影像感测器信号的模拟数字转换系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种影像感测器信号的模拟数字转换系统及其方法，其是利用一数字判断比较器，并通过一可变参考准位产生器用以依据一由感测器输出数据所检知的一信号峰值及/或一参考电压准位，及/或一通过温度检测或光源强度检测或环境光强度检测所检知的各种变异值，并经由数值运算以产生一可变参考准位，再通过该数字判断比较器以使该感测器输出数据能以该可变参考准位为基准以进行判断比较并有效且快速地转换成一明确的数字信号并输出至处理器；藉此，达成非使用模拟数字转换(ADC)电路而降低成本，减少处理器程序负担而增进程序执行效率，抗感测器元件、温度、光源输出、环境光的变异性，及生产时无须调整参考电压准位步骤的优点及功效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种影像感测器信号的模拟数字转换系统及方法，尤指一种利用一可变参考准位产生器用以依据一影像感测器输出信号的信号峰值及/或一参考电压准位及/或一温度、光源强度、环境光强度等变异值并经由数值运算以产生一可变参考准位，再通过一准位判断比较器以使该感测器输出数据能以该可变参考准位为基准以有效且快速地转换成一明确的数字信号并输出。
技术介绍
影像感测器(image sensor/camera)的应用领域相当广泛，以目前正流行的光学式触控系统为例说明。该触控式显示幕通过触控件如手指或触控笔直接触摸在显示幕的表面上以控制显示器的各项功能如点选作业、切换画面或放大/缩小画面等，用以取代一般显示器常见的按键式控制方式。目前的触控式显示幕包含多种不同触控系统，如电阻式(Resistive)、电容式(Capacitive)、表面声波式(SAW，Surface Acoustic Wave)、红外光式(IR，Infrared)、光学式(optical imaging)等，各有各的优缺点，其中该光学式触控系统的优点为应用于大尺寸显示幕，具有成本的优势，介于表面声波式与电容式的间，萤幕具良好的透明度(可达100％)及具有良好的触控解析度；其缺点为不适合小尺寸面板(15时以下)的应用，较易受周边环境光的影响及须采用额外照明光源及反光条或吸光条。而光学式触控系统已包含US 2009/0200453、US7,538,759、US 7,692,625、US 7,629,967等多件先前技术。参考图1、图1A及图2、图2A所示，其分别是光反射式及光遮断式的光学式触控系统的使用状态示意图及影像(位置)感测器(sensor/camera)的像素的感应所得的模拟式输出数据(signal output/sensor data，Vout)示意图。该光学式触控系统一般是在一显示幕1的表面的侧缘边上，如一矩形显示幕表面的四侧框边上或四角处，设置至少一光源装置2如以LED或雷射作光源，用以照射在整个显示幕的表面上，即在整个显示幕的表面上形成一光线或线性光线照射区，在此可称为光幕；于该显示幕1表面的四周缘(框边)上设置相互垂直的反光条或吸光条(图未示)；于该显示幕1表面的侧缘边上以感测方向交错的方式设置至少二组影像感测器(sensor/camera)3，或称为位置感测器(图中只表示一感测器)；则当一触控件4，如手指或触控笔，触摸在该显示幕表面上时，该触控件4即可对该照射在整个显示幕1表面的光线造成光的散射(光反射式如图1所示)或遮断(光遮断式如图2所示)，此时透过该反光条的反射作用或吸光条的吸收作用，该触控件4位置所产生的反射或遮断雷射光束如图1、2所示，即可在影像感测器3的像素(active pixel)轴上产生反应而形成一信号输出/感测器输出数据(signal output/sensor data)，如图1A、图2A所示，在此以Vout代表。通过该至少二组影像感测器3以感测得知该触控件4至少二方向的相对位置，再通过一处理器或处理电路的运算功能以得知该触控件4触摸在显示幕1表面上的实际位置座标，达成一光学触控系统的使用功能。又该影像感测器3所感应形成的感测器输出数据Vout如图1A、图2A所示，为一模拟数据，须先转换成数字数据，才能通过一处理器的运算功能，如微处理器(MCU，Micro Control Unit)、中央处理器(CPU，Central Processing Unit)或数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processing)但不限制，以运算得知该触控件4触摸在显示幕1表面上的实际位置座标。