DE102007016295A1

DE102007016295A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Integrieren einer Lichtmenge

Info

Publication number: DE102007016295A1
Application number: DE102007016295A
Authority: DE
Inventors: Arjuna Marzuki; Kwai Lee Pang; Len Li Kevin Lim
Original assignee: Avago Technologies ECBU IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2007-10-18
Also published as: TW200746914A; JP2007282212A; KR20070101147A; US20070235632A1; US8232512B2

Abstract

Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung zum Integrieren einer Lichtmenge mit einem Photosensor, einem Integrationskondensator und einem Übertragungsverstärker versehen. Der Übertragungsverstärker weist i) einen Eingang, der gekoppelt ist, um eine Spannung, die durch den Integrationskondensator bestimmt ist, zu empfangen, und ii) einen Ausgang auf. Die Vorrichtung ist ferner mit einem ersten Schalter zum Ziehen des Integrationskondensators auf eine Vorladungsspannung und einem zweiten Schalter zum Koppeln des Integrationskondensators mit dem Photosensor, um den Integrationskondensator im Verhältnis zu einer Lichtmenge, die auf den Photosensor auftrifft, zu entladen, versehen. Weitere Ausführungsbeispiele sind ebenfalls offenbart.

Description

Lange Zeit wurden Flüssigkristallanzeigen (LCDs = liquid crystal displays) im Allgemeinen unter Verwendung von Kaltkathodenfluoreszenzlampen (CCFLs = cold cathode fluorescent lamps) hinterleuchtet. Mit zunehmender Häufigkeit werden CCFL-Hinterleuchtungen jedoch durch Leuchtdioden-Hinterleuchtungen (Leuchtdiode = LED = light emitting diode) ersetzt.
In der Regel werden die LEDs, die verwendet werden, um eine LCD zu hinterleuchten, durch ein oder mehrere pulsbreitenmodulierte (PWM = pulse-width modulated) Treibersignale angesteuert. Die Helligkeit der Hinterleuchtung kann durch Erfassen der Lichterzeugung der Hinterleuchtung und Regeln des Tastverhältnisses der PWM-Treibersignale ansprechend auf dasselbe geregelt werden.
Oft wird die Lichterzeugung einer Hinterleuchtung durch eine Schaltung 600, die eine Photodiode 602 (6) umfasst, bestimmt. Der Ausgang der Photodiode 602 ist mit einem Transimpedanzverstärker 604 gekoppelt, und der Ausgang des Transimpedanzverstärkers 604 ist mit einem Tiefpassfilter (RC) gekoppelt. Jedoch ist diese Anordnung nicht besonders geeignet zum Erfassen der Lichterzeugung einer pulsierenden Lichtquelle. Zum Beispiel kann die Eingabe in den Transimpedanzverstärker 604 schwingen – besonders, wenn der Rückkopplungswiderstand (R_f) des Transimpedanzverstärkers 604 groß ist und die pulsierende Intensität von auf die Photodiode 602 auftreffenden Lichts niedrig ist. Ferner kann die Zeitkonstante des Tiefpassfilters zu einer langsamen Ansprechzeit führen. Es kann auch sein, dass die Schaltung 600 kostenintensiv ist, da der Widerstand (R = resistor) und der Kondensator (C = capacitor) des Tiefpass filters in der Praxis nicht in Silizium ausgeführt werden können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Integrieren einer Lichtmenge mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 22 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 16 gelöst.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist eine Vorrichtung zum Integrieren einer Lichtmenge einen Photosensor, einen Integrationskondensator und einen Übertragungsverstärker auf. Der Übertragungsverstärker weist i) einen Eingang, der gekoppelt ist, um eine Spannung zu empfangen, die durch den Integrationskondensator bestimmt ist, und ii) einen Ausgang auf. Die Vorrichtung weist ferner einen ersten Schalter, um den Integrationskondensator auf eine Vorladungsspannung zu ziehen, und einen zweiten Schalter, um den Integrationskondensator mit dem Photosensor zu koppeln, um den Integrationskondensator im Verhältnis zu einer Lichtmenge, die auf den Photosensor auftrifft, zu entladen, auf.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel weist ein Verfahren zum Integrieren einer Lichtmenge 1) während einer Vorladungsphase, ein Ziehen eines Integrationskondensators auf eine Vorladungsspannung; 2) während einer Integrationsphase, folgend auf die Vorladungsperiode, ein Entladen einer Ladung auf dem Integrationskondensator ansprechend auf eine Lichtmenge, die auf einen Photosensor auftrifft; und 3) an einem Ende der Integrationsphase, ein Lesen einer Spannung, die durch eine Ladung, die nach dem Entladen auf dem Integrationskondensator zurückbleibt, bestimmt ist, auf.
