光学感测装置以及图像感测装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103995581 A (43)申请公布日 2014.08.20 C N 1 0 3 9 9 5 5 8 1 A (21)申请号 201410054655.7 (22)申请日 2014.02.18 103104777 2014.02.13 TW 61/765,815 2013.02.18 US G06F 3/01(2006.01) G06F 3/042(2006.01) (71)申请人义明科技股份有限公司 地址中国台湾新竹市 (72)发明人张鸿德 吴高彬 洪尚铭 方智仁 庄政达 (74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11105 代理人史新宏 (54) 发明名称 光。

2、学感测装置以及图像感测装置 (57) 摘要 本发明提供了一种光学感测装置以及图像 感测装置，其中该光学感测装置包含红外光产生 元件、N个第一检测元件、第二检测元件与处理电 路。该N个第一检测元件用以检测红外光，且分别 检测不同的N个可见光波段。该第二检测元件用 以检测红外光，并与可见光隔离。于第一感测模 式，该处理电路依据该N个第一检测元件所产生 的N个第一检测信号以及该第二检测元件所产生 的参考信号来得到色彩信息。于第二感测模式，该 N个第一检测元件与该第二检测元件于该红外光 产生元件开启时产生(N+1)个第二检测信号、于 关闭时产生(N+1)个第三检测信号；该处理电路 依据该(N+1)个第。

3、二、第三检测信号来识别手势 信息。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书13页 附图14页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书13页 附图14页 (10)申请公布号 CN 103995581 A CN 103995581 A 1/3页 2 1.一种光学感测装置，包含： 一红外光产生元件； N个第一检测元件，每一第一检测元件用以检测红外光以及可见光，该N个第一检测元 件分别检测不同的N个可见光波段，其中N为正整数； 一第二检测元件，用以检测红外光，其中该第二检测元件是与可见光隔离；以及 一处理电路，耦接于该N个第一检测。

4、元件与该第二检测元件，其中于一第一感测模式 中，该N个第一检测元件因应来自于一对象的光线来产生N个第一检测信号，该第二检测元 件因应来自于该对象的光线来产生一参考信号，以及该处理电路依据该N个第一检测信号 以及该参考信号来得到该对象的一色彩信息；以及于一第二感测模式中，该N个第一检测 元件与该第二检测元件于该红外光产生元件开启时检测反射自该对象的光线以产生(N+1) 个第二检测信号，并于该红外光产生元件关闭时检测反射自该对象的光线以产生(N+1)个 第三检测信号，以及该处理电路依据该(N+1)个第二检测信号与该(N+1)个第三检测信号 来识别该对象的一手势信息。 2.根据权利要求1所述的光学感。

5、测装置，其中于该第一感测模式中，该处理电路依据 每一第一检测信号与该参考信号之间的信号差来得到该色彩信息。 3.根据权利要求1所述的光学感测装置，其中于该第二感测模式中，该处理电路依据 每一第一检测元件所产生的第二检测信号与第三检测信号之间的信号差以及该第二检测 元件所产生的第二检测信号与第三检测信号之间的信号差来识别该手势信息。 4.根据权利要求3所述的光学感测装置，其中该处理电路对该N个第一检测元件所对 应的N个信号差以及该第二检测元件所对应的信号差进行一互相关处理以识别该手势信 息。 5.根据权利要求1所述的光学感测装置，其中N大于或等于3；以及该N个第一检测元 件包含用来检测红光波段的。

6、一感测像素、用来检测绿光波段的一感测像素以及用来检测蓝 光波段的一感测像素。 6.根据权利要求1所述的光学感测装置，其中该第二检测元件为一暗像素。 7.根据权利要求1所述的光学感测装置，还包含： 一基板，其中该N个第一检测元件与该第二检测元件之中的每一检测元件包含有： 一光检测器，设置于该基板上；以及 一滤光片，对应该光检测器来设置，其中该光检测器经由该滤光片来进行光检测操 作； 其中每一第一检测元件的滤光片的通过波段仅包含该第一检测元件所对应的可见光 波段与红外光波段，以及该第二检测元件的滤光片的通过波段仅包含该第二检测元件所对 应的红外光波段。 8.根据权利要求7所述的光学感测装置，还包含。

