CN110858297B - 光学指纹识别电路 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种光信号处理电路和电子设备，能够提高指纹传感器输出信号的信噪比，进而提高指纹识别率。其中光信号处理电路包括：光敏器件，放大管T1，开关管T2，开关管T3，读出电路，控制电路和电压可调电源。由于光信号处理电路在补偿复位阶段时，T1的栅极电压刚刚达到使放大管T1开启的电平，因此当T1的栅极再施加该输入电压和电压增量时，T1的栅源电压Vgs将变大，T1将对输入电压信号进行放大，产生输出信号。

Description

光学指纹识别电路
技术领域
本申请涉及电路领域，并且更具体的，涉及光信号处理电路及光学指纹识别系统。
背景技术
屏下光学指纹识别正在成为目前手机产品的标配，用户将手指按压在屏幕上的某个位置，就能启动指纹识别功能。具体而言，通过屏下的光源产生光线照射手指，手指的反射光携带了指纹信息被屏幕下方的图像传感器接收，并产生指纹图像，然后提取指纹特征，可以用来实现解锁、支付等功能，从而提高手机的安全性能。
现有技术的一种指纹识别的方案中，可以基于薄膜晶体管(thin filmtransistor，TFT)基板的大面积光学指纹传感器，对透过屏幕的指纹反射光进行采集和检测。在该光学指纹传感器中，读取指纹反射光的每个像素读取电路仅包含一个TFT晶体管(可以称之为1T电路)，该TFT晶体管用于指纹信号读取时的选通开关。当指纹反射光信号微弱时，该指纹传感器输出信号信噪比较低，无法实现较高的指纹识别率。
因此，亟需在指纹反射光信号微弱的情况下，提高指纹传感器输出信号信噪比，进而提高指纹识别率。
发明内容
本申请提供光信号处理电路和电子设备，用于解决现有技术存在着的指纹识别率低的问题。
第一方面，提供了一种光信号处理电路，包括：光敏器件，放大管T1，开关管T2，开关管T3，读出电路，控制电路和电压可调电源，其中，
所述光敏器件与所述放大管T1的栅极连接，所述放大管T1的栅极和漏极之间跨接所述开关管T2，所述放大管T1的源极连接所述电压可调电源，所述放大管T1的源极或漏极通过所述开关管T3连接所述读出电路，所述控制电路与所述开关管T2、所述开关管T3和所述电压可调电源连接；
所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于第一状态，其中，当所述光信号处理电路处于所述第一状态时，所述光敏器件没有曝光，当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第一状态时，所述控制电路具体用于控制所述开关管T2导通，控制所述电压可调电源产生补偿复位电压，以及控制所述开关管T3断开，以使得所述放大管T1的栅源电压Vgs等于所述第一TFT的阈值电压VT；
所述控制电路还用于控制所述光信号处理电路处于第二状态，所述第二状态是所述第一状态之后的一个状态，当所述光信号处理电路处于所述第二状态时，所述光敏器件曝光并产生施加到所述放大管T1的栅极的输入电压；当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第二状态时，所述控制电路具体用于控制所述开关管T2断开，控制所述电压可调电源与所述放大管T1的源极断开，且控制所述开关管T3断开；
所述控制电路还用于控制所述光信号处理电路处于第三状态，所述第三状态是所述第二状态之后的一个状态，当所述光信号处理电路处于所述第三状态时，所述光敏器件停止曝光；当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第三状态时，所述控制电路具体用于控制所述开关管T2断开，控制所述开关管T3导通，从而使得所述读出电路获取所述放大管T1的输出信号，所述控制电路还具体用于控制所述电压可调电源产生读取参考电压，以使得所述放大管T1的Vgs为所述VT、所述输入电压和电压增量之和，其中所述电压增量为所述补偿复位电压与所述读取参考电压的幅值之差。所述电压增量大于0V。
本申请实施例中，由于光信号处理电路在补偿复位阶段时，T1的栅极电压刚刚达到使放大管T1开启的电平，因此当T1的栅极再施加该输入电压和电压增量时，T1的栅源电压Vgs将变大，T1将对输入电压信号进行放大，产生输出信号。
并且，本申请实施例通过放大晶体管T1的源极连接可调节电压，在T1的补偿阶段使得可调节电压为补偿复位电压，在指纹信号的读取阶段使得可调节电压为读取参考电压，使得T1的栅极在读取指纹信号时，栅源电压Vgs的增加量为指纹信号对应的输入电压和电压增量之和。本申请实施例中，电压增量能够使得T1的栅源电压Vgs进一步增大，进而提高放大电路的静态工作点，实现对输入指纹信号的进一步放大。因此本申请实施例能够实现对放大晶体管T1的增益控制，提高指纹传感器输出信号信噪比，提高指纹识别率。
