TWI788385B - 光學感測器配置及用於光感測之方法 - Google Patents

Abstract

光學感測器配置包括光二極體(11)及類比至數位轉換器(12)。該類比至數位轉換器(12)包括具有連結至該光二極體(11)的積分器輸入(15)之積分器(13)、具有連結至該積分器(13)的第一輸入之輸出之比較器(14)、以及連結至該比較器(14)之控制端之數位至類比轉換器(39)。

Description

光學感測器配置及用於光感測之方法

本專利申請案係關於光學感測器配置及用於光感測之方法。

光學感測器配置常常包括以光二極體及類比至數位轉換器(縮寫為AD(Analog-to-Digital)轉換器)所實現之光感測器。該光學感測器配置可以埋在深色玻璃下面，例如在用於行動通訊之裝置中。因此，在微弱的入射光之情況下高精度是有利的。尤其，在測量階段之開始時之該光學感測器配置之該狀態對該精度具有影響。

本發明之目的在於提供具有改良精度之光學感測器配置及用於光感測之方法。

本發明目的是由獨立請求項之主題標的所解決。該更多的實施例及發展是定義於附屬請求項中。

除非另外有陳述，否則如同上文所述之定義亦適用於下列描述中。

在實施例中，光學感測器配置包括光二極 體及類比至數位轉換器，縮寫為AD轉換器。該AD轉換器包括具有連結至該光二極體的輸入之積分器、具有連結至該積分器之輸出的第一輸入之比較器、以及連結至該比較器之控制端之數位至類比轉換器。

有利之處在於，該數位至類比轉換器，縮寫為DA(Digital-to-Analog)轉換器，提供類比輸入訊號至該比較器之該控制端。因此，該比較器之偏移可以由來自該DA轉換器所提供之該類比輸入訊號所控制。該類比輸入訊號可以在校正階段中決定，使得該比較器之切換點具有適當的數值。在該校正階段中所決定之該類比輸入訊號之數值在接續該校正階段後之測量階段期間是受到維持及保持固定值。因此，光感測之精度是受到改良。

在實施例中，該光學感測器配置包括連結該光二極體至該積分器輸入之輸入開關。在該輸入開關是設定於非傳導狀態下之情況中，該光二極體並未提供任何電流至該積分器輸入。在該輸入開關是設定於傳導狀態下之情況中，由該光二極體所產生之感測器電流是提供至該積分器輸入。

在實施例中，該光學感測器配置包括連結該積分器輸入至參考電位端之另外的輸入換。有利之處在於，當該另外的輸入開關是設定於傳導狀態下時，該另外的輸入開關提供參考電位至該積分器輸入。該參考電位是分接在該參考電位端。

在實施例中，該AD轉換器包括連結至該積 分器輸入之參考電容器電路。該參考電容器電路是經由配置以提供電荷包或一個以上之電荷包至該積分器輸入。

在更進一步的發展中，該參考電容器電路包括參考電容器及至少兩個開關。該參考電容器電路是經由配置以充電該參考電容器及提供儲存在該參考電容器上之電荷至該積分器輸入。由該參考電容器電路所提供之該電荷具有與由該光二極體至該積分器輸入所提供之該電荷之相反的符號。因此，由該積分器所儲存之電荷作為該感測器電流之函數可以藉由該參考電容器電路所提供之電荷包所減少。

在實施例中，該光學感測器配置包括連結至該比較器之比較器輸出之控制邏輯。有利之處在於，比較器輸出訊號是藉由該比較器所提供並且是施加至該控制邏輯。該控制邏輯可以包括用於計數該比較器輸出訊號之脈衝之計數器。該控制邏輯提供結果訊號。該結果訊號是該感測器電流的數位數值。該結果訊號表示由該光二極體所偵測之光線。該數位數值可以是由該計數器所計數之脈衝之該數量之函數。該控制邏輯可以連接至該輸入開關之控制端、該另外的輸入開關之控制端及該參考電容器電路之該數個開關之控制端。

此外，該控制邏輯可以連接至該DA轉換器之輸入。此外，該控制邏輯可以包括用於儲存提供至該DA轉換器之數位輸入訊號之記憶體。

在實施例中，該積分器包括放大器，具有 連接至該積分器輸入之第一放大器輸入及連結至該積分器之該輸出之放大器輸出。

在實施例中，該積分器包括具有連結至該第一放大器輸入的第一電極及具有連結至該放大器輸出的第二電極之第一積分電容器。該第一積分電容器之該第一電極可以接地及永久地連接至該放大器輸入。該第一積分電容器之該第二電極可以直接地及永久地連接至該放大器輸出。

在實施例中，該積分器包括連結該第一積分電容器之該第二電極至該放大器輸出之第一開關。

在實施例中，該積分器包括連結該第一積分電容器之該第二電極至參考電壓端之第一參考開關。

在實施例中，該類比至數位轉換器包括連結至該放大器之控制端之校正數位至類比轉換器。有利之處在於，該校正數位至類比轉換器，縮寫為該校正DA轉換器，提供類比訊號至該放大器之該控制端。因此，該放大器之偏移是藉由該校正DA轉換器所設定。

在實施例中，該積分器包括具有連結至該第一放大器輸入的第一電極及具有連結至該放大器輸出的第二電極之第二積分電容器。

在實施例中，該積分器包括連結該第二積分電容器之該第二電極至該放大器輸出之第二開關。

在實施例中，該積分器包括連結該第二積分電容器之該第二電極至該參考電壓端之第二參考開關。

有利之處在於，該積分器之該特性可以藉由該第一及該第二積分電容器之使用而設定。該積分器在該積分器之該輸出處提供輸出電壓。在該第一及該積分電容器中僅有一者是設定為有效的情況下，該輸出電壓相對於該感測器電流具有高靈敏度。與此相反的，在積分電容器兩者均設定為有效的情況下，該輸出電壓對於該感測器電流具有低的靈敏度。積分電容器兩者是藉由設定該第一及該第二開關於傳導狀態中而設定為有效。該控制邏輯控制該第一及該第二開關。

在實施例中，該積分器包括連結該第一積分電容器之該第二電極至另外的參考電壓端之另外的第一開關。該積分器可以包括連結該第二積分電容器之該第二電極至額外的參考電壓端之另外的第二開關。參考電壓是分接在該參考電壓端。另外的參考電壓是分接在該另外的參考電壓端。額外的參考電壓是分接在該額外的參考電壓端。有利之處在於，該另外的參考電壓及該額外的參考電壓兩者可以不同於該參考電壓。該額外的參考電壓可以不同於該另外的參考電壓。另外，該額外的參考電壓及該另外的參考電壓可以是相等的。

