CN108304803A - 光检测电路、光检测方法和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光检测电路、光检测方法和显示装置。所述光检测电路包括重置单元、光电转换单元、电压跟随单元、选择单元和光波动检测单元；光波动检测单元的控制端与光波动检测控制端连接；所述光波动检测单元的第一端与所述光电节点连接，所述光波动检测单元的第二端与所述电压跟随单元的输入端连接，所述电压跟随单元的输出端与所述跟随节点连接；当光波动检测单元断开时，流过光波动检测单元的漏电流随着光波动检测单元接收到的光的亮度变化而变化；所述输出节点的电压用于判断光电转换单元接受到的光的亮度以及判断所述光的亮度是否存在波动。本发明能准确判断指纹谷脊。

Description

光检测电路、光检测方法和显示装置
技术领域
本发明涉及光检测技术领域，尤其涉及一种光检测电路、光检测方法和显示装置。
背景技术
现有的APS(Active Pixel Sensor，主动式像素检测)电路用于检测光源发出的光信号。然而光源发出的光的亮度可能是会有波动(存在噪声)的，例如LCM(Liquid CrystalModule，液晶显示模组)的背光光源利用电流驱动LED(发光二极管)生成光，就可能因为电流噪声而产生微弱的光变化，因此被灵敏的光检测电路检测到，产生噪声。
光学指纹识别技术主要利用光的折射和反射原理，当手指按压显示装置的触摸屏的表面时，显示装置的内置光源照射到手指的凹凸不平的线纹(也即谷或脊)上，由于光线在线纹上的凹点和凸点处折射的角度及反射回去的光线强度不同，其投射在光敏传感器上会产生不同电流，通过检测电流而识别出指纹中谷的位置和脊的位置，从而可以获得指纹图像。然而在现有技术中，在已经检测到有手指触摸到该触摸屏时，需要进一步进行指纹识别的，由于指纹识别需要判断谷脊，而谷对应的光的亮度和脊对应的光的亮度相差比较小，则如果此时存在光源波动，则会对指纹谷脊判断产生较大影响。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光检测电路、光检测方法和显示装置，解决现有的光检测电路在已经检测到有手指触摸到该触摸屏，需要进一步进行指纹识别时，不能滤除光源发出的光的亮度本身的波动，而无法准确判断指纹谷脊的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种光检测电路，光检测电路，包括重置单元、光电转换单元、电压跟随单元、选择单元和光波动检测单元；
所述重置单元与重置控制端、重置电压端和光电节点连接；
所述光电转换单元与所述光电节点连接，用于将接收到的光信号转换为相应的电信号，所述光信号由光源输出；
所述选择单元与选择控制端、跟随节点和输出节点连接；
所述光波动检测单元的控制端与光波动检测控制端连接；
所述光波动检测单元的第一端与所述光电节点连接，所述光波动检测单元的第二端与所述电压跟随单元的输入端连接，所述电压跟随单元的输出端与所述跟随节点连接；
所述光波动检测单元用于在所述光波动检测控制端的控制下，导通或断开该光波动检测单元的第一端与该光波动检测单元的第二端之间的连接；当所述光波动检测单元断开时，流过所述光波动检测单元的漏电流随着该光波动检测单元接收到的光的亮度变化而变化；
所述输出节点的电压用于判断所述光电转换单元接受到的光的亮度以及判断所述光的亮度是否存在波动。
实施时，所述光检测电路还包括光电检测单元和光波动判断单元；
所述光电检测单元与所述输出节点连接，用于检测所述输出节点的电压；
所述光波动判断单元与所述光电检测单元连接，用于根据所述输出节点的电压判断所述光的亮度是否存在波动。
实施时，所述光波动检测单元包括光波动检测晶体管；所述光波动检测晶体管的栅极为所述光波动检测单元的控制端；
所述光波动检测晶体管的第一极与所述电压跟随单元的输入端连接，所述光波动检测晶体管的第二极与所述光电节点连接；
所述光波动检测晶体管的漏电流随着该光波动检测晶体管接收到的光的亮度变化而变化。
实施时，所述光波动判断单元还用于根据判断到的所述光的亮度是否存在波动的结果，输出相应的波动指示信号；
所述光检测电路还包括：光信号处理单元，与所述光波动判断单元和所述光电检测单元连接，用于根据所述波动指示信号对所述光电检测单元检测到的所述输出节点的电压进行处理，并根据处理后得到的电压得到相应的光的亮度。
实施时，所述光电检测单元包括：电压采集模块，与所述输出节点连接，用于采集输出电压；所述输出电压为所述输出节点的电压；或者，
所述光电检测单元包括：
电压放大模块，与所述输出节点连接，用于放大所述输出节点的电压，得到放大输出电压；以及，
电压采集模块，与所述电压放大模块连接，用于采集所述放大输出电压。
实施时，所述电压跟随单元包括源跟随晶体管和电流源；
所述源跟随晶体管的栅极为所述电压跟随单元的输入端；
所述源跟随晶体管的第一极为所述电压跟随单元的输出端；
所述源跟随晶体管的第二极与高电压输入端连接；
所述电流源的第一端与所述输出节点连接，所述电流源的第二端与低电压输入端连接，所述电流源用于提供由所述输出节点流至所述低电压输入端的偏置电流。
实施时，所述重置单元包括：重置晶体管，栅极与所述重置控制端连接，第一极与所述重置电压端连接，第二极与所述光电节点连接；
所述光电转换单元包括：光电二极管，阳极与光电电压端连接，阴极与所述光电节点连接；所述光电二极管处于反向偏置状态；
所述选择单元包括：选择晶体管，栅极与所述选择控制端连接，第一极与所述跟随节点连接，第二极与所述输出节点连接。
实施时，所述光检测电路还包括一个或多个光遮挡层，所述光遮挡层用于使所述重置晶体管、所述源跟随晶体管和所述选择晶体管不被光照。
本发明提供一种光检测方法，应用于上述的光检测电路，所述光检测方法包括：在一检测周期，
