本發(fā)明涉及光電空間定位技術(shù)，尤其涉及一種光信號接收電路和光信號接收設(shè)備。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的VR設(shè)備為了進(jìn)行頭部或者手部的定位，需要采用各種定位方法。通過光信號進(jìn)行定位的方法，為了避免來自信號發(fā)射器的光信號被遮擋導(dǎo)致定位失敗，通常在光信號接收裝置上布置若干光信號接收單元，每個光信號接收單元均對應(yīng)于一路光電處理電路，然后把所有的光電處理電路的電信號給微處理器處理。當(dāng)光電池較多時，對應(yīng)的光電處理電路也較多，每個光電處理電路都要占用微處理器的端口，若微處理器的端口不夠，只能更換更多引腳的微處理器，或者在光電處理電路和微處理器中間加入FPGA(Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)，采用FPGA將接收的電信號處理之后輸出給微處理器。

現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于增加了成本，使產(chǎn)品喪失價格優(yōu)勢。因此亟需一種能夠低成本處理多路光電信號的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種光信號全向接收電路和光信號接收設(shè)備，能夠在微處理器引腳較少的情況下，實現(xiàn)多路光信號的接收和處理，降低光信號接收設(shè)備的成本。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種光信號接收電路，包括：至少一個光電接收模塊、至少一個光電處理模塊和一個比較模塊；

所述光電接收模塊，用于將接收的光信號轉(zhuǎn)化為電流信號，并輸出到所述光電處理模塊；

所述光電處理模塊，用于對所述電流信號進(jìn)行處理并輸出為脈沖電壓信號；

所述比較模塊的輸入端與至少一個所述光電處理模塊的輸出端連接，輸出端與微處理器連接，用于獲取各光電處理模塊輸出的所述脈沖電壓信號與參考電壓相比較，并將比較結(jié)果輸出到微處理器。

其中，所述比較模塊包括比較器；

所述比較器的第一輸入端與至少一個所述光電處理模塊的輸出端連接，第二輸入端與參考電源連接，用于獲取各光電處理模塊輸出的所述脈沖電壓信號與所述參考電壓相比較，并輸出脈沖信號到微處理器。

進(jìn)一步的，所述比較模塊還包括：第一上拉電阻和第二上拉電阻；

所述比較器的第一輸入端通過所述第一上拉電阻與電源連接；

所述比較器的輸出端通過所述第二上拉電阻與電源連接。

進(jìn)一步的，所述比較模塊還包括：第一電阻和第二電阻；

所述比較器的第二輸入端通過所述第一電阻與參考電源連接；

所述比較器的第二輸入端通過第二電阻接地。

其中，所述光電處理模塊包括：光電處理芯片；

所述光電處理芯片的輸入端與所述光電接收模塊連接，輸出端與所述比較模塊連接，用于將所述電信號轉(zhuǎn)換成脈沖電壓信號并輸出。

進(jìn)一步的，所述光電處理模塊還包括：調(diào)節(jié)電容和調(diào)節(jié)電阻；

所述光電接收模塊通過所述調(diào)節(jié)電容與所述光電處理芯片的輸入端連接，所述光電處理芯片的偏置端通過所述調(diào)節(jié)電阻接地。

進(jìn)一步的，所述光電處理模塊還包括：去耦電路和濾波電路；

所述去耦電路與所述光電處理芯片的模擬電源端連接，由電容器和電阻組成；

所述濾波電路包括濾波電容和濾波電阻，所述光電處理芯片的數(shù)字電源端通過所述濾波電容接地，所述濾波電阻設(shè)置在所述光電處理芯片內(nèi)部，所述光電處理芯片的模擬電源端與數(shù)字電源端通過所述濾波電阻串聯(lián)。

其中，所述光電處理芯片包括：互阻放大器，濾波器和包絡(luò)檢波器；

所述互阻放大器的輸入端通過所述光電處理芯片的輸入端與所述光電接收模塊連接，用于將所述光電接收模塊輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為脈沖電壓信號；