在實施例中，該另外的第一開關及該另外的第二開關在校正階段及測量階段期間是設定於非傳導狀態下。該另外的第一及該另外的第二開關在剩餘的數位化階段是選擇性地設定於傳導狀態下或非傳導狀態下。藉由設定該另外的第一及/或該另外的第二開關於傳導狀態或 非傳導狀態下，該輸出電壓可以在剩餘的數位化階段下做變更。該兩個開關可以設定於傳導狀態或非傳導狀態下使得該比較器變更本身的比較器輸出訊號。該比較器在該剩餘的數位化階段期間藉由該另外的第一開關及該另外的第二開關於傳導狀態或非傳導狀態下之適當的設定而進行開關。

該積分器可以包括另外的積分電容器及連接該另外的電容器之該第二電極至該放大器輸出之對應的另外的開關。另外，該積分器可以包括連結該另外的積分電容器之該第二電極至該參考電壓端之另外的參考開關。此外，該積分器可以包括連結該另外的積分電容器之該第二電極至另外的參考電壓端之另外的開關。

該積分器可以包括第一數量N的積分電容器。該第一數量N可以是例如為8。該第一數量N的電容器之該電容值可以是相等的。另外，該第一數量N的電容器之該電容值是二位元編碼。

在實施例中，該比較器之第二輸入是連結至該參考電壓端。

該光學感測器配置實現環境光感測器。該光學感測器配置是以具有改良的第一計數精度之光感測器而實現。

在實施例中，該光學感測器配置是經由配置用於在消費性電子中之應用。選擇性的應用為該顯示管理，其中該環境光感測器(ALS,Ambient Light Sensor)可以 經由使用以測量該環境光亮度。該光學感測器配置是以環境光感測器而實現。若該環境光是亮的，則用於顯示面板之較高的背光照明將會使用。若該環境光是暗的，則用於該顯示面板之較低的背光照明將會設定。藉由動態地調整該顯示面板亮度，該環境光感測器輔助以最佳化該顯示面板之該操作功率。

實施例中，該環境光感測器為了時尚的方式是埋在深色玻璃下面，例如，在行動電話應用中。為了由微弱的入射光得到更多的訊號，該ALS之較高的數位化解析度是具有優勢的。在本揭露中所描述之該入射光感測器在第一次計數生成中達到改良的精度。

在實施例中，與開關相關之該基本寄生電荷注入在該光學感測器配置中並未消除，而是這些寄生電荷注入包含並且相等在該AD轉換器之每一個計數產生中。因此，電路架構及比較器輸入偏移校正技術方案將實現並且較高的數位化解析度因此達成。

該光學感測器配置可以使用兩個偏移校正。該光學感測器配置可以使用子計數數位化方案。

在實施例中，用於光感測之方法包括由數位至類比轉換器提供類比輸入訊號至比較器之控制端、由光電二極體產生感測器電流及提供該感測器電流至積分器之輸入、由該積分器產生輸出電壓及提供該輸出至該比較器之第一輸入、以及決定該感測器電流之數位數值作為由該比較器所產生之比較器輸出訊號之函數。

用於光感測之該方法依據上文所定義之其中一項該實施例可以例如藉由該光學感測器配置而實現。

有利之處在於，該比較器之切換點視該類比輸入訊號而定。因此，光感測之該準確性是藉由調整該類比輸入訊號之適當的數值而改善。

在實施例中，該感測器電流之該數位數值視該比較器輸出訊號而定。

在實施例中，由該比較器所提供之該比較器輸出訊號是施加至控制邏輯。該控制邏輯提供結果訊號。該結果訊號是該感測器電流之該數位數值。該結果訊號表示由該光二極體所偵測之該光線。

該比較器輸出訊號可以是脈衝訊號或脈衝形訊號。

在實施例中，該控制邏輯包括計數該比較器輸出訊號之該脈衝之計數器。該感測器電流之該結果訊號或該數位數值可以是由該計數器所計數之該數量的脈衝之函數。該感測器電流之該結果訊號或該數位數值可以視由該計數器所計數之該數量的脈衝而定。該感測器電流之該結果訊號或該數位數值可以等於由該計數器所計數之該數量的脈衝。另外，該感測器電流之該結果訊號或該數位數值可以是在該測量階段期間該比較器輸出訊號之該脈衝及由剩餘的輸出數值之數位化所決定之位元之函數。

在實施例中，該類比輸入訊號之數值是決定於校正階段中並且在該校正階段後的測量階段期間是保 持固定值。

在實施例中，輸入開關連結該光二極體至該積分器輸入。在該測量階段中，該輸入開關是設定於傳導狀態下。在該測量階段中，該光二極體是連接至該積分器輸入。在該校正階段期間，該輸入開關可以設定於非傳導狀態下。因此，在該校正階段中，該光二極體可以不連接至該積分器輸入。另外，例如在低光線情況下，該輸入開關在該校正階段中或在部分該校正階段中可以選擇性地位於傳導狀態下。

在實施例中，在選擇上，取樣及維持階段及/或剩餘的數位化階段可以接續該測量階段。在這個或這些階段期間，該輸入開關可以設定於非傳導狀態下並且，因此，該二極體可以不連接至該積分器輸入。

在實施例中，該比較器之第二輸入是連結至參考電壓端。參考電壓是分接在該參考電壓端及施加至該比較器之該第二輸入。

在實施例中，該比較器之偏移是藉由該類比輸入訊號所控制。該比較器之該偏移可以藉由該類比輸入訊號所設定。

在實施例中，該比較器輸出訊號視該輸出電壓、該參考電壓及該類比輸入訊號而定。

在實施例中，在該校正階段中(例如在第二部分的該校正階段中)，提供至該數位至類比轉換器之數位輸入訊號是變動的。由於該數位至類比轉換器產生該類比 輸入訊號，該類比輸入訊號是隨著該數位輸入訊號之函數而變動。該數位輸入訊號及因此該類比輸入訊號是變動的直到該比較器輸出訊號變更本身的數值。因此，在該校正階段中(例如在該第二部分的該校正階段中)，該數位輸入訊號之數值及因此該類比輸入訊號之數值是在該比較器開關處而決定。該數位輸入訊號之該數值是儲存及使用於該測量階段中。當該比較器輸出訊號變更本身的數值一次或一次以上時，該比較器可以做開關。

下列實施例之圖式之說明更進而說明及解釋該光學感測器配置之目的及用於光感測之方法。具有相同結構及相同功效之裝置及電路部件分別地以相同的參考元件符號所表示。到目前為止就在不同的圖式中之本身的功能而言，當裝置或電路彼此對應時，對於每一個該下列的圖式之該裝置或電路將不重複作描述。

