CN111579073A - 光学感测电路与应用其的判断光线颜色的方法 - Google Patents
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Abstract
一种光学感测电路,包括一电容、一与电容电性连接的光敏单元、一补偿单元、及一开关元件。光敏单元包括第一光敏晶体管,用以感测第一颜色。补偿单元包括第二光敏晶体管,用以感测第二颜色。第二颜色与第一颜色的频谱不重叠。当光线照射时,光敏单元产生第一电流,补偿单元产生第二电流。第二电流用以降低第一电流对电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。于开关元件导通时,电容的电压被读取,以判断光线的颜色。第一光敏晶体管的栅极或第二光敏晶体管的栅极的电压电位为可调。
Description
技术领域
本发明是有关于一种光学感测电路与应用其的判断光线颜色的方法。
背景技术
传统的光学感测电路具有相互耦接的一薄膜晶体管(TFT)元件(光敏晶体管)与一电容。当特定颜色的光源照射在光学感测电路时,关闭的非晶硅薄膜晶体管元件会产生光漏电流,此光漏电流将使得电容在照光的过程中放电而产生电压变化。可借由电容电压的改变,来达到检测是否有光学信号输入的目的。
然此种光学感测电路若在强环境光下,例如是在环境白光存在的情况下,会有误动作产生。而且,薄膜晶体管(TFT)元件在长时间照光之下,会有临界电压(Vth)偏移(Shift)的问题产生。如何解决上述的因环境白光存在的情况所导致的误动作产生的问题,乃目前业界所致力解决的方向之一。
发明内容
根据本发明的一实施例,提供一种光学感测电路,包括一电容、一光敏单元、一补偿单元、及一开关元件。光敏单元与电容电性连接,光敏单元包括一第一光敏晶体管,光敏单元用以感测一第一颜色。补偿单元与电容电性连接,补偿单元包括一第二光敏晶体管。补偿单元用以感测一第二颜色,第二颜色对应的频谱与第一颜色对应的频谱不重叠。开关元件与电容电性连接。其中,当一光线照射光敏单元与补偿单元时,光线对应至第一颜色的一第一光成分使光敏单元产生一第一电流,光线对应至第二颜色的一第二光成分使补偿单元产生一第二电流。第二电流用以降低第一电流对电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。其中,于开关元件导通时,电容的电压被读取,以作为判断光线颜色的信息。其中,第一光敏晶体管的栅极与第二光敏晶体管的栅极至少二者其中之一的电压电位为可调。
根据本发明的另一实施例,提供一种光学感测电路,包括一电容、一光敏单元、一补偿单元、及一开关元件。光敏单元与电容电性连接。光敏单元包括一第一光敏晶体管,光敏单元用以感测一第一颜色。补偿单元与电容电性连接,补偿单元包括一第二光敏晶体管,补偿单元用以感测一第二颜色,第二颜色对应的频谱与第一颜色对应的频谱不重叠。开关元件与电容电性连接。其中,当一光线照射光敏单元与补偿单元时,光线对应至第一颜色的一第一光成分使光敏单元产生一第一电流,光线对应至第二颜色的一第二光成分使补偿单元产生一第二电流,第二电流用以降低第一电流对电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。其中,于开关元件导通时,电容的电压被读取,以作为判断光线颜色的信息。其中,第一光敏晶体管与第二光敏晶体管为二极管连接的薄膜晶体管。
根据本发明的又一实施例,提供一种应用光学感测电路判断光线颜色的方法,包括以下步骤:提供一光学感测电路,光学感测电路包括一电容、一光敏单元、一补偿单元、及一开关元件。光敏单元与电容电性连接,光敏单元包括一第一光敏晶体管,光敏单元用以感测一第一颜色。补偿单元与电容电性连接,补偿单元包括一第二光敏晶体管,补偿单元用以感测一第二颜色。第二颜色对应的频谱与第一颜色对应的频谱不重叠。开关元件与电容电性连接。第一光敏晶体管的一端接收一操作信号。开关元件由一扫描信号所控制。于一重置期间,操作信号具有一第一电压,以重置电容的电压值。于一感测期间,操作信号具有一第二电压,以使当光线照射光敏单元与补偿单元时,光线对应至第一颜色的第一光成分使光敏单元产生第一电流,光线对应至第二颜色的第二光成分使补偿单元产生第二电流。第二电流用以降低第一电流对电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。于一取样期间,扫描信号为致能,以使开关元件导通来使电容的电压被读取,以作为判断光线颜色的信息。其中,第一光敏晶体管的栅极与第二光敏晶体管的栅极至少二者其中之一的电压电位为可调。
根据本发明的再一实施例,提供一种应用光学感测电路判断光线颜色的方法,包括以下步骤:提供一光学感测电路,光学感测电路包括一电容、一光敏单元、一补偿单元、及一开关元件。光敏单元与电容电性连接,光敏单元包括一第一光敏晶体管,光敏单元用以感测一第一颜色。补偿单元与电容电性连接,补偿单元包括一第二光敏晶体管,补偿单元用以感测一第二颜色。第二颜色对应的频谱与第一颜色对应的频谱不重叠。开关元件与电容电性连接。第一光敏晶体管的一端接收一操作信号,开关元件由一扫描信号所控制。于一重置期间,操作信号具有一第一电压,以重置电容的电压值。于一感测期间,操作信号具有一第二电压,以使当光线照射光敏单元与补偿单元时,光线对应至第一颜色的第一光成分使光敏单元产生第一电流,光线对应至第二颜色的第二光成分使补偿单元产生第二电流,第二电流用以降低第一电流对电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。于一取样期间,扫描信号为致能,以使开关元件导通来使电容的电压被读取,以作为判断光线颜色的信息。其中,第一光敏晶体管与第二光敏晶体管为二极管连接的薄膜晶体管。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的一实施例的光学感测电路的电路图。
图2A~2C为图1的光学感测电路的操作示意图。
图3为光学感测电路的相关信号波形图。
图4为于环境光为2000勒克斯(lux),且有红色输入光源的情况下,图1的光学感测电路的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。
图5为于环境光为2000勒克斯(lux),且无输入光源的情况下,图1的光学感测电路的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。
图6为将第一控制信号G_Tp1的低电位电压设为2V,于环境光为2000勒克斯(lux),且有输入光源的情况下,图1的光学感测电路的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。
