TWI575229B - 訊號處理方法及其感測裝置 - Google Patents

Description

訊號處理方法及其感測裝置

本發明係指一種訊號處理方法及其感測裝置，尤指一種訊號處理方法及其感測裝置，用來對應較低解析度之類比數位轉換器仍便利地提升環境光感測裝置之動態範圍。

基於室內與戶外的照度往往差距甚大，近期的顯示器多配置有環境光感測裝置，並利用環境光感測裝置（ambient light sensor）偵測環境的光線照度，以使顯示器能提供類似人眼的光線反應。如此一來，當使用者所處的環境光照度改變時，顯示器能調整其亮度，以提升其顯示效果，並節省能源。

環境光感測裝置較佳地具有高動態範圍（Dynamic Range，DR），以兼顧由數勒克斯（lux）到數萬勒克斯的環境光照度偵測。動態範圍係指可變化信號（例如聲音或光）最大值和最小值的比值，對於環境光感測裝置而言，可視為其所能判斷的最大照度值與最小照度值之間的比值。為確保環境光感測裝置之動態範圍，一環境光感測裝置需配置有解析度（resolution）至少16位元的類比數位轉換器（Analog-to-digital converter，ADC）來對應環境光訊號的動態範圍進行取樣（sampling）。若解析度太低，例如8位元，則僅能處理小範圍的照度，而使環境光感測裝置之動態範圍變窄。然而，16位元的類比數位轉換器需要較長的資料轉換時間，並佔據較大的電路面積。

因此，如何對應較低解析度之類比數位轉換器，仍能便利地提升環境光感測裝置之動態範圍是極待解決的問題。

因此，本發明提供了一種訊號處理方法及其感測裝置，用來對應較低解析度之類比數位轉換器仍便利地提升環境光感測裝置之動態範圍，以解決上述問題。

本發明揭露一種訊號處理方法，用於一感測裝置中，該訊號處理方法包含有根據一控制訊號中的一操作參數，將一環境訊號轉換為一第一數位訊號，其中該第一數位訊號介於一第一數位範圍，且該第一數位範圍相關於該感測裝置之一類比數位轉換器（Analog-to-digital converter，ADC）之一解析度（resolution）；以及當該第一數位訊號判斷為適當轉換時，根據該控制訊號中對應的該操作參數，將該第一數位訊號轉換為一第二數位訊號，並產生該控制訊號，其中該第二數位訊號介於一第二數位範圍；其中，該環境訊號介於一環境照度範圍，該第一數位範圍與該第二數位範圍分別對應至該環境照度範圍與一第二類比範圍，該第二數位範圍大於該第一數位範圍，且該環境照度範圍藉由該控制訊號而相對該第二類比範圍為較大之一動態範圍。