可选的，本申请实施例中，所述电压可调电源可以包括选择电路、第一电源和第二电源，所述第一电源用于产生所述补偿复位电压，所述第二电源用于产生所述读取参考电压。
其中，选择电路可以用于选择所述第一电源与所述放大管T1的源极连接，第二电源不与所述放大管T1的源极连接。或者，选择电路可以选择所述第二电源与所述放大管T1的源极连接，第一电源不与所述放大管T1的源极连接。或者选择电路可以选择所述第一电源和所述第二电源均不与所述放大管T1的源极连接。该方案为一种实现方式，方便实现，降低了设计成本。
可选的，本申请实施例中，电压可调电源中可以包括电压控制电路和可调节电源，可调节电源可以产生可以调节大小的电压值。其中，电压控制电路可以在控制电路的控制下调节可调节电源产生的电压值，使其为补偿复位电压或读取参考电压，或者使可调节电源与放大管T1的源极断开，即电压可调电源不向放大管T1提供电压。该方案为一种实现方式，方便实现，降低了设计成本。
可选的，本申请实施例中，当读出电路是基于积分电路时，获取的输出信号为输出电流。积分电路作为读出电路是比较成熟的技术，因此，基于这个实现简单，降低了设计成本。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述放大管T1为N型薄膜晶体管TFT，所述放大管T1的栅极与所述光敏器件的阳极连接。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，，所述放大管T1的漏极通过所述开关管T3连接所述读出电路；
所述电压可调电源包括开关管T4、开关管T5、第一电源和第二电源，其中，所述开关管T4与所述第一电源连接，所述开关管T5与所述第二电源连接，所述第一电源用于产生所述补偿复位电压，所述第二电源用于产生所述读取参考电压；
当所述控制电路控制所述开关管T4导通、所述开关管T5断开时，所述第一电源与所述放大管T1的源极连接；
当所述控制电路控制所述开关管T4断开、所述开关管T5导通时，所述第二电源与所述放大管T1的源极连接；
当所述控制电路控制所述开关管T4断开、所述开关管T5断开时，所述第一电源和所述第二电源均不与所述放大管T1的源极连接。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述开关管T2、所述开关管T3、所述开关管T4和所述开关管T5均为N型TFT。该方案可以采用现有的TFT工艺来实现，实现简单，降低了设计成本。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述补偿复位电压为-4.5V，所述读取参考电压为-6V。该两种电压为容易获取的电压，因此，实现简单，降低了设计成本。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述放大管T1为P型TFT，所述放大管T1的栅极与所述光敏器件的阴极连接。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述放大管T1的漏极通过开关管T6连接至偏置电源，光敏器件的阳极连接到所述偏置电源，其中，所述偏置电源用于产生偏置电压；
所述电压可调电源包括开关管T7、所述开关管T3、第一电源和第二电源，其中，所述开关管T7与所述第一电源连接，所述放大管T1的源极通过所述开关管T3连接所述读出电路，其中，所述读出电路包括运放电路，所述运放电路的同相输入端连接所述第二电源，所述第一电源用于产生所述补偿复位电压，所述第二电源用于产生所述读取参考电压；
当所述控制电路控制所述开关管T7导通、所述开关管T3断开时，所述第一电源与所述放大管T1的源极连接；
当所述控制电路控制所述开关管T7断开、所述开关管T3导通时，所述第二电源与所述放大管T1的源极连接；
当所述控制电路控制所述开关管T7断开、所述开关管T3断开时，所述第一电源和所述第二电源均不与所述放大管T1的源极连接。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述开关管T2、所述开关管T3、所述开关管T6和所述开关管T7均为P型TFT。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述补偿复位电压为-1V，所述读取参考电压为-0.6V。
