1.一种光杂讯消除装置，适用于接收一应用光信号，且消除一相同于该应用光信号的波长的背景光杂讯，其特征在于，该光杂讯消除装置包括
一第一光滤波器，只允许该应用光信号的波长的光通过而产生一第一光信号，该第一光信号包括该应用光信号及一相同于该应用光信号的波长的第一背景光杂讯；一第二光滤波器，只允许一不同于该应用光信号的波长的光通过而产生一第二背景光杂讯；一光电转换器，分别侦测该第一光信号与该第二背景光杂讯，而进行光电转换产生一正比于该第一光信号的照度的第一电信号及一正比于该第二背景光杂讯的照度的第二电信号；及一运算单元，电连接该光电转换器以接收该第一电信号和该第二电信号，并将该第一电信号和该第二电信号分别根据一第一比例与一第二比例进行调整后，再运算得到一正比于该应用光信号的照度的输出信号，该第一比例与该第二比例相关于在不同波段的背景光杂讯的照度增减。

2.根据权利要求1所述的光杂讯消除装置，其特征在于，该第一比例×该第一背景光杂讯的照度＝该第二比例×该第二背景光杂讯的照度。

3.根据权利要求1所述的光杂讯消除装置，其特征在于，该运算单元包括
一第一电阻，具有一第一端及一第二端，该第一端电连接该光电转换器以接收该第一电信号，一第二电阻，具有一第一端及一接地的第二端，该第一端电连接该第一电阻的第二端，一第三电阻，具有一第一端及一第二端，该第一端电连接该光电转换器以接收该第二电信号，一第四电阻，具有一第一端及一第二端，该第一端电连接该第三电阻的第二端，及一运算放大器，具有一反向输入端、一非反向输入端，及一输出端，该反向输入端电连接该第三电阻的第二端，该非反向输入端电连接该第一电阻的第二端，该输出端电连接该第四电阻的第二端，该运算放大器根据该第一电信号和该第二电信号进行减法运算产生该输出信号。

4.根据权利要求3所述的光杂讯消除装置，其特征在于，该第一电阻和该第二电阻的阻抗值相关于该第一比例，而该第一电阻、该第二电阻、该第三电阻及该第四电阻的阻抗值相关于该第二比例。

5.根据权利要求4所述的光杂讯消除装置，其特征在于，
该该
r1、r2、r3和r4分别为该第一电阻、该第二电阻、该第三电阻和该第四电阻的阻抗值。

6.根据权利要求2所述的光杂讯消除装置，其特征在于，当不同波段的该背景光杂讯的照度相同时，该第一电阻、该第二电阻、该第三电阻及该第四电阻的一阻抗值皆相同。

7.根据权利要求1所述的光杂讯消除装置，其特征在于，该光电转换器包括
一第一光量计，侦测该第一光信号，并根据该第一光信号的照度产生一正比于该第一光信号的照度的第一感应电流，一第一运算放大器，具有一反向输入端、一非反向输入端，及一输出端，该反向输入端电连接该第一光量计以接收该第一感应电流，该非反向输入端接地，该第一运算放大器根据该第一感应电流的大小产生该第一电信号，一第一回授电阻，电连接于该第一运算放大器的该反向输入端与该输出端间，一第二光量计，侦测该第二背景光杂讯，并根据该第二背景光杂讯的照度产生一正比于该第二背景光杂讯的照度的第二感应电流，一第二运算放大器，具有一反向输入端、一非反向输入端，及一输出端，该反向输入端电连接该第二光量计以接收该第二感应电流，该非反向输入端接地，该第二运算放大器根据该第二感应电流的大小产生该第二电信号，及一第二回授电阻，电连接于该第二运算放大器的该反向输入端与该输出端间。

8.根据权利要求1所述的光杂讯消除装置，其特征在于，该第一光滤波器和该第二光滤波器为滤光片。

9.根据权利要求1所述的光杂讯消除装置，其特征在于，该应用光信号和该背景光杂讯操作于低频。

10.根据权利要求1所述的光杂讯消除装置，其特征在于，该背景光杂讯的波长介于300纳米至900纳米间。

光杂讯消除装置

技术领域

本发明涉及一种消除装置，特别是指一种光杂讯消除装置。

背景技术

随着科技的进步光学应用科技越来越广泛，例如公开号TW I240501的发明专利“红外线接收器”，利用单一滤波器将日光杂讯的红外线频段外的杂讯滤除，以增加红外线接收器的灵敏度，然而其却无法去除同在红外线频段内的日光杂讯，以致该红外线接收器在接收红外线的照度时，还会接收到日光杂讯的照度，以致该红外线接收器会受到日光强度的影响而有所干扰，导致效能受到影响而不准确。

