CN111339925B - 超声波像素电路、检测电路及驱动方法、超声波检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声波像素电路，包括：超声波检测单元、源极跟随晶体管、选通模块和读取模块；超声波检测单元包括：第一电极、第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的压电材料层；源极跟随晶体管的栅极与第二电极电连接，源极跟随晶体管的第一极与第二参考信号端电连接；选通模块响应于行扫描控制信号，将行驱动信号传输至第二电极；以及响应于列扫描控制信号，将列驱动信号传输至第二电极；读取模块响应于行读取控制信号，将源极跟随晶体管的第二极与行读取信号线导通；以及响应于列读取控制信号，将源极跟随晶体管的第二极与列读取信号线导通。本发明还提供一种检测电路及驱动方法和超声波检测装置。本发明可以降低制备工艺的复杂度。

Description

超声波像素电路、检测电路及驱动方法、超声波检测装置

技术领域

本发明涉及超声波技术领域，具体涉及一种超声波像素电路、检测电路及驱动方法、超声波检测装置。

背景技术

目前，超声波技术应用于指纹识别正是热门的技术研究方向，超声波指纹识别结构通常包括：压电材料层、公共电极层和像素电极层，由上述三个膜层构成压电三明治结构。

为使超声波检测结果更为准确，需要对公共电极层和像素电极层均进行图案化设计以形成多个子电极层，以使压电材料层可以根据多路具有不同相位的驱动电压信号输出检测超声波，从而使输出的检测超声波在到达触控物表面时均为波峰，进而实现超声波的聚焦，提高超声波检测的效果。然而，公共电极层的图案化设计会增加制备工艺的复杂度，同时还会导致公共电极层传输电阻增大等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种超声波像素电路、超声波检测电路及驱动方法、超声波检测装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种超声波像素电路，其中，包括：

超声波检测单元，包括：第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电材料层；所述第一电极与第一参考信号端电连接，所述第一参考信号端用于提供预设电位的参考信号；

源极跟随晶体管，所述源极跟随晶体管的栅极与所述第二电极电连接，所述源极跟随晶体管的第一极与第二参考信号端电连接；

选通模块，配置为响应于行扫描控制端的行扫描控制信号，将行驱动信号端提供的行驱动信号传输至所述超声波检测单元的第二电极；以及响应于列扫描控制端的列扫描控制信号，将列驱动信号端提供的列驱动信号传输至所述超声波检测单元的第二电极，所述行驱动信号和所述列驱动信号均为交流的电压信号；

读取模块，配置为响应于行读取控制端的行读取控制信号，将所述源极跟随晶体管的第二极与行读取信号线导通；以及响应于列读取控制端的列读取控制信号，将所述源极跟随晶体管的第二极与列读取信号线导通。

可选地，所述选通模块包括：第一选通晶体管和第二选通晶体管；

所述第一选通晶体管的栅极与所述行扫描控制端电连接，所述第一选通晶体管的第一极与所述行驱动信号端电连接，所述第二选通晶体管的栅极与所述列扫描控制端电连接，所述第二选通晶体管的第一极与所述列驱动信号端电连接，所述第一选通晶体管的第二极和所述第二选通晶体管的第二极均与所述超声波检测单元的第二电极电连接。

可选地，所述读取模块包括：第三选通晶体管和第四选通晶体管；

所述第三选通晶体管的栅极与所述行读取控制端电连接，所述第三选通晶体管的第一极与所述行读取信号线电连接，所述第四选通晶体管的栅极与所述列读取控制端电连接，所述第四选通晶体管的第一极与所述列读取信号线电连接，所述第三选通晶体管的第二极和所述第四选通晶体管的第二极均与所述源极跟随晶体管的第二极电连接。

可选地，所述超声波像素电路还包括整流二极管，所述整流二极管的一端与所述超声波检测单元的第二电极电连接，所述整流二极管的另一端与偏置电压端电连接。

可选地，所述超声波像素电路还包括防击穿模块，所述防击穿模块配置为响应于所述行扫描控制信号或所述列扫描控制信号，将所述整流二极管与所述超声波检测单元的第二电极断开；以及响应于所述行读取控制信号或所述列读取控制信号，将所述整流二极管与所述超声波检测单元的第二电极导通。

