TWI572185B - 光學裝置及其光學掃描方法 - Google Patents

Description

光學裝置及其光學掃描方法

本發明係關於一種光學裝置；具體而言，本發明係關於一種具有可選擇性允許或阻擋外部光之結構的光學掃描裝置。

隨著掃描科技的持續進化以及掃描科技在工作環境中迅速普及使用來提昇工作效率，掃描裝置(例如光學掃描器)的廠商，不斷的在尋找可幫助讓他們的產品在市場上有進步及競爭力。為了符合產品的需求，研發已傾向將光學掃描器應用於顯示器中以提供掃描及觸控的功能之方向研發。然而，傳統上以光學掃描技術擷取精確的掃描影像，例如指紋影像，並非為很可靠的方法。

以傳統的光學掃描裝置5而言，如圖1A所示，通常包含具有一偵測單元S之一偵測陣列A。設於光學掃描裝置5下方的背光模組所發出的光線可穿透光學掃描裝置5，其中在該光線抵達觸碰偵測陣列A上之保護片P的使用者手指時，該光線會被反射回光學掃描裝置5中。此時，偵測單元S會偵測被反射回來的光線並依此產生影像。藉此方式，光學掃描裝置5可掃描使用者的手指並且產生對應的指紋影像。然而，如圖1B所示，由於在進行手指掃描過程時有外部光照耀在光學掃描裝置5上，偵測單元S會接收過多的光線而使指紋影像中區域E之部分不清楚。故此，勢必需要有產生更 好、更準確的掃描影像的解決方案。

本發明之目的在於提供一種光學裝置及其光學掃描方法，可提高影像掃描之品質。

本發明之另一目的在於提供一種具有可控制以選擇性允許或阻擋外部光之濾光層之光學裝置，藉以提高影像掃描的品質。

本發明提供一種光學裝置，包含第一基板、偵測層、濾光層及控制模組。該偵測層係設置於該基板上並產生一預掃描影像。濾光層係設置於偵測層上方並且允許或阻擋外部光抵達偵測層。控制模組與偵測層及濾光層耦接，其中控制模組依據預掃描影像控制濾光層以允許或阻擋外部光。

本案提供一種光學掃描方法，用於一光學裝置，該方法包含：(A)在控制模組中接收偵測層所產生之預掃描影像；(B)在控制模組接收掃描指令；以及(C)根據掃描指令，以控制模組依據預掃描影像控制濾光層以選擇性允許或阻擋外部光。

A‧‧‧偵測陣列

DL‧‧‧資料輸入線

DMI‧‧‧預設模式指令

E‧‧‧手指影像中區域

GL‧‧‧閘線

LBP‧‧‧光阻擋圖案訊號

P‧‧‧保護片

PA‧‧‧像素區

PA1~PA6‧‧‧像素區

PI‧‧‧預掃描影像

RI‧‧‧結果掃描影像

S‧‧‧偵測單元

SL‧‧‧偵測讀取線

TS‧‧‧訊號

5‧‧‧光學掃描裝置

10‧‧‧第一基板

20‧‧‧偵測層

21‧‧‧偵測單元

30‧‧‧濾光層

31‧‧‧液晶層

32‧‧‧像素電極層

40‧‧‧控制模組

41‧‧‧閘單元

41A‧‧‧第一閘單元

41B‧‧‧第二閘單元

42‧‧‧資料讀寫單元

42A‧‧‧資料讀取單元

42B‧‧‧資料寫入單元

43‧‧‧儲存單元

45‧‧‧計時單元

50‧‧‧第一基板

51‧‧‧第二基板

52‧‧‧第三基板

100‧‧‧光學裝置

圖1A為傳統光學掃描裝置之示意圖；圖1B為圖1A之光學掃描裝置所產生的掃描影像；圖2A為本發明之光學裝置之一實施例的示意圖； 圖2B為光學裝置內元件之間的互動之一實施例的示意圖；圖2C為本發明之光學裝置所產生之較佳影像畫質之掃描影像的一實施例之示意圖；圖3A為圖2A中的光學裝置之剖面示意圖；圖3B為圖3A中像素電極及偵測單元之電路圖之一實施例的示意圖；圖4A為圖3B之另一實施例的像素電極及偵測單元之電路圖之示意圖；圖4B為圖4A之光學裝置的剖面示意圖；圖5A及5B為電路圖及其光學裝置之另一實施例的示意圖；圖6A至7B為光學裝置之像素電極及偵測單元之其他不同實施例之電路圖之示意圖；圖8A為圖2A光學裝置具有濾光層且偵測層設於不同基板之另一實施例之示意圖；圖8B為圖8A之光學裝置的剖面圖之示意圖；圖8C為圖8B之另一實施例的示意圖；以及圖9至11為本發明光學掃描方法之流程圖。

