接近检测电路及接近传感器的制作方法

1.本技术涉及接近传感器技术领域，具体涉及一种接近检测电路及接近传感器。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.本技术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。
6.第一方面，本技术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；
7.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；
8.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；
9.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。
10.在本技术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：
11.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；
12.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。
13.在本技术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：
14.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；
15.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。
16.在本技术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；
17.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。
18.在本技术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：
19.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；
20.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。
21.在本技术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；
22.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；
23.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。
24.在本技术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；
25.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；
26.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；
27.第二运算放大器的输出端与模数转换单元的输入端连接。
28.第二方面，本技术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。
29.从以上内容可得出，本技术具有以下的有益效果：
30.本技术中，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
31.为了更清楚地说明本技术中的技术方案，下面将对本技术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技术的一些实施例，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。
32.图1是本技术实施例中提供的接近检测电路的一个功能模块示意图；
33.图2是本技术实施例中提供的积分单元的一个电路原理示意图；
34.图3是本技术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；
35.图4是本技术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；
36.图5是本技术实施例中提供的组合开关的一个实施例示意图；
37.图6是本技术实施例中提供的发射单元处于截止状态时组合开关的一个状态示意图；
38.图7是本技术实施例中提供的发射单元处于发光状态时组合开关的一个状态示意图；
39.图8是本技术实施例中提供的目标电压信号的一个时序示意图；
40.图9是本技术实施例中提供的组合开关的另一个实施例示意图；
41.图10是本技术实施例中提供的发射单元处于截止状态时组合开关的另一个状态示意图；
42.图11是本技术实施例中提供的发射单元处于发光状态时组合开关的另一个状态示意图；
