双斜率光传感器制造技术

本发明专利技术公开一种双斜率光传感器。第一充电开关的两端分别连接光电组件以及电容的第一端。第二充电开关的两端分别连接电容的第二端以及接地。第三充电开关与第三放电开关的第一端分别连接电容的第一端和第二端。第四充电开关与第四放电开关的第一端分别耦接第一参考电压以及第二参考电压。第一放电开关的两端分别连接光电组件以及电容的第二端。比较器的第一输入端连接第三充电开关与第四放电开关的第二端，比较器的第二输入端连接第四充电开关与第三放电开关的第二端。与第三放电开关的第二端。与第三放电开关的第二端。

【技术实现步骤摘要】
双斜率光传感器


[0001]本专利技术涉及一种光传感器，特别是涉及一种双斜率光传感器。

技术介绍

[0002]在传统光传感器中，需设置NMOS、PMOS或其他型态的晶体管，此晶体管的第一端和控制端分别连接传统光传感器的比较器的输入端和输出端，而此晶体管的第二端接地。
[0003]当外部光源持续照射光传感器时，传统光传感器的光电组件将光能转换为光电流，以对电容充电。在充电过程中，比较器多次进行电容的电压与参考电压的比较作业。在比较器每进行一次比较作业后，输出一个比较信号的位值至计数器进行计数，接着晶体管依据比较信号的准位，耗费一段下拉延迟时间，将比较器的输入端的电压直接拉降为零值，此重置作业会导致电流不稳定。
[0004]当光电流大时，进行多次执行重置作业，将累计耗费很长的下拉延迟时间，造成计数器计数产生严重误差。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种双斜率光传感器，包含光电组件、电容、充电开关电路、放电开关电路、比较器以及控制电路。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。充电开关电路包含第一充电开关、第二充电开关、第三充电开关以及第四充电开关。第一充电开关的第一端连接光电组件。第一充电开关的第二端连接电容的第一端。第二充电开关的第一端连接电容的第二端。第二充电开关的第二端接地。第三充电开关的第一端连接电容的第一端。第四充电开关的第一端耦接第一参考电压。放电开关电路包含第一放电开关、第二放电开关、第三放电开关以及第四放电开关。第一放电开关的第一端连接光电组件。第一放电开关的第二端连接电容的第二端。第二放电开关的第一端连接电容的第一端。第二放电开关的第二端接地。第三放电开关的第一端连接电容的第二端。第四放电开关的第一端耦接第二参考电压。比较器的第一比较输入端连接第三充电开关的第二端以及第四放电开关的第二端。比较器的第二比较输入端连接第四充电开关的第二端以及第三放电开关的第二端。比较器配置以比较第一比较输入端的电压与第二比较输入端的电压以输出比较信号。控制电路连接比较器的输出端、充电开关电路以及放电开关电路。控制电路配置以输出比较信号，并依据比较信号输出控制信号以控制充电开关电路以及放电开关电路。
[0006]在一实施方案中，比较器的第一比较输入端为非反相输入端，比较器的第二比较输入端为反相输入端。
[0007]在一实施方案中，当控制电路开启充电开关电路，而关闭放电开关电路时，光电流流经第一充电开关至电容，以将电容的电压充电至初始电压。
[0008]在一实施方案中，所述初始电压大于零值，但略低于第二参考电压。
[0009]在一实施方案中，光电流持续充电电容，使电容的电压从初始电压增加至达到第
一参考电压时，控制电路依据比较器输出的高准位的比较信号，以关闭充电开关电路，而开启放电开关电路。
[0010]在一实施方案中，当控制电路关闭充电开关电路，而开启放电开关电路时，光电流流经第一放电开关至电容，使电容的电压逐渐下降。
[0011]在一实施方案中，当电容的电压下降至达到第二参考电压时，控制电路开启充电开关电路，而关闭放电开关电路。
[0012]在一实施方案中，所述的双斜率光传感器还包含电流镜。电流镜的输入端连接光电组件。电流镜的输出端连接第一充电开关的第一端以及第一放电开关的第一端。
[0013]在一实施方案中，所述电流镜包含第一晶体管以及第二晶体管。第一晶体管的第一端以及第二晶体管的第一端耦接共用电压。第一晶体管的第二端连接第一晶体管的控制端、第二晶体管的控制端以及光电组件的第一端。光电组件的第二端接地。第二晶体管的第二端连接第一充电开关的第一端以及第一放电开关的第一端。
[0014]在一实施方案中，所述双斜率光传感器还包含电流源。电流源连接电流镜的输出端并接地。
[0015]如上所述，本专利技术提供一种双斜率光传感器，其内设有充电开关电路以及放电开关电路，取代传统光传感器中的NMOS或PMOS的配置。不同于传统光传感器，本专利技术的双斜率光传感器是利用光电组件的光电流来进行电容的充放电作业。在持续对电容充电之前，先将电容的电压充电至大于零值的初始电压，并在每次电容放电时，电容的电压仅下降至此初始电压而不放电至零值，以避免电流不稳定的问题。
