[发明专利]具光二极管漏电流补偿功能的环境光感测电路

说明书

现有本发明提出具有小电路面积与低制造成本的一种具光二极管漏电流补偿功能的环境光感测电路，其由一温度感测单元、一微处理单元、一电流转换单元、与一查表单元所组成。微处理单元可根据环境温度而自查表单元之中查询获得对应于第一光二极管所产生的一第一暗电流的一参考值；进一步地，根据该参考值，电流转换单元便可以利用其内部的可调整放大倍率的主动式放大电路对第二光二极管所产生的一第二暗电流执行一电流转换处理，使其值趋近于该第一暗电流。同时，本发明又利用节点电路的设计，使得放大后的第二暗电流与第一光二极管的输出电流自动地进行减法运算后，最终微处理单元可以顺利地接收经漏电流补偿处理后的输出电流。

技术领域

本发明是关于电子电路的技术领域，尤指一种具光二极管漏电流补偿功能的环境光感测电路。

背景技术

随着智能型手机的高度发展，手机已经不再是一个简单的通信工具；尤其，在扩增实境(Augmented Reality,AR)与虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术被广泛地应用至智能型手机之后，智能型手机俨然成为人们日常生活所不可或缺的电子产品。智能型手机内部配置有几种基本传感器，包括：指纹传感器、环境光传感器(ambient light sensor)、距离传感器(proximity sensor)、重力传感器(G-sensor)、加速度传感器(accelerometerSensor)、磁(场)传感器(magnetism sensor)、陀螺仪(gyroscope)、全球定位系统(GlobalPositioning System,GPS)。

请参阅图1，显示苹果的智能型手机的上视图。如图1所示，环境光传感器13’与距离传感器12’通常整合为一个光学感测模块；其中，距离传感器12’用以检测物体与手机1’的听筒14’的距离，环境光传感器13’则是用以感测外界光线的亮暗程度。当使用者的耳朵靠近听筒14’时，距离传感器12’即通知处理器关闭手机1’的屏幕，避免用户讲电话的时脸部误触屏幕。另一方面，在使用者使用手机1’的过程中，环境光传感器13’实时地感测环境光的强度，使得处理器可根据环境光的强度变化而实时性地手机1’的屏幕的背光强度。

请继续参阅图2，显示环境光传感器的电路架构图。如图2所示，现有的环境光传感器13’包括：包括一硅基板131’、一第一扩散区132’、一第二扩散区133’、与一金属遮盖134’的一光感测单元与一运算单元135’；其中，第一扩散区132’与硅基板131’组成一第一光二极管，且第二扩散区133’与硅基板131’组成一第二光二极管。当环境光传感器13’运作时，第一光二极管会接收外界射入的环境光(例如太阳光)并产生对应的第一光电流I₁’。同时，虽然第二光二极管因受到金属遮盖134’的遮蔽而无法接收环境光，第二光二极管仍旧会随着外界温度变化而产生对应的第二光电流I₂’。

值得说明的是，所述第二光电流I₂’即为第二光二极管的漏电流(leakagecurrent)，在环境光感测的应用上也称为暗电流(dark current)。另一方面，由于第一扩散区132’与第二扩散区133’具有相同的面积，因此，就半导体物理的理论上，第一光二极管与第二光二极管会产生相同的漏电流。是以，只要利用运算单元135’对第一光电流I₁’与第二光电流I₂’执行减法运算，便可以获得经过漏电流补偿的一输出电流I_out’。

如熟悉集成电路设计的工程师所熟知的，一颗光二极管的电路面积约为一颗金氧半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)的电路面积的200,000倍。可想而知，即使现有的环境光传感器13’提供了第一光电流I₁’的漏电流补偿方案，现有的环境光传感器13’仍不够完美，其至少显现出电路面积过大与制造成本过高的缺点。有鉴于此，本案的发明人极力加以研究发明，而终于研发完成本发明的一种具光二极管漏电流补偿功能的环境光感测电路。

发明内容