CN209310835U - 一种光学传感器的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学传感器的检测装置，包括光电流检测电路、光电流检测输出端及控制电路，该光电流检测电路包括放大光电流信号并将光电流信号转换成电压信号的放大电路，该放大电路的输入端与接收二极管的负极连接，放大电路的输出端为光电流检测输出端，该光电流检测输出端与控制电路连接。其中放电电路接入光电流信号，将微弱光电流信号进行放大处理，并转换成电压信号，再将该电压信号通过光电流检测输出端输出给控制电路，控制电路则将电压信号与预设定的标准信号进行幅度比对，若差值在设定误差范围内，表示此光电二极管工作正常，否则未正常工作。因此本实用新型能够检测光学传感器的正常状态，并且结构简单，易操作。

Description

一种光学传感器的检测装置

技术领域

本实用新型涉及电子元件技术领域，尤其涉及一种光学传感器的检测装置。

背景技术

现在光学传感器在各个领域应用的越来越普遍，但目前仍没有一种比较优异的检测方法来检测光学传感器在电路中是否使用正常。光学传感器在耳机上的应用目前还比较少，相对应的检测方法更少。

光学传感器由一个发射二极管和一个接收二极管组成，给发射二极管提供指定电压后，它便能导通发光，在蓝牙耳机正常佩戴好后，发射二极管发射的光受到遮挡会反射到接收二极管上，接收二极管收到光后便会导通，从而实现其功能。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能检测光学传感器是否正常工作的光学传感器的检测装置，并且结构简单，易实现。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种光学传感器的检测装置，所述光学传感器包括发射二极管和接收二极管，所述检测装置包括用于检测光电流信号的光电流检测电路，输出检测信号的光电流检测输出端，以及控制电路；所述光电流检测电路包括放大所述光电流信号并将所述光电流信号转换成电压信号的放大电路，所述放大电路的输入端与所述接收二极管的负极连接，所述放大电路的输出端为所述光电流检测输出端；所述光电流检测输出端与所述控制电路电连接，所述控制电路将检测信号与预设定标准信号进行比对，判断所述光学传感器的工作状态。

优选方式为，所述检测装置还包括用于检测所述接收二极管漏电流的漏电流检测电路，以及输出检测信号的漏电流检测输出端；所述漏电流检测电路包括加在所述接收二极管负极的测试用电压，以及检测所述接收二极管温度的温度检测器件，所述温度检测器件的输出端为所述漏电流检测输出端；所述漏电流检测输出端与所述控制电路电连接，所述控制电路将检测信号与预设定温度范围进行比对，判断所述光学传感器的工作状态。

优选方式为，所述温度检测器件为热敏电阻，所述热敏电阻的一端与所述接收二极管正极连接，另一端为所述漏电流检测输出端。

优选方式为，所述放大电路包括跨阻型放大器，所述跨阻型放大器包括运算放大器；所述运算放大器的反向输入端通过隔直滤波电容与所述接收二极管负极连接，用于接入光电流；所述运算放大器的正向输入端与串联分压电阻R2和分压电阻R3的连接端连接，该分压电阻R2的另一端接地，该分压电阻R3的另一端与测试用电压连接；所述运算放大器的输出端为所述光电流检测输出端。

优选方式为，所述跨阻型放大器还包括用于补偿光电流信号的反馈电路，所述反馈电路包括并接的反馈电容和反馈电阻，并接后的两端分别与所述运算放大器的输出端和反向输入端连接。

