一种光强检测单元、光强检测器及其检测方法、显示装置

摘要

本发明实施例提供一种光强检测单元、光强检测器及其检测方法、显示装置，涉及显示技术领域，解决对光敏器件产生的光电流信号的幅值采集的过程中，由于幅值抗噪能力差导致检测精度降低的问题。光强检测单元包括第一反向器、第二反向器、第三反向器、光敏器件以及储能模块。第一反向器在光强检测单元的信号输入端的控制下分别将第一电压端或第二电压端的电压输出至储能模块。第二反向器与第三反向器用于控制光敏器件产生的光电流沿第一方向或第二方向输出。储能模块通过电压存储或者电压释放，对光强检测单元的信号输出端的电压进行控制。

权利要求

1.一种光强检测单元，其特征在于，包括第一反向器、第二反向器、第三反向器、光敏器件以及储能模块；

所述第一反向器连接所述光强检测单元的信号输入端、第一电压端、第二电压端以及储能模块，用于在所述光强检测单元的信号输入端的控制下分别将所述第一电压端或所述第二电压端的电压输出至所述储能模块；

所述第二反向器连接所述光敏器件的一端、所述储能模块以及接地端；所述第三反向器连接所述光敏器件的另一端、第三电压端以及所述储能模块；所述第二反向器与所述第三反向器用于控制所述光敏器件产生的光电流沿第一方向或第二方向输出；其中，所述第一方向和所述第二方向相反；

所述储能模块还连接所述光强检测单元的信号输出端，用于通过电压存储或者电压释放，对所述光强检测单元的信号输出端的电压进行控制。

2.根据权利要求1所述的光强检测单元，其特征在于，所述第一反向器包括第一晶体管和第二晶体管；

所述第一晶体管的栅极连接所述光强检测单元的信号输入端，第一极连接所述第一电压端，第二极与所述储能模块相连接；

所述第二晶体管的栅极连接所述光强检测单元的信号输入端，第一极连接所述第二电压端，第二极与所述储能模块相连接；

其中，所述第一晶体管为P型晶体管，所述第二晶体管为N型晶体管。

3.根据权利要求1所述的光强检测单元，其特征在于，所述第二反向器包括第三晶体管和第四晶体管；所述光敏器件为光敏二极管；

所述第三晶体管的栅极和第一极连接所述储能模块，第二极与所述光敏二极管的阳极相连接；

所述第四晶体管的栅极连接所述储能模块，第一极连接所述接地端，第二极与所述光敏二极管的阳极相连接；

其中，所述第三晶体管的栅极为P型晶体管，第四晶体管的栅极为N型晶体管。

4.根据权利要求1所述的光强检测单元，其特征在于，所述第三反向器包括第五晶体管和第六晶体管；所述光敏器件为光敏二极管；

所述第五晶体管的栅极和第一极连接所述储能模块，第二极与所述光敏二极管的阴极相连接；

所述第六晶体管的栅极连接所述储能模块，第一极连接所述第三电压端，第二极与所述光敏二极管的阴极相连接；

其中，所述第五晶体管为N型晶体管，第六晶体管为P型晶体管。

5.根据权利要求1所述的光强检测单元，其特征在于，所述储能模块包括电容和电阻；

所述电容的一端连接所述光强检测单元的信号输出端，另一端与所述接地端相连接；

所述电阻的一端连接所述第一反向器、所述第二反向器以及所述第三反向器，另一端与所述光强检测单元的信号输出端相连接。

6.根据权利要求1所述的光强检测单元，其特征在于，所述第三电压端输出电压的幅值大于所述第二电压端出电压的幅值。

7.一种光强检测器，其特征在于，包括n个如权利要求1-6任一项所述的光强检测单元以及采集单元；n≥1，n为正整数；

当n＝1时，所述光强检测单元的信号输出端与所述采集单元相连接，所述采集单元用于对所述光强检测单元的信号输出端输出信号的频率进行采集；

或者，当n＞1时，多个所述光强检测单元级联，最后一级光强检测单元的信号输出端与所述采集单元相连接，所述采集单元用于对最后一级光强检测单元的信号输出端输出信号的频率进行采集。

8.根据权利要求7所述的光强检测器，其特征在于，在所述光强检测器包括n个光强检测单元，n≥3，n为奇数，且所述最后一级光强检测单元的信号输出端与第一级光强检测单元的信号输入端相连接。

9.根据权利要求8所述的光强检测器，其特征在于，所述采集单元包括计数器、计时器以及处理器；

所述计数器与所述计时器相连接，所述计数器用于根据最后一级光强检测单元的信号输出端输出的信号进行计数；

所述计时器还连接所述处理器，所述计时器用于根据所述计数器的计数结果，记录最后一级光强检测单元的信号输出端输出的信号的时间；

所述处理器，用于根据所述计时器的记录结果，计算出最后一级光强检测单元的信号输出端输出信号的频率。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7-9任一项所述的光强检测器。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括显示面板以及覆盖所述显示面板非显示区域的壳体；

所述光强检测器设置于所述非显示区域，且在所述壳体对应所述光强检测器的位置设置有透光孔。

12.一种采用如权利要求7-9任一项所述的光强检测器的对光强进行检测的方法，其特征在于，所述方法包括：向光强检测单元的信号输入端输入一初始信号；

所述采集单元对光强检测单元的信号输出端的输出信号的频率进行采集，以确定光强的大小。

13.根据权利要求12所述光强检测器的检测方法，其特征在于，在所述光强检测器包括n个光强检测单元，n≥3，n为奇数，最后一级光强检测单元的信号输出端与第一级光强检测单元的信号输入端相连接；且所述采集单元包括计数器、计时器以及处理器的情况下，所述采集单元对所述光强检测单元的信号输出端输出信号的频率进行采集包括：当第一次向第一级光强检测单元的信号输入端输入高电平时，所述计时器开始计时，当最后一级光强检测单元的信号输出端输出高电平时，所述计数器计数一次；

