[发明专利]一种光学传感系统及模数转换器

权利要求书

1.一种光学传感系统，其特征在于，包括像素阵列及至少一个模数转换电路；

所述像素阵列包括多行和多列像素单元，所述像素单元用于根据接收到的光信号生成对应的感光电信号；

所述模数转换电路包括斜坡信号发生器、比较器模块及计数模块，其中：

所述斜坡信号发生器用于生成斜坡信号并将所述斜坡信号传输至所述比较器模块；

所述比较器模块先后耦接所述感光电信号和所述斜坡信号，并且于所述斜坡信号变化至与所述感光电信号之间的差值为零时发生输出信号翻转；

所述计数模块依据所述斜坡信号产生的初始时刻至所述比较器模块发生翻转的时刻获得第一计数值，并依据所述第一计数值输出所述感光电信号对应的第一数字信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述比较器模块包括第一输入端和第二输入端；所述第一输入端耦接参考电压；所述第二输入端在复位阶段耦接所述感光电信号，并在比较阶段耦接所述斜坡信号；所述比较器模块的输出信号在所述第二输入端耦接的信号电压变化至与所述第一输入端相同时发生翻转。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述比较器模块更包括第一自偏置开关、第二自偏置开关、第一转换开关及第二转换开关，其中：

在所述复位阶段，所述第一自偏置开关及第二自偏置开关闭合以使所述第一输入端耦接所述参考电压，所述第一转换开关闭合且所述第二转换开关断开以使所述第二输入端耦接所述感光电信号；及，

在所述比较阶段，所述第一自偏置开关及第二自偏置开关断开，所述第一转换开关断开且所述第二转换开关闭合以使所述第二输入端耦接所述斜坡信号。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述比较器模块更包括比较器、第一电容及第二电容，其中所述第一电容耦接在所述第一输入端与所述比较器的第三输入端之间，所述第二电容耦接在所述第二输入端与所述比较器的第四输入端之间，其中：

在所述复位阶段，所述第一电容的第一极板耦接偏置电压，所述第一电容的第二极板耦接所述参考电压，所述第二电容的第一极板耦接所述偏置电压，所述第二电容的第二极板耦接所述感光电信号；及，

在所述比较阶段，所述第一电容的第一极板及第二极板的信号保持不变，所述第二电容的第二极板切换为耦接所述斜坡信号，则所述第二电容的第一极板所耦接信号切换为所述偏置电压加上所述斜坡信号与所述感光电信号之间的所述差值。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述比较器的第三输入端耦接所述第一电容的第一极板，所述比较器的第四输入端耦接所述第二电容的第一极板，其中当所述斜坡信号变化为与所述感光电信号之间的所述差值为零时，所述第四输入端的信号变化为等于所述第三输入端耦接的所述偏置电压，则所述比较器发生翻转。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学传感系统更包括数字逻辑电路，其中：

所述比较器模块更先后耦接复位电信号及所述斜坡信号，并且于所述斜坡信号变化至与所述复位电信号之间的差值为零时发生翻转；

所述计数模块依据所述斜坡信号产生的初始时刻至所述比较器模块的输出信号发生翻转的时刻获得第二计数值，并依据所述第二计数值输出所述复位电信号对应的第二数字信号；

所述数字逻辑电路依据所述第一数字信号与所述第二数字信号之间的差值确定数字采样信号。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述复位电信号为所述像素单元进行光电转换的初始时刻所输出的信号。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计数模块包括全局计数器及多个存储单元；所述全局计数器对应各列所述像素单元生成的所述感光电信号对应的计数值进行计数；每一个所述存储单元分别对应一列所述像素单元，用以存储所述全局计数器输出的对应的计数值。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学传感系统应用于指纹检测设备。

10.一种模数转换器，其特征在于，包括斜坡信号发生器、比较器模块及计数模块，其中：

所述斜坡信号发生器用于生成斜坡信号并将所述斜坡信号传输至所述比较器模块；

所述比较器模块先后耦接感光电信号及所述斜坡信号，并且于所述斜坡信号变化至与所述感光电信号之间的差值为零时发生翻转；

所述计数模块依据所述斜坡信号产生的初始时刻至所述比较器模块发生翻转的时刻获得第一计数值，并依据所述第一计数值输出所述感光电信号对应的第一数字信号。