CN105074927B - 光传感器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种光传感器，包括光转换器和与光转换器通信的光‑脉冲电路，光转换器用于在积分周期上积累与入射到其上的光成比例的电荷，光‑脉冲电路操作以输出具有基于由光转换器积累的电荷的脉冲宽度的脉冲。光‑脉冲电路可以包括有助于脉冲的生成的单触发逻辑电路。光传感器可以包括输入/输出垫、在输入/输出垫上提供的用于阻止静电的电容器、在输入/输出垫上提供的用于阻止电磁干扰的输入低通滤波器和/或带隙电压参考电路，带隙电压参考电路连接到电源电压水平在大约3.3V到大约5.0V范围内的电源，并用于遍及电源电压水平范围生成稳定的参考电压。

Description

光传感器
技术领域
本发明一般涉及光传感器，更具体地涉及包括光转换器的光传感器，光转换器将入射光转换成电荷，电荷在积分周期上被收集，以产生电势，电势由传感器转换成离散输出。
发明内容
根据一个实施例，提供了一种光传感器，包括：暴露光转换器，其操作以在积分周期上积累与入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；屏蔽光的屏蔽光转换器，所述屏蔽光转换器具有与所述暴露光转换器基本相同的构造，所述屏蔽光转换器操作以在所述积分周期上积累与噪声成比例的电荷；以及光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器和所述屏蔽光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以输出具有基于由所述暴露光转换器和屏蔽光转换器积累的电荷之间的差的脉冲宽度的脉冲，其中，所述光-脉冲电路包括有助于脉冲的生成的单触发(one shot)逻辑电路。
根据另一实施例，提供了一种光传感器封装，包括：外壳，所述外壳具有用于接收光的窗口，所述外壳允许有至少电源连接垫、接地连接垫和输入/输出垫；电容器，所述电容器在所述输入/输出垫上提供并连接于所述输入/输出垫和地之间用于阻止静电；暴露光转换器，所述暴露光转换器设置于所述外壳内，所述暴露光转换器操作以在积分周期中积累与通过所述窗口接收入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；以及光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以在输出引脚上输出脉冲，脉冲宽度基于由所述暴露光转换器积累的电荷。
根据另一实施例，提供了一种光传感器封装，包括：外壳，所述外壳具有用于接收光的窗口，所述外壳允许有至少电源连接垫、接地连接垫和输入/输出垫；输入低通滤波器，所述输入低通滤波器提供于所述输入/输出垫上，用于阻止电磁干扰；暴露光转换器，所述暴露光转换器设置于所述外壳内，所述暴露光转换器操作以在积分周期中积累与通过所述窗口接收入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；以及光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以在输出引脚上输出脉冲，脉冲宽度基于由所述暴露光转换器积累的电荷。
根据另一实施例，提供了一种光传感器，包括：暴露光转换器，所述暴露光转换器操作以在积分周期上积累与入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以输出脉冲，所述脉冲具有基于由所述暴露光转换器积累的电荷的脉冲宽度；以及带隙电压参考电路，所述带隙电压参考电路用于从电源接收电，并用于向所述光-脉冲电路生成一组稳定的参考电压，其中，所述带隙电压参考电路通过由所述电源供应的电源电压生成恒定电流，并且其中，所述带隙电压参考电路包括电阻阶梯(resistive ladder)，所述恒定电流通过所述电阻阶梯传送，以生成所述一组稳定的参考电压。
根据另一实施例，提供了一种光传感器，包括：暴露光转换器，所述暴露光转换器操作以在积分周期上积累与入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以输出脉冲，所述脉冲具有基于由所述暴露光转换器积累的电荷的脉冲宽度；以及带隙电压参考电路，所述带隙电压参考电路用于从电源电压水平在大约3.3V到大约5.0V范围内的电源接收电，并用于向所述光-脉冲电路生成遍及所述电源电压水平范围的一组稳定的参考电压。
根据另一实施例，提供了一种光传感器封装，包括：外壳，所述外壳具有用于接收光的窗口，所述外壳允许有至少电源连接垫、接地连接垫和输入/输出垫；暴露光转换器，所述暴露光转换器设置于所述外壳内，所述暴露光转换器操作以在积分周期中积累与通过所述窗口接收入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以在输出引脚上输出脉冲，所述脉冲宽度基于在积分周期上由所述暴露光转换器积累的电荷；以及非易失性存储器，所述非易失性存储器在所述外壳内，用于存储可以由此获得所述光传感器的校准数据的数据。
总之，本发明的实施方案如下列第1项、第13项、第18项和第20项所述，其余各项为优选实施方案：
1.一种光传感器，包括：
暴露光转换器，其操作以在积分周期上积累与入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；
屏蔽光的屏蔽光转换器，所述屏蔽光转换器具有与所述暴露光转换器基本相同的构造，所述屏蔽光转换器操作以在所述积分周期上积累与噪声成比例的电荷；以及
光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器和所述屏蔽光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以输出脉冲，其中当由所述暴露光转换器积累的电荷超过由所述屏蔽光转换器积累的电荷时所述脉冲具有基于由所述暴露光转换器和屏蔽光转换器积累的电荷之间的差的脉冲宽度，其中，所述光-脉冲电路包括生成基于由所述暴露光转换器和屏蔽光转换器积累的电荷的脉冲的单触发逻辑电路，以使得当由所述暴露光转换器积累的电荷未超过由所述屏蔽光转换器积累的电荷时所述脉冲具有已知长度的脉冲宽度。
2.根据上述1所述的光传感器，还包括：
光存储电容器，所述光存储电容器耦连到所述暴露光转换器，以输出与所述暴露光转换器的积累电荷对应的光存储电容器电压；
噪声存储电容器，所述噪声存储电容器耦连到所述屏蔽光转换器，以输出与所述屏蔽光转换器的积累电荷对应的噪声存储电容器电压；
斜坡发生器，所述斜坡发生器用于生成斜坡电压；
第一比较器，所述第一比较器用于接收所述光存储电容器电压和所述斜坡电压，并用于在所述光存储电容器电压达到所述斜坡电压时，生成光水平输出；以及
