CN110763336A - 光检测电路及电子设备、驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光检测电路及电子设备、驱动方法，属于电子设备技术领域。该光检测电路包括电荷存储单元、复位单元、光电二极管、信号采集单元、电位拉升单元，当读取节点的电位降低的程度达到预设值时，电位拉升单元将读取节点的电位变为初始电位。光电二极管在光照作用下，能够持续形成光电流，读取节点的电位继续降低。信号采集单元持续采集读取节点的电信号，从而根据预设值、读取节点的电位改变为初始电位的次数和最后一次改变后读取节点的电位下降的数值得到整个采集电信号的过程中，读取节点的电位变化总量。据此即使在环境光强度较大的情况下，也可以在光学触控识别电路中准确识别是否被触摸，在光学指纹识别电路中准确识别脊线和谷线。

Description

光检测电路及电子设备、驱动方法

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别涉及一种光检测电路及电子设备、驱动方法。

背景技术

光学触控技术和光学指纹识别技术在电子产品上都有着较广泛的应用，两者都是基于光检测电路。光检测电路通常包括光电二极管和电荷存储单元。

电子产品的内部光源发出的光照射到手指后反射到光电二极管上，光电二极管可以形成光电流。在识别触摸区域时，触摸区域和未触摸区域的光电二极管产生的光电流大小不同，电荷存储单元释放的电荷量不同。在指纹识别时，脊线和谷线对应的区域的光电二极管产生的光电流大小不同，电荷存储单元释放的电荷量不同，由此可以识别出触摸区域和未触摸区域、指纹的脊线和谷线。

无论是光学触控显示装置还是指纹识别装置，由于环境光也会照射到光电二极管上，使光电二极管形成光电流。当环境光强度较大时，可能导致无法识别出触摸区域和未触摸区域或者指纹的脊线和谷线。

发明内容

本发明实施例提供了一种光检测电路及电子设备、驱动方法，能够解决在光学触控识别电路和光学指纹识别电路中，环境光过强可能导致无法识别的问题。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种光检测电路，包括：

电荷存储单元，连接在读取节点和第一电源端之间；

光电二极管，所述光电二极管的第一极与所述读取节点连接，所述光电二极管的第二极与所述第一电源端连接；

信号采集单元，与所述读取节点连接，用于在扫描信号的控制下采集所述读取节点的电信号；

电位拉升单元，与所述读取节点和第二电源端连接，用于当所述读取节点的电位降低预设值时将所述电荷存储单元与所述第二电源端连通，以将所述读取节点的电位拉升至初始电位。

可选地，所述电位拉升单元包括二极管，所述二极管的第一极与所述读取节点连接，所述二极管的第二极与所述第二电源端连接。

可选地，所述电荷存储单元包括电容。

可选地，所述信号采集单元包括第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的第一极与所述读取节点连接，所述第一薄膜晶体管的控制极用于接收扫描信号。

可选地，所述信号采集单元包括放大子单元和信号输出子单元，所述放大子单元与所述读取节点和所述第二电源端连接，所述信号输出子单元与所述放大子单元连接，所述放大子单元用于放大所述读取节点的电信号并将放大后的电信号输出至所述信号输出子单元。

可选地，所述放大子单元包括电压跟随器，所述电压跟随器的电源端与所述第二电源端连接，所述电压跟随器的输入端与所述读取节点连接，所述电压跟随器的输出端与所述信号输出子单元的输入端连接。

可选地，所述电压跟随器包括第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的第一极与所述第二电源端连接，所述第二薄膜晶体管的控制极与所述读取节点连接，所述第二薄膜晶体管的第二极与所述信号输出子单元的输入端连接，所述信号输出子单元的输出端与所述第一电源端之间还连接有偏置恒流源。

可选地，所述信号输出子单元包括第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的第一极与所述第二薄膜晶体管的第二极连接，所述第一薄膜晶体管的控制极用于接收扫描信号，所述第一薄膜晶体管的第二极与所述第一电源端之间连接有所述偏置恒流源。

可选地，所述放大子单元包括压控电流源，所述压控电流源的电源端与所述第二电源端连接，所述压控电流源的控制端与所述读取节点连接，所述压控电流源的输出端与所述信号输出子单元的输入端连接。

可选地，所述压控电流源包括第三薄膜晶体管，所述第三薄膜晶体管的第一极与所述第二电源端连接，所述第三薄膜晶体管的控制极与所述读取节点连接，所述第三薄膜晶体管的第二极与所述信号输出子单元的输入端连接。

可选地，所述信号输出子单元包括第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的第一极与所述第三薄膜晶体管的第二极连接，所述第一薄膜晶体管的控制极用于接收扫描信号。

