用于传感器系统的虚拟检测器技术方案

本公开涉及一种用于传感器系统的虚拟检测器。具体公开了一种接近度和光感测装置，其包括具有位于基板上的光发射器和沿光发射器的与基板相对的一侧定位的光学元件的发光隔间。该装置还包括包含位于基板上的光检测器和沿光检测器的与基板相对的一侧定位的光学元件的光接收隔间。中间壁沿大致与基板垂直的方向延伸且位于发光隔间与光接收隔间之间。该装置还包括位于中间壁的面向光接收隔间的一侧的反射元件，反射元件能够将轴外光束反射到光检测器上，以在光检测器上形成否则在反射器后面形成的虚像的实像。还描述其它的实施例。

【技术实现步骤摘要】
用于传感器系统的虚拟检测器
本专利技术的实施例针对具有更大的传感器视角的光和接近度感测装置。还描述其它的实施例并要求它们的权利。
技术介绍
诸如AppleInc.的多功能装置的便携式手持电子装置在其前面上具有触摸屏，在该前面上有用于电话的听筒扬声器或接收器。当装置在电话呼叫中保持抵靠在用户的耳朵上时，接近度检测器通过使用内置于装置中的红外传感器自动感测该条件，并且基于此关断装置的触摸敏感显示屏。接近度检测器还可自动感测装置然后在什么时候离开用户的耳朵，在这种离开的情况下，触摸屏被重新激活。通过测量红外传感器的发射器和互补检测器的信号实现这一点，这里，发射器传送被附近的对象（例如，用户的头）反射并被检测器拾取的红外信号。较强的接收信号可被检测器解释为意味着对象较近，而较弱的接收信号意味着对象较远。在许多情况下，接近度传感器与感测环境可见光强度的环境光传感器（ALS）组合。环境光检测器处理使用所感测的可见光强度以例如调整触摸屏显示照明。ALS应具有比接近度传感器大的视场（FOV），使得来自所有不同方向的光可被检测。但是，当接近度感测装置和ALS装置被非常近地封装在一起时，ALS的视场可能必须限于接近度感测装置的视场。
技术实现思路
本专利技术的实施例针对具有更大的视场的光和接近度感测装置。接近度和光感测装置可包括具有位于基板上的光发射器和沿光发射器的与基板相对的一侧定位的光学元件的发光隔间。还可设置包含位于基板上的光检测器和沿光检测器的与基板相对的一侧定位的与通向检测器的光路对准的光学元件的光接收隔间。中间壁沿基本上与基板垂直的方向延伸，并且位于发光隔间与光接收隔间之间以防止发射器与检测器之间的串话。为了增加视场，该装置还包含反射元件。反射元件可位于中间壁的面向光接收隔间的一侧。反射元件可以是能够将轴外光束反射到光检测器上以在光检测器上形成否则在反射器后面形成的虚像的实像的镜面反射器。以上的
技术实现思路
不包括本专利技术的所有方面的详尽的列表。可以设想，本专利技术包含可从以上概述的各种方面的所有适当的组合实施的所有系统和方法以及在以下的具体实施方式中公开并且在通过本申请提交的权利要求中具体指出的那些。这些组合具有没有在以上的
技术实现思路
中具体陈述的特定的优点。附图说明在类似的附图标记表示类似的要素的附图中，作为例子而不是限制示出实施例。应当注意，在本公开中提到的“一种”或“一个”实施例未必指的是同一实施例，并且，它们意味着至少一个。图1A是感测装置的一个实施例的断面侧视图。图1B是图1A的感测装置的一个方面的断面侧视图。图2是感测装置的一个实施例的虚拟检测方面的断面侧视图。图3是具有更大的视角的感测装置的一个实施例的断面侧视图。图4是其中可实现感测装置的实施例的手持装置的透视图。图5是其中可实现感测装置的实施例的系统的框图。具体实施方式在本部分中，参照附图解释本专利技术的几个优选实施例。每当在实施例中描述的部分的形状、相对位置和其它方面没有被清楚限定时，本专利技术的范围不仅仅限于示出的部分，这些部分仅是出于解释的目的。并且，虽然大量的细节被阐述，但可以理解，可以在没有这些细节的情况下实施本专利技术的一些实施例。在其它的情况下，公知的结构和技术没有被详细示出以避免混淆本说明书的理解。图1A是感测装置的一个实施例的断面侧视图。在一个实施例中，感测装置100可以是接近度和光感测装置。在这一方面，感测装置100可被用于检测物体到装置的接近度以及检测装置周围的环境光的强度。本实施例的一个实现可使用红外（IR）光的发射器和IR光的检测器以感测接近度（当感测来自发射器的IR光时）。检测器还可感测来自发射器以外的来源的光以提供ALS功能。例如，检测器可感测环境内的可见光的强度，这些可见光诸如来自太阳或其它室内/户外照明源（例如，灯泡）。基于感测的光的强度，在其中实现感测装置100的装置可改变其操作（例如，显示屏功能和/或照明）。虽然这里描述了接近度和光感测装置，但是，可以设想，在一些实施例中，装置100不一定必须具有两种功能。在示出的实施例中，感测装置100包含发射器102和检测器104。发射器102可产生并发射例如上述的红外（IR）频带中的光。例如，发射器102可以是诸如发光二极管（LED）的半导体光源。检测器104可被配置为检测从发射器102以及感测装置100外面的周围环境发射的光的强度的变化。在这一方面，检测器104可用作环境光检测器以及接近度检测器。作为代表，检测器104可以是能够感测IR和环境光并将其转换成可然后通过在其中实现它的装置处理的电流或电压的光电二极管或其它类型的光电检测器。检测器104可以是单个检测器，或者可包含多于一个检测器，例如，被配置为检测环境光的一个检测器和被配置为检测IR光的另一检测器。可在在基板112上形成的第一隔间106内在基板112的一部分内安装或形成发射器102。可在第二隔间108内在基板112的一部分内安装或形成检测器104。在一个实施例中，基板112是印刷电路板（PCB），该印刷电路板具有设置在其上面的印迹、导线接合焊盘和/或通路，以辅助发射器102和检测器104与在其中实现感测装置100的电子装置之间的电信号的传送。发射器102也可与接近度传感器电路144电气耦合，并且检测器102可与接近度传感器电路140和ALS电路142两者电气耦合。电路可以是允许与发射器102和/或检测器104相关的信号被电子装置使用以改变其操作（例如，关断显示屏）的信号处理电路。第一和第二隔间106、108可在中间壁110的相对的两侧上形成。中间壁110从基板112延伸并且防止发射器102与检测器104之间的串话。串话指的是，来自发射器的杂散光被检测器检测，由此导致模仿真实接近度或物体检测信号的不希望的错误信号。因此，中间壁110可由能够阻挡来自检测器的发射器杂散信号的任意类型的材料制成，例如，由陶瓷、金属、聚酰亚胺或对IR光不透明的其它类似的材料制成。感测装置100还可包含光学元件118和光学元件120。光学元件118、120可以是装配于在隔间106、108中的每一个的顶壁内形成的开口114、116内的透镜。光学元件118位于发射器102上，使得从发射器102发射的光通过光学元件118到达周围环境。光学元件120位于检测器104上，使得从附近物体反射出去的来自发射器102的光以及来自环境的环境光通过光学元件102到达检测器104。各光学元件118、120可被配置为沿希望的方向透镜和折射到来或出去的光。例如，在一些实施例中，光学元件118、120可以是可集中透射光并因此增加聚焦于附近的物体或检测器104上的光量的鼓形透镜。在接近度检测的情况下，这是特别有利的，因为这可增加接近度检测距离。但应理解，虽然这里公开了示例性的光学元件，但是这些特征是任选的，并且可在一些实施例中被省略。在一些实施例中，窗口122还可位于发射器102和检测器104上。窗口122可由透明或半透明材料形成，使得它基本上不改变感测装置100的光学特性。窗口122可以是感测装置100的一部分，或者形成为在其中实现感测装置100的便携式电子装置的一部分。返回感测装置100的光和接近度检测功能，在环境光传感器的情况下，希望传感器能够感测或检测来自所有不同方向的到来的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接近度和光感测装置，包括：发光隔间，具有位于基板上的用于接近度感测的光发射器、和沿光发射器的与基板相对的一侧定位的光学元件；光接收隔间，具有位于基板上的光检测器、和沿光检测器的与基板相对的一侧定位的光学元件；沿基本上与基板垂直的方向延伸的中间壁，所述中间壁位于发光隔间与光接收隔间之间；和位于中间壁的面向光接收隔间的一侧的反射元件，所述反射元件能够将轴外光束反射到光检测器上，以在光检测器上形成否则会在反射器后面形成的虚像的实像。