在重置时间段，重置单元在重置控制端的控制下控制导通重置电压端与光电节点之间的连接，光波动检测单元在光波动检测控制端的控制下导通所述光电节点与所述电压跟随单元的输入端之间的连接，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接；
在第一采集时间段，重置单元在重置控制端的控制下控制断开重置电压端与光电节点之间的连接，光波动检测单元在光波动检测控制端的控制下断开所述光电节点与所述电压跟随单元的输入端之间的连接，电压跟随单元的输出端的电压的变化跟随该电压跟随单元的输入端的变化，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接；
在检测间隔时间段，选择单元在选择控制端的控制下控制断开跟随节点与输出节点之间的连接；
在第二采集时间段，电压跟随单元的输出端的电压的变化跟随该电压跟随单元的输入端的变化，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接。
实施时，所述光检测电路还包括光电检测单元和光波动判断单元；所述光检测方法还包括：
在所述第一采集时间段，光电检测单元检测所述输出节点的电压，该电压为第一输出电压；
在所述第二采集时间段，光电检测单元检测所述输出节点的电压，该电压为第二输出电压，光波动判断单元根据所述第二输出电压与所述第一输出电压之间的电压差值判断光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动，并输出相应的波动指示信号。
实施时，所述光波动判断单元根据所述第二输出电压与所述第一输出电压之间的电压差值判断光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动，并输出相应的波动指示信号步骤包括：
当所述光波动判断单元判断到该电压差值在预定电压差值范围内时，所述光波动判断单元输出第一波动指示信号；
当所述光波动判断单元判断到该电压差值不在该预定电压差值范围内时，所述光波动判断单元输出第二波动指示信号。
实施时，一所述检测周期在所述第二采集时间段之后还设置有第三采集时间段；所述光检测电路包括光信号处理单元；所述光检测方法还包括：
在所述第三采集时间段，所述光波动检测单元在光波动检测控制端的控制下导通所述光电节点与所述电压跟随单元的输入端之间的连接，电压跟随单元的输出端的电压的变化跟随该电压跟随单元的输入端的变化，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接，光电检测单元检测所述输出节点的电压，该电压为第三输出电压；
当所述光波动判断单元输出第一波动指示信号时，所述光信号处理单元根据该第三输出电压与所述第一输出电压之间的电压差值得到相应的光的亮度；
当所述光波动判断单元输出第二波动指示信号时，所述光信号处理单元对该电压差值进行滤波加权，得到加权电压差值，并根据所述加权电压差值得到相应的光的亮度。
本发明还提供了一种显示装置，包括光源和上述的光检测电路；
所述光检测电路包括的光电转换单元用于将接收到的光信号转换为相应的电信号。
与现有技术相比，本发明所述的光检测电路、光检测方法和显示装置能够已经检测到有手指触摸到该触摸屏，需要进一步进行指纹识别时，滤除光源发出的光的亮度本身的波动，从而准确判断指纹谷脊。
附图说明
图1是本发明实施例所述的光检测电路的结构图；
图2是本发明另一实施例所述的光检测电路的结构图；
图3是本发明如图2、图4所示的光检测电路的实施例的工作时序图；
图4是本发明所述的光检测电路的一具体实施例的电路图。
具体实施方式
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。
本发明所有实施例中采用的晶体管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。在本发明实施例中，为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中一极称为第一极，另一极称为第二极。在实际操作时，所述第一极可以为漏极，所述第二极可以为源极；或者，所述第一极可以为源极，所述第二极可以为漏极。
本发明实施例所述的光检测电路光检测电路包括重置单元、光电转换单元、电压跟随单元、选择单元和光波动检测单元；
所述重置单元与重置控制端、重置电压端和光电节点连接；
所述光电转换单元与所述光电节点连接，用于将接收到的光信号转换为相应的电信号，所述光信号由光源输出；
所述选择单元与选择控制端、跟随节点和输出节点连接；
所述光波动检测单元的控制端与光波动检测控制端连接；
所述光波动检测单元的第一端与所述光电节点连接，所述光波动检测单元的第二端与所述电压跟随单元的输入端连接，所述电压跟随单元的输出端与所述跟随节点连接；
所述光波动检测单元用于在所述光波动检测控制端的控制下，导通或断开该光波动检测单元的第一端与该光波动检测单元的第二端之间的连接；当所述光波动检测单元断开时，流过所述光波动检测单元的漏电流随着该光波动检测单元接收到的光的亮度变化而变化；所述输出节点的电压用于判断所述光电转换单元接受到的光的亮度以及判断所述光的亮度是否存在波动。
由于本发明实施例所述的光检测电路增加了光波动检测单元，光波动检测单元受光照而漏电流改变(当所述光波动检测单元包括光波动检测晶体管时，所述光波动检测晶体管的漏电流随着其接收到的光的亮度变化而变化)，从而导致输出节点的电压改变，可以根据该输出节点的电压检测所述光源输出的光的亮度是否发生较大的波动。
具体的,本发明实施例所述的光检测电路还可以包括光电检测单元和光波动判断单元；
所述光电检测单元与所述输出节点连接，用于检测所述输出节点的电压；
