CN110472606B - 一种超声波识别模组、其驱动方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波识别模组、其驱动方法及显示装置，将若干个接收电极分为多个接收组；其中，同一接收组中的各接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与同一条脉冲信号输入线电连接，不同接收组的各接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与不同的脉冲信号输入线电连接；通过采用该超声波识别模组可以实现超声波的聚焦，一方面可提高发出的超声波在检测点区域的强度或能量，从而提高该指纹识别性能，另一方面可使得发出的超声波具有较好的方向性，从而可降低指纹的谷和脊之间的串扰，进而可提高指纹识别性能。

Description

一种超声波识别模组、其驱动方法及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种超声波识别模组、其驱动方法及显示装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，指纹识别技术已经逐渐应用到人们的日常生活中。指纹识别技术可通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别，从而达到身份识别的功能。通常，指纹识别技术可分为光学式指纹识别技术、硅芯片式指纹识别技术和超声波式指纹识别技术。

目前，超声波式指纹识别技术是各大厂商热门的研究方向。超声波指纹识别结构主要为三叠层结构，包括驱动电极、接收电极以及位于两者之间的压电层。当对驱动电极和接收电极加载驱动电压时，压电层受到电压激发产生逆压电效应，向外发射第一超声波。该第一超声波接触手指后，被手指反射回第二超声波。由于指纹包括谷和脊，所以被指纹反射回到压电层的第二超声波震动强度有差异，此时，对驱动电极加载固定电压，则压电层可将第二超声波转换成电压信号，该电压信号通过接收电极传输给指纹识别模块，根据该电压信号判断指纹中谷和脊的位置。

发明内容

本发明实施例提供的一种超声波识别模组、其驱动方法及显示装置，用以实现超声波的聚焦，从而提高指纹识别性能。

本发明实施例提供的一种超声波识别模组，包括：阵列排布的若干个接收电极，以及与各所述接收电极一一对应电连接的多个驱动电路；所述若干个接收电极分为多个接收组，所述驱动电路包括脉冲信号输入端，位于同一接收组的接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与同一脉冲信号输入线电连接，位于不同接收组的接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与不同脉冲信号输入线电连接。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组中，同一行接收电极位于同一接收组，不同行接收电极位于不同接收组。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组中，同一列接收电极位于同一接收组，不同列接收电极位于不同接收组。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组中，所述驱动电路包括二极管，第一开关晶体管，第二开关晶体管和第三开关晶体管；其中，

所述二极管的第一端与所述接收电极电连接，所述二极管的第二端与脉冲信号输入端电连接；

所述第一开关晶体管的栅极与重置信号端电连接，所述第一开关晶体管的第一极与所述接收电极电连接，所述第一开关晶体管的第二极与所述脉冲信号输入端电连接；

所述第二开关晶体管的栅极与所述接收电极电连接，所述第二开关晶体管的第一极与电源端电连接，所述第二开关晶体管的第二极与所述第三开关晶体管的第一极电连接，所述第三开关晶体管的栅极与扫描信号端电连接，所述第三开关晶体管的第二极与信号读取端电连接。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组中，所述驱动电路包括存储电容，第一开关晶体管，第二开关晶体管和第三开关晶体管；其中，

所述存储电容的第一端与所述接收电极电连接，所述存储电容的第二端接地；

所述第一开关晶体管的栅极与重置信号端电连接，所述第一开关晶体管的第一极与所述接收电极电连接，所述第一开关晶体管的第二极与所述脉冲信号输入端电连接；

所述第二开关晶体管的栅极与所述接收电极电连接，所述第二开关晶体管的第一极与电源端电连接，所述第二开关晶体管的第二极与所述第三开关晶体管的第一极电连接，所述第三开关晶体管的栅极与扫描信号端电连接，所述第三开关晶体管的第二极与信号读取端电连接。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组中，还包括：与所述接收电极所在膜层相对设置的驱动电极，位于所述驱动电极和所述接收电极所在膜层之间的压电层；其中所述驱动电极和所述压电层均整面设置。

