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TWI717842B - 具數位校正電路的光學趨近感測器及其數位校正方法 - Google Patents

具數位校正電路的光學趨近感測器及其數位校正方法 Download PDF

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TWI717842B
TWI717842B TW108133666A TW108133666A TWI717842B TW I717842 B TWI717842 B TW I717842B TW 108133666 A TW108133666 A TW 108133666A TW 108133666 A TW108133666 A TW 108133666A TW I717842 B TWI717842 B TW I717842B
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陳璟泯
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茂達電子股份有限公司
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Abstract

本發明公開一種具數位校正電路的光學趨近感測器及其數位校正方法。在測試模式下，光發射器發射的測試光線經電子裝置的覆蓋物反射第一反射類比訊號至光接收器。數位校正電路計數第一反射數位訊號的第一脈波數量。在校正模式下，光發射器發射的光線穿過覆蓋物至檢測物體，反射第二反射類比訊號至光接收器。數位校正電路計數第二反射數位訊號的脈波數量，當計數到第一脈波數量時，清除第一脈波數量後，開始計數第二脈波數量。

Description

具數位校正電路的光學趨近感測器及其數位校正方法
本發明涉及一種光學趨近感測器，特別是涉及一種具數位校正電路的光學趨近感測器及其數位校正方法。
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數位校正電路的光學趨近感測器，設於電子裝置內。電子裝置包含覆蓋物。覆蓋物在具數位校正電路的光學趨近感測器以及檢測物體之間。具數位校正電路的光學趨近感測器包含光感測電路、類比數位轉換電路以及數位校正電路。光感測電路包含光發射器以及光接收器。在測試模式下，光發射器的測試光線入射至覆蓋物，覆蓋物反射測試光線形成第一反射類比訊號至光接收器。在校正模式下，光發射器發射一光線穿過覆蓋物並通過覆蓋物反射至檢測物體，檢測物體反射光線形成一第二反射類比訊號至光接收器。類比數位轉換電路連接光接收器。在測試模式下，類比數位轉換電路轉換第一反射類比訊號為第一反射數位訊號。在校正模式下，類比數位轉換電路轉換第二反射類比訊號為第二反射數位訊號。數位校正電路連接類比數位轉換電路。在測試模式下，數位校正電路計數第一反射數位訊號的第一脈波數量。在校正模式下，數位校正電路計數第二反射數位訊號的脈波數量的過程中，當計數到第一脈波數量時，清除第一脈波數量後，開始計數第二脈波數量。
在一態樣中，類比數位轉換電路包含比較器，比較器的第一輸入端以及第二輸入端分別連接電容以及參考電壓源。第一反射類比訊號的電流充電電容至具有一第一電容電壓。比較器比較第一電容電壓與參考電壓源的一參考電壓，以輸出第一反射數位訊號。第二反射類比訊號的電流充電電容至具有第二電容電壓。比較器比較第二電容電壓與參考電壓，以輸出第二反射數位訊號。
在一態樣中，在漏電流檢測模式下，類比數位轉換電路將具數位校正電路的光學趨近感測器的漏電流類比訊號轉換成漏電流數位訊號，數位校正電路計數漏電流數位訊號的第三脈波數量。在校正模式下，數位校正電路在計數第二反射數位訊號的脈波數量的過程中，清除計數到的第三脈波數量以及第一脈波數量後，開始計數第二脈波數量。
在一態樣中，類比數位轉換電路包含比較器，比較器的第一輸入端以及第二輸入端分別連接電容以及參考電壓源。漏電流類比訊號的電流流至電容，使電容具有漏電流電容電壓。比較器比較漏電流電容電壓與參考電壓源的參考電壓，以輸出漏電流數位訊號。