7、： 一涂布层，对应该N个第一检测元件与该第二检测元件来设置，其中该涂布层具有一 特定红外光截止波段，以及该N个第一检测元件与该第二检测元件之中的每一检测元件的 滤光片的通过波段均包含该特定红外光截止波段； 其中该光检测器经由该滤光片以及该涂布层来进行光检测操作。 9.根据权利要求7所述的光学感测装置，还包含： 权 利 要 求 书CN 103995581 A 2/3页 3 一涂布层，对应该N个第一检测元件与该第二检测元件来设置，其中该涂布层具有一 特定红外光通过波段，以及该N个第一检测元件与该第二检测元件之中的每一检测元件的 滤光片的通过波段均包含该特定红外光通过波段； 其中该光检测器经由该滤光。

8、片以及该涂布层来进行光检测操作。 10.根据权利要求1所述的光学感测装置，其中该N个第一检测元件之中的至少其中一 个用来可切换地检测绿光波段以及环境光。 11.根据权利要求1所述的光学感测装置，其中该N个第一检测元件之中与该第二检测 元件的至少其中一个可切换地用于近接感测。 12.根据权利要求1所述的光学感测装置，还包含： 一第三检测元件，耦接于该处理电路，用来检测环境光以产生一环境光检测信号。 13.根据权利要求1所述的光学感测装置，还包含： 一第三检测元件，耦接于该处理电路，用来检测红外光以产生一近接感测信号。 14.一种图像感测装置，包含 一红外光产生元件； 多个主像素，其中每一主像素包。

9、含有： N个第一子像素，每一第一子像素用以检测红外光以及可见光，该N个第一子像素分别 检测不同的N个可见光波段，其中N为正整数；以及 一第二子像素，用以检测红外光，其中该第二子像素是与可见光隔离；以及 一处理电路，耦接于该多个主像素，其中于一第一感测模式中，每一主像素的该N个第 一子像素因应来自于一对象的光线来产生N个第一检测信号，每一主像素的该第二子像素 因应来自于该对象的光线来产生一参考信号，以及该处理电路依据每一主像素的该N个第 一检测信号以及相对应的参考信号来得到该对象的一图像信息；以及于一第二感测模式 中，每一主像素于该红外光产生元件开启时检测反射自该对象的光线以产生一第二检测信 号。

10、，并于该红外光产生元件关闭时检测反射自该对象的光线以产生一第三检测信号，以及 该处理电路依据每一主像素的该第二检测信号与相对应的该第三检测信号来得到该对象 的一深度信息。 15.根据权利要求14所述的图像感测装置，其中于该第一感测模式中，该处理电路依 据每一主像素所产生的每一第一检测信号与相对应的参考信号之间的信号差来得到该图 像信息。 16.根据权利要求14所述的图像感测装置，其中于该第二感测模式中，该处理电路依 据每一主像素所产生的该第二检测信号与该第三检测信号之间的信号差来得到该深度信 息。 17.根据权利要求14所述的图像感测装置，其中于该第二感测模式中，每一主像素的 该N个第一子像素。

11、与相对应的该第二子像素于该红外光产生元件开启时检测反射自该对 象的光线以产生(N+1)个第一辅助信号，并于该红外光产生元件关闭时检测反射自该对象 的光线以产生(N+1)个第二辅助信号；以及该处理电路对该(N+1)个第一辅助信号进行运 算处理以得到该主像素的该第二检测信号，以及对该(N+1)个第二辅助信号进行运算处理 以得到该主像素的该第三检测信号。 18.根据权利要求14所述的图像感测装置，其中于该第二感测模式中，该红外光产生 权 利 要 求 书CN 103995581 A 3/3页 4 元件发射一预定图纹的红外光，该处理电路依据每一主像素所产生的该第二检测信号与该 第三检测信号之间的信号差来。

12、得到一深度地图图像，以及将该预定图纹与该深度地图图像 作比较以得到该对象的该深度信息。 19.根据权利要求14所述的图像感测装置，其中N大于或等于3；每一主像素的该N个 第一子像素包含用来检测红光波段的一感测像素、用来检测绿光波段的一感测像素以及用 来检测蓝光波段的一感测像素；以及该第二子像素为一暗像素。 20.根据权利要求14所述的图像感测装置，其中N等于3；每一主像素为一2乘2阵 列；以及该多个主像素为一像素阵列。 权 利 要 求 书CN 103995581 A 1/13页 5 光学感测装置以及图像感测装置 技术领域 0001 本发明是关于光学感测，尤指一种将多种功能集成于同一检测元件的光。

