CN114200534A - 光电传感器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种光电传感器及其控制方法。所述光电传感器包括：投光部，其在判定周期的投光周期内发送光信号，其中，所述判定周期包括一个测量周期和在所述测量周期之后的至少一个投光周期；受光部，其接收光信号，得到接收信号；控制部，其包括：干扰检测单元，其根据所述测量周期内的所述接收信号确定所述判定周期内对所述光电传感器造成干扰的干扰类型；以及光控制单元，其根据所述干扰类型确定所述投光部在所述投光周期内的投光方式，使所述投光部在所述判定周期的所述至少一个投光周期内以所述投光方式发送信号。由此，能够提高光电传感器的综合抗干扰能力。

Description

光电传感器及其控制方法

技术领域

本申请实施例涉及光电技术领域，尤其涉及一种光电传感器及其控制方法。

背景技术

光电传感器在受到电磁波干扰时容易发生误检测或误动作等问题。其中，电磁波干扰例如来自于自然光、白炽灯、荧光灯、节能灯、变频灯、LED灯、其他光电传感器等。

在现有技术中，已知有抵抗电磁波干扰的方法。例如，光学滤波法、同步投光法、数字滤波法、变周期投光法等。其中，在光学滤波法中，利用光学带通滤波片的特征对光电传感器接收到的信号进行滤波，以去除光学带通滤波片的频带之外的干扰；在同步投光法中，使受光和判断电路只在投光期间开启，以避开非投光期间内的干扰；在数字滤波法中，在一个判定周期内，将多个连续信号判断为有效信号，以减少光电传感器的误动作；在变周期投光法中，设置多个时间长度的投光周期，以避开单个干涉光以及单个连续性的周期干扰光。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述，不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

发明人发现：现有技术在一定程度上能够抵抗部分干扰。但是，随着光电传感器的使用环境的变化和升级，光电传感器受到的干扰越来越复杂和多样。在实际应用场景中，仍存在无法有针对性地抵抗对光电传感器造成的干扰的问题。

为了解决上述技术问题中的至少一个，本申请实施例提供一种光电传感器及其控制方法。通过设计包含了一个测量周期和至少一个投光周期的判定周期，来进行光电传感器的输出结果的判断，其中，根据测量周期内的接收信号确定判定周期内对光电传感器造成干扰的干扰类型，根据确定的干扰类型确定投光方式，并在该判定周期的所有投光周期内以该投光方式发送光信号，由此，采用与确定的干扰类型对应的投光方式进行投光，能够在干扰复杂和多样的实际应用场景下，有效提高光电传感器的综合抗干扰能力，从而提高了光电传感器的输出结果的准确性。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种光电传感器，其中，所述光电传感器包括：投光部，其在判定周期的投光周期内发送光信号，其中，所述判定周期包括一个测量周期和在所述测量周期之后的至少一个投光周期；受光部，其接收光信号，得到接收信号；控制部，其包括：干扰检测单元，其根据所述测量周期内的所述接收信号确定所述判定周期内对所述光电传感器造成干扰的干扰类型；以及投光控制单元，其根据所述干扰类型确定所述投光部在所述投光周期内的投光方式，使所述投光部在所述判定周期的所述至少一个投光周期内以所述投光方式发送光信号。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种光电传感器的控制方法，其中，所述方法包括：在判定周期的测量周期内接收光信号，得到接收信号，其中，所述判定周期包括一个测量周期和在所述测量周期之后的至少一个投光周期；根据所述测量周期内的所述接收信号，确定所述判定周期内对所述光电传感器造成干扰的干扰类型；根据所述干扰类型，确定在所述投光周期内的投光方式；在所述判定周期的所述至少一个投光周期内以所述投光方式发送光信号。

本申请实施例的有益效果之一在于：通过设计包含了一个测量周期和至少一个投光周期的判定周期，来进行光电传感器的输出结果的判断，其中，根据测量周期内的接收信号确定判定周期内对光电传感器造成干扰的干扰类型，根据确定的干扰类型确定投光方式，并在该判定周期的所有投光周期内以该投光方式发送光信号，由此，采用与确定的干扰类型对应的投光方式进行投光，能够在干扰复杂和多样的实际应用场景下，有效提高光电传感器的综合抗干扰能力，从而提高了光电传感器的输出结果的准确性。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请实施例的特定实施方式，指明了本申请实施例的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。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，对于本领域普通技术人员来讲，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实施方式。在附图中：

图1是本申请实施例的光电传感器的控制方法的一示意图；

图2是本申请实施例的判定周期的一个示意图；

图3是本申请实施例的光电传感器的控制方法的步骤102的一示意图；

图4是本申请实施例的干扰的波形的一示意图；

图5是本申请实施例的干扰的波形与投光的波形的一示意图；

图6是本申请实施例的确定随机数的方法的一示意图；

图7是本申请实施例的光电传感器的控制方法的另一示意图；

图8是本申请实施例的光电传感器的结构的一示意图；

图9是本申请实施例的光电传感器的一硬件构成图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本申请实施例的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请实施例的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请实施例包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。

