一种近距离光学检测电路、方法及芯片技术

本发明专利技术公开了一种近距离光学检测电路、方法及芯片，电路包括LDO稳压电路、采光模块以及处理模块，所述采光模块包括感光电路和采样电路，所述处理模块包括放大电路、ADC转换器以及数字处理集成电路，所述LDO稳压电路与感光电路和采样电路连接，所述采样电路与放大电路连接，所述放大电路与ADC转换器连接，所述数字处理集成电路分别与LDO稳压电路、放大电路以及ADC转换器连接。本发明专利技术显著提高了光学检测抗干扰能力、感光精度以及感光能力，通过自适应算法能适应不同的应用环境，还能实现间歇式检测，降低功耗，减少成本。减少成本。减少成本。

【技术实现步骤摘要】
一种近距离光学检测电路、方法及芯片


[0001]本专利技术涉及集成电路
，具体涉及一种近距离光学检测电路、方法及芯片。

技术介绍

[0002]目前光学近距离传感器应用已经普及，如手机屏幕开关、蓝牙耳机入耳检测、感应水龙头以及汽车后备箱感应开关等，在居多的家电、手机电脑周边及工业控制领域得到广泛的应用。
[0003]传统的近距离应用以MCU方案为主，如图1所示，其控制时序如图2所示，每次图像检测前先进行一次图像复位，通过采样器采样一次环境图像值(P0)，再次复位，打开LED灯，采样一次环境加LED曝光图像值(P1)，并设定距离感应阈值(P
th
)，若满足P1‑
P0＞P
th
，则判定目标物体靠近感应传感器。此方案存在以下问题：(1)由于采用外围元器件加MCU方案，增加硬件、加工成本；(2)检测功能由MCU方案控制，增加方案开发成本和延长推广周期；(3)感光单元的复位电压容易受外界干扰，检测准确性不高，难做更远距离或划等级距离检测；(4)在强光下图像值容易饱和，从而检测失灵。
[0004]除此之外，还有一种常见的图像感光采样电路，如图3所示，其中N0为图像复位管，N1为源跟随管，当图像复位时，光敏二极管负极端节点电压为(VDD
–
V
th
)，为了使源跟随管N1能够源跟随而必须保证在图像采样时节点电压大于阈值电压V
th
，可得出节点电压的动态范围为V
th
～(VDD
–
V
th
)，同时为了得到LED曝光和非曝光的图像差值，必须将曝光时间定在合理的范围内。但由于近距离检测应用的环境比较复杂，尤其会在强光下使用，这时为了保证节点电压不低于V
th
，必须缩短曝光时间，而若要得到LED曝光和非曝光的图像差值，需要更大的LED曝光电流，因此必须采样外置驱动管，由此增加了硬件成本，电流的增大也会导致整体功耗的增加。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种近距离光学检测电路、方法及芯片。
[0006]第一方面，一种近距离光学检测电路，包括LDO稳压电路、采光模块以及处理模块，所述采光模块包括感光电路和采样电路，所述处理模块包括放大电路、ADC转换器以及数字处理集成电路，所述LDO稳压电路与感光电路和采样电路连接，所述采样电路与放大电路连接，所述放大电路与ADC转换器连接，所述数字处理集成电路分别与LDO稳压电路、放大电路以及ADC转换器连接。
[0007]进一步地，所述LDO稳压电路包括LDO稳压器和图像复位管，所述感光电路包括发光二极管和可变电容，所述LDO稳压器与图像复位管连接，图像复位管与发光二极管的负极端和可变电容的正极端连接，发光二极管的正极端接地，可变电容的负极端接地。
[0008]进一步地，所述采样电路的采样方式为单通道分时采样，包括第一采样器和第二采样器，所述第一采样器与第二采样器并联。
[0009]进一步地，所述放大电路包括运算放大器和开关电路，所述开关电路并联于运算
放大器的反向输入端与输出端之间，所述开关电路包括第一开关和第二开关，所述第一开关与第二开关并联。
[0010]进一步地，
[0011]当第一开关接通，第二开关断开时，运算放大器作为电压跟随器；
[0012]当第一开关断开，第二开关接通时，运算放大器作为差分放大器。
[0013]第二方面，一种近距离光学检测方法，步骤包括：
[0014]数字处理集成电路配置图像曝光时间和外接LED灯的驱动电流，以进行常规环境光检测；
[0015]采光模块采样常规环境光图像并得到第一图像值，数字处理集成电路调节配置LDO稳压器输出电压和可变电容值，以控制第一图像值的ADC转换值在ADC转换器量程的范围内；
[0016]数字处理集成电路根据所述可变电容的配置值调整运算放大器的增益，以满足外接LED灯曝光时的感应能力；
