自适应增益控制的光传感器制造技术

本发明专利技术提供一种自适应增益控制的光传感器，包含光电组件、运算放大器、比较器、自适应增益控制电路、可变电容以及脉冲累加器电路。光电组件将光能转换为光电流。运算放大器基于输入电压与参考电压的差值乘以增益值以输出误差放大信号。比较器比对误差放大信号与参考电压源的电压以输出对比信号。自适应增益控制电路包含脉冲检测电路以及增益控制电路。脉冲检测电路检测对比信号与频率信号以输出脉冲检测信号。自适应增益控制电路依据脉冲检测信号输出电容值调变信号。可变电容的电容值依据电容值调变信号调变。

【技术实现步骤摘要】
自适应增益控制的光传感器
本专利技术涉及一种光传感器，特别是涉及一种自适应增益控制的光传感器。
技术介绍
消费性电子产品，例如手机，使用越来越多的传感器，以达到节省能源并且增进人机间的互动性。举例来说，目前最新的手机使用到十种以上的传感器。因此工程师们积极寻求将传感器整合的方法，以期减少能源、空间与成本。环境光传感器是用来感测环境光源的变化，改变手机面板的使用亮度。当周围亮度较暗时，面板亮度跟着变暗避免刺激眼睛，在户外光源较强时，手机面板背光会跟着变亮增加可视度。环境光传感器根据环境光源改变面板使用亮度，也能达到节能效果，增加手机使用时间。近距传感器是一种非接触的物体检测传感器，在行动装置方面的应用，例如手机的接听防触控功能，一旦用户的头部靠近听筒，手机触控功能会自动关闭，防止讲电话时脸与面板接触造成的功能误触。环境光传感器与近距传感器两者因同样都是感测光强度，进行作动的光学系统，因此被整合于一封装结构，以共享空间、耗材并且合并电力供应的线路布局。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，针对
技术介绍
的不足提供一种自适应增益控制的光传感器，其包含光电组件、运算放大器、比较器、自适应增益控制电路、脉冲检测电路、增益控制电路、可变电容以及脉冲累加器电路。光电组件配置以将照射通过光电组件的光能转换为光电流。运算放大器具有第一放大输入端以及第二放大输入端，分别连接光电组件以及参考电压源。运算放大器配置以基于第一放大输入端的电压与参考电压源的电压的差值乘以运算放大器的增益值以输出误差放大信号。比较器具有第一比较输入端以及第二比较输入端，分别连接运算放大器的输出端以及参考电压源。比较器配置以对比误差放大信号与参考电压源的电压，以输出对比信号。自适应增益控制电路连接比较器的输出端。自适应增益控制电路包含脉冲检测电路以及增益控制电路。脉冲检测电路连接外部电子电路以及比较器的输出端。脉冲检测电路配置以检测从比较器接收的对比信号以输出脉冲检测信号，以及检测从外部电子电路接收的频率信号以输出频率检测信号。增益控制电路连接脉冲检测电路，配置以依据脉冲检测信号输出电容值调变信号。可变电容连接在运算放大器的输出端以及第一放大输入端之间，并连接增益控制电路。可变电容的一原始电容值依据电容值调变信号调变至目标电容值。脉冲累加器电路连接比较器的输出端，配置以基于对比信号在第一比较输入端的电压从小于参考电压源的电压上升至大于参考电压源的电压时，实现计数。优选地，每次比较器的所述第一比较输入端从小于参考电压源的电压增加至大于参考电压源的电压时，比较器产生的对比信号中产生脉冲；脉冲检测电路检测对比信号的相邻的两脉冲之间的时间间隔以输出脉冲检测信号，以及检测频率信号中在时间间隔内的脉冲的数量以输出频率检测信号；增益控制电路存储脉冲基准数量，依据脉冲检测信号以及频率检测信号对比频率信号中在时间间隔内的脉冲的数量不等于脉冲基准数量时，增益控制电路输出电容值调变信号；其中比较器的第一放大输入端在时间间隔内从小于参考电压源的电压增加至不小于参考电压源的电压。优选地，当增益控制电路对比频率信号中在时间间隔内的脉冲的数量大于脉冲基准数量时，增益控制电路输出电容值调降信号以调降可变电容的电容值；当增益控制电路对比频率信号中在时间间隔内的脉冲的数量小于脉冲基准数量时，增益控制电路输出电容值调升信号以调升可变电容的电容值；其中电容值调变信号包含电容值调升信号以及电容值调降信号。优选地，自适应增益控制的光传感器还包含可变电流源，连接与运算放大器的第一放大输入端连接的可变电容的一端以及增益控制电路，增益控制电路配置以依据脉冲检测信号或电容值调变信号输出电流值调变信号至可变电流源，可变电流源提供的电流依据脉冲检测信号从原始电流值调变至目标电流值，具目标电流值的电流流过可变电容以充电可变电容。