TW200301821A - Method and apparatus for optical detector with spectral discrimination - Google Patents

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Description

200301821 A7 B7 五、發明説明（1 ) 技術領域 本發明大體上是關於半導體裝置，特別是關於具有使 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 用傳統CMOS元件的頻譜判別之光學偵測器之方法及裝置 〇 先前技術 對於諸如人造光之位準的自動控制而言，背景光之位 準的偵測是需要的。矽光二極體或光電晶體經常用於此目 的，因爲它們不昂貴且容易使用。此外，矽光二極體或光 電晶體可以是積體電路的一部分。 d 然而，矽光偵測器的響應不匹配於人眼。依光源與它 的功率頻譜而定，人眼與矽光偵測器所見的亮度之差異可 能有很大的差別。例如，螢光照明具有大部分落在人眼響 應的範圍內之頻譜，而白熱照明將它大部分的能量射入頻 譜的紅外線（IR )區域中。就人眼所見之相同亮度位準而 言，簡單的矽光偵測器對於白熱照明所提供的響應是螢光 照明的四（4 )倍大。 經濟部智tt財產^員工消費合作社印製 日光具有在螢光照明與白熱照明之間的頻譜。紅外線 發射與可見光發射的比例對於白熱照明而言爲最高，對於 螢光照明而言爲最低，對於日光而言爲中等。 儘管以上的討論，矽光偵測器可以用於測量人眼所見 之光的位準。此可以藉由安置一光纖於光源與偵測器之間 而完成。如此做的時候，光纖使複合響應能夠模擬人眼。 雖然這是有效的解決方案，但是濾光器意味著額外的費用 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -5 - 200301821 A7 B7 五、發明説明（2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明內容 〜種用於決定入射光的頻譜內容之單一光學偵測器包 含在一基材中之至少一第一與一第二井，第二井形成於第 一井附近。第一井構建成爲暴露於入射光，且用於產生第 一光電流，其是入射光的函數。第二井構建成爲與入射光 隔離，且用於產生第二光電流，其是入射光的函數。最後 ’ 一饗應於第一與第二光電流的處理與控制單元決定入射 光之頻譜內容的指示。也揭示一種方法與裝置參數控制器 實施方式 參考圖1，一具有依據本揭示之一實施例的頻譜判別 之光學偵測器整體由參考號碼1 〇標示。偵測器1 0包含一 第一井12及一靠近第一井的第二井14，第一與第二井配 置於基材1 6中。 經濟部智慈財產局貨工消費合作社印製 依據一實施例，基材16包含一 P型矽基材。第一與 第二井12與14個別包含η型井。第一與第二井實質上是 類似的尺寸，且使用此技術中習知的標準CMOS積體電路 製造技術形成於基材1 6中。 第一井12構建成爲暴露於入射光18。第二井14構 建成爲與入射光1 8隔離。入射光1 8可以包含-例如-螢 光、白熱光或日光。至少一透明層20至少配置於第一井 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公釐） -6 - 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 200301821 A7 B7 五、發明説明（3 ) 12上方。此外，至少一入射光18不可透過的層22配置 於第二井14上方。層2 0包含任何透明層，例如，氧化物 層。層22包含入射光1 8不可透過的任何層，例如，不透 明的導電層。 在進一步討論偵測器1 0以前，讓我們考慮如下。當 入射光之一光子被吸收於矽中時，產生一電洞-電子對。 一少數載體擴散通過矽晶格，直到它再結合或再遭遇二極 體接面爲止。當少數載體遭遇二極體接面時，它可以被收 集成爲光電流。少數載體也稱爲光載體。 光子吸收是隨機過程，其中光子被吸收於矽中的可能 1生是波長的函數。吸收距離在此界定爲入射光被吸收以前 所行進者之數量1 /e的距離，其中e代表自然對數。對於 在4 00至7 00奈米範圍的可見波長而言，吸收距離在3.4 微米或更小的位階。在800奈米，吸收距離在約8微米的 位階。在 900奈米，吸收距離在約22微米的位階。在 1 000奈米，吸收距離在約93微米的位階。 依據本揭示之一實施例，具有頻譜判別之光學偵測器 之方法及裝置利用二基本的事實。第一是少數載體在矽晶 格中的擴散係隨機、三維過程。第二是光在矽中的吸收距 離以波長的函數而大大改變。 在標準CMOS積體電路中，最深的二極體接面大體上 是井/基材接面。例如，井/基材接面可能包含一 η井/p基 材接面。對於0.8微米過程而言，此井/基材接面典型上 在約4.0微米的位階。對於〇.8微米過程以外的CMOS過 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
