CN104584434A - 电极基板及配备该电极基板的显示装置以及触摸屏 - Google Patents
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Abstract
光传感器(101)包括:驱动电路(8),其以在第一期间、第二期间和第四期间使发光元件(LED)断开,另一方面在第三期间使发光元件(LED)导通的方式进行驱动;积分电路(1),其输出第一积分值差和第二积分值差,其中第一积分值差为第一期间与第二期间的根据发光元件(LED)的各自的状态产生的受光元件(PD)的光电流的积分值之差,第二积分值差为第三期间与第四期间的根据发光元件(LED)的各自的状态产生的光电流的积分值之差;和输出控制电路(3),其在第一积分值差为零时输出第二积分值差,另一方面在第一积分值差不为零时输出第二积分值差与第一积分值差之差。
Description
技术领域
本发明涉及适合用作接近传感器和手势传感器的光传感器和使用该光传感器的电子设备。
背景技术
光传感器具备对检测对象物进行检测或检测与检测对象物的距离等功能,应用的领域广泛。
移动电话(包括智能手机)和数码照相机等电子设备具备用于显示图像的液晶面板。此外,在这样的电子设备中,存在具备触摸面板以能够在液晶面板上进行触摸操作的机型。在这样具备液晶面板和触摸面板的电子设备中,在进行通常的触摸操作时需要使触摸面板进行动作,但是在面部靠近时不需要使触摸面板进行动作。
但是,对于上述的电子设备,为了实现低消耗电力和防止触摸面板的误动作,装载接近传感器以使触摸面板的动作在面部靠近液晶面板时停止的需求在增加。对于这样的需求,例如在移动电话中,为了在通话时使触摸面板的动作停止,在移动电话中的接触耳朵的声音输出部装载有检测人的面部对移动电话的靠近的接近传感器。
此外,由于接近传感器的输出值与接近距离成反比,因此存在将接近传感器用作测距传感器的需求。
作为检测物体的位置的光传感器,例如在专利文献1中记载有如下技术:使用多个受光元件,接收来自光源的光,检测相对于受光元件的光源的方向和从受光元件至光源的距离,由此检测光源的位置。
进一步,还存在通过在光传感器的受光部配置多个光电二极管,根据光电二极管的各输出值的变化量检测物体的动作的需求。
作为检测物体的动作的光传感器,例如在专利文献2中公开有反射型的光传感器。如图18所示,该光传感器包括发光元件301和两个受光元件302、303,受光元件302、303配置在发光元件301的两侧。在检测对象物304位于右侧的情况下,来自检测对象物304的反射光强烈地照射在受光元件303。另一方面,在检测对象物304位于左侧的情况下,来自检测对象物304的反射光强烈地照射在受光元件302。因此,读取在两个受光元件302、303产生的光电流之差,能够检测到检测对象物304的位置和动作。
作为检测物体的动作的传感器,还存在作为检测手的动作的手势传感器利用光传感器的需求。这样的手势传感器作为接近传感器的附加功能被加以利用,以非接触的方式来检测触摸面板上的手的动作。由此,即使濡湿的手和脏污的手也能够不污染液晶面板的表面地进行操作以使在液晶面板显示的画面滚动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开专利公报“特开2008-8849号(2008年1月17日公开)”
专利文献2:日本公开专利公报“特开2000-75046号(2000年3月14日公开)”
发明内容
发明所要解决的问题
装载有上述那样的接近传感器的电子设备多在野外和室内使用。因此,要求即使在自然光和照明光引起的干扰光成分射入接近传感器的情况下也使接近传感器正确地进行动作的电子设备。因此,需要使得接近传感器不因外部的光而进行误动作。这样,与一般的接近传感器相比,在被照射自然光和照明光等强烈的干扰光的环境中使用的接近传感器需要使得其对于干扰光的耐受量更大。
但是,在专利文献1、2中,对于各光传感器,未针对干扰光显示用于防止误动作的具体的应对措施。
本发明是鉴于上述问题而完成的发明,其目的在于,提供能够以不由于干扰光而进行误动作的方式检测物体的动作的光传感器。
用于解决问题的方式
本发明的一个方式的光传感器包括:发光元件;受光元件,其通过上述发光元件的出射光在检测对象物反射后的反射光入射而产生光电流;驱动电路,其以在连续的第一期间、第二期间、第三期间和第四期间中,在上述第一期间、上述第二期间和上述第四期间中使上述发光元件点亮或熄灭,另一方面在上述第三期间中使上述发光元件熄灭或点亮的方式进行驱动;积分电路,其输出第一积分值差和第二积分值差,其中,上述第一积分值差为上述第一期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值与上述第二期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值之差,上述第二积分值差为上述第三期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值与上述第四期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值之差;和输出控制电路,其在上述第一积分值差为零时输出上述第二积分值差,另一方面在上述第一积分值差不为零时输出上述第二积分值差与上述第一积分值差之差。
本发明的另一实施方式的光传感器包括:发光元件;受光元件,其通过上述发光元件的出射光在检测对象物反射后的反射光射入而产生光电流;驱动电路,其以在连续的第一期间、第二期间、第三期间和第四期间中,在上述第一期间中使上述发光元件点亮或熄灭,另一方面在上述第二期间至第四期间中使上述发光元件熄灭或点亮的方式进行驱动;积分电路,其输出第一积分值差和第二积分值差,其中,上述第一积分值差为上述第一期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值与上述第二期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值之差,上述第二积分值差为上述第三期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值与上述第四期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值之差;和输出控制电路,其在上述第二积分值差为零时输出上述第一积分值差,另一方面在上述第二积分值差不为零时输出上述第一积分值差与上述第二积分值差之差。
发明的效果
根据本发明的一个方式,根据第一积分值差检测干扰光的强度,根据该差控制检测信号的输出。此外,根据本发明的另一方式,根据第二积分值差检测干扰光的强度,根据该差控制检测信号的输出。由此,获得能够以不由于干扰光而进行误动作的方式检测物体的动作的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的光传感器的结构的框图。
图2是表示图1的光传感器和实施方式4的光传感器的发光受光单元的发光元件和受光元件的安装结构的纵截面图。
图3是表示上述光传感器的积分电路的结构的框图。
图4是表示上述光传感器的另一积分电路的结构的框图。
图5是表示上述光传感器的输出控制电路的结构的框图。
图6是表示没有干扰光的情况下的上述光传感器的动作的时序图。
图7是表示一定的干扰光入射的情况下的上述光传感器的动作的时序图。
图8是表示增加的干扰光入射的情况下的上述光传感器的动作的时序图。
图9是表示减少的干扰光入射的情况下的上述光传感器的动作的时序图。
图10是表示本发明的实施方式2的光传感器的结构的框图。
图11是表示本发明的实施方式3的光传感器的结构的框图。
图12是表示本发明的实施方式4的光传感器的结构的框图。
图13是表示图12的光传感器的受光元件的结构的平面图。
图14(a)是表示来自图12的光传感器的出射光形成的光点与检测对象物的位置关系的变化的平面图,(b)是表示在图12的光传感器的受光元件射入有来自上述光点的上述检测对象物的反射光的状态的平面图。
图15是表示本发明的实施方式5的光传感器的结构的框图。
图16是表示本发明的实施方式6的光传感器的结构的框图。
图17是表示本发明的实施方式7的智能手机的结构的平面图。
图18是表示现有的光传感器的结构构的纵截面图。
图19是表示没有干扰光的情况下的实施方式1的光传感器的其它动作的时序图。
图20是表示一定的干扰光入射的情况下的实施方式1的光传感器的其它动作的时序图。
图21是表示增加的干扰光入射的情况下的实施方式1的光传感器的其它动作的时序图。
图22是表示减少的干扰光入射的情况下的实施方式1的光传感器的其它动作的时序图。
具体实施方式
[实施方式1]
以下参照图1~图9对本发明的实施方式1进行说明。
[光传感器的结构]
图1是表示本实施方式的光传感器101的结构的框图。
如图1所示,光传感器101包括积分电路1、AD转换器2、输出控制电路3、I2C接口4、积分控制信号产生电路5、振荡器6、驱动信号产生电路7、驱动电路8和发光受光单元90。该光传感器101将发光元件LED发出的光照射到检测对象物100,利用受光元件PD接收来自该检测对象物100的反射光,对在受光元件PD被进行光电转换后的电流进行规定的处理,输出对检测对象物100的接近进行检测的检测信号。此外,光传感器101中的发光元件LED和受光元件PD如被组装入以下说明的发光受光单元90。