可选地，所述压电材料层的材料包括聚偏氟乙烯。

本发明还提供一种超声波检测电路，其中，包括：多行多列超声波像素电路，所述超声波像素电路为上述的超声波像素电路，

同一行所述超声波像素电路的列扫描控制端通过同一条列扫描控制线相连，同一列所述超声波像素电路的行扫描控制端通过同一条行扫描控制线相连，同一行所述超声波像素电路的行驱动信号端通过同一条行驱动信号线相连，同一列所述超声波像素电路的列驱动信号端通过同一条列驱动信号线相连，同一行所述超声波像素电路的列读取控制端通过同一条列读取控制线相连，同一列所述超声波像素电路的行读取控制端通过同一条行读取控制线相连，同一行所述超声波像素电路的读取模块与同一条行读取信号线相连，同一列所述超声波像素电路的读取模块与同一条列读取信号线相连。

本发明还提供一种超声波检测装置，其中，包括：上述的超声波检测电路。

本发明还提供一种超声波检测电路的驱动方法，应用于上述的超声波检测电路，其中，所述驱动方法包括：

在第一扫描阶段，分别向多行所述超声波像素电路的所述行驱动信号端提供所述行驱动信号，以及向多行所述超声波像素电路的所述行扫描控制端提供所述行扫描控制信号；沿靠近基准行的方向，提供给多行所述超声波像素电路的所述行驱动信号的相位延迟逐渐增大；

在第一读取阶段，向每个所述超声波像素电路的所述列读取控制端提供所述列读取控制信号；

在第二扫描阶段，分别向多列所述超声波像素电路的所述列驱动信号端供所述列驱动信号，以及向多列所述超声波像素电路的所述列扫描控制端提供所述列扫描控制信号；沿靠近基准列的方向，提供给多列所述超声波像素电路的所述列驱动信号的相位延迟逐渐增大；

在第二读取阶段，向每个所述超声波像素电路的所述行读取控制端提供所述行读取控制信号。

可选地，所述第一扫描阶段包括N个行扫描子阶段，所述第二扫描阶段包括M个列扫描子阶段；

所述分别向多行所述超声波像素电路的所述行驱动信号端提供所述行驱动信号的步骤包括：在第i个所述行扫描子阶段，同时向第i行至第i+n行所述超声波像素电路的所述行驱动信号端提供所述行驱动信号；其中，N为大于2的整数，i为整数，且1≤i≤N，N+n小于或等于所述超声波像素电路的总行数；

所述分别向多列所述超声波像素电路的所述列驱动信号端提供所述列驱动信号的步骤包括：在第j个所述列扫描子阶段，同时向第j列至第j+m列所述超声波像素电路的所述列驱动信号端提供所述列驱动信号；其中，M为大于2的整数，j为整数，且1≤j≤M，M+m小于或等于所述超声波像素电路的总列数。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为相关技术中超声波像素电路的结构示意图；

图2为相关技术中超声波像素电路的驱动时序图；

图3为相关技术中超声波检测的示意图；

图4为本发明实施例提供的超声波像素电路的一种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的超声波像素电路的另一种结构示意图；

图6为本发明实施例提供的超声波检测电路的结构示意图；

图7a为本发明实施例提供的将超声波检测电路应用在显示装置中的一种方案的示意图；

图7b为本发明实施例提供的将超声波检测电路应用在显示装置中的另一种方案的示意图；

图8a为本发明实施例提供的行驱动信号的相位延迟的示意图；

图8b为本发明实施例提供的列驱动信号的相位延迟的示意图。

其中，附图标记包括：

11、阴极；12、阳极；13、压电材料；2、超声波检测单元；21、第一电极；22、第二电极；23、压电材料层；3、选通模块；4、读取模块；51、盖板；52、衬底基板；53、像素电路层；54、发光功能层；55、触控层；56、结构层；6、防击穿模块；T11、第一开关管；T12、第二开关管；T1、第一选通晶体管；T2、第二选通晶体管；T3、第三选通晶体管；T4、第四选通晶体管；T5、五选通晶体管；TS、源极跟随晶体管；ELVSS、第二参考信号端；V11、驱动信号端；V12、第三参考电压端；V1、第一参考信号端；V2、偏置电压端；D1、整流二极管；GTXH、行扫描控制端；TXH、行驱动信号端；GTXV、列扫描控制端；TXV、列驱动信号端；GSH、行读取控制端；SH、行读取信号线；GSV、列读取控制端；SV、列读取信号线；GTXHL、行扫描控制线；TXHL、行驱动信号线；GTXVL、列扫描控制线；TXVL、列驱动信号线；GSHL、行读取控制线；GSVL、列读取控制线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