13、学感测装 置。 背景技术 0002 由于移动装置的使用者界面不断地进步，使用者可享有更友善的操控体验。光学 传感器为移动装置主要的元件之一，其可提供环境光感测与近接感测的功能。然而，为了有 较佳的显示重现与色彩平衡(例如，红色、绿色与蓝色的权重)，移动装置也会需要环境色 彩或色彩温度感测的功能。 0003 另外，现今的移动装置的触控屏幕还具有非接触式手势识别功能，因此，使用者于 驾驶车辆、手拿着食物或手持维修工具时，仍可与移动装置进行互动。然而，这些附加的功 能会增加生产成本或需要额外的空间，而成本与空间的增加对于移动装置来说均是不乐见 的。 0004 因此，需要一种整合多种功能且具有低生产成。

14、本的感测机制来解决上述问题。 发明内容 0005 有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种将多种功能整合于同一检测元件的光 学感测装置，来解决上述问题。 0006 本发明的另一目的在于提供一种将多种功能整合于同一检测元件的图像感测装 置，以实现具有色彩感测、环境光感测、手势识别、近接感测、图像感测与深度信息感测的三 维图像感测装置。 0007 依据本发明的一实施例，其揭示一种光学感测装置。该光学感测装置包含一红外 光产生元件、N个第一检测元件、一第二检测元件以及一处理电路，其中N为正整数。每一 第一检测元件用以检测红外光以及可见光，该N个第一检测元件分别检测不同的N个可见 光波段。该第二检测元件。

15、用以检测红外光，其中该第二检测元件是与可见光隔离。该处理 电路耦接于该N个第一检测元件与该第二检测元件。于一第一感测模式中，该N个第一检 测元件因应来自于一对象的光线来产生N个第一检测信号，该第二检测元件因应来自于该 对象的光线来产生一参考信号，以及该处理电路依据该N个第一检测信号以及该参考信号 来得到该对象的一色彩信息。于一第二感测模式中，该N个第一检测元件与该第二检测元 件于该红外光产生元件开启时检测反射自该对象的光线以产生(N+1)个第二检测信号，并 于该红外光产生元件关闭时检测反射自该对象的光线以产生(N+1)个第三检测信号，以及 该处理电路依据该(N+1)个第二检测信号与该(N+1)。

16、个第三检测信号来识别该对象的一手 势信息。 0008 依据本发明的一实施例，其揭示一种图像感测装置。该图像感测装置包含一红外 光产生元件、多个主像素以及一处理电路，其中N为正整数。每一主像素包含N个第一子像 素以及一第二子像素。每一第一子像素用以检测红外光以及可见光，该N个第一子像素分 说 明 书CN 103995581 A 2/13页 6 别检测不同的N个可见光波段。该第二子像素用以检测红外光，其中该第二子像素是与可 见光隔离。该处理电路耦接于该多个主像素。于一第一感测模式中，每一主像素的该N个 第一子像素因应来自于一对象的光线来产生N个第一检测信号，每一主像素的该第二子像 素因应来自于该对。

17、象的光线来产生一参考信号，以及该处理电路依据每一主像素的该N个 第一检测信号以及相对应的参考信号来得到该对象的一图像信息。于一第二感测模式中， 每一主像素于该红外光产生元件开启时检测反射自该对象的光线以产生一第二检测信号， 并于该红外光产生元件关闭时检测反射自该对象的光线以产生一第三检测信号，以及该处 理电路依据每一主像素的该第二检测信号与相对应的该第三检测信号来得到该对象的一 深度信息。 0009 本发明所提供的光学感测装置/图像感测装置可广泛应用于各种电子装置(例 如，移动装置、笔记本型计算机及/或一体成型计算机)。本发明所提供的光学感测机制可 以只采用四个检测元件来实现环境光感测、近接感。

18、测、色彩感测与手势感测的功能，故可大 幅减少生产成本。本发明所提供的光学感测机制另可应用于像素阵列，以实现多功能的三 维图像感测装置。 附图说明 0010 图1为本发明光学感测装置的一实施例的示意图。 0011 图2为本发明光学感测装置的另一实施例的示意图。 0012 图3为图2所示的多个光检测器与相对应的像素布局的一实作范例的示意图。 0013 图4为本发明多个光检测器与相对应的像素布局的一实作范例的示意图。 0014 图5为本发明多个光检测器与相对应的像素布局的另一实作范例的示意图。 0015 图6为本发明光学感测装置的一实施例的功能方块示意图。 0016 图7为图6所示的多个检测元件的一。