本發明提供一種光學裝置及用於光學裝置之光學掃描方法。在較佳實施例中，光學裝置可與各種顯示裝置(如，觸控顯示器等等)搭配使用；然而，本發明的光學裝置並不僅限於應用在觸控顯示器的領域中。

圖2A為本發明的光學裝置之一實施例。如圖2A所示，光學 裝置100包含有第一基板10、偵測層20、濾光層30以及控制模組40，其中偵測層20係設置於第一基板10上。濾光層30係用於選擇性允許或阻擋外部光抵達偵測層20。藉此方式，偵測層20可減少感應不相關或不必要的光線，進而能使偵測層20所相對產生的雜訊資料可被有效的降低。濾光層30可例如以液晶分子實施。然而，在其他不同實施例中，濾光層30可藉由其他不同方式過濾光線以避免光線抵達到偵測層20。在本實施例中，濾光層30係設置於偵測層20上，而控制模組40係分別耦接至偵測層20及濾光層30。在本實施例中，控制模組40是經由閘單元41及資料讀寫單元42耦接至偵測層20及濾光層30。閘單元41及資料讀寫單元42可以各種不同的驅動電路實施，如覆晶玻璃(Chip-on-glass、COG)、薄膜覆晶封裝(Chip-on-Film、COF)或其他驅動電路。偵測層20較佳具有複數個偵測單元(或偵測器)來偵測通過濾光層30之光線，並且可依據所偵測到的光線產生訊號並將該訊號傳輸至資料讀寫單元42。當資料讀寫單元42接收到偵測層20的訊號時，資料讀寫單元42將會產生預掃描影像PI。較佳地，在本實施例中，控制模組40也會是與儲存單元43以內建的方式或外接的方式連接，進而可儲存資料讀寫單元42所產生的預掃描影像PI。在一實施例中，儲存單元43可包含快閃記憶體，例如動態隨機存取記憶體或任何其他可儲存預掃描影像PI之儲存記憶體。

在本實施例中，預掃描影像PI為資料讀寫單元42根據讀取偵測層20所輸出之訊號產生的最新或最近期的影像資料。如圖2A及2B所示，在一實施例中，控制模組40可傳送預設模式指令DMI至閘單元41以啟動閘單元41將濾光層30設為預設啟動模式。舉例而言，濾光層30之預設啟動模式可設為允許所有光線通過濾光層30。接著，控制模組40可進行預掃描程序，可 經由傳送訊號TS至閘單元41藉此驅動偵測層20，以致使偵測層20傳輸偵測單元之訊號(形成預掃描影像PI之訊號)至資料讀寫單元42。藉由此方式，資料讀寫單元42然後可傳輸預掃描影像PI至控制模組40。

在本實施例中，預掃描程序可以任何數目重複進行，直到控制模組40接收到掃描指令為止。當接收到掃描指令後，控制模組40將依據儲存於儲存單元43中最新或最近期的預掃描影像PI來選擇性允許或阻擋外部光。此掃描指令可依據使用者觸碰光學裝置100的顯示器時自動被產生，或可基於使用者按了光學裝置100之實體按鍵被產生；然而，掃描指令亦可以其他方式被產生，例如，控制模組40可依據預定預設時間定期自動產生掃描指令。