在一態樣中，數位校正電路更包含開關元件。開關元件的第一端連接第一輸入端。開關元件的第二端接地。開關元件的控制端連接比較器的輸出端。
另外，本發明提供一種光學趨近感測器的數位校正方法，光學趨近感測器設於電子裝置內。電子裝置包含覆蓋物。覆蓋物在具數位校正電路的光學趨近感測器以及檢測物體之間。光學趨近感測器的數位校正方法包含以下步驟：在測試模式下，利用光感測電路的光發射器發射測試光線至覆蓋物，覆蓋物反射測試光線形成第一反射類比訊號入射至光感測電路的光接收器；在測試模式下，利用類比數位轉換電路，轉換第一反射類比訊號為第一反射數位訊號；在測試模式下，利用數位校正電路，計數第一反射類比訊號的第一脈波數量；在校正模式下，光發射器發射光線穿過覆蓋物並通過覆蓋物反射至檢測物體，檢測物體反射光線形成第二反射類比訊號至光接收器；在校正模式下，利用類比數位轉換電路，轉換第二反射類比訊號為第二反射數位訊號；在校正模式下，利用數位校正電路，開始計數第二反射數位訊號的脈波數量；以及在校正模式下，利用數位校正電路計數第二反射數位訊號的脈波數量的過程中，計數到第一脈波數量時，清除第一脈波數量，接著開始計數第二脈波數量。
在一態樣中，所述光學趨近感測器的數位校正方法更包含以下步驟：利用第一反射類比訊號的電流，充電一電容至具有第一電容電壓；利用類比數位轉換電路的比較器，比較第一電容電壓與參考電壓源的參考電壓以輸出第一反射數位訊號；利用第二反射類比訊號的電流，充電電容至具有第二電容電壓；以及利用比較器比較第二電容電壓與參考電壓，以輸出第二反射數位訊號。
在一態樣中，所述光學趨近感測器的數位校正方法更包含以下步驟：利用開關元件，通過第一反射數位訊號導通時，將比較器的一輸入端從第一電容電壓降為零值；以及利用開關元件，通過第二反射數位訊號導通時，將比較器的一輸入端從第二電容電壓降為零值。
在一態樣中，所述光學趨近感測器的數位校正方法更包含以下步驟：在漏電流檢測模式下，利用類比數位轉換電路將具數位校正電路的光學趨近感測器的漏電流類比訊號轉換成漏電流數位訊號；在漏電流檢測模式下，利用數位校正電路計數漏電流數位訊號的第三脈波數量；以及在校正模式下，利用數位校正電路清除計數到的第一脈波數量以及第三脈波數量後，開始計數第二脈波數量。
在一態樣中，所述光學趨近感測器的數位校正方法更包含以下步驟：利用漏電流類比訊號的電流流至電容，使電容具有漏電流電容電壓；以及利用類比數位轉換電路的比較器，比較漏電流電容電壓與參考電壓源的參考電壓，以輸出漏電流數位訊號。
在一態樣中，所述光學趨近感測器的數位校正方法更包含以下步驟：利用開關元件，通過漏電流數位訊號導通時，將比較器的一輸入端從漏電流電容電壓降為零值。
如上所述，本發明提供具數位校正電路的光學趨近感測器及其數位校正方法，其取得光學趨近感測器電路的漏電流校正碼以及電子裝置的覆蓋物反射光發射器發射的光線而產生的反射校正碼，經由數位校正機制完全消除漏電流以及系統覆蓋物反射光能導致的偏差值。本發明的數位校正電路取代現有減法器的使用，不僅可節省減法器占用的面積，更可藉由清除的方式，有效解決現有使用減法器直接減去偏差值，導致無法感測到最大值的問題。
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。
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，其中圖1為本發明第一實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器的電路布局圖。
如圖1所示，本實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器光感測電路、類比數位轉換電路ADC以及數位校正電路DCC，其中光感測電路包含光發射器TX以及光接收器RX。類比數位轉換電路ADC連接光接收器RX以及數位校正電路DCC。本實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器裝設於電子裝置例如手機內，電子裝置包含覆蓋物例如玻璃基板等。
實務上，在非理想的情況下，無論光發射器TX是否發射光線，本實施例的光學趨近感測器運作時存在漏電流，如本文所用，表示為漏電流類比訊號。本實施例的光學趨近感測器採用數位校正機制。因此，首先，在漏電流檢測模式下，光發射器TX不發射任何光線，光接收器RX不會接收到物體OB反射光線產生的電流。在此情況下，類比數位轉換電路ADC僅接收到漏電流類比訊號，將接收到的漏電流類比訊號轉換成漏電流數位訊號。
