光学感测电路及阵列，与应用其的判断光线颜色的方法技术

一种光学感测电路及阵列，与应用其的判断光线颜色的方法，其中光学感测电路，包括电容、光感单元、补偿单元、及开关元件。光感单元、补偿单元、及开关元件是与电容电性连接。光感单元是用以感测第一颜色。补偿单元是用以感测第二颜色，其中第二颜色为第一颜色的互补色。当一光线照射光感单元与补偿单元时，光线的对应至第一颜色的第一光成分使光感单元产生第一电流，光线的对应至第二颜色的第二光成分使补偿单元产生第二电流，第二电流是用以减少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，以作为判断光线的颜色的信息。

Optical sensing circuit and array, and the method to judge the color of light

【技术实现步骤摘要】
光学感测电路及阵列，与应用其的判断光线颜色的方法
本专利技术涉及一种光学感测电路及光学感测电路阵列，与应用其的判断光线颜色的方法。
技术介绍
传统的光学感测电路具有相互耦接的一非晶硅(a-Si)薄膜晶体管(TFT)元件(光感元件)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。可通过信噪比(讯杂比，S/Nratio)的改变，来达到检测是否有光学信号输入的目的。一般而言，一种光感元件只能检测一种颜色的光线。例如，红色光感元件只能感测红色输入光，而蓝色光感元件与绿色光感元件只能分别感测蓝色输入光与绿输入光。在强环境光下，例如是在环境白光存在的情况下，光感元件产生的信号的信噪比会随着环境白光的增强而降低，因而造成信号误判。而当所接收到的光为混色的输入光时，也容易产生误动作。以红色光感元件为例，当具有红光成分的混色光源(例如是由红色与蓝色混色的洋红色)输入时，会因洋红色具有部分的红光成分，而使红色光感元件产生光漏电流。如此，红色光感元件会误判为有红色光存在，而产生误动作。因此，以CYM(青色、黄色、洋红色)三色光来说，传统的红光的光学感测电路、蓝光的光学感测电路与绿光的光学感测电路皆无法正确地判别是否有CYM混色光的输入。于传统作法中，如果希望也能够判断出是否有CYM混色光的输入的话，则必须额外使用不同的光感元件，才能正确地判断。因此，越多种颜色的输入光，则需要越多不同的光感元件。如此，将提高光学感测电路及芯片(IC)演算上的复杂性。因此，如何解决上述的因应多种颜色的输入光所导致的光学感测电路及芯片(IC)演算上的复杂度提高的问题，乃目前业界所致力解决的方向之一。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提出一种光学感测电路，包括一电容、一光感单元、一补偿单元、及一开关元件。光感单元是与电容电性连接。光感单元是用以感测一第一颜色。补偿单元是与电容电性连接。补偿单元是用以感测一第二颜色，其中第二颜色为第一颜色的互补色。开关元件是与电容电性连接。当一光线照射光感单元与补偿单元时，光线的对应至第一颜色的一第一光成分使光感单元产生一第一电流，光线的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，第二电流是用以减少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，以作为判断光线的颜色的信息。根据本专利技术的第二方面，提出一种光学感测电路阵列，包括多个光学感测电路、至少一信号线、至少一扫描线。多个光学感测电路至少包括一第一光学感测电路、一第二光学感测电路、及一第三光学感测电路。各光学感测电路包括一电容、一光感单元、一补偿单元、及一开关元件。光感单元是与电容电性连接。光感单元是用以感测一第一颜色。补偿单元是与电容电性连接。补偿单元是用以感测一第二颜色，其中第二颜色为第一颜色的互补色。开关元件是与电容电性连接。至少一信号线是用以提供至少一操作信号至第一光学感测电路、第二光学感测电路、及第三光学感测电路的光感单元。至少一扫描线是用以提供至少一扫描信号以控制第一光学感测电路、第二光学感测电路、及第三光学感测电路的开关元件。其中，在至少一操作信号之一为致能的情况下，当一光线照射对应的光感单元与对应的补偿单元时，光线的对应至第一颜色的一第一光成分使对应的光感单元产生一第一电流，光线的对应至第二颜色的一第二光成分使对应的补偿单元产生一第二电流，第二电流是用以减少第一电流对对应的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，于至少一扫描信号之一为致能而使对应的开关元件导通时，对应的电容的电压被读取，以作为判断光线的颜色的信息。