在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

第一方面的实施例

本申请实施例提供一种光电传感器的控制方法。图1是本申请实施例的光电传感器的控制方法的一示意图，如图1所示，该方法包括：

步骤101，在判定周期的测量周期内接收光信号，得到接收信号，其中，所述判定周期包括一个测量周期和在所述测量周期之后的至少一个投光周期；

步骤102，根据所述测量周期内的所述接收信号，确定所述判定周期内对所述光电传感器造成干扰的干扰类型；

步骤103，根据所述干扰类型，确定在所述投光周期内的投光方式；

步骤104，在所述判定周期的所述至少一个投光周期内以所述投光方式发送光信号。

根据本申请实施例，通过设计包含了一个测量周期和至少一个投光周期的判定周期，来进行光电传感器的输出结果的判断，其中，根据测量周期内的接收信号确定判定周期内对光电传感器造成干扰的干扰类型，根据确定的干扰类型确定投光方式，并在该判定周期的所有投光周期内以该投光方式发送光信号，由此，采用与确定的干扰类型对应的投光方式进行投光，能够在干扰复杂和多样的实际应用场景下，有效提高光电传感器的综合抗干扰能力，从而提高了光电传感器的输出结果的准确性。

另外，在一个判定周期内，通过一个测量周期内的接收信号确定了该判定周期内所有投光周期的投光方式，即，在一个判断周期内只进行一次投光方式的确定，处理过程简单快速，且保证了光电传感器响应的及时性。

值得注意的是，图1仅示意性地对本申请实施例进行了说明，但本申请不限于此。例如可以适当地调整各个步骤之间的执行顺序，此外还可以增加其他的一些步骤或者减少其中的某些步骤。本领域的技术人员可以根据上述内容进行适当地变型，而不仅限于图1的记载。

在一些实施例中，光电传感器可以是各种类型的光电传感器，例如，其可以是槽型光电传感器、对射型光电传感器、反光板型光电开关、扩散反射型光电开关等等。另外，该光电传感器可以用于各种用途，例如，其可以用于检测物体、测量距离、光通信等等。

以下，为了便于描述，将光电传感器受到的电磁波等干扰简称为干扰或环境光。

在一些实施例中，判定周期可以包括一个测量周期和至少一个投光周期，其中，投光周期在测量周期之后。光电传感器在测量周期内接收光信号得到接收信号，其在测量周期内不投光，由此，可以根据测量周期内的接收信号确定光电传感器在当前的判定周期内受到干扰的类型。光电传感器在投光周期内投光并且接收光信号得到接收信号，由此，可以根据在投光周期内的接收信号确定光电传感器的输出，即检测结果。

根据上述实施例，在一个判定周期内，通过一个测量周期内的接收信号确定了该判定周期内所有投光周期的投光方式，即，在一个判断周期内只进行一次投光方式的确定，处理过程简单快速，且保证了光电传感器响应的及时性。但是，本申请不限于此，例如，也可以在判定周期中设置2个或多于2个的测量周期。

图2是本申请实施例的判定周期的一个示意图。在一些实施例中，一个判定周期可以包括一个测量周期和至少一个投光周期。如图2所示，例如，判定周期包括一个测量周期和7个投光周期。一个判定周期内的投光周期的数量可以根据实际情况而设定。

例如，该测量周期原先为第一个投光周期，在本申请实施例中，将该投光周期变更为测量周期来确定当前的判定周期内的干扰类型从而确定投光方式，而利用另外7个投光周期的接收信号来确定光电传感器器的输出结果，即检测结果。

例如，在该7个投光周期内，光电传感器接收到连续的7个脉冲，在此情况下可以认为光电传感器接收到有效信号，光电传感器输出与有效信号对应的检测结果。但是，本申请不限于此，也可以采用其他方式确定光电传感器的输出结果。

在一些实施例中，也可以在保持判定周期内的投光周期数不变的情况下，在投光周期前插入测量周期。例如，在判定周期的8个投光周期之前插入1个测量周期，利用该8个投光周期内的接收信号来确定检测结果。例如，可以缩短各个投光周期的时长，来使得判定周期的总时长不变。

在一些实施例中，在一个判定周期中，测量周期可以比投光周期长。由此，能够根据测量周期的接收信号更可靠地确定干扰类型。例如，在光电传感器受到与该光电传感器相邻的其他光电传感器的投光(为了便于描述，将其他光电传感器的投光称为干涉光)引起的干扰时，在该干涉光的投光频率与本光电传感器的投光频率相同或接近时，通过将测量周期设置为比投光周期长，光电传感器能够在测量周期中充分接收该干涉光，从而能够更可靠地确定干扰类型。但是，本申请不限于此，测量周期也可以与投光周期相同，或者比投光周期小。

例如，测量周期的时间长度为投光周期的时间长度的1.2倍。通过上述方式设置测量周期和投光周期的时长，能够在可靠地确定干扰类型的同时，还可以保证光电传感器的有效工作时间。但是，本申请不限于此，测量周期和投光周期的时长也可以是其他比例。

图3是本申请实施例的光电传感器的控制方法的步骤102的一示意图。在一些实施例中，如图3所示，步骤102可以包括：

步骤1021，计算在测量周期内接收信号的幅值经过第一阈值的第一次数；

步骤1022，计算在测量周期内接收信号的幅值连续两次经过第一阈值的第一时间；

步骤1023，计算在测量周期内接收信号的幅值超过第二阈值的第二次数；

步骤1024，计算在测量周期内接收信号的幅值超过第二阈值的第二时间，其中，第二阈值大于第一阈值；以及

步骤1025，根据第一次数、第二次数、第一时间以及第二时间确定干扰类型。

通过上述检测方式，能够确定测量周期内的接收信号的幅值的变化特征，从而能够可靠地确定多种干扰类型。但是，本申请不限于此，也可以采用其他的检测方式确定干扰类型。

在本申请实施例中，不对步骤1021至步骤1024的执行顺序进行限制，这些步骤可以先后执行，也可以并行的执行。

在本申请实施例中，光电传感器受到的干扰类型可以包括无干扰、低频干扰、高频干扰、干涉干扰以及组合干扰。

其中，低频干扰和高频干扰可以是基于规定区分条件进行区分的干扰；干涉干扰可以是由其他光电传感器的投光引起的干扰；组合干扰可以是包括低频干扰和高频干扰中的至少一种以及干涉干扰的干扰。