數位校正電路DCC(的計數器)計數從類比數位轉換電路ADC接收到的漏電流數位訊號的脈波數量，如本文所用，表示為第三脈波數量，作為一漏電流校正碼，包含在校正碼CD中。
因此，在測試模式下，進行電子裝置的覆蓋物反射一測試光線的測試。時控器TC連接第二開關SW2的控制端，以控制第二開關SW2在一預定時間內導通，以允許第一電流源CUS1提供的一第一電流通過第二開關SW2流至光發射器TX，以供光發射器TX運作所需。光發射器TX朝檢測物體OB的方向發射一測試光線，此測試光線經電子裝置的覆蓋物反射後，形成一第一反射類比訊號，至光接收器RX。
第二電流源CUS2可提供一第二電流至光接收器RX，以供光接收器RX運作所需。當光接收器RX接收到電子裝置的覆蓋物反射形成的第一反射類比訊號，傳輸此第一反射類比訊號至類比數位轉換電路ADC。類比數位轉換電路ADC將第一反射類比訊號轉換為一第一反射數位訊號，輸出至數位校正電路DCC。數位校正電路DCC計數第一反射數位訊號的脈波數量。
值得注意的是，漏電流存在光學趨近感測器中，故計數到的第一反射數位訊號的脈波數量包含漏電流數位訊號的一第三脈波數量以及覆蓋物反射測試光線形成的一第一脈波數量。因此，數位校正電路DCC將計數到的第一反射數位訊號的脈波數量扣除第三脈波數量後，取得第一脈波數量作為一反射校正碼，包含在校正碼CD中。
在測試模式下取得校正碼CD之後，本實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器進入校正模式。
在校正模式下，檢測物體OB靠近電子裝置。本實施例的光學趨近感測器適用於感測電子裝置以及檢測物體OB之間的距離。電子裝置的覆蓋物位於光學趨近感測器以及檢測物體OB之間。因此，當光發射器TX朝檢測物體OB發射一光線時，光線將先入射至電子裝置的覆蓋物，穿過覆蓋物後，接著經由覆蓋物反射至檢測物體OB，最後檢測物體OB反射光線形成一第二反射類比訊號L2至光接收器RX。
在校正模式下，光接收器RX將接收到的第二反射類比訊號L2傳輸至類比數位轉換電路ADC。類比數位轉換電路ADC將第二反射類比訊號L2轉換為一第二反射數位訊號。數位校正電路DCC計數從類比數位轉換電路ADC接收的第二反射數位訊號的脈波數量。
值得注意的是，在光線入射至檢測物體OB之前，光線將先被電子裝置的覆蓋物反射，例如玻璃基板的鏡面反射。因此，上述第二反射類比訊號L2包含一漏電流類比訊號、光線僅經覆蓋物反射形成的一第一反射類比訊號，以及光線僅經檢測物體OB反射形成的一物體反射類比訊號。其結果為，第二反射類比訊號L2的脈波數量包含漏電流類比訊號的第三脈波數量、第一反射類比訊號的第一脈波數量，以及物體反射類比訊號的第二脈波數量。
在實作上，光學趨近感測器依據光發射器發射的光線，被檢測物體OB反射回光接收器的光線的強度，來判斷電子裝置與檢測物體OB相隔的距離。計數到的第二反射數位訊號的脈波數量與僅需取得第二脈波數量之間具有一偏差值。因此，若欲精準地判斷電子裝置與檢測物體OB相隔的距離，需對計數到的第二反射數位訊號的脈波數量進行校正。
為了解決此問題，現有校正電路採用類比補償技術進行校正，但將待校正的數位訊號轉為類比訊號的過程中將可能有轉換的誤差，導致無法補償完整的偏差值。因此，本實施例提供具數位校正電路的光學趨近感測器，以改善現有技術的缺失中，具體說明如下。
在校正模式下，數位校正電路DCC取得前述漏電流校正碼即第三脈波數量以及反射校正碼即第一脈波數量。在數位校正電路DCC計數第二反射數位訊號的脈波數量的過程中，當數位校正電路DCC計數到第三脈波數量時，依據漏電流校正碼，清除計數到的第三脈波數量，以完成第一次校正。
在清除第三脈波數量後，數位校正電路DCC重新開始計數第二反射數位訊號的脈波數量。在重新計數的過程中，當數位校正電路DCC計數到第一脈波數量時，依據反射校正碼，清除計數到的第一脈波數量，以完成第二次校正。
最後，在清除第一脈波數量後，數位校正電路DCC重新開始計數第二反射數位訊號的脈波數量。此時，計數到的第二反射數位訊號的脈波數量等於物體反射類比訊號的第二脈波數量。