当所述计数器计数次数达到预设次数时，所述计时器停止计时；

所述处理器根据所述计时器的时间和预设次数，得出所述最后一级光强检测单元的信号输出端输出信号的频率。

说明书

一种光强检测单元、光强检测器及其检测方法、显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光强检测单元、光强检测器及其检测方法、显示装置。

背景技术

[0002] 目前，显示装置例如手机、掌上电脑等已经成为人们日常生活的必需品之一。显示装置的用户体验也越来越受到关注，例如随着手机使用频率的增加，手机的耗电量也不断上升。而手机的耗电量大部分来自显示屏。

[0003] 因此为了解决耗电量较大的问题，现有技术中，显示屏可以根据外界环境光的强度，对显示屏的亮度自动进行调节。例如，当环境光较强时，可以显示屏的亮度增加，而当环境光较弱时，可显示屏的亮度降低，以达到节能的目的。具体的，可以通常采用光敏器件在光照作用下产生的光电流信号的幅值的大小，对环境光的强度进行检测。例如，产生的光电流信号的幅值较大时，环境光的较强；当产生的光电流信号的幅值较小时，环境光的较弱。

[0004] 然而，在对光敏器件产生的光电流信号的幅值进行采集的过程中，由于该幅值容易受到外界干扰，抗噪能力较差，因此测得的数据精度较低。

发明内容

[0005] 本发明的实施例提供一种光强检测单元、光强检测器及其检测方法、显示装置，解决对光敏器件产生的光电流信号的幅值采集的过程中，由于幅值抗噪能力差导致检测精度降低的问题。

[0006] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

[0007] 本发明实施例的一方面，提供一种光强检测单元，其特征在于，包括第一反向器、第二反向器、第三反向器、光敏器件以及储能模块；所述第一反向器连接所述光强检测单元的信号输入端、第一电压端、第二电压端以及储能模块，用于在所述光强检测单元的信号输入端的控制下分别将所述第一电压端或所述第二电压端的电压输出至所述储能模块；所述第二反向器连接所述光敏器件的一端、所述储能模块以及接地端；所述第三反向器连接所述光敏器件的另一端、第三电压端以及所述储能模块；所述第二反向器与所述第三反向器用于控制所述光敏器件产生的光电流沿第一方向或第二方向输出；其中，所述第一方向和所述第二方向相反；所述储能模块还连接所述光强检测单元的信号输出端，用于通过电压存储或者电压释放，对所述光强检测单元的信号输出端的电压进行控制。

[0008] 优选的，所述第一反向器包括第一晶体管和第二晶体管；所述第一晶体管的栅极连接所述光强检测单元的信号输入端，第一极连接所述第一电压端，第二极与所述储能模块相连接；所述第二晶体管的栅极连接所述光强检测单元的信号输入端，第一极连接所述第二电压端，第二极与所述储能模块相连接；其中，所述第一晶体管为P型晶体管，所述第二晶体管为N型晶体管。

[0009] 优选的，所述第二反向器包括第三晶体管和第四晶体管；所述光敏器件为光敏二极管；所述第三晶体管的栅极和第一极连接所述储能模块，第二极与所述光敏二极管的阳极相连接；所述第四晶体管的栅极连接所述储能模块，第一极连接所述接地端，第二极与所述光敏二极管的阳极相连接；其中，所述第三晶体管的栅极为P型晶体管，第四晶体管的栅极为N型晶体管。

[0010] 优选的，所述第三反向器包括第五晶体管和第六晶体管；所述光敏器件为光敏二极管；所述第五晶体管的栅极和第一极连接所述储能模块，第二极与所述光敏二极管的阴极相连接；所述第六晶体管的栅极连接所述储能模块，第一极连接所述第三电压端，第二极与所述光敏二极管的阴极相连接；其中，所述第五晶体管为N型晶体管，第六晶体管为P型晶体管。

[0011] 优选的，所述储能模块包括电容和电阻；所述电容的一端连接所述光强检测单元的信号输出端，另一端与所述接地端相连接；所述电阻的一端连接所述第一反向器、所述第二反向器以及所述第三反向器，另一端与所述光强检测单元的信号输出端相连接。

[0012] 优选的，所述第三电压端输出电压的幅值大于所述第二电压端出电压的幅值。

[0013] 本发明实施例的另一方面，提供一种光强检测器，包括n个如上所述的任意一种光强检测单元以及采集单元；n≥1，n为正整数；当n＝1时，所述光强检测单元的信号输出端与所述采集单元相连接，所述采集单元用于对所述光强检测单元的信号输出端输出信号的频率进行采集；或者，当n＞1时，多个所述光强检测单元级联，最后一级光强检测单元的信号输出端与所述采集单元相连接，所述采集单元用于对最后一级光强检测单元的信号输出端输出信号的频率进行采集。

[0014] 优选的，在所述光强检测器包括n个光强检测单元，n≥3，n为奇数，且所述最后一级光强检测单元的信号输出端与所述第一级光强检测单元的信号输入端相连接的情况下；所述采集单元包括计数器、计时器以及处理器；所述计数器与所述计时器相连接，所述计数器用于根据最后一级光强检测单元的信号输出端输出的信号进行计数；所述计时器还连接所述处理器，所述计时器用于根据所述计数器的计数结果，记录最后一级光强检测单元的信号输出端输出的信号的时间；所述处理器，用于根据所述计时器的记录结果，计算出最后一级光强检测单元的信号输出端输出信号的频率。