可选的，所述光敏器件为光敏二极管，或者有机光电探测器。
第二方面，提供了一种光信号处理系统，包括至少两行第一方面以及第一方面任意可能的实现方式中的光信号处理电路，所述至少两行中的每一行包括至少一个所述光信号处理电路，其中所述至少两行光信号处理电路共用控制电路；
其中，所述共用控制电路用于向所述至少两行中的第一行光信号处理电路和所述至少两行中第二行光信号处理电路输入同一控制信号，所述控制信号用于控制第一行光信号处理电路在处于所述第一状态，且所述第二行光信号处理电路处于所述第三状态。
因此，本申请实施例可以实现在读取当前行的指纹信号时，同时对上一行已完成读取的光处理电路进行补偿复位，准备开始下一帧的曝光，从而实现了读取、补偿复位操作在一次扫描的过程中一并完成。
第三方面，提供了一种电子设备，包括如第二方面所述的光信号处理系统、面板、显示屏模组和处理器，或者其他模块或单元，其中，所述光信号处理系统设置于所述面板，所述显示屏模组用于为所述光信号处理电路提供照明，所述处理器用于对所述光信号处理系统输出的输出信号进行处理。
附图说明
图1示出了本申请实施例提供的一种指纹采集系统的框架图；
图2示出了本申请实施例提供的一种光信号处理电路的示意图；
图3示出了本申请实施例提供的一种光信号处理电路的示意图；
图4示出了本申请实施例光信号处理电路工作时的scan1和scan2的示意图；
图5示出了本申请实施例提供的一种光信号处理电路的示意图；
图6示出了本申请实施例光信号处理电路工作时的scan1和scan2的示意图；
图7示出了本申请实施例提供的一种指纹传感器的部分示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
图1示出了本申请实施例提供的一种指纹采集系统的框架图。本申请实施例的指纹采集系统可以用于手机、平板等终端设备的屏下指纹检测。该指纹采集系统包括TFT面板101，阵列上的栅极驱动(gate driver on array，GOA)102，有源像素传感器(active pixelsensor，APS)103、模拟前端(analog front end，AFE)104、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array)/微控制器(microcontroller unit)105、应用处理器(application processor)106、显示屏模组107。
其中，TFT面板101为指纹传感器所在的面板，其侧边是GOA 102，用于行选线的依次选通。指纹传感器包括像素传感器阵列，该像素传感器阵列包括对应于每个像素的APS103。AFE 104用于采集TFT面板101所探测的指纹信号，该指纹信号为模拟信号，并输出其对应的数字信号。FPGA/MCU 105用于控制AFE 104的时序以及控制GOA，并对AFE104的指纹数据进行接口转换，将转换后的指纹数据输送给应用处理器106进行特征提取和比对处理。显示屏模组107包含自发光的像素，比如有机发光二极管(organic light tmittingdiode，OLED)，可以为采集指纹提供照明。
图2示出了本申请实施例提供的一种光信号处理电路的示意图，该光信号处理电路包括：光敏器件201(如光敏二极管(photo diode，PD)、有机光电探测器(organicphotodetector，OPD))，放大管T1，开关管T2，开关管T3、读出电路202、控制电路203和电压可调电源204。其中，光敏器件201与T1的栅极连接，T1的栅极和漏极之间跨接T2，T1的源极连接电压可调电源204，T1的源极或漏极通过T3连接读出电路202，控制电路203与T2、T3和所述电压可调电源连接。这里，T1用于对输入的指纹信号的放大。这里，T2跨接在T1的栅极和漏极之间，即指的是T2的输入端、输出端分别连接T1的栅极和漏极，T2的控制端连接控制电路203，在控制电路的控制下T2闭合或者断开。
具体的，控制电路203例如为图1中的GOA 102，能够产生补偿复位控制信号和读取控制信号。下文将以补偿复位控制信号为第一扫描信号(scan1)，以读取控制信号为第二扫描信号(scan1)为例进行描述，但这并不对本申请实施例构成限定。
本申请实施例中，控制电路203输出的控制信号可以控制光信号处理电路处于补偿复位阶段、曝光阶段和读取阶段。具体的，光信号处理电路可以在scan1和scan2的控制下进行上述工作流程，以读取指纹信号。应理解，该工作流程中的三个阶段还可以具有其他命令方式，例如补偿复位阶段、曝光阶段和读取阶段可以依次被称为第一状态、第二状态和第三状态等，本申请实施例对此不作限制。