可选地，还包括复位单元，连接在所述读取节点和所述第二电源端之间，用于在复位信号的控制下使所述读取节点的电位复位至初始电位。

可选地，所述复位单元包括第四薄膜晶体管，所述第四薄膜晶体管的第一极与所述第二电源端连接，所述第四薄膜晶体管的控制极用于接收所述复位信号，所述第四薄膜晶体管的第二极与所述读取节点连接。

可选地，所述电荷存储单元包括电容，所述复位单元包括第四薄膜晶体管，所述信号采集单元包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，所述电位拉升单元包括二极管，

所述二极管的第一极与所述读取节点连接，所述二极管的第二极与所述第二电源端连接，

所述第四薄膜晶体管的第一极与所述第二电源端连接，所述第四薄膜晶体管的第二极与所述读取节点连接，

所述第二薄膜晶体管的第一极与所述第二电源端连接，所述第二薄膜晶体管的控制极与所述读取节点连接，所述第二薄膜晶体管的第二极与所述第一薄膜晶体管的第一极连接，所述第一薄膜晶体管的控制极用于接收扫描信号，所述第一薄膜晶体管的第二极与所述第一电源端之间连接有偏置恒流源。

另一方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括前述的光检测电路。

可选地，所述电子设备包括基板和呈矩阵分布在所述基板上的多个所述光检测电路，所述基板上设有多条扫描线和多条读取线，所述多条扫描线沿第一方向平行间隔排列，每根所述扫描线与沿第二方向排列的多个所述光检测电路的信号采集单元连接，所述多条读取线沿所述第二方向平行间隔排列，每根所述读取线与沿所述第一方向排列的多个所述光检测电路的信号采集单元连接。

可选地，所述电子设备还包括处理模块，所述处理模块与所述读取线连接，用于根据所述读取线上采集到的各个所述光检测电路的读取节点的电信号获取在检测周期内所述光检测电路中的电荷存储单元释放的电荷量。

可选地，所述处理模块还用于根据所述电荷量与参考电荷量的差值区分指纹中的脊纹和谷纹或者区分触摸区域和非触摸区域。

可选地，所述参考电荷量为各个所述光检测电路中的电荷存储单元释放的电荷量中的最小值。

又一方面，本发明实施例还提供了一种光检测电路的驱动方法，所述方法包括：

向信号采集单元输入扫描信号，使所述信号采集单元采集所述读取节点的电信号，在所述信号采集单元采集所述读取节点的电信号的过程中，当所述读取节点的电位降低预设值时将所述读取节点的电位拉升至所述初始电位。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过在读取节点处连接电位拉升单元，这样在进行检测时，当读取节点的电位降低的程度达到预设值时，电位拉升单元将电荷存储单元与第二电源端通过连通，使电荷存储单元充电，读取节点的电位改变为初始电位。光电二极管在光照作用下，能够持续形成光电流，读取节点的电位可以继续降低。信号采集单元可以持续采集读取节点的电信号，从而得到读取节点的电位变化总量。据此即使在环境光强度较大的情况下，也可以在光学触控识别电路中准确识别是否被触摸，在光学指纹识别电路中准确识别脊线和谷线。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种光检测电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种光检测电路的局部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种光检测电路的局部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种光检测电路的电路图；

图5是本发明实施例提供的一种光检测电路的局部示意图；

图6是本发明实施例提供的图5所示光检测电路的一种电路结构图；

图7是无电位拉升单元的光检测电路检测到的电信号示意图；

图8是本发明实施例提供的光检测电路检测到的电信号示意图；

图9是本发明实施例提供的光检测电路的输出信号示意图；

图10是本发明实施例提供的一种电子设备的局部结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种电子设备的局部结构示意图；

图12是本发明实施例提供的一种光检测电路的驱动方法的流程图；

图13是本发明实施例提供的一种电子设备的控制时序图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种光检测电路的结构示意图。如图1所示，该光检测电路包括电荷存储单元10、光电二极管30、信号采集单元40和电位拉升单元50。

电荷存储单元10连接在读取节点A和第一电源端V1之间。即电荷存储单元10的一端与读取节点A连接，电荷存储单元10的另一端与第一电源端V1连接。

光电二极管30的第一极与读取节点A连接，光电二极管30的第二极与第一电源端V1连接。信号采集单元40与读取节点A连接，信号采集单元40用于在扫描信号Vg的控制下采集读取节点A的电信号。电位拉升单元50与读取节点A和第二电源端V2连接，电位拉升单元50用于当读取节点A的电位降低预设值时将电荷存储单元10与第二电源端V2连通，以将读取节点A的电位拉升至初始电位。