本發明另揭露一種感測裝置，包含有一量測單元，用來根據一控制訊號中的一操作參數，將一環境訊號轉換為一第一類比訊號，其中該環境訊號介於一環境照度範圍；一處理單元，用來根據該控制訊號中的該操作參數，將該第一類比訊號轉換為一第二類比訊號，其中該第二類比訊號介於一第二類比範圍；一類比數位轉換器（Analog-to-digital converter，ADC），用來將該第二類比訊號轉換為一第一數位訊號，其中該第一數位訊號介於一第一數位範圍，且該第一數位範圍相關於該類比數位轉換器之一解析度（resolution）；以及一控制單元，用來當該第一數位訊號判斷為適當轉換時，根據該控制訊號中對應的該操作參數，將該第一數位訊號轉換為一第二數位訊號，並產生該控制訊號，其中該第二數位訊號介於一第二數位範圍；其中，該第一數位範圍與該第二數位範圍分別對應至該環境照度範圍與一第二類比範圍，該第二數位範圍大於該第一數位範圍，且該環境照度範圍藉由該控制訊號而相對該第二類比範圍為較大之一動態範圍。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一感測裝置10之示意圖。感測裝置10係用來將環境光轉換為適當大小的數位值，其包含有一量測單元100、一處理單元110、一類比數位轉換器（Analog-to-digital converter，ADC）120以及一控制單元130。量測單元100可包含有一光感應元件（圖未示）及一電容器（圖未示）。當量測單元100之光感應元件根據一曝光時間（integration time）而接收介於一環境照度範圍之環境光（如一環境訊號S_mb）時，量測單元100之電容器一併於曝光時間進行放電，據此，量測單元100可輸出電壓下降值而成為一第一類比訊號S_nlg_1。處理單元110可包含有一放大器（圖未示），以調整介於一第一類比範圍之第一類比訊號S_nlg_1至介於一第二類比範圍之一第二類比訊號S_nlg_2。類比數位轉換器120之解析度（resolution）可為8位元，以將第二類比訊號S_nlg_2轉換為8位元之一第一數位訊號S_dgt_1。接著，控制單元130判斷第一數位訊號S_dgt_1是否適當轉換，例如，判斷第一數位訊號S_dgt_1是否介於一第一臨界值與一第二臨界值之間。當第一數位訊號S_dgt_1已適當轉換時，控制單元130根據曝光時間及放大器之增益，而將8位元之第一數位訊號S_dgt_1轉換為16位元之一第二數位訊號S_dgt_2，並輸出第二數位訊號S_dgt_2。當第一數位訊號S_dgt_1未適當轉換時，控制單元130傳送一控制訊號S_ctrl分別至量測單元100及處理單元110，以指示量測單元100調整曝光時間或指示處理單元110調整增益，並重新接收第一數位訊號S_dgt_1。

簡言之，感測裝置10藉由控制單元130而可自動調整量測單元100之曝光時間及處理單元110之增益，以將介於環境照度範圍之環境光調整至介於第二類比範圍之第二類比訊號S_nlg_2。如此一來，感測裝置10可利用解析度較低之類比數位轉換器120，來做類比數位轉換，並藉由控制單元130將低位元數之第一數位訊號S_dgt_1轉換為高位元數之第二數位訊號S_dgt_2，而能對應環境照度範圍中不同照度的環境光，均自動對應輸出數位值，即提供較廣之動態範圍。

詳細而言，請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一訊號處理方法20之流程圖。訊號處理方法20可用於第1圖中的感測裝置10，以進行訊號處理。訊號處理方法20可被編譯成程式碼而儲存於感測裝置10中，其包含以下步驟：

步驟200：   開始。

步驟202：根據一控制訊號S_ctrl中的一操作參數，接收一環境訊號S_mb，並將環境訊號S_mb轉換為一第一類比訊號S_nlg_1，其中，環境訊號S_mb之照度介於一環境照度範圍，第一類比訊號S_nlg_1之電壓值介於一第一類比範圍。

步驟204：根據控制訊號S_ctrl中的操作參數，將第一類比訊號S_nlg_1調整為一第二類比訊號S_nlg_2，其中，第二類比訊號S_nlg_2之電壓值介於一第二類比範圍。

步驟206：將第二類比訊號S_nlg_2轉換為一第一數位訊號S_dgt_1，其中，第一數位訊號S_dgt_1介於一第一數位範圍，第一數位範圍相關於一類比數位轉換器120之解析度。

步驟208：判斷第一數位訊號S_dgt_1是否適當轉換。當第一數位訊號S_dgt_1判斷為未適當轉換時，執行步驟210；當第一數位訊號S_dgt_1判斷為適當轉換時，執行步驟212。

步驟210：當第一數位訊號S_dgt_1判斷為未適當轉換時，傳送控制訊號S_ctrl，以指示調整操作參數，並執行步驟202。

步驟212：當第一數位訊號S_dgt_1判斷為適當轉換時，根據控制訊號S_ctrl中對應的操作參數，將第一數位訊號S_dgt_1轉換為一第二數位訊號S_dgt_2，並輸出第二數位訊號S_dgt_2，且傳送控制訊號S_ctrl。