200301821 A7 B7 五、發明説明（4 ) 程而言，井/基材接面深度可能並非4.0微米深。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 當此井/基材接面二極體充當光二極體時，在整合的 CMOS光電子電路中經常如此做，衝擊至二極體的可見波 長之大部分光子在井中被吸收。剩餘的光子在井/基材接 面下方被吸收。產生在井或環繞井接面的空乏區域中之幾 乎所有光載體被收集成爲光電流。一小部分將損失而再結 合。 然而，產生在光二極體的井/基材接面下方之載體的 命運依它們與接面的距離而定。如果在井下方的垂直距離 與二極體的側向尺寸及載體平均擴散長度相比是小的，則 光載體很可能由二極體收集成爲光電流。當井下方的距離 增加時，光載體更可能經歷顯著的側向-及垂直-擴散。 藉由足夠的側向擴散，光載體可以行進至足夠遠離光 二極體，以由鄰近於-或靠近-光二極體的任何額外二極 體收集。如果鄰近於光二極體的其他二極體與光隔離，則 隔離的二極體收集的任何光載體將源自於在光二極體接面 下方所吸收的光子。因此，光子被吸收得越深，則它更可 能由一靠近光二極體的相鄰二極體收集。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如果一結構設計成爲包含一暴露於光的光二極體，其 很靠近與光隔離的一或更多二極體，則光電流的比例指示 光的頻譜內容。更特別地，暗的二極體電流與所照射的二 極體之比例越高，則長的波長內容越大。 再回到圖1，偵測器1 0包含一具有依據本揭示之一 實施例的頻譜判別之光學偵測器。圖1中，二極體D 1 ( 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -8 - 200301821 A7 B7 五、發明説明（5 ) 1 2 )包含一暴露於入射光（1 8 )的η井/P基材二極體。二 極體D2 ( 14)與D3 ( 24)是類似的二極體，其與入射光 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 18隔離。隔離意指二極體D2與D3不直接暴露於入射光 〇 一載體e -整體由參考號碼26標示-是由一在二極 體D 1接面下方被吸收的光子產生。於第一近似，載體將 由一給定的二極體吸收的相對機率成比例於載體與個別二 極體對向的立體角。 對於相等尺寸的二極體而言，角α 1將大於角α 2， 其則大於角α 3。以另一方式表不，α1>α2且α2>α3。 對於產生在緊鄰於二極體D 1下方的載體（即，波長較短 的入射光）而言，^ 1與^ 2的比例相當大。然而，當載 體的深度增加（即，波長較長的入射光）時，a 1與α 2 的比例及α 2與α 3的比例漸漸趨近一（1 )之値，個別光 電流的比例亦同。 經濟部智慈財產苟員工消費合作社印製 藉由測量二極體Dl(12)與二極體D2(14)之光電 流的比例，可以推斷與單色光源有關的波長資訊。光電流 的比例也可以用於估計一寬帶光源的相對頻譜內容，以建 立光源的型式。更特別地，依據本揭示之一實施例，此頻 譜判別方法可以用於將光源分類爲螢光、白熱光或日光。 與頻譜內容有關的額外資訊可以從二極體D3電流與 二極體D2及二極體D 1電流的比例推斷。此外，本實施 例的觀念理論上可以延伸至任何數目的二極體。 圖1又繪示本揭示的另一實施例。二極體D2B ( 28 ) 冬 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（2!0><297公釐） 200301821 A7 B7 五、發明説明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 與D3B(30)可以個別與二極體D2(14)及二極體D3( 24 )並聯，以增加暗的二極體之收集效率。圖1之二極體 Dl(12) 、D2(14)、D3(24)、D2B(28)及 D3B(30 )的基本結構也可以延伸，以包含一重複的光與暗結構陣 列，如圖2所示。 例如，第一井可包含複數第一井D1，其中複數第一 井產生複數第一光電流，其係入射光的函數。第二井可包 含複數第二井D2，其中複數第二井產生複數第二入射光 光電流，其係入射光的函數。入射光的頻譜內容之指不是 響應於複數第一光電流與複數第二光電流而決定。 又，複數第一井可以包含一第一井陣列，且複數第二 井又包含一靠近第一井之個別陣列的第二井陣列。井結構 又可使用同心幾何形狀而構建。 