触控模块的感光像素电路的利记博彩app
【专利摘要】一种触控模块的感光像素电路，包括一输出晶体管及一光线检测单元。输出晶体管接收一参考信号且受控于一光检测电压提供一触控电压。光线检测单元电性连接输出晶体管，且接收一触控扫描信号，以依据触控扫描信号检测一光线的强度且对应地提供光检测电压。根据本申请提供的电路，可提高触控模块的感测速度及感测敏感度。
【专利说明】触控模块的感光像素电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种像素电路，尤其涉及一种触控模块的感光像素电路。
【背景技术】
[0002]近年来，随着信息技术、无线移动通信和信息家电的快速发展与应用，为了达到更便利、体积更轻巧化以及更人性化的目的，许多信息产品已由传统的键盘或鼠标等输入装置，转变为使用触控模块(Touch Module)作为输入装置。触控模块依照感测形式的不同可大致上区分为电阻式触控模块、电容式触控模块、光学式触控模块、声波式触控模块以及电磁式触控模块。
[0003]在内建于显示面板的光学式触控模块中，其透过配置感光元件(如光敏二极管或光敏晶体管)于像素中而形成感光像素。一般而言，感光元件的电流会对应光线的强弱而不同，因此可通过电容充电方式来检测感光元件是否被遮住(亦即被触控)，进而判断出触控点。然而，若使用的电容值过大，则感光像素的检测时间会被拉长；若使用的电容值过小，则感光像素的检测结果会受感光元件的漏电流所影响。因此，为了提升触控效能，感光像素电路的改善则成为一个重点。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种触控模块的感光像素电路，可提高触控模块的感测速度及感测敏感度。
[0005]本发明的触控模块的感光像素电路，包括一输出晶体管及一光线检测单兀。输出晶体管具有一第一源/漏极端、一第二源/漏极端及一第一控制端，其中第一源/漏极端接收一参考信号，第一控制端接收一光检测电压，并且第二源/漏极端提供一触控电压。光线检测单元电性连接输出晶体管的第一控制端，且接收一触控扫描信号，以依据触控扫描信号检测一第一光线的强度且对应地提供光检测电压。
[0006]在本发明的一实施例中，上述的光线检测单元包括一第一光敏晶体管及一分压晶体管。第一光敏晶体管具有一第三源/漏极端、一第四源/漏极端及一第二控制端，用以感测第一光线，其中第三源/漏极端接收触控扫描信号，第二控制端电性连接第四源/漏极端，并且第四源/漏极端提供光检测电压。分压晶体管具有一第五源/漏极端、一第六源/漏极端及一第三控制端，其中第五源/漏极端电性连接第四源/漏极端，第三控制端电性连接第六源/漏极端，并且第六源/漏极端接收一第一系统电压。
[0007]在本发明的一实施例中，分压晶体管为一第二光敏晶体管，用以感测一第二光线，其中第二光线不同于第一光线。
[0008]在本发明的一实施例中，当第一光线为一红外线光及一紫外线光的其中之一时，第二光线为一环境光。
[0009]在本发明的一实施例中，当第一光线为一绿色光线、一红色光线及一蓝色光线的其中之一时，第二光线为绿色光线、红色光线及蓝色光线的其中另一光线或其余光线。[0010]在本发明的一实施例中,触控模块的感光像素电路,还包括一第一开关晶体管。第一开关晶体管具有一第七源/漏极端、一第八源/漏极端及一第四控制端，其中第七源/漏极端电性连接第二源/漏极端以接收触控电压，第四控制端接收一栅极控制信号，并且第八源/漏极端电性连接一触控数据线。
[0011]在本发明的一实施例中，触控模块的感光像素电路，还包括一第二开关晶体管。第二开关晶体管具有一第九源/漏极端、一第十源/漏极端及一第五控制端，其中第九源/漏极端电性连接第二源/漏极端以接收触控电压，第五控制端接收触控扫描信号，并且第十源/漏极端电性连接一触控数据线。
[0012]在本发明的一实施例中，参考信号具有一固定电压。
[0013]在本发明的一实施例中，参考信号为触控扫描信号。
[0014]在本发明的一实施例中，触控扫描信号为一脉冲信号。
[0015]在本发明的一实施例中，第一光线为一红外线光、一绿色光线、一红色光线、一蓝色光线及一紫外线光的其中之一。
[0016]本发明实施例的触控模块的感光像素电路，其光线检测单元依据特定波长的光线的强度提供光检测电压，以控制输出晶体管所提供的触控电压的充电速度。因此，可提高触控模块的感测速度及感测敏感度。并且，光线检测单元可利用两个光敏晶体管分别检测不同波长的光线，并且通过这两个光敏晶体管进行分压而产生光检测电压，借此可对环境光的部分进行补偿。