步驟214：結束。

在步驟202中，感測裝置10的量測單元100接收環境訊號S_mb，並將環境訊號S_mb轉換為第一類比訊號S_nlg_1。詳細而言，請參考第3圖，第3圖為本發明實施例的量測單元100之電容器進行充放電之示意圖。如第3圖所示，電容器於一充電時間T_ch充電至一充電電壓V_ch，接著，量測單元100之光感應元件於一曝光時間T1接收環境訊號S_mb，而使量測單元100之電容器一併進行放電。據此，量測單元100輸出之第一類比訊號S_nlg_1係為一電壓下降值dV1。然而，當環境訊號S_mb較強時，第一類比訊號S_nlg_1可能超過感測裝置10之電路所能線性處理的範圍，因此，較佳地縮短曝光時間T1至曝光時間T2，甚至至曝光時間T3，以調整第一類比訊號S_nlg_1為電壓下降值dV2或電壓下降值dV3。相反地，當環境訊號S_mb較弱時，亦可將曝光時間T3延長為曝光時間T2，以避免非理想效應不利於感測裝置10之電路處理。值得注意的是，在本實施例中，曝光時間的縮短或延長較佳為2的整數次方倍（如1、2、4、8、16），以便於控制單元130的後續轉換，但不以此為限。並且，控制訊號S_ctrl中包含有操作參數，而操作參數包含有曝光時間的大小。

在步驟204中，處理單元110之放大器可將介於第一類比範圍之第一類比訊號S_nlg_1調整至介於第二類比範圍之第二類比訊號S_nlg_2。舉例來說，當環境訊號S_mb較弱時，處理單元110可依據放大器之增益，將第一類比訊號S_nlg_1放大至第二類比訊號S_nlg_2，以避免非理想效應不利於感測裝置10之電路處理。值得注意的是，在本實施例中，增益較佳為2的整數次方倍（如1、2、4、8、16），以便於控制單元130的後續轉換，但不以此為限。並且，控制訊號S_ctrl中包含有操作參數，而操作參數包含有增益的大小。

在步驟206中，8位元之類比數位轉換器120可將類比訊號轉換為256階中其中一階的數位訊號。以類比數位轉換器120的輸入最大電壓為1V而言，第二類比訊號S_nlg_2的第二類比範圍為1V，其中，連續（非整數）之類比基值500mV、250mV、…、7.8125mV、3.90625mV分別對應離散（整數）之數位基值128、64、…、2、1，而以二進位表示的數位基值128、64、…、2、1則分別為(1000, 0000)、(0100, 0000)、…、(0000, 0010)、(0000, 0001)。也就是說，類比數位轉換器120可將1V以下的第二類比訊號S_nlg_2轉換為8位元之第一數位訊號S_dgt_1，即(1111, 1111)、(1111, 1110)、…、(0000, 0001)、(0000, 0000)其中一者。在此情況下，當由類比數位轉換器120輸出的第一數位訊號S_dgt_1中僅有第一個數字為1時（對應數位基值128），輸入至類比數位轉換器120的第二類比訊號S_nlg_2為輸入最大電壓的二分之一。以此類推，當第一數位訊號S_dgt_1中僅有第二個數字為1時（對應數位基值64），第二類比訊號S_nlg_2為輸入最大電壓的四分之一。如此一來，控制單元130可藉由邏輯分辨第一數位訊號S_dgt_1的大小值，而判斷第一數位訊號S_dgt_1是否適當轉換（步驟208）。

