[发明专利]暴露于有用光和环境光的光学传感器的环境光补偿的装置

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求于2011年7月13日提交的第11173802.7号的欧洲专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种在暴露于有用光和环境光的光学传感器中用于环境光补偿的装置。

背景技术

由于光学传感器使用的是调制或脉冲有用光，所以此应用的核心功能之一在于实现针对环境光(假设为连续的光)的最优补偿。对于传感器的行方式布置和平面布置而言，由于有限的表面所致，补偿电路的合理实施成为了一个特别的挑战。

根据图1示出的原理，迄今已经使用的很多已知方法是有效的。

光电二极管的由信号光部分I_sig和环境光部分I_gl所构成的电流被放大，并通过适当的滤波器和补偿电路而被供应给电源(或电阻)，使得仅信号光(I_sig)保留下来，而环境光(I_gl)被抑制。因而，环境光也可以包括交变分量(例如来自荧光灯)，这些分量也将被适当的滤波器消除。

以上构思受到如下缺点的影响：环境光补偿在信号放大器的下游(downstream)执行，使得信号放大器和环境光补偿不能再彼此独立地定尺寸。通过下面描述的本发明的方法，可以消除这种缺点。

发明内容

与以上描述相对应，本发明提出了一种用在暴露于脉冲有用光和分别调制的有用光以及环境光的光学传感器中的用于环境光补偿的装置，其中，所述装置包括：

-至少一个第一光电二极管，

-至少一个第二光电二极管，

-所述至少一个第一光电二极管适于被暴露于与所述至少一个第二个光电二极管基本上相同的有用光和环境光，以及

-具有输入和输出的电流镜电路，所述至少一个第一光电二极管被连接到电流镜电路的输入并将光电流馈送入所述输入，所述至少一个第二光电二极管连接到电流镜电路的输出并由电流镜电路馈送电流。

-电流镜电路包括连接在电流镜电路的输入与输出之间的低通滤波器，以及

-电流镜电路的输出提供输出信号，所述输出信号表示补偿了环境光的有用信号。

根据本发明设置的是，通过至少两个光电二极管的使用来表示由光学传感器捕获的“图片”的每个像素。由此，有益地保证了第一光电二极管和第二光电二极管同时暴露于相同的有用光和相同的环境光。借助于连接在所述两个光电二极管之间以及分别连接在第一光电二极管和第二光电二极管的两个组之间的电流镜电路，第一光电二极管的光电流被镜像并且此镜像电流被提供给第二光电二极管。在这个过程中，环境光在电流镜电路中被抑制并且分别衰减，这借助于低通滤波器来实现。低通滤波器将允许第一光电二极管的表示有用光的信号以衰减的状态通过，而将良好并且充分地抑制第一光电二极管的来源于环境光的信号。因此，在输出端，衰减的镜像电流信号将与第二光电二极管的电流信号结合，尤其是以相减的方式，使得最终第二光电二极管的表示有用光的电流信号将被留下来。这个信号部分然后将在例如信号放大器中被放大，并根据各个应用被进一步处理。

根据本发明的一个有益实施例，设置的是，积分器在电流镜电路的输出的下游连接在所述输出与所述至少一个第二光电二极管之间，这个积分器在工作中提供表示补偿了环境光的有用信号的输出信号。

适合的是，所述积分器提供一个开关，所述开关在第一光电二极管和第二光电二极管执行有用光捕获之前打开，并在有用光捕获之后又关闭。

根据本发明的另一个有益实施例，设置的是，电流镜电路的低通滤波器连接在第一晶体管的位于电流镜电路的输入处的栅极端子与第二晶体管的位于电流镜电路的输出处的栅极端子之间。

进一步适合的是，第一晶体管的可控导电路径与所述至少一个第一光电二极管串联连接，并且第二晶体管的可控导电路径与所述至少一个第二光电二极管串联连接。

根据本发明的另一个有益实施例，设置的是，第一组分别并联连接的第一光电二极管以及第二组同样也分别并联连接的第二光电二极管，并且第一光电二极管和第二光电二极管被布置成交替地彼此相邻。

根据本发明的另一个有益实施例，设置的是，第一光电二极管的数目与第二光电二极管的数目具有可预设比，并且电流镜电路根据这个比来产生其输入处的电流相对于其输出处的电流的补偿比。

附图说明

在以下的描述中结合附图更详细地阐述本发明完整且能够实施的公开内容，包括本发明的最佳实施方式，使得本领域技术人员能够实施本发明，在附图中：

图1是表示用于光电传感器中的环境光补偿的已知方法的电路图；