具体的，所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于补偿复位阶段，其中，当所述光信号处理电路处于所述补偿复位阶段时，所述光敏器件没有曝光，当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述补偿复位阶段时，所述控制电路具体用于控制所述开关管T2导通，控制所述电压可调电源产生补偿复位电压，以及控制所述开关管T3断开，以使得所述放大管T1的栅源电压Vgs等于所述第一TFT的阈值电压VT。
所述控制电路还用于控制所述光信号处理电路处于曝光阶段，所述曝光阶段是所述补偿复位阶段之后的一个阶段，当所述光信号处理电路处于所述曝光阶段时，所述光敏器件曝光并产生施加到所述放大管T1的栅极的输入电压；当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述曝光阶段时，所述控制电路具体用于控制所述开关管T2断开，控制所述电压可调电源与所述放大管T1的源极断开，且控制所述开关管T3断开。这里的“断开”，指的是电压可调电源不向放大管T1提供电压。
所述控制电路还用于控制所述光信号处理电路处于读取阶段，所述读取阶段是所述第曝光阶段之后的一个阶段，当所述光信号处理电路处于所述曝光阶段时，所述光敏器件停止曝光；当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述曝光阶段时，所述控制电路具体用于控制所述开关管T2断开，控制所述开关管T3导通，控制所述电压可调电源产生读取参考电压，以使得所述放大管T1的Vgs为所述VT、所述输入电压和电压增量之和，其中所述电压增量为所述补偿复位电压与所述读取参考电压的幅值之差，从而使得所述读出电路获取所述放大管T1的输出信号。
可选的，本申请实施例中，当读出电路是基于积分电路时，获取的输出信号为输出电流。
以控制电路203产生scan1和scan2为例，在处于补偿复位阶段时，scan1控制所述T2导通，scan2控制T3断开，scan1和/或scan2控制所述电压可调电源产生补偿复位电压(VDD)。由于T1的栅极和漏极短接，栅源电压Vgs会下降。当栅源电压Vgs降到与T1的阈值电压VT相等时，T1处于截止状态，栅源电压Vgs不再下降，因而使得T1的栅源电压Vgs维持在T1的阈值电压VT。也就是说在此阶段，完成了放大管T1的阈值补偿，使得T1的栅极电压刚刚达到使放大管T1开启的电平。
在T1的栅极电压达到使放大管T1开启的电平之后，光信号处理电路处于曝光阶段。在曝光阶段，scan1控制T2断开，且scan2控制T3断开，scan1和/或scan2控制T1的源极与所述可调节电压断开。也就是说，在T1的栅极电压达到使放大管T1开启的电平之后，光敏器件201曝光，此时光敏器件获取指纹光信号。然后光敏器件对光信号进行光电转换产生电荷，使得光敏器件201与放大管T1的栅极相连之处的电压发生变化。也就是说，光敏器件在曝光之后产生输入电压，该输入电压施加到T1的栅极。
在光敏器件201曝光结束后，所述光信号处理电路进入读取阶段。具体的，scan1控制T2断开，scan2控制T3导通，以实现读出电路202对指纹信号(即T1的输出电流)的读取。并且，scan1和/或scan2控制所述电压可调电源产生读取参考电压。此时所述第一TFT的Vgs为所述VT、所述输入电压和电压增量之和，其中所述电压增量用于让Vgs更大，从而让输出信号也更大，根据Vgs采用正电平还是负电平，电压增加也可以相应地采用正电平或者负电平，电压增量具体为所述补偿复位电压与所述读取参考电压的幅值之差，通过引入电压增量，所述读出电路能够获取到所述放大管T1输出的更大的信号。
由于光信号处理电路在补偿复位阶段时，T1的栅极电压刚刚达到使放大管T1开启的电平，因此当T1的栅极再施加该输入电压和电压增量时，T1的栅源电压Vgs将变大，T1将对输入电压信号进行放大，产生输出信号。
并且，本申请实施例通过放大晶体管T1的源极连接可调节电压，在T1的补偿阶段使得可调节电压为补偿复位电压，在指纹信号的读取阶段使得可调节电压为读取参考电压，使得T1的栅极在读取指纹信号时，栅源电压Vgs的增加量为指纹信号对应的输入电压和电压增量之和。本申请实施例中，电压增量能够使得T1的栅源电压Vgs进一步增大，进而提高放大电路的静态工作点，实现对输入指纹信号的进一步放大。因此本申请实施例能够实现对放大晶体管T1的增益控制，提高指纹传感器输出信号信噪比，提高指纹识别率。