图7为将第一控制信号G_Tp1的低电位电压设为2V,于环境光为2000勒克斯(lux),且无输入光源的情况下,图1的光学感测电路的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。
图8为本发明的另一实施例的光学感测电路的电路图。
图9为图8的光学感测电路的相关信号波形图。
图10为本发明的另一实施例的光学感测电路的电路图。
图11为图10的光学感测电路的相关信号波形图。
图12为本发明的另一实施例的光学感测电路的电路图。
图13为于环境光为2000勒克斯(lux),且有红色输入光源的情况下,图12的光学感测电路的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。
图14为于环境光为2000勒克斯(lux),且有红色输入光源的情况下,图12的光学感测电路的相关信号模拟结果的信号波形图的另一例。
图15为本发明的另一实施例的光学感测电路的电路图。
图16为本发明的另一实施例的光学感测电路的电路图。
图17为于环境光为2000勒克斯(lux),且有红色输入光源的情况下,图16的光学感测电路的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。
图18为于环境光为2000勒克斯(lux),且无红色输入光源的情况下,图16的光学感测电路的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。
图19为依照本发明另一实施例的光学感测电路的电路图。
图20A~图20C为图19光学感测电路的操作示意图。
图21为图19光学感测电路的相关信号波形图。
附图标记
100、800、1000、1200、1500、1600、1900:光学感测电路
102、802、1002、1202、1502、1602、1902:光敏单元
104、804、1004、1204、1504、1604、1904:补偿单元
Tsw、Tswr:开关元件
C1、C2:电容
Tp1:第一光敏晶体管
Tp2:第二光敏晶体管
Tp3:第三光敏晶体管
G_Tp1、G_Tp1’:第一控制信号
G_Tp2、G_Tp2”:第二控制信号
Sn:操作信号
VA、VA’、VA”、VSL、VSH、VB、Vgp1、Vgp2、Vgp3、Vgp4:电压
N1:第一端
N2:第二端
Gn:扫描信号
Gr:读取信号
V1、V1’:第一电压
V2、V2’:第二电压
Itp1、Itp2、Itp3、I1、I2、I3、I4、I5:电流
P_nt:重置期间
P_sns:感测期间
P_smp:取样期间
R:偏压电阻
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
请参照图1,其为本发明的一实施例的光学感测电路的电路图。光学感测电路100包括一电容C1、一光敏单元102、一补偿单元104、与一开关元件Tsw。光敏单元102与电容C1电性连接,光敏单元102包括一第一光敏晶体管Tp1,光敏单元102用以感测一第一颜色。补偿单元104与电容C1电性连接,补偿单元104包括一第二光敏晶体管Tp2,补偿单元104用以感测一第二颜色。第二颜色对应的频谱与第一颜色对应的频谱不重叠。开关元件Tsw与电容C1电性连接。
其中,当一光线照射光敏单元102与补偿单元104时,光线对应至第一颜色的一第一光成分使光敏单元102产生一第一电流。光线对应至第二颜色的一第二光成分使补偿单元104产生一第二电流。第二电流用以降低第一电流对电容C1进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。
其中,于开关元件Tsw导通时,电容C1的电压被读取,以作为判断光线颜色的信息。
其中,第一光敏晶体管Tp1的栅极与第二光敏晶体管Tp2的栅极至少二者其中之一的电压电位可调整。例如是可根据一环境光的强弱或该光线的强弱来调整。
借由使用补偿单元104,可以在强环境光下,例如是在环境白光存在的情况下,对强环境光产生补偿,以降低电容C1的电压受到强环境光影响的程度,以解决因强环境光存在的情况所导致的误动作产生的问题。更进一步详细说明如下。
补偿单元104更可包括一第三光敏晶体管Tp3。第一光敏晶体管Tp1、第二光敏晶体管Tp2、第三光敏晶体管Tp3分别用以感测不同颜色。第一光敏晶体管Tp1、第二光敏晶体管Tp2、第三光敏晶体管Tp3分别用以感测红色、绿色、蓝色,或者分别用以感测绿色、红色、蓝色,或者分别用以感测蓝色、红色、绿色。如此,上述的第一颜色例如第一光敏晶体管Tp1所感测的颜色、而第二颜色则例如为第二光敏晶体管Tp2或第三光敏晶体管Tp3所感测的颜色,或是第二光敏晶体管Tp2与第三光敏晶体管Tp3所感测的颜色的组合。以下说明将以第一光敏晶体管Tp1、第二光敏晶体管Tp2、第三光敏晶体管Tp3分别用以感测红色、绿色、蓝色为例做说明。如此,上述的第一颜色例如第一光敏晶体管Tp1所感测的颜色,例如为红色。上述的第二颜色则例如为第二光敏晶体管Tp2或第三光敏晶体管Tp3所感测的颜色,例如为绿色或蓝色。或者上述的第二颜色则例如为第二光敏晶体管Tp2与第三光敏晶体管Tp3所感测的颜色的组合,例如为绿色与蓝色的组合,例如是青色。
电容C1具有一第一端N1与一第二端N2。第一光敏晶体管Tp1的栅极受控于一第一控制信号G_Tp1。第二光敏晶体管Tp2与第三光敏晶体管Tp3均为二极管连接的薄膜晶体管。第一光敏晶体管Tp1的一端、第二光敏晶体管Tp2的一端、第三光敏晶体管Tp3的一端与电容C1的第一端N1电性连接。第二光敏晶体管Tp2的另一端及栅极与第三光敏晶体管Tp3的另一端及栅极与电容C1的第二端N2电性连接。开关元件Tsw与电容C1的第一端N1电性连接。
请参照图2A~2C,其为图1的光学感测电路100的操作示意图。请同时参考图3,其为光学感测电路100的相关信号波形图。第一光敏晶体管Tp1的另一端用以接收一操作信号Sn。开关元件Tsw受控于一扫描信号Gn。如图3所示,于一重置期间(Initial Period)P_nt,操作信号Sn具有一第一电压V1,以重置电容C1的电压值。例如,假设图1所示的光学感测电路100为充电式(charge mode)的光学感测电路。如第2A图所示,于重置期间P_nt内,第一控制信号G_Tp1为电压Vgp1,而操作信号Sn则具有第一电压V1。此时第一光敏晶体管Tp1导通(ON),使得电容C1中的电荷经由第一光敏晶体管Tp1流出,以重置电容C1的电压。