10‧‧‧光學感測器配置

11‧‧‧光二極體

12‧‧‧類比至數位轉換器

13‧‧‧積分器

14‧‧‧比較器

15‧‧‧積分器輸入

16‧‧‧輸入開關

17‧‧‧參考電位端

18‧‧‧另外的輸入開關

19‧‧‧控制邏輯

20‧‧‧參考電容器電路

21‧‧‧參考電容器

22至25‧‧‧參考電容器開關

26‧‧‧增益電壓端

27‧‧‧記憶體

28‧‧‧計數器

30‧‧‧放大器

31‧‧‧第一積分電容器

32‧‧‧第一放大器輸入

33‧‧‧放大器輸出

34‧‧‧第一開關

35‧‧‧第一參考開關

36‧‧‧參考電壓端

37‧‧‧校正數位至類比轉換器

38‧‧‧供給電壓端

39‧‧‧數位至類比轉換器

40‧‧‧控制端

41‧‧‧第二積分電容器

43‧‧‧第二開關

44‧‧‧第二參考

45‧‧‧另外的第一開關

46‧‧‧另外的參考電壓端

47‧‧‧另外的第二開關

48‧‧‧額外的參考電壓端

60‧‧‧輸入階段

61‧‧‧輸出階段

62、63、65、66‧‧‧輸入電晶體

64‧‧‧來源電晶體

67‧‧‧輸入控制電晶體

70、71‧‧‧輸出電晶體

72‧‧‧反相器

A‧‧‧校正階段

ADC_C‧‧‧控制訊號

ADC_COUNT‧‧‧結果訊號

AVDD‧‧‧供給電壓

AVSS‧‧‧參考電位

A1‧‧‧第一部分

A2‧‧‧第二部分

B‧‧‧測量階段

C‧‧‧取樣及維持階段

CLK‧‧‧時脈訊號

CP‧‧‧電荷包

D‧‧‧剩餘數位化階段

DAC1‧‧‧數位訊號

DAC2‧‧‧數位輸入訊號

IP‧‧‧感測器電流

SAN1‧‧‧類比訊號

SAN2‧‧‧類比輸入訊號

SCO‧‧‧比較器輸出訊號

t‧‧‧時間

TINT‧‧‧測量時間

VB‧‧‧偏置電壓

VC‧‧‧參考電容器電壓

VGAIN‧‧‧端電壓

VN‧‧‧輸入電壓

VOUT‧‧‧輸出電壓

VOUTR‧‧‧剩餘輸出數值

VREF‧‧‧參考電壓

VSAR、VSAR'‧‧‧數位化參考電壓

Φ0至Φ10、ΦAZ‧‧‧控制訊號

第1A至1B圖係顯示光學感測器配置及該光學感測器配置的訊號之實施例；第2A至2M圖係顯示光學感測器配置在不同階段中及該光學感測器配置之對應訊號之實施例；第3圖係顯示比較器之實施例。

第1A圖顯示包括光二極體11及類比至數位轉換器12(縮寫為AD轉換器)之光學感測器配置10之實 施例。該AD轉換器12包括積分器13及比較器14。該積分器13包括連結至該光二極體11之積分器輸入15。該光二極體11是連接至參考電位端17。此外，該光學感測器配置10包括連接該光二極體11至該積分器輸入15之輸入開關16。該光二極體11之陽極是連接至該參考電位17，並且該光二極體11之陰極是經由該輸入開關16連結至該積分器輸入15。

此外，該光學感測器配置10包括連接該轉換器輸入15至該參考電位端17之另外的輸入開關18。另外，該光學感測器配置10包括具有輸入連接至該比較器14之比較器輸出之控制邏輯19。該控制邏輯19包括藉由未顯示的連接線路而連接至該輸入開關16之控制端及另外的輸入開關18之控制端之輸出。

此外，該AD轉換器12包括連結至該積分器輸入15之參考電容器電路20。該參考電容器電路20包括參考電容器21及至少兩個參考電容器開關。第一參考電容器開關22連結該參考電容器21之第一電極至該積分器輸入15。第二參考電容器開關23連結該參考電容器21之第一電極至該參考電位端17。第三參考電容器開關24連結該參考電容器21之第二電極至增益電壓端26。第四參考電容器開關25連結該參考電容器21之該第二電極至該參考電位端17。該控制邏輯19包括連接至該第一至該第四參考電容器開關22至25之控制端之輸出。

該積分器13包括放大器30及第一積分電 容器31。該第一積分電容器31是配置在該放大器30之第一放大器輸入32及該放大器30之放大器輸出33之間。該第一積分電容器31之該第一電極是直接地及永久地連接至該第一放大器輸入32。該第一積分電容器31之該第二電極是連結至該放大器輸出33。該積分器13包括連結該第一積分電容器31之該第二電極至該放大器輸出33之第一開關34。該積分器13之第一參考開關35連結該第一積分電容器31之該第二電極至參考電壓端36。

此外，該AD轉換器12包括校正數位至類比轉換器37，縮寫為校正DA轉換器。該校正DA轉換器37是連接在本身的輸出端上至該放大器30之控制端。在該輸入端上，該校正DA轉換器37藉由未顯示的匯流排線路是連結至該控制邏輯19之輸出。該控制邏輯19包括記憶體27。再者，該控制邏輯19包括連結在本身的輸入端上至該比較器14之該輸出之計數器28。該放大器30及該比較器14兩者是連接至供給電壓端38及該參考電位端17。

該放大器輸出33是連接至該比較器14之第一輸入。該參考電壓端36是連接至該比較器14之第二輸入。該比較器14之該第一輸入是以非反相輸入而實現，並且該比較器14之該第二輸入是以反相輸入而實現。

該第一放大器輸入32是以反相輸入而實現。該放大器30額外地包括第二放大器輸入。該第二放大器輸入是以非反相輸入而實現。該第二放大器輸入是連接至該 參考電位端17。

該光二極體11產生感測器電流IP。該積分器13在放大器輸出33處產生輸出電壓VOUT。該輸出電壓VOUT亦可以稱為積分器輸出電壓或放大器輸出電壓。該輸出電壓VOUT是提供至該比較器14之該第一輸入。在該參考電壓端36處，參考電壓VREF將分接。未顯示的參考電壓源可以連接至或連結至該參考電壓端36。該參考電壓源可以選擇性地以帶隙電路(bandgap circuit)而實現。該參考電壓VREF是提供至該比較器14之該第二輸入。當該第一參考電壓開關35是設定於傳導狀態下時，該參考電壓VREF可以施加至該第一積分電容器31之該第二電極。當該第一參考開關35及該第一開關34是設定於傳導狀態下時，該參考電壓VREF可以提供至該放大器輸出33及該比較器14之該第一輸入。

