光傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般涉及光傳感器，更具體地涉及包括光轉換器的光傳感器，光轉換器將入射光轉換成電荷，電荷在積分周期上被收集，以產(chǎn)生電勢，電勢由傳感器轉換成離散輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]根據(jù)一個實施例，提供了一種光傳感器，包括:暴露光轉換器，其操作以在積分周期上積累與入射到所述暴露光轉換器上的光成比例的電荷；屏蔽光的屏蔽光轉換器，所述屏蔽光轉換器具有與所述暴露光轉換器基本相同的構造，所述屏蔽光轉換器操作以在所述積分周期上積累與噪聲成比例的電荷；以及光-脈沖電路，所述光-脈沖電路與所述暴露光轉換器和所述屏蔽光轉換器通信，所述光-脈沖電路操作以輸出具有基于由所述暴露光轉換器和屏蔽光轉換器積累的電荷之間的差的脈沖寬度的脈沖，其中，所述光-脈沖電路包括有助于脈沖的生成的單觸發(fā)(one shot)邏輯電路。
[0003]根據(jù)另一實施例，提供了一種光傳感器封裝，包括:外殼，所述外殼具有用于接收光的窗口，所述外殼允許有至少電源連接墊、接地連接墊和輸入/輸出墊；電容器，所述電容器在所述輸入/輸出墊上提供并連接于所述輸入/輸出墊和地之間用于阻止靜電；暴露光轉換器，所述暴露光轉換器設置于所述外殼內(nèi)，所述暴露光轉換器操作以在積分周期中積累與通過所述窗口接收入射到所述暴露光轉換器上的光成比例的電荷；以及光-脈沖電路，所述光-脈沖電路與所述暴露光轉換器通信，所述光-脈沖電路操作以在輸出引腳上輸出脈沖，脈沖寬度基于由所述暴露光轉換器積累的電荷。
[0004]根據(jù)另一實施例，提供了一種光傳感器封裝，包括:外殼，所述外殼具有用于接收光的窗口，所述外殼允許有至少電源連接墊、接地連接墊和輸入/輸出墊；輸入低通濾波器，所述輸入低通濾波器提供于所述輸入/輸出墊上，用于阻止電磁干擾；暴露光轉換器，所述暴露光轉換器設置于所述外殼內(nèi)，所述暴露光轉換器操作以在積分周期中積累與通過所述窗口接收入射到所述暴露光轉換器上的光成比例的電荷；以及光-脈沖電路，所述光-脈沖電路與所述暴露光轉換器通信，所述光-脈沖電路操作以在輸出引腳上輸出脈沖，脈沖寬度基于由所述暴露光轉換器積累的電荷。
[0005]根據(jù)另一實施例，提供了一種光傳感器，包括:暴露光轉換器，所述暴露光轉換器操作以在積分周期上積累與入射到所述暴露光轉換器上的光成比例的電荷；光_脈沖電路，所述光-脈沖電路與所述暴露光轉換器通信，所述光-脈沖電路操作以輸出脈沖，所述脈沖具有基于由所述暴露光轉換器積累的電荷的脈沖寬度；以及帶隙電壓參考電路，所述帶隙電壓參考電路用于從電源接收電，并用于向所述光-脈沖電路生成一組穩(wěn)定的參考電壓，其中，所述帶隙電壓參考電路通過由所述電源供應的電源電壓生成恒定電流，并且其中，所述帶隙電壓參考電路包括電阻階梯(resistive ladder)，所述恒定電流通過所述電阻階梯傳送，以生成所述一組穩(wěn)定的參考電壓。
[0006]根據(jù)另一實施例，提供了一種光傳感器，包括:暴露光轉換器，所述暴露光轉換器操作以在積分周期上積累與入射到所述暴露光轉換器上的光成比例的電荷；光-脈沖電路，所述光-脈沖電路與所述暴露光轉換器通信，所述光-脈沖電路操作以輸出脈沖，所述脈沖具有基于由所述暴露光轉換器積累的電荷的脈沖寬度；以及帶隙電壓參考電路，所述帶隙電壓參考電路用于從電源電壓水平在大約3.3V到大約5.0V范圍內(nèi)的電源接收電，并用于向所述光-脈沖電路生成遍及所述電源電壓水平范圍的一組穩(wěn)定的參考電壓。