43.图12是本技术实施例中提供的接近检测电路的另一个功能模块示意图；
44.图13是本技术实施例中提供的开关电容单元的一个电路原理示意图；
45.图14是本技术实施例中提供的目标电压信号的一个时序示意图；
46.图15是本技术实施例中提供的目标电压信号的另一个时序示意图；
47.图16是本技术实施例中提供的接近传感器的一个结构示意图；
48.图17是本技术实施例中提供的接近传感器的另一个结构示意图。
具体实施方式
49.下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实
施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
50.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
51.需要指出的是，本技术实施例中“连接”可以理解为电连接，两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如，a与b连接，既可以是a与b直接连接，也可以是a与b之间通过一个或多个其它电学元件间接连接。
52.在本技术中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本技术，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本技术。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本技术的描述变得晦涩。因此，本技术并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
53.本技术实施例提供一种接近检测电路及接近传感器，以下分别进行详细说明。
54.首先，本技术提供一种接近检测电路，请参阅图1，图1是本技术实施例中提供的接近检测电路的一个功能模块示意图，该接近检测电路包括接收单元102、控制单元(图中未示出)以及积分单元103，该接收单元102分别与积分单元103和控制单元电性连接，接收单元102对应配置有发射单元101。
55.其中，接收单元102可以用于在发射单元101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101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；该反射光是发射单元101在发光状态时所发出的检测光经目标物反射后形成的光信号；
56.控制单元可以用于控制发射单元101的工作状态以及在发射单元101进行状态切换时，控制积分单元103的输出电压信号反相；
57.积分单元103可以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。
58.本技术实施例中，发射单元101可以配置有两个工作状态，即发光状态和截止状态，可以理解，当发射单元101处于发光状态时，发射单元101可以发出检测光，而当发射单元101处于截止状态时，该发射单元101不发光，即此时无检测光发出。
59.可以理解的，该发射单元101发出的检测光的波长与接收单元102能够感知到的光的波长可以是相匹配的，例如，发射单元101所发出的检测光是可见光或某个可见光域，则
接收单元102能够感知的反射光也是相对应的可见光或某个可见光域；若发射单元101所发出的检测光是红外光或某个不可见光域，则接收单元102能够感知的反射光也是相对应的红外光或某个不可见光域。
60.控制单元可以通过控制发射单元101的工作状态来控制检测光的发出，举例来说，当控制单元向发射单元101发出触发信号时，发射单元101可以响应于该触发信号而处于发射状态，从而基于一定的发光频率发出检测光；而当控制单元停止向发射单元101发出触发信号时，则发射单元101由发射状态转换为截止状态，从而停止发出检测光；当控制单元再次向发射单元101发出触发信号时，发射单元101则响应于该触发信号由截止状态转换为发光状态，再次发出检测光。
61.本技术实施例中，发射单元101可以是发光二极管(light-emitting diode，led)或垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser，vcsel)等具有发光功能的光源，在不同的应用场景中，发射单元101的具体器件构成可以不同，此处不做具体限定。
62.发射单元101发出的检测光在经目标物反射后，可以形成反射光射向接收单元102，接收单元102可以根据接收到的反射光形成相对应的光电流，基于该光电流便可以判断目标物的接近程度，此处的接近程度可以是目标物相对于接近检测电路、发射单元101、接收单元102或预先设定的某一个基准点的远近程度。
63.由于在环境中，除发射单元101外，还可能存在如太阳、白炽灯等其他光源，这些光源发出的光即环境光的波长若在接收单元102可感知的光域内，则同样会被接收单元102感知到从而形成相对应的光电流，而环境光的光电流会影响对目标物的接近程度的判断，因此，在对目标物的接近程度进行判断时，需排除这部分的光电流的干扰。