但是，本申请不限于此，光电传感器也可以检测其他类型的干扰。

在一些实施例中，用于界定高频干扰和低频干扰的规定区分条件可以是与光电传感器的响应速度和光电传感器的投光脉冲的脉宽有关的条件。其中，光电传感器的响应速度例如可以是在光电传感器过零检出后的响应速度。投光脉冲的脉宽例如可以是光电传感器在投光周期内选用的投光脉冲的脉宽。对于不同的响应速度和脉宽而言，高频干扰和低频干扰的含义可以不同。

图4是本申请实施例的干扰的波形的一示意图。如图4所示，各种干扰的波形是不同的，另外，图4只是一个示意性的附图，其并不表示对于各种干扰的波形的限制。

在一些实施例中，第一阈值可以为交流零电平。例如，如图4所示，在系统电源电压为Vcc时，可以设置一个直流电平(交流零电平)来保证交流信号的通过，例如，该交流零电平可以为1/2Vcc，以保证交流信号上下波形具有相同的电压空间。例如，在Vcc＝5V时，第一阈值Vth1可以为1/2Vcc，即2.5V。

在一些实施例中，第二阈值可以是比第一阈值大的阈值。例如，如图4所示，第二阈值Vth2＝第一阈值1/2Vcc+1/2动作判定阈值，其中，动作判定阈值是光电传感器的动作判定阈值，可以记为Vth5。

例如，在Vcc＝5V，动作判定阈值Vth5＝0.1V时，第二阈值Vth2为2.5+0.05V。

在一些实施例中，在步骤1021和步骤1022中，可以利用各种方式判断接收信号的幅值是否经过第一阈值。例如，可以设置比第一阈值小的第三阈值Vth3和比第一阈值大的第四阈值Vth4，在接收信号的幅值落入第三阈值Vth3到第四阈值Vth4的区间时，判断为接收信号的幅值经过第一阈值Vth1。例如，在第一阈值Vth1为2.5V时，第三阈值Vth3为2.5-0.01V，第四阈值Vth4为2.5+0.01V。

在一些实施例中，可以利用各种方式确定干扰类型。例如，在步骤1025中，可以根据第一次数、第二次数、第一时间和第二时间与规定的阈值的关系确定干扰类型。例如，在投光周期为100微秒，测量周期为120微秒时，可以根据第一次数、第二次数、第一时间和第二时间按照如下的表1的内容来确定干扰类型。

表1：干扰类型确定表

干扰类型	第一次数	第一时间	第二次数	第二时间
					无干扰	0	≈120us	0	0
干涉光	2	≈100us	2	<2us
					低频干扰	2-20	-(不关注)	2-10	相同
高频干扰	>20	-	>10	相同
					组合干扰	2-10	-	2-10	不同

本申请不限于此，也可以利用其他方式确定干扰类型。以下结合图5对高频干扰和低频干扰的判定方法进行示例性的说明。

图5是本申请实施例的干扰的波形与投光的波形的一示意图。如图5所示，Vth5可以表示动作判定阈值，与投光脉冲P对应的投光波形W的峰值出现在投光结束后。由于光信号从被光电传感器发出到被接收的时间与光电传感器的响应时间和投光脉冲的脉宽相比可以忽略不计，因此，与受光脉冲对应的受光波形的峰值也出现在投光结束后。

在一些实施例中，用于界定高频干扰和低频干扰的规定区分条件也可以是：在受光波形的峰值出现时，如果干扰信号的波形的幅值小于动作判定阈值Vth5的1/2，该干扰为低频干扰；在受光波形的峰值出现时，如果干扰信号的波形的幅值大于或等于动作判定阈值Vth5的1/2，该干扰为高频干扰。其中，干扰信号的波形的幅值可以是从实际幅值中减去第一阈值(即交流零点平)后的幅值。但是，本申请不限于此，也可以是其他的区分条件。

例如，如图5所示，光电传感器在过零检出后的响应时间Tr为0.5微秒，光电传感器在投光周期内的投光脉冲的脉宽Tp为1微秒，因此，光电传感器的受光波形的峰值的出现在过零检出后1.5微秒。其中，在系统包括比较器时，响应时间Tr＝Tcmp+Td，其中，Tcmp是比较器的动作时间，Td是比较器动作后被MCU(控制单元)检测到的延时时间。

对于频率为100kHz的第一干扰信号来说，第一干扰信号的周期Tc1为10微秒。在受光波形的峰值出现时，第一干扰信号的波形的幅值M1＝1/2*A1*sin(1.5/10*360°)＝0.4*A1＝0.8*Vth5>1/2Vth5，其中，A1为第一干扰信号的波形的波峰幅值与波谷幅值之间的差，此处，A1＝2*Vth5。由于受光波形的峰值出现时(如图5所示的a点)，第一干扰信号的波形的幅值M1大于1/2Vth5时，因此，第一干扰信号为高频干扰。

