Датчик TSL2561 интегрирует на кристалле два канала измерения интенсивности падающего излучения: канал 0 с откликом в широком участке спектра, включающем видимый и инфракрасный диапазоны, и канал 1 с откликом в более узком участке, включающем только инфракрасный диапазон. В каждом канале имеется свой первичный оптический датчик — фотодиод с соответствующим спектром отклика.
Сигналы от фотодиодов каждого канала оцифровываются с помощью встроенных модулей АЦП, преобразование в которых запускается одновременно. Результаты АЦП в виде последовательных 16-разрядных слов данных могут быть выданы датчиком на внешнее устройство через последовательный интерфейс I2C. Выдача данных осуществляется с двойной буферизацией, чтобы гарантировать их целостность в случае, если запрос на чтение от внешнего устройства поступит до окончания текущего преобразования. Благодаря возможности программного задания коэффициента усиления аналоговых сигналов на входах АЦП и программного выбора времени аналого-цифрового преобразования динамический диапазон каждого из каналов датчика TSL2561 по входу составляет 1…1000000. Для повышения помехоустойчивости датчик снабжён встроенным режекторным фильтром пульсаций уровня освещённости с частотами модуляции 50/60 Гц.
Величина уровня освещённости в люксах (лк) падающего на датчик TSL2561 света не выдаётся им непосредственно, но может быть вычислена дополнительно по эмпирической формуле. Спектральная чувствительность и соотношение коэффициентов усиления каналов подобраны производителем датчика так, чтобы вычисление по указанной формуле в результате давало значение освещённости, максимально адаптированное к спектру чувствительности человеческого глаза. Формула для вычисления приведена в технической информации (Datasheet). Там же приводится и упрощённый алгоритмизированный вариант указанной формулы в виде готовой функции CalculateLux()
на языке C. При использовании указанной формулы или функции для вычисления уровня освещённости в люксах никакой дополнительной калибровки устройства не требуется.