64.本技术实施例中，接收单元102可以在发射单元101处于截止状态时，响应于环境光得到第一光电流，积分单元103可以对该第一光电流进行积分处理，得到第一输出电压信号；而在发射单元101处于发光状态时，接收单元102可以响应于反射光和环境光得到第二光电流，积分单元103可以对该第二光电流进行积分处理，得到第二输出电压信号。
65.在发射单元101进行状态切换例如由发光状态切换为截止状态或者由截止状态切换为发光状态时，控制单元可以控制积分单元103的输出电压信号反相。
66.举例来说，若发射单元101由截止状态转换为发光状态，由于积分单元103可以在发射单元101处于截止状态时，根据第一光电流得到第一输出电压信号，因此，此时积分单元103的输出电压信号为该第一输出电压信号，在控制单元控制发射单元101进行状态切换时，控制单元同时可以控制积分单元103的输出电压信号即此时的第一输出电压信号反相。
67.可以理解，此处的反相是相对于基准电压而言的，若基准电压为0v，第一输出电压信号的幅值为5v，则反相后积分单元103的输出电压信号的幅值为-5v；若基准电压为2v，第一输出电压信号的幅值为5v，则反相后积分单元103的输出电压信号的幅值为-1v，基准电压的取值可以根据实际应用场景进行确定，此处不作具体限定。
68.在积分单元103的输出电压信号即第一输出电压信号反相后，由于发射单元101此时处于发光状态，因此，积分单元103可以在反相后的第一输出电压信号的基础上，继续对第二光电流进行积分处理。
69.可以理解的，第一光电流是环境光的光强度所对应的光电流，而第二光电流为反
射光和环境光两者的光强度所对应的光电流，由于在检测过程中接近检测电路所处环境不会改变或者变化很小，从而环境光的强度保持不变或者变化范围在可控的检测误差范围内，因此，发射单元101在发光状态和截止状态时所对应的环境光的强度可以认为是相同，并且，可以知道第一光电流对应的第一输出电压信号的幅值小于第二光电流对应的第二输出电压信号的幅值。
70.本技术实施例中，积分单元103在反相后的第一输出电压信号的基础上，继续对第二光电流进行积分处理，由于第二输出电压信号的幅值大于第一输出电压信号的幅值，因此，积分单元最终输出的目标电压信号为第二输出电压信号与第一输出电压信号之差，且目标电压信号的幅值会大于基准电压。
71.可以理解，第二输出电压信号与第一输出电压信号之差则是在反射光和环境光对应的积分电压的基础上，去除了环境光对应的积分电压后所得到的电压信号，因此基于目标电压信号便可以精准确定目标物的接近程度。
72.需要说明的是，在其他的一些应用场景中，若发射单元101由发光状态转换为截止状态，由于积分单元103可以在发射单元101处于发光状态时，根据第二光电流得到第二输出电压信号，因此，此时积分单元103的输出电压信号为该第二输出电压信号，在控制单元控制发射单元101进行状态切换时，控制单元同时可以控制积分单元103的输出电压信号即此时的第二输出电压信号反相。
73.在积分单元103的输出电压信号即第二输出电压信号反相后，由于发射单元101此时处于截止状态，因此，积分单元103可以在反相后的第二输出电压信号的基础上，继续对第一光电流进行积分处理。
74.此时积分单元103的输出电压信号同样是第二输出电压信号与第一输出电压信号之差，由于第二输出电压信号的幅值大于第一输出电压信号的幅值，因此，此应用场景中积分单元103的输出的目标电压信号为负值，该目标电压信号同样是去除了环境光对应的积分电压后所得到的电压信号，因此基于目标电压信号同样可以精准确定目标物的接近程度。
75.也就是说，本技术实施例中，控制单元可以先控制发射单元101处于发光状态，再控制发射单元101由发光状态转换为截止状态；或者，控制单元也可以先控制发射单元101处于截止状态，再控制发射单元101由截止状态转换为发光状态，发射单元101的具体工作状态的先后顺序可以根据实际应用场景进行确定，具体此处不作限定。
76.值得注意的是，本技术实施例中，无论发射单元101是由发光状态切换为截止状态，还是由截止状态切换为发光状态，在发射单元101进行状态切换时，同步控制积分单元103的输出电压信号反相，积分单元103最终输出的目标电压信号均是去除了环境光对应的积分电压后所得到的电压信号，基于该目标电压信号便可以确定目标物的接近程度。
77.本技术实施例中，通过控制单元在发射单元101进行状态切换时，控制积分单元103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101的工作状态切换后，积分单元103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103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。
78.接下来，继续对图1所示的接近检测电路的各单元以及在实际应用中可能采用的具体实施方式进行详细阐述。