其中，初始电位为读取节点A的电位降低前的电位。在本实施例中，初始电位即第二电源端V2的电位。预设值小于在读取节点A的电位降低前，电荷存储单元10的两端的电位差，以限制读取节点A的电位下降程度。通过设置预设值，可以使读取节点A的电位无法降低到与第一电源端V1相同，这样光电二极管在光照作用下可以持续形成光电流，不会使光电二极管到达饱和状态而停止形成光电流。

通过在读取节点处连接电位拉升单元，这样在进行检测时，当读取节点的电位降低的程度达到预设值时，电位拉升单元将电荷存储单元与第二电源端通过连通，使电荷存储单元充电，读取节点的电位改变为初始电位。光电二极管在光照作用下，能够持续形成光电流，读取节点的电位可以继续降低。信号采集单元可以持续采集读取节点的电信号，从而得到读取节点的电位变化总量。据此即使在环境光强度较大的情况下，也可以在光学触控识别电路中准确识别是否被触摸，在光学指纹识别电路中准确识别脊线和谷线。

可选地，该光检测电路还可以包括复位单元20。复位单元20连接在读取节点A和第二电源端V2之间，复位单元20用于在复位信号Rst的控制下使读取节点A的电位复位至初始电位。复位单元20的控制端与复位信号线连接，复位单元20的第一端与读取节点A连接，复位单元20的第二端与第二电源端V2连接。在扫描信号每次控制信号采集单元开始采集读取节点的电信号之前，复位单元20可以在复位信号Rst的控制下使读取节点A的电位复位至初始电位，在检测过程中，读取节点A的电位每次都可以从初始电位开始下降，方便获取检测过程中读取节点A的电位变化总量。

可选地，电位拉升单元50可以包括二极管，二极管的第一极与读取节点A连接，二极管的第二极与第二电源端V2连接。预设值为二极管的阈值电压，通过选择阈值电压不同的二极管，可以改变预设值。在进行检测时，读取节点A的电位降低就是二极管的第一极的电位降低。当读取节点A的电位与第二电源端V2之间的电位差达到二极管的阈值电压时，二极管会导通，使得读取节点A的电位重新改变至初始电位，拉升后二极管重新截止，使读取节点A的电位不会降低到与第一电源端V1的电位相同。利用二极管实现读取节点A的电位的自动拉升，结构简单，便于实现。

可选地，二极管的阈值电压可以为0.5～1.0V。

图2是本发明实施例提供的一种光检测电路的局部结构示意图。如图2所示，信号采集单元40可以包括放大子单元41和信号输出子单元42。放大子单元41与读取节点A和第二电源端V2连接，信号输出子单元42与放大子单元41连接。放大子单元41用于放大读取节点A的电信号并将放大后的电信号输出至信号输出子单元42。由于在检测过程中，读取节点A处产生的电位变化较小，直接获取到的电信号较微弱，通过设置放大子单元41，可以将读取节点A处的电信号放大，方便获取。

可选地，放大子单元41可以包括电压跟随器，或者可以包括压控电流源。

图3是本发明实施例提供的一种光检测电路的局部结构示意图。如图3所示，放大子单元41包括电压跟随器43，电压跟随器43的电源端与第二电源端V2连接，电压跟随器43的输入端与读取节点A连接，电压跟随器43的输出端与信号输出子单元42的输入端连接。电压跟随器43的输出电压与输入电压成正比，通过电压跟随器43对读取节点A的电压进行放大，从而方便获取读取节点A的电信号。

示例性地，以第一电源端V1为低电位端，第二电源端V2为高电位端为例，提供了一种光检测电路以进行说明，该光检测电路如图4所示。在该光检测电路中，第一电源端V1为低电位端，第一电源端V1用于提供第一电源信号，第二电源端V2为高电位端，第二电源端V2用于提供第二电源信号，第一电源信号的电位低于第二电源信号的电位。

如图4所示，电位拉升单元可以包括二极管501。二极管501的第一极与读取节点A连接，二极管501的第二极与第二电源端V2连接。例如，二极管501的第一极为阴极，二极管501的第二极为阳极。光电二极管301的第一极为阴极，光电二极管301的第二极为阳极。

在进行检测时，读取节点A的电位降低就是二极管501的阴极的电位降低。当读取节点A的电位与第二电源端V2之间的电位差达到二极管501的阈值电压时，二极管501导通，使得读取节点A的电位被拉升至初始电位(即第二电源信号的电位)，拉升后二极管501重新截止。由于二极管501的存在，读取节点A的电位不会降低到与第一电源信号的电位相同。利用二极管501实现读取节点A的电位的自动拉升，结构简单，便于实现。