[0015] 本发明实施例的又一方面，提供一种显示装置包括如上述所述的任意一种光强检测器。

[0016] 优选的，所述显示装置包括显示面板以及覆盖所述显示面板非显示区域的壳体；所述光强检测器设置于所述非显示区域，且在所述壳体对应所述光强检测器的位置设置有透光孔。

[0017] 本发明实施例的再一方面，提供一种采用如上所述的任意一种光强检测器对光强进行检测的方法，所述方法包括：向光强检测单元的信号输入端输入一初始信号；所述采集单元对光强检测单元的信号输出端的输出信号的频率进行采集，以确定光强的大小。

[0018] 优选的，在所述光强检测器包括n个光强检测单元，n≥3，n为奇数，最后一级光强检测单元的信号输出端与第一级光强检测单元的信号输入端相连接；且所述采集单元包括计数器、计时器以及处理器的情况下，所述采集单元对所述光强检测单元的信号输出端输出信号的频率进行采集包括：当第一次向第一级光强检测单元的信号输入端输入高电平时，所述计时器开始计时，当最后一级光强检测单元的信号输出端输出高电平时，所述计数器计数一次；当所述计数器计数次数达到预设次数时，所述计时器停止计时；所述处理器根据所述计时器的时间和预设次数，得出所述最后一级光强检测单元的信号输出端输出信号的频率。

[0019] 本发明实施例提供一种光强检测单元、光强检测器及其检测方法、显示装置。该光强检测单元包括第一反向器、第二反向器、第三反向器、光敏器件以及储能模块。第一反向器连接光强检测单元的信号输入端、第一电压端、第二电压端以及储能模块，用于在光强检测单元的信号输入端的控制下分别将第一电压端或第二电压端的电压输出至所述储能模块。第二反向器连接光敏器件的一端、储能模块以及接地端。第三反向器连接光敏器件的另一端、第三电压端以及储能模块。第二反向器与第三反向器用于控制光敏器件产生的光电流沿第一方向或第二方向输出。其中，第一方向和第二方向相反。储能模块还连接光强检测单元的信号输出端，用于通过电压存储或者电压释放，对光强检测单元的信号输出端的电压进行控制。

[0020] 在此情况下，通过第一反向器可以控制输入至储能模块的电压信号的大小。此外，在第一反向器输出电压的控制下，通过第二反向器1和第三反向器可以确定出光敏器件产生的光电流的传输方向。而光电流的大小可以控制储能模块充电以及放电的效率，以达到控制与该储能模块相连接的光强检测单元的信号输出端输出信号的频率的目的。在照射至光敏器件的环境光强度较大的情况下，该光敏器件产生的光电流大，此时若光电流沿第一方向传输，储能模块充电效率下降，从而使得与该储能模块相连接的光强检测单元的信号输出端的电位上升较慢；或者若光电流沿第二方向传输，储能模块放电效率下降，从而使得与该储能模块相连接的光强检测单元的信号输出端的电位下拉较慢，导致该光强检测单元的信号输出端输出信号的频率较低。反之当光电流较小时，上述频率较高。

[0021] 综上所述，本发明通过对该光强检测单元的信号输出端输出信号频率进行检测以达到检测环境光强度的目的。由于检测值为频率，因此抗噪能力强，测得的数据精度高。

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0023] 图1a为本发明实施例提供的一种光强检测单元的结构示意图；

[0024] 图1b为图1a中光强检测单元的具体结构示意图；

[0025] 图2为本发明实施例提供的一种光强检测器的结构示意图；

[0026] 图3为图2中光强检测器的另一种结构示意图；

[0027] 图4为图3中光强检测单元的具体结构示意图；

[0028] 图5为图4中光强检测单元包括的各个部件的具体结构示意图；

[0029] 图6a为图5中光敏二极管产生的光电流与光强检测单元信号输出端电位上拉的关系示意图；

[0030] 图6b为图5中光敏二极管产生的光电流与光强检测单元信号输出端电位下拉的关系示意图；

[0031] 图7为本发明实施例提供的另一种光强检测器的结构示意图；

[0032] 图8为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

[0033] 图9为由光强检测器中各个光强检测单元的信号输出端输出信号的时序图。

[0034] 附图标记：

[0035] 01-显示面板；02-光强检测器；101-第一反向器；102-第二反向器；103-第三反向器；104-光敏器件；105-储能模块；20-采集单元；201-计数器；202-计时器；203-处理器；30-非显示区域；U-光强检测单元。

具体实施方式

[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0037] 本发明实施例提供一种光强检测单元U，如图1a所示，包括第一反向器101、第二反向器102、第三反向器103、光敏器件104(例如COMS器件)以及储能模块105。

[0038] 其中，第一反向器101连接该光强检测单元U的信号输入端VIN、第一电压端VDD、第二电压端VSS以及储能模块105，用于在光强检测单元U的信号输入端VOUT的控制下分别将第一电压端VDD或第二电压端VSS的电压输出至储能模块105。

[0039] 由上述可知，第一反向器101可以控制输入至储能模块105存储的电压信号的大小。例如，光强检测单元U的信号输入端VIN输入低电平时，第一反向器101向储能模块105输入高电平，此时储能模块105将上述高电平进行存储。或者，光强检测单元U的信号输入端VIN输入高电平时，第一反向器101向储能模块105输入低电平，此时储能模块105将已经存储的电压进行释放。

