CN107478329B - 测光模块、测光电路和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测光模块，一种测光模块，其特征在于，所述测光模块包括检测单元、对比单元和遮挡层，所述遮挡层包括至少一个遮挡元件，所述检测单元包括第一光敏元件，所述检测单元用于根据所述第一光敏元件接收到的光照和所述检测单元的输入信号输出检测信号；所述对比单元包括第二光敏元件，所述遮挡层中的至少一个遮挡元件至少覆盖所述第二光敏元件，所述对比单元用于根据所述对比单元的输入信号输出对比信号；其中，所述第一光敏元件和所述第二光敏元件结构相同。本发明还提供一种测光电路和一种电子设备，所述测光电路能够准确地对光照强度进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备领域，具体地，涉及一种测光模块、测光电路和电子设备。
背景技术
很多电子设备上都设置有测光电路，通过该测光电路对环境光或者对照射光进行检测，然后根据检测到的光强度作出不同的反应。例如，在显示设备中，设置测光电路，检测环境光的亮度，并根据环境光亮度调节显示亮度，以获得更好的用户体验。
如何对光线的亮度进行准确的测量成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测光模块、一种测光电路和一种电子设备，所述测光电路能够准确地检测光的亮度。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种测光模块，其中，所述测光模块包括检测单元、对比单元和遮挡层，所述遮挡层包括至少一个遮挡元件，
所述检测单元包括第一光敏元件，所述检测单元用于根据所述第一光敏元件接收到的光照和所述检测单元的输入信号输出检测信号；
所述对比单元包括第二光敏元件，所述遮挡层中的至少一个遮挡元件至少覆盖所述第二光敏元件，所述对比单元用于根据所述对比单元的输入信号输出对比信号；
其中，所述第一光敏元件和所述第二光敏元件结构相同。
优选地，所述第一光敏元件的输入端与所述检测单元的输入端电连接，当所述检测单元的控制端接收到第一控制信号时，所述第一光敏元件的输出端与所述检测单元的输出端导通；
所述第二光敏元件的输入端与所述对比单元的输入端电连接，当所述对比单元的控制端接收到第一控制信号时，所述第二光敏元件的输出端与所述对比单元的输出端导通。
优选地，所述检测单元还包括第一开关元件，所述第一开关元件的控制端形成为所述检测单元的控制端，所述第一开关元件的输入端与所述第一光敏元件的输出端相连，所述第一开关元件的输出端形成为所述检测单元的输出端，所述第一开关单元能够在该第一开关单元的控制端接收到第一控制信号时将该第一开关单元的输入端与输出端导通。
优选地，所述第一开关元件包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的栅极形成为所述第一开关元件的控制端，所述第一开关晶体管的第一极形成为所述第一开关元件的输入端，所述第一开关晶体管的第二极形成为所述第一开关元件的输出端。
优选地，所述对比单元还包括第二开关元件，所述第二开关元件的控制端形成为所述对比单元的控制端，所述第二开关元件的输入端与所述第二光敏元件的输出端相连，所述第二开关元件的输出端形成为所述检测单元的输出端，所述第二开关单元能够在该第二开关单元的控制端接收到第一控制信号时将该第二开关单元的输入端与输出端导通。
优选地，所述第二开关元件包括第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的栅极形成为所述第二开关元件的控制端，所述第二开关晶体管的第一极形成为所述第二开关元件的输入端，所述第二开关晶体管的第二极形成为所述第二开关元件的输出端。
优选地，所述遮挡层包括多个所述遮挡元件，其中，至少一个所述遮挡元件覆盖所述第一开关晶体管，至少一个所述遮挡元件覆盖所述第二开关元件。
优选地，所述检测单元的控制端与所述对比单元的控制端电连接。
优选地，所述第一光敏元件包括第一光敏三极管，所述第一光敏三极管的栅极与恒流电压输入端相连，所述第一光敏三极管的第一极形成为所述第一光敏元件的输入端，所述第一光敏三极管的第二极形成为所述第一光敏元件的输出端，所述第一光敏三极管的栅极接收到所述恒流电压输入端输入的恒流电压时，所述第一光敏三极管的第一极和该第一光敏三极管的第二极导通；
所述第二光敏元件包括第二光敏三极管，所述第二光敏元件的栅极与所述恒流电压输入端相连，所述第二光敏三极管的第一极形成为所述第二光敏元件的输入端，所述第二光敏三极管的第二极形成为所述第二光敏元件的输出端，所述第二光敏三极管的栅极接收到所述恒流电压输入端输入的恒流电压时，所述第二光敏三极管的第一极和该第二光敏三极管的第二极导通。