該比較器14產生比較器輸出訊號SCO在該比較器輸出處。該比較器輸出訊號SCO是提供至該控制邏輯19。該計數器28在測量時間TINT期間計數該比較器輸出訊號之脈衝。該測量時間TINT亦可以稱為積分時間。該積分器13在該測量時間TINT期間執行積分。該控制邏輯19產生結果訊號ADC_COUNT。該結果訊號ADC_COUNT在該測量時間TINT之結束時是儲存於該計數器28中之該數值之函數。該結果訊號ADC_COUNT可以稱為計數器訊號。該控制邏輯接收時脈訊號CLK。此外，該控制邏輯19接收控制訊號ADC_C。該控制邏輯19產生數位訊號DAC1 及提供該數位訊號DAC1至該校正DA轉換器37。該數位訊號DAC1是儲存於該記憶體27中。該校正DA轉換器37產生類比訊號SAN1及施加該類比訊號SAN1至該放大器30之該控制端。

該控制邏輯19產生提供至該第一參考開關35、該第一開關34、該輸入開關16、該另外的輸入開關18及該第一至該第四參考電容器開關22至25之該控制端之控制訊號Φ1、Φ8、Φ10、ΦAZ、Φ3至Φ6。該控制訊號亦可以稱為時脈相位或時脈訊號。該參考電容器電路20提供電荷包CP至該積分器輸入15。該電荷包CP亦可以稱為電荷封包。該電荷包CP依據該下列方程式具有數值：CP=CREF˙VGAIN，其中CERF是該參考電容器21之電容值並且VGAIN是分接在該增益電壓端26處之端電壓之電壓值。輸入電壓VN是分接在該該積分器輸入15處。該控制訊號ADC_C具有第一邏輯值於校正階段A中及第二邏輯值於測量階段B中。該第一邏輯值可以是低的或0V，並且該第二邏輯值可以是高的或供給電壓AVDD之該值。該供給電壓AVDD是分接在該供給電壓端38處。

第1B圖顯示在第1A圖中所顯示之該光學感測器配置10之訊號之實施例。標示為B之該測量階段接續標示為A之該校正階段。在該校正階段A期間，該輸入開關16是設定以非傳導狀態。因此，該光二極體11在該校正階段A中是並未連接至該積分器輸入15。該另外的 輸入開關18是設定於傳導狀態下使得該積分器輸入15是連接至該參考電位端17。當該另外的輸入開關18及該第一參考開關35是關閉時(該另外的輸入開關18及該第一參考開關35是設定於傳導狀態下)，該第一積分電容器31是首先充電至該參考電壓VREF。之後，該第一開關34是設定於傳導狀態下，並且該第一參考開關35是設定於非傳導狀態下。因此，該參考電壓VREF是提供至該第一積分電容器31之該第二電極及提供至該放大器輸出33。因此，在該校正階段A之該起始之處，該輸出電壓VOUT具有該參考電壓VREF之該數值。

在該校正階段A期間，該另外的輸入開關18及該第一參考開關35是再次設定於非傳導狀態下。因此，該輸出電壓VOUT之該數值可以藉由數值VOUT偏移而下降。

在該測量階段B中在顯示於第1B圖中之例子裡，該輸出電壓VOUT是高於該比較器14之切換點。因此，該參考電容器電路20提供電荷包CP至該積分器輸入15。該輸出電壓VOUT藉由對應於該電荷包CP之該數值之預定的數值而下降。

該感測器電流IP是由該光二極體16提供至該積分器輸入15。因此，該輸出電壓VOUT再度上升。當該輸出電壓VOUT達到該比較器14之該切換點時，第二電荷包CP是由該參考電容器電路20提供至該積分器輸入15。

該測量階段B之該測量時間TINT是預定的。如同在第1B圖中可以看到的，該比較器切換點是低於該參考電壓VREF。在該參考電壓VREF及該比較器14之該切換點之間之該數值比較器偏移具有差異性。在該測量階段B之結束時，該輸出電壓VOUT具有剩餘的輸出數值VOUTR。

如同在第1A及1B圖中所說明，該光電感測器配置10實現環境光感測器，縮寫為ALS。該AD轉換器12是以電荷平衡類比至數位轉換器而實現。該AD轉換器12收集來自該光二極體11可以稱為光子電流之該感測器電流IP及轉換成為ALS計數。該感測器電流IP是積分至該第一積分電容器31內部並且該輸出電壓VOUT遞增。若該輸出電壓VOUT是大於該參考電壓VREF(或者更精確地是較大於該比較器14之該切換點，該比較器14是該參考電壓VREF之函數)，則該控制邏輯19將增加該計數器28之該結果訊號ADC_COUNT，並且在該積分電容器31上之該電荷將減少一個單位的電荷包CP=CREF˙VGAIN。藉由在該測量時間TINT中積分該感測器電流IP，其中該測量時間TINT是特定數量的時間(例如100ms)，該結果訊號ADC_COUNT將給予環境光之該亮度。該放大器30是以運算放大器而實現。該細部的電性操作將於下文中作解釋。

初始，當該控制訊號ADC_C是低的：該光二極體11是清除的；該第一積分電容器31是清除的；該 放大器30之該輸出電壓VOUT是重置在低於該參考電壓VREF之電壓；該比較器輸出訊號SCO是低的；該電荷包CP是完全地清除的及與該積分器輸入15斷開；該結果訊號ADC_COUNT是清除成為0。

當該控制訊號ADC_C是高的時：該感測器電流IP是積分至該第一積分電容器31內部並且該輸出電壓VOUT是遞增。當該輸出電壓VOUT是大於該參考電壓VREF時(或者更精確地是大於該比較器14之該切換點)，該比較器輸出訊號SCO是高的，並且由該控制訊號Φ3至Φ6所控制之電荷包CP=CREF˙VGAIN，是在該積分器輸入15處由該輸入電壓VN所移除並且該結果訊號ADC_COUNT將會增加一個計數。該結果訊號ADC_COUNT可以是該計數器28之輸出訊號。在該電荷移除之後，該輸出電壓VOUT是低於該參考電壓VREF，並且該參考電容器電路20是與該積分器15斷開並且是回到重新充電模式。該參考電容器電路20可以稱為電荷包電路。經過亦即該測量時間TINT之特定的週期，等於該結果訊號ADC_COUNT之該數值及亦已知為該環境光計數之電荷移除之該數量，依據該下列電荷守恆方程式將會產生：ADC_COUNT=(TINT˙IP)/(CREF˙VGAIN)

該上述程序描述於第1B圖中，其中該結果訊號ADC_COUNT=3。為了得到較高的數位化解析度，本方法可以另外數位化該放大器的輸出之該留下剩餘的輸出數值VOUTR。由於兩個原因，該殘留或剩餘可能不是準確 的：1、該放大器的輸出及該第一ALS計數之該初始化可能不是準確的；2、該比較器輸入可能具有有限的偏移。

該電荷包CP=CREF˙VGAIN可以是非常小的(例如大約3毫微微庫侖(3 femto-coulomb))；該第一ALS計數精確性是由相結合的開關16、18、22至25之該寄生電荷注入所限定，該開關是由該控制訊號ΦAZ、Φ3至Φ6、Φ10等等所控制。