Weitere Ausführungsbeispiele sind ebenfalls offenbart.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine beispielhafte Vorrichtung zum Integrieren einer Lichtmenge;
2 ein beispielhaftes Verfahren zum Integrieren einer Lichtmenge;
3 verschiedene Signalverläufe, die durch die in 1 gezeigte Schaltung empfangen oder erzeugt werden können, wenn die Schaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des in 2 gezeigten Verfahrens betrieben wird;
4 verschiedene Signalverläufe, die durch die in 1 gezeigte Schaltung empfangen oder erzeugt werden können, wenn die Schaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des in 2 gezeigten Verfahrens betrieben wird;
5 eine beispielhafte Verwendung der in 1 gezeigten Vorrichtung; und
6 eine beispielhafte Schaltung zum Messen einer Intensität von empfangenem Licht.
1 veranschaulicht eine beispielhafte Vorrichtung 100 zum Integrieren einer Lichtmenge, die auf einen Photosensor 102 auftrifft. Die Vorrichtung 100 ist im Besonderen zum Integrieren eines pulsierenden Lichts und zum Erzeugen eines Signals, V_out, das einem Durchschnitt desselben entspricht, geeignet.
Wie es in 1 gezeigt ist, weist die Vorrichtung 100 einen Photosensor 102 auf. Beispielhaft ist der Photosensor 102 als eine Photodiode gezeigt. Jedoch kann der Photosen sor 102 alternativ die Form eines Phototransistors oder einer anderen Photoerfassungseinrichtung aufweisen. In manchen Fällen kann ein Filter (z. B. ein Beschichtungs- oder Kunststoffelement) an den Photosensor 102 angelegt oder über demselben angeordnet werden, um den Lichtwellenlängenbereich, der durch den Photosensor erfasst wird, zu beschränken – im Besonderen in dem Fall, bei dem getrennte Photosensoren 102 (und Sätze von Vorrichtungen 100) bereitgestellt sind, um verschiedene farbige Wellenlängen eines gemischten Lichts, wie z. B. weißen Lichts, zu erfassen.
Die Vorrichtung 100 weist ferner eine Integrationseinrichtung 104 und eine Ausgabeeinrichtung auf. Die Integrationseinrichtung kann einen Integrationskondensator (C_int) oder andere kapazitive Einrichtungen zum Integrieren einer Lichtmenge, die auf den Photosensor 102 während einer Integrationsphase der Vorrichtung 100 auftrifft, aufweisen. Die Integrationseinrichtung 104 kann ferner eine Einrichtung, wie z. B. einen Schalter (SW1; 108) zum Vorladen des Integrationskondensators auf eine Vorladungsspannung (V_precharge) aufweisen. Die Integrationseinrichtung 104 kann auch einen Schalter (SW2; 110) zum Koppeln des Integrationskondensators mit dem Photosensor 102 aufweisen. Wenn der Schalter SW2 geschlossen wird, wird der Integrationskondensator im Verhältnis zu einer Lichtmenge, die auf den Photosensor 102 auftrifft, entladen.
Die Ausgabeeinrichtung kann einen Übertragungsverstärker 106, der 1) einen Eingang (V_in), der gekoppelt ist, um eine Spannung (V_cint), die durch den Integrationskondensator (C_int) bestimmt ist, zu empfangen, und 2) einen Ausgang (V_out) umfasst, aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Ausgabeeinrichtung ferner einen Analog-Digital-Wandler (ADC 114; ADC = analog-to-digital converter) aufweisen, der gekoppelt ist, um die Ausgabe des Übertragungsverstärkers 106 zu empfangen und in einen digitalen Wert (D_out) umzuwandeln.
