CN103575433A - 传感器的读取装置与驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种传感器的读取装置与驱动方法。读取装置包括可调式偏压单元、传感器单元、信号转换单元、检查单元以及控制单元。该传感器单元使用可调式偏压单元的偏压电压而感测物理能量，以及输出感测结果。控制单元依据感测结果控制可调式偏压单元去调整偏压电压。因此，读取装置能改善长时间检测时所造成的连续功率损失。

Description

传感器的读取装置与驱动方法

技术领域

本发明涉及一种感测装置，且特别涉及一种传感器的读取装置与传感器的驱动方法。

背景技术

随着生活类型及技术发展趋势，人类对于电子产品的需求，除了轻薄短小的规格外，对于具备能卷曲、方便携带、触感舒适、耗能低、容易维护等特性的产品将有极大的需求。而现阶段的半导体及电子零组件等现有技术皆属硬质材料，在应用产品设计上无法做到前述的需求。因此软性电子零组件技术即因应而生。目前的变阻式阵列感测元件具有易于使用、轻薄、可挠曲、不规则形状、抗摔、可利用印刷的网印技术制作、可定制化制成不同尺寸及形状、结构简单…等优点。不管是单点或阵列式软性变阻压力感测元件，就巨观角度而言，其等效电路皆为可变电阻。然而，软性压力感测元件的电阻值会随着受到的压力大小而变动，其电阻变动范围介于几百万(Million)欧姆(ohm)到几欧姆间。对于传统驱动电路而言，如何在如此大的电阻变动范围中有效地读出软性压力感测元件的正确电阻值(压力值)是困难的。

另一方面，在需要长时间监测压力的使用情境上(如居家照护床垫/椅垫，工厂自动化设备…等应用产品)，此传统驱动电路会有大量功率损耗的问题。分析其原因，主要是压力感测元件在压力对电阻值的关系曲线为一负向特性曲线(即压力愈大，电阻值愈小)。表1说明不同压力施加至压力感测元件时，压力感测元件电阻值与功率损耗的关系。在此假设压力感测元件的偏压电压为3.3V。由表1可知，当软性压力感测元件承受压力较小(或没有受压)时，压力感测元件的电阻值约为1M ohm，其功率损耗P=I*I*R=0.00001089W。当软性压力感测元件受到中等压力时，电阻约为1000ohm，其功率损耗P=0.01089W(与没有受压时功率损耗相差近1000倍)。当软性压力感测元件受到较大压力时，压力感测元件的电阻值约为10ohm，其功率损耗P=1.089W(与没有受压时功率损耗相差近100000倍)。

表1：压力对压力感测元件电阻值的关系

以软性压力感测元件应用于睡眠质量床垫检测平台而言，为方便估算，在此假设当受测者进入熟睡阶段时，受测者每小时翻身一次。床垫中的压力感测元件会在一小时期间连续承受较大压力。以传统驱动电路驱动压力感测元件而言，在这一小时期间中压力感测元件的功率损耗可能超过1W。所以，在受测者的睡眠期间，压力感测元件至少需要7~8W的功率损耗。

由此可知，软性压力感测元件应用于在长时间需要监测压力的系统上(例如居家睡眠质量监控系统)，传统驱动电路因为软性压力感测元件长时间处在一个较大压力环境下而造成不必要的电能损失。

发明内容

本发明提供一种传感器的读取装置与驱动方法，其能改善/减少传感器在长时间检测压力时所造成的连续功率损失，并附合环保节能新趋势。

本发明实施例提出一种传感器的读取装置，包括可调式偏压单元、传感器单元、信号转换单元、检查单元以及控制单元。可调式偏压单元调整与输出偏压电压。传感器单元的偏压端耦接至该可调式偏压单元以接收该偏压电压。该传感器单元使用该偏压电压而感测物理能量，以及应输出感测结果。信号转换单元的输入端耦接至该传感器单元的输出端以接收该感测结果，以及依据该感测结果对应输出电信号。检查单元的输入端耦接至该信号转换单元以接收与检查该电信号，以及对应输出检查结果。控制单元耦接至该检查单元的输出端以及该可调式偏压单元。该控制单元依据该检查结果控制该可调式偏压单元，以对应调整该偏压电压。

本发明实施例提出一种传感器的驱动方法，包括：由可调式偏压单元提供调整与输出偏压电压至传感器单元的偏压端；由该传感器单元使用该偏压电压而感测物理能量，以对应获得感测结果；将该感测结果对应转换为电信号；检查该电信号，以对应获得检查结果；以及依据该检查结果控制该可调式偏压单元以对应调整该偏压电压。

基于上述，本发明实施例所述传感器的读取装置与驱动方法能判断传感器的目前使用状态，并自动地对应调整传感器的偏压电压。因此，本发明实施例所述传感器的读取装置与驱动方法能有效改善/减少长时间压力检测时所造成的连续功率损失。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明实施例说明一种传感器读取装置的功能方块示意图。

图2是依照本发明实施例说明图1所示可调式偏压单元的电路示意图。

图3是依照本发明另一实施例说明图1所示可调式偏压单元的电路示意图。

图4是依照本发明实施例说明图1所示传感器单元的电路示意图。

图5是依照本发明实施例说明图1所示读取装置的电路示意图。

图6是依照本发明实施例说明图5所示信号的时序示意图。

图7是依照本发明另一实施例说明图5所示信号的时序示意图。

图8是依照本发明另一实施例说明图1所示读取装置的电路示意图。

图9是依照本发明实施例说明图1所示读取装置的传感器驱动方法示意图。

图10是依照本发明另一实施例说明图1所示读取装置的传感器驱动方法示意图。

图11是依照本发明又一实施例说明图1所示读取装置的传感器驱动方法示意图。

【主要元件符号说明】

10：物理能量

100：传感器读取装置

110：传感器单元

120：信号转换单元

130：检查单元

131：延迟电路

132：比较电路

133：模拟数字转换器

134：触发电路

140：控制单元

150：可调式偏压单元

151：可变电阻

152：开关

153：电阻

410：传感器阵列

411~419：传感器

420：切换电路

421：切换开关

540：过载保护器

OP1~OP5：放大器

OP6：比较器

R2~R10：电阻

S910~S950、S1140~S1190：步骤

Vc、Vc’：检查结果

Vd：固定电压

Vp：偏压电压

Vr：控制信号

VR1：可变电阻单元

Vref：参考电压

Vs：感测结果

αVs：电信号

αVs’：延迟信号

具体实施方式

图1是依照本发明实施例说明一种传感器读取装置100的功能方块示意图。传感器读取装置100包括传感器单元110、信号转换单元120、检查单元130、控制单元140以及可调式偏压单元150。可调式偏压单元150可以依据控制单元140的控制信号Vr，而调整与输出偏压电压Vp。传感器单元110的偏压端耦接至可调式偏压单元150以接收偏压电压Vp。传感器单元110可以包含单一个传感器或是多个传感器。传感器单元110使用偏压电压Vp而感测物理能量10，以及对应输出感测结果Vs给信号转换单元120。依照不同的应用条件，物理能量10可以为光能、电磁能、机械能或其他能量。例如，物理能量10可以是压力、重力等机械能，而传感器单元110可以包含一个或多个电容式压力传感器或压阻式压力传感器。以下将以软性压力感测元件作为传感器单元110的实施范例。