19、实作范例的示意图。 0017 图8为图6所示的多个检测元件的另一实作范例的示意图。 0018 图9为图6所示的N个第一检测元件与第二检测元件的元件架构的一实施例的截 面图。 0019 图10为图9所示的多个滤光片的入射光波长与穿透率之间的关系的一实作范例 的示意图。 0020 图11为图9所示的多个光检测器的入射光波长与穿透率之间的关系的一实作范 例的示意图。 0021 图12为图9所示的多个像素的入射光波长与穿透率之间的关系的一实作范例的 示意图。 0022 图13为图6所示的N个第一检测元件与第二检测元件的元件架构的另一实施例 的截面图。 0023 图14为图13所示的涂布层的入射光波长与。

20、穿透率之间的关系的一实作范例的示 意图。 0024 图15为图13所示的涂布层的入射光波长与穿透率之间的关系的另一实作范例的 示意图。 0025 图16为图9所示的多个像素的入射光波长与穿透率之间的关系的一实作范例的 说 明 书CN 103995581 A 3/13页 7 示意图。 0026 图17为图9所示的多个像素的入射光波长与穿透率之间的关系的另一实作范例 的示意图。 0027 图18为图8所示的多个像素于手势识别模式中检测信号强度与时间的关系图。 0028 图19为本发明图像感测装置的一实施例的功能方块示意图。 0029 图20为图像感测装置操作于不同感测模式下像素布局的一实作范例的示。

21、意图。 0030 标号说明 0031 说 明 书CN 103995581 A 4/13页 8 具体实施方式 0032 本发明所提供的光学感测机制可将多个检测元件(例如，光检测器/像素)整合 于单一光学感测装置，并且利用色彩光谱涂布(及/或滤光片设计)与相关的算法来实作 出具有双重功能的检测元件，进一步减少所需的检测元件个数。为了便于理解本发明的技 术特征，以下先以整合多个检测元件的实作范例来说明之。 0033 请参阅图1，其为本发明光学感测装置的一实施例的示意图。于此实施例中，光学 说 明 书CN 103995581 A 5/13页 9 感测装置100可包含多个检测元件以实现色彩感测功能，其中。

22、该多个检测元件可包含多个 光检测器DI、DG、DR与DB。多个光检测器DI、DG、DR与DB可分别为红外光感测像素的至 少一部分、绿光感测像素的至少一部分、红光感测像素的至少一部分以及蓝光感测像素的 至少一部分(感测像素未绘示于图1中)，并可分别用来检测红外光、绿光、红光以及蓝光。 光学感测装置100还可包含一处理电路110以及一控制电路120。处理电路110可用来对 多个光检测器DI、DG、DR与DB所产生的检测信号(例如，电信号)进行处理，以得到环境/ 对象的色彩信息。控制电路120则可用来控制感测像素的感测操作以及处理电路110的信 号处理操作。 0034 由于光学感测装置100可利用光。

23、检测器DI来检测环境中的红外光来得到/判断 环境中的光源信息，故可进一步提升色彩感测的准确性。举例来说，当处理电路110依据光 检测器DI所产生的检测信号而得到环境中的光源信息时，处理电路110还可依据所得到的 光源信息来调整多个光检测器DG、DR与DB所得到的检测信号，以获得更接近真实的色彩信 息。 0035 实作上，处理电路110可包含(但不限于)一相关双取样电路(correlated double sampling circuit，CDS)112、一模拟数字转换器(analog-to-digital converter， ADC)113、一数字信号处理电路(digital signal 。

24、processing circuit，DSP)114、一内部集 成电路接口(inter-integrated circuit interface，I2Cinterface)115以及一数据暂存 器116。相关双取样电路112可将多个光检测器DI、DG、DR与DB所产生的检测信号进行取 样操作，模拟数字转换器113可对相关双取样电路112的取样结果进行模拟数字转换，数字 信号处理电路114则可对模拟数字转换器113的转换结果进行后续数字处理，而数据暂存 器116可用来储存处理后的数据。内部集成电路接口115则可用于芯片之间的通讯与数据 传输，并可耦接于对应于串行时钟线(serial clock 。

25、line，SCL)(未绘示于图1中)的焊 垫(pad)SCL以及对应于串行数据线(serial data line，SDA)(未绘示于图1中)的焊垫 SDA。由于本领域技术人员应可了解处理电路110之中各电路元件的操作细节，故进一步的 说明在此便不再赘述。 0036 于此实施例中，控制电路120可包含(但不限于)一控制暂存器122、参考电压 产生电路(reference voltage generation circuit)123、一红外线发光二极管驱动器 (infrared lightemitting diode driver)124(标示为IR驱动器)、一振荡器125、一启 动重置电路(p。