[0017]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的图作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1A为依据本发明第一实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。
[0019]图1B为依据本发明一实施例的感光像素电路的驱动波形示意图。
[0020]图2为依据本发明第二实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。
[0021]图3A为依据本发明第三实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。
[0022]图3B为依据本发明另一实施例的感光像素电路的驱动波形示意图。
[0023]图4为依据本发明第四实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。
[0024]图5为依据本发明第五实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。
[0025]图6为依据本发明第六实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。
[0026][主要元件附图标记说明]
[0027]Gn:栅极控制信号
[0028]LSR:光线检测单元
[0029]MO、MOa:输出晶体管
[0030]MS、MSa:开关晶体管
[0031]SDT:触控数据线
[0032]Sn:触控扫描信号
[0033]SPXl?SPX6:感光像素电路
[0034]TOP:光敏晶体管[0035]TS、TE:时间
[0036]TVD:分压晶体管
[0037]VA:触控电压
[0038]VH、VHa、VHb:系统高电压
[0039]VL、VLa、VLb:系统低电压
[0040]VLS:光检测电压
[0041]VLT、VAM、VDK:电压
【具体实施方式】
[0042]图1A为依据本发明第一实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。请参照图1A，在本实施例中，感光像素电路SPXl包括输出晶体管MO及光线检测单元LSR，并且光线检测单元LSR例如包括光敏晶体管TOP及分压晶体管TVD，其中分压晶体管TVD可以是具有感光性的晶体管(如光敏晶体管)或不具有感光性的晶体管。
[0043]输出晶体管MO的漏极(对应第一源/漏极端)接收第二系统电压，例如，该第二系统电压可以是系统高电压VH (对应具有固定电压的参考信号)，输出晶体管MO的源极(对应第二源/漏极端)电性连接触控数据线SDT以提供触控电压VA，输出晶体管MO的栅极(对应第一控制端)接收光检测电压VLS。
[0044]光敏晶体管TOP的漏极(对应第三源/漏极端)接收触控扫描信号Sn，光敏晶体管TOP的源极(对应第四源/漏极端)电性连接光敏晶体管TOP的栅极(对应第二控制端)且提供光检测电压VLS，其中光敏晶体管TOP用以感测具有特定波长的光线(对应第一光线)，例如红外线光、绿色光线、红色光线、蓝色光线或紫外线光，并且光线的滤除可透过彩色滤光片(color filter)来达成。
[0045]分压晶体管TVD的漏极(对应第五源/漏极端)电性连接光敏晶体管TOP的源极，分压晶体管TVD的源极(对应第六源/漏极端)电性连接分压晶体管TVD的栅极(对应第三控制端)且接收第一系统电压，该第一系统电压的电压值可以小于第二系统电压的电压值，例如该第一系统电压可以是系统低电压VL。
[0046]依据上述，光线检测单元LSR电性连接输出晶体管MO的栅极，且接收触控扫描信号Sn，以依据触控扫描信号Sn检测特定波长的光线的强度且对应地提供光检测电压VLS。
[0047]图1B为依据本发明一实施例的感光像素电路的驱动波形示意图。请参照图1A及图1B，在本实施例中，触控电压VA的实线所示波形为对应接收到环境光的状况，触控电压VA的上方虚线所示波形为对应接收到较多特定波长光线的状况，触控电压VA的下方虚线所示波形为对应未接收到光线的状况。其中，触控扫描信号Sn例如为脉冲信号，并且系统高电压VHa可以相同于系统高电压VH，系统低电压VLa可以相同于系统低电压VL，但本发明实施例不以此为限。
[0048]当触控扫描信号Sn为使能时(即触控扫描信号Sn为系统高电压VHa)，光检测电压VLS会因为光敏晶体管TOP与分压晶体管TVD的分压而提升，以致于输出晶体管MO会导通。此时，系统高电压VH会对输出晶体管MO的源极进行充电，以致于触控电压VA会上升。并且，感光像素电路SPXl可视为处于扫描状态。
