CN110716115B - 超声波信号检测电路、超声波信号检测方法、显示面板 - Google Patents

超声波信号检测电路、超声波信号检测方法、显示面板 Download PDF

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Abstract

一种超声波信号检测电路、超声波信号检测方法和显示面板。超声波信号检测电路包括：控制子电路和传感子电路，所述传感子电路被配置为检测超声波回波信号，并根据所述超声波回波信号生成压电信号，所述压电信号包括位于第一子周期的第一子信号和位于第二子周期的第二子信号；所述控制子电路与所述传感子电路电连接，且被配置为：在所述第一子周期时，在所述第一子信号的控制下，导通第一电源端和所述控制子电路的输出端，以将电源信号传输至所述控制子电路的输出端；以及在所述第二子周期时，在所述第二子信号的控制下，导通所述第一电源端和所述控制子电路的输出端，以将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端。

Description

超声波信号检测电路、超声波信号检测方法、显示面板
技术领域
本公开的实施例涉及一种超声波信号检测电路、超声波信号检测方法和显示面板。
背景技术
目前，超声波探测电路可以应用于显示面板中，超声波探测电路可以设置在显示面板的玻璃基板上，以用于指纹识别等。然而，由于在玻璃基板上，薄膜晶体管(thin filmtransistor,TFT)的漏电流较大，而手指反射的超声波信号较小，从而造成指纹检测信号的信噪比低，在实际应用中，难以识别手指反射的超声波信号。另外，由于玻璃基板的空间限制等原因，难以构建复杂的信号放大电路，因此，在指纹识别中，对超声波探测电路的灵敏度要求较高。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种超声波信号检测电路，其包括：控制子电路和传感子电路，所述传感子电路被配置为检测超声波回波信号，并根据所述超声波回波信号生成压电信号，其中，所述压电信号包括位于第一子周期的第一子信号和位于第二子周期的第二子信号；所述控制子电路与所述传感子电路电连接，且被配置为：在所述第一子周期时，在所述第一子信号的控制下，导通第一电源端和所述控制子电路的输出端，以将电源信号传输至所述控制子电路的输出端；以及在所述第二子周期时，在所述第二子信号的控制下，导通所述第一电源端和所述控制子电路的输出端，以将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端。
例如，本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路还包括：输出开关子电路和读取信号线，所述输出开关子电路分别与所述控制子电路的输出端和所述读取信号线电连接，且被配置为在所述第一子周期和所述第二子周期时，导通所述控制子电路的输出端和所述读取信号线，以从所述读取信号线输出所述电源信号。
例如，本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路还包括：复位子电路，所述复位子电路与所述控制子电路电连接，且被配置为对所述控制子电路进行复位。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述控制子电路包括第一控制晶体管和第二控制晶体管，所述复位子电路包括第一复位晶体管，所述第一控制晶体管的第一极与所述第一电源端电连接，以接收所述电源信号，所述第一控制晶体管的第二极与所述输出开关子电路电连接，所述第一控制晶体管的栅极与所述第一复位晶体管的第一极电连接，所述第一控制晶体管的栅极还与所述传感子电路的输出端电连接；所述第二控制晶体管的第一极与所述第一电源端电连接，以接收所述电源信号，所述第二控制晶体管的第二极与所述输出开关子电路电连接，所述第二控制晶体管的栅极与所述第一复位晶体管的第一极电连接，所述第二控制晶体管的栅极还与所述传感子电路的输出端电连接；所述第一复位晶体管的第二极与第一复位端电连接，所述第一复位晶体管的栅极与第一控制端电连接。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述控制子电路包括第一控制晶体管和第二控制晶体管，所述复位子电路包括第一复位晶体管和第二复位晶体管，所述第一控制晶体管的第一极与所述第一电源端电连接，以接收所述电源信号，所述第一控制晶体管的第二极与所述输出开关子电路电连接，所述第一控制晶体管的栅极与所述第一复位晶体管的第一极电连接；所述第二控制晶体管的第一极与所述第一电源端电连接，以接收所述电源信号，所述第二控制晶体管的第二极与所述输出开关子电路电连接，所述第二控制晶体管的栅极与所述第二复位晶体管的第一极电连接；所述第一复位晶体管的第二极与第一复位端电连接，所述第一复位晶体管的栅极与第一控制端电连接；所述第二复位晶体管的第二极与所述第一复位端电连接，所述第二复位晶体管的栅极与所述第一控制端电连接。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述控制子电路包括第一控制晶体管和第二控制晶体管，所述复位子电路包括第一复位晶体管和第二复位晶体管，所述第一控制晶体管的第一极与所述第一电源端电连接，以接收所述电源信号，所述第一控制晶体管的第二极与所述输出开关子电路电连接，所述第一控制晶体管的栅极与所述第一复位晶体管的第一极电连接；所述第二控制晶体管的第一极与所述第一电源端电连接，以接收所述电源信号，所述第二控制晶体管的第二极与所述输出开关子电路电连接，所述第二控制晶体管的栅极与所述第二复位晶体管的第一极电连接；所述第一复位晶体管的第二极与第一复位端电连接，所述第一复位晶体管的栅极与第一控制端电连接；所述第二复位晶体管的第二极与第二复位端电连接，所述第二复位晶体管的栅极与所述第一控制端电连接。