电荷存储单元可以包括电容101，电容101在复位时以及二极管501导通时充电。在光电二极管301形成光电流的过程中，电容101放电。

复位单元可以包括第四TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)201，第四TFT201的第一极与第二电源端V2连接，第四TFT201的第二极与读取节点A连接。第四TFT201的控制极用于输入复位信号。例如，第四TFT201的第一极为源极，第四TFT201的第二极为漏极，第四TFT201的控制极为栅极。第四TFT201可以在复位信号的控制下导通。当第四TFT201导通时，读取节点A的电位与第二电源端V2的电位相等。

在图4所示的光检测电路中，该电压跟随器包括第二TFT431。第二TFT431的第一极与第二电源端V2连接，第二TFT431的控制极与读取节点A连接，第二TFT431的第二极与信号输出子单元连接。信号输出子单元可以包括第一TFT421，第一TFT421的第一极可以与第二TFT431的第二极连接。第一TFT421的控制极用于接收扫描信号Vg，第一TFT421的第二极与第一电源端V1之间连接有偏置恒流源600。设置偏置恒流源600可以使第二TFT431工作在饱和区，第二TFT431不失真地放大读取节点A的电信号。例如，第一TFT421的第一极为源极，第一TFT421的控制极为栅极，第一TFT421的第二极为漏极。第二TFT431的第一极为源极，第二TFT431的控制极为栅极，第二TFT431的第二极为漏极。第二TFT431的源极电位始终与第二电源端V2的电位相同，第二TFT431的漏极的电位高于第二TFT431的栅极的电位(即读取节点A的电位)，而第二TFT431的漏极的电位与栅极的电位成正比，因此可以起到放大读取节点A的电位的作用。在扫描信号的作用下第一TFT421导通，经第二TFT431放大后的电信号可以通过第一TFT421输出。TFT体积小，可以利于缩小光检测电路的体积，而且TFT响应速度快，便于控制。

在图4所示光检测电路中，电荷存储单元包括电容101，复位单元包括第四TFT201，信号采集单元包括第一TFT421和第二TFT431，电位拉升单元包括二极管501。二极管501的第一极与读取节点A连接，二极管501的第二极与第二电源端V2连接。第四TFT201的第一极与第二电源端V2连接，第四TFT201的第二极与读取节点A连接。第二TFT431的第一极与第二电源端V2连接，第二TFT431的控制极与读取节点A连接，第二TFT431的第二极与第一TFT421的第一极连接，第一TFT421的控制极用于接收扫描信号Vg，第一TFT421的第二极与第一电源端V1之间连接有偏置恒流源600。

在本实施例中，第一电源端V1为低电位端，第二电源端V2为高电位端，第四TFT201、第一TFT421、第二TFT431均为N型TFT。在其他实施例中，第一电源端V1为高电位端，第二电源端V2为低电位端，第四TFT201、第一TFT421、第二TFT431可以设置为P型TFT，且二极管501的第一极为阳极，二极管501的第二极为阴极，光电二极管30的第一极为阳极，光电二极管30的第二极为阴极。

图5是本发明实施例提供的一种光检测电路的局部示意图。如图5所示，在该光检测电路中，放大子单元可以包括压控电流源44，压控电流源44的电源端与第二电源端V2连接，压控电流源44的控制端与读取节点A连接，压控电流源44的输出端与信号输出子单元42的输入端连接。采用压控电流源44作为放大子单元，压控电流源44的输出电流可以随着读取节点A的电位的变化而变化，从而将读取节点A处的电信号放大。同时采用压控电流源44作为放大子单元，可以不需要设置偏置恒流源，有利于进一步简化电路结构。

由于压控电流源44的输出电流与压控电流源44的控制端的电位存在对应关系，因此在获取到压控电流源44的输出电流后，可以根据输出电流得到压控电流源44的控制端的电位，即读取节点A的电位。

图6是本发明实施例提供的图5所示光检测电路的一种电路结构图。如图6所示，该压控电流源44可以包括第三TFT441。第三TFT441的第一极与第二电源端V2连接，第三TFT441的控制极与读取节点A连接，第三TFT441的第二极与信号输出子单元42的输入端连接。信号输出子单元42可以包括第一TFT421，第一TFT421的第一极与第三TFT441的第二极连接，第一TFT421的控制极用于接收扫描信号Vg，第一TFT421的第二极用于输出检测到的电信号。例如，第三TFT441的第一极为源极，第三TFT441的控制极为栅极，第三TFT441的第二极为漏极。第三TFT441的源极电位始终与第二电源端V2的电位相同。由于第三TFT441的漏极电流与第三TFT441的栅极和源极的电位之差成正比，而第三TFT441的源极电位始终与第二电源端V2的电位相等，因此可以通过第三TFT441放大读取节点的电位。采用TFT作为压控电流源有利于缩小光检测电路的体积。