再者，公开号TW I467937的发明专利“可降低背景光杂讯的发光二极管通讯装置”，通过曼彻斯特编码套用于发光二极管通讯装置中，以发出曼彻斯特电信号来提高信号质量并降低信号杂讯，然而当日光杂讯强大到某个程度时，会超越曼彻斯特编码的极限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能消除与该应用光信号同频率的日光杂讯的光杂讯消除装置。

本发明光杂讯消除装置适用于接收一应用光信号，且消除一相同于该应用光信号的波长的背景光杂讯，该光杂讯消除装置包括一第一光滤波器、一第二光滤波器、一光电转换器，及一运算单元。

该第一光滤波器只允许该应用光信号的波长的光通过而产生一第一光信号，该第一光信号包括该应用光信号及一相同于该应用光信号的波长的第一背景光杂讯。

该第二光滤波器只允许一不同于该应用光信号的波长的光通过而产生一第二背景光杂讯。

该光电转换器分别侦测该第一光信号与该第二背景光杂讯，而进行光电转换产生一正比于该第一光信号的照度的第一电信号及一正比于该第二背景光杂讯的照度的第二电信号。

该运算单元电连接该光电转换器以接收该第一电信号和该第二电信号，并将该第一电信号和该第二电信号分别根据一第一比例与一第二比例进行调整后，再运算得到一正比于该应用光信号的照度的输出信号，该第一比例与该第二比例相关于在不同波段的背景光杂讯的照度增减。

本发明所述的光杂讯消除装置，该第一比例×该第一背景光杂讯的照度＝该第二比例×该第二背景光杂讯的照度。

本发明所述的光杂讯消除装置，该运算单元包括：一第一电阻，具有一第一端及一第二端，该第一端电连接该光电转换器以接收该第一电信号；一第二电阻，具有一第一端及一接地的第二端，该第一端电连接该第一电阻的第二端；一第三电阻，具有一第一端及一第二端，该第一端电连接该光电转换器以接收该第二电信号；一第四电阻，具有一第一端及一第二端，该第一端电连接该第三电阻的第二端；及一运算放大器，具有一反向输入端、一非反向输入端，及一输出端，该反向输入端电连接该第三电阻的第二端，该非反向输入端电连接该第一电阻的第二端，该输出端电连接该第四电阻的第二端，该运算放大器根据该第一电信号和该第二电信号进行减法运算产生该输出信号。

本发明所述的光杂讯消除装置，该第一电阻和该第二电阻的阻抗值相关于该第一比例，而该第一电阻、该第二电阻、该第三电阻及该第四电阻的阻抗值相关于该第二比例。

本发明所述的光杂讯消除装置，该该r1、r2、r3和r4分别为该第一电阻、该第二电阻、该第三电阻和该第四电阻的阻抗值。

本发明所述的光杂讯消除装置，当不同波段的该背景光杂讯的照度相同时，该第一电阻、该第二电阻、该第三电阻及该第四电阻的一阻抗值皆相同。

本发明所述的光杂讯消除装置，该光电转换器包括：一第一光量计，侦测该第一光信号，并根据该第一光信号的照度产生一正比于该第一光信号的照度的第一感应电流；一第一运算放大器，具有一反向输入端、一非反向输入端，及一输出端，该反向输入端电连接该第一光量计以接收该第一感应电流，该非反向输入端接地，该第一运算放大器根据该第一感应电流的大小产生该第一电信号；一第一回授电阻，电连接于该第一运算放大器的该反向输入端与该输出端间；一第二光量计，侦测该第二背景光杂讯，并根据该第二背景光杂讯的照度产生一正比于该第二背景光杂讯的照度的第二感应电流；一第二运算放大器，具有一反向输入端、一非反向输入端，及一输出端，该反向输入端电连接该第二光量计以接收该第二感应电流，该非反向输入端接地，该第二运算放大器根据该第二感应电流的大小产生该第二电信号，及一第二回授电阻，电连接于该第二运算放大器的该反向输入端与该输出端间。

本发明所述的光杂讯消除装置，该第一光滤波器和该第二光滤波器为滤光片。

本发明所述的光杂讯消除装置，该应用光信号和该背景光杂讯操作于低频。

本发明所述的光杂讯消除装置，该背景光杂讯的波长介于300纳米至900纳米间。

本发明的有益效果在于：本发明光杂讯消除装置利用该光电转换器侦测该第一光信号与该第二背景光杂讯，并进行光电转换产生该第一电信号和该第二电信号，该运算单元接收该第一电信号和该第二电信号并根据该第一比例与该第二比例进行调整后，再运算得到正比于该应用光信号的照度的输出信号，借此消除该第一背景光杂讯。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现：