請參閱圖2~圖4和圖8，其中圖2~圖4分別為本發明第二實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器在漏電流檢測模式下、在測試模式下以及在校正模式下的電路布局圖；圖8為本發明第二實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器的訊號波形圖。
如圖2~圖4所示，本實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器包含光發射器TX、光接收器RX、類比數位轉換電路以及數位校正電路DCC。
不同於第一實施例，本實施例的類比數位轉換電路包含比較器CMP。比較器CMP的一第一輸入端例如非反相輸入端連接電容C，電容C連接電流鏡MR。電流鏡MR連接光接收器RX。比較器CMP的一第二輸入端例如反相輸入端連接參考電壓源。比較器CMP的輸出端連接數位校正電路DCC。
首先，如圖2所示，在漏電流檢測模式下，光發射器TX並未發射任何光線。在此情況下，僅有光學趨近感測器的一漏電流類比訊號的電流流ILK至電容C。比較器CMP的第一輸入端取得電容C的一漏電流電容電壓VAK，比較器CMP的第二輸入端從參考電壓源接收一參考電壓VREF。
比較器CMP比較一漏電流電容電壓VAK與參考電壓VREF，以輸出一漏電流數位訊號CMPOK。舉例而言，當比較器CMP比較電容C的一漏電流電容電壓VAK大於參考電壓VREF時，輸出高準位的漏電流數位訊號CMPOK，即產生的漏電流數位訊號CMPOK具有一脈波。
數位校正電路DCC可更包含開關元件SW1。開關元件SW1的第一端連接比較器CMP的第一輸入端。開關元件SW1的第二端接地。開關元件SW1的控制端連接比較器CMP的輸出端。
在比較器CMP輸出高準位的漏電流數位訊號CMPOK至數位校正電路DCC時或之後，高準位的漏電流數位訊號CMPOK導通第一開關SW1，以將比較器CMP的第一輸入端接地，使比較器CMP的第一輸入端的電壓從一漏電流電容電壓VAK降為零值。直到下次比較器CMP再次比較電容C的漏電流電容電壓VAK大於參考電壓VREF時，產生下一脈波。
數位校正電路DCC計數漏電流數位訊號CMPOK的一第三脈波數量，作為漏電流校正碼LKGCD。本實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器可更包含儲存電路ST，可配置以儲存漏電流校正碼LKGCD。
在如圖2所示取得漏電流校正碼LKGCD之後，本實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器，進入測試模式。
如圖3所示，在測試模式下，光發射器TX朝電子裝置的覆蓋物CV發射光線，光線經覆蓋物CV反射形成一第一反射類比訊號L1至光接收器RX。此時，光接收器RX所接收的電流IRX1等於第一反射類比訊號L1的電流，此電流IRX1經電流鏡MR放大倍數G倍後流至電容C，其中G為可設定的一任意數值。
應理解，如圖3所示的電容C的充電電流ICH1等於倍數G倍的第一反射類比訊號L1的電流IRX1與漏電流類比訊號的電流ILK的總和。充電電流ICH1流至電容C，以充電電容C至具有一第一電容電壓VA1。比較器CMP比較第一電容電壓VA1與參考電壓VREF，以輸出一第一反射數位訊號CMPO1。
數位校正電路DCC依據漏電流校正碼LKGCD，將計數到的第一反射數位訊號CMPO1的脈波數量扣除漏電流數位訊號CMPOK的第三脈波數量，以取得第一脈波數量作為反射校正碼RFLCD。數位校正電路DCC可儲存反射校正碼RFLCD，或輸出反射校正碼RFLCD至儲存電路ST儲存。
在如圖2、圖3所示取得漏電流校正碼LKGCD以及反射校正碼RFLCD之後，本實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器，進入校正模式。
如圖4所示，在校正模式下，光發射器TX發射光線入射至電子裝置EL的覆蓋物CV，穿過覆蓋物CV並經覆蓋物CV反射至檢測物體OB，接著覆蓋物CV反射光線形成第二反射類比訊號L2至光接收器RX。電容C的充電電流ICH2由倍數G倍的第二反射類比訊號L2的電流IRX2與漏電流類比訊號的電流ILK組成，如下第一公式表示：