优选地，所述第一光敏元件包括第一光敏三极管和第一辅助光敏二极管，所述第一光敏三极管的栅极与恒流电压输入端相连，所述第一光敏三极管的第一极与所述第一辅助光敏二极管的阴极相连，所述第一光敏三极管的第二极形成为所述第一光敏元件的输出端，所述第一光敏三极管的栅极接收到所述恒流电压输入端输入的恒流电压时，所述第一光敏三极管的第一极和该第一光敏三极管的第二极导通，所述第一辅助光敏二极管的阳极形成为所述第一光敏元件的输入端；
所述第二光敏元件包括第二光敏三极管和第二辅助光敏二极管，所述第二光敏元件的栅极与所述恒流电压输入端相连，所述第二光敏三极管的第一极与所述第二辅助光敏二极管的阴极相连，所述第二光敏三极管的第二极形成为所述第二光敏元件的输出端，所述第二光敏三极管的栅极接收到所述恒流电压输入端输入的恒流电压时，所述第二光敏三极管的第一极和该第二光敏三极管的第二极导通，所述第二辅助光敏二极管的阳极形成为所述第二光敏元件的输入端。
作为本发明的第二个方面，提供一种测光电路，所述测光电路包括至少一个测光模块，其中，所述测光模块为本发明所提供的上述测光模块，所述测光电路包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端用于根据所述检测单元的输出端输出的信号进行输出，所述第二输出端用于根据所述对比单元的输出端输出的信号进行输出。
优选地，所述测光电路还包括复位模块，所述复位模块的输入端与复位信号端相连，所述复位模块的输出端与所述检测单元的输出端以及所述对比单元的输出端均相连，所述复位模块能够在该复位模块的控制端接收到第一复位信号时将所述复位模块的输入端与所述复位模块的输出端导通。
优选地，所述复位模块包括第一复位晶体管和第二复位晶体管，
所述第一复位晶体管的第一极与所述复位模块的输入端相连，所述第一复位晶体管的栅极与所述复位模块的控制端相连，所述第一复位晶体管的第二极与所述检测单元的输出端相连，所述第一复位晶体管的栅极接收到第一复位信号时，所述第一复位晶体管的第一极和该第一复位晶体管的第二极导通；
所述第二复位晶体管的第一极与所述复位模块的输入端相连，所述第二复位晶体管的栅极与所述复位模块的控制端相连，所述第二复位晶体管的第二极与所述对比单元的输出端相连，所述第二复位晶体管的栅极接收到第一复位信号时，所述第二复位晶体管的第一极和该第二复位晶体管的第二极导通。
优选地，所述测光电路还包括第一稳压输出模块和第二稳压输出模块；
所述第一稳压输出模块包括第一稳压晶体管和第一输出晶体管，所述第一稳压晶体管的栅极与所述检测单元的输出端相连，所述第一稳压晶体管的第一极与第一电平信号端相连，所述第一稳压晶体管的第二极与所述第一输出晶体管的第一极相连，所述第一输出晶体管的第二极与所述测光电路的第一输出端相连；
所述第二稳压输出模块包括第二稳压晶体管和第二输出晶体管，所述第二稳压晶体管的栅极与所述对比单元的输出端相连，所述第二稳压晶体管的第一极与第一电平信号端相连，所述第二稳压晶体管的第二极与所述第二输出晶体管的第一极相连，所述第二输出晶体管的第二极与所述测光电路的第二输出端相连，所述第一输出晶体管的栅极与所述第二输出晶体管的栅极相连。
作为本发明的第三个方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括测光电路，其中，所述测光电路为本发明所提供的上述测光电路，所述电子设备还包括亮度计算模块，所述亮度计算模块的第一输入端与所述检测单元的输出端相连，所述亮度计算模块的第二输入端与所述对比单元的输出端相连，所述亮度计算模块能够根据所述检测单元的输出信号和所述对比单元的输出信号确定所述检测单元受到的光照的强度。
在利用所述测光模块检测光强度时，将检测单元输出的信号除了要受到光照的影响之外，还会受到其他环境因素(例如，寄生电容、其他导电部件产生的电场、自身的漏电流)等影响，而对比单元输出的信号仅受到其他环境因素(例如，寄生电容、其他导电部件产生的电场、自身的漏电流)的影响。因此，将检测单元输出的信号与对比单元输出的信号进行对比，可以抵消其他环境因素对光强检测结果的影响，得到准确的检测结果。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明所提供的测光电路的第一种实施方式的示意图；
图2是本发明所提供的测光电路的第二种实施方式的示意图；
图3是本发明所提供的测光电路的第三种实施方式的示意图；
图4是驱动测光电路的信号时序图。
附图标记说明
110：检测单元 120：对比单元
111、121：遮挡元件 130：复位模块
140：第一输出模块 150：第二输出模块
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的一个方面，提供一种测光模块，其中，如图1至图3中所示，所述测光模块包括检测单元110、对比单元120和遮挡层，所述遮挡层包括至少一个遮挡元件。