<发光受光单元的结构>
图2是表示光传感器101中的发光受光单元90的发光元件LED和受光元件PD的安装结构的纵截面图。
如图2所示,发光受光单元90由发光元件LED、受光元件PD、基板91和密封部件92构成。
发光元件LED和受光元件PD空出间隔地安装在基板91上。发光元件LED由发光二极管构成。此外,受光元件PD由光电二极管或光电晶体管、或者将受光元件PD与信号处理用电路和/或LED驱动器电路一体化而得到的OPIC(Optical IC)(注册商标)构成。
密封部件92以覆盖发光元件LED和受光元件PD的方式形成在基板91上。密封部件92由透明的树脂材料、或使发光元件LED的发光波长透射并将可见光成分遮断的可见光遮断树脂材料形成,在表面具有发光透镜部92a和受光透镜部92b。发光透镜部92a是在发光元件LED的光出射侧以成为半球状的方式形成的凸透镜,将从发光元件LED放射的光以会聚至规定位置或转换为平行光的方式射出。受光透镜部92b是在受光元件PD的光入射侧以成为半球状的方式形成的凸透镜,将从检测对象物100反射的光会聚至受光元件PD。
<积分电路的结构和动作>
图3是表示光传感器101中的积分电路1的结构的额框图。图4是表示光传感器101中的另一积分电路1A的结构的框图。
如图3所示,积分电路1具有输入切换电路1a、积分器1b、1c、延迟电路1d和加法运算电路1e。
积分器1b是在正方向上对所输入的光电流进行积分的电路。积分器1c是在负方向上对所输入的光电流进行积分的电路。
输入切换电路1a是在连续的两个积分期间对输入路径交替地进行切换以使来自受光元件PD的光电流输入至积分器1b、1c中的任一方的电路。该输入切换电路1a根据从后述的积分控制信号产生电路5施加的积分控制信号,以切换光电流的输入的方式进行控制。
积分控制信号规定执行积分的4个积分期间INT1~INT4,还规定以积分期间INT1~INT4为一个周期的积分周期。积分期间INT1~INT4是在分别进行发光元件LED的导通(点亮)和断开(熄灭)的期间,即后述的第一期间T1、第二期间T2、第三期间T3和第四期间T4分别设置。
延迟电路1d是使从积分器1b输出的积分值延迟一个积分期间的电路。
加法运算电路1e是将从延迟电路1d和积分器1c输出的各个积分值相加的电路。
在如上述那样构成的积分电路1中,在输入切换电路1a以将光电力输入到积分器1b的方式对输入路径进行切换的状态下,由积分器1b在正方向上对光电流进行积分。从积分器1b输出的积分值通过延迟电路1d延迟一个积分期间。另一方面,在输入切换电路1a以将光电力输入到积分器1c的方式对输入路径进行切换的状态下,由积分器1c在负方向上对光电流进行积分。
在积分期间INT1从延迟电路1d输出的积分值和在积分期间INT2从积分器1c输出的积分值由加法运算电路1e进行相加。此外,在积分期间INT3从延迟电路1d输出的积分值和在积分期间INT4从积分器1c输出的积分值也由加法运算电路1e进行相加。这样,通过正方向的积分值与负方向的积分值相加而获得两个积分值之差的积分值。
此外,积分电路1也可以如图4所示那样的积分电路1A。
如图4所示,积分电路1A具有电流极性切换电路1Aa、积分器1Ab、输出切换电路1Ac、延迟电路1Ad和加法运算电路1Ae。
电流极性切换电路1Aa是在连续的两个积分期间将来自受光元件PD的光电流的极***替地切换的电路。该电流极性切换电路1Aa根据上述的积分控制信号,以切换光电流的极性的方式进行控制。
积分器1Ab是对从电流极性切换电路1Aa输出的光电流进行积分的电路。
输出切换电路1Ac是在连续的两个积分期间对输出路径交替地进行切换以使从积分器输出的积分值输出至延迟电路1Ad和加法运算电路1Ae中的任一方的电路。该输出切换电路1Ac根据上述的积分控制信号,以切换输出路径的方式进行控制。
延迟电路1Ad是使从输出切换断路1Ac输出的积分值延迟一个积分期间的电路。
加法运算电路1Ae是将从延迟电路1Ad和输出切换电路1Ac输出的各个积分值相加的电路。
在如上述那样构成的积分电路1A中,当光电流从电流极性切换电路1Aa作为正极性的光电流输出时,该光电流由积分器1Ab进行积分。从积分器1Ab输出的积分值经输出切换电路1Ac输出至延迟电路1Ad,由延迟电路1Ad延迟一个积分期间后,输出至加法运算电路1Ae。
另一方面,当光电流从电流极性切换电路1Aa作为负极性的光电流输出时,该光电流由积分器1Ab进行积分。从积分器1Ab输出的积分值经输出切换电路1Ac输出至加法运算电路1Ae。
从延迟电路1Ad输出的积分期间INT1的积分值和从输出切换电路1Ac输出的积分期间INT2的积分值由加法运算电路1Ae进行相加。此外,从延迟电路1Ad输出的积分期间INT3的积分值与从输出切换电路1Ac输出的积分期间INT4的积分值也由加法运算电路1Ae进行相加。这样,通过正极性的光电流的积分值与负极性的光电流的积分值相加而获得两个积分值之差的积分值。
这样的积分电路1A能够输出与图3所示的积分电路1同等的积分值。此外,积分电路1A与具有两个积分器1b、1c的积分电路1不同,具有一个积分器1Ab,因此能够简化电路结构。
另外,在光电流中的直流光成分大的情况下,存在积分电路1中的积分器1b、1c或积分电路1A中的积分器1Ab的输出饱和的可能性。因此,设定为求取积分期间INT1、INT2各自的积分值之差,并求取积分期间INT3、INT4各自的积分值之差。由此,能够防止积分器1b、1c或积分器1Ab的饱和。
<AD转换器的结构>
AD转换器2是将从积分电路1输出的积分值转换为数字值的电路。该AD转换器2将从积分电路1(积分电路1A)输出的上述的积分期间INT1、INT2的积分值之差(第一积分值差)转换为数字的数字积分值ADC-1而输出。此外,AD转换器2将从积分电路1(积分电路1A)输出的上述的积分期间INT3、INT4的积分值之差(第二积分值差)转换为数字的数字积分值ADC-2而输出。
<输出控制电路的结构>
图5是表示光传感器101中的输出控制电路3的结构的框图。
输出控制电路3是进行控制以基于从AD转换器2输出的数字积分值ADC-1,将数字积分值ADC-2直接输出或将数字积分值ADC-1、ADC-2之差输出的电路。或者,输出控制电路3是进行控制以基于从AD转换器2输出的数字积分值ADC-2,将数字积分值ADC-1直接输出或将数字积分值ADC-1、ADC-2之差输出的电路。该输出控制电路3具有移位寄存器3a、第一比较器3b、第二比较器3c、移位寄存器控制电路3d和加法运算电路3e。
移位寄存器3a是分别存储从AD转换器2输出的数字积分值ADC-1、ADC-2的存储部。
第一比较器3b对存储于移位寄存器3a的数字积分值ADC-1或数字积分值ADC-2的绝对值是否小于预先设定的设定值(阈值)进行判定。
第二比较器3c对存储于移位寄存器3a的数字积分值ADC-1或数字积分值ADC-2的绝对值是为零还是为正或负的值进行判定。
移位寄存器控制电路3d以将从AD转换器2输出的数字积分值ADC-1存储于移位寄存器3a的方式控制移位寄存器3a的写入。
此外,移位寄存器控制电路3d在发光元件LED在第一期间T1断开、在第二期间T2断开、在第三期间T3导通、在第四期间T4断开的第一驱动模式的情况和发光元件LED在第一期间T1导通、在从第二期间T2至第四期间T3断开的第二驱动模式的情况下,这样进行移位寄存器3a的读写的控制。
在第一驱动模式的情况下,移位寄存器控制电路3d在由第一比较器3b判定数字积分值ADC-1的绝对值小于上述设定值时,以将来自AD转换器2的数字积分值ADC-2存储于移位寄存器3a的方式控制移位寄存器3a的写入。另一方面,移位寄存器控制电路3d在由第一比较器3b判定数字积分值ADC-1的绝对值不小于上述设定值时,以不将来自AD转换器2的数字积分值ADC-2存储于移位寄存器3a的方式禁止移位寄存器3a的写入。
在第二驱动模式的情况下,移位寄存器控制电路3d以将被输入的数字积分值ADC-1、ADC-2写入移位寄存器3a的方式控制移位寄存器3a的写入。此外,移位寄存器控制电路3d在由第一比较器3b判定数字积分值ADC-2的绝对值小于上述设定值时,以能够从移位寄存器3a读出数字积分值ADC-1的方式控制移位寄存器3a。另一方面,移位寄存器控制电路3d在由第一比较器3b判定数字积分值ADC-2的绝对值不小于上述设定值时,以不从移位寄存器3a读出数字积分值ADC-1的方式禁止移位寄存器3a的读出。
进一步,在第一驱动模式,移位寄存器控制电路3d在数字积分值ADC-2被写入移位寄存器3a的情况下,如以下那样进行移位寄存器3a的读出控制。移位寄存器控制电路3d在由第二比较器3c判定数字积分值ADC-1为零时,以从移位寄存器3a将数字积分值ADC-2输出至I2C接口4的方式控制移位寄存器3a的读出。另一方面,移位寄存器控制电路3d在由第二比较器3c判定数字积分值ADC-1为正或负时,以从移位寄存器3a将数字积分值ADC-1、ADC-2输出至减法运算电路3e的方式控制移位寄存器3a的读出。
在第二驱动模式,在由第二比较器3c判定数字积分值ADC-2为零时,以从移位寄存器3a将数字积分值ADC-1输出至I2C接口4的方式控制移位寄存器3a的读出。另一方面,移位寄存器控制电路3d在由第二比较器3c判定数字积分值ADC-2为正或负时,以从移位寄存器3a将数字积分值ADC-1、ADC-2输出至减法运算电路3e的方式控制移位寄存器3a的读出。