Figure 02_image001
， 其中，ICH2代表如圖4所示的電容C的充電電流，IRX2代表第二反射類比訊號L2的電流，G代表電流鏡MR放大電流IRX2的倍數，ILK代表漏電流類比訊號的電流。
比較器CMP比較電容C的第二電容電壓VA2與參考電壓VREF，以輸出第二反射數位訊號CMPO2。第二反射數位訊號CMPO2從0轉態為1的時間，由下第二公式表示：
Figure 02_image003
， 其中，t代表第二反射數位訊號CMPO2從0轉態為1的時間，C代表如圖4所示的電容C的電容值，VREF代表參考電壓，ICH2代表如圖4所示的電容C的充電電流。
為方便說明，假設G=1，並將第一公式代入第二公式，產生如下第三公式：
Figure 02_image005
， 其中，t代表第二反射數位訊號CMPO2從0轉態為1的時間，C代表如圖4所示的電容C的電容值，VREF代表參考電壓，IRX2代表第二反射類比訊號L2的電流，IRX1代表光反射器TX發射的光線僅經覆蓋物CV反射形成的一第一反射類比訊號L1的電流，IL2代表光反射器TX發射的光線僅經檢測物體OB反射形成的一物體反射類比訊號的電流，ILK代表漏電流類比訊號的電流。
數位校正電路DCC所計數的脈波數量，與上方的第三公式的第二反射數位訊號CMPO2從0轉態為1的時間t相關聯，此時間t與第一公式、第三公式的充電電流ICH2成反比。數位校正電路DCC所計數的脈波數量由物體反射類比訊號的電流IL2的第二脈波數量、第一反射類比訊號L1的電流IRX1的第一脈波數量，以及漏電流類比訊號的電流ILK的第三脈波數量組成。
為精準地檢測檢測物體OB與電子裝置相隔的距離，數位校正電路DCC僅需計數第二脈波數量，而不計數第一脈波數量以及第三脈波數量。因此，數位校正電路DCC需校正計數到第二反射數位訊號CMPO2的脈波數量。
然而，現有光學趨近感測器是使用減法器進行校正。若第二反射數位訊號的脈波數量為滿刻度，使用減法器將計數後的第二反射數位訊號的脈波數量直接減去第一脈波數量以及第三脈波數量，取得的第二脈波數量將不會到達滿刻度，與滿刻度之間具有一感測偏差值。為解決此問題，本實施例提出的光學趨近感測器，利用數位校正電路取代減法器，具體說明如下。
如圖8所示的積分時間訊號INGT於高準位時，如圖4所示的充電電流ICH2對電容C進行充電。如圖8所示，每次電容C的第二電容電壓VA2充電至大於參考電壓VREF時，比較器CMP輸出的第二反射數位訊號CMPO2中產生一脈波。
如圖8所示的計數訊號CMPCT代表數位校正電路DCC計數的第二反射數位訊號CMPO2的脈波數量。數位校正電路DCC取得校正碼CD，包含漏電流校正碼LKGCD以及反射校正碼RFLCD。
在充電電流ICH2充電電容C的過程中，當數位校正電路DCC計數到的脈波數量等於漏電流校正碼LKGCD例如3時，數位校正電路DCC清除計數到的漏電流校正碼LKGCD例如3，即將計數數量歸零。在清除漏電流校正碼LKGCD後，數位校正電路DCC重新計數。接著，當數位校正電路DCC計數到的脈波數量等於反射校正碼RFLCD例如100時，再次將計數數量歸零。
在依序清除漏電流校正碼LKGCD以及反射校正碼RFLCD之後，數位校正電路DCC重新開始計數，此時計數到的第二反射數位訊號CMPO2的脈波數量例如N+1個，等於光線僅經檢測物體OB反射形成的一物體反射類比訊號的脈波數量例如N+1個。如此，完成第二反射數位訊號CMPO2的脈波數量的校正。
請參閱圖5，其為本發明第二實施例的光學趨近感測器的數位校正方法的取得漏電流校正碼的步驟流程圖。
本實施例的光學趨近感測器的數位校正方法包含如圖5所示的步驟S101~S113，使用如圖2所示的具數位校正電路的光學趨近感測器，取得漏電流校正碼，具體說明如下。
在步驟S101，進入漏電流檢測模式。
在步驟S103，光學趨近感測器的漏電流流至電容C。
在步驟S105，比較器CMP取得電容C的一漏電流電容電壓VAK。
在步驟S107，比較器CMP判斷漏電流電容電壓VAK是否大於參考電壓VREF。若否，再次執行步驟S105。若是，比較器CMP輸出一脈波，並執行下一步驟S109。
在步驟S109，數位校正電路DCC計數漏電流電容電壓VAK上升至大於參考電壓VREF的次數，以計數比較器CMP輸出的脈波數量。