检测单元110包括第一光敏元件，该检测单元110用于根据第一光敏元件接收到的光照和检测单元110的输入信号输出检测信号。
对比单元120包括第二光敏元件，遮挡层中的至少一个遮挡元件121至少覆盖所述第二光敏元件，以防止光线照射该第二光敏元件的感光部。并且，对比单元120用于根据所述对比单元的输入信号输出对比信号。
其中，所述第一光敏元件和所述第二光敏元件结构相同。
在本发明中，由于第一光敏元件和第二光敏元件结构相同，因此，光照对第一光敏元件和第二光敏元件的影响也是相同的。
需要解释的是，在没有光照的情况下，如第一光敏元件的输入端和输出端之间存在电压差，第一光敏元件能够导通，使得检测单元110有信号输出。当光照照射第一光敏元件时，第一光敏元件仍然导通，但是，第一光敏元件输出的信号(例如，电压值或者电流值)大小会发生变化，导致检测单元110的输出的信号发生变化。与此同时，第一光敏元件的输出状态还受该第一光敏元件所处的其他环境因素的影响。例如，受其他导电元件产生的电场的影响、该第一光敏元件的漏电流的影响等。
所述第二光敏元件的结构与所述第一光敏元件的结构相同，因此，所述第二光敏元件除了对光照的反应与所述第一光敏元件对光照的反应相同之外，所述第二光敏元件对其他环境因素的反应也与所述第一光敏元件对其他环境因素的反应相同。
在本发明所提供的测光模块中，所述第一光敏元件所处的环境与第二光敏元件所处的环境的差别在于，第一光敏元件受到光照，而所述第二光敏元件在遮挡元件的遮挡之下不会受到光照。
在利用所述测光模块检测光强度时，将检测单元110输出的信号除了要受到光照的影响之外，还会受到其他环境因素(例如，寄生电容、其他导电部件产生的电场、自身的漏电流)等影响，而对比单元120输出的信号仅受到其他环境因素(例如，寄生电容、其他导电部件产生的电场、自身的漏电流)的影响。因此，将检测单元110输出的信号与对比单元120输出的信号进行对比，可以抵消其他环境因素对光强检测结果的影响，得到准确的检测结果。
为了使本领域技术人员对本发明的工作原理更加清楚，下面举一个例子对其进行说明。检测单元110在输入电压为V1、光照强度为A的情况下，输出的电压为V2。该电压V2包括光照以及其他环境因素对输出电压的影响。
对比单元120在输入电压为V1的情况下输出的电压为V3，该电压V3仅包括其他环境因素对输出电压的影响。那么，光照对检测单元110输出的电压的改变为V2-V3。根据该电压变化量可以计算出光照强度。
在本发明中，对如何向检测单元110的输入端以及对比单元120提供输入电压并不做特殊规定。在图1至图3中所示的具体实施方式中，利用输入信号端VD向检测单元110的输入端以及对比单元120提供输入电压。
在本发明中，对如何形成遮挡层并不做特殊的规定。例如，当所述测光模块应用于显示装置中时，可以在形成显示装置的黑矩阵时同步地形成所述遮挡层。即，遮挡层的材料与黑矩阵的材料相同。
为了便于控制，优选地，所述第一光敏元件的输入端与所述检测单元110的输入端电连接，当检测单元110的控制端接收到第一控制信号时，所述第一光敏元件的输出端与检测单元110的输出端导通。
同样地，所述第二光敏元件的输入端与对比单元120的输入端电连接，当对比单元120的控制端接收到第一控制信号时，所述第二光敏元件的输出端与该对比单元120的输出端导通。
在上述实施方式中，可以通过第一控制信号来控制第一光敏元件的输入端和该第一光敏元件所处的检测单元的输出端之间的导通状态。使用者或者操作者可以在需要检测光强度的情况下向检测单元110的控制端提供第一控制信号，而在不需要检测光强度的情况下向检测单元110的控制端提供第二控制信号(当检测单元110的控制端接收到第二控制信号时，第一光敏元件的输出端与检测单元110的输出端断开)，由此可知，检测单元110并非时刻输出信号，从而降低了能耗，并延长了检测单元110中各个元件的使用寿命。第一控制信号和第二控制信号中的一者为高电平信号，另一者为低电平信号。
同样地，对比单元120的控制端接收到第二控制信号时，第二光敏元件的输出端与对比单元110的输出端断开。对比单元120仅在使用者或者操作者可以在需要检测光强度的情况下将第二光敏元件的输出端与对比单元120的输出端导通，从而降低了能耗，并延长了对比单元120中各个元件的使用寿命。
在本发明中，对检测单元110的具体结构并不做特殊的限定，优选地，检测单元110还包括第一开关元件，该第一开关元件的控制端形成为检测单元110的控制端，所述第一开关元件的输入端与所述第一光敏元件的输出端相连，所述第一开关元件的输出端形成为所述检测单元的输出端，所述第一开关单元能够在该第一开关单元的控制端接收到第一控制信号时将该第一开关单元的输入端与输出端导通。