舉例來說，當控制單元130接收第一數位訊號S_dgt_1後，控制單元130擷取第一數位訊號S_dgt_1之前兩個位元。當第一數位訊號S_dgt_1之前兩個位元均為0時，代表第一數位訊號S_dgt_1至少小於64，而第二類比訊號S_nlg_2至少小於250mV。由於此時的第二類比訊號S_nlg_2為至少小於1V之輸入最大電壓的後四分之一大小，其對應的環境訊號S_mb可能因非理想效應而不利於感測裝置10之電路處理，因此未能適當轉換。在此情況下，控制單元130可於第一數位訊號S_dgt_1之前兩個位元均為0時，判斷第一數位訊號S_dgt_1未適當轉換（步驟208）。換言之，64被設定為第一臨界值，當第一數位訊號S_dgt_1小於第一臨界值時，控制單元130判斷第一數位訊號S_dgt_1未適當轉換。

類似地，當第一數位訊號S_dgt_1之前兩個位元均為1時，代表第一數位訊號S_dgt_1至少等於192，而第二類比訊號S_nlg_2至少等於750mV。由於此時的第二類比訊號S_nlg_2為至少等於1V之輸入最大電壓的前四分之三大小，其對應的環境訊號S_mb可能超過感測裝置10之電路所能線性處理的範圍，因此未能適當轉換。在此情況下，控制單元130可於第一數位訊號S_dgt_1之前兩個位元均為1時，判斷第一數位訊號S_dgt_1未適當轉換（步驟208）。換言之，192被設定為第二臨界值，當第一數位訊號S_dgt_1大於第二臨界值時，控制單元130判斷第一數位訊號S_dgt_1未適當轉換。

由上述可知，對於8位元之類比數位轉換器120，其僅能將電壓值介於第二類比範圍的第二類比訊號S_nlg_2轉換為256階中的第一數位訊號S_dgt_1，也就是將環境訊號S_mb對應分為256階。然而，對於過高或過低的環境訊號S_mb，其對應的第一數位訊號S_dgt_1均未能適當轉換，因此限制感測裝置10之動態範圍。為了確保感測裝置10具有較廣的動態範圍，根據步驟210，當第一數位訊號S_dgt_1被判斷為未適當轉換時，控制單元130分別傳送控制訊號S_ctrl至量測單元100及處理單元110，以指示調整操作參數（即指示量測單元100調整曝光時間或指示處理單元110調整增益），而使環境訊號S_mb適當地轉換為第二類比訊號S_nlg_2，此後，控制單元130再重新接收第一數位訊號S_dgt_1。並且，根據步驟212，當第一數位訊號S_dgt_1被判斷為適當轉換時，控制單元130根據曝光時間及增益，而將8位元之第一數位訊號S_dgt_1轉換為16位元之一第二數位訊號S_dgt_2，並輸出第二數位訊號S_dgt_2。由於曝光時間及增益經適當調整，因此可將照度介於環境照度範圍的環境訊號S_mb適當轉換為電壓值介於第二類比範圍的第二類比訊號S_nlg_2，而依據曝光時間及增益，可再將8位元之第一數位訊號S_dgt_1轉換至16位元之第二數位訊號S_dgt_2，而使16位元之第二數位訊號S_dgt_2可對應代表介於環境照度範圍的環境訊號S_mb。由於環境照度範圍分別對應至16位元（65536階）中之一者，且環境訊號S_mb的環境照度範圍遠大於第二類比訊號S_nlg_2的第二類比範圍所能對應之照度範圍，因此感測裝置10具有較廣之動態範圍。