需要说明的是，本申请实施例中，电压增量的取值范围为大于0V，使得信号处理电路在读取阶段时，Vgs大于Vt和由于光敏器件曝光产生的输入电压之和。换句话说，本申请实施例中通过控制补偿复位电压与所述读取参考电压的压差值，实现对T1的增益控制。
可选的，本申请实施例中，所述电压可调电源可以包括选择电路、第一电源和第二电源，所述第一电源用于产生所述补偿复位电压，所述第二电源用于产生所述读取参考电压。
其中，选择电路可以用于选择所述第一电源与所述放大管T1的源极连接，第二电源不与所述放大管T1的源极连接。或者，选择电路可以选择所述第二电源与所述放大管T1的源极连接，第一电源不与所述放大管T1的源极连接。或者选择电路可以选择所述第一电源和所述第二电源均不与所述放大管T1的源极连接。
这里，选择电路还可以称为切换电路，或者其他名称，本申请实施例对此不作限定。
可选的，本申请实施例中，电压可调电源中可以包括电压控制电路和可调节电源，可调节电源可以产生可以调节大小的电压值。其中，电压控制电路可以在控制电路的控制下调节可调节电源产生的电压值，使电压值根据需要为补偿复位电压或读取参考电压，或者根据需要使可调节电源与放大管T1的源极断开。
一个可选的实施例，T1为N型TFT，T1的栅极与光敏器件201的阳极连接。
可选的，所述放大管T1的漏极通过所述开关管T3连接所述读出电路；所述电压可调电源包括开关管T4、开关管T5、第一电源和第二电源，其中，所述开关管T4与所述第一电源连接，所述开关管T5与所述第二电源连接，所述第一电源用于产生所述补偿复位电压，所述第二电源用于产生所述读取参考电压。
当所述控制电路控制所述开关管T4导通、所述开关管T5断开时，所述第一电源与所述放大管T1的源极连接；当所述控制电路控制所述开关管T4断开、所述开关管T5导通时，所述第二电源与所述放大管T1的源极连接；当所述控制电路控制所述开关管T4断开、所述开关管T5断开时，所述第一电源和所述第二电源均不与所述放大管T1的源极连接。
图3示出了本申请实施例提供的一种可选的光信号处理电路的示意图。在图3中，以光敏器件为PD为例。其中，T1为N型TFT，PD的阳极连接T1的栅极，PD的阴极接地(GND)，T1的漏极通过T3连接读出电路，T1的源极通过开关管T4连接到补偿复位电压VDD，T1的源极还通过开关管T5连接到读取参考电压。如图3所示，本申请实施例中，读取参考电压为偏置电压Vbias。应注意，图3仅示例性地示出了各个电压值，并未示出用于产生各个电压的电源，但这并不会对本申请实施例构成限定。
本申请实施例中，当控制T4导通，T5断开时，T1的源极连接可调节电压且可调节电压等于补偿复位电压VDD；当控制T4断开，T5导通时，T1的源极连接可调节电压且可调节电压等于读取参考电压Vbias。
可选的，本申请实施例中，T1、T2、T3、T4、T5均为N型TFT，此时scan1输入至T2、T4的栅极，scan2输入至T3、T5的栅极。当scan1为高电平，scan2为低电平时，T2、T4导通，T3、T5断开；当scan1和scan2都为低电平时，T2、T3、T4、T5都断开；当scan1为低电平，scan2为高电平时，T2、T4断开，T3、T5导通。
作为示例，本申请实施例中，补偿复位电压VDD可以设置为-4.5V，读取参考电压Vbias可以设置为-6V。可以理解，本申请实施例中，补偿复位电压VDD以及读取参考电压Vbias还可以设置为其他电压值，以使得T1对输入指纹信号(即输入电压)进行放大，本申请实施例对此不作具体限定。
图4示出了本申请实施例光信号处理电路工作时的scan1和scan2的示意图。具体的，当光信号处理电路在上一帧读数据时，scan1为低电平，scan2为高电平，此时T3、T5闭合(即导通)，T2、T4开路(即断开)。然后，光信号处理电路进入补偿复位阶段，scan1变为高电平，scan2变为低电平，此时T2、T4闭合(即导通)，T3、T5开路(即断开)，由于T1的栅极和漏极短接，Vgs下降至等于T1的阈值电压VT，此时PD的正极电压维持在VDD+VT。然后，光信号处理电路进入曝光阶段，scan1和scan2均为低电平，T2、T3、T4、T5都断开，PD由于感光，其正极电压会上升。当曝光时间结束后，即曝光阶段结束，进入读取阶段，scan1为低电平，scan2为高电平，此时T3、T5闭合(即导通)，T2、T4开路(即断开)，此时T1在偏置的情况下进入放大状态，读出电路可以读取到放大后的信号。并且，由于T5导通，T1的源极电压从复位时的VDD变成了更低的Vbias，这相当于增加了输入信号的幅值(增量为VDD-Vbias)，即此时Vgs＝VT+(VDD-Vbias)，从而可以提高放大后信号的输出幅度，进而能够提高读取电路读取的信号的信噪比，提高指纹识别率。然后，可以进行下一帧数据读取，即scan1为高电平，scan2为低电平，进入下一帧的补偿复位阶段。
