CN101149657B - 显示及提取图像系统 - Google Patents

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Abstract

一种显示及提取图像系统，包括显示单元及检测模块。显示单元根据扫描信号以及数据信号以提供第一光线。检测模块检测第二光线，且包括光检测单元、转换单元、及开关单元。光检测单元用以检测第二光线的强度。转换单元将第二光线的强度转换成电压信号。开关单元则根据选择信号以输出电压信号。

Description

显示及提取图像系统
技术领域
本发明有关于一种显示及提取图像系统，特别是有关于一种系统，其具有显示模式、触控模式、及扫描模式。
背景技术
随着电子商务的发展以及信息交流的传播速度的增加，传统输入介面，例如键盘或鼠标，已无法充分地满足快速信息交流的需求。因此，新的输入信息的模式，例如声音及手写输入，取代了传统输入介面。其中一种输入介面的例子就是触碰式面板。
在公知触碰式面板的技术上，由于非晶硅薄膜晶体管(amorphous silicon thin film transistor，a-Si TFT)的漏电流对光很敏感，因此a-SiTFT可用来来形成检光二极管，以作为图像传感器。LG.Pilips公司的Jeong Hyun Kim等人，公开一种指纹扫描器，其利用a-Si TFT形成的检光二极管来检测由手指所反射的光线。
发明内容
本发明提供一种显示及提取图像系统。实施例的显示及提取图像系统，包括多个显示单元及多个检测模块。每一显示单元根据扫描信号以及数据信号以提供第一光线。每一检测模块检测第二光线，且包括光检测单元、反相器、及开关单元。光检测单元用以检测第二光线的强度。反相器将第二光线的强度转换成电压信号。开关单元则根据选择信号以输出电压信号。其中，当系统操作于一显示模式时，该显示单元可呈现被输出后的该电压信号。该光检测单元包括：一电容器，耦接于一第一节点以及一低电压电平之间，该第一节点设置于该反相器与一预充电模块之间；以及一光传感器，并联该电容器，其中，该光传感器的导电性随着该第二光线的强度而变化，以控制该电容器的放电时间。该反相器包括：一P型晶体管，具有耦接该第一节点的栅极、耦接一高电压电平的源极、以及输出该电压信号的漏极；以及一N型晶体管，具有耦接该第一节点的栅极、耦接该低电压电平的源极、以及耦接该P型晶体管的漏极的漏极。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，详细说明如下：
附图说明
图1表示根据本发明实施例的显示及提取图像系统的显示面板示意图；
图2表示在图1中检测模块SS11的实施例；
图3a至3c表示电压信号Vout的特性曲线；
图4a至4c表示以积分方式来计算电压信号的示意图；
图5a至5c表示以微分方式来计算电压信号的示意图；
图6表示根据本发明实施例的显示及提取图像系统的示意图。
主要元件符号说明
10～显示面板；12～栅极驱动器；14～源极驱动器；16～背光模块；18～读取单元；D1...Dm～数据信号；Ssc1...Sscn～扫描信号；Ssw1...Sswn～选择信号；SD11...SDmn～显示单元；SS11...SSmn～检测模块；
22～光检测单元；24～转换单元；26～开关单元；222～电容器；224～光传感器；242～P型晶体管；244～N型晶体管；A～节点；Vout～电压信号；VDD～高电压电平；VSS～低电压电平；
60～电子装置；61～外壳；62～控制器
具体实施方式
本发明提供一种显示及提取图像系统，该系统的一实施例的显示面板，如图1所示。参阅图1，显示面板10包括栅极驱动器12、源极驱动器14、背光模块16、读取单元18、显示单元SD11-SDmn、以及检测模块SS11-SSmn。
栅极驱动器12提供扫描信号Ssc1-Sscn至扫描线以及提供选择信号Ssw1-Sswn至选择线。一扫描信号的频率大一选择信号的频率。在本实施例中，扫描信号Ssc1-Sscn的频率约为60Hz，而选择信号Ssw1-Sswn约为5Hz。