控制單元130於步驟212轉換數位訊號之情形可進一步分述如下。例如以曝光時間及增益的調整而將環境照度範圍區分成若干個區間，稱為檔次。當第一數位訊號S_dgt_1為適當轉換而使曝光時間為256T且增益為1G且對應例如一第九檔次時，由於第九檔次中的數位基值128、64、…、2、1分別對應至第二數位範圍的數位基值128、64、…、2、1，因此，若輸入至控制單元130的第一數位訊號S_dgt_1若為128，控制單元130輸出的第二數位訊號S_dgt_2亦為128。此外，控制單元130於步驟210重新轉換數位訊號之情形亦可進一步分述如下。若環境訊號S_mb較強而使第一數位訊號S_dgt_1未能適當轉換時，需由第九檔次切換至第八檔次，此時，增益維持為1G但曝光時間縮短為128T，以使第二類比訊號S_nlg_2不超過第二臨界值。依據第八檔次，數位基值128、64、…、2、1分別對應至第二數位範圍的數位基值256、128、…、4、2，因此，重新由量測單元100接收環境訊號S_mb，經轉換並輸入至控制單元130的第一數位訊號S_dgt_1若為128，則控制單元130之後於步驟212輸出的第二數位訊號S_dgt_2則為256，以對應較強的環境訊號S_mb。類似地，若環境訊號S_mb較弱而使第一數位訊號S_dgt_1未能適當轉換時，需由第九檔次切換至第十檔次，此時，曝光時間維持為256T但增益調整為2G，以放大第二類比訊號S_nlg_2超過第一臨界值。依據第十檔次，數位基值128、64、…、2、1分別對應至第二數位範圍的數位基值64、32、…、1、0，因此，重新由量測單元100接收環境訊號S_mb，經放大與轉換並輸入至控制單元130的第一數位訊號S_dgt_1若為128，則控制單元130之後於步驟212輸出的第二數位訊號S_dgt_2則為64，以對應較弱的環境訊號S_mb。

由上述可知，當控制單元130接收第一數位訊號S_dgt_1後，控制單元130判斷第一數位訊號S_dgt_1是否介於第一臨界值（例如數位基值32）與第二臨界值（例如數位基值128）之間而適當轉換。當第一數位訊號S_dgt_1已適當轉換時，控制單元130根據檔次（例如第六檔次）中的曝光時間及增益，而將第一數位訊號S_dgt_1（例如256）轉換為第二數位訊號S_dgt_2（例如512）。當第一數位訊號S_dgt_1未適當轉換時，控制單元130分別傳送控制訊號S_ctrl至量測單元100及處理單元110，以指示量測單元100調整曝光時間或指示處理單元110調整增益直至正確的檔次（例如第五檔次），並重新接收第一數位訊號S_dgt_1。如此一來，雖然8位元之第一數位訊號S_dgt_1僅介於255至0之第一數位範圍，第二數位訊號S_dgt_2卻可介於65535至0之第二數位範圍，而提供16位元之高解析度，因此，感測裝置10能對應環境照度範圍中不同照度的環境光提供較廣之動態範圍。

第1圖之感測裝置10及第2圖之訊號處理方法20係為本發明之實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同之修飾，而不限於此。舉例來說，控制單元130可依據是否介於第一臨界值與第二臨界值之間，來判斷第一數位訊號S_dgt_1是否適當轉換，但不限於此，控制單元130亦可藉由其他方式判斷第一數位訊號S_dgt_1的轉換情形。再者，控制單元130係依據第一數位訊號S_dgt_1之前兩個位元是否均為0或1，來判斷第一數位訊號S_dgt_1是否介於第一臨界值與第二臨界值之間，但本發明亦不以此為限，舉例來說，控制單元130亦可依據第一數位訊號S_dgt_1之前五個位元是否均為0或1來進行判斷，或者，控制單元130亦可藉由其他方式來判斷第一數位訊號S_dgt_1是否介於第一臨界值與第二臨界值之間。

此外，控制單元130可進行不同位元數的數位訊號轉換，而不限於僅將8位元之第一數位訊號S_dgt_1轉換為16位元之第二數位訊號S_dgt_2。對應地，類比數位轉換器120之解析度為8位元，但不以此為限，亦可具有更高或更低的解析度。並且，類比數位轉換器120的輸入最大電壓不限於1V，亦可為其他適當的電壓值。控制訊號S_ctrl中的操作參數包含有曝光時間及增益的大小，但亦可包含有其他種類的參數。再者，量測單元100包含有一個光感應元件，但不限於此，量測單元100亦可包含有兩個光感應元件，並將一個光感應元件作為對照組，以能擷取有效訊號值，或者，量測單元100包含有複數個光感應元件，並且，光感應元件可以具有遮光或是多種塗層，以偵測不同頻段的環境光。

