CN104568146A - 光强度检测电路及检测方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种光强度检测电路及检测方法，包括：光传感器，根据环境光强度产生光电流；积分器，包括第一电容，对光电流进行积分；放电脉冲生成电路，根据光电流的积分结果产生放电脉冲；计数器，对放电脉冲进行计数；以及充放电模块，包括第二电容，在接收到放电脉冲后的预定时间内使得第一电容向第二电容转移电荷，其中，在积分时间内重复第一电容的充电过程和放电过程，从而产生多个放电脉冲，计数器对放电脉冲进行计数，从而产生光电流的数字值。该光强度检测电路可以适用于各种产生光电流的光传感器。

Description

光强度检测电路及检测方法

技术领域

本发明属于信号处理技术，具体地，涉及光强度检测电路及检测方法。

背景技术

环境光传感器广泛地用便携电子产品和车载电子系统中，用于自动调节显示屏的屏幕亮度。便携电子产品包括笔记本电脑、手机等，其使用环境经常随着用户的移动而变化。车载电子系统例如是车载娱乐/导航/DVD系统，由于汽车的快速运动，环境光强度的变化非常频繁。

根据环境光强度调节屏幕亮度，可以降低电子产品的能耗。另外，在不同的环境下人眼对屏幕亮度的要求不一样。在室外等环境下环境光强度较大，需要高屏幕亮度以显示内容。如果进入室内仍然保持相同的屏幕亮度，则该屏幕亮度相对人眼需求显得过强，甚至有些刺眼，不适合人眼观看。利用光传感器检测环境光强度，电子产品可以根据环境光强度自动调节屏幕亮度，可以改善各种环境下的观看效果。

光传感器包括各种光敏器件，例如光敏电阻、光敏二极管、光电三极管、硅光电池等。基于光敏二极管的光传感器可以产生光电流。利用光强度检测电路将光电流转换成数字信号，以获得环境光强度的数值。

现有的光强度检测电路通常包括光电流采样电路和数值转换电路，因此电路成本高。由于特定的分辨率和动态范围等，光强度检测电路只能适用于电路设计时预定的光传感器类型。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种可以降低成本并且可以适用于各种光敏二极管的光强度检测电路及检测方法。

根据本发明的一方面，提供一种光强度检测电路，包括：光传感器，根据环境光强度产生光电流；积分器，包括第一电容，对光电流进行积分；放电脉冲生成电路，根据光电流的积分结果产生放电脉冲；计数器，对放电脉冲进行计数；以及充放电模块，包括第二电容，在接收到放电脉冲后的预定时间内进行第一电容的放电，使得第一电容向第二电容转移电荷，其中，在积分时间内重复第一电容的充电过程和放电过程，从而产生多个放电脉冲，计数器对放电脉冲进行计数，从而产生光电流的数字值。

优选地，所述积分器包括：运算放大器，所述运算放大器的同相输入端接收光电流，反相输入端接收共模电压，输出端提供第一输出信号；以及第一开关，与所述第一电容并联连接在运算放大器的同相输入端和输出端之间。

优选地，所述放电脉冲生成电路包括：比较器，所述比较器的同相输入端接收第一输出信号，反相输入端接收参考电压，输出端提供第二输出信号；以及与门，所述与门的第一输入端接收第二输出信号，第二输入端接收第一时序时钟信号，输出端提供第三输出信号。

优选地，所述充放电模块还包括：第二开关，用于将第二电容的第一端与积分器相连接；以及第三开关，用于将第二电容的第一端与参考电压相连接，其中，在第一电容的充电过程中，第二开关断开，第三开关周期性地闭合或断开，从而采用参考电压对第二电容充电，在第一电容的放电过程中，第二开关闭合，第三开关断开，从而利用第一电容经由第二电容放电。

优选地，所述第一开关、第二开关和第三开关分别在复位信号、第三输出信号和第二时序时钟信号的控制下闭合或断开，第二时序时钟信号是第一时序时钟信号的反相信号。

优选地，所述比较器为根据第二时序时钟信号工作的钟控比较器。

优选地，所述充放电模块还包括：第四开关和第五开关，分别将第二电容的第二端连接至共模电压，其中，在第一电容的充电过程中，第四和第五开关分别周期性地闭合或断开，在第一电容的放电过程中，第四开关闭合，第五开关断开。

