TWI699690B - 光感測電路 - Google Patents

Abstract

一種光感測電路。在光感測電路中，輸出級電路依據第一驅動信號以傳送第一以及第二節點的電壓至輸出線。第一感測器用以依據感測環境光的第一色光以產生第一光電流，並依據感測環境光的第二色光以產生第二光電流。第二感測器用以依據感測環境光的第三色光以產生第三光電流，並依據感測環境光的第二色光以產生第四光電流。於感測階段中，當第一感測器感測到第一色光，並且第二感測器感測到第三色光時，第一感測器依據第一光電流以調變電壓的電壓準位，並且第二感測器依據第三光電流以調變電壓的電壓準位。

Description

光感測電路

本發明是有關於一種感測電路，且特別是有關於一種光感測電路。

隨著科技進步，為了達到攜帶更便利、體積更輕巧化以及操作更人性化的目的，許多電子裝置已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸入裝置，轉變為使用輸入面板作為輸入裝置。所述輸入面板大致可分為光感應輸入模式以及觸碰輸入模式。需注意到的是，由於所述觸碰輸入模式需要透過使用者經常性的觸碰來進行感測，進而導致所述輸入面板較容易受到損壞。因此，光感應輸入模式的輸入面板相較於觸碰輸入模式的輸入面板具有較長的壽命。

在習知技術中，光感測電路通常會利用各個感測器中的電晶體來感測特定光源以對應的產生光電流，並且，所述光感測電路可以依據這些光電流來判斷所述光感測電路是否偵測到特定的光源。然而，由於環境光的白色色光的光譜包括所有色光(例如是紅色色光、綠色色光以及藍色色光)的頻帶，因此，當光感測電路在進行感測光源時，較容易受到白色色光的影響，導致各 個感測器容易發生錯誤的判斷。在此情況下，如何使光感測電路操作在充電模式以及放電模式的感測階段中，能夠有效地抑制環境光的白色色光的影響，藉以提升光感測電路的效能，將是本領域相關技術人員重要的課題。

本發明提供一種光感測電路，可以有效地抑制環境光的白色色光對於感測器的影響，以確保光感測電路可以正常地操作。

本發明的光感測電路包括輸出級電路、第一感測器以及第二感測器。輸出級電路具有第一節點以及第二節點，輸出級電路依據第一驅動信號以傳送第一節點的第一電壓以及第二節點的第二電壓至輸出線。第一感測器耦接至第一節點，第一感測器用以依據感測環境光的第一色光以產生第一光電流，以及依據感測環境光的第二色光以產生第二光電流。第二感測器耦接至第二節點，第二感測器用以依據感測環境光的第三色光以產生第三光電流，以及依據感測環境光的第二色光以產生第四光電流。其中於感測階段中，當第一感測器感測到第一色光，並且第二感測器感測到第三色光時，第一感測器依據第一光電流以調變第一電壓的電壓準位，並且第二感測器依據第三光電流以調變第二電壓的電壓準位。

在本發明的光感測電路包括第一感測器、第二感測器以及輸出級電路。第一感測器耦接至第一節點，第一感測器用以依 據感測環境光的第一色光以及第二色光以產生第一光電流。第二感測器耦接於第一節點以及第一系統電壓或第一節點以及第二系統電壓之間，第二感測器用以依據感測環境光的第三色光以產生第二光電流。輸出級電路耦接於第一節點以及參考電壓之間，輸出級電路依據第一驅動信號以傳送第一節點的第一電壓至輸出線。其中於感測階段中，當第一感測器感測到第一色光以及第二色光時，第一感測器依據第一光電流以調變該第一電壓的電壓準位。

基於上述，本發明的光感測電路可以在操作於充電模式以及放電模式的情況下，當感測器同時感測到額外的紅色色光以及藍色色光時，依據驅動信號以及感測器中的上拉或下拉電流以調變輸出級電路中的電容上的電壓準位。如此一來，在充電模式中，電容上的電壓的電壓準位可以維持在高電壓準位的狀態，而不受環境光的白色色光影響而被下拉至低電壓準位。並且，在放電模式中，電容上的電壓的電壓準位可以維持在低電壓準位的狀態，而不受環境光的白色色光影響而被上拉至高電壓準位，藉以確保光感測電路可以在充電模式以及放電模式的感測階段中正常地被操作。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、100’、300、300’、500、500’:光感測電路

110、110’、310、310’:輸出級電路

120、120’、130、130’、320、320’、330、330’:感測器

C1、C2:電容

FR、FB、FG:彩色濾光片

Gn(t)、Sn(t):驅動信號

I1~I6:光電流

OL:輸出線

P1~P4:節點

T1~T13:電晶體

V1、V2:電壓

VM:輸出電壓

VREF:參考電壓

VSS:第一系統電壓

VHS:第二系統電壓

VGH、VGL、VSH、VSL:電壓準位

TD:顯示時間區間

TI:初始階段

TS:感測階段

TSP:取樣階段

TR:重置階段

S:源極端

G:閘極端

D:汲極端

WB、WG、WR:波形

圖1A是依照本發明一實施例的光感測電路操作在充電模式時的電路圖。

圖1B是依照圖1A實施例的光感測電路的波形示意圖。

圖2A是依照本發明另一實施例的光感測電路操作在充電模式時的電路圖。

圖2B是依照圖2A實施例的光感測電路的波形示意圖。

圖3A是依照本發明又一實施例的光感測電路操作在充電模式時的電路圖。

圖3B是依照圖3A實施例的第一電晶體的俯視圖。

圖4A是依照本發明一實施例的光感測電路操作在放電模式時的電路圖。

圖4B是依照圖4A實施例的光感測電路的波形示意圖。

圖5A是依照本發明另一實施例的光感測電路操作在放電模式時的電路圖。

圖5B是依照圖5A實施例的光感測電路的波形示意圖。

圖6A是依照本發明又一實施例的光感測電路操作在放電模式時的電路圖。

圖6B以及圖6C是依照圖6A實施例的第一電晶體的俯視圖。

圖7是依照本發明一實施例的各個彩色濾光片的通道波長的示意圖。

在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接(或連接)」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接(或連接)於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。

圖1A是依照本發明一實施例的光感測電路100操作在充電模式時的電路圖。請參照圖1A，當光感測電路100操作在充電模式時，光感測電路100包括輸出級電路110、感測器120以及感測器130。其中，輸出級電路110包括電容C1、C2以及電晶體T7、T8。電容C1耦接於節點P1以及參考電壓VREF之間。電容C2耦接於節點P2以及參考電壓VREF之間。電晶體T7的第一端耦接至節點P1，電晶體T7的第二端耦接至輸出線OL，電晶體T7的控制端接收驅動信號Gn(t)。電晶體T8的第一端耦接至節點P2，電晶體T8的第二端耦接至節點P1，電晶體T8的控制端接收驅動信號Gn(t)。

具體來說，當輸出級電路110依據驅動信號Gn(t)而使電晶體T7、T8皆為導通狀態時，節點P1上的第一電壓V1以及節點P2上的第二電壓V2可以藉由電容的電荷分享(Charge Sharing) 效應以產生輸出電壓VM。換言之，本實施例的輸出級電路110可以依據驅動信號Gn(t)來將輸出電壓VM傳送至輸出線OL，並且透過輸出線OL來將輸出電壓VM傳送至後端的讀出電路(未繪製)，以使所述讀出電路可以在充電模式時依據輸出電壓VM判斷光感測電路100的感測狀態。

感測器120耦接至節點P1。其中，感測器120包括電晶體T1~T3。電晶體T1的第一端耦接至節點P3，電晶體T1的第二端以及控制端共同耦接至節點P1。電晶體T2的第一端接收驅動信號Sn(t)，電晶體T2的第二端以及控制端共同耦接至節點P3。電晶體T3的第一端以及控制端共同耦接至第一系統電壓VSS，電晶體T3的第二端耦接至節點P3。值得一提的，在本實施例中，彩色濾光片FR可以覆蓋於電晶體T1以及電晶體T2，並且彩色濾光片FG可以覆蓋於電晶體T3。其中，所述第一系統電壓VSS的電壓準位可以例如是低電壓準位。