在習知技術中，環境光感測裝置需配置有解析度至少16位元的類比數位轉換器來對應環境光訊號的動態範圍進行取樣，才能滿足大動態範圍的要求。然而，16位元的類比數位轉換器需要較長的資料轉換時間，並佔據較大的電路面積。

相較之下，本發明之感測裝置藉由控制單元而可自動調整量測單元之曝光時間及處理單元之增益，以將環境光訊號調整至適當範圍的第二類比訊號。如此一來，感測裝置可利用解析度較低之類比數位轉換器，來做類比數位轉換，並藉由控制單元將低位元數之第一數位訊號轉換為高位元數之第二數位訊號，而能對應環境照度範圍中不同照度的環境光，均自動對應輸出數位值，以提供較廣之動態範圍。並且，使用者無須手動調整環境光感測裝置的操作參數，本發明之感測裝置即可正確地將環境照度範圍之環境光自動轉換為高位元數之第二數位訊號。   以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧感測裝置

100‧‧‧量測單元

110‧‧‧處理單元

120‧‧‧類比數位轉換器

130‧‧‧控制單元

S_mb‧‧‧環境訊號

S_nlg_1‧‧‧第一類比訊號

S_nlg_2‧‧‧第二類比訊號

S_dgt_1‧‧‧第一數位訊號

S_dgt_2‧‧‧第二數位訊號

S_ctrl‧‧‧控制訊

20‧‧‧訊號處理方法

200〜214‧‧‧步驟

T_ch‧‧‧充電時間

T1、T2、T3‧‧‧曝光時間

V_ch‧‧‧充電電壓

dV1、dV2、dV3‧‧‧電壓下降值

第1圖為本發明實施例一感測裝置之示意圖。 第2圖為本發明實施例一訊號處理方法之流程圖。 第3圖為本發明實施例第1圖中的量測單元之電容器進行充放電之示意圖。

10‧‧‧感測裝置

100‧‧‧量測單元

110‧‧‧處理單元

120‧‧‧類比數位轉換器

130‧‧‧控制單元

S_mb‧‧‧環境訊號

S_nlg_1‧‧‧第一類比訊號

S_nlg_2‧‧‧第二類比訊號

S_dgt_1‧‧‧第一數位訊號

S_dgt_2‧‧‧第二數位訊號

S_ctrl‧‧‧控制訊號

Claims (13)