所述光波动判断单元与所述光电检测单元连接，用于根据所述输出节点的电压判断所述光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动。
本发明实施例所述的光检测电路通过光电检测单元检测所述输出节点的电压，光波动判断单元可以根据该输出节点的电压检测所述光电转换单元接受到的光的亮度是否发生较大的波动。
在实际操作时，所述光波动检测单元可以包括光波动检测晶体管；所述光波动检测晶体管的栅极为所述光波动检测单元的控制端；
所述光波动检测晶体管的第一极与所述电压跟随单元的输入端连接，所述光波动检测晶体管的第二极与所述光电节点连接；
所述光波动检测晶体管的漏电流随着该光波动检测晶体管接收到的光的亮度变化而变化。
在实际操作时，所述光波动检测晶体管的阈值电压也随着该光波动检测晶体管接收到的光的亮度变化而变化。
在具体实施时，所述光波动检测晶体管与所述光源之间不设置光遮挡层。
光波动检测晶体管与光源之间不设有光遮挡层，从而光波动检测晶体管的漏电流和光波动检测晶体管的阈值电压会随着该光波动检测晶体管接收到的光的亮度而改变。
一般情况下，当所述光波动检测晶体管为n型晶体管时，当所述光波动检测晶体管接收到的光的亮度变大时，该光波动检测晶体管的漏电流也变大；当所述光波动检测晶体管接收到的光的亮度变小时，该光波动检测晶体管的漏电流也变小。
在实际操作时，当所述光波动检测晶体管为p型晶体管时，当所述光波动检测晶体管接收到的光的亮度变大时，该光波动检测晶体管的漏电流也变大；当所述光波动检测晶体管接收到的光的亮度变小时，该光波动检测晶体管的漏电流也变小。
在本发明下面的实施例中，以光波动检测晶体管为n型晶体管举例说明，但是在实际操作时，所述光波动检测晶体管也可以为p型晶体管，在此对光波动晶体管的类型不作限定。
所述光波动判断单元还用于根据判断到的所述光的亮度是否存在波动的结果，输出相应的波动指示信号；
所述光检测电路还包括：光信号处理单元，与所述光波动判断单元和所述光电检测单元连接，用于根据所述波动指示信号对所述光电检测单元检测到的所述输出节点的电压进行处理，并根据处理后得到的电压得到相应的光的亮度。
根据一种具体实施方式，所述光电检测单元可以包括：电压采集模块，与所述输出节点连接，用于采集输出电压；所述输出电压为所述输出节点的电压；
根据另一种具体实施方式，在优选情况下，所述光电检测单元可以包括：
电压放大模块，与所述输出节点连接，用于放大所述输出节点的电压，得到放大输出电压；以及，
电压采集模块，与所述电压放大模块连接，用于采集所述放大输出电压。
在实际操作时，所述光电检测单元可以仅包括电压采集模块，该电压采集模块可以直接采集所述输出节点的电压；或者，优选的，所述光电检测单元还可以包括电压放大模块和电压采集模块，通过电压放大模块先放大所述输出节点的电压，得到放大输出电压，再通过所述电压采集模块采集所述放大输出电压。
根据一种具体实施方式，所述电压跟随单元可以包括源跟随晶体管和电流源；
所述源跟随晶体管的栅极为所述电压跟随单元的输入端；
所述源跟随晶体管的第一极为所述电压跟随单元的输出端；
所述源跟随晶体管的第二极与高电压输入端连接；
所述电流源的第一端与所述输出节点连接，所述电流源的第二端与低电压输入端连接，所述电流源用于提供由所述输出节点流至所述低电压输入端的偏置电流。
根据一种具体实施方式，所述重置单元可以包括：重置晶体管，栅极与所述重置控制端连接，第一极与所述重置电压端连接，第二极与所述光电节点连接；
所述光电转换单元可以包括：光电二极管，阳极与光电电压端连接，阴极与所述光电节点连接；所述光电二极管处于反向偏置状态；
根据一种具体实施方式，所述选择单元可以包括：选择晶体管，栅极与所述选择控制端连接，第一极与所述跟随节点连接，第二极与所述输出节点连接。
在实际操作时，所述光检测电路还包括一个或多个光遮挡层，所述光遮挡层用于使所述重置晶体管、所述源跟随晶体管和所述选择晶体管不被光照。
在具体实施时，所述重置晶体管与光源之间可以设置有第一光遮挡层，以使得重置晶体管的漏电流和所述重置晶体管的阈值电压不受到该重置晶体管接收到的光的亮度的影响；
所述源跟随晶体管与所述光源之间可以设置有第二光遮挡层，以使得所述源跟随晶体管的漏电流和所述源跟随晶体管的阈值电压不受到该重置晶体管接收到的光的亮度的影响；
所述选择晶体管与所述光源之间可以设置有第三光遮挡层，以使得所述选择晶体管的漏电流和所述选择晶体管的阈值电压不受到该选择晶体管接收到的光的亮度的影响。
如图1所示，本发明实施例所述的光检测电路包括重置单元11、光电转换单元12、电压跟随单元13、选择单元14、光电检测单元15、光波动检测单元16和光波动判断单元17；
所述重置单元11与重置控制端RST、重置电压端和光电节点FD连接；所述重置电压端用于输入重置电压VRST，用于在所述重置控制端RST的控制下控制所述光电节点与所述重置电压端之间导通或断开；
所述光电转换单元12与所述光电节点FD连接，用于将接收到的光信号转换为相应的电信号，所述光信号由光源(图1中未示出)输出；
所述选择单元14与选择控制端SEL、跟随节点B和输出节点A连接，用于在所述选择控制端SEL的控制下，控制所述跟随节点B和所述输出节点A之间导通或断开；
所述光电检测单元15与所述输出节点A连接，用于检测所述输出节点A的电压；
所述光波动检测单元16包括光波动检测晶体管MLIT；
所述光波动检测晶体管MLIT的栅极与光波动检测控制端LSEL连接，所述光波动检测晶体管MLIT的第一极与所述电压跟随单元13的输入端连接(在图1中，该电压跟随单元13的输入端与第一节点C连接)，所述光波动检测晶体管MLIT的第二极与所述光电节点FD连接；所述电压跟随单元13的输出端与所述跟随节点B连接；