信号转换单元120的输入端耦接至传感器单元110的输出端以接收感测结果Vs，以及依据感测结果Vs对应输出电信号αVs。在不同实施例中，基于传感器单元110的不同感测手段，感测结果Vs可能是不同的能量类型(例如电流、电压等能量类型)。信号转换单元120可以将感测结果Vs转换为检查单元130、控制单元140可以处理的能量类型(例如电压)。在一些实施例中，信号转换单元120可以将感测结果Vs增益(例如增益值为α)读取后输出作为电信号αVs。

检查单元130的输入端耦接至信号转换单元120以接收与检查电信号αVs。检查单元130的输出端对应输出检查结果Vc。传感器单元110所感测到的物理能量10可以反应在电信号αVs，因此检查单元130可以通过电信号αVs的检查来判断传感器单元110的状态，然后将检查结果Vc输出至控制单元140。

控制单元140可以是微控制器(microcontroller)、微处理器(microprocessor)、中央处理单元(central processing unit，CPU)等控制电路。控制单元140耦接至检查单元130的输出端以及可调式偏压单元150的控制端。由于检查结果Vc响应于物理能量10的大小，因此控制单元140可以从检查结果Vc获知传感器单元110所感测到的物理能量10的大小。在一些实施例中，控制单元140可以依据演算法使用检查结果Vc去计算出传感器单元110所感测到物理能量10的大小，或是计算出传感器单元110的电阻值。基于传感器单元110的电阻值或物理能量值，控制单元140可以进一步计算出理想偏压电压Vp的值。

在另一些实施例中，控制单元140具有查找表(lookup table)。此查找表记录着物理能量10与偏压电压Vp的关系。控制单元140可以依据电信号αVs或检查结果Vc推得物理能量10，进而依据物理能量10而从该查找表决定可调式偏压单元150的偏压电压Vp。

因此，控制单元140依据检查结果Vc来控制可调式偏压单元150。控制单元140所输出的控制信号Vr可以控制并调整可调式偏压单元150的偏压电压Vp。另外，控制单元140可以将物理能量10的值记录于存储介质，和/或是经由显示装置将物理能量10的值呈现给使用者。

可调式偏压单元150可以是任何型式的可控电压源。例如，图2是依照本发明实施例说明图1所示可调式偏压单元150的电路示意图。可调式偏压单元150包括可变电阻151。可变电阻151的第一端耦接电压源以接收固定电压Vd。可变电阻151的第二端输出偏压电压Vp。可变电阻151的阻值受控于控制单元140的控制信号Vr。因此，偏压电压Vp可以随着控制信号Vr的改变而对应调整。

又例如，图3是依照本发明另一实施例说明图1所示可调式偏压单元150的电路示意图。可调式偏压单元150包括一开关152以及多个电阻153。这些电阻153的第一端共同耦接至传感器单元110的偏压端，以输出偏压电压Vp。这些电阻153的阻值互不相同。开关152的共同端耦接电压源以接收固定电压Vd。开关152的多个选择端一对一地耦接至这些电阻153的第二端。开关152受控于控制单元140的控制信号Vr，而将电压源的固定电压Vd选择性地耦接至这些电阻153其中一个的第二端。

请参照图1，当检查单元130的检查结果Vc表示物理能量10未施加于传感器单元110时，控制单元140控制可调式偏压单元150输出初始电压作为偏压电压Vp。所述初始电压是依据传感器单元110特性而预设的最大偏压电压，例如3.3V、5V或是其他固定电压。当物理能量10(例如压力)施加于传感器单元110时，控制单元140可以从检查单元130的检查结果Vc获知物理能量10的变化。当检查单元130的检查结果Vc表示物理能量10施加于传感器单元110时，控制单元140进入低功率模式，以控制可调式偏压单元150调降偏压电压Vp。在其他实施例中，操作于低功率模式的控制单元140更可以减少读取装置100对传感器单元110进行读取的频率。

当物理能量10(例如压力)施加于传感器单元110时，控制单元140可以控制可调式偏压单元150对应地调整偏压电压Vp，以减少传感器单元110长时间处在大压力环境下而造成的功率损失。例如，假设传感器单元110包括一个或多个软性压力感测元件，因此传感器单元110可以视为一个可变电阻，其中传感器单元110的阻值随着所承受压力(物理能量10)的增加而减少。当检查结果Vc显示传感器单元110所承受压力(物理能量10)增加时，控制单元140可以控制可调式偏压单元150对应地调降偏压电压Vp，以减少传感器单元110的软性压力感测元件长时间处在大压力环境下而造成的功率损失。

图4是依照本发明实施例说明图1所示传感器单元110的电路示意图。图4所示实施例可以参照图1至图3的相关说明。请参照图4，传感器单元110包括传感器阵列410以及切换电路420。切换电路420耦接至传感器阵列410。传感器阵列410包括多个传感器，例如图4所绘示传感器411、412、413、414、415、416、417、418、419等。图4中图式符号411~419并非表示/限制传感器阵列410中传感器的数量。本领域技术人员可以依照本实施例的教示而将传感器阵列410类推至具有其他布局结构、其他传感器数量的传感器阵列。

为了方便说明，本实施例中传感器411~419可以是变阻式压力传感器。当传感器遭受外部压力时，此传感器的电阻值会随着压力的变化而变化。控制单元140控制切换电路420进行切换操作，以便从传感器阵列410的多个传感器411~419中选择其中一个目标传感器。切换电路420进行该切换操作，以将偏压电压Vp切换至目标传感器，以及切换电路420将低于偏压电压Vp的参考电压(例如接地电压或系统最低电压)耦接至传感器411~419中除了该目标传感器外的其他传感器。信号转换单元120依据切换电路420的切换操作而选择性地感测/读取传感器411~419中的所述目标传感器的感测值，以及将感测结果(感测值)增益读取后输出给检查单元130作为电信号αVs。检查单元130依据电信号αVs对应输出检查结果Vc给控制单元140。因此，控制单元140可以知道传感器阵列410中每一个传感器411~419的压力感测结果，然后通过介面显示装置显示压力分布情形。