Bei einem Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann der Knoten des Integrationskondensators (C_int) direkt mit dem Eingang (V_in) des Übertragungsverstärkers 106 gekoppelt sein. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Integrationskondensator jedoch durch einen dritten Schalter (SW3; 112) mit dem Übertragungsverstärker 106 gekoppelt und von demselben entkoppelt. Es kann ein vierter Schalter (SW4) bereitgestellt sein, um den Übertragungsverstärker 106 freizugeben und zu sperren. Auf diese Weise kann eine unbeabsichtigte Entladung des Integrationskondensators durch den Übertragungsverstärker 106 gemäßigt werden. Auch die Leistungsaufnahme des Übertragungsverstärkers 106 kann gemäßigt werden.
Die Vorrichtung 100 kann ferner eine Steuerung 116 zum Synchronisieren des Betriebs der Schalter SW1, SW2, SW3 und SW4 aufweisen. Die Steuerung 116 kann auch Treibersignale zum Steuern einer Lichtquelle 118, die Licht erzeugt, das auf den Photosensor 102 auftrifft, aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Treibersignale, die für die Lichtquelle 118 bereitgestellt werden, PWM-Treibersignale.
Bei Betrieb der Vorrichtung 100 und während einer Vorladungsphase (T_pre) kann die Steuerung 116 den Schalter SW1 schließen, um den Integrationskondensator (C_int) auf die Spannung V_precharge vorzuladen. Siehe 3. Wird der Schalter SW1 auch während der Vorladungsphase geschlossen, wird jegliche Parasitärkapazität, die dem Photosensor 102 zugeordnet ist, ebenfalls auf die Spannung V_precharge vorgeladen.
Nach der Vorladungsphase kann die Steuerung 116 bewirken, dass die Vorrichtung 100 in eine Integrationsphase (T_int) eintritt. Während der Integrationsphase öffnet die Steuerung 116 den Schalter SW1 und schließt (oder hält geschlossen) den Schalter SW2. Während der Integrationsphase erzeugt eine Lichtmenge, die auf den Photosensor 102 auftrifft, einen Strom I_pd, der wiederum bewirkt, dass sich der Integrationskondensator (C_int) entlädt und die Spannung V_cint abnimmt. Am Ende der Integrationsphase ist die Spannung V_cint proportional zu der Lichtmenge, die während der Integrationsphase auf den Photosensor 102 auftraf. Jedoch kann es sein, dass die Integrationsphase nicht lang genug ist, und das Licht, das auf den Photosensor 102 auftrifft, nicht hell genug ist, um zu bewirken, dass sich der Integrationskondensator vor dem Ende der Integrationsphase vollständig entlädt.
Durch Verändern der Periode und/oder der Tastverhältnisse, bei denen die Schalter SW1 und SW2 geschlossen werden, kann die Steuerung 116 die Länge der Integrationsperiode (T_int) verändern. Erzeugt die Lichtquelle 118 ein pulsbreitenmoduliertes Licht, ist die Periode, bei der die Schalter SW1 und SW2 geschlossen sind, vorzugsweise mit einem ganzzahligen Mehrfachen der PWM-Periode des Lichts synchronisiert. Zu diesem Zweck veranschaulichen die 3 und 4 alternative beispielhafte Zeitsteuerungen für: das Licht und Signale, die die Schalter SW1 und SW2 steuern. In 3 entspricht die Periode, bei der die Schalter SW1 und SW2 geschlossen sind, einer einzigen PWM-Periode. In 4 umfasst die Periode, bei der die Schalter SW1 und SW2 geschlossen sind, eine Mehrzahl von PWM-Perioden.
Bei manchen Ausführungsbeispielen der Vorrichtung 100 kann der Integrationskondensator (C_int) mit einem programmierbaren Wert versehen sein, wie z. B. einem digital gesteuerten Wert, der durch ein oder mehrere digitale „Auswahl"-Signale eingestellt werden kann. Siehe 1. In ähnlicher Art und Weise könnte die Größe des Photosensors 102 mit einer programmierbaren Größe versehen sein.
