影像感測器信號的模擬數字轉換系統及方法

2023-11-11 22:56:22

專利名稱：影像感測器信號的模擬數字轉換系統及方法
技術領域：
本發明有關一種影像感測器信號的模擬數字轉換系統及方法，尤指一種利用一可變參考準位產生器用以依據一影像感測器輸出信號的信號峰值及/或一參考電壓準位及/ 或一溫度、光源強度、環境光強度等變異值並經由數值運算以產生一可變參考準位，再通過一準位判斷比較器以使該感測器輸出數據能以該可變參考準位為基準以有效且快速地轉換成一明確的數位訊號並輸出。
背景技術：
影像感測器(image sensor/camera)的應用領域相當廣泛，以目前正流行的光學式觸控系統為例說明。該觸控式顯示幕通過觸控制項如手指或觸控筆直接觸摸在顯示幕的表面上以控制顯示器的各項功能如點選作業、切換畫面或放大/縮小畫面等，用以取代一般顯示器常見的按鍵式控制方式。目前的觸控式顯示幕包含多種不同觸控系統，如電阻式 (Resistive)、電容式(Capacitive)、表面聲波式(SAW，Surface Acoustic Wave)、紅外光式 (IR，Infrared)、光學式(optical imaging)等，各有各的優缺點，其中該光學式觸控系統的優點為應用於大尺寸顯示幕，具有成本的優勢，介於表面聲波式與電容式的間，螢幕具良好的透明度(可達100% )及具有良好的觸控解析度；其缺點為不適合小尺寸面板(15時以下)的應用，較易受周邊環境光的影響及須採用額外照明光源及反光條或吸光條。而光學式觸控系統已包含 US 2009/0200453、US7, 538，759、US 7，692，625、US 7，6 , 967 等多件先前技術。參考圖1、圖IA及圖2、圖2A所示，其分別是光反射式及光遮斷式的光學式觸控系統的使用狀態示意圖及影像(位置)感測器(sensor/camera)的像素的感應所得的模擬式輸出數據(signal output/sensor data, Vout)示意圖。該光學式觸控系統一般是在一顯示幕1的表面的側緣邊上，如一矩形顯示幕表面的四側框邊上或四角處，設置至少一光源裝置2如以LED或雷射作光源，用以照射在整個顯示幕的表面上，即在整個顯示幕的表面上形成一光線或線性光線照射區，在此可稱為光幕；於該顯示幕1表面的四周緣(框邊)上設置相互垂直的反光條或吸光條(圖未示)；於該顯示幕1表面的側緣邊上以感測方向交錯的方式設置至少二組影像感測器(sensor/camera) 3，或稱為位置感測器(圖中只表示一感測器)；則當一觸控制項4，如手指或觸控筆，觸摸在該顯示幕表面上時，該觸控制項4即可對該照射在整個顯示幕1表面的光線造成光的散射(光反射式如圖1所示)或遮斷(光遮斷式如圖2所示)，此時透過該反光條的反射作用或吸光條的吸收作用，該觸控制項4位置所產生的反射或遮斷雷射光束如圖1、2所示，即可在影像感測器3的像素(active pixel)軸上產生反應而形成一信號輸出/感測器輸出數據(signal output/sensor data)，如圖1A、圖2A 所示，在此以Vout代表。通過該至少二組影像感測器3以感測得知該觸控制項4至少二方向的相對位置，再通過一處理器或處理電路的運算功能以得知該觸控制項4觸摸在顯示幕1表面上的實際位置座標，達成一光學觸控系統的使用功能。又該影像感測器3所感應形成的感測器輸出數據Vout如圖1Α、圖2Α所示，為一模擬數據，須先轉換成數字數據，才能通過一處理器的運算功能，如微處理器(MCU，Micro Control Unit)、中央處理器(CPU，Central Processing Unit)或數位訊號處理器(DSP,Digital Signal Processing)但不限制，以運算得知該觸控制項4觸摸在顯示幕1表面上的實際位置座標。