图1是一电路图，说明本发明光杂讯消除装置的一第一实施例的电路图；

图2是一波形图，说明本发明光杂讯消除装置的该第一实施例的照度-波长波形图；及

图3是一波形图，说明本发明光杂讯消除装置的一第二实施例的照度-波长波形图。

具体实施方式

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图1，本发明光杂讯消除装置适用于接收一应用光信号，且消除一相同于该应用光信号的波长的背景光杂讯，以避免影响例如雷射光测距或是光通讯等的光学应用的效能，该光杂讯消除装置包括一第一光滤波器1、一第二光滤波器2、一光电转换器3，及一运算单元4。

该第一光滤波器1只允许该应用光信号的波长的光通过而产生一第一光信号，该第一光信号包括该应用光信号及一相同于该应用光信号的波长的第一背景光杂讯。

该第二光滤波器2只允许一不同于该应用光信号的波长的光通过而产生一第二背景光杂讯，且本实施例的该第一光滤波器1和该第二光滤波器2为滤光片。

该光电转换器3分别侦测该第一光信号与该第二背景光杂讯，而进行光电转换产生一正比于该第一光信号的照度的第一电信号及一正比于该第二背景光杂讯的照度的第二电信号。

该光电转换器3包括一第一光量计31、一第一运算放大器33、一第一回授电阻Rf1、一第二光量计32、一第二运算放大器34，及一第二回授电阻Rf2。

该第一光量计31侦测该第一光信号，并根据该第一光信号的照度产生一正比于该第一光信号的照度的一第一感应电流。

该第一运算放大器33具有一反向输入端、一非反向输入端，及一输出端，该反向输入端电连接该第一光量计31以接收该第一感应电流，该非反向输入端接地，该第一运算放大器33根据该第一感应电流的大小产生该第一电信号。

该第一回授电阻Rf1电连接于该第一运算放大器33的该反向输入端与该输出端间。

该第二光量计32侦测该第二背景光杂讯，并根据该第二背景光杂讯的照度产生一正比于该第二背景光杂讯的照度的一第二感应电流，该第一光量计31和该第二光量计32可为光电二极管(photo diode)。

该第二运算放大器34具有一反向输入端、一非反向输入端，及一输出端，该反向输入端电连接该第二光量计32以接收该第二感应电流，该非反向输入端接地，该第二运算放大器34根据该第二感应电流的大小产生该第二电信号。

该第二回授电阻Rf2电连接于该第二运算放大器34的该反向输入端与该输出端间。

该运算单元4电连接该光电转换器3以接收该第一电信号和该第二电信号，并将该第一电信号和该第二电信号分别根据一第一比例与一第二比例进行调整后，再运算得到一正比于该应用光信号的照度的输出信号Vout，该第一比例与该第二比例相关于在不同波段的背景光杂讯的照度增减，且该第一比例×该第一背景光杂讯的照度＝该第二比例×该第二背景光杂讯的照度。

该运算单元4包括一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第三电阻R3、一第四电阻R4及一运算放大器41。

该第一电阻R1具有一第一端及一第二端，该第一端电连接该光电转换器3以接收该第一电信号。

该第二电阻R2具有一第一端及一接地的第二端，该第一端电连接该第一电阻R1的第二端。

该第三电阻R3具有一第一端及一第二端，该第一端电连接该光电转换器3以接收该第二电信号。

该第四电阻R4具有一第一端及一第二端，该第一端电连接该第三电阻R3的第二端。

该运算放大器41具有一反向输入端、一非反向输入端，及一输出端，该反向输入端电连接该第三电阻R3的第二端，该非反向输入端电连接该第一电阻R1的第二端，该输出端电连接该第四电阻R4的第二端，该运算放大器41根据该第一电信号和该第二电信号进行减法运算产生该输出信号Vout。

该该r1、r2、r3和r4分别为该第一电阻R1、该第二电阻R2、该第三电阻R3和该第四电阻R4的一阻抗值。

而该输出信号Vout＝－第一比例×v1+第二比例×v2，v1和v2分别为该第一电信号和该第二电信号的电压值。

须加以说明的是，本实施例的该应用光信号和该背景光杂讯操作于低频，且该背景光杂讯的波长介于300纳米至900纳米间。

为方便说明，先以理论初步说明，参阅图2，假设日光在全波段照度均为一致，如图2所示的该背景光杂讯的照度皆为50000勒克司(lux)，当该应用光信号产生时，此时定义该应用光信号操作于650纳米(nm)波长且发生的时刻照度为10勒克司(lux)，此时一光滤波器允许650纳米波长的光通过而取出 50010勒克司(该背景光杂讯的照度50000勒克司+该应用光信号的照度10勒克司)的照度能量，同时也利用另一光滤波器允许750纳米波长的光通过而取出50000勒克司，最后，再将650纳米波长时的照度减去750纳米波长时的照度(50010勒克司-50000勒克司)而得到该应用光信号的照度。