优选方式为，所述接收二极管的负极经第一电感与所述隔直滤波电容连接，和/或所述接收二极管的正极经第二电感与所述热敏电阻一端连接。

优选方式为，所述测试用电压经拉高电阻R1与所述接收二极管负极连接，所述拉高电阻R1还经抗干扰器件ESD1接地。

优选方式为，所述热敏电阻经抗干扰器件ESD2接地。

优选方式为，所述光学传感器为蓝牙耳机上设置的光学传感器；所述控制电路为所述蓝牙耳机的主控芯片。

优选方式为，所述控制电路包括单片机电路。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的光学传感器的检测装置，包括用于检测光电流信号的光电流检测电路，输出检测信号的光电流检测输出端以及控制电路；其中光电流检测电路包括放大光电流信号并将光电流信号转换成电压信号的放大电路，该放大电路的输入端与接收二极管的负极连接，放大电路的输出端为光电流检测输出端；该光电流检测输出端与控制电路电连接。本实用新型利用了光学传感器正常工作时，会产生微弱光电流信号的特性。采用放电电路来采集光电流信号，为了获取准确、可靠的检测信号，由放电电路对微弱光电流信号进行了放大处理，并将光电流转换成了电压信号，再将该电压信号通过光电流检测输出端输出给控制电路，控制电路则将电压信号与预设定的标准信号进行幅度比对，若差值在设定误差范围内，表示此光电二极管工作正常，否则未正常工作。可见，本实用新型的光学传感器的检测装置，能够检测光学传感器的正常状态，并且结构简单，易操作。

由于检测装置还包括用于检测接收二极管漏电流的漏电流检测电路，以及输出检测信号的漏电流检测输出端；漏电流检测电路包括加在接收二极管负极的测试用电压，以及检测接收二极管温度的温度检测器件，温度检测器件的输出端为漏电流检测输出端；漏电流检测输出端与控制电路电连接，控制电路将检测信号与预设定温度范围进行比对，判断光学传感器的工作状态；利用漏电流出现异常时引起温度异常的特性，来检测光学传感器的工作状态，简单易行。

由于放大电路包括跨阻型放大器，该跨阻型放大器包括运算放大器；运算放大器的反向输入端通过隔直滤波电容与接收二极管负极连接，用于接入光电流；运算放大器的正向输入端与串联的分压电阻R2和分压电阻R3连接端连接，该分压电阻R2的另一端接地，该分压电阻R3的另一端与测试用电压连接；运算放大器的输出端为光电流检测输出端；主要利用了跨阻型放大器具备较低电流噪声和电压噪声的特性，获取更准确的检测信号。

由于跨阻型放大器还包括用于补偿光电流信号的反馈电路，该反馈电路包括并接的反馈电容和反馈电阻，并接后的两端分别与运算放大器的输出端和反向输入端连接；利用反馈电路对微弱的光电流信号进行了补偿，去除信号放大过程中可能带来的振荡和过冲。

由于光学传感器为蓝牙耳机上的光学传感器；控制电路为蓝牙耳机的主控芯片，该主控芯片分别与光电流检测输出端和漏电流检测输出端电连接；优化了结构，减低了成本。

附图说明

图1是本实用新型光学传感器的检测装置的原理框图；

图2是本实用新型光学传感器的检测装置的电路图；

图中：1-光电流检测电路,2-漏电流检测电路，3-光学传感器，SED_D-发射二极管，REC_N-接收二极管负极，REC_P-接收二极管正极，U-运算放大器，R-热敏电阻，VCC-测试用电压。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清除明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2共同所示，一种光学传感器的检测装置，光学传感器3包括发射二极管SED_D和接收二极管，检测装置包括用于检测光电流信号的光电流检测电路1，输出检测信号的光电流检测输出端OUT以及控制电路；光电流检测电路1包括放大光电流信号并将光电流信号转换成电压信号的放大电路，放大电路的输入端与接收二极管的负极连接，放大电路的输出端为光电流检测输出端OUT；光电流检测输出端OUT与控制电路电连接，控制电路将检测信号与预设定标准信号进行比对，判断光学传感器3的工作状态。

如图1和图2共同所示，本实施例中：检测装置还包括：

用于检测接收二极管漏电流的漏电流检测电路2，以及输出检测信号的漏电流检测输出端NTC；漏电流检测电路2包括加在接收二极管负极REC_N的测试用电压VCC，以及检测接收二极管温度的温度检测器件，温度检测器件的输出端为漏电流检测输出端NTC；漏电流检测输出端NTC与控制电路电连接，控制电路将检测信号与预设定温度范围进行比对，判断光学传感器3的工作状态。

