高感度的光传感器及其感测方法技术

本发明专利技术公开一种高感度的光传感器及其感测方法，其中光传感器包括一光感测元件、一第一积分器、一比较器、一第二积分器。该光感测元件在一测量时间感测一光线而产生一电流。该第一积分器积分该电流以产生一第一积分信号。该比较器比较该第一积分信号与一临界值以产生一比较信号，当该第一积分信号大于该临界值时，该比较信号为一第一准位，该第二积分器耦接第一积分器，用以积分该第一积分信号以产生第二积分信号。本发明专利技术的光传感器使用两个积分器对于感测到的电流进行二次积分，具有较高的感度。感度。感度。

【技术实现步骤摘要】
高感度的光传感器及其感测方法


[0001]本专利技术是有关一种光传感器，特别是关于一种用以感测环境光的光传感器及其感测方法。

技术介绍

[0002]光传感器可被用来感测环境光以判断环境光的强度。传统的环境光传感器使用一光二极管(photo diode)感测环境光以产生一电流，并且通过模拟数字转换电路将该电流转换成数字值以判断光线强度。但现有环境光传感器的计算出的环境光强度与实际上的环境光强度可能存在误差。近来，许多电子装置对于光传感器的感度的要求越来越高，传统的环境光传感器已不符合要求。因此，一种高感度的光传感器，乃为所冀。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的，在于提出一种高感度的光传感器及其感测方法。
[0004]本专利技术提供一种高感度的光传感器，其包括一光感测元件、一第一积分器、一第一比较器、一第一重置电路、一第一计数器、一第二积分器、一第二比较器、一第二重置电路以及一第二计数器。该光感测元件在一测量时间感测一光线而产生一第一电流。该第一积分器耦接该光感测元件，用以积分该第一电流以产生一第一积分信号。该第一比较器耦接该第一积分器，用以比较该第一积分信号与一临界值以产生一第一比较信号，当该第一积分信号大于该临界值时，该第一比较信号为一第一准位。该第一重置电路耦接该第一积分器及该第一比较器，用以在该第一比较信号为该第一准位时重置该第一积分信号。该第一计数器耦接该第一比较器，用以计数该第一比较信号为该第一准位的次数，产生一第一感测值。该第二积分器耦接该第一积分器，用以积分该第一积分信号以产生一第二积分信号。该第二比较器耦接该第二积分器，用以比较该第二积分信号与该临界值以产生一第二比较信号，当该第二积分信号大于该临界值时，该第二比较信号为一第二准位。该第二重置电路耦接该第二积分器及该第二比较器，用以在该第二比较信号为该第二准位时重置该第二积分信号。该第二计数器，耦接该第二比较器，用以计数该第二比较信号为该第二准位的次数，产生一第二感测值。其中，当该第一比较信号为该第一准位时，该第二计数器被重置。其中，当该测量时间结束时，该第一感测值及该第二感测值被用于判断该光线的强度。
[0005]本专利技术还提供一种高感度的光传感器，其包括一光感测元件、一第一积分器、一第一比较器、一计时器、一第一重置电路、一第二积分器、一第二比较器、一第二重置电路以及一计数器。该光感测元件在一测量时间感测一光线而产生一第一电流。该第一积分器耦接该光感测元件，用以积分该第一电流以产生一第一积分信号。该第一比较器耦接该第一积分器，用以比较该第一积分信号与一临界值以产生一第一比较信号，当该第一积分信号大于该临界值时，该第一比较信号为一第一准位。该计时器耦接该第一比较器，用于在该测量时间开始之后，计算该第一比较信号的两个相邻的该第一准位之间的第一时间长度，以及计算该第一比较信号的最后一个该第一准位至该测量时间结束之间的第二时间长度。该第
一重置电路耦接该第一积分器及该第一比较器，用以在该第一比较信号为该第一准位时重置该第一积分信号。该第二积分器耦接该第一积分器，用以积分该第一积分信号以产生一第二积分信号。该第二比较器耦接该第二积分器，用以比较该第二积分信号与该临界值以产生一第二比较信号，当该第二积分信号大于该临界值时，该第二比较信号为一第二准位。该第二重置电路，耦接该第二积分器及该第二比较器，用以在该第二比较信号为该第二准位时重置该第二积分信号。该计数器耦接该第二比较器，用以计数该第二比较信号为该第二准位的次数，产生一感测值；其中，当该第一比较信号为该第一准位时，该光传感器储存该感测值，并重置该第二计数器；其中，当该测量时间结束时，所有被储存的该感测值以及目前的该感测值被用于判断该光线的强度。
[0006]本专利技术还提供一种高感度的光传感器的感测方法，包括下列步骤：使用一光感测元件在一测量时间感测一光线而产生一第一电流；积分该第一电流以产生一第一积分信号；将该第一积分信号转换成一第一感测值；积分该第一积分信号以产生一第二积分信号；根据该第二积分信号产生一第二感测值；以及依据该第一感测值及该第二感测值判断该光线的强度。
[0007]本专利技术还提供一种高感度的光传感器的感测方法，包括下列步骤：使用一光感测元件在一测量时间感测一光线而产生一第一电流；积分该第一电流以产生一第一积分信号；积分该第一积分信号以产生一第二积分信号；根据该第二积分信号产生一感测值；以及根据该感测值判断该光线的强度。
[0008]本专利技术的光传感器及其感测方法可以得到更准确的感测结果，具有较高感度。
附图说明
[0009]图1显示本专利技术高感度的光传感器的第一实施例。
[0010]图2显示图1中积分信号Pout及比较信号D1在测量时间Ts的波形图。
[0011]图3显示本专利技术高感度的光传感器的第二实施例。
[0012]图4显示图1及图3中重置电路的另一实施例。
[0013]附图标记说明：20
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残存区域；30
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光传感器；31
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光二极管；32
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重置电路；321
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电流源；33
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积分器；331
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运算放大器；34
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比较器；35
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计数器；36
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计时器；37
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重置电路；371
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电流源；38