所述电压跟随单元13的输出端的电压的变化跟随所述电压跟随单元13的输入端的电压的变化，也即，所述跟随节点B的电压的变化量等于所述电压跟随单元13的输入端的电压的变化量与所述电压跟随单元13的跟随系数sg的乘积；所述跟随系数sg的取值与所述电压跟随单元13的具体结构有关，该跟随系数sg的公式将在下面的具体实施例中介绍；
所述光波动判断单元17与所述光电检测单元15连接，用于根据所述输出节点A的电压判断光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动。
在图1所示的实施例中，MLIT为n型晶体管，但不以此为限。在实际操作时，所述光源可以为背光光源，也可以为环境光源。
在具体实施时，所述光波动判断单元17还可以用于根据判断到的所述光的亮度是否存在波动的结果，输出相应的波动指示信号；
如图2所示，在图1所示的光检测电路的实施例的基础上，所述光检测电路还可以包括：光信号处理单元18，与所述光波动判断单元17和所述光电检测单元15连接，用于根据所述波动指示信号对所述光电检测单元15检测到的所述输出节点A的电压进行处理，并根据处理后得到的电压得到相应的光的亮度。
在实际操作时，所述光检测电路还可以包括光信号处理单元，根据光波动判断单元判断到的光波动结果得到光源输出的光的实际的光的亮度(去除了光波动噪声)。
如图3所示，本发明如图2所示的光检测电路在工作时，在一检测周期，
在重置时间段(所述重置时间段为从第一时刻t1至第二时刻t2之间的时间段)，重置单元11在重置控制端RST的控制下控制导通重置电压端与光电节点FD之间的连接，光波动检测单元16包括的光波动检测晶体管MLIT打开，以在光波动检测控制端LSET的控制下控制导通该光波动检测晶体管MLIT的第一极与该光波动检测晶体管MLIT的第二极之间的连接，选择单元14在选择控制端SEL的控制下控制导通跟随节点B与输出节点A之间的连接，此时FD的电压和所述电压跟随单元13的输入端的电压都被重置为VRST；
在第一采集时间段(所述第一采集时间段为从第二时刻t2至第三时刻t3之间的时间段)，重置单元11在重置控制端RST的控制下控制断开重置电压端与光电节点FD之间的连接，光波动检测单元16包括的光波动检测晶体管MLIT关断，以在光波动检测控制端LSEL的控制下控制断开该光波动检测晶体管MLIT的第一极与该光波动检测晶体管MLIT的第二极之间的连接，电压跟随单元13的输出端的电压的变化(即跟随节点B的电压)跟随该电压跟随单元13的输入端的电压的变化(所述跟随节点B的电压的变化量等于所述电压跟随单元的输入端的电压的变化量与跟随系数sg的乘积；所述跟随系数sg的取值与所述电压跟随单元13的具体结构有关，该跟随系数sg的公式将在下面的具体实施例中介绍)，选择单元14在选择控制端SEL的控制下控制导通跟随节点B与输出节点A之间的连接，则此时所述输出节点A的电压等于所述跟随节点B的电压，光电检测单元15在第一采集时间段内任意时刻检测到的所述输出节点A的电压为第一输出电压Vout1；
在检测间隔时间段(所述检测间隔时间段为从第三时刻t3至第四时刻t4之间的时间段)，重置单元11在重置控制端RST的控制下控制断开重置电压端与光电节点FD之间的连接，选择单元14在选择控制端SEL的控制下控制断开跟随节点B与输出节点A之间的连接，此时光电转换单元12由光信号转换得到的电信号在光电节点FD进行电荷累积(integration)，LSEL控制MLIT关断，则此时累积于光电节点FD的光电荷不能传送至所述电压跟随单元13的输入端，而仅有MLIT的漏电流累积到所述电压跟随单元13的输入端，而MLIT的漏电流随着其接收到的光的亮度改变而改变；假设当下MLIT接收到的光的亮度稳定，则MLIT的漏电流大小固定，则经过预定时间t0对应的电压跟随单元13的输入端的电压应在预定电压范围内；而如果当下的光的亮度存在波动，则经过预定时间t0对应的电压跟随单元13的输入端的电压就会不在预定电压范围内；假设当MLIT接收到的光的亮度稳定时，MLIT的漏电流的电流值范围为大于I1而小于I2时(I1为第一电流值，I2为第二电流值，I1小于I2)，则在图2所示的光检测电路的实施例中，所述预定电压范围可以为大于(VRST-t0×I2/Cc)而小于(VRST-t0×I1/Cc)；所述检测间隔时间段持续的时间为t0，Cc为第一节点C的等效电容值；
在第二采集时间段(所述第二采集时间段为从第四时刻t4至第五时刻t5之前的时间段)，电压跟随单元13的输出端的电压的变化(也即所述跟随节点B的电压的变化)跟随该电压跟随单元13的输入端的电压的变化(所述跟随节点B的电压的变化量等于所述电压跟随单元13的输入端的电压的变化量与跟随系数sg的乘积；所述跟随系数sg的取值与所述电压跟随单元13的具体结构有关，该跟随系数sg的公式将在下面的具体实施例中介绍，在一般情况下，通过设置所述电压跟随单元13包括的源跟随晶体管的跨导和所述电压跟随单元包括的电流源的等效电阻值，可以使得跟随系数sg的值近似1，使得所述电压跟随单元13的输出端的电压的变化量几乎等于所述电压跟随单元13的输入端的变化量)，选择单元14在选择控制端SEL的控制下控制导通跟随节点B与输出节点A之间的连接，光电检测单元15在所述第二采集时间段内任意时刻检测到的所述输出节点A的电压为第二输出电压Vout2，光波动判断单元根据所述第二输出电压Vout2与所述第一输出电压Vout1之间的电压差值判断光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动，并输出相应的波动指示信号；当所述光波动判断单元17判断到该电压差值在预定电压差值范围内时，所述光波动判断单元输出第一波动指示信号；该第一波动指示信号指示所述光源发出的光的亮度不存在过大波动；当所述光波动判断单元17判断到该电压差值不在预定电压差值范围内时，所述光波动判断单元17输出第二波动指示信号；该第二波动指示信号指示所述光源发出的光的亮度存在过大波动；在图2所示的光检测电路的实施例中，所述预定电压差值范围可以为大于-t0×I2/Cc而小于-t0×I1/Cc；其中，t0为所述检测间隔时间段持续的时间，I1为第一电流值，I2为第二电流值，Cc为第一节点C的等效电容值；