于一感测期间P_sns,操作信号Sn具有一第二电压V2,以使当光线照射光敏单元102与补偿单元104时,光线对应至第一颜色的第一光成分使光敏单元102产生此第一电流,光线对应至第二颜色的第二光成分使补偿单元104产生此第二电流。例如,如第2B图所示,于感测期间P_sns内,第一控制信号G_Tp1为电压Vgp2,使第一光敏晶体管Tp1不导通(OFF)。操作信号Sn则具有第二电压V2。若此时的光线为白光时,则白色光线对应至第一颜色(例如是红色)的第一光成分(例如是红光成分)使光敏单元102产生第一电流(例如是电流Itp1),而白色光线对应至第二颜色(例如是绿色或蓝色,或是青色)的第二光成分(例如是绿光成分或蓝光成分,或是青色光成分)使补偿单元104产生第二电流(例如是电流Itp2与电流Itp3)。其中,白色光线的红光成分使光敏单元102的第一光敏晶体管Tp1产生电流Itp1,而白色光线的绿光成分使补偿单元104的第二光敏晶体管Tp2产生电流Itp2,白色光线的蓝光成分使补偿单元104的第三光敏晶体管Tp3产生电流Itp3。其中,假设Itp1=Itp2+Itp3。如此,将不会有电流流向电容C1以对电容C1充电。
如果于感测期间P_sns内,有第一颜色的光线(亦即有输入光源存在)照射光敏单元102与补偿单元104时,光线对应至第一颜色的第一光成分使光敏单元102产生第一电流。而由于光线(亦即输入光源)并不具有对应至第二颜色的第二光成分,故将不会使补偿单元104产生第二电流。例如,如图2C所示,若此时的光线(输入光源)为红光时,则红色光线(红色的输入光源)对应至第一颜色(例如是红色)的第一光成分(例如是红光成分)使光敏单元102产生第一电流(例如是电流Itp1’),而由于红色光线不具有对应至第二颜色(例如是绿色或蓝色,或是青色)的第二光成分(例如是绿光成分或蓝光成分,或是青色光成分),故补偿单元104将可能只有环境白光所产生的第二电流(例如是电流Itp2与电流Itp3)。其中,由红色光线的红光成分使光敏单元102的第一光敏晶体管Tp1产生电流Itp1’,而白色光线的绿光成分使补偿单元104的第二光敏晶体管Tp2产生电流Itp2,白色光线的蓝光成分使补偿单元104的第三光敏晶体管Tp3产生电流Itp3。其中,由于红色光线的红光成分将会大于环境白光的红光成分,故所产生之电流Itp1’将会远大于电流Itp1,而使得Itp1’>>Itp1,亦即Itp1’>>Itp2+Itp3。如此,将会有电流流向电容C1以对电容C1充电。
接着,于一取样期间P_smp,扫描信号Gn为致能,以使开关元件Tsw导通来使电容C1的电压被读取。例如,于扫描信号Gn致能的情况下,开关元件Tsw为导通,以使电容C1的第一端N1的电压被读取,以让控制电路(未示出)根据所读取的电压大小,来判断是否有光线照射光学感测电路100。
请再参考图1。光学感测电路100选择性地可更包括一电容C2与开关元件Tswr。电容C2耦接于开关元件Tsw与开关元件Tswr之间的节点。开关元件Tswr由读取信号Gr所控制。当扫描信号Gn致能时,电容C1与电容C2的电荷重新分配,而当读取信号Gr致能时,电容C2的电压被读取。所读取的电容C2的电压值VB与开关元件Tsw导通前的电容C1的电压值相关。兹举数个模拟结果的相关信号的波形图,以更进一步说明如下。
请参照图4,其为于环境光为2000勒克斯(lux),且有红色输入光源的情况下,图1的光学感测电路100的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。本例是以第一至第三光敏晶体管Tp1~Tp3的大小(W/L)均为20μm/8μm,电容C1的电容值为0.8pf,操作信号Sn的第一电压V1(低电位)为-5V,操作信号Sn的第二电压V2(高电位)为10V,电容C1的第二端N2的电压VSL为-5V,第一控制信号G_Tp1的电压Vgp1(高电位)与电压Vgp2(低电位)分别为25V和-0.5V,扫描信号Gn的致能电压为25V,非致能电压为-10V为例做说明。时间点t0与t1之间为重置期间P_nt,操作信号Sn具有第一电压V1(例如-5V),以重置电容C1的电压值,例如电容C1的电压VA被重置为-5V。时间点t1与t2之间为感测期间P_sns,操作信号Sn例如为第二电压V2(10V),以使当光线照射光敏单元102与补偿单元104时,对电容C1进行充电。例如电容C1的电压VA被充电至约4V。于时间点t2与t3之间为取样期间P_smp,扫描信号Gn为致能(例如转变为25V),以使开关元件Tsw导通。此时电容C1与C2的电压会被调整成几乎相同(例如约2.56V)。于时间点t4时,再次进入重置期间P_nt,此时操作信号Sn再次转为第一电压V1(例如-5V),以重置电容C1的电压值,例如电容C1的电压VA再次被重置为-5V。而于时间点t5,读取信号Gr转为致能(例如是转为25V),以读取电容C2的电压。所读取的电容C2的电压值等于在时间点t2时将电容C1的电荷重新分配至电容C1与C2后的电压值,例如是2.56V。借由判断所读取的电容C2的电压值大于一临界值,而可判断出有光线(对应至光敏单元102所感测的颜色,例如是红色)照射光学感测电路100,亦即是可判断出有输入光源的存在。
请参照图5,其为于环境光为2000勒克斯(lux),且无输入光源的情况下,图1的光学感测电路100的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。与图4不同的是,由于只有环境光照射光敏单元102与补偿单元104时,故光敏单元102所产生的第一电流减去补偿单元104所产生的第二电流的电流大小对电容C1进行充电后,例如电容C1的电压VA被充电至约-1.5V。于时间点t2扫描信号Gn为致能(例如转变为25V),以使开关元件Tsw导通后,此时电容C1与C2的电压会被调整成几乎相同(例如约为-0.22V)。而于时间点t5,读取信号Gr转为致能(例如是转为25V),以读取电容C2的电压。所读取的电容C2的电压值等于在时间点t2时将电容C1的电荷重新分配至电容C1与C2后的电压值,例如是-0.22V。借由判断所读取的电容C2的电压值小于一临界值,而可判断出没有对应至光敏单元102所感测的颜色(例如是红色)的光线照射光学感测电路100,亦即是可以判断出没有输入光源的存在。
请参照图6,其为将第一控制信号G_Tp1的低电位电压设为2V,于环境光为2000勒克斯(lux),且有输入光源的情况下,图1的光学感测电路100的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。与图4不同的是,在有输入光源的情况下,当于时间点t1与t2之间的感测期间P_sns内,较高的第一控制信号G_Tp1的低电位电压(2V)会使得感测期间P_sns内电容C1的电压被更快速地充电至更高的电压。因此,借由提高第一控制信号G_Tp1的低电位电压(2V)将有提升电容C1的充电速度、甚至缩短感测期间P_sns的时间长度的优点。甚至,若输入光源的强度较弱时,借由提高第一控制信号G_Tp1的低电位电压,亦可达到使强度较弱的输入光源得以更容易地被检测出来。