第二比较器，所述第二比较器用于接收所述噪声存储电容器电压和所述斜坡电压，并用于在所述噪声存储电容器电压达到所述斜坡电压时生成噪声水平输出，
其中，所述单触发逻辑电路耦连以接收所述光水平输出和所述噪声水平输出，并且响应于所述光水平输出和所述噪声水平输出生成脉冲。
3.根据上述1-2中任一项所述的光传感器，其中，所述单触发逻辑电路被配置成在所述光存储电容器电压和所述噪声存储电容器电压之一或两者达到所述斜坡电压的任何时间，输出脉冲。
4.根据上述1-2中任一项所述的光传感器，其中，所述单触发逻辑电路被配置成在所述光存储电容器电压和所述噪声存储电容器电压一致地达到所述斜坡电压的任何时间，输出已知长度的脉冲。
5.根据上述1-2中任一项所述的光传感器，还包括：
耦连到光-脉冲电路的输入/输出垫，用于输出所述输出脉冲并用于接收代表所述积分周期的输入；和
在所述输入/输出垫上提供的连接于所述输入/输出垫和地之间用于阻止静电的电容器。
6.根据上述1-2中任一项所述的光传感器，还包括：
耦连到光-脉冲电路的输入/输出垫，用于输出所述输出脉冲并用于接收代表所述积分周期的输入；和
在所述输入/输出垫的输入侧提供的用于阻止电磁干扰的输入低通滤波器。
7.根据上述1-2中任一项所述的光传感器，还包括带隙参考电路，所述带隙参考电路用于从电源电压水平在大约3.3V到大约5.0V范围内的电源接收电，并用于向所述光-脉冲电路生成遍及所述电源电压水平范围的一组稳定的参考电压。
8.根据上述1-2中任一项所述的光传感器，还包括带隙电压参考电路，所述带隙电压参考电路用于从电源接收电，并用于向所述光-脉冲电路生成一组稳定的参考电压，其中，所述带隙电压参考电路从由所述电源供应的电源电压生成恒定电流，并且其中，所述带隙电压参考电路包括电阻阶梯，所述恒定电流通过所述电阻阶梯传送以生成所述一组稳定的参考电压。
9.根据上述1-2中任一项所述的光传感器，还包括：
外壳，所述外壳具有用于使入射到所述暴露光转换器上的光透过的窗口，所述暴露光转换器、所述屏蔽光转换器积累和所述光-脉冲电路被包括在所述外壳内；以及
非易失性存储器，所述非易失性存储器在外壳内，用于存储可以由此获得用于所述光传感器的校准数据的数据。
10.一种用于车辆的后视镜组件，包括：
后视镜装置，所述后视镜装置用于向车辆驾驶员提供后视镜视图；
根据上述1-9中任一项所述的光传感器；以及
安装机构，所述安装机构适于将所述后视镜装置和所述光传感器安装到车辆。
11.根据上述10所述的后视镜组件，还包括由所述安装机构承载的显示器，以及显示器亮度控制电路，所述显示器亮度控制电路耦连到所述显示器和所述光传感器，以用于响应于由所述光传感器感测的光水平，控制所述显示器的亮度。
12.根据上述10-11中任一项所述的后视镜组件，还包括由所述安装机构承载的电-光镜元件和镜反射控制电路，所述镜反射控制电路耦连到所述电-光镜元件和所述光传感器，以响应于由所述光传感器感测的光水平，控制所述电-光镜元件。
13.一种光传感器封装，包括：
外壳，所述外壳具有用于接收光的窗口，所述外壳允许有至少电源连接垫、接地连接垫和输入/输出垫；
输入低通滤波器，所述输入低通滤波器在所述输入/输出垫上，用于阻止电磁干扰；
暴露光转换器，所述暴露光转换器设置于所述外壳内，所述暴露光转换器操作以在积分周期中积累与通过所述窗口接收的入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；以及
光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以在输出引脚上输出脉冲，脉冲宽度基于由所述暴露光转换器积累的电荷。
14.根据上述13所述的光传感器封装，其中，所述输入低通滤波器包括在所述输入/输出垫上的电阻器和耦连于所述电阻器和地之间的电容器。
15.根据上述13-14中任一项所述的光传感器封装，其中，所述电容器被配置成使得所述光传感器封装额定为至少2kV静电保护。
16.根据上述13-14中任一项所述的光传感器封装，其中，所述电阻器是所述输入/输出垫的整体部分。
17.根据上述13-14中任一项所述的光传感器封装，还包括非易失性存储器，所述非易失性存储器在所述外壳内，用于存储可以由此获得所述光传感器的校准数据的数据。
18.一种光传感器，包括：
暴露光转换器，所述暴露光转换器操作以在积分周期上积累与入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；
光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以输出脉冲，所述脉冲具有基于由所述暴露光转换器积累的电荷的脉冲宽度；以及
带隙电压参考电路，所述带隙电压参考电路用于从电源接收电，并用于向所述光-脉冲电路生成一组稳定的参考电压，其中，所述带隙电压参考电路由所述电源供应的电源电压生成恒定电流，并且其中，所述带隙电压参考电路包括电阻阶梯，所述恒定电流通过所述电阻阶梯传送，以生成所述一组稳定的参考电压。
19.根据上述18所述的光传感器，其中，所述带隙电压参考电路通过由所述电源供应的电源电压生成多个恒定电流，并且其中，所述带隙电压参考电路包括多个电阻阶梯，所述恒定电流通过所述电阻阶梯传送，以生成所述一组稳定的参考电压。
20.一种光传感器，包括：
暴露光转换器，所述暴露光转换器操作以在积分周期上积累与入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；
光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以输出脉冲，所述脉冲具有基于由所述暴露光转换器积累的电荷的脉冲宽度；以及
带隙电压参考电路，所述带隙电压参考电路用于从电源电压水平在大约3.3V到大约5.0V范围内的电源接收电，并用于向所述光-脉冲电路生成遍及所述电源电压水平范围的一组稳定的参考电压。
21.根据上述20所述的光传感器，其中，所述带隙电压参考电路通过由所述电源供应的电源电压生成恒定电流，并且其中，所述带隙电压参考电路包括电阻阶梯，所述恒定电流通过所述电阻阶梯传送，以生成所述一组稳定的参考电压。
参考以下的说明书、权利要求和附图，本领域技术人员会进一步理解和认识到本发明的这些和其它特征、优点和目标。
附图说明
在图中：
图1是光传感器的模块和示意形式的电路图，其中，可以实现本发明的光-脉冲电路的实施例；
图2是图解说明图1电路的操作的时序图；
图3是模块和示意形式的电路图，其图解说明根据现有的传统构造具有噪声补偿的光-脉冲电路；
图4是图解说明图3光传感器的操作的时序图；
图5是使用光电二极管作为光转换器实现图3的光传感器的示意图；
图6是根据本发明的一个实施例光-脉冲电路的模块和示意形式的电路图；
图7是可以用在图6中所示光-脉冲电路的单触发逻辑电路的模块和示意形式的电路图；