对于频率为50KHz的第二干扰信号来说，第二干扰信号的周期为20微秒。在受光波形的峰值出现时，第二干扰信号的波形的幅值M2＝1/2*A2*sin(1.5/20*360°)＝0.225*A2＝0.45*Vth5<1/2Vth5，其中，A2为第二干扰信号的波形的波峰幅值与波谷幅值之间的差，此处，A2＝2*Vth5。由于受光波形的峰值出现时(如图5所示的a点)，第二干扰信号的波形的幅值M2小于1/2Vth5，因此，第二干扰信号为低频干扰。

在一些实施例中，在步骤103中，可以按照如下方式根据干扰类型确定在投光周期内的投光方式。例如，当干扰类型为无干扰或者低频干扰时，投光方式为在满足规定条件时立即投光；当干扰类型为高频干扰时，投光方式为从满足规定条件的时间起经过规定时长后投光；当干扰类型为干涉干扰或组合干扰时，投光方式为从满足规定条件的时间起经过随机时长后投光。

其中，当干扰类型为无干扰或者低频干扰时，在满足规定条件时立即投光。其中，规定条件例如是投光周期内接收信号的幅值经过前述的第一阈值。例如，在1个投光周期中，光电传感器在检测出环境光过零后立即进行投光。

其中，在干扰类型为高频干扰时，从满足规定条件的时间起经过规定时长后投光，能够避免受光波形的峰值出现时，干扰信号的波形的幅值大于或等于动作判定阈值的1/2。在一些实施例中，规定条件可以是投光周期内接收信号的幅值经过前述的第一阈值，规定时长可以是在接收信号的幅值经过第一阈值之后再次经过第一阈值的时间间隔。例如，在1个投光周期中，光电传感器在检测出环境光过零后不立即进行投光，等再次检测出环境光过零时进行投光。

其中，在干扰类型为干涉干扰或组合干扰时，从满足规定条件的时间起经过随机时长后投光。其中，规定条件例如是投光周期内接收信号的幅值经过前述的第一阈值，随机时长可以是根据随机数确定的时长。由于光电传感器在投光周期内投光的时刻是随机的，光电传感器在投光时刻接收光信号，因此，即便其他光电传感器的投光周期与当前的光电传感器的投光周期重合，也能够避免光电传感器接收到其他光电传感器发射的光，提高了光电传感器抵抗干扰的能力。

在一些实施例中，在步骤104中，在投光方式为从满足规定条件的时间起经过随机时长后投光时，需要确定随机数，以根据随机数确定随机时长。图6是本申请实施例的确定随机数的方法的一示意图。如图6所示，该方法可以包括：

步骤601，对投光周期内的接收信号进行模数转换；以及

步骤602，根据模数转换的结果确定随机数。

由于模数转换步骤是光电传感器内已经存在的步骤，利用模数转换的结果确定随机数，不会增加额外的算法或硬件开销，并且由于模数转换的结果能够被快速取得，因此，不会增加额外的时延。

在一些实施例中，步骤602可以包括：根据模数转换的结果的后三个比特确定随机数。例如，可以利用上一次模数转换数据的后3位作为延时用的随机数。对于模数转换的结果的精度，以参考电压为3.3v，模数转换器(A/D转换器)的输出长度为10bit为例，1bit对应3.3mv，用极值法计算误差为15LSB，用加权平均法计算误差为6-8LSB。在此基础上，叠加接收信号的噪声影响，模数转换后生成的数据的后3位处于不确定状态。因此，利用A/D转换器的上述特征，可以快速地取得理想的随机数。

例如，模数转换的结果通常保存在ADC_DATA中，能够利用汇编语言容易地取得该后3位数。例如，只需要利用“MOV A,ADC_DATA”和“ANL A,#07H”这两条汇编指令就可以取出AD转换数据的后三位。

以下，以判定周期有7个投光周期为例，对以上述方式获取随机数的性能进行说明。对于两个光电传感器来说，在光电传感器各自检测到干涉干扰后，采用随机延时的方式进行回避时，因为随机数有限，仍然可能取得相同的随机数。由于采用模数转换的结果的后三个比特确定随机数，并且三个比特可以确定7个随机数，因此，一个投光延时数据相撞概率为1/7。由于判定周期有7个投光周期，因此，影响判定输出的投光脉冲是7个。在发射每个投光脉冲前都会去获得随机数，整个判定周期取得相同随机数的概率为1/7^7≈1.2PPM。因此，使用三个比特、7个投光脉冲作为判定周期的两个光电传感器发生相互干涉后误动作的概率是1.2PPM。其中，在一些实施例中，也可以通过增加随机数位和投光脉冲个数可以获得更可靠的检出结果。

此外，投光周期和投光脉宽存在比较大的占空比，例如为50：1。由于参数的离散性，两个光电传感器开机后，投光时序相同的概率也非常低。因此，进一步大幅度地降低了两个光电传感器发生相互干涉的概率。