设置第一开关元件的目的在于，确保仅在需要对光线进行检测的时刻向第一光敏元件的输入端提供电信号，在不需要对光线进行检测的时刻不向第一光敏元件的输入端提供电信号，从而可以减少第一光敏元件的工作时间，延长第一光敏元件的使用寿命。
在图1至图3所示的具体实施方式中，所述第一开关元件包括第一开关晶体管T2，该第一开关晶体管T2的栅极形成为所述第一开关元件的控制端，第一开关晶体管T2的第一极形成为所述第一开关元件的输入端，第一开关晶体管T2的第二极形成为所述第一开关元件的输出端。
第一开关晶体管T2为层状结构，可以通过构图工艺形成该第一开关晶体管T2。本发明所提供的测光模块可以应用于显示装置中，因此，可以在制造形成显示装置的像素电路时形成第一开关晶体管T2，从而可以简化显示装置的整体制造工艺。
在本发明中，遮挡层包括多个遮挡元件。在图1至图3中所示的具体实施方式中，遮挡层包括遮挡元件111和遮挡元件121。为了避免环境光对第一开关晶体管T2的状态造成影响，优选地，遮挡层中的遮挡元件111覆盖所述第一开关晶体管T2。利用遮挡元件111覆盖第一开关晶体管T2还可以防止第一开关晶体管T2老化，从而既可以提高检测结果的信噪比，又可以延长第一开关晶体管T2的使用寿命。
在图1至图3中所示的具体实施方式中，第一开关晶体管T2为N型晶体管，第一开关晶体管T2的第一极为该第一开关晶体管T2的源极，第一开关晶体管T2的第二极为该第一开关晶体管T2的漏极。
优选地，对比单元120还包括第二开关元件，该第二开关元件的控制端形成为所述对比单元的控制端，所述第二开关元件的输入端与所述第二光敏元件的输出端相连，所述第二开关元件的输出端形成为所述检测单元的输出端，所述第二开关单元能够在该第二开关单元的控制端接收到第一控制信号时将该第二开关单元的输入端与输出端导通。
与检测单元110中设置的第一开关元件相似，在对比单元120中设置第二开关元件可以确保仅在需要对光线进行检测的时刻向第二光敏元件的输入端提供电信号，在不需要对光线进行检测的时刻不向第二光敏元件的输入端提供电信号，从而可以减少第二光敏元件的工作时间，延长第一光敏元件的使用寿命。
在图1至图3中所示的具体实施方式中，所述第二开关元件包括第二开关晶体管T3，该第二开关晶体管T3的栅极形成为所述第二开关元件的控制端，第二开关晶体管T3的第一极形成为所述第二开关元件的输入端，第二开关晶体管T3的第二极形成为所述第二开关元件的输出端。
第二开关元件包括第二开关晶体管T3的优点与第一开关元件包括第一开关晶体管T1的优点类似，第二开关晶体管T3为层状结构，可以通过构图工艺形成该第二开关晶体管T3。本发明所提供的测光模块可以应用于显示装置中，因此，可以在制造形成显示装置的像素电路时形成第二开关晶体管T3，从而可以简化显示装置的整体制造工艺。
遮挡层可以包括多个遮挡元件。为了避免环境光对第二开关晶体管T3的开关状态造成影响，优选地，遮挡层中的至少一个遮挡元件121覆盖第二开关晶体管T3。
在图1至图3中所示的具体实施方式中，第二开关晶体管T3为N型晶体管，第二开关晶体管T3的第一极为该第二开关晶体管T3的源极，第二开关晶体管T3的第二极为该第二开关晶体管T3的漏极。
利用遮挡元件121覆盖第二开关晶体管T3还可以防止第二开关晶体管T3老化，从而既可以提高检测结果的信噪比，又可以延长第二开关晶体管T3的使用寿命。
优选地，检测单元110的控制端与对比单元120的控制端电连接。检测单元110和对比单元120可以实现同步输出，从而便于对检测单元110和对比单元120的导通状态进行控制，并且便于计算检测结果。
在本发明中，对第一光敏元件和第二光敏元件的具体结构都不做特殊的限制。例如，第一光敏元件和第二光敏元件可以均为光敏薄膜晶体管，一种可选的实施方式是第一光敏元件和第二光敏元件可以均为光敏二极管，也可以均为光敏三极管。
为了便于制造，如图1至图3中所示，所述第一光敏元件包括第一光敏三极管T1，相应地，第一光敏三极管T1的栅极与恒流电压输入端相连，第一光敏三极管T1的第一极形成为所述第一光敏元件的输入端，第一光敏三极管T1的第二极形成为所述第一光敏元件的输出端。第一光敏三极管T1的栅极接收到恒流电压输入端输入的恒流电压时，第一光敏三极管T1的第一极和该第一光敏三极管T1的第二极导通。在本发明中，对恒流电压输入端输入的信号类型并不做特殊的规定。当第一光敏三极管T1为N型晶体管时，恒流电压输入端输入的信号为高电平信号，当第一光敏三极管T1为P型晶体管时，恒流电压输入端输入的信号为低电平信号。
如上文中所述，第一光敏元件的结构与第二光敏元件的结构相同，因此，所述第二光敏元件包括第二光敏三极管T4，第二光敏三极管T4的栅极与所述恒流电压输入端相连，第二光敏三极管T4第一极形成为所述第二光敏元件的输入端，第二光敏三极管T4的第二极形成为所述第二光敏元件的输出端。第二光敏三极管T4的栅极接收到所述恒流电压输入端输入的恒流电压时，第二光敏三极管T4的第一极和该第二光敏三极管T4的第二极导通。