在步驟S111，數位校正電路DCC將步驟S109計數到的脈波數量作為漏電流校正碼LKGCD。
在步驟S113，數位校正電路DCC儲存漏電流校正碼LKGCD，或輸出至儲存電路ST儲存。
請參閱圖6，其為本發明第二實施例的光學趨近感測器的數位校正方法的取得反射校正碼的步驟流程圖。
本實施例的光學趨近感測器的數位校正方法包含如圖6所示的步驟S201~S215，使用如圖3所示的具數位校正電路的光學趨近感測器，取得反射校正碼，具體說明如下。
在步驟S201，進入測試模式。
在步驟S203，光發射器TX朝覆蓋物CV發射光線。
在步驟S205，電子裝置EL的覆蓋物CV反射光發射器TX的光線至光接收器RX，光接收器RX接收的電流IRX1經電流鏡MR放大倍數G倍後產生充電電流ICH1與漏電流流至電容C，以對電容C進行充電。
在步驟S207，比較器CMP取得電容C的一第一電容電壓VA1。
在步驟S209，比較器CMP判斷第一電容電壓VA1是否大於參考電壓VREF。若否，再次執行步驟S207。若是，比較器CMP輸出一脈波，並執行下一步驟S211。
在步驟S211，數位校正電路DCC計數第一電容電壓VA1上升至大於參考電壓VREF的次數，以計數比較器CMP輸出的脈波數量。
在步驟S213，數位校正電路DCC將步驟S211計數到的脈波數量，扣除漏電流校正碼LKGCD後，作為反射校正碼RFLCD。
在步驟S215，數位校正電路DCC儲存反射校正碼RFLCD，或輸出至儲存電路ST儲存。
請參閱圖7，其為本發明第二實施例的光學趨近感測器的數位校正方法的取得經校正的脈波數量的步驟流程圖。
本實施例的光學趨近感測器的數位校正方法包含如圖7所示的步驟S301~S327，結合如圖5所示的步驟S101~S113、如圖6所示的步驟S201~S215，使用如圖3所示的具數位校正電路的光學趨近感測器，取得經校正的脈波數量，具體說明如下。
在步驟S301，進入校正模式。
在步驟S303，取得步驟S113的漏電流校正碼LKGCD以及步驟S215的反射校正碼RFLCD。
在步驟S305，光發射器TX朝檢測物體OB發射光線。
在步驟S307，光發射器TX的光線穿過電子裝置EL的覆蓋物CV，並經覆蓋物CV反射至檢測物體OB。
在步驟S309，檢測物體OB反射光線至光接收器RX，光接收器RX接收的電流IRX2經電流鏡MR放大倍數G倍後與漏電流匯合成一充電電流ICH2流至電容C，以對電容C進行充電。
在步驟S311，比較器CMP取得電容C的一第二電容電壓VA2。
在步驟S313，比較器CMP判斷第二電容電壓VA2是否大於參考電壓VREF。若否，再次執行步驟S311。若是，比較器CMP輸出一脈波，並執行下一步驟S315。
在步驟S315，數位校正電路DCC計數脈波數量。
在步驟S317，數位校正電路DCC判斷目前計數的脈波數量是否到達漏電流校正碼LKGCD。若否，持續執行步驟S315。若是，執行步驟S319。
在步驟S319，數位校正電路DCC清除目前計數到的與漏電流校正碼LKGCD相同的脈波數量。
在步驟S321，數位校正電路DCC計數脈波數量。
在步驟S323，數位校正電路DCC判斷目前計數的脈波數量是否到達反射校正碼RFLCD。若否，持續執行步驟S321。若是，執行步驟S325。
在步驟S325，數位校正電路DCC清除目前計數到的與反射校正碼RFLCD相同的脈波數量。
在步驟S327，數位校正電路DCC計數光線僅經檢測物體OB反射形成的脈波數量，此脈波數量已經由步驟S319、步驟S325校正。
[實施例的有益效果]
綜上所述，本發明的有益效果在於，本發明提供具數位校正電路的光學趨近感測器及其數位校正方法，其取得光學趨近感測器電路的漏電流校正碼以及電子裝置的覆蓋物反射光發射器發射的光線而產生的反射校正碼，經由數位校正機制完全消除漏電流以及系統覆蓋物反射光能導致的偏差值。本發明的數位校正電路取代現有減法器的使用，不僅可節省減法器占用的面積，更可藉由清除的方式，有效解決現有使用減法器直接減去偏差值，導致無法感測到最大值的問題。
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。