圖2C為本發明光學裝置100所產生之指紋掃描之一實施例。如圖2A至2C所示，以指紋掃描的例子而言，在控制模組40接收到掃描指令後，控制模組40會根據儲存在儲存單元43中之預掃描影像PI產生光阻擋圖案訊號LBP。接著，控制模組40會將光阻擋圖案訊號LBP傳輸至閘單元41以控制濾光層30之顯示功能。具體而言，在一實施例中，閘單元41會根據光阻擋圖案訊號LBP驅動濾光層30，以致使能主動及選擇性的依據光阻擋圖案訊號LBP中所定義的圖案允許或阻擋外部光。舉例而言，若濾光層30之預設模式是設定以允許讓所有光線通過，從資料讀寫單元42產生並儲存於儲存單元43中的預掃描影像PI可能會是白色影像。當使用者將手指放在光學裝置100上時，隨後產生的預掃描影像PI會如圖1B中的掃描影像相似。當控制模組40接收掃描指令後，控制模組40會根據儲存單元43中的預掃描影像PI產生光阻擋圖案訊號LBP，並且將光阻擋圖案訊號LBP傳輸至資料讀寫單元 42，以致使濾光層30相對於預掃描影像PI中圍著黑暗區域的白色區域主動及選擇性的阻擋外部光。藉由此方式，只有從使用者手指反射的光線會被允許通過濾光層30到達偵測層20，以使得其隨後產生的預掃描影像PI設定為結果掃描影像RI，如圖2C的示範所顯示。換言之，光學裝置100可不受外部光阻礙地提供手指準確及詳細的光學掃描影像(例如，指紋掃描影像)。

圖3A為圖2A中光學裝置100之剖面圖；如圖3A所示，濾光層30包含液晶層31、設置於液晶層31上方之上基板(可形成為保護層P)以及位於該液晶層31下之像素電極層32；具體而言，液晶層31及像素電極層32是夾設於上基板及第一基板10之間。如圖2A及3A所示，在本實施例中，控制模組40會根據儲存單元43中的預掃描影像PI產生並傳輸光阻擋圖案訊號LBP至資料讀寫單元42，並藉由資料讀寫單元42依據光阻擋圖案訊號LBP產生的資料訊號控制濾光層30之液晶層31的光產生過濾機制。此外，偵測層20包含至少一偵測單元21，藉此資料讀寫單元42可接收並根據該至少一偵測單元21所輸出的影像訊號產生預掃描影像PI。在本實施例中，偵測單元21是藉由薄膜電晶體(亦即，Thin-film Transistor、TFT)實施於偵測層20裡，其中偵測單元21為光線偵測器，用於偵測通過濾光層30之光線。

圖3B為圖3A中的實施例之電路圖。如圖3B所示，在本實施例中，偵測層20具有複數個偵測單元21。敬請參見圖2及圖3A-3B，在本實施例中，濾光層30之像素電極32是完全覆蓋於偵測層20之偵測單元21上。每個偵測單元21具有對應的像素電極31，以致使控制模組40可控制外部光是否可到達光學裝置100之偵測單元21中的各個像素單元。換言之，為了能控制外部光是否可抵達到偵測層20中某特定的偵測單元21，每個偵測單元 21與其正上方的像素電極層32相關聯，藉此在上方液晶層31中的液晶可經由相關聯的像素電極層32被控制模組40控制。

在本實施例中，偵測層20及濾光層30是與控制模組40相關聯的閘單元41耦接，其中閘單元41具有至少一閘線GL。如圖2及圖3A-3B所示，在本實施例中，閘線GL是對應於第一基板10上之一列的偵測單元21及像素電極32。換言之，閘單元41可包含複數個閘線GL，其中每個閘線GL對應於不同列之偵測單元21及像素電極32。

此外，在本實施例中，每個偵測單元21及像素電極32是分別經由偵測讀取線SL及資料輸入線DL耦接至光學裝置100的資料讀寫單元42。藉由此方式，資料讀寫單元42可經由偵測讀取線SL從偵測單元21接收預掃描影像資料，並且當控制模組40接收到掃描指令時，資料讀寫單元42可根據控制模組40傳來的光阻擋圖案訊號LBP產生資料訊號，並藉由驅動資料訊號至濾光層30的各個像素電極32，進而可將光阻擋或不阻擋的命令傳達給濾光層30。為使光學裝置100可系統性地、以規律的方式控制偵測層20及濾光層30的接收/驅動動作，控制模組40可包含計時單元以按順序啟動該些閘線GL，以致使資料讀寫單元42可從偵測層20接收並傳輸預掃描影像至控制模組40，並同時可驅動資料訊號(顯示/光濾之訊號)至濾光層30。