优选地，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关分别在复位信号、第三输出信号、第二时序时钟信号、第三时序时钟信号和第四时序时钟信号的控制下闭合或断开，第二时序时钟信号是第一时序时钟信号的反相信号。

优选地，所述比较器为根据第四时序时钟信号工作的钟控比较器。

优选地，所述第一至第四时序时钟信号的周期相同并且为非交叠时钟信号。

优选地，所述光电流的数字值由环境光强度、第二电容、第一时序时钟信号的周期、以及积分时间来确定。

优选地，所述积分时间等于复位信号保持低电平的持续时间。

优选地，所述光电流的数字值与环境光强度的关系为：其中，L表示环境光强度，Dout表示计数器的计数值，C₁表示第二电容的电容值，V_REF表示参考电压的数值，V_COM表示共模电压的数值，T表示第一至第四时序时钟信号的周期，N表示积分时间对应的第一时序时钟信号的周期的倍数，β表示与光传感器相关的常数。

优选地，所述光强度检测电路的分辨率为：

优选地，所述光强度检测电路可以检测的最大光强度为： $L_{\max }=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}\·N=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}(V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}).$

优选地，通过调整积分时间来改变所述光强度检测电路的分辨率和动态范围。

根据本发明的另一方面，提供一种光强度检测方法，包括：根据环境光强度产生光电流；采用第一电容对光电流进行积分；根据光电流的积分结果产生放电脉冲；对放电脉冲进行计数；以及在接收到放电脉冲后的预定时间内进行第一电容的放电，使得第一电容向第二电容转移电荷，其中，在积分时间内重复第一电容的充电过程和放电过程，从而产生多个放电脉冲，并且对放电脉冲进行计数，从而产生光电流的数字值。

18、根据权利要求17所述的方法，其中，在第一电容的充电过程中，断开第一电容和第二电容之间的连接，并且在第一时序时钟信号的控制下周期性地向第二电容提供参考电压。

优选地，在第一电容的放电过程中，将第一电容和第二电容相连接，从第一电容向第二电容转移电荷。

优选地，所述光电流的数字值由环境光强度、第二电容、第一时序时钟信号的周期、以及积分时间来确定。

优选地，所述积分时间等于复位信号保持低电平的持续时间。

优选地，所述光电流的数字值与环境光强度的关系为：其中，L表示环境光强度，Dout表示计数器的计数值，C₁表示第二电容的电容值，V_REF表示参考电压的数值，V_COM表示共模电压的数值，T表示第一至第四时序时钟信号的周期，N表示积分时间对应的第一时序时钟信号的周期的倍数，β表示与光传感器相关的常数。

优选地，所述光强度检测电路的分辨率为：

优选地，所述光强度检测电路可以检测的最大光强度为： $L_{\max }=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}\·N=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}(V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}).$

优选地，通过调整积分时间来改变所述光强度检测电路的分辨率和动态范围。

该光强度检测电路不需要使用复杂的采样电路和数模转换电路，电路结构简单，从而可以降低成本。通过调整积分时间即可调整分辨率和动态范围，可以适用于各种产生光电流的光传感器。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出根据本发明的光强度检测电路的示意框图；

图2示出根据本发明的第一实施例的光强度检测电路的示意图；

图3示出根据本发明的第一实施例的光强度检测电路的时序图。

图4示出根据本发明的第二实施例的光强度检测电路的示意图；

图5示出根据本发明的第二实施例的光强度检测电路的时序图；以及

图6示出在光强度检测电路中采用的计数器的时序图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

图1示出根据本发明的光强度检测电路的示意框图。该光强度检测电路100包括光传感器110、积分器120、放电脉冲生成电路130、计数器140和充放电模块150。光传感器110根据环境光强度产生光电流。例如，光传感器110是基于光敏二极管的光传感器。积分器120对光电流进行积分。放电脉冲生成电路130根据光电流的积分结果产生放电脉冲。计数器140对放电脉冲进行计数。充放电模块150在接收到放电脉冲后的预定时间内利用自身的电容对积分器120进行放电。