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述控制子电路还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的第一极与所述传感子电路的输出端电连接，所述第一二极管的第二极与所述第一控制晶体管的栅极电连接；所述第二二极管的第一极与所述第二控制晶体管的栅极电连接，所述第二二极管的第二极与所述传感子电路的输出端电连接。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述控制子电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端与所述第一控制晶体管的栅极电连接，所述第一电容的第二端电连接第二电源端，所述第二电容的第一端与所述第二控制晶体管的栅极电连接，所述第二电容的第二端电连接第三电源端。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管为不同类型的晶体管。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述输出开关子电路包括开关晶体管，所述开关晶体管的第一极与所述第一控制晶体管的第二极、所述第二控制晶体管的第二极分别电连接，所述开关晶体管的第二极与所述读取信号线电连接，所述开关晶体管的栅极与第二控制端电连接。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述压电信号为正弦电压信号。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述传感子电路包括超声波传感器，所述超声波传感器的一端与所述控制子电路电连接，所述超声波传感器的另一端与参考电压端电连接，以接收参考电压信号。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述第一子信号和所述第二子信号中的一个的电压值高于所述参考电压信号的值，所述第一子信号和所述第二子信号中的另一个的电压值低于所述参考电压信号的值。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测电路中，所述超声波传感器包括聚偏二氟乙烯压电传感器。
本公开至少一实施例还提供一种显示面板，包括衬底基板和根据上述任一项所述超声波信号检测电路，所述超声波信号检测电路设置在所述衬底基板上。
本公开至少一实施例还提供一种根据上述任一项所述超声波信号检测电路的超声波信号检测方法，包括：在数据采集阶段：检测所述超声波回波信号，并根据所述超声波回波信号生成所述压电信号；在所述第一子周期时，在所述第一子信号的控制下，导通第一电源端和控制子电路的输出端，以将电源信号传输至所述控制子电路的输出端；在所述第二子周期时，在所述第二子信号的控制下，导通所述第一电源端和所述控制子电路的输出端，以将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测方法中，所述控制子电路包括第一控制晶体管和第二控制晶体管，在所述第一子周期，通过所述第一子信号控制所述第一控制晶体管导通并控制所述第二控制晶体管关闭，经由所述第一控制晶体管将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端；在所述第二子周期，通过所述第二子信号控制所述第一控制晶体管关闭并控制所述第二控制晶体管导通，经由所述第二控制晶体管将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测方法中，所述控制子电路包括第一控制晶体管和第二控制晶体管，在所述第一子周期，通过所述第一子信号控制所述第一控制晶体管导通，断开所述第二控制晶体管和所述传感子电路以使所述第二控制晶体管开启，经由所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端；在所述第二子周期，通过所述第二子信号控制所述第二控制晶体管导通，断开所述第一控制晶体管和所述传感子电路以使所述第一控制晶体管开启，经由所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端。
例如，在本公开至少一实施例提供的超声波信号检测方法中，在所述数据采集阶段，在所述第一子周期和所述第二子周期时输出所述电源信号至所述读取信号线。
例如，本公开至少一实施例提供的超声波信号检测方法还包括：在复位阶段，对所述控制子电路进行复位。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为一种超声波探测电路的结构示意图；
图2为本公开一实施例提供的一种超声波信号检测电路的示意框图；
图3为本公开一实施例提供的一种超声波信号检测电路的结构示意图；
图4为本公开一实施例提供的另一种超声波信号检测电路的结构示意图；
图5为本公开一实施例提供的又一种超声波信号检测电路的结构示意图；
图6为本公开另一实施例提供的一种超声波信号检测电路的结构示意图；
图7为本公开另一实施例提供的又一种超声波信号检测电路的结构示意图；