移位寄存器控制电路3d与积分期间ITN2、ITN4同步地控制数字积分值ADC-1、ADC-2向移位寄存器3a的写入。因此,移位寄存器控制电路3d根据积分控制信号进行上述那样的写入。
减法运算电路3e是从自移位寄存器3a输出的数字积分值ADC-1、ADC-2中的任一大的数字积分值减去小的另一个数字积分值的电路。即,减法运算电路3e在数字积分值ADC-1比数字积分值ADC-2大的情况下,从数字积分值ADC-1减去数字积分值ADC-2。此外,减法运算电路3e在数字积分值ADC-2比数字积分值ADC-1大的情况下,从数字积分值ADC-2减去数字积分值ADC-1。移位寄存器控制电路3d判定数字积分值ADC-1、ADC-2的哪一个更大,将大的值作为被减数值提供至减法运算电路3e,将小的值作为减数值提供至减法运算电路3e。
或者,减法运算电路3e也可以输出数字积分值ADC-1、ADC-2的差的绝对值。由此,不需要进行数字积分值ADC-1、ADC-2的大小判定。
<I2C接口的结构>
I2C接口4是将与来自外部的串行时钟SCL同步地从移位寄存器3a输出的数字值作为串行数据SDA输出的电路。
<振荡器和积分控制信号产生电路的结构>
振荡器6是产生规定周期的基准时钟的电路。
积分控制信号产生电路5根据来自振荡器6的基准时钟,输出使进行积分的上述的各积分期间INT1~INT4成为高电平,使不进行积分的非积分期间成为低电平的积分控制信号。上述的积分期间INT1~INT4被设定为比发光元件LED导通或断开的上述的第一~第四期间T1~T4短的期间。
<驱动信号产生电路和驱动电路的结构>
驱动信号产生电路7是根据来自振荡器6的基准时钟生成用于驱动发光元件LED的驱动信号的电路。该驱动信号是在以第一期间T1、第二期间T2、第三期间T3、第四期间T4为单位的周期中使发光元件LED导通或断开的信号。第一~第四期间T1~T4与上述的导通期间和断开期间相当。
在以下的说明中,以使得发光元件LED在第一期间T1、第二期间T2和第四期间T4断开、在第三期间T3导通的方式驱动发光元件LED(第一驱动模式),或以使得发光元件LED在第一期间T1导通,在第二期间T2至第四期间T4断开的方式驱动发光元件LED(第二驱动模式)。但是驱动模式并不限定于这样的驱动控制。例如也可以与上述第一驱动模式相反,以使得发光元件LED在第一期间T1、第二期间T2和第四期间T4导通、在第三期间T3断开的方式驱动发光元件LED。此外,与上述第二驱动模式相反,以使得发光元件LED在第一期间T1断开,在第二期间T2至第四期间T4导通的方式驱动发光元件LED。
驱动电路8是根据由驱动信号产生电路7产生的驱动信号,生成用于驱动发光元件LED的驱动电流的电路。该驱动电流是脉冲电流,作为光脉冲信号提供至发光元件LED。
[光传感器的动作]
<基本动作>
当驱动信号产生电路7按照来自振荡器6的基准时钟生成驱动信号时,从驱动电路8输出光脉冲信号。发光元件LED根据光脉冲信号按规定周期发光,输出红外线的光脉冲。
在检测对象物100不位于从发光元件LED射出的光的光路时,从发光元件LED射出的光直接行进。因此,受光元件PD不接收来自检测对象物100的反射光,仅周围光入射,因此受光元件PD的入射光量少。在这种情况下,检测不到检测对象物100。
当检测对象物100靠近光传感器101,到达从发光元件LED射出的光的光路的位置时,从发光元件LED射出的光被检测对象物100反射。检测对象物100越靠近光传感器101,来自检测对象物100的反射光的光量就越大。
当检测对象物100到达将上述的光路完全遮断、将来自发光元件LED的光全部反射的位置时,最靠近光传感器101,因此,在该状态,反射光量成为最大。受光元件PD接收来自检测对象物100的反射光,由此,入射光量增大,产生与入射光量成比例的光电流。
在光传感器101中,受光元件PD产生的光电流由积分电路1进行积分。来自积分电路1的积分值由AD转换器2转换为数字的数字积分值ADC-1、ADC-2。接着,由输出控制电路3根据来自AD转换器2的数字积分值ADC-1、ADC-2,输出对检测对象物100的接近进行检测的检测信号。进一步,从I2C接口4,与来自外部的串行时钟SCL同步地输出基于该检测信号的串行数据SDA。
光传感器101在作为接近传感器使用的情况下,如果接近检测对象物100则输出检测信号。另一方面,光传感器101在作为手势传感器使用的情况下,对检测对象物100的移动进行检测。
<没有干扰光的状态时的动作>
图6是表示没有干扰光的情况下的光传感器101的动作的时序图。图19是表示没有干扰光的情况下的光传感器101的其它动作的时序图。
如图6所示,发光元件LED以在第一期间T1断开、在第二期间T2断开、在第三期间T3导通、在第四期间T4断开的第一驱动模式被驱动。在这种情况下,第一期间T1和第二期间T2成为检测干扰光的干扰光检测期间,第三期间T3和第四期间T4成为检测检测对象物100的检测对象物检测期间。
首先,在第一期间T1和第二期间T2,发光元件LED断开,因此受光元件PD不产生光电流。在该状态下,由积分电路1在积分期间INT1、INT2积分得到的积分值的差成为零(基准电压)。因此,在这种情况下数字积分值ADC-1成为零。该数字积分值ADC-1被存储于移位寄存器3a,积分电路1被复位。
在接着的第三期间T3,发光元件LED导通,因此,来自检测对象物100的反射光射入到受光元件PD。在这种情况下,因为在没有干扰光的状态,所以如图6所示那样,受光元件PD产生与反射光的光量成比例的大小的脉冲状的光电流。由此,积分期间INT3的积分值增大。
在之后的第四期间T4,发光元件LED断开,因此受光元件PD不产生光电流。由此,将来自积分电路1的积分值维持为一定值,因此从AD转换器2输出该积分值的数字积分值ADC-2。
在这种情况下,由第一比较器3b判定为数字积分值ADC-1的绝对值小于规定值,因此,数字积分值ADC-2被存储于移位寄存器3a。此外,由第二比较器3c判定为数字积分值ADC-1为零,因此,从移位寄存器3a仅读出数字积分值ADC-2,并输出至I2C接口4。
由此,I2C接口4根据被输入的数字积分值ADC-2,与来自外部的串行时钟SCL同步地输出作为检测信号的串行数据SDA。该检测信号被提供至微型计算机等,在接近检测处理的情况下,作为接近数据被利用。
上述的例子中,因为是没有干扰光的状态,所以积分电路1的积分器1b、1c的输出从初始值开始没有变化,表示干扰光成分的数字积分值ADC-1成为零。由此,在发光元件LED导通的第三期间T3,能够正确地检测出来自检测对象物100的反射光。在这种情况下,如上述那样,数字积分值ADC-2以作为检测信号被利用的方式存储于移位寄存器3a。
在图19所示的例子中,发光元件LED以在第一期间T1导通、在第二期间T2至第四期间T4断开的第二驱动模式被驱动。在第二驱动模式的情况下,与图6所示的上述的情况不同,第一期间T1和第二期间T2成为检测对象物检测期间,第三期间T3和第四期间T4成为干扰光检测期间。
首先,在第一期间T1,发光元件LED导通,因此来自检测对象物100的反射光射入受光元件PD。在这种情况下,因为是没有干扰光的状态,所以如图19所示那样,受光元件PD产生与反射光的光量成比例的大小的脉冲状的光电流。由此,积分期间INT1的积分值增大。
在接着的第二期间T2,发光元件LED断开,因此受光元件PD不产生光电流。由此,在积分期间INT2积分得到的积分值维持一定值,因此,从AD转换器2输出该积分值的数字积分值ADC-1。该数字积分值ADC-1被存储于移位寄存器3a,积分电路1复位。
在之后的第三期间T3和第四期间T4,发光元件LED保持断开,因此受光元件PD不产生光电流。在该状态下,由积分电路1在积分期间INT3、INT4积分得到的积分值的差成为零。因此,在这种情况下,数字积分值ADC-2成为零。此外,因为通过移位寄存器控制电路3d判定为数字积分值ADC-1的绝对值小于规定值,所以该数字积分值ADC-2被存储于移位寄存器3a。
在这种情况下,由第一比较器3b判定为数字积分值ADC-2的绝对值小于规定值,因此,能够从移位寄存器3a读出数字积分值ADC-1。此外,由第二比较器3c判定为数字积分值ADC-2为零,因此,从移位寄存器3a仅读出数字积分值ADC-1,并输出至I2C接口4。
上述的例子也是没有干扰光的状态,因此积分电路1的积分器1b、1c的输出也从初始值开始没有变化,表示干扰光成分的数字积分值ADC-2也成为零。由此,在发光元件LED导通的第一期间T1,能够正确地检测出来自检测对象物100的反射光。在这种情况下,如上述那样,数字积分值ADC-1以作为检测信号被利用的方式存储于移位寄存器3a。
另外,在上述的第一驱动模式的动作例中,在数字积分值ADC-1为零的情况下,从移位寄存器3a仅读出数字积分值ADC-2。另一方面,在上述第二驱动模式的动作例中,在数字积分值ADC-2为零的情况下,从移位寄存器3a仅读出数字积分值ADC-1。但是,关于数字积分值ADC-1、ADC-2的读出控制,并不限定于此。
例如,在第一驱动模式和第二驱动模式中,即使数字积分值ADC-1、ADC-2为零,移位寄存器控制电路3d也以从移位寄存器3a读出数字积分值ADC-1、ADC-2的方式进行读出控制。在该控制例中,成为由减法运算电路3e对数字积分值ADC-1、ADC-2实施减法运算处理。但是,因为数字积分值ADC-1、ADC-2的任一方为零,所以,即使如上述那样进行减法运算处理,也能够获得与从移位寄存器3a读出不为零的另一方相同的结果。在该控制例中,虽然需要由减法运算电路3e进行减法运算处理,但是不需要进行数字积分值ADC-1、ADC-2是否为零的判定,因此能够节省第二比较器3c。