[0007]根據(jù)另一實施例，提供了一種光傳感器封裝，包括:外殼，所述外殼具有用于接收光的窗口，所述外殼允許有至少電源連接墊、接地連接墊和輸入/輸出墊；暴露光轉換器，所述暴露光轉換器設置于所述外殼內(nèi)，所述暴露光轉換器操作以在積分周期中積累與通過所述窗口接收入射到所述暴露光轉換器上的光成比例的電荷；光-脈沖電路，所述光-脈沖電路與所述暴露光轉換器通信，所述光-脈沖電路操作以在輸出引腳上輸出脈沖，所述脈沖寬度基于在積分周期上由所述暴露光轉換器積累的電荷；以及非易失性存儲器，所述非易失性存儲器在所述外殼內(nèi)，用于存儲可以由此獲得所述光傳感器的校準數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
[0008]參考以下的說明書、權利要求和附圖，本領域技術人員會進一步理解和認識到本發(fā)明的這些和其它特征、優(yōu)點和目標。
【附圖說明】
[0009]在圖中:
[0010]圖1是光傳感器的模塊和示意形式的電路圖，其中，可以實現(xiàn)本發(fā)明的光-脈沖電路的實施例；
[0011]圖2是圖解說明圖1電路的操作的時序圖；
[0012]圖3是模塊和示意形式的電路圖，其圖解說明根據(jù)現(xiàn)有的傳統(tǒng)構造具有噪聲補償?shù)墓?脈沖電路；
[0013]圖4是圖解說明圖3光傳感器的操作的時序圖；
[0014]圖5是使用光電二極管作為光轉換器實現(xiàn)圖3的光傳感器的示意圖；
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例光-脈沖電路的模塊和示意形式的電路圖；
[0016]圖7是可以用在圖6中所示光-脈沖電路的單觸發(fā)邏輯電路的模塊和示意形式的電路圖；
[0017]圖8是可以用在圖6中所示光-脈沖電路的帶隙電壓參考模塊的模塊和示意形式的電路圖；
[0018]圖9是圖解說明可以包含本發(fā)明的光傳感器的車輛后視鏡的圖；
[0019]圖10是使用本發(fā)明的光傳感器的實施例的框圖；以及
[0020]圖11是替代性光傳感器封裝的模塊和示意形式的電路圖，其中，可以實現(xiàn)本發(fā)明的光-脈沖電路的實施例。
【具體實施方式】
[0021]現(xiàn)在詳細地描述本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例，實施例的示例在附圖中圖示。在可能情況下，在圖中使用相同的附圖標記來指相同或相似的零件。在圖中，描繪的結構元件不是成比例的，出于強調(diào)和理解目的，某些組件相對于其它組件被放大。
[0022]本文中描述的實施例是對共同受讓的美國專利號6，359，274中公開的光傳感器的改進，該專利的全部公開內(nèi)容通過引用被并入本文。美國專利號6，359，274中公開的光電二極管光傳感器電路示于圖1中，包括光傳感器48和響應于傳感器的控制邏輯電路56，其由承載積分控制和傳感器輸出的單條線互連。光傳感器48包括外殼100，外殼100具有允許光104入射到暴漏光轉換器106上的窗口 102。外殼100容納電源引腳108、接地引腳110和信號引腳112。
[0023]光傳感器48通過在光傳感器48中的信號引腳112和控制邏輯56中的信號引腳116之間的互連信號114連接到控制邏輯56。信號引腳112、116是三態(tài)端口，允許互連信號114提供向光傳感器48的輸入和來自光傳感器48的輸出?？刂七壿?6可以包括連接于信號引腳116和地之間的FET Ql0 FET Ql由連接到Ql的基極的控制線118控制。緩沖器120也連接到信號引腳116。