图8为本公开一实施例提供的一种压电信号的示意图；
图9为本公开一实施例提供的一种显示面板的示意框图；
图10为本公开一实施例提供的一种超声波信号检测方法的流程图；
图11为本公开一实施例提供的一种超声波信号检测方法的时序图。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
图1为一种超声波探测电路的结构示意图。如图1所示，该超声波探测电路包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、超声波传感器S和二极管DI。第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3均为N型晶体管。在复位阶段，数据采集控制端C1输出的控制信号为低电平信号，复位控制端C2输出的控制信号为高电平信号，从而第二晶体管M2关闭，第三晶体管M3开启，复位电压Rt经由第三晶体管M3被传输至第一晶体管M1的栅极，从而对第一晶体管M1的栅极进行复位。在数据采集阶段，数据采集控制端C1输出的控制信号为高电平信号，复位控制端C2输出的控制信号为低电平信号，从而第二晶体管M2开启，第三晶体管M3关闭，超声波传感器S接收超声波回波信号，并根据超声波回波信号产生正弦压电信号，正弦压电信号包括正电压子信号和负电压子信号。当超声波传感器S输出正电压子信号时，该正电压子信号被传输至第一晶体管M1的栅极，第一晶体管M1开启，第一电源端VD的电源信号可以依次经由第一晶体管M1和第二晶体管M2被输出至读取线R，从而实现收超声波回波信号的探测。例如，在数据采集阶段，当超声波传感器S输出正电压子信号时，二极管DI截止。当超声波传感器S输出负电压子信号时，该负电压子信号被传输至第一晶体管M1的栅极，第一晶体管M1关闭，从而读取线R无法读取电源信号。此时，负电压子信号可以被传输至二极管DI的阴极，二极管DI开启，复位电压Rt被传输至第一晶体管M1的栅极，从而第一晶体管M1的栅极的电压保持为复位电压Rt。在图1所示的超声波探测电路中，只有当超声波传感器S输出正电压子信号时，第一晶体管M1才能将电源信号传输至读取线R，超声波探测电路检测到的信号小，难以实现指纹识别。
本公开至少一实施例提供一种超声波信号检测电路、超声波信号检测方法和显示面板，该超声波信号检测电路在第一子周期和第二子周期中均能够输出电源信号，对超声波回波信号的位于第一子周期中的第一子信号和位于第二子周期中的第二子信号均进行利用，从而提高超声波回波信号的利用效率，增大输出电源信号的时间，提高信噪比。
下面结合附图对本公开的几个实施例进行详细说明，但是本公开并不限于这些具体的实施例。
需要说明的是，本公开的实施例中采用的晶体管均可以为薄膜晶体管(例如，多晶硅薄膜晶体管、非晶硅薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管或有机薄膜晶体管)或场效应晶体管或其他特性相同的开关器件。这里采用的晶体管的源极、漏极在结构上可以是对称的，所以其源极、漏极在结构上可以是没有区别的。在本公开的实施例中，为了区分晶体管除栅极之外的两极，直接描述了其中一极为第一极，另一极为第二极，所以本公开实施例中全部或部分晶体管的第一极和第二极根据需要是可以互换的。例如，本公开实施例所述的晶体管的第一极可以为源极，第二极可以为漏极；或者，晶体管的第一极为漏极，第二极为源极。
例如，按照晶体管的特性，晶体管可以分为N型晶体管和P型晶体管，为了清楚起见，在本公开下面的描述中，第二控制晶体管为P型晶体管，本公开的其余晶体管均为N型晶体管，然而本公开的实施例不限于此，本领域技术人员还可以根据实际需要利用N型晶体管实现本公开中的实施例中的第二控制晶体管的功能，利用P型晶体管实现本公开中的实施例中的其余晶体管的功能。
图2为本公开一实施例提供的一种超声波信号检测电路的示意框图。例如，如图2所示，本公开一实施例提供的超声波信号检测电路100可以包括控制子电路110和传感子电路120，控制子电路110与传感子电路120电连接。
例如，传感子电路120被配置为检测超声波回波信号，并根据超声波回波信号生成压电信号。例如，压电信号包括位于第一子周期的第一子信号和位于第二子周期的第二子信号。
例如，控制子电路110被配置为：在第一子周期时，在第一子信号的控制下，导通第一电源端和控制子电路110的输出端，以将电源信号Vdd传输至控制子电路110的输出端；以及，在第二子周期时，在第二子信号的控制下，导通第一电源端和控制子电路110的输出端，以将电源信号Vdd传输至控制子电路110的输出端。
本公开实施例提供的超声波信号检测电路在第一子周期和第二子周期中均能够传输电源信号，相较于图1所示的电路，该超声波信号检测电路100增加了输出电源信号Vdd的时间(例如，增加的时间为第二子周期的时间)，从而可以提高超声波回波信号的利用效率，增大检测到的输出信号，提高检测到的输出信号的信噪比。
例如，压电信号的幅值与超声波回波信号的强度相关，超声波回波信号的强度越大，则压电信号的幅值越大。
例如，第一子周期的时间和第二子周期的时间可以相同，从而超声波信号检测电路100输出电源信号Vdd的时间增加了一倍，积累的电荷达到加倍的效果，即超声波信号检测电路100检测得到的输出信号提高了一倍。
需要说明的是，第一子周期的时间和第二子周期的时间也可以不相同，本公开对此不作限制。
例如，电源信号Vdd可以为高电平信号。