积分器120包括用于积分电容。在复位信号保持低电平期间，重复该电容的充电过程和放电过程，从而产生多个放电脉冲，计数器对放电脉冲进行计数，从而产生光电流的数字值DOUT。该数字值DOUT与环境光强度成正比。也即，环境光强度越大，则数字值DOUT越大。

图2示出根据本发明的第一实施例的光强度检测电路的示意图。该光强度检测电路100包括光传感器110、积分器120、放电脉冲生成电路130、计数器140和充放电模块150。积分器120包括运算放大器U1、电容C2、开关S2。放电脉冲生成电路130包括比较器U2和与门U3。充放电模块150包括电容C1和开关S1、S3至S5。在运算放大器U1的同相输入端接收光传感器110的光电流信号，在计数器140的输出端输出光电流信号的数字值。

如图2所示，光传感器110连接在运算放大器U1的同相输入端和地之间。在环境光照射下，光传感器110产生光电流。运算放大器U1的反相输入端连接至共模电压VCOM。

比较器U2的同相输入端连接至运算放大器U1的输出端，用于接收运算放大器U1的输出信号OpOut，反相输入端接收参考电压VREF。在本申请中，比较器U2为钟控比较器，按照时序时钟信号CK1A对同相输入端和反相输入端的信号进行比较。与门U3的第一输入端连接至比较器U2的输出端，用于接收比较器U2的输出信号CompOut，第二输入端接收时序时钟信号CK2。计数器140的输入端连接至与门U3的输出端，用于接收与门U3的输出信号DisCharge，并且其进行计数。此外，与门U3的输出端还连接至开关S1的控制端。

电容C1的第二端分别经由开关S3和S4连接至共模电压VCOM。电容C1的第一端经由开关S1连接至运算放大器U1的同相输入端。电容C2和开关S2并联连接在运算放大器U1的同相输入端和输出端之间。此外，开关S5连接在电容C1和开关S1的中间节点和参考电压VREF之间。

在本申请中涉及到的电容可以是双金属电容(MIM电容)或者是双多晶电容(PIP电容)，开关可以是MOS开关(单个NMOS管开关，或者PMOS开关，注意PMOS作开关的时候开关闭合的有效电平变为低有效)，开关也可以是CMOS开关(即NMOS晶体管和PMOS晶体管并联形成的开关，NMOS管和PMOS管栅极控制的信号为互为反相信号)，运算放大器可以为满足工作要求的任何普通的运算放大器，例如折叠(Folded-Cascode)运算放大器、或者套筒式运算放大器等等。

在工作中，开关S1在与门U3的输出信号DisCharge的控制下闭合或断开，开关S2在复位信号RST的控制下闭合或断开，开关S3至S5分别在时序时钟信号CK2A、CK1A和CK1的控制下周期性地闭合或断开。在开关S2的断开期间，计数器140在复位信号RST的控制下计数。

图3示出根据本发明的第一实施例的光强度检测电路的时序图。以下将结合图3描述根据本发明的实施例的光强度检测电路的工作原理。

时序时钟信号CK1、CK1A、CK2和CK2A为相同周期T的方波信号，并且是四个非交叠时钟信号。尽管在图3中为了清楚起见，示出时序时钟信号CK1与CK1A之间以及时序时钟信号CK2与CK2A之间占空比的差异明显，但实际上时序时钟信号CK1、CK1A、CK2和CK2A的占空比近似相等。在一个实施例中，时序时钟信号CK1、CK1A、CK2和CK2A为占空比近似为50％的方波信号。

