TW201605244A - 主動式像素感測裝置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種主動式像素感測裝置及其操作方法，該主動式像素感測裝置包含有一主動式像素感測陣列元件及一同步讀取電路；其中該主動式像素感測陣列元件形成有複數呈矩陣排列的感測像素，且各該感測像素係有一電源端，由該同步讀取電路連接該所有感測像素的電源端，偵測流經該所有感測像素的電流總和，並將該電流總和轉換為一輸出訊號後，輸出代表光感測資訊的該輸出訊號；如此，本發明主動式像素感測裝置除原本可分別讀取各該主動式感測像素外，更可藉由控制該同步讀取電路一同讀取該所有感測像素的電流總和所對應的輸出訊號，令該主動式像素感測裝置以相同的主動式像素感測陣列元件操作於另一種大光感測面積的應用。

Description

主動式像素感測裝置及其操作方法
本發明係一種主動式像素感測裝置，尤指一種具不同操作模式之主動式像素感測裝置。
目前應用於手指指紋識別的光學式感測裝置概分為二種，其一為被動式像素感測裝置(Passive Pixel Sensor, PPS)，其二為主動式像素感測裝置(Active Pixel Sensor, APS)。不論是被動式或主動式像素感測裝置，於感測該手指指紋時均是分別重置各感測像素後進行曝光，再讀取其感測電流並加以轉換為對應的感測電壓。然而，目前除指紋識別功能外，亦衍生許多光學感測的應用，例如：環境光線的感測或脈搏偵測用，其中脈搏偵測是檢測該微血管收縮舒張變化而得，如此應用所需要的解析度較感測手指指紋的解析度為低。
因此，目前對於整合有上述二種應用的光學感測裝置，則通常採用一主動式像素感測裝置及一光線感測裝置，如圖7所示，該主動式像素感測裝置60係包含有一主動式像素感測陣列元件601、一重置暨選擇電路61及一訊號讀取電路62。當主動式像素感測陣列元件601曝光前，該重置暨選擇電路61會依序分別重置該主動式像素感測陣列元件601上的各感測像素P11~Pmn，而後曝光。曝光完成後，重置暨選擇電路61依序選取欲讀取之該列像素，經由訊號讀取電路62讀取其感測電流的對應感測電壓。至於該光線感測裝置70係包含有一光感測陣列元件701及一訊號讀取電路72；其中該光感測陣列元件701的感測像素具有較大光感面積，故於被重置且被曝光時，該訊號讀取電路72將偵測出的感測電流轉換為對應的感測電壓，可藉由感應電壓以判斷目前環境光線強弱或手指微血管的收縮舒張變化。
因此，對於必須整合以上二種不同光學感測應用的裝置來說，勢必採用二種不同感測元件，如該主動式像素感測陣列元件601及該光感測陣列元件701，加上二個感測元件使用不同的電路設計，不論在成本上及尺寸上均非理想，況且以手指指紋識別及脈摶量測的雙應用來看，使用者至少將手指重覆放置於不同感測元件上，使用上並不方便，有必要進一步改良之。
有鑑於上述整合二種以上不同光學感測應用的裝置的缺點，本發明的主要目的係提供一種主動式像素感測裝置。
欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該主動式像素感測裝置包含有： 一主動式像素感測陣列元件，其上形成有呈矩陣排列的複數個感測像素，且各該感測像素具有一電源端，該複數個感測像素係區分成至少一個群組；及 一同步讀取電路，係連接所有主動式像素感測單元該感測像素的電源端，偵測流經該至少一個群組中的該複數個感測像素的一電流總和，且該電流總和經由該電源端輸出至該同步讀取電路，由該同步讀取電路將該電流總和轉換為一輸出訊號後，輸出該輸出訊號以作為光感測的量測值。