具體來說，本實施例的感測器120可以利用覆蓋彩色濾光片FR的電晶體T1、T2來感測環境光的第一色光，並且，電晶體T1以及電晶體T2可以依據所述第一色光以分別產生光電流I1以及光電流I2。此外，感測器120亦可利用覆蓋彩色濾光片FG的電晶體T3來感測環境光的第二色光，並且，電晶體T3可以依據所述第二色光以產生光電流I3。順帶一提的，在感測器120中，電晶體T3的寬度可以設計為長於電晶體T1以及電晶體T2的寬度(例如是電晶體T3的寬度設計為電晶體T1以及電晶體T2的寬度 的兩倍，其中電晶體T1以及電晶體T2的寬度相同，但本實施例並不限於此)，藉以提升光電流I3的驅動能力。

另一方面，感測器130耦接至節點P2。其中，感測器130包括電晶體T4~T6。電晶體T4的第一端耦接至節點P4，電晶體T4的第二端以及控制端共同耦接至節點P2。電晶體T5的第一端接收驅動信號Sn(t)，電晶體T5的第二端以及控制端共同耦接至節點P4。電晶體T6的第一端以及控制端共同耦接至第一系統電壓VSS，電晶體T6的第二端耦接至節點P4。值得一提的，在本實施例中，彩色濾光片FB可以覆蓋於電晶體T4以及電晶體T5，並且彩色濾光片FG可以覆蓋於電晶體T6。

具體來說，本實施例的感測器130可以利用覆蓋彩色濾光片FB的電晶體T4、T5來感測環境光的第三色光，並且，電晶體T4以及電晶體T5可以依據所述第三色光以分別產生光電流I4以及光電流I5。此外，感測器130亦可利用覆蓋彩色濾光片FG的電晶體T6來感測環境光的第二色光，並且，電晶體T6可以依據所述第二色光以產生光電流I6。順帶一提的，在感測器130中，電晶體T6的寬度可以設計為長於電晶體T4以及電晶體T5的寬度(例如是電晶體T6的寬度設計為電晶體T4以及電晶體T5的寬度的兩倍，其中電晶體T4以及電晶體T5的寬度相同，但本實施例並不限於此)，藉以提升光電流I6的驅動能力。

需注意到的是，在圖1A所示實施例中，上述的彩色濾光片FR、彩色濾光片FG以及彩色濾光片FB分別具有多個不同的 通過波長。其中，本實施例的彩色濾光片FR、彩色濾光片FG以及彩色濾光片FB的顏色分別可以是紅色、綠色以及藍色，但本發明並不限於此。另一方面，上述的第一至第三色光的波長彼此不相同。其中，本實施例的第一色光可以例如是環境光的紅色色光；第二色光可以例如是環境光的綠色色光；第三色光可以例如是環境光的藍色色光，但本發明並不限於此。

圖1B是依照圖1A實施例的光感測電路100的波形示意圖。請參照圖1B，在本實施例中，光感測電路100的一個顯示時間區間TD可以區分為初始階段TI、感測階段TS、取樣階段TSP以及重置階段TR，並且初始階段TI、感測階段TS、取樣階段TSP以及重置階段TR彼此不相互重疊。其中，感測階段TS是位於初始階段TI之後，取樣階段TSP是位於感測階段TS之後，重置階段TR是位於取樣階段TSP之後。

關於光感測電路100操作在充電模式時的操作細節，請同時參照圖1A以及圖1B。詳細來說，當光感測電路100操作於初始階段TI時，輸出級電路110可以接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，並且，感測器120以及感測器130分別可以接收具有低電壓準位VSL的驅動信號Sn(t)。在此情況下，光感測電路100可以對節點P1上的第一電壓V1以及節點P2上的第二電壓V2執行初始化的動作。

接著，當光感測電路100操作於感測階段TS時，光感測電路100可以開始感測來自環境中不同的色光。在此同時，輸出 級電路110可以持續接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，而感測器120以及感測器130分別可以接收具有高電壓準位VSH的驅動信號Sn(t)。

在本實施例中，當光感測電路100感測到環境光的白色色光時，由於所述白色色光的光譜內具有所有色光(例如是紅色色光、綠色色光以及藍色色光)的頻帶，因此，電晶體T1~T6皆可分別依據這些色光來產生光電流I1~I6。進一步來說，針對感測器120的部份，在光感測電路100僅感測到白色色光的情況下，由於電晶體T3的寬度設計為長於電晶體T1、T2的寬度，因此，在一暫態時間時，電晶體T3所產生的下拉電流(亦即光電流I3)的電流值可以高於電晶體T1以及電晶體T2所產生的上拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)的電流值。藉此，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I3以及第一系統電壓VSS而被下拉至低電壓準位VL。

相對的，針對感測器130的部份，由於電晶體T6的寬度設計為長於電晶體T4、T5的寬度，因此，在所述暫態時間時，電晶體T6所產生的下拉電流(亦即光電流I6)的電流值可以高於電晶體T4以及電晶體T5所產生的上拉電流(亦即光電流I4以及光電流I5)的電流值。在此情況下，節點P2上的第二電壓V2可依據光電流I6以及第一系統電壓VSS而被下拉至低電壓準位VL。

在上述的情況下，當光感測電路100操作於取樣階段TSP時，輸出級電路110可以依據被上拉至高電壓準位VGH的驅動信 號Gn(t)，以使電晶體T7以及電晶體T8被導通。接著，輸出級電路110可以基於電容的電荷分享效應，並依據具有低電壓準位VL的第一電壓V1以及第二電壓V2來產生輸出電壓VM。接著，輸出級電路110可以將輸出電壓VM傳送至輸出線OL。其中，所述輸出電壓VM可以操作於低電壓準位VL。

另一方面，當光感測電路100同時感測到環境光的白色色光以及藍色色光(亦即第三色光)時，由於此時藍色色光的亮度(或能量)相較於光感測電路100僅感測到白色色光時高，並且，用以感測藍色色光的彩色濾光片FB覆蓋於感測器130的電晶體T4以及電晶體T5上，因此，在所述暫態時間時，感測器130中的上拉電流(亦即光電流I4以及光電流I5)的電流值可以高於下拉電流(亦即光電流I6)的電流值。在此情況下，節點P2上的第二電壓V2可依據光電流I4、光電流I5以及驅動信號Sn(t)而被上拉至高電壓準位VH。

相對的，針對感測器120的部份，由於此時感測器120並未感測到額外的紅色色光，因此，在所述暫態時間時，感測器120中的下拉電流(亦即光電流I3)的電流值仍然會高於感測器120中的上拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)。在此情況下，節點P1上的第一電壓V1會依據光電流I3以及第一系統電壓VSS而被下拉至低電壓準位VL。

在上述的情況下，當光感測電路100操作於取樣階段TSP時，輸出級電路110可以依據被上拉至高電壓準位VGH的驅動信 號Gn(t)，以使電晶體T7以及電晶體T8被導通。接著，輸出級電路110可以基於電容的電荷分享效應，並依據具有低電壓準位VL的第一電壓V1以及具有高電壓準位VH的第二電壓V2來產生輸出電壓VM。接著，輸出級電路110可以將輸出電壓VM傳送至輸出線OL。需注意到的是，此時的輸出電壓VM可以操作於低電壓準位VL的一半。

另一方面，當光感測電路100同時感測到環境光的白色色光以及紅色色光(亦即第一色光)時，由於此時紅色色光的亮度(或能量)相較於光感測電路100僅感測到白色色光時高，並且，用以感測紅色色光的彩色濾光片FR覆蓋於感測器120的電晶體T1以及電晶體T2上，因此，在所述暫態時間時，感測器120中的上拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)的電流值可以高於下拉電流(亦即光電流I3)的電流值。在此情況下，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I1、光電流I2以及驅動信號Sn(t)而被上拉至高電壓準位VH。

