CN108229395A - 指纹识别检测电路及触控面板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种指纹识别检测电路及触控面板，属于显示技术领域。本发明的指纹识别检测电路，包括：复位单元，用于在复位信号的控制下，通过初始化电压对所述第一感光单元和每个所述第二感光单元进行复位；第一感光单元和所述第二感光单元，均用于根据所感应到的光信号，生成相应的电信号；选择单元，用于在选择信号的控制下，将所述第二感光单元的所生成的电信号传送给电流生成单元；电流生成单元，用于根据所接收到的所述电信号生成相应的漏电流；开关单元，用于在扫描信号的控制下，将所述电流生成单元输出的漏电流输出，以供指纹信息的识别。

Description

指纹识别检测电路及触控面板

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种指纹识别检测电路及触控面板。

背景技术

目前的指纹识别器件有电容式、超声波式，各有优缺点，但有个共同的缺陷是指纹识别器件感应距离短，该缺陷严重限制了指纹识别器件的结构和性能，影响了其在移动终端产品中的广泛应用。

光学式指纹识别由于使用光学方式，天然具有长距离可感应的优势，但由于光学式的指纹识别器件由于高分辨率的要求，只能做的很小，又因为信号量通常与指纹识别器件的面积成正比，那么其信号量也会变得相当微弱；因此在进行指纹信号检测时，通常使用主动式检测电路来提高信噪比。但是主动式检测电路，由于至少含有三个或者以上的薄膜晶体管(TFT)，因此在面对高高分辨率(PPI)的屏幕时，会遇到占有背板空间过大无法集成的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种有效提高分辨率的指纹识别检测电路及触控面板。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种指纹识别检测电路，包括：复位单元、电流生成单元、开关单元、第一感光单元、至少一个第二感光单元，且至少每个第二感光单元分别通过与各自对应的选择单元与所述电流生成单元连接；其中，

所述复位单元，用于在复位信号的控制下，通过初始化电压对所述第一感光单元和每个所述第二感光单元进行复位；

所述第一感光单元和所述第二感光单元，均用于根据所感应到的光信号，生成相应的电信号；

所述选择单元，用于在选择信号的控制下，将所述第二感光单元的所生成的电信号传送给电流生成单元；

所述电流生成单元，用于根据所接收到的所述电信号生成相应的漏电流；

所述开关单元，用于在扫描信号的控制下，将所述电流生成单元输出的漏电流输出，以供指纹信息的识别。

优选的是，所述开关单元包括开关晶体管；其中，

所述开关晶体管的第一极连接所述电流生成单元，第二极连接读取线，控制极连接扫描线。

优选的是，所述第一感光单元也通过所述选择单元与所述电流生成单元。

优选的是，所述复位单元包括复位晶体管；其中，

所述复位晶体管的第一极连接初始化信号端，第二极连接所述选择单元和所述第一感光单元，以及所述电流生成单元，控制极连接所述复位信号端。

优选的是，所述电流生成单元包括跟随晶体管；其中，

所述跟随晶体管的第一极连接电源电压端，第二极连接所述开关单元，控制极连接所述选择单元和所述第一感光单元，以及所述复位单元。

优选的是，所述选择单元包括：选择晶体管；其中，

所述选择晶体管的第一极连接所述复位单元和所述电流生成单元，第二极连接与各自对应的第二感光单元，控制极连接选择控制线。

优选的是，所述第一感光单元和所述第二感光单元均包括感光二极管，且这二者中的感光二极管结构完全相同。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种触控面板，其包括上述的指纹识别检测电路。

优选的是，所述触控面板包括多个像素单元；其中，所述指纹识别检测电路中的第一感光单元和各个第二感光单元分别位于不同的像素单元中。

优选的是，所述指纹识别检测电路呈阵列排布；其中位于同一列的所述指纹识别检测电路中的开关单元连接同一条读取线。

本发明具有如下有益效果：

由于在本发明的指纹识别检测电路中，其包括第一感光单元和至少一个第二感光单元，即包括个多个感光单元，且多个感光单元共用复位单元、电流生成单元、开关单元，因此，该指纹检测电路可以测量多个感光单元所感应的光信号，以实现指纹识别，从而使得将该指纹识别检测电路形成在触控面板中时，大大节省空间，进而使得触控面板可以实现高分辨率的设计。