上述本發明係主要由該同步讀取電路連接該所有感測像素的電源端，故可偵測流經該所有感測像素的電流總和並將其轉換為一感測電壓後輸出，使得該主動式像素感測裝置原本可分別讀取各該主動式感測像素之感測電壓進行如手指指紋感測之外，更可藉由控制該同步讀取電路一同讀取該所有感測像素的電流總和所對應的感應電壓，令該主動式像素感測裝置以相同的主動式像素感測陣列元件操作於另一種較大光感測面積的應用，如環境光線的感測或脈搏偵測用；是以，本發明只需要單一主動式像素感測陣列元件，即可提供高解析度的手指指紋識別整合環境光線或脈搏偵測之應用，製作成本低、電路簡化、尺寸小型化，且使用者僅需將手指放置於同一主動式像素感測陣列元件，使用上亦相對便利。
本發明係針對一主動式像素感測裝置加以設計，令其兼具有雙操作模式，以下以複數較佳實施例加以說明之。
請參閱圖1所示，係為本發明主動式像素感測裝置的第一較佳實施例，其包含有一主動式像素感測陣列元件10、一重置暨選擇單元20、一第一訊號讀取單元30及一同步讀取電路40。
上述主動式像素感測陣列元件10上形成有呈矩陣排列的複數個感測像素P11~Pmn，且如圖2所示三個感測像素P11~P13可知，各該感測像素P11~P13較佳的可為3T-APS架構，即包含有一重置開關元件M11、一源極隨耦器M12、一選擇開關元件M13及一光感測器PD。該重置開關元件M11係可為一MOSFET，其包含作為電源端S用的汲極、一作為一重置端R1用的閘極，以及一作為訊號端用的源極；其中該電源端S供連接至一工作電源Vdd。該源極隨耦器M12同樣可為一MOSFET，其一汲極係連接至另一操作電源Va，其一閘極則連接至該重置開關元件M11的該訊號端，又其一源極則連接至該選擇開關元件M13。該開關元件M13亦可為一MOSFET，其一汲極係連接至該源極隨耦器M12的源極，其一閘極作為一選擇端用，而其一源極則作為一電壓輸出端Vo1。至於該光感測器PD的陰極係連接至該重置開關元件M11的源極，而陽極則連接至該工作電源Vdd的一接地端，其中該光感測器PD於該重置開關元件M11啟閉後獲得儲存電荷，此時如因曝光而受光，其電荷量會下降，且下降速率與光源強度成正相關。此外，各該感測像素亦可為4T-APS架構，不以前述3T-APS架構為限。該工作電源Vdd可以與該操作電源Va具有相同的電壓準位，即Vdd=Va。或是視實際需求，將該工作電源Vdd與該操作電源Va設定為不同的電壓準位，其中，該工作電源Vdd可選擇略低於該操作電源Va， 即Vdd＜Va。
又，該主動式像素感測陣列元件10中在同一列的該複數個感測像素的重置端係一同連接，且同一列的該複數個感測像素的選擇端亦一同連接，故包含有m個重置端及m個選擇端，因此，同一列的該複數個感測像素可以被同時重置及選擇，當同一列的該複數個感測像素的感測資料被讀取出來後，仍可以經由後續的解碼動作而解碼出各該感測像素的各別感測資料，該解碼技術非本案特徵，在此不予贅述。惟除了上述同列共接的作法之外，也可以將每一個感測像素的重置端與選擇端獨立連接至該重置暨選擇單元20，令該重置暨選擇單元20可對獨立的感測像素進行充電及訊號讀取。除此之外，另一種可行的作法是將所有的感測像素P11~Pmn共同連接之後，再連接至重置暨選擇單元20，因此全體的感測像素P11~Pmn可以同時地被重置及選擇，全部感測像素P11~Pmn的全體感測資料被讀取出來後，亦是經由後續的解碼動作而解碼出各該感測像素的各別感測資料。
上述重置暨選擇單元20係連接至該主動式像素感測陣列元件10的複數個重置端R1~Rm，以輸出一重置訊號予各該感測像素的該重置端R1~Rm，以及輸出一選擇訊號予各該主動式像素感測陣列元件10的選擇端S1~Sm。
上述第一訊號讀取單元30係連接至該各感測像素P11~Pmn的電壓輸出端Vo1~Von，以讀取該光感測器PD因受光而產生的感測訊號，例如感測電流或是感測電壓。其中，同一行排列的感測像素係共同連接於同一個電壓輸出端，例如第1行的感測像素P11~Pm1係連接在第一電壓輸出端Vo1，第2行的感測像素P12~Pm2係連接在第二電壓輸出端Vo2，依此類推。因此，若是重置暨選擇單元20每次係選擇一列的感測像素，在本實施例中，該第一訊號讀取單元30可從電壓輸出端Vo1~Von依序讀取每一列感測像素的感測電壓。