相對的，針對感測器130的部份，由於此時感測器130並未感測到額外的藍色色光，因此，在所述暫態時間時，感測器130中的下拉電流(亦即光電流I6)的電流值會高於感測器130中的上拉電流(亦即光電流I4以及光電流I5)。在此情況下，節點P2上的第二電壓V2會依據光電流I6以及第一系統電壓VSS而被下拉至低電壓準位VL。

在上述的情況下，當光感測電路100操作於取樣階段TSP 時，輸出級電路110可以依據被上拉至高電壓準位VGH的驅動信號Gn(t)，以使電晶體T7以及電晶體T8被導通。接著，輸出級電路110可以基於電容的電荷分享效應，並依據具有高電壓準位VH的第一電壓V1以及具有低電壓準位VL的第二電壓V2來產生輸出電壓VM。需注意到的是，此時的輸出電壓VM同樣可以操作於低電壓準位VL的一半。

另一方面，當光感測電路100同時感測到環境光的白色色光、紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第三色光)時，由於此時紅色色光的亮度(或能量)相較於光感測電路100僅感測到白色色光時高，並且，用以感測紅色色光的彩色濾光片FR覆蓋於感測器120的電晶體T1以及電晶體T2上，因此，在所述暫態時間時，感測器120中的上拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)的電流值可以高於下拉電流(亦即光電流I3)的電流值。在此情況下，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I1、光電流I2以及驅動信號Sn(t)而被上拉至高電壓準位VH。

相對的，由於此時藍色色光的亮度(或能量)亦相較於光感測電路100僅感測到白色色光時高，並且，用以感測藍色色光的彩色濾光片FB覆蓋於感測器130的電晶體T4以及電晶體T5上。因此，在所述暫態時間時，感測器130中的上拉電流(亦即光電流I4以及光電流I5)的電流值可以高於下拉電流(亦即光電流I6)的電流值。在此情況下，節點P2上的第二電壓V2可依據光電流I4、光電流I5以及驅動信號Sn(t)而被上拉至高電壓準位 VH。

在上述的情況下，當光感測電路100操作於取樣階段TSP時，輸出級電路110可以依據被上拉至高電壓準位VGH的驅動信號Gn(t)，以使電晶體T7以及電晶體T8被導通。接著，輸出級電路110可以基於電容的電荷分享效應，並依據具有高電壓準位VH的第一電壓V1以及第二電壓V2來產生輸出電壓VM。需注意到的是，此時的輸出電壓VM可以操作於高電壓準位VH。

特別一提的，當光感測電路100操作於重置階段TR時，輸出級電路110可以接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，並且感測器120以及感測器130分別可以接收具有低電壓準位VSL的驅動信號Sn(t)。在此情況下，光感測電路100可以對節點P1上的第一電壓V1以及節點P2上的第二電壓V2執行重置的動作。

依據上述圖1A實施例的說明可以得知，在充電模式的感測階段TS中，當感測器120感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)，並且，感測器130亦同時感測到額外的藍色色光(亦即第三色光)時，感測器120可以依據光電流I1、光電流I2以及驅動信號Sn(t)以調變(例如是拉高)第一電壓V1的電壓準位。在此同時，感測器130可以依據光電流I4、光電流I5以及驅動信號Sn(t)以調變(例如是拉高)第二電壓V2的電壓準位。相對的，當感測器120以及感測器130未同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第三色光)時，感測器120可以依據 光電流I3以下拉第一電壓V1的電壓準位。並且，感測器130可以依據光電流I6以下拉第二電壓V2的電壓準位。

換言之，在本發明實施例中，在光感測電路100操作於充電模式的情況下，當光感測電路100同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第三色光)時，節點P1上的第一電壓V1以及節點P2上的第二電壓V2皆可以維持在高電壓準位的狀態，而不受環境光的白色色光影響而被下拉至低電壓準位，藉以確保光感測電路100可以在充電模式的感測階段TS中正常地被操作。

圖2A是依照本發明另一實施例的光感測電路300操作在充電模式時的電路圖。請參照圖2A，當光感測電路300操作在充電模式時，光感測電路300包括輸出級電路310、感測器320以及感測器330。其中，輸出級電路310包括電容C1以及電晶體T12。電容C1耦接於節點P1以及參考電壓VREF之間。電晶體T12的第一端耦接至節點P1，電晶體T12的第二端耦接至輸出線OL，電晶體T12的控制端接收驅動信號Gn(t)。

具體來說，當輸出級電路310依據驅動信號Gn(t)而使電晶體T12為導通狀態時，輸出級電路310可以將節點P1上的第一電壓V1傳送至輸出線OL，並且透過輸出線OL來將所述第一電壓V1傳送至後端的讀出電路(未繪製)，以使所述讀出電路可以在充電模式時依據所述第一電壓V1判斷光感測電路300的感測狀態。

感測器320耦接至節點P1。其中，感測器320包括電晶體T9、T10。電晶體T9的第一端接收驅動信號Sn(t)，電晶體T9的第二端以及控制端共同耦接至節點P1。電晶體T10的第一端接收驅動信號Sn(t)，電晶體T10的第二端以及控制端共同耦接至節點P1。值得一提的，在本實施例中，彩色濾光片FR可以覆蓋於電晶體T9，並且彩色濾光片FB可以覆蓋於電晶體T10。

具體來說，本實施例的感測器320可以利用覆蓋彩色濾光片FR的電晶體T9來感測環境光的第一色光，以使電晶體T9依據所述第一色光以產生光電流I1。並且，感測器320亦可利用覆蓋彩色濾光片FB的電晶體T10來感測環境光的第二色光，以使電晶體T10依據所述第二色光以產生光電流I2。

另一方面，感測器330耦接至節點P1以及第一系統電壓VSS之間。其中，感測器330包括電晶體T11。電晶體T11的第一端以及控制端共同耦接至第一系統電壓VSS，電晶體T11的第二端耦接至節點P1。其中，所述第一系統電壓VSS的電壓準位可以例如是低電壓準位。值得一提的，在本實施例中，彩色濾光片FG可以覆蓋於電晶體T11。具體來說，本實施例的感測器330可以利用覆蓋彩色濾光片FG的電晶體T11來感測環境光的第三色光，以使電晶體T11可以依據所述第三色光以產生光電流I3。

需注意到的是，在圖2A所示實施例中，上述的彩色濾光片FR、彩色濾光片FG以及彩色濾光片FB同樣分別具有多個不同的通過波長。其中，本實施例的彩色濾光片FR、彩色濾光片FG 以及彩色濾光片FB的顏色分別可以是紅色、綠色以及藍色，但本發明並不限於此。另一方面，上述的第一至第三色光的波長彼此不相同。其中，不同於圖1A實施例的是，本實施例的第一色光可以例如是環境光的紅色色光；第二色光可以例如是環境光的藍色色光；第三色光可以例如是環境光的綠色色光，但本發明並不限於此。

特別一提的，在本實施例中，電晶體T11的寬度可以設計為長於電晶體T9以及電晶體T10的寬度(例如是電晶體T11的寬度設計為電晶體T9以及電晶體T10的寬度的四倍，其中電晶體T9以及電晶體T10的寬度相同，但本實施例並不限於此)，藉以提升光電流I3的驅動能力。

圖2B是依照圖2A實施例的光感測電路300的波形示意圖。其中，圖2B所示的波形示意圖相同或相似於圖1B的波形示意圖，並且，各階段之間的描述皆已詳細說明於圖1B的內容中，在此恕不多贅述。

關於光感測電路300操作在充電模式時的操作細節，請同時參照圖2A以及圖2B。當光感測電路300操作於初始階段TI時，輸出級電路310可以接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，並且，感測器320可以接收具有低電壓準位VSL的驅動信號Sn(t)。在此情況下，光感測電路300可以對節點P1上的第一電壓V1執行初始化的動作。

接著，當光感測電路300操作於感測階段TS時，光感測 電路300可以開始感測來自環境中不同的色光。在此同時，輸出級電路310可以接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，而感測器320可以接收具有高電壓準位VSH的驅動信號Sn(t)。