26、ower-on reset，POR)126以及一中断电路127。红外线发光二极管驱动器124 可经由焊垫IR_LED来控制一红外线发光二极管(未绘示于图1中)，以及中断电路127可 自焊垫INTB接收一中断信号(未绘示于图1中)。焊垫VDD则是耦接于一供应电源(未绘 示于图1中)，而焊垫GND耦接于一接地电压(未绘示于图1中)。由于本领域技术人员应 可了解控制电路120之中各电路元件的操作细节，故进一步的说明在此便不再赘述。 0037 请参阅图2，其为本发明光学感测装置的另一实施例的示意图。于此实施例中，光 学感测装置200可包含多个检测元件以整合近接感测、环境光检测以及手势识别的功能， 其中。

27、该多个检测元件可包含图1所示的光检测器DI以及多个光检测器DA、DGI0、DGI1、DGI2 与DGI3。光学感测装置200还可包含一红外线发光二极管IRE、一处理电路210、一控制电 路220以及一温度感测器230。红外线发光二极管IRE可用来发射红外光，因此，于红外线 发光二极管IRE开启时，光检测器DA便可检测反射自一对象(位于光学感测装置200的周 说 明 书CN 103995581 A 6/13页 10 遭；未绘示于图2中)的红外光，并据以产生一检测信号至处理电路210以供近接感测之 用。 0038 光检测器DA可为环境光感测像素(未绘示于图2中)的至少一部分，用来检测 环境光强度，。

28、并据以产生一检测信号至处理电路210以供环境光检测之用。多个光检测器 DGI0、DGI1、DGI2与DGI3可于红外线发光二极管IRE开启时检测反射自该对象的红外光，并 据以产生多个检测信号至处理电路210以供手势识别之用。于一实作范例中，多个光检测 器DGI0、DGI1、DGI2与DGI3可设置为一2乘2感测阵列(亦即，2乘2像素阵列)，因此，当 处理电路210对该2乘2感测阵列所产生的检测信号进行处理时，由于多个光检测器DGI0、 DGI1、DGI2与DGI3设置在不同的位置，处理电路210便可依据该2乘2感测阵列所产生的 检测信号之间的相位差来识别手势。请连同图2来参阅图3。图3为图2所。

29、示的多个光检 测器DI、DA、DGI0、DGI1、DGI2和DGI3与相对应的像素布局的一实作范例的示意图。由图3 可知，多个光检测器DI、DA、DGI0、DGI1、DGI2和DGI3分别对应于多个像素PX0PX5。像 素PX2可检测红外光反射信号，并以环境中的红外光强度为参考基准来进行近接感测；像 素PX3则可用来检测环境光强度。多个像素PX0、PX1、PX4与PX5可作为手势感测像素，其 中控制电路220可同时致能多个像素PX0、PX1、PX4与PX5，而处理电路210可对多个像素 PX0、PX1、PX4与PX5所产生的检测信号进行积分处理，因此，当该对象移动时(例如，使用 者的手自像素P。

30、X0移动至像素PX4)，多个像素PX0、PX1、PX4与PX5所产生的检测信号会具 有相位差(例如，各像素的信号强度极大值发生于不同的时间点，或各像素的信号波形与 时间有不同的相关性)，而处理电路210便可据以识别该对象的手势信息。 0039 请注意，图3所示的像素配置是仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制，也就 是说，多个像素PX0PX5的布局并不限于以阵列来排列之。另外，处理电路210也可以依 据上述的2乘2感测阵列(亦即，图3所示的多个像素PX0、PX1、PX4与PX5)所产生的检测 信号来得到该对象的图像，进而识别该对象所对应的手势。值得注意的是，该2乘2感测阵 列可具有相当高的帧率。

31、(frame rate)(例如，每秒1002000帧)，因此，于积分处理期间 所处理的检测信号会相当稳定，使用者几乎不会感受到图像/信号的跳动。 0040 请参阅图2，处理电路210可包含(但不限于)一相关双取样电路212、一模拟数 字转换器213、一数字信号处理电路214以及一内部集成电路接口215，其中内部集成电路 接口215可耦接于对应于串行时钟线(未绘示于图2中)的焊垫SCL以及对应于串行数据 线(未绘示于图2中)的焊垫SDA。另外，控制电路220可包含(但不限于)一控制暂存 器222、参考电压产生电路223、一红外线发光二极管驱动器224、一振荡器225、一启动重置 电路226以及一。