上述同步讀取電路40係通過一量測端M連接所有感測像素P11~Pmn的電源端S，以偵測流經該等感測像素P11~Pmn的電流總和Iout(sum)，並將電流總和Iout(sum)轉換為一輸出訊號，再將該輸出訊號對外輸出，其中該輸出訊號可以是一輸出電壓或是一輸出電流。於本實施例中，如圖1所示，該同步讀取電路40係包含有一操作模式切換單元41及一第二訊號讀取單元42。
如圖2所示，該操作模式切換單元41係包含有一第一切換開關SW1及一第二切換開關SW2，其中該第一及第二切換開關SW1、SW2的其中一端係通過該量測端M共同連接各該感測像素P11~Pmn的電源端S，其中一個切換開關SW1的另一端係連接一工作電源Vdd(本實施例以第一切換開關SW1為例)，因此，該第一切換開關SW1即連接於各該感測像素P11~Pmn的電源端S與該工作電源Vdd之間。
該第二訊號讀取單元42係連接於該第二切換開關SW2的另一端，透過該第二切換開關SW2、量測端M連接至各該感測像素P11~Pmn的電源端S，並將電流總和Iout(sum)轉換為輸出電壓或是輸出電流，在以下說明中將以輸出電壓為例介紹。於本實施例中，該第二訊號讀取單元42係包含有一運算放大器OP及一電阻器R；其中該運算放大器OP所需的工作電壓可來自於該操作電源Va或其它直流電源，其非反相輸入端(+)係連接一參考電壓Vref，其中該參考電壓Vref可以與該工作電源Vdd為相同電壓準位(Vref=Vdd)，或是視實際需求，也可以為不同的電壓準位(Vref≠Vdd)。該電阻器R係連接在該運算放大器OP的反相輸入端(-)及輸出端Vout_op之間，該運算放大器OP的反相輸入端(-)連接至第二切換開關SW2。
再如圖3所示，在另一較佳實施例中，該第二訊號讀取單元42’係包含有一運算放大器OP、一電容器C及一開關SW3。其中該運算放大器OP所需的工作電壓可來自於該操作電源Va或其它直流電源，其非反相輸入端(+)係連接一參考電壓Vref，反相輸入端(-)連接至第二切換開關SW2。該電容器C係連接在該運算放大器OP的反相輸入端(-)及輸出端Vout_op之間。該開關SW3係與該電容器C並聯。
請參閱圖2所示，本實施例於第一操作模式下，進行如手指指紋感應的應用時，係控制該操作模式切換單元41之第一切換開關SW1切換連接至該工作電源Vdd，而第二切換開關SW2不與該第二訊號讀取單元42連接；因此，各感測像素P11~Pmn的電源端S即與該工作電源Vdd連接。此時，該重置暨選擇單元20會分別輸出該重置訊號予各該感測像素P11~Pmn的重置端R1~Rm，使其光感測器PD充電，再進行曝光，此時該光感測器PD會產生感測電流；因此，該重置暨選擇單元20會再輸出該選擇訊號予該被重置的感測像素，由該第一訊號讀取單元30分別讀取各該被重置感測像素之電壓輸出端的感測電壓；如此即可獲得各該感測像素感測手指指紋的各別感測電壓，進行指紋識別應用。
當本實施例於第二操作模式下，進行如環境光檢測或脈搏檢測的應用時，需要較大的光感測面積，因此，係中斷該第一切換開關SW1與該工作電源Vdd之間的連接，並控制該第二切換開關SW2與該第二訊號讀取單元42連接；此時，所有感測像素P11~Pmn的電源端S均通過該量測端M與該第二訊號讀取單元42的該反向輸入端(-)連接，使感測像素P11~Pmn的電源端S接收到該參考電壓Vref。該重置暨選擇單元20會輸出該重置訊號予所有感測像素P11~Pmn的重置端R1~Rm，將光感測器PD逆偏在Vref電壓，再進行曝光或受光，此時所有的感測像素P11~Pmn的光感測器PD會產生感測電流，因此，該第二訊號讀取單元42的該運算放大器OP會從該量測端M而獲得該感測電流的總和Iout(sum)，該運算放大器OP將該感測電流總和Iout(sum)轉換為一輸出訊號後，自該運算放大器OP的輸出端Vout_op輸出該輸出訊號，以該輸出訊號作為光感測的量測值，其中該輸出訊號在此係一輸出電壓；由於所有感測像素P11~Pmn是同時充電及受光，故可提供大感光面積，實現如環境光檢測或脈搏檢測的應用。