图7是本申请实施例的光电传感器的控制方法的另一示意图。以下结合图7对该控制方法进行示例性的说明。如图7所示，光电传感器的控制方法包括：

步骤701，在测量周期内接收光信号，得到接收信号；

步骤702，根据测量周期的接收信号确定判定周期内对光电传感器造成干扰的干扰类型；

步骤703，进行过零检测，判断环境光的幅值是否过零；在判断为过零时，执行步骤704，否则继续执行过零检测；

步骤704，判断步骤702中确定的干扰类型是否为无干扰或低频干扰，在判断为是时，执行步骤707，否则，执行步骤705；

步骤705，判断步骤702中确定的干扰类型是否为高频干扰，在判断为是时，执行步骤708，否则，执行步骤706；

步骤706，判断为步骤702中确定的干扰类型为干涉干扰或组合干扰；

步骤707，在满足规定条件时立即投光；

步骤708，从满足规定条件的时间起经过规定时长后投光；

步骤709，从满足规定条件的时间起经过随机时长后投光；

步骤710，判断当前的判定周期是否结束，在判断为否时，执行步骤703，否则结束。

其中，上述方法中的步骤701、702与步骤101、102类似，此处不再赘述。步骤703中过零检测的方法与步骤1021和步骤1022中的过零检测方法类似，此处不再赘述。判断干扰类型的方式不限于步骤704至706所示的方式，也可以进行适当的变型。上述方法中的步骤707至步骤709与步骤103类似，此处不再赘述。

以上仅对与本申请相关的各步骤或过程进行了说明，但本申请不限于此。光电传感器的控制方法还可以包括其他步骤或者过程，关于这些步骤或者过程的具体内容，可以参考现有技术。

根据上述实施例，通过设计包含了一个测量周期和至少一个投光周期的判定周期，来进行光电传感器的输出结果的判断，其中，根据测量周期内的接收信号确定判定周期内对光电传感器造成干扰的干扰类型，根据确定的干扰类型确定投光方式，并在该判定周期的所有投光周期内以该投光方式发送光信号，由此，采用与确定的干扰类型对应的投光方式进行投光，能够在干扰复杂和多样的实际应用场景下，有效提高光电传感器的综合抗干扰能力，从而提高了光电传感器的输出结果的准确性。

第二方面的实施例

本申请实施例提供一种光电传感器，与第一方面的实施例相同的内容不再赘述。

图8是本申请实施例的光电传感器的结构的一示意图，如图8所示，该装置800可以包括：投光部801、受光部802和控制部803。其中，投光部801在判定周期的投光周期内发送光信号，其中，判定周期包括一个测量周期和在测量周期之后的至少一个投光周期。受光部802接收光信号，得到接收信号。控制部803可以包括：干扰检测单元8031和投光控制单元8032。其中，干扰检测单元8031根据测量周期内的接收信号确定判定周期内对光电传感器800造成干扰的干扰类型，投光控制单元8032根据干扰类型确定投光部801在投光周期内的投光方式，使投光部801在判定周期的至少一个投光周期内以投光方式发送光信号。

在一些实施例中，判定周期可以包括两部分，第一部分为测量周期，另一部分为投光周期。例如，可以将判定周期中第1个投光周期作为测量周期。在此情况下，可以根据其他投光周期内的接收信号确定光电传感器800的输出结果。例如，在一个判定周期有1个测量周期和7个投光周期的情况下，在7个投光周期内接收到的7组光信号经过比较器或模数转换器等部件后得到7bit状态位，即每个投光脉冲的反射的光信号对应1bit。这7bit状态位的数据决定了光电传感器800的输出结果。一般地，如果7位bits全为1，那么光电传感器800的输出结果为1；如果7位bits全为0，那么光电传感器800的输出结果为0；如果7位bits不是全0或全1状态，表示光电传感器800收到的信号不稳定，可以不改变当前的输出结果。但是，本申请不限于此，也可以根据其他方式确定光电传感器800的输出。

在一些实施例中，也可以在保证判定周期内的投光周期数不变的情况下，在投光周期前插入测量周期。例如，在判定周期的8个投光周期之前插入1个测量周期，利用该8个投光周期内的接收信号来确定检测结果。

在一些实施例中，在1个判定周期中，可以设置1个测量周期，但是，本申请不限于此，也可以在1个判定周期中，设置其他数量的测量周期。

在一些实施例中，在判定周期中，测量周期可以比投光周期长。由此，能够根据测量周期的接收信号更可靠地确定干扰类型。

在一些实施例中，测量周期的时间长度为投光周期的时间长度的1.2倍。通过上述方式设置测量周期和投光周期的时长，能够在可靠地确定干扰类型的同时，还可以保证光电传感器的有效工作时间。但是，本申请不限于此，测量周期和投光周期的时长也可以是其他比例。

在一些实施例中，设置有测量周期的判定周期的总时长可以与未设置测量周期的判定周期的总时长一致，由此，能够保证光电传感器的响应时间。例如，在至少一个投光周期之前插入测量周期的情况下，可以缩短投光周期的时长。但是，本申请不限于此，设置测量周期前后的判定周期的总时长也可以不同。

在一些实施例中，如图8所示，控制部803还可以包括：第一计算单元8033、第二计算单元8034、第三计算单元8035和第四计算单元8036。其中，第一计算单元8033计算在测量周期内接收信号的幅值经过第一阈值的第一次数；第二计算单元8034计算在测量周期内接收信号的幅值连续两次经过第一阈值的第一时间；第三计算单元8035计算在测量周期内接收信号的幅值超过第二阈值的第二次数；第四计算单元8036计算在测量周期内接收信号的幅值超过第二阈值的第二时间，其中，第二阈值大于第一阈值。干扰检测单元8031根据第一次数、第二次数、第一时间以及第二时间确定干扰类型。通过上述检测方式，能够确定测量周期内的接收信号的幅值的变化特征，从而能够可靠地确定多种干扰类型。但是，本申请不限于此，也可以采用其他的检测方式确定干扰类型。