参阅图3，假设日光在全波段照度并不一致，如图3所示的该背景光杂讯的照度呈现线性状态，当同样操作于650纳米波长且发生的时刻照度为10勒克司的该应用光信号产生时，此时该光滤波器允许650纳米波长的光通过而取出50010勒克司的照度能量，同时再以另二个分别允许750纳米及850纳米波长的光通过的光滤波器测得750纳米波长时的照度为50000勒克司，而850纳米波长时的照度为60000勒克司，再根据下式计算出该应用光信号的照度。

该应用光信号的参数L650、L750和L850分别为650纳米波长的照度、750纳米波长的照度和850纳米波长的照度。

以下将更进一步地以一第一实施例和一第二实施例加以说明，该第一实施例为假设日光在全波段照度均为一致的，而该第二实施例为假设日光在全波段照度并不为一致。

在说明该第一实施例时，先定义该应用光信号操作于650纳米(nm)的波长，且发生的时刻的照度为10勒克司(lux)，而该第一光滤波器1和该第二光滤光器2分别允许650纳米和750纳米的光通过。

参阅图2，当不同波段的该背景光杂讯的照度皆为50000勒克司(lux)(也就是说该第一背景光杂讯等于该第二背景光杂讯)，该运算单元4的该第一电阻R1、该第二电阻R2、该第三电阻R3及该第四电阻R4的阻抗值均相同，以致该第一比例和该第二比例皆为1，该第一光滤波器1允许操作于650纳米的该应用光信号和该第一背景光杂讯通过，而产生该第一光信号，该第一光量计31侦测该第一光信号，并根据该第一光信号的照度产生正比于该第一光信号的照度的该第一感应电流，该第一运算放大器33接收该第一感应电流，并根据该第一感应电流的大小产生该第一电信号，该第二光滤波器2允许操作于750纳米的该第二背景光杂讯通过，该第二光量计32侦测该第二背景光杂讯，并根据该第二背景光杂讯的照度产生正比于该第二背景光杂讯的照度的该第二感应电流，该第二运算放大器34接收该第二感应电流并根据该第二感应电流的大小产生该第二电信号。

该运算单元4接收该第一电信号和该第二电信号，由于该第一比例和该第二比例皆为1，因此该输出信号Vout＝－v1+v2。

本发明光杂讯消除装置的该第二实施例类似于该第一实施例，不同处在于：当不同波段的该背景光杂讯的照度不相同而呈线性状态时，通过改变该第一电阻R1和该第二电阻R2的阻抗比值，与该第三电阻R3和该第四电阻R4的阻抗比值来调整该第一比例与该第二比例的值，而能消除线性状态的背景光杂讯。

在此更进一步地同样以波长操作于650纳米(nm)的该应用光信号来加以说明，且该应用光信号发生的时刻的照度为10勒克司(lux)，又，该第一背景光杂讯、该第二背景光杂讯和一第三背景光杂讯的照度与波长的关系呈线性状态，该第三背景光杂讯操作于850纳米，再以一量测器侦测该第二背景光杂讯和该第三背景光杂讯的照度，并根据该第二背景光杂讯和该第三背景光杂讯的照度与波长计算出背景光杂讯的照度与波长的关系的斜率，计算方法众多，在此以(式1)加以解释。

其中，Lλ2为该第三背景光杂讯的照度，Lλ1为该第二背景光杂讯的照度，λ2为该第三背景光杂讯的波长，λ1为该第二背景光杂讯的波长。

参阅图3，可清楚看出该第三背景光杂讯的照度为60000勒克司(lux)，该第二背景光杂讯的照度为50000勒克司(lux)，代入上(式1)，得到斜率为100，再设定该第一电阻R1和该第二电阻R2与该第三电阻R3和该第四电阻R4的阻抗值的比均为3：2，以致该第一比例为2/3，该第二比例为1，因此，该输出信号Vout＝-(2/3)v1+v2。第一电阻和该第二电阻与该第三电阻和该第四电阻的阻抗值的比的设定，要搭配第一与第三背景光杂讯的值，例如，第三背景光杂讯的照度为60000勒克司，第一背景光杂讯的照度为40000勒克司，两者比率为3：2。

综上所述，本发明光杂讯消除装置能消除与该应用光信号波长相同的该第一背景光杂讯：本发明光杂讯消除装置利用该光电转换器3侦测该第一光信号与该第二背景光杂讯，并进行光电转换产生该第一电信号和该第二电信号，该运算单元4接收该第一电信号和该第二电信号并根据该第一比例与该第二比例进行调整后，再运算得到正比于该应用光信号的照度的输出信号，借此消除该第一背景光杂讯，所以确实能达成本发明的目的。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。