在第二操作模式之下，並不侷限於前段作法，即不限於必須感測該主動式像素感測陣列元件10的全部感測像素P11~Pmn。亦可將感測像素P11~Pmn 區分成複數個群組，例如以同一列或多列的複數個感測像素P11~P1n組成一個群組，該重置暨選擇單元20會輸出該重置訊號予同一群組中的感測像素的重置端使其光感測器PD逆偏在Vref電壓，再進行曝光或受光，此時該群組中所有感測像素的光感測器PD會產生感測電流，因此，該第二訊號讀取單元42的該運算放大器OP會獲得該群組中之感測電流的總和Iout(sum)。同樣以該運算放大器OP將該群組之感測電流總和Iout(sum)轉換為一感測電壓後，自該運算放大器OP的輸出端Vout_op輸出該感測電壓，以該感測電壓作為光感測的量測值。此作法可依所需之感光面積而選擇適當的群組。
再請參閱圖4及圖5所示，係為本發明主動式像素感測裝置的第二較佳實施例，其與第一較佳實施例大致相同，惟其同步讀取電路40’係僅包含有一第二訊號讀取單元42，其中該第二訊號讀取單元42除了可以為圖5的實施態樣之外，亦可以選擇為圖3之第二訊號讀取單元42’或其他訊號讀取電路的實施態樣。本實施例的同步讀取電路40’相較於第一較佳實施例的同步讀取電路40可以減少使用該操作模式切換單元41的原因在於，各感測像素P11~Pmn所需的工作電源Vdd係可與該第二訊號讀取單元42的參考電壓Vref相同，藉由該運算放大器OP虛接地的特性，運算放大器OP之反相輸入端(-)的電壓準位相當於是非反相輸入端(+)之參考電壓Vref，即可省卻該操作模式切換單元41的使用，使電路更為簡化。
以下進一步說明本發明圖4、圖5第二較佳實施例於第一及第二操作模式下的電路動作。
首先請參閱圖5所示，第一操作模式係由該重置暨選擇單元20與該第一訊號讀取單元30執行如手指指紋感應的應用，本實施例的該重置暨選擇單元20與該第一訊號讀取單元30與第一較佳實施例相同，故第一操作模式亦同，在此不另贅述。當本實施例於第二操作模式下，由於該所有感測像素P11~Pmn的電源端S已通過該量測端M連接至該第二訊號讀取單元42的運算放大器OP的反相輸入端(-)，當該重置暨選擇單元20輸出該重置訊號予所有感測像素P11~Pmn的重置端R1~Rm，使其光感測器PD逆偏在Vref電壓，再進行曝光或受光，此時所有感測像素P11~Pmn的光感測器PD會產生感測電流，因此，該第二訊號讀取單元42的該運算放大器OP會從該量測端M獲得該感測電流的總和Iout(sum)，並將該感測電流總和Iout(sum)轉換為一感測電壓，自該運算放大器OP的輸出端Vout_op輸出該感測電壓，以該感測電壓作為光感測的量測值；由於該所有感測像素P11~Pmn是同時充電及受光，故可提供大感光面積，實現如環境光檢測或脈搏檢測的應用。
請參考圖6，綜合上述本發明主動式像素感測裝置各實施例的介紹說明，該主動式像素感測裝置之操作方法可歸納出操作於第一模式(S10)、操作於第二模式(S20)兩種模式，其中： 在第一模式下操作，包括以下步驟： 導通各該感測像素P11~Pmn的重置開關元件M11，重置各該光感測器PD之電壓(S11)； 關閉各該感測像素P11~Pmn的重置開關元件M11(S12)； 進行曝光，以分別量測各該光感測器PD的感測訊號(S13)；以及 在第二模式下操作，包括以下步驟： 導通各該感測像素P11~Pmn的重置開關元件，重置各該光感測器PD之電壓(S21)； 量測該量測端M，以獲得一輸出訊號代表所有該感測像素P11~Pmn之光感測器PD的電流總和(S22)。
其中，在該第一模式下係可進行例如指紋辯識的應用，在第二模式下係可進行較大光感測面積的應用，如環境光感測。