源极驱动器14提供数据信号D1-Dm至数据线。背光模块16为一光源，以提供光线。显示单元SD111-SDmn根据扫描信号Ssc1-Sscn以及数据信号D1-Dm来显示图像。检测模块SS11-SSmn用以检测光，并输出电压信号。在本发明实施例中，每一显示单元耦接一检测模块。举例来说，显示单元SD11耦接检测模块SS11。
读取单元18耦接数据线，用以读取所检测到的光线强度，并以积分方式或是微分方式来计算由检测模块SS11-SSmn所输出的电压信号。
在显示模式下，显示单元SD11根据扫描信号Ssc1以及数据信号D1以提供第一光线。在一些实施例中，显示单元SD11利用彩色滤光器，以过滤第一光线而为期望的颜色。
在触控模式下，利用一输入装置(例如光学笔)接触显示面板10，以输入数据。举例而言，当检测模块SS11检测到由光学笔所发散出的光线强度时，所检测到的光线强度提供至读取模块18。检测模块SS11根据检测到的光线强度而产生对应的电压信号。读取模块18处理来自检测模块SS11检测的电压信号。在一些实施例中，当系统再次操作于显示模式时，便可呈现光学笔所输入的数据。在另一些实施例中，显示于系统的选单可通过输入装置来作选取，以根据电压信号来启用系统中对应的功能。
在扫描模式下，栅极驱动器12停止提供扫描信号Ssc1且源极驱动器14停止提供数据信号D1，使得显示单元SD11停止提供第一光线，改由背光模块16提供光线。
当背光模块16提供的光线照射到一物体时，该物体会依照其本身的灰度，而反射不同程度的光线至检测模块SS11。检测模块SS11依据该反射的光线而产生电压信号。读取单元18便可根据电压信号，判断出该物体的表面的灰度。当显示面板10再次操作于显示模式时，便可依据读取单元18的判断结果，呈现该物体的表面。
图2为检测模块SS11的实施例。由于显示单元SD11的等效电路为该领域人士所熟知，故不再赘述。检测模块SS11包括光检测单元22、转换单元24以及开关单元26。
光检测单元22用以检测光线的强度。在本实施例中，光检测单元22包括电容器222以及光传感器224。电容器222耦接于节点A以及低电压电平VSS之间。光传感器224并联电容器222，其导电性(conductance)随着光线的强度而变化，以控制电容器222放电的时间。当光线的强度愈强时，则光传感器224的导电性则愈高。
另外，电容器222由预充电模块28充电。当节点A的电平到达高电压电平VDD时，预充电模块28则停止对电容器222充电。
转换单元24将光线强度转换成电压信号Vout。在本实施例中，转换单元24为一反相器，其包括晶体管242以及244。晶体管242为P型而晶体管244为N型。晶体管242的栅极耦接节点A，其源极耦接高电压电平VDD，且其漏极则输出电压信号Vout。晶体管244的栅极耦接节点A，其源极耦接低电压电平VSS，且其漏极耦接晶体管242的漏极。
开关单元26根据选择信号Ssw1来输出电压信号Vout。在本实施例中，开关单元26为一晶体管，其栅极接收选择信号Ssw1，其源极耦接读取单元18，且其漏极耦接晶体管242的漏极。
以下将说明图2中检测模块SS11的工作原理。首先，预充电模块28对电容器222充电。当节点A的电压到达高电压电平VDD时，晶体管244则导通，并且预充电模块28停止对电容器222充电。
当光传感器224检测到光线时，光传感器224的导电性将随着光线的强度而改变。当光线的强度愈强时，则导电性则愈高，使得电容器222的放电速度愈快。因此，转换器元24可根据节点A的电压来产生电压信号Vout。当开关单元26接收到选择信号Ssw1时，开关单元26导通，且电压信号Vout通过数据线传送至读取单元18。这里需注意，当开关单元26根据选择信号Ssw1而导通时，节点A的电压通过转换器元24而转换为电压信号Vout。因此，由于转换器元24隔离了数据信号D1的导线，节点A的电压不会受到干扰，藉此避免了节点A与数据信号D1的导线间的电压共享。
图3a-3c为电压信号Vout的特性曲线图。假设第一电平低于第三电平，且第三电平低于第二电平。如图3a所示，当所检测到的光线强度为第一电平时，电压电平Vout为低电平。如图3b所示，当所检测到的光线强度为第二电平时，电压电平Vout则在0.05秒时由低电平转换至高电平。如图3c所示，当所检测到的光线强度为第三电平时，电压电平Vout则在0.5秒时由低电平转换至高电平。读取单元18利用积分方式或是微分方式来计算电压信号Vout，以得知所检测到的光线强度。