例如，如图2所示，超声波信号检测电路100还可以包括输出开关子电路130和读取信号线140。输出开关子电路130与控制子电路110的输出端、读取信号线140均电连接，且输出开关子电路130被配置为在第一子周期和第二子周期时，导通控制子电路110的输出端和读取信号线140，以从读取信号线140输出电源信号Vdd。
例如，输出开关子电路130可以用于控制将电源信号Vdd输出至读取信号线140，从而可以灵活地控制读出电源信号Vdd的时间，以适应不同的应用需求。
例如，读取信号线140可以与电压检测子电路(未示出)电连接，在第一子周期和第二子周期，电源信号Vdd可以经由读取信号线140对电压检测子电路进行充电，以得到输出信号。当超声波回波信号为由手指反射超声波信号而得到的信号时，该输出信号可以作为指纹识别信号，以实现指纹识别。
例如，如图2所示，超声波信号检测电路100还包括复位子电路150。复位子电路150与控制子电路110电连接，且被配置为对控制子电路100进行复位。复位子电路150可以保证在数据采集阶段(即，超声波信号检测电路开始检测信号的阶段)开始前，控制子电路100处于复位状态，从而避免在数据采集阶段中，当传感子电路120未输出压电信号，而第一控制晶体管T1或第二控制晶体管T2却处于开启状态的情况，即复位子电路150可以避免上一个数据采集阶段对下一个数据采集阶段的影响，从而提高输出信号的准确性。
图3至图7为本公开实施例提供的多种超声波信号检测电路的结构示意图。例如，如图3至图7所示，控制子电路110可以包括第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2。控制子电路110的输出端包括连接在一起的第一控制晶体管T1的第二极和第二控制晶体管T2的第二极。
例如，第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2为不同类型的晶体管。如图3至图7所示，在一些示例中，第一控制晶体管T1为N型晶体管，第二控制晶体管T2为P型晶体管。但不限于此，在另一些示例中，第一控制晶体管T1为P型晶体管，第二控制晶体管T2为N型晶体管。
例如，如图3所示，在一些示例中，复位子电路150可以包括第一复位晶体管T4。
例如，如图3所示，第一控制晶体管T1的第一极与第一电源端VDC电连接，以接收电源信号Vdd，第一控制晶体管T1的第二极与输出开关子电路130电连接，第一控制晶体管T1的栅极与第一复位晶体管T4的第一极电连接，第一控制晶体管T1的栅极还与传感子电路120的输出端电连接。第二控制晶体管T2的第一极与第一电源端VDC电连接，以接收电源信号Vdd，第二控制晶体管T2的第二极与输出开关子电路130电连接，第二控制晶体管T2的栅极与第一复位晶体管T4的第一极电连接，第二控制晶体管T2的栅极还与传感子电路120的输出端电连接。
例如，第一复位晶体管T4的第二极与第一复位端RST1电连接，第一复位晶体管T4的栅极与第一控制端Ctrl1电连接。
例如，如图3所示，第一复位端RST1被配置为输出第一复位信号Vrst1，第一复位信号Vrst1可以经由第一复位晶体管T4同时对第一控制晶体管T1的栅极和第二控制晶体管T2的栅极进行复位。
例如，第一子信号可以控制第一控制晶体管T1导通，且第一子信号控制第二控制晶体管T2断开；而第二子信号可以控制第一控制晶体管T1断开，且第二子信号控制第二控制晶体管T2导通。如图3所示，在第一子周期时，在第一子信号的控制下，第一控制晶体管T1导通，第二控制晶体管T2关闭，电源信号Vdd经由第一控制晶体管T1被传输至输出开关子电路130。在第二子周期时，在第二子信号的控制下，第一控制晶体管T1关闭，第二控制晶体管T2导通，电源信号Vdd经由第二控制晶体管T2被传输至输出开关子电路130。
例如，如图4和图5所示，在另一些示例中，复位子电路150包括第一复位晶体管T4和第二复位晶体管T5。
例如，如图4和图5所示，第一控制晶体管T1的第一极与第一电源端VDC电连接，以接收电源信号Vdd，第一控制晶体管T1的第二极与输出开关子电路130电连接，第一控制晶体管T1的栅极与第一复位晶体管T4的第一极电连接。第二控制晶体管T2的第一极与第一电源端VDC电连接，以接收电源信号Vdd，第二控制晶体管T2的第二极与输出开关子电路130电连接，第二控制晶体管T2的栅极与第二复位晶体管T5的第一极电连接。
例如，如图4所示，第一复位晶体管T4的第二极与第一复位端RST1电连接，第一复位晶体管T4的栅极与第一控制端Ctrl1电连接；第二复位晶体管T5的第二极与第一复位端RST1电连接，第二复位晶体管T5的栅极与第一控制端Ctrl1电连接。
例如，如图4所示，第一复位端RST1被配置为输出第一复位信号Vrst1，第一复位信号Vrst1可以经由第一复位晶体管T4对第一控制晶体管T1的栅极进行复位，同时，第一复位信号Vrst1还可以经由第二复位晶体管T5对第二控制晶体管T2的栅极进行复位。
例如，在图4所示的示例中，第一复位晶体管T4的第二极和第二复位晶体管T5的第二极均连接同一个复位端(即第一复位端RST1)，但不限于此，第一复位晶体管T4的第二极和第二复位晶体管T5的第二极也可以连接不同的复位端。例如，如图5所示，第一复位晶体管T4的第二极与第一复位端RST1电连接，第一复位晶体管T4的栅极与第一控制端Ctrl1电连接；第二复位晶体管T5的第二极与第二复位端RST2电连接，第二复位晶体管T5的栅极与第一控制端Ctrl1电连接。