图5是依照本发明实施例说明图1所示读取装置100的电路示意图。图5所示实施例可以参照图1至图4的相关说明。请参照图5，本实施例中传感器411~419为变阻式压力传感器，因此图5是以电阻符号绘示出传感器411~419。当传感器遭受外部压力时，此传感器的电阻值会随着压力的变化而变化。切换电路420耦接至传感器阵列410与控制单元140。控制单元140控制切换电路420进行切换操作，以便从传感器阵列410的多个传感器411~419中选择一个目标传感器。

例如，当控制单元140控制切换电路420中切换开关421选择将偏压电压Vp切换至传感器411时，切换电路420将低于偏压电压Vp的参考电压(例如接地电压或是系统最低电压)耦接至除了目标传感器411外的其他传感器412~419(如图5所示)，相当于切换电路420进行切换操作而从传感器阵列410的多个传感器411~419中选择传感器411作为目标传感器。

又例如，当控制单元140控制切换开关421选择将偏压电压Vp切换至传感器412时，切换电路420将所述参考电压(例如接地电压)耦接至除了目标传感器412外的其他传感器(例如传感器411、传感器419等)。图5所示切换电路420中切换开关421仅为示意。本领域各种公知的传感器阵列切换机制/手段皆可以用来实现切换电路420。

图5中绘示一个过载保护器540，过载保护器540可为一过载保护电阻。此过载保护器540串接于目标传感器与信号转换单元120之间，也就是串接于传感器阵列410与信号转换单元120之间。当压力传感器411~419承受太大的压力时，其传感器的电阻值会趋进于短路电阻(也就是趋近于0Ω)，此时切换电路420不论是以定电流偏压方式(图5未绘示)或是以定电压偏压方式(例如图5所示)驱动传感器阵列410，传感器411~419中承受太大压力的传感器可能会产生过大的电流或电压，造成系统的误动作。过载保护器540可以降低电流或电压对信号转换单元120的冲击。在其他实施例中，如果传感器411~419可能会产生的最大电流或最大电压是可为系统所容忍，或若压力传感器411~419无论承受多大压力都不会趋进于短路电阻，则过载保护器540可以被省略。

在其他实施例中，传感器单元110还包括热敏电阻(未绘示于图5)。此热敏电阻并联于过载保护器540，且串接于传感器阵列410与信号转换单元120之间。或是，此热敏电阻与过载保护器540相互串联于传感器阵列410与信号转换单元120之间。其中，如果传感器411~419是具有正温度系数的电阻器，则此热敏电阻具有负温度系数。反之，如果传感器411~419是具有负温度系数的电阻器，则此热敏电阻具有正温度系数。

在不同实施例中，过载保护器540本身可以是一个热敏电阻。例如，如果传感器411~419是具有正温度系数的电阻器，则过载保护器540具有负温度系数。反之，如果传感器411~419是具有负温度系数的电阻器，则过载保护器540具有正温度系数。

请参照图5，假设切换电路420依据控制单元140的控制而选择传感器411~419中的传感器411作为目标传感器，则目标传感器411的一端接收偏压电压Vp，而目标传感器411的另一端经由过载保护器540输出感测结果Vs。依据切换电路420的切换操作，信号转换单元120选择性地感测目标传感器411，以及将感测结果Vs增益(例如增益值为α)读取后输出作为目标传感器411的增益感测值，也就是将电信号αVs输出给检查单元130。前述增益值α由控制单元140动态地决定。如此，本实施例可以针对不同传感器的响应增益动态地决定不同的增益值，然后依对应的增益值对感测结果进行增益调整。因此，本实施例的读取装置可以降低感测元件制程或材料误差的影响。

信号转换单元120包括第一放大器OP1以及第一可变电阻单元VR1。第一放大器OP1的非反相输入端耦接参考电压(例如接地电压或是其他固定电压)，第一放大器OP1的反相输入端依据切换电路420的切换操作而耦接传感器单元110的传感器411~419中某一目标传感器。第一可变电阻单元VR1的第一端与第二端分别耦接至第一放大器OP1的反相输入端与输出端。其中，第一可变电阻单元VR1受控于控制单元140。第一可变电阻单元VR1的阻值是依据切换电路420的切换操作而改变。在本实施例中，第一可变电阻单元VR1包括多个电阻以及一开关。这些电阻的阻值互不相同。这些电阻的第一端共同耦接至第一放大器OP1的输出端。依据切换电路420的切换操作，开关将第一放大器OP1的反相输入端选择性地耦接至这些电阻其中一者的第二端，如图5所示。

在本实施例中，如果传感器阵列410中有m个传感器，则第一可变电阻单元VR1中电阻的数量可以是m个，也就是第一可变电阻单元VR1中电阻以一对一方式对应于传感器阵列410中每一个传感器。因此，通过第一可变电阻单元VR1动态调整阻值，可以使信号转换单元120产生对应于传感器阵列410中不同传感器的不同增益值α。

在其他实施例中，传感器的特性可以用“负载对感测值特性曲线”描述，其中该特性曲线的纵轴表示施加于传感器的负载重量(压力)，而该特性曲线的横轴表示读取装置100所读取的感测值。传感器411~419依据各自“负载对感测值特性曲线”的斜率大小被分为多个群，因此第一可变电阻单元VR1中电阻的数量可以只符合传感器411~419的分群数即可。例如，假设传感器411~419被分为三群，则第一可变电阻单元VR1中只需至少三个电阻即可。因此，通过第一可变电阻单元VR1动态调整阻值，可以使信号转换单元120产生对应于传感器411~419中不同分群的不同增益值α。

请参照图5，信号转换单元120还包括第二放大器OP2、第二电阻R2以及第三电阻R3。第二放大器OP2的非反相输入端耦接参考电压(例如接地电压或是其他固定电压)。第二电阻R2的第一端与第二端分别耦接至第一放大器OP1的输出端与第二放大器OP2的反相输入端。第三电阻R3的第一端与第二端分别耦接至第二放大器OP2的反相输入端与第二放大器OP2的输出端。第二放大器OP2的输出端提供电信号αVs给检查单元130。在图5所示实施例中，假设第一放大器OP1的增益值为α1，第二放大器OP2的增益值为α2，则信号转换单元120的增益值α为α1×α2。

令传感器411~419中目标传感器的电阻值是Rs，过载保护器540的电阻值是R0，则感测结果Vs为Vp/(Rs+R0)。第一放大器OP1的输出VA为-VR1×Vs。第二放大器OP2的输出αVs为VR1×Vs×(R3/R2)，也就是信号转换单元120的增益值α为(VR1×R3)/R2。通过控制可变电阻单元VR1的电阻值，信号转换单元120动态地决定不同的增益值α，进而针对不同传感器411~419的感测结果Vs进行增益调整，以便补偿不同传感器的“负载对感测值特性曲线”斜率。