所述濾波器的輸入端與所述互阻放大器的輸出端連接，輸出端與所述包絡(luò)檢波器的輸入端連接，用于過濾所述脈沖電壓信號中的噪聲；

所述包絡(luò)檢波器的輸出端通過所述光電處理芯片的輸出端與所述比較器的第一輸入端連接，用于對脈沖紅外光源電壓信號進(jìn)行檢波。

進(jìn)一步的，所述光信號接收電路還包括：反向二極管；

所述反向二極管的負(fù)極與所述光電處理模塊的輸出端連接，正極與所述比較模塊的輸入端連接。

其中，所述光電接收模塊為光電二極管或光電池。

另一方面，本發(fā)明提供一種光信號接收設(shè)備，包括上述的光信號全向接收電路。

其中，所述光信號接收設(shè)備包括：信號接收器和控制器；

所述光電接收模塊位于所述信號接收器內(nèi)，所述光電處理模塊、所述比較模塊和微處理器位于所述控制器內(nèi)。

本發(fā)明通過比較模塊將多路光電信號分別與參考信號進(jìn)行比較，輸出能夠表示多路信號的單路脈沖信號到微處理器，在不用更換更多引腳的微處理器的情況下，實現(xiàn)了對多路光電信號的處理，降低了生產(chǎn)成本，具有極高的性價比，非常適合對信號要求極高并且對價格敏感的應(yīng)用場合。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一提供的光信號接收電路的示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例一中比較模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例一中光電處理模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例二提供的光信號接收設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

實施例一

本實施例提供一種光信號接收電路，適用于同時處理多路光電信號的場合。圖1是本實施例提供的光信號接收電路的示意圖。

如圖1所示，光信號接收電路包括：至少一個光電接收模塊11、至少一個光電處理模塊12和一個比較模塊13。

所述光電接收模塊11，用于將接收的光信號轉(zhuǎn)化為電流信號，并輸出到所述光電處理模塊12。

所述光電處理模塊12，用于對所述電流信號進(jìn)行處理并輸出為脈沖電壓信號，在實現(xiàn)光電信號轉(zhuǎn)換的同時，濾除干擾信號，干擾信號包括干擾光源產(chǎn)生的信號和噪聲信號等。

所述比較模塊13的輸入端與至少一個所述光電處理模塊12的輸出端連接，輸出端與微處理器14連接，用于獲取各光電處理模塊12輸出的所述脈沖電壓信號,與參考電壓相比較，并將比較結(jié)果輸出到微處理器14。

根據(jù)實際需求配置光電接收模塊11的數(shù)量，每個光電接收模塊11對應(yīng)連接一個光電處理模塊12，比較模塊13可以與兩個或多個光電處理模塊12連接，將多路光電信號融合為單路的脈沖信號，并輸出到MUC進(jìn)行下一步的處理。進(jìn)一步的，所述光信號接收電路還包括：反向二極管15；

所述反向二極管15的負(fù)極與所述光電處理模塊12的輸出端連接，正極與所述比較模塊13的輸入端連接，用于當(dāng)多個光電處理模塊12同時輸出脈沖電壓信號到所述比較模塊13時，防止電流反灌回所述光電處理模塊12。

其中，所述光電接收模塊11為光電二極管或光電池，轉(zhuǎn)換的電流信號的電流大小與光信號的強(qiáng)弱成正比。

圖2是本實施例中比較模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2所示，所述比較模塊13包括比較器U1；所述比較器U1的第一輸入端與至少一個所述光電處理模塊12的輸出端連接，第二輸入端與參考電壓連接，用于獲取各光電處理模塊12輸出的所述脈沖電壓信號，與所述參考電壓相比較，并輸出脈沖信號到微處理器14。

本實施例中，所述比較器U1的第一輸入端為比較器U1的負(fù)腳，第二輸入端為比較器U1的正腳。

各光電接收模塊11在接收到光信號和未接收到光信號時產(chǎn)生的電流信號是不同的，相應(yīng)的，各光電處理模塊12將電流信號轉(zhuǎn)換成的脈沖電壓信號也是不同的，各光電處理模塊輸出的脈沖信號經(jīng)過一個二極管和上拉電阻后變成單路的脈沖信號，然后經(jīng)過比較器U1輸出的比較結(jié)果為單路脈沖信號，微處理器14收到后，使用單路脈沖信號的數(shù)據(jù)進(jìn)行位置解算。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述比較模塊13還包括：第一上拉電阻R0和第二上拉電阻R3。所述比較器U1的第一輸入端通過所述第一上拉電阻R0與電源連接，用于將所述脈沖電壓信號鉗位在高電平并限制電流；所述比較器U1的輸出端通過所述第二上拉電阻R3與電源連接，用于配合所述比較器U1輸出高電平。

進(jìn)一步的，所述比較模塊13還包括：用于調(diào)節(jié)參考電壓的第一電阻R1和第二電阻R2。所述比較器U1的第二輸入端通過所述第一電阻R1與參考電源連接；所述比較器U1的第二輸入端通過第二電阻R2接地。R1和R2可以使得比較器U1輸出的脈沖信號的波形比較陡峭，容易被微處理器14識別。