第2A圖顯示由該第1A及1B圖所說明之該實施例之另外的發展之該光學感測器配置10之實施例。此外，該AD轉換器12包括在本身的輸出端上連結至該比較器14之控制端40的DA轉換器39。該DA轉換器39是在本身的輸入端上連接至該控制邏輯19之輸出。

此外，該積分器13包括配置在該第一放大器輸入32及該放大器輸出33之間之第二積分電容器41。該積分器13包括第二開關43。該第二積分電容器41之第一電極是連接至該放大器輸入32。該第二積分電容器41之第二電極是經由該第二開關43連接至該放大器輸出33。此外，該積分器13包括連結該參考電壓端36至該第二積分電容器41之該第二電極的第二參考開關44。

再者，該積分器13包括連結該第一積分電容器31之該第二電極至另外的參考電壓端46之另外的第一開關45。該積分器13包括連結該第二積分電容器41之該第二電極至額外的參考電壓端48之另外的第二開關47。該額外的參考電壓端48可以直接地連接至該另外的參考 電壓端46。

如同在第2A圖中由點所表示，該積分器13可以包括至少另外的積分電容器及三個另外的開關，諸如以該第一積分電容器31及該開關34、45、45所實現。

該控制邏輯19提供數位輸入訊號DAC2至該DA轉換器39。該DA轉換器39產生類比輸入訊號SAN2及提供該訊號SAN2至該比較器14之該控制輸入40。

在第2A圖中，該光學感測器配置10實現光感測器架構。除了使用該校正DA轉換器37之該放大器的輸入偏移修正，另外具有特徵：使用該DA轉換器39之比較器輸入偏移校正。該積分器13之該積分電容器是再被細分用於子計數數位化。由該控制訊號Φ10所控制之該第一開關16輔助該比較器輸入偏移校正及子計數數位化。該放大器的輸出偏移是相同於該比較器的輸入偏移。當該比較器的輸入偏移受到校正時，初始的放大器輸出偏移將是精確的，因此該第一計數精確性將維持著。

使用於該光學感測器配置10之該不同的階段是由第2B至2L圖作說明。第2B至2F圖顯示該校正階段A，而第2G至2J圖顯示該測量階段B。第2K及2L圖顯示在該測量階段B後之剩餘的數位化階段D。

第2B圖顯示上文所描述於該校正階段A之第一部分A1中之該光學感測器配置10之狀態之實施例。該控制邏輯19設定該輸入開關16於非傳導狀態下及該另外的輸入開關18於傳導狀態下。該第一及該第二開關34、 43是設定於非傳導狀態下。該第一參考及該第二參考開關35、44是設定於傳導狀態下。該另外的第一及該另外的第二開關45、46是設定於非傳導狀態下。因此，該參考電壓VREF是提供至該第一及該第二積分電容器31、41之該第二電極。參考電位AVSS是提供至該積分器輸入15。由於該輸入開關16是設定於非傳導狀態，該光二極體11並未提供該感測器電流IP至該積分器輸入15。

該第一及該第三參考電容器開關22、24是設定於非傳導狀態下，而該第二及該第四參考電容器開關23、25是設定於傳導狀態下。因此，該參考電容器21是是由該積分器輸入15放電及解耦。

在該校正階段A之該第一部分A1中，提供至該校正DA轉換器37之該數位訊號DAC1將會決定。該數位訊號DAC1是變動的，直到該比較器輸出訊號SCO變更本身的邏輯數值為止。該比較器14在該數位訊號DAC1之該數值處作切換。因此，該放大器30之偏移將作補償。該數位訊號DAC1之該數值是儲存於該控制邏輯19之該記憶體27中。該數位訊號DAC1之該數值在該校正階段之第二階段A2期間及在該測量階段B期間是保持固定值。

在該下文中，該特徵將在7個步驟電路操作程序中作說明。該第一步驟的電路操作為該放大器的輸入偏移校正。該電路配置是顯示於第2B圖中：該放大器30是在開迴路中；本身的輸入是短路接地；放大器的輸入偏移是由該校正DA轉換器37及該控制邏輯19所校正； 該光二極體11是斷開的使得該輸入偏移校正是與光無關；積分電容器31、41是預先充電成為該參考電壓VREF。

第2C及2D圖顯示在上文於該校正階段A之該第二部分A2中所顯示之該光學感測器配置10之狀態之實施例。該另外的輸入開關18及該第一與該第二參考開關35、44是設定於非傳導狀態下。該第一及該第二開關34、43仍然是在傳導狀態下。

因此，由於該三個開關之該開啟對於儲存在該第一及第二積分電容器31、41中之該電荷及因此在該輸出電壓VOUT僅具有很小的影響，該放大器30之該輸出電壓VOUT是設定接近該參考電壓VREF。在該校正階段A之該第二部分A2中，提供至該DA轉換器39之該數位輸入訊號DAC2是變動的。該數位輸入訊號DAC2是變動的，直到該比較器輸出訊號SCO變更本身的數值為止。因此，在該數位輸入訊號DAC2之該決定的數值處，該比較器14作切換。該數位輸入訊號DAC2之該決定的數值是儲存於該控制邏輯19之該記憶體27中。該輸入開關16是設定於非傳導狀態下在該校正階段A之該第一及第二部分A1、A2中。因此，落在該光二極體11上之光對於該數位訊號DAC1及該數位輸入訊號DAC2並未具有任何影響。

該參考電容器21將放電。可以在該參考電容器21之該第一及該第二電極之間分接之參考電容器電壓VC為零。

在第2D圖中，作為該時間t之函數之該輸出電壓VOUT將作說明。在該輸出電壓VOUT中之該步驟是藉由該三個開關之該開啟所造成。

電路操作之該第二步驟是顯示於第2C及2D圖中，其中該放大器的輸出偏移是藉由該控制訊號ΦAZ、Φ0、Φ1開啟該另外的輸入開關18及該第一與該第二參考開關35、44及藉由該控制訊號Φ7、Φ8關閉該第一及該第二開關34、43而初始化。在該程序之後，該輸出電壓VOUT是設定接近具有在該下一個步驟中將作修整的某偏移之該參考電壓VREF。

電路操作之該第三步驟是顯示於第2C圖中用於放大器的輸出偏移及該比較器的輸入偏移之該組合的校正：該放大器30是在閉迴路中；本身的輸入是在虛擬接地上；該輸出電壓VOUT是預先設定在來自該上一個步驟之該參考電壓VREF處；放大器的輸出偏移及該比較器的輸入偏移兩者是由該DA轉換器39及該控制邏輯19所校正；該光二極體11是斷開的使得該偏移校正是與光無關。

