第二亮度積分面積B，此第二亮度積分面積B的大小即為一第二亮度積分值。

如圖4B和圖4C所示，光接收器配置以將第一亮度積分面積A與第二亮度積分面積B相減，以通過相位相消法，取得第一校正亮度積分面積。此第一校正亮度積分面積的大小為第一校正亮度積分值，其僅為檢測物體反射光發射器發射的感測光線隨時間變化的亮度值，而不包含環境光線的亮度值。

[第三實施例]

請參閱圖5A~圖5C，其中圖5A為本發明第三實施例的具切片式 積分時間感測機制的接近感測器應用於感測該電子裝置隨時間逐漸遠離人體的示意圖；圖5B為本發明第三實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖；圖5C為圖5B的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

本實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器包含光發射器以及光接收器，設於如圖5A所示的電子裝置EL，適用於感測電子裝置EL與檢測物體例如人體之間的距離。如圖5A所示，設有本實施例的電子裝置EL隨時間逐漸遠離檢測物體。應理解，電子裝置EL與檢測物體之間的距離越遠，受檢測物體遮蔽度降低，發射到光接收器的環境光線的亮度越大。

如圖5B所示的積分時間訊號PSIT切分出第一相位時間Φ 1以及第二相位時間Φ 2。在本實施例中，第一相位時間Φ 1的時間長度等於第二相位時間Φ 2的時間長度，在此僅舉例說明，本發明不以此為限。實務上，可依據實際需求改變積分時間訊號PSIT切分出更多的相位時間，並可決定每一相位時間的時間長度。

如圖5B所示，光發射訊號VCSEL在第一相位時間Φ 1為高準位，指出光發射器在第一相位時間Φ 1朝檢測物體發射一感測光線，檢測物體反射感測光線至光接收器。在光接收器接收感測光線的同時，接收環境光源的一環境光線。

在如圖5B所示的亮度對時間的一曲線圖中，光接收器接收的光訊號的亮度隨時間遞減形成一曲線。為方便說明，定義此曲線包含一第一曲線區段。在第一相位時間Φ 1內，光接收器接收光發射器發射的感測光線與環境光線形成的第一光訊號。此第一光訊號的第一亮度隨第一相位時間Φ 1內的時間變化形成第一曲線區段，在第一曲線區段覆蓋下的區域形成一第一亮度積分面積A。亦即，第一亮度對第一相位時間Φ 1積分形成第一亮度積分面積 A，此第一亮度積分面積A的大小即為一第一亮度積分值。

在第一相位時間Φ 1結束時，光發射訊號VCSEL從高準位轉為低準位，進入第二相位時間Φ 2。在第二相位時間Φ 2內，光接收器僅接收環境光線形成的第二光訊號。

為方便說明，定義此曲線更包含一第二曲線區段。光接收器接收的第二光訊號的第二亮度隨第二相位時間Φ 2內的時間變化形成第二曲線區段，在第二曲線區段覆蓋下的區域形成一第二亮度積分面積B。亦即，第二亮度對第二相位時間Φ 2積分形成第二亮度積分面積B，此第二亮度積分面積B的大小即為一第二亮度積分值。

如圖5B和圖5C所示，光接收器配置以將第一光訊號的第一光亮度對第一相位時間Φ 1積分形成的第一亮度積分面積A與第二光訊號的第二光亮度對第二相位時間Φ 2積分形成的第二亮度積分面積B相減，以通過相位相消法，取得第一校正亮度積分面積。

[第四實施例]

請參閱圖6A和圖6B，其中圖6A為本發明第四實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖；圖6B為圖6A的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。與前述實施例相同之處，不在此贅述。

與如圖4A和圖4B所示的實施例不同之處在於，如圖6A和圖6B所示的實施例將積分時間切分出具有較長時間長度IT的第一相位時間Φ 1以及第二相位時間Φ 2。其結果為，第一光訊號的第一光亮度對第一相位時間Φ 1積分形成的第一亮度積分面積A增加，第二光訊號的第二光亮度對第二相位時間Φ 2積分形成的第二亮度積分面積B增加。光接收器將第一亮度積分面積A與第二亮度積分面積B相減後，取得較大的第一校正亮度積分面積。