79.在本技术一些实施例中，控制单元具体可以用于在预设的检测周期内，控制发射单元101处于发光状态的时长和处于截止状态的时长相同。
80.可以理解，检测周期可以是预先设定的任一时长，例如20ms、45ms等，由于要去除环境光对判断目标物接近程度的干扰，因此，第二输出电压信号与第一输出电压信号之差需完全抵消环境光所对应的积分电压，故而积分单元103在发射单元101处于截止状态和发光状态时，对环境光对应的光电流的积分时长应相同，因此，在相同的时长内分别对第二光电流和第一光电流进行积分处理后，得到的第二输出电压信号与第一输出电压信号之差即为理想的目标电压信号。
81.根据前述的说明可以知道，在相同的时间内分别对第二光电流和第一光电流进行积分处理，则可以确定发射单元101不发射检测光的时长和发射检测光的时长相同，即发射单元101处于截止状态和发光状态的时长相同。
82.在一种具体实现中，发射单元101处于发光状态和截止状态的时长可以均分检测周期的总时长，举例来说，检测周期为20ms，则发射单元101处于发光状态和截止状态的时长可以分别为10ms，例如，发射单元101可以在检测周期的前10ms内处于截止状态，在检测周期的后10ms内处于发光状态；或者，发射单元101可以在检测周期的前10ms内处于发光状态，在检测周期的后10ms内处于截止状态。
83.在另一种具体实现中，发射单元101处于发光状态和截止状态的时长可以是检测周期的前一部分时长，例如，若检测周期为50ms，则发射单元101处于截止状态的时长可以是50ms的前15ms，发射单元101处于发光状态的时长可以是与该前15ms相邻的下一个15ms，在发射单元101处于发光状态的15ms结束后，可以直接根据积分单元103当前输出的目标电压信号确定目标物的接近程度。
84.可以理解的，在一个检测周期内得到的目标电压信号的值可能较小不便于后续的量化，因此，在本技术一些实施例中，可以在多个连续的检测周期内控制发射单元101在截止状态和发光状态之间进行状态转换，从而累加多个检测周期内得到的目标电压信号，得到便于后续量化的较大的电压信号。
85.请参阅图2，图2是本技术实施例中提供的积分单元的一个电路原理示意图，在本技术一些实施例中，积分单元103可以包括第一运算放大器u1和第一积分电容c1，第一积分电容c1可以通过一组合开关104电性连接于第一运算放大器u1的负输入端与输出端之间，该组合开关104可以被配置为：
86.在发射单元101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c1的第一极板与第一运算放大器u1的输出端电性连接以及第一积分电容c1的第二极板与第一运算放大器u1的负输入端电性连接；
87.在发射单元101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c1的第一极板与第一运算放大器u1的负输入端电性连接以及第一积分电容c1的第二极板与第一运算放大器u1的输出端电性连接。
88.本技术实施例中，通过组合开关104能够调节第一积分电容c1与第一运算放大器u1之间的连接关系，由于第一积分电容c1两端的电压不能突变，因此，在发射单元101进行
状态切换时，控制单元通过控制组合开关104的开关状态，来调节第一积分电容c1与第一运算放大器u1之间的连接关系，可以在发射单元101切换状态时，使第一运算放大器u1的输出电压信号反相。
89.如图3所示，本技术实施例中，第一积分电容c1的第一极板为其右极板，第一积分电容c1的第二极板为其左极板，在发射单元101处于截止状态时，组合开关104响应于第一驱动信号，可以使第一积分电容c1的左极板与第一运算放大器u1的负输入端连接，使第一积分电容c1的右极板与第一运算放大器u1的输出端连接。
90.如图4所示，在发射单元101处于发光状态时，组合开关响应于第二驱动信号，可以使第一积分电容c1的左极板与第一运算放大器u1的输出端连接，使第一积分电容c1的右极板与第一运算放大器u1的负输入端连接。
91.由于在发射单元101处于截止状态时，积分单元103对第一光电流进行积分处理得到了第一输出电压信号，因此，第一积分电容c1两端的电压差为第一输出电压信号的幅值，在发射单元101由截止状态切换为发光状态时，由于第一积分电容c1的左极板由与第一运算放大器u1的负输入端连接转变为与第一运算放大器u1的输出端连接，第一积分电容c1的右极板由与第一运算放大器u1的输出端连接转变为与第一运算放大器u1的负输入端连接，而第一积分电容c1两端的电压不能突变，因此，第一积分电容c1上的电荷保持不变，此时第一运算放大器u1的输出电压信号则为第一输出电压信号反相后的电压信号。
92.然后在发射单元101处于发光状态时，积分单元103继续对第二光电流进行积分处理，得到第二输出电压信号，在一个检测周期结束后，第一运算放大器u1的输出电压信号则为第二输出电压信号与第一输出电压信号之差。