例如，由于第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2为不同类型的晶体管，因此，可以通过不同的复位信号进行复位，例如，如图5所示，第一复位端RST1被配置为输出第一复位信号Vrst1，第二复位端RST2被配置为输出第二复位信号Vrst2，第一复位信号Vrst1和第二复位信号Vrst2不相同。当第一控制信号C1控制第一复位晶体管T4和第二复位晶体管T5同时导通时，第一复位信号Vrst1经由第一复位晶体管T4传输至第一控制晶体管T1的栅极，从而对第一控制晶体管T1的栅极进行复位，第二复位信号Vrst2经由第二复位晶体管T5传输至第二控制晶体管T2的栅极，从而对第二控制晶体管T2的栅极进行复位。
例如，如图4和图5所示，第一复位晶体管T4和第二复位晶体管T5可以为相同类型的晶体管，且第一复位晶体管T4和第二复位晶体管T5可以同时导通或截止。例如，在图4和图5所示的示例中，第一控制端Ctrl1输出第一控制信号C1，第一控制信号C1可以控制第一复位晶体管T4和第二复位晶体管T5同时导通或截止，以同时对第一控制晶体管T1的栅极和第二控制晶体管T2的栅极进行复位。
需要说明的是，在图4和5所示的示例中，第一复位晶体管T4的栅极和第二复位晶体管T5的栅极连接同一个控制端(即第一控制端Ctrl1)，但不限于此，第一复位晶体管T4的栅极和第二复位晶体管T5的栅极也可以连接不同的控制端。另外，根据实际应用需求，第一复位晶体管T4和第二复位晶体管T5也可以不同时导通或截止，本公开对此不作限制。
例如，如图4和图5所示，控制子电路110还包括第一二极管D1和第二二极管D2。第一二极管D1的第一极与传感子电路120的输出端电连接，第一二极管D1的第二极与第一控制晶体管T1的栅极电连接；第二二极管D2的第一极与第二控制晶体管T2的栅极电连接，第二二极管D2的第二极与传感子电路120的输出端电连接。
例如，如图4和图5所示，在压电信号的第一个周期的第一子周期时，在第一子信号的控制下，第一二极管D1导通，第二二极管D2截止，从而第一子信号被传输至第一控制晶体管T1的栅极以控制第一控制晶体管T1导通，而第二控制晶体管T2的栅极的电压仍然为第一复位信号Vrst1，即第二控制晶体管T2关闭。在压电信号的第一个周期的第二子周期时，在第二子信号的控制下，第二二极管D2导通，从而第二子信号被传输至第二控制晶体管T2的栅极以控制第二控制晶体管T2导通，第一二极管D1截止，从而防止第二子信号传输至第一控制晶体管T1的栅极，由于压电信号的周期较短(例如，压电信号的周期远小于读取信号线采集电源信号的时间)，从而在压电信号的第一个周期的第二子周期时，第一控制晶体管T1的栅极的电压仍然可以保持为第一子信号，第一控制晶体管T1保持开启状态，也就是说，在压电信号的第一个周期的第二子周期中，第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2均开启，电源信号Vdd可以分别经由第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2传输至控制子电路110的输出端，即电源信号Vdd的传输速度更快。
例如，在压电信号的第二个周期的第一子周期时，在第一子信号的控制下，第一二极管D1导通，从而第一子信号被传输至第一控制晶体管T1的栅极以控制第一控制晶体管T1导通，第二二极管D2截止，从而防止第一子信号传输至第二控制晶体管T2的栅极，此时，第二控制晶体管T2的栅极的电压仍然可以保持为第二子信号，第一控制晶体管T1保持开启状态，从而在压电信号的第二个周期的第一子周期中，第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2均开启，同理，在在压电信号的第二个周期的第二子周期中，第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2也均开启。由此可知，在图4和图5所示的示例中，除了第一个周期之外，在第一子周期和第二子周期中，第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2均开启，从而提高电源信号Vdd的传输速度，进一步增大检测到的输出信号。
例如，如图6和图7所示，在一些示例中，控制子电路110还可以包括第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1的第一端与第一控制晶体管T1的栅极电连接，第一电容C1的第二端可以电连接第二电源端VD2，第二电容C2的第一端与第二控制晶体管T2的栅极电连接，第二电容C2的第二端可以电连接第三电源端VD3。例如，第二电源端VD2和第三电源端VD3均接地。在第一子周期中，第二电容C2可以保持第二控制晶体管T2的栅极的电压，以保证第二控制晶体管T2保持开启；在第二子周期中，第一电容C1可以保持第一控制晶体管T1的栅极的电压，以保证第一控制晶体管T1保持开启。
例如，第一二极管D1的第一极为阳极，第一二极管D1的第二极为阴极。也就是说，当对第一二极管D1的第一极施加正电压，对第一二极管D1的第二极施加负电压，则第一二极管D1导通。同样地，第二二极管D2的第一极为阳极，第二二极管D2的第二极为阴极。
综上所述，在本公开中，如图4和图5所示，控制子电路110仅包括两个晶体管和两个二极管，即可实现在第一子周期和第二子周期均传输电源信号，如图6和图7所示，控制子电路110仅包括两个晶体管、两个二极管和两个电容，即可实现在第一子周期和第二子周期均传输电源信号，该控制子电路的结构简单，生产成本低。
例如，如图3至图7所示，输出开关子电路130可以包括开关晶体管T3。开关晶体管T3的第一极与第一控制晶体管T1的第二极、第二控制晶体管T2的第二极均电连接，开关晶体管T3的第二极与读取信号线RL电连接，开关晶体管T3的栅极与第二控制端Ctrl2电连接。