在替代實施例中，第一與第二井又包含一 η型基材中 的P型井、淺擴散、深擴散、淺與深擴散的組合及源極/ 汲極擴散。又，第一與第二井可包含電荷閘極MOS二極 體結構，其中一施加至結構的閘極之電位建立個別的井。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 現在轉到圖3，本揭示的另一實施例包含一整體由參 考號碼40標示的背景光偵測器（ALD ) 。ALD包含一多 工器（MUX ) 42、一類比至數位（A/D )轉換器44、處理 與控芾!J 單元(PROCESSING AND CONTROL) 46 〇 多工器42包含個別由參考號碼48、50與52表示的 INI、IN 2與IN 3。多工器42也包含一輸出54。多工器 42響應於選擇輸入56上的選擇信號，以耦合輸入in !、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） •10- 200301821 A7 B7 五、發明説明（7 ) IN2與IN3之一至輸出54。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 多工器 42的輸出54耦合至類比至數位轉換器44的 輸入5 8。類比至數位轉換器44響應於在控制輸入62的 控制信號，將在輸入5 8接收的信號轉換成爲在輸出60的 數位數量。 類比至數位轉換器44的輸出60耦合至處理與控制 46的輸入64。處理與控制46響應於在64的數位輸入， 在輸出66上提供頻譜資訊。輸出66依據一特殊背景光偵 測器應用的需求，提供頻譜內容資訊。此外，處理與控制 46又依據一特殊背景光偵測器應用的需求，在控制輸出 68上提供適當的控制信號，以選擇多工器42的輸入56 及類比至數位轉換器44的控制輸入62。 圖 3 中，二極體 Dl(12) 、D2(14)與 D3(24)包 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 含光與暗的二極體，如針對圖1說明於前者。二極體D 1 (12) 、D2 ( 14)與D3 ( 24)個別耦合至多工器42的輸 入48、50與52。多工器42響應於選擇輸入上之一選擇 信號，用於選擇三個二極體之一以輸入至類比至數位轉換 器44。類比至數位轉換器44將所選擇之光二極體的輸出 光電流之一轉換成爲代表性的數位數量。 在一實施例中，類比至數位轉換器44在一足夠的時 間周期整合個別的輸入光電流，以將交流電（A C )照明 所導致之入射光的波紋平均。在另一實施例中，類比至數 位轉換器44利用對數壓縮，以延伸在類比至數位轉換器 的輸入所接收之光電流的動態範圍。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 200301821 ΚΊ _______ Β7 五、發明説明（8 ) 在一實施例中，處理與控制4 6包含數位電路，用於 依據所欲的背景光偵測器應用，控制多工器4 2與類比至 數位轉換器4 4。處理與控制4 6也可以含有電路，用於進 一步調節類比至數位轉換器4 4的輸出6 0及轉譯所調節的 A/D輸出結果成爲頻譜資訊。例如，調節可以包含時間平 均、振幅壓縮、或適用於一特殊背景光偵測器應用的其他 調節。 依據另一實施例’處理與控制單元又含有可程式校準 電路，校準電路構建成爲負責不同晶片上的載體壽命差異 。例如，可程式校準電路導致能夠至少校準二極體D1 ( 1 2 )與D 2 ( 14 )的第一與第二光電流。此外，背景光偵 測器ALD 40可以包含關聯於處理與控制單元46的保險 絲（未顯示），以完成可能需要的校準。例如，保險絲可 以在製造過程的積體電路探測步驟期間修剪。 依據又一實施例，處理與控制單元46執行所調節的 類比至數位轉換器輸出之轉譯，其包含-例如-算術處理 與查詢表的使用。轉譯也可以藉由至少一硬線邏輯與所儲 存的程式邏輯而完成，諸如經由微處理器。 處理與控制46也可包含機件，其耦合至類比至數位 轉換器44的輸出且在單一積體電路上實施，用於建立一 頻譜內容響應，其構建成爲模擬將由人眼所觀察者。 現在參考圖4，將討論一具有光學偵測器之顯示控制 器的方塊圖，光學偵測器具有一依據本揭示之另一實施例 的頻譜判別。顯示控制器整體由參考號碼70標示。顯示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----Ί--^ J----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智Μ財產苟員工消費合作社印製 -12- 200301821 A7 B7 五、發明説明（9 ) 控制器70包含耦合至一控制器72的背景光偵測器40。 控制器72耦合至顯示器74。