然而，針對上述該影像感測器的感測器輸出數據Vout的模擬轉數字的轉換作業， 一般是採用一模擬數字轉換(ADC)電路，如美國發明專利US4，839，739及美國發明公開 Pub. No. US2009/0190944及US2010/0171853所揭露者；但該等模擬數字轉換(ADC)電路的設置成本較高，而且會增加處理器的程序負擔，也相對降低程序的執行效率；又，在使用一光學式觸控系統時，其操作條件常隨著外在環境及元件特性而產生變化，在此稱為變異性， 如感測器元件的變異性、溫度的變異性、光源輸出的變異性、環境光的變異性等，導致該影像感測器3所偵測得知的感測器輸出數據Vout的基本電壓準位也相對會有向上或向下的變動，如圖1A、圖2A中的感測器輸出數據Vout由實線部分所示改變為點線部分所示但不限制，也會增加處理器的程序負擔並相對降低程序的執行效率；而上述諸缺點均不利於該影像感測器信號的模擬數字轉換電路系統或該光學式觸控系統的發展及普及化。由上可知，在影像感測器信號的模擬數字轉換系統或光學式觸控系統的技術領域中，發展一種非使用模擬數字轉換(ADC)電路、降低成本、減少處理器程序負擔及增進程序執行效率的模擬數字轉換系統，確實有其需要性。

發明內容
本發明主要目的是在提供一種影像感測器信號的模擬數字轉換系統及方法，供用以將影像感測器感測所得的模擬式輸出數據(signal output/sensordata,Vout)有效地轉換成數位訊號以提供處理器進行處理，其是利用一數字判斷比較器以取代習用的模擬數字轉換(ADC)電路，並通過一可變參考準位產生器其可依據一由該感測器輸出數據(Vout)通過至少一偵測電路所檢知的信號峰值(VA)以產生一可變參考準位(VREF)，再通過該數字判斷比較器以使該感測器輸出數據(Vout)能以該可變參考準位(VREF)為基準而進行判斷比較，以有效且快速地轉換成一明確的數位訊號並輸出至處理器，以達成非使用模擬數字轉換(ADC)電路而降低成本及減少處理器程序負擔而增進程序執行效率的優點及功效。本發明再一目的是在提供一種影像感測器信號的模擬數字轉換系統及方法，其中該可變參考準位產生器進一步可依據該一由該感測器輸出信號(Vout)通過至少一偵測電路所檢知的信號峰值(VA)及一參考電壓準位(VB)，該參考電壓準位(VB)為該感測器輸出數據(Vout)中信號峰值(VA)以外的電壓準位；並經由該可變參考準位產生器的數值運算如加減乘除以產生該一可變參考準位(VREF)如VREF= (VA+VB)/2 ；再通過該數字判斷比較器以使該感測器輸出數據(Vout)能以該可變參考準位(VREF)為基準進行判斷比較以有效且快速地轉換成一明確的數位訊號並輸出。本發明又一目的是在於提供一種影像感測器信號的模擬數字轉換系統及方法，其中該可變參考準位產生器進一步可依據該一由模擬輸出信號(Vout)通過至少一偵測電路所檢知的信號峰值(VA)及/或一參考電壓準位(卯)及/或一通過溫度檢測所得的變異值 (VC)及/或一通過光源強度檢測所得的變異值(VD)及/或一通過環境光強度檢測所得的變異值(VE)，並經由該可變參考準位產生器的數值運算以產生一可變參考準位(VREF)，再通過該數字判斷比較器以使該感測器輸出數據(Vout)能以該可變參考準位(VREF)為基準進行判斷比較以有效且快速地轉換成一明確的數位訊號並輸出至處理器，以進一步達成抗感測器元件的變異性及/或抗溫度的變異性及/或抗光源輸出的變異性及/或抗環境光的變異性，且生產時無須調整參考電壓準位步驟的優點及功效。