图8是可以用在图6中所示光-脉冲电路的带隙电压参考模块的模块和示意形式的电路图；
图9是图解说明可以包含本发明的光传感器的车辆后视镜的图；
图10是使用本发明的光传感器的实施例的框图；以及
图11是替代性光传感器封装的模块和示意形式的电路图，其中，可以实现本发明的光-脉冲电路的实施例。
具体实施方式
现在详细地描述本发明目前优选的实施例，实施例的示例在附图中图示。在可能情况下，在图中使用相同的附图标记来指相同或相似的零件。在图中，描绘的结构元件不是成比例的，出于强调和理解目的，某些组件相对于其它组件被放大。
本文中描述的实施例是对共同受让的美国专利号6,359,274中公开的光传感器的改进，该专利的全部公开内容通过引用被并入本文。美国专利号6,359,274中公开的光电二极管光传感器电路示于图1中，包括光传感器48和响应于传感器的控制逻辑电路56，其由承载积分控制和传感器输出的单条线互连。光传感器48包括外壳100，外壳100具有允许光104入射到暴漏光转换器106上的窗口102。外壳100容纳电源引脚108、接地引脚110和信号引脚112。
光传感器48通过在光传感器48中的信号引脚112和控制逻辑56中的信号引脚116之间的互连信号114连接到控制逻辑56。信号引脚112、116是三态端口，允许互连信号114提供向光传感器48的输入和来自光传感器48的输出。控制逻辑56可以包括连接于信号引脚116和地之间的FET Q1。FET Q1由连接到Q1的基极的控制线118控制。缓冲器120也连接到信号引脚116。
在光传感器48中，FET Q2连接于信号引脚112和地之间。FET Q2由连接到Q2的栅极的输出脉冲122控制。恒流源124连接到信号引脚112，这样，如果Q1和Q2两者都不导通，则互连信号114被拉高。恒流源124额定发出大约0.5mA电流，拉高互连信号114。施密特触发逆变器126的输入连接到信号引脚112。施密特触发逆变器126由串联的逆变器128和130跟随。逆变器130的输出对D触发器132计时。多路复用器134的输出连接到触发器132的D输入。多路复用器134的选择输入由输出脉冲122驱动，使得当输出脉冲122被激活，则触发器134的D输出被去激活，当输出脉冲122不被激活，则触发器134的D输出被激活。NAND门136的输出连接到触发器132的低激活复位138。触发器132的输出是积分脉冲140。积分脉冲140和逆变器128的输出被输入到与非(NAND)门136。光-脉冲电路142接受积分脉冲140和暴露光转换器106的输出，产生输出脉冲122。下面参照图3-5描述光-脉冲电路142的几个公开实施例中的两个。
光传感器48可以包括不接收光104的屏蔽光转换器144。光-脉冲电路142使用屏蔽光转换器144的输出，降低暴露光转换器106中的噪声效应。
现在参照图2，示出图解说明图1电路的操作的时序图。一开始，低激活互连信号114为高。触发器132的状态必须为零，因为如果状态为1，则与非门136的两个输入将为高，激活复位138，迫使触发器132的状态为零。
在时间150，控制逻辑56激活控制线118，使晶体管Q1导通。互连信号114然后在时间152被拉低。逆变器130的输出从低过渡到高，将触发器132的状态设置为1，这引起积分脉冲140在时间154变成激活的。光-脉冲电路142开始对入射到暴露光转换器106上的光104积分。在时间156，控制线118被拉低，使晶体管Q1关断。时间156和时间150之间的差是由控制逻辑56请求的积分周期158。由于Q1和Q2都关断，所以互连信号114在时间160被电流源124拉高。由于逆变器128的输出和积分脉冲140都为高，所以复位138被激活，使得在时间162，触发器132的状态变成零，积分脉冲140变成去激活。这给光-脉冲电路142发信号，停止对入射到暴露光转换器106上的光104积分。
在时间164，光-脉冲电路142激活输出脉冲122，开始输出光强度信息。激活输出脉冲122使晶体管Q2导通，在时间166将互连信号114拉低。这引起逆变器130输出低-高过渡，将零定时为触发器132的状态。光-脉冲电路142在时间168去激活输出脉冲122。时间168和时间164之间的差是光强度周期170，指示在积分周期158上入射到暴露光转换器106上的光104的量。晶体管Q2在输出脉冲122在时间168变成低时被关断。由于晶体管Q1和Q2都关断，所以互连信号114在时间172被拉高。调光逻辑56中的缓冲器120检测互连信号114在时间166和172的过渡。时间172和166之间的时间差由调光逻辑56使用，以确定由光传感器48接收的光104的强度。
如果光传感器48中包括屏蔽光转换器144，则积分脉冲140在时间162的去激活和输出脉冲122在时间164的激活之间的时间差部分是由于光传感器48中的热噪声。该差值表示为热噪声周期174。热噪声周期174可以由调光逻辑56使用以确定光传感器48的温度，或者可以更简单地用来确定传感器48中的噪声水平是否太高而不能进行可靠阅读。下面参照图3描述光传感器48使用屏蔽光转换器144的输出来生成输出脉冲122的能力，输出脉冲122指示光传感器48中的热噪声的量。
现在参照图3，示出对根据本发明的实施例具有脉冲输出的光传感器的操作进行图解说明的示意图。光-脉冲电路142包括暴露光转换器106，以用于将入射到暴露光转换器106上的光104转换成由CSL表示的光存储电容器304中积累的电荷，并包括屏蔽光转换器144以及关联电子器件。暴露光转换器106可以是能够将光104转换成电荷的任何装置，诸如在E.Fossum等人的美国专利号5,471,515、标题“Active Pixel Sensor With Intra-PixelCharge Transfer”中描述的光栅传感器，该专利通过引用被并入本文。优选地，光转换器106是如下面参照图5描述的光电二极管。除非另有注示，以下讨论不依赖暴露光转换器106的特定类型或构造。
光-脉冲电路142在传感器逻辑306的控制下操作。传感器逻辑306生成复位信号308，控制连接于暴露光转换器输出312和VDD之间的开关310。传感器逻辑306还产生采样信号314，控制暴露光转换器输出312和光存储电容器304之间的开关316。光存储电容器304两端的电压即光存储电容器电压318被馈送到比较器320的一个输入中。比较器320的另一输入是斜坡电容器324两端的斜坡电压322。斜坡电容器324与电流源326并联，产生电流IR。传感器逻辑306还产生斜坡控制信号328，控制连接于斜坡电压322和VDD之间的开关330。比较器320基于光存储电容器318和斜坡电压322的相对水平，产生比较器输出332。传感器逻辑306可以基于如下面参照图4描述的内部生成的时序或外部生成的积分脉冲140，生成复位信号308、采集信号314和斜坡控制信号330。
