[发明专利]用于光学传感器系统的双电压和电流控制反馈环路

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以下共同拥有的美国临时专利申请的优先权：系列号61/165,171，系列号61/165,181，系列号61/165,388和系列号61/165,159，所有这些申请都在2009年3月31日提交。

本申请涉及以下共同拥有的申请：美国实用新型专利申请系列号12/652,083，题目为“CURRENT SOURCE TO DRIVE A LIGHT SOURCE IN AN OPTICAL SENSOR SYSTEM”；美国实用新型专利申请系列号12/652,089，题目为“OPTICAL SENSOR SYSTEM INCLUDING SERIES CONNECTED LIGHT EMITTING DIODES”；以及美国实用新型专利申请系列号12/652,095，题目为“HIGH VOLTAGE SUPPLY TO INCREASE RISE TIME OF CURRENT THROUGH LIGHT SOURCE IN AN OPTICAL SENSOR SYSTEM”；所有这些申请都在2010年1月5日提交，并且通过引用将它们所有都合并于此。

技术领域

本申请涉及传感器，并且更特别地涉及用于光学传感器系统的双电压和电流控制反馈环路。

背景技术

光学传感器系统可以通过检测从对象反射的光而用于对对象进行定位和/或成像。此类系统可以包括向对象传输光的光源和用于检测对象反射的所传输光的部分的检测器。传感器系统可以分析反射光的特性以确定到对象的距离和/或生成对象的电子图像。

在一个示例中，此类系统可以包括光源（诸如一个或多个发光二极管（LED）），其被配置为传输经调制的红外光（IR），即快速接通或关断的IR光。检测器可以接收反射光并且计算由回到传感器的光的反射赋予的相移。接收的光的飞行时间可以根据相移来计算，并且到传感器视场中各个点的距离可以通过将飞行时间与传输介质中信号的速度相乘来计算。通过在检测器中提供接收像素的阵列，可以映射与在每个像素处接收的光相关联的距离信号以生成视场的三维电子图像。

在此类系统中的光源的调制方式是系统性能中的一个因素。为了实现有用且准确的成像，期望以例如40MHz的高频率调制光源。此外，在此类系统中期望利用高效率和可靠性来调制光源，同时维持合理的制造成本和相对小的封装大小。

发明内容

在一个实施例中，提供一种用于光学传感器系统的光源电路。所述光源电路包括：电源，用于提供受控直流（DC）电压输出；电压反馈电路，用于向所述电源提供表示反馈路径上的DC电压输出的电压反馈；电流源，其耦合至所述电源以接收所述受控DC电压输出并且向光源提供电流输出，所述电流源被配置为向所述电源提供表示反馈路径上的电流输出的电流反馈；以及开关，借此所述电流源被配置为向所述光源提供所述电流输出，以及所述电源被配置为当所述开关闭合时响应于所述电流反馈来调整所述DC电压输出，并且所述电源被配置为当所述开关断开时响应于所述电压反馈来调整所述DC电压输出。

在相关实施例中，所述电流源可以包括电感器，其与电阻器串联连接；以及二极管，其与所述电感器和电阻器并联耦合；并且其中所述电流源被配置为当所述开关闭合时通过所述电感器向所述光源提供所述电流输出并且当所述开关断开时使通过所述电感器的电流转向所述二极管。在其他相关实施例中，所述电流源可以包括电流监视器，所述电流监视器耦合至所述电阻器并且被配置为提供所述电流反馈。

在另一相关实施例中，所述电压反馈电路可以包括耦合至所述DC电压输出的分压器。在又一相关实施例中，所述光源可以包括多个串联连接的发光二极管。在又一相关实施例中，所述电路还可以包括以预定频率断开和闭合所述开关的驱动电路。在其他相关实施例中，所述预定频率可以是约40MHz。