在本发明的另一种实现方式中，信号采集单元40也可以只包括第一TFT421，第一TFT421的第一极与读取节点A连接，第一TFT421的控制极用于接收扫描信号Vg。采用一个TFT作为信号采集单元40可以简化电路结构，利于进一步减小光检测电路的体积，降低成本。

以下对比无电位拉升单元的光检测电路，以光学触控对本实施例中的技术方案进行进一步的说明。

图7是无电位拉升单元的光检测电路检测到的电信号示意图，图中示出了三个检测周期的电信号。其中，点划线表示在环境光较弱的情况下电信号的变化，实线表示在环境光较强的情况下电信号的变化。如图7所示，在环境光较弱时，复位后，读取节点的电位为Vdd，在检测过程中读取节点的电位Vdd降低到Vx，由于有手指触摸的区域对应的光检测电路的读取节点的电位降低程度会大于无手指触摸的区域对应的光检测电路的读取节点的电位降低程度，根据Vdd和Vx的差值可以判断出该读取节点所在的光检测电路对应区域是否有手指触摸。在环境光较强时，复位后，读取节点的电位为Vdd，在检测过程中，无手指触摸的区域中的光检测电路和有手指触摸的区域中的光检测电路都会受到较强的环境光影响，可能使读取节点的电位在小于一个检测周期的时间内便下降到了Vss，如果有手指触摸的区域对应的光检测电路的读取节点的电位和无手指触摸的区域对应的光检测电路的读取节点的电位都降低到了Vss，则无法区分有手指触摸的区域和无手指触摸的区域。

在环境光较弱的情况下，读取节点的电位降低幅度不会达到设定值，电位拉升单元不产生作用。此时本实施例所提供的光检测电路与无电位拉升单元的光检测电路的工作过程相同。以下仅说明本实施例所提供的光检测电路在环境光较强的情况下的工作过程。图8是本发明实施例提供的光检测电路检测到的电信号示意图。如图8所示，在环境光较强的情况下，复位后，读取节点的电位为Vdd，在检测过程中，受到较强环境光的影响，读取节点的电位降低，当读取节点的电位降低的幅度达到预设值时，第二电源端通过电位拉升单元将读取节点的电位改变为初始电位，使读取节点的电位可以继续降低。在一个检测周期内读取节点的电位可能数次被改变为初始电位。在环境光强度不同的情况下，读取节点的电位被恢复到初始电位的次数可能不同，可以根据如下公式

ΔU＝n*A+B-C (1)

计算电位变化总量ΔU，其中A为预设值，B为初始电位，C为最后一次改变读取节点的电位后读取节点的电位下降到的数值，n为读取节点的电位被恢复到初始电位的次数。例如图8中所示，某一光检测电路中的预设值A为Vy，初始电位B为Vdd。读取节点的电位由Vdd降低到Vdd-Vy时，读取节点在电位拉升单元的作用下，电位恢复到Vdd。一个检测周期内，读取节点的电位被恢复到Vdd的次数是3次，在最后一次改变读取节点的电位后读取节点的电位下降到Vz。由此可以得到在一个检测周期内，读取节点的电位变化总量是3Vy+Vdd-Vz。由于在有手指触摸的区域和无手指触摸的区域，读取节点的电位变化总量不同，因此可以区别出有手指触摸的区域和无手指触摸的区域。

在检测周期内，由于读取节点的电位无法降低到与第一电源端的电位相等，因此光检测电路可以持续进行曝光积分，即光电二极管可以持续形成光电流而不饱和，读取节点的电位可以持续降低，可以得到较大的电位变化总量，区别出有手指触摸的区域和无手指触摸的区域。

图9是本发明实施例提供的光检测电路的输出信号示意图。如图9所示，由于光检测电路输出到处理模块的输出信号Vout与读取节点的电位变化成正比，输出信号Vout的变化可以反映出读取节点的电位变化，因此根据输出信号Vout也可以区别出有手指触摸的区域和无手指触摸的区域。其中，Vq为读取节点的电位为Vdd时的输出信号的电位，Va为读取节点的电位为Vdd-Vy时的输出信号的电位，Vb为读取节点的电位为Vz时的输出信号的电位。

可选地，在得到读取节点的电位变化总量之后，还可以根据读取节点的电位变化总量得到在检测周期内，光检测电路中的电荷存储单元释放的电荷量区别有手指触摸的区域和无手指触摸的区域。可以根据如下公式

Q＝ΔU*C (2)