如图1和图2共同所示，本实用新型的光学传感器的检测装置，利用了光学传感器3正常工作时，会产生微弱光电流信号的特性。采用放电电路来采集光电流信号，为了获取准确、可靠的检测信号，该放电电路还对微弱光电流信号进行了放大处理，并将光电流转换成了电压信号，再将该电压信号通过光电流检测输出端OUT输出给控制电路。同时，利用了供给接收二极管负极REC_N一个测试用电压VCC后，接收二极管部分会产生漏电流，通常若漏电流范围异常，则温度会发生变化的特性。采用温度检测器件来监控此部分温度，该温度检测器件将采集的温度转换成对应的电信号，由漏电流检测输出端NTC输出给控制电路。

控制电路接收到上述检测信号后，将对应光电流的电压信号与预设定的标准信号进行幅度比对，若差值在设定误差范围内，表示此光电二极管工作正常，否则未正常工作。将漏电流对应的温度的电信号与预设定的温度范围进行比对，若落入范围内，表明温度没有出现异常，说明接收二极管正极REC_P工作正常，否则，表示异常。可见，本实用新型的光学传感器的检测装置，能够检测光学传感器的正常状态，并且结构简单，易操作。

需要说明的是：本实施例中的光学传感器为蓝牙耳机上的光学传感器3；控制电路为蓝牙耳机的主控芯片，主控芯片分别与光电流检测输出端OUT和漏电流检测输出端NTC电连接，利用了蓝牙耳机上的主控芯片，优化了电路结构，降低了成本。其中主控芯片内预设置了与光电流的检测信号对应的标准信号，预设置了漏电流的检测信号对应的温度信号范围。另外，主控电路也可为单片机电路，该单片机电路具有上述相同的功能即可。

如图2所示，温度检测器件优选使用了热敏电阻R，热敏电阻R的一端与接收二极管正极REC_P连接，另一端为漏电流检测输出端NTC。另外，温度检测器件也可以为温度传感器，这样，温度传感器采集接收二极管附近的温度，并将温度转换成对应的电压信号。

本实施例的漏电流检测电路2，主要利用热敏电阻R接入接收二极管正极REC_P的漏电流，利用了热敏电阻R的特性，输出漏电流所引起的温度对应的电信号，传输至主控芯片，由主控芯片与预设定的温度范围进行比对，若落入预设定范围，表示光学传感器3正常工作，否则，处于不正常工作状态，由主控芯片采取处理。

如图2所示，放大电路包括跨阻型放大器，跨阻型放大器包括运算放大器U；运算放大器U的反向输入端V-，通过隔直滤波电容C2与接收二极管负极REC_N连接，用于接入光电流；运算放大器U的正向输入端V+与串联分压电阻R2和分压电阻R3的连接端连接，该分压电阻R2的另一端接地，该分压电阻R3的另一端与测试用电压VCC连接；运算放大器U的输出端为光电流检测输出端OUT；本例利用了跨阻型放大器具备较低电流噪声和电压噪声的特性，获取更准确的检测信号；当然，可使用其他放大电路，主要能够实现放大、转换功能即可。

进一步的，跨阻型放大器还包括用于补偿光电流信号的反馈电路，反馈电路包括并接的反馈电容C3和反馈电R4阻，并接后的两端分别与运算放大器U的输出端和反向输入端V-连接，该运输放大器U的使能端EN与主控芯片连接，使放大电路受主控芯片的控制；本例利用反馈电路对微弱光电流信号进行了补偿，去除信号放大过程中可能带来的振荡和过冲。

另外，可根据具体测试结果确定反馈电容C3的容值以及反馈电阻R4的阻值大小。根据实际需要的放大倍数，配置隔直滤波电容C2的容值，以及分压电阻R2和分压电阻R3的阻值。