请参照图7,其为将第一控制信号G_Tp1的低电位电压设为2V,于环境光为2000勒克斯(lux),且无输入光源的情况下,图1的光学感测电路100的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。与图5不同的是,在没有输入光源的情况下,当于时间点t1与t2之间的感测期间P_sns内,较高的第一控制信号G_Tp1的低电位电压(2V)也会使得感测期间P_sns内电容C1的电压被更快速地充电至更高的电压。只要妥善控制第一控制信号G_Tp1的低电位电压(2V)的大小,即可避免于没有输入光源的情况下,电容C1的充电过高的情形。
请参照图8,其为本发明的另一实施例的光学感测电路800的电路图。兹将光学感测电路800与光学感测电路100的差异之处说明如下。光学感测电路800包括一电容C1、一光敏单元802、一补偿单元804、与一开关元件Tsw。光敏单元802包括第一光敏晶体管Tp1,补偿单元804包括第二光敏晶体管Tp2与第三光敏晶体管Tp3。电容C1具有一第一端N1与一第二端N2。第一光敏晶体管Tp1的栅极、第二光敏晶体管Tp2的栅极、与第三光敏晶体管Tp3的栅极均受控于一第一控制信号G_Tp1。第一光敏晶体管Tp1的一端、第二光敏晶体管Tp2的一端、第三光敏晶体管Tp3的一端与电容C1的第一端N1电性连接。第二光敏晶体管Tp2的另一端与第三光敏晶体管Tp3的另一端与电容C1的第二端N2电性连接。开关元件Tsw与电容C1的第一端N1电性连接。
请参考图9,其为图8的光学感测电路800的相关信号波形图。第一光敏晶体管Tp1的另一端用以接收操作信号Sn。开关元件Tsw受控于扫描信号Gn。如图9所示,于重置期间P_nt,操作信号Sn具有一第一电压V1,第一控制信号G_Tp1为电压Vgp1,以重置电容C1的电压值。于感测期间P_sns,操作信号Sn具有第二电压V2,第一控制信号G_Tp1为电压Vgp2,以使当光线照射光敏单元802与补偿单元804时,光线对应至第一颜色的第一光成分使此光敏单元802产生第一电流,光线对应至第二颜色的第二光成分使补偿单元804产生第二电流。接着,于取样期间P_smp内,扫描信号Gn为致能,以使开关元件Tsw导通来使电容C1的电压被读取,以根据所读取的电压大小,来判断是否有光线照射光学感测电路800。
请参照图10,其为本发明的另一实施例的光学感测电路1000的电路图。兹将光学感测电路1000与光学感测电路100的差异之处说明如下。光学感测电路1000包括一电容C1、一光敏单元1002、一补偿单元1004、与一开关元件Tsw。光敏单元1002包括第一光敏晶体管Tp1,补偿单元1004包括第二光敏晶体管Tp2与第三光敏晶体管Tp3。电容C1具有一第一端N1与一第二端N2,第二光敏晶体管Tp2的栅极与第三光敏晶体管Tp3的栅极受控于一第二控制信号G_Tp2。第一光敏晶体管Tp1为二极管连接的薄膜晶体管。第一光敏晶体管Tp1的一端及栅极、第二光敏晶体管Tp2的一端、第三光敏晶体管Tp3的一端与电容C1的第一端N1电性连接。第二光敏晶体管Tp2的另一端与第三光敏晶体管Tp3的另一端与电容C1的第二端N2电性连接。开关元件Tsw与电容C1的第一端N1电性连接。
请同时参考图11,其为图10的光学感测电路1000的相关信号波形图。第一光敏晶体管Tp1的另一端用以接收操作信号Sn。开关元件Tsw受控于扫描信号Gn。如图11所示,于重置期间P_nt,操作信号Sn具有第一电压V1,第二控制信号G_Tp2为电压Vgp3,以重置电容C1的电压值。于感测期间P_sns,操作信号Sn具有第二电压V2,第二控制信号G_Tp2为电压Vgp4,以使当光线照射光敏单元1002与补偿单元1004时,光线对应至第一颜色的第一光成分使光敏单元1002产生第一电流,光线对应至第二颜色的第二光成分使补偿单元1004产生第二电流。接着,于取样期间P_smp内,扫描信号Gn为致能,以使开关元件Tsw导通来使电容C1的电压被读取,以根据所读取的电压大小,来判断是否有光线照射光学感测电路1000。
请参照图12,其为本发明的另一实施例的光学感测电路1200的电路图。兹将光学感测电路1200与光学感测电路100的差异之处说明如下。光学感测电路1200包括一电容C1、一光敏单元1202、一补偿单元1204、与一开关元件Tsw。光敏单元1202包括第一光敏晶体管Tp1,补偿单元1204包括第二光敏晶体管Tp2与第三光敏晶体管Tp3。电容C1具有第一端N1与第二端N2。第一光敏晶体管Tp1的栅极受控于第一控制信号G_Tp1,第二光敏晶体管Tp2的栅极与第三光敏晶体管Tp3的栅极受控于第二控制信号G_Tp2。第一光敏晶体管Tp1的一端、第二光敏晶体管Tp2的一端、第三光敏晶体管Tp3的一端与电容C1的第一端N1电性连接。第二光敏晶体管Tp2的另一端与第三光敏晶体管Tp3的另一端与电容C1的第二端N2电性连接。开关元件Tsw与电容C1的第一端N1电性连接。
请参照图13,其为于环境光为2000勒克斯(lux),且有红色输入光源的情况下,图12的光学感测电路1200的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。本例是以第一至第三光敏晶体管Tp1~Tp3的大小(W/L)均为20μm/8μm,电容C1的电容值为0.8pf,操作信号Sn的第一电压V1(低电位)为-5V,操作信号Sn的第二电压V2(高电位)为10V,电容C1的第二端N2的电压VSL为-5V,扫描信号Gn的高电位与低电位分别为25V和-0.5V为例做说明。时间点t0与t1之间为重置期间P_nt,操作信号Sn具有第一电压V1(例如-5V),第一控制信号G_Tp1例如为25V,以重置电容C1的电压值,例如电容C1的电压VA被重置为-5V。时间点t1与t2之间为感测期间P_sns,操作信号Sn例如为第二电压V2(10V),第一控制信号G_Tp1例如为-2V,以使当光线照射光敏单元1202与补偿单元1204时,对电容C1进行充电,例如电容C1的电压VA被充电至约2.5V。时间点t2与t3之间为取样期间P_smp,扫描信号Gn为致能(例如转变为25V),以使开关元件Tsw导通,以对电容C1的电压进行取样。
于本例中,第一控制信号G_Tp1的低电位的电压值为可调的。当第一控制信号G_Tp1的低电位的电压值调高时,对应地,于时间点t1与t2之间的感测期间P_sns内,当光线照射光敏单元1202与补偿单元1204时,对电容C1进行充电的电压VA将会对应地升高。例如,如图13所示,于感测期间P_sns内,当第一控制信号G_Tp1’的低电位的电压值调高为2V时,电容C1的电压VA’将被充电至约6.3V。