例如，如图3至图7所示，传感子电路120包括超声波传感器Se。超声波传感器Se的一端与控制子电路110电连接，超声波传感器Se的另一端与参考电压端Bias电连接，以接收参考电压信号Vb。参考电压信号Vb可以为压电信号增加直流分量，从而保证第一子信号可以控制第一控制晶体管T1开启，第二子信号可以控制第二控制晶体管T2开启。
例如，参考电压信号Vb为直流信号。
例如，第一子信号和第二子信号中的一个的电压值高于参考电压信号Vb的值，第一子信号和第二子信号中的另一个的电压值低于参考电压信号Vb的值。
例如，如图8所示，压电信号可以为正弦电压信号。但不限于此，压电信号还可以为方波信号等。
例如，如图8所示，在一些示例中，在第一子周期f1，正弦波信号为第一子信号，且第一子信号比参考电压信号Vb大；在第二子周期f2，正弦波信号为第二子信号，且第二子信号比参考电压信号Vb小。即，第一子信号的电压值>参考电压信号Vb的电压值；第二子信号的电压值<参考电压信号Vb的电压值。
例如，超声波传感器Se可以包括压电材料，压电材料可以为压电高分子聚合物复合压电材料，例如，压电高分子聚合物复合压电材料可以包括聚偏二氟乙烯(PVDF)，从而超声波传感器Se为聚偏二氟乙烯压电传感器，聚偏二氟乙烯具有不易破碎，防水性、可大量连续拉制、价格便宜、频率响应范围较宽等优点。需要说明的是，压电材料还可以为压电单晶体、压电陶瓷等，压电单晶体例如可以包括石英(SiO2)、铌酸锂(LiNbO3)等，压电陶瓷例如可以包括钛酸钡(BaTiO3)、锆钛酸铅(Pb(Zr11xTix)O3)等。
本公开一实施例还提供一种显示面板，图9为本公开一实施例提供的一种显示面板的示意框图。例如，如图9所示，显示面板10可以包括本公开上述任一项所述的超声波信号检测电路100。
在本公开实施例提供的显示面板中，超声波信号检测电路可以提高超声波回波信号的利用效率，增大输出电源信号的时间，提高信噪比，当该超声波信号检测电路应用于指纹识别时，可以提高指纹识别的精度。
例如，显示面板10可以包括衬底基板200，超声波信号检测电路100可以设置在衬底基板200上。
例如，衬底基板200可以包括玻璃基板、石英基板等。
例如，显示面板10还可以包括信号发生器，信号发生器被配置为生成并发射超声波信号。当超声波信号检测电路应用于指纹识别时，该超声波信号可以经由手指反射，从而得到超声波回波信号，该超声波信号检测电路100中的超声波传感器可以检测超声波回波信号，并根据超声波回波信号生成压电信号，超声波信号检测电路100中的控制子电路根据压电信号控制输出电源信号的时间，在数据采集阶段，读取信号线读取电源信号，以得到输出信号，根据输出信号即可实现指纹识别。
例如，显示面板10可以为矩形面板、圆形面板、椭圆形面板或多边形面板等。另外，显示面板10不仅可以为平面面板，也可以为曲面面板，甚至球面面板。
例如，显示面板10可以应用于手机、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中。
本公开一实施例还提供一种根据上述任一项所述超声波信号检测电路的超声波信号检测方法，图10为本公开一实施例提供的一种超声波信号检测方法的流程图，图11为本公开一实施例提供的一种超声波信号检测方法的时序图。
例如，如图10所示，超声波信号检测方法可以包括：
S10：在数据采集阶段，检测超声波回波信号，并根据超声波回波信号生成压电信号；在第一子周期时，在第一子信号的控制下，导通第一电源端和控制子电路的输出端，以将电源信号传输至控制子电路的输出端；在第二子周期时，在第二子信号的控制下，导通第一电源端和控制子电路的输出端，以将电源信号传输至控制子电路的输出端。
例如，控制子电路包括第一控制晶体管和第二控制晶体管。在一些示例中，参考图3所示的电路结构，在步骤S10中，在第一子周期，通过第一子信号控制第一控制晶体管导通并控制第二控制晶体管关闭，经由第一控制晶体管将电源信号传输至控制子电路的输出端；在第二子周期，通过第二子信号控制第一控制晶体管关闭并控制第二控制晶体管导通，经由第二控制晶体管将电源信号传输至控制子电路的输出端。
例如，在另一些示例中，参考图4-图7所示的电路结构，在步骤S10中，在第一子周期，通过第一子信号控制第一控制晶体管导通，断开第二控制晶体管和传感子电路以使第二控制晶体管保持开启，经由第一控制晶体管和第二控制晶体管将电源信号传输至控制子电路的输出端；在第二子周期，通过第二子信号控制第二控制晶体管导通，断开第一控制晶体管和传感子电路以使第一控制晶体管保持开启，经由第一控制晶体管和第二控制晶体管将电源信号传输至控制子电路的输出端。
需要说明的是，步骤S10的详细工作过程可以参考上述超声波信号检测电路100的实施例中的相关描述，重复之处在此不再赘述。
例如，以图5所示的超声波信号检测电路为例，如图5和图11所示，在数据采集阶段，第一控制端Ctrl1输出的第一控制信号VC1为低电平信号，第二控制端Ctrl2输出的第二控制信号VC2为高电平信号，从而开关晶体管T3导通，第一复位晶体管T4和第二复位晶体管T5均关闭。在第一子周期f1和第二子周期f2时，第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2均导通，电源信号可以经由第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2被传输至读取信号线，也就是说，读取信号线可以在第一子周期f1和第二子周期f2读取电源信号以得到第一输出信号Vout1。如图11所示，第二输出信号Vout2为图1所示的电路结构检测得到的信号，在图1所示的电路中，在第一子周期f1，第一晶体管M1导通，电源信号可以被输出至读取信号线，而在第二子周期f2，第一晶体管M1关闭，从而电源信号无法被传输至读取信号线，也就是说，读取信号线仅可以在第一子周期f1读取电源信号以得到第二输出信号Vout2。