图4a-4c为表示以积分方式来计算电压信号Vout的示意图。当图3a所示的电压信号Vout经过积分运算后，便可得到图4a所示的区域40的面积。当图3b所示的电压信号Vout经过积分运算后，便可得到图4b所示的区域42的面积。当图3c所示的电压信号Vout经过积分运算后，便可得到第4c图所示的区域44的面积。根据图4a至4c，区域40的面积小于区域44的面积，且区域44的面积小于区域42的面积。
图5a-5c为表示以微分方式来计算电压信号Vout的示意图。图5a-5c的电压信号以微分方式来计算，以分别获得曲线50、52、及54。曲线50具有第一最大微分值，曲线52具有第二最大微分值，且曲线54具有第三最大微分值。参阅图5a至5c，由于第一电平低于第三电平且第三电平低于第二电平，因此，第一最大微分值小于第三最大微分值且第三最大微分值小于第二最大微分值。
因此，读取单元18可藉由以积分方式或微分方式来计算电压信号而获得所检测到的光线强度，接着根据计算结果来判断所检测到的光线的灰度。该系统则根据判断出的灰度来显示图像。
图6为表示根据本发明的显示及提取图像系统的示意图，在该例子中其为一电子装置提供了供应光线的显示单元及检测光线的检测模块。特别是，电子装置60利用了前述图1的显示面板10。电子装置60可以是数码相机、可携式DVD、电视、车用显示器、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、笔记型电脑、桌上型电脑、手机、或显示装置等等。
虽然可了解有各种其他的元件也包括于电子装置60中，一般而言，电子装置60包括显示面板10、外壳61、以及控制器62，然而，为了方面说明及描述，在此未显示及说明其他元件。在操作上，控制器62操作耦接至显示面板10，并提供控制信号至显示面板10，例如时钟信号、起始脉冲、或图像数据等。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行更动与修改，因此本发明的保护范围当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种显示及提取图像系统，包括：
一显示单元，根据一扫描信号以及一数据信号，以提供一第一光线；以及
一检测模块，用以检测一第二光线，且包括：
一光检测单元，用以检测该第二光线的强度；
一反相器，用以将该第二光线的强度转换成一电压信号；以及
一开关单元，根据一选择信号以输出该电压信号，
其中，当系统操作于一显示模式时，该显示单元可呈现被输出后的该电压信号，
该光检测单元包括：
一电容器，耦接于一第一节点以及一低电压电平之间，该第一节点设置于该反相器与一预充电模块之间；以及
一光传感器，并联该电容器，其中，该光传感器的导电性随着该第二光线的强度而变化，以控制该电容器的放电时间，
该反相器包括：
一P型晶体管，具有耦接该第一节点的栅极、耦接一高电压电平的源极、以及输出该电压信号的漏极；以及
一N型晶体管，具有耦接该第一节点的栅极、耦接该低电压电平的源极、以及耦接该P型晶体管的漏极的漏极。
2.如权利要求1所述的显示及提取图像系统，还包括所述预充电模块，用以对该电容器充电，其中，当存储于该电容器的电压到达一高电压电平时，该预充电模块停止对该电容器充电。
3.如权利要求1所述的显示及提取图像系统，其中，该开关单元为一晶体管，具有接收该选择信号的栅极，耦接该P型晶体管的漏极的漏极、以及源极。
4.如权利要求3所述的显示及提取图像系统，还包括一读取模块，耦接该开关单元的源极，用以读取被输出后的该电压信号。
5.如权利要求4所述的显示及提取图像系统，其中，该读取模块利用一积分方式或是一微分方式计算被输出后的该电压信号。
6.如权利要求1所述的显示及提取图像系统，其中，当该第一光线照射一物体的表面时，该第二光线为该物体所产生的反射光。
7.如权利要求6所述的显示及提取图像系统，还包括一读取模块，用以读取被输出后的该电压信号，且根据被输出后的该电压信号来判断该物体的表面的灰度。
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