[0049]当光敏晶体管TOP接收到环境光中特定波长的光线时，光敏晶体管TOP会产生电流(在此为漏电流)，亦即光敏晶体管TOP会产生跨压(即漏极与源极之间的电压)，而分压晶体管TVD的跨压会作为光检测电压VLS，以使触控电压VA会逐渐上升。当光敏晶体管TOP接收到较多的特定波长的光线时(如被光笔所照射)，光敏晶体管TOP的电流(在此为漏电流)会增加，亦即光敏晶体管TOP的跨压(即漏极与源极之间的电压)会降低，并且分压晶体管TVD的跨压会增加，以致于光检测电压VLS会较高，亦即触控电压VA的上升速度较快。再者，当光敏晶体管TOP未接收到特定波长的光线或接收的光量较低时，光敏晶体管TOP的电流(在此为漏电流)会减少，亦即光敏晶体管TOP的跨压(即漏极与源极之间的电压)会增力口，并且分压晶体管TVD的跨压会减少，以致于光检测电压VLS会较低，亦即触控电压VA的上升速度较慢。
[0050]在本实施例中，触控扫描信号Sn为禁能的期间(亦即触控扫描信号Sn为系统低电压VLa的期间)，光检测电压VLS会接近系统低电压VL，以致于输出晶体管MO不会导通。此时，感光像素电路SPXl可视为处于闲置状态。因此，触控电压VA的充电是执行于触控扫描信号Sn为使能的期间(亦即触控扫描信号Sn为系统高电压VHa的期间)，亦即时间TS至时间TE之间。依据图1B所示，当触控电压VA结束充电时，触控电路(未绘示)可检测到电压VLT、VAM或VDK，以判断感光像素电路SPXl是否被触控。由此，可提高触控模块(未绘示)的感测速度及感测敏感度。
[0051]在上述实施例中，若分压晶体管TVD是不具有感光性的晶体管，则可通过黑矩阵(BM)来遮罩分压晶体管TVD，以使分压晶体管TVD不受任何光线所影响。反之，若分压晶体管TVD是具有感光性的晶体管(如光敏晶体管)，则可通过彩色滤光片(color filter)来进行光线的滤除，以致于分压晶体管TVD可用以感测具有另一特定波长的光线(对应第二光线)，亦即不同于光敏晶体管TOP所感测的光线。进一步来说，当光敏晶体管TOP感测的光线为绿色光线、红色光线及蓝色光线的其中之一时，分压晶体管TVD感测的光线可以是绿色光线、红色光线及蓝色光线的其中另一光线或其余光线；当光敏晶体管TOP感测的光线为红外线光及紫外线光的其中之一时，分压晶体管TVD感测的光线可以环境光(如白光)。由此，可对环境光的部分进行补偿。
[0052]图2为依据本发明第二实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。请参照图1A及图2，在本实施例中，感光像素电路SPX2大致相同于感光像素电路SPXl，其不同之处在于输出晶体管MOa的栅极接收触控扫描信号Sn，其中相同或相似元件使用相同或相似标号。并且,感光像素电路SPX2的电路运作亦大致相同于感光像素电路SPXl的电路运作，在此则不再赘述。
[0053]图3A为依据本发明第三实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。请参照图1A及图3A，在本实施例中，感光像素电路SPX3大致相同于感光像素电路SPXl，其不同之处在于感光像素电路SPX3还包括开关晶体管MS，其中相同或相似元件使用相同或相似标号。开关晶体管MS的漏极(对应第七源/漏极)端)电性连接输出晶体管MO的源极以接收触控电压VA，开关晶体管MS的源极(对应第八源/漏极端)电性连接触控数据线SDT，开关晶体管MS的栅极(对应第四控制端)接收栅极控制信号Gn，其中输出晶体管MO提供的触控电压VA会通过开关晶体管MS传送至触控数据线SDT。
[0054]图3B为依据本发明另一实施例的感光像素电路的驱动波形示意图。请参照图3A及图3B，在本实施例中，栅极控制信号Gn例如为脉冲信号，并且栅极控制信号Gn的时序相同于触控扫描信号Sn,其中系统高电压VHb及系统低电压VLb分别相同于系统高电压VHa及系统低电压VLa，但本发明实施例不以此为限。
[0055]依据上述，当系统高电压VH对输出晶体管MO的源极进行充电时，触控电压VA会同时输出至触控数据线SDT。当触控电压VA结束充电时，触控电路(未绘示)可通过触控数据线SDT接收到电压电平为电压VLT、VAM或VDK的触控电压VA，以判断感光像素电路SPX3是否被触控。
[0056]图4为依据本发明第四实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。请参照图3A及图4，在本实施例中，感光像素电路SPX4大致相同于感光像素电路SPX3，其不同之处在于输出晶体管MOa的栅极接收触控扫描信号Sn，其中相同或相似元件使用相同或相似标号。并且,感光像素电路SPX4的电路运作亦大致相同于感光像素电路SPX3的电路运作，在此则不再赘述。