在本實施例中，當光感測電路300感測到環境光的白色色光時，由於所述白色色光的光譜內具有所有色光(例如是紅色色光、綠色色光以及藍色色光)的頻帶，因此，電晶體T9~T11皆可分別依據這些色光來產生光電流I1~I3。

詳細來說，在本實施例中，當光感測電路300感測到環境光的白色色光時，由於電晶體T11的寬度設計為長於電晶體T9、T10的寬度，因此，在一暫態時間時，電晶體T11所產生的下拉電流(亦即光電流I3)的電流值可以高於電晶體T9以及電晶體T10所產生的上拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)的電流值。藉此，節點P1上的第一電壓V1可以依據光電流I3以及第一系統電壓VSS而被下拉至低電壓準位VL。

在上述的情況下，當光感測電路300操作於取樣階段TSP時，輸出級電路310可以依據被上拉至高電壓準位VGH的驅動信號Gn(t)，以使電晶體T12被導通。接著，輸出級電路310可以將具有低電壓準位VL的第一電壓V1傳送至輸出線OL。

另一方面，當光感測電路300同時感測到環境光的白色色光以及藍色色光(亦即第二色光)時，電晶體T10可以感測到額外的藍色色光以提升光電流I2的電流值。需注意到的是，由於此時電晶體T9並未感測到額外的紅色色光，以使得光電流I1並 不足以拉高第一電壓V1的電壓準位。並且，在本實施例中，電晶體T11的寬度可以設計為長於電晶體T9以及電晶體T10，因此，在所述暫態時間中，感測器330所產生的下拉電流(亦即光電流I3)的電流值仍然可以高於感測器320所產生的上拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)。在此情況下，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I3以及第一系統電壓VSS而被下拉至低電壓準位VL。

在上述的情況下，當光感測電路300操作於取樣階段TSP時，輸出級電路310可以依據被上拉至高電壓準位VGH的驅動信號Gn(t)，以使電晶體T12被導通。接著，輸出級電路310可以將具有低電壓準位VL的第一電壓V1傳送至輸出線OL。

另一方面，當光感測電路300同時感測到環境光的白色色光以及紅色色光(亦即第一色光)時，電晶體T9可以感測到額外的紅色色光以提升光電流I1的電流值。需注意到的是，由於此時電晶體T10並未感測到額外的藍色色光，以使得光電流I2並不足以拉高第一電壓V1的電壓準位。並且，在本實施例中，電晶體T11的寬度可以設計為長於電晶體T9以及電晶體T10，因此，在所述暫態時間中，感測器330所產生的下拉電流(亦即光電流I3)的電流值仍然可以高於感測器320所產生的上拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)。在此情況下，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I3以及第一系統電壓VSS而被下拉至低電壓準位VL。

在上述的情況下，當光感測電路300操作於取樣階段TSP 時，輸出級電路310同樣可以將具有低電壓準位VL的第一電壓V1傳送至輸出線OL。

另一方面，當光感測電路300同時感測到環境光的白色色光、紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第二色光)時，電晶體T9可以感測到額外的紅色色光以提升光電流I1的電流值，並且，電晶體T10可以感測到額外的藍色色光以提升光電流I2的電流值。在此情況下，在所述暫態時間中，感測器320所產生的上拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)的電流值可以高於感測器330所產生的下拉電流(亦即光電流I3)的電流值。換言之，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I1、光電流I2以及驅動信號Sn(t)而被上拉至高電壓準位VH。

在上述的情況下，當光感測電路300操作於取樣階段TSP時，輸出級電路310可以將具有高電壓準位VH的第一電壓V1傳送至輸出線OL。

特別一提的，當光感測電路300操作於重置階段TR時，輸出級電路310可以接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，並且感測器320可以接收具有低電壓準位VSL的驅動信號Sn(t)。在此情況下，光感測電路300可以對節點P1上的第一電壓V1以執行重置的動作。

依據上述圖2A實施例的說明可以得知，在充電模式的感測階段TS中，當感測器320同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第二色光)時，感測器320可以依 據光電流I1、光電流I2以及驅動信號Sn(t)以調變(例如是拉高)第一電壓V1的電壓準位。相對的，當感測器320未同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第二色光)時，感測器330可以依據光電流I3以及第一系統電壓VSS以調變(例如是下拉)第一電壓V1的電壓準位。

換言之，在本發明實施例中，在光感測電路300操作於充電模式的情況下，當感測器320同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第二色光)時，節點P1上的第一電壓V1可以維持在高電壓準位的狀態，而不受環境光的白色色光影響而被下拉至低電壓準位，藉以確保光感測電路300可以在充電模式的感測階段TS中正常地被操作。

圖3A是依照本發明又一實施例的光感測電路500操作在充電模式時的電路圖。請同時參照圖2A以及圖3A，在本實施例中，光感測電路500大致相同於光感測電路300，其中相同或相似元件使用相同或相似標號。不同於圖2A實施例的是，在光感測電路500中，感測器320可以由電晶體T13來實施。其中，電晶體T13的第一端接收驅動信號Sn(t)，電晶體T13的第二端以及控制端共同耦接至節點P1。值得一提的是，在本實施例中，彩色濾光片FR可以覆蓋於電晶體T13的第一部份，並且彩色濾光片FB可以覆蓋於電晶體T13的第二部份，其中，所述第一部份以及第二部份彼此不完全重疊。需注意到的是，光感測電路500的輸出級電路310、感測器320以及感測器330可以參照圖2A、2B所提及 的輸出級電路310、感測器320以及感測器330的相關說明來類推，故不再贅述。

圖3B是依照圖3A實施例的第一電晶體T13的俯視圖。請參照圖3A以及圖3B，在本實施例中，電晶體T13具有第一端(對應於源極端S)、第二端(對應於汲極端D)以及控制端(對應於閘極端G)。詳細來說，紅色的彩色濾光片FR可以覆蓋於電晶體T13的源極端S以及一部份的閘極端G(例如是圖3B中右斜的部份)上，並且，藍色的彩色濾光片FB可以覆蓋於電晶體T13的汲極端D以及另一部份的閘極端G(例如是圖3B中左斜的部份)上。

具體來說，在本實施例中，光感測電路500可以利用電晶體T13的第一部份(例如是圖3B中右斜的部份)來感測環境光的紅色色光(亦即第一色光)，並且利用電晶體T13的第二部份(例如是圖3B中左斜的部份)來感測環境光的藍色色光(亦即第二色光)。其中，電晶體T11的寬度可以設計為長於電晶體T13的寬度。換言之，當感測器320同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第二色光)時，由於此時感測器320的上拉電流(亦即光電流I1)的電流值高於感測器330的下拉電流(亦即光電流I2)的電流值。因此，感測器320可以依據所述上拉電流(亦即光電流I1)以及驅動信號Sn(t)以上拉節點P1上的第一電壓V1至高電壓準位。藉此，第一電壓V1可以不受環境光的白色色光影響而被下拉至低電壓準位，藉以確保光感測 電路500可以在充電模式的感測階段TS中正常地被操作。

圖4A是依照本發明一實施例的光感測電路100’操作在放電模式時的電路圖。請同時參照圖1A以及圖4A，圖4A的光感測電路100’大致相同或相似於圖1A的光感測電路100，其中相同或相似的元件使用相同或相似的標號。不同於圖1A實施例的是，本實施例的光感測電路100’操作於放電模式。

當光感測電路100’操作在放電模式時，光感測電路100’包括輸出級電路110’、感測器120’以及感測器130’。其中，輸出級電路110’包括電容C1、C2以及電晶體T7、T8。電容C1耦接於節點P1以及參考電壓VREF之間。電容C2耦接於節點P2以及參考電壓VREF之間。電晶體T7的第一端耦接至節點P1，電晶體T7的第二端耦接至輸出線OL，電晶體T7的控制端接收驅動信號Gn(t)。電晶體T8的第一端耦接至節點P2，電晶體T8的第二端耦接至節點P1，電晶體T8的控制端接收驅動信號Gn(t)。