该控制例在以下说明的存在直流干扰光的状态下的动作(图7和图20所示的例子)中也能够适用。
<存在直流干扰光的状态时的动作>
图7是表示射入一定的干扰光的情况下的光传感器101的动作的时序图。图20是表示射入一定的干扰光的情况下的光传感器101的其它动作的时序图。
如图7所示,在第一驱动模式的第一期间T1和第二期间T2,发光元件LED断开,但是因为存在一定光量的干扰光,所以受光元件PD产生与干扰光的光量成比例的光电流。在该状态下,积分期间INT1、INT2的光电流的值相同,因此积分电路1的积分期间INT1、INT2的积分值相等。因此,在这种情况下,积分电路1的输出成为零,因此数字积分值ADC-1成为零,其结果是,干扰光成分抵消。当该数字积分值ADC-1被存储于移位寄存器3a时,积分电路1复位。
在接着的第三期间T3,发光元件LED导通,因此来自检测对象物100的反射光和干扰光射入到受光元件PD。此时,如图7所示,受光元件PD产生在一定值(干扰光成分)上叠加与反射光的光量成比例的值的光电流。由此,积分期间INT3的积分值增大。
在之后的第四期间T4,发光元件LED断开,因此受光元件PD与第一和第二期间T1、T2同样地产生基于干扰光成分的光电流。由此,积分期间INT4的积分值与积分期间INT2的积分值相同。在这种情况下,从积分电路1输出的积分值,干扰光成分被抵消,成为仅反射光成分从AD转换器2作为数字积分值ADC-2被输出。
在这种情况下,由第一比较器3b判定为数字积分值ADC-1的绝对值小于规定值,因此,数字积分值ADC-2被存储于移位寄存器3a。此外,由第二比较器3c判定为数字积分值ADC-1为零,因此,从移位寄存器3a仅读出数字积分值ADC-2,并输出至I2C接口4。
由此,I2C接口4根据被输入的数字积分值ADC-2,与来自外部的串行时钟SCL同步地输出作为检测信号的串行数据SDA。该检测信号被提供至微型计算机等,在接近检测处理的情况下,作为接近数据被利用。
这样,在存在一定的干扰光的状态,能够从检测信号中完全地除去干扰光成分。
在图20所示的例子中,与图19所示的例子相同,发光元件LED以第二驱动模式被驱动。在图20所示的例子中,在第一期间T1,发光元件LED导通,但是因为存在一定光量的干扰光,所以来自检测对象物100的反射光和干扰光射入到受光元件PD。此时,受光元件PD产生在一定值(干扰光成分)上叠加与反射光的光量成比例的值的光电流。由此,积分期间INT1的积分值增大。
在接着的第二期间T2,发光元件LED断开,但是因为存在一定光量的干扰光,所以受光元件PD产生基于干扰光的光电流。由此,在积分期间INT2积分得到的积分值维持一定值,因此从AD转换器2输出该积分值的数字积分值ADC-1。当该数字积分值ADC-1被存储于移位寄存器3a时,积分电路1复位。
在之后的第三期间T3和第四期间T4,发光元件LED保持断开,因为存在一定光量的干扰光,所以积分电路1的积分期间INT3、INT4的积分值相等。此时,因为积分电路1的输出成为零,所以数字积分值ADC-2也成为零。
在这种情况下,由第一比较器3b判定为数字积分值ADC-1的绝对值小于规定值,因此数字积分值ADC-1能够从移位寄存器3a读出。此外,由第二比较器3c判定为数字积分值ADC-2为零,因此,从移位寄存器3a仅读出数字积分值ADC-1,并输出至I2C接口4。
这样,在存在一定光量的干扰光的情况下,能够与上述第一驱动模式的情况同样地从检测信号中完全地除去干扰光成分。
<存在变化的干扰光的状态时的动作>
通常,照明器具的光的明亮度按商用频率(50Hz或60Hz)的倍数的频率(100Hz或120Hz)发生变化。此外,变频荧光灯的光波形为在商用频率叠加几十kHz的频率那样的光波形,接近传感器在检测动作中干扰光的光强度多随时间变化。
因此,此处,对干扰光随时间发生变化的情况下的光传感器101的动作进行说明。
(1)干扰光增加的情况下
图8是表示增加的干扰光射入的情况下的光传感器101的动作的时序图。图21是表示增加的干扰光射入的情况下的光传感器101的其它动作的时序图。
如图8所示,在干扰光增加的情况下,在第一驱动模式的第一期间T1和第二期间T2,发光元件LED断开,因此光电流与干扰光的增加相应地增大。因此,积分期间INT2的积分值变得比积分期间INT1的积分值大。在这种情况下,从积分电路1输出的积分值成为负的值,因此从AD转换器2输出的数字积分值ADC-1也成为负的值。当该数字积分值ADC-1存储于移位寄存器3a时,积分电路1复位。
在第三期间T3,通过使得发光元件LED导通获得的光电流和干扰光在积分期间INT3被积分。在接着的第四期间T4,通过使得发光元件LED断开仅干扰光在积分期间INT4被积分。此外,积分期间INT4的积分值的干扰光成分变得比积分期间INT3的积分值的干扰光成分大。
在该状态下,与图7所示的情况不同,从积分电路1输出的积分值的反射光成分由于被减去积分期间INT3、INT4之间的干扰光成分的差而变小,因此数字积分值ADC-2也变小。此外,因为从积分电路1输出的积分值比第一比较器3b的设定值小,所以通过移位寄存器控制电路3d在移位寄存器3a存储数字积分值ADC-2。
在干扰光增加的情况下,由第二比较器3c判定数字积分值ADC-1为负,因此,从移位寄存器3a读出数字积分值ADC-1、ADC-2。之后,通过减法运算电路3e,从数字积分值ADC-2减去负的数字积分值ADC-1,其结果是,数字积分值ADC-2的减少的量由数字积分值ADC-1补偿。
这样,在光电流的干扰光成分单纯增加的情况下,通过这样的减法运算处理,能够输出基于正确的反射光成分的检测信号。
在图21所示的例子中,以第二驱动模式驱动的发光元件LED在第一期间T1导通,在第二期间T2至第四期间T4导通。在图21所示的例子,在第一期间T1通过使发光元件LED导通而获得的光电流和干扰光在积分期间INT1被积分。在接着的第二期间T2,使发光元件LED断开,由此仅干扰光在积分期间INT2被积分。此外,积分期间INT2的积分值的干扰光成分比积分期间INT1的积分值的干扰光成分大。
在该状态,与图8所示的第三期间T3和第四期间T4同样地,从积分电路1输出的积分值的反射光成分由于被减去积分期间INT1、INT2之间的干扰光成分的差而变小,因此数字积分值ADC-1也变小。当该数字积分值ADC-1被存储于移位寄存器3a时,积分电路1复位。
在发光元件LED断开的第三期间T3和第四期间T4,与干扰光的增加相应地,积分期间INT4的积分值比积分期间INT3的积分值大。此时,因为从积分电路1输出的积分值成为负的值,所以从AD转换器2输出的数字积分值ADC-2也成为负的值。
在这种情况下,因为数字积分值ADC-2的绝对值比第一比较器3b的设定值小,所以由移位寄存器控制电路3d将移位寄存器3a控制为能够读出数字积分值ADC-1的状态。此外,由第二比较器3c判定数字积分值ADC-2为负,因此,从移位寄存器3a读出数字积分值ADC-1、ADC-2。之后,由减法运算电路3e从数字积分值ADC-1减去负的数字积分值ADC-2,其结果是,数字积分值ADC-1的减少的量由数字积分值ADC-2补偿。
在该例中也为如下情形:在光电流的干扰光成分单纯增加的情况下,通过上述那样的减法运算处理,能够输出基于正确的反射光成分的检测信号。
(2)干扰光减少的情况
图9是表示减少的干扰光射入的情况下的光传感器101的动作的时序图。图22是表示减少的干扰光射入的情况下的光传感器101的其它动作的时序图。
在干扰光减少的情况下,如图9所示,在第一驱动模式的第一期间T1和第二期间T2,发光元件LED断开,因此,光电流与干扰光的减少相应地减少。因此,积分期间INT2的积分值变得比积分期间INT1的积分值小。在这种情况下,从积分电路1输出的积分值成为正的值,因此从AD转换器2输出的数字积分值ADC-1也成为正的值。当该数字积分值ADC-1被存储于移位寄存器3a时,积分电路1复位。
在第三期间T3,通过使得发光元件LED导通而获得的光电流和干扰光在积分期间INT3被积分。在接着的第四期间T4,通过使得发光元件LED断开而仅干扰光在积分期间INT4被积分。此外,积分期间INT4的积分值的干扰光成分变得比积分期间INT3的积分值的干扰光成分小。在该状态下,与图7所示的情况不同,从积分电路1输出的积分值的反射光成分由于被加上积分期间INT3、INT4之间的干扰光成分的差而变大,因此数字积分值ADC-2也变大。
在这种情况下,因为数字积分值ADC-1的绝对值比第一比较器3b的设定值小,所以通过移位寄存器控制电路3d,数字积分值ADC-2被存储于移位寄存器3a。此外,由第二比较器3c判定数字积分值ADC-1为正,因此,从移位寄存器3a读出数字积分值ADC-1、ADC-2。之后,通过减法运算电路3e,从数字积分值ADC-2减去正的数字积分值ADC-1,其结果是,数字积分值ADC-2的增加的量由数字积分值ADC-1抵消。
这样,在光电流的干扰光成分单纯减少的情况下,也能够通过这样的减法运算处理而输出基于正确的反射光成分的检测信号。