32、中断电路227。红外线发光二极管驱动器224可经由焊垫LEDK来控制红 外线发光二极管IRE，其中红外线发光二极管IRE另耦接于焊垫LEDA。中断电路127可自 焊垫INTB接收一中断信号(未绘示于图2中)。焊垫VDD则是耦接于一供应电源(未绘 示于图2中)，焊垫GND耦接于一接地电压(未绘示于图2中)，而焊垫NC为不连接(not connected，NC)焊垫。由于本领域技术人员应可了解处理电路210以及控制电路220之中 各电路元件的操作细节，故进一步的说明在此便不再赘述。 0041 图2所示的感测功能的整合概念也可以应用于色彩感测。请参阅图4，其为本发明 多个光检测器与相对应的像素布局的。

33、一实作范例的示意图。图4所示的像素布局是基于图 3所示的像素布局，两者之间主要的差别在于手势感测像素是替换为色彩感测像素。具体来 说 明 书CN 103995581 A 10 7/13页 11 说，图4所示的像素布局包含图2所示的多个像素PX2与PX3；多个像素PX0、PX1与PX5 分别对应于图1所示的多个光检测器DG、DR与DB；以及像素PX4系对应于用来产生一黑 色参考电平的光检测器DK(亦即，像素PX4可视为暗像素(dark/black pixel)。值得注 意的是，由于光检测器DK可与可见光隔离(optically shielded)，故所产生的黑色参考电 平可代表环境中的噪声。多个。

34、光检测器DG、DR与DB所产生的检测信号便可藉由扣除光检 测器DK所产生的黑色参考电平来以提升色彩感测质量。简言之，多个像素PX0PX5可 采用图2所示的具有6个光检测器的感测架构，并整合了近接感测、环境光检测以及色彩感 测的功能。 0042 为了提供将近接感测、环境光检测、色彩感测以及手势识别功能整合于同一光学 感测装置(或同一芯片)，可将图3与图4所示的像素布局整合之。请参阅图5，其为本发 明多个光检测器与相对应的像素布局的另一实作范例的示意图。于此实作范例中，图5所 示的像素布局包含图3所示的多个像素PX0PX5以及图4所示的多个像素PX0、PX1、 PX4与PX5，换言之，可利用10个。

35、像素(或光检测器)来实现近接感测、环境光检测、色彩 感测以及手势识别功能。 0043 如上所述，本发明另可采用利用色彩光谱涂布及/或滤光片设计来实作出具有双 重功能的检测元件，进一步减少所需的检测元件个数。请参阅图6，其为本发明光学感测 装置的一实施例的功能方块示意图。于此实施例中，光学感测装置600可包含(但不限 于)一红外光产生元件602(例如，图2所示的红外线发光二极管IRE)、N个第一检测元件 604_1604_N、一第二检测元件606、一环境光检测元件607、一近接检测元件608、一处理 电路610以及一控制电路620，其中N为正整数。每一第一检测元件与第二检测元件606均 可用来检。

36、测红外光，此外，每一第一检测元件另可用来检测可见光，其中N个第一检测元件 604_1604_N可分别检测不同的N个可见光波段也就是说，也就是说，不同的第一检测元 件可对不同的可见光波段产生响应。第二检测元件606则可与可见光光学隔离(optically shielded)(例如，暗像素)，也就是说，第二检测元件606不会对可见光产生响应，因此，第 二检测元件606所产生的检测信号的信号成份可视为并非由可见光所引起的噪声干扰(例 如，制程因素)。为了简洁起见，以下先说明采用具有双重功能的检测元件所实作的光学感 测装置的操作细节，而上述的第一检测元件与第二检测元件的色彩光谱涂布以及滤光片设 计的相。

37、关细节容后再叙。 0044 环境光检测元件607可用来检测环境光以产生一环境光检测信号S A ，而近接检测 元件608可用来检测红外光(例如，红外光产生元件602所产生的红外光信号IRL经由对 象OB反射而产生的红外光信号IRR)以产生一近接感测信号S P 。 0045 处理电路610耦接于N个第一检测元件604_1604_N、第二检测元件606、环境 光检测元件607以及近接检测元件608，用以对N个第一检测元件604_1604_N、第二检 测元件606、环境光检测元件607以及近接检测元件608所产生的检测信号进行处理以得到 相关的感测信息。控制电路620则可用来控制红外光产生元件602的。