Ein struktureller Vorteil der Vorrichtung 100 liegt darin, dass ihre Elemente auf einer einzigen integrierten Schaltung oder einer anderen Halbleitereinrichtung gebildet sein können. Dies ist teilweise auf das Ausschließen des Tiefpassfilters und des großen Rückkopplungswiderstands der in 6 gezeigten Schaltung zurückzuführen.
Ein funktioneller Vorteil der Vorrichtung 100 liegt darin, dass diese besser zum Integrieren einer pulsierenden Lichtquelle geeignet ist (verglichen mit der in 6 gezeigten Schaltung). Das heißt, wenn das auf den Photosensor 102 auftreffende Licht PWM-Licht ist und wenn die Integrationsphase (T_int) mit einer Mehrzahl der PWM-Periode (d. h. mit einer oder mehrere Perioden) synchronisiert ist, dann sind die Ausgaben V_out und D_out proportional zu dem PWM-Tastverhältnis. Die Ausgaben V_out und D_out sind auch proportional zu der Spannung V_in, was durch die folgende Gleichung definiert ist: Vin = Vprecharge – (Ipd·Tint/Cint) (1)
Als eine Folge kann der Licht-zu-Spannung-Gewinn der Vorrichtung 100 durch drei unterschiedliche Mechanismen eingestellt werden: 1) durch Programmieren des Werts von C_int; 2) durch Programmieren der Größe des Photosensors 102, wodurch der Wert des Stroms I_pd beeinflusst wird; oder 3) durch Einstellen der Länge von T_int (z. B. durch Vergrößern der Länge von T_int bei wenig Licht und umgekehrt).
2 veranschaulicht ein Verfahren 200 zum Betreiben einer Schaltung wie der, die in 1 gezeigt ist. Das Verfahren 200 weist, während einer Vorladungsphase, ein Ziehen eines Integrationskondensators auf eine Vorladungsspannung (siehe Block 202) auf. Während einer Integrationsphase, und folgend auf die Vorladungsphase, wird anschließend eine Ladung auf dem Integrationskondensator entladen, ansprechend auf eine Lichtmenge, die auf einen Photosensor auftrifft (siehe Block 204). An einem Ende der Integrationsphase wird eine Spannung, die durch die Ladung, die auf dem Integrationskondensator zurückbleibt, bestimmt ist, gelesen (siehe Block 206). Die in diesem Absatz erläuterten Aktionen können dann über eine Mehrzahl von Zyklen hinweg wiederholt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Integrationskondensator durch Schließen des Schalters SW1 auf die Vorladungsspannung gezogen werden (siehe 1 und die T_pre-Phase in 3). Der Integrationskondensator kann durch Schließen des Schalters SW2 während der Perioden, in denen der Schalter SW1 offen ist, entladen werden (siehe 1 und die T_int-Phase in 3). Die Spannung, die durch die Ladung, die auf dem Integrationskondensator zurückbleibt, bestimmt ist, V_cint, kann durch temporäres Schließen der Schalter SW3 und SW4 gelesen werden (siehe 1 und die T_ADC-Phase in 3).
Rückbezüglich auf 2 kann das Verfahren 200 ferner ein Erzeugen eines oder mehrerer PWM-Treibersignale zum Steuern einer Lichtquelle, die das Licht erzeugt, das auf den Photosensor auftrifft, aufweisen (siehe Block 208). Die Integrationsphase des Verfahrens 200 kann anschließend mit einer ganzzahligen Mehrzahl der Periode der PWM-Treibersignale synchronisiert werden.
3 veranschaulicht verschiedene Signalverläufe, die durch die Vorrichtung 100 und das Verfahren 200 empfangen oder erzeugt werden können. Die Signale weisen ein pulsierendes Lichtsignal auf, das z. B. durch eine LED-Lichtquelle erzeugt wird. Das Lichtsignal weist wie gezeigt eine „Einschaltzeit" bzw. „On-Time" und eine „Ausschaltzeit" bzw. „Off-Time" auf.