[0040] 基于此，储能模块105还连接光强检测单元U的信号输出端VOUT，用于通过电压存储或者电压释放，对该光强检测单元U的信号输出端VOUT的电压进行控制。例如，当第一反向器101向该储能模块105输出高电平时，储能模块105将上述高电平进行存储，并将存储的高电平对该光强检测单元U的信号输出端VOUT进行充电。或者，当第一反向器101向该储能模块105输出低电平时，储能模块105将存储的电压进行释放，从而该光强检测单元U的信号输出端VOUT的电位逐渐拉低。

[0041] 此外，第二反向器102连接光敏器件104的一端、储能模块105以及接地端GND。第三反向器103连接光敏器件104的另一端、第三电压端VL以及储能模块105。该第二反向器102与第三反向器103用于控制光敏器件104产生的光电流I沿第一方向(图1a中的细点画线所示方向)或第二方向(图1a中的粗点画线所示方向)输出。其中，上述第一方向和上述第二方向相反。

[0042] 需要说明的是，本发明实施例中是以第一电压端VDD输入高电平，第二电压端VSS和第三电压端VL输入低电平为例进行的说明，其中，第三电压端VL输出的电压幅值大于第二电压端VSS输出的电压的幅值。

[0043] 上述可知，在第一反向器101输出电压的控制下，通过第二反向器102和第三反向器103可以确定出光敏器件104产生的光电流I的传输方向。

[0044] 具体的，当第一反向器101向储能模块105输出高电平时，储能模块105将上述高电平进行存储，此时在第一反向器101输出的高电平的控制下，通过第二反向器102和第三反向器103可以确定出光敏器件104产生的光电流I沿第一方向(图1a中的细点画线所示方向)进行传输。在此情况下，当照射至光敏器件104的环境光强度较大时，该光敏器件104产生的光电流I较大，从而使得储能模块105无法及时对第一反向器101输出的高电平进行存储，充电效率降低，导致与该储能模块105相连接的光强检测单元的信号输出端VOUT的电位上升较慢，即该光强检测单元的信号输出端VOUT输出高电平的频率较低。反之当光电流I较小时，上述频率较高。

[0045] 或者，当第一反向器101向储能模块105输出低电平时，储能模块105将存储的电压释放至上述第二电压端VSS，以对光强检测单元的信号输出端VOUT的电位进行下拉。此时在第一反向器101输出的低电平的控制下，通过第二反向器102和第三反向器103可以确定出光敏器件104产生的光电流I沿第二方向(图1b中的粗点画线所示方向)进行传输，以将第三电压端VL的电压沿上述第二方向对储能模块105进行充电。在此情况下，当照射至光敏器件104的环境光强度较大时，该光敏器件104产生的光电流I较大，第三电压端VL对储能模块
105的充电效率增加，从而使得该储能模块105中的电压释放至上述第二电压端VSS的效率下降。在此情况下，将导致与该储能模块105相连接的光强检测单元的信号输出端VOUT的电位下拉较慢，即该光强检测单元的信号输出端VOUT输出低电平的频率较低。反之当光电流I较小时，上述频率较高。

[0046] 由上述可知，上述光电流I的大小可以控制储能模块105充电以及放电的效率，以达到控制光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率的目的。综上所述，本发明实通过对光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号频率进行检测以达到检测环境光强度的目的。由于检测值为频率，因此抗噪能力强，测得的数据精度高。

[0047] 以下对光强检测单元U中各个元件的具体结构和连接方式进行详细的描述。

[0048] 具体的，如图1b所示，第一反向器101包括第一晶体管M1和第二晶体管M2。

[0049] 其中，第一晶体管M1的栅极连接光强检测单元U的信号输入端VIN，第一极连接第一电压端VDD，第二极与储能模块105相连接。

[0050] 第二晶体管M2的栅极连接光强检测单元U的信号输入端VIN，第一极连接第二电压端VSS，第二极与储能模块105相连接。

[0051] 其中，第一晶体管M1为P型晶体管，第二晶体管M2为N型晶体管。在此情况下，当光强检测单元U的信号输入端VIN输入高电平时，第二晶体管M2导通，第一晶体管M1截止。当光强检测单元U的信号输入端VIN输入低电平时，第二晶体管M2截止，第一晶体管M1导通。

[0052] 此外，在第二反向器102包括第三晶体管M3和第四晶体管M4。该光敏器件104为光敏二极管D的情况下，第三晶体管M3的栅极和第一极连接储能模块105，第二极与光敏二极管D的阳极相连接。第四晶体管M4的栅极连接储能模块105，第一极连接接地端GND，第二极与光敏二极管D的阳极相连接。

[0053] 其中，第三晶体管M3的栅极为P型晶体管，第四晶体管M4的栅极为N型晶体管。在此情况下，当第一反向器101向储能模块105输出高电平时，即节点O的电位升高时，第三晶体管M3截止，第四晶体管M4导通。当第一反向器101向储能模块105输出低电平时，即节点O的电位降低时，第三晶体管M3导通，第四晶体管M4截止。

[0054] 在此基础上，在第三反向器103包括第五晶体管M5和第六晶体管M6。该光敏器件为光敏二极管D的情况下，第五晶体管M5的栅极和第一极连接储能模块105，第二极与光敏二极管D的阴极相连接。第六晶体管M6的栅极连接储能模块105，第一极连接第三电压端VL，第二极与光敏二极管D的阴极相连接。

[0055] 其中，第五晶体管M5为N型晶体管，第六晶体管M6为P型晶体管。在此情况下，当第一反向器101向储能模块105输出高电平时，即节点O的电位升高时，第五晶体管M5导通，第六晶体管M6截止。当第一反向器101向储能模块105输出低电平时，即节点O的电位降低时，第五晶体管M5截止，第六晶体管M6导通。