在一些实施例中，第一阈值可以为交流零电平。例如，该第一阈值可以为1/2系统电源电压Vcc。

在一些实施例中，第二阈值可以是比第一阈值大的阈值。例如，第二阈值Vth2＝第一阈值1/2Vcc+1/2动作判定阈值。

图9是本申请实施例的光电传感器的一硬件构成图。在一些实施例中，如图9所示，在控制部803中，第一计算单元8033和第三计算单元8035可以分别利用计数器counter1、counter2实现，第二计算单元8034和第四计算单元8036可以利用计时器Time1、Time2实现。控制部803还可以包括算数逻辑计算单元(ALU)8037，其中，干扰检测单元8031、投光控制单元8032及后述的随机数生成单元8042的全部或部分功能可以集成到算数逻辑计算单元8037内。

图9示例性的说明了本申请实施例的光电传感器的硬件构成，但是，其不是对本申请的光电传感器的硬件构成的限制，本申请实施例的光电传感器也可以采用其他硬件结构来实现类似的功能。

在一些实施例中，可以通过各种方式判断接收信号的幅值是否经过第一阈值。例如，如图9所示，控制部803还可以包括第一比较器(CMP1)8038、第二比较器(CMP2)8039和第三比较器(CMP3)8040。

第一比较器(CMP1)8038比较接收信号的幅值与比第一阈值小的第三阈值的关系，第二比较器(CMP2)8039比较接收信号的幅值与比第一阈值大的第四阈值的关系。第一比较器(CMP1)8038和第二比较器(CMP2)8039后接第一计算单元8033和第二计算单元8034。

第三比较器(CMP3)8040比较接收信号的幅值与比第二阈值的关系。第三比较器(CMP3)8040后接第三计算单元8035和第四计算单元8036。

在一些实施例中，通过上述检测方式可以确定光电传感器受到的干扰类型可以包括无干扰、低频干扰、高频干扰、干涉干扰以及组合干扰。其中，低频干扰和高频干扰可以是基于规定区分条件进行区分的干扰；干涉干扰可以是由其他光电传感器的投光引起的干扰；组合干扰可以是包括低频干扰和高频干扰中的至少一种以及干涉干扰的干扰。但是，本申请不限于此，光电传感器也可以被设置为检测其他类型的干扰。

在一些实施例中，可以根据如下条件进行干扰类型的判断：

在第三比较器(CMP3)8040的动作次数为0、第一比较器(CMP1)8038和第二比较器(CMP2)8039的过零时长约等于检测周期的时间长度的情况下，干扰类型可以标记为无干扰。

在第三比较器(CMP3)8040的动作次数为2、第一比较器(CMP1)8038和第二比较器(CMP2)8039长时间过零的情况下，干扰类型可以标记为干涉干扰。第一比较器(CMP1)8038和第二比较器(CMP2)8039长时间过零例如可以是过零时长略小于检测周期的时间长度。例如，检测周期的时长为120微秒时，过零时长约等于100微秒。

在第三比较器(CMP3)8040的动作次数为3-10、第一比较器(CMP1)8038和第二比较器(CMP2)8039的过零次数为3-20的情况下，干扰类型可以标记为低频干扰。

在第三比较器(CMP3)8040的动作次数大于10、第一比较器(CMP1)8038和第二比较器(CMP2)8039的过零次数大于20的情况下，干扰类型可以标记为高频干扰。

在上述情况之外的其他情况，干扰类型可以标记为组合干扰。

在一些实施例中，可以利用寄存器标记干扰类型。例如，寄存器状态OOOH表示无干扰，寄存器状态OO1H表示干涉干扰，寄存器状态O1OH表示低频干扰，寄存器状态O11H表示高频干扰，寄存器状态100H表示组合干扰。但是，本申请不限于此，也可以采用其他方式标记干扰类型。

在一些实施例中，用于界定高频干扰和低频干扰的规定区分条件也可以是与光电传感器800的响应速度和光电传感器800的投光部801的投光脉冲的脉宽有关的条件。其中，光电传感器800的响应速度例如可以是在光电传感器800过零检出后的响应速度。投光脉冲的脉宽例如可以是光电传感器800在投光周期内选用的投光脉冲的脉宽。对于不同的响应速度和脉宽而言，高频干扰和低频干扰的含义可以不同。

在一些实施例中，用于界定高频干扰和低频干扰的规定区分条件也可以是：受光波形的峰值出现时，干扰信号的波形的幅值小于1/2动作判定阈值时，该干扰为低频干扰；受光波形的峰值出现时，干扰信号的波形的幅值大于或等于1/2动作判定阈值时，该干扰为高频干扰。

在一些实施例中，投光控制单元802可以按照如下方式根据干扰类型确定在投光周期内的投光方式。例如，当干扰类型为无干扰或者低频干扰时，投光方式为在满足规定条件时立即投光；当干扰类型为高频干扰时，投光方式为从满足规定条件的时间起经过规定时长后投光；当干扰类型为干涉干扰或组合干扰时，投光方式为从满足规定条件的时间起经过随机时长后投光。

其中，当干扰类型为无干扰或者低频干扰时，在满足规定条件时立即投光。其中，规定条件例如是投光周期内接收信号的电平经过第一阈值。例如，在1个投光周期中，光电传感器800在检测出环境光过零后立即进行投光。