如圖3B所示，在本實施例中，相關聯的偵測單元21及像素電極32之組合界定一像素區PA。較佳的，相鄰的閘線GL之間及相鄰的偵測讀取線SL及資料輸入線DL間具有偵測單元21及像素電極32之區域界定一像素區PA。藉此，如圖3B所示的實施例，像素區PA中的像素電極32會與像素區PA中的偵測單元21重疊。在本實施例中，如圖3B所示，在特定的像素 區PA之偵測單元21及像素電極32分別於該像素區PA的相對側連接至偵測讀取線SL及資料輸入線DL。換言之，一對資料輸入線DL及偵測讀取線SL是設置在對應同一閘線GL之位於兩個相鄰像素區PA間在同一列上。舉例而言，如圖3B所示，左邊的像素區PA中的偵測單元21是連接至其左側的偵測讀取線SL，而同一像素區PA中的像素電極32則是連接至像素區PA之右側的資料輸入線DL。藉由此方式，當控制模組40的計時單元例如以列順序啟動閘線GL時，偵測單元21將會把影像資料經由偵測讀取線SL傳輸至資料讀寫單元42，而像素電極32則是依據經由資料輸入線DL從資料讀寫單元42接收之資料訊號受控制。在其他不同實施例中，偵測讀取線SL及資料輸入線DL之位置可設置於某特定像素區的同一側上，其中該像素區之一或多個偵測單元21及像素電極32可連接於同樣位於該側的偵測讀取線SL及資料輸入線DL。

圖4A及4B為圖3A及3B之另一實施例。如圖4A及4B所示，於特定的像素區PA中，在偵測單元21之投影與像素電極32重疊之範圍，像素電極32在該重疊範圍形成挖空之形狀。藉由此方式，像素電極32比較不會阻礙到外部光抵達偵測單元21，進而能提高偵測單元21的數據偵測準確率。

如圖5A及5B所示，圖5A及5B為圖4A及4B之另一實施例。在本實施例中，偵測單元21及像素電極32是彼此相鄰的設置於第一基板10上。然而，與前述圖3A-4B中的實施例相似，像素區PA是以相鄰之閘線GL之間、以及具有至少一偵測單元21及像素電極32之相鄰的偵測讀取線SL及資料輸入線DL之間定義。此外，在本實施例中，像素區PA中的像素電極32 至少部分包圍像素區PA中的偵測單元21。換言之，像素電極32可在像素區PA中至少部分圍繞偵測單元21之投影，如圖5A所示。藉由此方式，偵測層20及像素電極32層之組合的疊層總高度可被降低，以致使光學裝置100的總疊層高度可被降低。

在此必須說明的是，像素區PA並不僅限於只有一對偵測單元21及像素電極32。在其他不同實施例中，像素區P亦可包含單一個像素電極32以及複數個偵測單元21、複數個像素電極32及單一個偵測單元21、或複數個像素電極32及複數個偵測單元21。具例而言，如圖6A所示，於相鄰的訊號讀取線SL及資料輸入線DL間的像素區PA1可包含單一個偵測單元21及像素電極32。然而，如像素區PA2所示，複數個偵測單元21可對應於單一個像素電極32。在本實施例中，像素區PA2中的每個偵測單元21係分別連接至各自的訊號讀取線SL。雖然在本實施例裡，在像素區PA2中，像素電極32是設置於一對偵測單元21之組合的一側，然而在其他不同實施例中，像素電極32亦可被設置於一對偵測單元21之間。換言之，在像素區PA中，偵測單元21及像素電極32的擺置位置是不受任何限制。舉例而言，如圖6B所示，像素區PA3可包含複數個偵測單元21包圍著一特定的像素電極32，其中像素區PA3於三個相鄰之閘線GL間跨越。在本實施例中，偵測讀取線SL及資料輸入線DL係以交替順序設置。藉由此方式，像素區中的偵測單元21及像素電極32可以最短距離分別耦接至偵測讀取線SL及資料輸入線DL。

圖7A及7B為偵測單元21及像素電極32之擺設方式的另一實施例。如圖7A所示，偵測單元21及像素電極32可被設置在位於相鄰之閘線GL之間的一對相鄰之偵測讀取線SL之間。在本實施例中，偵測讀取線SL及 資料輸入線DL是以交替順序設置，其中像素區較佳是定義為：對應於同一條閘線GL，於同一列之一對相鄰之偵測單元21及像素電極32，例如像素區PA5及像素區PA6。然而，在其它不同實施例中，像素區可包含像素區PA5及PA6之區域，以致使能於三個閘線GL間以一4x4矩陣結構形成像素區。