[0056] 需要说明的是，上述晶体管的第一极为源极，第二极为漏极；或者第一极为漏极，第二极为源极，本发明对此不作限定。

[0057] 此外，由于上述光强检测单元U中即包括N型晶体管，又包括P型晶体管，因此可以采用低温多晶硅技术(英文全称：Low Temperature Poly-Silicon，英文简称：LTPS)同时完成N型晶体管和P型晶体管的制备。

[0058] 在此基础上，储能模块105可以包括电容C和电阻R。其中，电容C的一端连接光强检测单元U的信号输出端VOUT，另一端与接地端GND相连接。

[0059] 电阻R的一端连接第一反向器101、第二反向器102以及第三反向器103，另一端与光强检测单元U的信号输出端相连接。当第一反向器101、第二反向器102以及第三反向器103的结构如上所述时，该电阻R的一端与第一晶体管M1的第二极、第二晶体管M2的第二极、第三晶体管M3的栅极和第一极、第四晶体管M4的栅极、第五晶体管M5的栅极和第一极以及第六晶体管M6的栅极相连接。

[0060] 本发明实施例提供一种光强检测器，如图2或图3所示，包括n个上述任意一种光强检测器02以及采集单元20。其中，n≥1，n为正整数。

[0061] 具体的，例如如图2所示，当n＝1时，该光强检测单元U的信号输出端VOUT可与采集单元20相连接。该采集单元20用于对光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率进行采集。

[0062] 或者，又例如，如图3或图4所示，当n＞1时，多个光强检测单元(U1、U2、U3……Un)级联，最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT与采集单元20相连接。该采集单元20用于对最后一级光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率进行采集。

[0063] 需要说明的是，多个光强检测单元(U1、U2、U3……Un)级联是指，除了第一级光强检测单元U1以外，上一级光强检测单元的信号输出端VOUT与下一级光强检测单元的信号输入端VIN相连接。第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN接受输入信号。

[0064] 以下以如图5所示的光强检测器，其包括多个级联的光强检测单元为例，对该光强检测器的具体工作过程进行详细的说明。

[0065] 当第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入低电平时，第一晶体管M1导通，将第一电压端VDD的高电平输出至节点O。储能模块105中的电容C将节点O的高电平进行存储，并向该第一级U1的信号输出端VOUT(即节点P)充电，使得节点P的电位逐渐升高。

[0066] 此时，在节点O高电平的控制下，第五晶体管M5和第四晶体管M4导通，使得光敏二极管D的阳极连接接地端GND，阴极连接节点O。此时，该光敏二极管D处于反偏状态，且在光照作用下光敏二极管D产生的光电流I沿第一方向(图5中的细点画线所示方向)进行传输。

[0067] 在此情况下，当照射至光敏二极管D的环境光强度较大时，该光敏二极管D产生的光电流I较大，从而使得电容C无法及时对节点O处的高电平进行存储，充电效率降低，导致与该电容C相连接的第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT(即节点P)的电位上升较慢。具体的，如图6a所示，节点P电位上升曲线如曲线②所示，在t2时刻，才能够达到第二级光强检测单元U2中第二晶体管M2的阈值电压Vth。此时，采集单元20检测到的该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT输出信号的频率较低。反之当光电流I较小时，节点P电位上升曲线如曲线①所示，在t1时刻(小于t2时刻)便达到了第二级光强检测单元U2中第二晶体管M2的阈值电压Vth。此时，采集单元20检测到的该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT输出信号的频率较高。

[0068] 由上述可知，第一电压端VDD的电压通过电容C逐渐对当第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT进行充电，且当第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT的电位上升到第二级光强检测单元U2中第二晶体管M2的阈值电压Vth时，该第二晶体管M2才导通。因此上述第一电压端VDD的电压的幅值需要大于或等于该第二晶体管M2的阈值电压Vth的幅值。

[0069] 或者，当第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入高电平时，第二晶体管M2导通，将第二电压端VSS的低电平输出至节点O。储能模块105中的电容C将存储的电压释放至上述第二电压端VSS，从而在放电的过程中将该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT(即节点P)的电位逐渐拉低。

[0070] 此时，在节点O低电平的控制下，第三晶体管M3和第六晶体管M6导通，使得光敏二极管D的阳极连接节点O，阴极连接第三电压端VL。由于第三电压端VL的电压的幅值大于第二电压端VSS的电压的幅值，因此该光敏二极管D的阳极电压大于阴极电压，从而使得光敏二极管D处于反偏状态，此时在光照作用下光敏二极管D产生的光电流I沿第二方向(图5中的粗点画线所示方向)进行传输，且第三电压端VL的电压通过上述第六晶体管M6、光敏二极管D以及第三晶体管M3对电容C进行充电。

[0071] 在此情况下，当照射至光敏器件104的环境光强度较大时，该光敏二极管D产生的光电流I较大，从而使得第三晶体管M3对电容C进行充电的效率增加，进而使得该电容C内存储的电压释放至上述第二电压端VSS的效率降低，并最终导致与该电容C相连接的第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT(即节点P)的电位下拉较慢，从而使其电位降低较慢。此时如图6b所示，节点P电位下拉曲线如曲线④所示，在T2时刻，才能够达到第二级光强检测单元U2中第一晶体管M1的阈值电压Vth，从而使得第二级光强检测单元U2需要较长的时间才能够开启。其中，由于第一晶体管M1位P型晶体管，因此阈值电压Vth为负值，所以图6b中阈值电压Vth的方向向下，与图6a中阈值电压Vth的方向相反。此时，采集单元20检测到的该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT输出信号的频率较低。反之当光电流I较小时，节点P电位下拉速度较快，从而下拉曲线如曲线③所示，在t1时刻(小于t2时刻)便达到了第二级光强检测单元U2中第一晶体管M1的阈值电压Vth，从而使得第二级光强检测单元U2需要较短的时间就可以开启。此时，采集单元20检测到的该第一级U1光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率较高。