其中，在干扰类型为高频干扰时，从满足规定条件的时间起经过规定时长后投光，能够避免受光波形的峰值出现时，干扰信号的波形的幅值大于或等于动作判定阈值的1/2。在一些实施例中，规定条件可以是投光周期内接收信号的电平经过第一阈值，规定时长可以是在接收信号的电平经过第一阈值之后再次经过第一阈值的时间间隔。例如，在1个投光周期中，光电传感器在检测出环境光过零后不立即进行投光，等再次检测出环境光过零时进行投光。

其中，在干扰类型为干涉干扰或组合干扰时，从满足规定条件的时间起经过随机时长后投光。其中，规定条件例如是投光周期内接收信号的电平经过第一阈值，随机时长可以是根据随机数确定的时长。由于光电传感器800在投光周期内投光的时刻是随机的，光电传感器800在投光时刻接收光信号，因此，即便其他光电传感器的投光周期与当前的光电传感器800的投光周期重合，也能够避免光电传感器800接收到其他光电传感器发射的光，提高了光电传感器抵抗干扰的能力。

在一些实施例中，如图8所示，控制部803还可以包括模数转换单元8041和随机数生成单元8042。其中，模数转换单元8041对投光周期内的接收信号进行模数转换，随机数生成单元8042根据模数转换的结果确定随机数。由于模数转换步骤是光电传感器800内已经存在的步骤，利用模数转换单元8041的结果确定随机数，不会增加额外的算法和硬件开销，并且由于模数转换的结果能够被快速取得，因此，不会增加额外的时延。

在一些实施例中，随机数生成单元8042可以根据模数转换的结果的后三个比特确定随机数。

以上仅对与本申请相关的各部件进行了说明，但本申请不限于此。光电传感器800还可以包括其他部件，关于这些部件的具体内容，可以参考现有技术。此外，以上仅以光电传感器800的一些结构为例对本申请实施例进行了示例性说明，但本申请不限于这些结构，还可以对这些结构进行适当的变型，这些变型的实施方式均应包含在本申请实施例的范围之内。

以上各个实施例仅对本申请实施例进行了示例性说明，但本申请不限于此，还可以在以上各个实施例的基础上进行适当的变型。例如，可以单独使用上述各个实施例，也可以将以上各个实施例中的一种或多种结合起来。

根据上述实施例，通过设计包含了一个测量周期和至少一个投光周期的判定周期，来进行光电传感器的输出结果的判断，其中，根据测量周期内的接收信号确定判定周期内对光电传感器造成干扰的干扰类型，根据确定的干扰类型确定投光方式，并在该判定周期的所有投光周期内以该投光方式发送光信号，由此，采用与确定的干扰类型对应的投光方式进行投光，能够在干扰复杂和多样的实际应用场景下，有效提高光电传感器的综合抗干扰能力，从而提高了光电传感器的输出结果的准确性。

本申请以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本申请涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本申请还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

结合本申请实施例描述的方法/装置可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，图中所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于图中所示的各个步骤。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。

软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可插入移动终端的存储卡中。例如，若设备(如移动终端)采用的是较大容量的MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置中。

针对附图中描述的功能方框中的一个或多个和/或功能方框的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。针对附图描述的功能方框中的一个或多个和/或功能方框的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。

Claims (28)

1.一种光电传感器，其特征在于，所述光电传感器包括：

投光部，其在判定周期的投光周期内发送光信号，其中，所述判定周期包括一个测量周期和在所述测量周期之后的至少一个投光周期；

受光部，其接收光信号，得到接收信号；

控制部，其包括：

干扰检测单元，其根据所述测量周期内的所述接收信号确定所述判定周期内对所述光电传感器造成干扰的干扰类型；以及

投光控制单元，其根据所述干扰类型确定所述投光部在所述投光周期内的投光方式，使所述投光部在所述判定周期的所述至少一个投光周期内以所述投光方式发送光信号。

2.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，

在所述判定周期中，所述测量周期比所述投光周期长。

3.根据权利要求2所述的光电传感器，其中，

所述测量周期的时间长度为所述投光周期的时间长度的1.2倍。

4.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，

所述控制部还包括：

周期设置单元，其将所述判定周期中的第一个所述投光周期作为所述测量周期，或者，在至少一个所述投光周期之前插入所述测量周期，并缩短所述投光周期的时长以使得所述判定周期的总时长不变。

5.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，

所述控制部还包括：

第一计算单元，其计算在所述测量周期内所述接收信号的幅值经过第一阈值的第一次数；

第二计算单元，其计算在所述测量周期内所述接收信号的幅值连续两次经过所述第一阈值的第一时间；

第三计算单元，其计算在所述测量周期内所述接收信号的幅值超过第二阈值的第二次数；以及

第四计算单元，其计算在所述测量周期内所述接收信号的幅值超过所述第二阈值的第二时间，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值；

