积分电路及接近检测芯片的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及模拟信号电路领域，具体设及一种积分电路及一种接近检测巧片。
【背景技术】
[0002] 接近检测巧片可W检测一个物体的存在，W及该物体距离该接近检测巧片的远 近。接近检测巧片的应用领域十分广泛，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，W及打印机的纸边缘检测等。
[0003] 光电式的接近检测巧片在检测目标物体时，首先向目标物体发射检测光（通常为 红外光），然后通过光电二极管检测目标物体反射回的检测光的强度。光电二极管经光照射 后产生光电流，光电流的强度与目标物体距离接近检测巧片的距离成反比，目标物体越近， 光电流越强，目标物体越远，光电流越弱。
[0004] 但在实际应用中，照射到光电二极管上的不仅是目标物体反射回来的检测光，还 包括环境光（如阳光、灯光等）。环境光的干扰严重影响接近检测巧片的精度W及对目标物 体距离的判断。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提出了一种积分电路及基于所述积分电路的接近检测巧片，可 W有效地消除环境光的干扰分量，提高接近检测巧片的精度，不仅适用于目标物体距离较 近的情况，还适用于物体距离较远的情况。
[0006] 第一方面，本发明提出了一种积分电路，具有输入端和输出端，所述积分电路包 括：第一积分模块和第二积分模块，在第一模式，所述第一积分模块对输入电流进行第一次 积分，在第二模式，所述第二积分模块对输入电流进行第二次积分并减去第一次积分的结 果。
[0007] 优选地，所述输入电流在第一模式下和第二模式下不同。
[000引优选地，在每个检测周期中，所述积分电路每次处于所述第一模式的时间和每次 处于所述第二模式的时间相等。
[0009] 优选地，在每个检测周期的采样阶段中，所述积分电路在所述第一模式和第二模 式之间切换N次，N为奇数。
[0010] 优选地，所述积分电路还包括；设置于所述第一积分模块的输入端与输入电流之 间的第一开关；设置于所述第二积分模块的输入端与输入电流之间的第二开关；设置于所 述第一积分模块的输出端与所述第二积分模块的输入端之间的第=开关；所述第一开关在 所述第一模式闭合，在所述第二模式断开；所述第二开关和第=开关在所述第一模式断开， 在所述第二模式闭合。
[0011] 优选地，所述第一积分模块包括；第一运算放大器，具有同相输入端、反相输入端 和输出端，所述第一运算放大器的同相输入端接地，所述第一运算放大器的反相输入端为 所述第一积分模块的输入端；第一电容，连接在所述第一运算放大器的反相输入端和第一 积分模块的输出端之间；第四开关，连接在所述第一运算放大器的反相输入端和所述第一 运算放大器的输出端之间；第五开关，连接在所述第一运算放大器的输出端和所述第一积 分模块的输出端之间；所述第五开关在所述第一模式下闭合，在所述第二模式下断开；所 述第四开关在所述第一模式下断开，在所述第二模式下闭合；所述第二积分模块包括：第 二运算放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，所述第二运算放大器的同相输入端 接地，所述第二运算放大器的反相输入端作为所述第二积分模块的输入端，所述第二运算 放大器的输出端作为所述第二积分模块的输出端；第二电容，连接在所述第二运算放大器 的反相输入端和所述第二运算放大器的输出端之间。
[0012] 优选地，所述积分电路经过一个所述第一模式和第二模式后的输出电压为： 化-口/C2,其中，to和tl分别为所述第一模式的开始时刻和结束时 亥IJ，tl和t2分别为所述第二模式的开始时刻和结束时刻，C2为所述第二电容的电容值，i(t)为所述输入电流。
[0013] 优选地，所述第一积分模块还包括：第六开关，连接在所述第一运算放大器的反相 输入端和所述第一运算放大器的输出端之间；第走开关，连接在所述第一运算放大器的输 出端和所述第一积分模块的输出端之间；所述第二积分模块还包括第八开关，连接在所述 第二运算放大器的反相输入端和所述第二运算放大器的输出端之间；在所述第一模式和第 二模式，所述第六开关、第走开关、第八开关断开。
[0014] 优选地，所述积分电路在每个检测周期的采样阶段结束后切换至第=模式，在所 述第=模式，所述第一开关至第八开关断开。
[0015] 第二方面，本发明提出了一种接近检测巧片，用于检测目标物体的远近，包括：光 电二极管；积分电路，所述积分电路包括第一积分模块和第二积分模块，在第一模式，所述 第一积分模块对所述光电二极管产生的光电流进行第一次积分，在第二模式，所述第二积 分模块对所述光电二极管产生的光电流进行第二次积分并减去第一次积分的结果；发光二 极管，用于发射检测光；模数转换器，用于将所述积分电路的输出信号转换为数字信号；控 制电路，用于产生所述接近检测巧片的多个时序时钟信号，使得所述积分电路在不同模式 间切换。
[0016] 优选地，所述发光二极管为红外发光二极管。
[0017] 优选地，所述发光二极管在第二模式开启，在第一模式关断。
[001引优选地，在每个检测周期中，所述积分电路每次处于所述第一模式的时间和每次 处于所述第二模式的时间相等。