關於輸出級電路110’在放電模式下的操作動作可以參照圖1A所提及的輸出級電路110的相關說明來類推，故不再贅述。

感測器120’耦接至節點P1。其中，感測器120’包括電晶體T1~T3。電晶體T1的第一端以及控制端共同耦接至節點P3，電晶體T1的第二端耦接至節點P1。電晶體T2的第一端以及控制端共同接收驅動信號Sn(t)，電晶體T2的第二端耦接至節點P3。電晶體T3的第一端耦接至第二系統電壓VHS，電晶體T3的第二端以及控制端共同耦接至節點P3。值得一提的，在本實施例中， 彩色濾光片FR可以覆蓋於電晶體T1以及電晶體T2，並且彩色濾光片FG可以覆蓋於電晶體T3。其中，所述第二系統電壓VHS的電壓準位可以例如是高電壓準位。

關於感測器120’在放電模式下的操作動作以及各元件之元件特性可以參照圖1A所提及的感測器120的相關說明來類推，故不再贅述。

另一方面，感測器130’耦接至節點P2。其中，感測器130’包括電晶體T4~T6。電晶體T4的第一端以及控制端共同耦接至節點P4，電晶體T4的第二端耦接至節點P2。電晶體T5的第一端以及控制端共同接收驅動信號Sn(t)，電晶體T5的第二端耦接至節點P4。電晶體T6的第一端耦接至第二系統電壓VHS，電晶體T6的第二端以及控制端共同耦接至節點P4。值得一提的，在本實施例中，彩色濾光片FB可以覆蓋於電晶體T4以及電晶體T5，並且彩色濾光片FG可以覆蓋於電晶體T6。

關於感測器130’在放電模式下的操作動作以及各元件之元件特性可以參照圖1A所提及的感測器130的相關說明來類推，故不再贅述。

類似於圖1A實施例的是，本實施例的彩色濾光片FR、彩色濾光片FG以及彩色濾光片FB的顏色分別可以是紅色、綠色以及藍色，但本發明並不限於此。並且，本實施例的第一色光可以例如是環境光的紅色色光；第二色光可以例如是環境光的綠色色光；第三色光可以例如是環境光的藍色色光，但本發明並不限 於此。

圖4B是依照圖4A實施例的光感測電路100’的波形示意圖。關於光感測電路100’操作在放電模式時的操作細節，請同時參照圖4A以及圖4B。詳細來說，當光感測電路100’操作於初始階段TI時，輸出級電路110’可以接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，並且，感測器120’以及感測器130’分別可以接收具有高電壓準位VSH的驅動信號Sn(t)。在此情況下，光感測電路100’可以對節點P1上的第一電壓V1以及節點P2上的第二電壓V2執行初始化的動作。

接著，當光感測電路100’操作於感測階段TS時，光感測電路100’可以開始感測來自環境中不同的色光。在此同時，輸出級電路110’可以持續接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，而感測器120’以及感測器130’分別可以接收具有低電壓準位VSL的驅動信號Sn(t)。

在本實施例中，當光感測電路100’感測到環境光的白色色光時，由於所述白色色光的光譜內具有所有色光(例如是紅色色光、綠色色光以及藍色色光)的頻帶，因此，電晶體T1~T6皆可分別依據這些色光來產生光電流I1~I6。進一步來說，針對感測器120’的部份，在光感測電路100’僅感測到白色色光的情況下，由於電晶體T3的寬度設計為長於電晶體T1、T2的寬度，因此，在一暫態時間時，電晶體T3所產生的上拉電流(亦即光電流I3)的電流值可以高於電晶體T1以及電晶體T2所產生的下拉電 流(亦即光電流I1以及光電流I2)的電流值。藉此，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I3以及第二系統電壓VHS而被上拉至高電壓準位VH。

相對的，針對感測器130’的部份，由於電晶體T6的寬度設計為長於電晶體T4、T5的寬度，因此，在所述暫態時間時，電晶體T6所產生的上拉電流(亦即光電流I6)的電流值可以高於電晶體T4以及電晶體T5所產生的下拉電流(亦即光電流I4以及光電流I5)的電流值。在此情況下，節點P2上的第二電壓V2可依據光電流I6以及第二系統電壓VHS而被上拉至高電壓準位VH。

在上述的情況下，當光感測電路100’操作於取樣階段TSP時，輸出級電路110’可以依據被上拉至高電壓準位VGH的驅動信號Gn(t)，以使電晶體T7以及電晶體T8被導通。接著，輸出級電路110’可以基於電容的電荷分享效應，並依據具有高電壓準位VH的第一電壓V1以及第二電壓V2來產生輸出電壓VM。接著，輸出級電路110’可以將輸出電壓VM傳送至輸出線OL。其中，所述輸出電壓VM可以操作於高電壓準位VH。

另一方面，當光感測電路100’同時感測到環境光的白色色光以及藍色色光(亦即第三色光)時，由於此時藍色色光的亮度(或能量)相較於光感測電路100’僅感測到白色色光時高，並且，用以感測藍色色光的彩色濾光片FB覆蓋於感測器130’的電晶體T4以及電晶體T5上，因此，在所述暫態時間時，感測器130’中的下拉電流(亦即光電流I4以及光電流I5)的電流值可以高於 上拉電流(亦即光電流I6)的電流值。在此情況下，節點P2上的第二電壓V2可依據光電流I4、光電流I5以及驅動信號Sn(t)而被下拉至低電壓準位VL。

相對的，針對感測器120’的部份，由於此時感測器120’並未感測到額外的紅色色光，因此，在所述暫態時間時，感測器120’中的上拉電流(亦即光電流I3)的電流值仍然會高於感測器120’中的下拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)。在此情況下，節點P1上的第一電壓V1會依據光電流I3以及第二系統電壓VHS而被上拉至高電壓準位VH。

在上述的情況下，當光感測電路100’操作於取樣階段TSP時，輸出級電路110’可以基於電容的電荷分享效應，並依據具有高電壓準位VH的第一電壓V1以及具有低電壓準位VL的第二電壓V2來產生輸出電壓VM。接著，輸出級電路110可以將輸出電壓VM傳送至輸出線OL。需注意到的是，此時的輸出電壓VM可以操作於低電壓準位VL的一半。

另一方面，當光感測電路100’同時感測到環境光的白色色光以及紅色色光(亦即第一色光)時，由於此時紅色色光的亮度(或能量)相較於光感測電路100’僅感測到白色色光時高，並且，用以感測紅色色光的彩色濾光片FR覆蓋於感測器120’的電晶體T1以及電晶體T2上，因此，在所述暫態時間時，感測器120’中的下拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)的電流值可以高於上拉電流(亦即光電流I3)的電流值。在此情況下，節點P1上的 第一電壓V1可依據光電流I1、光電流I2以及驅動信號Sn(t)而被下拉至低電壓準位VL。

相對的，針對感測器130’的部份，由於此時感測器130’並未感測到額外的藍色色光，因此，在所述暫態時間時，感測器130’中的上拉電流(亦即光電流I6)的電流值會高於感測器130’中的下拉電流(亦即光電流I4以及光電流I5)。在此情況下，節點P2上的第二電壓V2會依據光電流I6以及第二系統電壓VHS而被上拉至高電壓準位VH。

在上述的情況下，當光感測電路100’操作於取樣階段TSP時，輸出級電路110’可以基於電容的電荷分享效應，並依據具有2低電壓準位VL的第一電壓V1以及具有高電壓準位VH的第二電壓V2來產生輸出電壓VM。需注意到的是，此時的輸出電壓VM同樣可以操作於低電壓準位VL的一半。

另一方面，當光感測電路100’同時感測到環境光的白色色光、紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第三色光)時，由於此時紅色色光的亮度(或能量)相較於光感測電路100’僅感測到白色色光時高，並且，用以感測紅色色光的彩色濾光片FR覆蓋於感測器120’的電晶體T1以及電晶體T2上，因此，在所述暫態時間時，感測器120’中的下拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)的電流值可以高於上拉電流(亦即光電流I3)的電流值。在此情況下，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I1、光電流I2以及驅動信號Sn(t)而被下拉至低電壓準位VL。

