具有暗电流补偿的感测装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种具有暗电流补偿的感测装置及其控制方法，具有暗电流补偿的感测装置包含：感测电路，用以将待测物理量或待测化学量转换为模拟感测讯号；暗电流补偿电路，与感测电路耦接，并根据参考讯号而对模拟感测讯号进行运算，以产生模拟补偿讯号；以及转换电路，根据模拟补偿讯号，产生数字感测讯号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有暗电流补偿的感测装置及其控制方法，特别是指一种对模拟感测讯号进行运算，以产生模拟补偿讯号的具有暗电流补偿的感测装置及其控制方法。
技术介绍
图1A显示一种典型的感测装置100的示意图。如图1A所示，感测装置100包含感测电路11、模拟增益电路13、模拟数字转换电路15、与数字处理电路18。感测电路11用以感测待测物理量或化学量，而产生模拟感测讯号。模拟增益电路13接收模拟感测讯号，并产生模拟增益讯号。模拟数字转换电路接收模拟增益讯号，并将其转换为数字增益讯号。数字处理电路接收数字增益讯号，将其中的噪声与暗电流去除后，产生数字感测讯号。如图1B所示，模拟感测讯号包含功率噪声PN、暗电流DC、与目的讯号SIG。以影像感测装置为例，感测电路11例如为影像感测电路。影像感测电路感测影像而产生模拟影像感测讯号，经过模拟增益电路13的放大，而产生模拟增益讯号。模拟增益讯号包括放大功率噪声PN、暗电流DC、与目的讯号SIG后而分别产生的功率噪声PN1、暗电流DC1、与目的讯号SIG1。模拟增益讯号再经过模拟数字转换电路15，而产生数字增益讯号。数字处理电路18将数字增益讯号中的功率噪声PN2与暗电流DC2扣除后，产生数字感测讯号。请参阅图1B，模拟感测讯号除了目的讯号SIG之外，还包含功率噪声PN与暗电流DC，经过模拟增益电路13放大之后，可能会超过溢流位准，例如在高温的操作环境<br>中，当温度每升高约6-7度，会使暗电流增为2倍。举例而言，车用电子仪器可能在摄氏80～100度的环境下操作，比起常温摄氏25度时，因环境温度而产生的暗电流会增为摄氏25度的数十倍以上。因此，经过放大后，模拟增益讯号可能会因为暗电流过高，而超过溢流位准，进而使超出溢流位准的部分被舍弃。请参阅图1B，在经过模拟数字转换后，数字增益讯号被输入数字处理电路18。数字处理电路18扣除数字增益讯号中，分别由功率噪声PN1、暗电流DC1转换后的功率噪声PN2与暗电流DC2之后，得到的数字感测讯号，就会无法包含原来的目的讯号SIG，这是因为目的讯号SIG在模拟增益讯号超过溢流位准时，被截掉了。功率噪声PN来自电源电压的噪声，此为本领域技术人员所熟知，在此不予赘述。现有技术感测装置100在例如高温环境的操作下，可能因模拟增益讯号中的暗电流过高，而超过溢流位准，而造成目的讯号SIG散失，进而无影像输出。有鉴于此，本专利技术即针对上述现有技术的不足，提出一种具有暗电流补偿的感测装置及其控制方法，可在暗电流过高情况下，保持目的讯号，使模拟感测讯号在转换为数字感测讯号后，不致失去目的讯号。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种具有暗电流补偿的感测装置及其控制方法，可在暗电流过高情况下，保持目的讯号，使模拟感测讯号在转换为数字感测讯号后，不致失去目的讯号。为达上述目的，就其中一观点言，本专利技术提供了一种具有暗电流补偿的感测装置，包含：一感测电路，用以将一待测物理量或一待测化学量转换为一模拟感测讯号；一暗电流补偿电路，与该感测电路耦接，并根据一参考讯号而对该模拟感测讯号进行运算，以产生一模拟补偿讯号；以及一转换电路，与该暗电流补偿电路耦接，并根据该模拟补偿讯号，产生一数字感测讯号。为达上述目的，就另一观点言，本专利技术也提供了一种具有暗电流补偿的感测装置控制方法，包含：将一待测物理量或一待测化学量转换为一模拟感测讯号；根据一参考讯号而对该模拟感测讯号进行运算，以产生一模拟补偿讯号；以及根据该模拟补偿讯号，产生一数字感测讯号。在其中一种较佳的实施型态中，该参考讯号根据以下至少一项参数或其变化量而产生：一环境温度；一增益讯号；以及一曝光时间讯号。在其中一种较佳的实施型态中，该栅极于正常操作时与一接地电位电性连接。在其中一种较佳的实施型态中，该暗电流补偿电路根据该参考讯号而对该模拟感测讯号所进行的运算，包括以下至少一项方式：一线性运算；一非线性运算；一查表运算；以及一比例运算。在其中一种较佳的实施型态中，该感测电路包括：至少一感测元件，用以感测该待测物理量或化学量，而产生一感测物理讯号或一感测化学讯号，以及一物理背景讯号或一化学背景讯号；以及一相关性双取样电路，与该感测元件耦接，用以根据该感测物理讯号或感测化学讯号，以及该物理背景讯号或该化学背景讯号，产生该感测讯号。在前述实施例中，该感测元件具有：一第一感测元件，用以感测该待测物理量或化学量，而产生该感测物理讯号或该感测化学讯号；以及一第二感测元件，用以感测一背景值，而产生一第一物理背景讯号或一第一化学背景讯号；其中，该第一物理背景讯号或该第一化学背景讯号，用以产生该参考讯号。在前述实施例中，该感测元件较佳地更具有一第三感测元件，用以感测该背景值，而产生一第二物理背景讯号或一第二化学背景讯号；其中，该转换电路，更根据该第二物理背景讯号或该第二化学背景讯号，产生该数字感测讯号。