CN111412985B - 一种光感检测装置及显示终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光感检测装置和显示终端，所述光感检测装置包括第一开关管、第二开关管、第一电阻以及第二电阻，其中所述第一开关管的输入端与控制端连接并接收驱动电压，所述第一开关管的输出端输出第一信号并通过所述第一电阻接地；所述第二开关管的输入端与控制端连接并接收所述驱动电压，所述第二开关管的输出端输出第二信号并通过所述第二电阻接地；所述第一开关管设置在透光区域以感应环境光，所述第二开关管设置在遮光区域。本发明提供的光感检测装置及显示终端，能够通过双开关管结构消除温度漂移影响，且采样信号可以直接作为差分信号进行处理，简化了电路结构，有效提高了用户体验，降低了生产成本。

Description

一种光感检测装置及显示终端
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种光感检测装置及显示终端。
背景技术
在现有的显示终端的背光自动调整系统中，光感测机制会采用差分结构以提高检测结果的灵敏度和线性度，增强抗干扰能力。在这种光感测机制的使用中，由于电荷俘获的机理，晶体管器件的阈值电压会随着栅极加偏压时间的增加发生漂移，转移特性曲线发生整体偏移。目前IVO a-Si TFT光sensor处理电路存在驱动复杂、无法消除温度漂移及无法实现差分处理等缺点，造成处理困难，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光感检测装置及显示终端，能够通过双开关管结构消除温度漂移影响，且采样信号可以作为差分信号进行处理，简化了电路结构，有效降低了成本。
本发明首先提供一种光感检测装置，具体地，所述光感检测装置包括第一开关管、第二开关管、第一电阻以及第二电阻，其中：所述第一开关管的输入端与控制端连接并接收驱动电压，所述第一开关管的输出端输出第一信号并通过所述第一电阻接地；所述第二开关管的输入端与控制端连接并接收所述驱动电压，所述第二开关管的输出端输出第二信号并通过所述第二电阻接地；所述第一开关管设置在透光区域以感应环境光，所述第二开关管设置在遮光区域。
进一步地，所述光感检测装置还包括处理模块，所述处理模块分别与所述第一开关管的输出端和所述第二开关管的输出端相连，根据所述第一信号和所述第二信号，对应控制所述驱动电压的占空比。
进一步地，所述处理模块根据所述第一信号和所述第二信号，计算当前环境的光照度，在光照度相对基准度降低时增加所述驱动电压的占空比，在光照度相对基准度增加时减小所述驱动电压的占空比。
进一步地，所述处理模块根据所述第一信号和所述第二信号，计算当前环境的光照度，在低照度区间时输出占空比为第一占空比的驱动电压，在高照度区间时输出占空比为第二占空比的驱动电压，在基准照度区间输出占空比为第三占空比的驱动电压。
进一步地，所述光感检测装置还包括第一单向电路、第二单向电路、第一储能电容和第二储能电容，其中：
所述第一单向电路和所述第一储能电容串联在所述第一开关管和所述第一电阻的公共端与地之间，所述第一储能电容的第一端接地，第二端输出第三信号；
所述第二单向电路和所述第二储能电容串联在所述第二开关管和所述第二电阻的公共端与地之间，所述第二储能电容的第一端接地，第二端输出第四信号。
进一步地，所述单向电路选自二极管电路、三极管电路、场效应管电路、运放电路及积分电路中的任意一种。
进一步地，所述处理模块还包括第一差分放大单元、第二差分放大单元、微处理器和驱动电压输出单元，其中：
所述第一差分放大单元与所述微处理器连接，用于接收所述第一信号和第二信号作为差分输入信号，并输出光感信号至所述微处理器；
所述第二差分放大单元与所述微处理器连接，用于接收所述第三信号和所述第四信号作为差分输入信号，并输出积分信号至所述微处理器；
所述微处理器与所述驱动电压输出单元连接，用于根据接收的所述光感信号和所述积分信号，输出调空信号至所述驱动电压输出单元；
所述驱动电压输出单元用于根据接收的所述调空信号，输出对应占空比的驱动电压。