在本申请中，术语“非交叠时钟信号”是指时序时钟信号CK1和CK2不同时为1，以及时序时钟信号CK1A和CK2A不同时为1。时序时钟信号CK1和CK1A上升沿时刻相同，但是对于下降沿，CK1A比CK1超前一段时间(远远小于整个周期)，即CK1A先从1变到0，然后CK1再从1变到0。时序时钟信号CK2和CK2A上升沿时刻相同，但是对于下降沿，CK2A比CK2超前一段时间(远远小于整个周期)，即CK2A先从1变到0，然后CK2再从1变到0。

在复位信号RST的高电平期间，开关S2闭合，使得电容C2放电复位。运算放大器U1和计数器140复位。在复位信号的低电平期间，开关S2断开，使得运算放大器U1和电容C2组成积分器而工作。

如图3所示，在t0时，复位信号RST从高电平变为低电平，光强度检测电路开始工作。与门U3的输出信号DisCharge在初始时为低电平，因此开关S1断开。

在第一阶段，即在t0至t3期间，信号DisCharge处于低电平，开关S1断开。在开关S3、S4和S5的交替导通下，利用参考电压VREF对电容C1充电。在第一阶段，始终利用光电流对电容C2充电。运算放大器U1对光传感器110产生的光电流进行积分，运算放大器U1的输出信号OpOut随时间逐渐升高。

在t1时刻，运算放大器U1的输出信号OpOut达到参考电压VREF。比较器U2按照时序时钟信号CK1A将同相输入端的信号OpOut与反相输入端的参考电压VREF相比较。比较器U2与时序时钟信号CK1A的下降沿同步，即在CK1A的下降沿进行比较，并且，比较器U2在随后的一个周期内锁存比较结果作为输出信号。由于时序时钟信号CK1A在t1时刻仍未达到下一个下降沿，因此，比较器U2的输出信号CompOut维持低电平。

在时序时钟信号CK1A紧随t1之后的一个下降沿，即在t2时刻，时序时钟信号CK1A使能比较器U2。根据同相输入端的信号OpOut与反相输入端的参考电压VREF的比较结果，比较器U2的输出信号CompOut从低电平变为高电平。

在时序时钟信号CK2紧随t2之后的一个上升沿，即在t3时刻，与门U3的第一和第二输入端的信号均为高电平，从而其输出端的信号DisCharge从低电平变为高电平。计数器140对信号DisCharge进行计数。

在第二阶段，即在t3至t4期间，信号DisCharge处于高电平，开关S1闭合。电容C2放电。

图4示出根据本发明的第二实施例的光强度检测电路的示意图。该光强度检测电路100包括光传感器110、积分器120、放电脉冲生成电路130、计数器140和充放电模块150。积分器120包括运算放大器U1、电容C2、开关S2。放电脉冲生成电路130包括比较器U2和与门U3。充放电模块150包括电容C1和开关S1、S3。在运算放大器U1的同相输入端接收光传感器110的光电流信号，在计数器140的输出端输出光电流信号的数字值。

如图4所示，光传感器110连接在运算放大器U1的同相输入端和地之间。在环境光照射下，光传感器110产生光电流。运算放大器U1的反相输入端连接至共模电压VCOM。

比较器U2的同相输入端连接至运算放大器U1的输出端，用于接收运算放大器U1的输出信号OpOut，反相输入端接收参考电压VREF。在本申请中，比较器U2为钟控比较器，按照时序时钟信号CK1对同相输入端和反相输入端的信号进行比较。与门U3的第一输入端连接至比较器U2的输出端，用于接收比较器U2的输出信号CompOut，第二输入端接收时序时钟信号CK1N。计数器140的输入端连接至与门U3的输出端，用于接收与门U3的输出信号DisCharge，并且其进行计数。此外，与门U3的输出端还连接至开关S1的控制端。

电容C1的第二端连接至共模电压VCOM。电容C1的第一端经由开关S1连接至运算放大器U1的同相输入端。电容C2和开关S2并联连接在运算放大器U1的同相输入端和输出端之间。此外，开关S3连接在电容C1和开关S1的中间节点和参考电压VREF之间。

在工作中，开关S1在与门U3的输出信号DisCharge的控制下闭合或断开，开关S2在复位信号RST的控制下闭合或断开，开关S3在时序时钟信号CK1的控制下周期性地闭合或断开。在开关S2的断开期间，计数器140在复位信号RST的控制下计数。