其中,借由调高第一控制信号G_Tp1的低电位的电压值,更可达到针对强度太低的输入光源进行补强的效果。通过调整第一控制信号G_Tp1的电压值,即可调整第一光敏晶体管Tp1于光线照射时的光漏电流的大小,使感测期间P_sns内对电容C1充电的电流大小可以提高。如此,当输入光源强度太低时,可以借由调高第一控制信号G_Tp1的电压值,来产生较大的第一光敏晶体管Tp1的光漏电流的大小,使得强度较低的输入光源所产生的对电容C1充电的电流大小可以提高,以让光学感测电路1200仍然可以感测出强度较小的输入光源。
请参照图14,其为于环境光为2000勒克斯(lux),且有红色输入光源的情况下,图12的光学感测电路1200的相关信号模拟结果的信号波形图的另一例。与图13不同的是,图14为调整第二控制信号G_Tp2后的信号波形图。时间点t0与t1之间为重置期间P_nt,操作信号Sn具有第一电压V1(例如-5V),以重置电容C1的电压值,例如电容C1的电压VA被重置为-3.5V。时间点t1与t2之间为感测期间P_sns,操作信号Sn例如为第二电压V2(10V),第二控制信号G_Tp2例如为-2V,以使当光线照射光敏单元1202与补偿单元1204时,对电容C1进行充电,例如电容C1的电压VA被充电至约6.5V。时间点t2与t3之间为取样期间P_smp,扫描信号Gn为致能(例如转变为25V),以使开关元件Tsw导通,以对电容C1的电压进行取样。
于本例中,第二控制信号G_Tp2的低电位的电压值为可调的。当第二控制信号G_Tp2的低电位的电压值调高时,对应地,于时间点t1与t2之间的感测期间P_sns内,当光线照射光敏单元1202与补偿单元1204时,对电容C1进行充电的电压VA将会对应地降低。例如,如图14所示,当第二控制信号G_Tp2”的低电位的电压值调高为2V时,电容C1的电压VA”将被充电至约1.2V,其比第二控制信号G_Tp2”的低电位的电压值为-2V时电容C1的电压VA(6.5V)还低。
其中,借由调高第二控制信号G_Tp2”的低电位的电压值,更可达到降低环境光的影响或补强强度较弱的输入光源的效果。通过调整第二控制信号G_Tp2的电压值,即可调整第二光敏晶体管Tp2及第三光敏晶体管Tp3于光线照射时的光漏电流的大小,以降低感测期间P_sns内对电容C1充电的电流大小。例如,在输入光源强度较低,而环境光强度较高的情况下,原第二控制信号G_Tp2(未调整前)的电压值将可能使第二光敏晶体管Tp2及第三光敏晶体管Tp3产生较大的补偿电流,而使电容C1没有电流流入以对电容C1进行充电。此时,借由调低第二控制信号G_Tp2的低电位的电压值,可以有效地降低第二光敏晶体管Tp2及第三光敏晶体管Tp3产生的补偿电流的大小,而使得即使在输入光源强度较低,而环境光源强度较高的情况下,仍可检测出有输入光源的存在。此外,在没有输入光源,而环境光强度较高的情况下,在感测期间P_sns内,有可能会因为第二光敏晶体管Tp2及第三光敏晶体管Tp3产生的补偿电流无法完全补偿强环境光使第一光敏晶体管Tp1所产生的光漏电流,而对使第一光敏晶体管Tp1所产生的光漏电流对电容C1充电,而使光学感测电路1200造成误动作。此时,可借由调高第二控制信号G_Tp2的低电位的电压值,以增加第二光敏晶体管Tp2及第三光敏晶体管Tp3产生的补偿电流,以对使第一光敏晶体管Tp1所产生的光漏电流进行补偿,来降低流入电容C1的电流,而降低对电容C1的充电。如此,借由调高第二控制信号G_Tp2的低电位的电压值,可以在没有输入光源,且环境光强度较高的情况下,避免电流流入电容C1而对电容C1造成误充电的误动作产生。
请参照图15,其为本发明的另一实施例的光学感测电路1500的电路图。兹将光学感测电路1500与光学感测电路100的差异之处说明如下。光学感测电路1500包括一电容C1、一光敏单元1502、一补偿单元1504、与一开关元件Tsw。光敏单元1502包括第一光敏晶体管Tp1,补偿单元1504包括第二光敏晶体管Tp2与第三光敏晶体管Tp3。电容C1具有一第一端N1与一第二端N2。第二光敏晶体管Tp2的栅极与第三光敏晶体管Tp3的栅极受控于第一控制信号G_Tp1。第一光敏晶体管Tp1的栅极经由一偏压电阻R接收第一控制信号G_Tp1。第一光敏晶体管Tp1的一端、第二光敏晶体管Tp2的一端、第三光敏晶体管Tp3的一端与电容C1的第一端N1电性连接。第二光敏晶体管Tp2的另一端与第三光敏晶体管Tp3的另一端与电容C1的第二端N2电性连接。开关元件Tsw与电容C1的第一端N1电性连接。
借由使用偏压电阻R,可以仅借由一个控制信号(例如是第一控制信号G_Tp1),即可达到同时调整第一光敏晶体管Tp1的栅极、第二光敏晶体管Tp2的栅极与第三光敏晶体管Tp3的栅极的电压的效果。
请参照图16,其为本发明的另一实施例的光学感测电路1600的电路图。光学感测电路1600包括一电容C1、一光敏单元1602、一补偿单元1604、与一开关元件Tsw。光敏单元1602与电容C1电性连接,光敏单元1602包括第一光敏晶体管Tp1,光敏单元1602用以感测第一颜色。补偿单元1604与电容C1电性连接,补偿单元1604包括第二光敏晶体管Tp2,补偿单元1604用以感测第二颜色。第二颜色对应的频谱与第一颜色对应的频谱不重叠。开关元件Tsw与电容C1电性连接。当一光线照射光敏单元1602与补偿单元1604时,光线对应至第一颜色的一第一光成分使光敏单元1602产生一第一电流。光线对应至第二颜色的一第二光成分使补偿单元1604产生一第二电流。第二电流用以降低第一电流对电容C1进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。于开关元件Tsw导通时,电容C1的电压被读取,以作为判断光线颜色的信息。第一光敏晶体管Tp1与第二光敏晶体管Tp2为二极管连接的薄膜晶体管。
补偿单元1604更包括一第三光敏晶体管Tp3。第一光敏晶体管Tp1、第二光敏晶体管Tp2、第三光敏晶体管Tp3分别用以感测不同颜色。例如,第一光敏晶体管Tp1、第二光敏晶体管Tp2、第三光敏晶体管Tp3分别用以感测红色、绿色、蓝色,或者分别用以感测绿色、红色、蓝色,或者分别用以感测蓝色、红色、绿色。
电容C1具有一第一端N1与一第二端N2。第三光敏晶体管Tp3为二极管连接的薄膜晶体管。第一光敏晶体管Tp1的一端及栅极、第二光敏晶体管Tp2的一端、第三光敏晶体管Tp3的一端与电容C1的第一端N1电性连接。第二光敏晶体管Tp2的另一端及栅极与第三光敏晶体管Tp3的另一端及栅极与电容C1的第二端N2电性连接。开关元件Tsw与电容C1的第一端N1电性连接。