优选地，比较器的第一比较输入端从小于参考电压源的电压增加至大于参考电压源的电压时，比较器产生的比对信号中产生脉冲；脉冲检测电路检测对比信号的相邻的两脉冲之间的时间间隔以输出脉冲检测信号，以及检测频率信号中在时间间隔内的脉冲的数量以输出频率检测信号；增益控制电路存储脉冲基准数量，依据脉冲检测信号以及频率检测信号对比频率信号中在时间间隔内的脉冲的数量不等于脉冲基准数量时，增益控制电路输出电流值调变信号至可变电流源；其中比较器的第一放大输入端在时间间隔内从小于参考电压源的电压增加至不小于参考电压源的电压。优选地，当增益控制电路对比频率信号中在时间间隔内的脉冲的数量大于脉冲基准数量时，增益控制电路输出电流值调降信号至可变电流源，以调降可变电流源的电流值；当增益控制电路对比频率信号中在时间间隔内的脉冲的数量小于脉冲基准数量时，增益控制电路输出电流值调升信号至可变电流源，以调升可变电流源的电流值；其中电流值调变信号包含电流值调升信号以及电流值调降信号。优选地，自适应增益控制的光传感器还包含开关组件，连接在可变电容以及运算放大器的第一放大输入端之间；在增益控制电路输出电容值调变信号以调整可变电容的电容值之前，增益控制电路输出电流值调变信号以调整可变电流源提供的电流值，以及导通开关组件以允许可变电流源提供调变后的具目标电流值的电流通过开关组件流过可变电容。优选地，自适应增益控制的光传感器还包含逻辑电路，连接在比较器以及脉冲累加器电路之间，配置以从比较器接收对比信号，并将对比信号转换为逻辑信号输出至脉冲累加器电路。优选地，自适应增益控制的光传感器还包含脉冲存储电路，连接脉冲累加器，配置以存储脉冲累加器计数比较器的第一比较输入端的电压波形的电压从小于参考电压源的电压上升至不小于参考电压源的电压的次数。如上所述，本专利技术所提供的自适应增益控制的光传感器，其通过自适应增益控制电路调整可变电容的电容值、可变电流源的电流值或两者，进而调整光电组件转换环境光能所产生的光电流对可变电容进行充电的时间长度。因此，本专利技术可改善在环境光源强度较弱的情形下，调小可变电容的电容值、可变电流源的电流值或两者，使光电流对电容的充电速度变快，以提升光传感器的光感测效率。另外，在环境光源强度较强或光源强度的变化速度较快的情况下，调大可变电容的电容值、可变电流源的电流值或两者，使光电流对电容的充电速度变慢，使得光传感器可更精准地计数波形数量，进而使得应用光传感器的电子装置可更精确地判断环境光源强度的分辨率，使得电子装置的显示屏幕可以期望的亮度显示影像。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明图1为本专利技术第一实施例的自适应增益控制的光传感器的电路布局图。图2为本专利技术第二实施例的自适应增益控制的光传感器的电路布局图。图3为本专利技术第三实施例的自适应增益控制的光传感器的电路布局图。图4为本专利技术第三实施例的自适应增益控制的光传感器的自适应增益控制电路、比较器、可变电流源以及可变电容与外部电子电路的方框图。图5为本专利技术第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应增益控制的光传感器，其特征在于，包含：/n光电组件，配置以将照射通过所述光电组件的光能转换为光电流；/n运算放大器，具有第一放大输入端以及第二放大输入端，分别连接所述光电组件以及参考电压源，配置以基于所述第一放大输入端的电压与所述参考电压源的电压的差值以及所述运算放大器的增益值以输出误差放大信号；/n比较器，具有第一比较输入端以及第二比较输入端，分别连接所述运算放大器的输出端以及所述参考电压源，配置以对比所述误差放大信号与所述参考电压源的电压，以输出对比信号；/n自适应增益控制电路，连接所述比较器的输出端，包含：/n脉冲检测电路，连接外部电子电路以及所述比较器的输出端，配置以检测从所述比较器接收的所述对比信号以输出脉冲检测信号，以及检测从所述外部电子电路接收的频率信号以输出频率检测信号；/n增益控制电路，连接所述脉冲检测电路，配置以依据所述脉冲检测信号输出电容值调变信号；/n可变电容，连接在所述运算放大器的输出端与所述第一放大输入端之间，并连接所述增益控制电路，所述可变电容的原始电容值依据所述电容值调变信号调变至目标电容值；以及/n脉冲累加器电路，连接所述比较器的输出端，配置以基于所述对比信号在所述第一比较输入端的电压从小于所述参考电压源的电压上升至大于所述参考电压源的电压时，实现计数。/n...