进一步地，所述处理模块设置有校准接口，所述校准接口用于根据设定光照度下的响应曲线重新设置所述第一信号和所述第二信号与所述占空比的对应关系，以使所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号及所述第四信号准确反映当前环境的光照度。
进一步地，所述驱动电压为周期性交流电压，每一周期包括第一时段和第二时段，在第一时段内所述驱动电压大于零，在第二时段内所述驱动电压小于或等于零。
其次，本发明还提供了一种显示终端，具体地，所述显示终端包括显示面板、背光源、背光驱动电路和如上任一项所述的光感检测装置，其中：所述背光源与所述背光驱动电路相连，用于为所述显示面板提供背光光源；所述背光驱动电路与所述光感检测装置相连，用于根据所述第一信号和所述第二信号的差值，为所述背光源提供背光电压。
本发明提供的光感检测装置及显示终端，能够通过双开关管结构消除温度漂移影响，且采样信号可以直接作为差分信号进行处理，简化了电路结构，有效提高了用户体验，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明一实施例光感检测装置的电路图。
图2为本发明另一实施例光感检测装置的电路图。
图3为本发明一实施例处理模块的方框图。
图4为本发明一实施例显示终端的方框图。
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。
在本发明的第一个方面，本发明首先提供一种光感检测装置，图1为本发明一实施例光感检测装置的电路图。
如图1所示，在一实施例中，光感检测装置包括第一开关管T1、第二开关管T2、第一电阻R1以及第二电阻R2。
具体地，第一开关管T1的输入端与控制端连接并接收驱动电压Vd，第一开关管T1的输出端输出第一信号V1并通过第一电阻R1接地。第二开关管T2的输入端与控制端连接并接收驱动电压Vd，第二开关管T2的输出端输出第二信号V2并通过第二电阻R2接地。第一开关管T1设置在透光区域以感应环境光，第二开关管T2设置在遮光区域。
请参考图1，本实施例为双开关管结构的对称差分电路，第一开关管T1为光感应开关管。在其他实施例中，第二开关管T2也是光感应开关管。通过将第一开关管T1设置在透光区域以感应环境光强度，输出感光信号即第一信号V1；将第二开关管T2设置在遮光区域以输出无光信号即第二信号V2。在一实施例中，第一信号V1可以直接作为感光信号来反映当前环境的光强度。在另一实施例中，由于第一信号V1和第二信号V2均包括开关管自身产生的温度噪声，因此可以利用第一信号V1和第二信号V2的电压差作为相对纯粹的感光信号来反映当前环境光强度。
在一实施例中，驱动电压Vd为直流电压。由于感光开关管的工作特性，例如a-SiTFT器件的阈值电压会随着栅极加偏压的时间不同而发生漂移，其转移特性曲线出现整体偏移。因此，在另一实施例中，驱动电压Vd为周期性交流电压，每一周期包括第一时段和第二时段，在第一时段内驱动电压Vd大于零，在第二时段内驱动电压Vd小于或等于零。
将驱动电压Vd设置为周期性的交流电压，使第一开关管T1和第二开关管T2的输入端和输出端不会固定在相同的偏压下工作，抑制了开关管的转移特性曲线偏移问题，减轻了开关管的劣化速度。
在一实施例中，光感检测装置还包括处理模块，处理模块分别与第一开关管T1的输出端和第二开关管T2的输出端相连，根据第一信号V1和第二信号V2，对应控制驱动电压Vd的占空比。
在低照度条件下，由于开关管的漏电流较小，为了增加可检测性，因此设置处理模块控制驱动电压Vd的占空比适当增加。在高照度条件下，开关管的漏电流较大，为了避免漏电饱和现象，因此设置处理模块控制驱动电压Vd的占空比适当减小。
在一实施例中，处理模块根据第一信号V1和第二信号V2，计算当前环境的光照度，在光照度相对基准度降低时增加驱动电压Vd的占空比，在光照度相对基准度增加时减小驱动电压Vd的占空比。