相對的，由於此時藍色色光的亮度(或能量)亦相較於光感測電路100’僅感測到白色色光時高，並且，用以感測藍色色光的彩色濾光片FB覆蓋於感測器130’的電晶體T4以及電晶體T5上。因此，在所述暫態時間時，感測器130’中的下拉電流(亦即光電流I4以及光電流I5)的電流值可以高於上拉電流(亦即光電流I6)的電流值。在此情況下，節點P2上的第二電壓V2可依據光電流I4、光電流I5以及驅動信號Sn(t)而被下拉至低電壓準位VL。

在上述的情況下，當光感測電路100’操作於取樣階段TSP時，輸出級電路110’可以基於電容的電荷分享效應，並依據具有低電壓準位VL的第一電壓V1以及第二電壓V2來產生輸出電壓VM。需注意到的是，此時的輸出電壓VM可以操作於低電壓準位VL。

特別一提的，當光感測電路100’操作於重置階段TR時，輸出級電路110’可以接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，並且感測器120’以及感測器130’分別可以接收具有高電壓準位VSH的驅動信號Sn(t)。在此情況下，光感測電路100’可以對節點P1上的第一電壓V1以及節點P2上的第二電壓V2執行重置的動作。

依據上述圖4A實施例的說明可以得知，在放電模式的感測階段TS中，當感測器120’感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)，並且，感測器130’亦同時感測到額外的藍色色光(亦即第三 色光)時，感測器120’可以依據光電流I1、光電流I2以及驅動信號Sn(t)以調變(例如是拉低)第一電壓V1的電壓準位。在此同時，感測器130’可以依據光電流I4、光電流I5以及驅動信號Sn(t)以調變(例如是拉低)第二電壓V2的電壓準位。相對的，當感測器120’以及感測器130’未同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第三色光)時，感測器120’可以依據光電流I3以上拉第一電壓V1的電壓準位。並且，感測器130’可以依據光電流I6以上拉第二電壓V2的電壓準位。

換言之，在本發明實施例中，在光感測電路100’操作於放電模式的情況下，當光感測電路100’同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第三色光)時，節點P1上的第一電壓V1以及節點P2上的第二電壓V2皆可以維持在低電壓準位的狀態，而不受環境光的白色色光影響而被上拉至高電壓準位，藉以確保光感測電路100’可以在放電模式的感測階段TS中正常地被操作。

圖5A是依照本發明另一實施例的光感測電路300’操作在放電模式時的電路圖。請同時參照圖2A以及圖5A，圖5A的光感測電路300’大致相同或相似於圖2A的光感測電路300，其中相同或相似的元件使用相同或相似的標號。不同於圖2A實施例的是，本實施例的光感測電路300’操作於放電模式。

當光感測電路300’操作在放電模式時，光感測電路300’包括輸出級電路310’、感測器320’以及感測器330’。其中，輸出 級電路310’包括電容C1以及電晶體T12。電容C1耦接於節點P1以及參考電壓VREF之間。電晶體T12的第一端耦接至節點P1，電晶體T12的第二端耦接至輸出線OL，電晶體T12的控制端接收驅動信號Gn(t)。

關於輸出級電路310’在放電模式下的操作動作可以參照圖2A所提及的輸出級電路310的相關說明來類推，故不再贅述。

感測器320’耦接至節點P1。其中，感測器320’包括電晶體T9、T10。電晶體T9的第一端以及控制端共同接收驅動信號Sn(t)，電晶體T9的第二端耦接至節點P1。電晶體T10的第一端以及控制端共同接收驅動信號Sn(t)，電晶體T10的第二端耦接至節點P1。值得一提的，在本實施例中，彩色濾光片FR可以覆蓋於電晶體T9，並且彩色濾光片FB可以覆蓋於電晶體T10。

關於感測器320’在放電模式下的操作動作以及各元件之元件特性可以參照圖2A所提及的感測器320的相關說明來類推，故不再贅述。

另一方面，感測器330’耦接至節點P1以及第二系統電壓VHS之間。其中，感測器330’包括電晶體T11。電晶體T11的第一端耦接至第二系統電壓VHS，電晶體T11的第二端以及控制端共同耦接至節點P1。其中，所述第二系統電壓VHS的電壓準位可以例如是高電壓準位。值得一提的，在本實施例中，彩色濾光片FG可以覆蓋於電晶體T11。

關於感測器330’在放電模式下的操作動作以及各元件之 元件特性可以參照圖2A所提及的感測器330的相關說明來類推，故不再贅述。

類似於圖2A實施例的是，本實施例的彩色濾光片FR、彩色濾光片FG以及彩色濾光片FB的顏色分別可以是紅色、綠色以及藍色，但本發明並不限於此。並且，本實施例的第一色光可以例如是環境光的紅色色光；第二色光可以例如是環境光的藍色色光；第三色光可以例如是環境光的綠色色光，但本發明並不限於此。

圖5B是依照圖5A實施例的光感測電路300’的波形示意圖。關於光感測電路300’操作在放電模式時的操作細節，請同時參照圖5A以及圖5B。當光感測電路300’操作於初始階段TI時，輸出級電路310’可以接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，並且，感測器320’可以接收具有高電壓準位VSH的驅動信號Sn(t)。在此情況下，光感測電路300’可以對節點P1上的第一電壓V1執行初始化的動作。

接著，當光感測電路300’操作於感測階段TS時，光感測電路300’可以開始感測來自環境中不同的色光。在此同時，輸出級電路310’可以接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，而感測器320’可以接收具有低電壓準位VSL的驅動信號Sn(t)。

在本實施例中，當光感測電路300’感測到環境光的白色色光時，由於所述白色色光的光譜內具有所有色光(例如是紅色色光、綠色色光以及藍色色光)的頻帶，因此，電晶體T9~T11 皆可分別依據這些色光來產生光電流I1~I3。

詳細來說，在本實施例中，當光感測電路300’感測到環境光的白色色光時，由於電晶體T11的寬度設計為長於電晶體T9、T10的寬度，因此，在一暫態時間時，電晶體T11所產生的上拉電流(亦即光電流I3)的電流值可以高於電晶體T9以及電晶體T10所產生的下拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)的電流值。藉此，節點P1上的第一電壓V1可以依據光電流I3以及第二系統電壓VHS而被上拉至高電壓準位VH。

在上述的情況下，當光感測電路300’操作於取樣階段TSP時，輸出級電路310’可以依據被上拉至高電壓準位VGH的驅動信號Gn(t)，以使電晶體T12被導通。接著，輸出級電路310’可以將具有高電壓準位VH的第一電壓V1傳送至輸出線OL。

另一方面，當光感測電路300’同時感測到環境光的白色色光以及藍色色光(亦即第二色光)時，電晶體T10可以感測到額外的藍色色光以提升光電流I2的電流值。需注意到的是，由於此時電晶體T9並未感測到額外的紅色色光，以使得光電流I1並不足以拉低第一電壓V1的電壓準位。並且，在本實施例中，電晶體T11的寬度可以設計為長於電晶體T9以及電晶體T10，因此，在所述暫態時間中，感測器330’所產生的上拉電流(亦即光電流I3)的電流值仍然可以高於感測器320所產生的下拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2的)。在此情況下，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I3以及第二系統電壓VHS而被上拉至高電壓準 位VH。

在上述的情況下，當光感測電路300’操作於取樣階段TSP時，輸出級電路310可以將具有高電壓準位VH的第一電壓V1傳送至輸出線OL。

另一方面，當光感測電路300’同時感測到環境光的白色色光以及紅色色光(亦即第一色光)時，電晶體T9可以感測到額外的紅色色光以提升光電流I1的電流值。需注意到的是，由於此時電晶體T10並未感測到額外的藍色色光，以使得光電流I2並不足以拉低第一電壓V1的電壓準位。並且，在本實施例中，電晶體T11的寬度可以設計為長於電晶體T9以及電晶體T10，因此，在所述暫態時間中，感測器330’所產生的上拉電流(亦即光電流I3)的電流值仍然可以高於感測器320’所產生的下拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)。在此情況下，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I3以及第二系統電壓VHS而被上拉至高電壓準位VH。