请参照图5，检查单元包括延迟电路131、比较电路132与模拟数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)133。模拟数字转换器133的输入端耦接至比较电路132的输出端，该模拟数字转换器的输出端耦接至控制单元140。模拟数字转换器133将比较电路132的模拟输出转换为数字的检查结果Vc，并将检查结果Vc回传给控制单元140。在一些实施例中，如果控制单元140有能力处理模拟信号，或是比较电路132可以输出数字的检查结果Vc，则模拟数字转换器133可以被省略。

延迟电路131的输入端耦接至信号转换单元120以接收电信号αVs。延迟电路131可以延迟电信号αVs，以及输出延迟信号αVs’。比较电路132的第一输入端耦接至信号转换单元120以接收电信号αVs。比较电路132的第二输入端耦接至延迟电路131的输出端。比较电路132接收并比较电信号αVs与延迟信号αVs’，然后输出模拟的检查结果Vc’给模拟数字转换器133。本领域技术人员可以依照本实施例的教示而采用任何手段实现比较电路132。例如，比较电路132可以是误差放大器(error amplifier)。该误差放大器的反相输入端耦接至信号转换单元120以接收电信号αVs；该误差放大器的非反相输入端耦接至延迟电路131的输出端以接收延迟信号αVs’；而该误差放大器的输出端输出模拟的检查结果Vc’给模拟数字转换器133。又例如，比较电路132可以是减法器。该减法器接收并计算电信号αVs与延迟信号αVs’的差值，以及输出该差值作为目标传感器(例如传感器411)的模拟检查结果Vc’。

在图5所绘示实施例中，比较电路132包括第三放大器OP3、第四放大器OP4、第五放大器OP5、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9以及第十电阻R10。放大器OP3的非反相输入端耦接至信号转换单元120以接收电信号αVs。放大器OP4的非反相输入端耦接至延迟电路131的输出端，以接收延迟信号αVs’。电阻R4的第一端与第二端分别耦接至放大器OP3的反相输入端与放大器OP4的反相输入端。电阻R5的第一端与第二端分别耦接至放大器OP3的反相输入端与输出端。电阻R6的第一端与第二端分别耦接至放大器OP4的反相输入端与输出端。电阻R7的第一端耦接至放大器OP3的输出端。电阻R8的第一端耦接至放大器OP4的输出端。放大器OP5的反相输入端耦接至电阻R7的第二端，放大器OP5的非反相输入端耦接至电阻R8的第二端，而放大器OP5的输出端输出模拟的检查结果Vc’给模拟数字转换器133。电阻R9的第一端与第二端分别耦接至放大器OP5的反相输入端与输出端。电阻R10的第一端耦接至放大器OP5的非反相输入端，而电阻R10的第二端耦接至参考电压(例如接地电压或是其他固定电压)。

图6是依照本发明实施例说明图5所示信号的时序示意图。请参照图5与图6，当压力(物理能量)未施加于传感器单元110的任何一个压力传感器时，电信号αVs与延迟信号αVs’皆为低电压电平。当压力施加于传感器单元110时，电信号αVs会被拉升至高电压电平，其中电信号αVs的电压振幅(swing)是响应于传感器单元110所受的压力大小。由于延迟电路131的延迟效应，在电信号αVs转态为高电压电平后经过时间Δt1，延迟信号αVs’随之转态为高电压电平。在此Δt1期间，比较电路132将电信号αVs减去延迟信号αVs’而获得正脉冲(pulse)的检查结果Vc’。因此，控制单元140可以从检查结果Vc’(或Vc)中的正脉冲获知传感器单元110被施加了某一压力。其中，检查结果Vc’中正脉冲的电压振幅是响应于传感器单元110所受的压力大小，检查结果Vc’中正脉冲的电压振幅亦响应于传感器单元110的电阻值。因此，控制单元140可以从此正脉冲的电压振幅获知传感器单元110所受的瞬间压力大小。

接下来，假设施加于传感器单元110的压力于期间T(例如1小时)中均没变化，因此电信号αVs与延迟信号αVs’皆为高电压电平，而检查结果Vc’则保持于低电压电平(例如0V)。在期间T中传感器单元110受到较大压力，使得传感器单元110的压力传感器的阻值下降。为了减少传感器单元110的功率损耗，控制单元140可以在期间T中进入低功率模式，以便控制可调式偏压单元150对应地调降偏压电压Vp。例如，表2表示施加于传感器单元110的压力(物理能量)对偏压电压Vp二者的关系。

表2：压力对压力感测元件电阻值的关系

表2所示实施例是假设将传感器单元110的压力传感器的功率损耗约略维持于0.00001089W。在此设计条件下，当压力感测元件的电阻值约为1000000ohm，控制单元140可以控制可调式偏压单元150去设定偏压电压Vp为3.3V。当压力感测元件的电阻值约为10000ohm，控制单元140可以设定偏压电压Vp为0.33V。当压力感测元件的电阻值约为10ohm，控制单元140可以设定偏压电压Vp为0.0104V。

表2所示实施例是以线性方式对应调整偏压电压Vp。在其他实施例中，控制单元140可以用阶梯方式设定偏压电压Vp。例如，将压力感测元件的电阻值变化范围区分为高阻区间、低阻区间等二个区间(或更多个区间)。当压力感测元件的电阻值落入高阻区间时，控制单元140可以设定偏压电压Vp为高电压电平。当压力感测元件的电阻值落入低阻区间时，控制单元140可以设定偏压电压Vp为低电压电平。如此，本实施例可以减少传感器单元110的压力感测元件长时间处在大压力环境下而造成的功率损失。

请参照图5与图6，在期间T结束后，压力(物理能量)已被移除，因此电信号αVs转态为低电压电平。由于延迟电路131的延迟效应，在电信号αVs转态为低电压电平后经过时间Δt2，延迟信号αVs’随之转态为低电压电平。在此Δt2期间，比较电路132将电信号αVs减去延迟信号αVs’而获得负脉冲的检查结果Vc’。因此，控制单元140可以从检查结果Vc’(或Vc)中的负脉冲获知传感器单元110的压力被减少或移除。其中，检查结果Vc’中负脉冲的电压振幅是响应于传感器单元110的压力变化量，也就是检查结果Vc’中负脉冲的电压振幅亦响应于传感器单元110的电阻值变化量。因此，控制单元140可以从此负脉冲的电压振幅获知传感器单元110所受的压力是否被移除。

