CN114185104B - 光感测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光感测装置，包括光电二极管、电容电路及模拟数字转换器。模拟数字转换器包括比较器、计数器、重置开关、逻辑电路及参考电压切换电路。参考电压切换电路由逻辑电路控制以提供判断参考电压。主要积分时间结束时，第一节点具有未到达参考电压的残余电压，逻辑电路在次要积分时间内控制参考电压切换电路向比较器或电容电路提供判断参考电压，比较器输出比较信号，逻辑电路在次要积分时间内接收比较信号，并判断次要数值并输出至计数器，计数器在主要积分时间内产生主要数值，且结合次要数值以输出感测结果。

Description

光感测装置

技术领域

本发明涉及一种光感测装置，特别是涉及一种具有高分辨率的光感测装置。

背景技术

现在触控式手机越来越流行，但由于手机采用触控屏幕，用户在进行通话时，脸部容易触碰到手机屏幕而造成误操作。因此，通常在手机上安装光学趋近传感器。当光学趋近传感器检测到光线被遮挡后，手机的系统判断脸部靠近了触控屏幕时，关闭触控屏幕，以防止由于脸部贴近而产生的误操作，并可以在通话过程中节省电量。

现有的光传感器多采用比较器及计数器的配置来侦测光电二极管的感测电流，通过在积分时间内对积分节点反复进行重置，并通过计数器计算比较器比较积分节点的电压及参考电压的输出结果，借此来判断感测电流的大小。

然而，在积分时间结束时，由于积分节点的电压尚未达到参考电压，因此会有部分残余电压并未被计数器所计数，导致感测结果与感测电流呈现非线性关系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种具有高分辨率的光感测装置。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种光感测装置，所述光感测装置包括：一光电二极管，通过一第一开关连接于一第一节点，且经配置以在一主要积分时间内向所述第一节点提供一感测电流；一电容电路，连接于所述第一节点且包括至少一电容；以及一模拟数字转换器，耦接于所述第一节点，且经配置以在所述主要积分时间中判断所述感测电流的一主要数值，并在所述积分时间结束后的一次要积分时间内判断所述感测电流的一次要数值，其中模拟数字转换器包括：一比较器，其第一输入端连接所述第一节点，其第二输入端连接一参考电压，经配置以将所述第一节点的电压与所述参考电压比较，并于其输出端输出一比较信号；一计数器，经配置以在所述主要积分时间内依据一频率信号对所述比较信号计数，以产生一主要计数结果作为所述主要数值；一重置开关，连接于所述第一节点及接地端之间，经配置以从其控制端接收所述比较信号，以依据所述比较信号进行切换；一逻辑电路，分别连接所述计数器及所述比较器的输出端，用于接收所述频率信号及所述比较信号，且经配置以在所述主要积分时间及所述次要积分时间内分别控制所述第一开关导通及关断；及一参考电压切换电路，连接于所述逻辑电路，经配置以由所述逻辑电路控制以提供至少一判断参考电压；其中所述主要积分时间结束时，所述第一节点具有未到达所述参考电压的一残余电压，所述逻辑电路在所述次要积分时间内控制所述参考电压切换电路向所述比较器或所述电容电路提供所述至少一判断参考电压，所述比较器经配置以依据所述至少一判断参考电压及所述第一节点的电压输出所述比较信号，其中所述逻辑电路经配置以在所述次要积分时间内接收所述比较信号，并依据所述比较信号判断所述次要数值并输出至所述计数器，其中所述计数器经配置以结合所述主要数值及所述次要数值，并输出一感测结果。

优选地，所述电容电路包括多个电容，且多个所述电容的数量对应于一预定位数，所述参考电压切换电路进一步包括：多个切换开关，分别连接多个所述电容，其中多个所述切换开关分别经控制以使对应的所述电容选择性地连接所述参考电压或接地端。

优选地，所述逻辑电路经配置以在所述次要积分时间内以多个阶段分别切换多个所述切换开关，以使所述第一节点的电压变化，且所述比较器在多个所述阶段分别将所述第一节点的电压与所述参考电压比较，以产生多个比较结果，所述逻辑电路依据多个所述比较结果依序决定在多个所述阶段中的控制多个所述切换开关的一切换顺序，且依据多个所述比较结果对应产生所述次要数值。