相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一项所述的超声波识别模组。

相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述任一项所述的超声波识别模组的驱动方法，包括：

所述超声波识别模组设置有多个检测点，其中，每个所述检测点对应多个所述接收组，且一个所述接收组仅对应一个所述检测点；

通过所述脉冲信号输入线向同一个所述检测点对应的多个所述接收组的脉冲信号输入端施加脉冲信号；其中，距离所述检测点相同距离的接收组加载所述脉冲信号的时间点相同，距离所述检测点近的接收组加载所述脉冲信号的时间点延迟于距离所述检测点远的接收组加载所述脉冲信号的时间点。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，位于同一行的各所述接收电极为一接收组，或位于同一列的各所述接收电极为一接收组。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，各所述检测点对应的接收组在空间上没有交叉的检测点同时进行超声波检测。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，各所述检测点对应的接收组在空间上交叉的检测点依次进行超声波检测。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，各所述检测点依次进行超声波检测，具体包括：

在一个所述检测点进行超声波检测时，其他所述检测点对应的多个接收组的接收电极处于浮接状态。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，相邻两个所述接收组对应不同的检测点，不同的所述检测点对应的接收组交替设置。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，每一个所述检测点对应奇数个接收组，所述奇数个接收组中的中心位置的接收组为第一接收组，所述第一接收组两侧的接收组为第二接收组，各所述第二接收组沿所述第一接收组对称设置，且所述检测点位于第一接收组的正上方。

本发明的有益效果：

本发明实施例提供一种超声波识别模组、其驱动方法及显示装置，将若干个接收电极分为多个接收组；其中，同一接收组中的各接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与同一条脉冲信号输入线电连接，不同接收组的各接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与不同的脉冲信号输入线电连接；通过脉冲信号输入线向同一个检测点对应的各接收组的脉冲信号输入端施加脉冲信号；其中，距离检测点相同距离的接收组加载脉冲信号的时间点相同，距离检测点近的接收组加载脉冲信号的时间点延迟于距离检测点远的接收组加载脉冲信号的时间点。本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法通过给接收电极分组，且每一个检测点对应的多个接收组根据距离检测点的距离来确定输入脉冲信号的时间点，这样可以实现超声波的聚焦，一方面可提高发出的超声波在检测点区域的强度或能量，从而提高该指纹识别性能，另一方面可使得发出的超声波具有较好的方向性，从而可降低指纹的谷和脊之间的串扰，进而可提高指纹识别性能。

附图说明

图1为一种超声波识别模组发射超声波的示意图；

图2为一种超声波识别模组接收超声波的示意图；

图3为一种超声波识别模组进行指纹识别的示意图；

图4为一种超声波识别模组的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的超声波识别模组的俯视结构示意图之一；

图6为本发明实施例提供的超声波识别模组的俯视结构示意图之二；

图7为本发明实施例提供的驱动电路的结构示意图之一；

图8为本发明实施例提供的驱动电路的结构示意图之二；

图9为本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法的流程示意图；

图10为本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法原理图之一；

图11为本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法原理图之二；

图12为本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法原理图之三；

图13为本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法原理图之四；

图14为本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法原理图之五；

图15为本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法原理图之六；

图16为图10和图11所示的超声波识别模组的驱动方法的超声波时长图；

图17为图14和图15所示的超声波识别模组的驱动方法的超声波时长图；

图18为本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法的时序图；

图19为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的超声波识别模组、其驱动方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各层薄膜厚度和形状不反映超声波识别模组的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

图1为一种超声波识别模组发射超声波的示意图；图2为一种超声波识别模组接收超声波的示意图；图3为一种超声波识别模组进行指纹识别的示意图；图4为一种超声波识别模组的结构示意图。

如图1所示，该超声波识别模组包括超声波传感器10；超声波传感器10包括上电极11、下电极12和位于上电极11和下电极12之间的压电层13；压电层13采用压电材料制作，可被电压激发产生逆压电效应。当上电极11和下电极12输入交变电压(AC电压)时(例如，上电极11接地，下电极12上施加交流方波)，压电层13因逆压电效应会发生形变或者带动压电层13的上方和下方的膜层一起振动，从而可产生超声波并向外发射。需要说明的是，当上电极11远离压电层13的一侧或者下电极12远离压电层13的一侧设置有空腔(例如空气腔)时，该超声波传感器发出的超声波会得到加强，从而可更好地将超声波发射出去。