需要说明的是，本申请实施例中，T1进入放大状态，指的是T1能够对输入的信号进行放大，此时T1可以处于可变电阻区，或者饱和区，本申请实施例对此不作限定。
另一个可选的实施例，T1为P型TFT，T1的栅极与光敏器件201的阴极连接。
可选的，所述放大管T1的漏极通过开关管T6连接至偏置电源，光敏器件的阳极连接到所述偏置电源，其中，所述偏置电源用于产生偏置电压；所述电压可调电源包括开关管T7、所述开关管T3、第一电源和第二电源，其中，所述开关管T7与所述第一电源连接，所述放大管T1的源极通过所述开关管T3连接所述读出电路，其中，所述读出电路包括运放电路，所述运放电路的同相输入端连接所述第二电源，所述第一电源用于产生所述补偿复位电压，所述第二电源用于产生所述读取参考电压。
当所述控制电路控制所述开关管T7导通、所述开关管T3断开时，所述第一电源与所述放大管T1的源极连接；当所述控制电路控制所述开关管T7断开、所述开关管T3导通时，所述第二电源与所述放大管T1的源极连接；当所述控制电路控制所述开关管T7断开、所述开关管T3断开时，所述第一电源和所述第二电源均不与所述放大管T1的源极连接。
图5示出了本申请实施例提供的一种可选的光信号处理电路的示意图。在图5中，以光敏器件为PD为例。其中，T1为P型TFTMOS晶体管，PD的阴极连接T1的栅极，阳极连接偏置电压Vbias，T1的漏极通过开关管T6连接至偏置电压Vbias，T1的源极还通过开关管T7连接到补偿复位电压VDD，并且T1的源极通过T3连接读出电路，其中，该读出电路包括运放电路，该运放电路的同相输入端连接到读取参考电压，这里读取参考电压例如为Vref。应注意，图5仅示例性地示出了各个电压值，并未示出用于产生各个电压的电源，但这并不会对本申请实施例构成限定。
本申请实施例中，当控制T7导通，T3断开时，T1的源极连接可调节电压且可调节电压等于补偿复位电压VDD；当控制T7断开，T3导通时，T1的源极连接可调节电压且可调节电压等于读取参考电压Vref。
可选的，本申请实施例中，T1、T2、T3、T6、T7均为P型TFT，此时scan1输入至T2、T7的栅极，scan2输入至T3、T6的栅极。当scan1为高电平，scan2为低电平时，T2、T7导通，T3、T6断开；当scan1和scan2都为低电平时，T2、T3、T6、T7都断开；当scan1为低电平，scan2为高电平时，T2、T7断开，T3、T6导通。
作为示例，本申请实施例中，补偿复位电压VDD可以设置为-1V，读取参考电压Vref可以设置为-0.6V，偏置电压Vbias可以设置为-6V。应注意，本申请实施例中，补偿复位电压VDD、读取参考电压Vref和偏置电压Vbias还可以设置为其他电压值，以使得T1对输入指纹信号(即输入电压)进行放大，本申请实施例对此不作具体限定。
图6示出了本申请实施例光信号处理电路工作时的scan1和scan2的示意图。具体的，当光信号处理电路在上一帧读数据时，scan1为高电平，scan2为低电平，此时T3、T6闭合(即导通)，T2、T7开路(即断开)。然后，光信号处理电路进入补偿复位阶段，scan1变为低电平，scan2变为高电平，此时T2、T7闭合(即导通)，T3、T6开路(即断开)，由于T1的栅极和漏极短接，Vgs上升至等于T1的阈值电压VT，此时PD的阴极电压维持在Vbias+VT。然后，光信号处理电路进入曝光阶段，scan1和scan2均为高电平，T2、T3、T6、T7都断开，PD由于感光，其阴电压会下降。当曝光时间结束后，即曝光阶段结束，进入读取阶段，scan1为高电平，scan2为低电平，此时T3、T6闭合(即导通)，T2、T7开路(即断开)，此时T1在偏置的情况下进入放大状态，读出电路可以读取到放大后的信号。并且，由于T3导通，T1的源极电压从复位时的VDD变成了更高的Vref，这相当于增加了输入信号的幅值(增量为Vref-VDD)，即此时Vgs＝VT+(Vbias-VDD)，从而可以提高放大后信号的输出幅度，进而能够提高读取电路读取的信号的信噪比，提高指纹识别率。然后，可以进行下一帧数据读取，即scan1为低电平，scan2为高电平，进入下一帧的补偿复位阶段。
本申请实施例中，N型TFT可以采用NMOS工艺，P型TFT可以采用PMOS工艺。可选的，本申请实施例中，放大管或开关管还可以为其他类型的晶体管，本申请实施例仅以TFT为例进行描述，但这并不会对本申请实施例的技术方案构成限定。