在本发明中，由于栅极与恒流电压输入端相连，因此，第一光敏三极管T1和第二光敏三极管T4均处于导通状态。第一光敏三极管T1能够接收光照，第二光敏三极管T4由于遮挡元件的作用不会接收光照。
在图3中所示的具体实施方式中，所述第一光敏元件包括第一光敏三极管T1和第一辅助光敏二极管D1。第一光敏三极管T1的栅极与恒流电压输入端相连，第一光敏三极管T1的第一极与第一辅助光敏二极管D1的阴极相连，第一光敏三极管T1的第二极形成为所述第一光敏元件的输出端。第一光敏三极管T1的栅极接收到恒流电压输入端输入的恒流电压时，第一光敏三极管T1的第一极和该第一光敏三极管T1的第二极导通。并且，第一辅助光敏二极管D1的阳极形成为所述第一光敏元件的输入端。在本发明中，第一光敏元件的输入端用于输入高电平信号，因此，第一辅助光敏二极管时刻处于导通状态。
相应地，如图3中所示，所述第二光敏元件包括第二光敏三极管T4和第二辅助光敏二极管D2。第二光敏元件T4的栅极与恒流电压输入端相连，第二光敏三极管T4的第一极与第二辅助光敏二极管D2的阴极相连，第二光敏三极管T4的第二极形成为所述第二光敏元件的输出端。第二光敏三极管T4的栅极接收到恒流电压输入端输入的恒流电压时，第二光敏三极管T4的第一极和该第二光敏三极管T4的第二极导通。并且，第二辅助光敏二极管D2的阳极形成为所述第二光敏元件的输入端。容易理解的是，遮挡层中的遮挡元件121覆盖第二辅光敏二极管D2。
设置第一辅助光敏二极管D1可以增加因光照而改变的信号量，从而可以提高检测结果的精度。
作为本发明的第二个方面，提供一种测光电路，所述测光电路包括至少一个测光模块，其中，如图1至3中所示，所述测光模块为本发明所提供的上述测光模块。所述测光电路包括第一输出端Vout1和第二输出端Vout2，第一输出端Vout1用于根据检测单元110的输出端输出的信号进行输出，第二输出端Vout2用于根据对比单元120的输出端输出的信号进行输出。
可以将所述测光电路设置在任何需要测光的电子设备中。例如，可以将测光电路设置在显示装置中，以检测环境光亮度。显示装置可以根据环境光亮度调节显示亮度。如上文中所述，由于测光模块中设置了对比单元，因此，在计算光亮度时，可以排除其他环境因素的影响，从而提高检测精度。
为了进一步提高检测精度，优选地，所述测光电路还包括复位模块130，该复位模块130的输入端与复位信号端Vrst相连，复位模块130的输出端与检测单元110的输出端以及对比单元120的输出端均相连，复位模块130能够在该复位模块130的控制端接收到第一复位信号时将复位模块130的输入端与该复位模块130的输出端导通。
复位模块130的控制端接收到第二复位信号时，该复位模块130的输入端和输出端之间断开。其中，第一复位信号和第二复位信号汇总的一者为高电平信号，另一者为低电平信号。
在利用所述测光电路测光之前，对所述测光模块的检测单元110的输出端以及对比单元120的输出端进行复位，从而可以消除残余电荷的影响，提高检测精度。
在本发明中，当检测单元110的输入端、以及对比单元120的输入端输入的信号均为高电平信号时，复位信号端Vrst输入的复位信号可以为低电平信号。因此，在采集阶段结束后，检测单元110的输出端的电位、以及对比单元120的输出端的电位均较高，因此，在复位阶段，通过将复位模块130的输入端和该复位模块130的输出端导通，可以将处于高电平电位的检测单元110的输出端和对比单元120的输出端下拉至复位信号端Vrst提供的低电平电位。
在本发明中，对复位模块130的具体结构并不做特殊限定。在图1至图3中所示的具体实施方式中，复位模块130包括第一复位晶体管T5和第二复位晶体管T6。
如图1至图3中所示，第一复位晶体管T5的第一极与复位模块130的输入端相连，第一复位晶体管T5的栅极与复位模块130的控制端相连，第一复位晶体管T5的第二极与检测单元110的输出端相连。第一复位晶体管T5的栅极接收到第一复位信号时，该第一复位晶体管T5的第一极和该第一复位晶体管T5的第二极导通，当第一复位晶体管T5的栅极接收到第二复位信号时，该第一复位晶体管T5的第一极和该第一复位晶体管T5的第二极之间断开。
第二复位晶体管T6的第一极与复位模块130的输入端相连，第二复位晶体管T6的栅极与复位模块130的控制端相连，第二复位晶体管T6的第二极与对比单元120的输出端相连。第二复位晶体管T6的栅极接收到第一复位信号时，该第二复位晶体管T6的第一极和该第二复位晶体管T6的第二极导通，第二复位晶体管T6的栅极接收到第二复位信号时，该第二复位晶体管T6的第一极和该第二复位晶体管T6的第二极之间断开。
为了延长第一复位晶体管T5和第二复位晶体管T6的使用寿命，优选地，第一复位晶体管T5、以及第二复位晶体管T6上均设置有遮挡元件。