[0017]采光模块采样LED灯曝光下的环境光图像并得到第二图像值，若所述第二图像值的ADC转换值大于设定距离感应阈值，则判定有物体靠近；
[0018]其中，所述第一图像值为常规环境光采样图像电压值，所述第二图像值为LED灯曝光下的环境光采样图像电压值。
[0019]进一步地，
[0020]采样常规环境光图像时，接通第一开关，断开第二开关，运算放大器为电压跟随器；
[0021]采样LED灯曝光下的环境光图像时，断开第一开关，接通第二开关，运算放大器为差分放大器。
[0022]进一步地，还包括每次采样前先通过图像复位管进行图像复位，所述采样时间和复位时间均通过数字处理集成电路设置。
[0023]进一步地，还包括检测完成后进入休眠状态，等到周期结束重新进行下一次检测，以实现间歇式检测。
[0024]第三方面，一种近距离光学检测芯片，包括第一方面所述的近距离光学检测电路。
[0025]本专利技术的有益效果体现在：显著提高了光学检测抗干扰能力、感光精度以及感光能力，通过自适应算法能适应不同的应用环境，还能实现间歇式检测，降低功耗，减少成本。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0027]图1为本专利技术
技术介绍
提供的传统近距离传感原理图；
[0028]图2为本专利技术
技术介绍
提供的传统近距离传感控制时序图；
[0029]图3为本专利技术
技术介绍
提供的图像感光采样电路原理图；
[0030]图4为本专利技术实施例一提供的一种近距离光学检测电路的模块框图；
[0031]图5为本专利技术实施例一提供的一种近距离光学检测电路的原理图；
[0032]图6为本专利技术实施例一提供的一种近距离光学检测电路的采样时序图；
[0033]图7为本专利技术实施例一提供的一种近距离光学检测电路的低功耗检测周期图；
[0034]图8为本专利技术实施例二提供的一种近距离光学检测方法的流程图。
具体实施方式
[0035]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0036]需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0037]实施例一
[0038]如图4所示，一种近距离光学检测电路，包括LDO稳压电路、采光模块以及处理模块，采光模块包括感光电路和采样电路，处理模块包括放大电路、ADC转换器以及数字处理集成电路，LDO稳压电路与感光电路和采样电路连接，采样电路与放大电路连接，放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近距离光学检测电路，其特征在于，包括LDO稳压电路、采光模块以及处理模块，所述采光模块包括感光电路和采样电路，所述处理模块包括放大电路、ADC转换器以及数字处理集成电路，所述LDO稳压电路与感光电路和采样电路连接，所述采样电路与放大电路连接，所述放大电路与ADC转换器连接，所述数字处理集成电路分别与LDO稳压电路、放大电路以及ADC转换器连接。2.根据权利要求1所述的一种近距离光学检测电路，其特征在于，所述LDO稳压电路包括LDO稳压器和图像复位管，所述感光电路包括发光二极管和可变电容，所述LDO稳压器与图像复位管连接，图像复位管与发光二极管的负极端和可变电容的正极端连接，发光二极管的正极端接地，可变电容的负极端接地。3.根据权利要求1所述的一种近距离光学检测电路，其特征在于，所述采样电路的采样方式为单通道分时采样，包括第一采样器和第二采样器，所述第一采样器与第二采样器并联。4.根据权利要求1所述的一种近距离光学检测电路，其特征在于，所述放大电路包括运算放大器和开关电路，所述开关电路并联于运算放大器的反向输入端与输出端之间，所述开关电路包括第一开关和第二开关，所述第一开关与第二开关并联。5.根据权利要求4所述的一种近距离光学检测电路，其特征在于，当第一开关接通，第二开关断开时，运算放大器作为电压跟随器；当第一开关断开，第二开关接通时，运算放大器作为差分放大器。6.一种近距离光学检测方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖永贵，曾德智，
申请(专利权)人：深圳市敏锐微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：