93.请参阅图5，图5是本技术实施例中提供的组合开关的一个实施例示意图，在本技术一些实施例中，组合开关104可以包括主开关对和副开关对，主开关对和副开关对状态相反，且主开关对的第一主开关s1a和第二主开关s1a’同步，副开关对的第一副开关s1b和第二副开关s1b’同步；
94.第一主开关s1a一端与第一积分电容c1的第二极板连接，另一端与第一运算放大器u1的负输入端连接，第二主开关s1a’一端与第一积分电容c1的第一极板连接，另一端与第一运算放大器u1的输出端连接；
95.第一副开关s1b一端与第一积分电容c1的第二极板连接，另一端与第一运算放大器u1的输出端连接，第二副开关s1b’一端与第一积分电容c1的第一极板连接，另一端与第一运算放大器u1的负输入端连接。
96.本实施例中，接收单元102可以包括第一光电二极管d1，第一光电二极管d1的阴极与第一运算放大器u1的负输入端连接，第一光电二极管d1的阳极连接接地极gnd，组合开关104被配置为：
97.响应于第一驱动信号，第一主开关s1a和第二主开关s1a’闭合，第一副开关s1b和第二副开关s1b’关断；
98.响应于第二驱动信号，第一主开关s1a和第二主开关s1a’关断，第一副开关s1b和第二副开关s1b’闭合。
99.由于第一光电二极管d1内部的电流流向为由阴极流向阳极，因此，本技术实施例中，第一光电流和第二光电流的流向均为由第一运算放大器的输出端通过第一积分电容c1
和第一光电二极管d1流向接地极gnd，因此，第一积分电容c1的右极板的电压逐渐升高，即第一运算放大器u1对第一光电流和第二光电流进行的积分处理均为向上积分。
100.可以理解，在第一光电二极管d1和第一运算放大器u1的负输入端之间还可以连接一控制开关s6，在该控制开关s6断开时，无论发射单元101处于何种状态，由于第一光电二极管d1和第一运算放大器u1之间断路，第一运算放大器u1不会有输出信号产生；在该控制开关s6闭合时，第一运算放大器u1才会有输出信号产生。
101.如图6所示，本技术实施例中，在发射单元101处于截止状态时，第一主开关s1a和第二主开关s1a’响应于控制单元的第一驱动信号闭合，由于主开关对和副开关对状态相反，因此，第一副开关s1b和第二副开关s1b’断开，此时第一运算放大器u1在发射单元101处于截止状态的时长内对第一光电流进行向上积分，得到第一输出电压信号；
102.然后控制单元控制发射单元101由截止状态切换为发光状态，同时，如图7所示，第一副开关s1b和第二副开关s1b’响应于控制单元的第二驱动信号闭合，第一主开关s1a和第二主开关s1a’断开原来的连接，在状态切换的瞬间，由于第一积分电容c1上的电荷保持不变，因此，第一运算放大器u1的输出电压信号为第一输出电压信号反相后的信号；
103.第一运算放大器u1继续在发射单元101处于发光状态的时长内对第二光电流进行向上积分，且向上积分的起点值为第一输出电压信号反相后的幅值，在一个检测周期结束后，第一运算放大器u1的输出电压信号则为目标电压信号。
104.如图8所示，图8是本技术实施例中提供的目标电压信号的一个时序示意图，本技术实施例中，第一积分电容c1并联有第一复位开关rst1，在开始检测目标物的接近程度之前，首先可以控制第一复位开关rst1和控制开关s6闭合，通过闭合的第一复位开关rst1消耗第一积分电容c1上原本存储的电能，然后控制该第一复位开关rst1断开，由于控制开关s6闭合，因此第一光电二极管d1与第一运算放大器u1之间形成通路，在第一复位开关rst1的下降沿时开始进入接近检测。
105.设定发射单元101处于发光状态和截止状态的时长均为δt，反射光为i_c，环境光为i_a。
106.首先，控制单元不向发射单元101发出触发信号，则发射单元101不会发射检测光如红外光ir，同时，控制单元发出第一驱动信号，以控制第一主开关s1a和第二主开关s1a’闭合，第一副开关s1b和第二副开关s1b’断开，此时第一积分电容c1的左极板连接第一运算放大器u1的负输入端，第一积分电容c1的右极板连接第一运算放大器u1的输出端，在发射单元101处于截止状态即ir_off时，第一光电二极管d1仅接收到环境光i_a，根据前述的说明，积分单元103对第一光电流进行向上积分处理，此时第一积分电容c1的电压可以由0基于斜率slop_off在积分时间δt内增长至δv1，此处斜率slop_off＝i_a/c1，第一输出电压信号即积分值δv1＝i_a*δt/c1，即目标电压信号vout由0基于斜率slop_off增长至δv1。
107.当发射单元101处于截止状态即ir_off的时长达到预设时长δt时，控制单元开始向发射单元101发送触发信号，以驱动发射单元101向目标物发射检测光，同时，控制单元发出第二驱动信号，以控制第一副开关s1b和第二副开关s1b’闭合，第一主开关s1a和第二主开关s1a’断开，此时第一积分电容c1的左极板连接第一运算放大器u1的输出端，第一积分电容c1的右极板连接第一运算放大器u1的负输入端，由于第一积分电容c1上的电荷保持不变，因此，此时第一运算放大器u1的输出端的输出电压信号为-δv1。