在上述的情況下，當光感測電路300’操作於取樣階段TSP時，輸出級電路310同樣可以將具有高電壓準位VH的第一電壓V1傳送至輸出線OL。

另一方面，當光感測電路300’同時感測到環境光的白色色光、紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第二色光)時，電晶體T9可以感測到額外的紅色色光以提升光電流I1的電流值，並且，電晶體T10可以感測到額外的藍色色光以提升光電流I2的電流值。在此情況下，在所述暫態時間中，感測器320’所 產生的下拉電流(亦即光電流I1以及光電流I2)的電流值可以高於感測器330’所產生的上拉電流(亦即光電流I3)的電流值。換言之，節點P1上的第一電壓V1可依據光電流I1、光電流I2以及驅動信號Sn(t)而被下拉至低電壓準位VL。

在上述的情況下，當光感測電路300’操作於取樣階段TSP時，輸出級電路310’可以將具有低電壓準位VL的第一電壓V1傳送至輸出線OL。

特別一提的，當光感測電路300’操作於重置階段TR時，輸出級電路310’可以接收具有低電壓準位VGL的驅動信號Gn(t)，並且感測器320’可以接收具有高電壓準位VSH的驅動信號Sn(t)。在此情況下，光感測電路300’可以對節點P1上的第一電壓V1以執行重置的動作。

依據上述圖5A實施例的說明可以得知，在放電模式的感測階段TS中，當感測器320’同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第二色光)時，感測器320’可以依據光電流I1、光電流I2以及驅動信號Sn(t)以調變(例如是拉低)第一電壓V1的電壓準位。相對的，當感測器320’未同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第二色光)時，感測器330’可以依據光電流I3以及第二系統電壓VHS以調變(例如是上拉)第一電壓V1的電壓準位。

換言之，在本發明實施例中，在光感測電路300’操作於放電模式的情況下，當感測器320’同時感測到額外的紅色色光(亦 即第一色光)以及藍色色光(亦即第二色光)時，節點P1上的第一電壓V1可以維持在低電壓準位的狀態，而不受環境光的白色色光影響而被上拉至高電壓準位，藉以確保光感測電路300’可以在放電模式的感測階段TS中正常地被操作。

圖6A是依照本發明又一實施例的光感測電路500’操作在放電模式時的電路圖。請同時參照圖3A以及圖6A，圖6A的光感測電路500’大致相同或相似於圖3A的光感測電路500，其中相同或相似元件使用相同或相似標號。不同於圖3A實施例的是，光感測電路500’操作於放電模式。

當光感測電路500’操作於放電模式時，光感測電路500’可以包括輸出級電路310’、感測器320’以及感測器330’。輸出級電路310’包括電容C1以及電晶體T12。電容C1耦接於節點P1以及參考電壓VREF之間。電晶體T12的第一端耦接至節點P1，電晶體T12的第二端耦接至輸出線OL，電晶體T12的控制端接收驅動信號Gn(t)。

感測器320’耦接至節點P1。其中，感測器320’包括電晶體T13。電晶體T13的第一端以及控制端共同接收驅動信號Sn(t)，電晶體T13的第二端耦接至節點P1。感測器330’耦接至節點P1以及第二系統電壓VHS之間。其中，感測器330’包括電晶體T11。電晶體T11的第一端耦接至第二系統電壓VHS，電晶體T11的第二端以及控制端共同耦接至節點P1。其中，所述第二系統電壓VHS的電壓準位可以例如是高電壓準位。

值得一提的是，在本實施例中，彩色濾光片FR可以覆蓋於電晶體T13的第二部份，並且彩色濾光片FB可以覆蓋於電晶體T13的第一部份，其中，所述第一部份以及第二部份彼此不完全重疊。

圖6B以及圖6C是依照圖6A實施例的第一電晶體T13的俯視圖。請同時參照圖6A至圖6C，具體來說，當光感測電路500’操作於放電模式時，可以任意形狀(例如是矩形或三角形，但本發明並不限於此)的色阻塗佈方式，來將紅色的彩色濾光片FR覆蓋於電晶體T13的源極端S與汲極端D所形成的傳輸通道的一部分(例如是圖6B、6C中右斜的部分)，並且，將藍色的彩色濾光片FB覆蓋於電晶體T13的源極端S與汲極端D所形成的傳輸通道的另一部分(例如是圖6B、6C中右斜的部分)。

具體來說，在本實施例中，光感測電路500’可以利用電晶體T13的第二部份(例如是圖6B、6C中右斜的部份)來感測環境光的紅色色光(亦即第一色光)，並且利用電晶體T13的第一部份(例如是圖6B、6C中左斜的部份)來感測環境光的藍色色光(亦即第二色光)。其中，電晶體T11的寬度可以設計為長於電晶體T13的寬度。換言之，當感測器320’同時感測到額外的紅色色光(亦即第一色光)以及藍色色光(亦即第二色光)時，由於此時感測器320’的下拉電流(亦即光電流I1)的電流值高於感測器330’的上拉電流(亦即光電流12)的電流值。因此，感測器320’可以依據所述下拉電流(亦即光電流I1)以及驅動信號Sn(t)以下 拉節點P1上的第一電壓V1至低電壓準位。藉此，第一電壓V1可以不受環境光的白色色光影響而被上拉至高電壓準位，藉以確保光感測電路500’可以在放電模式的感測階段TS中正常地被操作。

圖7是依照本發明一實施例的各個彩色濾光片FR、FG、FB的通道波長的示意圖。在圖7所示的示意圖中，橫軸表示為環境光的通過波長，縱軸為各個彩色濾光片的穿透率。具體來說，上述圖1A至圖6C所提及的彩色濾光片FR、彩色濾光片FG以及彩色濾光片FB分別具有多個不同的通過波長。舉例來說，在波形WR所涵蓋的通過波長範圍中，彩色濾光片FR可以在所述通過波長範圍中穿透環境光的紅色色光；在波形WG所涵蓋的通過波長範圍中，彩色濾光片FG可以在所述通過波長範圍中穿透環境光的綠色色光；在波形WB所涵蓋的通過波長範圍中，彩色濾光片FB可以在所述通過波長範圍中穿透環境光的藍色色光。

綜上所述，本發明的光感測電路可以在操作於充電模式以及放電模式的情況下，當感測器同時感測到額外的紅色色光以及藍色色光時，依據驅動信號以及感測器中的上拉或下拉電流以調變輸出級電路中的電容上的電壓準位。如此一來，在充電模式中，電容上的電壓的電壓準位可以維持在高電壓準位的狀態，而不受環境光的白色色光影響而被下拉至低電壓準位。並且，在放電模式中，電容上的電壓的電壓準位可以維持在低電壓準位的狀態，而不受環境光的白色色光影響而被上拉至高電壓準位，藉以 確保光感測電路可以在充電模式以及放電模式的感測階段中正常地被操作。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100：光感測電路 110：輸出級電路 120、130：感測器 C1、C2：電容 FR、FB、FG：彩色濾光片 Gn(t)、Sn(t) ：驅動信號 I1～I6：光電流 OL：輸出線 P1～P4：節點 T1～T8：電晶體 V1、V2：電壓 VM：輸出電壓 VREF：參考電壓 VSS：第一系統電壓

Claims (15)