优选地，所述逻辑电路经配置以将多个所述比较结果写入一缓存器。

优选地，所述第一节点的电压分别在多个所述阶段中以1/2^N倍的所述参考电压进行变化，且N为1至M的正整数，M为所述预定位数。

优选地，多个所述切换开关还通过一分压器连接于所述参考电压，所述分压器由所述逻辑电路控制以提供小于或等于所述参考电压的多个参考分压。

优选地，所述参考电压切换电路包括一分压器，连接于所述比较器及所述逻辑电路，其中所述分压器接收所述参考电压，且经配置以向所述比较器提供小于或等于所述参考电压的一参考分压，其中所述逻辑电路经配置以控制所述分压器，以在所述次要积分时间内以多个阶段控制所述分压器提供不同的多个所述参考分压，所述比较器经配置以在多个所述阶段内将所述第一节点的电压分别与多个所述参考分压比较以产生多个比较结果，所述逻辑电路依据多个所述比较结果决定在多个所述阶段中多个所述参考分压的大小。

优选地，所述逻辑电路依据多个所述比较结果对应产生所述次要数值并输出至所述计数器。

优选地，多个所述参考分压的数量对应于一第一预定位数。

优选地，所述模拟数字转换器还包括一延迟电路，连接于所述比较器的输出端及所述重置开关的控制端之间。

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的光感测装置，其能通过侦测主要积分时间结束时的残余电压，并进一步将其转换为具有对应预定位数的分辨率次要数值，提升感测结果的分辨率的同时，还能提升感测结果在感测电流上的线性度。

为使能进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为根据本发明实施例的光感测装置的电路布局图。

图2分别为根据本发明实施例的光感测装置的另一电路布局图。

图3为根据本发明实施例的光感测电路的电路布局图。

图4为根据本发明实施例的信号时序图。

图5为图4中A1部分的放大图。

图6A为根据图3的光感测装置的电路进行修改的一变化电路布局图。

图6B为对应于图6A的光感测装置的信号时序图。

图7A为根据本发明另一实施例的光感测装置的电路布局图。

图7B为对应于图7A的光感测装置的信号时序图。

图8为现有光传感器电路的计数值对光电流作图。

图9为采用本发明实施例的光感测电路的感测结果的计数值对光电流作图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“光感测装置”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

图1、图2分别为根据本发明实施例的光感测装置的电路布局图及另一电路布局图。参阅图1、图2所示，本发明实施例提供一种光感测装置1，包括光电二极管PD、电容电路10及模拟数字转换器12。

光电二极管PD通过晶体管T1、T2形成的电流镜电路以及第一开关SW1连接于第一节点P1，晶体管T1、T2形成的电流镜电路可将感测电流Ipd放大特定倍率后镜射至第一开关SW1处，因此，光电二极管PD可在主要积分时间ITTIME1内向第一节点P1提供感测电流Ipd。

电容电路10连接于第一节点P1且包括至少一电容。模拟数字转换器12耦接于第一节点P1，大略来说，模拟数字转换器12可经配置以在主要积分时间ITTIME1中判断感测电流Ipd的主要数值，并在主要积分时间ITTIME1结束后的次要积分时间ITTIME2内判断感测电流Ipd的次要数值。

进一步详细而言，模拟数字转换器12可包括比较器CP、计数器CT、重置开关Tr、逻辑电路120及参考电压切换电路122。

如图所示，比较器CP的第一输入端连接第一节点P1，其第二输入端连接参考电压VREF，比较器CP可经配置以将第一节点P1的电压与参考电压VREF比较，并于其输出端输出比较信号Scp。

计数器CT经配置以在主要积分时间ITTIME1内依据频率信号CLK对比较信号Scp计数，以产生主要计数结果作为主要数值。

重置开关Tr连接于第一节点P1及接地端之间，经配置以从其控制端接收比较信号Scp，以依据比较信号Scp进行切换。逻辑电路120，分别连接计数器CT及比较器CP的输出端，用于接收频率信号CLK及比较信号Scp，且经配置以在主要积分时间ITTIME1及次要积分时间ITTIME2内分别控制第一开关SW1导通及关断。在一些实施例中，模拟数字转换器12还包括延迟电路124，连接于比较器CP的输出端及重置开关Tr的控制端之间。