请参照图17,其为于环境光为2000勒克斯(lux),且有红色输入光源的情况下,图16的光学感测电路1600的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。第一光敏晶体管Tp1的另一端用以接收操作信号Sn,开关元件Tsw受控于扫描信号Gn。于时间点t0到t1之间的重置期间P_nt内,操作信号Sn具有第一电压V1(低电位),例如为-5V,以重置电容C1的电压值。于时间点t1到t2之间的感测期间P_sns内,操作信号Sn具有第二电压V2(高电位),例如为10V,以使当光线照射光敏单元1602与补偿单元1604时,光线对应至第一颜色的第一光成分使光敏单元1602产生第一电流,光线对应至第二颜色的第二光成分使补偿单元1604产生第二电流。于时间点t2到t3之间的取样期间P_smp内,扫描信号Gn为致能,以使开关元件Tsw导通来使电容C1的电压被读取。由于有红色输入光源,而使得于感测期间P_sns内电容C1的电压VA被充电至高电位(于本例中例如是10V),故于时间点t2时,导通的开关元件Tsw将使电容C1与C2的电荷重新分配,而使得电容C2的电压VB上升(于本例中例如是6.6V)。由于电压VB大于临界值,故可判断出有输入光源的存在。
请参照图18,其为于环境光为2000勒克斯(lux),且无红色输入光源的情况下,图16的光学感测电路1600的相关信号模拟结果的信号波形图的一例。于时间点t0到t1之间的重置期间P_nt内,操作信号Sn具有第一电压V1(低电位),例如为-5V,以重置电容C1的电压值。于时间点t1到t2之间的感测期间P_sns内,操作信号Sn具有第二电压V2(高电位),例如为10V。由于此时并没有输入光源,因此将几乎不会有电流对电容C1进行充电。于时间点t2到t3之间的取样期间P_smp内,扫描信号Gn为致能,以使开关元件Tsw导通来使电容C1的电压被读取。由于没有输入光源,而使得于感测期间P_sns内电容C1的电压VA维持于低电位(于本例中例如是-5V),故于时间点t2时,导通的开关元件Tsw将使电容C1与C2的电荷重新分配,而使得电容C2之电压VB下降(于本例中例如是下降至-0.73V)。由于电压VB小于临界值,故可判断出没有输入光源的存在。
请参照图19,其为本发明的另一实施例的光学感测电路1900的电路图。光学感测电路1900为放电式(discharge mode)光学感测电路。光学感测电路1900包括一电容C1、一光敏单元1902、一补偿单元1904、与一开关元件Tsw。光敏单元1902与电容C1电性连接。光敏单元1902包括第一光敏晶体管Tp1,光敏单元1902用以感测第一颜色。补偿单元1904与电容C1电性连接。补偿单元1904包括第二光敏晶体管Tp2。补偿单元1904用以感测第二颜色。第二颜色对应的频谱与第一颜色对应的频谱不重叠。开关元件Tsw与电容C1电性连接。当一光线照射光敏单元1902与补偿单元1904时,光线对应至第一颜色的一第一光成分使光敏单元1902产生一第一电流。光线对应至第二颜色的一第二光成分使补偿单元1904产生一第二电流。第二电流用以降低第一电流对电容C1进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。于开关元件Tsw导通时,电容C1的电压被读取,以作为判断光线颜色的信息。第一光敏晶体管Tp1与第二光敏晶体管Tp2为二极管连接的薄膜晶体管。
电容C1具有第一端N1与第二端N2。第三光敏晶体管Tp3为二极管连接的薄膜晶体管。第一光敏晶体管Tp1的一端、第二光敏晶体管Tp2的一端及栅极、第三光敏晶体管Tp3的一端及栅极与电容C1的第一端N1电性连接。第一光敏晶体管Tp1的另一端及栅极相互耦接。第二光敏晶体管Tp2的另一端与第三光敏晶体管Tp3的另一端与电容C1的第二端N2电性连接。开关元件Tsw与电容C1的第一端N1电性连接。
请参照图20A~20C,其为图19的光学感测电路1900的操作示意图。请同时参考图21,其为图19的光学感测电路1900的相关信号波形图。第一光敏晶体管Tp1的另一端及栅极接收操作信号Sn,开关元件Tsw受控于扫描信号Gn。于重置期间P_nt,操作信号Sn具有一第一电压V1’,以重置电容C1的电压值。如图20A所示,导通的第一光敏晶体管Tp1产生电流I1以对电容C1进行充电,以使电容C1的第一端N1具有一高电位。
于感测期间P_sns,操作信号Sn具有第二电压V2’,以使当光线照射光敏单元1902与补偿单元1904时,光线对应至第一颜色的第一光成分使光敏单元1902产生第一电流(例如是图20B所示的电流I2),光线对应至第二颜色的第二光成分使补偿单元1904产生第二电流(例如是图20B所示的电流I3及I4)。第一电流(例如是图20B所示的电流I2)将使电容C1的电压下降,第二电流(例如是图20B所示的电流I3及I4)用以降低第一电流(例如是图20B所示的电流I2)对电容C1进行放电时的放电电流的大小。亦即,第二电流(例如是图20B所示的电流I3及I4)将对第一电流(例如是图20B所示的电流I2)进行补偿,以降低第一电流(例如是图20B所示的电流I2)让电容C1的电压下降的程度。
于取样期间P_smp,扫描信号Gn为致能,以使开关元件Tsw导通来使电容C1的电压被读取。如图20C所示,当扫描信号Gn致能使开关元件Tsw导通时,将会有电流I5流向电容C2(于图20C中未示出),以对电容C2进行充电。之后,当读取信号Gr致能以开启控制开关元件Tswr之后,电容C2的电压被读取。借由所读取的电容C2的电压,可判断出是否有输入光源照射光学感测电路1900。其中,电容C1的第二端N2偏压于电压VSH。
依照本发明的实施例,更提供一种应用光学感测电路的判断光线颜色的方法。此方法包括以下步骤。提供一光学感测电路,光学感测电路包括一电容、一光敏单元、一补偿单元、及一开关元件。光敏单元与电容电性连接。光敏单元包括一第一光敏晶体管,光敏单元用以感测一第一颜色。补偿单元与电容电性连接。补偿单元包括一第二光敏晶体管,补偿单元用以感测一第二颜色。第二颜色对应的频谱与第一颜色对应的频谱不重叠。开关元件与电容电性连接。第一光敏晶体管的一端接收一操作信号,开关元件由一扫描信号所控制。于一重置期间,操作信号具有一第一电压,以重置电容的电压值。于一感测期间,操作信号具有一第二电压,以使当光线照射光敏单元与补偿单元时,光线对应至第一颜色的第一光成分使光敏单元产生第一电流,光线对应至第二颜色的第二光成分使补偿单元产生第二电流。第二电流用以降低第一电流对电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。于一取样期间,扫描信号为致能,以使开关元件导通来使电容的电压被读取,以作为判断光线颜色的信息。其中,第一光敏晶体管的栅极与第二光敏晶体管的栅极至少二者其中之一的电压电位为可调。
其中,第一光敏晶体管的栅极与第二光敏晶体管的栅极至少二者其中之一的电压电位可根据一环境光的强弱或该光线的强弱来调整。