本發明另一目的是在於提供一種影像感測器信號的模擬數字轉換系統及方法，其中通過該可變參考準位產生器的數值運算所產生的可變參考準位(VREF)進一步可設定為分段的參考準位，供該數字判斷比較器得能根據該感測器輸出數據(Vout)以選擇該分段的參考準位的中一適當的參考準位(VREF)作為基準，以將該該感測器輸出數據(Vout)有效且快速地轉換成一明確的數位訊號並輸出至處理器；藉此，使通過該可變參考準位產生器的數值運算所產生的可變參考準位(VREF)，即該可變參考準位(VREF)原是屬於不分段或無法分段的可變參考準位(VREF)，改為分段的參考準位，即分段的參考準位中每一段參考準位的間的數值間距被擴大化，即相對擴大每一段參考準位的適用範圍，以減少處理器程序負擔而增進程序執行效率。本發明另一目的是在於提供一種影像感測器信號的模擬數字轉換系統及方法，供用以將影像感測器感測所得的模擬式輸出數據有效地轉換成數位訊號以提供處理器進行處理，其中該模擬轉數字的轉換系統的操作方法(processing method)，包含下列步驟提供一數字判斷比較器；通過至少一偵測電路以檢知感測器輸出數據(Vout)的信號峰值(VA)；根據該感測器輸出數據(Vout)及該信號峰值(VA)，提供一可變參考準位(VREF)； 及通過該數字判斷比較器，以使該感測器輸出數據(Vout)能以該可變參考準位為基準，將該感測器輸出數據(Vout)轉換成一明確的數位訊號並輸出。其中，針對該信號峰值(VA)，可提供一可變參考準位產生器，俾可通過該一可變參考準位產生器的數值運算功能，以依據該信號峰值(VA)產生該一可變參考準位。其中，該可變參考準位產生器進一步可依據該一信號峰值(VA)及/或一參考電壓準位(卯)及/或一通過溫度檢測所得的變異值(VC)及/或一通過光源強度檢測所得的變異值(VD)及/或一通過環境光強度檢測所得的變異值(VE)，並經由該可變參考準位產生器的數值運算功能，以產生一可變參考準位。其中，通過該可變參考準位產生器的數值運算所產生的可變參考準位(VREF)進一步可設定為分段的參考準位。


圖1是光反射式的光學式觸控系統的使用狀態示意圖；圖IA是圖1光反射式的光學式觸控系統的位置感測器的像素的感應所得的模擬式輸出數據(Vout)示意圖；圖2是光遮斷式的光學式觸控系統的使用狀態示意圖；圖2A是圖2光遮斷式的光學式觸控系統的位置感測器的像素的感應所得的模擬式輸出數據(Vout)示意圖；圖3是本發明模擬數字轉換系統的使用狀態方塊說明圖；圖4是本發明模擬數字轉換系統的功能方塊說明圖(應用於光反射式觸控系統)；圖5是本發明模擬數字轉換系統的功能方塊說明圖(應用於光遮斷式觸控系統)；圖6是本發明模擬數字轉換系統的準位判斷比較器的功能說明圖(應用於光反射式觸控系統)；圖7是本發明模擬數字轉換系統的準位判斷比較器的功能說明圖(應用於光遮斷式觸控系統)；圖8是本發明模擬數字轉換系統第1實施例的結構功能方塊示意圖；圖9是本發明模擬數字轉換系統第2實施例的結構功能方塊示意圖；圖10是本發明模擬數字轉換系統第3實施例的結構功能方塊示意圖；圖11是本發明模擬數字轉換系統第4實施例的結構功能方塊示意圖；圖12是本發明模擬數字轉換系統第5實施例的結構功能方塊示意圖。附圖標記說明光源裝置-2 ；感測器-3 ；觸控制項-4 ；處理器-5 ；模擬數字轉換系統-10 ；數字判斷比較器-11 ；可變參考準位產生器-12 ；偵測電路-13 ；信號峰值檢測-14 ； 溫度檢測-15 ；光源強度檢測-16 ；環境光強度檢測-17 ；感測器輸出數據(Vout)-IOO ；數位訊號-200 ；信號峰值-VA ；可變參考準位-VREF ；參考電壓準位-VB ；溫度變異值-VC ；光源強度變異值-VD ；環境光強度變異值-VE0