本文的實施例中的第一相位時間Φ 1以及第二相位時間Φ 2僅為舉例，本發明不受限於此。實務上，可依據實際需求，例如依據環境光線隨時間變化的速度，來決定積分時間切分出的相位時間的數量和時間長度，以準確地判斷設有接近感測器的電子裝置與檢測物體間的距離。

[第五實施例]

請參閱圖7A和圖7B，其中圖7A為本發明第五實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖；圖7B為圖7A的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

相比於如圖6A和圖6B的實施例採用兩相位相消法，如圖7A和圖7B的實施例採用三相位相消法，以更有效地消除環境光線的亮度，具體說明如下。

如圖7A所示，積分時間訊號PSIT切分出第一相位時間Φ 1、第二相位時間Φ 2以及第三相位時間Φ 3。在本實施例中，第一相位時間Φ 1的時間長度與第三相位時間Φ 3的時間長度的總和等於第二相位時間Φ 2的時間長度IT。亦即，第一相位時間Φ 1的時間長度以及第三相位時間Φ 3的時間長度IT分別僅為第二相位時間Φ 2的時間長度IT的一半。

在如圖7A所示的亮度對時間的一曲線圖中，光接收器接收的光訊號的亮度隨時間變化形成一曲線。為方便說明，定義此曲線包含第一曲線區段、第二曲線區段、第三曲線區段以及第四曲線區段。

在第一相位時間Φ 1內，如圖7A所示的光發射訊號VCSEL為高準位，指出光發射器在第一相位時間Φ 1內朝檢測物體發射一感測光線，檢測物體反射感測光線，與環境光源發射的環境光線形成一第一光訊號至光接收器。第一光訊號的第一亮度隨第一相位時間Φ 1內的時間變化形成第一曲線區 段，在第一曲線區段覆蓋下的區域形成一第一亮度積分面積A。亦即，第一光訊號的第一亮度對第一相位時間Φ 1積分形成第一亮度積分面積A。

在第二相位時間Φ 2內，如圖7A所示的光發射訊號VCSEL為低準位，指出光發射器不發射任何光線。在此情況下，光發射器僅接收環境光源的一環境光線的第二光訊號。

第二光訊號的第一亮度隨二分之一的第二相位時間Φ 2變化形成第二曲線區段，以及隨接續的二分之一第二相位時間Φ 2變化形成第三曲線區段。在第二曲線區段覆蓋下的區域形成一第二亮度積分面積B。在第三曲線區段覆蓋下的區域形成一第三亮度積分面積C。亦即，在第二相位時間Φ 2內，第二光訊號的第二亮度對時間積分形成第二亮度積分面積B以及第三亮度積分面積C。

在第三相位時間Φ 3內，如圖7A所示的光發射訊號VCSEL為高準位，指出光發射器在第三相位時間Φ 3內朝檢測物體發射一感測光線，檢測物體反射感測光線，與環境光源發射的環境光線形成一第三光訊號至光接收器。第三光訊號的第三亮度隨第三相位時間Φ 3內的時間變化形成第四曲線區段，在第四曲線區段覆蓋下的區域形成一第四亮度積分面積D。亦即，第三光訊號的第三亮度對第三相位時間Φ 3積分形成第四亮度積分面積D。

如圖7B所示，光接收器配置以將第一相位時間Φ 1內的第一亮度積分面積A減去第二相位時間Φ 2內的第二亮度積分面積B和第三亮度積分面積C，並與第三相位時間Φ 3內的第四亮度積分面積D相加，以通過相位相消法，取得第二校正亮度積分面積，其面積大小即為第二校正亮度積分值。

[第六實施例]

請參閱圖8A，其為本發明第六實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間 的曲線的示意圖；圖8B為圖8A的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

如圖8A所示，積分時間訊號PSIT的一積分時間切分出一第一相位時間Φ 1以及一第二相位時間Φ 2。第一相位時間Φ 1進一步切分出彼此不連續的多個第一子相位時間。多個第二相位時間Φ 2進一步切分出彼此不連續的多個第二子相位時間。多個第一子相位時間與多個第二子相位時間交錯。

在本實施例中，第一相位時間Φ 1的時間長度等於第二相位時間Φ 2的時間長度，並且切分出的每個第一子相位時間的時間長度與第二子相位時間的時間長度相同，在此僅舉例說明，本發明不此為限。