如图2所示，超声波传感器10发出的超声波被指纹100反射，反射回来的超声波在压电层13会转化为交变电压；此时，将上电极11接地，下电极12则可作为接收电极，接收压电层13产生的交变电压。由于指纹100包括谷110和脊120，它们对于超声波的反射能力不同(谷110对超声波的反射能力较强)，导致被谷110和脊120反射回来的超声波的强度不同。因此，可通过接收电极接收到的交变电压判断该超声波是被谷还是脊反射的超声波。

如图3所示，该超声波识别模组包括上电极11、多个下电极12、位于上电极11和多个下电极12之间的压电层13、位于上电极11远离压电层13的一侧的基板20和位于多个下电极12远离压电层13的一侧的保护层30；下电极12、压电层13和多个上电极11组成的超声波传感器10可发射超声波也可接受超声波，也就是说，该超声波传感器10即作为超声波发射传感器又作为超声波接收传感器。当指纹与基板20接触时，超声波传感器10发射的超声波被指纹100反射，反射回来的超声波在压电层13会转化为交变电压；此时，将上电极11接地，多个下电极12则可作为接收电极，从而实现在不同的位置接收压电层13产生的交变电压。由于指纹100包括谷110和脊120，它们对于超声波的反射能力不同(谷110对超声波的反射能力较强)，导致被谷110和脊120反射回来的超声波的强度不同。因此，可通过多个下电极12接收到的交变电压来得到该指纹100中谷和脊的位置信息，从而可实现指纹识别。

如图4所示，上电极11、下电极12和压电层13可均制作在薄膜晶体管基板31的同一侧。该超声波识别模组还包括：偏置电阻40和绑定垫片50；偏置电阻40可用于校准电压，绑定垫片50可用于绑定外接的电路。

在研究中，本发明的发明人发现上述的超声波识别模组在发射超声波的过程中，整个超声波识别模组同时进行发射，指纹识别的性能较差。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种超声波识别模组，如图5和图6所示，图5和图6分别为本发明实施例提供的超声波识别模组的俯视结构示意图，包括：阵列排布的若干个接收电极121，以及与各接收电极121一一对应电连接的多个驱动电路(图5和图6中未示意)；若干个接收电极121分为多个接收组A，如图5所示，每一行接收电极121为一接收组A，如图6所示，每一列接收电极121为一接收组A；如图7和图8所示，图7和图8分别为驱动电路的两种电路结构示意图，驱动电路300包括脉冲信号输入端(图7中的Vres和Vbias，图8中的Dbias)，Vres和Vbias输入同一脉冲信号；位于同一接收组A的接收电极121对应的驱动电路300的脉冲信号输入端如Vres和Vbias与同一脉冲信号输入线(图5和图6中未示意)电连接，位于不同接收组A的接收电极121对应的驱动电路300的脉冲信号输入端如Vres和Vbias与不同脉冲信号输入线电连接。

本发明实施例提供的上述超声波识别模组，将若干个接收电极分为多个接收组；其中，同一接收组中的各接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与同一条脉冲信号输入线电连接，不同接收组的各接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与不同的脉冲信号输入线电连接；通过采用该超声波识别模组可以实现超声波的聚焦，一方面可提高发出的超声波在检测点区域的强度或能量，从而提高该指纹识别性能，另一方面可使得发出的超声波具有较好的方向性，从而可降低指纹的谷和脊之间的串扰，进而可提高指纹识别性能。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组中，如图5所示，同一行接收电极121位于同一接收组A，不同行接收电极121位于不同接收组A。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组中，如图6所示，同一列接收电极121位于同一接收组A，不同列接收电极121位于不同接收组A。

需要说明的是，图5和图6只是本发明列举的对接收电极进行分组的两个可能的实施例，当然，在具体实施时，还可以有其它类型的分组实施例，在此不做一一列举。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组中，如图7所示，驱动电路300包括二极管L，第一开关晶体管T1，第二开关晶体管T2和第三开关晶体管T3；其中，

