CN102128679B - 光检测电路及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种光检测电路及其方法。光检测电路包括第一电阻、光传感器、电流源和第一电流镜。当光传感器受到强光照射时，依据光的强度而产生相对应的光电流。藉由将相当于低亮度范围的电流，经由电流源来分流，使得光检测电路可以针对高亮度范围的光源来进行检测，并且提高检测的准确度。因此，在强光照射的应用下，可提供足够宽的输出电压范围与足够大的感测变化刻度，以使后级电路易于辨认。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测电路及其方法，特别是涉及一种光检测电路及其方法。
背景技术
目前在显示器市场中，不论是阴极射线管(cathode ray tube，CRT)电视机或者是液晶(liquid crystal display，LCD)电视机，基于工艺上的限制，尚无法产生大尺寸的画面。而投影机(projector)使用发光源(例如：灯泡)将画面投射出来，并通过一个或多个镜头(lenses)来变焦(zoom)，可以在宽敞的室内空间中，轻易地投影出100～200时以上的画面。
以往由于投影机光源的亮度无法提升，必须在较暗的空间来进行投影的动作。随着科技的不断演进，发光二极管(light emitting diode，LED)被应用于投影机，以解决投影画面亮度不足的问题。发光二极管具有高亮度、低耗能、体积小、使用寿命长、...等等优点。投影机采用发光二极管作为投影画面的发光源，即使在明亮或阳光充足的室内环境中，也能够投射出清楚的画面。
由于发光二极管可发出高亮度的光源，当使用发光二极管作为光源时，为了让发光二极管产生稳定的亮度，会使用一种光源回授控制机制，检测发光二极管的亮度并调整流经发光二极管的电流。图1为现有的一种光检测电路。请参照图1，光检测电路100可应用于投影机的光源回授控制机制，其包括光传感器101、电流镜103和感测电阻RSEN。电流镜103由PMOS晶体管Q1和PMOS晶体管Q2组成。当光传感器101感测到发光二极管的照射时，依据发光二极管的光强度而产生电流。电流镜103依据前述电流而产生感应电流I流经电阻RSEN，在电阻RSEN两侧产生跨压VSEN。由于跨压VSEN和发光二极管的光强度呈正比关系，藉由量测跨压VSEN可得知发光二极管的光强度。
光传感器101感测到越高的光强度时，电流镜103所产生的感应电流I越大。由于跨压VSEN的最大值仅为VDD，依据VSEN＝IxRSEN可得知，所要检测的光强度的变化范围越大时，电阻RSEN的电阻值必须越小。图2A～2B是图1的光检测电压-照度曲线图。请参照图2A，其中电阻值RB小于电阻值RA，所以电阻RSEN采用电阻值RB能够检测到更大范围的照度。由于在投影系统中，发光二极管的光强度多使用高亮度的范围，如果电阻RSEN的电阻值越小，则如图2B所示，相对应于照度区间ΔL的电压区间ΔV也越小，造成电压的分辨率降低，而无法准确地判断发光二极管的照度。
发明内容
本发明的一实施例提供一种光检测电路及其方法，用于提升检测高亮度光源的光强度范围和准确度。
本发明的一实施例提供一种光检测电路及其方法。当光检测电路应用于色彩传感器(color sensor)时，可对应于不同的色光调整其光电流的阈值。
本发明的一实施例提供一种光检测电路，包括第一电阻、光传感器、电流源以及第一电流镜。第一电阻具有第一端点和第二端点，第一电阻的第二端点耦接至第一电压。光传感器具有第一端点和第二端点，光传感器的第二端点耦接至第一电压。电流源耦接至第一电阻的第一端点。第一电流镜具有主电流端点和辅电流端点，辅电流端点耦接至电流源和第一电阻的第一端点，主电流端点耦接至光传感器的第一端点。