可选的，本申请实施例还提供一种光信号处理电路，可以包括至少两行上述实施例中的光信号处理电路，所述至少两行中的每一行光信号处理电路包括至少一个光信号处理电路，，其中所述至少两行光信号处理电路共用控制电路。其中，所述共用控制电路用于向所述至少两行中的第一行光信号处理电路和所述至少两行中第二行光信号处理电路输入同一控制信号，所述控制信号用于控制第一行光信号处理电路在处于所述补偿复位阶段，且所述第二行像素处理电路处于所述读取阶段。也就是说，同一控制信号能够同时控制一个光信号处理电路处于补偿复位阶段，另一个光信号处理电路处于读取阶段。
一种可能的实现方式，指纹传感器，即像素传感器阵列中可以包括至少两行光信号处理电路，每行光信号处理电路包括至少一个如上文所述的光信号处理电路。其中，控制电路包括至少两个栅线，每个栅线向每一行光信号处理电路输入补偿复位控制信号(比如scan1)，并同时向该行光信号处理电路的上一行光信号处理电路输入读取控制信号(比如scan2)。换句话说，一个栅线同时连接两行光信号处理电路，该栅线提供的控制信号，可以作为其中一行光信号处理电路的补偿复位控制信号，同时也可以作为其中另一行光信号处理电路的读取控制信号。
图7示出了本申请实施例提供的一种指纹传感器的部分示意图。该指纹传感器中包括至少两行APS，每行APS至少包括一个APS，作为示例，图7仅示出了三行APS，每行APS包括2个APS，具体的第一行APS包括APS1、APS 4，第二行APS包括APS 2、APS 5，第三行APS包APS 3、APS 6.对应的，图7中仅示出了栅线(gate line)2和栅线3，以及两个数据线(dataline)。其中，栅线2为第一行的APS1和APS 4提供scan1信号，同时为第二行的APS 2和APS 5提供scan2信号。栅线3为第二行的APS 2和APS 5提供scan1信号，同时为第三行的APS 3和APS 6提供scan2信号。另外，每一列APS的输出端连接同一数据线，作为举例，APS1、APS 2、APS 3的输出端连接同一数据线，APS4、APS 5、APS 6的输出端连接同一数据线。
因此，本申请实施例可以实现在读取当前行的指纹信号时，同时对上一行已完成读取的APS进行补偿复位，准备开始下一帧的曝光，从而实现了读取、补偿复位操作在一次扫描的过程中一并完成。
本申请实施例还提供了一种指纹识别系统，该指纹识别系统包括本申请实施例的任一种可能光信号处理电路。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括本申请实施例的任一种可能光信号处理系统、面板、显示屏模组和处理器，和/或其他模块/单元，其中，所述光信号处理系统设置于所述面板，所述显示屏模组用于为所述光信号处理电路提供照明，所述处理器用于对所述光信号处理电路输出的输出信号进行处理。。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种光信号处理电路，其特征在于，包括：光敏器件，放大管T1，开关管T2，开关管T3，读出电路，控制电路和电压可调电源，其中，
所述光敏器件与所述放大管T1的栅极连接，所述放大管T1的栅极和漏极之间跨接所述开关管T2，所述放大管T1的源极连接所述电压可调电源，所述放大管T1的源极或漏极通过所述开关管T3连接所述读出电路，所述控制电路与所述开关管T2、所述开关管T3和所述电压可调电源连接；
所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于第一状态，其中，当所述光信号处理电路处于所述第一状态时，所述光敏器件没有曝光；当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第一状态时，所述控制电路具体用于控制所述开关管T2导通，控制所述电压可调电源产生补偿复位电压，以及控制所述开关管T3断开，以使得所述放大管T1的栅源电压Vgs等于第一薄膜晶体管TFT的阈值电压VT；
所述控制电路还用于控制所述光信号处理电路处于第二状态，所述第二状态是所述第一状态之后的一个状态，当所述光信号处理电路处于所述第二状态时，所述光敏器件曝光并产生施加到所述放大管T1的栅极的输入电压；当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第二状态时，所述控制电路具体用于控制所述开关管T2断开，控制所述电压可调电源与所述放大管T1的源极断开，且控制所述开关管T3断开；