二极管L的第一端与接收电极121电连接，二极管L的第二端与脉冲信号输入端Vbias电连接；

第一开关晶体管T1的栅极与重置信号端Rest电连接，第一开关晶体管T1的第一极与接收电极121电连接，第一开关晶体管T1的第二极与脉冲信号输入端Vres电连接；

第二开关晶体管T2的栅极与接收电极121电连接，第二开关晶体管T2的第一极与电源端VDD电连接，第二开关晶体管T2的第二极与第三开关晶体管T3的第一极电连接，第三开关晶体管T3的栅极与扫描信号端Gate电连接，第三开关晶体管T3的第二极与信号读取端Read电连接。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组中，如图8所示，驱动电路300包括存储电容C，第一开关晶体管T1，第二开关晶体管T2和第三开关晶体管T3；其中，

存储电容C的第一端与接收电极121电连接，存储电容C的第二端接地；

第一开关晶体管T1的栅极与重置信号端Rest电连接，第一开关晶体管T1的第一极与接收电极121电连接，第一开关晶体管T1的第二极与脉冲信号输入端Dbias电连接；

第二开关晶体管T2的栅极与接收电极121电连接，第二开关晶体管T2的第一极与电源端VDD电连接，第二开关晶体管T2的第二极与第三开关晶体管T3的第一极电连接，第三开关晶体管T3的栅极与扫描信号端Gate电连接，第三开关晶体管T3的第二极与信号读取端Read电连接。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组中，如图5和图6所示，还包括：与接收电极121所在膜层相对设置的驱动电极11，位于驱动电极11和接收电极121所在膜层之间的压电层13；其中驱动电极11和压电层13均整面设置。

具体地，为了使得该超声波识别模组对超声波具有较高的接收灵敏度，压电层13通常采用PVDF(聚偏氟乙烯)等压电常数较高的压电材料制作。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种超声波识别模组的驱动方法，如图9所示，包括：

S901、超声波识别模组设置有多个检测点，其中，每个检测点对应多个接收组，且一个接收组仅对应一个检测点；具体地，如图10和图11所示，图10和图11分别为各检测点对应的超声波检测原理示意图，超声波识别模组设置有多个检测点200，其中，每个检测点200对应多个接收组A，且一个接收组A仅对应一个检测点200。

S902、通过脉冲信号输入线向同一个检测点对应的多个接收组的脉冲信号输入端施加脉冲信号；其中，距离检测点相同距离的接收组加载脉冲信号的时间点相同，距离检测点近的接收组加载脉冲信号的时间点延迟于距离检测点远的接收组加载脉冲信号的时间点。

本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法，将若干个接收电极分为多个接收组；其中，同一接收组中的各接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与同一条脉冲信号输入线电连接，不同接收组的各接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与不同的脉冲信号输入线电连接；通过脉冲信号输入线向同一个检测点对应的各接收组的脉冲信号输入端施加脉冲信号；其中，距离检测点相同距离的接收组加载脉冲信号的时间点相同，距离检测点近的接收组加载脉冲信号的时间点延迟于距离检测点远的接收组加载脉冲信号的时间点。本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法通过给接收电极分组，且每一个检测点对应的多个接收组根据距离检测点的距离来确定输入脉冲信号的时间点，这样可以实现超声波的聚焦，一方面可提高发出的超声波在检测点区域的强度或能量，从而提高该指纹识别性能，另一方面可使得发出的超声波具有较好的方向性，从而可降低指纹的谷和脊之间的串扰，进而可提高指纹识别性能。

需要说明的是，本发明实施例中的检测点是指手指触摸超声波识别模组时的触摸位置。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，如图5所示，位于同一行的各接收电极121为一接收组A，或如图6所示，位于同一列的各接收电极121为一接收组A；