在其他实施例中，当控制单元140进入低功率模式时，控制单元140控制可调式偏压单元150调降偏压电压Vp，并提供偏压电压Vp给传感器单元110的多个传感器中被施加物理能量10者，以及控制单元140禁能或不作用(disable)这些传感器中未被施加物理能量10者。例如，假设施加压力于传感器411，而其他传感器412-419未被施压，则当控制单元140进入低功率模式时，控制单元140调降偏压电压Vp，并提供偏压电压Vp给传感器411。同时，控制单元140禁能(disable)其他传感器412-419，例如不提供偏压电压Vp给其他传感器412-419。

图7是依照本发明另一实施例说明图5所示信号的时序示意图。图7所示实施例可以参照图1至图6的相关说明。图7所示实施例可以应用于多阶式压力信号感测情境。请参照图5与图7，当压力(物理能量)未施加于传感器单元110的任何一个压力传感器时，控制单元140操作于正常工作模式(Normal working mode)。此时，电信号αVs与延迟信号αVs’皆为低电压电平。

一旦软性压力感测元件(传感器单元110)受到压力，控制单元140除了会读取感测压力值外，也控制相关周边装置使其进入低功率模式(例如对应地调降偏压电压Vp)，同时记录相对应的压力值。传感器单元110所遭受的压力大小会反映于电信号αVs与延迟信号αVs’的电压电平。若压力持续往上增加(或往下减少)，则电信号αVs亦会随之增加(或减少)。例如，若压力增加s公斤，则电信号αVs的电压电平亦会对应地增加ΔV1。因此在Δt3期间，比较电路132将电信号αVs减去延迟信号αVs’而获得正脉冲的检查结果Vc’，其中脉冲振幅约略为ΔV1。在本实施例中，控制单元140可以累计(计数)在Δt3期间的脉冲振幅ΔV1至计数值。此时，计数值为ΔV1伏特。控制单元140可以由ΔV1伏特推算而获知传感器单元110所感测到的压力为s公斤。

在另一实施例中，控制单元140可以依据Δt3期间检查结果Vc’的脉冲振幅ΔV1推算而获知传感器单元110的压力增加了s公斤。因此，控制单元140可以将压力增加量s公斤加入计数值。此时，计数值为s公斤。

经过一段时间后，当施加于传感器单元110的压力增大为s+t公斤时，电信号αVs的电压电平会对应地增加ΔV2。因此在Δt4期间，比较电路132将电信号αVs减去延迟信号αVs’而获得正脉冲的检查结果Vc’，其中脉冲振幅约略为ΔV2。因此，控制单元140可以累计(计数)检查结果Vc’(或Vc)中的正脉冲振幅，以获知传感器单元110所感测到的压力。例如，在本实施例中，控制单元140可以通过累计(计数)将Δt4期间的脉冲振幅ΔV2加入计数值。此时，计数值为ΔV1+ΔV2伏特。控制单元140可以依据ΔV1+ΔV2伏特推算而获知传感器单元110所感测到的压力为s+t公斤。另一方面，依据检查结果Vc’(或Vc)中的脉冲振幅ΔV2，控制单元140可以对应地再一次调降偏压电压Vp。

在另一实施例中，控制单元140可以依据Δt4期间的脉冲振幅ΔV2推算而获知传感器单元110的压力增加了t公斤，因此控制单元140可以将压力增加量t公斤加入计数值。此时，计数值为s+t公斤。

在经过另一段时间后，当施加于传感器单元110的压力全部被移除(即压力减少s+t公斤)时，电信号αVs的电压电平会对应地减少ΔV1+ΔV2。因此在Δt5期间，比较电路132将电信号αVs减去延迟信号αVs’而获得负脉冲的检查结果Vc’，其中脉冲振幅约略为-(ΔV1+ΔV2)。因此，控制单元140可以累计(计数)检查结果Vc’(或Vc)中的所有脉冲振幅，以获知传感器单元110所感测到的目前压力。例如，控制单元140可以将在Δt5期间的脉冲振幅-(ΔV1+ΔV2)累计(计数)至计数值。此时，计数值为ΔV1+ΔV2-(ΔV1+ΔV2)=0伏特。由于计数值为0伏特，因此控制单元140可以获知传感器单元110所感测到的压力为0公斤。因此，控制单元140重新回到正常工作模式(例如，控制单元140可以将偏压电压Vp回复为初始电压)。

在另一实施例中，控制单元140可以依据Δt5期间的脉冲振幅-(ΔV1+ΔV2)推算而获知传感器单元110的压力减少了s+t公斤。因此，控制单元140可以将压力变异量-(s+t)公斤加入计数值。此时，计数值为s+t-(s+t)=0公斤。

图8是依照本发明另一实施例说明图1所示读取装置100的电路示意图。图8所示实施例可以参照图1至图7的相关说明。不同于图5所示实施例之处，在于图8所示实施例的检查单元130还包括触发电路134。请参照图8，触发电路134的输入端耦接至信号转换单元120的输出端，而触发电路134的输出端耦接至控制单元140。触发电路134依据电信号αVs判断有无物理能量施加于传感器单元110。当物理能量施加于传感器单元110时，触发电路134触发控制单元140进入低功率模式。在低功率模式中，控制单元140可以控制可调式偏压单元150调降偏压电压Vp。

图8绘示了触发电路134的一个实施范例，然而触发电路134的实施方式不限于图8所示。在图8所示实施例中，触发电路134包括比较器(或运算放大器)OP6。比较器OP6的非反相输入端耦接至信号转换单元120的输出端。比较器OP6的反相输入端耦接至参考电压Vref。比较器OP6的输出端耦接至控制单元140。随着施加于传感器单元110的压力的提升，电信号αVs的电压电平亦随之上升。当电信号αVs的电压电平大于参考电压Vref时，比较器OP6将输出触发信号给控制单元140，以使控制单元140进入低功率模式。在一些实施例中，上述参考电压Vref可以是由电压源提供的固定电压。在本实施例中，参考电压Vref的电压电平是由控制单元140所动态决定的。

请参照图6、图8与其相关说明。当电信号αVs的振幅值低于触发电路134所设定的临界电压值(即参考电压Vref)时，表示传感器单元110的软性压力感测元件受压的状态并没改变，控制单元140等待下个软性压力感测元件受压的状态改变时触发电路134产生的触发信号。一旦软性压力感测元件受到压力，触发电路134产生触发信号通知控制单元140，以便进行压力信号撷取及处理，以及在完成压力信号撷取及处理后进入低功率模式。在低功率模式中，控制单元140可以控制相关装置(如可调式偏压单元150、模拟数字转换器133、控制单元140…等)的工作时钟、工作电压和/或偏压电压。若进入低功率模式后传感器单元110的受压状态没有改变，则控制单元140可进一步降低传感器单元110的扫描速度。直到软性压力感测元件被释放(release)压力，控制单元140再重新回到最初的正常工作模式。