如圖8A所示，在第一相位時間Φ 1的每個第一子相位時間內，光發射訊號VCSEL為高準位，指出光發射器朝檢測物體發射一感測光線，檢測物體反射感測光線至光接收器。光接收器接收感測光線與環境光源的環境光線形成的第一光訊號。

相反地，在第二相位時間Φ 2的每個第二子相位時間內，光發射訊號VCSEL為低準位，指出光發射器未發射任何光線。在此情況下，光接收器僅接收環境光線形成的第二光訊號。

在如圖8A所示的亮度對時間的一曲線圖中，光接收器接收的光訊號的亮度隨時間變化形成一曲線。在第一相位時間Φ 1內，第一光訊號的第一亮度對多個第一子相位時間分別積分形成第一亮度積分面積A、第三亮度積分面積C、第五亮度積分面積E以及第七亮度積分面積G。

在第二相位時間Φ 2內，第二光訊號的第二亮度對多個第二子相位時間分別積分形成第二亮度積分面積B、第四亮度積分面積D、第六亮度積分面積F以及第八亮度積分面積H。

如圖8B所示，光接收器將第一亮度積分面積A以及第三亮度積 分面積C、第五亮度積分面積E以及第七亮度積分面積G相加後，與第二亮度積分面積B、第四亮度積分面積D、第六亮度積分面積F以及第八亮度積分面積H之總和相減，以通過相位相消法，消除環境光線的亮度，以取得第一校正亮度積分面積，其面積大小即為第一校正亮度積分值。

[第七實施例]

請參閱圖9A和圖9B，其中圖9A為本發明第七實施例的具切片式積分時間感測機制的接近感測器的積分時間訊號以及光發射訊號的波形以及光訊號對時間的曲線的示意圖；圖9B為圖9A的第一亮度積分面積與第二亮度積分面積相減的示意圖。

相比於如圖7A的實施例，如圖9A的實施例將積分時間訊號PSIT的一積分時間切分出更多相位時間，每個相位時間的時間長度較短，如兩組第一相位時間Φ 1、第二相位時間Φ 2、第三相位時間Φ 3。

在本實施例中，在每一組中，第一相位時間Φ 1的時間長度與第三相位時間Φ 3的時間長度的總和等於第二相位時間Φ 2的時間長度。亦即，第一相位時間Φ 1的時間長度以及第三相位時間Φ 3的時間長度IT分別僅為第二相位時間Φ 2的時間長度IT的一半。

如圖9A所示，在每個第一相位時間Φ 1以及每個第三相位時間Φ 3內，光發射訊號VCSEL為高準位，指出光發射器朝檢測物體發射一感測光線，檢測物體反射感測光線至光接收器。光接收器接收感測光線與環境光源的環境光線形成的第一光訊號。

相反地，在每個第二相位時間Φ 2內，光發射訊號VCSEL為低準位，指出光發射器未發射任何光線。在此情況下，光接收器僅接收環境光線形成的第二光訊號。

在如圖9A所示的亮度對時間的一曲線圖中，光接收器接收的光 訊號的亮度隨時間變化形成一曲線。在第一相位時間Φ 1內，第一光訊號的第一亮度對多個第一子相位時間分別積分形成第一亮度積分面積A、第五亮度積分面積E。在第二相位時間Φ 2內，第二光訊號的第二亮度對多個第二子相位時間分別積分形成第二亮度積分面積B、第三亮度積分面積C、第六亮度積分面積F以及第七亮度積分面積G。在第三相位時間Φ 3內，第三光訊號的第三亮度對多個第三子相位時間分別積分形成第四亮度積分面積D以及第八亮度積分面積H。

如圖9B所示，光接收器將第一亮度積分面積A與第五亮度積分面積E相加，與第二亮度積分面積B、第三亮度積分面積C、第六亮度積分面積F以及第七亮度積分面積G相減，並與第四亮度積分面積D以及第八亮度積分面積H相加，以通過相位相消法，消除環境光線的亮度，以取得第二校正亮度積分面積，其面積大小即為第二校正亮度積分值。這些運算的順序可取決於相位時間的排序。

相比於如圖7B的實施例，如圖9B的實施例的積分時間切分出更多相位時間，更有效地消除環境光線的亮度，以在運算後取得較小的第二校正亮度積分面積。

[第八實施例]

