[发明专利]用于可见光传感器的光电转换电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及光电转换电路，可用于可见光传感器中。

背景技术

许多诸如智能手机、游戏机、电脑、电视等电子设备都使用了可见光传感器将光照度量化输出后经控制逻辑调整背光灯，改善用户视觉体验，达到延长电池寿命，提高电源效率的目的。光电转换电路作为可见光传感器的最重要的组成部分之一，其转换精度极大程度上制约了整个可见光传感器系统的精度。

图1所示为传统的用于可见光传感器的光电转换系统框图。它包括控制逻辑电路，光电二极管，模数转换电路。在可见光检测期间，通过控制逻辑电路控制，使光电二极管接入电路中，光电二极管在光照下产生电流，该电流输入到模数转换电路中被转换为二进制数字量后输出，输出的数字量指示可见光的照度大小。

然而，由于可见光传感器的光源一般是自然光，灯光等，均具有较宽光谱，因而光电二极管会对可见光波段外的其他光谱产生响应，如对红外光产生响应，使得图1所示结构中光电二极管产生的电流中不仅包含了可见光转换而来的电流，还包含了非可见光转换而来的电流，这些电流均输入模数转换电路会导致可见光传感器对可见光照度大小感测不准确。同时由于光电二极管本身会产生随温度变化而与光照度无关的暗电流，使光电二极管所产生的光电流并不完全正比于光照度，图1所示结构中，光电二极管产生的暗电流未经处理直接输入模数转换电路也会导致可见光传感器对可见光照度大小感测不准确。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种用于可见光传感器的光电转换电路，以避免非可见光噪声和暗电流的影响，提高可见光传感器对可见光照度感测的准确性。

为实现上述目的，本发明包括：光电二极管阵列1，暗电流二极管阵列2，其特征在于：还包括滤噪电路3

所述光电二极管阵列1，其正极接地电位，负极连接滤噪电路3的第一输入端；

所述暗电流二极管阵列2，其正极接地电位，负极连接滤噪电路3的第二输入端；

所述滤噪电路3，用于将光电二极管阵列1输出的光电流I₁与暗电流二极管阵列2输出的暗电流I₂相减，输出不含暗电流的环境光电流I₃。

上述的光电转换电路，其中光电二极管阵列1，包含64个并联的光电二极管，这些光电二极管上方均设有光学镀膜，其光学响应类似照度计，该64个并联的光电二极管按照控制逻辑选择接入滤噪电路3的第一输入端，每个光电二极管输出含有暗电流的光电流I₁₀，I₁₀=I₁/n₁，I₁为光电二极管阵列1输出的光电流，n₁为光电二极管阵列1接入滤噪电路3的第一输入端的光电二极管数目。

上述的光电转换电路，其中暗电流二极管阵列2，包含64个设有金属屏蔽层的并联光电二极管，这些光电二极管通过控制逻辑选择接入滤噪电路3的第二输入端，且每个光电二极管的输出仅包含暗电流I₂₀，I₂₀=I₂/n₂，I₂为暗电流二极管阵列2输出的暗电流，n₂为暗电流二极管阵列2接入滤噪电路3的第二输入端的光电二极管数目。

上述的光电转换电路，其中滤噪电路3，包含失配校正单元4、运算放大器OP、四个NMOS管和六个PMOS管，即第一NMOS管M₁,第二NMOS管M₂，第三NMOS管M₃，第四NMOS管M₄；第一PMOS管M₅，第二PMOS管M₆，第三PMOS管M₇，第四PMOS管M₈，第五PMOS管M₁₃，第六PMOS管M₁₄。

所述运算放大器OP，其同相端接基准电压VREF，反相端与自身输出端相接，并接到第三NMOS管M₃与第二PMOS管M₆的漏端；

所述失配校正单元4，包括四个PMOS管，即第七PMOS管M₉，第八PMOS管M₁₀，第九PMOS管M₁₁，第十PMOS管M₁₂。

本发明与现有技术相比具有以下优点：