接近检测电路及接近传感器制造技术

本申请公开了一种接近检测电路及接近传感器，该电路包括：接收单元响应于接收到的环境光得到第一光电流，以及响应于接收到的反射光和环境光得到第二光电流；控制单元用于控制发射单元的工作状态以及在发射单元进行状态切换时，控制积分单元的输出电压信号反相；积分单元，用于分别对第一光电流和第二光电流进行积分处理，得到对应的第一输出电压信号和第二输出电压信号，并基于第一输出电压信号和第二输出电压信号，得到用于接近检测的目标电压信号。本申请的接近检测电路所得到目标电压信号是将环境光的影响过滤后的电压信号，根据该目标电压信号确定目标物的远近程度可以确保接近检测结果的精准性。接近检测结果的精准性。接近检测结果的精准性。

【技术实现步骤摘要】
接近检测电路及接近传感器


[0001]本申请涉及接近传感器
，具体涉及一种接近检测电路及接近传感器。

技术介绍

[0002]接近传感器可以检测物体的存在以及该物体距离接近传感器的距离。接近传感器的应用领域十分广泛，例如速度探测、自动水龙头的人手探测、传送带上物体的自动计数或检查、打印机的纸边缘检测以及电子产品的息屏/亮屏控制等。
[0003]光电式接近传感器通过发光二极管(Light
‑
Emitting Diode，LED)或垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)向外界发射一束光，光在物体上发生反射，反射回来的光被光电二极管(Photo Diode，PD)接收到之后，将反射光信号转化成光电流信号，物体越靠近，PD接收到的反射光越强，对应的光电流越大，通过量化光电流的大小便能判断物体的远近程度。
[0004]但是，由于环境中存在多种不同的光源，例如太阳光、灯光等，PD接收到的不单单只有反射光，还会有环境光，使得光电流不仅与反射光相关，还与环境光相关，混杂在反射光中的环境光会干扰对物体远近程度的判断。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种接近检测电路及接近传感器，旨在解决现有的接近传感器在检测物体距离时，环境光会干扰其对物体远近程度的判断，导致检测精准度低的问题。
[0006]第一方面，本申请提供一种接近检测电路，该接近检测电路包括接收单元、控制单元以及积分单元，接收单元分别与积分单元和控制单元电性连接，接收单元对应配置有发射单元；
[0007]接收单元，用于在发射单元处于截止状态时，响应于接收到的环境光得到第一光电流，以及在发射单元处于发光状态时，响应于接收到的反射光和环境光得到第二光电流；反射光是发射单元在发光状态时发出的检测光经目标物反射后所形成的光信号；
[0008]控制单元，用于控制发射单元的工作状态以及在发射单元进行状态切换时，控制积分单元的输出电压信号反相；
[0009]积分单元，用于分别对第一光电流和第二光电流进行积分处理，得到对应的第一输出电压信号和第二输出电压信号，并基于第一输出电压信号和第二输出电压信号，得到用于接近检测的目标电压信号。
[0010]在本申请一种可能的实现方式中，积分单元包括第一运算放大器和第一积分电容，第一积分电容通过一组合开关电性连接于第一运算放大器的负输入端与输出端之间，组合开关被配置为：
[0011]在发射单元处于截止状态时，响应于控制单元的第一驱动信号，控制第一积分电容的第一极板与第一运算放大器的输出端电性连接以及第一积分电容的第二极板与第一运算放大器的负输入端电性连接；
[0012]在发射单元处于发光状态时，响应于控制单元的第二驱动信号，控制第一积分电容的第一极板与第一运算放大器的负输入端电性连接以及第一积分电容的第二极板与第一运算放大器的输出端电性连接。
[0013]在本申请一种可能的实现方式中，接收单元包括第一光电二极管，第一光电二极管的阴极与第一运算放大器的负输入端连接，第一光电二极管的阳极连接接地极，组合开关被配置为：
[0014]响应于第一驱动信号，第一主开关和第二主开关闭合，第一副开关和第二副开关关断；
[0015]响应于第二驱动信号，第一主开关和第二主开关关断，第一副开关和第二副开关闭合。
[0016]在本申请一种可能的实现方式中，组合开关包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，第一单刀双掷开关的动触点与第一积分电容的第二极板连接，第一单刀双掷开关的第一静触点与第一运算放大器的负输入端连接，第一单刀双掷开关的第二静触点与第一运算放大器的输出端连接；
[0017]第二单刀双掷开关的动触点与第一积分电容的第一极板连接，第二单刀双掷开关的第一静触点与第一运算放大器的输出端连接，第二单刀双掷开关的第二静触点与第一运算放大器的负输入端连接。
[0018]在本申请一种可能的实现方式中，接收单元包括第一光电二极管，第一光电二极管的阴极与第一运算放大器的负输入端连接，第一光电二极管的阳极连接接地极，组合开关被配置为：
[0019]响应于第一驱动信号，第一单刀双掷开关的动触点与第一单刀双掷开关的第一静触点连接，第二单刀双掷开关的动触点与第二单刀双掷开关的第一静触点连接；
[0020]响应于第二驱动信号，第一单刀双掷开关的动触点与第一单刀双掷开关的第二静触点连接，第二单刀双掷开关的动触点与第二单刀双掷开关的第二静触点连接。