[0072] 由上述可知，第二电压端VSS的电压将当第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT的电位逐渐下拉，且当第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT的电位下拉至第二级光强检测单元U2中第一晶体管M1的阈值电压Vth时，该第一晶体管M1才导通。因此上述第二电压端VSS的电压的幅值需要大于或等于该第一晶体管M1的阈值电压Vth的幅值。

[0073] 综上所述，采集单元20通过对第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT输出信号的频率进行检测，即可得出该第一级光强检测单元U1中的光敏二极管D接受到的光线的强弱。

[0074] 然而，当采集单元20仅对一个光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率进行检测时，由于上述节点P的电位在短时间内的变化不够明显，因此对采集单元20的采集精度要求较高，从而提升了采集过程的难度。此外，当对偶数个级联的光强检测单元的信号输出端VOUT输出信号的频率进行检测时，当第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入低电平，最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT也会输出低电平，此时当最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT与第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN相连接时，第一极U1光强检测单元U的信号输入端VIN仍然接收到的是低电平，这样一来，最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT将始终输出低电平，从而使得采集单元20无法通过对最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出的信号进行采集而确定出采样周期，并根据该采样周期计算出信号输出的频率。

[0075] 为了解决上述问题，如图7所示，光强检测器02包括n个光强检测单元(U1、U2……Un)，n≥3，n为奇数，且最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT与第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN相连接。在此情况下，该采集单元20可以包括计数器201、计时器202以及处理器203。

[0076] 其中，计数器201与计时器202相连接，该计数器201用于根据光强检测单元U的信号输出端VOUT输出的信号进行计数。

[0077] 具体的，由于光强检测器02包括奇数个光强检测单元U，因此当第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入高电平的时，最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出低电平。由于最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT与第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN相连接，因此第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN会输入低电平，此时最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出高电平。基于此，当最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出高电平时，该计数器201计数一次，以确定出一采样周期。

[0078] 此外，计时器202连接处理器201，该计时器202可以根据计数器201的计数结果，记录该光强检测单元U的信号输出端VOUT输出的振荡信号的周期T。

[0079] 具体的，当第一次向第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入高电平的时，该计时器202开始计时，当计数器201计数次数达到预设次数时，计时器202停止计时。其中，该预设次数大于或等于1可以根据需要进行设定，只要保证预设次数大于或等于1即可。当设置的预设次数较大时，计时器202记录的时间T越长。反之计时器202记录的时间T越短。

[0080] 以光强检测单元的数量n＝3时，即光强检测器02包括光强检测单元U1、U2以及U3为例，对上述采集单元20的确定上述采集周期并计算出信号输出的频率的过程进行说明。

[0081] 具体的，由于光强检测器中02的光强检测单元U1、U2以及U3级联，且第一级U1光强检测单元U1与最后一级光强检测单元U3首尾相连，从而使得多个级联的光强检测单元(U1、U2以及U3)构成一振荡电路。在此情况下，当该振荡电路受到外部干扰信号或者向该振荡电路提供初始信号，以使得第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入低电平时，该振荡电路启动，并进入循环工作状态，使得该最后一级光强检测单元U3输出振荡信号。上述采集单元20对最后一级光强检测单元U3输出的振荡信号的周期T进行采集。

[0082] 以下对该振荡信号的周期T的构成进行说明，如图9所示，振荡信号的周期T＝2(tu1+tu2+tu3)。其中，当启动上述振荡电路时，该第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN接收低电平，该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT_U1输出的信号在tu1时刻(为图6a中的t1或t2时刻)逐渐上升为第一电压端VDD的电压，当第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT_U1输出的信号达到第一电压端VDD的电压值时，第二级光强检测单元U2开始工作。

[0083] 接下来，该第二级光强检测单元U2的信号输出端VOUT_U2输出的信号在tu2时刻(为图6b中的t1或t2时刻)逐渐下拉为第二电压端VSS的电压，当第二级光强检测单元U2的信号输出端VOUT_U2输出的信号达到第二电压端VSS的电压值时，最后一级光强检测单元U3开始工作。

[0084] 接下来，该最后一级光强检测单元U3的信号输出端VOUT_U3输出的信号在tu3时刻(为图6a中的t1或t2时刻)逐渐上升为第一电压端VDD的电压，当最后一级光强检测单元U3的信号输出端VOUT_U3输出的信号达到第一电压端VDD的电压值时，第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN接收到上述最后一级光强检测单元U3的信号输出端VOUT_U3输出的高电平。

[0085] 接下来，第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT_U1输出的信号在tu1时刻(为图6b中的t1或t2时刻)逐渐下降为第二电压端VSS的电压，当第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT_U1输出的信号达到第二电压端VSS的电压值时，第二级光强检测单元U2开始工作。接下来，第二级光强检测单元U2以及最后一级光强检测单元U3的工作过程同上所述，因此最后一级光强检测单元U3的信号输出端VOUT_U3输出的振荡信号的周期T＝2(tu1+tu2+tu3)。