具體實施例方式為使本發明更加明確詳實，將本發明的結構及其技術特徵配合下列圖示詳述如後參考圖1、1A及圖2、圖2A所示，其分別是光反射式及光遮斷式的光學式觸控系統的使用狀態示意圖及影像感測器的像素的感應所得的感測器輸出數據(signal output/ sensor data,Vout)示意圖。其中該感測器3所感應形成的感測器輸出數據Vout如圖ΙΑ、 2Α所示，為一模擬數據，須先轉換成數字數據，才能提供處理器進行運算；又一般是採用一模擬數字轉換(ADC)電路以將上述該模擬式感測器輸出數據Vout轉換成數字數據，但模擬數字轉換(ADC)電路一舨具有設置成本較高、增加處理器的程序負擔、降低程序執行效率等缺點。參考圖3所示，其是本發明模擬數字轉換系統的使用狀態方塊說明圖。本發明的模擬數字轉換系統10是應用於光學式觸控顯示幕系統中，用以將感測器3感測所得的模擬式感測器輸出數據(Vout) 100如圖4、圖5所示，轉換成數位訊號200，以提供處理器5進行運作。參考圖4、圖5所示，其分別是本發明模擬數字轉換系統應用於光反射式及光遮斷式觸控系統時的功能方塊說明圖。本發明的模擬數字轉換系統10主要包含一數字判斷比較器11及一可變參考準位產生器12。該數字判斷比較器11用以取代習用的模擬數字轉換(ADC)電路；該可變參考準位產生器12的主要作用可依據該感測器輸出數據(Vout)中的信號峰值(VA)進行數值運算以產生一相匹配的可變參考準位VREF ；該信號峰值(VA)可通過至少一偵測電路13以針對該感測器輸出數據(Vout)進行檢測而得知，並輸至該可變參考準位產生器12 ；該可變參考準位產生器12即可針對所輸入的參考數值，如上述該信號峰值(VA)但不限制，進行數值運算，以產生一與該信號峰值(VA)相匹配的可變參考準位 VREF ；由於輸入該可變參考準位產生器12的參考數值，如上述該信號峰值(VA)但不限制， 並非固定值如圖1A、2A中點線部分所示的感測器輸出數據(Vout)但不限制，因此所產生的相匹配的參考準位VREF也非一固定值，即當該信號峰值(VA)變化時該參考準位VREF也隨的變化，故稱為可變參考準位VREF，即該可變參考準位VREF可依需求而上下變動如圖4、圖 5中VREF處上下箭頭所示。再使該感測器輸出數據(Vout) 100及該可變參考準位VREF分別輸入該數字判斷比較器11，並通過該數字判斷比較器11的判斷比較功能，使該感測器輸出數據(Vout) 100能以該可變參考準位VREF為基準，以轉換成一明確的數位訊號200，並再輸出至處理器。參考圖6、圖7所示，其分別是本發明模擬數字轉換系統的準位判斷比較器12應用於光反射式及光遮斷式觸控系統的功能說明圖。當該數字判斷比較器11接收到分別輸入的該感測器輸出數據(Vout) 100及該可變參考準位VREF時，該數字判斷比較器11即以該可變參考準位VREF為基準，而對該感測器輸出數據(Vout) 100進行判斷比較。由於該可變參考準位VREF是隨著該信號峰值(VA)的變化而相匹配產生，也就是無論該感測器輸出數據(Vout) 100及該信號峰值(VA)產生如何變化如圖1A、圖2A所示，該可變參考準位VREF 均可隨的變化，即通過該可變參考準位產生器12的數值運算以形成一相匹配的基準；因此當該感測器輸出數據(Vout)IOO以該相匹配的可變參考準位VREF為判斷比較的基準時如圖6、圖7所示，即能明確地顯示出該信號峰值(VA)的位置(時序)，進而有效且快速地轉換成一明確的數位訊號200供輸出至處理器。