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积分器；381
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阻抗电路；382
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运算放大器；39
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比较器；40
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计数器；50
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光传感器。
具体实施方式
[0014]图1显示本专利技术高感度的光传感器的第一实施例。图2显示图1中积分信号Pout及比较信号D1在测量时间Ts的波形图。图1的光传感器30包括一光感测元件(例如光二极管31)、一重置电路32、一积分器33、一比较器34、一计数器35、一计时器36、一重置电路37、一积分器38、一比较器39、一计数器40。光二极管31是用以感测一环境光或一光线以产生一电流Ip。积分器33对电流Ip
’
进行积分以产生一积分信号Pout，在重置电路32的开关SW1未闭合的情况下，电流Ip
’
＝Ip。积分器33包括一运算放大器331、一开关SW13及一电容CF1，其中运算放大器331的反相输入端连接光二极管31，运算放大器331的非反相输入端连接一接地端GND，运算放大器331的输出端连接比较器34的非反相输入端，电容CF1连接在运算放大器331的反相输入端及输出端之间，开关SW13与电容CF1并联且受控于信号Pr。在一实施例中，
信号Pr由一电路控制单元(图中未示)提供。在测量时间Ts内，信号Pr控制开关SW13打开(off)。当信号Pr控制开关SW13闭合(on)时，积分器33进入重置状态，此时积分信号Pout被重置回到一起始值，并且积分器33停止对电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高感度的光传感器，其特征在于，包括：一光感测元件，用以在一测量时间感测一光线而产生一第一电流；一第一积分器，耦接该光感测元件，积分该第一电流以产生一第一积分信号；一第一比较器，耦接该第一积分器，用以比较该第一积分信号与一临界值以产生一第一比较信号，当该第一积分信号大于该临界值时，该第一比较信号为第一准位；一第一重置电路，耦接该第一积分器及该第一比较器，用以在该第一比较信号为该第一准位时重置该第一积分信号；一第一计数器，耦接该第一比较器，用以计数该比较信号为该第一准位的次数，产生一第一感测值；一第二积分器，耦接该第一积分器，积分该第一积分信号以产生一第二积分信号；一第二比较器，耦接该第二积分器，用以比较该第二积分信号与该临界值，以产生一第二比较信号，当该第二积分信号大于该临界值时，该第二比较信号为一第二准位；一第二重置电路，耦接该第二积分器及该第二比较器，用以在该第二比较信号为该第二准位时重置该第二积分信号；以及一第二计数器，耦接该第二比较器，用以计数该比较信号为该第二准位的次数，产生一第二感测值；其中，当该第一比较信号为该第一准位时，该第二计数器被重置；其中，当该测量时间结束时，该第一感测值及该第二感测值被用于判断该光线的强度。2.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，该第一积分器包括：一运算放大器，具有一反相输入端、一非反相输入端及一输出端，其中该反相输入端耦接该光感测元件，该非反相输入端耦接一接地端，该输出端耦接该第一比较器；一电容，耦接在该反相输入端及该输出端之间；以及一开关，与该电容并联；其中，当该测量时间开始时，该开关被打开，当该测量时间结束时，该开关被闭合。3.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，该第二积分器包括：一运算放大器，具有一反相输入端、一非反相输入端及一输出端，其中该非反相输入端耦接一接地端，该输出端耦接该第二比较器；一阻抗电路，耦接在该反相输入端及该第一积分器之间，用以将该第一积分信号转换为一电流信号；一电容，耦接在该反相输入端及该输出端之间；以及一开关，与该电容并联，因应该第一比较信号为该第一准位而闭合。4.如权利要求3所述的光传感器，其特征在于，该阻抗电路为一开关电容电路。5.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，还包括一计时器耦接该第一比较器，用以计算该第一比较信号的最后一个该第一准位至该测量时间结束之间的时间长度，其中该时间长度、该第一感测值与该第二感测值被用来计算该光线的强度。6.如权利要求5所述的光传感器，其特征在于，该光线的强度为其中O1为该第一感测值，O2为该第二感测值，T
’
为该时间长度。7.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，该第一重置电路包括：
一电流源；以及一重置开关，耦接在该电流源及该第一积分器之间，因应该第一比较信号为该第一准位而闭合；其中，当该重置开关被闭合时，该电流源提供一重置电流重置该第一积分信号。8.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，该第二重置电路包括：一电流源；以及一重置开关，耦接在该电流源及该第二积分器之间，并且因应该第二比较信号为该第二准位而闭合；其中，当该重置开关被闭合时，该电流源提供一重置电流重置该第二积分信号。9.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，该第一重置电路包括：一电压源；以及一开关电容电路，耦接在该电压源及该第一积分器之间，并在该第一比较信号为该第一准位时提供一重置电流重置该第一积分信号。10.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，该第二重置电路包括：一电压源；以及一开关电容电路，耦接在该电压源及该第二积分器之间，并在该第二比较信号为该第二准位时提供一重置电流重置该第二积分信号。11.一种高感度的光传感器，其特征在于，包括：一光感测元件，用以在一测量时间感测一光线而产生一第一电流；一第一积分器，耦接该光感测元件，积分该第一电流以产生一第一积分信号；一第一比较器，耦接该第一积分器，用以比较该第一积分信号与一临界值以产生一第一比较信号，当该第一积分信号大于该临界值时，该第一比较信号为一第一准位；一计时器，耦接该第一比较器，用于在该测量时间开始之后，计算该第一比较信号的两个相...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴高彬，王裕渊，
申请(专利权)人：义明科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：