在图22所示的例子中,以第二驱动模式驱动的发光元件LED在第一期间T1导通、在第二期间T2至第四期间T4断开。在图22所示的例子中,在第一期间T1,通过使得发光元件LED导通而获得的光电流和干扰光在积分期间INT1被积分。在接着的第二期间T2,通过使得发光元件LED断开而仅干扰光在积分期间INT2被积分。此外,积分期间INT2的积分值的干扰光成分比积分期间INT1的积分值的干扰光成分小。
在该状态,与图9所示的第三期间T3和第四期间T4同样地,从积分电路1输出的积分值的反射光成分由于被加上积分期间INT1、INT2之间的干扰光成分的差而变大,因此数字积分值ADC-1也变大。当该数字积分值ADC-1被存储于移位寄存器3a时,积分电路1复位。
在发光元件LED断开的第三期间T3和第四期间T4,与干扰光的减少相应地,积分期间INT4的积分值变得比积分期间INT3的积分值小。在这种情况下,从积分电路1输出的积分值成为正的值,因此从AD转换器2输出的数字积分值ADC-2也成为正的值。该数字积分值ADC-2也被存储于移位寄存器3a。
在这种情况下,因为数字积分值ADC-2的绝对值比第一比较器3b的设定值小,所以由移位寄存器控制电路3d将移位寄存器3a,控制为能够读出数字积分值ADC-1的状态。此外,由第二比较器3c判定数字积分值ADC-2为正,因此从移位寄存器3a读出数字积分值ADC-1、ADC-2。之后,通过减法运算电路3e,从数字积分值ADC-1减去正的数字积分值ADC-2,其结果是,数字积分值ADC-1的增加量由数字积分值ADC-2抵消。
在该例中,在光电流的干扰光成分单纯减少的情况下,也能够通过上述那样的减法运算处理,输出基于正确的反射光成分的检测信号。
(3)检测动作的可否判断
在干扰光增加的情况(图8所示的例子)和干扰光减少的情况(图9所示的例子)下,因为数字积分值ADC-1不为零,所以存在其绝对值大至设定值以上的情况。在这种情况下,通过移位寄存器控制电路3d的控制,使数字积分值ADC-2不存储于移位寄存器3a,因此不能输出检测信号,从而不进行检测动作(非检测模式)。此外,在数字积分值ADC-1变得比设定值小时,通过移位寄存器控制电路3d的控制,使数字积分值ADC-2存储于移位寄存器3a。在这种情况下,能够输出基于数字积分值ADC-2的检测信号,能够进行检测动作(检测模式)。
另外,也可以通过定期地重复积分期间INT1、INT2的积分动作,判定数字积分值ADC-1是否变得小于设定值,从而基于其判定结果在检测模式与非检测模式之间转换。
另一方面,在干扰光增加的情况(图21所示的例子)和干扰光减少的情况(图22所示的例子)下,因为数字积分值ADC-2不为零,所以存在其绝对值大至设定值以上的情况。在这种情况下,通过移位寄存器控制电路3d的控制,使数字积分值ADC-1不存储于移位寄存器3a,因此不能输出检测信号,从而不进行检测动作(非检测模式)。此外,在数字积分值ADC-2变得比设定值小时,通过移位寄存器控制电路3d的控制,使数字积分值ADC-1从移位寄存器3a被读出。在这种情况下,能够输出基于数字积分值ADC-1的检测信号,能够进行检测动作(检测模式)。
另外,也可以通过定期地重复积分期间INT3、INT4的积分动作,判定数字积分值ADC-2是否变得小于设定值,从而基于其判定结果在检测模式与非检测模式之间转换。
[实施方式2]
以下参照图7~图10和图20~图22对本发明的实施方式2进行说明。
另外,在本实施方式中,对具有与在上述实施方式1的构成要素相同功能的构成要素,标注相同的附图标记,省略其说明。
[光传感器的结构]
图10是表示本实施方式的光传感器102的结构的框图。
如图10所示,光传感器102与上述的光传感器101相同,包括积分电路1、AD转换器2、输出控制电路3、I2C接口4、积分控制信号产生电路5、振荡器6、驱动信号产生电路7、驱动电路8和发光受光单元90。此外,光传感器102包括驱动电流设定电路9。
驱动电流设定电路9(光输出控制电路)是与从AD转换器2输出的数字积分值ADC-1和数字积分值ADC-2中、发光元件LED断开的期间的积分值的绝对值成比例地,控制驱动电路8所生成的驱动电流的电路。
[光传感器的动作]
在如上述那样构成的光传感器102中,通过驱动电路8,与作为发光元件LED断开的期间的积分值的数字积分值ADC-1或数字积分值ADC-2的绝对值成比例地控制驱动电流。具体而言,在图7~图9所示的例子中,与数字积分值ADC-1的绝对值成比例地控制驱动电流,在图20~图22所示的例子中,与数字积分值ADC-2的绝对值成比例地控制驱动电流。由此,根据受光元件PD的受光光量调整发光元件LED的发光光量。
因此,即使在干扰光强的情况下,也能够对检测信号确保充分的S/N。此外,在干扰光弱的情况下,能够通过使发光元件LED的驱动电流减少来降低消耗电力。
[实施方式3]
以下参照图7~图9、图11和图20~图22对本发明的实施方式3进行说明。
另外,在本实施方式中,对具有与在上述实施方式1的构成要素相同功能的构成要素,标注相同的附图标记,省略其说明。
[光传感器的结构]
图11是表示本实施方式的光传感器103的结构的框图。
如图11所示,光传感器103与上述的光传感器101相同,包括积分电路1、AD转换器2、输出控制电路3、I2C接口4、积分控制信号产生电路5、振荡器6、驱动信号产生电路7、驱动电路8和发光受光单元90。此外,光传感器103还包括发光周期设定电路10。
发光周期设定电路10(发光周期控制电路)是设定驱动信号产生电路7产生的驱动信号的周期(驱动周期)以使得从AD转换器2输出的数字积分值ADC-1的绝对值成为最小的电路。
[光传感器的动作]
在如上述那样构成的光传感器103中,通过发光周期设定电路10,根据数字积分值ADC-1和数字积分值ADC-2中的发光元件LED断开的期间的积分值的绝对值控制驱动周期。具体而言,在图7~图9所示的例子中,根据数字积分值ADC-1的绝对值控制驱动周期,在图20~图22所示的例子中,根据数字积分值ADC-2的绝对值控制驱动周期。由此,当调整发光元件LED的发光周期时,成为调整积分期间INT1~INT4。其结果是,在图7~图9所示的例子中,数字积分值ADC-1的绝对值成为最小,在图20~图22所示的例子中,数字积分值ADC-2的绝对值成为最小。此时,为了连续地调整驱动周期,在图7~图9所示的例子中,重复第一期间T1和第二期间T2,在图20~图22所示的例子中,重复第三期间T3和第四期间T5。
通过如上述那样控制发光周期,能够使产生干扰光的环境下的干扰光除去率最大。此处,考虑的干扰光是以下那样的光。
(a)太阳光等DC光和光强度在微秒或毫秒等极短的期间中几乎不变化的光源的光
(b)白炽灯、荧光灯等商用频率50Hz或60Hz的存在强度变动的光源的光
(c)变频荧光灯等在约50kHz前后存在强度变动的光源的光
(d)如被进行PWM调光后的LED光源那样在20kHz~几百kHz存在强度变动的光源的光
由此,能够提高光传感器103的干扰光耐受量。
在如上述那样存在一定的干扰光的情况下,即使变更各积分期间INT1~INT4,数字积分值ADC-1(图6所示的第一驱动模式的例子)或数字积分值ADC-2(图19所示的第二驱动模式的例子)的绝对值也接近零而几乎没有变化。与此相对,在干扰光成分在积分期间INT1~INT4发生变化的情况下(干扰光如变频荧光灯等那样随时间变化的情况下),通过发光周期设定电路10,使各积分期间INT1~INT4与干扰光的周期同步。由此,在第一驱动模式的情况下,干扰光成分由积分期间INT1、INT2的积分值之差抵消而成为零。此外,在第二驱动模式的情况下,干扰光成分由积分期间INT3、INT4的积分值之差抵消而成为零。
因此,通过如上述那样控制发光周期,对积分期间INT1~INT4进行调整,而使各积分期间INT1~INT4与干扰光的周期同步时,能够进行调整使数字积分值ADC-1或数字积分值ADC-2的绝对值最接近零。由此抵消干扰光成分,使仅检测反射光成分变得容易。
[实施方式4]
以下参照图2、图12~图14对本发明的实施方式4进行说明。
另外,在本实施方式中,对具有与在上述实施方式1的构成要素相同功能的构成要素,标注相同的附图标记,省略其说明。
[光传感器的结构]
如图12所示,光传感器104与上述的光传感器101相同,包括I2C接口4、积分控制信号产生电路5、振荡器6、驱动信号产生电路7和驱动电路8。此外,光传感器104代替光传感器101中的积分电路1、AD转换器2、输出控制电路3和发光受光单元90,分别包括积分电路11~14、AD转换器21~24、输出控制电路3A和发光受光单元90A。进一步,光传感器104具有比较电路151。
<发光受光单元的结构>
图2是表示发光受光单元90A的发光元件LED和受光元件DPD的安装结构的纵截面图。图13是表示光传感器104的受光元件DPD的结构的平面图。
发光受光单元90A与光传感器中的发光受光单元90相同,具有发光元件LED。此外,发光受光单元90A代替光传感器101中的受光元件PD具有受光元件DPD。进一步,如图2所示,在发光受光单元90A中,受光元件PDP安装于与发光受光单元90的受光元件PD相同的位置。
如图13所示,受光元件DPD是4分割式的元件,由具有正方形的受光区域的四个受光元件PD1~PD4构成。
<利用受光元件进行的光检测>
图14(a)是表示来自光传感器104的出射光所形成的光点与检测对象物100的位置关系的变化的平面图。图14(b)是表示上述光点的来自检测对象物100的反射光射入光传感器104的受光元件DPD的状态的平面图。
