[发明专利]可消除暗电流的光感测装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种光感测技术，且特别是有关于一种具有消除暗电流功能的光感测装置。

背景技术

在光学应用系统中，常常使用例如环境光(可见光)感测器、红外线感测器、紫外线感测器、距离感测器以及光纤光信号传递的感应器等的光感测装置，以将光信号转换成电信号。光感测装置典型地包括光电二极管(photodiode)，其在即使没有感测到光线时仍然会产生暗电流，此暗电流为噪声的来源会影响感测结果。而为了解决暗电流干扰感应结果的问题，美国案号US7323672B2的专利揭露一种具有暗电流补偿功能的光感测器结构，如图1所示，将两个光感测器31、32分别连接第一电流脉冲转换器33与第二电流脉冲转换器34，其中光感测器31、32分别包含两个光电二极管D1、D2，因此在两个光感测器31、32在无光线照射下所产生的暗电流，第一电流脉冲转换器33与第二电流脉冲转换器34各别将两个暗电流转换为脉冲信号，由于脉冲信号由两个相同的光电二极管D1与D2产生，所以其脉冲信号数量相同，脉冲处理器35可因此处理产生出零值的输出电压，藉此来消除原本从两个光电二极管D1与D2的暗电流所产生的噪声。然而，该案仍需要使用到两个电流脉冲转换器33与34来处理暗电流，因而提高其制作成本的费用。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有的光感测装置在消除暗电流时，使用的电路复杂，成本较高的技术问题。

为了达成上述目的，本发明提出一种可消除暗电流的光感测装置，包括第一光感测器、第二光感测器、第一电流复制电路、第二电流复制电路以及数字信号产生器。第一光感测器具有第一暗电流，且不接收任何光信号；而第二光感测器具有第二暗电流，且接收光信号并根据光信号的强度产生光电流。第一电流复制电路耦接至第一光感测器及第二光感测器，根据第一暗电流产生复制电流注入第二光感测器，用来抵消第二暗电流，其中第二暗电流与第一暗电流的复制电流大小相同。第二光感测器并耦接至第二电流复制电路。第二电流复制电路根据第二光感测器的光电流产生充放电电流。数字信号产生器耦接至第二电流复制电路，根据充放电电流进行充放电动作以产生数字信号，且数字信号的电性特征与光信号的强度相关。

其中，所述的第一光感测器或所述的第二光感测器为光转电元件。

其中，所述的光转电元件为光电二极管。

其中，所述的第一电流复制电路更包括由数个P型晶体管(PMOS)或N型晶体管(NMOS)所构成的电流镜电路。

其中，所述的第二电流复制电路更包括由数个P型晶体管与N型晶体管所构成的电流镜电路。第二电流复制电路的输出端分别为充电与放电端。其中充电端提供充电电流，放电端提供放电电流。

其中，所述的数字信号产生器更包括第一比较器、第二比较器、一SR正反器、一电容器、第一开关器、第二开关器、第一参考电压、第二参考电压。

其中，所述的第一比较器的正极端耦接至第一参考电压，负极端耦接至电容器、第一开关器与第二开关器的共同端点。第二比较器的负极端耦接至第二参考电压，正极端耦接至电容器、第一开关器与第二开关器的共同端点。其中第一参考电压的大小大于第二参考电压。电容器的另一端接地。第一开关器的另一端耦接至第二电流复制电路的充电端，第二开关器的另一端耦接至第二电流复制电路的放电端。SR正反器具有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端，其中第一输入端耦接至第一比较器的输出端，第二输入端耦接至第二比较器的输出端，SR正反器经过电性判断后的结果输出至第一输出端与第二输出端。第一输出端与第二输出端分别控制第一开关器与第二开关器，使得第二电流复制电路能对电容器、第一开关器与第二开关器的共同端点进行充放电的动作。上述共同端点的电压准位为一模拟电压。当该模拟电压大于第一参考电压时，第一输出端的数字信号准位为高位准，进而控制第一开关器打开，第二输出端的数字信号准位为低位准，进而控制第二开关器关闭，使得第二电流复制电路能对电容器做放电动作，当该模拟电压介于第一参考电压与第二参考电压时，第一输出端与第二输出端的数字信号准位维持前一位准，使得第二电流复制电路继续对电容器做放电或充电动作，当该模拟电压小于第二参考电压时，第一输出端的数字信号准位为低位准，进而控制第一开关器关闭，第二输出端的数字信号准位为高位准，进而控制第二开关器打开，使得第二电流复制电路能对电容器做充电动作。其中SR正反器的第一输出端与第二输出端的数字信号即为此数字信号产生器的输出。其中，所述的SR正反器为一与非门SR正反器(NAND SR Flip-Flop)或一或非门SR正反器(NOR SR Flip-Flop)。