预先在处理模块中设置光照的基准度，将检测到当前环境的光照度与预设的基准度做比较，相对基准度降低时，就控制增加驱动电压Vd的占空比；相对基准度增加时，就控制减小驱动电压Vd的占空比。增加和减小可以是线性变化的，也可以是阶梯的逐级变化。
在另一实施例中，处理模块根据第一信号V1和第二信号V2，计算当前环境的光照度，在低照度区间时输出占空比为第一占空比的驱动电压Vd，在高照度区间时输出占空比为第二占空比的驱动电压Vd，在基准照度区间输出占空比为第三占空比的驱动电压Vd。
将光照度分为多个区间，处理模块先判断检测到的当前环境的光照度位于哪个照度区间，进而输出占空比为该照度区间对应占空比的驱动电压Vd。
在一实施例中，光感检测装置还包括第一单向电路、第二单向电路、第一储能电容和第二储能电容。单向电路可选自二极管电路、三极管电路、场效应管电路、运放电路及积分电路中的任意一种。这些可实现单向电路的电路均可以实现对第一信号V1和第二信号V2分别进行积分功能。
图2为本发明另一实施例光感检测装置的电路图。
如图2所示，并请参考图1，第一单向电路用二极管D1实现，第二单向电路用二极管D2实现。在图1实施例的基础上，二极管D1和第一储能电容C1串联在第一开关管T1和第一电阻R1的公共端与地之间，第一储能电容C1的第一端接地，第二端输出第三信号V3。二极管D2和第二储能电容C2串联在第二开关管T2和第二电阻R2的公共端与地之间，第二储能电容C2的第一端接地，第二端输出第四信号V4。
由于在低照度环境下第一信号V1和第二信号V2的电压差幅度可能太小，为了增加可检测性，增加单向电路可对第一信号V1和第二信号V2分别进行积分，并分别通过储能电容对信号进行存储，以输出第三信号V3和第四信号V4进行检测信号的补偿。
图3为本发明一实施例处理模块的方框图。
在一实施例中，处理模块还包括第一差分放大单元31、第二差分放大单元32、微处理器33和驱动电压输出单元34。
具体地，第一差分放大单元31与微处理器33连接，用于接收第一信号V1和第二信号V2作为差分输入信号，并输出光感信号F至微处理器33。第二差分放大单元32与微处理器33连接，用于接收第三信号V3和第四信号V4作为差分输入信号，并输出积分信号E至微处理器33。微处理器33与驱动电压输出单元34连接，用于根据接收的光感信号F和积分信号E，输出调空信号C至驱动电压输出单元34。驱动电压输出单元34用于根据接收的调空信号C，输出对应占空比的驱动电压Vd。
通过差分放大单元对原始光感检测信号进行差分计算并放大，然后分别发送至微处理器33进行计算判断。微处理器33计算出当前环境的光照度后，输出调空信号C以控制驱动电压输出单元34输出对应占空比的驱动电压Vd。
在一实施例中，微控制器根据光感信号F判断当前环境的光照条件，再决定是否对驱动电压Vd的占空比进行调整。
在一实施例中，处理模块设置有校准接口，校准接口用于根据设定光照度下的响应曲线重新设置第一信号V1和第二信号V2与占空比的对应关系，以使第一信号V1、第二信号V2、第三信号V3及第四信号V4准确反映当前环境的光照度。
处理模块需要在不同的照度环境下控制驱动电压Vd的占空比进行改变，但不同的开关管的特性有差异，从而造成不同的响应曲线。因此，不同的光感检测装置可能需要不同的占空比改变量，以补偿不同的响应斜率。
在一实施例中，通过参考特定环境光照条件与光感信号F的关系，经校准接口调整驱动电压Vd的占空比查找数据表，以实施特定器件的校准，使环境光与积分信号可以达到准确映射。
其次，本发明还提供了一种显示终端。图4为本发明一实施例显示终端的方框图。
如图4所示，显示终端包括显示面板41、背光驱动电路42、背光源43和如上述的光感检测装置44。
具体地，背光源43与背光驱动电路42相连，用于为显示面板41提供背光光源。背光驱动电路42与光感检测装置44相连，用于根据第一信号V1和第二信号V2的差值，为背光源43提供适合于当前光照环境的背光电压。
本发明提供的光感检测装置及显示终端，能够通过双开关管结构消除温度漂移影响，且采样信号可以直接作为差分信号进行处理，简化了电路结构，有效提高了用户体验，降低了生产成本。