另，又該數位訊號200的型態不限制，可相對於該可變參考準位VREF而形成正脈衝或負脈衝型態如圖6、圖7所示。本發明的模擬數字轉換系統10中，該可變參考準位產生器12主要是用以依據該感測器輸出數據(Vout)中的信號峰值(VA)但不限制，以產生一相匹配的可變參考準位 VREF ；於實際使用時，該可變參考準位產生器12除了依據該感測器輸出數據(Vout)中的信號峰值(VA)外，進一步可依據下列參考數值一參考電壓準位(VB)、一通過溫度檢測所得的變異值(VC)、一通過光源強度檢測所得的變異值(VD)、一通過環境光強度檢測所得的變異值(VE)，其中的一參考數值或其組合，並經由該可變參考準位產生器12的數值運算以產生一相匹配的可變參考準位VREF。以下茲列舉各實施例並分別說明的參考圖8，其是本發明模擬數字轉換系統第1實施例的結構功能方塊示意圖。在本實施例中，該可變參考準位產生器是依據一通過信號峰值檢測14所檢知的信號峰值 (VA)及一參考電壓準位(VB)，並經由該可變參考準位產生器12的數值運算如加減乘除， 以產生該一可變參考準位VREF，如將該可變參考準位產生器12的數值運算設定成VREF = (VA+VB)/2但不限制，即該一可變參考準位VREF等於該信號峰值(VA)及該參考電壓準位 (VB)的算術平均值；其中，該信號峰值檢測14可通過該偵測電路13完成；該參考電壓準位(VB)是該感測器輸出數據(Vout)中信號峰值(VA)以外的電壓準位如圖6、圖7所示， 其可通過偵測電路(1 以檢知取得；再通過該數字判斷比較器11，以使該感測器輸出數據 (Vout)能以該可變參考準位VREF為基準，進行判斷比較並轉換成一明確的數位訊號以輸出至處理器。〈第2實施例〉
參考圖9，其是本發明模擬數字轉換系統第2實施例的結構功能方塊示意圖。在本實施例中，該可變參考準位產生器12是依據一通過信號峰值檢測14所檢知的信號峰值 (VA)、一參考電壓準位(VB)及一通過溫度檢測15所得的溫度變異值(VC)，並經由該可變參考準位產生器12依據上述信號峰值(VA)、參考電壓準位(VB)及溫度變異值(VC)進行數值運算，以產生該一可變參考準位VREF ；其中該信號峰值檢測14及溫度檢測15可通過偵測電路13或相關的偵測電路完成；其中該可變參考準位產生器12的數值運算模式可事先設定，以使該一可變參考準位VREF能與該感測器輸出數據(Vout)達成較佳的匹配程度，以利於該數字判斷比較器11進行判斷比較並模擬轉數字的轉換作業。再通過該數字判斷比較器11，以使該感測器輸出數據(Vout)能以該可變參考準位VREF為基準，進行判斷比較並轉換成一明確的數位訊號以輸出至處理器；由於該可變參考準位產生器12已將該溫度變異值(VC)考慮在內，即當作產生該一可變參考準位VREF的參數之一，故本實施例的模擬數字轉換系統10可達成抗感測器元件的變異性及抗溫度的變異性的優點。參考圖10，其是本發明模擬數字轉換系統第3實施例的結構功能方塊示意圖。