可见光传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种可见光传感器，主要解决现有技术无法有效抑制红外光，受暗电流和噪声影响，精度不高的问题，包括环境光检测电路(1)，红外光检测电路(2)，电流控制电路(3)，模数转换电路(4)，时序控制电路(5)，基准电压产生电路(6)，基准电流产生电路(7)和数据存储电路(8)，环境光检测电路将检测的光信号转换为电流信号与由红外光检测光信号所转换的电流信号经电流控制电路进行运算，将运算结果输出到模数转换电路，模数转换电路将转换结果通过数据存储电路送入到外部微处理器，时序控制电路为所有电路提供时序控制信号。本发明专利技术拥有两个量程，能有效抑制红外光，消去暗电流，滤除人工光源中的闪烁噪声，主要响应可见光，可应用于电子产品的智能控制中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子器件
，涉及光传感器，可用于电脑、移动电话、平板电脑和PDA等便携设备及电视等设备的智能控制中。
技术介绍
近年来，液晶显示器IXD的发展突飞猛进，在平板显示领域的地位举足轻重。以液晶显示器件为显示屏的电视、电脑、移动电话和平板电脑已得到广泛的使用。LCD是一种调制灯或环境光的光阀显示，它本身不发光，只反射或透射外界光线。反射式LCD的亮度低， 色域差，用于低功率场合，例如手表等，不适用与电视、电脑、移动电话和平板电脑的显示， 一般使用透射式。在这些场合使用IXD当显示器时，必须给IXD加背光源以增强对比度。环境光照水平对于用于调制光源的显示装置的性能具有很大的影响。同时上述应用中许多为便携装置，需通过电池供电，通常这些装置的主要耗电对象是显示装置，人们已经认识到，通过使用光传感器的信息来修改显示器的操作，改善显示器的性能。当环境光较高时，提高背光亮度以增加对比度，当环境光亮度较低时，减少背光亮度。环境光源中主要含有可见光和红外光，不同环境光源中两者光功率密度存在很大差异，而其中只有可见光对人们观看显示器有影响，希望得到近似人眼主要响应可见光的光传感器。而现有的环境光传感器，对环境光中的红外光的抑制程度不高；环境光传感器中含有的光电二极管PD都存在自身产生暗电流的问题，暗电流受电压影响较大，由于暗电流与光电流无法区分，将导致结果不准确；在人工光源中，环境光传感器还受50Hz/60Hz闪烁噪声的影响，以上因素影响了环境光传感器对可见光的响应精度，从而影响了环境光传感器在LCD背光系统中对背光亮度的调节效果，降低了人们在不同环境光中观看LCD的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免上述技术的不足，提供一种可见光传感器，以有效抑制红外光，消去光电二极管自身产生的暗电流，抑制人工光源中存在着50Hz/60Hz闪烁噪声，提高线性度高和精度，实现在不同环境光中近似人眼对可见光的响应程度。为实现上述目的，本专利技术包括环境光检测电路1，用于将检测到的环境光转换成电流信号I2，输出到电流控制电路3 ；红外光检测电路2，用于将检测到的环境光的红外光转换成电流信号I1，输出到电流控制电路3;电流控制电路3，主要由电流镜像电路31，第一开关电路32，第一稳压电路33，第二开关电路34和第二稳压电路35组成；第一稳压电路33采用三层共源共栅结构，将输入的两路电流I2和I1输出到第一开关电路32 ；第二开关电路34接收基准电流产生电路7输出的电流IREF，通过开关分时导通，输出两路电流I6和I7分别给第一开关电路32和第二稳压电路35 ；第一开关电路32将接收的电流I1输出到电流镜像电路31，电流镜像电路31将输入电流I1通过两个镜像管镜像输出电流I3反馈给第一开关电路32，输入电流I1与镜像电流I3在两个镜像管内分时转换，以减小因镜像管Mpi和Mp2不对称所引起的误差；第一开关电路32与时序控制电路5输出的第五控制信号Mode_Set连接，当Mode_Set为高时， 将电流I3输出到第二稳压电路35，当Mode_set为低时，第一开关电路32对输入的三路电流12、13和I6进行减法运算，得到采样/量化电流Itl输出给模数转换电路4 ；第二稳压电路 35用于对第一开关电路32和第二开关电路34进行稳压和降低开关噪声；模数转换电路4，用于将电流控制电路3输入的电流信号Itl转换成数字信号输出给数据存储电路8，与时序控制电路5的第二输出信号CTRL2连接，使本传感器在两个量程之间转换，同时抑制人工光源产生的50Hz/60Hz闪烁噪声；准电压产生电路6，分别与电流控制电路3和模数转换电路4的电压输入端连接， 为其提供基准电压；基准电流产生电路7，与电流控制电路3的电流输入端连接，为其提供基准电流；时序控制电路5，分别与电流控制电路3，模数转换电路4和数据存储电路8的输入端连接，为它们提供不同的时序控制信号。数据存储电路8，用于将模数转换电路4输入的数字信号进行储存，同时输出给外部电路。本专利技术与现有技术相比具有如下优点(1)本专利技术在电流控制电路中采用三层共源共栅结构的稳压电路，屏蔽了上层电路电压变化对环境光检测电路和红外光检测电路电压的影响，给其电路中的光电二极管提供近似一样的电压，使其自身产生的暗电流一样，通过电流控制电路，将两路相等的暗电流相减，从而消去暗电流。