屏蔽光转换器144可以有与暴露光转换器106相同的构造。然而，屏蔽光转换器144不接收光104。由屏蔽光转换器144生成的电荷因此只是噪声的函数。此噪声本质上主要是热。如果屏蔽光转换器144有与暴露光转换器106相同的构造，则由屏蔽光转换器144产生的噪声信号会接近地近似由暴露光转换器106产生的信号中的相同噪声。通过从暴露光转换器106产生的信号中减去屏蔽光转换器144产生的信号，光转换器106中噪声的效应可以被大大降低。
复位信号308控制连接于屏蔽光转换器输出384和VDD之间的开关382。采样信号314控制连接于屏蔽转换器输出384和由CSN表示的噪声存储电容器388之间的开关386。噪声存储电容器388两端的电压即噪声存储电容器电压390是比较器392的一个输入。比较器392的第二输入是斜坡电压322。比较器392的输出即噪声比较器输出394和比较器输出332用作异或门396的输入。异或门396生成与输出脉冲122对应的指示光104的强度的异或输出398。
现在参照图4，示出对图3光-脉冲电路142的操作进行图解说明的时序图。测量周期在时间340开始，此时采样信号314被激活，同时复位信号308被激活。开关310和316都闭合，将光存储电容器304充电到由光存储电容器电压318中的电压电平342指示的VDD。类似地，开关382和386都闭合，将噪声存储电容器388充电到由噪声存储电容器电压390中的电压电平410表示的VDD。在时间344，复位信号308被去激活，打开开关310，开始积分周期346。在积分周期346中，入射到暴露光转换器106上的光104生成负电荷，在光存储电容器电压318中产生下降电压348。复位信号308的去激活还打开开关382，引起噪声存储电容器电压390中的由于噪声而从屏蔽光转换器144产生的电荷下降的电压412。在时间350，斜坡控制信号328被激活，闭合开关330，对斜坡电容器324充电，使得斜坡电压322是由电压电平352指示的VDD。在时间354，采集信号314被去激活，引起开关316和386打开，从而结束积分周期346。在时间354之后下一测量周期之前的某时间356，复位信号308被激活，闭合开关310和382。在时间358，斜坡控制信号328被去激活，打开开关330。这引起斜坡电容器324以恒定速度通过电流源326放电，如由斜坡电压322中的下降电压360表示的。一开始，如由电压电平362所示，光比较器输出332被去激活，原因是斜坡电压322比光存储电容器电压318要大。还是一开始，如由电压电平414所示，噪声比较器输出394被去激活，原因是斜坡电压322比噪声存储电容器电压390要大。由于光比较器输出332也被去激活，所以异或门396的输出398被去激活，如由电压电平416所示。在时间418，斜坡电压322下降到低于噪声存储电容器电压390的电平，引起噪声比较器输出394变成激活的。由于噪声比较器输出394和光比较器输出332是不同的，所以异或门396的输出398被激活。在时间364，斜坡电压322下降到光存储电容器电压318的电平之下，引起光比较器输出332变成激活的。由于噪声比较器输出394和光比较器输出332此时都是激活的，异或门396的输出398此时变成去激活的。时间364和时间418之间的差即输出脉冲持续时间420具有与入射到暴露光转换器106上的光104的强度成比例的时间段，屏蔽光转换器144在积分周期346上产生较少噪声。时间418和时间358之间的持续时间即噪声持续时间422直接与由屏蔽光转换器144在积分周期346上产生的噪声的量成比例。由于此噪声大多数是热噪声，噪声持续时间422指示屏蔽光转换器144的温度。比较器输出332和394保持激活到时间366，此时斜坡控制信号328被激活，闭合开关330，将斜坡电压322拉到VDD。
现在参照图5，示出图1的光-脉冲电路142和光传感器48的第二种实现方式的示意图，其中，光电二极管用作光转换器。光-脉冲电路142使用用于暴露光转换器106的暴露光电二极管430和用于屏蔽光转换器144的屏蔽光电二极管432来实现。暴露光电二极管430的阳极连接到地，阴极通过晶体管Q20连接到VDD。晶体管Q20的基极由复位信号308控制。因此，晶体管Q20作用为开关310。晶体管Q21和Q22串联连接于VDD和地之间，形成大致由434示出的缓冲器。晶体管Q21的基极连接到暴露光电二极管430的阴极。负载晶体管Q22的基极连接到固定电压VB。缓冲器434的输出通过晶体管Q23连接到光存储电容器304。晶体管Q23的基极由采样信号314驱动，允许晶体管Q23作用为开关316。屏蔽光电二极管432的阳极连接到地，阴极通过晶体管Q24连接到VDD。晶体管Q24的基极由复位信号308驱动，允许晶体管Q24作用为开关382。晶体管Q25和Q26形成大致由436示出的缓冲器，以与缓冲器434隔离暴露光电二极管430的相同方式，将输出与屏蔽光电二极管432隔离。晶体管Q27将缓冲器436的输出连接到噪声存储电容器388。晶体管Q27的基极由采样信号314驱动，允许晶体管Q27作用为开关386。通常，光存储电容器304和噪声存储电容器388为2pF。斜坡电容器324通常为10pF，通过晶体管Q28充电到VDD。晶体管Q28的基极由斜坡控制信号328驱动，允许晶体管Q28作用为开关330。当晶体管Q28关断时，斜坡电容器324通过电流源326以0.1μA的近似恒定的电流IR放电。
通过包括在斜坡电压322下降到低于预设电压时抑制输出的电路，传感器上电响应改进，有效动态范围延长。光-脉冲电路142包括将斜坡电压322与初始化电压(VINIT)440比较的比较器438。比较器输出442与异或门输出398通过与门444进行与运算，产生与输出脉冲122对应的与门输出446。操作中，如果斜坡电压322小于初始化电压440，则输出446被去激活。比较器438和与门444的使用保证不论上电之后光-脉冲电路142的状态如何，输出446都不被激活。在优选实施例中，初始化电压为0.45V。
传感器逻辑306基于可能内部生成的或从外部来源提供的积分脉冲140生成控制信号308、314、328。缓冲器447接收积分脉冲140，产生采样控制314。奇数的顺序连接的逆变器(大致显示为逆变器链448)接受采样控制314，产生复位控制308。第二组奇数的顺序连接的逆变器(大致显示为逆变器链449)接受复位信号308，产生斜坡控制信号328。
上述的光传感器因此包括将入射光转换成电荷的光转换器。这种电荷在积分周期上收集，产生电势，电势被传感器转换成离散输出。通过改变积分周期，传感器的灵敏性范围可以被动态改变。
如下文详细描述的，第一实施例在几方面改进上述的光传感器。首先，改进的光传感器通过在传感器的输入/输出(I/O)引脚利用低通滤波器提供更好的噪声性能和电磁干扰(EMI)免疫。其次，在图3和5中所示的现有的光传感器中，通过在其输出处利用单触发逻辑电路代替异或门396，改进的光传感器确保总是有一定长度的输出脉冲，使得传感器对任何外部电路不会表现为坏传感器。第三，改进的传感器提供双电压操作能力，以便以3.3V或5V VDDA工作。第四，改进的传感器提供改进的静态能力。第五，通过使用不同形式的电压调节器，改进的传感器提供出现电源波动时在其输出的更大的稳定性。