【技术特征摘要】
2012.09.11 US 13/610,6071.一种接近度和光感测装置，包括：发光隔间，具有位于基板上的用于接近度感测的光发射器、和沿光发射器的与基板相对的一侧定位的光学元件；光接收隔间，具有位于基板上的光检测器、和沿光检测器的与基板相对的一侧定位的光学元件，其中，光检测器被配置成检测从光发射器发射的红外(IR)光和来自环境光源的可见光；沿基本上与基板垂直的方向延伸的中间壁，所述中间壁位于发光隔间与光接收隔间之间；和位于中间壁的面向光接收隔间的一侧的反射元件，所述反射元件能够将来自第一方向的轴外光束反射到光检测器上，以在光检测器上形成否则会在反射元件后面形成的虚像的实像，并且其中所述光检测器从中间壁延伸至光接收隔间的相对侧以允许来自与第一方向相反的第二方向的轴外光束的检测，而无需从反射元件反射来自第二方向的轴外光束。2.根据权利要求1的装置，其中，反射元件具有大致平坦的反射表面，所述反射表面被限定至中间壁的区域并且仅沿光检测器的一侧。3.根据权利要求1的装置，其中，反射元件是安装于中间壁上的大致平坦的模制金属件。4.根据权利要求1的装置，其中，中间壁是金属结构，并且反射元件是该金属结构的化学抛光部分。5.根据权利要求1的装置，其中，反射元件是镜面反射器。6.根据权利要求1的装置，其中，反射元件能够在5度的圆锥内镜面反射来自第一方向的轴外光束的至少80％。7.根据权利要求1的装置，其中，来自第一方向的轴外光束关于光学元件的光轴离轴至少30度。8.一种接近度和光感测装置，包括：位于基板上的光发射器，所述光发射器被配置成发射红外(IR)光束；位于基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·鲁，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US