本发明的另一实施例提供一种光检测电路，包括第一电阻、运算放大器、光传感器和电流源。第一电阻具有第一端点和第二端点。运算放大器具有第一输入端点、第二输入端点和输出端点，其中运算放大器的输出端点耦接至第一电阻的第二端点，运算放大器的第一输入端点耦接至第一电压，运算放大器的第二输入端点耦接至第一电阻的第一端点。光传感器具有第一端点和第二端点，其中光传感器的第一端点耦接至第一电阻的第一端点，光传感器的第二端点耦接至第一电压。电流源耦接至光传感器的第一端点。
在本发明的一实施例中，上述的电流源为一可编程电流源。可编程电流源耦接至运算放大器的第二输入端点，以提供一可编程电流。此外，可编程电流源并接收来自一选择单元的电流选择讯号，以决定可编程电流的大小。
在本发明的一实施例中，上述的光传感器为一光电二极管阵列单元。而此光电二极管阵列单元包括一光电二极管阵列及一开关单元。光电二极管阵列包括多个光电二极管，并耦接至第一电压，用以感测多种不同色光，并产生多个光电流。开关单元耦接至第一电阻的第一端点。此外，开关单元接收来自选择单元的开关选择讯号，以决定光电流的总和大小。
在本发明的一实施例中，上述的选择单元接收一色彩序列面板所提供的色彩致能讯号，并依据色彩致能讯号及一寄存器列表，分别输出电流选择讯号及开关选择讯号至可编程电流源及开关单元，以决定可编程电流的大小及光电流的总和大小。其中，寄存器列表用以储存对应不同色光驱动可编程电流源及光电二极管阵列单元的参数。
在本发明的一实施例中，上述的光检测电路还包括一直流偏压源。直流偏压源耦接至运算放大器的第一输入端点。
本发明的另一实施例提供一种光检测方法，包括下列步骤。首先，藉由一光传感器感应光源以产生光电流。接着，再将此光电流减去一个预设电流以产生待测电流。最后，将此待测电流进行一电流对电压转换。
在本发明的一实施例中，上述的光检测方法依据一色彩致能讯号及一寄存器列表，决定预设电流的大小及光电流的大小。
在本发明的一实施例中，上述的光检测方法用于产生预设电流者为一可编程电流源，且用于感应光源者为一光电二极管阵列。
基于上述，在本发明的实施例中，光传感器受到强光照射时，依据光的强度而产生相对应的光电流。藉由将相当于低亮度范围的电流，经由电流源来分流，使得光检测电路可以针对高亮度范围的光源来进行检测，并且提高检测的准确度。因此，在强光照射的应用下，可提供足够宽的输出电压范围与足够大的感测变化刻度，以使后级电路易于辨认。
为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。
附图说明
图1为现有的一种光检测电路图。
图2A～2B是图1的光检测电压-照度曲线图。
图3为本发明一实施例的光检测电路图。
图4是图3的光检测电压-照度曲线图。
图5为照本发明一实施例的光检测电路图。
图6为本发明一实施例的光检测电路图。
图7为本发明一实施例的光检测电路图。
图8为本发明一实施例的光检测电路图。
图9为图8的实施例的光检测电路图，其中光传感器以光电二极管的等效电路绘示。
图10是图9的光检测电路的光检测电压与光电流的转换特性曲线图。
图11为本发明一实施例的光检测电路图。
图12为本发明一实施例的硅基液晶色彩序列显示系统方块示意图。
图13为本发明一实施例的光检测方法流程图。
附图符号说明
ΔL：照度区间
ΔV、ΔV′：电压区间
100、400、500、600、700、800、1100、1200：光检测电路
101、401、601、801、1101：光传感器
103、403、407、409、607、609：电流镜
405、605、805、1105：电流源
411、611：偏压电压产生电路