图6示出改进的光-脉冲电路1142，其包括以暴露光电二极管1430的形式示出的暴露光转换器和为屏蔽光电二极管1432的形式的屏蔽光转换器。光电二极管1430和1432可以分别有积分反浮散门(integral anti-bloom gate)1006和1008，其接收由电压参考模块1004提供的反浮散电压VAB，如下文进一步描述的。同样，光电二极管1430和1432分别可以有积分传输门1010和1012，其接收也由电压参考模块1004提供的传输电压VTX。反浮散门1006和1008和传输门1010和1012的功能在上述美国专利号6,359,274中参照其附图25和26进一步描述。
光-脉冲电路1142还包括传感器控制模块1306，传感器控制模块1306连接到输入/输出(I/O)垫1002，输入/输出(I/O)垫1002又连接到I/O输入引脚1112，在I/O输入引脚1112，I/O信号1114作为输入和输出传播。传感器控制模块1306从I/O垫1002接收积分脉冲1140，并通过以类似于上文参照图3-5中的传感器逻辑306讨论的方式，生成复位信号1308、采集信号1314和斜坡控制信号1328来响应。
暴露光电二极管1430的阴极通过从传感器控制模块1306接收复位信号1308的开关1310和传输门1010连接到电压VDDA。电容为例如200fF的电容器1014与暴露光电二极管1430并联耦连。电源跟随器1434具有耦连到暴露光电二极管1430的阴极的输入，充当与图5中的缓冲器434类似的缓冲器。电源跟随器1434的输出耦连到开关1316，开关1316接收并对采样信号1314进行响应。开关1316将暴露光电二极管1430的缓冲输出选择性耦连到电容例如为6.5pF的光存储电容器1304。光存储电容器1304两端的电压(Vsignal)供应给比较器1320，这将在下面进行描述。
屏蔽光电二极管1432的阴极通过从传感器控制模块1306接收复位信号1308的开关1382和传输门1012连接到电压VDDA。电容例如为200fF的电容器1016与屏蔽光电二极管1432并联耦连。电源跟随器1436具有耦连到屏蔽光电二极管1432的阳极的输入，并充当与图5中的缓冲器436类似的缓冲器。电源跟随器1436的输出耦连到开关1386，开关1386接收并对采集信号1314进行响应。开关1386将屏蔽光电二极管1432的缓冲输出选择性耦连到电容为例如6.5pF的噪声存储电容器1388。噪声存储电容器1388两端的电压(Vdark)供应到比较器1392，这在下文进一步描述。
光-脉冲电路1142还包括斜坡存储电容器1324，存储电容器1324选择性充电到电压VRAMP，或允许通过开关1330放电，开关1330由斜坡控制信号1328控制，斜坡控制信号1328由传感器控制模块1306供应。斜坡存储电容器1324两端的电压(Vramp)通过偏置晶体管1030而被偏置，偏置晶体管1030在其栅极上接收信号VBIAS。VBIAS由带隙电压参考模块1004供应。Vramp供应到比较器1438以及比较器1320和1392。比较器1438将Vramp与由带隙电压参考模块1004供应的VLIMIT比较，并以与图5中比较器438如何将RAMP与VINT比较并将输出供应到与门444类似的方式，供应输出到与门1444。以与图3和5中比较器320和392几乎相同的方式，比较器1320将Vsignal与Vramp比较，比较器1392将Vdark与Vramp比较。实际上，光-脉冲电路1142的组件的大致操作以与图3-5中描述的光-脉冲电路142的方式相似的方式操作，因此，已经描述的光-脉冲电路1142部分不再进一步描述。
光-脉冲电路1142在几方面与光-脉冲电路142不同。首先，光-脉冲电路1142包括在I/O垫1002提供并连接于输入线和地之间的电容器1022。电容器1022可以用作几个目的。第一目的是阻止静电。电容器1022因此可以选择为具有使光传感器封装额定为至少2kV静态保护的电容。这种电容例如可以为150pF。这是对现有的光传感器的实质改进，现有光传感器额定为500V静态保护，因此更易于受到静电的影响。
电容器1022提供的第二目的是形成输入滤波器1024，其具有已经存在于I/O垫1002内的电阻器1026。此电阻近似为100欧姆。因此，增加具有上面提供的小电容的电容器1022创建低通输入滤波器1024。此低通输入滤波器1024阻止否则可能会干扰传感器电路操作的电磁干扰(EMI)。现有的光传感器在900MHz下易于受到EMI影响，900MHz是蜂窝电话操作的频率。因此，在光传感器附近使用蜂窝电话时，现有的光传感器有时完全停止工作。输入滤波器1024阻止此EMI，并通过汽车制造商的最严格的EMI测量要求。
光-脉冲电路1142还与光-脉冲电路142的不同在于前者包括单触发逻辑电路1020来代替异或门396。单触发逻辑电路1020提供改进，原因是异或门396有时由于泄露电流造成不输出脉冲，这可能导致不适当的确定传感器故障，原因是之前认为如果没有返回脉冲，则传感器已经失效。同样，使用异或门396，当光水平一开始非常低，然后增大时，输出脉冲会变得更小，离开然后返回。这是因为在这种低的初始光水平下，光存储电容器318可能(参照图4)在噪声存储电容器电压390超过斜坡电压322之前，超过斜坡电压322，因此导致仍产生不能与正读数相区别的负读数的脉冲。之后，当光水平增大时，光存储电容器电压318和噪声存储电容器电压390超过斜坡电压322的点紧密靠近在一起，不产生输出脉冲。单触发逻辑电路1020通过有助于输出脉冲1122的生成，最小化这种事件发生的可能性。这是因为单触发逻辑电路1020与与门1444结合在Vdark或Vsignal其一或两者超过Vramp的任何时候，总是提供已知长度的输出脉冲。因此，如果Vdark和Vsignal一致地超过Vramp，则单触发逻辑电路1020和与门1444协同输出输出脉冲1122，这将引脚1112上的信号1114拉低。
可以用来实现单触发逻辑电路1020的电路的示例示于图7中。单触发逻辑电路1020可以包括与门1040，与门1040在一个输入上接收比较器1392(图6)的输出，在另一输入上接收比较器1320的反相输出。单触发逻辑电路1020还可以包括第一OR门1042，其在一个输入上接收比较器1392的输出，在另一输入上接收比较器1320的输出。与门1040的输出提供到第二或门1044的输入，或门1044的输出供应到图6的与门1444。第一或门1042的输出提供到D触发器(DFF)1046的时钟(CLK)输入端。DFF 1046的输出(Q)提供到第二或门1044的另一输入。