請參閱圖10，其為本發明第八實施例的所述的接近感測器的切片式積分時間感測方法的步驟流程圖。

本實施例的所述的接近感測器的切片式積分時間感測方法包含如圖10所示的步驟S101~S117，適用於如圖7A所述的設於電子裝置的接近感測器，以感測電子裝置與檢測物體之間的距離，具體說明如下。應理解，若有需要，可依據其他實施例例如圖9A和圖9B的實施例的描述，適當地調整步驟內容。

在步驟S101，將一積分時間訊號PSIT指示的一積分時間切分出多個相位時間，例如第一相位時間Φ 1、第二相位時間Φ 2以及第三相位時間Φ 3。

在步驟S103，在第一相位時間Φ 1，接近感測器的光發射器朝檢測物體發射一感測光線。

在步驟S105，在第一相位時間Φ 1，接近感測器的光接收器接收檢測物體反射的感測光線與一環境光線形成的一第一光訊號。

在步驟S107，接近感測器的光接收器取得第一光訊號的第一光亮度對第一相位時間Φ 1積分形成的第一亮度積分值。

在步驟S109，在第二相位時間Φ 2，接近感測器的光接收器接收環境光線的一第二光訊號。

在步驟S111，接近感測器的光接收器第二光訊號的一第二光亮度對第二相位時間Φ 2積分形成的一第二亮度積分值。

在步驟S113，在第三相位時間Φ 3，接近感測器的光接收器接收檢測物體反射的感測光線與一環境光線形成的一第三光訊號。

在步驟S115，接近感測器的光接收器取得第三光訊號的第三光亮度對第三相位時間Φ 3積分形成的第三亮度積分值。

在步驟S117，接近感測器的光接收器將第一亮度積分值與第二亮度積分值相減，並與第三亮度積分值相加，以取得一第二校正亮度積分面積的一第二校正亮度積分值。

[第九實施例]

請參閱圖11，其為本發明第九實施例的所述的接近感測器的切片式積分時間感測方法的步驟流程圖。

本實施例的所述的接近感測器的切片式積分時間感測方法包含 如圖11所示的步驟S201~S219，適用於如圖8A所述的設於電子裝置的接近感測器，以感測電子裝置與檢測物體之間的距離，具體說明如下。應理解，若有需要，可依據其他實施例如圖6A至圖6C的實施例的描述，適當地調整步驟內容。

在步驟S201，將一積分時間訊號PSIT指示的一積分時間切分出第一相位時間Φ 1以及第二相位時間Φ 2。在步驟S203，將第一相位時間Φ 1切分出多個第一子相位時間。在步驟S205，將第二相位時間Φ 2切分出多個第二子相位時間。

在步驟S207，將第一相位時間Φ 1的多個第一子相位時間與第二相位時間Φ 2的多個第二子相位時間交錯。

在步驟S209，在第一相位時間Φ 1的一個第一子相位時間，接近感測器的光接收器接收檢測物體反射的感測光線，與一環境光線形成的一第一光訊號。

在步驟S211，接近感測器的光接收器取得第一光訊號的第一光亮度對第一子相位時間積分形成的第一子亮度積分值。

在步驟S213，在第二相位時間Φ 2的一個第二子相位時間，接近感測器的光接收器接收環境光線的一第二光訊號。

在步驟S215，接近感測器的光接收器第二光訊號的一第二光亮度對第二子相位時間積分形成的一第二子亮度積分值。

在步驟S217，判斷積分時間是否結束。若否，則反覆依序執行步驟S209~S215。若是，則執行步驟S219。

在步驟S219，將第一相位時間Φ 1的所有第一子相位時間內的第一子亮度積分值，與第二相位時間Φ 2的所有第二子相位時間內的第二子亮度積分值相減，以通過相位相消法消除環境光線的光亮度，取得一第一校正亮 度積分面積的第一校正亮度積分值。

[實施例的有益效果]

綜上所述，本發明的有益效果在於，本發明所提供具切片式積分時間感測機制的接近感測器及其感測方法，其將一積分時間切片式地分成多個相位時間，例如兩個、三個或更多相位時間。在特定的相位時間內，光發射器發射光線，光接收器接收檢測物體反射感測光線與環境光線形成的光訊號。在其他相位時間內，光接收器僅接收環境光線的光訊號。最後，將多個相位時間內的光訊號進行運算，以通過相位相消法例如兩相或三相相消法，以最佳化地消除環境光。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Φ1:第一相位時間