控制器72可以包含任何適 當的控制裝置、電路、或用於執行所欲的功能之處理器， 如此處討論者。 背景光偵測器4 0包含單一光學偵測器，如針對圖3 討論於上者。背景光偵測器40提供入射光1 8的頻譜內容 之指示至控制器7 2。在一實施例中，控制器7 2包含一背 光控制器，其響應於入射光1 8的頻譜內容之指示，以控 制顯示器74的背光。 顯示器74可以包含任何顯示器，其響應於一背光控 制信號，以產生具有人工照明之所欲的背光。一例示的裝 置可以包含一用於-例如-膝上型電腦的顯示器。依據膝 上型電腦上的背景入射光之頻譜內容而控制顯示螢光幕的 背光便利於改進功率管理，延伸電池的充電周期之間的使 用壽命。也考慮到能夠提供具有人工照明的背光之其他電 子裝置，諸如手持式電子裝置。 另外’控制器72可以包含一響應於入射光的頻譜內 容之指示以控制一裝置參數的機件。裝置參數可以包含一 響應於入射光的頻譜內容之指示而受控制的裝置之任何參 數。裝置參數可以包含-例如——顯示裝置的背光控制參 數。背光控制參數可以包含用於第一型式的入射光之至少 一第一人工照明位準及用於第二型式的入射光之一第二人 工照明位準。第一與第二人工照明位準可以個別包含—例 如-㈢光及不包含背光。第一與第二人工照明位準可以也 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----J--10^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T .Aw__ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- 200301821 A7 B7 五、發明説明（10) 包含不同人工照明的額外位準。 裝置參數也可以包含-例如-一彩色顯示器的顏色控 制參數。顏色控制參數構建成爲改變顯示顏色特徵，以適 應於入射在顯示器上的環境之光。在此例中，控制器7 2 響應於偵測器40所偵測之背景光的頻譜內容之指示，調 整顯示器的顏色內容。 在另一實施例中，控制器7 2及處理與控制46包含相 同的裝置，其具有用於一給定的光學偵測與控制應用之所 欲的功能。 雖然只有本發明的一些示範性實施例已詳細說明如上 ，但是專精於此技術的人易於了解，示範性實施例的很多 修改是可行的，不會實質上偏離本發明的新穎教導與優點 。例如，此處討論的各實施例之功能可以在單一積體電路 上提供。因此，企圖將所有此類修改包含於下列申請專利 範圍所界定之本發明的範疇內。在申請專利範圍中’機件 加上功能的子句企圖涵蓋在此處描述成爲執行所列舉的功 能之結構，且不僅涵蓋結構性的等效事物，而且涵蓋等效 的結構。 圖式簡單說明 圖1是具有依據本揭示之一實施例的頻譜判別裝置之 光學偵測器剖視圖； 圖2是具有依據本揭示之另一貫施例的頻譜判別之光 學偵測器平視圖； 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 29*7公釐） I - . » -J--·- --- 1 1·— - , I —i -I- 1....... I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200301821 A7 _____ B7 五、發明説明（11) 圖3是具有依據本揭示之另一實施例的頻譜判別系統 之光學偵測器方塊圖； 圖4是具有一光學偵測器的顯示控制器方塊圖，光學 偵測器具有依據本揭示之另一實施例的頻譜判別。 主要元件對照表 10 偵測器 12 第一井 14 第二井 16 基材 18 入射光 20 透明層 22 層 26 載體e 40 背景光偵測器 42 多工器 44 類比至數位（A/D )轉換器 46 處理與控制單元 48 輸入IN1 50 輸入IN2 52 輸入IN3 54 輸出 5 6 輸入 58 輸入 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） ,--衣------~1T-------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 200301821 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明説明（ 12) 60 輸出 62 控制輸入 64 輸入 66 輸出 68 控制輸出 70 顯示控制器 72 控制器 74 顯示器 D1 ( 12 ) 二極體 D1 第一井 D2 ( 14 ) 二極體 D2 第二井 D3 ( 24 ) 二極體 D2B ( 28 ) 二極體 D3B ( 30 ) 二極體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） » 16-