【技术特征摘要】
20190311 TW 1081080911.一种自适应增益控制的光传感器，其特征在于，包含：
光电组件，配置以将照射通过所述光电组件的光能转换为光电流；
运算放大器，具有第一放大输入端以及第二放大输入端，分别连接所述光电组件以及参考电压源，配置以基于所述第一放大输入端的电压与所述参考电压源的电压的差值以及所述运算放大器的增益值以输出误差放大信号；
比较器，具有第一比较输入端以及第二比较输入端，分别连接所述运算放大器的输出端以及所述参考电压源，配置以对比所述误差放大信号与所述参考电压源的电压，以输出对比信号；
自适应增益控制电路，连接所述比较器的输出端，包含：
脉冲检测电路，连接外部电子电路以及所述比较器的输出端，配置以检测从所述比较器接收的所述对比信号以输出脉冲检测信号，以及检测从所述外部电子电路接收的频率信号以输出频率检测信号；
增益控制电路，连接所述脉冲检测电路，配置以依据所述脉冲检测信号输出电容值调变信号；
可变电容，连接在所述运算放大器的输出端与所述第一放大输入端之间，并连接所述增益控制电路，所述可变电容的原始电容值依据所述电容值调变信号调变至目标电容值；以及
脉冲累加器电路，连接所述比较器的输出端，配置以基于所述对比信号在所述第一比较输入端的电压从小于所述参考电压源的电压上升至大于所述参考电压源的电压时，实现计数。


2.根据权利要求1所述的自适应增益控制的光传感器，其特征在于，每次所述比较器的所述第一比较输入端从小于所述参考电压源的电压增加至大于所述参考电压源的电压时，所述比较器产生的所述对比信号中产生脉冲；
所述脉冲检测电路检测所述对比信号的相邻的两所述脉冲之间的时间间隔以输出所述脉冲检测信号，以及检测所述频率信号中在所述时间间隔内的脉冲的数量以输出所述频率检测信号；
所述增益控制电路存储脉冲基准数量，依据所述脉冲检测信号以及所述频率检测信号对比所述频率信号中在所述时间间隔内的脉冲的数量不等于所述脉冲基准数量时，所述增益控制电路输出所述电容值调变信号；
其中所述比较器的所述第一放大输入端在所述时间间隔内从小于所述参考电压源的电压增加至不小于所述参考电压源的电压。


3.根据权利要求2所述的自适应增益控制的光传感器，其特征在于，当所述增益控制电路对比所述频率信号中在所述时间间隔内的脉冲的数量大于所述脉冲基准数量时，所述增益控制电路输出电容值调降信号以调降所述可变电容的电容值；
当所述增益控制电路对比所述频率信号中在所述时间间隔内的脉冲的数量小于所述脉冲基准数量时，所述增益控制电路输出电容值调升信号以调升所述可变电容的电容值；
其中所述电容值调变信号包含所述电容值调升信号以及所述电容值调降信号。


4.根据权利要求1所述的自适应增益控制的光传感器，其特征在于，所述自适应增益控制的光传感器还包含可变电流源，连接与所述运...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志宁，
申请(专利权)人：茂达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71