接近传感器制造技术

本发明专利技术提供一种接近传感器，来提供物体接近程度的检测精度。一种接近传感器，其接受发光脉冲被物体反射而到来的反射光，并检测所述物体的接近，该接近传感器具备：转换电路，其将从接受所述反射光的受光元件以与所述物体的接近程度对应的大小输出的电流转换成电压并输出；差动转换电路，其将所述转换电路的输出电压转换成差动电压并输出；以及差动结构的相关二重采样电路，其从在所述发光脉冲的上升沿对所述差动转换电路的输出差动电压进行采样而得的值，减去在所述发光脉冲的下降沿对所述输出差动电压进行采样而得的值。

【技术实现步骤摘要】
接近传感器
本专利技术涉及一种接近传感器。
技术介绍
以往已知，接受发光脉冲被物体反射而到来的反射光，并检测该物体的有无的技术(例如，参照专利文献1)。专利文献1：日本特开平6-152364号公报
技术实现思路
然而，若受到反射光所包括的干扰光(例如，太阳光或照明光等环境光)的影响，则会存在物体的接近程度的检测精度下降的情况。因此，本专利技术的目的在于，提供一种提高物体的接近程度的检测精度的接近传感器。为达成上述目的，在本专利技术的一实施方式提供一种接近传感器，其接受发光脉冲被物体反射而到来的反射光，并检测所述物体的接近，该接近传感器具备：转换电路，其将从接受所述反射光的受光元件以与所述物体的接近程度对应的大小输出的电流转换成电压并输出；差动转换电路，其将所述转换电路的输出电压转换成差动电压并输出；以及差动结构的相关二重采样电路，其从在所述发光脉冲的上升沿对所述差动转换电路的输出差动电压进行采样而得的值，减去在所述发光脉冲的下降沿对所述输出差动电压进行采样而得的值。根据本专利技术的实施方式，能够提高物体的接近程度的检测精度。附图说明图1是表示接近传感器的构成的一例的图。图2是表示接近传感器的动作的一例的流程图。图3是表示输入至相关二重采样电路的差动电压与相关二重采样电路的采样相位之间的关系的一例的时序图。图4是表示相位1中的各开关的开闭状态的图。图5是表示相位2中的各开关的开闭状态的图。图6是表示相位3中的各开关的开闭状态的图。图7是表示相位4中的各开关的开闭状态的图。图8是表示相位5中的各开关的开闭状态的图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示接近传感器的结构的一例的图。接近传感器1驱动发光元件11以便从发光元件11放射发光脉冲12，受光元件10接受从发光元件11放射的发光脉冲12被物体反射而到来的反射光13。并且，接近传感器1基于由受光元件10接受的反射光13的强度检测出该物体的接近。接近传感器1检测接近的对象物中包括人体的全部或一部分(例如，手、手指、脸等)。接近传感器1例如搭载于智能手机等便携式信息设备。接近传感器1例如是形成于芯片上的半导体集成电路。接近传感器1可以是未封装的裸芯片(barechip)，也可以是进行树脂封装后的模块化产品。另外，接近传感器1也可以是由照度传感器和接近传感器一体化的半导体集成电路中的、接近传感器的电路部分。接近传感器1具备振荡器60、时钟生成部61、驱动部70、受光元件10、转换电路20、差动转换电路30、相关二重采样电路40、AD(Analog-to-digital，模拟到数字)转换器50。振荡器60为输出振荡信号的电路。时钟生成部61为基于振荡器60输出的振荡信号来生成第一时钟CLK1和第二时钟CLK2的电路。第二时钟CLK2的频率为第一时钟CLK1的2倍的频率。驱动部70为以第一时钟CLK1的频率驱动发光元件11，从发光元件11以与第一时钟CLK1相同的频率发光的方式放射发光脉冲12的驱动电路。作为发光元件11的具体例，例如可以是发光二极管等。发光元件11，例如输出红外线的发光脉冲12。图1示出了发光元件11外设于接近传感器1而连接的形态，但发光元件11也可以内置于接近传感器1内。另外，图1示出了发光二极管的阴极连接至驱动部70，驱动部70从发光二极管吸入电流而驱动的形态。然而，也可以考虑发光二极管的阳极连接至驱动部70，从驱动部70向发光二极管流出电流而驱动的形态。受光元件10为接受反射光13的受光元件的一例，其利用光电效果来感测物体的接近程度。受光元件10为输出与受光元件10自身与物体的接近程度对应的大小的电流Ia的光传感器的一例，例如，物体越接近受光元件10自身，输出越大的电流Ia。作为受光元件10的具体例，例如可以是光电二极管。转换电路20为将电流Ia转换成电压Va并输出的电流-电压转换电路的一例。转换电路20例如是单端输出的TIA(TransimpedanceAmplifier，互阻抗放大器)。转换电路20为将从受光元件10输出的电流Ia通过互阻抗22转换成电压Va并输出的电路，并具有通过互阻抗22进行负反馈的运算放大器21。