计算检测周期内电荷存储单元释放的电荷量，其中ΔU为电位变化总量，C为电荷存储单元的电容。通过电荷量的差值可以更明显的区域有手指触摸的区域和无手指触摸的区域。

本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括如图1～6所示的任一种光检测电路。该电子设备可以是手机、平板电脑、显示器、导航仪、打卡机，或是其他具有光检测电路的装置。该光检测电路可以为光学触控电路、光学指纹识别电路中的任意一种。

图10是本发明实施例提供的一种电子设备的局部结构示意图。如图10所示，该电子设备可以包括基板600和呈矩阵分布在基板上的多个光检测电路601。基板600上设有多条复位线61、多条扫描线63和多条读取线62。多条扫描线63在第一方向(如图10中的Y方向)上平行间隔排列，每根扫描线63沿第二方向延伸。

每根扫描线63与沿第二方向(如图10中的X方向)排列的多个光检测电路601的信号采集单元连接。多条复位线61和多条读取线62沿第二方向平行交替间隔排列，每根复位线61与沿第一方向排列的多个光检测电路601的复位单元连接，其中，第一方向与第二方向相互垂直。每根读取线62与沿第一方向排列的多个光检测电路601的信号采集单元连接。通过设置复位线61、扫描线63和读取线62控制阵列布置的多个光检测电路601，方便电子设备识别指纹或触摸区域。

此外，基板600上还可以设置有第一电源线64和第二电源线65，第一电源线与第一电源端连接，第二电源线65与第二电源端连接。

图11是本发明实施例提供的一种电子设备的局部结构示意图。如图11所示，该电子设备还可以包括处理模块66，处理模块66与读取线62连接，处理模块66用于根据读取线62上采集到的各个光检测电路601的读取节点A的电信号获取在检测周期内光检测电路601中的电荷存储单元释放的电荷量。电荷量是电流在时间上的积累，可以准确反映出在整个获取电信号的过程中，读取节点A的电位变化程度，从而准确区分指纹上的脊纹和谷纹或区分触摸区域和非触摸区域。检测周期可以根据扫描信号的频率得到。

可选地，处理模块66可以是IC(Integrated Circuit，集成电路)。IC体积小，有利于缩小电子设备的体积。

处理模块66还可以用于根据电荷量与参考电荷量的差值区分指纹中的脊纹和谷纹或区分触摸区域和非触摸区域。由于环境光会增加通过读取节点A的电荷量，通过减去参考电荷量可以降低环境光的干扰，使区分的结果更准确。

可选地，参考电荷量为各个光检测电路中的电荷存储单元释放的电荷量中的最小值。通过都减去最小值，可以完全消除当前环境下的环境光的影响。

以具有5*5个光学检测电路的光学触控显示装置为例，在完成了对所有光学检测电路的扫描后，共采集到25个数据，该25个数据对应5*5个光学检测电路中的电荷存储单元释放的电荷量。在对25个数据进行处理时，可以将25个数据都减去这25个数据中的最小值，从而可以消除环境光照射光学检测电路对电荷量产生的影响。这是因为，在光学触控显示装置中，当手指触摸显示装置时，显示装置发出的光在手指上形成反射而照射到光电二极管上，同时还有环境光照射到手指触摸区域的光电二极管上，手指反射的光和环境光共同作用使光电二极管形成光电流，在手指未触摸的区域则只有环境光照射到光电二极管上，将25个数据都减去这25个数据中的最小值，则对应未触摸的区域的数据都接近于0，而对应触摸的区域的数据则与0相差较大，这样可以更容易区分出触摸的区域和未触摸的区域。

以具有4*4个光学检测电路的光学指纹识别装置为例，在完成了对所有光学检测电路的扫描后，共采集到16个数据，该16个数据对应4*4个光学检测电路中的电荷存储单元释放的电荷量。在对16个数据进行处理时，同样可以将16个数据都减去这16个数据中的最小值，从而可以消除环境光照射光学检测电路对电荷量产生的影响。这是因为，在光学指纹识别装置中，在进行检测时，装置内的光源发出的光在手指上形成反射而照射到光电二极管上，同时还有环境光照射到光电二极管上，手指反射的光和环境光共同作用使光电二极管形成光电流。由于手指上脊线对光的反射强于谷线对光的反射，这样接收了脊线反射的光的光电二极管形成的光电流强于接收了谷线反射的光的光电二极管形成的光电流。这16个数据中的最小值对应谷线，将16个数据都减去这16个数据中的最小值，则所有对应谷线的数据都接近于0，而对应脊线的区域的数据则与0相差较大。这样可以更容易区分出脊线和谷线。