为了降低干扰，本实施例还设置了以下电路结构：

如图2所示，接收二极管负极REC_N经第一电感L1与隔直滤波电容C2连接，和/或接收二极管正极REC_P经第二电感L2与热敏电阻R一端连接，其中第一电感L1和第一电感L2均起到了滤波的作用。

测试用电压VCC经拉高电阻R1与接收二极管负极REC_N连接，拉高电阻R1还经抗干扰器件ESD1接地；热敏电阻R经抗干扰器件ESD2接地，同时，还设置了测试用电压VCC的滤波电容C1。

综上所述，本实施例的光学传感器的检测装置，实现了光学传感器工作状态的检测，并且电路结构简单，成本低，易于实现。

以上所述本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种光学传感器的检测装置结构的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学传感器的检测装置，所述光学传感器包括发射二极管和接收二极管，其特征在于，所述检测装置包括用于检测光电流信号的光电流检测电路，输出检测信号的光电流检测输出端，以及控制电路；

所述光电流检测电路包括放大所述光电流信号并将所述光电流信号转换成电压信号的放大电路，所述放大电路的输入端与所述接收二极管的负极连接，所述放大电路的输出端为所述光电流检测输出端；

所述光电流检测输出端与所述控制电路电连接，所述控制电路将检测信号与预设定标准信号进行比对，判断所述光学传感器的工作状态。

2.根据权利要求1所述的光学传感器的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括用于检测所述接收二极管漏电流的漏电流检测电路，以及输出检测信号的漏电流检测输出端；

所述漏电流检测电路包括加在所述接收二极管负极的测试用电压，以及检测所述接收二极管温度的温度检测器件，所述温度检测器件的输出端为所述漏电流检测输出端；

所述漏电流检测输出端与所述控制电路电连接，所述控制电路将检测信号与预设定温度范围进行比对，判断所述光学传感器的工作状态。

3.根据权利要求2所述的光学传感器的检测装置，其特征在于，所述温度检测器件为热敏电阻，所述热敏电阻的一端与所述接收二极管正极连接，另一端为所述漏电流检测输出端。

4.根据权利要求3所述的光学传感器的检测装置，其特征在于，所述放大电路包括跨阻型放大器，所述跨阻型放大器包括运算放大器；

所述运算放大器的反向输入端通过隔直滤波电容与所述接收二极管负极连接，用于接入光电流；

所述运算放大器的正向输入端与串联分压电阻R2和分压电阻R3的连接端连接，该分压电阻R2的另一端接地，该分压电阻R3的另一端与测试用电压连接；

所述运算放大器的输出端为所述光电流检测输出端。

5.根据权利要求4所述的光学传感器的检测装置，其特征在于，所述跨阻型放大器还包括用于补偿光电流信号的反馈电路，所述反馈电路包括并接的反馈电容和反馈电阻，并接后的两端分别与所述运算放大器的输出端和反向输入端连接。

6.根据权利要求4所述的光学传感器的检测装置，其特征在于，所述接收二极管的负极经第一电感与所述隔直滤波电容连接，和/或所述接收二极管的正极经第二电感与所述热敏电阻一端连接。

7.根据权利要求2所述的光学传感器的检测装置，其特征在于，所述测试用电压经拉高电阻R1与所述接收二极管负极连接，所述拉高电阻R1还经抗干扰器件ESD1接地。

8.根据权利要求3所述的光学传感器的检测装置，其特征在于，所述热敏电阻经抗干扰器件ESD2接地。

9.根据权利要求1至8任一项所述的光学传感器的检测装置，其特征在于，所述光学传感器为蓝牙耳机上设置的光学传感器；所述控制电路为所述蓝牙耳机的主控芯片。

10.根据权利要求1至8任一项所述的光学传感器的检测装置，其特征在于，所述控制电路包括单片机电路。