[0086] 接下来，上述振荡电路循环上述周期T，从而使得最后一级光强检测单元U3的信号输出端VOUT_U3持续输出的振荡信号。

[0087] 需要说明的是，上述tu1时刻、tu2时刻、tu3时刻的大小与如图6a或6b中所示的t1或t2时刻相同，均由各个光强检测单元检测到的光电流的大小决定。

[0088] 当然，上述是以光强检测器02包括三个光强检测单元为例进行的说明，当光强检测器02包括三个以上奇数个光强检测单元时，上述最后一级光强检测单元的信号输出端VOUT输出的振荡信号周期T的采集过程同上所述此处不再赘述。

[0089] 在此基础上，上述处理器203可以根据计时器202的记录结果(即记录的时间T)，计算出最后一级光强检测单元的信号输出端VOUT输出信号的频率f。

[0090] 具体的，f＝1/T＝1/(2n(t+k))；

[0091] 其中，f为最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出信号的频率；T为计时器202记录的时间，即最后一级光强检测单元的信号输出端VOUT输出的振荡信号的周期T。

[0092] t为光强检测器02中各个光强检测单元的信号输出端VOUT电位上升或下降时间，如前述可知，如图6a所示，入射至光强检测器的光线强度越大，t越长(例如为t2)，f越低，而射至光强检测器的光线强度越小，t越短(例如为t1)，f越高。

[0093] 此外，n为一个光强检测器02中光强检测单元的个数。

[0094] 另外，k为与电容C、电阻R以及各个晶体管特性相关的常数。

[0095] 综上所述，本发明通过对光强检测单元U的信号输出端VOUT定位上升的速率，即其输出信号的频率可以得出入射至该光强检测器的光线强度的大小。

[0096] 本发明实施例提供一种显示装置，包括如上所述的任意一种光强检测器，具有前述实施例提供的光强检测器相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对该光强检测器的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。

[0097] 进一步的，该显示装置还包括如图8所示的显示面板01以及覆盖该显示面板01非显示区域30的壳体(图中未示出)。其中，上述非显示区域30设置于有效显示区域(英文全称：Ative Area，英文简称：AA)的周边，用于设置GOA(Gate Driver on Array，阵列基板行驱动)电路以及其余驱动部件。

[0098] 在此情况下，为了不影响显示效果，该光强检测器02可以设置于上述非显示区域30，且为了使得环境光能够照射至上述光强检测器02，在上述壳体对应光强检测器30的位置可以设置有透光孔(图中未示出)。

[0099] 具体的，可以分别在非显示区域30的四个角各设置一个光强检测器30，或者为了进一步提高检测精度，可以在上述每一个角设置多个强检测器30。本发明对此不作限定。

[0100] 本发明实施例提供一种采用上述任意一种光强检测器对光强进行检测的方法，该方法包括：

[0101] 首先，向如图1a所示的光强检测单元U的信号输入端VIN输入一初始信号。

[0102] 需要说明的是，当光强检测单元U的结构如图1b所示时，上述初始信号的幅值需要大于或等于第一晶体管M1或第二晶体管M2的阈值电压Vth的幅值。

[0103] 具体的，例如向如图1a所示的光强检测单元U的信号输入端VIN输入低电平，第一反向器101在该光强检测单元U的信号输入端VIN的控制下将第一电压端VDD的电压输出至储能模块105，该储能模块105将第一电压端的电压进行存储，并向光强检测单元U的信号输出端VOUT进行充电。

[0104] 具体的，当该光强检测单元U的结构如图5所示时，上述步骤具体为：当第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入低电平时，第一晶体管M1导通，将第一电压端VDD的高电平输出至节点O。储能模块105中的电容C将节点O的高电平进行存储，并向该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT(即节点P)充电，使得节点P的电位逐渐升高。

[0105] 接下来，在第一反向器101输出信号的控制下，第二反向器102和第三反向器103确定出光敏器件104产生的光电流I沿第一方向(图1a中的细点画线所示方向)输出。

[0106] 具体的，在节点O高电平的控制下，第五晶体管M5和第四晶体管M4导通，使得光敏二极管D的阳极连接接地端GND，阴极连接节点O。此时，该光敏二极管D处于反偏状态，且在光照作用下光敏二极管D产生的光电流I沿第一方向(图5中的细点画线所示方向)进行传输。

[0107] 最后，采集单元20对光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率进行采集，该光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率与光电流I的大小成反比。

[0108] 具体的，当照射至光敏二极管D的环境光强度较大时，该光敏二极管D产生的光电流I较大，从而使得电容C无法及时对节点O处的高电平进行存储，充电效率降低，导致与该电容C相连接的第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT(即节点P)的电位上升较慢。具体的，如图6a所示，节点P电位上升曲线如曲线②所示，在T2时刻，才能够达到第二级光强检测单元U2中第二晶体管M2的阈值电压Vth。此时，采集单元20检测到的该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT输出信号的频率较低。反之当光电流I较小时，节点P电位上升曲线如曲线①所示，在t1时刻(小于t2时刻)便达到了第二级光强检测单元U2中第二晶体管M2的阈值电压Vth。此时，采集单元20检测到的该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT输出信号的频率较高。

[0109] 或者，首先，如图1a所示，当光强检测单元U的信号输入端VIN输入高电平，第一反向器101在光强检测单元U的信号输入端VIN的控制下将第二电压端VSS的电压输出至储能模块105，该储能模块105对存储的电压进行释放，并将光强检测单元U的信号输出端VOUT的电位进行下拉。

[0110] 具体的，当该光强检测单元U的结构5所示时，上述步骤具体为：当第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入高电平时，第二晶体管M2导通，将第二电压端VSS的低电平输出至节点O。储能模块105中的电容C将存储的电压释放至上述第二电压端VSS，从而在放电的过程中将该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT(即节点P)的电位逐渐拉低。