具体地，由于本发明实施例提供的驱动电极11是整面设置的，接收电极121是独立设置的多个，只有当驱动电极11和接收电极121均施加相应电压，压电层13才能产生形变发射超声波，图10和图11所示的超声波检测原理示意图均是以6个接收组A为例，每一个接收组A对应一行或一列接收电极121，一个检测点200对应3个接收组A，各驱动电极11、该驱动电极11对应的压电层13以及与该驱动电极11交叠的接收组A构成一个超声波发射元件，各接收电极121、该接收电极121对应的压电层13以及与接收电极121交叠的驱动电极11构成一个超声波接收元件。当该超声波识别模组进行指纹识别时，可将接收电极121接地，然后向驱动电极11施加交变电压，与驱动电极对应的压电层13因逆压电效应会发生形变或者带动压电层13上方和下方的膜层一起振动，从而可产生超声波并向外发射。由于该超声波识别模组包括阵列排布的多个接收电极121，且多个接收电极121分为多个接收组A，且每一个接收组A与同一条脉冲信号输入线电连接，因此每一个接收组可构成一个上述的超声波发射元件，即可构成多个超声波发射元件，从而可通过分别驱动多组接收电极来实现超声波的聚焦，一方面可提高发出的超声波在检测点区域的强度或能量，从而提高该指纹识别性能，另一方面可使得发出的超声波具有较好的方向性，从而可降低指纹的谷和脊之间的串扰，进而可提高指纹识别性能。当发出的超声波被指纹反射回至该超声波识别模组时，多个接收电极121对应的多个超声波接收元件可接收反射回来的超声波，并将该超声波信号转化为电信号，从而实现指纹识别。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，如图12所示，各检测点200对应的接收组A在空间上没有交叉的检测点200同时进行超声波检测。由于各检测点200对应的接收组A在空间上没有交叉，因此各检测点200接收超声波时相互没有影响，可以同时进行超声波检测，从而减少整个超声波识别模组的识别时间。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，如图13所示，各检测点200对应的接收组A在空间上交叉的检测点200依次进行超声波检测。例如图11左侧的检测点200先进行超声波检测，右侧的检测点200后进行超声波检测。由于各检测点200对应的接收组A在空间上有交叉，因此为了避免各检测点200接收超声波时会发生干扰，需要将这些检测点200分时进行检测超声波，从而提高指纹检测的准确性。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，如图13所示，各检测点200对应的接收组A在空间上交叉的检测点200依次进行超声波检测，具体包括：

在一个检测点200(如左侧)进行超声波检测时，其他检测点200(如右侧)对应的多个接收组A的接收电极121处于浮接状态。具体地，由于本发明实施例提供的超声波识别模组中的驱动电极为整面设置的电极，接收电极为阵列排布的多个，在对左侧的检测点200进行超声波检测时，只需给驱动电极以及左侧检测点200对应的三组接收组A的接收电极施加电压，且距离检测点200近的接收组A(左起第三个接收组A)输入脉冲信号的时间点延迟于距离检测点200远的接收组(左起第一个和第五个接收组A)输入脉冲信号的时间点，而对右侧检测点200对应的三组接收组A的接收电极未施加电压，即右侧检测点200对应的三组接收组A的接收电极处于浮接状态(Floating)；在左侧检测点200超声波检测完毕，对左侧检测点200对应的三组接收组A的接收电极未施加电压，即使左侧检测点200对应的三组接收组A的接收电极处于浮接状态(Floating)，对右侧检测点200对应的三组接收组A的接收电极施加电压，且距离检测点200近的接收组A(左起第四个接收组A)输入脉冲信号的时间点延迟于距离检测点200远的接收组(左起第二个和第六个接收组A)输入脉冲信号的时间点，以对右侧的检测点200进行超声波检测，因此实现对在空间上有交叉的检测点200依次进行超声波检测，从而不会发生干扰。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，如图13所示，相邻两个接收组A对应不同的检测点200，不同的检测点200对应的接收组A交替设置。具体地，左起第一个接收组A对应左起第一个检测点200，左起第二个接收组A对应左起第二个检测点200，左起第三个接收组A对应左起第一个检测点200，左起第四个接收组A对应左起第二个检测点200，左起第五个接收组A对应左起第一个检测点200，左起第六个接收组A对应左起第二个检测点200，即相邻两个接收组A对应不同的检测点200，不同的检测点200对应的接收组A交替设置，当然，在具体实施时，也可以每相邻三个接收组A对应同一个检测点200，各检测点200对应的接收组A在空间上没有交叉，只要是将阵列排布的接收电极分组，每一组均和不同的脉冲信号输入线电连接，且距离检测点近的接收组输入脉冲信号的时间点延迟于距离检测点远的接收组输入脉冲信号的时间点，均属于本发明保护的范围，在此不做一一列举。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述超声波识别模组的驱动方法中，如图10至图15所示，每一个检测点200对应奇数个接收组A，奇数个接收组A中的中心位置的接收组为A第一接收组，第一接收组两侧的接收组A为第二接收组，各第二接收组沿第一接收组对称设置，且检测点200位于第一接收组的正上方。通过给驱动电极施加电压，以及在第一时间点给第二接收组施加脉冲信号，在第二时间点给第一接收组施加脉冲信号，其中第二时间点延迟于第一时间点，这是由于第一接收组距离检测点200较近，因此通过本发明这样的设计可以实现超声波的聚焦，即增强第一接收组正上方的超声波的强度或能量，从而提高指纹识别的精度。