綜上所述，本發明之主動式像素感測裝置主要由該同步讀取電路連接該所有感測像素的電源端，故可偵測流經該所有感測像素的電流總和，並將該電流總和轉換為一輸出訊號後，輸出該輸出訊號以代表光感測之量測值，使得該主動式像素感測裝置除了可各別讀取各該主動式感測像素之感測電壓以執行如手指指紋感測之外，更可藉由控制該同步讀取電路一同讀取該所有感測像素的電流總和並轉換為該輸出訊號，該輸出訊號即可代表光感測之量測值，令該主動式像素感測裝置以相同的主動式像素感測陣列元件操作於另一種較大光感測面積的應用，如環境光線的感測或脈搏偵測用，但不以此應用為限；是以，本發明只需要單一主動式像素感測陣列元件，即可提供高解析度的手指指紋識別並可整合環境光線或脈搏偵測之應用，具有製作成本低、電路簡化、尺寸小型化之優點，且使用者僅需將手指放置於同一主動式像素感測陣列元件即可利用不同的操作模式獲得不同種類的辨識／偵測結果，使用上亦相對便利。
以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
10‧‧‧主動式像素感測陣列元件
20‧‧‧重置暨選擇單元
30‧‧‧第一訊號讀取單元
40,40’‧‧‧同步讀取電路
41‧‧‧操作模式切換單元
42‧‧‧第二訊號讀取單元
60‧‧‧主動式像素感測裝置
601‧‧‧主動式像素感測陣列元件
61‧‧‧重置暨選擇電路
62‧‧‧訊號讀取電路
70‧‧‧光線感測裝置
701‧‧‧光感測陣列元件
72‧‧‧訊號讀取電路
圖1：係本發明一主動式像素感測裝置的第一較佳實施例的電路方塊圖。 圖2：係本發明一主動式像素感測裝置的第一較佳實施例的詳細電路圖。 圖3：係本發明一第二訊號讀取電路的另一詳細電路圖。 圖4：係本發明一主動式像素感測裝置的第二較佳實施例的電路方塊圖。 圖5：係本發明一主動式像素感測裝置的第二較佳實施例的詳細電路圖。 圖6：係本發明一主動式像素感測裝置之操作方法流程圖。 圖7：係一整合二種應用的既有光學感測裝置的電路方塊圖。
10‧‧‧主動式像素感測陣列元件
20‧‧‧重置暨選擇單元
30‧‧‧第一訊號讀取單元
40‧‧‧同步讀取電路
41‧‧‧操作模式切換單元
42‧‧‧第二訊號讀取單元

Claims (20)

  1. 一種主動式像素感測裝置，包括： 一主動式像素感測陣列元件，其上形成有呈矩陣排列的複數個感測像素，且各該感測像素具有一電源端，該複數個感測像素係區分成至少一個群組；及 一同步讀取電路，係連接所有主動式像素感測單元該感測像素的電源端，偵測流經該至少一個群組中的該複數個感測像素的一電流總和，且該電流總和經由該電源端輸出至該同步讀取電路，由該同步讀取電路將該電流總和轉換為一輸出訊號後，輸出該輸出訊號以作為光感測的量測值。
  2. 如請求項1所述之主動式像素感測裝置，該複數個感測像素係區分為複數個群組，各群組包含至少一列的感測像素。
  3. 如請求項1所述之主動式像素感測裝置，該複數個感測像素係構成單一個群組。
  4. 如請求項1所述之主動式像素感測裝置，其中： 各該感測像素係進一步包含有一重置端、一選擇端及一電壓輸出端；且 該主動式像素感測裝置進一步包含有： 一重置暨選擇單元，係連接至各該感測像素的重置端及選擇端，以輸出一重置訊號予各該感測像素的重置端，以及輸出一選擇訊號予各該感測像素的選擇端；及 一第一訊號讀取單元，係連接至各該感測像素的電壓輸出端，以讀取各該感測像素的感測訊號。
  5. 如請求項1所述之主動式像素感測裝置，該同步讀取電路包含有： 一操作模式切換單元，係包含有一第一切換開關及一第二切換開關；其中該第一及第二切換開關的其中一端係共同連接各該感測像素的電源端，該第一切換開關的另一端係連接一工作電源，使各該感測像素的電源端與該工作電源相連接；及 一第二訊號讀取單元，係連接於該第二切換開關的另一端，透過該第二切換開關連接至各該感測像素的電源端，以轉換流經該所有感測像素的電流總和為該輸出訊號，並輸出該輸出訊號。
  6. 如請求項5所述之主動式像素感測裝置，該第二訊號讀取單元為一電流轉電壓電路，該輸出訊號為一輸出電壓。