需要说明的是，第一输出信号Vout1和第二输出信号Vout2可以为在数据采集阶段积累的电荷值。在本公开中，由于读取信号线在第一子周期和第二子周期均可以读取电源信号，从而在第一子周期和第二子周期均可以积累电荷；而图1所示的电路中，读取信号线仅可以在第一子周期读取电源信号，即仅在第一子周期可以积累电荷，而在第二子周期则无法积累电荷。由此，第一输出信号Vout1比第二输出信号Vout2大。
例如，如图5和图11所示，在数据采集阶段，在第一个周期的第一子周期中，仅第一控制晶体管T1可以传输电源信号，而在其余时间中，第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2均可以传输电源信号，因此，控制子电路输出的信号比在第一个周期的第一子周期大。
例如，如图11所示，压电信号VP的周期远小于数据采集阶段的时间。
例如，如图10所示，超声波信号检测方法还可以包括：
S20：在复位阶段，对控制子电路进行复位。
例如，如图5和图11所示，在复位阶段，第一控制端Ctrl1输出的第一控制信号VC1为高电平信号，第二控制端Ctrl2输出的第二控制信号VC2为低电平信号，从而开关晶体管T3关闭，第一复位晶体管T4和第二复位晶体管T5均导通。第一复位信号Vrst1经由第一复位晶体管T4传输至第一控制晶体管T1的栅极，第二复位信号Vrst2经由第二复位晶体管T5传输至第二控制晶体管T2的栅极，从而第一控制晶体管T1和第二控制晶体管T2均被复位。
需要说明的是，复位阶段的操作可以在数据采集阶段之前执行，也就是说，在每次采集数据之前，对控制子电路进行复位。但不限于此，复位阶段的操作也可以在数据采集阶段之后执行，也就是说，在每次采集数据结束后，对控制子电路进行复位。
对于本公开，还有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上所述仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种超声波信号检测电路，包括：控制子电路和传感子电路，
其中，所述传感子电路被配置为检测超声波回波信号，并根据所述超声波回波信号生成压电信号，其中，所述压电信号包括位于第一子周期的第一子信号和位于第二子周期的第二子信号；以及
所述控制子电路与所述传感子电路电连接，且被配置为：
在所述第一子周期时，在所述第一子信号的控制下，导通第一电源端和所述控制子电路的输出端，以将电源信号传输至所述控制子电路的输出端；以及
在所述第二子周期时，在所述第二子信号的控制下，导通所述第一电源端和所述控制子电路的输出端，以将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端；
所述控制子电路包括第一控制晶体管和第二控制晶体管，
所述第一控制晶体管的第一极与所述第一电源端电连接，以接收所述电源信号，所述第一控制晶体管的第二极与所述控制子电路的输出端电连接，所述第一控制晶体管的栅极与所述传感子电路的输出端电连接；
所述第二控制晶体管的第一极与所述第一电源端电连接，以接收所述电源信号，所述第二控制晶体管的第二极与所述控制子电路的输出端电连接，所述第二控制晶体管的栅极与所述传感子电路的输出端电连接。
2.根据权利要求1所述的超声波信号检测电路，还包括：输出开关子电路和读取信号线，
其中，所述输出开关子电路分别与所述控制子电路的输出端和所述读取信号线电连接，且被配置为在所述第一子周期和所述第二子周期时，导通所述控制子电路的输出端和所述读取信号线，以从所述读取信号线输出所述电源信号。
3.根据权利要求2所述的超声波信号检测电路，还包括：复位子电路，
其中，所述复位子电路与所述控制子电路电连接，且被配置为对所述控制子电路进行复位。
4.根据权利要求3所述的超声波信号检测电路，其中，所述复位子电路包括第一复位晶体管，
所述第一控制晶体管的栅极还与所述第一复位晶体管的第一极电连接，
所述第二控制晶体管的栅极还与所述第一复位晶体管的第一极电连接，
所述第一复位晶体管的第二极与第一复位端电连接，所述第一复位晶体管的栅极与第一控制端电连接。
5.根据权利要求3所述的超声波信号检测电路，其中，所述复位子电路包括第一复位晶体管和第二复位晶体管，
所述第一控制晶体管的栅极还与所述第一复位晶体管的第一极电连接；
所述第二控制晶体管的栅极还与所述第二复位晶体管的第一极电连接；
所述第一复位晶体管的第二极与第一复位端电连接，所述第一复位晶体管的栅极与第一控制端电连接；
所述第二复位晶体管的第二极与所述第一复位端电连接，所述第二复位晶体管的栅极与所述第一控制端电连接。
6.根据权利要求3所述的超声波信号检测电路，其中，所述复位子电路包括第一复位晶体管和第二复位晶体管，
所述第一控制晶体管的栅极还与所述第一复位晶体管的第一极电连接；
所述第二控制晶体管的栅极还与所述第二复位晶体管的第一极电连接；
所述第一复位晶体管的第二极与第一复位端电连接，所述第一复位晶体管的栅极与第一控制端电连接；
所述第二复位晶体管的第二极与第二复位端电连接，所述第二复位晶体管的栅极与所述第一控制端电连接。
7.根据权利要求5或6所述的超声波信号检测电路，其中，所述控制子电路还包括第一二极管和第二二极管，