Die mit SW1, SW2, SW3 und SW4 bezeichneten Signalverläufe steuern die ähnlich bezeichneten Schalter SW1, SW2, SW3 und SW4. Jedes der Signale ist „aktiv hoch" und schließt somit seinen entsprechenden Schalter, wenn sich dieser in seinem „Hoch"-Zustand befindet.
Der Signalverlauf SW1 bewirkt, dass sich der Schalter SW1 während einer Vorladungsphase (T_pre) schließt und sich ansonsten öffnet. Während der Schalter SW1 geschlossen ist, kann auch der Schalter SW2 geschlossen sein, wodurch ermög licht wird, dass V_cint auf V_precharge gezogen wird. Der Signalverlauf für V_cint ist in 3 gezeigt.
Nachfolgend auf das Öffnen des Schalters SW1 kann der Schalter SW2 geschlossen bleiben, wodurch die Integrationsphase (T_int) der Vorrichtung 100 begonnen wird. In 3 ist die Integrationsphase zeitgesteuert, um mit einer einzigen PWM-Periode eines empfangenen Lichtsignals zusammenzufallen. In 4 ist die Integrationsphase zeitgesteuert, um mit einer Mehrzahl von PWM-Perioden eines empfangenen Lichtsignals zusammenzufallen.
Während der Integrationsphase der Vorrichtung 100 wird der Integrationskondensator, C_int, jedes Mal, wenn die Lichtquelle 118 bewirkt, dass Licht auf den Photosensor 102 auftrifft, bis zu einem gewissen Grad entladen. Bei realen Betriebsbedingungen kann der Integrationskondensator auch während der „Off-Times" eines empfangenen Lichtsignals (z. B. wegen Umgebungslicht und anderer Auswirkungen) entladen werden (jedoch zu einem wesentlich geringeren Grad).
Obwohl die 3 die abfallende Flanke des Signalverlaufs SW1 als mit der ansteigenden Flanke eines „On Time" eines empfangenen Lichts synchronisiert zeigt (siehe „Sync 1"), ist es in der Praxis bevorzugt, dass sich der Schalter SW1 kurz vor der ansteigenden Flanke des „On Time" des Lichts öffnet. Auf diese Weise kann die Vorladungsspannung nicht verhindern, dass sich der Integrationskondensator ansprechend auf empfangenes Licht entlädt.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist das „maximal LED on time" oder LED-Tastverhältnis, das durch die Vorrichtung 100 aufgenommen werden kann, geringfügig geringer als die Länge der Integrationsphase, T_int. Dies liegt daran, dass die Vorladungsphase (T_pre) und die Übertragungsphase (T_ADC) in die „Off time" eines empfangenen Lichtsignals eingebettet sein müssen.
Folgend auf die Integrationsphase (T_int) beginnt eine Übertragungsphase (T_ADC). Während der Übertragungsphase wird der Schalter SW2 geöffnet, um eine weitere Entladung des Kondensators, C_int, zu vermeiden, und die Schalter SW3 und SW4 werden geschlossen, um ein Lesen der Spannung V_cint durch den Übertragungsverstärker 106 zu ermöglichen. Während oder nach der Übertragungsphase kann der ADC 114 freigegeben werden, wodurch ermöglicht wird, dass die Spannung V_out in einen digitalen Wert, D_out, umgewandelt wird, und wodurch „Gültige Daten" erzeugt werden.
Auch wenn 3 die abfallende Flanke des Signalverlaufs SW2 als mit der ansteigenden Flanke des Signalverlaufs SW3/SW4 synchronisiert zeigt, (siehe „Sync 2"), ist es in der Praxis bevorzugt, dass der Signalverlauf SW2 kurz vor der ansteigenden Flanke des Signalverlaufs SW3/SW4 abfällt. Auf diese Weise ist die Spannung V_cint in einem stabilen Zustand, wenn sie durch den Übertragungsverstärker 106 gelesen wird.
Folgend auf eine Übertragungsphase (T_ADC) kann die Vorrichtung 100 nochmals in eine Vorladungsphase (T_pre) eintreten.
Die den Vorladungs- und Übertragungsphasen (T_pre, T_ADC) zugeordnete Zeit der Vorrichtung (100) kann variieren. Jedoch kann in einigen Fällen ihre kombinierte Länge sehr kurz gehalten werden, wie z. B. bei 5 % der Länge einer PWM-Periode.