然而，针对上述该影像感测器的感测器输出数据Vout的模拟转数字的转换作业，一般是采用一模拟数字转换(ADC)电路，如美国专利技术专利US4,839,739及美国专利技术公开Pub.No.US2009/0190944及US2010/0171853所揭露者；但该等模拟数字转换(ADC)电路的设置成本较高，而且会增加处理器的程序负担，也相对降低程序的执行效率；又，在使用一光学式触控系统时，其操作条件常随着外在环境及元件特性而产生变化，在此称为变异性，如感测器元件的变异性、温度的变异性、光源输出的变异性、环境光的变异性等，导致该影像感测器3所侦测得知的感测器输出数据Vout的基本电压准位也相对会有向上或向下的变动，如图1A、图2A中的感测器输出数据Vout由实线部分所示改变为点线部分所示但不限制，也会增加处理器的程序负担并相对降低程序的执行效率；而上述诸缺点均不利于该影像感测器信号的模拟数字转换电路系统或该光学式触控系统的发展及普及化。由上可知，在影像感测器信号的模拟数字转换系统或光学式触控系统的
中，发展一种非使用模拟数字转换(ADC)电路、降低成本、减少处理器程序负担及增进程序执行效率的模拟数字转换系统，确实有其需要性。
技术实现思路
本专利技术主要目的是在提供一种影像感测器信号的模拟数字转换系统及方法，供用以将影像感测器感测所得的模拟式输出数据(signal output/sensordata，Vout)有效地转换成数字信号以提供处理器进行处理，其是利用一数字判断比较器以取代习用的模拟数字转换(ADC)电路，并通过一可变参考准位产生器其可依据一由该感测器输出数据(Vout)通过至少一侦测电路所检知的信号峰值(VA)以产生一可变参考准位(VREF)，再通过该数字判断比较器以使该感测器输出数据(Vout)能以该可变参考准位(VREF)为基准而进行判断比较，以有效且快速地转换成一明确的数字信号并输出至处理器，以达成非使用模拟数字转换(ADC)电路而降低成本及减少处理器程序负担而增进程序执行效率的优点及功效。本专利技术再一目的是在提供一种影像感测器信号的模拟数字转换系统及方法，其中该可变参考准位产生器进一步可依据该一由该感测器输出信号(Vout)通过至少一侦测电路所检知的信号峰值(VA)及一参考电压准位(VB)，该参考电压准位(VB)为该感测器输出数据(Vout)中信号峰值(VA)以外的电压准位；并经由该可变参考准位产生器的数值运算如加减乘除以产生该一可变参考准位(VREF)如VREF＝(VA+VB)/2；再通过该数字判断比较器以使该感测器输出数据(Vout)能以该可变参考准位(VREF)为基准进行判断比较以有效且快速地转换成一明确的数字信号并输出。本专利技术又一目的是在于提供一种影像感测器信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种影像感测器信号的模拟数字转换系统，供用以将影像感测器感测
所得的模拟式输出数据(Vout)转换成数字信号以提供处理器进行处理，其
特征在于，其包含：
一数字判断比较器，用以接收分别由该感测器形成并输入的感测器输出
数据(Vout)及由一可变参考准位产生器产生并输入的一可变参考准位；及
一可变参考准位产生器，其是根据该感测器输出数据(Vout)中的信号
峰值(VA)，并通过该可变参考准位产生器的数值运算，以产生一可变参考
准位(VREF)，并输入至该数字判断比较器；
其中，通过该数字判断比较器的判断比较，以使该感测器输出数据(Vout)
能以该一可变参考准位为基准，以转换成一数字信号，再输出至处理器。
2.如权利要求1所述的模拟数字转换系统，其特征在于，该感测器输出
数据(Vout)中的信号峰值(VA)是利用至少一侦测电路以由该感测器输出
数据(Vout)中检知。
3.如权利要求1所述的模拟数字转换系统，其特征在于，该可变参考准
位产生器进一步根据该感测器输出数据(Vout)中的信号峰值(VA)及一参
考电压准位(VB)，并通过该可变参考准位产生器的数值运算以产生一可变
参考准位(VREF)，其中该参考电压准位(VB)为该感测器输出数据(Vout)
中信号峰值(VA)以外的电压准位。
4.如权利要求3所述的模拟数字转换系统，其特征在于，该一可变参考
准位(VREF)为该信号峰值(VA)与该参考电压准位(VB)的算术平均值：
VREF＝(VA+VB)/2。
5.如权利要求1所述的模拟数字转换系统，其特征在于，该可变参考准
位产生器进一步根据该感测器输出信号(Vout)中的信号峰值(VA)及下列
参数：参考电压准位(VB)、温度变异值(VC)、光源强度变异值(VD)、
环境光强度变异值(VE)中的其一或其组合，并经由该可变参考准位产生器
的数值运算以产生一可变参考准位(VREF)，其中，该参考电压准位(VB)
为该感测器输出数据(Vout)中信号峰值(VA)以外的电压准位，该温度变
异值(V...

【专利技术属性】
技术研发人员：林顺正，
申请(专利权)人：硕擎科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：