603、803、1103：运算放大器
807、1107：回授阻抗单元
1101S：开关单元
1101D：光电二极管阵列
I、I0～I8：电流
P1～P5：晶体管
Q1、Q2：晶体管
R1～R4：电阻
RA、RB：电阻值
RSEN：电阻
R：回授电阻
C：回授电容
S1301～S1305：步骤
T1～T7：晶体管
VB1、VB2：偏压电压
VDD、VSS：电压电平
VSEN：光检测电压
A：第一端点
B：第二端点
IF：顺向电流
IR：逆向电流
Iph：光电流
Ibias：偏压电流
Cj：等效电容
Rsh：等效电阻
b0-b4、d0-d4：开关
b[4：0]：电流选择讯号
D[4：0]：开关选择讯号
Vphoto：直流偏压源
1202：LCOS色彩序列面板
1204：寄存器列表
1206：选择单元
具体实施方式
图3为本发明一实施例的光检测电路图。请参照图3，其中光检测电路400包括光传感器401、第一电流镜403、第一电阻R1和电流源405。在本实施例中，光传感器401是光电二极管，但本发明并非限定于此。光传感器401的第一端点(例如为阳极端点)耦接至第一电流镜403的主电流端点。光传感器401的第二端点(例如为阴极端点)耦接至第一电压，此例中是以电压电平VSS实现前述第一电压。第一电阻R1的第一端点耦接至第一电流镜403的辅电流端点，第一电阻R1的第二端点耦接至电压电平VSS。电流源405耦接至第一电阻R1的第一端点。
上述第一电流镜403包括第一晶体管T1和第二晶体管T2。在本实施例中，晶体管T1和晶体管T2可以是P沟道金属氧化物半导体(P-channel metaloxide semiconductor，PMOS)晶体管，其中晶体管T1的第一端点(例如为源极)耦接至第二电压(在此为电压电平VDD)，晶体管T1的控制端点(例如为栅极)耦接至晶体管T2的控制端点与第二端点(例如为栅极与漏极)，而晶体管T1的第二端点(例如为漏极)作为电流镜403的辅电流端点以耦接至第一电阻R1的第一端点。晶体管T2的第一端点(例如为源极)耦接至电压电平VDD，晶体管T2的漏极作为电流镜403的主电流端点以耦接至光传感器401的阳极端点。
在本实施例中，上述电流源405包括第二电阻R2、第二电流镜407和第三电流镜409。电流镜407包括第三晶体管T3以及第四晶体管T4。在本实施例中，晶体管T3和晶体管T4可以是PMOS晶体管，其中晶体管T3的第一端点(例如为源极)耦接至电压电平VDD，晶体管T3的控制端点(例如为栅极)耦接至晶体管T3的第二端点(例如为漏极)。晶体管T4的控制端点(例如为栅极)耦接至晶体管T3的栅极，晶体管T4的第一端点(例如为源极)耦接至电压电平VDD。晶体管T3的漏极是电流镜407的主电流端点，晶体管T4的第二端点(例如为漏极)是电流镜407的辅电流端点。电阻R2的第一端点耦接至晶体管T3的漏极，电阻R2的第二端点耦接至电压电平VSS。
电流镜409包括第五晶体管T5和第六晶体管T6。在本实施例中，晶体管T5和晶体管T6可以是N沟道金属氧化物半导体(N-channel metal oxidesemiconductor，NMOS)晶体管，其中晶体管T5的第二端点(例如为源极)耦接至电压电平VSS，晶体管T5的控制端点(例如为栅极)耦接至晶体管T5的第一端点(例如为漏极)。晶体管T6的控制端点(例如为栅极)耦接至晶体管T5的栅极，晶体管T6的第一端点(例如为漏极)耦接至电阻R1的第一端点，晶体管T6的第二端点(例如为源极)耦接至电压电平VSS。晶体管T5的漏极是电流镜409的主电流端点，晶体管T6的漏极是电流镜409的辅电流端点。
电阻R2用于限制电流I3的电流量，电流镜407依据电流I3而产生镜射电流I4，而电流镜409依据电流I4而产生镜射电流I2。换句话说，电阻R2可决定电流I2的电流量。因此，当光传感器401受到光源照射而产生光电流时，进而使得电流镜403对应地产生镜射电流I。镜射电流I分流为电流I1和电流I2，电流I1流向电阻R1，电流I2流向电流源405。在本实施例中，当光传感器401受到低亮度范围的光源照射时，电流I的电流量小于电流I2的电流量，也就是电流I完全被电流源405所吸汲，则流经电阻R1的电流I1的电流量为0。换句话说，电流I2可设定作为光传感器401受到低亮度范围的光源照射时所对应的临界范围。
当光传感器401受到高亮度范围的光源照射时，电流I的电流量大于电流I2的电流量，因此电流I的部份电流被电流源405所吸汲，而电流I的其余电流(I-I2，即电流I1)会流经电阻R1。此时电流I1流经电阻R1而在电阻R1的两端产生跨压(即图3中的光检测电压VSEN)。图4是图3的光检测电压-照度曲线图。如图4所示，相对应于照度区间ΔL的光检测电压区间ΔV′，其变动范围在0～VDD之间。换言之，在本实施例中，光检测电路400可以针对高亮度范围的光源，提供更准确(更高分辨率)的光强度检测。由于藉由量测光检测电压VSEN可得知发光二极管的光强度，因此光检测电压VSEN可以回授给控制电路(未绘示)以控制光源(未绘示)的照度。
图5为本发明一实施例的光检测电路图。请参照图3和图5，光检测电路500与光检测电路400类似，因此以下仅就光检测电路500和光检测电路400相异之处进行叙述。请参照图5，电流源405包括第七晶体管T7和偏压电压(bias voltage)产生电路411。在本实施例中，晶体管T7可以是NMOS晶体管，其中晶体管T7的第一端点(例如漏极)耦接至电阻R1的第一端点，晶体管T7的第二端点(例如源极)耦接至电压电平VSS。此外，偏压电压产生电路411可以是一种能带隙(band gap)电压电路。本领域的技术人员应知此能带隙电压电路是一种可调温度系数的电压电路，能够不受温度变化所影响，而稳定地输出一能带隙电压。在本实施例中，偏压电压产生电路411耦接至晶体管T7的栅极，用以输出偏压电压VB1。偏压电压VB1用于驱动晶体管T7以稳定地产生/吸汲电流I2。
图6为本发明一实施例的光检测电路图。请参照图6，光检测电路600包括第一电阻R3、运算放大器603、光传感器601和电流源605。在本实施例中，光传感器601是光电二极管，但本发明并非限定于此。运算放大器603的输出端点耦接至电阻R3的第二端点，并且输出光检测电压VSEN给控制电路(未绘示)以控制光源(未绘示)的照度。运算放大器603的第一输入端点可以是非反相(non-inverting)端点(标示为“+”)，其耦接至电压电平VSS。运算放大器603的第二输入端点可以是反相(inverting)端点(标示为“-”)，其耦接至电阻R3的第一端点。光传感器601的第一端点(例如阳极端点)耦接至电阻R3的第一端点，光传感器601的第二端点(例如阴极端点)耦接至电压电平VSS。
电流源605包括第二电阻R4、第一电流镜607和第二电流镜609。电阻R4的第一端点耦接至电压电平VDD。电流镜607包括第一晶体管P1和第二晶体管P2。在本实施例中，晶体管P1和晶体管P2可以是NMOS晶体管，其中晶体管P1的第一端点(例如漏极)耦接至电阻R4的第二端点，晶体管P1的第二端点(例如源极)耦接至电压电平VSS，晶体管P1的控制端点(例如栅极)耦接至晶体管P1的漏极。晶体管P2的控制端点(例如栅极)耦接至晶体管P1的栅极，晶体管P2的第二端点(例如源极)耦接至电压电平VSS。晶体管P1的漏极是电流镜607的主电流端点，晶体管P2的第一端点(例如漏极)是电流镜607的辅电流端点。
电流镜609包括第三晶体管P3和第四晶体管P4。在本实施例中，晶体管P3和晶体管P4可以是PMOS晶体管，其中晶体管P3的第一端点(例如源极)耦接至电压电平VDD，晶体管P3的控制端点(例如栅极)耦接至晶体管P3的漏极，晶体管P3的第二端点(例如漏极)耦接至晶体管P2的漏极。晶体管P4的第一端点(例如源极)耦接至电压电平VDD，晶体管P4的控制端点(例如栅极)耦接至晶体管P3的栅极，晶体管P4的第二端点(例如漏极)耦接至光传感器601的阳极端点。晶体管P3的漏极是电流镜609的主电流端点，晶体管P4的漏极是电流镜609的辅电流端点。
如图6所示，电阻R4用于限制电流I7的电流量，而电流镜607依据电流I7而产生镜射电流I8，电流镜609依据电流I8而产生镜射电流I6。在本实施例中，光检测电路600是一个反相闭回路放大器的电路，但本发明并非限定于此。请参照图3和图6，光检测电路600和光检测电路400的运作类似。请参照图6，其中当光传感器601受到高亮度范围的光源照射时，电流I的电流量大于电流I6的电流量。藉由电流源605提供电流I的部份电流，而电流I的剩余电流则由电流I5提供。此时电流I5流经电阻R3而产生跨压，因此在运算放大器603的输出端产生一光检测电压VSEN。根据图4所示的电压-照度曲线图，可由光检测电压VSEN得知光源的相对应光强度。
图7为本发明一实施例的光检测电路图。请参照图6和图7，光检测电路700与光检测电路600类似，因此以下仅就光检测电路700和光检测电路600相异之处进行叙述。请参照图7，电流源605包括第五晶体管P5和偏压电压产生电路611。在本实施例中，晶体管P5可以是PMOS晶体管，其中晶体管P5的第一端点(例如源极)耦接至电压电平VDD，晶体管P5的第二端点(例如漏极)耦接至光传感器601的阳极端点。此外，偏压电压产生电路611可以是一种能带隙电压电路。偏压电压产生电路611耦接至晶体管P5的控制端点(例如栅极)，用以输出偏压电压VB2(亦即能带隙电压)来驱动晶体管P5以稳定地产生电流I6。
图8为本发明一实施例的光检测电路图。请参照图8，光检测电路800包括光传感器801、运算放大器803、电流源805、和回授阻抗单元807。在本实施例中，回授阻抗单元807包括一回授电阻R和一回授电容C。其中，回授电阻R决定光电流Iph转换为光检测电压VSEN的增益大小，而回授电容C用以避免系统不稳定与电路震荡的问题。
运算放大器803的输出端点耦接至回授阻抗单元807的第二端点B，并且输出光检测电压VSEN给后级电路(例如：模拟数字转换器ADC，未绘示)。运算放大器803的第一输入端点为非反相(non-inverting)端点(标示为“+”)，其耦接至接地电位GND。运算放大器803的第二输入端点为反相(inverting)端点(标示为“-”)，其耦接至回授阻抗单元807的第一端点A。
在本实施例中，光传感器801是以N+/P-Well的光电二极管为例，其第一端点(例如阴极端点)耦接至回授阻抗单元807的第一端点A，而光传感器801的第二端点B(例如阳极端点)耦接至接地电位GND。另外，由于光电二极管的两端无任何直流跨压，因此不会产生暗态漏电流，具有较高的讯杂比与较佳的灵敏度。
值得注意的是，本实施例的光检测电路包括电流源805，其耦接于光电二极管的阴极端点，用以设定光电流的阈值，而其作动方式将详述如后。在其它实施例中，光传感器801也可以是P+/N-Well的光电二极管，而电流源805则耦接于其阳极端点。另外，在本实施例中，光检测电路800是一个反相闭回路放大器的电路，但本发明并非限定于此。
图9为图8的实施例的光检测电路图，其中光传感器801以光电二极管的等效电路绘示，其包括光电流源Iph、等效电容Cj及等效电阻Rsh。请参照图9，在本实施例中，电流源805提供一偏压电流Ibias，用以设定光电流的阈值。当照光强度达到一特定值后，光传感器801会产生一超出此阈值的光电流Iph。此时，光电流Iph即可被转换为光检测电压VSEN。反之，若光传感器801所产生的光电流Iph无法超出此阈值时，则关闭此一功能，以滤除弱光照射的部份。也就是说，当光传感器受到强光照射时，依据光的强度而产生相对应的光电流。藉由将相当于低亮度范围的电流，经由电流源来分流，使得光检测电路可以针对高亮度范围的光源来进行检测，并且提高检测的准确度。
详细而言，图10是图9的光检测电路的光检测电压与光电流的转换特性曲线图。请参照图9及图10，在本实施例中，以N+/P-Well的光电二极管为例，且光电流的阈值设定为偏压电流Ibias。因此，当光源照射到光电二极管时，若光电二极管所产生的光电流Iph小于偏压电流Ibias，则在回授电阻R上会产生一顺向电流IF。此时，光检测电压VSEN不会随着光电流Iph的变化而改变。反之，若光电二极管所产生的光电流Iph大于偏压电流Ibias，则在回授电阻R上会产生一逆向电流IR。此时，光检测电压VSEN随着光电流Iph呈线性的变化。
如此一来，光检测电压区间由ΔV提升为ΔV′，其变动范围在0～VDD之间，且光检测电压与光电流的转换特性曲线，其斜率也由ΔV/ΔIph转变为ΔV′/ΔIph。因此，本实施例的光检测电路可提升检测高亮度光源的光强度范围和准确度。也就是说，当光传感器受到强光照射时，依据光的强度而产生相对应的光电流。藉由将相当于低亮度范围的电流，经由电流源来分流，使得光检测电路可以针对高亮度范围的光源来进行检测，并且提高检测的准确度。因此，在强光照射的应用下，可提供足够宽的输出电压范围与足够大的感测变化刻度，以使后级电路易于辨认。
值得注意的是，在本实施例中，电流源805所提供的偏压电流Ibias也可设定为0，而使得光检测电路的操作回到光伏模式(photovoltaic mode)。
图11为本发明另一实施例的光检测电路图。图12为本发明一实施例的硅基液晶色彩序列(LCOS color sequential)显示系统方块示意图，其中LCOS色彩序列显示系统以图11的光检测电路1100作为其色彩传感器(color sensor)。请参照图11及图12，光检测电路1100与光检测电路800类似，因此以下仅就光检测电路800和光检测电路1100相异之处进行叙述。
在本实施例中，电流源1105为一可编程电流源，其耦接至运算放大器1103的反相端点，并提供一可编程电流作为偏压电流，以使光电流的阈值可自由设定。光传感器1101为一光电二极管阵列单元，其包括一开关单元1101S及一光电二极管阵列1101D。光电二极管阵列1101D用以感测多种不同的色光，并产生多个光电流I0-I4，而开关单元1101S藉由每个与二极管串行串接的开关d0-d4可控制光电流Iph的总和大小。
由图12可知，LCOS色彩序列显示系统1200包括LCOS色彩序列面板1202、寄存器列表1204、选择单元1206及光检测电路1100，其中光检测电路1100作为LCOS色彩序列显示系统1200的色彩传感器。而LCOS色彩序列显示系统的操作方式应为本领域的技术人员所熟知，在此便不在赘述。
当光检测电路1100作为LCOS色彩序列显示系统1200的色彩传感器时，其可对应不同的色光而设定光电流的阈值及开启或关闭对应的光电二极管串行，无须针对不同的色光设计对应的色彩感测电路，因而可降低电路的制作成本。同时，在此种电路设计的架构之下，在强光照射的应用时，也可提供足够宽的输出电压范围与足够大的感测变化刻度，以使后级电路易于辨认。
