[发明专利]光频转换器装置和用于光频转换的方法

说明书

一种用于光‑频转换的方法，包括借助于光电二极管(11)产生光电流(IPD)并在电荷平衡操作中根据第一时钟信号(CLK1)将光电流(IPD)转换成数字比较器输出信号(LOUT)。异步计数(C1)根据数字比较器输出信号(LOUT)中确定并且包括根据第一时钟信号(CLK1)的整数计数。根据数字比较器输出信号(LOUT)中确定分数时间计数(C2)，所述分数时间计数(C2)取决于第二时钟信号(CLK2)。最后，根据异步计数(C1)和分数时间计数(C2)计算表示光电二极管(11)产生的光电流的数字输出信号(ADC‑COUNT)。该方法可以由配备有光电二极管的示例性光‑频转换器实现。

本发明涉及一种光频转换器装置和一种用于光频转换的方法。

诸如环境光传感器的光学传感器在诸如智能电话、平板电脑移动设备中或与电视或室内照明相关的各种电子设备中得到越来越多的应用。在正常光照条件下，光学传感器及其专用信号处理电路已达到允许在光照变化的情况下精确测量照明条件甚至照明颜色的发展状态。然而，在低光照条件下，光学传感器装置中内嵌的光频转换经常不能提供对入射光的精确估计。通常，与在明亮的光照条件下相比，仅检测到少量计数并且丢失一些计数可能显现更大的误差。

本发明的目的是提供一种改善低计数精度的光学传感器装置和方法。

这些目的通过独立权利要求的主题实现。从属权利要求中描述了进一步的改进和实施例。

应当理解，除非明确地描述为替代方案，否则下文中关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用，或者与下文描述的其他特征组合使用，并且还可以与任何其他实施例的一个或多个特征组合使用，或者任何其他实施例的任何组合。此外，在不脱离如所附权利要求中限定的光-频转换器装置和光频转换方法的范围的情况下，也可以采用下面未描述的等同物和修改。

在至少一个实施例中，一种用于光频转换的方法包括以下步骤。该方法可以由下面进一步详细讨论的配备有光电二极管的示例性光频转换器来实现。

首先，通过光电二极管产生光电流。在根据第一时钟信号的电荷平衡操作中将光电流转换成数字比较器输出信号。从数字比较器输出信号确定异步计数。所述异步计数包括取决于第一时钟信号的整数数量的计数。另外，从数字比较器输出信号确定取决于第二时钟信号的分数时间计数。最后，从所述异步计数和从所述分数时间计数计算表示所述光电二极管产生的光电流的数字输出信号。

在至少一个实施例中，在积分时间的持续时间内将所述光电流积分到一个或更多个参考电荷包中。对电荷包的检测确定积分循环。例如，从开始状态到结束状态累积电荷。在该过程中累积的电荷可以认为是电荷包。第一时钟信号用于在积分时间内对参考电荷包的数量进行计数。异步计数从根据第一时钟信号计数的电荷包的数量来确定的。

在至少一个实施例中，通过根据第二时钟信号测量所述异步计数中的相邻计数来从时间计数中确定积分循环。例如，在时间周期中测量这些计数并且时间计数是所述时间周期的表示。

在至少一个实施例中，当已经确定计数时，复位时间计数。

在至少一个实施例中，将第一积分循环的时间周期确定为第一积分周期。通过表示第一积分循环的开始的第一时间戳和表示所述异步计数中第一计数的时间的第二时间戳来确定所述第一积分周期。

在至少一个实施例中，将一个或更多个完整积分周期的时间周期确定为完整积分周期。例如，可以将异步计数中两个相邻计数之间的任何时间周期认为是完整积分周期。通过表示异步计数中的计数的第三时间戳和表示异步计数中的相邻计数的第四时间戳来确定完整积分周期。

在至少一个实施例中，确定多于一个的完整积分周期。从确定的完整积分周期来确定平均完整积分周期。

在至少一个实施例中，将最后的完整积分循环与积分的结束之间的时间周期确定为剩余时间周期。通过表示异步计数中的最后的计数的时间戳和表示积分的结束的时间戳，即，当积分时间已过而终止信号采集时，来确定剩余积分周期，。