时序时钟信号CK1N是时序时钟信号CK1的反相信号。尽管未在图4中示出，该光强度检测电路100还可以包括反相器，用于从从时序时钟信号CK1获得时序时钟信号CK1N。

图5示出根据本发明的第二实施例的光强度检测电路的时序图。以下将结合图5描述根据本发明的实施例的光强度检测电路的工作原理。

时序时钟信号CK1N是时序时钟信号CK1的反相信号。在一个实施例中，时序时钟信号CK1和CK1N为占空比近似为50％的方波信号。

在复位信号RST的高电平期间，开关S2闭合，使得电容C2放电复位。运算放大器U1和计数器140复位。在复位信号的低电平期间，开关S2断开，使得运算放大器U1和电容C2组成积分器而工作。

如图5所示，在t0时，复位信号RST从高电平变为低电平，光强度检测电路开始工作。与门U3的输出信号DisCharge在初始时为低电平，因此开关S1断开。

在第一阶段，即在t0至t2期间，信号DisCharge处于低电平，开关S1断开。开关S3在时序时钟信号CK1的控制下周期性地闭合或断开。在开关S3的导通阶段，利用参考电压VREF对电容C1充电。在第一阶段，始终利用光电流对电容C2充电。运算放大器U1对光传感器110产生的光电流进行积分，运算放大器U1的输出信号OpOut随时间逐渐升高。

在t1时刻，运算放大器U1的输出信号OpOut达到参考电压VREF。比较器U2按照时序时钟信号CK1将同相输入端的信号OpOut与反相输入端的参考电压VREF相比较。比较器U2与时序时钟信号CK1的下降沿同步，即在CK1的下降沿进行比较，并且，比较器U2在随后的一个周期内锁存比较结果作为输出信号。由于时序时钟信号CK1在t1时刻仍未达到下一个下降沿，因此，比较器U2的输出信号CompOut维持低电平。

在时序时钟信号CK1紧随t1之后的一个下降沿，即在t2时刻，时序时钟信号CK1使能比较器U2。根据同相输入端的信号OpOut与反相输入端的参考电压VREF的比较结果，比较器U2的输出信号CompOut从低电平变为高电平。与门U3的第一和第二输入端的信号均为高电平，从而其输出端的信号DisCharge从低电平变为高电平。计数器140对信号DisCharge进行计数。

在第二阶段，即在t2至t3期间，信号DisCharge处于高电平，开关S1闭合。电容C2放电。

图6示出在光强度检测电路中采用的计数器的时序图。在上述第一和第二实施例中采用的计数器140在复位信号RST的控制下计数。复位信号RST保持低电平的持续时间记做“积分时间(ATIME)”。在积分时间内，对DisCharge脉冲的总个数进行计数，计数值DOUT即为光电流数字值的输出。在RST的上升沿，DOUT被锁存到寄存器中。

以下进一步描述根据本发明的光强度检测电路的工作原理。

在充放电模块150未接收到放电脉冲时，开关S1断开。在充放电模块150中，在电容C1的充电阶段，电容C1的第二端连接到VCOM，第一端连接到VREF。电容C1的极板上存储的电荷量为C₁·(V_REF-V_COM)。

在充放电模块150接收到放电脉冲时，开关S1闭合。电容C1的第二端连接到VCOM，第一端连接到运算放大器U1的同相输入端和电容C2的第一端。由于运算放大器U1的负反馈，运算放大器U1的同相输入端和反相输入端的电压保持相等，均等于VCOM。电容C1上存储的电荷将变为0。相应地，电容C1上存储的电荷将转移到电容C2。转移的电荷量为C₁·(V_REF-V_COM)。运算放大器U1的输出信号OpOut减小。

在图3中，近似地，在t3时处示出运算放大器U1的输出信号OpOut减小。在图5中，近似地，在t2时处示出运算放大器U1的输出信号OpOut减小。输出信号OpOut减小的幅度为：

$\mathrm{\Δv}=\frac{C_1\·(V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}})}{C_2}...\left(1\right)$