所述干扰检测单元根据所述第一次数、所述第二次数、所述第一时间以及所述第二时间确定所述干扰类型。

6.根据权利要求5所述的光电传感器，其中，

所述第一阈值为干扰的交流零电平，所述第二阈值为所述光电传感器的动作判定阈值的1/2。

7.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，

所述干扰类型包括以下类型中的至少一种：无干扰、低频干扰、高频干扰、干涉干扰以及组合干扰，

其中，所述低频干扰和所述高频干扰是基于规定区分条件进行区分的干扰，

所述干涉干扰是由其他光电传感器的投光引起的干扰，

所述组合干扰是包括所述低频干扰和所述高频干扰中的至少一种以及所述干涉干扰的干扰。

8.根据权利要求7所述的光电传感器，其中，

所述规定区分条件是与所述光电传感器的响应速度和所述投光部的投光脉冲的脉宽有关的条件。

9.根据权利要求7所述的光电传感器，其中，

当所述干扰类型为所述无干扰或者所述低频干扰时，所述投光方式为在满足规定条件时立即投光；

当所述干扰类型为所述高频干扰时，所述投光方式为从满足所述规定条件的时间起经过规定时长后投光；

当所述干扰类型为所述干涉干扰或所述组合干扰时，所述投光方式为从满足所述规定条件的时间起经过随机时长后投光。

10.根据权利要求8所述的光电传感器，其中，

所述规定条件为：所述投光周期内所述接收信号的幅值经过第一阈值。

11.根据权利要求10所述的光电传感器，其中，

当所述干扰类型为所述高频干扰时，所述规定时长为：在所述接收信号的幅值经过所述第一阈值之后再次经过所述第一阈值的时间间隔。

12.根据权利要求9所述的光电传感器，其中，

当所述干扰类型为所述干涉干扰或所述组合干扰时，所述随机时长为：根据随机数确定的时长。

13.根据权利要求12所述的光电传感器，其中，

所述控制部还包括：

模数转换单元，其对所述投光周期内的所述接收信号进行模数转换，以及

随机数生成单元，其根据所述模数转换的结果确定所述随机数。

14.根据权利要求13所述的光电传感器，其中，

所述随机数生成单元根据所述模数转换的结果的后三个比特确定所述随机数。

15.一种光电传感器的控制方法，所述方法包括：

在判定周期的测量周期内接收光信号，得到接收信号，其中，所述判定周期包括一个测量周期和在所述测量周期之后的至少一个投光周期；

根据所述测量周期内的所述接收信号，确定所述判定周期内对所述光电传感器造成干扰的干扰类型；

根据所述干扰类型，确定在所述投光周期内的投光方式；

在所述判定周期的所述至少一个投光周期内以所述投光方式发送光信号。

16.根据权利要求15所述的控制方法，其中，

在所述判定周期中，所述测量周期比所述投光周期长。

17.根据权利要求16所述的控制方法，其中，

所述测量周期的时间长度为所述投光周期的时间长度的1.2倍。

18.根据权利要求15所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：

将所述判定周期中的第一个所述投光周期作为所述测量周期，或者，在至少一个所述投光周期之前插入所述测量周期，并缩短所述投光周期的时长以使得所述判定周期的总时长不变。

19.根据权利要求15所述的控制方法，其中，所述根据所述测量周期的所述接收信号，确定所述判定周期内对所述光电传感器造成干扰的干扰类型包括：

计算在所述测量周期内所述接收信号的幅值经过第一阈值的第一次数；

计算在所述测量周期内所述接收信号的幅值连续两次经过所述第一阈值的第一时间；

计算在所述测量周期内所述接收信号的幅值超过第二阈值的第二次数；

计算在所述测量周期内所述接收信号的幅值超过所述第二阈值的第二时间，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值；以及

根据所述第一次数、所述第二次数、所述第一时间以及所述第二时间确定所述干扰类型。

20.根据权利要求19所述的控制方法，其中，

所述第一阈值为干扰的交流零电平，所述第二阈值为所述光电传感器的动作判定阈值的1/2。

21.根据权利要求15所述的控制方法，其中，

所述干扰类型包括以下类型中的至少一种：无干扰、低频干扰、高频干扰、干涉干扰以及组合干扰，

其中，所述低频干扰和所述高频干扰是基于规定区分条件进行区分的干扰，

所述干涉干扰是由其他光电传感器的投光引起的干扰，

所述组合干扰是包括所述低频干扰和所述高频干扰中的至少一种以及所述干涉干扰的干扰。

22.根据权利要求21所述的控制方法，其中，

所述规定区分条件是与所述光电传感器的响应速度和投光脉冲的脉宽有关的条件。

23.根据权利要求21所述的控制方法，其中，

当所述干扰类型为所述无干扰或者所述低频干扰时，所述投光方式为在满足规定条件时立即投光；

当所述干扰类型为所述高频干扰时，所述投光方式为从满足所述规定条件的时间起经过规定时长后投光；

当所述干扰类型为所述干涉干扰或所述组合干扰时，所述投光方式为从满足所述规定条件的时间起经过随机时长后投光。

24.根据权利要求23所述的控制方法，其中，

所述规定条件为：所述投光周期内所述接收信号的幅值经过第一阈值。

25.根据权利要求24所述的控制方法，其中，

当所述干扰类型为所述高频干扰时，所述规定时长为：在所述接收信号的幅值经过所述第一阈值之后再次经过所述第一阈值的时间间隔。

26.根据权利要求23所述的控制方法，其中，

当所述干扰类型为所述干涉干扰或所述组合干扰时，所述随机时长为：根据随机数确定的时长。

27.根据权利要求26所述的控制方法，其中，所述方法还包括：

对所述投光周期内的所述接收信号进行模数转换，以及

根据所述模数转换的结果确定所述随机数。

28.根据权利要求27所述的控制方法，其中，所述根据所述模数转换的结果确定所述随机数包括：

根据所述模数转换的结果的后三个比特确定所述随机数。

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