参考电压切换电路122连接逻辑电路120，经配置以由逻辑电路120控制以在次要积分时间ITTIME2中提供至少一判断参考电压VREF'。此判断参考电压VREF'可如图1所示提供给电容电路10，或如图2所示提供给比较器CP。

其中，当主要积分时间ITTIME1结束时，第一节点P1具有未到达该参考电压VREF的残余电压Vpr，逻辑电路在次要积分时间ITTIME2内控制参考电压切换电路122如图1向电容电路10提供至少一判断参考电压VREF'，或如图2所示向比较器CP提供至少一判断参考电压VREF'。

接着，比较器CP可经配置以依据至少一判断参考电压VREF'及第一节点P1的电压Vp1输出比较信号Scp。逻辑电路120经配置以在次要积分时间ITTIME2内接收比较信号Scp，并依据比较信号Scp判断次要数值并输出至计数器CT，计数器CT可经配置以结合主要数值及次要数值，并输出感测结果。

进一步参考图3，其为根据本发明实施例的光感测电路的电路布局图。如图所示，电容电路10可包括多个电容C1、C2、C3、C4及C5，且该些电容C1、C2、C3、C4及C5的数量可对应于预定位数。例如，可预先设定感测结果为16位，其中次要数值占用5位，以[4:0]表示，主要数值则以[15:5]表示，换言之，预定位数为5，则对应于C1、C2、C3、C4及C5的数量。

在此实施例中，参考电压切换电路122可包括多个切换开关S1、S2、S3、S4、S5，分别连接电容C1、C2、C3、C4及C5，切换开关S1、S2、S3、S4、S5可分别经控制以使对应的电容C1、C2、C3、C4及C5选择性地连接参考电压VREF或接地端。

其中，逻辑电路120经配置以在次要积分时间ITTIME2内以多个阶段分别切换该些切换开关S1、S2、S3、S4、S5，以使第一节点P1的电压Vp1变化，且比较器CP在该些阶段分别将第一节点P1的电压Vp1与参考电压VREF比较，以产生多个比较结果，逻辑电路120依据该些比较结果依序决定在该些阶段中的控制该些切换开关S1、S2、S3、S4、S5的切换顺序，且依据该些比较结果对应产生该次要数值。

接着，请进一步参考图4、图5，图4为根据本发明实施例的信号时序图，图5为图4中A1部分的放大图。

如图所示，可知第一节点P1的电压Vp1在感测电流Ipd较为微弱的情况下，直到主要积分时间ITTIME1结束时，电压Vp1大于参考电压VREF的次数仅为1次。而在主要积分时间ITTIME1结束时，由于比较器CP的比较信号Scp为低电位，因此计数器CT计数得到的主要数值为1。

接着进入次要积分时间ITTIME2，逻辑电路120经配置以在次要积分时间ITTIME2内以多个阶段分别切换该些切换开关S1、S2、S3、S4、S5，以使第一节点P1的电压Vp1变化。在一些实施例中，第一节点P1的电压Vp1可分别在该些阶段中以1/2^N倍的参考电压VREF进行变化，且N为1至M的正整数，M为该预定位数。以本实施例而言，N即为1至5，换言之，电压Vp1可分别在该些阶段中以1/2、1/4、1/8、1/16、1/32倍的参考电压VREF进行变化。

举例而言，在次要积分时间ITTIME2开始后接收到频率信号CLK的第一个脉冲时，此时定义为第一阶段，逻辑电路120可在第一阶段中率先控制第一开关SW1关断，使得此时的残余电压Vpr以电荷的形式保留在电容电路10中，并切换该些切换开关S1、S2、S3、S4、S5，使得电容C1、C2、C3、C4及C5经过电荷平衡后，让第一节点P1的电压Vp1增加参考电压VREF的1/2。而如图所示，当电压Vp1增加参考电压VREF的1/2时，比较器CP会进一步判断电压Vp1是大于或小于参考电压VREF，借此可得到对应第一阶段的第一比较结果。

以本实施例为例，由于计数器CT的主要数值是从5位开始，换言之，次要数值具有2⁵的分辨率，即是32，而32对应于参考电压VREF。因此，由图可知，对应第一阶段的第一比较结果为电压Vp1大于参考电压VREF，等同残余电压Vpr增加参考电压VREF的1/2后大于参考电压VREF，可判断残余电压Vpr大于参考电压VREF的1/2，对应于次要数值的范围则为残余电压Vpr的数值大于16。

