[發(fā)明專利]光學(xué)傳感器裝置及用于光感測(cè)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880047485.6
• 申請(qǐng)日: 2018-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110914653B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐功貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: AMS國(guó)際有限公司
• 主分類號(hào): G01J1/46
• 分類號(hào): G01J1/46;H04N5/3745
• 代理公司: 北京柏杉松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 侯麗英;劉繼富

一種光學(xué)傳感器裝置包括光電二極管(11)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)包括：積分器(13)，其具有耦合到所述光電二極管(11)的積分器輸入(15)；比較器(14)，其具有耦合到所述積分器(13)的輸出的第一輸入；以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(39)，其耦合到比較器(14)的控制端子。

本專利申請(qǐng)涉及一種光學(xué)傳感器裝置和用于光感測(cè)的方法。

光學(xué)傳感器裝置通常包括實(shí)現(xiàn)為光電二極管的光傳感器和簡(jiǎn)稱為AD轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。光學(xué)傳感器裝置能夠用于環(huán)境光感測(cè)。例如在用于移動(dòng)通信的設(shè)備中，光學(xué)傳感器裝置可以掩藏在深色玻璃下面。因此，在弱入射光的情況下的高準(zhǔn)確度是有利的。特別地，光學(xué)傳感器裝置在測(cè)量階段開(kāi)始時(shí)的狀態(tài)對(duì)準(zhǔn)確度有影響。

本申請(qǐng)的目的是提供一種光學(xué)傳感器裝置和用于光感側(cè)的具有改進(jìn)準(zhǔn)確度的方法。

該目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決。從屬權(quán)利要求中限定進(jìn)一步的實(shí)施例和改進(jìn)。

除非另有說(shuō)明，否則上述限定也適用于以下描述。

在一實(shí)施例中，光學(xué)傳感器裝置包括光電二極管和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱為AD轉(zhuǎn)換器)。AD轉(zhuǎn)換器包括：積分器，所述積分器具有耦合到光電二極管的輸入；比較器，所述比較器具有耦合到積分器的輸出的第一輸入；以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器耦合到比較器的控制端子。

有利地，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱為DA轉(zhuǎn)換器)將輸入信號(hào)提供給比較器的控制端子。因此，比較器的失調(diào)能夠由DA轉(zhuǎn)換器提供的模擬輸入信號(hào)控制。在校準(zhǔn)階段能夠確定模擬輸入信號(hào)，使得比較器的切換點(diǎn)具有適當(dāng)?shù)闹怠Ｔ谛?zhǔn)階段之后的測(cè)量階段期間，在校準(zhǔn)階段確定的模擬輸入信號(hào)的值將保持不變。因此，改善了光感測(cè)的準(zhǔn)確度。

在一實(shí)施例中，光學(xué)傳感器裝置包括將光電二極管耦合到積分器輸入的輸入開(kāi)關(guān)。在將輸入開(kāi)關(guān)設(shè)置為非導(dǎo)通狀態(tài)的情況下，光電二極管不向積分器輸入提供任何電流。在將輸入開(kāi)關(guān)設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下，將由光電二極管產(chǎn)生的傳感器電流提供給積分器輸入。

在一實(shí)施例中，光學(xué)傳感器裝置包括將積分器輸入耦合到參考電位端子的另一輸入開(kāi)關(guān)。有利地，當(dāng)另一輸入開(kāi)關(guān)設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，另一輸入開(kāi)關(guān)將參考電位提供給積分器輸入。參考電位在參考電位端子處分接。

在一實(shí)施例中，AD轉(zhuǎn)換器包括耦合到積分器輸入的參考電容器電路。參考電容器電路配置成將一個(gè)或多于一個(gè)的電荷包提供給積分器輸入。

在進(jìn)一步的改進(jìn)中，參考電容器電路包括參考電容器和至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)。參考電容器電路配置成對(duì)參考電容器進(jìn)行充電并且將存儲(chǔ)在參考電容器上的電荷提供給積分器輸入。由參考電容器電路提供的電荷與由光電二極管提供給積分器輸入的電荷的符號(hào)相反。因此，能夠通過(guò)由參考電容器電路提供的電荷包來(lái)減少積分器根據(jù)傳感器電流存儲(chǔ)的電荷。

在一實(shí)施例中，光學(xué)傳感器裝置包括耦合到比較器的比較器輸出的控制邏輯。有利地，比較器輸出信號(hào)由比較器提供并且被施加到控制邏輯。控制邏輯可以包括用于對(duì)比較器輸出信號(hào)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。控制邏輯提供結(jié)果信號(hào)。結(jié)果信號(hào)是傳感器電流的數(shù)字值。結(jié)果信號(hào)表示由光電二極管檢測(cè)到的光。該數(shù)字值可以是由計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)量的函數(shù)。控制邏輯可以連接到輸入開(kāi)關(guān)的控制端子、另一輸入開(kāi)關(guān)的控制端子以及參考電容器電路的多個(gè)開(kāi)關(guān)的控制端子。

此外，控制邏輯可以連接到DA轉(zhuǎn)換器的輸入。另外，控制邏輯可以包括用于存儲(chǔ)數(shù)字輸入信號(hào)的存儲(chǔ)器，所述數(shù)字輸入信號(hào)被提供給DA轉(zhuǎn)換器。

在一實(shí)施例中，積分器包括放大器，所述放大器具有連接到積分器輸入的第一放大器輸入和耦合到積分器的輸出的放大器輸出。

在一實(shí)施例中，積分器包括第一積分電容器，所述第一積分電容器具有耦合到第一放大器輸入的第一電極和耦合到放大器輸出的第二電極。第一積分電容器的第一電極可以直接并永久地連接到放大器輸入。第一積分電容器的第二電極可以直接并永久地連接到放大器輸出。