所述第一二极管的第一极与所述传感子电路的输出端电连接，所述第一二极管的第二极与所述第一控制晶体管的栅极电连接；
所述第二二极管的第一极与所述第二控制晶体管的栅极电连接，所述第二二极管的第二极与所述传感子电路的输出端电连接。
8.根据权利要求7所述的超声波信号检测电路，其中，所述控制子电路还包括第一电容和第二电容，
所述第一电容的第一端与所述第一控制晶体管的栅极电连接，所述第一电容的第二端电连接第二电源端，所述第二电容的第一端与所述第二控制晶体管的栅极电连接，所述第二电容的第二端电连接第三电源端。
9.根据权利要求1-6任一项所述的超声波信号检测电路，其中，所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管为不同类型的晶体管。
10.根据权利要求4-6任一项所述的超声波信号检测电路，其中，所述输出开关子电路包括开关晶体管，
所述开关晶体管的第一极与所述第一控制晶体管的第二极、所述第二控制晶体管的第二极分别电连接，所述开关晶体管的第二极与所述读取信号线电连接，所述开关晶体管的栅极与第二控制端电连接。
11.根据权利要求1所述的超声波信号检测电路，其中，所述压电信号为正弦电压信号。
12.根据权利要求1所述的超声波信号检测电路，其中，所述传感子电路包括超声波传感器，所述超声波传感器的一端与所述控制子电路电连接，所述超声波传感器的另一端与参考电压端电连接，以接收参考电压信号。
13.根据权利要求12所述的超声波信号检测电路，其中，所述第一子信号和所述第二子信号中的一个的电压值高于所述参考电压信号的值，所述第一子信号和所述第二子信号中的另一个的电压值低于所述参考电压信号的值。
14.根据权利要求12所述的超声波信号检测电路，其中，所述超声波传感器包括聚偏二氟乙烯压电传感器。
15.一种显示面板，包括衬底基板和根据权利要求1-14任一项所述超声波信号检测电路，
其中，所述超声波信号检测电路设置在所述衬底基板上。
16.一种超声波信号检测电路的超声波信号检测方法，其中，所述超声波信号检测电路包括控制子电路和传感子电路，
所述传感子电路被配置为检测超声波回波信号，并根据所述超声波回波信号生成压电信号，其中，所述压电信号包括位于第一子周期的第一子信号和位于第二子周期的第二子信号；以及
所述控制子电路与所述传感子电路电连接，且被配置为：
在所述第一子周期时，在所述第一子信号的控制下，导通第一电源端和所述控制子电路的输出端，以将电源信号传输至所述控制子电路的输出端；以及
在所述第二子周期时，在所述第二子信号的控制下，导通所述第一电源端和所述控制子电路的输出端，以将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端；
所述超声波信号检测方法包括：
在数据采集阶段：检测所述超声波回波信号，并根据所述超声波回波信号生成所述压电信号；在所述第一子周期时，在所述第一子信号的控制下，导通第一电源端和控制子电路的输出端，以将电源信号传输至所述控制子电路的输出端；在所述第二子周期时，在所述第二子信号的控制下，导通所述第一电源端和所述控制子电路的输出端，以将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端，
其中，所述控制子电路包括第一控制晶体管和第二控制晶体管，
在所述第一子周期，所述第一控制晶体管在所述第一子信号的控制下导通，以经由所述第一控制晶体管将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端；
在所述第二子周期，所述第二控制晶体管在所述第二子信号的控制下导通，以经由所述第二控制晶体管将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端。
17.根据权利要求16所述的超声波信号检测方法，其中，在所述第一子周期，通过所述第一子信号控制所述第一控制晶体管导通并控制所述第二控制晶体管关闭，经由所述第一控制晶体管将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端；
在所述第二子周期，通过所述第二子信号控制所述第一控制晶体管关闭并控制所述第二控制晶体管导通，经由所述第二控制晶体管将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端。
18.根据权利要求16所述的超声波信号检测方法，其中，在所述第一子周期，通过所述第一子信号控制所述第一控制晶体管导通，断开所述第二控制晶体管和所述传感子电路以使所述第二控制晶体管开启，经由所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端；
在所述第二子周期，通过所述第二子信号控制所述第二控制晶体管导通，断开所述第一控制晶体管和所述传感子电路以使所述第一控制晶体管开启，经由所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管将所述电源信号传输至所述控制子电路的输出端。
19.根据权利要求16所述的超声波信号检测方法，其中，所述超声波信号检测电路还包括输出开关子电路和读取信号线，
所述输出开关子电路分别与所述控制子电路的输出端和所述读取信号线电连接，
在所述数据采集阶段，在所述第一子周期和所述第二子周期时输出所述电源信号至所述读取信号线。
20.根据权利要求16所述的超声波信号检测方法，还包括：
在复位阶段，对所述控制子电路进行复位。
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