在本发明的优选实施方式中，检测单元110和对比单元120是同步控制的，因此，对检测单元110和对比单元120进行复位时，检测单元110和对比单元120均处于非工作状态。当复位模块130的控制端接收到第一复位信号时，复位模块130同时对检测单元110的输出端和对比单元120的输出端进行复位。
为了稳定输出信号、便于计算检测结果，优选地，所述测光电路还包括第一稳压输出模块140和第二稳压输出模块150。
如图1至3中所示，第一稳压输出模块140包括第一稳压晶体管T7和第一输出晶体管T9。具体地，第一稳压晶体管T7的栅极与检测单元110的输出端相连，第一稳压晶体管T7的第一极与第一电平信号端V0相连。第一稳压晶体管T7的第二极与所述第一输出晶体管T9的第一极相连，第一输出晶体管T9的第二极与所述测光电路的第一输出端相连。
相应地，第二稳压输出模块150包括第二稳压晶体管T8和第二输出晶体管T10。具体地，第二稳压晶体管T8的栅极与对比单元120的输出端相连，第二稳压晶体管T8的第一极与第一电平信号端V0相连。第二稳压晶体管T8的第二极与第二输出晶体管T10的第一极相连，第二输出晶体管T10的第二极与所述测光电路的第二输出端相连，第一输出晶体管T9的栅极与第二输出晶体管T10的栅极相连。
在本发明中，第一稳压晶体管T7和第二稳压晶体管T8起到跟随稳压的作用。
第一稳压晶体管T7的输出电压随着该第一稳压晶体管T7的栅极电压改变而改变，并且，第一稳压晶体管T7输出的电压信号更加稳定。第一输出晶体管T9的栅极接收到是的该第一输出晶体管T9导通的信号时，第一输出晶体管T9的第一极和第二极导通，将经过第一稳压晶体管T7稳压后的电压输出。
第二稳压晶体管T8的输出电压随着该第二稳压晶体管T8的栅极电压改变而改变。第二输出晶体管T10的栅极接收到是的该第二输出晶体管T10导通的信号时，第二输出晶体管T10的第一极和第二极导通，将经过第二稳压晶体管T8稳压后的电压输出。
为了延长使用寿命，第一稳压晶体管T7、第二稳压晶体管T8、第一输出晶体管T9和第二输出晶体管T10均覆盖有所述遮挡元件。
在图1至图3中所示的具体实施方式中，第一稳压晶体管T7和第二稳压晶体管T8均为N型晶体管，第一电平信号端V0输入的第一电平信号为高电平信号。当第一稳压晶体管T7和第二稳压晶体管T8为P型晶体管时，第一电平信号端输入的第一电平信号为低电平信号。在本发明中，第一电平信号端V0可以与直流电源相连。
在本发明中，对一个测光电路中所包括的测光模块的具体数量并不做特殊的规定，例如，在图1和图3中所示的实施方式中，一个所述测光电路包括一个测光模块。
当然，本发明并不限于图1中所示的具体实施方式。所述测光电路还可以包括多个测光模块，为了便于制造，优选地，多个测光模块排列为多行。在图2中所示的具体实施方式中，测光电路包括排列为四行的四个测光模块。
下面结合图4中的信号时序图介绍所述测光电路的工作原理。在本发明中，第一光敏元件包括第一光敏三极管T1，,第二光敏元件包括第二光敏三极管T4，第一光敏三极管T1的栅极和第二光敏三极管T4的栅极均与第一检测栅线Gate1相连，检测单元110的控制端以及对比单元120的控制端均与第二检测栅线Gate2相连。测光电路的复位模块的控制端与复位栅线Gate 3相连，第一稳压输出模块140的控制端以及第二稳压输出模块150的控制端均与输出栅线Gate4相连。在本发明中，所有的薄膜晶体管均为高电平导通、低电平截止的N型晶体管。第一光敏三极管T1的第一极与输入信号端VD相连，输入信号端VD为检测单元110提供输入信号。第二光敏三极管T4的第一极与输入信号端VD相连，输入信号端VD为对比单元120提供输入信号。
在本发明所提供的测光电路中，一个工作阶段包括两个子阶段：复位子阶段t1和采集子阶段t2。在复位子阶段t1和采集子阶段t2，向第一检测栅线Gate1提供的恒流电压为高电平电压。第一检测栅线Gate1提供的高电平电压为使得第一光敏三极管T1、以及第二光敏三极管T4的光特性最佳的电压。
在复位子阶段t1中，向复位栅线Gate3提供高电平信号，向第一检测栅线Gate1提供高电平信号，向输出栅线Gate4提供低电平信号。复位子阶段包括第一复位子阶段t11和第二复位子阶段t12。
在第一复位子阶段t11，向第二检测栅线Gate2提供第一电平信号，光敏三极管T1、第一控制晶体管T2、第二控制晶体管T3、光敏三极管T4导通。第一复位晶体管T5和第二复位晶体管T6均导通，从而可以将检测单元110的在上一个工作周期积累的电荷放至该检测单元110的输出端，并将对比单元120的上个工作周期积累的电荷放至该对比单元120的输出端。
在第二复位子阶段t12，向第二检测栅线Gate2提供第二电平信号，光敏三极管T1、第一控制晶体管T2、第二控制晶体管T3、光敏三极管T4均截止，第一复位晶体管T5和第二复位晶体管T6均到庭，从而可以将检测单元110的输出端以及对比单元120的输出端均下拉至复位信号端Vrst输入的复位电压。其中，第二电平信号为与第一电平信号反向的低电平信号。
