在光学传感器系统中提高光源电流的上升时间的高压电源技术方案

一种用于在光学传感器系统中驱动光源的高压电源电路。所述高压电源在所述光源的接通时间开始期间向光源提供高压输出，以便降低通过光源的电流上升时间。在光源的接通时间开始之后，高压输出从电路被断开，并由电流源向光源提供电流输出，以便在光源的其余接通时间的期间驱动光源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及传感器，并且更特别地涉及在光学传感器系统中提高通过光源的电流的高压电源。
技术介绍
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顶光。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。
技术实现思路
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；光源；电流源，其耦合至所述电源和所述光源以接收所述受控DC电压输出和提供电流输出；第一开关，所述第一开关被配置为当所述第一开关闭合时允许电流从所述电流源输出到所述光源，当所述第一开关断开时阻止所述电流输出到所述光源；高压电源电路，其被耦合到所述光源以便提供高压输出；以及第二开关，所述第二开关被配置为当所述第二开关闭合时将所述高压输出从所述高压电源连接到所述光源，当所述第二开关断开时断开所述高压输出与所述光源的连接。在相关实施例中，所述电路还可以包括用于断开和闭合所述第二开关的驱动电路，所述驱动电路被配置为在所述光源的接通时间的开始处闭合所述第二开关以便将所述高压输出连接到所述光源，并在所述光源的其余接通时间的期间断开所述第二开关以便允许所述电流源向所述光源提供所述电流输出。在另一相关实施例中，所述电路还可以包括用于以预定频率断开和闭合所述第一和第二开关的驱动电路。在又一相关实施例中，所述电路还可以包括被耦合在所述电流源和所述光源之间的二极管，该二极管被配置为仅仅在所述第一开关闭合和所述第二开关断开时导通以便把所述电流输出提供给所述光源。在又一个另外的相关实施例中，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第一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， 并且当所述第一开关断开时使通过所述电感器的电流转向所述二极管。在另一相关实施例中，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。在又一另外的相关实施例中，所述光源可以包括多个串联连接的发光二极管在另一实施例中，提供一种光学传感器系统。所述光学传感器系统包括控制器；光源电路，其耦合至所述控制器以响应于来自于所述控制器的控制信号来驱动光源，所述光源电路包括电源，用于提供受控直流(DC)电压输出；电流源，其耦合至所述电源和所述光源以接收所述受控DC电压输出和提供电流输出；第一开关，所述第一开关被配置为当所述第一开关闭合时允许电流从所述电流源输出到所述光源，当所述第一开关断开时阻止所述电流输出到所述光源；高压电源电路，其被耦合到所述光源以便提供高压输出；以及第二开关，所述第二开关被配置为当所述第二开关闭合时将所述高压输出从所述高压电源连接到所述光源，当所述第二开关断开时断开所述高压输出与所述光源的连接；传输光学器件，用于从所述光源向对象引导光；接收器光学器件，用于接收从所述对象反射的光；以及检测器电路，用于将所述反射的光转换为一个或多个电信号；其中所述控制器被配置为响应于所述一个或多个电信号提供表示到所述对象上的至少一个点的距离的数据信号输出。 在相关实施例中，所述光学传感器系统可以还包括用于断开和闭合所述第二开关的驱动电路，所述驱动电路被配置为在所述光源的接通时间的开始处闭合所述第二开关以便将所述高压输出连接到所述光源，并在所述光源的其余接通时间的期间断开所述第二开关以便允许所述电流源向所述光源提供所述电流输出。在其他相关实施例中，所述光学传感器系统可以还包括被耦合在所述电流源和所述光源之间的二极管，该二极管被配置为仅仅在所述第一开关闭合和所述第二开关断开时导通以便把所述电流输出提供给所述光源。 在另一相关实施例中，所述光学传感器系统可以还包括用于以预定频率断开和闭合所述第一和第二开关的驱动电路。在又一相关实施例中，所述预定频率可以是约40MHz。 在又一相关实施例中，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第一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，并且当所述第一开关断开时使通过所述电感器的电流转向所述二极管。在另一相关实施例中，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，所述光源可以包括多个串联连接的发光二极管。在另一实施例中，提供一种用于在光学传感器系统中向光源提供电流的方法。所述方法包括在所述光源的接通时间的开始期间从高压电源电路在所述光源两端连接一个初始电压；在所述光源的接通时间结束之前断开所述初始电压与所述光源的连接；以及在所述初始电压被断开时以及在所述光源的其余接通时间内，通过电流源向所述光源提供电流。在相关实施例中，连接可以包括在多个串联连接的发光二极管的接通时间的开始期间从高压电源电路在所述多个串联连接的发光二极管两端连接一个初始电压；而且其中断开包括在所述多个串联连接的发光二极管的接通时间结束之前断开所述初始电压与所述多个串联连接的发光二极管的连接；而且其中提供包括在所述初始电压被断开时以及在所述多个串联连接的发光二极管的其余接通时间内，通过电流源向所述多个串联连接的发光二极管提供电流。附图说明根据如在附图中图示的、在此公开的特定实施例的以下描述，在此公开的前述和其他对象、特征和优势将是明显的，在附图中，同样的参考字符遍及不同的视图而指代相同的部分。附图不一定是按比例的，而是将重点放在阐明在此公开的原理上。图1是根据在此公开的实施例的光学传感器系统的框图。图2是根据在此公开的实施例的光学传感器系统光源电路的框图。图3是根据在此公开的实施例的、包括高压电源的光学传感器系统光源电路的框图。图3A是根据在此公开的实施例的、用于闭合开关Sl和S2的时序图。图4是根据在此公开的实施例的、包括高压电源以驱动包括多个串联连接的LED 的光源的光学传感器系统光源电路的框图。图5是根据在此公开的实施例的高压电源的电路图。具体实施例方式图1是根据在此公开的实施例的光学传感器系统100的简化框图。通常，光学传感器系统100发出由对象104反射的光102 (例如，红外(IR)光)，并且接收反射光106以识别到对象104的距离和/或映射对象104的图像。在某些实施例中，例如，系统可以实现为用于汽车的防本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于光学传感器系统的光源电路，所述电路包括：电源，用于提供受控直流（ＤＣ）电压输出；光源；电流源，其耦合至所述电源和所述光源以接收所述受控ＤＣ电压输出和提供电流输出；第一开关，所述第一开关被配置为当所述第一开关闭合时允许电流从所述电流源输出到所述光源，当所述第一开关断开时阻止所述电流输出到所述光源；高压电源电路，其被耦合到所述光源以便提供高压输出；以及第二开关，所述第二开关被配置为当所述第二开关闭合时将所述高压输出从所述高压电源连接到所述光源，当所述第二开关断开时断开所述高压输出与所述光源的连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：V马哈尼，A亚当斯基，
申请(专利权)人：V马哈尼，A亚当斯基，
类型：发明
国别省市：US