环境光滤除电路、光电传感器及应用其的光电检测设备制造技术

公开了一种环境光滤除电路、光电传感器及应用其的光电检测设备，本发明专利技术通过设置使得采样及检测电路在第一模式下对环境光进行采样，在第二模式下从带有环境光分量的光电流中滤除采样获得的环境光分量，同时，用于控制采样及检测电路模式的控制电路在至少一个光脉冲间隙期间控制所述采样及检测电路切换到第一模式，并在下一个光脉冲出现时控制所述采样及检测电路切换到第二模式。由此，可以在检测期间对环境光进行一次或多次采样，从而在不大幅增加功耗的前提下提高光电传感器以及应用其的光电检测设备的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感及电路技术，具体涉及一种环境光滤除电路、光电传感器及应用其的光电检测设备。
技术介绍
光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器广泛地应用于心率检测装置中。心率检测设备可以检测人的心率，人们通过检测到当前的心率值来判断自己的健康状况。心脏的收缩和扩张使血液在血管中波状流动,血管中流过的血液量对光的反射率不同，心率检测设备就是通过检测反射回来的光的波动计算出当前被检测人的心率。心率检测设备在检测被检测人的心率时，需要被检测人把手指或者手腕紧贴在心率检测设备上，设备内的发光部件向目标发射检测光，然后通过光电转换电路检测手指或手腕反射回来的检测光的强度。光电转换电路经光照后产生光电流，光电流通过模数转换电路转换成数值，多次连续检测就可得出被检测人的心率。但是在实际应用中，照射到光电转换电路上的不仅是被检测人手指或手腕中的血液反射回来的检测光，还包括环境光(如阳光，灯光等)。变动的环境光会严重影响心率检测传感器的检测精度，甚至会淹没血液波动引起的反射回来的光的微小波动，使检测失败。部分现有技术通过加大发光部件的驱动电流使得反射的检测信号的幅值增大以克服环境光的影响，但是这会增加功耗，不利于在便携设备中的应用。同时，部分现有技术在每次进行心率检测前进行固定时长的环境光检测，在心率检测时从检测信号中去除之前检测得到的环境光
参数。但是，环境光是实时变化的，变化的环境光很容易把反射回来到检测信号淹没。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种环境光滤除电路、光电传感器及应用其的光电检测设备，以增加环境光滤除的精度，在不大幅增加功耗的前提下提高光电传感器以及应用其的光电检测设备的准确性。第一方面，提供一种环境光滤除电路，用于滤除输入的光电流中的环境光噪声，所述光电流至少部分根据发光部件发出的光脉冲序列导致，所述环境光滤除电路包括：采样及检测电路，用于在第一模式下对输入的光电流进行采样获取电流分量，在第二模式下从输入的光电流中去除采样获取的所述电流分量，输出检测信号电流放大器，用于接收所述检测信号并输出放大后的电流信号；以及，控制电路，用于控制采样及检测电路在第一模式和第二模式间切换，其中，所述控制电路在至少一个光脉冲间隙期间控制所述采样及检测电路切换到第一模式，并在下一个光脉冲出现时控制所述采样及检测电路切换到第二模式。优选地，所述控制电路每隔预定数量的光脉冲周期在光脉冲间隙控制所述采样及检测电路切换到第一模式。优选地，所述采样及检测电路包括：采样保持电路，与光电流输入端连接，在第一模式下使得第一比例的光电流流过，并在第二模式下保持流过的电流强度；电流检测电路，在第一模式下与所述采样保持电路形成电流镜，从而使得第二比例的所述光电流流过，在第二模式下允许经所述采样保持电路分流的光电流流过，并输出检测信号；第一开关，连接在所述采样保持电路和所述电流检测电路之间，用于控制所述采样及检测电路的模式；其中，所述控制电路用于控制所述第一开关导通和关断从而控制所
述采样及检测电路在第一模式和第二模式间切换，所述第一比例远大于所述第二比例。优选地，所述环境光滤除电路还包括：第二开关，与所述电流放大器连接，用于在导通时使能所述电流放大器，在关断时使得所述电流放大器停止工作；其中，所述控制电路还用于控制所述第二开关在第一开关导通时关断，在第一开关关断时导通。优选地，所述采样保持电路包括：第一晶体管，连接在光电流输入端和接地端之间；低通滤波器，连接在所述第一场效应管的栅极和模式控制端之间；以及，电容，连接在所述模式控制端和接地端之间；所述电流检测电路包括：第二晶体管，连接在光电流输入端和接地端之间，其中，所述第二场效应管的栅极与源极连接；其中，所述第一开关的一端与所述模式控制端连接，另一端与所述第二晶体管的栅极连接，所述第一晶体管的尺寸大于所述第二晶体管的尺寸。