从电容C1向电容C2转移的电荷量为：

q＝C₁·(V_REF-V_COM)…………………………………………(2)

其中C₁、C₂分别表示电容C1和C2的电容值，V_REF表示参考电压的数值，V_COM表示共模电压的数值。

光强度与光电流的之间的关系为

i＝β·L……………………………………………………(3)

其中，L表示光强度，单位为Lux，i表示光传感器的光电流，β为一个常数，由光传感器的结构和大小等决定，可以通过仿真或实际测试得到其具体的值。

设时序时钟CK1，CK2的周期为T，积分时间ATIME为整数N个时钟周期，即A_TIME＝N·T。在积分时间内，C2被DisCharge脉冲放掉的电荷总量为

Q_D＝q·D_OUT………………………………………………(4)，

其中，Q_d表示放电电荷量，D_OUT表示计数器的计数值，q为一个常数。

光传感器对C2充电的电荷总量为

Q_dio＝i·A_TIME＝iNT………………………………………(5)

其中，Q_dio表示光传感器的充电电荷量，i表示光电流，N表示时钟周期的个数，T表示时序时钟CK1，CK2的周期。

根据电荷守恒，有如下关系

Q_dio＝Q_D…………………………………………………(6)

由式2，3，4，5联立得到

$L=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}\·D_{\mathrm{OUT}}...\left(7\right)$

其中为常数，所以，光强度L和输出数据DOUT为线性关系，通过此电路，将光强信息转换成了输出数据DOUT。

由(6)可知，DOUT每增加1，代表的光强度改变量为

该光强度检测电路的分辨率(或能检测到的最小光强)为：

$L_{\min }=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}...\left(8\right)$

因此，通过增加N的值，就能让光强度检测电路可以有更高的分辨率(可以检测到更小的光强)。

该光强度检测电路可以检测的最大光强度为(DOUT＝N时)：

$L_{\max }=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}\·N=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·(V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}})...\left(9\right)$

该光强度检测电路的动态范围为：

L_max/L_min＝N…………………………………………………(10)

因此，通过改变N的大小，就可以改变该光强度检测电路的动态范围。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (25)

1.一种光强度检测电路，包括：

光传感器，根据环境光强度产生光电流；

积分器，包括第一电容，对光电流进行积分；

放电脉冲生成电路，根据光电流的积分结果产生放电脉冲；

计数器，对放电脉冲进行计数；以及

充放电模块，包括第二电容，在接收到放电脉冲后的预定时间内进行第一电容的放电，使得第一电容向第二电容转移电荷，

其中，在积分时间内重复第一电容的充电过程和放电过程，从而产生多个放电脉冲，计数器对放电脉冲进行计数，从而产生光电流的数字值。

2.根据权利要求1所述的光强度检测电路，其中所述积分器包括：

运算放大器，所述运算放大器的同相输入端接收光电流，反相输入端接收共模电压，输出端提供第一输出信号；以及

第一开关，与所述第一电容并联连接在运算放大器的同相输入端和输出端之间。

3.根据权利要求2所述的光强度检测电路，其中所述放电脉冲生成电路包括：

比较器，所述比较器的同相输入端接收第一输出信号，反相输入端接收参考电压，输出端提供第二输出信号；以及

与门，所述与门的第一输入端接收第二输出信号，第二输入端接收第一时序时钟信号，输出端提供第三输出信号。

4.根据权利要求3所述的光强度检测电路，其中所述充放电模块还包括：

第二开关，用于将第二电容的第一端与积分器相连接；以及

第三开关，用于将第二电容的第一端与参考电压相连接，

其中，在第一电容的充电过程中，第二开关断开，第三开关周期性地闭合或断开，从而采用参考电压对第二电容充电，在第一电容的放电过程中，第二开关闭合，第三开关断开，从而利用第一电容经由第二电容放电。

5.根据权利要求4所述的光强度检测电路，其中所述第一开关、第二开关和第三开关分别在复位信号、第三输出信号和第二时序时钟信号的控制下闭合或断开，第二时序时钟信号是第一时序时钟信号的反相信号。