附图说明

图1-3为本发明的实施例1的指纹识别检测电路的示意图；

图4为本发明的实施例1的指纹识别检测电路的工作时序图；

其中附图标记为：1、开关单元；2、复位单元；3、电流生成单元；4、第一感光单元；5、第二感光单元；6、选择单元。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例中的所采用的晶体管可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性的相同器件，由于采用的晶体管的源极和漏极在一定条件下是可以互换的，所以其源极、漏极从连接关系的描述上是没有区别的。在本发明实施例中，为区分晶体管的源极和漏极，将其中一极称为第一极，另一极称为第二极，栅极称为控制极。此外按照晶体管的特性区分可以将晶体管分为N型和P型，以下实施例中是以晶体管为N型晶体管进行说明的。当采用N型晶体管时，第一极为N型晶体管的源极，第二极为N型晶体管的漏极，栅极输入高电平时，源漏极导通，N型相反。可以想到的是采用晶体管为P型晶体管实现是本领域技术人员可以在没有付出创造性劳动前提下轻易想到的，因此也是在本发明实施例的保护范围内的。

实施例1：

结合图1-3所示，本实施例提供一种指纹识别检测电路，复位单元2、电流生成单元3、开关单元1、第一感光单元4、至少一个第二感光单元5，且至少每个第二感光单元5分别通过与各自对应的选择单元6与电流生成单元3连接；其中，复位单元2用于在复位信号的控制下，通过初始化电压对第一感光单元4和每个第二感光单元5进行复位；第一感光单元4和第二感光单元5均用于根据所感应到的光信号，生成相应的电信号；选择单元6用于在选择信号的控制下，将第二感光单元5的所生成的电信号传送给电流生成单元3；电流生成单元3用于根据所接收到的电信号生成相应的漏电流；开关单元1用于在扫描信号的控制下，将电流生成单元3输出的漏电流输出，以供指纹信息的识别。

在此需要说明的是，本实施例中的第一感光单元4和第二感光单元5仅仅是名字存在差异，实际上这两个感光单元的结构是完全相同，而采用第一感光单元4和第二感光单元5也只是为了更好的理解本发明的发明意图。

由于在本实施例的指纹识别检测电路中，其包括第一感光单元4和至少一个第二感光单元5，即包括个多个感光单元，且多个感光单元共用复位单元2、电流生成单元3、开关单元1，因此，该指纹检测电路可以测量多个感光单元所感应的光信号，以实现指纹识别，从而使得将该指纹识别检测电路形成在触控面板中时，大大节省空间，进而使得触控面板可以实现高分辨率的设计。

以下为了更清楚本发明的发明意图，以该指纹识别检测电路包括一个第一感光单元4和第二感光单元5为例进行说明。

如图1所述，该指纹识别检测电路包括一个复位单元2、电流生成单元3、开关单元1、第一感光单元4、一个第二感光单元5、一个选择单元6。该指纹识别检测电路的工作过程具体包括如下过程：

重置阶段：给复位信号端Reset输入复位信号，给选择控制线输入选择信号，此时，复位单元2和选择单元6均被选通，初始化信号通过复位单元2输出给第一感光单元4和第二感光单元5，以完成对第一感光单元4和第二感光单元5的重置。

电荷积累阶段：在光照条件下，此时第一感光单元4和第二感光单元5根据所感应到的光信号，生成相应的电信号(电荷)。

第一感光单元信号采集阶段：给扫描线Gate输入工作电平信号，开关单元1打开，电流生成单元3用于根据所接收到的第一感光单元4所生成的电信号，生成相应的电流信号，并通过开关单元1输出给读取线，以确定相应的指纹信息。

第二感光单元信号采集阶段：扫描线Gate持续输入工作电平信号，开关单元1继续保持打开，同时给选择信号线输入选择信号，以使选择单元6打开，这样以来，第二感光单元5和第一感光单元4所生成的电信号均能够传送给电流生成单元3，以使电流生成单元3生成相应的漏电流，并通过开关单元1输出给读取线，以确定相应的指纹信息。

其中，在第二感光单元信号采集阶段，读取线所输出的是第一感光单元4和第二感光单元5所感应的光信号所生成的电信号，传送给电流生成单元3生成的电流信号所对应的电压信号，因此，对于第二感光单元5所感应生成电信号对应的指纹是信息，可以通过控制单元计算获取，具体的，以第一感光单元4和第二感光单元5均为感光二极管为例，由于二者尺寸结构是相同的，所以这两者的积分电容C是相同的，第一感光单元4和第二感光单元5受光照产生的电荷量分别为Q1和Q2，第一感光单元4生成的电压信号(G电位)为Vo1，第二感光单元5被储藏的电压为Vo2；读取线在第二感光单元5信号采集阶段读取的电压为Vout。

