用于检测光信号的设备和方法技术

提供了用于检测光信号的设备和方法，所述设备包括：光源，被配置为朝向对象发射光；光接收器，被配置为接收环境光和与从光源朝向对象发射的光对应的传播光；至少一个处理器，被配置为：控制光源关闭，使得第一输出信号由光接收器生成，并且控制光源开启，使得第二输出信号由光接收器生成；以及运算器，被配置为通过对第二输出信号与第一输出信号进行差分运算来生成噪声被去除的传播光信号。来生成噪声被去除的传播光信号。来生成噪声被去除的传播光信号。

【技术实现步骤摘要】
用于检测光信号的设备和方法
[0001]本申请基于并要求于2021年4月29日在韩国知识产权局提交的第10
‑
2021
‑
0055951号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。


[0002]本公开的示例实施例涉及用于检测光信号的设备和方法。

技术介绍

[0003]用于检测光信号的设备可朝向对象发射光，接收来自对象的反射光、透射光或散射光，然后对接收的光执行运算，以便检测对象的特性或属性。朝向对象发射的光可从光源输出。然而，根据用于检测光信号的设备被使用的环境，用于检测光信号的设备不仅可接收从光源发出的光，而且可接收环境光。由于环境光引起的噪声，用于检测光信号的设备可能无法获得关于对象的准确信息。因此，需要即使在存在环境光的环境中也能获得准确信息的技术。