接着，由于第一比较结果为电压Vp1大于参考电压VREF，逻辑电路120则判断在第二阶段中需要降低电压Vp1，因此，逻辑电路120切换该些切换开关S1、S2、S3、S4、S5，使得电容C1、C2、C3、C4及C5经过电荷平衡后，让电压Vp1减少参考电压VREF的1/4。

而由图可知，第二阶段的比较结果为残余电压Vpr增加参考电压VREF的1/4时(由残余电压Vpr+参考电压VREF的1/2-参考电压VREF的1/4得到)会小于参考电压VREF，则可对应得到残余电压Vpr小于参考电压VREF的3/4，对应于次要数值的范围则为残余电压Vpr的数值小于24。

以此类推，由于第二比较结果为电压Vp1小于参考电压VREF，逻辑电路120则判断在第三阶段中需要增加电压Vp1，因此，逻辑电路120切换该些切换开关S1、S2、S3、S4、S5，使得电容C1、C2、C3、C4及C5经过电荷平衡后，让电压Vp1增加参考电压VREF的1/8。第三阶段的比较结果为残余电压Vpr增加参考电压VREF的3/8时(由残余电压Vpr+参考电压VREF的1/2-参考电压VREF的1/4+参考电压VREF的1/8得到)会大于参考电压VREF，则可对应得到残余电压Vpr大于参考电压VREF的5/8，对应于次要数值的范围则为残余电压Vpr的数值大于20。

由于第三比较结果为电压Vp1大于参考电压VREF，逻辑电路120则判断在第四阶段中需要减少电压Vp1，因此，逻辑电路120切换该些切换开关S1、S2、S3、S4、S5，使得电容C1、C2、C3、C4及C5经过电荷平衡后，让电压Vp1减少参考电压VREF的1/16。第四阶段的比较结果为残余电压Vpr增加参考电压VREF的5/16时(由残余电压Vpr+参考电压VREF的1/2-参考电压VREF的1/4+参考电压VREF的1/8-参考电压VREF的1/16得到)会大于参考电压VREF，则可对应得到残余电压Vpr大于参考电压VREF的11/16，对应于次要数值的范围则为残余电压Vpr的数值大于22。

由于第四比较结果为电压Vp1大于参考电压VREF，逻辑电路120则判断在第五阶段中需要减少电压Vp1，因此，逻辑电路120切换该些切换开关S1、S2、S3、S4、S5，使得电容C1、C2、C3、C4及C5经过电荷平衡后，让电压Vp1减少参考电压VREF的1/32。第五阶段的比较结果为残余电压Vpr增加参考电压VREF的9/32时(由残余电压Vpr+参考电压VREF的1/2-参考电压VREF的1/4+参考电压VREF的1/8-参考电压VREF的1/16-参考电压VREF的1/32得到)会小于参考电压VREF，则可对应得到残余电压Vpr小于参考电压VREF的23/32，对应于次要数值的范围则为残余电压Vpr的数值小于23。因此，综合残余电压Vpr的上下限范围，可得次要数值约为23，其意义即为残余电压Vpr约为参考电压VREF的23/32。

接着，逻辑电路120将此次要数值输出至计数器CT，使计数器CT可将主要数值(此时为1)及次要数值(此时为23)进行结合，并输出感测结果。在上述各阶段中，逻辑电路120可经配置以将该些比较结果写入缓存器126中，而次要积分时间ITTIME2可大约为频率信号CLK的5个脉冲左右即可完成上述计算。也因此，通过侦测主要积分时间ITTIME1结束时的残余电压Vpr，并进一步将其转换为具有对应预定位数的分辨率次要数值，在提升感测结果的分辨率的同时，还能提升感测结果对于感测电流Ipd的线性度。