在其他实施例中，触发电路134的输入端不耦接信号转换单元120的输出端。触发电路134的输入端可以被耦接至比较电路132的输出端以接收检查结果Vc’。当电信号αVs与延迟信号αVs’二者差分信号的脉冲信号值(即检查结果Vc’的脉冲振幅)低于触发电路134所设定的临界电压值(即参考电压Vref)时，表示传感器单元110的软性压力感测元件受压的状态并没改变。一旦检查结果Vc’的脉冲振幅大于参考电压Vref时，触发电路134产生触发信号通知控制单元140，以便进行压力信号撷取及处理，以及在完成压力信号撷取及处理后进入低功率模式。直到软性压力感测元件被释放(release)压力，控制单元140再重新回到最初的正常工作模式。

请参照图7、图8与其相关说明。本实施例可以应用于多阶式压力信号感测情境。当电信号αVs低于触发电路134所设定的临界电压值(即参考电压Vref)时，表示传感器单元110的软性压力感测元件受压的状态并没改变，控制单元140等待下个软性压力感测元件受压状态改变时触发电路134产生的触发信号。一旦软性压力感测元件受到压力时，控制单元140除了会读取感测压力值外，也控制相关周边装置使其进入低功率模式，同时记录相对应的压力值。若压力持续往上增加(或往下减少)，则控制单元140内部所记忆的压力值亦会累加(或累减)。直到释放压力(即传感器单元110的感测元件上所承受的压力电平为零)，则控制单元140重新回到正常工作模式。

图9是依照本发明实施例说明图1所示读取装置100的传感器驱动方法示意图。此驱动方法包括下述步骤。首先系统(包含读取装置100)被致能(enable)(步骤S910)。读取装置100被致能(enable)后，读取装置100会操作于正常工作模式(步骤S920)。在正常工作模式中，可调式偏压单元150提供、调整与输出偏压电压Vp至传感器单元110的偏压端，并将偏压电压Vp设定为初始电压。由传感器单元110使用偏压电压Vp而感测物理能量10，以对应获得感测结果Vs。信号转换单元120将感测结果Vs对应地转换为电信号αVs。检查单元130检查电信号αVs，以对应获得检查结果Vc。

在一些实施例中，所述信号转换单元120将感测结果Vs转换为电信号αVs的步骤包括：由控制单元140动态地决定增益值α；以及由信号转换单元120依据增益值α读取该感测结果Vs，以获得该电信号αVs。

控制单元140进行步骤S930，以便依据检查结果Vc判断有无物理能量10(例如压力等)施加于传感器单元110的传感器。如果检查结果Vc表示物理能量10未施加于传感器(例如检查结果Vc的脉冲振幅小于临界电压值)，则控制单元140持续操作于正常工作模式中。例如，当检查结果Vc表示物理能量10未施加于传感器单元110时，控制单元140控制可调式偏压单元150输出初始电压作为偏压电压Vp。

如果检查结果Vc表示物理能量10已施加于传感器单元110(例如检查结果Vc的脉冲振幅大于临界电压值)，则控制单元140对应地进行步骤S940和/或步骤S950，以便依据检查结果Vc控制可调式偏压单元150对应地调整偏压电压Vp。在步骤S940中，控制单元140可以依据检查结果Vc判断于传感器单元110的物理能量10(例如压力等)是否被移除。如果物理能量10未施加于传感器单元110，则控制单元140回到步骤S920，以便操作于正常工作模式并将偏压电压Vp设定为初始电压。如果检查结果Vc表示传感器单元110的物理能量10尚未被移除，则控制单元140进行步骤S950，以便操作于低功率模式。在低功率模式中，控制单元140可以控制可调式偏压单元150调降偏压电压Vp。在其他实施例中，控制单元140于低功率模式还减少对传感器单元110进行读取的频率。

在一些实施例中，控制单元140可以提供查找表。此查找表记录着物理能量10与偏压电压Vp的关系。在步骤S950中，控制单元140可以依据电信号αVs(或检查结果Vc)推得物理能量10的大小，进而依据物理能量10的大小而从该查找表决定可调式偏压单元150的偏压电压Vp。

在另一些实施例中，传感器单元110包含多个传感器。在该低功率模式(步骤S950)中，控制单元140可以控制可调式偏压单元150调降偏压电压Vp并提供给所述多个传感器中被施加物理能量10者，以及禁能(disable)所述多个传感器中未被施加物理能量10者。

图10是依照本发明另一实施例说明图1所示读取装置100的传感器驱动方法示意图。图10所示实施例可以参照图9的相关说明。不同于图9所示实施例之处，在于图10的步骤S920还包括子步骤S921~S923。在系统被致能(enable)后(步骤S910)，控制单元140控制可调式偏压单元150产生一初始电压(例如3.3V或5V)，并以此初始电压作为偏压电压Vp(步骤S921)。接下来，控制单元140可以依据电信号αVs(或检查结果Vc)而得知传感器单元110未被施加物理能量10(例如压力)的时间长度，并且判断传感器单元110无物理能量10(例如压力)的期间(时间长)是否操过预设值(步骤S922)。所述预设值可以依照实际产品的设计需求来决定，例如30分钟、1小时等。

如果步骤S922的判断结果为否，则控制单元140执行步骤S930。如果步骤S922的判断结果为是，则控制单元140进行步骤S923，以便操作于省电模式。例如，控制单元140于省电模式中可以减少对传感器单元110进行读取的频率。在省电模式中，控制单元140可以执行步骤S930，以便依据检查结果Vc判断有无物理能量10(例如压力等)施加于传感器单元110的传感器。

图11是依照本发明又一实施例说明图1所示读取装置100的传感器驱动方法示意图。图11所示实施例可以参照图9的相关说明。不同于图9所示实施例之处，在于图11包括步骤S1140~S1190。如果步骤S930判断结果为是，即物理能量10已施加于传感器单元110，则控制单元140进行步骤S1140。在步骤S1140中，当检查结果Vc表示施加于传感器单元110的物理能量10增加了第一能量值时，控制单元140将该第一能量值加入一计数值。完成步骤S1140后，控制单元140进行步骤S950，以便操作于低功率模式。在低功率模式中，控制单元140可以控制可调式偏压单元150对应地依据所述计数值调降偏压电压Vp。

进入低功率模式后，控制单元140依据检查结果Vc判断施加于传感器单元110的物理能量10的变异情形(步骤S1160)。如果检查结果Vc表示传感器单元110的物理能量10增加了第二能量值，则控制单元140进行步骤S1170，以便将该第二能量值加入所述计数值。例如，此时所述计数值为第一能量值+第二能量值。完成步骤S1170后，控制单元140接着进行步骤S1190。

