[發明專利]高線性度數字調控的光傳感器和方法

在審

• 申請號: 202011109463.3
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN114353941A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 陳璟泯
• 申請（專利權）人: 茂達電子股份有限公司
• 主分類號: G01J1/44
• 分類號: G01J1/44
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉彬

本發明公開一種高線性度數字調控的光傳感器和方法。光電組件將照射通過光電組件的光能轉換為光電流，接著流入電流鏡，以一增益放大后以形成充電電流，以對電容進行充電。比較器多次將電容的電壓與參考電壓進行比較，以產生比較信號。計數器依據增益以決定一數字取值范圍，以讀取比較信號在數字取值范圍內的多個位元值進行計數以輸出計數信號。雜信消除處理器依據增益縮減數字取值范圍，以移除計數信號的多個位元值中的部分位元值，依據其余保留的多個位元值以輸出感測信號。

技術領域

本發明涉及一種光傳感器，特別是涉及一種高線性度數字調控的光傳感器和方法。

背景技術

隨著光感測技術的進步，逐漸發展出各種具有不同功能的光傳感器例如環境光傳感器，已廣泛應用于筆記本計算機、平板計算機及智能型手機等可攜帶式電子裝置。然而，現有光傳感器為模擬調控電流放大，特別是在感測電流大及電流倍數大時，會因感測電路架構本身的特性，導致設定電流倍數與感測值倍數不成比例。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，針對現有技術的不足提供一種高線性度數字調控的光傳感器，其包含光電組件、電流鏡、電容、比較器以及數字信號處理器。光電組件配置以將照射通過光電組件的光能轉換為光電流。電流鏡連接光電組件以及電容的第一端。電流鏡配置以將流入電流鏡的光電流以增益放大，以形成充電電流，對電容進行充電。比較器的兩輸入端分別連接電容的第一端以及耦接參考電壓。比較器配置以多次將電容的電壓與參考電壓進行比較，以產生比較信號。數字信號處理器包含計數器以及雜信消除處理器。計數器連接比較器。計數器配置以依據增益以決定一數字取值范圍，以讀取比較信號在數字取值范圍內的多個位元值進行計數以輸出計數信號。雜信消除處理器連接計數器。雜信消除處理器配置以依據增益縮減數字取值范圍，以移除計數信號的多個位元值中的最低有效位元值，依據其余保留的多個位元值以輸出感測信號。

在一實施方案中，雜信消除處理器配置以依據光電組件感測光的敏感度，以決定移除計數信號的位元值的數量。

在一實施方案中，雜信消除處理器配置以移除計數信號的最低有效位元值的前一或多個位元值。

在一實施方案中，計數器配置以在不同預定時間區間內分別產生不同的多個子計數信號，將多個子計數信號平均以產生計數信號。

在一實施方案中，計數器配置以在不同預定時間區間內分別產生多個計數信號，雜信消除處理器判斷多個計數信號中哪些位的位序相同但位元值不同，作為后續產生計數信號時移除哪一個或哪些位元值的依據。

另外，本發明提供一種高線性度數字調控方法，包含以下步驟：將照射通過光電組件的光能轉換為光電流；將光電流以一增益放大以形成一充電電流，對電容進行充電；多次將電容的電壓與參考電壓進行比較，以產生比較信號；依據增益以決定一數字取值范圍；讀取比較信號在數字取值范圍內的多個位元值進行計數，以輸出計數信號；以及移除計數信號的多個位元值中的最低有效位元值，依據其余保留的多個位元值以輸出感測信號。

在一實施方案中，所述高線性度數字調控方法還包含以下步驟：依據光電組件感測光的敏感度，以決定移除計數信號的位元值的數量。

在一實施方案中，所述高線性度數字調控方法還包含以下步驟：移除計數信號的最低有效位元值的前一或多個位元值。

在一實施方案中，所述高線性度數字調控方法還包含以下步驟：在不同預定時間區間內分別產生不同的多個子計數信號；以及將多個子計數信號平均以產生計數信號。

在一實施方案中，所述高線性度數字調控方法還包含以下步驟：在不同預定時間區間內分別產生多個計數信號；以及判斷多個計數信號中哪些位的位序相同但位元值不同，作為后續產生計數信號時移除哪一個或哪些位元值的依據。

如上所述，本發明提供一種高線性度數字調控的光傳感器及方法，其具有以下主要特點：