(2)本专利技术的电流控制电路中电流镜像在时序控制下，在上半周期和下半周期内， 将镜像电流在两个镜像管内转换，通过模数转换电路在一个周期内进行积分，消去由实际电路中镜像管的不对称引起的误差，提高了精度。(3)本专利技术中的模数转换电路能抑制人工光源产生的50Hz/60Hz闪烁噪声，实现在不同环境光中近似人眼对可见光的响应程度。附图说明图1为本专利技术的可见光传感器结构框图；图2为本专利技术中的电流控制电路框图；图3为本专利技术的环境光检测电路，红外光检测电路和电流控制电路原理图；图4为本专利技术中的模数转换电路原理图。具体实施例方式以下参照附图对本专利技术作进一步详细描述。参考图1，本专利技术的可见光传感器，主要包括环境光检测电路1，红外光检测电路 2，电流控制电路3，模数转换电路4，时序控制电路5，基准电压产生电路6，基准电流产生电路7，数据存储电路8，其中环境光检测电路1由64个涂有绿色滤波镀膜的光电二极管单元构成，环境光检测电路1将检测到的环境光即可见光和红外光转换为电流信号输出到电流控制电路3 ；红外光检测电路2由64个涂有绿色和红色滤波镀膜的光电二极管单元构成， 红外光检测电路2将检测到的红外光转换为电流信号输出到电流控制电路3。电流控制电路3对环境光检测电路1与红外光检测电路2输出的电流进行运算，输出采样/量化电流到模数转换电路4，模数转换电路4对其进行数字化，同时将数字化结果输入到数据存储电路8。数据存储电路8的十二位输出数据送入到外部的微处理器，该数据存储电路8的十二位输出数据能指示当前环境光中的照度即可见光的强弱，为实现微处理器对电子产品的智能控制提供数据依据。基准电压产生电路6分别与电流控制电路3和模数转换电路4的电压输入端连接，为其提供基准电压。基准电流产生电路7与电流控制电路3电流输入端连接，为其提供基准电流。时序控制电路5输出十个数字信号，分别与电流控制电路3，模数转换电路4和数据存储电路8的输入端连接，为它们提供不同的时序控制信号。以下对本专利技术各单元电路结构进行详细描述参考图2，本专利技术的电流控制电路3，包括电流镜像电路31，第一开关电路32，第一稳压电路33，第二开关电路34，第二稳压电路35组成；第一稳压电路32的电压输入端和电流电流输入端分别与基准电压产生电路6的第二基准电压VREF2、环境光检测电路1的输出电流I2、红外光检测电路2的输出电流I1连接，并将这两个检测电路的输出电流I2和I1再输出到第一开关电路，同时屏蔽上级电路对环境光检测电路1和红外光检测电路2的电压影响，使环境光检测电路1和红外光检测电路2有相同的电压，从而使两路检测电路所含光电二极管自身产生的暗电流一样；第二开关电路34的电流输入端和时序控制端分别与基准电流产生电路7的基准电流IREF和模数转换电路4的输出控制信号Enable连接，分别输出电流I6和I7，其中IREF 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种可见光传感器，其特征在于：它包括：环境光检测电路（１），用于将检测到的环境光转换成电流信号Ｉ２，输出到电流控制电路（３）；红外光检测电路（２），用于将检测到的环境光的红外光转换成电流信号Ｉ１，输出到电流控制电路（３）；电流控制电路（３），主要由电流镜像电路（３１），第一开关电路（３２），第一稳压电路（３３），第二开关电路（３４）和第二稳压电路（３５）组成；第一稳压电路（３３）采用三层共源共栅结构，将输入的两路电流Ｉ２和Ｉ１输出到第一开关电路（３２）；第二开关电路（３４）接收基准电流产生电路（７）输出的电流ＩＲＥＦ，通过开关分时导通，输出两路电流Ｉ６和Ｉ７分别给第一开关电路（３２）和第二稳压电路（３５）；第一开关电路（３２）将接收的电流Ｉ１输出到电流镜像电路（３１），电流镜像电路（３１）将输入电流Ｉ１通过两个镜像管镜像输出电流Ｉ３反馈给第一开关电路（３２），输入电流Ｉ１与镜像电流Ｉ３在两个镜像管内分时转换，以减小因镜像管ＭＰ１和ＭＰ２不对称所引起的误差；第一开关电路（３２）与时序控制电路（５）输出的第五控制信号Ｍｏｄｅ＿ｓｅｔ连接，当Ｍｏｄｅ＿ｓｅｔ为高时，将电流Ｉ３输出到第二稳压电路（３５），当Ｍｏｄｅ＿ｓｅｔ为低时，第一开关电路（３２）对输入的三路电流Ｉ２、Ｉ３和Ｉ６进行减法运算，得到采样／量化电流ＩＯ输出给模数转换电路（４）；第二稳压电路（３５）用于对第一开关电路（３２）和第二开关电路（３４）进行稳压和降低开关噪声；模数转换电路（４），用于将电流控制电路（３）输入的电流信号ＩＯ转换成数字信号输出给数据存储电路（８），与时序控制电路（５）的第二输出信号ＣＴＲＬ２连接，使本传感器在两个量程之间转换，同时抑制人工光源产生的５０Ｈｚ／６０Ｈｚ闪烁噪声；准电压产生电路（６），分别与电流控制电路（３）和模数转换电路（４）的电压输入端连接，为其提供基准电压；基准电流产生电路（７），与电流控制电路（３）的电流输入端连接，为其提供基准电流；时序控制电路（５），分别与电流控制电路（３），模数转换电路（４）和数据存储电路（８）的输入端连接，为它们提供不同的时序控制信号。数据存储电路（８），用于将模数转换电路（４）输入的数字信号进行储存，同时输出给外部电路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：来新泉，叶强，陈及时，袁冰，王辉，何惠森，赵永瑞，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：87