如圖6B及7A所示，在一實施例中，像素區亦可定義在兩個偵測讀取線SL之間，並且具有偵測單元21及像素電極32至少其中之一。在本實施例中，像素區PA3係設置於兩個偵測讀取線SL之間，並且具有三個偵測單元21包夾/圍繞單一像素電極32，其中像素區PA5及PA6分別為一對單一偵測單元21及單一像素電極32之組合。如圖6B及7A所示，像素區可橫跨複數個閘線GL或可被局限於相鄰之閘線GL之間。

圖7B為圖7A之另一實施例。如圖7B所示，相較於像素區PA5，下方的像素區PA6之偵測單元21及像素電極32之位子對換。在本實施例中，將偵測單元21連接至偵測讀取線SL之電路是與連接像素電極32至資料輸入線DL絕緣交錯。換言之，在本實施例中，與一條閘線GL相關的一對相鄰的偵測單元21及像素電極32(參見圖7B中的像素區PA5)會是與相鄰的閘線GL相關之一對相鄰像素電極32及偵測單元21相鄰(參見圖7B中的像素區PA6)；其中，分別連接偵測單元21及像素電極32至偵測讀取線SL及資料輸入線DL的電路相互絕緣交錯(參見像素區PA6)。藉此方式，可降低顯示不均的效果(Mura Effect)，並且可使像素區PA5中位於像素區PA6之偵測單元21上方之像素電極32被驅動。

參照圖6A-7B，必須說明的是，像素陣列中的像素電極32可與同個像素陣列的偵測單元21重疊或不重疊，例如圖3A-4B中像素電極32 與偵測單元21重疊的方式相似。

圖8A為圖2A中光學裝置100之另一實施例。圖8B則是為圖8A之實施例的剖視圖。如圖8A及8B所示，偵測層20及濾光層30可分別設置於第一基板50及一第二基板51上，其中濾光層30還是直接設置於偵測層20上。換言之，濾光層30包含第二基板51，其是設置於偵測層20上方並且是用於承載像素電極層32及液晶層31。如圖8A及8B所示，偵測層20及濾光層30分別耦接至與控制模組40相關之第一閘單元41A及第二閘單元41B。與前述的實施例相似，第一閘單元41A具有至少一閘線GL，其中每個閘線GL對應於不同列之偵測單元21。第二閘單元41B具有至少有一閘線GL，其中每個閘線GL對應於不同列之像素電極32。在本實施例中，由於偵測層20及濾光層30位於不同基板，圖2A的資料讀寫單元42的功能由資料讀取單元42A及資料寫入單元42B分別承擔。換言之，偵測層20中的複數個偵測單元21以及濾光層30中的複數個像素電極32均分別耦接至與控制模組40相關之資料讀取單元42A及資料寫入單元42B。與圖2A中實施例相似，圖8A之實施例中的每個偵測單元21及像素電極32是分別經由偵測讀取線及資料輸入線耦接資料讀取單元42A及資料輸入單元42B。藉由此方式，控制模組40可接收偵測單元21的預掃描影像PI以及輸入資料訊號至像素電極32。

此外，如圖8A所示，控制模組亦可包含計時單元45，是用於以順序啟動偵測層20中的閘線以使得資料讀取單元42A接收並傳輸預掃描影像PI至控制模組40。在其他不同實施例中，圖8A的控制模組40亦可包含儲存單元43來儲存預掃描影像。藉此，在控制模組40接收到預掃描影像PI後，控制模組40可根據預掃描影像PI產生並傳輸光阻擋圖案訊號LBP至資 料寫入單元42B，以致使資料寫入單元42B可控制濾光層30以選擇性允許或阻擋外部光抵達偵測層20。