1. 一種光感測電路，包括：一輸出級電路，具有一第一節點以及一第二節點，該輸出級電路依據一第一驅動信號以傳送該第一節點的一第一電壓以及該第二節點的一第二電壓至一輸出線；一第一感測器，耦接至該第一節點，該第一感測器用以依據感測一環境光的一第一色光以產生一第一光電流，以及依據感測該環境光的一第二色光以產生一第二光電流；以及一第二感測器，耦接至該第二節點，該第二感測器用以依據感測該環境光的一第三色光以產生一第三光電流，以及依據感測該環境光的該第二色光以產生一第四光電流，其中於一感測階段中，當該第一感測器感測到該第一色光，並且該第二感測器感測到該第三色光時，該第一感測器依據該第一光電流以調變該第一電壓的電壓準位，並且該第二感測器依據該第三光電流以調變該第二電壓的電壓準位。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光感測電路，其中該第一感測器包括：一第一彩色濾光片以及一第二彩色濾光片；一第一電晶體，其第一端耦接至一第三節點，其第二端以及控制端共同耦接至該第一節點，其中該第一彩色濾光片覆蓋於該第一電晶體； 一第二電晶體，其第一端接收一第二驅動信號，其第二端以及控制端共同耦接至該第三節點，其中該第一彩色濾光片覆蓋於該第二電晶體；以及一第三電晶體，其第一端以及控制端共同耦接至一第一系統電壓，其第二端耦接至該第三節點，其中該第二彩色濾光片覆蓋於該第三電晶體，其中該第二感測器包括：該第二彩色濾光片以及一第三彩色濾光片；一第四電晶體，其第一端耦接至一第四節點，其第二端以及控制端共同耦接至該第二節點，其中該第三彩色濾光片覆蓋於該第四電晶體；一第五電晶體，其第一端接收該第二驅動信號，其第二端以及控制端共同耦接至該第四節點，其中該第三彩色濾光片覆蓋於該第五電晶體；以及一第六電晶體，其第一端以及控制端共同耦接至該第一系統電壓，其第二端耦接至該第四節點，其中該第二彩色濾光片覆蓋於該第六電晶體，其中該第一彩色濾光片、該第二彩色濾光片以及該第三彩色濾光片分別具有多個不同的通過波長。
3. 如申請專利範圍第2項所述的光感測電路，其中該第一彩色濾光片、該第二彩色濾光片以及該第三彩色濾光片的顏色係分別為紅色、綠色以及藍色。
4. 如申請專利範圍第2項所述的光感測電路，其中該第三電晶體的寬度長於該第一電晶體以及該第二電晶體的寬度，並且該第六電晶體的寬度長於該第四電晶體以及該第五電晶體的寬度。
5. 如申請專利範圍第1項所述的光感測電路，其中該輸出級電路包括：一第一電容，耦接於該第一節點以及一參考電壓之間；一第一電晶體，其第一端耦接至該第一節點，其第二端耦接至該輸出線，其控制端接收該第一驅動信號；一第二電容，耦接於該第二節點以及該參考電壓之間；以及一第二電晶體，其第一端耦接至該第二節點，其第二端耦接至該第一節點，其控制端接收該第一驅動信號。
6. 如申請專利範圍第1項所述的光感測電路，其中該第一色光、該第二色光以及該第三色光的波長彼此不相同。
7. 如申請專利範圍第1項所述的光感測電路，其中該第一感測器包括：一第一彩色濾光片以及一第二彩色濾光片；一第一電晶體，其第一端以及控制端共同耦接至一第三節點，其第二端耦接至該第一節點，其中該第一彩色濾光片覆蓋於該第一電晶體； 一第二電晶體，其第一端以及控制端共同接收一第二驅動信號，其第二端耦接至該第三節點，其中該第一彩色濾光片覆蓋於該第二電晶體；以及一第三電晶體，其第一端耦接至一第二系統電壓，其第二端以及控制端共同耦接至該第三節點，其中該第二彩色濾光片覆蓋於該第三電晶體，其中該第二感測器包括：該第二彩色濾光片以及一第三彩色濾光片；一第四電晶體，其第一端以及控制端共同耦接至一第四節點，其第二端耦接至該第二節點，其中該第三彩色濾光片覆蓋於該第四電晶體；一第五電晶體，其第一端以及控制端共同接收該第二驅動信號，其第二端耦接至該第四節點，其中該第三彩色濾光片覆蓋於該第五電晶體；以及一第六電晶體，其第一端耦接至該第二系統電壓，其第二端以及控制端共同耦接至該第四節點，其中該第二彩色濾光片覆蓋於該第六電晶體，其中該第一彩色濾光片、該第二彩色濾光片以及該第三彩色濾光片分別具有多個不同的通過波長。
8. 一種光感測電路，包括：一第一感測器，耦接至一第一節點，該第一感測器用以依據感測一環境光的一第一色光以及一第二色光以產生一第一光電 流；一第二感測器，耦接於該第一節點以及一第一系統電壓或該第一節點以及一第二系統電壓之間，該第二感測器用以依據感測該環境光的一第三色光以產生一第二光電流；以及一輸出級電路，耦接於該第一節點以及一參考電壓之間，該輸出級電路依據一第一驅動信號以傳送該第一節點的一第一電壓至一輸出線，其中於一感測階段中，當該第一感測器感測到該第一色光以及該第二色光時，該第一感測器依據該第一光電流以調變該第一電壓的電壓準位。
9. 如申請專利範圍第8項所述的光感測電路，其中該第一感測器包括：一第一彩色濾光片以及一第二彩色濾光片；一第一電晶體，其第一端接收一第二驅動信號，其第二端以及控制端共同耦接至該第一節點，其中該第一彩色濾光片覆蓋於該第一電晶體；以及一第二電晶體，其第一端接收該第二驅動信號，其第二端以及控制端共同耦接至該第一節點，其中該第二彩色濾光片覆蓋於該第二電晶體，其中該第二感測器包括：一第三彩色濾光片；以及 一第三電晶體，其第一端以及控制端共同耦接至該第一系統電壓，其第二端耦接至該第一節點，其中該第三彩色濾光片覆蓋於該第三電晶體，其中該第一彩色濾光片、該第二彩色濾光片以及該第三彩色濾光片分別具有多個不同的通過波長。
10. 如申請專利範圍第8項所述的光感測電路，其中該輸出級電路包括：一電容，耦接於該第一節點以及該參考電壓之間；一第一電晶體，其第一端耦接至該第一節點，其第二端耦接至該輸出線，其控制端接收該第一驅動信號。
11. 如申請專利範圍第9項所述的光感測電路，其中該第一彩色濾光片、該第二彩色濾光片以及該第三彩色濾光片的顏色係分別為紅色、藍色以及綠色。
12. 如申請專利範圍第9項所述的光感測電路，其中該第三電晶體的寬度長於該第一電晶體以及該第二電晶體的寬度。
13. 如申請專利範圍第7項所述的光感測電路，其中該第一色光、該第二色光以及該第三色光的波長彼此不相同。
14. 如申請專利範圍第8項所述的光感測電路，其中該第一感測器包括：一第一彩色濾光片以及一第二彩色濾光片，分別具有多個不同的通過波長； 一第一電晶體，其第一端接收一第二驅動信號，其第二端以及控制端共同耦接至該第一節點，其中該第一彩色濾光片覆蓋於該第一電晶體的一第一部分，該第二彩色濾光片覆蓋於該第一電晶體的一第二部分，其中該第一部分以及該第二部分彼此不完全重疊。
15. 如申請專利範圍第8項所述的光感測電路，其中該第一感測器包括：一第一彩色濾光片以及一第二彩色濾光片；一第一電晶體，其第一端以及控制端共同接收一第二驅動信號，其第二端耦接至該第一節點，其中該第一彩色濾光片覆蓋於該第一電晶體；以及一第二電晶體，其第一端以及控制端共同接收該第二驅動信號，其第二端耦接至該第一節點，其中該第二彩色濾光片覆蓋於該第二電晶體，其中該第二感測器包括：一第三彩色濾光片；以及一第三電晶體，其第一端耦接至該第二系統電壓，其第二端以及控制端共同耦接至該第一節點，其中該第三彩色濾光片覆蓋於該第三電晶體，其中該第一彩色濾光片、該第二彩色濾光片以及該第三彩色濾光片分別具有多個不同的通過波長。

Images