所述控制电路还用于控制所述光信号处理电路处于第三状态，所述第三状态是所述第二状态之后的一个状态，当所述光信号处理电路处于所述第三状态时，所述光敏器件停止曝光；当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第三状态时，所述控制电路具体用于控制所述开关管T2断开，控制所述开关管T3导通，从而使得所述读出电路获取所述放大管T1的输出信号，所述控制电路还具体用于控制所述电压可调电源产生读取参考电压，以使得所述放大管T1的Vgs为所述VT、所述输入电压和电压增量之和，其中所述电压增量为所述补偿复位电压与所述读取参考电压的幅值之差。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述放大管T1为N型薄膜晶体管TFT，所述放大管T1的栅极与所述光敏器件的阳极连接。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述放大管T1的漏极通过所述开关管T3连接所述读出电路；
所述电压可调电源包括开关管T4、开关管T5、第一电源和第二电源，其中，所述开关管T4与所述第一电源连接，所述开关管T5与所述第二电源连接，所述第一电源用于产生所述补偿复位电压，所述第二电源用于产生所述读取参考电压；
当所述控制电路控制所述开关管T4导通、所述开关管T5断开时，所述第一电源与所述放大管T1的源极连接；
当所述控制电路控制所述开关管T4断开、所述开关管T5导通时，所述第二电源与所述放大管T1的源极连接；
当所述控制电路控制所述开关管T4断开、所述开关管T5断开时，所述第一电源和所述第二电源均不与所述放大管T1的源极连接。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述开关管T2、所述开关管T3、所述开关管T4和所述开关管T5均为N型TFT。
5.根据权利要求2-4任一项所述的电路，其特征在于，所述补偿复位电压为-4.5V，所述读取参考电压为-6V。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述放大管T1为P型TFT，所述放大管T1的栅极与所述光敏器件的阴极连接。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述放大管T1的漏极通过开关管T6连接至偏置电源，光敏器件的阳极连接到所述偏置电源，其中，所述偏置电源用于产生偏置电压；
所述电压可调电源包括开关管T7、所述开关管T3、第一电源和第二电源，其中，所述开关管T7与所述第一电源连接，所述放大管T1的源极通过所述开关管T3连接所述读出电路，其中，所述读出电路包括运放电路，所述运放电路的同相输入端连接所述第二电源，所述第一电源用于产生所述补偿复位电压，所述第二电源用于产生所述读取参考电压；
当所述控制电路控制所述开关管T7导通、所述开关管T3断开时，所述第一电源与所述放大管T1的源极连接；
当所述控制电路控制所述开关管T7断开、所述开关管T3导通时，所述第二电源与所述放大管T1的源极连接；
当所述控制电路控制所述开关管T7断开、所述开关管T3断开时，所述第一电源和所述第二电源均不与所述放大管T1的源极连接。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述开关管T2、所述开关管T3、所述开关管T6和所述开关管T7均为P型TFT。
9.根据权利要求6-8任一项所述的电路，其特征在于，所述补偿复位电压为-1V，所述读取参考电压为-0.6V。
10.如权利要求1-4中任一项所述的电路，其特征在于，所述光敏器件为光敏二极管，或者有机光电探测器。
11.一种光信号处理系统，其特征在于，包括至少两行如权利要求1-9任一项所述的光信号处理电路，所述至少两行中的每一行包括至少一个所述光信号处理电路，其中所述至少两行光信号处理电路共用控制电路；
其中，所述共用控制电路用于向所述至少两行中的第一行光信号处理电路和所述至少两行中第二行光信号处理电路输入同一控制信号，所述控制信号用于控制第一行光信号处理电路在处于所述第一状态，且所述第二行光信号处理电路处于所述第三状态。
12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的光信号处理系统、面板、显示屏模组和处理器，其中，所述光信号处理系统设置于所述面板，所述显示屏模组用于为所述光信号处理电路提供照明，所述处理器用于对所述光信号处理电路输出的输出信号进行处理。
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