Φ2:第二相位時間

Φ3:第三相位時間

PSIT:積分時間訊號

VCSEL:光發射訊號

IT:時間長度

A:第一亮度積分面積

B:第二亮度積分面積

C:第三亮度積分面積

D:第四亮度積分面積

Claims (10)

1. 一種具切片式積分時間感測機制的接近感測器，設於一電子裝置，適用於感測該電子裝置與一檢測物體之間的距離，該具切片式積分時間感測機制的接近感測器包含：一光發射器，配置以在一第一相位時間內朝該檢測物體發射一感測光線，其中一積分時間訊號指示的一積分時間切分出多個相位時間，該多個相位時間包含該第一相位時間以及一第二相位時間；以及一光接收器，相對於該光發射器設置於該感測光線受該檢測物體反射的一路徑上，配置以在該第一相位時間內接收該檢測物體反射的該感測光線與一環境光線形成的一第一光訊號，在該第二相位時間接收該環境光線的一第二光訊號；其中該光接收器配置以將該第一光訊號的一第一亮度對該第一相位時間積分形成的一第一亮度積分值與該第二光訊號的一第二亮度對該第二相位時間積分形成的一第二亮度積分值相減，以通過相位相消法，取得一第一校正亮度積分值。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具切片式積分時間感測機制的接近感測器，其中該多個相位時間的時間長度彼此相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述的具切片式積分時間感測機制的接近感測器，其中該多個相位時間更包含一第三相位時間；其中該光發射器配置以在該第三相位時間內朝該檢測物體發射該感測光線；其中該光接收器配置以在該第三相位時間內接收該檢測物體反射的該感測光線與該環境光線形成的一第三光訊號；以及其中該光接收器配置以將該第一校正亮度積分值與該第三光訊號的一第三亮度對時間積分形成的一第三亮度積分值相加，以取得一第二校正亮度積分值。
4. 如申請專利範圍第3項所述的具切片式積分時間感測機制的接近感測器，其中該第一相位時間與該第三相位時間總合的時間長度等於該第二相位時間的時間長度。
5. 如申請專利範圍第1項所述的具切片式積分時間感測機制的接近感測器，其中該第一相位時間切分出多個第一子相位時間，多個該第二相位時間切分出多個第二子相位時間，該多個第一子相位時間與該多個第二子相位時間交錯。
6. 一種接近感測器的切片式積分時間感測方法，該接近感測器設於一電子裝置，適用於感測該電子裝置與一檢測物體之間的距離，該接近感測器的切片式積分時間感測方法包含以下步驟：將一積分時間訊號指示的一積分時間切分出多個相位時間，該多個相位時間包含一第一相位時間以及一第二相位時間；在該第一相位時間內，朝該檢測物體發射一感測光線；在該第一相位時間內，接收該檢測物體反射的該感測光線與一環境光線形成的一第一光訊號；在該第二相位時間內，接收該環境光線的一第二光訊號；以及將該第一光訊號的一第一亮度對該第一相位時間積分形成的一第一亮度積分值與該第二光訊號的一第二亮度對該第二相位時間積分形成的一第二亮度積分值相減，以通過相位相消法，取得一第一校正亮度積分值。
7. 如申請專利範圍第6項所述的接近感測器的切片式積分時間感測方法，更包含以下步驟：將該積分時間切分出時間長度彼此相同的該多個相位時間。
8. 如申請專利範圍第6項所述的接近感測器的切片式積分時間感測方法，更包含以下步驟：將該積分時間切分出該第一相位時間、該第二相位時間以及一第三相位時間； 在該第三相位時間，朝該檢測物體發射該感測光線；在該第三相位時間，接收該檢測物體反射的該感測光線與該環境光線形成的一第三光訊號；以及將該第一校正亮度積分值與該第三光訊號的一第三亮度對時間積分形成的一第三亮度積分值相加，以取得一第二校正亮度積分值。
9. 如申請專利範圍第8項所述的接近感測器的切片式積分時間感測方法，其中該第一相位時間與該第三相位時間總合的時間長度等於該第二相位時間的時間長度。
10. 如申請專利範圍第6項所述的接近感測器的切片式積分時間感測方法，更包含以下步驟：將該第一相位時間切分出多個第一子相位時間；將多個該第二相位時間切分出多個第二子相位時間；以及將該多個第一子相位時間與該多個第二子相位時間交錯。

Images