[0019] 优选地，在每个检测周期的采样阶段中，所述积分电路在所述第一模式和第二模 式之间切换N次，N为奇数。
[0020] 优选地，所述积分电路还包括；设置于所述第一积分模块的输入端与输入电流之 间的第一开关；设置于所述第二积分模块的输入端与输入电流之间的第二开关；设置于所 述第一积分模块的输出端与所述第二积分模块的输入端之间的第=开关；所述第一开关在 所述第一模式闭合，在所述第二模式断开；所述第二开关和第=开关在所述第一模式断开， 在所述第二模式闭合。
[0021] 优选地，所述第一积分模块包括；第一运算放大器，具有同相输入端、反相输入端 和输出端，所述第一运算放大器的同相输入端接地，所述第一运算放大器的反相输入端为 所述第一积分模块的输入端；第一电容，连接在所述第一运算放大器的反相输入端和第一 积分模块的输出端之间；第四开关，连接在所述第一运算放大器的反相输入端和所述第一 运算放大器的输出端之间；第五开关，连接在所述第一运算放大器的输出端和所述第一积 分模块的输出端之间；所述第五开关在所述第一模式下闭合，在所述第二模式下断开；所 述第四开关在所述第一模式下断开，在所述第二模式下闭合；所述第二积分模块包括：第 二运算放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，所述第二运算放大器的同相输入端 接地，所述第二运算放大器的反相输入端作为所述第二积分模块的输入端，所述第二运算 放大器的输出端作为所述第二积分模块的输出端；第二电容，连接在所述第二运算放大器 的反相输入端和所述第二运算放大器的输出端之间。
[0022] 优选地，所述第一积分模块还包括：第六开关，连接在所述第一运算放大器的反相 输入端和所述第一运算放大器的输出端之间；第走开关，连接在所述第一运算放大器的输 出端和所述第一积分模块的输出端之间；在所述第一模式和第二模式，所述第六开关、第走 开关、第八开关断开。
[0023] 优选地，所述积分电路在每个检测周期的采样阶段结束后切换至第=模式，在所 述第=模式，所述第一开关至第八开关断开。
[0024] 优选地，所述积分电路在每个检测周期的采样阶段之前为第四模式，在所述第四 模式，所述第六开关、第走开关、第八开关闭合，所述第一至第五开关断开。
[0025] 优选地，所述积分电路经过一个所述第一模式和第二模式后的输出电压为： (i2*T-ii*T)/C2,其中，C2为所述第二电容的电容值，所述积分电路处于所述第一模式和第 二模式的时间分别为T，ii为所述光电二极管在所述第一模式时产生的光电流，i2为所述光 电二极管在所述第二模式时产生的光电流。
[0026] 本发明提出了一种积分电路W及接近检测巧片，可W有效地消除环境光的干扰分 量，使得当物体接近时能更精确地判断物体的距离，本发明提出了一种积分电路W及接近 检测巧片还具有线路结构简单的特点，不仅适用于物体距离较近的情况，还适用于物体距 离较远的情况。
【附图说明】
[0027] 通过W下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述W及其它目的、特征和 优点将更为清楚，在附图中：
[002引图1为接近检测巧片的系统原理示意图；
[0029] 图2为本发明第一实施例的积分电路的电路图；
[0030] 图3为本发明第二实施例的积分电路的电路图；
[0031] 图4a-4b为本发明第二实施例的积分电路的时序图 [003引图5为本发明第立实施例的接近检测巧片的结构图拟及
[0033] 图6为本发明第S实施例的接近检测巧片的工作时序图。
【具体实施方式】
[0034] W下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于该些实施例。在下 文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。此外，本领域普通技术人员应 当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。除非上下 文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的"包括"、"包含"等类似词语应当解释为包 含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是"包括但不限于"的含义。在本发明的描 述中，需要理解的是，术语"第一"、"第二"等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相 对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，"多个"的含义是两个或两个W上。
[00巧]图1为接近检测巧片的系统原理示意图。接近检测巧片包括红外发光二极管、光 电二极管W及积分电路。红外发光二极管向物体发射红外光，光电二极管检测被物体反射 的红外光，在实际应用中，光电二极管还会检测到环境光中的红外光。光电二极管在反射光 和环境光的照射下产生光电流，流入积分电路，积分电路对光电流进行积分，积分电路输出 结果的大小同物体距离接近检测巧片的