108.在发射单元101处于发光状态即ir_on时，第一光电二极管d1接收到反射光i_c和环境光i_a，积分单元103对第二光电流进行向上积分处理，此时第一积分电容c1的电量可以由-δv1基于斜率slop_on在积分时间δt内增长δv2，此处斜率slop_on＝(i_c+i_a)/c1，积分值δv2＝(i_c+i_a)*δt/c1，由于在相同的积分时长内，第一光电二极管d1接收到的环境光和反射光的光强度大于只接收到环境光时的光强度，因此，δv2的大于δv1，此时第一运算放大器u1的输出电压信号δv2-δv1即为去除了环境光的影响的目标电压信号vout的幅值。
109.在目标电压信号vout的幅值为δv2-δv1的基础上，若再基于上述的方法继续控制发射单元101处于发光状态ir_on和截止状态ir_off，则在经过两个检测周期后，控制单元驱动控制开关s6断开，从而结束接近检测，第一运算放大器u1输出的目标电压信号vout的幅值为2*(δv2-δv1)。通过对该2*(δv2-δv1)进行量化，便可以确定目标物距离接近检测电路的接近程度。
110.可以理解，在经过n个检测周期后，第一运算放大器u1输出的目标电压信号vout的幅值则为n*(δv2-δv1)。通过对该n*(δv2-δv1)进行量化，同样可以确定目标物距离接近检测电路的接近程度。
111.请参阅图9，图9是本技术实施例中提供的组合开关的另一个实施例示意图，在本技术一些实施例中，组合开关104可以包括第一单刀双掷开关sw1和第二单刀双掷开关sw2，第一单刀双掷开关sw1的动触点与第一积分电容c1的第二极板连接，第一单刀双掷开关sw1的第一静触点与第一运算放大器u1的负输入端连接，第一单刀双掷开关sw1的第二静触点与第一运算放大器u1的输出端连接；
112.第二单刀双掷开关sw2的动触点与第一积分电容c1的第一极板连接，第二单刀双掷开关sw2的第一静触点与第一运算放大器u1的输出端连接，第二单刀双掷开关sw2的第二静触点与第一运算放大器u1的负输入端连接。
113.本实施例中，接收单元102可以包括第一光电二极管d1，第一光电二极管d1的阴极与第一运算放大器u1的负输入端连接，第一光电二极管d1的阳极连接接地极gnd，组合开关104被配置为：
114.响应于第一驱动信号，第一单刀双掷开关sw1的动触点与第一单刀双掷开关sw1的第一静触点连接，第二单刀双掷开关sw2的动触点与第二单刀双掷开关sw2的第一静触点连接；
115.响应于第二驱动信号，第一单刀双掷开关sw1的动触点与第一单刀双掷开关sw1的第二静触点连接，第二单刀双掷开关sw2的动触点与第二单刀双掷开关sw2的第二静触点连接。
116.由于第一光电二极管d1内部的电流流向为由阴极流向阳极，因此，本技术实施例中，第一光电流和第二光电流的流向均为由第一运算放大器u1的负输入端通过第一光电二极管d1流向接地极gnd，因此，第一积分电容c1的右极板的电压逐渐升高，即第一运算放大器u1对第一光电流和第二光电流进行的积分处理均为向上积分。
117.如图10所示，本技术实施例中，在发射单元101处于截止状态时，第一单刀双掷开关sw1响应于第一驱动信号，使其动触点与其第一静触点连接，第二单刀双掷开关sw2同样响应于第一驱动信号，使其动触点与其第一静触点连接，此时第一积分电容c1的左极板连
接第一运算放大器u1的负输入端，第一积分电容c1的右极板连接第一运算放大器u1的输出端，第一运算放大器u1在发射单元101处于截止状态的时长内对第一光电流进行向上积分，得到第一输出电压信号；
118.然后控制单元控制发射单元101由截止状态切换为发光状态，同时，如图11所示，第一单刀双掷开关sw1响应于第二驱动信号，使其动触点与其第二静触点连接，第二单刀双掷开关sw2同样响应于第二驱动信号，使其动触点与其第二静触点连接，此时第一积分电容c1的左极板连接第一运算放大器u1的输出端，第一积分电容c1的右极板连接第一运算放大器u1的负输入端，在状态切换的瞬间，由于第一积分电容c1上的电荷保持不变，因此，第一运算放大器u1的输出电压信号为第一输出电压信号反相后的信号；
119.第一运算放大器u1继续在发射单元101处于发光状态的时长内对第二光电流进行向上积分，且向上积分的起点值为第一输出电压信号反相后的幅值，在一个检测周期结束后，第一运算放大器u1的输出电压信号则为目标电压信号。
120.可以理解，通过上述记载的针对于第一单刀双掷开关sw1和第二单刀双掷开关sw2的控制原理对组合开关104进行控制时，第一运算放大器u1输出的目标电压信号的时序可以参照图8所示的时序示意图，此处不再赘述。
121.请参阅图12，图12是本技术实施例中提供的接近检测电路的另一个功能模块示意图，在本技术一些实施例中，接近检测电路还可以包括开关电容单元105和模数转换单元106，该开关电容单元105可以分别与积分单元103和模数转换单元106电性连接；开关电容单元105可以用于根据积分单元103输出的目标电压信号得到模拟信号输出至模数转换单元106；模数转换单元106可以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。