圖8C為圖8B之另一實施例。如圖8C所示，可進一步包含第三基板52。具體而言，第三基板52是設置於第二基板51下方，並且可與第一基板50夾合偵測層20。換言之，第三基板52、第一基板50及中間夾合的偵測層20共同形成一模組；而第二基板51及其上的濾光層30則形成另一模組。兩個模組相疊合以共同組成本實施例中的光學裝置。第三基板52及第二基板51間較佳可藉由光學膠來結合，以降低錯位的機會，確保濾光層30與偵測層20間的對位關係。藉由第三基板52及第一基板51的保護，可提高預防偵測層20因外力受損之功能。此外，由於兩個模組可各自獨立製造後再組合，因此此一設計在製程上也較為簡易，可提高良率。

圖9為光學掃描方法之流程圖，其方法是用於一光學裝置中。在本實施例中，此處所言的光學裝置較佳為上述任一實施例的光學裝置，其中光學裝置包含偵測層20、濾光層30以及控制模組40。如圖9所示，光學掃描方法包含步驟S110、S120、S130及S140。

步驟S110包含在控制模組中接收偵測層所產生之一預掃描影像。在本實施例中，如圖2A及8A所示，控制模組40會從偵測層20接收預掃描影像PI，並且會將預掃描影像PI儲存於儲存單元43中。在一實施例中，如圖2A及2B所示，控制模組40接著可進行一預掃描階段，藉由傳輸一訊號TS至閘單元41來驅動偵測層20以致使偵測層20會將偵測單元產生的訊號(形成預掃描影像PI的訊號)傳輸至資料讀寫單元42。藉由此方式，資料讀寫單元42可接著將預掃描影像PI傳輸至控制模組40，其中此預掃描階段可依需 求被重複執行。

步驟S120包含在控制模組中接收一掃描指令。在本實施例中，在控制模組40接收並儲存預掃描影像於儲存單元43中後，控制模組40可接收掃描指令以執行影像掃描。在一實施例中，根據使用者觸碰光學裝置100的顯示器，掃描指令可被自動產生；然而，在其他不同實施例中，掃描指令可根據使用者藉由光學裝置100的鍵盤按鈕輸入的訊息產生。在其他不同實施例中，控制模組40可依據預定預設時間定期自動產生掃描指令。

步驟S130包含根據掃描指令，依據預掃描影像以控制模組控制濾光層以選擇性允許或阻擋外部光。換言之，當控制模組40自使用者接收掃描指令後，控制模組40會讀取儲存單元43中所儲存的預掃描影像PI。控制模組40接著會依據預掃描影像PI控制濾光層30以選擇性允許或阻擋外部光抵達偵測層20。

在本實施例中，偵測層20及濾光層30可被設置於同一個基板上，例如如圖2A中所示的實施例。控制模組40會從資料讀寫單元42接收到預掃描影像PI，並且根據預掃描影像產生並傳輸光阻擋圖案訊號LBP至資料讀寫單元42，以致使能藉由資料讀寫單元42控制濾光層30以選擇性允許或阻擋外部光。

在其他不同實施例中，偵測層20及濾光層30可被設置於不同基板上，例如如圖8A及8B所示的實施例。在本實施例中，控制模組40會從資料讀取單元42A接收預掃描影像PI。根據預掃描影像PI，控制模組40會產生光阻擋圖案訊號LBP並傳輸至資料寫入單元42B，以致使能藉由資料寫入單元42B控制濾光層30以選擇性允許或阻擋外部光。

圖10為產生預掃描影像之流程圖。如圖10所示，圖9中的步驟S110可進一步包含步驟S111、S112及S113。步驟S111包含在偵測單元中產生一偵測訊號。如圖2A-8B所示，偵測層20包含至少一偵測單元21，其中偵測單元21是藉由資料讀取單元42B或資料讀寫單元42耦接至控制模組40。在本實施例中，偵測單元21根據其所偵測的光線不斷的產生偵測訊號。步驟S112包含接收並綜合資料讀取單元的偵測訊號。在本實施例中，若偵測層20中具有複數個偵測單元21，資料讀取單元42B或資料讀寫單元42將會把所有從偵測層20中的複數個偵測單元21接收到的偵測訊號綜合起來，並且將綜合偵測訊號傳輸至控制模組40。步驟S113包含在控制模組中將從資料讀取單元來的偵測訊號轉換成預掃描影像。在本實施例中，控制模組40會從資料讀取單元42B或資料讀寫單元42接收到綜合偵測訊號，並且將綜合偵測訊號轉換成預掃描影像。