在采集子阶段t2，向复位栅线Gate3提供低电平信号，向第一检测栅线Gate1提供高电平信号，向第二检测栅线Gate2提供高电平信号，向输出栅线Gate4提供高电平信号。在采集子阶段t2，光敏三极管T1、第一控制晶体管T2、第二控制晶体管T3、光敏三极管T4、第一稳压晶体管T7、第一输出晶体管T9、第二稳压晶体管T8、第二输出晶体管T10均导通。第一输出晶体管T9输出的信号Vout1与第二输出晶体管T10输出的信号Vout2相减，可以得出光照对检测单元110输出的影响。通过光与电信号换算关系可以得出光强值。
优选地，复位子阶段t1与采集子阶段t2之间存在时间间隔，从而可以使得检测单元的输出端的电压以及对比单元的电压更加稳定，并确保最终计算获得的光强度更加准确。
作为本发明的第三个方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括测光电路，其中，所述测光电路为本发明所提供的上述测光电路，所述电子设备还包括亮度计算模块，所述亮度计算模块的第一输入端与所述检测电路的第一输出端相连，所述亮度计算模块的第二输入端与所述检测电路的第二输出端相连，所述亮度计算模块能够根据所述检测电路的第一输出端输出的信号与所述检测电路的第二输出端输出的信号确定所述检测单元受到的光照的强度。
如上文中所述，所述测光电路在检测光信号的强度时，可以消除漏电流、和其他环境因素的影响，从而具有较高的检测精度。
在本发明中，对电子设备的具体结构并不做特殊的要求。例如，所述电子设备可以是包括显示面板的显示装置。具体地，所述电子设备还包括亮度调节模块，所述测光电路设置在所述显示面板上，所述亮度调节模块能够根据所述亮度计算模块确定的环境亮度调节所述显示面板的显示亮度。
在本发明中，可以在形成显示面板中的像素电路时形成所述测光电路，从而可以提高电子设备的集成性。
进一步优选地，可以将测光电路设置在显示面板的非显示区。
当然，本发明并不限于此，例如，可以将测光电路集成在芯片上，然后将芯片与显示面板电连接。
在本发明中，所述电子设备可以是手机、平板电脑、电视机、电子纸阅读器、GPS导航仪等电子设备。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种测光模块，其特征在于，所述测光模块包括检测单元、对比单元和遮挡层，所述遮挡层包括至少一个遮挡元件，
所述检测单元包括第一光敏元件，所述检测单元用于根据所述第一光敏元件接收到的光照和所述检测单元的输入信号输出检测信号；
所述对比单元包括第二光敏元件，所述遮挡层中的至少一个遮挡元件至少覆盖所述第二光敏元件，所述对比单元用于根据所述对比单元的输入信号输出对比信号；
其中，所述第一光敏元件和所述第二光敏元件结构相同，所述第一光敏元件的输入端与所述检测单元的输入端电连接，当所述检测单元的控制端接收到第一控制信号时，所述第一光敏元件的输出端与所述检测单元的输出端导通；
所述第二光敏元件的输入端与所述对比单元的输入端电连接，当所述对比单元的控制端接收到第一控制信号时，所述第二光敏元件的输出端与所述对比单元的输出端导通，
所述第一光敏元件包括第一光敏三极管和第一辅助光敏二极管，所述第一光敏三极管的栅极与恒流电压输入端相连，所述第一光敏三极管的第一极与所述第一辅助光敏二极管的阴极相连，所述第一光敏三极管的第二极形成为所述第一光敏元件的输出端，所述第一辅助光敏二极管的阳极形成为所述第一光敏元件的输入端；
所述第二光敏元件包括第二光敏三极管和第二辅助光敏二极管，所述第二光敏元件的栅极与所述恒流电压输入端相连，所述第二光敏三极管的第一极与所述第二辅助光敏二极管的阴极相连，所述第二光敏三极管的第二极形成为所述第二光敏元件的输出端，所述第二辅助光敏二极管的阳极形成为所述第二光敏元件的输入端。
2.根据权利要求1所述的测光模块，其特征在于，所述检测单元还包括第一开关元件，所述第一开关元件的控制端形成为所述检测单元的控制端，所述第一开关元件的输入端与所述第一光敏元件的输出端相连，所述第一开关元件的输出端形成为所述检测单元的输出端，所述第一开关单元能够在该第一开关单元的控制端接收到第一控制信号时将该第一开关单元的输入端与输出端导通。
3.根据权利要求2所述的测光模块，其特征在于，所述第一开关元件包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的栅极形成为所述第一开关元件的控制端，所述第一开关晶体管的第一极形成为所述第一开关元件的输入端，所述第一开关晶体管的第二极形成为所述第一开关元件的输出端。