如果在步骤S1160中，检查结果Vc表示施加于传感器单元110的物理能量10减少了第三能量值，则控制单元140进行步骤S1180，以便将所述计数值减少该第三能量值。例如，此时所述计数值为第一能量值-第三能量值。完成步骤S1180后，控制单元140接着进行步骤S1190。

如果在步骤S1160中，检查结果Vc表示施加于传感器单元110的物理能量10没有增减，则控制单元140进行步骤S1190。在步骤S1190中，控制单元140判断所述计数值是否为0，以便依据所述计数值去控制可调式偏压单元150调整偏压电压Vp。如果所述计数值不为0，则表示物理能量10依然施加于传感器单元110，因此控制单元140回到步骤S950，以便依照所述计数值对应地调降偏压电压Vp。如果所述计数值为0，则表示物理能量10没有施加于传感器单元110，因此控制单元140回到步骤S920，以便将偏压电压Vp设定为初始电压。

在其他实施例中，步骤S1190是判断所述计数值是否在包含0的空载范围内，其中所述预设范围的上下边界分别为正临界值与负临界值。当所述计数值落入所述空载范围时，控制单元140控制可调式偏压单元150将偏压电压Vp设定为初始电压(步骤S920)。

综上所述，上述诸实施例可以利用软件、固件和/或硬件实现。上述诸实施例所述的传感器读取装置能有效减少感测元件在长时间检测时所造成的连续功率损失。例如，对于需要以软性压力传感器长时间进行压力检测的系统(如居家照护床垫、椅垫，工厂自动化设备…等应用产品)，上述诸实施例可以提供一套完整高能源效率的阵列式压力感测系统解决方案，使系统产品设计上更符合环保节能世界潮流趋势。上述诸实施例的传感器读取装置可针对软性压力感测元件遭受压力的瞬间读取其压力值，对于其它稳态时的压力值则可忽略，直到压力感测元件再次改变压力状态时再进行处理。传感器读取装置能判断目前传感器的压力状态，并将偏压电压Vp自动调整到最佳工作模式，有效解决长时间压力检测时所造成的连续功率损失。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (39)

1.一种传感器的读取装置，其特征在于该读取装置包括：

可调式偏压单元，调整与输出偏压电压；

传感器单元，其偏压端耦接至该可调式偏压单元以接收该偏压电压，其中该传感器单元使用该偏压电压而感测物理能量，以及该传感器单元的输出端对应输出感测结果；

信号转换单元，其输入端耦接至该传感器单元的输出端以接收该感测结果，以及依据该感测结果对应输出电信号；

检查单元，其输入端耦接至该信号转换单元以接收与检查该电信号，以及该检查单元的输出端对应输出检查结果；以及

控制单元，耦接至该检查单元的输出端以及该可调式偏压单元，其中该控制单元依据该检查结果控制该可调式偏压单元以对应调整该偏压电压。

2.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于该可调式偏压单元包括：

可变电阻，其第一端耦接电压源，该可变电阻的第二端输出该偏压电压，其中该可变电阻的阻值受控于该控制单元。

3.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于该可调式偏压单元包括：

多个电阻，其第一端共同耦接至该传感器单元以输出该偏压电压，其中这些电阻的阻值互不相同；以及

开关，该开关受控于该控制单元而将电压源选择性地耦接至这些电阻其中一者的第二端。

4.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于该传感器单元包括：

传感器阵列；以及

切换电路，耦接至该传感器阵列；

其中该控制单元控制该切换电路进行切换操作，以便从该传感器阵列的多个传感器中选择目标传感器；以及该信号转换单元依据该切换电路的该切换操作而选择性地感测这些传感器中的该目标传感器，以及将感测结果增益后输出作为该电信号。

5.如权利要求4所述传感器的读取装置，其特征在于这些传感器为压力传感器，该切换电路进行该切换操作以将该偏压电压切换至该目标传感器，以及该切换电路将低于该偏压电压的一参考电压耦接至这些传感器中除了该目标传感器外的其他传感器。

6.如权利要求5所述传感器的读取装置，其特征在于该参考电压为接地电压或系统最低电压。

7.如权利要求4所述传感器的读取装置，其特征在于该传感器单元还包括：

过载保护器，串接于该目标传感器与该信号转换单元之间。

8.如权利要求7所述传感器的读取装置，其特征在于该过载保护器是热敏电阻；该过载保护器与该目标传感器二者中之一者具有正温度系数，另一者具有负温度系数。

9.如权利要求7所述传感器的读取装置，其特征在于该传感器单元还包括：

热敏电阻，并联于该过载保护器，其中该热敏电阻与该目标传感器二者中之一者具有正温度系数，另一者具有负温度系数。

10.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于该控制单元动态地决定增益值，以及该信号转换单元依据该增益值读取该感测结果以获得对应于该传感器单元的电信号。

11.如权利要求10所述传感器的读取装置，其特征在于该信号转换单元包括：

第一放大器，该第一放大器的非反相输入端耦接参考电压，该第一放大器的反相输入端耦接该传感器单元；以及

第一可变电阻单元，该第一可变电阻单元的第一端与第二端分别耦接至该第一放大器的反相输入端与输出端，其中该第一可变电阻单元的阻值是受控于该控制单元。

12.如权利要求11所述传感器的读取装置，其特征在于该信号转换单元还包括：

第二放大器，该第二放大器的非反相输入端耦接该参考电压，该第二放大器的输出端提供该电信号给该检查单元；

第二电阻，该第二电阻的第一端与第二端分别耦接至该第一放大器的输出端与该第二放大器的反相输入端；以及

第三电阻，该第三电阻的第一端与第二端分别耦接至该第二放大器的反相输入端与该第二放大器的输出端。

13.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于该检查单元包括：

延迟电路，其输入端耦接至该信号转换单元以接收该电信号；以及

误差放大器，该误差放大器的反相输入端耦接至该信号转换单元以接收该电信号，该误差放大器的非反相输入端耦接至该延迟电路的输出端，而该误差放大器的输出端输出该检查结果。