在本實施例中，該可變參考準位產生器12是依據一通過信號峰值檢測14所檢知的信號峰值 (VA)、一參考電壓準位(VB)、一通過溫度檢測15所得的溫度變異值(VC)及一通過光源強度檢測16所得的光源強度變異值(VD)或一通過環境光強度檢測17所得的環境光強度變異值(VE)，並經由該可變參考準位產生器12針對上述信號峰值(VA)、參考電壓準位(VB)、 溫度變異值(VC)及光源強度變異值(VD)或環境光強度變異值(VE)進行數值運算，以產生該一可變參考準位VREF ；其中該信號峰值檢測14、溫度檢測15及光源強度檢測16或環境光強度檢測17等，皆可通過偵測電路13或相關的偵測電路完成；其中該可變參考準位產生器12的數值運算模式可事先設定，以使該一可變參考準位VREF能與該感測器輸出數據 (Vout)達成較佳的匹配程度，以利於該數字判斷比較器11進行模擬轉數字的轉換作業。再通過該數字判斷比較器11，以使該感測器輸出數據(Vout)能以該可變參考準位VREF為基準，進行判斷比較並轉換成一明確的數位訊號以輸出至處理器；由於該可變參考準位產生器12已將該溫度變異值(VC)、光源強度變異值(VD)或環境光強度變異值(VE)考慮在內， 即當作用以產生該一可變參考準位VREF的參數之一，故本實施例的模擬數字轉換系統10 可達成抗感測器元件的變異性、抗溫度的變異性及抗光源輸出的變異性及/或抗環境光的變異性的優點。〈第4實施例>參考圖11，其是本發明模擬數字轉換系統第4實施例的結構功能方塊示意圖。在本實施例中，該可變參考準位產生器12是依據一通過信號峰值檢測14所檢知的信號峰值 (VA)、一通過溫度檢測15所得的溫度變異值(VC)及一通過光源強度檢測16所得的光源強度變異值(VD)或一通過環境光強度檢測17所得的環境光強度變異值(VE)，並經由該可變參考準位產生器12針對上述信號峰值(VA)、溫度變異值(VC)及光源強度變異值(VD)或環境光強度變異值(VE)進行數值運算，以產生該一可變參考準位VREF ；其中該信號峰值檢測 14、溫度檢測15及光源強度檢測16或環境光強度檢測17等，皆可通過偵測電路13或相關的偵測電路完成；其中該可變參考準位產生器12的數值運算模式可事先設定，以使該一可變參考準位VREF能與該感測器輸出數據(Vout)達成較佳的匹配程度，以利於該數字判斷
9比較器11進行模擬轉數字的轉換作業。再通過該數字判斷比較器11，以使該感測器輸出數據(Vout)能以該可變參考準位VREF為基準，進行判斷比較並轉換成一明確的數位訊號以輸出至處理器。本第4實施例與第3實施例的間的主要不同點在於該可變參考準位產生器12並未將該參考電壓準位(VB)考慮在內，即未將該參考電壓準位(VB)當作用以產生該一可變參考準位VREF的參數之一。〈第5實施例>參考圖12，其是本發明模擬數字轉換系統第5實施例的結構功能方塊示意圖。本實施例的結構及使用功效與第1實施例大致相同，二者的間的主要不同點在於本實施例的該可變參考準位產生器12依據該信號峰值(VA)及該參考電壓準位(VB)進行數值運算所產生的可變參考準位VREF，是分段可變參考準位，供該數字判斷比較器得能根據該感測器輸出數據(Vout)以選擇該分段的參考準位的中一適當的參考準位(VREF)作為基準，以將該該感測器輸出數據(Vout)有效且快速地轉換成一明確的數位訊號並輸出至處理器；藉此，使通過該可變參考準位產生器的數值運算所產生的可變參考準位(VREF)，即該可變參考準位(VREF)原是屬於不分段或無法分段的可變參考準位(VREF)，改為分段可變參考準位，即分段的參考準位中每一段參考準位的間的數值間距被擴大化，即相對擴大每一段參考準位的適用範圍，以減少處理器程序負擔而增進程序執行效率第1實施例中該可變參考準位產生器12所產生的可變參考準位是隨著各參數的變動而無段式變化，如該信號峰值(VA)及該參考電壓準位(VB)產生細微變動時，該可變參考準位VREF = (VA+VB)/2也會隨的產生細微變化，即形如無段式變化；而本實施例的該可變參考準位產生器12所產生的可變參考準位VREF，是分為多段參考準位，即故意忽視該可變參考準位隨該信號峰值(VA)及該參考電壓準位(VB)所產生的細微變動，使每一段參考準位的數值粗化，相對擴大每一段參考準位的適用範圍，以減少處理器程序負擔而增進程序執行效率。