[0021]在本申请一种可能的实现方式中，接近检测电路还包括开关电容单元和模数转换单元，开关电容单元分别与积分单元和模数转换单元电性连接；
[0022]开关电容单元，用于根据积分单元输出的目标电压信号得到模拟信号输出至模数转换单元；
[0023]模数转换单元，用于将模拟信号转换为数字信号，数字信号用于表征目标物的接近程度。
[0024]在本申请一种可能的实现方式中，开关电容单元包括第二运算放大器、第二电容、第三电容、第二开关、第三开关以及第四开关；
[0025]第二开关和第二电容串联于积分单元的输出端与第二运算放大器的负输入端之间，第二电容还通过第三开关连接有参考电压源；
[0026]第三电容和第四开关串联于第二运算放大器的负输入端与第二运算放大器的输出端之间；
[0027]第二运算放大器的输出端与模数转换单元的输入端连接。
[0028]第二方面，本申请还提供一种接近传感器，该接近传感器包括第一方面或者第一方面任一种可能的实现方式的接近检测电路。
[0029]从以上内容可得出，本申请具有以下的有益效果：
[0030]本申请中，通过控制单元在发射单元进行状态切换时，控制积分单元的输出电压信号反相，可以使第一输出电压信号或第二输出电压信号反相，然后在发射单元的工作状态切换后，积分单元再基于反相的第一输出电压信号或第二输出电压信号对第二光电流或第一光电流进行积分处理，如此，积分单元最终输出的目标电压信号则是去除了环境光对应的电压后的电压信号，通过该电压信号可以准确判断目标物的接近程度，提高了接近检测的精准度，确保了接近检测电路的可靠性。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对本申请描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1是本申请实施例中提供的接近检测电路的一个功能模块示意图；
[0033]图2是本申请实施例中提供的积分单元的一个电路原理示意图；
[0034]图3是本申请实施例中提供的发射单元处于截止状态时积分单元的一个电路原理示意图；
[0035]图4是本申请实施例中提供的发射单元处于发光状态时积分单元的一个电路原理示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接近检测电路，其特征在于，所述接近检测电路包括接收单元、控制单元以及积分单元，所述接收单元分别与所述积分单元和所述控制单元电性连接，所述接收单元对应配置有发射单元；所述接收单元，用于在所述发射单元处于截止状态时，响应于接收到的环境光得到第一光电流，以及在所述发射单元处于发光状态时，响应于接收到的反射光和所述环境光得到第二光电流；所述反射光是所述发射单元在发光状态时发出的检测光经目标物反射后所形成的光信号；所述控制单元，用于控制所述发射单元的工作状态以及在所述发射单元进行状态切换时，控制所述积分单元的输出电压信号反相；所述积分单元，用于分别对所述第一光电流和所述第二光电流进行积分处理，得到对应的第一输出电压信号和第二输出电压信号，并基于所述第一输出电压信号和所述第二输出电压信号，得到用于接近检测的目标电压信号。2.根据权利要求1所述的接近检测电路，其特征在于，所述控制单元用于：在预设的检测周期内，控制所述发射单元处于发光状态的时长和处于截止状态的时长相同。3.根据权利要求1所述的接近检测电路，其特征在于，所述积分单元包括第一运算放大器和第一积分电容，所述第一积分电容通过一组合开关电性连接于所述第一运算放大器的负输入端与输出端之间，所述组合开关被配置为：在所述发射单元处于截止状态时，响应于所述控制单元的第一驱动信号，控制所述第一积分电容的第一极板与所述第一运算放大器的输出端电性连接以及所述第一积分电容的第二极板与所述第一运算放大器的负输入端电性连接；在所述发射单元处于发光状态时，响应于所述控制单元的第二驱动信号，控制所述第一积分电容的第一极板与所述第一运算放大器的负输入端电性连接以及所述第一积分电容的第二极板与所述第一运算放大器的输出端电性连接。4.根据权利要求3所述的接近检测电路，其特征在于，所述组合开关包括主开关对和副开关对，所述主开关对和所述副开关对状态相反，且所述主开关对的第一主开关和第二主开关同步，所述副开关对的第一副开关和第二副开关同步；所述第一主开关一端与所述第一积分电容的第二极板连接，另一端与所述第一运算放大器的负输入端连接，所述第二主开关一端与所述第一积分电容的第一极板连接，另一端与所述第一运算放大器的输出端连接；所述第一副开关一端与所述第一积分电容的第二极板连接，另一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第二副开关一端与所述第一积分电容的第一极板连接，另一端与所述第一运算放大器的负输入端连接。5.根据权利要求4所述的接近检测电路，其特征在于，所述接收单元包括第一光电二极管，所述第一光电二极管的阴极与所述第一运算放大器的负输入端连接，所述第一光电二...

【专利技术属性】
技术研发人员：权锐，蔡冲，顾昕，姜珲，
申请(专利权)人：武汉市聚芯微电子有限责任公司，
类型：新型
国别省市：