14.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于该检查单元包括：

延迟电路，其输入端耦接至该信号转换单元以接收该电信号；以及

减法器，该减法器接收并计算该电信号与该延迟电路的输出端的信号二者的差值，以及输出该差值作为该检查结果。

15.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于该检查单元包括：

延迟电路，其输入端耦接至该信号转换单元以接收该电信号；以及

比较电路，其第一输入端耦接至该信号转换单元以接收该电信号，该比较电路的第二输入端耦接至该延迟电路的输出端。

16.如权利要求15所述传感器的读取装置，其特征在于该比较电路包括：

第三放大器，该第三放大器的非反相输入端耦接至该信号转换单元以接收该电信号；

第四放大器，该第四放大器的非反相输入端耦接至该延迟电路的输出端；

第四电阻，该第四电阻的第一端与第二端分别耦接至该第三放大器的反相输入端与该第四放大器的反相输入端；

第五电阻，该第五电阻的第一端与第二端分别耦接至该第三放大器的反相输入端与输出端；

第六电阻，该第六电阻的第一端与第二端分别耦接至该第四放大器的反相输入端与输出端；

第七电阻，该第七电阻的第一端耦接至该第三放大器的输出端；

第八电阻，该第八电阻的第一端耦接至该第四放大器的输出端；

第五放大器，该第五放大器的反相输入端耦接至该第七电阻的第二端，该第五放大器的非反相输入端耦接至该第八电阻的第二端，该第五放大器的输出端作为该比较电路的输出端；

第九电阻，该第九电阻的第一端与第二端分别耦接至该第五放大器的反相输入端与输出端；以及

第十电阻，该第十电阻的第一端耦接至该第五放大器的非反相输入端，该第十电阻的第二端耦接至参考电压。

17.如权利要求15所述传感器的读取装置，其特征在于该检查单元还包括：

模拟数字转换器，其输入端耦接至该比较电路的输出端，该模拟数字转换器的输出端提供该检查结果给该控制单元。

18.如权利要求15所述传感器的读取装置，其特征在于该比较电将该电信号减去该延迟电路所输出的延迟信号而获得脉冲；该脉冲的电压振幅是响应于该传感器单元的该感测结果；以及该控制单元更依据该脉冲的电压振幅控制该可调式偏压单元以对应调整该偏压电压。

19.如权利要求15所述传感器的读取装置，其特征在于该电信号的电压振幅与该延迟电路所输出的延迟信号的电压振幅是响应于该传感器单元的该感测结果；该比较电将该电信号减去该延迟信号而获得脉冲；该控制单元累计该脉冲的电压振幅至计数值；以及该控制单元更依据该计数值控制该可调式偏压单元以对应调整该偏压电压。

20.如权利要求15所述传感器的读取装置，其特征在于该检查单元还包括：

触发电路，其输入端与输出端分别耦接至该信号转换单元与该控制单元，其中该触发电路依据该电信号判断有无该物理能量施加于该传感器单元；当该物理能量施加于该传感器单元时，该触发电路触发该控制单元进入低功率模式。

21.如权利要求20所述传感器的读取装置，其特征在于该触发电路包括：

比较器，该比较器的非反相输入端耦接至该信号转换单元，该比较器的反相输入端耦接至参考电压，该比较器的输出端耦接至该控制单元。

22.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于该控制单元具有查找表，用以记录该物理能量与该偏压电压的关系；以及该控制单元依据该电信号推得该物理能量，进而依据该物理能量而从该查找表决定该可调式偏压单元的该偏压电压。

23.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于当该检查单元的该检查结果表示该物理能量未施加于该传感器单元时，该控制单元控制该可调式偏压单元输出初始电压作为该偏压电压。

24.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于当该检查单元的该检查结果表示该物理能量施加于该传感器单元时，该控制单元进入低功率模式，以控制该可调式偏压单元调降该偏压电压。

25.如权利要求24所述传感器的读取装置，其特征在于该传感器单元包含多个传感器；于该低功率模式中，该控制单元控制该可调式偏压单元调降该偏压电压并提供给这些传感器中被施加该物理能量者，以及该控制单元禁能这些传感器中未被施加该物理能量者。

26.如权利要求24所述传感器的读取装置，其特征在于于该低功率模式中，该控制单元减少该读取装置对该传感器单元进行读取的频率。

27.如权利要求1所述传感器的读取装置，其特征在于当该检查单元的该检查结果表示施加于该传感器单元的该物理能量增加第一能量值时，该控制单元将该第一能量值加入计数值；以及当该检查单元的该检查结果表示施加于该传感器单元的该物理能量减少第二能量值时，该控制单元将该计数值减少该第二能量值。

28.如权利要求27所述传感器的读取装置，其特征在于该控制单元依据该计数值控制该可调式偏压单元调整该偏压电压。

29.如权利要求27所述传感器的读取装置，其特征在于当该计数值落入空载范围时，该控制单元控制该可调式偏压单元将该偏压电压设定为初始电压。

30.一种传感器的驱动方法，其特征在于该驱动方法包括：

由可调式偏压单元提供调整与输出偏压电压至传感器单元的偏压端；

由该传感器单元使用该偏压电压而感测物理能量，以对应获得感测结果；

将该感测结果对应转换为电信号；

检查该电信号，以对应获得检查结果；以及

依据该检查结果控制该可调式偏压单元以对应调整该偏压电压。

31.如权利要求30所述传感器的驱动方法，其特征在于所述将该感测结果对应转换为电信号的步骤包括：

动态地决定增益值；以及

依据该增益值读取该感测结果，以获得该电信号。

32.如权利要求30所述传感器的驱动方法，其特征在于该驱动方法还包括：

提供查找表，其中该查找表记录该物理能量与该偏压电压的关系；以及

依据该电信号推得该物理能量，进而依据该物理能量而从该查找表决定该可调式偏压单元的该偏压电压。

33.如权利要求30所述传感器的驱动方法，其特征在于该驱动方法还包括：

当该检查结果表示该物理能量未施加于该传感器单元时，控制该可调式偏压单元输出初始电压作为该偏压电压。

34.如权利要求30所述传感器的驱动方法，其特征在于该驱动方法还包括：

当该检查结果表示该物理能量施加于该传感器单元时，进入低功率模式，以控制该可调式偏压单元调降该偏压电压。

35.如权利要求34所述传感器的驱动方法，其特征在于该传感器单元包含多个传感器，而所述驱动方法还包括：

在该低功率模式中，控制该可调式偏压单元调降该偏压电压并提供给这些传感器中被施加该物理能量者；以及

在该低功率模式中，禁能这些传感器中未被施加该物理能量者。

36.如权利要求34所述传感器的驱动方法，其特征在于该驱动方法还包括：

在该低功率模式中，减少对该传感器单元进行读取的频率。

37.如权利要求30所述传感器的驱动方法，其特征在于该驱动方法还包括：

当该检查结果表示施加于该传感器单元的该物理能量增加第一能量值时，将该第一能量值加入计数值；以及

当该检查结果表示施加于该传感器单元的该物理能量减少第二能量值时，将该计数值减少该第二能量值。

38.如权利要求37所述传感器的驱动方法，其特征在于该驱动方法还包括：

依据该计数值控制该可调式偏压单元调整该偏压电压。

39.如权利要求37所述传感器的驱动方法，其特征在于该驱动方法还包括：

当该计数值落入空载范围时，该控制单元控制该可调式偏压单元将该偏压电压设定为初始电压。

Images