TX:光發射器 RX:光接收器 L2:第二反射類比訊號 TC:時控器 CUS1:第一電流源 CUS2:第二電流源 SW2:第二開關 ADC:類比數位轉換電路 DCC:數位校正電路 ST:儲存電路 CD:校正碼 OB:檢測物體 SW1:第一開關 MR:電流鏡 G:倍數 C:電容 ILK:電流 CMP:比較器 VAK:漏電流電容電壓 VREF:參考電壓 CMPOK:漏電流數位訊號 LKGCD:漏電流校正碼 L1:第一反射類比訊號 IRX1:電流 ICH1:充電電流 VA1:第一電容電壓 CMPO1:第一反射數位訊號 RFLCD:反射校正碼 CV:覆蓋物 IRX2:電流 VA2:第二電容電壓 ICH2:充電電流 CMPO2:第二反射數位訊號 INGT:積分時間訊號 CMPCT:計數訊號 S101~S113、S201~S215、S301~S327:步驟
圖1為本發明第一實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器的電路布局圖。
圖2為本發明第二實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器在漏電流檢測模式下的電路布局圖。
圖3為本發明第二實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器在測試模式下的電路布局圖。
圖4為本發明第二實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器在校正模式下的電路布局圖。
圖5為本發明第二實施例的光學趨近感測器的數位校正方法的取得漏電流校正碼的步驟流程圖。
圖6為本發明第二實施例的光學趨近感測器的數位校正方法的取得反射校正碼的步驟流程圖。
圖7為本發明第二實施例的光學趨近感測器的數位校正方法的取得經校正的脈波數量的步驟流程圖。
圖8為本發明第二實施例的具數位校正電路的光學趨近感測器的訊號波形圖。
TX:光發射器
RX:光接收器
L2:第二反射類比訊號
TC:時控器
CUS1:第一電流源
SW2:第二開關
DCC:數位校正電路
ST:儲存電路
CD:校正碼
OB:檢測物體
SW1:第一開關
MR:電流鏡
G:倍數
C:電容
CMP:比較器
VREF:參考電壓
L1:第一反射類比訊號
CV:覆蓋物
IRX2:電流
VA2:第二電容電壓
ICH2:充電電流
CMPO2:第二反射數位訊號

Claims (11)

  1. 一種具數位校正電路的光學趨近感測器，設於一電子裝置內，該電子裝置包含一覆蓋物，該覆蓋物在該具數位校正電路的光學趨近感測器以及一檢測物體之間，該具數位校正電路的光學趨近感測器包含：一光感測電路，包含一光發射器以及一光接收器，在一測試模式下，該光發射器的一測試光線入射至該覆蓋物，該覆蓋物反射該測試光線形成一第一反射類比訊號至該光接收器，在一校正模式下，該光發射器發射一光線穿過該覆蓋物並通過該覆蓋物反射至該檢測物體，該檢測物體反射該光線形成一第二反射類比訊號至該光接收器；一類比數位轉換電路，連接該光接收器，在該測試模式下，轉換該第一反射類比訊號為一第一反射數位訊號，在該校正模式下轉換該第二反射類比訊號為一第二反射數位訊號；以及一數位校正電路，連接該類比數位轉換電路，在該測試模式下計數該第一反射數位訊號的一第一脈波數量，在該校正模式下，計數該第二反射數位訊號的脈波數量的過程中，當計數到該第一脈波數量時，清除該第一脈波數量後，開始計數一第二脈波數量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的具數位校正電路的光學趨近感測器，其中該類比數位轉換電路包含一比較器，該比較器的一第一輸入端以及一第二輸入端分別連接一電容以及一參考電壓源；其中該第一反射類比訊號的電流充電該電容至具有一第一電容電壓，該比較器比較該第一電容電壓與該參考電壓源的一參考電壓，以輸出該第一反射數位訊號；以及其中該第二反射類比訊號的電流充電該電容至具有一第二電容 電壓，該比較器比較該第二電容電壓與該參考電壓，以輸出該第二反射數位訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的具數位校正電路的光學趨近感測器，其中在一漏電流檢測模式下，該類比數位轉換電路將該具數位校正電路的光學趨近感測器的一漏電流類比訊號轉換成一漏電流數位訊號，該數位校正電路計數該漏電流數位訊號的一第三脈波數量；以及其中在該校正模式下，該數位校正電路在計數該第二反射數位訊號的脈波數量的過程中，清除計數到的該第三脈波數量以及該第一脈波數量後，開始計數該第二脈波數量。