[0024]在光傳感器48中，F(xiàn)ET Q2連接于信號引腳112和地之間。FET Q2由連接到Q2的柵極的輸出脈沖122控制。恒流源124連接到信號引腳112，這樣，如果Ql和Q2兩者都不導通，則互連信號114被拉高。恒流源124額定發(fā)出大約0.5mA電流，拉高互連信號114。施密特觸發(fā)逆變器126的輸入連接到信號引腳112。施密特觸發(fā)逆變器126由串聯(lián)的逆變器128和130跟隨。逆變器130的輸出對D觸發(fā)器132計時。多路復用器134的輸出連接到觸發(fā)器132的D輸入。多路復用器134的選擇輸入由輸出脈沖122驅動，使得當輸出脈沖122被激活，則觸發(fā)器134的D輸出被去激活，當輸出脈沖122不被激活，則觸發(fā)器134的D輸出被激活。NAND門136的輸出連接到觸發(fā)器132的低激活復位138。觸發(fā)器132的輸出是積分脈沖140。積分脈沖140和逆變器128的輸出被輸入到與非(NAND)門136。光-脈沖電路142接受積分脈沖140和暴露光轉換器106的輸出，產(chǎn)生輸出脈沖122。下面參照圖3-5描述光-脈沖電路142的幾個公開實施例中的兩個。
[0025]光傳感器48可以包括不接收光104的屏蔽光轉換器144。光-脈沖電路142使用屏蔽光轉換器144的輸出，降低暴露光轉換器106中的噪聲效應。
[0026]現(xiàn)在參照圖2，示出圖解說明圖1電路的操作的時序圖。一開始，低激活互連信號114為高。觸發(fā)器132的狀態(tài)必須為零，因為如果狀態(tài)為1，則與非門136的兩個輸入將為高，激活復位138，迫使觸發(fā)器132的狀態(tài)為零。
[0027]在時間150，控制邏輯56激活控制線118，使晶體管Ql導通?；ミB信號114然后在時間152被拉低。逆變器130的輸出從低過渡到高，將觸發(fā)器132的狀態(tài)設置為1，這引起積分脈沖140在時間154變成激活的。光-脈沖電路142開始對入射到暴露光轉換器106上的光104積分。在時間156，控制線118被拉低，使晶體管Ql關斷。時間156和時間150之間的差是由控制邏輯56請求的積分周期158。由于Ql和Q2都關斷，所以互連信號114在時間160被電流源124拉高。由于逆變器128的輸出和積分脈沖140都為高，所以復位138被激活，使得在時間162，觸發(fā)器132的狀態(tài)變成零，積分脈沖140變成去激活。這給光-脈沖電路142發(fā)信號，停止對入射到暴露光轉換器106上的光104積分。
[0028]在時間164，光-脈沖電路142激活輸出脈沖122，開始輸出光強度信息。激活輸出脈沖122使晶體管Q2導通，在時間166將互連信號114拉低。這引起逆變器130輸出低-高過渡，將零定時為觸發(fā)器132的狀態(tài)。光-脈沖電路142在時間168去激活輸出脈沖122。時間168和時間164之間的差是光強度周期170，指示在積分周期158上入射到暴露光轉換器106上的光104的量。晶體管Q2在輸出脈沖122在時間168變成低時被關斷。由于晶體管Ql和Q2都關斷，所以互連信號114在時間172被拉高。調(diào)光邏輯56中的緩沖器120檢測互連信號114在時間166和172的過渡。時間172和166之間的時間差由調(diào)光邏輯56使用，以確定由光傳感器48接收的光104的強度。
[0029]如果光傳感器48中包括屏蔽光轉換器144，則積分脈沖140在時間162的去激活和輸出脈沖122在時間164的激活之間的時間差部分是由于光傳感器48中的熱噪聲。該差值表示為熱噪聲周期174。熱噪聲周期174可以