依照本发明的实施例,更提供一种应用光学感测电路的判断光线颜色的方法。此方法包括以下步骤。提供一光学感测电路,光学感测电路包括一电容、一光敏单元、一补偿单元、及一开关元件。光敏单元与电容电性连接,光敏单元包括一第一光敏晶体管,光敏单元用以感测一第一颜色。补偿单元与电容电性连接。补偿单元包括一第二光敏晶体管,补偿单元用以感测一第二颜色。第二颜色对应的频谱与第一颜色对应的频谱不重叠。开关元件与电容电性连接。第一光敏晶体管的一端接收一操作信号,开关元件由一扫描信号所控制。于一重置期间,操作信号具有一第一电压,以重置电容的电压值。于一感测期间,操作信号具有一第二电压,以使当光线照射光敏单元与补偿单元时,光线对应至第一颜色的第一光成分使光敏单元产生第一电流,光线对应至第二颜色的第二光成分使补偿单元产生第二电流。第二电流用以降低第一电流对电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。于一取样期间,扫描信号为致能,以使开关元件导通来使电容的电压被读取,以作为判断光线颜色的信息。其中,第一光敏晶体管与第二光敏晶体管为二极管连接的薄膜晶体管。
本发明上述的光学感测电路与应用其的判断光线颜色的方法,可以在强环境光下,例如是在环境白光存在的情况下,补偿环境光所产生的电流,以避免误动作产生。而且,部分实施例更可调整薄膜晶体管的栅极电压,以对强度较弱的输入光源或强度较强的环境光源进行补偿,以于判断是否有输入光源照射光学感测电路时,提高判断的准确度。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (20)
1.一种光学感测电路,其特征在于,包括:
一电容;
一光敏单元,与该电容电性连接,该光敏单元包括一第一光敏晶体管,该光敏单元用以感测一第一颜色;
一补偿单元,与该电容电性连接,该补偿单元包括一第二光敏晶体管,该补偿单元用以感测一第二颜色,该第二颜色对应的频谱与该第一颜色对应的频谱不重叠;以及
一开关元件,与该电容电性连接;
其中,当一光线照射该光敏单元与该补偿单元时,该光线对应至该第一颜色的一第一光成分使该光敏单元产生一第一电流,该光线对应至该第二颜色的一第二光成分使该补偿单元产生一第二电流,该第二电流用以降低该第一电流对该电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小;
其中,于该开关元件导通时,该电容的电压被读取,以作为判断该光线颜色的信息;
其中,该第一光敏晶体管的栅极与该第二光敏晶体管的栅极至少二者其中之一的电压电位为可调。
2.如权利要求1所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该第一光敏晶体管的栅极与该第二光敏晶体管的栅极至少二者其中之一的电压电位可根据一环境光的强弱或该光线的强弱来调整。
3.如权利要求1所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该补偿单元更包括一第三光敏晶体管,该第一光感光敏晶体管、该第二光感光敏晶体管、该第三光感光敏晶体管分别用以感测不同颜色。
4.如权利要求3所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该第一光感光敏晶体管、该第二光感光敏晶体管、该第三光感光敏晶体管分别用以感测红色、绿色、蓝色,或者分别用以感测绿色、红色、蓝色,或者分别用以感测蓝色、红色、绿色。
5.如权利要求3所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该电容具有一第一端与一第二端,该第一光敏晶体管的栅极受控于一第一控制信号,该第二光敏晶体管与该第三光敏晶体管均为二极管连接的薄膜晶体管,该第一光敏晶体管的一端、该第二光敏晶体管的一端、该第三光敏晶体管的一端与该电容的该第一端电性连接,该第二光敏晶体管的另一端及栅极与该第三光敏晶体管的另一端及栅极与该电容的该第二端电性连接,该开关元件与该电容的该第一端电性连接。
6.如权利要求3所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该电容具有一第一端与一第二端,该第一光敏晶体管的栅极、该第二光敏晶体管的栅极、与该第三光敏晶体管的栅极均受控于一第一控制信号,该第一光敏晶体管的一端、该第二光敏晶体管的一端、该第三光敏晶体管的一端与该电容的该第一端电性连接,该第二光敏晶体管的另一端与该第三光敏晶体管的另一端与该电容的该第二端电性连接,该开关元件与该电容的该第一端电性连接。
7.如权利要求3所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该电容具有一第一端与一第二端,该第二光敏晶体管的栅极与该第三光敏晶体管的栅极受控于一第二控制信号,该第一光敏晶体管为二极管连接的薄膜晶体管,该第一光敏晶体管的一端及栅极、该第二光敏晶体管的一端、该第三光敏晶体管的一端与该电容的该第一端电性连接,该第二光敏晶体管的另一端与该第三光敏晶体管的另一端与该电容的该第二端电性连接,该开关元件与该电容的该第一端电性连接。
8.如权利要求3所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该电容具有一第一端与一第二端,该第一光敏晶体管的栅极受控于一第一控制信号,该第二光敏晶体管的栅极与该第三光敏晶体管的栅极受控于一第二控制信号,该第一光敏晶体管的一端、该第二光敏晶体管的一端、该第三光敏晶体管的一端与该电容的该第一端电性连接,该第二光敏晶体管的另一端与该第三光敏晶体管的另一端与该电容的该第二端电性连接,该开关元件与该电容的该第一端电性连接。
9.如权利要求3所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该电容具有一第一端与一第二端,该第二光敏晶体管的栅极与该第三光敏晶体管的栅极受控于一第一控制信号,该第一光敏晶体管的栅极经由一偏压电阻接收该第一控制信号,该第一光敏晶体管的一端、该第二光敏晶体管的一端、该第三光敏晶体管的一端与该电容的该第一端电性连接,该第二光敏晶体管的另一端与该第三光敏晶体管的另一端与该电容的该第二端电性连接,该开关元件与该电容的该第一端电性连接。
10.如权利要求1所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该光敏单元的该第一光敏晶体管的一端与该电容电性连接,该第一光敏晶体管的另一端用以接收一操作信号,该开关元件受控于一扫描信号,于一重置期间,该操作信号具有一第一电压,以重置该电容的电压值,于一感测期间,该操作信号具有一第二电压,以使当该光线照射该光敏单元与该补偿单元时,该光线对应至该第一颜色的该第一光成分使该光敏单元产生该第一电流,该光线对应至该第二颜色的该第二光成分使该补偿单元产生该第二电流,于一取样期间,该扫描信号为致能,以使该开关元件导通来使该电容的电压被读取。