在第三采集时间段(所述第三采集时间段为从第五时刻t5至第六时刻t6)，光波动检测单元16包括的光波动检测晶体管MLIT打开，以在光波动检测控制端LSEL的控制下控制导通该光波动检测晶体管MLIT的第一极与该光波动检测晶体管MLIT的第二极之间的连接，电压跟随单元13的输出端的电压(也即所述跟随节点B的电压)的变化跟随该电压跟随单元13的输入端的电压的变化(也即所述跟随节点B的电压的变化量等于所述电压跟随单元13的输入端的电压的变化量与跟随系数sg的乘积；所述跟随系数sg的取值与所述电压跟随单元13的具体结构有关，该跟随系数sg的公式将在下面的具体实施例中介绍；在一般情况下，通过设置所述电压跟随单元13包括的源跟随晶体管的跨导和所述电压跟随单元包括的电流源的等效电阻值，可以使得跟随系数sg的值近似1，使得所述电压跟随单元13的输出端的电压的变化量几乎等于所述电压跟随单元13的输入端的变化量)，选择单元14在选择控制端SEL的控制下控制导通跟随节点B与输出节点A之间的连接，光电检测单元15在所述第三采集时间段内任意时刻检测所述输出节点A的电压，该电压为第三输出电压Vout3；当所述光波动判断单元17输出第一波动指示信号时，说明光源发出的光的亮度不存在过大波动，所述光信号处理单元18可以直接根据该第三输出电压Vout3与所述第一输出电压Vout1之间的电压差值得到相应的光的亮度；当所述光波动判断单元输出第二波动指示信号时，说明所述光源发出的光的亮度的波动过大，所述光信号处理单元18对该电压差值进行滤波加权，以得到加权电压差值，并根据所述加权电压差值得到相应的光的亮度。具体的，所述光信号处理单元18可以根据Vout2与Vout1之间的电压差值确定是否启动滤波加权。
本发明实施例所述的光检测电路应用于的一种场景如下：在已经检测到有手指触摸到该光检测电路(由于一个检测周期(所述检测周期也即图3中的Td)持续的时间非常短，一般从检测到有手指触摸到检测指纹，进而判断指纹谷脊的时间会持续多个检测周期)，也即在所述光电转换单元12接收到的光的亮度比未有手指触摸到该光检测电路时所述光电转换单元12接收的光的亮度小很多的时候，从而已经确定存在触摸的情况下，进一步需要进行指纹识别时，由于指纹识别需要判断谷脊，而谷对应的光的亮度和脊对应的光的亮度相差比较小，则如果此时存在背光光源波动，则会对指纹谷脊判断产生较大影响。则在该场景下，当已经知晓该光检测电路被手指覆盖时，则会得知假设光电转换单元接受到的光的亮度不存在波动时，该光检测电路包括的光波动检测晶体管MLIT接收到的光的亮度大小，从而也会知道假设该光的亮度不存在波动时MLIT的漏电流的大小。
在本发明如图2所示的光检测电路的实施例的基础上，如图4所示，在本发明所述的光检测电路的一具体实施例中，
所述重置单元11包括：重置晶体管MRST，栅极与所述重置控制端RST连接，第一极与所述重置电压端连接，第二极与所述光电节点FD连接；所述重置电压端用于输入重置电压VRST；
所述光电转换单元12包括：光电二极管PD，所述光电二极管PD的阳极与光电电压端连接，所述光电二极管PD的阴极与所述光电节点FD连接；所述光电二极管PD处于反向偏置状态；所述光电电压端用于输入光电电压VR；
所述电压跟随单元13包括源跟随晶体管MSF和电流源IS；
所述源跟随晶体管MSF的栅极为所述电压跟随单元13的输入端；
所述源跟随晶体管MSF的第一极为所述电压跟随单元13的输出端；(在实际操作时，MSF的第一极可以为MSF的源极，MSF需要工作在饱和区才能实现源极电压的变化跟随栅极电压的变化)；
所述源跟随晶体管MSF的第二极与高电压输入端连接，在本实施例中，所述高电压输入端用于输入高电压VDD；
所述电流源IS的第一端与所述输出节点A连接，所述电流源IS的第二端与低电压输入端连接，所述电流源IS用于提供由所述输出节点A流至所述低电压输入端的偏置电流；所述偏置电流用于供所述源跟随晶体管MSF工作使用；所述低电压输入端用于输入低电压VSS；
所述选择单元14包括：选择晶体管MSEL，栅极与所述选择控制端SEL连接，第一极与所述跟随节点B连接，第二极与所述输出节点A连接；
所述光电检测单元15包括电压放大器Amp和电压采集模块150；
所述电压放大器Amp的输入端与所述输出节点A连接；
所述电压放大器Amp用于放大所述输出节点A的电压，得到放大输出电压；
所述电压采集模块151与所述电压放大器Amp的输出端连接，用于采集所述放大输出电压。
在图4所示的光检测电路的具体实施例中，所述电压放大器Amp的放大倍数为Ua。
在图4所示的光检测电路的具体实施例中，当MSF处于饱和状态时，
ΔVs＝(gm×Ro)×ΔVg/(1+gm×Ro)；
其中，Ro为电流源IS的等效电阻值，gm为源跟随晶体管MSF的跨导，ΔVs为所述电压跟随单元13的输出端的电压的变化量(也即MSF的第一极的电压的变化量)，ΔVg为所述电压跟随单元13的输入端的电压的变化量(也即MSF的栅极的电压的变化量)，当gm×Ro足够大时，ΔVs几乎等于ΔVg。由以上公式可知，所述电压跟随单元13的跟随系数sg等于(gm×Ro)×/(1+gm×Ro)。
在图4所示的光检测电路的具体实施例中，将gm和Ro设置的足够大，以使得sg近似等于1。
在图4所示的光检测电路的具体实施例中，所有的晶体管都为n型晶体管，但不以此为限，在实际操作时，如上晶体管也可以被替换为p型晶体管。
在图4所示的光检测电路的具体实施例中，MRST与光源之间设置有第一光遮挡层，使得MRST的漏电流都不会被MSEL接收到的光的亮度影响；MSF与所述光源之间设置有第二光遮挡层，使得MSF的漏电流都不会被MSEL接收到的光的亮度影响；MSEL与所述光源之间设置有第三光遮挡层，使得MSEL的漏电流都不会被MSEL接收到的光的亮度影响。
