[发明专利]光传感器装置

说明书

技术领域

本专利申请文献涉及光传感器，更具体地，涉及用于检测发光光 强的光传感器。

背景技术

电子显示器的图像质量的人类感知受到该电子显示器处环境中 存在的可见背景照明的量的强烈影响。例如，在环境光条件涉及高背 景照明(例如，阳光或明亮的人工光)时，电子显示器一般在较高光 强下操作时观看效果更佳。当环境光条件涉及相对较低背景照明(例 如，在夜晚或室内的低光条件)时，电子显示器在较低光强下操作时 观看效果较佳。关于这一点，通常希望控制电子显示器设备提供预期 图像质量。这些背景照明考虑可应用于各种设备，如，便携式计算机、 蜂窝电话、视频播放器、固定显示设备以及其他。

通常，人眼对波长在大约400nm到700nm之间的光敏感；对于许 多光源来说，该波长间隔(即，可见光谱)仅覆盖发射光谱的一小部 分。光通量是通过以发光度函数对每个波长处的功率进行加权来说明 眼睛灵敏度的光的度量，表示眼睛对不同波长的响应。辐射通量是所 发射的辐射的总功率的度量，总光通量与辐射通量之比被称作发光效 率。

诸如白炽灯之类的许多光源呈现相对低的色温(黑体辐射计的温 度)并产生大量的红外辐射。关于这一点，环境光传感器还受到除了 可见光谱辐射以外的大量辐射。如果在使用这样的传感器来检测影响 人类感知的光时没有说明这种附加辐射，则光传感器的响应可能是可 见光的非精确度量。例如，半导体光探测器(包括由硅制成的半导体 光探测器)的特色是在红外区域内超出可见光谱的实质灵敏度，从而 不仅响应于可见光还响应于红外光。光电二极管与眼睛响应之间的失 配呈现出精确提取辐射的发光内容的挑战。

在精确感测可见光中解决上述困难已经是具有挑战。制造成本、 尺寸限制、封装困难、工艺集成以及与各种方法相关的其他问题是很 难有效且高效地检测可见光以控制电子显示器的源头。

发明内容

本发明针对解决上述挑战以及与上述应用和其他应用类型相关 的其他挑战。在许多所示意的实现方式和应用中说明了本发明的这些 和其他方面，在附图中示出并在以上权利要求部分中表征了其中的一 些。

根据本发明的示例实施例，光传感器装置包括：两个或更多光传 感器；以及提取电路，耦合至所述传感器以从所述传感器接收信号。 所述传感器包括：第一传感器，响应于波长在第一波长范围内的光来 输出信号；以及第二传感器，响应于波长在不同波长范围内的光来输 出信号。所述提取电路使用每个传感器的相应量子效率将来自传感器 的信号进行非线性组合，以提供对光的光通量加以表征的数据。

根据本发明另一示例实施例，电子显示器控制器装置响应于可见 光的存在来控制电子显示器。该装置包括：在半导体衬底中的层叠的 光电二极管传感器、提取电路、以及电子显示器控制器电路。该层叠 光电二极管传感器包括：上部光电二极管，对环境光进行滤波并响应 于环境光中的可见光来提供信号；以及下部光电二极管，被布置在所 述上部光电二极管下方以接收滤波后的光，并且响应于滤波后的光中 的红外光来提供信号。所述提取电路耦合用于：使用光电二极管的量 子效率对来自光电二极管的信号进行接收和非线性数字组合，以及产 生指示环境光中占优势的可见光的光通量输出。电子显示器控制器电 路接收并使用该光通量输出来控制电子显示器上图像的显示。

根据本发明的另一示例实施例，使用检测到的环境光来控制电子 显示器。检测波长在第一波长范围内的光，并且响应于该光输出信号。 还检测波长在不同波长范围内的光，并且响应于该光来输出另一信号。 使用所述检测的相应量子效率来对这些信号进行非线性组合，以提供 对光的光通量加以表征的数据。

以上概述并不旨在描述本发明的每个所示意的实施例或者每个 实现方式。以下附图和详细描述将更具体地说明这些实施例。

附图说明

结合附图，考虑以下详细描述的本发明各个实施例，将更全面地 理解本发明，附图中：

图1示出了根据本发明示例实施例的用于检测可见光并控制电子 显示设备的系统；

图2示出了根据本发明另一示例实施例的用于感测光的光电二极 管装置；

图3示出了如结合本发明另一示例实施例实现的层叠光电二极管 装置中光电二极管的各个响应的曲线图；以及