本申请公开了一种感光装置和相关电子装置。感光装置依序操作在初始阶段、粗转换阶段以及细转换阶段，包括：光电二极管；积分单元，用来依据光电二极管产生的电荷进行积分操作，并对应地输出积分电压；开关，耦接于积分单元以及顶极板采样的逐次逼近式模数转换器之间；顶极板采样的逐次逼近式模数转换器包含：比较器，第一输入端在所述粗转换阶段耦接至阈值电压，第二输入端通过开关选择性地耦接至积分电压；电容阵列，包括多个电容皆通过顶极板耦接至比较器的第二输入端；逐次逼近逻辑电路。逐次逼近逻辑电路。逐次逼近逻辑电路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】感光装置及相关电子装置
[0001]本申请涉及一种传感器，尤其涉及一种感光装置及相关电子装置。
技术介绍
[0002]在环境光传感器的领域中，高动态范围一直是设计者追求的目标之一，以往的做法往往达到了高动态范围，却牺牲了传感器的敏感度。如果还要加上极短曝光时间内完成环境光传感的需求，则难度更高。因此，本领域亟需一种全新的设计来取代现有的环境光传感器做法，以克服上述的所有问题。
技术实现思路
[0003]本申请的目的之一在于公开一种感光装置及相关电子装置，来解决上述问题。
[0004]本申请的一实施例公开了一种感光装置，所述感光装置依序操作在初始阶段、粗转换阶段以及细转换阶段，所述感光装置包括：光电二极管，耦接于第一参考电压；积分单元，用来依据所述光电二极管产生的电荷进行积分操作，并对应地输出积分电压；开关，耦接于所述积分单元以及顶极板采样的逐次逼近式模数转换器之间；所述顶极板采样的逐次逼近式模数转换器，包含：比较器，所述比较器的第一输入端在所述粗转换阶段耦接至阈值电压，所述比较器的第二输入端通过所述开关选择性地耦接至所述积分电压，所述比较器的第二输入端还耦接至电容阵列，所述比较器的输出端耦接至逐次逼近逻辑电路；所述电容阵列，包括多个电容皆通过顶极板耦接至所述比较器的所述第二输入端；所述逐次逼近逻辑电路，用来依据所述比较器的输出信号分别控制所述多个电容的底极板选择性地耦接至多个电压的其中之一；放电单元，耦接于所述积分单元；以及控制器，用以控制所述开关导通以使所述感光装置进入所述粗转换阶段，以及控制所述开关不导通以使所述感光装置进入所述细转换阶段，其中在所述粗转换阶段，所述控制器控制所述比较器的所述第一输入端耦接至所述阈值电压，且当所述比较器的所述输出信号指示所述积分电压高于所述阈值电压时，所述控制器将粗转换数字码累加1，并控制所述放电单元对所述积分单元进行放电操作，以降低所述积分电压。
[0005]本申请的一实施例公开了一种电子装置，包括：显示屏；以及上述的感光装置，设置于所述显示屏之下方，并对通过所述显示屏的环境光进行传感。
[0006]本申请的感光装置及相关电子装置可以在极短曝光时间的应用中，同时兼顾高动态范围、高敏感度与高分辨率。
附图说明
[0007]图1为本申请提出的感光装置操作在粗转换阶段的实施例的示意图。
[0008]图2为本申请提出的感光装置操作在细转换阶段的实施例的示意图。
[0009]图3为本申请的感光装置的操作时序图。
[0010]图4为本申请的感光装置在初始阶段的操作时序图。
[0011]图5为本申请的感光装置在放电操作的操作时序图。
具体实施方式
[0012]以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。
[0013]虽然用以界定本申请较广范围的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，「约」通常系指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。或者是，「约」一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，视本申请所属
中具有通常知识者的考虑而定。当可理解，除了实验例之外，或除非另有明确的说明，此处所用的所有范围、数量、数值与百分比(例如用以描述材料用量、时间长短、温度、操作条件、数量比例及其他相似者)均经过「约」的修饰。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随申请专利范围所揭示的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。在此处，将数值范围表示成由一端点至另一端点或介于二端点之间；除非另有说明，此处所述的数值范围皆包括端点。
[0014]图1为本申请提出的感光装置的实施例的示意图。图1感光装置100可作为环境光传感器，用来侦测光电二极管102在一个时间段中所累积到的电荷(其正相关于所述时间段的平均照度)，并输出为粗转换数字码DO_c及细转换数字码DO_f。