1. 一種訊號處理方法，用於一感測裝置中，該訊號處理方法包含有：根據一控制訊號中的一操作參數，將一環境訊號轉換為一第一數位訊號，其中該第一數位訊號介於一第一數位範圍，且該第一數位範圍相關於該感測裝置之一類比數位轉換器(Analog-to-digital converter，ADC)之一解析度(resolution)；以及當該第一數位訊號判斷為適當轉換時，根據該控制訊號中的該操作參數，將該第一數位訊號轉換為一第二數位訊號，並產生該控制訊號，其中該第二數位訊號介於一第二數位範圍；其中，該環境訊號介於一環境照度範圍，該第一數位範圍與該第二數位範圍分別對應至該環境照度範圍與一第二類比範圍，該第二數位範圍大於該第一數位範圍，且該環境照度範圍藉由該控制訊號而相對該第二類比範圍具有較大之一動態範圍。
2. 如請求項1所述的訊號處理方法，其中根據該控制訊號中的該操作參數，將該環境訊號轉換為該第一數位訊號之步驟包含有：根據該控制訊號中的該操作參數，將該環境訊號轉換為一第一類比訊號；根據該控制訊號中的該操作參數，將該第一類比訊號轉換為介於該第二類比範圍之一第二類比訊號；以及將該第二類比訊號轉換為該第一數位訊號。
3. 如請求項2所述的訊號處理方法，其中該操作參數相關於該第二類比訊號相對於該第一類比訊號之一增益(gain)或偵測該環境訊號之時間。
4. 如請求項1所述的訊號處理方法，其中當該第一數位訊號判斷為適當轉換時，根據該控制訊號中對應的該操作參數將該第一數位訊號轉換為一第二數位訊號之步驟包含有：當該第一數位訊號判斷為適當轉換時，查詢該操作參數對應至複數個檔次中之一第一檔次；以及根據該第一檔次，將該第一數位訊號轉換為一第二數位訊號。
5. 如請求項1所述的訊號處理方法，另包含有：當該第一數位訊號判斷為未適當轉換時，調整該操作參數並傳送該控制訊號，以指示根據調整後的該操作參數而重新將一環境訊號轉換一第一數位訊號。
6. 如請求項5所述的訊號處理方法，其中當該第一數位訊號小於一第一臨界值或大於一第二臨界值時，判斷該第一數位訊號為未適當轉換。
7. 如請求項5所述的訊號處理方法，其中當該第一數位訊號判斷為未適當轉換時，調整該操作參數並傳送該控制訊號，以指示根據調整後的該操作參數而重新將一環境訊號轉換一第一數位訊號之步驟包含有：當該第一數位訊號判斷為未適當轉換時，查詢該操作參數對應至複數個檔次中之一第一檔次；以及將對應至該第一檔次的該操作參數調整為對應複數個檔次中之一第二檔次；以及對應調整之該操作參數傳送該控制訊號，以指示根據調整後的該操作參數而重新將一環境訊號轉換一第一數位訊號。
8. 一種感測裝置，包含有：一量測單元，用來根據一控制訊號中的一操作參數，將一環境訊號轉換為一第一類比訊號，其中該環境訊號介於一環境照度範圍；一處理單元，用來根據該控制訊號中的該操作參數，將該第一類比訊號轉換為一第二類比訊號，其中該第二類比訊號介於一第二類比範圍；一類比數位轉換器(Analog-to-digital converter，ADC)，用來將該第二類比訊號轉換為一第一數位訊號，其中該第一數位訊號介於一第一數位範圍，且該第一數位範圍相關於該類比數位轉換器之一解析度(resolution)；以及一控制單元，用來當該第一數位訊號判斷為適當轉換時，根據該控制訊號中的該操作參數，將該第一數位訊號轉換為一第二數位訊號，並產生該控制訊號，其中該第二數位訊號介於一第二數位範圍；其中，該第一數位範圍與該第二數位範圍分別對應至該環境照度範圍與一第二類比範圍，該第二數位範圍大於該第一數位範圍，且該環境照度範圍藉由該控制訊號而相對該第二類比範圍具有較大之一動態範圍。
9. 如請求項8所述的感測裝置，其中該操作參數相關於該第二類比訊號相對於該第一類比訊號之一增益(gain)或偵測該環境訊號之時間。
10. 如請求項8所述的感測裝置，其中當該控制單元判斷該第一數位訊號為適當轉換時，該控制單元查詢該操作參數對應至複數個檔次中之一第一檔次，並且，該控制單元根據該第一檔次，將該第一數位訊號轉換為一第二數位訊號。
11. 如請求項8所述的感測裝置，其中當該控制單元判斷該第一數位訊號為未適當轉換時，該控制單元調整該操作參數並傳送該控制訊號，以指示該量測單元及處理單元根據調整後的該操作參數而重新轉換一環境訊號。
12. 如請求項11所述的感測裝置，其中當該第一數位訊號小於一第一臨界值或大於一第二臨界值時，該控制單元判斷該第一數位訊號為未適當轉換。
13. 如請求項11所述的感測裝置，其中當該控制單元判斷該第一數位訊號為未適當轉換時，該控制單元查詢該操作參數對應至複數個檔次中之一第一檔次，且將對應至該第一檔次的該操作參數調整為對應複數個檔次中之一第二檔次，以及對應調整之該操作參數傳送該控制訊號，以指示該量測單元及處理單元根據調整後的該操作參數而重新轉換一環境訊號。