通过使用4分割式的受光元件DPD,如图14(a)和(b)所示,根据检测对象物100的位置,来自检测对象物100的反射光(光点S)被投影至受光元件DPD的像的形状发生变化。因此,通过对射向各受光元件PD1~PD4的入射光的光量进行测定,能够检测检测对象物100相对于光传感器104存在于怎样的位置。
此处,对如图14(a)所示那样检测对象物100相对于发光元件LED的出射光形成的光点S从右方向向左方向移动的情况进行说明。首先,来自检测对象物100的光点S的反射光通过发光受光单元90A的受光透镜部92b(凸透镜)作为倒立像被投影至受光元件DPD。
如图14(a)的左端及其右侧所示,在检测对象物100从右方向靠近的状态,反射光投影在受光元件PD2、PD3。此时,受光元件PD2、PD3产生与入射光的强度成比例的光电流。此外,如图14(a)的正中所示,在检测对象物100到达将光点S完全反射的位置的状态,反射光投影在受光元件PD1~PD4。此时,受光元件PD1~PD4产生与入射光的强度成比例的光电流。如图14(a)的右端及其左侧所示,在检测对象物100向左方向远离的状态,反射光投影在受光元件PD1、PD4。此时,受光元件PD1、PD4产生与入射光的强度成比例的光电流。
这样,当投影在受光元件DPD的反射光的像的形状与检测对象物100相对于光点S的位置相应地发生变化时,与之相应地,受光元件DPD的各受光元件PD1~PD4的光电流也发生变化。因此,根据各受光元件PD1~PD4的光电流判断光传感器104与检测对象物100的相对的位置关系。此外,通过对检测对象物100的位置的时间变化进行计算,还能够检测出检测对象物100的移动速度和移动方向。
不过,为了正确地检测检测对象物100的位置,需要使得不受照明光和太阳光等干扰光的影响地进行动作。
另外,在图14(b),投影在受光元件DPD的像的黑色的部分和以斜线表示的部分分别是光强度高的部分和光强度低的部分。
<积分电路和AD转换器的结构>
积分电路11~14与上述的光传感器101中的积分电路1同样地构成。此外,AD转换器21~24与光传感器101中的AD转换器2同样地构成。
<输出控制电路的结构>
输出控制电路3A与光传感器101中的输出控制电路3同样地具有图3所示那样的结构。此外,输出控制电路3A还具有对来自AD转换器21~24的各数字积分值ADC-1、ADC-2实施以下那样的运算处理的电路。
输出控制电路3A通过对与各受光元件PD1~PD4对应的数字积分值ADC-1、ADC-2进行以下的运算,计算数字积分值ADC-1(T)、ADC-2(T)。
ADC-1(T)=(ADC-1(1)+ADC-1(4))-(ADC-1(2)+ADC-2(3))
ADC-2(T)=(ADC-2(1)+ADC-2(4))-(ADC-2(2)+ADC-2(3))
在上式中,ADC-1(1)~ADC-1(4)分别表示与各受光元件PD1~PD4对应的数字积分值ADC-1,ADC-2(1)~ADC-2(4)分别表示与各受光元件PD1~PD4对应的数字积分值ADC-2。
通过上述的运算,在图14(b)所示的例子中,数字积分值ADC-1(T)、ADC-2(T)的值在从右方向靠近的情况下成为负,在从左方向靠近的情况形成为正,在完全反射光的情况下成为零。
[光传感器的动作]
发光元件LED与光传感器101中的发光元件LED同样地发光,输出红外线的光脉冲。
当检测对象物100靠近光传感器104、到达从发光元件LED射出的光的光点S的位置时,从发光元件LED射出的光被检测对象物100反射。检测对象物100越靠近光传感器104,来自检测对象物100的反射光的光量越增大。
当检测对象物100到达将上述的光点S完全反射且将来自发光元件LED的光全部反射的位置时,因为离光传感器104最近,所以在该状态反射光量成为最大。受光元件DPD的各受光元件PD1~PD4通过接收来自检测对象物100的反射光,在入射光量增大并超过规定的阈值时导通,产生光电流。
在光传感器104,各受光元件PD1~PD4产生的光电流分别由积分电路11~14积分。来自各积分电路11~14的积分值分别由AD转换器21~24转换为数字的数字积分值ADC-1、ADC-2。
此外,由输出控制电路3A对来自AD转换器21~24的数字积分值ADC-1、ADC-2实施上述那样的运算。由此,获得具有与检测对象物100的接近程度相应的大小、且与检测对象物100接近的方向相应的极性的积分值。之后,由输出控制电路3A根据该积分值输出对检测对象物100的接近进行检测的检测信号。在输出控制电路3A中,通过对检测对象物100的位置的时间变化进行计算,能够检测出检测对象物100的移动速度。
进一步,从I2C接口4,与来自外部的串行时钟SCL同步地输出基于该检测信号的串行数据SDA。
光传感器104与光传感器101同样能够检测检测对象物100的接近。此外,光传感器104通过具备4分割式的受光元件DPD、积分电路11~14、AD转换器21~24和输出控制电路3A,能够正确地检测检测对象物100的移动。
而且,光传感器104通过具备输出控制电路3A,与光传感器101同样地,即使在产生干扰光的环境下,也能够进行图7~图9或图20~图22所示那样的处理。由此,能够不受干扰光的影响,正确地检测检测对象物100的位置。
在光传感器104中,从各AD转换器21~24输出的数字积分值ADC-1、ADC-2(来自检测对象物100的反射光成分的积分值)的绝对值的最大值成为预先设定的设定值以上时,为干扰光强的状态。在第一驱动模式的情况下,在输出控制电路3A中,不将来自各AD转换器21~24的数字积分值ADC-2存储(更新)在输出控制电路3A的移位寄存器(相当于移位寄存器3a)。另一方面,在第二驱动模式的情况下,在输出控制电路3A中,将来自各AD转换器21~24的数字积分值ADC-1存储在输出控制电路3A的上述移位寄存器,但是不输出。由此,与光传感器101同样地,转换成不进行检测动作的非检测模式。
此外,在第一驱动模式的情况下,也可以与光传感器101同样地,通过定期地重复第一期间T1和第二期间T2,连续地获得数字积分值ADC-1,当数字积分值ADC-1变得小于设定值时,从非检测模式转换成检测模式。另一方面,在第二驱动模式的情况下,也可以与光传感器101同样地,通过定期地重复第三期间T3和第四期间T4,连续地获得数字积分值ADC-2,当数字积分值ADC-2变得小于设定值时,从非检测模式转换成检测模式。
另外,在本实施方式中,受光元件DPD为4分割式,但是并不限定于此,也可以为比4分割多的分割数。
[实施方式5]
以下参照图15对本发明的实施方式5进行说明。
另外,在本实施方式中,对具有与在上述实施方式2、4的构成要素相同功能的构成要素,标注相同的附图标记,省略其说明。
[光传感器的结构]
如图15所示,光传感器105与上述的光传感器104相同,包括积分电路11~14、AD转换器21~24、输出控制电路3A、I2C接口4、积分控制信号产生电路5、振荡器6、驱动信号产生电路7和驱动电路8。此外,光传感器105除了与上述的光传感器102(实施方式2)同样地包括驱动流设定电路9以外,还包括比较电路151。
<比较电路的结构>
比较电路151是将从AD转换器21~24输出的数字积分值ADC-1(第一驱动模式)或数字积分值ADC-2(第二驱动模式)的绝对值分别进行比较,将成为最大的绝对值输出的电路。具体而言,比较电路151以4个绝对值中的一个绝对值为基准值,将该基准值与其它3个绝对值进行比较,如果判定为基准值比3个绝对值大,则将该基准值作为最大的绝对值输出。此外,比较电路151如果判定为该基准值比3个绝对值小,则将3个绝对值中的1个绝对值作为新的基准值进行同样的判定,通过根据需要重复同样的处理,最终决定绝对值的最大值而输出。
<驱动电流设定电路的结构>
驱动电流设定电路9具有与光传感器102中的驱动电流设定电路9基本相同的功能。不过,驱动电流设定电路9与从比较电路151输出的数字积分值ADC-1的绝对值的最大值成比例地设定驱动电路8生成的驱动电流。
[光传感器的动作]
在如上述那样构成的光传感器105,通过比较电路151,决定来自各AD转换器21~24的数字积分值ADC-1或数字积分值ADC-2的绝对值的最大值并输出。这样,通过驱动电路8,与数字积分值ADC-1或数字积分值ADC-2的绝对值的最大值成比例地控制驱动流。由此,发光元件LED的发光光量根据受光元件DPD的受光光量被调整。
因此,即使在干扰光强的情况下,也能够在检测信号确保充分的S/N。此外,在干扰光弱的情况下,能够通过使发光元件LED的驱动电流减少而降低消耗电力。
[实施方式6]
以下参照图16对本发明的实施方式6进行说明。
另外,在本实施方式中,对具有与在上述实施方式3、5的构成要素相同功能的构成要素,标注相同的附图标记,省略其说明。
[光传感器的结构]
如图16所示,光传感器106与上述的光传感器105相同,包括积分电路11~14、AD转换器21~24、输出控制电路3A、I2C接口4、积分控制信号产生电路5、振荡器6、驱动信号产生电路7、驱动电路8和比较电路151。此外,光传感器106与上述的光传感器103(实施方式3)同样地包括发光周期设定电路10。
发光周期设定电路10具有与光传感器103中的发光周期设定电路10基本相同的功能。不过,发光周期设定电路10设定驱动信号产生电路7产生的驱动信号的周期(驱动周期),以使得从比较电路151输出的数字积分值ADC-1的绝对值的最大值成为最小。