在第2C圖中之該電路配置之該電路操作程序可以在第2D圖中怍說明。在該放大器30是切換成為閉迴路之後，由於來自由該控制訊號ΦAZ等等所控制之該另外的輸入開關18之電荷注入，有限的放大器的輸出偏移(在第2D圖中以BL所標示)可能不同於該比較器的輸入偏移(以RE標示)；在該DA轉換器39之該校正之前面幾個步驟之後(例如，透過連續的接近登錄程序)，該比較器的 輸入偏移是較接近於該放大器的偏移，但是仍然是不相等的；在該DA轉換器39之校正之更多的步驟之後，該比較器的輸入偏移是等於該放大器的偏移(標示以GR)並且在該偏移之後，該比較器輸出訊號SCO往復地開關。

第2E及2F圖顯示如同上文所描述之該光學感測器配置10及在該初始的該測量階段B處之該輸出電壓VOUT之狀態之實施例。在該測量階段B中，該第一及該第二開關34、43是設定於傳導狀態下。該第一及該第二參考開關35、44是設定於非傳導狀態下。該另外的第一及該另外的第二開關45、47亦設定於非傳導態下。該另外的輸入開關18是設定於非傳導狀態下。該輸入開關16是設定於傳導狀態下。該參考電容器21是放電的。可以分接在該參考電容器21之該電壓VC為零。

在該起始的該測量階段B處，該第一及該第二參考電容器開關22、24是設定於傳導狀態下。由於該電壓VGAIN是不同於零，因此該第一及該第三參考電容器22、24之該關閉提供電荷包CP至該積分器輸入15。該電荷包CP是藉由該參考電容器21提供至該放大器30之該輸入。該電荷包CP造成該輸出電壓VOUT之降低。

該輸出電壓VOUT之該降低之該步驟具有預定的數值。該輸出電壓VOUT之該步驟之該數值視該參考電容器21之該電容值、該端電壓VGAIN之該數值及該第一及該第二積分電容器31、41之該電容值而定。

電路操作之該第四步驟是在於由如同在第 2E及2F圖中所顯示之該積分器輸入15之該積分節點移除一次計數電荷包CP=CREF˙VGAIN：由該控制訊號Φ3、Φ4所控制之該第二及該第四參考電容器開關23、25是開啟的，由該控制訊號Φ5、Φ6、Φ10所控制之該第一及該第三參考電容器開關22、24及該輸入開關16是關閉的。當該開關是設定於非傳導狀態下時，開關是開啟的。當該開關是設定於傳導狀態下時，開關是關閉的。來自在該一次計數移除初始化中之該參考開關22至25之該電荷注入將是相同於該後來的第一計數產生，因此該第一計數精確性將會維持。

第2G及2H圖顯示上文所描述之該光學感測器配置10及在該測量階段B中之該對應的輸出訊號VOUT之狀態之實施例。由於該輸入開關16是在傳導狀態下時，該光二極體11提供該感測器電流IP至該比較器輸入15及因此至該放大器輸入32而造成該輸出電壓VOUT之上升。每一次該輸出電壓VOUT上升至該比較器14之該切換點，該比較器輸出訊號SCO提供脈衝至該控制邏輯19，該控制邏輯19接著關閉該第一及該第三參考電容器開關22、24(如同在第2E圖中所顯示)。正常地，如同在第2G圖中所顯示，該第一及該第三參考電容器開關22、24是設定於非傳導狀態下並且該第二及第四參考電容器開關23、25是設定於傳導狀態下。在該測量階段B之該結束時，該輸出電壓VOUT具有該剩餘的輸出數值VOUTR。

電路操作之該第五步驟是如同在第2G圖中 所顯示之積分週期：由該控制訊號Φ3、Φ4所控制之該參考電容器開關23、25是關閉的，由該控制訊號Φ5、Φ6所控制之該參考電容器開關22、24是開啟的。該感測器電流IP是積分在該積分電容器31、41上。若該輸出電壓VOUT是較大於該參考電壓VREF(更確切地說較大於該比較器14之該切換點)，則ALS計數將會產生，如同在第2G圖中所顯示，該結果訊號ADC_COUNT將會遞增並且一次計數電荷包CP=CREF˙VGAIN將會移除(後續ALS計數產生是相同於初始化設定，因此該第一計數產生是精確的)。在該程序期間之該輸出電壓VOUT是顯示於第2H圖中，其中該結果訊號ADC_COUNT=3及該輸出電壓VOUT具有留下剩餘的輸出數值VOUTR。如同在第2H圖中所顯示，該放大器的輸出偏移是相同於該校正比較器的輸入偏移。

第2I及2J圖顯示在該測量階段B之後於取樣及維持階段C中之該光學感測器配置10及該輸出電壓VOUT之實施例。在該取樣及維持階段C期間，該輸入開關16是設定於非傳統狀態下。因此，該光二極體11並未提供該感測器電流IP至該放大器30之該輸入。該輸出電壓VOUT是保持固定值。

該第六步驟為顯示於第2I圖中之該剩餘取樣及維持階段C。在該剩餘取樣及維持階段C中，由該控制訊號該Φ10所控制之該輸入開關16是開啟的。該輸出電壓VOUT之該剩餘輸出數值VOUTR是如同於第2J圖中所顯示而取樣。

第2K及2L圖顯示該光學感測器配置10及在該取樣及維持階段C之後之剩餘的數位化階段D中之該輸出電壓VOUT之狀態之實施例。在該剩餘的數位化階段D期間，該輸入開關16是設定於非傳導狀態下。再者該第一參考電容器開關22是設定於非傳導狀態下。此外，該第一及該第二參考開關35、44是設定於非傳導狀態下。因此，該光二極體11及儲存於該參考電容器21之電荷或者該參考電壓VREF對於該輸出電壓VOUT都不具有任何的影響。藉由適當的設定該第一及該第二開關34、43以及該另外的第一及該另外的第二開關45、47於非傳導狀態下或傳導狀態下，該輸出電壓VOUT將修正及該比較器輸出電壓SCO之該數值將決定。因此，表示該剩餘輸出數值VOUT之該位元之該數值將會決定。

若該積分器13明確地包括兩個積分電容器，意即該第一及該第二積分電容器31、41，表示該剩餘的輸出數值VOUTR之一個位元可以決定。在該積分器13明確地包括四個積分電容器之情況中，表示該剩餘的輸出數值VOUTR之兩個位元可以作決定。在該積分器13包括八個積分電容器之情況中，該剩餘的輸出數值VOUTR可以數位化，造成三個位元。在選擇上，該積分電容器31、41之該電容數值是相等的。

該第7步驟為顯示於第2K圖中之該剩餘的輸出數值VOUT之該數位化。在顯示於第2K圖中之該例子中，該積分器13包括八個積分電容器31、41(只有兩個 積分電容器是顯示於第2K圖中，六個積分電容器是以點符號所標示)。因此，該整個積分電容器是細分成為用於額外的3位元子計數剩餘數位化之8個子單元；對於n位元子計數數位化，該積分器13包括2ⁿ個積分電容器31、41。該2ⁿ個積分電容器31、41之該電容值是相等的。