[0111] 接下来，在第一反向器101输出信号的控制下，第二反向器102和第三反向器103确定出光敏器件104产生的光电流I沿第二方向(图1a中的粗点画线所示方向)输出。其中，第一方向和第二方向相反。

[0112] 具体的，在节点O低电平的控制下，第三晶体管M3和第六晶体管M6导通，使得光敏二极管D的阳极连接节点O，阴极连接第三电压端VL。由于第三电压端VL的电压的幅值大于第二电压端VSS的电压的幅值，因此该光敏二极管D的阳极电压大于阴极电压，从而使得光敏二极管D处于反偏状态，此时在光照作用下光敏二极管D产生的光电流I沿第二方向(图5中的粗点画线所示方向)进行传输，且第三电压端VL的电压通过上述第六晶体管M6、光敏二极管D以及第三晶体管M3对电容C进行充电。

[0113] 最后，采集单元20对光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率进行采集，以确定出光强的大小。

[0114] 其中，该光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率与光电流I的大小成反比。

[0115] 具体的，当照射至光敏器件104的环境光强度较大时，该光敏二极管D产生的光电流I较大，从而使得第三晶体管M3对电容C进行充电的效率增加，进而使得该电容C内存储的电压释放至上述第二电压端VSS的效率降低，并最终导致与该电容C相连接的第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT(即节点P)的电位下拉较慢，从而使其电位降低较慢。此时如图6b所示，节点P电位下拉曲线如曲线④所示，在T2时刻，才能够达到第二级光强检测单元U2中第一晶体管M1的阈值电压Vth，从而使得第二级光强检测单元U2需要较长的时间才能够开启。其中，由于第一晶体管M1位P型晶体管，因此阈值电压Vth为负值，所以图6b中阈值电压Vth的方向向下，与图6a中阈值电压Vth的方向相反。此时，采集单元20检测到的该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT输出信号的频率较低。反之当光电流I较小时，节点P电位下拉速度较快，从而下拉曲线如曲线③所示，在t1时刻(小于t2时刻)便达到了第二级光强检测单元U2中第一晶体管M1的阈值电压Vth，从而使得第二级光强检测单元U2需要较短的时间就可以开启。此时，采集单元20检测到的该第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT输出信号的频率较高。

[0116] 综上所述，采集单元20通过对第一级光强检测单元U1的信号输出端VOUT输出信号的频率进行检测，即可得出该第一级光强检测单元U1中的光敏二极管D接受到的光线的强弱。基于此，本发明实施例提供的采用光强检测器的对光强进行检测方法，通过对该光强检测器中的光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号频率进行检测以达到检测环境光强度的目的。由于检测值为频率，因此抗噪能力强，测得的数据精度高。

[0117] 然而，当采集单元20仅对一个光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率进行检测时，由于上述节点P的电位在短时间内的变化不够明显，因此对采集单元20的采集精度要求较高，从而提升了采集过程的难度。此外，当对偶数个级联的光强检测单元构成的光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率进行检测时，当第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入低电平，最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT也会输出低电平，此时当最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT与第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN相连接时，第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN仍然接收到的是低电平，这样一来，最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT将始终输出低电平，从而使得采集单元20无法通过对最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出的信号进行采集而确定出采样周期，并根据该采样周期计算出信号输出的频率。

[0118] 为了解决上述问题，如图7所示，光强检测器02包括n个光强检测单元(U1、U2……Un)，n≥3，n为奇数，最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT与第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN相连接，且采集单元20可以包括计数器201、计时器202以及处理器203。在此情况下，上述步骤采集单元20对光强检测单元U的信号输出端VOUT输出信号的频率进行采集包括：

[0119] 首先，当第一次向第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入高电平的时，如图7所示的计时器202开始计。当最后一级光强检测单元Un的信号输出端输出高电平时，计数器201计数一次。

[0120] 具体的，由于光强检测器02包括奇数个光强检测单元，因此当第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN输入高电平的时，最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出低电平。由于最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT与第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN相连接，因此第一级光强检测单元U1的信号输入端VIN会输入低电平，此时最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出高电平。基于此，当最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出高电平时，该计数器201计数一次，以确定出一采样周期。

[0121] 接下来，当计数器201计数次数达到预设次数时，计时器202停止计时。

[0122] 其中，该预设次数大于或等于1可以根据需要进行设定，只要保证预设次数大于或等于1即可。当设置的预设次数较大时，计时器202记录的时间T越长。反之计时器202记录的时间T越短。

[0123] 最后，处理器203根据计时器202的时间以及上述预设次数，得出最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出信号的频率。

[0124] 具体的，处理器203计算出最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出信号的频率f＝1/T＝1/(2n(t+k))。

[0125] 其中，f为最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出信号的频率；T为计时器202记录的时间，即最后一级光强检测单元Un的信号输出端VOUT输出的振荡信号的周期T。

[0126] t为光强检测器02中各个光强检测单元的信号输出端VOUT电位上升或下降时间，如前述可知，如图6a所示，入射至光强检测器的光线强度越大，t越长(例如为t2)，f越低，而射至光强检测器的光线强度越小，t越短(例如为t1)，f越高。

[0127] 此外，n为一个光强检测器02中光强检测单元的个数。

[0128] 另外，k为与电容C、电阻R以及各个晶体管特性相关的常数。

[0129] 综上所述，本发明通过对光强检测单元U的信号输出端VOUT定位上升的速率，即其输出信号的频率可以得出入射至该光强检测器的光线强度的大小。

[0130] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。