Die hierin offenbarten Verfahren und Vorrichtungen weisen verschiedene Anwendungen auf, einschließlich des Erfassens und der Steuerung einer LCD-Hinterleuchtung für Fernsehgeräte, Monitore, Mobiltelefone, Personaldigitalassistenten, digitale Standbildkameras und digitale Videokameras. Die offenbarten Verfahren und Vorrichtungen sind auch zum Steuern anderer Lichtquellen, wie z. B. Umgebungs- oder Stimmungsbeleuchtung, nützlich.
5 veranschaulicht eine beispielhafte Verwendung der Vorrichtung 100 (1). Wie es in 5 gezeigt ist, kann ein System 500 eine Hinterleuchtung 508 aufweisen, die hinter einer LCD 502 positioniert ist. Die Hinterleuchtung 508 kann z. B. rote, grüne und blaue (RGB-) LEDs 506, die eine Beleuchtung für einen Lichtleiter 514 bereitstellen, aufweisen. Die Vorrichtung 100 kann auf einen Integrationsfarbsensor 510 und eine Steuerung 512 zur optischen Rückkopplung verteilt sein. Der Integrationsfarbsensor 510 kann positioniert sein, um das Licht, das durch die Hinterleuchtung 508 emittiert wird, zu erfassen, und kann eine Rückkopplung für die Steuerung 512 zur optischen Rückkopplung erzeugen. Ansprechend auf eine Lichtintensität, die durch den Integrationsfarbsensor 510 erfasst wird, kann die Steuerung 512 zur optischen Rückkopplung PWM-Treibersignale erzeugen, um die LED-Treiber 504, die den RGB-LEDs 506 zugeordnet sind, zu steuern. Eine Wechselwirkung zwischen dem Integrationsfarbsensor 510 und der Steuerung 512 zur optischen Rückkopplung stellt sicher, dass die PWM-Treibersignale ordnungsgemäß mit der Lichtintegrationsphase des Farbsensors 510 synchronisiert sind. Vorzugsweise sind sowohl der Farbsensor 510 als auch die Steuerung 512 zur optischen Rückkopplung in eine monolithische IS integriert.

Claims

Vorrichtung (100) zum Integrieren einer Lichtmenge, die folgende Merkmale aufweist: einen Photosensor (102); einen Integrationskondensator (C_int); einen Übertragungsverstärker (106), der i) einen Eingang (V_in), der gekoppelt ist, um eine durch den Integrationskondensator bestimmte Spannung zu empfangen, und ii) einen Ausgang aufweist; einen ersten Schalter (SW1), der den Integrationskondensator auf eine Vorladungsspannung (V_precharge) zieht; und einen zweiten Schalter (SW2), um den Integrationskondensator mit dem Photosensor zu koppeln, um den Integrationskondensator im Verhältnis zu einer Lichtmenge, die auf den Photosensor auftrifft, zu entladen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine einzige integrierte Schaltung aufweist, in der der Photosensor (102), der Integrationskondensator (C_int), der Übertragungsverstärker (106) und der erste und zweite Schalter gebildet sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der Photosensor (102) eine Photodiode ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Photosensor (102) eine programmierbare Größe aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Integrationskondensator (C_int) einen programmierbaren Wert aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner einen Analog-Digital-Wandler (114) aufweist, der gekoppelt ist, um die Ausgabe des Übertragungsverstärkers zu empfangen und in einen digitalen Wert umzuwandeln.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner eine Steuerung (116) aufweist, um i) ein oder mehrere pulsbreitenmodulierte (PWM-) Treibersignale zum Steuern einer Lichtquelle, die das Licht, das auf den Photosensor auftrifft, erzeugt, zu erzeugen, und ii) ein Öffnen und Schließen des ersten und zweiten Schalters mit einer ganzzahligen Mehrzahl einer PWM-Periode der PWM-Treibersignale zu synchronisieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die ganzzahlige Mehrzahl der PWM-Periode programmierbar ist, um einen Licht-zu-Spannung-Gewinn zu steuern.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner einen dritten Schalter (SW3) aufweist, um den Eingang des Übertragungsverstärkers (106) mit dem Integrationskondensator (C_int) zu koppeln und von demselben zu entkoppeln.