該剩餘數位化在連續的接近登錄程序(縮寫為SAR程序)之後是藉由該積分電容器31、41之重新組合程序而實現。在此該放大器30是在閉迴路中並且該剩餘電荷是牢固地維持在該放大器的虛擬接地中。當該比較器偏移在參考該參考電壓VREF是已經無效時，藉由重新組合在VN及數位化參考電壓VSAR之間之部分的該積分電容器31、41，在該新的重新組合的積分電容器31、41中之該電荷將強迫流入該剩下的該積分電容器31、41內(在VN及VOUT之間或在該放大器輸入32及該放大器輸出33之間)，因此子計數數位化可以在SAR程序中而達成。該輸出電壓VOUT及3位元子計數數位位程序是顯示於第2L圖中。該放大器輸出擺幅對於每一個LSB可以具有32 mVpp。對於額外的3位元子LSB數位化，例如4mV比較器解析度可以是需要的並且該解析度可以由比較器輸入偏移及適當設計而達成。

因此，該結果訊號ADC_COUNT為在該測量時間TINT期間該比較器輸出訊號SCO之該脈衝及藉由該剩餘的輸出數值VOUTR之數位化所決定之該位元的函數。

比較器的輸入偏移是經由校正以包含該初始放大器的輸出偏移。當該比較器的輸入偏移是經由校正以包含該放大器的輸出偏移時，該第一ALS計數是精確的。剩餘子計數數位化方案是接續在積分及粗略ALS計數之後。因此，在剩餘的子計數數位化之後，較高的數位化解析度可以達成。

第2M圖顯示在上文中所顯示之該光學感測器配置10之該階段之實施例。該測量階段B接續該校正階段A。該校正階段A包括第一及第二部分A1、A2。該剩餘的數位化階段D接續該測量階段B。該取樣及維持階段C是配置在該測量階段B及該剩餘的數位化階段D之間。該取樣及維持階段C可以是非常短的或者可以是忽略的。

在未顯示之另一個實施例中，該校正階段A之該第一部分A1是受到忽略。該校正是僅藉由決定該數位輸入訊號DAC2之適當的數值而執行。

第3圖顯示該比較器14之實施例。該比較器14之該實施例可以使用於該上述顯示的圖示中。該比較器14具有輸入階段60及輸出階段61。該比較器14之該第一及該第二輸入是經由該輸入階段60及該輸出階段61連結至該比較器14之該比較器輸出。該輸入階段60包括第一及第二輸入電晶體62、63。該比較器14之該第一及該第二輸入是經由該輸入階段60及該輸出階段61連結至該比較器14之該比較器輸出。該輸入階段60包括第一及 第二輸入電晶體62、63。該比較器14之該第一輸入是連接至該第一輸入電晶體62之控制端，而該比較器14之該第二輸入是連接至該第二輸入電晶體63之控制端。該第一輸入電晶體62之第一端及該第二輸入電晶體63之第一端是經由該輸入階段60之來源電晶體64連結至該參考電位端17。

再者，該輸入階段60包括第三及第四輸入電晶體65、66。該第三輸入電晶體65連結該第一輸入電晶體62至該供給電壓端38。該第四輸入電晶體66連結該第二輸入電晶體63至該供給電壓端38。該第三及該第四輸入電晶體65、66形成電流鏡射。該第三輸入電晶體65之控制端是連接至該第四輸入電晶體66之控制端。在該第二及該第四輸入電晶體63、66之間之節點是連接至該第三及該第四輸入電晶體65、66之該控制端。

該輸入階段60包括輸入控制電晶體67。該輸入控制電晶體67連接該第二輸入電晶體63至該供給電壓端38。該輸入控制電晶體67之第一端是連接至該第二輸入電晶體63。該輸入控制電晶體67之第二端是連接至該供給電壓端38。因此，該輸入控制電晶體67是連接平行於該第四輸入電晶體66。該DA轉換器39之該輸出是經由該控制端40連接至該輸入控制電晶體67之控制端。

在該第一及該第三輸入電晶體62、65之間之節點形成該輸入階段60之輸出並且是連接至該輸出階段61之輸入1。該輸出階段61包括以串聯連接在該供給 電壓端38及該參考位端17之間之第一及第二輸出電晶體70、71。該第一輸出電晶體70之控制端是連接至該第二輸出電晶體71之控制端及連接至該輸出階段61之該輸入。因此，該第一及該第二輸出電晶體70、71之該控制端是連結至在該第一及該第三輸入電晶體62、65之間之該節點。在該第一及該第二輸出電晶體70、71之間之節點是連接至該比較器輸出。

該比較器14之該電晶體62至67、70、71是以場效電晶體而實現。該電晶體62至67、70、71是以金屬-氧化物-半導體場效電晶體而實現，縮寫為金氧半場效電晶體(MOSFET,Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)。該第一及該第二輸入電晶體62、63、該來源電晶體64及該第一輸出電晶體70是以n通道金氧半場效電晶體而實現。該第三及該第四輸入電晶體65、66、該輸入控制電晶體67及該第二輸出電晶體71是以p通道金氧半場效電晶體而實現。因此，該第一及該第二輸出電晶體70、71形成反相器72。因此，該輸入階段60是經由該輸出階段61之該反相器72連結至該比較器輸出。

該輸出電壓VOUT是提供至該第一輸入電晶體62之該控制端。該參考電壓VREF是提供至該第二輸入電晶體63之該控制端。偏置電壓VB是施加至該來源電晶體64之控制端。由該DA轉換器39所產生之該類比輸入訊號SAN2是施加至該輸入控制電晶體67之該控制端。該類比輸入訊號SAN2控制該輸入電晶體67之閘極電壓。 在該參考電位端17處，該參考電位AVSS將會分接。該供給電壓AVDD是提供至該供給端38。該比較器輸出訊號SCO可以在該反相器72之該輸出處並且因此在該輸出階段61之該輸出處作分接及提供至該比較器輸出。該比較器輸出訊號SCO視該輸出電壓VOUT及該參考電壓VREF及由該DA轉換器39所提供之該類比輸入訊號SAN2之該數值而定。該DA轉換器39影響該比較器14之該切換點。該類比輸入訊號SAN2可以具有電壓之該形式。該比較器14之該偏移視該類比輸入訊號SAN2而定。視該類比輸入訊號SAN2而定之該比較器14之該偏移可以是輸入偏移電壓。當該輸出電壓VOUT升壓高於該參考電壓VREF及該比較器14之該偏移之總和時，該比較器14可以變更該比較器輸出訊號SCO。當該輸出電壓VOUT降壓低於該參考電壓VREF及該比較器14之該偏移之總和時，該比較器14亦可以變更該比較器輸出訊號SCO。該比較器14之滯後之影響在這個考量下是可忽略的，但是可以加入。