[0016]本专利技术的双斜率光传感器不需传统传感器重置延迟时间，提升感测效率，改善了传统光传感器线性度不佳的问题，因此相比于传统光传感器，本专利技术的双斜率光传感器可得到精确的感测结果。
[0017]为使能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
[0018]图1为本专利技术实施例的双斜率光传感器在充电模式下的电路布局图。
[0019]图2为本专利技术实施例的双斜率光传感器在放电模式下的电路布局图。
[0020]图3为本专利技术实施例的双斜率光传感器的信号波形图。
[0021]图4为本专利技术实施例的双斜率光传感器与理想传感器的比较器的比较电压次数对时间的曲线图。
具体实施方式
[0022]以下是通过特定的具体实施例来说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本专利技术的优点与效果。本专利技术可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的构思下进行各种修改与变更。另外，本专利技术的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本专利技术的相关
技术实现思路
，但所公开的内容并非用以限制本专利技术的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包含相关
联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[0023]请参阅图1，其中图1为本专利技术实施例的双斜率光传感器在充电模式下的电路布局图；图3为本专利技术实施例的双斜率光传感器的信号波形图。
[0024]如图1所示，本专利技术实施例的双斜率光传感器可包含光电组件PD、电容Cap、充电开关电路SW1、放电开关电路SW2、比较器CMP以及控制电路COT。
[0025]其中，充电开关电路SW1可包含第一充电开关SW11、第二充电开关SW12、第三充电开关SW13以及第四充电开关SW14。另一方面，放电开关电路SW2可包含第一放电开关SW21、第二放电开关SW22、第三放电开关SW23以及第四放电开关SW24。
[0026]值得注意的是，充电开关电路SW1的第一充电开关SW11的第一端可连接光电组件PD的第一端例如阴极端，第一充电开关SW11的第二端可连接电容Cap的第一端。光电组件PD的第二端例如正极端可接地。
[0027]若有需要，本专利技术实施例的双斜率光传感器还可包含电流镜MR。电流镜MR的输入端可连接光电组件PD的第一端例如阴极端，而电流镜MR的输出端则可连接第一充电开关SW11的第一端。
[0028]详言之，电流镜MR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双斜率光传感器，其特征在于，所述双斜率光传感器包含：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；电容；充电开关电路，包含：第一充电开关，所述第一充电开关的第一端连接所述光电组件，所述第一充电开关的第二端连接所述电容的第一端；第二充电开关，所述第二充电开关的第一端连接所述电容的第二端，所述第二充电开关的第二端接地；第三充电开关，所述第三充电开关的第一端连接所述电容的第一端；及第四充电开关，所述第四充电开关的第一端耦接一第一参考电压；放电开关电路，包含：第一放电开关，所述第一放电开关的第一端连接所述光电组件，所述第一放电开关的第二端连接所述电容的第二端；第二放电开关，所述第二放电开关的第一端连接所述电容的第一端，所述第二放电开关的第二端接地；第三放电开关，所述第三放电开关的第一端连接所述电容的第二端；及第四放电开关，所述第四放电开关的第一端耦接一第二参考电压；比较器，所述比较器的第一比较输入端连接所述第三充电开关的第二端以及所述第四放电开关的第二端，所述比较器的第二比较输入端连接所述第四充电开关的第二端以及所述第三放电开关的第二端，所述比较器配置以比较所述第一比较输入端的电压与所述第二比较输入端的电压以输出一比较信号；以及控制电路，连接所述比较器的输出端、所述充电开关电路以及放电开关电路，配置以输出所述比较信号，并依据所述比较信号输出控制信号，以控制所述充电开关电路以及所述放电开关电路。2.根据权利要求1所述的双斜率光传感器，其特征在于，所述比较器的所述第一比较输入端为非反相输入端，所述比较器的所述第二比较输入端为反相输入端。3.根据权利要求1所述的双斜率光传感器，其特征在于，当所述控制电路开启所述充电开关电路，而关闭所述放电开...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈璟泯，洪家华，
申请(专利权)人：茂达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：