此外，第一電阻R1與比較器U1連接的一端，和第二上拉電阻R3與比較器U1連接的一端之間，可選擇性加入第三電阻R4，為R4選擇適當(dāng)?shù)淖柚悼稍黾颖容^模塊13的抗干擾性。

圖3是本發(fā)明實施例一中光電處理模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖3所示，所述光電處理模塊12包括：光電處理芯片U2。所述光電處理芯片U2的輸入端IIN與所述光電接收模塊11連接，輸出端OUT與所述比較模塊13連接，用于將所述電流信號轉(zhuǎn)換成脈沖電壓信號并輸出。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述光電處理模塊12還包括：調(diào)節(jié)電容128和調(diào)節(jié)電阻127；所述光電接收模塊11通過所述調(diào)節(jié)電容128與所述光電處理芯片U2的輸入端IIN連接，所述光電處理芯片U2的偏置端RBIAS通過所述調(diào)節(jié)電阻127接地，通過改變所述調(diào)節(jié)電容128和所述調(diào)節(jié)電阻127的大小，可調(diào)節(jié)所述光電處理芯片U2的放大倍數(shù)和功耗。

進(jìn)一步的，所述光電處理模塊12還包括：去耦電路125和濾波電路126。

所述去耦電路125與所述光電處理芯片U2的模擬電源端AVDD連接，由電容器和電阻組成，用于濾除電源噪聲，消除自激使電路穩(wěn)定工作。

所述濾波電路126包括光電處理芯片U2外接的濾波電容1261和光電處理芯片U2內(nèi)部的濾波電阻1262，所述光電處理芯片U2的數(shù)字電源端DVDD通過所述濾波電容1261接地，所述光電處理芯片U2的模擬電源端AVDD與數(shù)字電源端DVDD通過所述濾波電阻1262串聯(lián)，用于濾除數(shù)字電源端DVDD的噪聲信號。

其中，所述光電處理芯片U2包括：互阻放大器121，濾波器122和包絡(luò)檢波器123。

所述互阻放大器121的輸入端通過所述光電處理芯片U2的輸入端IIN與所述光電接收模塊11連接，用于將所述光電接收模塊11輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為脈沖電壓信號。

所述濾波器122的輸入端與所述互阻放大器121的輸出端連接，輸出端與所述包絡(luò)檢波器123的輸入端連接，用于過濾所述脈沖電壓信號中的噪聲。

所述包絡(luò)檢波器123的輸入端與所述濾波器122的輸出端連接，輸出端通過所述光電處理芯片U2的輸出端OUT與所述比較器U1的第一輸入端連接，用于對脈沖紅外光源電壓信號進(jìn)行檢波，從所述脈沖電壓信號中濾除干擾光源產(chǎn)生的光電信號并輸出。

接收光信號時，由于激光信號較弱，在燈光或自然光下很容易受干擾。為了抵抗燈光和強(qiáng)自然光的影響，必須對激光信號進(jìn)行調(diào)制，通過所述光電處理芯片U2可以將光電接收模塊11輸出的經(jīng)過調(diào)制后的微弱電流信號放大成脈沖電壓信號，在檢波時根據(jù)脈沖頻率濾除其他干擾光源的信號。

所述光電處理芯片U2還包括偏置電路124，用于為光電處理芯片U2提供一個合適的靜態(tài)工作點。

所述光信號全向接收電路中，還需要根據(jù)實際情況配置其他的電阻、電容器，起到濾波作用，用來減少噪聲信號。

本實施例通過將多路光電信號分別與參考信號進(jìn)行比較，輸出能夠表示多路信號的單路脈沖信號到微處理器，即將多路信號融合成單路信號，在不用更換更多引腳的微處理器的情況下，實現(xiàn)了對多路光電信號的處理，降低了產(chǎn)品的成本，具有極高的性價比，非常適合對信號要求極高并且對價格敏感的應(yīng)用場合。

實施例二

本實施例提供一種光信號接收設(shè)備，適用于利用光電進(jìn)行空間定位的場合，如VR設(shè)備、無人機(jī)等。該光信號接收設(shè)備包括上述實施例的光信號全向接收電路。

圖4是本發(fā)明實施例二提供的光信號接收設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，所述光信號接收設(shè)備包括：信號接收器21和控制器22；所述光電接收模塊11位于所述信號接收器21內(nèi)，所述光電處理模塊12、所述比較模塊13和微處理器14位于所述控制器22內(nèi)。所述控制器22例如可以是控制手柄。

本實施例的光信號接收設(shè)備能夠接收來自多個角度的光信號，在產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)中，光信號全向接收電路配合引腳較少的微處理器使用，能夠降低一部分硬件的成本，使產(chǎn)品更具備市場競爭力。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。