同理，上述的第2至第4實施例亦可利用本第5實施例的粗分的分段方式，使該可變參考準位產生器依據該一信號峰值(VA)及/或一參考電壓準位(VB)及/或各變異值 (VC、VD、VE)並通過數值運算所產生的可變參考準位，皆進一步設定成分段可變參考準位。綜上所述，本發明影像感測器信號的模擬數字轉換系統的操作方法，包含下列步驟提供一數字判斷比較器11 ；通過至少一偵測電路13以檢知感測器輸出數據Vout的信號峰值VA ；根據該信號峰值VA，提供一可變參考準位VREF ；及通過該數字判斷比較器11以使該感測器輸出數據Vout能以該可變參考準位VREF 為基準，將該感測器輸出數據Vout中的信號峰值VA轉換成一明確的數位訊號並輸出至處理器。其中，針對該信號峰值VA，可提供一可變參考準位產生器12，俾可通過該一可變參考準位產生器12的數值運算功能，以依據該信號峰值VA產生該一可變參考準位VREF。其中，該可變參考準位產生器12進一步可依據該一信號峰值VA及/或一參考電壓準位VB及/或一通過溫度檢測所得的變異值VC及/或一通過光源強度檢測所得的變異值VD及/或一通過環境光強度檢測所得的變異值VE，並經由該可變參考準位產生器12的數值運算功能，以產生一可變參考準位VREF，也就是將參考電壓準位VB及/或一通過溫度檢測所得的變異值VC及/或一通過光源強度檢測所得的變異值VD及/或一通過環境光強度檢測所得的變異值VE，納入該可變參考準位產生器12的數值運算中，以增進本發明影像感測器信號的模擬數字轉換系統的使用效率。 以上所示僅為本發明的優選實施例，對本發明而言僅是說明性的，而非限制性的。 在本專業技術領域具通常知識人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效的變更，但都將落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種影像感測器信號的模擬數字轉換系統，供用以將影像感測器感測所得的模擬式輸出數據(Vout)轉換成數位訊號以提供處理器進行處理，其特徵在於，其包含一數字判斷比較器，用以接收分別由該感測器形成並輸入的感測器輸出數據(Vout) 及由一可變參考準位產生器產生並輸入的一可變參考準位；及一可變參考準位產生器，其是根據該感測器輸出數據(Vout)中的信號峰值(VA)，並通過該可變參考準位產生器的數值運算，以產生一可變參考準位(VREF)，並輸入至該數字判斷比較器；其中，通過該數字判斷比較器的判斷比較，以使該感測器輸出數據(Vout)能以該一可變參考準位為基準，以轉換成一數位訊號，再輸出至處理器。
2.如權利要求1所述的模擬數字轉換系統，其特徵在於，該感測器輸出數據(Vout)中的信號峰值(VA)是利用至少一偵測電路以由該感測器輸出數據(Vout)中檢知。
3.如權利要求1所述的模擬數字轉換系統，其特徵在於，該可變參考準位產生器進一步根據該感測器輸出數據(Vout)中的信號峰值(VA)及一參考電壓準位(VB)，並通過該可變參考準位產生器的數值運算以產生一可變參考準位(VREF)，其中該參考電壓準位(VB) 為該感測器輸出數據(Vout)中信號峰值(VA)以外的電壓準位。
4.如權利要求3所述的模擬數字轉換系統，其特徵在於，該一可變參考準位(VREF)為該信號峰值(VA)與該參考電壓準位(VB)的算術平均值VREF = (VA+VB)/2。
