[發明專利]包含適應性模擬減法的用于光感測的電路、方法、子系統和系統

無效

• 申請號: 201110253990.6
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102419204A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: K·C·戴爾
• 申請（專利權）人: 英特賽爾美國股份有限公司
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/44
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 錢慰民

發明人：

Kenneth?C.Dyer

優先權要求

此申請要求以下專利申請的優先權：

2011年8月16日提交的題為“CIRCUITS，METHODS，SUB-SYSTEMS?AND?SYSTEMS?INCLUDING?ADAPTIVE?ANALOG?SUBTRACTION?FOR?LIGHT?SENS?ING(包含適應性模擬減法的用于光感測的電路、方法、子系統和系統)”的美國專利申請No.13/211,237；

2011年1月10日提交的題為“ADAPTIVE?ANALOG?INFRARED?SUBTRACTION?CIRCUIT?FOR?AN?AMBIENT?LIGHT?SENSOR(環境光傳感器的適應性模擬紅外減法電路)”的美國專利申請No.12/987,394；以及

2010年8月24日提交的題為“ADAPTIVE?ANALOG?INFRARED?SUBTRACTION?CIRCUIT?FOR?AN?AMBIENT?LIGHT?SENSOR(環境光傳感器的適應性模擬紅外減法電路)”的美國臨時專利申請No.61/376,638。

技術領域

本發明的實施例總地涉及包含適應性模擬減法的用于光感測的電路、方法、子系統和系統。這些實施例尤為有益于減少和優選地消除與用來執行模擬減法的例如電流鏡的模擬電路關聯的失配誤差。

背景技術

光電檢測器可用作環境光傳感器(ALS)，例如用作顯示器的節能光傳感器、用于控制諸如移動電話和膝上計算機之類的便攜設備中的背光、以及用于許多其它類型的亮度級測量和管理。作為更具體的示例，可將環境光傳感器用作控制顯示器和/或鍵區背光的裝置，通過檢測明亮和暗淡的環境光狀況來降低顯示系統的總功耗并延長液晶顯示器(LCD)的壽命。沒有環境光傳感器的話，LCD顯示器背光控制通常手動地完成，由此當周圍環境變得更亮時用戶將增加LCD的強度。在使用環境光傳感器的情況下，用戶可將LCD亮度調整至他們的偏好，并隨著周圍環境變化，調整顯示器亮度以使顯示器在同一可感知亮度級上看起來一致；這使得電池壽命延長、用戶眼睛疲勞減少、并使LCD壽命延長。同樣，在沒有環境光傳感器的情況下，鍵區背光的控制非常依賴于用戶和軟件。例如，可通過觸發器或定時器使鍵區背光打開10秒，其中觸發器可通過按下鍵區觸發。通過使用環境光傳感器，鍵區背光僅當周圍環境暗淡時被導通，這將導致更長的電池壽命。為了實現更好的環境光感測，環境光傳感器優選地具有接近人眼響應的光譜響應，而且具有極佳的紅外噪聲抑制。

發明內容

在以下詳細描述中，參考了構成詳細描述的一部分并在其中作為解說示出若干具體實施例的附圖。應當理解，可采用其它實施例并且可作出機械和電子方面的改變。因此，不應以限定的意義來理解以下詳細說明。在下面的描述中，將使用相同的數字或附圖標記來貫穿全文地表示相同部件或要素。另外，附圖標記的最左面一個或多個數字標識該附圖標記首次出現的附圖。

圖1A示出裸光電檢測器的示例性光譜響應(即沒有任何光譜響應成形)，該光譜響應具有大約300nm至大約1100nm的范圍，其峰值響應大約在650nm。圖1B示出人眼的典型光譜響應，該光譜響應具有大約400nm至大約700nm的范圍，其峰值響應大約在550nm。如從圖1A和1B所能看出的那樣，將示例性光電檢測器(PD)用作環境光傳感器(ALS)的問題在于，該示例性PD既檢測到可見光又檢測到從大約700nm開始的例如紅外光的不可見光。相反，從圖1B可以注意到，人眼不會檢測到高于大約700nm的光，并因此不檢測到紅外光。因此，PD的響應與人眼的響應具有顯著區別，尤其是當通過產生大量紅外光的白熾燈產生光時。如果PD被用作ALS以例如調整背光等，則它將提供顯著低于最佳調整的調整。

將PD用作ALS的另一問題在于，即使沒有光入射到PD上時，PD也會產生相對小的電流。該電流——經常被稱為暗電流或漏電流——由于之后由高電場掃描的器件的耗盡區內的電子和空穴的隨機熱產生而引起。當存在非常低亮度的光時，該漏電流或暗電流也會不利地影響PD輸出。