而可进一步参考图6A，其为根据图3的光感测装置的电路进行修改的一变化电路布局图。如图所示，电容电路10可包括多个电容C1、C2、…、CI，而参考电压切换电路122可包括多个切换开关S1、S2、…、SI，其中，I为第一预定位数，而切换开关S1、S2、…、SI可通过分压器DIV连接于参考电压VREF。分压器DIV可例如为包括R-2R电阻阶梯架构的分压器，且可由逻辑电路120控制以提供小于或等于参考电压VREF的多个参考分压VREF/J。其中，参考分压VREF/J的数量可依据针对感测结果分辨率的需求进行设定，J可为第二预定位数。因此，可将主要数值与次要数值重新分配在16位中，次要数值可表示为[I+J-1:0]，而主要数值则可知为[15:I+J]。类似于上述操作，逻辑电路120可切换该些切换开关S1、S2、…、SI，使得电容C1、C2、…、CI经过电荷平衡后，让电压Vp1产生对应的变化，来满足对于更高分辨率的需求。

请进一步参考图6B，其为对应于图6A的光感测装置的信号时序图。在此实施例中，由于能够提供小于或等于参考电压VREF的多个参考分压VREF/J，第一节点P1的电压Vp1可分别在该些阶段中以1/2、1/4、1/8、1/16、1/32倍的参考电压VREF进行变化，而在1/32倍的参考电压VREF之下，更可以例如1/32×1/J1倍的参考电压VREF，以及1/32×1/J2倍的参考电压VREF进行变化，因此，可再进一步增加感测结果的分辨率。

另一方面，本发明的概念亦可以另一种电路架构来实现。请参考图7A，其为根据本发明另一实施例的光感测装置的电路布局图。如图所示，图7A示出了图2的光感测装置的进一步的电路细节。其中，电容电路10亦可包括连接接地端的多个电容C1、C2、C3、C4及C5，且该些电容C1、C2、C3、C4及C5的数量可对应于预定位数。例如，可预先设定感测结果为16位，其中次要数值占用5位，以[4:0]表示，主要数值则以[15:5]表示，换言之，预定位数为5，则对应于C1、C2、C3、C4及C5的数量。

而在本实施例中，参考电压切换电路10可包括分压器DIV，连接于比较器CP及逻辑电路120，其中，分压器DIV可例如为包括R-2R电阻阶梯架构的分压器，其接收参考电压VREF，且可由逻辑电路120控制以向比较器CP提供小于或等于参考电压VREF的参考分压VREF/N。

类似的，逻辑电路120可控制分压器DIV，以在次要积分时间ITTIME2内以多个阶段控制分压器DIV提供不同的多个参考分压VREF/N。

需要说明的是，图3的实施例中采用的是改变第一节点P1保留的残余电压Vpr而后通过比较器CP反复比较最后得到残余电压Vpr的准确范围，而在本实施例中，可通过不断改变比较器CP的比较基准，再以类似概念反复比较最终获得残余电压Vpr的次要数值。

可进一步参考图7B，其为对应于图7A的光感测装置的信号时序图。以此方式，比较器CP可经配置以在该些阶段内将第一节点P1的电压Vpr分别与该些参考分压VREF/N比较以产生多个比较结果，例如，逻辑电路120可控制分压器DIV分别在不同阶段依序提供1/2、1/4、1/8、1/16、1/32倍的参考电压VREF，以产生新的参考电压VREF'来作为参考分压VREF/N，接着比较器CP在各阶段中，将电压Vpr分别与1/2、1/4、1/8、16/1、32/1倍的参考电压VREF进行比较，而对应的比较结果可让逻辑电路120作为依据来决定在该些阶段中该些参考分压VREF/N的大小。

而类似的，在逻辑电路120获得对应于残余电压Vpr的次要数值后，可输出至计数器CT与主要数值进行结合，最终得到感测结果。

可进一步参考图8及图9所示，图8为现有光传感器电路的计数值对光电流作图，而图9为采用本发明实施例的光感测电路的感测结果的计数值对光电流作图。如图所示，通过采用本发明的光感测电路，可明显提升感测结果对于光电流的线性度，并可消除现有光传感器电路的计数值无法于光电流微弱时准确侦测的片段线性缺陷。

实施例的有益效果

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的光感测装置，其能通过侦测主要积分时间结束时的残余电压，并进一步将其转换为具有对应预定位数的分辨率次要数值，提升感测结果的分辨率的同时，还能提升感测结果在感测电流上的线性度。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的申请专利范围内。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (8)