运算放大器21具有输入基准电压23的非反转输入节点、以及连接有受光元件10的电流输出部(图1的情况下为光电二极管的阴极)的反转输入节点。光电二极管的阳极接地。差动转换电路30将由转换电路20输出的电压Va(输出电压Va)转换成差动电压VIN并输出。差动转换电路30例如是具有输入电阻32、反馈电阻33、运算放大器31的反转放大电路。输入电阻32的一端被连接至运算放大器21的输出节点(电压Va的输出节点)，输入电阻32的另一端被连接至运算放大器31的反转输入节点。运算放大器31的输出节点经由反馈电阻33被连接至运算放大器31的反转输入节点。运算放大器31的非反转输入节点被输入基准电压34。由差动转换电路30输出的差动电压VIN(输出差动电压VIN)是从电压VINp减去电压VINn而得的电压。电压VINp与电压Va相等，电压VINn为运算放大器31的输出节点的电压。相关二重采样电路40从在发光脉冲12的上升沿对输出差动电压VIN采样而得的值减去在发光脉冲12的下降沿对输出差动电压VIN采样而得的值。相关二重采样电路40为由差动输入-差动输出构成的开关电容电路。其中，将在发光脉冲12的上升沿对输出差动电压VIN采样而得的值称为“上升采样值VOUTp”，将在发光脉冲12的下降沿对输出差动电压VIN采样而得的值称为“下降采样值VOUTn”。相关二重采样电路40将从上升采样值VOUTp减去下降采样值VOUTn而得的值作为输出电压VOUT来输出(VOUT＝VOUTp-VOUTn)。AD转换器50为将模拟的输出电压VOUT转换成数字数据的电路。AD转换器50也可以设置于接近传感器1的外部。输出电压VOUT(或者，由AD转换器50输出的数字数据)成为与反射光13的强度对应的大小。从而，接近传感器1可以通过获取输出电压VOUT(或者，由AD转换器50输出的数字数据)，来检测物体的接近程度。并且，接近传感器1由于具备差动结构的相关二重采样电路40，所以不易受到反射光13所包括的干扰光的影响。其结果是，能够提高物体的接近程度的检测精度。接下来，对相关二重采样电路40的更详细的结构的一例进行说明。相关二重采样电路40具备：差动放大器41、一对电阻42和43、第一对电容器C1p和C1n、第二对电容器C2p和C2n、第一开关电路S1、第二开关电路S2、第三开关电路S3、第四开关电路S4。差动放大器41具有差动输入-差动输出的结构。差动放大器41具有一对输入节点(非反转输入节点、反转输入节点)和一对输出节点(非反转输出节点、反转输出节点)。电阻42为被串联插入在电压VINp的输出点与电容器C1p之间的元件。电阻43为被串联插入在电压VINn的输出点与电容器C1n之间的元件。第二对电容器C2p、C2n为被串联插入在差动放大器41的一对输入节点与差动放大器41的一对输出节点之间的元件。电容器C2p为被串联插入在连接差动放大器41的非反转输入节点与差动放大器41的反转输出节点之间的第一路径的元件。电容器C2n为被串联插入在连接差动放大器41的反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接近传感器，其接受发光脉冲被物体反射而到来的反射光，并检测所述物体的接近，该接近传感器的特征在于，具备：转换电路，其将从接受所述反射光的受光元件以与所述物体的接近程度对应的大小输出的电流转换成电压并输出；差动转换电路，其将所述转换电路的输出电压转换成差动电压并输出；以及差动结构的相关二重采样电路，其从在所述发光脉冲的上升沿对所述差动转换电路的输出差动电压进行采样而得的值，减去在所述发光脉冲的下降沿对所述输出差动电压进行采样而得的值。

【技术特征摘要】
2016.09.29 JP 2016-1922811.一种接近传感器，其接受发光脉冲被物体反射而到来的反射光，并检测所述物体的接近，该接近传感器的特征在于，具备：转换电路，其将从接受所述反射光的受光元件以与所述物体的接近程度对应的大小输出的电流转换成电压并输出；差动转换电路，其将所述转换电路的输出电压转换成差动电压并输出；以及差动结构的相关二重采样电路，其从在所述发光脉冲的上升沿对所述差动转换电路的输出差动电压进行采样而得的值，减去在所述发光脉冲的下降沿对所述输出差动电压进行采样而得的值。2.根据权利要求1所述的接近传感器，其特征在于，所述相关二重采样电路具备：差动放大器；第一对电容器；第二对电容器，其被串联插入在所述差动放大器的一对输入节点与所述差动放大器的一对输出节点之间；第一开关电路，其使所述第一对电容器与所述一对输入节点之间的连接关系在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：川崎佑也，胁直纯，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP