CN103135861A - 一种光电传感器及光电触摸屏 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了光学触摸屏技术领域，特别涉及一种光电传感器及光电触摸屏。本发明包括将光信号转换为电信号的第一晶体管T1、用于读取所述电信号的第三晶体管T3和用于储存所述电信号的能量的第一电容C1；其特征是，该光电传感器还包括对所述电信号进行积分的第二晶体管T2；所述第一晶体管T1的漏极分别与第一电容C1和第三晶体管T3的源极连接；第一晶体管T1的源极和第二晶体管T2的漏极连接。本发明通过第二晶体管T2的漏极和第一晶体管T1的源极连接，避免了现有光电传感器中第一晶体管T1的源极和栅极连接导致的充电过饱和问题，增强了抗干扰能力，使得对输入的光信号能够清晰识别。在此基础上提供了一种光电触摸屏，实现了光电信号的准确识别。

Description

一种光电传感器及光电触摸屏
技术领域
本发明涉及光学触摸屏技术领域，特别涉及一种光电传感器及光电触摸屏。
背景技术
当a-Si TFT（薄膜晶体管）暴露在可见光时，会产生较大的光电流。在TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）中，为了保证较低的漏电流，a-Si TFT的沟道需要尽可能遮光，如在背光一侧有金属遮挡背光，在另一侧彩膜玻璃基板有黑矩阵遮挡环境光。实际上，a-Si TFT受不同光强的照射，其漏电流会产生相应的变化，当光照越强，漏电流越大，此电流被称为光电流。
利用a-Si TFT的光电流的特点，可实现光电转换和光学输入。进而可在TFT-LCD上实现集成光学触摸屏，实现显示和触摸一体化制作。
现有技术中的光学触摸屏中的光电传感器如图1所示，由光电TFT T1、读出TFT T3和电容C1构成，光电TFT T1用于将光信号转换为电信号；电容C1用于维持电信号的稳定；读出TFT T3用于将电信号读取到外电路以便下一步处理。光电TFT T1的栅极和源极相连，因此，在每帧读取时，一直处于积分状态，特别是当工作中存在环境光干扰，无法避免的带来较大的噪声，当环境光强度较强，如在日光直射下，会使光电TFT T1的光电流较大，由于积分时间较长，易造成充电饱和，对期望的由用于对光电传感器输入光信号的光写笔所提供的光信号输入无法正常响应。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种光电传感器及光电触摸屏，避免现有光电传感器中光电TFT充电饱和导致的输入不灵敏问题。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种光电传感器，包括将光信号转换为电信号的第一晶体管T1、用于读取所述电信号的第三晶体管T3和用于储存所述电信号的能量的第一电容C1；其特征是，该光电传感器还包括对所述电信号进行积分的第二晶体管T2；
所述第一晶体管T1的漏极分别与第一电容C1的一端和第三晶体管T3的源极连接；第一晶体管T1的源极和第二晶体管T2的漏极连接，第一晶体管T1的栅极与偏置信号相连，所述第二晶体管T2的栅极与积分信号相连，所述第二晶体管T2的源极与电源的高电位端相连，所述第一电容C1的另一端与电源的低电位端相连，所述第三晶体管T3的栅极与扫描信号相连，而所述第三晶体管T3的漏极用于输出所读取的电信号。
所述光电传感器还包括用于将电压加载到像素上的第四晶体管T4和用于维持电压稳定的第二电容C2；所述第四晶体管T4的栅极和第三晶体管T3的栅极连接；所述第二电容C2的一端与第一电容C1的一端以及电源的低电平端相连，所述第二电容C2的另一端和第四晶体管T4的漏极连接。
一种光电触摸屏，其特征是，该光电触摸屏包括光电传感器、用于承载光电传感器的基板、用于提供积分信号的积分控制电路、用于提供扫描信号的栅极扫描驱动电路、电荷读出电路、用于提供电源的低电平的公共电压提供电路、用于提供电源的高电平的直流电压提供电路和用于提供偏置信号的偏置电压提供电路；
所述光电传感器在所述基板上排列为多行多列；
所述传感器的第一晶体管T1的栅极和所述偏置电压提供电路连接；所述传感器的第一电容C1和所述公共电压提供电路连接；所述传感器的第二晶体管T2的源极和所述直流电压提供电路连接；所述传感器的第二晶体管T2的栅极和所述积分控制电路连接；所述传感器的第三晶体管T3的栅极和所述栅极扫描驱动电路连接；所述传感器的第三晶体管T3的漏极和所述电荷读出电路连接。
所述光电触摸屏还包括与所述电荷读出电路的输出端连接的模数转换电路。
所述电荷读出电路中包括多个积分放大器，所述积分放大器的正极接参考电压，所述积分放大器的负极为所述电荷读出电路的输入端，所述积分放大器的输出端为所述电荷读出电路的输出端且各自通过第三电容与该积分放大器的负极连接。
当所述光电传感器如权利要求2所述时，所述光电触摸屏还包括源极驱动电路；所述源极驱动电路和所述第四晶体管T4的源极连接。
（三）有益效果
本发明的第一晶体管T1分别与第一电容C1和第三晶体管T3连接；第一晶体管T1和第二晶体管T2连接，通过第二晶体管T2的漏极和第一晶体管T1的源极连接，避免了现有光电传感器中第一晶体管T1的源极和栅极连接导致的充电过饱和问题，增强了抗干扰能力，使得对输入的光信号能够清晰识别；在此基础上提供了一种光电触摸屏，实现了光电信号的准确识别。
附图说明
图1是现有技术的光电转换电路实现方法；
图2是本发明实施例光电转换电路；
图3是本发明实施例集成于LCD的光电触摸屏像素原理图；
图4是本发明实施例光电触摸屏的原理图；
图5是本发明实施例光电触摸屏的时序图；
图6是本发明实施例光电触摸屏工作流程图；
图7是本发明实施例集成光电触摸功能的TFT-LCD的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为了解决现有光电传感器中光电TFT充电饱和导致的输入不灵敏，对周围光环境干扰的抵抗能力低的问题。
本发明提供了一种光电传感器及光电触摸屏。
以下通过一个实施例来对本发明的光电传感器进行详细说明：
（1）利用a-Si TFT的光电流的特点，加入积分控制TFT（第二晶体管T2），使光电TFT积分时间可控，在不同光照环境中可以调节积分时间，既可以实现光电转换，还可以避免积分时间长而导致的充电饱和。同时，基于此光电转换电路实现了一种光学触摸屏，及集成光学触摸屏的TFT-LCD。
本发明光电传感器如图2所示，包括将光信号转换为电信号的第一晶体管T1、用于读取所述电信号的第三晶体管T3和用于储存所述电信号的能量的第一电容C1；其特征是，该光电传感器还包括对所述电信号进行积分的第二晶体管T2；第一晶体管T1的漏极分别与第一电容C1的一端和第三晶体管T3的源极连接；第一晶体管T1的源极和第二晶体管T2的漏极连接，第一晶体管T1的栅极与偏置信号相连，所述第二晶体管T2的栅极与积分信号相连，所述第二晶体管T2的源极与电源的高电位端相连，所述第一电容C1的另一端与电源的低电位端相连，所述第三晶体管T3的栅极与扫描信号相连，而所述第三晶体管T3的漏极用于输出所读取的电信号。
第一晶体管T1为光电TFT，第二晶体管T2为积分TFT，第三晶体管T3为读出TFT，第一电容C1为光电转换的存储电容。在T1的栅极施加偏置电压Vbias，使其工作始终处于截至区，在无光照的条件下，其漏电流为暗电流值，通常在pA量级。
使光电TFT在积分时间内实现光信号的控制，利用光电流对电容进行充电，积分完成后，关闭光电TFT。在节点电压U1处产生的电压变化为：
ΔU 1 = 1 C ∫ t 1 t 1 + t int I PHOTO ( t ) dt
其中，IPHOTO(t)为光电流。tint为开启时间；t1为任意时刻。
以此选择节点电压U1的工作电压范围，如-5~0V，以此可选定偏置电压Vbias、直流电压Vdd、公共电压Vss的电压值及积分控制电压Vint开启和关闭时的电压值。Vdd＝-5V-VT1，Vss=0V。VT1为使光电TFT源漏产生一定电压差值，保证光电流更为恒定。Vint的关闭电压值为使积分TFT处于截止状态的工作电压，Vint的开启电压值为使积分TFT处于饱和状态的工作电压，需大于VTint，VTint为积分TFT的门限电压。同理，扫描电压Vscan设置关闭和开启的电压大小可与Vint相同。
工作时，使用带发光光源的专用笔(以下称光写笔)对光电TFT进行照射，则在Vint加载到相应行时，即相应积分TFT开启，则在光照作用下，产生光电流，由于U1点之前处于0V，可对电容进行放电，在积分时间内放电。放电完成后，关闭积分TFT。当扫描电压Vscan扫描到相应行时，即相应的读出TFT开启，从而可用电荷读出芯片将存储电容的电荷信号转换为电压信号，并使用模数转换器将光电转换的模拟信号转换为数字信号，用于后期的处理和位置识别。
（2）当将光电触摸传感器集成于TFT-LCD上时，像素设计原理图如图3所示。光电传感器还包括用于将电压加载到像素上的第四晶体管T4和用于维持电压稳定的第二电容C2；所述第四晶体管T4的栅极和第三晶体管T3的栅极连接；所述第二电容C2的一端与第一电容C1的一端以及电源的低电平端相连，所述第二电容C2的另一端和第四晶体管T4的漏极连接。
将原Vbias与Vdd相连，使用同一电源供电，减少信号线数量。栅极扫描线与LCD（液晶显示器）的栅极扫描线公用Vscan。Vsource为LCD源极驱动电压，使用源极驱动芯片按照信号时序提供显示所需的电压。第二电容C2为LCD电压保持所需的存储电容。公共电极连接Vss。第四晶体管T4为液晶像素TFT，负责将源极驱动线的电压加载到像素上。
基于上述实施例实现的光电触摸屏的实施例如下：
（1）如图4所示，为用光电转换电路制作的光电触摸屏的原理图。包括光电传感器、用于承载光电传感器的基板、用于提供积分信号的积分控制电路、用于提供扫描信号的栅极扫描驱动电路、电荷读出电路、用于提供电源的低电平的公共电压提供电路、用于提供电源的高电平的直流电压提供电路和用于提供偏置信号的偏置电压提供电路。
将所述光电传感器在所述基板上排列为多行多列；将所述传感器的第一晶体管T1的栅极和所述偏置电压提供电路连接；将所述传感器的第一电容C1和所述公共电压提供电路连接；将所述传感器的第二晶体管T2的源极和所述直流电压提供电路连接；将所述传感器的第二晶体管T2的栅极和所述积分控制电路连接；将所述传感器的第三晶体管T3的栅极和所述栅极扫描驱动电路连接；将所述传感器的第三晶体管T3的漏极和所述电荷读出电路连接；电荷读出电路的输出端和模数转换器连接；电荷读出电路的积分放大器的正极接参考电压。
积分控制电路的电压Vint由积分控制器控制，扫描电压Vscan由栅极扫描驱动电路控制。Vss、Vdd、Vbias提供供电或偏置所需的电源。数据线Data与电荷读出电路的积分放大器的负极相连，正极为参考电压Vref，Vref设置为0V。Vout再连接模数转换器对其进行采样量化转换为数字信号。
扫描时序如图5所示，扫描电压Vscan逐行扫描，高电平表示对应行读取TFT开启，低电平表示对应行读取TFT关闭。例如当扫描到第m行时，第m行的扫描电压Vscan(m)输入高电平，其他扫描线都为低电平，即当前读取为第m行，读取TFT开启后，存储电容的电荷可经由每列的读取TFT转移到相应的数据线Data上，再由电荷放大器将电荷信号转为电压信号供后续的数模转换和信号处理。
第m行扫描完毕后，将Vscan(m)置为低电平，关闭第m行读取TFT，转为扫描第m+1行。
积分控制线先于扫描线打开积分TFT，积分控制线关闭时间先于当前行扫描线开启时间，即在当前行扫描前，完成信号积分。如图5所示，积分控制电路的电压Vint(m)的开启时间tint可根据输入光信号强度进行调整，当在积分时间内环境光致使存储电容的节点电压U1等于Vdd，则适当减少积分时间tint，为避免光写笔的亮度小于或相当于环境亮度，无法正确识别，需要提高光写笔的发光亮度。在环境较暗的条件下，可适当增加积分时间，同时减小光写笔的亮度。
如图5所示，在扫描线和积分控制线的时序控制下，可将每个像素点的电压读取。在无光写笔照射的情况下，接收的为环境光信号，电压绝对值|V2|较低，而当有光写笔照射的区域，电压绝对值|V1|较大，从而可以区分在每个点是否有期望的光信号存在。即第n列像素的第m行和第m+1行，有人为光信号输入。将电压信号转换为数字信号后，可通过图像处理方法将较亮的区域提取，即可获得输入点的坐标位置。
图6为光电触摸屏的工作流程图，触摸屏启动后，首先按照规定的时序进行信号积分、扫描和读取，然后将读取的数据线的信号转换为数字信号，利用获取的信号直方图和均值判断信号强弱，为了能更好的识别人为输入信号，可通过调节积分时间tint，将读取背景信号控制在较低范围，但也不可以过低，过低的情况可能会因为积分时间过短，无法识别到光写笔的输入，此外，无论在何种环境下操作，光写笔输入光的信号强度应比环境光强，在实际操作中可将背景信号积分得到的电压值控制在10%~50%Vdd范围内。将阵列数字信号作为图像信号进行处理和阈值分割，若分割未成功，未能获取坐标位置，可认为无信号输入。当分割成功，则获得光写笔输入光信号的坐标位置，从而计算机可根据坐标位置进行相应的操作。
（2）将光电触摸传感器集成于TFT-LCD上时的TFT-LCD如图7所示。
扫描电压Vscan由栅极驱动器驱动，积分控制电路的电压Vint由积分控制器驱动。液晶像素所加电压由源极驱动线Source连接的源极驱动器驱动。光电触摸传感器产生的信号由电荷读出芯片经数据线Data读出。工作方式同图5所示的时序图和图6所示的流程图。不同之处在于将触摸功能集成于TFT-LCD，可以实现具有光电触摸功能的显示器。在栅极扫描线扫描到第m行时，由源极驱动器将第m行显示所需的像素电压加载到相应列的源极驱动线，因此，第m行的像素电压可经由第四晶体管T4的液晶像素TFT加载到像素的存储电容上，实现液晶的偏转控制，达到显示功能。
像素结构设计上，在靠近背光光源一侧，所有TFT的有源层都使用金属层完全遮挡，避免背光对TFT性能的影响，造成漏电流增大。除光电TFT外，其他TFT的有源层在出光一侧由液晶显示屏的黑矩阵材料遮挡，避免环境光对TFT性能的影响。而光电TFT的有源层在背光出光一侧，即光写笔输入一侧，通过窗口可接收光线。
本发明的第一晶体管T1分别与第一电容C1和第三晶体管T3连接；第一晶体管T1和第二晶体管T2连接，通过第二晶体管T2的漏极和第一晶体管T1的源极连接，避免了现有光电传感器中第一晶体管T1的源极和栅极连接导致的充电过饱和问题，增强了抗干扰能力，使得对输入的光信号能够清晰识别。在此基础上提供了一种光电触摸屏，实现了光电信号的准确识别。
上述实施例中，以积分控制器为用于提供积分信号的积分控制电路的例子，以栅极扫描驱动器为用于提供扫描信号的栅极扫描驱动电路的例子，以电荷读出芯片为电荷读出电路的例子，以源极驱动器为用于提供电源的高电平的直流电压提供电路的例子，进行了说明。然而，以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。例如，尽管上述实施例中，规定了第一晶体管T1与第二晶体管T2之间的源漏极连接关系，然而本领域的技术人员应当明白，对于晶体管，其源极与漏极的作用是相似的，因此，也可以根据晶体管的沟道类型而将其源、漏极互换，这属于上述实施例的等同替换，所有这些等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种光电传感器，包括将光信号转换为电信号的第一晶体管T1、用于读取所述电信号的第三晶体管T3和用于储存所述电信号的能量的第一电容C1；其特征是，该光电传感器还包括对所述电信号进行积分的第二晶体管T2；
所述第一晶体管T1的漏极分别与第一电容C1的一端和第三晶体管T3的源极连接；第一晶体管T1的源极和第二晶体管T2的漏极连接，第一晶体管T1的栅极与偏置信号相连，所述第二晶体管T2的栅极与积分信号相连，所述第二晶体管T2的源极与电源的高电位端相连，所述第一电容C1的另一端与电源的低电位端相连，所述第三晶体管T3的栅极与扫描信号相连，而所述第三晶体管T3的漏极用于输出所读取的电信号。
2.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征是，所述光电传感器还包括用于将电压加载到像素上的第四晶体管T4和用于维持电压稳定的第二电容C2；所述第四晶体管T4的栅极和第三晶体管T3的栅极连接；所述第二电容C2的一端与第一电容C1的一端以及电源的低电平端相连，所述第二电容C2的另一端和第四晶体管T4的漏极连接。
3.一种光电触摸屏，其特征是，该光电触摸屏包括权利要求1-2中任一项所述的光电传感器、用于承载光电传感器的基板、用于提供积分信号的积分控制电路、用于提供扫描信号的栅极扫描驱动电路、电荷读出电路、用于提供电源的低电平的公共电压提供电路、用于提供电源的高电平的直流电压提供电路和用于提供偏置信号的偏置电压提供电路；
所述光电传感器在所述基板上排列为多行多列；
所述传感器的第一晶体管T1的栅极和所述偏置电压提供电路连接；所述传感器的第一电容C1和所述公共电压提供电路连接；所述传感器的第二晶体管T2的源极和所述直流电压提供电路连接；所述传感器的第二晶体管T2的栅极和所述积分控制电路连接；所述传感器的第三晶体管T3的栅极和所述栅极扫描驱动电路连接；所述传感器的第三晶体管T3的漏极和所述电荷读出电路连接。
4.根据权利要求3所述的光电触摸屏，其特征是，所述光电触摸屏还包括与所述电荷读出电路的输出端连接的模数转换电路。
5.根据权利要求3所述的光电触摸屏，其特征是，所述电荷读出电路中包括多个积分放大器，所述积分放大器的正极接参考电压，所述积分放大器的负极为所述电荷读出电路的输入端，所述积分放大器的输出端为所述电荷读出电路的输出端且各自通过第三电容与该积分放大器的负极连接。
6.根据权利要求3所述的光电触摸屏，其特征是，当所述光电传感器如权利要求2所述时，所述光电触摸屏还包括源极驱动电路；所述源极驱动电路和所述第四晶体管T4的源极连接。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103353813A (zh) * 2013-06-27 2013-10-16 京东方科技集团股份有限公司 一种触控驱动电路、光学式内嵌触摸屏及显示装置
CN104200784A (zh) * 2014-07-24 2014-12-10 京东方科技集团股份有限公司 像素驱动电路及其驱动方法、阵列基板、透反式显示装置
CN109215555A (zh) * 2015-05-07 2019-01-15 北京大学深圳研究生院 一种光电传感器和显示面板
CN109582183A (zh) * 2018-08-20 2019-04-05 福建出彩教育科技有限公司 遮光输入法
CN110850653A (zh) * 2019-11-25 2020-02-28 京东方科技集团股份有限公司 一种像素单元、液晶显示屏及指纹识别方法
CN110926508A (zh) * 2019-11-28 2020-03-27 北京大学深圳研究生院 一种主动驱动式光电传感器、前端电路及驱动方法
CN112083593A (zh) * 2020-09-29 2020-12-15 Tcl华星光电技术有限公司 显示面板及显示装置
CN113419367A (zh) * 2021-08-23 2021-09-21 山东蓝贝思特教装集团股份有限公司 一种在tft基板上确定光照区域的方法及装置
WO2022011790A1 (zh) * 2020-07-17 2022-01-20 中山大学 一种传感器微弱信号读取电路
CN114323089A (zh) * 2020-10-12 2022-04-12 群创光电股份有限公司 光检测元件
CN115598723A (zh) * 2022-12-15 2023-01-13 宜科（天津）电子有限公司（Cn） 一种对射光电传感器的抗干扰方法、设备及介质

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103197480B (zh) * 2013-03-22 2015-07-01 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制作方法、显示面板
CN105044955B (zh) * 2015-09-02 2018-09-11 京东方科技集团股份有限公司 光电传感器及其驱动方法、阵列基板和显示装置
CN111738137A (zh) * 2020-06-19 2020-10-02 京东方科技集团股份有限公司 指纹识别电路、装置、控制方法和显示装置
KR20220009541A (ko) * 2020-07-15 2022-01-25 삼성디스플레이 주식회사 데이터 구동부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용하는 픽셀의 쓰레스홀드 전압 센싱 방법
CN113064307B (zh) * 2021-03-19 2022-02-22 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 阵列基板及制作方法、显示面板
CN113437096B (zh) * 2021-08-26 2021-12-17 山东蓝贝思特教装集团股份有限公司 一种基于tft的快速光定位方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020000508A1 (en) * 2000-06-14 2002-01-03 Nec Corporation Image sensor
CN1971920A (zh) * 2005-11-14 2007-05-30 Nec液晶技术株式会社 光接收电路
CN101414068A (zh) * 2007-10-18 2009-04-22 奇景光电股份有限公司 具光电薄膜晶体管的光学传感器
CN101943974A (zh) * 2009-07-03 2011-01-12 三星移动显示器株式会社 光敏电路、包括光敏电路的触控板和驱动光敏电路的方法
CN101989152A (zh) * 2009-07-29 2011-03-23 瀚宇彩晶股份有限公司 内嵌式光学感应输入装置及其方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100595917B1 (ko) * 1998-01-26 2006-07-05 웨인 웨스터만 수동 입력 통합 방법 및 장치
US20110122111A1 (en) * 2008-06-03 2011-05-26 Christopher Brown Display device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020000508A1 (en) * 2000-06-14 2002-01-03 Nec Corporation Image sensor
CN1971920A (zh) * 2005-11-14 2007-05-30 Nec液晶技术株式会社 光接收电路
CN101414068A (zh) * 2007-10-18 2009-04-22 奇景光电股份有限公司 具光电薄膜晶体管的光学传感器
CN101943974A (zh) * 2009-07-03 2011-01-12 三星移动显示器株式会社 光敏电路、包括光敏电路的触控板和驱动光敏电路的方法
CN101989152A (zh) * 2009-07-29 2011-03-23 瀚宇彩晶股份有限公司 内嵌式光学感应输入装置及其方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WILLEM DEN BOER等: "Active Matrix LCD with Integrated Optical Touch Screen", 《SID SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS》 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014205977A1 (zh) * 2013-06-27 2014-12-31 京东方科技集团股份有限公司 触控驱动电路、光学式内嵌触摸屏及显示装置
CN103353813B (zh) * 2013-06-27 2015-11-18 京东方科技集团股份有限公司 一种触控驱动电路、光学式内嵌触摸屏及显示装置
US9310937B2 (en) 2013-06-27 2016-04-12 Boe Technology Group Co., Ltd. Touch driving circuit, optical in cell touch panel and display device
CN103353813A (zh) * 2013-06-27 2013-10-16 京东方科技集团股份有限公司 一种触控驱动电路、光学式内嵌触摸屏及显示装置
CN104200784A (zh) * 2014-07-24 2014-12-10 京东方科技集团股份有限公司 像素驱动电路及其驱动方法、阵列基板、透反式显示装置
US10120504B2 (en) 2014-07-24 2018-11-06 Boe Technology Group Co., Ltd. Pixel driving circuit and its driving method, array substrate, transflective display apparatus
CN109215555B (zh) * 2015-05-07 2022-02-08 北京大学深圳研究生院 一种光电传感器和显示面板
CN109215555A (zh) * 2015-05-07 2019-01-15 北京大学深圳研究生院 一种光电传感器和显示面板
CN109582183A (zh) * 2018-08-20 2019-04-05 福建出彩教育科技有限公司 遮光输入法
CN110850653A (zh) * 2019-11-25 2020-02-28 京东方科技集团股份有限公司 一种像素单元、液晶显示屏及指纹识别方法
CN110926508A (zh) * 2019-11-28 2020-03-27 北京大学深圳研究生院 一种主动驱动式光电传感器、前端电路及驱动方法
WO2022011790A1 (zh) * 2020-07-17 2022-01-20 中山大学 一种传感器微弱信号读取电路
CN112083593A (zh) * 2020-09-29 2020-12-15 Tcl华星光电技术有限公司 显示面板及显示装置
CN114323089A (zh) * 2020-10-12 2022-04-12 群创光电股份有限公司 光检测元件
CN113419367A (zh) * 2021-08-23 2021-09-21 山东蓝贝思特教装集团股份有限公司 一种在tft基板上确定光照区域的方法及装置
CN113419367B (zh) * 2021-08-23 2021-11-02 山东蓝贝思特教装集团股份有限公司 一种在tft基板上确定光照区域的方法及装置
CN115598723A (zh) * 2022-12-15 2023-01-13 宜科（天津）电子有限公司（Cn） 一种对射光电传感器的抗干扰方法、设备及介质

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CN103135861B (zh) 2016-04-13
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