Claims (1)

  1. 200301821 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1. 一種單一光學偵測器，包含： 在一基材中之一第一井，該第一井構建成爲暴露於入 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 射光，且用於產生第一光電流，其是入射光的函數； 在基材中且在該第一井附近之一第二井，該第二井構 建成爲與入射光隔離，且用於產生第二光電流，其是入射 光的函數；及 機件，其響應於第一與第二光電流，用於決定入射光 之頻譜內容的指示。 2. 如申請專利範圍第1項之偵測器，其中用於決定頻 譜內容的指示之該機件包含決定第一與第二光電流的比例 ，該比例提供頻譜內容的測量。 3. 如申請專利範圍第2項之偵測器，其中該比例又包 含代表第一型式之入射光的第一測量範圍、代表第二型式 之入射光的第二測量範圍、代表第三型式之入射光的第三 測量範圍三者至少之一。 4. 如申請專利範圍第3項之偵測器，其中第一、第二 與第三型式之入射光包含螢光、白熱光與日光三者至少之 -* 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5. 如申請專利範圍第1項之偵測器，其中該第一與第 二井包含下列諸項至少之一 ：一 P型基材中的η型井、一 η型基材中的Ρ型井、淺擴散、深擴散、淺與深擴散的組 合、源極/汲極擴散及電荷閘極MOS二極體結構。 6. 如申請專利朝圍弟1項之偵測器’其中該第一'與第 二井包含尺寸實質上類似的井。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 200301821 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 7. 如申請專利範圍第1項之偵測器，其中頻譜內容的 指示包含一波長。 (請先閱讀背面之注意事項再填· 8. 如申請專利範圍第丨項之偵測器，其中又包括： 用於校準第一與第二光電流二者至少之一的機件。 9. 如申請專利範圍第1項之偵測器，其中又包括： 配置於至少該第一井上方的至少一透明介電質層；及 配置於該第二井上方的至少一不透明層。 i 〇.如申請專利範圍第9項之偵測器，其中至少一不 透明層包含一導電層。 1 ；1.如申請專利範圍第1項之偵測器，其中又包括： 在基材中之至少一額外井，其鄰近於該第一與第二井 ，該至少一額外井構建成爲與入射光隔離，且用於產生至 少一額外光電流，其個別是入射光的函數，且用於決定頻 譜內容的指示之該機件包含機件，其又響應於該至少一額 外光電流，用於決定入射光之頻譜內容的指示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 2.如申請專利範圍第1 1項之偵測器，其中用於決定 頻譜內容的指示之該機件包含決定第一與第二光電流的比 例，該比例提供頻譜內容的測量，又包含決定第二與至少 一額外光電流的至少一額外比例，該至少一額外比例提供 入射光之頻譜內容的額外測量。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之偵測器，其中該比例與 至少一額外比例又個別包含代表第一型式之入射光的第一 測量範圍、代表第二型式之入射光的第二測量範圍、代表 第二型式之入射光的第二測量範圍二者至少之一。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 200301821 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 14.如申請專利範圍第13項之偵測器，其中第一、第 二與第三型式之入射光包含螢光、白熱光與日光三者至少 之一。 1 5 .如申請專利範圍第1 1項之偵測器，其中該第一、 第二與至少一額外井包含尺寸實質上類似的井。 1 6.如申請專利範圍第1項之偵測器，其中又包括： 至少一整合於該第一與第二井且形成單一積體電路的 類比至數位（A/D )轉換器，該第一與第二井耦合至該至 少一類比至數位轉換器的至少一輸入，類比至數位轉換器 用於轉換第一與第二光電流的個別光電流成爲數位輸出。 17.如利範圍第16項之偵測器，其中又包括： 一耦合於該第一與第二井之間及該類比至數位轉換器 之輸入的多工器，該多工器用於選擇性耦合第一與第二光 電流至該類比至數位轉換器的輸入。 i 8 .如申請專利範圍第1 6項之偵測器，其中該至少一 類比至數位轉換器在一足夠的時間周期整合第一與第二光 電流的個別光電流，以將交流電（AC )照明所導致之入 射光的波紋平均。