在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。
在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。
在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光感检测装置，其特征在于，包括第一开关管、第二开关管、第一电阻以及第二电阻，其中：
所述第一开关管的输入端与控制端连接并接收驱动电压，所述第一开关管的输出端输出第一信号并通过所述第一电阻接地；
所述第二开关管的输入端与控制端连接并接收所述驱动电压，所述第二开关管的输出端输出第二信号并通过所述第二电阻接地；
所述第一开关管设置在透光区域以感应环境光，所述第二开关管设置在遮光区域；
所述驱动电压为周期性交流电压。
2.如权利要求1所述的光感检测装置，其特征在于，所述光感检测装置还包括处理模块，所述处理模块分别与所述第一开关管的输出端和所述第二开关管的输出端相连，根据所述第一信号和所述第二信号，对应控制所述驱动电压的占空比。
3.如权利要求2所述的光感检测装置，其特征在于，所述处理模块根据所述第一信号和所述第二信号，计算当前环境的光照度，在光照度相对基准度降低时增加所述驱动电压的占空比，在光照度相对基准度增加时减小所述驱动电压的占空比。
4.如权利要求2所述的光感检测装置，其特征在于，所述处理模块根据所述第一信号和所述第二信号，计算当前环境的光照度，在低照度区间时输出占空比为第一占空比的驱动电压，在高照度区间时输出占空比为第二占空比的驱动电压，在基准照度区间输出占空比为第三占空比的驱动电压。
5.如权利要求2所述的光感检测装置，其特征在于，所述光感检测装置还包括第一单向电路、第二单向电路、第一储能电容和第二储能电容，其中：
所述第一单向电路和所述第一储能电容串联在所述第一开关管和所述第一电阻的公共端与地之间，所述第一储能电容的第一端接地，第二端输出第三信号；
所述第二单向电路和所述第二储能电容串联在所述第二开关管和所述第二电阻的公共端与地之间，所述第二储能电容的第一端接地，第二端输出第四信号。
6.如权利要求5所述的光感检测装置，其特征在于，所述单向电路选自二极管电路、三极管电路、场效应管电路、运放电路及积分电路中的任意一种。
7.如权利要求5所述的光感检测装置，其特征在于，所述处理模块还包括第一差分放大单元、第二差分放大单元、微处理器和驱动电压输出单元，其中：
所述第一差分放大单元与所述微处理器连接，用于接收所述第一信号和第二信号作为差分输入信号，并输出光感信号至所述微处理器；
所述第二差分放大单元与所述微处理器连接，用于接收所述第三信号和所述第四信号作为差分输入信号，并输出积分信号至所述微处理器；
所述微处理器与所述驱动电压输出单元连接，用于根据接收的所述光感信号和所述积分信号，输出调空信号至所述驱动电压输出单元；
所述驱动电压输出单元用于根据接收的所述调空信号，输出对应占空比的驱动电压。
8.如权利要求5所述的光感检测装置，其特征在于，所述处理模块设置有校准接口，所述校准接口用于根据设定光照度下的响应曲线重新设置所述第一信号和所述第二信号与所述占空比的对应关系，以使所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号及所述第四信号准确反映当前环境的光照度。
9.如权利要求1所述的光感检测装置，其特征在于，所述驱动电压为周期性交流电压，每一周期包括第一时段和第二时段，在第一时段内所述驱动电压大于零，在第二时段内所述驱动电压小于或等于零。
10.一种显示终端，其特征在于，包括显示面板、背光源、背光驱动电路和如权利要求1-9任一项所述的光感检测装置，其中：
所述背光源与所述背光驱动电路相连，用于为所述显示面板提供背光光源；
所述背光驱动电路与所述光感检测装置相连，用于根据所述第一信号和所述第二信号的差值，为所述背光源提供背光电压。
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