5.如權利要求1所述的模擬數字轉換系統，其特徵在於，該可變參考準位產生器進一步根據該感測器輸出信號(Vout)中的信號峰值(VA)及下列參數參考電壓準位(VB)、溫度變異值(VC)、光源強度變異值(VD)、環境光強度變異值(VE)中的其一或其組合，並經由該可變參考準位產生器的數值運算以產生一可變參考準位(VREF)，其中，該參考電壓準位 (VB)為該感測器輸出數據(Vout)中信號峰值(VA)以外的電壓準位，該溫度變異值(VC) 是通過溫度檢測所得，該光源強度變異值是通過光源強度檢測所得，該環境光強度變異值 (VE)通過環境光強度檢測所得。
6.如權利要求1所述的模擬數字轉換系統，其特徵在於，該可變參考準位(VREF)進一步設定成分段可變參考準位。
7.一種基於權利要求1所述的影像感測器信號的模擬數字轉換系統的影像感測器信號的模擬數字轉換方法，其特徵在於，供用以將影像感測器感測所得的模擬式輸出數據 (Vout)有效地轉換成數位訊號以提供處理器進行處理，包含下列步驟提供一數字判斷比較器；通過至少一偵測電路以檢知感測器輸出數據(Vout)的信號峰值(VA)；根據該感測器輸出數據(Vout)及該信號峰值(VA)，提供一可變參考準位；及通過該數字判斷比較器以使該感測器輸出數據能以該可變參考準位為基準，將該感測器輸出數據中的信號峰值(VA)轉換成一明確的數位訊號並輸出至處理器。
8.如權利要求7所述的影像感測器信號的模擬數字轉換方法，其特徵在於，其進一步提供一可變參考準位產生器用以根據該信號峰值(VA)，並通過該可變參考準位產生器的數值運算，以產生該一可變參考準位。
9.如權利要求8所述的影像感測器信號的模擬數字轉換方法，其特徵在於，該可變參考準位產生器進一步根據該感測器輸出信號(Vout)中的信號峰值(VA)及下列參數參考電壓準位(VB)、溫度變異值(VC)、光源強度變異值(VD)、環境光強度變異值(VE)中之一或其組合，並經由該可變參考準位產生器的數值運算以產生一可變參考準位(VREF)，其中，該參考電壓準位(VB)為該感測器輸出數據(Vout)中信號峰值(VA)以外的電壓準位，該溫度變異值(VC)通過溫度檢測所得，該光源強度變異值通過光源強度檢測所得，該環境光強度變異值(VE)通過環境光強度檢測所得。
10.如權利要求8所述的影像感測器信號的模擬數字轉換方法，其特徵在於，通過該可變參考準位產生器的數值運算所產生的可變參考準位(VREF)進一步設定為分段參考準位。
全文摘要
本發明提供了一種影像感測器信號的模擬數字轉換系統及其方法，其是利用一數字判斷比較器，並通過一可變參考準位產生器用以依據一由感測器輸出數據所檢知的一信號峰值及/或一參考電壓準位，及/或一通過溫度檢測或光源強度檢測或環境光強度檢測所檢知的各種變異值，並經由數值運算以產生一可變參考準位，再通過該數字判斷比較器以使該感測器輸出數據能以該可變參考準位為基準以進行判斷比較並有效且快速地轉換成一明確的數位訊號並輸出至處理器；藉此，達成非使用模擬數字轉換(ADC)電路而降低成本，減少處理器程序負擔而增進程序執行效率，抗感測器元件、溫度、光源輸出、環境光的變異性，及生產時無須調整參考電壓準位步驟的優點及功效。
文檔編號H03M1/12GK102457278SQ201010525510
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月27日 優先權日2010年10月27日
發明者林順正 申請人:碩擎科技股份有限公司