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i 9•如申請專利範圍第16項之偵測器，其中又包括·· 機件，其耦合至該至少一類比至數位轉換器的輸出且 在單一積體電路上實施，用於建立一頻譜內容響應，其構 建成爲模擬將由人眼所觀察者。 2〇·如申請專利範圍第16項之偵測器，其中該至少一 類比至數位轉換器利用對數壓縮，以延伸在該至少一類比 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 200301821 Α8 Β8 C8 D8 、申請專利範圍 4 至數位轉換器的至少一輸入所接收之光電流的動態範圍。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 1.如申請專利範圍第1項之偵測器，其中又包括： 機件，其耦合至該決定機件，用以響應於入射光之頻 譜內容的指示，控制一裝置參數。 22. 如申請專利範圍第21項之偵測器，其中裝置參數 包含一顯示器的背光控制參數及一彩色顯示器的顏色控制 參數二者至少之一。 23. 如申請專利範圍第22項之偵測器，其中背光控制 參數包含用於第一型式的入射光之第一人工照明位準及用 於第二型式的入射光之一第二人工照明位準二者至少之一 〇 2 4.如申請專利範圍第1項之偵測器，其中該第一井 包含複數第一井，該複數第一井用於產生複數第一光電流 ，其是入射光的函數， 該第二井包含複數第二井，該複數第二井用於產生複 數第二光電流，其是入射光的函數，且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該決定機件響應於複數第一光電流與複數第二光電流 ，決定入射光之頻譜內容的指示。 25. 如申請專利範圍第24項之偵測器，其中複數第一 井又包含一第一井陣列，且複數第二井又包含一鄰近於第 一井陣列的個別井之第二井陣列。 26. 如申請專利範圍第25項之偵測器，其中第一井陣 列與第二井陣列包含重複的陣列。 2 7 .如申請專利圍第2 5項之偵測益’其中弟一'與弟 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 200301821 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 二井陣列形成第一與第二井的同心幾何形狀。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 28·—種決定單一光學偵測器上之入射光的頻譜內容 之方法，包括： 在一基材中之第一井產生第一光電流，其是入射光的 函數，第一井構建成爲暴露於入射光； 在基材中且在第一井附近之第二井產生第二光電流， 其是入射光的函數，第二井構建成爲與入射光隔離；及 響應於第一與第二光電流，決定入射光之頻譜內容的 指示。 - 29.如申請專利範圍第28項之方法，其中決定頻譜內 容的指示包含決定第一與第二光電流的比例，該比例提供 頻譜內容的測量。 3 0.如申請專利範圍第29項之方法，其中該比例又包 含代表第一型式之入射光的第一測量範圍、代表第二型式 之入射光的第二測量範圍、代表第三型式之入射光的第三 測量範圍三者至少之一。 31.如申請專利範圍第30項之方法，其中第一、第二 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 與第三型式之入射光包含螢光、白熱光與日光三者至少之 -- 〇 3 2.如申請專利範圍第28項之方法，其中第一與第二 井包含下列諸項至少之一：一 p型基材中的η型井、一 η 型基材中的Ρ型井、淺擴散、深擴散、淺與深擴散的組合 、源極/汲極擴散及電荷閘極MOS二極體結構。 3 3 .如申請專利範圍第2 8項之方法，其中該第一與第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -21 - 200301821 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 6 二井包含尺寸實質上類似的井。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 34·如申請專利範圍第28項之方法，其中頻譜內容的 指示包含一波長。 3 5 ·如申請專利範圍第2 8項之方法，其中又包括校準 第一與第二光電流二者至少之一。 36·如申請專利範圍第28項之方法，其中又包括： 至少在第一井上方配置至少一透明介電質層；及 在第二井上方配置至少一不透明層。 3 7 ·如申請專利範圍第3 6項之方法，其中至少一不透 明層包含一導電層。 3 8.