122.本技术实施例中，开关电容单元105可以通过开关打开和关闭时将电荷移入和移出电容器来工作，也就是说，通过开关电容单元105的开关关断和闭合能够将积分单元103的目标电压信号移入开关电容单元105以及由开关电容单元105移出至模数转换单元106，从而模数转换单元106可以对信号进行模数转换。
123.如图13所示，图13是本技术实施例中提供的开关电容单元的一个电路原理示意图，在本技术一些实施例中，开关电容单元105可以包括第二运算放大器u2、第二电容c2、第三电容c3、第二开关s2、第三开关s3以及第四开关s4；
124.第二开关s2和第二电容c2串联于积分单元103的输出端与第二运算放大器u2的负输入端之间，第二电容c2还通过第三开关s3连接有参考电压源；第三电容c3和第四开关s4串联于第二运算放大器u2的负输入端与第二运算放大器u2的输出端之间；第二运算放大器u2的输出端与模数转换单元106的输入端连接。
125.本技术实施例中，参考电压源可以是单独的电压源，也可以是与积分单元103的正输入端连接的基准电压源相同的同一电压源，该参考电压源可以输出第一参考电压信号vref1；可以理解，第二运算放大器u2正输入端也可以连接有一电压源，该电压源可以输出第二参考电压信号vref2，第一参考电压信号vref1和第二参考电压信号vref2可以相同，也可以不同，具体可以根据实际应用场景进行确定。
126.请结合图13和图14，本技术实施例中，第一积分电容c1并联有第一复位开关rst1，在开始检测目标物的接近程度之前，首先可以控制第一复位开关rst1和控制开关s6闭合，
通过闭合的第一复位开关rst1消耗第一积分电容c1上原本存储的电能，然后控制该第一复位开关rst1断开，由于控制开关s6闭合，因此第一光电二极管d1与第一运算放大器u1之间形成通路，在第一复位开关rst1的下降沿时开始进入接近检测。
127.首先控制单元不向发射单元101发出触发信号，则发射单元101不会发射检测光如红外光ir，同时，控制单元发出第一驱动信号，组合开关104响应于第一驱动信号动作，此时第一积分电容c1的左极板连接第一运算放大器u1的负输入端，第一积分电容c1的右极板连接第一运算放大器u1的输出端，在发射单元101处于截止状态即ir_off时，第一运算放大器u1对第一光电流进行向上积分处理，此时第一积分电容c1的电压可以由0在积分时间δt内增长至δv1，即目标电压信号vout1由0增长至δv1。
128.当发射单元101处于截止状态即ir_off的时长达到预设时长δt时，控制单元开始向发射单元101发送触发信号，以驱动发射单元101向目标物发射检测光，同时，控制单元发出第二驱动信号，组合开关104响应于该第二驱动信号动作，此时，第一积分电容c1的右极板连接第一运算放大器u1的负输入端，第一积分电容c1的左极板连接第一运算放大器u1的输出端，由于第一积分电容c1上的电荷保持不变，因此，此时第一运算放大器u1的输出端的输出电压信号即目标电压信号vout1由δv1翻转为-δv1。
129.在发射单元101处于发光状态即ir_on时，第一运算放大器u1对第二光电流进行向上积分处理，此时第一积分电容c1的电量可以由-δv1在积分时间δt内增长δv2，由于在相同的积分时长内，第一光电二极管d1接收到的环境光和反射光的光强度大于只接收到环境光时的光强度，因此，此时第一运算放大器u1的输出电压信号δv2-δv1即为去除了环境光的影响的目标电压信号vout1的幅值。
130.在目标电压信号vout的幅值为δv2-δv1的基础上，再基于上述的方法继续控制发射单元101处于截止状态ir_off和发光状态ir_on，则在经过两个检测周期后，控制单元驱动控制开关s6断开，从而结束接近检测，此时第一运算放大器u1输出的目标电压信号vout1的幅值为2*(δv2-δv1)。
131.然后控制单元控制第四开关s4和第五开关s5闭合，以消耗第三电容c3上原本存储的电能，然后控制该第五开关s5断开，保持第四开关s4闭合；
132.接着控制单元控制第二开关s2闭合，第二电容c2的左极板采样到第一积分电容c1上的电压，第二电容c2的右极板电压为第二参考电压信号vref2，第一积分电容c1上的电压转移到第二电容c2上，在第二开关s2断开的同时，控制第三开关s3闭合，此时第二电容c2的左极板采样到与第一积分电容c1上的电压不同的第二参考电压信号vref2，由于第二电容c2上的电压不能突变，因此，在第二开关s2断开及第三开关s3闭合的同时，基于第二电容c2的电位变化以及持续闭合的第四开关s4，第二电容c2上的电压能够逐渐转移到第三电容c3上，从而第二运算放大器u2输出的电压信号vout2即为模拟信号，通过对该模拟信号进行量化，便可以确定目标物距离接近检测电路的接近程度。
133.根据图14可以知道，本实施例可以在n个检测周期对目标物的接近程度进行检测，每个检测周期得到的目标电压信号vout1会累加在第一积分电容c1上，在n个检测周期结束时，控制单元驱动控制开关s6断开，从而结束接近检测，累加在第一积分电容c1上的目标电压信号vout1可以通过开关电容单元105转移到第三电容c3上，因此若进行n个检测周期的检测，则最终模拟信号vout2的幅值是单个检测周期的模拟信号vout2的幅值的n倍。