具体地，如图10和图11所示，由于距离检测点200近的接收组A输入的脉冲信号的时间点延迟于距离检测点200远的接收组A输入的脉冲信号的时间点，因此图10和图11中各检测点200对应的接收组A的超声波发射时序图如图16所示，具体地，图10中左起第一个接收组A(距离检测的距离为d2)和第五个接收组A(距离检测的距离为d3)对应的超声波发射时序如图12中超声波d2和d3，图10中左起第三个接收组A(距离检测的距离为d1)对应的超声波发射时序如图12中超声波d1，可以看出d1延迟于d2和d3发射，且d2和d3同时发射，实现超声波在第三个接收组A的正上方聚焦。图11中左起第二个接收组A(距离检测的距离为d2)和第六个接收组A(距离检测的距离为d3)对应的超声波发射时序如图12中超声波d2和d3，图11中左起第四个接收组A(距离检测的距离为d1)对应的超声波发射时序如图12中超声波d1，可以看出d1延迟于d2和d3发射，且d2和d3同时发射，但d1发射超声波信号的时间少于d2和d3发射超声波信号的时间，实现超声波在第四个接收组A的正上方聚焦。

如图14和图15所示，为超声波发射的另一种实施方式，图14和图15中各检测点200对应的接收组A的超声波发射时序图如图17所示，图17中距离检测点近的接收组发射超声波的时间点延迟于距离检测点远的接收组发射超声波的时间点，但三个接收组发射的超声波信号的时长相同。

具体地，上述图16和图17对应的超声波发射时长图均能够实现超声波的聚焦。

图18为根据本发明实施例提供的一种超声波识别模组的驱动方法的时序图。具体地，图18为根据图7所示的驱动电路的一种时序图。以图10所示的检测点200和接收组A为例进行说明超声波聚焦的原理，如图18所示，包括发射、采样和读取三个阶段。具体地，图10仅是以6行接收组A对应两个检测点200为例，当然，具体实施时，可以包括更多行接收电极和更多检测点。

发射阶段：向驱动电极11施加驱动电压(如图18中Tx所示)，第一行、第三行和第五行对应的重置信号端Rest的信号为高电位信号，第一行、第三行和第五行对应的所有第二开关晶体管T2开启，由于第一行、第三行和第五行接收电极121对应的接收组A对应同一检测点200，且第一行和第五行对应的接收组A距离检测点200的距离大于第三行对应的接收组A距离检测点200的距离，因此第一行和第五行接收组A的接收电极先通过脉冲信号输入端Vres输入脉冲信号，使第一行和第五行接收组A的接收电极施加电压，以驱动第一行和第五行接收电极对应的压电层13发出超声波，而第三行接收组A的接收电极通过脉冲信号输入端Vres输入延迟于第一行和第五行接收电极输入电压，从而使超声波在第三行接收组A的正上方的检测点200处进行聚焦；在第一行、第三行和第五行接收电极121对应的检测点200在进行上述超声波检测的过程中，第二行、第四行和第六行对应的重置信号端Rest的信号为低电位信号，第二行、第四行和第六行对应的所有第二开关晶体管T2截止，第二行、第四行和第六行对应的接收电极121未施加电压，从而使第二行、第四行和第六行接收电极121在三个阶段均处于浮接状态(Floating高阻态)，虽然第二行、第四行和第六行对应的驱动电极施加了电压，但是第二行、第四行和第六行对于的接收电极处于浮接状态，因此也无法驱动压电层，而使第二行、第四行和第六行不会发出超声波。