在實施例中，未顯示之該放大器30亦包括該類比訊號SAN1或該類比輸入訊號SAN2所提供之輸入階段。該放大器30之該偏移視該類比訊號SAN1或該類比輸入訊號SAN2而定。

在第3圖中，顯示該比較器14之簡化的電路圖，其中該比較器的輸入偏移可以由該DA轉換器39藉由程式化該控制輸入電晶體67之該閘極電壓而控制。該輸入電晶體62至67為部分的該比較器14之該輸入階段60。 流過穿越該控制輸入電晶體67之該電流將反射回到在該比較器14之該兩個輸入處作為本身的程式化輸入偏移。

在另一個實施例中，未顯示的該輸入控制電晶體67連結該第一輸入電晶體62至該供給電壓端38。因此，該輸入控制電晶體67是並聯連接至該第三輸入電晶體65。

10‧‧‧光學感測器配置

11‧‧‧光二極體

12‧‧‧類比至數位轉換器

13‧‧‧積分器

14‧‧‧比較器

15‧‧‧積分器輸入

16‧‧‧輸入開關

17‧‧‧參考電位端

18‧‧‧另外的輸入開關

19‧‧‧控制邏輯

20‧‧‧參考電容器電路

21‧‧‧參考電容器

22至25‧‧‧參考電容器開關

26‧‧‧增益電壓端

27‧‧‧記憶體

28‧‧‧計數器

30‧‧‧放大器

31‧‧‧第一積分電容器

32‧‧‧第一放大器輸入

33‧‧‧放大器輸出

34‧‧‧第一開關

35‧‧‧第一參考開關

36‧‧‧參考電壓端

37‧‧‧校正數位至類比轉換器

38‧‧‧供給電壓端

39‧‧‧數位至類比轉換器

40‧‧‧控制端

41‧‧‧第二積分電容器

43‧‧‧第二開關

44‧‧‧第二參考

45‧‧‧另外的第一開關

46‧‧‧另外的參考電壓端

47‧‧‧另外的第二開關

48‧‧‧額外的參考電壓端

ADC_C‧‧‧控制訊號

ADC_COUNT‧‧‧結果訊號

CLK‧‧‧時脈訊號

DAC1‧‧‧數位訊號

DAC2‧‧‧數位輸入訊號

IP‧‧‧感測器電流

SAN1‧‧‧類比訊號

SAN2‧‧‧類比輸入訊號

SCO‧‧‧比較器輸出訊號

VC‧‧‧參考電容器電壓

VGAIN‧‧‧端電壓

VN‧‧‧輸入電壓

VOUT‧‧‧輸出電壓

VREF‧‧‧參考電壓

VSAR、VSAR'‧‧‧數位化參考電壓

Φ0至Φ10、ΦAZ‧‧‧控制訊號

Claims (15)

1. 一種光學感測器配置，包括光二極體(11)以及類比至數位轉換器(12)，包括積分器(13)，具有連結至該光二極體(11)之積分器輸入(15)，比較器(14)，具有連結至該積分器(13)之輸出之第一輸入，以及數位至類比轉換器(39)，連結至該比較器(14)之控制端(40)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學感測器配置，包括連結該光二極體(11)至該積分器輸入(15)之輸入開關(16)。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之光學感測器配置，包括連結該積分器輸入(15)至參考電位端(17)之另外的輸入開關(18)。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之光學感測器配置，其中，該類比至數位轉換器(12)包括參考電容器電路(20)，該參考電容器電路(20)是連結至該積分器輸入(15)及經由配置以提供至少一個電荷包(CP,Charge Packet)至該積分器輸入(15)。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之光學感測器配置，包括控制邏輯(19)，連結至該比較器(14)之比較器輸出。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述之光學感測器配置，其中，該積分器(13)包括放大器(30)，該放大器(30)具有連接至該積分器輸入(15)的第一放大器輸入(32)及連結至該積分器(13)之該輸出的放大器輸出(33)，以及該積分器(13)包括第一積分電容器(31)，該第一積分電容器(31)具有連結至該第一放大器輸入(32)的第一電極及具有連結至該放大器輸出(33)的第二電極。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光學感測器配置，其中，該類比至數位轉換器(12)包括連結至該放大器(30)之控制端之校正數位至類比轉換器(37)。
8. 如申請專利範圍第6項所述之光學感測器配置，其中，該積分器(13)包括第一開關(34)，連結該第一積分電容器(31)之該第二電極至該放大器輸出(33)以及第一參考開關(35)，連結該第一積分電容器(31)之該第二電極至參考電壓端(36)。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光學感測器配置，其中，該積分器(13)包括第二積分電容器(41)，具有連結至該第一放大器輸入(32)的第一電極，第二開關(43)，連結該第二積分電容器(41)之第二電極至該放大器輸出(33)，以及第二參考開關(44)，連結該第二積分電容器(41)之該第二電極至該參考電壓端(36)。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光學感測器配置，其中，該積分器(13)包括另外的第一開關(45)，連結該第一積分電容器(31)之該第二電極至另外的參考電壓端(46)以及另外的第二開關(47)，連結該第二積分電容器(41)之該第二電極至額外的參考電壓端(48)。
11. 如申請專利範圍第1或2項所述之光學感測器配置，其中，該比較器(14)之第二輸入是連結至參考電壓端(36)，以及其中，該數位至類比轉換器(39)提供類比輸入訊號(SAN2)至該比較器(14)之該控制端(40)，並且該比較器(14)之偏移是藉由該類比輸入訊號(SAN2)所控制。
12. 一種用於光感測之方法，包括由數位至類比轉換器(39)提供類比輸入訊號(SAN2)至比較器(14)之控制端(40)，由光二極體(11)產生感測器電流(IP)及提供該感測器電流(IP)至積分器(13)之積分器輸入(15)，由該積分器(13)產生輸出電壓(VOUT)及提供該輸出電壓(VOUT)至該比較器(14)之第一輸入，以及決定該感測器電流(IP)之數位數值作為由該比較器(14)所產生之比較器輸出訊號(SCO)之函數。
13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中，該類比輸入訊號(SAN2)之數值於校正階段(A)中作決定及在該校正階段(A)之後於測量階段(B)期 間是保持固定值。
14. 如申請專利範圍第12或13項所述之方法，其中，該比較器(14)之第二輸入是連結至參考電壓端(36)，以及其中，該比較器(14)之偏移是藉由該類比輸入訊號(SAN2)所控制。
15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，該比較器輸出訊號(SCO)視該輸出電壓(VOUT)、分接在該參考電壓端(36)處之參考電壓(VREF)及該類比輸入訊號(SAN2)之該數值而定。

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