134.请结合图13和图15，本技术实施例中，在开始接近检测之前，控制单元可以控制第四开关s4和第五开关s5闭合，以消耗第三电容c3上原本存储的电能，然后控制第四开关s4断开，维持第五开关s5闭合；接着控制单元控制第一复位开关rst1和控制开关s6闭合，通过闭合的第一复位开关rst1消耗第一积分电容c1上原本存储的电能，然后控制该第一复位开关rst1断开，由于控制开关s6闭合，因此第一光电二极管d1与第一运算放大器u1之间形成通路，在第一复位开关rst1的下降沿时开始进入接近检测。
135.首先，控制单元不向发射单元101发出触发信号，则发射单元101不会发射检测光如红外光ir，同时，控制单元发出第一驱动信号，组合开关104响应于第一驱动信号动作，此时第一积分电容c1的左极板连接第一运算放大器u1的负输入端，第一积分电容c1的右极板连接第一运算放大器u1的输出端，在发射单元101处于截止状态即ir_off时，第一运算放大器u1对第一光电流进行向上积分处理，此时第一积分电容c1的电压可以由0在积分时间δt内增长至δv1，即目标电压信号vout1由0增长至δv1。
136.当发射单元101处于截止状态即ir_off的时长达到预设时长δt时，控制单元开始向发射单元101发送触发信号，以驱动发射单元101向目标物发射检测光，同时，控制单元发出第二驱动信号，组合开关104响应于该第二驱动信号动作，此时，第一积分电容c1的右极板连接第一运算放大器u1的负输入端，第一积分电容c1的左极板连接第一运算放大器u1的输出端，由于第一积分电容c1上的电荷保持不变，因此，此时第一运算放大器u1的输出端的输出电压信号即目标电压信号vout1由δv1翻转为-δv1。
137.在发射单元101处于发光状态即ir_on时，第一运算放大器u1对第二光电流进行向上积分处理，此时第一积分电容c1的电量可以由-δv1在积分时间δt内增长δv2，由于在相同的积分时长内，第一光电二极管d1接收到的环境光和反射光的光强度大于只接收到环境光时的光强度，因此，此时第一运算放大器u1的输出电压信号δv2-δv1即为去除了环境光的影响的目标电压信号vout1的幅值。
138.此时，一个检测周期结束，控制单元控制该控制开关s6断开，以及第二开关s2闭合将第一积分电容c1上的电压转移到第二电容c2上，再控制第二开关s2断开，并在第二开关s2断开的同时，控制第三开关s3、第四开关s4闭合以及第五开关s5断开，从而同样通过第二电容c2的电位变化为电压的转移提供触发条件，使得转移到第二电容c2上的电压能够逐渐转移到第三电容c3上，从而第二运算放大器u2输出的电压信号vout2即为模拟信号；通过对该模拟信号进行量化，便可以确定目标物距离接近检测电路的接近程度。
139.根据图15可以知道，在经过一个检测周期将第一积分电容c1上的电压转移到第三电容c3上后，还可以继续进行下一个检测周期的检测，从而将下一个检测周期中第一积分电容c1上的电压再次转移到第三电容c3上，从而使得此时的模拟信号vout2的幅值是上一检测周期的模拟信号vout2的幅值的两倍，以此类推，每一个检测周期中第一积分电容c1上的电压都会在该检测周期结束时转移到第三电容c3上，因此若进行n个检测周期的检测，则最终模拟信号vout2的幅值是单个检测周期的模拟信号vout2的幅值的n倍。
140.可以理解的，在不同的应用场景中，可以根据实际情况选择检测周期的数量，以确保后续能够根据目标电压信号精准判断目标物的接近程度。
141.如图16所示，图16是本技术实施例中提供的接近传感器的一个结构示意图，在上述接近检测电路的基础上，本技术实施例还提供一种接近传感器1600，该接近传感器1600
可以包括如图1至图15对应任意实施例中的接近检测电路，因此，该接近传感器1600的具体实现方式可以参照本技术如图1至图15对应任意实施例中接近检测电路的说明，可以实现本技术如图1至图15对应任意实施例中接近检测电路所能实现的有益效果，详见前面的说明，在此不再赘述。
142.如图17所示，在本技术一些实施例中，接近传感器1600可以包括主控单元1601以及驱动单元1602，主控单元1601可以通过控制驱动单元1602来控制发射单元101的工作状态，该主控单元1601可以与前述实施例中的控制单元为同一模块，也可以是与前述实施例中的控制单元不同的另一单元模块，具体可以根据实际应用场景进行确定。
143.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。
144.具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
145.以上对本技术所提供的一种接近检测电路及接近传感器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上说明只是用于帮助理解本技术的电路及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。