在其中一种较佳的实施型态中，该暗电流补偿电路包括：一前置转换电路，与该感测电路耦接，用以根据该参考讯号而对该模拟感测讯号进行运算，以产生一前置模拟讯号；以及一模拟增益电路，与该前置转换电路耦接，以根据该前置模拟讯号，产生该模拟补偿讯号。在前述实施例中，该转换电路较佳地包括：一模拟数字转换电路，与该模拟增益电路耦接，用以将该模拟补偿讯号，转换为一数字补偿讯号；一功率噪声消除电路，与该模拟数字转换电路耦接，用以将该数字补偿讯号，转换为一功率噪声消除讯号；以及一自动背景讯号消除电路，与该功率噪声消除电路耦接，用以根据该功率噪声消除讯号，产生该数字感测讯号。在前述实施例中，该暗电流补偿电路较佳地更包括：一背景讯号分析电路，与该模拟增益电路耦接，用以根据该数字补偿讯号，产生一背景分析讯号；以及一参考讯号决定电路，与该背景讯号分析电路耦接，用以根据该背景分析讯号，产生该参考讯号。在其中一种较佳的实施型态中，该暗电流补偿电路更根据一溢流位准与一下限位准，而对该模拟感测讯号进行运算，以产生该模拟补偿讯号，使得该模拟补偿讯号介于该溢流位准与该下限位准之间。下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。附图说明图1A显示现有技术的感测装置100的示意图；图1B显示现有技术的感测装置100的讯号示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有暗电流补偿的感测装置，其特征在于，包含：一感测电路，用以将一待测物理量或一待测化学量转换为一模拟感测讯号；一暗电流补偿电路，与该感测电路耦接，并根据一参考讯号而对该模拟感测讯号进行运算，以产生一模拟补偿讯号；以及一转换电路，与该暗电流补偿电路耦接，并根据该模拟补偿讯号，产生一数字感测讯号。

【技术特征摘要】
1.一种具有暗电流补偿的感测装置，其特征在于，包含：
一感测电路，用以将一待测物理量或一待测化学量转换为一模拟
感测讯号；
一暗电流补偿电路，与该感测电路耦接，并根据一参考讯号而对
该模拟感测讯号进行运算，以产生一模拟补偿讯号；以及
一转换电路，与该暗电流补偿电路耦接，并根据该模拟补偿讯号，
产生一数字感测讯号。
2.如权利要求1所述的具有暗电流补偿的感测装置，其中，该参
考讯号根据以下至少一项参数或其变化量而产生：
一环境温度；
一增益讯号；以及
一曝光时间讯号。
3.如权利要求1所述的具有暗电流补偿的感测装置，其中，该暗
电流补偿电路根据该参考讯号而对该模拟感测讯号所进行的运算，包
括以下至少一项方式：
一线性运算；
一非线性运算；
一查表运算；以及
一比例运算。
4.如权利要求1所述的具有暗电流补偿的感测装置，其中，该感
测电路包括：
至少一感测元件，用以感测该待测物理量或化学量，而产生一感
测物理讯号或一感测化学讯号，以及一物理背景讯号或一化学背景讯
号；以及
一相关性双取样电路，与该感测元件耦接，用以根据该感测物理

\t讯号或感测化学讯号，以及该物理背景讯号或该化学背景讯号，产生
该感测讯号。
5.如权利要求4所述的具有暗电流补偿的感测装置，其中，该感
测元件具有：
一第一感测元件，用以感测该待测物理量或化学量，而产生该感
测物理讯号或该感测化学讯号；以及
一第二感测元件，用以感测一背景值，而产生一第一物理背景讯
号或一第一化学背景讯号；
其中，该第一物理背景讯号或该第一化学背景讯号，用以产生该
参考讯号。
6.如权利要求5所述的具有暗电流补偿的感测装置，其中，该感
测元件还具有一第三感测元件，用以感测该背景值，而产生一第二物
理背景讯号或一第二化学背景讯号；其中，该转换电路，还根据该第
二物理背景讯号或该第二化学背景讯号，产生该数字感测讯号。
7.如权利要求1所述的具有暗电流补偿的感测装置，其中，该暗
电流补偿电路包括：
一前置转换电路，与该感测电路耦接，用以根据该参考讯号而对
该模拟感测讯号进行运算，以产生一前置模拟讯号；以及
一模拟增益电路，与该前置转换电路耦接，以根据该前置模拟讯
号，产生该模拟补偿讯号。
8.如权利要求7所述的具有暗电流补偿的感测装置，其中，该转
换电路包括：
一模拟数字转换电路，与该模拟增益电路耦接，用以将该模拟补
偿讯号，转换为一数字补偿讯号；
一功率噪声消除电路，与该模拟数字转换电路耦接，用以将该数
字补偿讯号，转换为一功率噪声消除讯号；以及
一自动背景讯号消除电路，与该功率噪声消除电路耦接，用以根
据该功率噪声消除讯号，产生该数字感测讯号。
9.如权利要求8所述的具有暗电流补偿的感测装置，其中，该暗
电流补偿电路还包括：
一背景讯号分析电路，与该模拟增益电路耦接，用以根据该数字
补偿讯号，产生一背景分析讯号；以及
一参考讯号决定电路，与该背景讯号分析电路耦接，用以根据该
背景分析讯号，产生该参考讯号。
10.如权利要求1所述的具有暗电流补偿的感测装置，其中，该
暗电流补偿电路还根据一溢流位准与一下限位准，而对该模拟感测讯
号进行运算，以产生该模拟补偿讯号，使得该...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧百亨，李泉欣，李兆琪，吴嘉训，许恩峰，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71