可选地，参考电荷量也可以是获取的与当前的环境光对应的电荷量。示例性地，该电子设备还可以包括环境光检测模块，环境光检测模块用于对当前的环境光进行检测，以确定与当前环境光对应的参考电荷量。环境光检测模块可以包括仅用于检测环境光的光检测电路，该光检测电路的结构可以与前述的光检测电路的结构相同，根据该光检测电路在环境光的作用下的输出信号就可以得到参考电荷量。

通过在读取节点处连接电位拉升单元，这样在进行检测时，当读取节点的电位降低的程度达到预设值时，电位拉升单元会将读取节点的电位改变为初始电位。光电二极管在光照作用下，能够持续形成光电流，读取节点的电位可以继续降低。信号采集单元可以持续采集读取节点的电信号，从而根据预设值、读取节点的电位改变为初始电位的次数和最后一次改变后读取节点的电位下降的数值得到整个采集电信号的过程中，读取节点的电位变化总量。据此即使在环境光强度较大的情况下，也可以在光学触控识别电路中准确识别是否被触摸，在光学指纹识别电路中准确识别脊线和谷线。

图12是本发明实施例提供的一种光检测电路的驱动方法的流程图。该方法可以用于图1～图6所示的光检测电路以及图10所示的电子设备中的光检测电路。如图12所示，该方法包括：

S11：向复位单元输入复位信号，使读取节点的电位复位至初始电位。

S12：向信号采集单元输入扫描信号，使信号采集单元开始采集读取节点的电信号，在信号采集单元采集读取节点的电信号的过程中，当读取节点的电位降低预设值时将读取节点的电位拉升至初始电位。

通过在读取节点处连接电位拉升单元，这样在进行检测时，当读取节点的电位降低的程度达到预设值时，电位拉升单元会将读取节点的电位改变为初始电位。光电二极管在光照作用下，能够持续形成光电流，读取节点的电位可以继续降低。信号采集单元可以持续采集读取节点的电信号，从而根据预设值、读取节点的电位改变为初始电位的次数和最后一次改变后读取节点的电位下降的数值得到整个采集电信号的过程中，读取节点的电位变化总量。据此即使在环境光强度较大的情况下，也可以在光学触控识别电路中准确识别是否被触摸，在光学指纹识别电路中准确识别脊线和谷线。

本实施例以图10所示结构的电子设备为例对本方法进行详细说明。为了便于说明，以该电子设备仅包括3条扫描线63为例。

图13是本发明实施例提供的一种电子设备的控制时序图。如图13所示，复位线61上加载有复位信号Rst，扫描线63上加载有扫描信号(Vg1、Vg2、Vg3分别表示加载在3条扫描线63上的扫描信号)，当复位信号Rst为高电平时，该电子设备中的光检测电路的读取节点的电位被复位至初始电位，当扫描信号为高电平时，例如当Vg1为高电平时，对应Vg1的扫描线63所连接的光检测电路的信号采集单元将采集到的电信号输出至读取线61，与读取线61连接的处理模块则可以接收到这些光检测电路的电信号。当Vg1由高电平变为低电平时，信号采集单元停止向读取线61输出电信号。在一次采集开始时，复位单元在复位信号Rst的作用下使读取节点的电位被复位至初始电位，复位结束后复位单元关闭，信号采集单元在扫描信号的作用下开始持续采集读取节点的电信号，直至一个扫描周期结束。信号采集单元采集到的电信号可以输出到前述的处理模块。其中，以沿图10中的X方向为光检测电路排列的行方向。通过逐行对光检测电路进行检测，从而完成对所有光检测电路的检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种光检测电路，其特征在于，包括：

电荷存储单元，连接在读取节点和第一电源端之间；

光电二极管，所述光电二极管的第一极与所述读取节点连接，所述光电二极管的第二极与所述第一电源端连接；

信号采集单元，与所述读取节点连接，用于在扫描信号的控制下采集所述读取节点的电信号；

电位拉升单元，与所述读取节点和第二电源端连接，用于当所述读取节点的电位降低预设值时将所述电荷存储单元与所述第二电源端连通，以将所述读取节点的电位拉升至初始电位。

2.根据权利要求1所述的光检测电路，其特征在于，所述电位拉升单元包括二极管，所述二极管的第一极与所述读取节点连接，所述二极管的第二极与所述第二电源端连接。

3.根据权利要求1所述的光检测电路，其特征在于，所述电荷存储单元包括电容。

4.根据权利要求1所述的光检测电路，其特征在于，所述信号采集单元包括第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的第一极与所述读取节点连接，所述第一薄膜晶体管的控制极用于接收扫描信号。

5.根据权利要求1所述的光检测电路，其特征在于，所述信号采集单元包括放大子单元和信号输出子单元，所述放大子单元与所述读取节点和所述第二电源端连接，所述信号输出子单元与所述放大子单元连接，所述放大子单元用于放大所述读取节点的电信号并将放大后的电信号输出至所述信号输出子单元。