[0057]图5为依据本发明第五实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。请参照图3A及图5，在本实施例中，感光像素电路SPX5大致相同于感光像素电路SPX3，其不同之处在于开关晶体管MSa (对应第二开关晶体管)的栅极接收触控扫描信号Sn，其中相同或相似元件使用相同或相似标号。并且，感光像素电路SPX5的电路运作也大致相同于感光像素电路SPX3的电路运作，在此则不再赘述。
[0058]图6为依据本发明第六实施例的触控模块的感光像素电路的电路示意图。请参照图3A及图6，在本实施例中，感光像素电路SPX6大致相同于感光像素电路SPX3，其不同之处在于输出晶体管MOa的栅极接收触控扫描信号Sn，以及开关晶体管MSa (对应第二开关晶体管)的栅极接收触控扫描信号Sn，其中相同或相似元件使用相同或相似标号。并且，感光像素电路SPX6的电路运作亦大致相同于感光像素电路SPX3的电路运作，在此则不再赘述。
[0059]综上所述，本发明实施例的触控模块的感光像素电路，其光线检测单元依据特定波长的光线的强度提供光检测电压，以控制输出晶体管所提供的触控电压的充电速度。因此，可提高触控模块的感测速度及感测敏感度。并且，光线检测单元可利用两个光敏晶体管分别检测不同波长的光线，并且通过这两个光敏晶体管进行分压而产生光检测电压，借此可对环境光的部分进行补偿。
[0060]虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种触控模块的感光像素电路，包括: 一输出晶体管，具有一第一源/漏极端、一第二源/漏极端及一第一控制端，该第一源/漏极端接收一参考信号，该第一控制端接收一光检测电压，并且该第二源/漏极端提供一触控电压；以及 一光线检测单元，电性连接该输出晶体管的该第一控制端，且接收一触控扫描信号，以依据该触控扫描信号检测一第一光线的强度且对应地提供该光检测电压。
2.如权利要求1所述的触控模块的感光像素电路，其中该光线检测单元包括: 一第一光敏晶体管，具有一第三源/漏极端、一第四源/漏极端及一第二控制端，用以感测该第一光线，其中该第三源/漏极端接收该触控扫描信号，该第二控制端电性连接该第四源/漏极端，并且该第四源/漏极端提供该光检测电压；以及 一分压晶体管，具有一第五源/漏极端、一第六源/漏极端及一第三控制端，其中该第五源/漏极端电性连接该第四源/漏极端，该第三控制端电性连接该第六源/漏极端，并且该第六源/漏极端接收一第一系统电压。
3.如权利要求2所述的触控模块的感光像素电路，其中该分压晶体管为一第二光敏晶体管，用以感测一第二光线，其中该第二光线不同于该第一光线。
4.如权利要求3所述的触控模块的感光像素电路，其中当该第一光线为一红外线光及一紫外线光的其中之一时，该第二光线为一环境光。
5.如权利要求3所述的触控模块的感光像素电路，其中当该第一光线为一绿色光线、一红色光线及一蓝色光线的其中之一时，该第二光线为该绿色光线、该红色光线及该蓝色光线的其中另一光线或其余光线。
6.如权利要求1所述的触控模块的感光像素电路，还包括: 一第一开关晶体管，具有一第七源/漏极端、一第八源/漏极端及一第四控制端，其中该第七源/漏极端电性连接该第二源/漏极端以接收该触控电压，该第四控制端接收一栅极控制信号，并且该第八源/漏极端电性连接一触控数据线。
7.如权利要求1所述的触控模块的感光像素电路，还包括: 一第二开关晶体管，具有一第九源/漏极端、一第十源/漏极端及一第五控制端，其中该第九源/漏极端电性连接该第二源/漏极端以接收该触控电压，该第五控制端接收该触控扫描信号，并且该第十源/漏极端电性连接一触控数据线。
8.如权利要求1所述的触控模块的感光像素电路，其中该参考信号具有一固定电压。
9.如权利要求1所述的触控模块的感光像素电路，其中该参考信号为该触控扫描信号。
10.如权利要求1所述的触控模块的感光像素电路，其中该触控扫描信号为一脉冲信号。
11.如权利要求1所述的触控模块的感光像素电路，其中该第一光线为一红外线光、一绿色光线、一红色光线、一蓝色光线及一紫外线光的其中之一。
【文档编号】G06F3/041GK103645821SQ201310727473
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】连崇闵, 徐雅玲, 林刚毅 申请人:友达光电股份有限公司