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner einen dritten Schalter (SW3) aufweist, um den Übertragungsverstärker (106) freizugeben und zu sperren.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, die ferner folgende Merkmale aufweist: einen dritten Schalter (SW3), um den Eingang des Übertragungsverstärkers (106) mit dem Integrationskondensator (C_int) zu koppeln und von demselben zu entkoppeln; und einen vierten Schalter (SW4), um den Übertragungsverstärker (106) freizugeben und zu sperren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, die ferner eine Steuerung (116) zum i) Erzeugen eines oder mehrerer pulsbreitenmodulierter (PWM-) Treibersignale zum Steuern einer Lichtquelle, die das Licht, das auf den Photosensor (102) auftrifft, erzeugt, und ii) Synchronisieren des Öffnens und Schließens des ersten, zweiten, dritten und vierten Schalters mit einer ganzzahligen Mehrzahl einer PWM-Periode der PWM-Treibersignale aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 12, die ferner eine Lichtquelle (118) aufweist, wobei die Lichtquelle eine Anzahl von LEDs aufweist, die durch eines oder mehrere der PWM-Treibersignale gesteuert sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, bei der die Anzahl von LEDs angeordnet sind, um Hinterleuchtung für eine Anzeige bereitzustellen, und bei der der Photosensor (102) positioniert ist, um eine Intensität der Hinterleuchtung zu erfassen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, die ferner ein Filter aufweist, um einen Wellenlängenbereich von durch den Photosensor (102) erfasstem Licht zu begrenzen.
Verfahren zum Integrieren einer Lichtmenge, das folgende Schritte aufweist: während einer Vorladungsphase, Ziehen eines Integrationskondensators (C_int) auf eine Vorladungsspannung (V_precharge) während einer Integrationsphase, folgend auf die Vorladungsphase, Entladen einer Ladung auf dem Integrationskondensator (C_int) ansprechend auf eine Lichtmenge, die auf einen Photosensor (102) auftrifft; und an einem Ende der Integrationsphase, Lesen einer Spannung, die durch eine Ladung, die nach dem Entladen auf dem Integrationskondensator (C_int) zurückbleibt, bestimmt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 16, das ferner, folgend auf das Lesen der Spannung, die durch die Ladung, die auf dem Integrationskondensator (C_int) zurückbleibt, bestimmt ist, ein Wiederholen zusätzlicher Zyklen des Ziehens, Entladens und Lesens aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, das ferner folgende Schritte aufweist: Erzeugen eines oder mehrerer pulsbreitenmodulierter (PWM-) Treibersignale zum Steuern einer Lichtquelle (118), die das Licht, das auf den Photosensor (102) auftrifft, erzeugt, wobei die PWM-Treibersignale eine PWM-Periode aufweisen; und Synchronisieren der Integrationsphase mit einer ganzzahligen Mehrzahl der PWM-Periode.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, das ferner ein Umwandeln der Spannungslesung in einen digitalen Wert aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, das ferner ein Programmieren eines Werts des Integrationskondensators (C_int) aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20, das ferner ein Programmieren einer Größe des Photosensors (102) aufweist.
Vorrichtung (100) zum Integrieren einer Lichtmenge, die folgende Merkmale aufweist: eine Photoerfassungseinrichtung; eine Integrationseinrichtung zum Integrieren einer Lichtmenge, die auf die Photoerfassungseinrichtung während einer Integrationsphase auftrifft; und eine Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben eines Werts, der der integrierten Lichtmenge entspricht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 22, die ferner eine Halbleitereinrichtung aufweist, in der die Photoerfassungseinrichtung, die Integrationseinrichtung und die Ausgabeeinrichtung gebildet sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 22 oder 23, bei der die Integrationseinrichtung i) eine kapazitive Einrichtung zum Durchführen der Integration und ii) eine Vorladungseinrichtung zum Vorladen der kapazitiven Einrichtung vor der Integrationsphase umfasst.