6.根据权利要求5所述的光强度检测电路，其中所述比较器为根据第二时序时钟信号工作的钟控比较器。

7.根据权利要求4所述的光强度检测电路，其中所述充放电模块还包括：

第四开关和第五开关，分别将第二电容的第二端连接至共模电压，

其中，在第一电容的充电过程中，第四和第五开关分别周期性地闭合或断开，在第一电容的放电过程中，第四开关闭合，第五开关断开。

8.根据权利要求7所述的光强度检测电路，其中所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关分别在复位信号、第三输出信号、第二时序时钟信号、第三时序时钟信号和第四时序时钟信号的控制下闭合或断开，第二时序时钟信号是第一时序时钟信号的反相信号。

9.根据权利要求8所述的光强度检测电路，其中所述比较器为根据第四时序时钟信号工作的钟控比较器。

10.根据权利要求8所述的光强度检测电路，其中，所述第一至第四时序时钟信号的周期相同并且为非交叠时钟信号。

11.根据权利要求4所述的光强度检测电路，其中，所述光电流的数字值由环境光强度、第二电容、第一时序时钟信号的周期、以及积分时间来确定。

12.根据权利要求11所述的光强度检测电路，其中，所述积分时间等于复位信号保持低电平的持续时间。

13.根据权利要求12所述的光强度检测电路，其中，所述光电流的数字值与环境光强度的关系为：

$L=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}\·D_{\mathrm{OUT}},$

其中，L表示环境光强度，Dout表示计数器的计数值，C₁表示第二电容的电容值，V_REF表示参考电压的数值，V_COM表示共模电压的数值，T表示第一至第四时序时钟信号的周期，N表示积分时间对应的第一时序时钟信号的周期的倍数，β表示与光传感器相关的常数。

14.根据权利要求13所述的光强度检测电路，其中，所述光强度检测电路的分辨率为：

$L_{\min }=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}.$

15.根据权利要求13所述的光强度检测电路，其中，所述光强度检测电路可以检测的最大光强度为：

$L_{\max }=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}\·N=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}(V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}).$

16.根据权利要求11所述的光强度检测电路，其中，通过调整积分时间来改变所述光强度检测电路的分辨率和动态范围。

17.一种光强度检测方法，包括：

根据环境光强度产生光电流；

采用第一电容对光电流进行积分；

根据光电流的积分结果产生放电脉冲；

对放电脉冲进行计数；以及

在接收到放电脉冲后的预定时间内进行第一电容的放电，使得第一电容向第二电容转移电荷，

其中，在积分时间内重复第一电容的充电过程和放电过程，从而产生多个放电脉冲，并且对放电脉冲进行计数，从而产生光电流的数字值。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，在第一电容的充电过程中，断开第一电容和第二电容之间的连接，并且在第一时序时钟信号的控制下周期性地向第二电容提供参考电压。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，在第一电容的放电过程中，将第一电容和第二电容相连接，从第一电容向第二电容转移电荷。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述光电流的数字值由环境光强度、第二电容、第一时序时钟信号的周期、以及积分时间来确定。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述积分时间等于复位信号保持低电平的持续时间。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述光电流的数字值与环境光强度的关系为：

$L=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}\·D_{\mathrm{OUT}},$

其中，L表示环境光强度，Dout表示计数器的计数值，C₁表示第二电容的电容值，V_REF表示参考电压的数值，V_COM表示共模电压的数值，T表示第一至第四时序时钟信号的周期，N表示积分时间对应的第一时序时钟信号的周期的倍数，β表示与光传感器相关的常数。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述光强度检测电路的分辨率为：

$L_{\min }=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}.$

24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述光强度检测电路可以检测的最大光强度为：

$L_{\max }=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}\·\frac{V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}}{N}\·N=\frac{C_1}{\mathrm{\βT}}(V_{\mathrm{REF}}-V_{\mathrm{COM}}).$

25.根据权利要求20所述的方法，其中，通过调整积分时间来改变所述光强度检测电路的分辨率和动态范围。