如图3所示，本发明如图4所示的光检测电路的具体实施例在工作时，
在重置时间段(所述重置时间段为从第一时刻t1至第二时刻t2之间的时间段)，RST输出高电平，SEL输出高电平，LSEL输出高电平，MRST打开，以控制导通重置电压端与光电节点FD之间的连接，光波动检测单元16包括的光波动检测晶体管MLIT打开，MSEL打开，FD的电压和所述电压跟随单元13的输入端的电压(也即MSF的栅极的电压)都被重置为VRST，以使得MSF处于饱和状态；
在第一采集时间段(所述第一采集时间段为从第二时刻t2至第三时刻t3之间的时间段)，RST输出低电平，SEL输出高电平，LSEL输出低电平，MRST关断，控制断开重置电压端与光电节点FD之间的连接，光波动检测单元16包括的光波动检测晶体管MLIT关断，以控制断开光电节点FD与所述电压跟随单元13的输入端的电压之间的连接，所述跟随节点B的电压的变化跟随所述电压跟随单元13的输入端的电压的变化，MSEL打开，以导通跟随节点B与输出节点A之间的连接，则所述输出节点A的电压等于所述跟随节点B的电压；在第一采集时间段内任意时刻，所述电压放大器Amp放大所述输出节点A的电压，得到第一放大输出电压Vaout1，所述电压采集模块151采集所述第一放大输出电压Vaout1；
在检测间隔时间段(所述检测间隔时间段为从第三时刻t3至第四时刻t4之间的时间段)，RST输出低电平，SEL输出低电平，LSEL输出低电平，MRST关断，以断开重置电压端与光电节点FD之间的连接，MSEL关断，以断开跟随节点B与输出节点A之间的连接，此时光电二极管PD由光信号转换得到的电信号在光电节点FD进行电荷累积(integration)，LSEL控制MLIT关断，则此时累积于光电节点FD的光电荷不能传送至所述电压跟随单元13的输入端，而仅有MLIT的漏电流累积到所述电压跟随单元13的输入端，而MLIT的漏电流随着其接收到的光的亮度改变；假设当下光的亮度稳定，则MLIT的漏电流大小固定，则经过预定时间t0对应的电压跟随单元13的输入端的电压应在预定电压范围内；而如果当下的光的亮度存在波动，则经过预定时间t0对应的电压跟随单元13的输入端的电压就会不在预定电压范围内；假设当MLIT接收到的光的亮度稳定时，MLIT的漏电流的电流值范围为大于I1而小于I2时(I1为第一电流值，I2为第二电流值，I1小于I2)，则在图4所示的光检测电路的具体实施例中，所述预定电压范围可以为大于(VRST-t0×I2/Cc)而小于(V RST-t0×I1/Cc)；Cc为第一节点C的等效电容值；
在第二采集时间段(所述第二采集时间段为从第四时刻t4至第五时刻t5之间的时间段)，RST输出低电平，SEL输出高电平，LSEL输出低电平，MRST关断，MSEL打开，MLIT关断，所述跟随节点B的电压的变化跟随该电压跟随单元13的输入端的电压的变化，(所述跟随节点B的电压的变化量等于所述电压跟随单元13的输入端的电压的变化量与跟随系数sg的乘积)，MSEL打开以导通跟随节点B与输出节点A之间的连接；在第二采集时间段内任意时刻，所述电压放大器Amp放大所述输出节点A的电压，得到第二放大输出电压Vaout2，所述电压采集模块151采集所述第二放大输出电压Vaout2；光波动判断单元17根据所述第二放大输出电压Vaout2与所述第一放大输出电压Vaout1之间的电压差值判断光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动，并输出相应的波动指示信号；当所述光波动判断单元17判断到该电压差值在预定电压差值范围内时，所述光波动判断单元输出第一波动指示信号；该第一波动指示信号指示所述光源发出的光的亮度不存在过大波动；当所述光波动判断单元17判断到该电压差值不在该预定电压差值范围内时，所述光波动判断单元17输出第二波动指示信号；该第二波动指示信号指示所述光源发出的光的亮度存在过大波动；在图4所示的光检测电路的具体实施例中，所述预定电压差值范围可以为大于Ua×-t0×I2/Cc而小于Ua×-t0×I1/Cc；其中，t0为所述检测间隔时间段持续的时间，I1为第一电流值，I2为第二电流值；Ua为所述电压放大器Amp的放大倍数；Cc为第一节点C的等效电容值；
在第三采集时间段(所述第三采集时间段为从第五时刻t5至第六时刻t6之间的时间段)，RST输出低电平，SEL输出高电平，LSEL输出高电平，MLIT打开，以导通所述光电节点FD与所述电压跟随单元13的输入端之间的连接，所述跟随节点B的电压的变化跟随该电压跟随单元13的输入端的电压的变化(也即所述跟随节点B的电压的变化量等于所述电压跟随单元13的输入端的电压的变化量与跟随系数sg的乘积，所述跟随系数sg的取值与所述电压跟随单元13的具体结构有关，该跟随系数sg的公式将在下面的具体实施例中介绍；在一般情况下，通过设置所述电压跟随单元13包括的源跟随晶体管的跨导和所述电压跟随单元包括的电流源的等效电阻值，可以使得跟随系数sg的值近似1，使得所述电压跟随单元13的输出端的电压的变化量几乎等于所述电压跟随单元13的输入端的变化量)，MSEL打开，以导通跟随节点B与输出节点A之间的连接；在第三采集时间段内任意时刻，所述电压放大器Amp放大所述输出节点A的电压，得到第三放大输出电压Vaout3，所述电压采集模块151采集所述第三放大输出电压Vaout3；当所述光波动判断单元17输出第一波动指示信号时，说明光源发出的光的亮度不存在过大波动，所述光信号处理单元18可以直接根据该第三放大输出电压Vaout3与所述第一放大输出电压Vaout1之间的电压差值得到相应的光的亮度；当所述光波动判断单元输出第二波动指示信号时，说明所述光源发出的光的亮度的波动过大，所述光信号处理单元18对该电压差值进行滤波加权，以得到加权电压差值，并根据所述加权电压差值得到相应的光的亮度，以达到降低采集错误光信号的效果。具体的，所述光信号处理单元18可以根据Vaout2与Vaout1之间的电压差值确定是否启动滤波加权。