[0015]感光装置100可用来传感环境光，例如可设置于电子装置中作为接近传感器，本申请提出将感光装置100设置于电子装置的显示屏之下形成屏下接近传感器，对通过显示屏的环境光进行传感，以缩小电子装置的非显示屏范围的边框宽度。本申请为了避免显示屏的背光干扰感光装置100对环境光的传感，感光装置100只在显示屏的背光不发光的消隐时段进行传感，然而所述消隐时段极短，且显示屏对环境光的透光率一般来说极低，以有机发光二极管显示屏来说，只有约2％至4％左右。
[0016]为了在极短的时间内完成高敏感度且高动态范围的环境光侦测，图1的感光装置100将传感的流程依序分为三个阶段：初始阶段、粗转换阶段以及细转换阶段。以屏下接近传感器的应用来说，所述粗转换阶段必须要在所述消隐时段期间内以免被显示屏背光干扰，但所述初始阶段以及所述细转换阶段则不会被显示屏背光干扰，可在所述消隐时段之外执行。
[0017]图1的光电二极管102的阳极耦接于第一参考电压V1，阴极耦接于积分单元104。积分单元104用来依据光电二极管102受到光照射后产生的电荷进行积分操作，并对应地输出积分电压Vo。因为积分单元104不可能永无止尽的积分下去，积分电压Vo一直增加势必会饱
和，因此本申请的感光装置100利用比较器1062来判断积分电压Vo是否高于阈值电压Vth，若积分电压Vo高于阈值电压Vth，则通知控制器110将粗转换数字码DO_c累加1，控制器110并利用放电单元108对积分单元104进行放电操作以拉低积分电压Vo，使积分单元104得以在所述粗转换阶段持续地对光电二极管102受到光照射后产生的电荷进行积分操作。
[0018]光线越强，积分电压Vo上升的速度也越快，因此在固定的所述粗转换阶段的时间长度下，超过阈值电压Vth的次数也越多，当所述粗转换阶段结束时，粗转换数字码DO_c自然也越大。但相对地，光线越弱，当所述粗转换阶段结束时，粗转换数字码DO_c就越小。
[0019]可以理解的是，积分电压Vo必须要超过阈值电压Vth，才会触发控制器110将粗转换数字码DO_c累加1。在环境光很低的时候，有可能光电二极管102在整个述粗转换阶段产生的电荷都无法使积分电压Vo超过阈值电压Vth，使敏感度受限于阈值电压Vth。但若将阈值电压Vth设定的越本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种感光装置，其特征在于，所述感光装置依序操作在初始阶段、粗转换阶段以及细转换阶段，所述感光装置包括：光电二极管，耦接于第一参考电压；积分单元，用来依据所述光电二极管产生的电荷进行积分操作，并对应地输出积分电压；开关，耦接于所述积分单元以及顶极板采样的逐次逼近式模数转换器之间；所述顶极板采样的逐次逼近式模数转换器，包含：比较器，所述比较器的第一输入端在所述粗转换阶段耦接至阈值电压，所述比较器的第二输入端通过所述开关选择性地耦接至所述积分电压，所述比较器的第二输入端还耦接至电容阵列，所述比较器的输出端耦接至逐次逼近逻辑电路；所述电容阵列，包括多个电容皆通过顶极板耦接至所述比较器的所述第二输入端；所述逐次逼近逻辑电路，用来依据所述比较器的输出信号分别控制所述多个电容的底极板选择性地耦接至多个电压的其中之一；放电单元，耦接于所述积分单元；以及控制器，用以控制所述开关导通以使所述感光装置进入所述粗转换阶段，以及控制所述开关不导通以使所述感光装置进入所述细转换阶段，其中在所述粗转换阶段，所述控制器控制所述比较器的所述第一输入端耦接至所述阈值电压，且当所述比较器的所述输出信号指示所述积分电压高于所述阈值电压时，所述控制器将粗转换数字码累加1，并控制所述放电单元对所述积分单元进行放电操作，以降低所述积分电压。2.如权利要求1所述的感光装置，其特征在于，所述积分单元包括：运算放大器，包括正输入端、负输入端以及输出端，所述负输入端耦接至所述光电二极管；以及积分电容，耦接于所述运算放大器的所述负输入端与所述输出端之间。3.如权利要求2所述的感光装置，其特征在于，当所述控制器控制所述放电单元对所述积分单元进行所述放电操作时，所述积分电容累积的电荷移动至所述放电单元。4.如权利要求3所述的感光装置，其特征在于，所述放电单元包含放电电容，所述放电电容的第一端耦接所述光电二极管，所述放电电容的第二端选择性地耦接至放电参考电压，以及所述放电电容的所述第二端还选择性地耦接至所述放电电容的所述第一端。5.如权利要求4所述的感光装置，其特征在于，所述控制器控制所述开关导通以使所述感光装置进入所述粗转换阶段并维持第一预设时间长度后，控制所述开关不导通以使所述感光装置进入所述细转换阶段。6.如权利要求4所述的感光装置，其特征在于，当所述比较器的所述输出信号指示所述积分电压高于所述阈值电压时，所述控制器控制所述放电单元对所述积...
【专利技术属性】
技术研发人员：江哲豪，
申请(专利权)人：迪克创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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