如图7中所示，DFF 1046包括使用下文提供的电路的输出提供的复位(RST)端。提供电容器1050，当开关1052响应于DFF 1046的输出闭合时，电容器1050选择性充电到参考电压V_OS_HI，参考电压V_OS_HI由图6中的带隙电压参考电路1004供应。偏置晶体管1054与电容器1050并联耦连，所产生的电容器1050的电压馈送到比较器1048中，在此与也由带隙电压参考电路1004供应的参考电压V_OS_LO比较。比较器1048的输出在供应到DFF 1046的RST端之前，由反相器1056和1058反相两次。
图1-5的光传感器设计非常易于受到由静态波动和/或电源输入线上的有源噪声引起的VDD中的波动的影响。实际上，VDD中+/-10％静态波动引起输出中大到80％的变化。此外，当由未充分滤波的开关电源供电时，VDD中有波纹，引起不准确的平均输出。大多不准确和波动出现，原因是本身也波动的VDD曾用来导出由光传感器电路使用的各种参考电压。而且，如果光传感器曾正好校准为5V，稍后VDD相对稳定在4.5V，传感器不再被校准。
为了解决这些问题，光-脉冲电路1142包括带隙电压参考模块1004，其不管电源的稳定性如何都提供稳定的参考电压(VTX,VAB,V_OS_HI,V_OS_LO,VBIAS)。在使用带隙电压参考模块1004时，VDD中+/-10％的静态波动只引起输出大约2％的波动。因此，光传感器对静态波动更加稳定。因为带隙电压参考模块1004对这种电源变化更加免疫，所以允许与可能具有这种变化的较不昂贵的开关电源一起使用。
同样，带隙电压参考模块1004可以被配置成在3.3V电源电压VDDA下操作，同时容忍高达5V的电压，仍提供稳定的参考电压。因此，带隙电压参考模块1004从电源电压水平在大约3.3V到大约5.0V范围内的电源接收电，用于向光-脉冲电路生成遍及电源电压水平范围的一组稳定参考电压。以此方式，光传感器能够在双操作电压3.3V和5V下操作。
图8示出可以用作带隙电压参考模块1004的电路的一部分的示例。通常，电路使用带隙导出的偏置电压来生成恒定电流。恒定电流通过电阻阶梯馈送以生成电压。电源无关的电压，诸如VTX,VAB,V_OS_HI,V_OS_LO和VBIAS通过PMOS阶梯以地为参考。电源相关的电压诸如VLIMIT可以通过电阻阶梯以VDDA为参考。参考VRAMP可以通过使VDDA通过与用来读光电二极管1430和1432的输出的电源跟随器1434和1436类似的电源跟随器生成。
更具体地看图8，带隙电压参考电路1004可以包括带隙电路1500，带隙电路1500向带隙电压参考电路1004的各个分支提供带隙导出的偏置电压VBG,VSP,VBP,VBN_CONST,VBP_CONST和VCP_CONST。在图示的带隙电压参考电路1004部分，示出四个分支，其中，第一分支用来导出VRAMP，第二分支用来导出VLIMIT，第三分支用来导出VTX,VAB,V_OS_HI和V_OS_LO，第四分支用来生成VBIAS。
第一分支包括具有第一晶体管1504的电源跟随器1502，第一晶体管1504的源极连接到VDDA，还连接到其栅极。电源跟随器1502还包括第二晶体管1506，第二晶体管1506具有连接到第一晶体管1504的漏极的源极、连接以从带隙电路1500接收VBN_CONST的栅极和耦连到地的漏极。电源跟随器1502生成恒定电流I_CONST3，晶体管1504和1506之间的抽头供应参考电压VRAMP，在图6中，参考电压VRAMP由带隙电压参考电路1004供应到开关1330。
第二分支包括电阻阶梯，该电阻阶梯具有串联于VDDA和晶体管1512的源极之间的多个电阻器15101-1510n，晶体管1512具有耦连到地的漏极和耦连到带隙电路1500以接收电压VBN_CONST的栅极。此第二分支产生恒定电流I_CONST1，使得电阻器之间的抽头供应参考电压VLIMIT，在图6中，参考电压VLIMIT从带隙电压参考电路1004提供到比较器1438的输入。如上文指出的，VLIMIT是与电源有关的电压。VLIMIT选择为与最高积分电荷的电压对应，人们会期待从图6所示的光电二极管1430看出。
第三分支提供电源无关的电压，包括第一PMOS晶体管1520和第二PMOS晶体管1522；第一PMOS晶体管1520具有连接到VDDA的源极、连接到带隙电路1500以接收电压VBP_CONST的栅极；第二PMOS晶体管1522具有耦连到第一PMOS晶体管1522的漏极的源极、连接到带隙电路1500以接收电压VCP_CONST的栅极和连接到电阻器阶梯的漏极，电阻器阶梯包括串联连接于第二PMOS晶体管1522和地之间的多个电阻器15251-1525n。第三分支产生通过电阻器阶梯的恒定电流I_CONST1。多个抽头提供于电阻器之间的不同点以供应：参考电压VTX，在图6中，参考电压VTX从带隙电压参考电路1004提供到开关1010和1012；参考电压VAB，其从带隙电压参考电路1004提供到开关1006和1008；以及参考电压V_OS_HI和V_OS_LO，在图6和7中，参考电压V_OS_HI和V_OS_LO从带隙电压参考电路1004提供到单触发电路。
第四分支包括第一晶体管1532、第二晶体管1534、第三晶体管1536、第四晶体管1538、第五晶体管1540、第六晶体管1546、第七晶体管1548、第八晶体管1550和电阻器1542。第一晶体管1532和第三晶体管1536都具有耦连到VDDA的源极，他们的栅极耦连在一起，他们的漏极分别耦连到第二晶体管1534和第四晶体管1538的源极。第二晶体管1534和第四晶体管1538的栅极耦连在一起。第二晶体管1534的漏极耦连到第一晶体管1532和第三晶体管1536的栅极，并且还耦连到第五晶体管1540的源极。第五晶体管1540的栅极耦连到带隙电路1500，以便接收电压VBG。第五晶体管1540的漏极通过电阻器1542耦连到地。第六晶体管1546具有耦连到VDDA的源极、耦连到带隙电路1500以便接收电压VBP的栅极和耦连到第七晶体管1548的源极的漏极。第七晶体管1548具有耦连到带隙电路1500以便接收电压VCP的栅极和耦连到第八晶体管1550的源极和栅极的漏极。第四晶体管1538的漏极还耦连到第八晶体管1550的源极和栅极。第八晶体管1550的漏极耦连到地。第四分支包括在第七晶体管1548的漏极和第八晶体管1550的源极之间的供应参考电压VBIAS的抽头，在图6中，参考电压VBIAS从带隙电压参考电路1004提供到晶体管1030的栅极。流过第六至第八晶体管的电流是与温度无关的。
上文描述的光传感器的实际封装可以采用美国专利号7,543,946中描述的任何形式，该专利的全部公开内容通过引用被并入本文。