根据本专利技术的第三方面，提出一种通过使用上述的光学感测电路阵列来判断光线颜色的方法，包括下列步骤。首先，致能至少一操作信号的至少其中之一。当一光线照射致能的至少一操作信号的至少其中之一所对应的光感单元与补偿单元时，光线的对应至第一颜色的一第一光成分使对应的光感单元产生一第一电流，光线的对应至第二颜色的一第二光成分使对应的补偿单元产生一第二电流。第二电流是用以减少第一电流对对应的电容进行充电或放电时的充电电流或放电电流的大小。接着，致能至少一扫描信号的至少其中之一，使致能的至少一扫描信号的至少其中之一所对应的开关元件导通，以读取对应的电容的电压。之后，根据第一光学感测电路的电容的电压、第二光学感测电路的电容的电压、及第三光学感测电路的电容的电压，来判断光线的颜色为至少为超过三种的颜色的其中之一。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合说明书附图详细说明如下：附图说明图1示出乃依照本公开的实施例的光学感测电路的示意图。图2示出乃光学感测电路的第一种实施方式的电路图。图3A示出光学感测电路为重置时的操作示意图。图3B示出光学感测电路受到环境白光照射时的操作示意图。图3C示出光学感测电路受到黄光照射时的操作示意图。图3D则示出光学感测电路受到洋红光照射时的操作示意图。图4示出乃光学感测电路的相关信号波形图的一例。图5A示出应用图2的光学感测电路的一种光学感测电路阵列的架构图。图5B其示出使用于图5A的光学感测电路阵列的相关信号的波形图。图6A示出应用图2的光学感测电路的一种光学感测电路阵列的另一例的架构图。图6B示出使用于图6A的光学感测电路阵列的相关信号的波形图。图7A示出应用图2的光学感测电路的一种光学感测电路阵列的再一例的架构图。图7B示出使用于图7A的光学感测电路阵列的相关信号的波形图。图8A示出应用图2的光学感测电路的一种光学感测电路阵列的更一例的架构图。图8B示出使用于图8A的光学感测电路阵列的相关信号的波形图。图9A示出应用图2的光学感测电路的一种光学感测电路阵列的再一例的架构图。图9B示出使用于图9A的光学感测电路阵列的相关信号的波形图。图10示出应用光学感测电路阵列的光感测系统架构图的一例。图11示出乃光学感测电路的第二种实施方式的电路图。图12A示出光学感测电路为重置时的操作示意图。图12B示出光学感测电路受到环境白光照射时的操作示意图。图12C示出光学感测电路受到黄光照射时的操作示意图。图12D则示出光学感测电路受到青色光照射时的操作示意图。图13A示出应用图11的光学感测电路的一种光学感测电路阵列的架构图。图13B示出使用于图13A的光学感测电路阵列的相关信号的波形图。图14A示出应用图11的光学感测电路的一种光学感测电路阵列的另一例的架构图。图14B示出使用于图14A的光学感测电路阵列的相关信号的波形图。图15A示出应用图11的光学感测电路的一种光学感测电路阵列的再一例的架构图。图15B示出使用于图15A的光学感测电路阵列的相关信号的波形图。图16A示出应用图11的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学感测电路，包括：/n一电容；/n一光感单元，是与该电容电性连接，该光感单元是用以感测一第一颜色；/n一补偿单元，是与该电容电性连接，该补偿单元是用以感测一第二颜色，其中该第二颜色为该第一颜色的互补色；以及/n一开关元件，是与该电容电性连接；/n其中，当一光线照射该光感单元与该补偿单元时，该光线的对应至该第一颜色的一第一光成分使该光感单元产生一第一电流，该光线的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，该第二电流是用以减少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；/n其中，于该开关元件导通时，该电容的电压被读取，以作为判断该光线的颜色的信息。/n

【技术特征摘要】
20190612 TW 1081202841.一种光学感测电路，包括：
一电容；
一光感单元，是与该电容电性连接，该光感单元是用以感测一第一颜色；
一补偿单元，是与该电容电性连接，该补偿单元是用以感测一第二颜色，其中该第二颜色为该第一颜色的互补色；以及
一开关元件，是与该电容电性连接；
其中，当一光线照射该光感单元与该补偿单元时，该光线的对应至该第一颜色的一第一光成分使该光感单元产生一第一电流，该光线的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，该第二电流是用以减少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，以作为判断该光线的颜色的信息。