如圖10所示，步驟S111至S113可被重複執行來不斷的更新儲存單元43中的預掃描影像，以致使控制模組接收到掃描指令時，儲存單元43將會有最新版本的預掃描影像。在本實施例中，步驟S111至S113是不斷的被重複執行以持續更新儲存單元43中的預掃描影像。在其他不同實施例中，步驟S111至S113可根據一預設時間定期的被執行，藉此可定期更新儲存單元43中的預掃描影像，且相較於前一個實施例可有較佳的節能功能。

此外，如圖11所示，圖9的流程圖可進一步包含步驟S131及S132。步驟S131包含根據預掃描影像產生一光阻擋圖案訊號LBP。步驟S132包含傳輸光阻擋圖案訊號LBP至像素電極層以致使能控制濾光層之顯示。如圖2A-8B所示，控制模組40會根據儲存單元43中的預掃描影像PI產生光阻擋 圖案訊號LBP，並且會將光阻擋圖案訊號LBP傳輸至資料讀寫單元42或資料寫入單元42B以控制濾光層30中選擇性允許或阻擋外部光之功能。換言之，濾光層30可根據光阻擋圖案訊號LBP所指示的圖案形狀選擇性允許或阻擋外部光。

在步驟S130後，可執行步驟S140，如圖10所示。步驟S140包含接收偵測層所產生的預掃描影像並定義為一結果掃描影像。具體而言，當濾光層30在步驟S120根據光阻擋圖案訊號LBP所指定的圖案形狀選擇性允許或阻擋外部光後，光學裝置100可取得隨後偵測層20產生的預掃描影像，並定義其為結果掃描影像RI，如圖2B所示。換言之，在控制模組40接收到預掃描影像PI後，步驟S110(或步驟S111至S113)可被重新執行以致使預掃描影像PI可被產生為結果掃描影像RI。在其他不同實施例中，控制模組40可選擇將結果掃描影像RI儲存於儲存單元43中，並且根據前次儲存於儲存單元43的預掃描影像PI與結果掃描影像RI的比較結果，控制濾光層30。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

LBP‧‧‧光阻擋圖案訊號

PI‧‧‧預掃描影像

10‧‧‧光學掃描裝置

20‧‧‧偵測層

30‧‧‧濾光層

40‧‧‧控制模組

41‧‧‧閘單元

42‧‧‧資料讀寫單元

43‧‧‧儲存單元

100‧‧‧光學裝置

Claims (19)