因此有：Q1＝C Vo1；Q2＝C Vo2。

读取线在第二感光单元5信号采集阶段读取的电压为Vout，因此有：Q1+Q2＝(C+C)Vout；

整理得到：Vo2＝2Vout-Vo1。

从以上公式即可以反推出，在第二感光单元5所感测得到的信号量Vo2；因此可以实现第一感光单元4和第二感光单元5的光敏信号量的检测，进而得到第一感光单元4和第二感光单元5所对应的指纹信息。

在本实施例中，优选的还可以在第一感光单元4和电流生成单元3之间设置一个选择单元6，这样以来，可以在第二感光单元5信号采集阶段，控制与第一感光单元4连接的选择单元6关断，此时，读取线所读取的信息则是第二感光单元5的光敏信号量的检测，以即可以直接获取第二感光单元5所对应的指纹信息。

结合图1所示，作为本实施例中的一种优选的指纹识别检测电路的实现方式，该指纹识别检测电路中的复位单元2采用复位晶体管Mrst，开关单元1采用开光晶体管，电流生成单元3采用跟随晶体管Msf，选择单元6采用选择晶体管Mt，第一感光单元4为第一感光二极管PIN1，第二感光单元5为第二感光二极管PIN2；其中，开关晶体管Mg的第一极连接跟随晶体管Msf的第二极，第二极连接读取线，控制极连接扫描线Gate；复位晶体管Mrst的第一极连接初始化信号端Vret，第二极连接选择晶体管Mt的第一极和第一感光二极管PIN1的第二极，以及跟随晶体管Msf的控制极，控制极连接复位信号端Reset，其中，复位晶体管Mrst的第二极与选择晶体管Mt的第一极和第一感光二极管PIN1的第二极，以及跟随晶体管Msf的控制极的连接节点为节点G。跟随晶体管Msf的第一极连接电源电压端，第二极开关晶体管Mg的第一极，控制极连接节点G；选择晶体管Mt的第一极连接节点G，第二极连接与第二感光二极管PIN2的第二极，控制极连接选择控制线；第一感光二极管PIN1和第二感光二极管PIN2的第一极均连接参考电位VB。

为了更清楚该指纹识别检测电路，结合图4所示，以及下述方法进行具体说明。

重置阶段(T1)：给复位信号端Reset输入复位信号，给选择控制线输入选择信号，此时，复位晶体管Mrst和选择晶体管Mt均被选通，初始化信号通过复位晶体管Mrst输出给第一感光二极管PIN1和第二感光二极管PIN2，以完成对第一感光二极管PIN1和第二感光二极管PIN2的重置(也即，对节点G重置)。

电荷积累阶段(T2)：在光照条件下，此时第一感光二极管PIN1和第二感光二极管PIN2根据所感应到的光信号，生成相应的电信号(电荷)。

第一感光二极管信号采集阶段(T3)：给扫描线Gate输入工作电平信号，开关晶体管Mg打开，跟随晶体管Msf用于根据所接收到的第一感光二极管PIN1所生成的电信号，生成相应的电流信号，并通过开关晶体管Mg输出给读取线，以确定相应的指纹信息(也即，第一感光二极管PIN1所感应的光敏信号对应的指纹信息)。

第二感光二极管信号采集阶段(T4)：扫描线Gate持续输入工作电平信号，开关晶体管Mg继续保持打开，同时给选择信号线输入选择信号，以使选择晶体管Mt打开，这样以来，第二感光二极管PIN2和第一感光二极管PIN1所生成的电信号均能够传送给跟随晶体管Msf，以使跟随晶体管Msf元生成相应的漏电流，并通过开关晶体管Mg输出给读取线，以确定相应的指纹信息。

其中，在第二感光二极管PIN2信号采集阶段，读取线所输出的是第一感光二极管PIN1和第二感光二极管PIN2所感应的光信号所生成的电信号，传送给跟随晶体管Msf生成的电流信号所对应的电压信号，因此，对于第二感光单元5所感应生成电信号对应的指纹是信息，可以通过控制单元计算获取，具体的，由于第一感光二极管PIN1和第二感光二极管PIN2二者尺寸结构是相同的，所以这两者的积分电容C是相同的，第一感光二极管PIN1和第二感光二极管PIN2受光照产生的电荷量分别为Q1和Q2，第一感光二极管PIN1生成的电压信号(G电位)为Vo1，第二感光二极管PIN2被储藏的电压为Vo2；读取线在第二感光二极管PIN2信号采集阶段读取的电压为Vout。