2.如权利要求1所述的光学感测电路，其中，该第一颜色为黄色，该第二颜色为蓝色，或者该第一颜色为青色，该第二颜色为红色，或者该第一颜色为洋红色，该第二颜色为绿色。


3.如权利要求1所述的光学感测电路，其中，该光感单元具有一第一光感元件与一第二光感元件，该补偿单元具有一第三光感元件，该第一至该第三光感元件为红色、绿色、蓝色光感元件，或者该第一至该第三光感元件为绿色、蓝色、红色光感元件，或者该第一至该第三光感元件为蓝色、红色、绿色光感元件。


4.如权利要求3所述的光学感测电路，其中，该电容具有一第一端与一第二端，该第一光感元件、该第二光感元件与该第三光感元件均为二极管连接的薄膜晶体管，该第一光感元件与该第二光感元件的栅极是与该电容的该第一端电性连接，该第三光感元件是与该电容的该第二端电性连接，该开关元件是与该电容的该第一端电性连接。


5.如权利要求1所述的光学感测电路，其中，该第一颜色为红色，该第二颜色为青色，或者该第一颜色为绿色，该第二颜色为洋红色，或者该第一颜色为蓝色，该第二颜色为黄色。


6.如权利要求1所述的光学感测电路，其中，该光感单元具有一第一光感元件且该补偿单元具有一第二光感元件与一第三光感元件，该第一至该第三光感元件为红色、绿色、蓝色光感元件，或者该第一至该第三光感元件为绿色、蓝色、红色光感元件，或者该第一至该第三光感元件为蓝色、红色、绿色光感元件。


7.如权利要求6所述的光学感测电路，其中，该电容具有一第一端与一第二端，该第一光感元件、该第二光感元件与该第三光感元件均为二极管连接的薄膜晶体管，该第一光感元件的栅极是与该电容的该第一端电性连接，该第二光感元件与该第三光感元件的栅极是与该电容的该第二端电性连接，该开关元件是与该电容的该第一端电性连接。


8.如权利要求6所述的光学感测电路，其中，该电容具有一第一端与一第二端，该第一光感元件受控于一控制信号，该第二光感元件与该第三光感元件均为二极管连接的薄膜晶体管，该第一光感元件的一端、该第二光感元件的一端与栅极、该第三光感元件的一端与栅极是与该电容的该第一端电性连接，该第二光感元件的另一端与该第三光感元件的另一端是与该电容的该第二端电性连接，该开关元件是与该电容的该第一端电性连接。


9.一种光学感测电路阵列，包括：
多个光学感测电路，至少包括一第一光学感测电路、一第二光学感测电路、及一第三光学感测电路，各光学感测电路包括：
一电容；
一光感单元，是与该电容电性连接，该光感单元是用以感测一第一颜色；
一补偿单元，是与该电容电性连接，该补偿单元是用以感测一第二颜色，其中该第二颜色为该第一颜色的互补色；及
一开关元件，是与该电容电性连接；
至少一信号线，用以提供至少一操作信号至该第一光学感测电路、该第二光学感测电路、及该第三光学感测电路的该光感单元；以及
至少一扫描线，用以提供至少一扫描信号以控制该第一光学感测电路、该第二光学感测电路、及该第三光学感测电路的该开关元件；
其中，在该至少一操作信号之一为致能的情况下，当一光线照射对应的该光感单元与对应的该补偿单元时，该光线的对应至该第一颜色的一第一光成分使对应的该光感单元产生一第一电流，该光线的对应至该第二颜色的一第二光成分使对应的该补偿单元产生一第二电流，该第二电流是用以减少该第一电流对对应的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，于该至少一扫描信号之一为致能而使对应的该开关元件导通时，对应的该电容的电压被读取，以作为判断该光线的颜色的信息。


10.如权利要求9所述的光学感测电路阵列，其中，该第一光学感测电路的该光感单元是用以感测黄色，该第一光学感测电路的该补偿单元是用以感测蓝色，该第二光学感测电路的该光感单元是用以感测青色，该第二光学感测电路的该补偿单元是用以感测红色，该第三光学感测电路的该光感单元是用以感测洋红色，该第三光学感测电路的该补偿单元是用以感测绿色。


11.如权利要求9所述的光学感测电路阵列，其中，所述多个光感单元的各者具有一第一光感元件与一第二光感元件，所述多个补偿单元的各者具有一第三光感元件，该第一光学感测电路的该第一至...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪敬榔，郭家玮，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71