1.一种光感测装置，其特征在于，所述光感测装置包括：

一光电二极管，通过一第一开关连接于一第一节点，且经配置以在一主要积分时间内向所述第一节点提供一感测电流；

一电容电路，连接于所述第一节点且包括至少一电容；以及

一模拟数字转换器，耦接于所述第一节点，且经配置以在所述主要积分时间中判断所述感测电流的一主要数值，并在所述积分时间结束后的一次要积分时间内判断所述感测电流的一次要数值，

其中模拟数字转换器包括：

一比较器，其第一输入端连接所述第一节点，其第二输入端连接一参考电压，经配置以将所述第一节点的电压与所述参考电压比较，并于其输出端输出一比较信号；

一计数器，经配置以在所述主要积分时间内依据一频率信号对所述比较信号计数，以产生一主要计数结果作为所述主要数值；

一重置开关，连接于所述第一节点及接地端之间，经配置以从其控制端接收所述比较信号，以依据所述比较信号进行切换；

一逻辑电路，分别连接所述计数器及所述比较器的输出端，用于接收所述频率信号及所述比较信号，且经配置以在所述主要积分时间及所述次要积分时间内分别控制所述第一开关导通及关断；及

一参考电压切换电路，连接于所述逻辑电路，经配置以由所述逻辑电路控制以提供至少一判断参考电压；

其中所述主要积分时间结束时，所述第一节点具有未到达所述参考电压的一残余电压，所述逻辑电路在所述次要积分时间内控制所述参考电压切换电路向所述比较器或所述电容电路提供所述至少一判断参考电压，所述比较器经配置以依据所述至少一判断参考电压及所述第一节点的电压输出所述比较信号，

其中所述逻辑电路经配置以在所述次要积分时间内接收所述比较信号，并依据所述比较信号判断所述次要数值并输出至所述计数器，

其中所述计数器经配置以结合所述主要数值及所述次要数值，并输出一感测结果，

其中所述电容电路包括多个电容，且多个所述电容的数量对应于一预定位数，所述参考电压切换电路进一步包括多个切换开关，分别连接多个所述电容，多个所述切换开关分别经控制以使对应的所述电容选择性地连接所述参考电压或接地端，

其中所述逻辑电路经配置以在所述次要积分时间内以多个阶段分别切换多个所述切换开关，以使所述第一节点的电压变化，且所述比较器在多个所述阶段分别将所述第一节点的电压与所述参考电压比较，以产生多个比较结果，所述逻辑电路依据多个所述比较结果依序决定在多个所述阶段中的控制多个所述切换开关的一切换顺序，且依据多个所述比较结果对应产生所述次要数值。

2.根据权利要求1所述的光感测装置，其特征在于，所述逻辑电路经配置以将多个所述比较结果写入一缓存器。

3.根据权利要求1所述的光感测装置，其特征在于，所述第一节点的电压分别在多个所述阶段中以1/2^N倍的所述参考电压进行变化，且N为1至M的正整数，M为所述预定位数。

4.根据权利要求1所述的光感测装置，其特征在于，多个所述切换开关更通过一分压器连接于所述参考电压，所述分压器由所述逻辑电路控制以提供小于或等于所述参考电压的多个参考分压。

5.根据权利要求1所述的光感测装置，其特征在于，所述参考电压切换电路包括一分压器，连接于所述比较器及所述逻辑电路，

其中所述分压器接收所述参考电压，且经配置以向所述比较器提供小于或等于所述参考电压的一参考分压，

其中所述逻辑电路经配置以控制所述分压器，以在所述次要积分时间内以多个阶段控制所述分压器提供不同的多个所述参考分压，

所述比较器经配置以在多个所述阶段内将所述第一节点的电压分别与多个所述参考分压比较以产生多个比较结果，

所述逻辑电路依据多个所述比较结果决定在多个所述阶段中多个所述参考分压的大小。

6.根据权利要求5所述的光感测装置，其特征在于，所述逻辑电路依据多个所述比较结果对应产生所述次要数值并输出至所述计数器。

7.根据权利要求5所述的光感测装置，其特征在于，多个所述参考分压的数量对应于一第一预定位数。

8.根据权利要求1所述的光感测装置，其特征在于，所述模拟数字转换器更包括一延迟电路，连接于所述比较器的输出端及所述重置开关的控制端之间。