[发明专利]接近传感器系统及其操作方法

说明书

相关申请的交叉参考

本专利申请要求2013年7月5日提交的美国临时专利申请第61/843,152号的优先权，其全文据此以引用的方式并入本文中。

本专利申请涉及2012年5月28日提交的美国专利申请第13/481,891号，其要求2011年6月10日提交的美国临时专利申请第61/495,450号和2012年2月27日提交的美国临时专利申请第61/603,496号的优先权，其每个全文据此以引用的方式并入本文中。

本专利申请还涉及2014年3月3日提交的美国专利申请第14/194,928号，其要求2013年3月15日提交的美国临时专利申请第61/786,781号的优先权，其每个全文据此以引用方式并入本文中。

技术领域

本公开总体涉及接近传感器，且更具体来说，涉及用于使用光电检测器(photo detector)作为可调谐接近传感器以检测目标对象并且确证其离接近传感器的距离的技术。

发明背景

本文描述且图示许多发明以及这些发明的许多方面和实施方案。在一个方面中，本发明尤其涉及一种可调谐接近传感器系统，其包括单片检测器或传感器以通过检测入射在传感器上的反射光检测目标对象且响应于此生成电信号。在另一方面中，本发明涉及控制这种接近传感器以满足或适应响应时间规格以及功率消耗规格的方法。

发明概述

公开了用于使用光电检测器作为可调谐接近传感器以检测目标对象且确证其离所述接近传感器的距离的技术。在一个实施方案中，所述技术可实现为一种接近传感器系统，其包括：光电检测器，其具有第一掺杂区、栅极、第二掺杂区和光吸收区，其中光吸收区包括至少一种材料，其中响应于入射在其上的光生成相反电荷的载流子对，其中第一掺杂区吸引具有第一电荷的载流子对的第一载流子，其中第二掺杂区吸引具有第二相反电荷的载流子对的第二载流子，且其中光电检测器生成指示接近传感器系统附近中存在对象的输出信号。这个实施方案还包括控制电路，其用于生成施加到光电检测器的多个控制信号，其中多个控制信号包括施加到光电检测器的第一掺杂区的第一控制信号、施加到光电检测器的栅极的第二控制信号以及施加到光电检测器的第二掺杂区的第三控制信号；其中施加的控制信号控制光电检测器的操作状态。这个实施方案还包括检测来自光电检测器的输出信号的信号检测器。

根据这个实施方案的其它方面，光电检测器的第一掺杂区由p型半导体形成且第二掺杂区由n型半导体形成。

根据这个实施方案的其它方面，控制电路通过为第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号生成第一组相对电压振幅而将光电检测器置于非检测状态，使得光电检测器处于光电检测器中大致上无电流的反向偏置模式。根据这个实施方案的额外方面，施加到第一掺杂区的第一电压振幅小于施加到第二掺杂区的第三电压振幅。

根据这个实施方案的额外方面，控制电路通过为第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号生成第二组相对电压振幅而将光电检测器置于检测状态，使得在光电检测器上不存在入射光时光电检测器处于所述光电检测器中大致上无电流的正向偏置模式。根据这个实施方案的其它额外方面，施加到第一掺杂区的第一电压振幅与施加到第二掺杂区的第三电压振幅不同达约1伏特。

根据这个实施方案的额外方面，控制电路通过生成第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号的第二组相对电压振幅而将光电检测器置于检测状态，使得在光电检测器上存在入射光时光电检测器处于所述光电检测器中有电流的正向偏置模式。根据这个实施方案的其它额外方面，增加第一掺杂区与第二掺杂区之间的电场会减小响应于入射光在所述光电检测器中的电流的时间。根据这个实施方案的另一额外方面，减少第一掺杂区与第二掺杂区之间的电场会增加响应于入射光在所述光电检测器中的电流的时间。

根据实施方案的额外方面，控制电路施加控制信号以使光电检测器在非检测状态与检测状态之间交替。根据这个实施方案的其它额外方面，控制电路通过生成第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号的第一组相对电压振幅而将光电检测器置于非检测状态，使得光电检测器处于大致上无电流的反向偏置模式。根据这个实施方案的其它额外方面，控制电路通过生成第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号的第二组相对电压振幅而将光电检测器置于检测状态，使得光电检测器处于不存在入射光时大致上无电流且存在入射光时有电流的正向偏置模式。