现在参照图9，示出图解说明可以包括本发明的光传感器的车辆后视镜的图。车辆20由操作员22驾驶。操作员22使用内部后视镜24和一个或多个外部后视镜26来观看车后面的场景，这大致由28表示。大多数时间，操作员22通过挡风玻璃30向前看。操作员22的眼睛因此调节到来自大致向前方向的环境光32。后面场景28中相对明亮的光源可以产生可以从镜子24、26反射的光，以使操作员22暂时视觉削弱、注意力分散或眼花。这种相对强的光称为眩光34。
为了降低眩光34对操作员22的影响，可以降低镜子24、26的反射。在自动对镜子调光之前，内部后视镜24会包含棱镜反射元件，棱镜反射元件由操作员22手动切换。自动调光镜包括用于眩光34并且通常用于环境光32的光传感器，并且响应于眩光34的水平使一个或多个镜子24、26变暗。
现在参考图10，示出本发明的实施例的框图。大致由40示出的调光元件包括可变透光元件42和反射面44。调光元件40定位成使得反射面44通过可变透光元件42可看到。调光元件40响应于调光元件控制信号46呈现可变的光反射。环境光传感器48被定位为从大致在车辆20前面接收环境光32。环境光传感器48产生离散环境光信号50，指示在环境光积分周期上入射到环境光传感器48上的环境光32的量。眩光传感器52定位为检测来自大致车辆20后方的眩光34，并且可以可选地设置为通过可变透光元件42查看眩光34。眩光传感器52产生离散眩光信号54，指示在眩光积分周期上入射到眩光传感器52的眩光34的量。调光/亮度控制逻辑56接收环境光信号50，确定环境光水平。调光/亮度控制逻辑56基于环境光32的水平确定眩光积分周期。调光/亮度控制逻辑56接收眩光信号54，确定眩光34的水平。调光逻辑56输出调光元件控制信号46，设置调光元件40的反射以降低由操作员22感知的眩光34的影响。
眩光传感器52和环境光传感器48之一或其两者是包括将入射光转换成电荷的光转换器的传感器。这种电荷在积分周期中收集，产生由传感器48、52转换成离散输出的电势。光传感器48、52的实施例参考上文的图6-8描述。
使用基于硅的传感器的一个困难是硅和人眼之间的光谱灵敏度的不同。环境光滤波器58可以设置在环境光传感器48前面或包括于其中。类似地，眩光滤波器60可以设置在眩光传感器52前面或包括于其中。滤波器58、60使可以包括可见光、红外和紫外射线的光谱的某些部分衰减，使得光跨越传感器48、52与传感器48、52内的光转换器的频率响应结合，更接近地近似人眼的响应，补偿诸如挡风玻璃30的车窗的着色。
可变透光元件42可以使用各种装置实现。调光可以如Jordan等人的标题为“Photoelectrically-Controlled Rear-View Mirror”的美国专利号3,680,951、Bauer等人的标题为“Automatic Rearview Mirror For Automotive Vehicles”的美国专利号4,443,057中描述的以机械方式实现；这两个专利通过引用被并入本文。可变透光元件42可以使用如Ohmi等人的标题为“Glare-Shielding Type Reflector”的美国专利号4,632,509中描述的液晶单元形成，该专利通过引用被并入本文。优选地，可变透光元件42是响应于施加的控制电压改变其透射的电致变色单元，诸如在Byker的标题为“Single-Compartment,Self-Erasing,Solution-Phase Electrochromic Devices,Solutions For Use Therein,And Uses Thereof”的美国专利号4,902,108中描述的，其通过引用被并入本文。许多其它电致变色装置可以用来实现调光元件40。本领域技术人员可认识到，本发明并不取决于调光元件40的类型或构造。如果调光元件40包括电致变色可变透光元件42，则反射面44可以包括于可变透光元件42中，或者可以在可变透光元件42的外部。
每个内部后视镜24和外部后视镜26可以包括用于自动调光的调光元件40。内部后视镜24还可以包括调光/亮度控制逻辑56、光传感器48,52，如果使用的话，还包括滤波器58和60。此外，内部后视镜24可以包括显示器，显示器可以被定位在邻近或在镜子元件40的反射面44之后。调光/亮度控制逻辑56还可以响应于环境传感器48和/或眩光传感器52的输出以控制显示器的亮度。
本文中描述的光传感器可以用各种方式实现，如美国专利号7,543,946、美国专利申请公开号US 2012/0330504 A1和美国申请公开号2013/0032704 A1中公开的，以上这些的全部公开内容通过引用被并入本文。
由于制造差异，大多数光传感器对光反应不同。为了使每个镜子以相同方式对光进行响应，每个镜子可以被校准。当前，这是在电路板组装之后的测试器中进行的。镜子组件中的光传感器部件暴露于特定量的光，补偿因子被写入镜子组件内的控制电路。这种校准方式不是特别理想的，原因是更期望在聚集到电路板上之前校准每个单独的光传感器。绕开此问题的一种方式是使每个光传感器部件的校准因子是该单独的光传感器的一部分。通过将非易失存储器(NVM)装置1600并入每个光传感器部件，如图11所示，给定的光传感器的校准因子(诸如偏置和积分时间)可以在部件测试中的初始测试光传感器时写入到存储器1600中。在光传感器部件组装到镜子之后，这些校准因子然后可以被读、写到镜子的控制电路中，消除了当前的校准过程。
实现这一点的另一方式是将序列号写入到存储器1600，将单独的光传感器部件的校准写入到网络存储中。在光传感器部件组装到镜子之后，序号被读，相应的补偿因子从网络下载到镜子的控制电路中。
存储器1600可以是单独的管芯，可以不具有与光传感器管芯的任何直接的功能联系。光传感器可以像存储器管芯没有被组装那样正常工作。
尽管目前还没有要求保护，提供以下文本以形成未来权利要求的基础：
A1.一种光传感器封装，包括：
外壳，所述外壳具有用于接收光的窗口，所述外壳允许有至少电源连接垫、接地连接垫和输入/输出垫；
暴露光转换器，所述暴露光转换器设置于所述外壳内，所述暴露光转换器操作以在积分周期中积累与通过所述窗口接收入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；以及
光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以在输出引脚上输出脉冲，脉冲宽度基于在积分周期上由所述暴露光转换器积累的电荷；以及
非易失性存储器，所述非易失性存储器在所述外壳内，用于存储可以由此获得光传感器的校准数据的数据。
A2.根据权利要求A1的光传感器，其中，所述校准数据包括用于所述积分周期和偏置的校准数据。
A3.根据权利要求A1-A2中任一项所述的光传感器，其中，所述非易失性存储器中存储的数据是校准数据。
A4.根据权利要求A1-A3中任一项所述的光传感器，其中，所述非易失性存储器中存储的数据是序号，所述校准数据与所述序号关联。
B1.一种光传感器封装，包括：