优选地，所述采样保持电路包括：多个相互并联的第一晶体管，连接在光电流输入端和接地端之间，所述多个第一晶体管的栅极相互连接；低通滤波器，连接在所述第一场效应管的栅极和模式控制端之间；以及，电容，连接在所述模式控制端和接地端之间；所述电流检测电路包括：第二晶体管，连接在光电流输入端和接地端之间，其中，所述第二场效应管的栅极与源极连接；其中，所述第一开关的一端与所述模式控制端连接，另一端与所述第二晶体管的栅极连接，所述第一晶体管的尺寸大于所述第二晶体管的尺寸。第二方面，提供一种光电传感器，包括：发光部件，用于发出光信号；驱动电路，用以驱动所述发光部件工作；光电转换电路，用于根据接收到的光信号生成光电流；以及，如上所述的环境光滤除电路，通过光电流输入端与所述光电转换电路连接。第三方面，一种光电检测设备，包括如上所述的光电传感器。优选地，所述检测装置为心率检测设备或距离检测设备。本专利技术实施例通过设置使得采样及检测电路在第一模式下对环境光进行采样，在第二模式下从带有环境光分量的光电流中滤除采样获得的环境光分量，同时，用于控制采样及检测电路模式的控制电路在至少一个光脉冲间隙期间控制所述采样及检测电路切换到第一模式，并在下一个光脉冲出现时控制所述采样及检测电路切换到第二模式。由此，可以在检测期间对环境光进行一次或多次采样，从而在不大幅增加功耗的前提下提高光电传感器以及应用其的光电检测设备的准确性。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例的光电传感器的示意图；图2是本专利技术实施例的环境光滤除电路的电路示意图；图3是本专利技术实施例的环境光滤除电路的另一个实施方式的电路示意图；图4是本专利技术实施例的环境光滤除电路的工作时序图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和
电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。图1是本专利技术实施例的光电传感器的示意图。如图1所示，所述光电传感器包括发光部件11、驱动电路12、光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境光滤除电路，用于滤除输入的光电流中的环境光噪声，所述光电流至少部分根据发光部件发出的光脉冲序列导致，所述环境光滤除电路包括：采样及检测电路，用于在第一模式下对输入的光电流进行采样获取电流分量，在第二模式下从输入的光电流中去除采样获取的所述电流分量，输出检测信号；电流放大器，用于接收所述检测信号并输出放大后的电流信号；以及，控制电路，用于控制采样及检测电路在第一模式和第二模式间切换，其中，所述控制电路在至少一个光脉冲间隙期间控制所述采样及检测电路切换到第一模式，并在下一个光脉冲出现时控制所述采样及检测电路切换到第二模式。

【技术特征摘要】
1.一种环境光滤除电路，用于滤除输入的光电流中的环境光噪声，所述光电流至少部分根据发光部件发出的光脉冲序列导致，所述环境光滤除电路包括：采样及检测电路，用于在第一模式下对输入的光电流进行采样获取电流分量，在第二模式下从输入的光电流中去除采样获取的所述电流分量，输出检测信号；电流放大器，用于接收所述检测信号并输出放大后的电流信号；以及，控制电路，用于控制采样及检测电路在第一模式和第二模式间切换，其中，所述控制电路在至少一个光脉冲间隙期间控制所述采样及检测电路切换到第一模式，并在下一个光脉冲出现时控制所述采样及检测电路切换到第二模式。2.根据权利要求1所述的环境光滤除电路，其特征在于，所述控制电路每隔预定数量的光脉冲周期在光脉冲间隙控制所述采样及检测电路切换到第一模式。3.根据权利要求1或2所述的环境光滤除电路，其特征在于，所述采样及检测电路包括：采样保持电路，与光电流输入端连接，在第一模式下使得第一比例的光电流流过，并在第二模式下保持流过的电流强度；电流检测电路，在第一模式下与所述采样保持电路形成电流镜，从而使得第二比例的所述光电流流过，在第二模式下允许经所述采样保持电路分流的光电流流过，并输出检测信号；第一开关，连接在所述采样保持电路和所述电流检测电路之间，用于控制所述采样及检测电路的模式；其中，所述控制电路用于控制所述第一开关导通和关断从而控制所述采样及检测电路在第一模式和第二模式间切换，所述第一比例远大于所述第二比例。4.根据权利要求3所述的环境光滤除电路，其特征在于，所述环
\t境光滤除电路还包括：第二开关，与所述电流放大器连接，用于在导通时使能所述电流放大器，在关断时使得所述电流放大器停止工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：何惠森，张宝玉，张艳倪，邵丽丽，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33