详细而言，光电二极管对不同色光的敏感度并不同，其敏感度通常依序为红(R)、蓝(B)、绿(G)。也就是说，在相同强度但不同色光的照射之下，光电二极管对应色光所产生的光电流，其大小依序为红(IR)、蓝(IB)、绿(IG)。因此，当光检测电路1100作为LCOS色彩序列显示系统1200的色彩传感器时，必须对应不同的色光而设定光电流的阈值及开启或关闭对应的光电二极管串行。
举例而言，当光检测电路1100感测红光时，可编程电流源1105提供一光电流的阈值Ibias(R)。此时，若对应于感测红光的光电二极管所产生的光电流Iph(R)大于此阈值Ibias(R)，则光检测电压VSEN(R)随着光电流Iph(R)呈线性的变化。之后，当光检测电路1100感测绿光时，可编程电流源1105提供一光电流的阈值Ibias(G)。此时，若对应于感测绿光的光电二极管所产生的光电流Iph(G)大于此阈值Ibias(G)则光检测电压VSEN(G)随着光电流Iph(G)呈线性的变化。
在本实施例中，为了使光检测电路1100在检测不同色光时，皆可提供足够宽的输出电压范围与足够大的感测变化刻度，因此在电路操作时，必须将绿光的阈值Ibias(G)及红光的阈值Ibias(R)设定为近似或相等。然而，由于光电二极管对红光的敏感度大于对绿光的敏感度，因此在光电二极管阵列单元1101中，可藉由调整开关单元1101S，使光检测电路1100在检测不同色光时所产生的光电流皆大于阈值。
例如，当光检测电路1100感测绿光时，为了使光电流Iph(G)大于阈值Ibias(G)，可调整开关d0-d4，使得在光电二极管阵列1101D中，所开启的光电二极管数目较光检测电路1100于感测红光时所开启的光电二极管数目为多。
类似地，当光检测电路1100感测蓝光时，为了使光电流Iph(B)大于阈值Ibias(B)，可调整开关d0-d4使得在光电二极管阵列1101D中，所开启的光电二极管数目较光检测电路1100于感测红光时所开启的光电二极管数目为多，而较光检测电路1100于感测绿光时所开启的光电二极管数目为少。因此，光检测电路1100在检测不同色光时，皆可提供足够宽的输出电压范围与足够大的感测变化刻度。
在本实施例中，可编程电流源1105接收来自选择单元1206的电流选择讯号b[4：0]，以决定可编程电流Ibias的大小(即光电流的阈值)。开关单元1101S则接收来自选择单元1206的开关选择讯号D[4:0]，以决定检测不同色光时，所开启的光电二极管的数目，进而控制光电流的总和大小。
另外，寄存器列表1204用以储存不同色光所对应到的光电流的阈值以及检测不同色光时所开启的光电二极管的数目。当选择单元1206接收LCOS色彩序列面板1202所提供的色彩致能讯号时，分别输出电流选择讯号b[4:0]及开关选择讯号D[4:0]至可编程电流源1105及开关单元1101S。因此，当光检测电路1100作为LCOS色彩序列显示系统1200的色彩传感器时，其依据色彩致能讯号及寄存器列表，可对应不同的色光而设定光电流的阈值及开启或关闭对应的光电二极管串行。
在本实施例中，光检测电路1100作为用以感测红、蓝、绿三色的色彩传感器，仅为例示说明，并不用于限定本发明。在其它实施例中，光检测电路1100也可用以感测白、红、蓝、绿等四色。
值得注意的是，在本实施例中，光检测电路1100还包括一微小的直流偏压源Vphoto，其耦接至运算放大器1103的非反相端点。因此，当光电二极管为N+/P-Well的二极管时，其可避免光电二极管的阴极端出现负电压或其它不可预测的电压，使得开关d0-d4无法关闭。