38、作动、N个第一检测 元件604_1604_N、第二检测元件606、环境光检测元件607与近接检测元件608的检测 操作，以及处理电路610的信号处理操作。 0046 值得注意的是，由于每一第一检测元件均可用来检测红外光与可见光(亦即，具 有红外光通过波段与可见光通过波段)，故可具有多重感测功能。举例来说，于一第一感测 说 明 书CN 103995581 A 11 8/13页 12 模式中(例如，色彩感测模式)，N个第一检测元件604_1604_N可因应来自于对象OB的 光线VL来产生N个检测信号CS 1 CS N ，其中N个检测信号CS 1 CS N 可分别挟带不同的N 个可见光波段的检测信息。

39、(例如，包含红光波段、绿光波段与蓝光波段的检测信息)，此外， 第二检测元件606可因应光线VL来产生一检测信号CS K (亦即，几乎不会对可见光产生响 应的一参考信号)，其中检测信号CS K 可挟带非可见光引起的噪声信息。接下来，处理电路 610便可依据N个检测信号CS 1 CS N 以及检测信号CS K 来得到对象OB的色彩信息。 0047 于一第二感测模式中(例如，手势识别模式)，N个第一检测元件604_1604_N 与第二检测元件606均可于红外光产生元件602开启时(亦即，发射红外光信号IRL)检测 反射自对象OB的光线以产生(N+1)个检测信号GS 1 GS N+1 ，其中(N+1)。

40、个检测信号GS 1 GS N+1- 主要是因应红外光信号IRR(对象OB反射红外光信号IRL所产生的反射信号)而产 生。另外，N个第一检测元件604_1604_N与第二检测元件606另于红外光产生元件602 关闭时(亦即，未发射红外光)检测反射自对象OB的光线以产生(N+1)个检测信号GS 1 GS N+1 ，其中(N+1)个检测信号GS 1 GS N+1 - 可视为针对对象OB反射环境中红外光所产 生的反射信号进行检测而得到的感测结果。接下来，处理电路610便可依据(N+1)个检测 信号GS 1 GS N+1 与(N+1)个检测信号GS 1 GS N+1 - 来识别对象OB的手势信息。 00。

41、48 为了进一步了解本发明的技术特征，以下是以采用感测像素来实作图6所示的检 测元件的实作方式来作为范例说明。然而，本领域技术人员应可了解本发明并不局限于此。 请一并参阅图6与图7。图7为图6所示的多个检测元件的一实作范例的示意图。于此实 作范例中，图6所示的N个第一检测元件604_1604_N可由N个感测像素来实作之，其中 该N个感测像素可包含像素P0、P1与P5(亦即，N大于或等于3)，以及多个像素P0、P1与 P5可分别用来检测可见光之中的绿光波段、红光波段以及蓝光波段。另外，图6所示的第二 检测元件606可由像素P4(例如，暗像素)来实作之，图6所示的环境光检测元件607可由 像素P3。

42、来实作之，以及图6所示的近接检测元件608可由像素P2来实作之。 0049 值得注意的是，由于多个像素P0P5于不同的感测模式中可能有不同的感测用 途，因此，图7的右半部绘示了于色彩感测模式下的像素布局，并标示出各像素于色彩感测 模式下的感测用途，其中图7的右半部所示的多个像素P0P5的像素布局可采用图4所 示的像素布局；图7的左半部则绘示了于手势识别模式下的像素布局，并标示出各像素于 手势识别模式下的感测用途，其中图7的左半部所示的多个像素P0P5的像素布局可采 用图3所示的像素布局。 0050 具体来说，在光学感测装置600操作于色彩感测模式的情形下(亦即，如图7的右 半部所示)，由于多个。

43、像素P0、P1与P5除了均可检测环境中的红外光之外，另可分别用来 检测可见光之中的绿光波段、红光波段以及蓝光波段，因此，可将多个像素P0、P1与P5分别 视为绿色像素(标示为G)、红色像素(标示为R)与蓝色像素(标示为B)。另外， 像素P4仅对红外光有响应，因此，可将像素P4视为一暗像素(或黑像素)，并标示为K。 像素P2与像素P3则可分别用于近接感测(标示为IR)与环境光检测(标示为CLR)。 当多个像素P0、P1、P4与P5因应来自对象OB的光线而产生多个检测信号CS G 、CS R 、CS B 与 CS K 时，处理电路610可依据多个检测信号CS G 、CS R 与CS B 之中的每一。