技术实现思路

[0004]一个或多个示例实施例提供了用于检测光信号的设备和方法。
[0005]一个或多个示例实施例还提供了记录有用于在计算机上执行所述方法的程序的计算机可读存储介质。
[0006]示例实施例将要实现的技术问题不限于如上所述的技术问题，其他技术问题可从下面的实施例推断出来。
[0007]附加的方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分根据该描述将是清楚的，或者可通过公开的示例实施例的实践而得知。
[0008]根据示例实施例的一个方面，提供一种被配置为检测光信号的设备，所述设备包括：光源，被配置为朝向对象发射光；光接收器，被配置为接收环境光和与从光源朝向对象发射的光对应的传播光；至少一个处理器，被配置为：控制光源关闭，使得第一输出信号由光接收器生成，并且控制光源开启，使得第二输出信号由光接收器生成；以及运算器，被配置为通过对第二输出信号与第一输出信号进行差分运算来生成噪声被去除的传播光信号。
[0009]光接收器还可被配置为：当光源被控制为关闭时，基于环境光生成第一输出信号，并且第一输出信号可包括：从环境光生成的环境光噪声和在光接收器的复位状态下检测到的复位噪声。
[0010]光接收器还可被配置为：当光源被控制为开启时，基于传播光和环境光生成第二输出信号，并且第二输出信号可包括：从传播光生成的传播光信号、从环境光生成的环境光噪声和在光接收器的复位状态下检测到的复位噪声。
[0011]去除的噪声可包括环境光噪声和复位噪声。
[0012]光接收器可包括光电二极管、复位晶体管以及传输晶体管，光电二极管可被配置为接收传播光和环境光，复位晶体管可被配置为基于通过复位栅极输入的复位信号来对光
接收器进行复位，并且传输晶体管可与光电二极管串联连接，传输晶体管被配置为基于通过传输栅极输入的传输信号来发送由光电二极管生成的信号。
[0013]所述至少一个处理器还可被配置为：在生成第一输出信号和第二输出信号之前通过将复位信号施加到复位晶体管来将光接收器复位。
[0014]所述至少一个处理器还可被配置为：控制光源关闭以生成第一输出信号并将传输信号施加到传输晶体管，并且光接收器还可被配置为：基于传输信号接收传播光和环境光之中的环境光，并且基于接收到的环境光生成第一输出信号。
[0015]所述至少一个处理器还可被配置为：控制光源开启以生成第二输出信号并将传输信号施加到传输晶体管，并且光接收器还可被配置为：基于传输信号接收传播光和环境光，并且基于接收到的传播光和接收到的环境光生成第二输出信号。
[0016]运算器还可被配置为：当接收到第一输出信号时减小斜坡信号；以及从斜坡信号减小时的时间到斜坡信号的大小小于或等于第一输出信号的大小时的时间执行向下计数。
[0017]运算器还可被配置为：当接收到第二输出信号时减小斜坡信号；以及从斜坡信号减小时的时间到斜坡信号的大小小于或等于第二输出信号的大小时的时间执行向上计数。
[0018]运算器还可被配置为：存储向下计数的结果，通过从存储的向下计数的结果执行向上计数来对第二输出信号与第一输出信号进行差分运算，并且生成传播光信号。
[0019]向下计数的结果可对应于第一输出信号，且可包括关于噪声的信息，向上计数的结果可对应于第二输出信号，且可包括关于噪声的信息和关于传播光的信息。
[0020]所述设备还可包括：光接收器阵列，光接收器阵列包括沿多行和多列布置的多个光接收器，所述多个光接收器包括所述光接收器，所述至少一个处理器还可被配置为：单独地将选择信号施加到光接收器阵列的所述多行中的每行，并且所述多个光接收器中的设置在选择信号被施加的行中的光接收器可被配置为：基于选择信号生成第一输出信号和第二输出信号。
[0021]所述设备还可包括：运算器阵列，运算器阵列包括分别连接到光接收器阵列的所述多列的多个运算器，并且所述多个运算器中的每个运算器可被配置为：对在光接收器阵列的相应列中生成的第一输出信号和第二输出信号执行差分运算。
[0022]运算器可包括：模数转换器(ADC)，被配置为将第一输出信号和第二输出信号从模拟信号转换为数字信号，并生成作为数字信号的传播光信号。
[0023]被配置为检测光信号的设备可以是光电容积描记(PPG)设备，对象可以是用户的皮肤，光源还可被配置为朝向用户的皮肤的内部的血管发射光，并且传播光信号可包括关于用户的脉搏波或血流的信息。
[0024]根据示例实施例的另一方面，提供一种检测光信号的方法，所述方法包括：控制光源关闭并接收环境光；基于环境光生成第一输出信号；控制光源开启以朝向对象发射光；接收与朝向对象发射的光对应的传播光和来自光源的环境光；基于传播光和环境光生成第二输出信号；以及通过对第二输出信号与第一输出信号进行差分运算来生成噪声被去除的传播光信号。
[0025]所述方法还可包括：在控制光源关闭并接收环境光之前，通过将复位信号施加到光接收器来对光接收器进行复位。
[0026]第一输出信号可包括：从环境光生成的环境光噪声和在光接收器的复位状态下检
测到的复位噪声，第二输出信号可包括：从传播光生成的传播光信号、环境光噪声和复位噪声，并且去除的噪声可包括：环境光噪声和复位噪声。
[0027]所述方法还可包括：在控制光源关闭并接收环境光之前，将选择信号施加到光接收器使得由光接收器生成的信号被输出。
[0028]控制光源关闭并接收环境光的步骤以及接收环境光和与朝向对象发射的光对应的传播光的步骤中的每个可包括：将传输信号施加到光接收器；以及基于传输信号发送由包括在光接收器中的光电二极管生成的信号。
[0029]所述方法还可包括：在生成第一输出信号之后，当运算器接收到第一输出信号时减小斜坡信号；以及从斜坡信号减小时的时间到斜坡信号的大小小于或等于第一输出信号的大小时的时间执行向下计数。
[0030]所述方法还可包括：在生成第二输出信号之后，当运算器接收到第二输出信号时减小斜坡信号；以及从斜坡信号减小时的时间到斜坡信号的大小小于或等于第二输出信号的大小时的时间执行向上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种被配置为检测光信号的设备，所述设备包括：光源，被配置为朝向对象发射光；光接收器，被配置为接收环境光和与从光源朝向对象发射的光对应的传播光；至少一个处理器，被配置为：控制光源关闭，使得第一输出信号由光接收器生成，并且控制光源开启，使得第二输出信号由光接收器生成；以及运算器，被配置为通过对第二输出信号与第一输出信号进行差分运算来生成噪声被去除的传播光信号。2.根据权利要求1所述的设备，其中，光接收器还被配置为：当光源被控制为关闭时，基于环境光生成第一输出信号，其中，第一输出信号包括：从环境光生成的环境光噪声和在光接收器的复位状态下检测到的复位噪声。3.根据权利要求1所述的设备，其中，光接收器还被配置为：当光源被控制为开启时，基于传播光和环境光生成第二输出信号，其中，第二输出信号包括：从传播光生成的传播光信号、从环境光生成的环境光噪声和在光接收器的复位状态下检测到的复位噪声。4.根据权利要求3所述的设备，其中，去除的噪声包括：环境光噪声和复位噪声。5.根据权利要求1所述的设备，其中，光接收器包括：光电二极管，被配置为接收传播光和环境光；复位晶体管，被配置为基于通过复位栅极输入的复位信号来对光接收器进行复位；以及传输晶体管，与光电二极管串联连接，传输晶体管被配置为基于通过传输栅极输入的传输信号来发送由光电二极管生成的信号。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：在生成第一输出信号和第二输出信号之前通过将复位信号施加到复位晶体管来控制光接收器复位。7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：控制光源关闭以生成第一输出信号并将传输信号施加到传输晶体管，其中，光接收器还被配置为：当传输信号被施加到传输晶体管时，基于接收到的环境光生成第一输出信号。8.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：控制光源开启以生成第二输出信号并将传输信号施加到传输晶体管，其中，光接收器还被配置为：当传输信号被施加到传输晶体管时，基于接收到的传播光和接收到的环境光生成第二输出信号。9.根据权利要求1所述的设备，其中，运算器还被配置为：当接收到第一输出信号时减小斜坡信号；以及从斜坡信号减小时的时间到斜坡信号的大小小于或等于第一输出信号的大小时的时间执行向下计数。10.根据权利要求9所述的设备，其中，运算器还被配置为：当接收到第二输出信号时减小斜坡信号；以及从斜坡信号减小时的时间到斜坡信号的大小小于或等于第二输出信号的大小时的时
间执行向上计数。11.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：权用柱，金炅俊，李埈炯，李列镐，崔设英，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：