1. 一種光學裝置，包含：一第一基板；一偵測層，設置該第一基板上，該偵測層產生一預掃描影像；一濾光層，設置於該偵測層上方，該濾光層允許或阻擋外部光到達該偵測層；一控制模組，耦接至該偵測層及該濾光層，其中該控制模組依據該預掃描影像控制該濾光層以選擇性允許或阻擋外部光。
2. 如請求項1所述之光學裝置，其中該控制模組進一步包含一儲存單元，該控制模組儲存該預掃描影像於該儲存單元中，該控制模組在接收一掃描指令後依據該儲存單元中最新版之該預掃描影像控制該濾光層以選擇性允許或阻擋外部光。
3. 如請求項1所述之光學裝置，其中該濾光層包含：一液晶層；一上基板，設置於該液晶層上方；以及一像素電極層，設置該液晶層下方；其中，該控制模組依據該預掃描影像產生一光阻擋圖案訊號並傳送該光阻擋圖案訊號至該像素電極層以控制該液晶層之顯示。
4. 如請求項3所述之光學裝置，其中該偵測層具有複數個偵測單元，該偵測層及該濾光層係與該控制模組相關聯之一閘單元耦接，該閘單元具有至少一閘線，其中各該閘線係相對於該第一基板上該些偵測單元及複數個像素電極。
5. 如請求項4所述之光學裝置，其中該複數個偵測單元及該複數個像素電極分別經由一偵測讀取線及一資料輸入線耦接至與該控制模組相關聯 之一資料讀寫單元，該資料讀寫單元從該控制模組接收該光阻擋圖案訊號並依據該光阻擋圖案訊號產生一資料訊號，該資料讀寫單元經由該偵測讀取線接收該偵測單元之該預掃描影像，以及經由該資料輸入線驅動該資料訊號至該些像素電極。
6. 如請求項5所述之光學裝置，其中該控制模組包含一計時單元，用於以列順序啟動該些閘線，以使得該資料讀寫單元可驅動該資料訊號至該濾光層之該些像素電極，並且該資料讀寫單元可自該偵測層接收並傳輸該預掃描影像至該控制模組。
7. 如請求項5所述之光學裝置，其中相鄰的該些閘線間或相鄰的該些偵測讀取線間之一區域界定一像素區，該像素區中之該像素電極與在該像素區中之該偵測單元重疊。
8. 如請求項5所述之光學裝置，其中相鄰的該些閘線間及相鄰的該偵測讀取線和該資料輸入線間具有該偵測單元及該像素電極之一區域界定一像素區；其中，在該偵測單元於該像素區中該像素電極上的投影範圍，該像素電極為中空；或該像素電極圍繞該像素區中該像素電極上該偵測單元之投影範圍。
9. 如請求項5所述之光學裝置，其中在該第一基板上，與一條該閘線相對應的一對相鄰該偵測單元及該像素電極係與相鄰之另一條該閘線相對應的一對相鄰之該像素電極及該偵測單元相鄰；在其中一對中，連接該偵測單元至該偵測讀取線之一電路係與連接該像素電極至該資料輸入線之另一電路交錯。
10. 如請求項3所述之光學裝置，其中該濾光層進一步包含一第二基板位於該偵測層上方，該第二基板係承載該像素電極層及該液晶層。
11. 如請求項10所述之光學裝置，其中該偵測層及該濾光層分別耦接至與 該控制模組相關聯之一第一閘單元及一第二閘單元；該第一閘單元具有至少一閘線分別對應於不同列之該些偵測單元，該第二閘單元具有至少一閘線分別對應於不同列之該些像素電極。
12. 如請求項11所述之光學裝置，其中該複數個偵測單元及複數個像素電極分別經由一偵測讀取線及一資料輸入線耦接至與該控制模組相關聯之一資料讀取單元及一資料寫入單元，該資料讀取單元經由該偵測讀取線從該些偵測單元接收該預掃描影像，該資料寫入單元從該控制模組接收該光阻擋圖案訊號且依據該光阻擋圖案訊號產生一資料訊號，該資料寫入單元經由該資料輸入線驅動該資料訊號至該些像素電極。
13. 如請求項12所述之光學裝置，其中該控制模組包含一計時單元，用於以先後順序啟動該偵測層中之該些閘線，以使得該資料讀取單元接收並傳輸該預掃描影像至該控制模組。
14. 如請求項10所述之光學裝置，進一步包含一第三基板設置於該第二基板下方，其中該第三基板與該第一基板夾合該偵測層。
15. 一種用於一光學裝置之光學掃描方法，該光學裝置包含一偵測層、一濾光層設置於該偵測層上方、以及一控制模組耦接至該偵測層及該濾光層，該方法包含：(A)在該控制模組中接收該偵測層所產生之一預掃描影像；(B)在該控制模組接收一掃描指令；以及(C)根據該掃描指令，該控制模組依據該預掃描影像控制該濾光層以選擇性允許或阻擋外部光。
16. 如請求項15所述之光學掃描方法，其中該偵測層包含至少一偵測單元分別連接至一資料讀取單元，該步驟(A)進一步包含：(a1)在該偵測單元中產生一偵測訊號； (a2)在該資料讀取單元中接收並綜合該偵測訊號；以及(a3)在該控制模組將自該資料讀取單元之該偵測訊號轉換為該預掃描影像。
17. 如請求項16所述之光學掃描方法，進一步包含重複步驟(a1)至(a3)直到該控制模組接收到該掃描指令，該步驟(C)包含該控制模組依據最新的該預掃描影像控制該濾光層以選擇性允許或阻擋外部光。
18. 如請求項15所述之光學掃描方法，進一步包含在步驟(C)之後重複步驟(A)以產生該預掃描影像為一結果掃描影像。
19. 如請求項15所述之光學掃描方法，其中該步驟(C)進一步包含：(c1)根據該預掃描影像，產生一光阻擋圖案訊號；以及(c2)傳輸該光阻擋圖案訊號至該像素電極層以控制該濾光層之顯示。