6.根据权利要求5所述的光检测电路，其特征在于，所述放大子单元包括电压跟随器，所述电压跟随器的电源端与所述第二电源端连接，所述电压跟随器的输入端与所述读取节点连接，所述电压跟随器的输出端与所述信号输出子单元的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的光检测电路，其特征在于，所述电压跟随器包括第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的第一极与所述第二电源端连接，所述第二薄膜晶体管的控制极与所述读取节点连接，所述第二薄膜晶体管的第二极与所述信号输出子单元的输入端连接，所述信号输出子单元的输出端与所述第一电源端之间还连接有偏置恒流源。

8.根据权利要求7所述的光检测电路，其特征在于，所述信号输出子单元包括第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的第一极与所述第二薄膜晶体管的第二极连接，所述第一薄膜晶体管的控制极用于接收扫描信号，所述第一薄膜晶体管的第二极与所述第一电源端之间连接有所述偏置恒流源。

9.根据权利要求5所述的光检测电路，其特征在于，所述放大子单元包括压控电流源，所述压控电流源的电源端与所述第二电源端连接，所述压控电流源的控制端与所述读取节点连接，所述压控电流源的输出端与所述信号输出子单元的输入端连接。

10.根据权利要求9所述的光检测电路，其特征在于，所述压控电流源包括第三薄膜晶体管，所述第三薄膜晶体管的第一极与所述第二电源端连接，所述第三薄膜晶体管的控制极与所述读取节点连接，所述第三薄膜晶体管的第二极与所述信号输出子单元的输入端连接。

11.根据权利要求10所述的光检测电路，其特征在于，所述信号输出子单元包括第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的第一极与所述第三薄膜晶体管的第二极连接，所述第一薄膜晶体管的控制极用于接收扫描信号。

12.根据权利要求1～11任一项所述的光检测电路，其特征在于，还包括：

复位单元，连接在所述读取节点和所述第二电源端之间，用于在复位信号的控制下使所述读取节点的电位复位至所述初始电位。

13.根据权利要求12所述的光检测电路，其特征在于，所述复位单元包括第四薄膜晶体管，所述第四薄膜晶体管的第一极与所述第二电源端连接，所述第四薄膜晶体管的控制极用于接收所述复位信号，所述第四薄膜晶体管的第二极与所述读取节点连接。

14.根据权利要求1所述的光检测电路，其特征在于，还包括复位单元，所述复位单元包括第四薄膜晶体管，所述电荷存储单元包括电容，所述信号采集单元包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，所述电位拉升单元包括二极管，

所述二极管的第一极与所述读取节点连接，所述二极管的第二极与所述第二电源端连接，

所述第四薄膜晶体管的第一极与所述第二电源端连接，所述第四薄膜晶体管的第二极与所述读取节点连接，

所述第二薄膜晶体管的第一极与所述第二电源端连接，所述第二薄膜晶体管的控制极与所述读取节点连接，所述第二薄膜晶体管的第二极与所述第一薄膜晶体管的第一极连接，所述第一薄膜晶体管的控制极用于接收扫描信号，所述第一薄膜晶体管的第二极与所述第一电源端之间连接有偏置恒流源。

15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1～14任一项所述的光检测电路。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括基板和呈矩阵分布在所述基板上的多个所述光检测电路，所述基板上设有多条扫描线和多条读取线，所述多条扫描线沿第一方向平行间隔排列，每根所述扫描线与沿第二方向排列的多个所述光检测电路的信号采集单元连接，所述多条读取线沿所述第二方向平行间隔排列，每根所述读取线与沿所述第一方向排列的多个所述光检测电路的信号采集单元连接。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括处理模块，所述处理模块与所述读取线连接，用于根据所述读取线上采集到的各个所述光检测电路的读取节点的电信号获取在检测周期内所述光检测电路中的电荷存储单元释放的电荷量。

18.根据权利要求17所述的电子设备，其特征在于，所述处理模块还用于根据所述电荷量与参考电荷量的差值区分指纹中的脊纹和谷纹或者区分触摸区域和非触摸区域。

19.根据权利要求18所述的电子设备，其特征在于，所述参考电荷量为各个所述光检测电路中的电荷存储单元释放的电荷量中的最小值。

20.一种用于权利要求1～14任一项所述的光检测电路的驱动方法，其特征在于，所述方法包括：

向信号采集单元输入扫描信号，使所述信号采集单元采集所述读取节点的电信号，在所述信号采集单元采集所述读取节点的电信号的过程中，当所述读取节点的电位降低预设值时将所述读取节点的电位拉升至所述初始电位。

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