外壳，所述外壳具有用于接收光的窗口，所述外壳允许有至少电源连接垫、接地连接垫和输入/输出垫；
电容器，所述电容器提供于所述输入/输出垫上，并连接于所述输入/输出垫和地之间用于阻止静电；
暴露光转换器，所述暴露光转换器设置于所述外壳内，所述暴露光转换器操作以在积分周期中积累与通过所述窗口接收入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；以及
光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以在输出引脚上输出脉冲，脉冲宽度基于由所述暴露光转换器积累的电荷。
B2.根据权利要求B1所述的光传感器封装，其中，所述电容器是在所述输入/输出垫上提供的用于阻止电磁干扰的输入低通滤波器的一部分。
B3.根据权利要求B1-B2中任一项所述的光传感器封装，其中，所述电容器被配置成使得所述光传感器封装额定为至少2kV静电保护。
B4.根据权利要求B1-B3中任一项所述的光传感器封装，还包括带隙参考电路，所述带隙参考电路用于从电源电压水平在大约3.3V到大约5.0V范围内的电源接收电，并用于向所述光-脉冲电路生成遍及所述电源电压水平范围的一组稳定的参考电压。
B5.根据权利要求B1-B4中任一项所述的光传感器封装，还包括带隙电压参考电路，所述带隙电压参考电路用于从电源接收电，并用于向所述光-脉冲电路生成一组稳定的参考电压，其中，所述带隙电压参考电路通过由所述电源供应的电源电压生成恒定电流，并且其中，所述带隙电压参考电路包括电阻阶梯，所述恒定电流通过所述电阻阶梯传送，以生成所述一组稳定的参考电压。
B6.一种用于车辆的后视镜组件，包括：
后视镜装置，所述后视镜装置用于向车辆驾驶员提供后视镜视图；
根据权利要求B1-B5中任一项所述的光传感器封装；以及
安装机构，所述安装机构适于将所述后视镜装置安装和所述光传感器封装安装到车辆。
上述描述只认为是对优选实施例的描述。本发明的修改对本领域技术人员及制造或使用本发明的人员是容易想到的。因此，要理解图中所示以及在上文描述的实施例只用于说明目的，不旨在限制本发明的范围，本发明的范围由权利要求限定，根据专利法律(包括等同原则)的原则解释。

Claims (12)

1.一种光传感器，包括：
暴露光转换器，其操作以在积分周期上积累与入射到所述暴露光转换器上的光成比例的电荷；
屏蔽光的屏蔽光转换器，所述屏蔽光转换器具有与所述暴露光转换器相同的构造，所述屏蔽光转换器操作以在所述积分周期上积累与噪声成比例的电荷；以及
光-脉冲电路，所述光-脉冲电路与所述暴露光转换器和所述屏蔽光转换器通信，所述光-脉冲电路操作以输出脉冲，其中当由所述暴露光转换器积累的电荷超过由所述屏蔽光转换器积累的电荷时所述脉冲具有基于由所述暴露光转换器和屏蔽光转换器积累的电荷之间的差的脉冲宽度，其中，所述光-脉冲电路包括生成基于由所述暴露光转换器和屏蔽光转换器积累的电荷的脉冲的单触发逻辑电路，以使得当由所述暴露光转换器积累的电荷未超过由所述屏蔽光转换器积累的电荷时所述脉冲具有已知长度的脉冲宽度。
2.根据权利要求1所述的光传感器，还包括：
光存储电容器，所述光存储电容器耦连到所述暴露光转换器，以输出与所述暴露光转换器的积累电荷对应的光存储电容器电压；
噪声存储电容器，所述噪声存储电容器耦连到所述屏蔽光转换器，以输出与所述屏蔽光转换器的积累电荷对应的噪声存储电容器电压；
斜坡发生器，所述斜坡发生器用于生成斜坡电压；
第一比较器，所述第一比较器用于接收所述光存储电容器电压和所述斜坡电压，并用于在所述光存储电容器电压达到所述斜坡电压时，生成光水平输出；以及
第二比较器，所述第二比较器用于接收所述噪声存储电容器电压和所述斜坡电压，并用于在所述噪声存储电容器电压达到所述斜坡电压时生成噪声水平输出，
其中，所述单触发逻辑电路耦连以接收所述光水平输出和所述噪声水平输出，并且响应于所述光水平输出和所述噪声水平输出生成脉冲。
3.根据权利要求2所述的光传感器，其中，所述单触发逻辑电路被配置成在所述光存储电容器电压和所述噪声存储电容器电压之一或两者达到所述斜坡电压的任何时间，输出脉冲。
4.根据权利要求2所述的光传感器，其中，所述单触发逻辑电路被配置成在所述光存储电容器电压和所述噪声存储电容器电压一致地达到所述斜坡电压的任何时间，输出已知长度的脉冲。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的光传感器，还包括：
耦连到光-脉冲电路的输入/输出垫，用于输出所述输出脉冲并用于接收代表所述积分周期的输入；和
在所述输入/输出垫上提供的连接于所述输入/输出垫和地之间用于阻止静电的电容器。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的光传感器，还包括：
耦连到光-脉冲电路的输入/输出垫，用于输出所述输出脉冲并用于接收代表所述积分周期的输入；和
在所述输入/输出垫的输入侧提供的用于阻止电磁干扰的输入低通滤波器。
7.根据权利要求1-2中任一项所述的光传感器，还包括带隙参考电路，所述带隙参考电路用于从电源电压水平在3.3V到5.0V范围内的电源接收电，并用于向所述光-脉冲电路生成遍及所述电源电压水平范围的一组稳定的参考电压。
8.根据权利要求1-2中任一项所述的光传感器，还包括带隙电压参考电路，所述带隙电压参考电路用于从电源接收电，并用于向所述光-脉冲电路生成一组稳定的参考电压，其中，所述带隙电压参考电路从由所述电源供应的电源电压生成恒定电流，并且其中，所述带隙电压参考电路包括电阻阶梯，所述恒定电流通过所述电阻阶梯传送以生成所述一组稳定的参考电压。
9.根据权利要求1-2中任一项所述的光传感器，还包括：
外壳，所述外壳具有用于使入射到所述暴露光转换器上的光透过的窗口，所述暴露光转换器、所述屏蔽光转换器积累和所述光-脉冲电路被包括在所述外壳内；以及
非易失性存储器，所述非易失性存储器在外壳内，用于存储可以由此获得用于所述光传感器的校准数据的数据。
10.一种用于车辆的后视镜组件，包括：
后视镜装置，所述后视镜装置用于向车辆驾驶员提供后视镜视图；
根据权利要求1-9中任一项所述的光传感器；以及
安装机构，所述安装机构适于将所述后视镜装置和所述光传感器安装到车辆。
11.根据权利要求10所述的后视镜组件，还包括由所述安装机构承载的显示器，以及显示器亮度控制电路，所述显示器亮度控制电路耦连到所述显示器和所述光传感器，以用于响应于由所述光传感器感测的光水平，控制所述显示器的亮度。
12.根据权利要求10-11中任一项所述的后视镜组件，还包括由所述安装机构承载的电-光镜元件和镜反射控制电路，所述镜反射控制电路耦连到所述电-光镜元件和所述光传感器，以响应于由所述光传感器感测的光水平，控制所述电-光镜元件。
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