4.根据权利要求1或2所述的测光模块，其特征在于，所述对比单元还包括第二开关元件，所述第二开关元件的控制端形成为所述对比单元的控制端，所述第二开关元件的输入端与所述第二光敏元件的输出端相连，所述第二开关元件的输出端形成为所述检测单元的输出端，所述第二开关单元能够在该第二开关单元的控制端接收到第一控制信号时将该第二开关单元的输入端与输出端导通。
5.根据权利要求3所述的测光模块，其特征在于，所述对比单元还包括第二开关元件，所述第二开关元件的控制端形成为所述对比单元的控制端，所述第二开关元件的输入端与所述第二光敏元件的输出端相连，所述第二开关元件的输出端形成为所述检测单元的输出端，所述第二开关单元能够在该第二开关单元的控制端接收到第一控制信号时将该第二开关单元的输入端与输出端导通。
6.根据权利要求5所述的测光模块，其特征在于，所述第二开关元件包括第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的栅极形成为所述第二开关元件的控制端，所述第二开关晶体管的第一极形成为所述第二开关元件的输入端，所述第二开关晶体管的第二极形成为所述第二开关元件的输出端。
7.根据权利要求6所述的测光模块，其特征在于，所述遮挡层包括多个所述遮挡元件，其中，至少一个所述遮挡元件覆盖所述第一开关晶体管，至少一个所述遮挡元件覆盖所述第二开关元件。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的测光模块，其特征在于，所述检测单元的控制端与所述对比单元的控制端电连接。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的测光模块，其特征在于，所述第一光敏三极管的栅极接收到所述恒流电压输入端输入的恒流电压时，所述第一光敏三极管的第一极和该第一光敏三极管的第二极导通；
所述第二光敏三极管的栅极接收到所述恒流电压输入端输入的恒流电压时，所述第二光敏三极管的第一极和该第二光敏三极管的第二极导通。
10.一种测光电路，所述测光电路包括至少一个测光模块，其特征在于，所述测光模块为权利要求1至9中任意一项所述的测光模块，所述测光电路包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端用于根据所述检测单元的输出端输出的信号进行输出，所述第二输出端用于根据所述对比单元的输出端输出的信号进行输出。
11.根据权利要求10所述的测光电路，其特征在于，所述测光电路还包括复位模块，所述复位模块的输入端与复位信号端相连，所述复位模块的输出端与所述检测单元的输出端以及所述对比单元的输出端均相连，所述复位模块能够在该复位模块的控制端接收到第一复位信号时将所述复位模块的输入端与所述复位模块的输出端导通。
12.根据权利要求11所述的测光电路，其特征在于，所述复位模块包括第一复位晶体管和第二复位晶体管，
所述第一复位晶体管的第一极与所述复位模块的输入端相连，所述第一复位晶体管的栅极与所述复位模块的控制端相连，所述第一复位晶体管的第二极与所述检测单元的输出端相连，所述第一复位晶体管的栅极接收到第一复位信号时，所述第一复位晶体管的第一极和该第一复位晶体管的第二极导通；
所述第二复位晶体管的第一极与所述复位模块的输入端相连，所述第二复位晶体管的栅极与所述复位模块的控制端相连，所述第二复位晶体管的第二极与所述对比单元的输出端相连，所述第二复位晶体管的栅极接收到第一复位信号时，所述第二复位晶体管的第一极和该第二复位晶体管的第二极导通。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的测光电路，其特征在于，所述测光电路还包括第一稳压输出模块和第二稳压输出模块；
所述第一稳压输出模块包括第一稳压晶体管和第一输出晶体管，所述第一稳压晶体管的栅极与所述检测单元的输出端相连，所述第一稳压晶体管的第一极与第一电平信号端相连，所述第一稳压晶体管的第二极与所述第一输出晶体管的第一极相连，所述第一输出晶体管的第二极与所述测光电路的第一输出端相连；
所述第二稳压输出模块包括第二稳压晶体管和第二输出晶体管，所述第二稳压晶体管的栅极与所述对比单元的输出端相连，所述第二稳压晶体管的第一极与第一电平信号端相连，所述第二稳压晶体管的第二极与所述第二输出晶体管的第一极相连，所述第二输出晶体管的第二极与所述测光电路的第二输出端相连，所述第一输出晶体管的栅极与所述第二输出晶体管的栅极相连。
14.一种电子设备，所述电子设备包括测光电路，其特征在于，所述测光电路为权利要求10至12中任意一项所述的测光电路，所述电子设备还包括亮度计算模块，所述亮度计算模块的第一输入端与所述检测单元的输出端相连，所述亮度计算模块的第二输入端与所述对比单元的输出端相连，所述亮度计算模块能够根据所述检测单元的输出信号和所述对比单元的输出信号确定所述检测单元受到的光照的强度。
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