44、检测信号与检测信号 CS K 之间的信号差来得到对象OB的色彩信息。举例来说，处理电路610可直接将检测信号 CS G 与检测信号CS K 相减，除了消弭/减少检测信号CS G 之中所挟带的红外光信息(来自于 说 明 书CN 103995581 A 12 9/13页 13 环境中)，并可消弭/减少环境中影响绿光波段的感测结果的噪声干扰。相似地，处理电路 610可直接将检测信号CS R /CS B 与检测信号CS K 相减，以得到更准确的色彩信息。然而，此仅 供说明之需，并非用来作为本发明的限制。于一设计变化中，处理电路610也可参照检测信 号CS K 来调整检测信号CS G /CS R /CS。

45、 B ，接着再对检测信号CS G /CS R /CS B 进行处理以得到色彩信 息。 0051 在光学感测装置600操作于手势识别模式的情形下(亦即，如图7的左半部所 示)，由于多个像素P0、P1、P4与P5均可用来检测红外光，因此，多个像素P0、P1、P4与P5 可视为多个手势感测像素，并可分别标示为GIR0、GIR1、GIR3与GIR2。另外，像素 P2与像素P3仍可分别用于近接感测(标示为IR)与环境光检测(标示为CLR)。当 红外光产生元件602开启时，多个像素P0、P1、P4与P5可检测反射自对象OB的光线以产生 多个检测信号GS G 、GS R 、GS K 与GS B ，以及当红外。

46、光产生元件602关闭时，多个像素P0、P1、P4 与P5可检测反射自对象OB的光线以产生多个检测信号GS G 、GS R 、GS K 与GS B 。处理电路 610便可依据多个像素P0、P1、P4与P5之中每一像素于红外光产生元件602开启时所产生 的检测信号(例如，检测信号GS G /GS R /GS K /GS B )与红外光产生元件602关闭时所产生的检测 信号(例如，检测信号GS G /GS R /GS K /GS B )两者之间的信号差来识别对象OB的手势信 息。 0052 举例来说，处理电路610可直接将检测信号GS G 与检测信号GS G 相减，除了消弭像 素P0所检测到的可见光。

47、信息(例如，红光感测结果)，并可消弭/减少环境中红外光对感测 结果的影响。相似地，处理电路610可直接将检测信号GS R 与检测信号GS R 相减、将检测信 号GS K 与检测信号GS K 相减，以及将检测信号GS B 与检测信号GS B 相减，进而得到更准确的 手势信息。然而，此仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。于一设计变化中，处理电 路610也可参照检测信号GS G /GS R /GS K /GS B 来调整检测信号GS G /GS R /GS K /GS B ，接着再 对检测信号GS G /GS R /GS K /GS B 进行处理以得到手势信息。 0053 除了应用于色彩感测与手。

48、势识别之外，本发明所提供的检测元件(感测像素)另 可应用于其它感测用途。于一实作范例中，由于图6所示的N个第一检测元件604_1604_ N(或图7所示的多个像素P0、P1与P5)与第二检测元件606(或图7所示的多个像素P4) 均可用来检测红外光，因此，N个第一检测元件604_1604_N与第二检测元件606的其中 之一另可用于近接感测，亦即，N个第一检测元件604_1604_N与第二检测元件606之中 的至少一第一检测元件可切换地用于近接感测。于另一实作范例中，由于环境光的频谱接 近于绿光波段，因此，图6所示的N个第一检测元件604_1604_N之中用来检测绿光波段 的一检测元件另可用来检。

49、测环境光，也就是说，N个第一检测元件604_1604_N之中的至 少一第一检测元件可切换地检测绿光波段以及环境光。请参阅图8，其为图6所示的多个检 测元件的另一实作范例的示意图。图8所示的像素布局是基于图7所示的像素布局，两者 之间的主要差别在于图7所示的像素P2的近接感测功能是由图8所示的多个像素P0、P1、 P4与P5的其中之一来取代之，以及图7所示的像素P3的环境光检测功能是由图8所示的 像素P0来取代之。与前述实施例相仿的说明在此便不再赘述。 0054 由上可知，本发明所提供具有多重感测功能的检测元件可减少所需的元件个数， 举例来说，采用图6所示的光学感测装置600的架构以及图8所示的像素布局，仅需4个感 测像素即可同时实现色彩感测、手势识别、环境光检测以及近接感测的功能。 说 明 书CN 103995581 A 13 10/13页 14 0055 以上仅供说明之。