[发明专利]具有暗电流补偿的感测装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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，本发明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。

发明内容

本发明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，本发明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，本发明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。