采样阶段：第一行、第三行和第五行对应的重置信号端Rest的信号为低电位信号，第一行、第三行和第五行对应的所有第二开关晶体管T2截止，通过脉冲信号输入端Vbias输入脉冲信号Vb1，脉冲信号Vb1高于发射阶段通过Vres输入的脉冲信号Vr，二极管L进行采样。

读取阶段：由于检测点200位于第三行接收组A的上方，因此读取第三行的超声波信号，例如，向第三行的扫描信号端Gate施加读取指令信号，第三行的所有第三开关晶体管T3开启，进行超声波信号读取。

因此通过上述三个阶段实现第一行、第三行和第五行接收电极对应的检测点的超声波检测，在第一行、第三行和第五行接收电极对应的检测点的超声波检测完毕够，进行第二行、第四行和第六行接收电极对应的检测点的超声波检测，如图18所示的右侧时序图，具体检测原理与第一行、第三行和第五行接收电极对应的检测点的超声波检测的原理相同，在此不做详述。

需要说明的是，图18所示的时序图仅为本发明实施例提供的其中一个示例，本发明实施例提供的驱动电路还可根据实际情况采用其他时序进行驱动。

在具体实施时，图8所示的驱动电路也能够实现超声波的聚焦，本发明实施例还可根据图8所示的驱动电路进行超声波的聚焦，具体是对接收电极121一端进行floating或者进行modulation。具体地，则通过对Dbias进行floating，rst开关打开。或者rst开关打开，通过Dbias输入与Tx相同的波形。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种超声波识别模组。该显示装置解决问题的原理与前述超声波识别模组相似，因此该显示装置的实施可以参见前述超声波识别模组的实施，重复之处在此不再赘述。

在具体实施时，如图19所示，该显示装置还包括显示模组500，显示模组500的面积与超声波识别模组400的面积大致相同，从而可实现全屏指纹识别。此时，该超声波识别模组还可实现触控功能，从而可不用设置额外的触控装置，例如，电容式触控面板，从而可降低该显示装置的成本。当然，本发明实施例包括但不限于此，显示模组的面积与超声波识别模组的面积也可不相等，超声波识别模组可仅设置在需要进行指纹识别的区域。

在具体实施时，本发明实施例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。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施例，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的超声波识别模组、其驱动方法及显示装置，将若干个接收电极分为多个接收组；其中，同一接收组中的各接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与同一条脉冲信号输入线电连接，不同接收组的各接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与不同的脉冲信号输入线电连接；通过脉冲信号输入线向同一个检测点对应的各接收组的脉冲信号输入端施加脉冲信号；其中，距离检测点相同距离的接收组加载脉冲信号的时间点相同，距离检测点近的接收组加载脉冲信号的时间点延迟于距离检测点远的接收组加载脉冲信号的时间点。本发明实施例提供的超声波识别模组的驱动方法通过给接收电极分组，且每一个检测点对应的多个接收组根据距离检测点的距离来确定输入脉冲信号的时间点，这样可以实现超声波的聚焦，一方面可提高发出的超声波在检测点区域的强度或能量，从而提高该指纹识别性能，另一方面可使得发出的超声波具有较好的方向性，从而可降低指纹的谷和脊之间的串扰，进而可提高指纹识别性能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种超声波识别模组的驱动方法，其特征在于，所述超声波识别模组包括：阵列排布的若干个接收电极，以及与各所述接收电极一一对应电连接的多个驱动电路；所述若干个接收电极分为多个接收组，所述驱动电路包括脉冲信号输入端，位于同一接收组的接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与同一脉冲信号输入线电连接，位于不同接收组的接收电极对应的驱动电路的脉冲信号输入端与不同脉冲信号输入线电连接；