[光传感器的动作]
在上述那样构成的光传感器106,通过发光周期设定电路10,根据数字积分值ADC-1(第一驱动模式)或数字积分值ADC-2(第二驱动模式)的绝对值的最大值控制驱动周期。由此,当发光周期被调整时,积分期间INT1~INT4被调整。其结果是,数字积分值ADC-1或数字积分值ADC-2的绝对值的最大值成为最小。此时,为了连续地调整驱动周期,在第一驱动模式重复第一期间T1和第二期间T2,在第二驱动模式重复第三期间T3和第四期间T5。
通过如上述那样控制发光周期,能够与光传感器103同样地使在干扰光产生的环境下的干扰光除去率最大。由此,能够提高光传感器106的干扰光耐受量。
[实施方式7]
以下参照图17对本发明的实施方式6进行说明。
另外,在本实施方式中,对具有与在上述实施方式1~6的构成要素相同功能的构成要素,标注相同的附图标记,省略其说明。
图17是表示本发明的实施方式7的智能手机的结构的平面图。
如图17所示,作为电子设备的智能手机201通过在壳体202组装入液晶面板203和触摸面板204而构成。在该智能手机201,液晶面板203设置在壳体202的操作面侧。此外,触摸面板204设置在液晶面板203上。
在壳体202的操作面的上部,配置有声音输出部205和发光受光单元90或发光受光单元90A。声音输出部205是为了输出将智能手机201作为电话使用的情况下的声音和与应用程序的动作相应的各种声音而设置的。
发光受光单元90、90A是为了检测检测对象物100(例如使用者的面部)的接近或检测手势动作而设置的发光受光部。此外,智能手机201在具备发光受光单元90的情况下一并内置有光传感器101~103中的任一光传感器,在具备发光受光单元90A的情况下,一并内置有光传感器104~106中的任一光传感器。
智能手机201通过如上述那样具备光传感器101~106中的任一光传感器,即使在产生干扰光的环境下使用,也能够使检测对象物100不受干扰光的影响,正确地检测检测对象物100的位置和动作。
[总结]
本发明的一个方式的光传感器(光传感器101~106)包括:发光元件(发光元件LED);受光元件(受光元件PD、DPD),其通过上述发光元件的出射光在检测对象物反射后的反射光入射而产生光电流;驱动电路(驱动电路8),其以在连续的第一期间(第一期间T1)、第二期间(第二期间T2)、第三期间(第三期间T3)和第四期间(第四期间T4)中,在上述第一期间、上述第二期间和上述第四期间中使上述发光元件点亮或熄灭,另一方面在上述第三期间中使上述发光元件熄灭或点亮的方式进行驱动;积分电路(积分电路1、积分电路11~14),其输出第一积分值差和第二积分值差,其中,上述第一积分值差为上述第一期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值与上述第二期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值之差,上述第二积分值差为上述第三期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值与上述第四期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值之差;和输出控制电路(输出控制电路3、3A),其在上述第一积分值差为零时输出上述第二积分值差,另一方面在上述第一积分值差不为零时输出上述第二积分值差与上述第一积分值差之差。
在上述的结构中,通过积分电路求取第一积分值差与第二积分值差。在光传感器处于产生干扰光的环境下的情况下,在受光元件不仅射入来自检测对象物的反射光而且还射入干扰光。例如,发光元件在第一期间、第二期间和第四期间熄灭,在第三期间点亮的情况下,如果干扰光为一定的光量,则第一积分值差由于干扰光的成分被抵消而成为零,第二积分值差由于干扰光的成分被抵消而仅剩下反射光的成分。此外,在干扰光的光量发生变化的状态下,第一积分值差由于干扰光的成分不被抵消而不成为零,第二积分值差由于干扰光的成分不被抵消而一同剩下反射光的成分和干扰光的成分。
在第一积分值差为零的情况下,通过输出控制电路输出第二积分值差,因此能够获得不包含干扰光成分仅包含反射光成分的检测信号。另一方面,在第一积分值差不为零的情况下,通过输出控制电路,输出第二积分值差与第一积分值差之差,因此,能够获得干扰光成分被抵消而仅有反射光成分的检测信号。
由此,能够不受干扰光的影响,正确地检测检测对象物的位置和动作。
此外,优选如下方式:在上述光传感器中,上述受光元件(受光元件PD1~PD4)设置有多个,上述积分电路(积分电路11~14)设置与上述受光元件相同的数量,使得与各受光区域的光电流对应地输出上述第一积分值差和上述第二积分值差。
在上述的结构中,通过设置有多个受光元件,能够根据各受光元件的受光光量检测检测对象物的移动和移动方向。
优选如下方式:在上述光传感器中,上述输出控制电路,在上述第一积分值差的绝对值小于预先设定的阈值时更新上述第二积分值差,在上述第一积分值差的绝对值不小于上述阈值时不更新上述第二积分值差。
此外,优选如下方式:在具有多个受光元件的光传感器中,在从各积分电路输出的上述第一积分值差的绝对值的最大值小于预先设定的阈值时,将上述第二积分值差更新,在上述第一积分值差的绝对值不小于上述阈值时,不更新上述第二积分值差。
在上述结构中,通过输出控制电路,在上述第一积分值差的绝对值小于预先设定的阈值时,更新并输出第二积分值差。在这种情况下,能够基于最新的第二积分值差获得上述那样的检测信号,进行检测动作(检测模式)。另一方面,通过输出控制电路,在上述第一积分值差的绝对值小于上述阈值时,不更新第二积分值差。在这种情况下,因为不更新第二积分值差,所以不能进行上述那样的检测动作(非检测模式)。由此,能够在第一积分值差的绝对值过大、不适合进行正常的检测动作的情况下不进行检测动作。
优选如下方式:在上述光传感器中,包括与上述第一积分值差成比例地控制上述发光元件的光输出的光输出控制电路(驱动电流设定电路9)。
此外,优选如下方式:在具有多个受光元件的光传感器中,包括与从各积分电路输出的上述第一积分值差的绝对值的最大值成比例地控制上述发光元件的光输出的光输出控制电路。
在上述结构中,通过光输出控制电路,发光元件的光输出与第一积分值差成比例地被控制。由此,发光元件的发光光量与受光元件的受光光量相应地被调整。因此,即使在干扰光强的情况下,也能够在检测信号确保充分的S/N。此外,在干扰光弱的情况下,能够通过使发光元件LED的驱动电流减少来降低消耗电力。
优选如下方式:在上述光传感器,包括控制发光周期以使上述第一积分值差的绝对值成为最小的发光周期控制电路(发光周期控制电路10)。
此外,优选如下方式:在具有多个受光元件的光传感器中,包括控制发光周期以使从各积分电路输出的上述第一积分值差的绝对值成为最小的发光周期控制电路(发光周期控制电路10)。
在上述结构中,通过发光周期控制电路,控制发光元件的发光周期以使得第一积分值差的绝对值成为最小。由此,即使在干扰光发生变化的情况下,也能够使第一积分值差的绝对值接近零。因此,能够使除去干扰光成分而仅取出反射光成分的处理变得容易。
本发明的另一方式的光传感器(光传感器101~106)包括:发光元件(发光元件LED);受光元件(受光元件PD、DPD),其通过上述发光元件的出射光在检测对象物反射后的反射光射入而产生光电流;驱动电路(驱动电路8),其以在连续的第一期间(第一期间T1)、第二期间(第二期间T2)、第三期间(第三期间T3)和第四期间(第四期间T4)中,在上述第一期间中使上述发光元件点亮或熄灭,另一方面在上述第二期间至第四期间中使上述发光元件熄灭或点亮的方式进行驱动;积分电路(积分电路1、积分电路11~14),其输出第一积分值差和第二积分值差,其中,上述第一积分值差为上述第一期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值与上述第二期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值之差,上述第二积分值差为上述第三期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值与上述第四期间中的根据上述发光元件的状态产生的上述光电流的积分值之差;和输出控制电路(输出控制电路3、3A),其在上述第二积分值差为零时输出上述第一积分值差,另一方面在上述第二积分值差不为零时输出上述第一积分值差与上述第二积分值差之差。
在上述的结构中也通过积分电路求取第一积分值差和第二积分值差。例如,发光元件在第一期间点亮、在第二期间至第四期间熄灭的情况下,如果干扰光为一定的光量,则第一积分值差由于干扰光的成分被抵消而仅剩下反射光的成分,第二积分值差由于干扰光的成分被抵消而成为零。此外,在干扰光的光量发生变化的状态下,第一积分值差由于干扰光的成分不被抵消而剩下干扰光和反射光的成分,第二积分值差由于干扰光的成分不被抵消而不成为零。
在第二积分值差为零的情况下,通过输出控制电路输出第一积分值差,因此能够获得不包含干扰光成分仅包含反射光成分的检测信号。另一方面,在第二积分值差不为零的情况下,通过输出控制电路,输出第一积分值差与第二积分值差之差,因此,能够获得干扰光成分被抵消而仅有反射光成分的检测信号。