11.一种光学感测电路,其特征在于,包括:
一电容;
一光敏单元,与该电容电性连接,该光敏单元包括一第一光敏晶体管,该光敏单元用以感测一第一颜色;
一补偿单元,与该电容电性连接,该补偿单元包括一第二光敏晶体管,该补偿单元用以感测一第二颜色,该第二颜色对应的频谱与该第一颜色对应的频谱不重叠;以及
一开关元件,与该电容电性连接;
其中,当一光线照射该光敏单元与该补偿单元时,该光线对应至该第一颜色的一第一光成分使该光敏单元产生一第一电流,该光线对应至该第二颜色的一第二光成分使该补偿单元产生一第二电流,该第二电流用以降低该第一电流对该电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小;
其中,于该开关元件导通时,该电容的电压被读取,以作为判断该光线颜色的信息;
其中,该第一光敏晶体管与该第二光敏晶体管为二极管连接的薄膜晶体管。
12.如权利要求11所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该补偿单元更包括一第三光敏晶体管,该第一光感光敏晶体管、该第二光感光敏晶体管、该第三光感光敏晶体管分别用以感测不同颜色。
13.如权利要求12所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该第一光感光敏晶体管、该第二光感光敏晶体管、该第三光感光敏晶体管分别用以感测红色、绿色、蓝色,或者分别用以感测绿色、红色、蓝色,或者分别用以感测蓝色、红色、绿色。
14.如权利要求12所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该电容具有一第一端与一第二端,该第三光敏晶体管为二极管连接的薄膜晶体管,该第一光敏晶体管的一端及栅极、该第二光敏晶体管的一端、该第三光敏晶体管的一端与该电容的该第一端电性连接,该第二光敏晶体管的另一端及栅极与该第三光敏晶体管的另一端及栅极与该电容的该第二端电性连接,该开关元件与该电容的该第一端电性连接。
15.如权利要求14所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该第一光敏晶体管的另一端用以接收一操作信号,该开关元件受控于一扫描信号,于一重置期间,该操作信号具有一第一电压,以重置该电容的电压值,于一感测期间,该操作信号具有一第二电压,以使当该光线照射该光敏单元与该补偿单元时,该光线对应至该第一颜色的该第一光成分使该光敏单元产生该第一电流,该光线对应至该第二颜色的该第二光成分使该补偿单元产生该第二电流,于一取样期间,该扫描信号为致能,以使该开关元件导通来使该电容的电压被读取。
16.如权利要求12所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该电容具有一第一端与一第二端,该第三光敏晶体管为二极管连接的薄膜晶体管,该第一光敏晶体管的一端、该第二光敏晶体管的一端及栅极、该第三光敏晶体管的一端及栅极与该电容的该第一端电性连接,该第一光敏晶体管的另一端及栅极相互耦接,该第二光敏晶体管的另一端与该第三光敏晶体管的另一端与该电容的该第二端电性连接,该开关元件与该电容的该第一端电性连接。
17.如权利要求16所述的光学感测电路,其特征在于,其中,该第一光敏晶体管的另一端及栅极接收一操作信号,该开关元件受控于一扫描信号,于一重置期间,该操作信号具有一第一电压,以重置该电容的电压值,于一感测期间,该操作信号具有一第二电压,以使当该光线照射该光敏单元与该补偿单元时,该光线对应至该第一颜色的该第一光成分使该光敏单元产生该第一电流,该光线对应至该第二颜色的该第二光成分使该补偿单元产生该第二电流,于一取样期间,该扫描信号为致能,以使该开关元件导通来使该电容的电压被读取。
18.一种应用光学感测电路的判断光线颜色的方法,其特征在于,包括:
提供一光学感测电路,该光学感测电路包括一电容、一光敏单元、一补偿单元、及一开关元件,该光敏单元与该电容电性连接,该光敏单元包括一第一光敏晶体管,该光敏单元用以感测一第一颜色,该补偿单元与该电容电性连接,该补偿单元包括一第二光敏晶体管,该补偿单元用以感测一第二颜色,该第二颜色对应的频谱与该第一颜色对应的频谱不重叠,该开关元件与该电容电性连接,该第一光敏晶体管的一端接收一操作信号,该开关元件由一扫描信号所控制;
于一重置期间,该操作信号具有一第一电压,以重置该电容的电压值;
于一感测期间,该操作信号具有一第二电压,以使当该光线照射该光敏单元与该补偿单元时,该光线对应至该第一颜色的一第一光成分使该光敏单元产生一第一电流,该光线对应至该第二颜色的一第二光成分使该补偿单元产生一第二电流,该第二电流用以降低该第一电流对该电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小;
于一取样期间,该扫描信号为致能,以使该开关元件导通来使该电容的电压被读取,以作为判断该光线颜色的信息;
其中,该第一光敏晶体管的栅极与该第二光敏晶体管的栅极至少二者其中之一的电压电位为可调。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于,其中,该第一光敏晶体管的栅极与该第二光敏晶体管的栅极至少二者其中之一的电压电位可根据一环境光的强弱或该光线的强弱来调整。
20.一种应用光学感测电路的判断光线颜色的方法,其特征在于,包括:
提供一光学感测电路,该光学感测电路包括一电容、一光敏单元、一补偿单元、及一开关元件,该光敏单元与该电容电性连接,该光敏单元包括一第一光敏晶体管,该光敏单元用以感测一第一颜色,该补偿单元与该电容电性连接,该补偿单元包括一第二光敏晶体管,该补偿单元用以感测一第二颜色,该第二颜色对应的频谱与该第一颜色对应的频谱不重叠,该开关元件与该电容电性连接,该第一光敏晶体管的一端接收一操作信号,该开关元件由一扫描信号所控制;
于一重置期间,该操作信号具有一第一电压,以重置该电容的电压值;
于一感测期间,该操作信号具有一第二电压,以使当该光线照射该光敏单元与该补偿单元时,该光线对应至该第一颜色的一第一光成分使该光敏单元产生一第一电流,该光线对应至该第二颜色的一第二光成分使该补偿单元产生一第二电流,该第二电流用以降低该第一电流对该电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小;
于一取样期间,该扫描信号为致能,以使该开关元件导通来使该电容的电压被读取,以作为判断该光线颜色的信息;
其中,该第一光敏晶体管与该第二光敏晶体管为二极管连接的薄膜晶体管。
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