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的具數位校正電路的光學趨近感測器，其中該類比數位轉換電路包含一比較器，該比較器的一第一輸入端以及一第二輸入端分別連接一電容以及一參考電壓源；以及其中該漏電流類比訊號的電流流至該電容，使該電容具有一漏電流電容電壓，該比較器比較該漏電流電容電壓與該參考電壓源的一參考電壓，以輸出該漏電流數位訊號。
  5. 如申請專利範圍第2或4項所述的具數位校正電路的光學趨近感測器，其中該數位校正電路更包含一開關元件，該開關元件的第一端連接該第一輸入端，該開關元件的第二端接地，該開關元件的控制端連接該比較器的輸出端。
  6. 一種光學趨近感測器的數位校正方法，該光學趨近感測器設於一電子裝置內，該電子裝置包含一覆蓋物，該覆蓋物在該光學趨近感測器以及一檢測物體之間，該光學趨近感測器的數位校正方法包含以下步驟：在一測試模式下，利用一光感測電路的一光發射器發射一測試光線至該覆蓋物，該覆蓋物反射該測試光線形成一第一反射類 比訊號入射至該光感測電路的一光接收器；在該測試模式下，利用一類比數位轉換電路，轉換該第一反射類比訊號為一第一反射數位訊號；在該測試模式下，利用一數位校正電路，計數該第一反射類比訊號的一第一脈波數量；在一校正模式下，該光發射器發射一光線穿過該覆蓋物並通過該覆蓋物反射至該檢測物體，該檢測物體反射該光線形成一第二反射類比訊號至該光接收器；在該校正模式下，利用該類比數位轉換電路，轉換該第二反射類比訊號為一第二反射數位訊號；在該校正模式下，利用該數位校正電路，開始計數該第二反射數位訊號的脈波數量；以及在該校正模式下，利用該數位校正電路計數該第二反射數位訊號的脈波數量的過程中，計數到該第一脈波數量時，清除該第一脈波數量，接著開始計數一第二脈波數量。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的光學趨近感測器的數位校正方法，更包含以下步驟：利用該第一反射類比訊號的電流，充電一電容至具有一第一電容電壓；利用該類比數位轉換電路的一比較器，比較該第一電容電壓與一參考電壓源的一參考電壓以輸出該第一反射數位訊號；利用該第二反射類比訊號的電流，充電該電容至具有一第二電容電壓；以及利用該比較器比較該第二電容電壓與該參考電壓，以輸出該第二反射數位訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的光學趨近感測器的數位校正方法，更包含以下步驟： 利用一開關元件，通過該第一反射數位訊號導通時，將該比較器的一輸入端從該第一電容電壓降為零值；以及利用該開關元件，通過該第二反射數位訊號導通時，將該比較器的該輸入端從該第二電容電壓降為零值。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的光學趨近感測器的數位校正方法，更包含以下步驟：在一漏電流檢測模式下，利用該類比數位轉換電路將該光學趨近感測器的一漏電流類比訊號轉換成一漏電流數位訊號；在該漏電流檢測模式下，利用該數位校正電路計數該漏電流數位訊號的一第三脈波數量；以及在該校正模式下，利用該數位校正電路清除計數到的該第一脈波數量以及該第三脈波數量後，開始計數該第二脈波數量。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光學趨近感測器的數位校正方法，更包含以下步驟：利用該漏電流類比訊號的電流流至該電容，使該電容具有一漏電流電容電壓；以及利用該類比數位轉換電路的一比較器，比較該漏電流電容電壓與一參考電壓源的一參考電壓，以輸出該漏電流數位訊號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的光學趨近感測器的數位校正方法，更包含以下步驟：利用一開關元件，通過該漏電流數位訊號導通時，將該比較器的一輸入端從該漏電流電容電壓降為零值。
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