由此,能够不受干扰光的影响,正确地检测检测对象物的位置和动作。
此外,优选如下方式:在上述光传感器中,上述受光元件(受光元件PD1~PD4)设置有多个,上述积分电路(积分电路11~14)设置与上述受光元件相同的数量,使得与各受光区域的光电流对应地输出上述第一积分值差和上述第二积分值差。以下的光传感器当然不仅能够应用于另一方式的光传感器而且还能够应用于具有该多个受光元件的光传感器。
优选如下方式:在另一方式的上述光传感器中,上述输出控制电路在上述第二积分值差的绝对值小于预先设定的阈值时,输出上述第一积分值差,在上述第二积分值差的绝对值不小于上述阈值时,不输出上述第一积分值差。
在上述结构中,通过输出控制电路,在上述第二积分值差的绝对值小于预先设定的阈值时,输出第一积分值差。在这种情况下,能够基于最新的第一积分值差获得上述那样的检测信号,进行检测动作(检测模式)。另一方面,通过输出控制电路,在上述第二积分值差的绝对值小于上述阈值时,不输出第一积分值差。在这种情况下,因为不输出第一积分值差,所以不能进行上述那样的检测动作(非检测模式)。由此,能够在第二积分值差的绝对值过大、不适合进行正常的检测动作的情况下不进行检测动作。
优选如下方式:在另一方式的上述光传感器中,包括与上述第二积分值差成比例地控制上述发光元件的光输出的光输出控制电路(驱动电流设定电路9)。
在上述结构中,通过光输出控制电路,发光元件的光输出与第二积分值差成比例地被控制。由此,发光元件的发光光量与受光元件的受光光量相应地被调整。因此,即使在干扰光强的情况下,也能够在检测信号确保充分的S/N。此外,在干扰光弱的情况下,能够通过使发光元件LED的驱动电流减少来降低消耗电力。
优选如下方式:在另一方式的上述光传感器中,包括控制发光周期以使上述第二积分值差的绝对值成为最小的发光周期控制电路(发光周期控制电路10)。
在上述结构中,通过发光周期控制电路,控制发光元件的发光周期以使得第二积分值差的绝对值成为最小。由此,即使在干扰光发生变化的情况下,也能够使第二积分值差的绝对值接近零。因此,能够使除去干扰光成分而仅取出反射光成分的处理变得容易。
本发明的一个方式的电子设备(智能手机201)包括上述光传感器中的任一光传感器。
在上述结构中,即使在产生干扰光的环境下使用,也能够使检测对象物不受干扰光的影响,正确地检测检测对象物的位置和动作。
另外,本发明能够如下述那样表述。
光传感器是使发光元件发光、与发出的光同步地检测反射光的光传感器,输出在发光元件发光时(LED导通)与不发光时(LED断开)的受光元件的光电流的积分输出之差,和在发光元件不发光时(LED断开)与不发光时(LED断开)的受光元件的光电流的积分输出之差。
根据上述结构,为了将发光脉冲和受光电同步化并且消除干扰光,进行LED断开-LED断开时的受光元件的光电流的积分值的差的检测,根据其检测值对来自检测对象物的反射光的积分值进行补偿,或者使发光强度和发光周期可变。由此,能够实现对干扰光强的接近传感器和手势传感器。
上述光传感器在发光元件不发光时(LED断开)与不发光时(LED断开)的输出之差的绝对值小于一个设定的阈值时,更新发光元件发光时(LED导通)与不发光时(LED断开)的差。
上述光传感器在发光元件不发光时(LED断开)和不发光时(LED断开)的输出之差的绝对值大于一个设定的阈值时,进入非检测模式。
在上述光传感器中,与在发光元件不发光时(LED断开)与不发光时(LED断开)的积分器的输出之差的绝对值成比例地,使发光元件的光输出可变。
在上述光传感器中,使发光周期或积分间隔可变,以使得在发光元件不发光时(LED断开)与不发光时(LED断开)的输出之差的绝对值成为最小。
另一光传感器是使多个发光元件发光、与发出的光同步地检测反射光的光传感器,包括多个积分电路,输出在发光元件发光时(LED导通)与不发光时(LED断开)的受光元件的光电流的积分输出之差、和发光元件不发光时(LED断开)与不发光时(LED断开)的受光元件的光电流的积分输出之差。
上述另一光传感器在发光元件不发光时(LED断开)和不发光时(LED断开)的多个积分器的输出差的绝对值的最大值大于某设定的阈值时,进入非检测模式。
上述另一光传感器中,与在发光元件不发光时(LED断开)与不发光时(LED断开)的多个积分器的输出差的绝对值的最大值成比例地,使发光元件的光输出可变。
上述另一光传感器中,使发光周期或积分间隔可变,以使得在发光元件不发光时(LED断开)与不发光时(LED断开)的多个积分器的输出差的绝对值的最大值成为最小。
移动电话包括任一光传感器和另一光传感器。
本发明并不限定于上述各实施方式,能够在权利要求所示的范围内进行各种变更,将在不同的实施方式中分别公开的技术方法适当地进行组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。进一步,通过将在各实施方式中分别公开的技术方法进行组合,能够形成新的技术特征。
产业上的可利用性
本发明能够优选用于使用反射型的光传感器的接近传感器和手势传感器。
附图标记的说明
1 积分电路
1A 积分电路
1a 积分器
1b 积分器
1Ab 积分器
2 AD转换器
3 输出控制电路
3A 输出控制电路
3a 移位寄存器
3b 第一比较器
3c 第二比较器
3d 移位寄存器控制电路
3e 减法运算电路
5 积分控制信号产生电路
7 驱动信号产生电路
8 驱动电路
9 驱动电流设定电路
10 发光周期设定电路
11~14 积分电路
21~24 AD转换器
90 发光受光单元
90A 发光受光单元
100 检测对象物
101 光传感器
102 光传感器
103 光传感器
104 光传感器
105 光传感器
106 光传感器
151 比较电路
201 智能手机(电子设备)
LED 发光元件
INT1 积分期间
INT2 积分期间
INT3 积分期间
INT4 积分期间
PD 受光元件
PD1 受光元件
PD2 受光元件
PD3 受光元件
PD4 受光元件
DPD 受光元件
T1 第一期间
T2 第二期间
T3 第三期间
T4 第四期间
Claims (9)
1.一种光传感器,其特征在于,包括:
发光元件;
受光元件,其通过所述发光元件的出射光在检测对象物反射后的反射光入射而产生光电流;
驱动电路,其以在连续的第一期间、第二期间、第三期间和第四期间中,在所述第一期间、所述第二期间和所述第四期间中使所述发光元件点亮或熄灭,另一方面在所述第三期间中使所述发光元件熄灭或点亮的方式进行驱动;
积分电路,其输出第一积分值差和第二积分值差,其中,所述第一积分值差为所述第一期间中的根据所述发光元件的状态产生的所述光电流的积分值与所述第二期间中的根据所述发光元件的状态产生的所述光电流的积分值之差,所述第二积分值差为所述第三期间中的根据所述发光元件的状态产生的所述光电流的积分值与所述第四期间中的根据所述发光元件的状态产生的所述光电流的积分值之差;和
输出控制电路,其在所述第一积分值差为零时输出所述第二积分值差,另一方面在所述第一积分值差不为零时输出所述第二积分值差与所述第一积分值差之差。
2.如权利要求1所述的光传感器,其特征在于:
所述输出控制电路,在所述第一积分值差的绝对值小于预先设定的阈值时更新所述第二积分值差,在所述第一积分值差的绝对值不小于所述阈值时不更新所述第二积分值差。
3.如权利要求1所述的光传感器,其特征在于:
所述光传感器包括与所述第一积分值差成比例地控制所述发光元件的光输出的光输出控制电路。
4.如权利要求1所述的光传感器,其特征在于:
所述光传感器包括控制发光周期以使所述第一积分值差的绝对值成为最小的发光周期控制电路。
5.一种光传感器,其特征在于,包括:
发光元件;
受光元件,其通过所述发光元件的出射光在检测对象物反射后的反射光入射而产生光电流;
驱动电路,其以在连续的第一期间、第二期间、第三期间和第四期间中,在所述第一期间中使所述发光元件点亮或熄灭,另一方面在所述第二期间至所述第四期间中使所述发光元件熄灭或点亮的方式进行驱动;
积分电路,其输出第一积分值差和第二积分值差,其中,所述第一积分值差为所述第一期间中的根据所述发光元件的状态产生的所述光电流的积分值与所述第二期间中的根据所述发光元件的状态产生的所述光电流的积分值之差,所述第二积分值差为所述第三期间中的根据所述发光元件的状态产生的所述光电流的积分值与所述第四期间中的根据所述发光元件的状态产生的所述光电流的积分值之差;和
输出控制电路,其在所述第二积分值差为零时输出所述第一积分值差,另一方面在所述第二积分值差不为零时输出所述第一积分值差与所述第二积分值差之差。
6.如权利要求5所述的光传感器,其特征在于:
所述输出控制电路,在所述第二积分值差的绝对值小于预先设定的阈值时输出所述第一积分值差,在所述第二积分值差的绝对值不小于所述阈值时不输出所述第一积分值差。
7.如权利要求5所述的光传感器,其特征在于:
所述光传感器包括与所述第二积分值差成比例地控制所述发光元件的光输出的光输出控制电路。
8.如权利要求5所述的光传感器,其特征在于:
所述光传感器包括控制发光周期以使所述第二积分值差的绝对值成为最小的发光周期控制电路。
9.一种电子设备,其特征在于:
所述电子设备包括权利要求1~8中任一项所述的光传感器。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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