本发明实施例所述的光检测方法，应用于上述的光检测电路；所述光检测方法包括：在一检测周期，
在重置时间段，重置单元在重置控制端的控制下控制导通重置电压端与光电节点之间的连接，光波动检测单元在光波动检测控制端的控制下导通所述光电节点与所述电压跟随单元的输入端之间的连接，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接；
在第一采集时间段，重置单元在重置控制端的控制下控制断开重置电压端与光电节点之间的连接，光波动检测单元在光波动检测控制端的控制下断开所述光电节点与所述电压跟随单元的输入端之间的连接，电压跟随单元的输出端的电压的变化跟随该电压跟随单元的输入端的变化，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接；
在检测间隔时间段，选择单元在选择控制端的控制下控制断开跟随节点与输出节点之间的连接；
在第二采集时间段，电压跟随单元的输出端的电压的变化跟随该电压跟随单元的输入端的变化，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接。
本发明实施例所述的光检测方法利用光波动检测单元受光照而漏电流改变(当所述光波动检测单元包括光波动检测晶体管时，所述光波动检测晶体管的漏电流随着其接收到的光的亮度变化而变化)的特性来判断光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动，该漏电流的改变会导致输出节点的电压改变，从而可以根据该输出节点的电压检测所述光源输出的光的亮度是否发生较大的波动。
具体的，当所述光检测电路还包括光电检测单元和光波动判断单元时，所述光检测方法还包括：
在所述第一采集时间段，光电检测单元检测所述输出节点的电压，该电压为第一输出电压；
在所述第二采集时间段，光电检测单元检测所述输出节点的电压，该电压为第二输出电压，光波动判断单元根据所述第二输出电压与所述第一输出电压之间的电压差值判断光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动，并输出相应的波动指示信号。
本发明实施例所述的光检测方法通过光电检测单元检测所述输出节点的电压，光波动判断单元可以根据该输出节点的电压判断光电转换单元接受到的光的亮度是否发生较大的波动。
实施时，所述光波动判断单元根据所述第二输出电压与所述第一输出电压之间的电压差值判断光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动，并输出相应的波动指示信号步骤包括：
当所述光波动判断单元判断到该电压差值在预定电压差值范围内时，所述光波动判断单元输出第一波动指示信号；
当所述光波动判断单元判断到该电压差值不在该预定电压差值范围内时，所述光波动判断单元输出第二波动指示信号。
实施时，一所述检测周期在所述第二采集时间段之后还设置有第三采集时间段；所述光检测电路包括光信号处理单元；所述光检测方法还包括：
在所述第三采集时间段，所述光波动检测单元在光波动检测控制端的控制下导通所述光电节点与所述电压跟随单元的输入端之间的连接，电压跟随单元的输出端的电压的变化跟随该电压跟随单元的输入端的变化，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接，光电检测单元检测所述输出节点的电压，该电压为第三输出电压；
当所述光波动判断单元输出第一波动指示信号时，所述光信号处理单元根据该第三输出电压与所述第一输出电压之间的电压差值得到相应的光的亮度；
当所述光波动判断单元输出第二波动指示信号时，所述光信号处理单元对该电压差值进行滤波加权，得到加权电压差值，并根据所述加权电压差值得到相应的光的亮度。
本发明实施例所述的显示装置，包括光源和上述的光检测电路；
所述光检测电路包括的光电转换单元用于将接收到的光信号转换为相应的电信号。
本发明实施例所提供的显示装置可以为手机、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。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种光检测电路，其特征在于，包括重置单元、光电转换单元、电压跟随单元、选择单元和光波动检测单元；
所述重置单元与重置控制端、重置电压端和光电节点连接；
所述光电转换单元与所述光电节点连接，用于将接收到的光信号转换为相应的电信号，所述光信号由光源输出；
所述选择单元与选择控制端、跟随节点和输出节点连接；
所述光波动检测单元的控制端与光波动检测控制端连接；
所述光波动检测单元的第一端与所述光电节点连接，所述光波动检测单元的第二端与所述电压跟随单元的输入端连接，所述电压跟随单元的输出端与所述跟随节点连接；
所述光波动检测单元用于在所述光波动检测控制端的控制下，导通或断开该光波动检测单元的第一端与该光波动检测单元的第二端之间的连接；当所述光波动检测单元断开时，流过所述光波动检测单元的漏电流随着该光波动检测单元接收到的光的亮度变化而变化；
所述输出节点的电压用于判断所述光电转换单元接受到的光的亮度以及判断所述光的亮度是否存在波动。
2.如权利要求1所述的光检测电路，其特征在于，所述光检测电路还包括光电检测单元和光波动判断单元；
所述光电检测单元与所述输出节点连接，用于检测所述输出节点的电压；
所述光波动判断单元与所述光电检测单元连接，用于根据所述输出节点的电压判断所述光的亮度是否存在波动。