如申請專利範圍第28項之方法，其中又包括： 在基材中之至少一額外井（其鄰近於第一與第二井） 產生至少一額外光電流，其是入射光的函數，該至少一額 外井構建成爲與入射光個別隔離；且決定頻譜內容的指示 包含又響應於該至少一額外光電流，決定入射光之頻譜內 容的指示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 39.如申請專利範圍第38項之方法，其中決定頻譜內 容的指示包含決定第一與第二光電流的比例，該比例提供 頻譜內容的測量，又包含決定第二與至少一額外光電流的 至少一額外比例，該至少一額外比例提供入射光之頻譜內 容的額外測量。 4〇.如申請專利範圍第39項之方法，其中該比例與至 少一額外比例又包含個別代表第一型式之入射光的第一測 量範圍、代表第二型式之入射光的第二測量範圍、代表第 22- 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 200301821 ABCD 六、申請專利範圍 7 三型式之入射光的第三測量範圍三者至少之一。 4 1.如申請專利範圍第40項之方法，其中第一、第二 與第三型式之入射光包含螢光、白熱光與日光三者至少之 -* 〇 42·如申請專利範圍第38項之方法，其中該第一、第 二與至少一額外井包含尺寸實質上類似的井。 43·如申請專利範圍第28項之方法，其中又包括： 提供至少一整合於第一與第二井以形成單一積體電路 的類比至數位（A/D )轉換器，第一與第二井耦合至該至 少一類比至數位轉換器的至少一輸入，用於轉換第一與第 二光電流的個別光電流成爲數位輸出。 44 ·如申請專利範圍第4 3項之方法，其中又包括： 個別選擇性多工處理第一與第二井的第一與第二光電 流至類比至數位轉換器的輸入。 4 5 ·如申請專利範圍第4 3項之方法，其中至少—類比 至數位轉換器在一足夠的時間周期整合第一與第二光電流 的個別光電流，以將交流電（AC )照明所導致之A射光 的波紋平均。 46·如申請專利範圍第43項之方法，其中又包括： 根據至少一類比至數位轉換器的輸出，建立一頻譜內 容響應，其構建成爲模擬將由人眼所觀察者。 47 ·如申請專利範圍第43項之方法，其中至少—類比 至數位轉換器利用對數壓縮，以延伸在該至少〜類比至數 位轉換器的至少一輸入所接收之光電流的動態範圍。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 200301821 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 8 48.如申請專利範圍第28項之方法，其中又包括： 響應於入射光之頻譜內容的指示，控制一裝置參數。 49·如申請專利範圍第48項之方法，其中裝置參數包 含一顯示器的背光控制參數及一彩色顯示器的顏色控制參 數二者至少之一。 50·如申請專利範圍第49項之方法，其中背光控制參 數包含用於第一型式的入射光之第一人工照明位準及用於 第二型式的入射光之一第二人工照明位準二者至少之一。 51.如申請專利範圍第28項之方法，其中第一井·包含 複數第一井，複數第一井用於產生複數第一光電流，其是 入射光的函數， 第二井包含複數第二井，複數第二井用於產生複數第 二光電流，其是入射光的函數，且 響應於複數第一光電流與複數第二光電流，決定入射 光之頻譜內容的指示。 5 2.如申請專利範圍第51項之偵測器，其中複數第一 井又包含一第一井陣列，且複數第二井又包含一鄰近於第 一井陣列的個別井之第二井陣列。 5 3 .如申請專利範圍第5 2項之偵測器’其中第一井陣 列與第二井陣列包含重複的陣列。 54. 如申請專利範圍第52項之偵測器，其中第一與第 二井陣列形成第一與第二井的同心幾何形狀。 55. —種顯示控制器，包括： 單一光學偵測器，其包含在一基材中之第一與第二井 ："T — — ^裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 if 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） · ％ _ 200301821 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 9 ，第二井在第一井附近，第一井構建成爲暴露於入射光， 且用於產生第一光電流，其是入射光的函數，第二井構建 成爲與入射光隔離，且用於產生第二光電流，其是入射光 的函數，該單一光學偵測器又包括機件，其響應於第一與 第二光電流，用於決定入射光之頻譜內容的指示；及 一背光控制器，其響應於入射光之頻譜內容的指示， 用於控制一顯示器的背光。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25-
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