  7. 如請求項6所述之主動式像素感測裝置，該電流轉電壓電路係包含： 一運算放大器，具有一反相輸入端、一非反相輸入端及一輸出端，該反相輸入端連接至第二切換開關，該非反相輸入端係連接一參考電壓；及 一電阻器，係連接該運算放大器的反相輸入端及輸出端之間。
  8. 如請求項6所述之主動式像素感測裝置，該電流轉電壓電路係包含： 一運算放大器，具有一反相輸入端、一非反相輸入端及一輸出端，該反相輸入端連接至第二切換開關，該非反相輸入端係連接一參考電壓； 一電容器，係連接該運算放大器的反相輸入端及輸出端之間；及 一開關，係與該電容器並聯。
  9. 如請求項5所述之主動式像素感測裝置，該第二訊號讀取單元為一電流轉電流電路，該輸出訊號為一輸出電流。
  10. 如請求項1所述之主動式像素感測裝置，該同步讀取電路包含有： 一第二訊號讀取單元，係連接至各該感測像素的電源端，以轉換流經該所有感測像素的電流總和為該輸出訊號，並輸出該輸出訊號。
  11. 如請求項10所述之主動式像素感測裝置，該第二訊號讀取單元為一電流轉電壓電路，該輸出訊號為一輸出電壓。
  12. 如請求項11所述之主動式像素感測裝置，該電流轉電壓電路係為包含： 一運算放大器，具有一反相輸入端、一非反相輸入端及一輸出端，該反相輸入端連接至各該感測像素的電源端，該非反相輸入端係連接一參考電壓；及 一電阻器，係連接該運算放大器的反相輸入端及輸出端之間。
  13. 如請求項11所述之主動式像素感測裝置，該電流轉電壓電路係包含： 一運算放大器，具有一反相輸入端、一非反相輸入端及一輸出端，該反相輸入端連接至各該感測像素的電源端，該非反相輸入端係連接一參考電壓； 一電容器，係連接該運算放大器的反相輸入端及輸出端之間；及 一開關，係與該電容器並聯。
  14. 如請求項4所述之主動式像素感測裝置，其中： 該重置暨選擇單元輸出一重置訊號予各該感測像素的重置端，而於輸出該重置訊號予該所有感測像素之其中一個的重置端後，再對相同的該感測像素的選擇端輸出一選擇訊號，該第一訊號讀取單元即自該電壓輸出端讀取該感測像素的感測電壓。
  15. 如請求項14所述之主動式像素感測裝置，各該感測像素係包含： 一重置開關元件，係包含該電源端、該重置端及一訊號端； 一源極隨耦器，係連接至該操作電源及該重置開關元件的訊號端； 一選擇開關元件，係連接至該源極隨耦器，並包含該選擇端及該電壓輸出端；及 一光感測器，係連接至該重置開關元件，由該重置開關元件的啟閉獲得儲存電荷，該光感測器的電荷量下降速率與光源強度成正相關。
  16. 如請求項10所述之主動式像素感測裝置，該第二訊號讀取單元為一電流轉電流電路，該輸出訊號為一輸出電流。
  17. 一種主動式像素感測裝置的操作方法，該主動式像素感測裝置包括複數個感測像素，各該感測像素包括一電源端、一光感測器及一重置開關元件，該光感測器因應外部光產生一感測訊號，該重置開關元件耦接於該電源端與該光感測器之間，各該感測像素的電源端經一量測端耦接至一電源，其中該操作方法包括： 在第一模式下操作，包括以下步驟： 導通各該感測像素的重置開關元件，重置各該光感測器之電壓； 關閉各該感測像素的重置開關元件； 進行曝光，然後分別量測各該光感測器的感測訊號；以及 在第二模式下操作，包括以下步驟： 導通各該感測像素的重置開關元件，重置各該光感測器之電壓； 量測該量測端，以獲得一輸出訊號代表所有該感測像素之光感測器的電流總和。
  18. 如請求項17所述主動式像素感測裝置的操作方法，其中在該第一模式下，該電源提供一第一電壓給所有該電源端，在該第二模式下，該電源提供一第二電壓給所有該電源端。
  19. 如請求項17所述主動式像素感測裝置的操作方法，其中係在該第一模式下進行指紋辯識.
  20. 如請求項17所述主動式像素感測裝置的操作方法，其中在第二模式下進行環境光感測。
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