依据上述实施例所揭示的内容，以下提供一种光检测方法。图13是依照本发明一实施例的光检测方法流程图。请参照图13，在本实施例中，光检测方法包括下列步骤。首先，执行步骤S1301，感应光源以产生一光电流。在本实施例中，可采用光传感器(例如：光电二极管)来感应光源，并对应地产生光电流。执行步骤S1303，将前述电流减去一个预设电流，而得到一个待测电流。本领域的技术人员可以用任何的方式来决定此一预设电流，例如使用一个电流源对前述电流进行分流，以实现减去一个预设电流的目的。执行步骤S1305，对此一待测电流进行电流对电压转换，而得到光检测电压VSEN。依据所得到光检测电压VSEN的电压值，可得知所感应的光源的相对应光强度。
当然，在其它实施例中，可依据色彩致能讯号及寄存器列表，决定预设电流值的大小及光电流的大小。另外，用于产生预设电流者例如是上述实施例中的可编程电流源，而用于感应光源者例如是光电二极管阵列。
综上所述，在本发明的实施例中，光传感器受到强光照射时，依据光的强度而产生相对应的光电流。藉由将相当于低亮度范围的电流，经由电流源来分流，使得光检测电路可以针对高亮度范围的光源来进行检测，并且提高检测的准确度。因此，在强光照射的应用下，本发明的实施例的光检测电路可提供足够宽的输出电压范围与足够大的感测变化刻度，以使后级电路易于辨认。此外，当光检测电路应用于色彩传感器时，可对应于不同的色光调整其光电流的阈值，无须针对不同的色光设计对应的感测电路，进而降低电路的制作成本。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作若干的更动与润饰，故本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。
Claims (5)
1.一种光检测电路，包括：
一第一电阻，具有一第一端点和一第二端点；
一运算放大器，具有一第一输入端点、一第二输入端点和一输出端点，其中所述运算放大器的输出端点耦接至所述第一电阻的第二端点，所述运算放大器的第一输入端点耦接至一第一电压，所述运算放大器的第二输入端点耦接至所述第一电阻的第一端点；
一光传感器，具有一第一端点和一第二端点，其中所述光传感器的第一端点耦接至所述第一电阻的第一端点，所述光传感器的第二端点耦接至所述第一电压；以及
一电流源，耦接至所述光传感器的第一端点，
其中所述电流源为一可编程电流源，对应不同的色光而设定光电流的阈值，以及
所述光传感器为一光电二极管阵列单元，包括：
一光电二极管阵列，包括多个光电二极管，该光电二极管阵列耦接至所述第一电压，用以感测多种不同色光，并产生多个光电流；以及
一开关单元，耦接至所述第一电阻的第一端点，所述开关单元接收来自一选择单元的一开关选择讯号，来开启或关闭对应的光电二极管，以决定所述光电流的总和大小。
2.如权利要求1所述的光检测电路，其中该可编程电流源耦接至所述运算放大器的第二输入端点，以提供一可编程电流，并接收来自所述选择单元的一电流选择讯号，以决定所述可编程电流的大小。
3.如权利要求2所述的光检测电路，其中所述选择单元接收一色彩序列面板所提供的一色彩致能讯号，并依据所述色彩致能讯号及一寄存器列表，分别输出所述电流选择讯号及所述开关选择讯号至所述可编程电流源及所述开关单元，以决定所述可编程电流的大小及所述光电流的总和大小，其中所述寄存器列表用以储存对应不同色光驱动所述可编程电流源及所述光电二极管阵列单元的参数。
4.如权利要求2所述的光检测电路，还包括一直流偏压源，其中所述直流偏压源耦接至所述运算放大器的第一输入端点。
5.如权利要求1所述的光检测电路，还包括一回授电容，具有一第一端点和一第二端点，其中所述回授电容的第一端点耦接至所述运算放大器的第二输入端点，且所述回授电容的第二端点耦接至所述运算放大器的输出端点。
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