3.如权利要求1或2所述的光检测电路，其特征在于，所述光波动检测单元包括光波动检测晶体管；所述光波动检测晶体管的栅极为所述光波动检测单元的控制端；
所述光波动检测晶体管的第一极与所述电压跟随单元的输入端连接，所述光波动检测晶体管的第二极与所述光电节点连接；
所述光波动检测晶体管的漏电流随着该光波动检测晶体管接收到的光的亮度变化而变化。
4.如权利要求2所述的光检测电路，特征在于，所述光波动判断单元还用于根据判断到的所述光的亮度是否存在波动的结果，输出相应的波动指示信号；
所述光检测电路还包括：光信号处理单元，与所述光波动判断单元和所述光电检测单元连接，用于根据所述波动指示信号对所述光电检测单元检测到的所述输出节点的电压进行处理，并根据处理后得到的电压得到相应的光的亮度。
5.如权利要求4所述的光检测电路，其特征在于，所述光电检测单元包括：电压采集模块，与所述输出节点连接，用于采集输出电压；所述输出电压为所述输出节点的电压；或者，
所述光电检测单元包括：
电压放大模块，与所述输出节点连接，用于放大所述输出节点的电压，得到放大输出电压；以及，
电压采集模块，与所述电压放大模块连接，用于采集所述放大输出电压。
6.如权利要求5所述的光检测电路，其特征在于，所述电压跟随单元包括源跟随晶体管和电流源；
所述源跟随晶体管的栅极为所述电压跟随单元的输入端；
所述源跟随晶体管的第一极为所述电压跟随单元的输出端；
所述源跟随晶体管的第二极与高电压输入端连接；
所述电流源的第一端与所述输出节点连接，所述电流源的第二端与低电压输入端连接，所述电流源用于提供由所述输出节点流至所述低电压输入端的偏置电流。
7.如权利要求6所述的光检测电路，其特征在于，所述重置单元包括：重置晶体管，栅极与所述重置控制端连接，第一极与所述重置电压端连接，第二极与所述光电节点连接；
所述光电转换单元包括：光电二极管，阳极与光电电压端连接，阴极与所述光电节点连接；所述光电二极管处于反向偏置状态；
所述选择单元包括：选择晶体管，栅极与所述选择控制端连接，第一极与所述跟随节点连接，第二极与所述输出节点连接。
8.如权利要求7所述的光检测电路，其特征在于，所述光检测电路还包括一个或多个光遮挡层，所述光遮挡层用于使所述重置晶体管、所述源跟随晶体管和所述选择晶体管不被光照。
9.一种光检测方法，应用于如权利要求1至8中任一权利要求所述的光检测电路，其特征在于，所述光检测方法包括：在一检测周期，
在重置时间段，重置单元在重置控制端的控制下控制导通重置电压端与光电节点之间的连接，光波动检测单元在光波动检测控制端的控制下导通所述光电节点与所述电压跟随单元的输入端之间的连接，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接；
在第一采集时间段，重置单元在重置控制端的控制下控制断开重置电压端与光电节点之间的连接，光波动检测单元在光波动检测控制端的控制下断开所述光电节点与所述电压跟随单元的输入端之间的连接，电压跟随单元的输出端的电压的变化跟随该电压跟随单元的输入端的变化，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接；
在检测间隔时间段，选择单元在选择控制端的控制下控制断开跟随节点与输出节点之间的连接；
在第二采集时间段，电压跟随单元的输出端的电压的变化跟随该电压跟随单元的输入端的变化，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接。
10.如权利要求9所述的光检测方法，其特征在于，所述光检测电路还包括光电检测单元和光波动判断单元；所述光检测方法还包括：
在所述第一采集时间段，光电检测单元检测所述输出节点的电压，该电压为第一输出电压；
在所述第二采集时间段，光电检测单元检测所述输出节点的电压，该电压为第二输出电压，光波动判断单元根据所述第二输出电压与所述第一输出电压之间的电压差值判断光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动，并输出相应的波动指示信号。
11.如权利要求10所述的光检测方法，其特征在于，所述光波动判断单元根据所述第二输出电压与所述第一输出电压之间的电压差值判断光电转换单元接受到的光的亮度是否存在波动，并输出相应的波动指示信号步骤包括：
当所述光波动判断单元判断到该电压差值在预定电压差值范围内时，所述光波动判断单元输出第一波动指示信号；
当所述光波动判断单元判断到该电压差值不在该预定电压差值范围内时，所述光波动判断单元输出第二波动指示信号。
12.如权利要求11所述的光检测方法，其特征在于，一所述检测周期在所述第二采集时间段之后还设置有第三采集时间段；所述光检测电路包括光信号处理单元；所述光检测方法还包括：
在所述第三采集时间段，所述光波动检测单元在光波动检测控制端的控制下导通所述光电节点与所述电压跟随单元的输入端之间的连接，电压跟随单元的输出端的电压的变化跟随该电压跟随单元的输入端的变化，选择单元在选择控制端的控制下控制导通跟随节点与输出节点之间的连接，光电检测单元检测所述输出节点的电压，该电压为第三输出电压；
当所述光波动判断单元输出第一波动指示信号时，所述光信号处理单元根据该第三输出电压与所述第一输出电压之间的电压差值得到相应的光的亮度；
当所述光波动判断单元输出第二波动指示信号时，所述光信号处理单元对该电压差值进行滤波加权，得到加权电压差值，并根据所述加权电压差值得到相应的光的亮度。
13.一种显示装置，其特征在于，包括光源和如权利要求1至8中任一权利要求所述的光检测电路；
所述光检测电路包括的光电转换单元用于将接收到的光信号转换为相应的电信号。
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