因此有：Q1＝C Vo1；Q2＝C Vo2。

读取线在第二感光二极管PIN2信号采集阶段读取的电压为Vout，因此有：Q1+Q2＝(C+C)Vout；

整理得到：Vo2＝2Vout-Vo1。

从以上公式即可以反推出，在第二感光二极管PIN2所感测得到的信号量Vo2；因此可以实现第一感光二极管PIN1和第二感光二极管PIN2的光敏信号量的检测，进而得到第一感光二极管PIN1和第二感光二极管PIN2所对应的指纹信息。

其中，优选的还可以在第一感光二极管PIN1的第二极和跟随晶体管Msf的控制极之间设置一个选择晶体管Mt，这样以来，可以在第二感光二极管PIN2信号采集阶段，控制与第一感光二极管PIN1连接的选择晶体管Mt关断，此时，读取线所读取的信息则是第二感光二极管PIN2的光敏信号量的检测，以即可以直接获取第二感光二极管PIN2所对应的指纹信息。

在此需要说明的是，以上均是以指纹识别检测电路一个第二感光单元5为例进行说明的，当然也可以使如图3所示，指纹识别检测电路中设置多个第二感光单元5，工作原理与上述原理相同，故在此不再详细描述。

实施例2：

本实施例提供一种触控面板，该触控面板包括实施例1中的指纹识别检测电路，即每个指纹识别检测电路包括第一感光单元4和至少一个第二感光单元5，即包括个多个感光单元，且多个感光单元共用复位单元2、电流生成单元3、开关单元1，因此，该指纹检测电路可以测量多个感光单元所感应的光信号，以实现指纹识别，从而使得将该指纹识别检测电路形成在触控面板中时，大大节省空间，进而使得触控面板可以实现高分辨率的设计。

其中，该触控面板包括多个像素单元；其中，每个指纹识别检测电路中的第一感光单元4和各个第二感光单元5分别位于不同的像素单元中。当然，与每个第二感光单元5连接和与其连接的选择单元6是位于同一个像素单元中的。这样以来，有利于实现触控面板的全屏指纹识别，当然，也有利于提高触控面板的显示均一性。

进一步的，指纹识别检测电路呈阵列排布；其中位于同一列的所述指纹识别检测电路中的开关单元1连接同一条读取线，这样以来，可以优化触控面板的布线。

其中，本实施例的触控面板可以为液晶面板、OLED面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种指纹识别检测电路，其特征在于，包括：复位单元、电流生成单元、开关单元、第一感光单元、至少一个第二感光单元，且至少每个第二感光单元分别通过与各自对应的选择单元与所述电流生成单元连接；其中，

所述复位单元，用于在复位信号的控制下，通过初始化电压对所述第一感光单元和每个所述第二感光单元进行复位；

所述第一感光单元和所述第二感光单元，均用于根据所感应到的光信号，生成相应的电信号；

所述选择单元，用于在选择信号的控制下，将所述第二感光单元的所生成的电信号传送给电流生成单元；

所述电流生成单元，用于根据所接收到的所述电信号生成相应的漏电流；

所述开关单元，用于在扫描信号的控制下，将所述电流生成单元输出的漏电流输出，以供指纹信息的识别。

2.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述开关单元包括开关晶体管；其中，

所述开关晶体管的第一极连接所述电流生成单元，第二极连接读取线，控制极连接扫描线。

3.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述第一感光单元也通过所述选择单元与所述电流生成单元。

4.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述复位单元包括复位晶体管；其中，

所述复位晶体管的第一极连接初始化信号端，第二极连接所述选择单元和所述第一感光单元，以及所述电流生成单元，控制极连接所述复位信号端。

5.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述电流生成单元包括跟随晶体管；其中，

所述跟随晶体管的第一极连接电源电压端，第二极连接所述开关单元，控制极连接所述选择单元和所述第一感光单元，以及所述复位单元。

6.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述选择单元包括：选择晶体管；其中，

所述选择晶体管的第一极连接所述复位单元和所述电流生成单元，第二极连接与各自对应的第二感光单元，控制极连接选择控制线。

7.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述第一感光单元和所述第二感光单元均包括感光二极管，且这二者中的感光二极管结构完全相同。

8.一种触控面板，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的指纹识别检测电路。

9.根据权利要求8所述的触控面板，其特征在于，所述触控面板包括多个像素单元；其中，所述指纹识别检测电路中的第一感光单元和各个第二感光单元分别位于不同的像素单元中。

10.根据权利要求8所述的触控面板，其特征在于，所述指纹识别检测电路呈阵列排布；其中位于同一列的所述指纹识别检测电路中的开关单元连接同一条读取线。