所述驱动方法包括：

所述超声波识别模组设置有多个检测点，其中，每个所述检测点对应多个所述接收组，且一个所述接收组仅对应一个所述检测点；

通过所述脉冲信号输入线向同一个所述检测点对应的多个所述接收组的脉冲信号输入端施加脉冲信号；其中，距离所述检测点相同距离的接收组加载所述脉冲信号的时间点相同，距离所述检测点近的接收组加载所述脉冲信号的时间点延迟于距离所述检测点远的接收组加载所述脉冲信号的时间点。

2.如权利要求1所述的超声波识别模组的驱动方法，其特征在于，所述驱动电路包括二极管，第一开关晶体管，第二开关晶体管和第三开关晶体管；其中，

所述二极管的第一端与所述接收电极电连接，所述二极管的第二端与脉冲信号输入端电连接；

所述第一开关晶体管的栅极与重置信号端电连接，所述第一开关晶体管的第一极与所述接收电极电连接，所述第一开关晶体管的第二极与所述脉冲信号输入端电连接；

所述第二开关晶体管的栅极与所述接收电极电连接，所述第二开关晶体管的第一极与电源端电连接，所述第二开关晶体管的第二极与所述第三开关晶体管的第一极电连接，所述第三开关晶体管的栅极与扫描信号端电连接，所述第三开关晶体管的第二极与信号读取端电连接。

3.如权利要求1所述的超声波识别模组的驱动方法，其特征在于，所述驱动电路包括存储电容，第一开关晶体管，第二开关晶体管和第三开关晶体管；其中，

所述存储电容的第一端与所述接收电极电连接，所述存储电容的第二端接地；

所述第一开关晶体管的栅极与重置信号端电连接，所述第一开关晶体管的第一极与所述接收电极电连接，所述第一开关晶体管的第二极与所述脉冲信号输入端电连接；

所述第二开关晶体管的栅极与所述接收电极电连接，所述第二开关晶体管的第一极与电源端电连接，所述第二开关晶体管的第二极与所述第三开关晶体管的第一极电连接，所述第三开关晶体管的栅极与扫描信号端电连接，所述第三开关晶体管的第二极与信号读取端电连接。

4.如权利要求1所述的超声波识别模组的驱动方法，其特征在于，还包括：与所述接收电极所在膜层相对设置的驱动电极，位于所述驱动电极和所述接收电极所在膜层之间的压电层；其中所述驱动电极和所述压电层均整面设置。

5.如权利要求1-4任一项所述的超声波识别模组的驱动方法，其特征在于，位于同一行的各所述接收电极为一接收组，不同行的所述接收电极位于不同接收组；或位于同一列的各所述接收电极为一接收组，不同列的所述接收电极位于不同接收组。

6.如权利要求5所述的超声波识别模组的驱动方法，其特征在于，各所述检测点对应的接收组在空间上没有交叉的检测点同时进行超声波检测。

7.如权利要求5所述的超声波识别模组的驱动方法，其特征在于，各所述检测点对应的接收组在空间上交叉的检测点依次进行超声波检测。

8.如权利要求7所述的超声波识别模组的驱动方法，其特征在于，各所述检测点依次进行超声波检测，具体包括：

在一个所述检测点进行超声波检测时，其他所述检测点对应的多个接收组的接收电极处于浮接状态。

9.如权利要求5所述的超声波识别模组的驱动方法，其特征在于，相邻两个所述接收组对应不同的检测点，不同的所述检测点对应的接收组交替设置。

10.如权利要求9所述的超声波识别模组的驱动方法，其特征在于，每一个所述检测点对应奇数个接收组，所述奇数个接收组中的中心位置的接收组为第一接收组，所述第一接收组两侧的接收组为第二接收组，各所述第二接收组沿所述第一接收组对称设置，且所述检测点位于第一接收组的正上方。

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