除非另作定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“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。同样，“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。

图1为相关技术中超声波像素电路的结构示意图，如图1所示，相关技术中的超声波像素电路包括：超声波检测单元，超声波检测单元包括相对设置的阴极11和阳极12，以及位于阴11和阳极12之间的压电材料13。阴极11与驱动信号端V11电连接，阳极12与第一开关管T11的第一极和第二开关管T12的第一极电连接，第一开关管T11的第二极与第三参考电压端V12电连接，第二开关管T12的第二极与读取数据线Readline电连接。图2为相关技术中超声波像素电路的驱动时序图，如图2所示，超声波像素电路的工作过程如下：

在驱动阶段，驱动信号端V11向阴极11输出驱动电压信号，且第三参考电压端V12向阳极12输出参考电压信号，此时，压电材料13由于受到驱动电压信号激发产生逆压电效应从而发生震动，向外发射超声波。

在读取阶段，停止向阴极11输出驱动电压信号，改向阴极11输出参考电压信号，并使阳极12悬空。在读取阶段，当检测超声波在接触到物体后发生反射时，压电材料13会接收到反射回来的超声波，由于正压电效应，可以在阳极12上产生相应的待检测电压信号。图3为相关技术中超声波检测的示意图，如图3所示，以指纹检测为例，由于指纹分为脊和谷，检测超声波在接触到指纹的脊和谷时所反射的超声波的震动强度不同，因此，可以在阳极层12上产生相应强度的待检测电压信号，通过对该待检测电压信号进行识别，可以确定指纹的脊和谷的位置，从而得到所需的检测结果。

目前，为使超声波检测结果更为准确，需要将阴极11分割形成多个子电极，以及将压电材料13分割成与多个子电极一一对应的检测部，多个子电极可以接收具有不同相位的驱动电压信号，多个检测部根据与其对应的子电极所接收的驱动电压生成不同相位的检测超声波，从而使输出的检测超声波在到达触控物表面时均为波峰，进而实现超声波的聚焦，提高超声波检测的效果。然而，对阴极11的分割会增加制备工艺的复杂度，同时还会导致阴极11传输电阻增大等问题。

本发明提供一种超声波像素电路，图4为本发明实施例提供的超声波像素电路的一种结构示意图，如图4所示，超声波像素电路包括：超声波检测单元2、源极跟随晶体管TS、选通模块3和读取模块4。其中，超声波检测单元2包括：第一电极21、第二电极22以及设置在第一电极21和第二电极22之间的压电材料层23，其中，第一电极21可以为阴极，第二电极22可以为阳极，压电材料层23的材料可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)。第一电极21与第一参考信号端V1电连接，第一参考信号端V1用于提供预设电位的参考信号。源极跟随晶体管TS的栅极与第二电极22电连接，源极跟随晶体管TS的第一极与第二参考信号端ELVSS电连接。选通模块3与行扫描控制端GTXH和列扫描控制端GTXV电连接，配置为响应于行扫描控制信号，将行驱动信号端TXH提供的行驱动信号传输至超声波检测单元2的第二电极22；以及响应于列扫描控制信号，将列驱动信号端TXV提供的列驱动信号传输至超声波检测单元2的第二电极22，行驱动信号和列驱动信号均为交流的电压信号。读取模块4与行读取控制端GSH和列读取控制端GSV电连接，配置为响应于行读取控制信号，将源极跟随晶体管TS的第二极与行读取信号线SH导通；以及响应于列读取控制信号，将源极跟随晶体管TS的第二极与列读取信号线SV导通。

在本发明实施例中，超声波检测过程可以包括扫描阶段和读取阶段，在扫描阶段，可以向行扫描控制端GTXH提供行扫描控制信号，或者向列扫描控制端GTXV提供列扫描控制信号。在读取阶段，可以向行读取控制端GSH提供行读取控制信号，或者向列读取控制端GSV提供列读取控制信号。

具体地，在扫描阶段，选通模块3在接收到行扫描控制信号时，将行驱动信号端TXH与超声波检测单元2的第二电极22导通；或者，在接收到列扫描控制信号时，将列驱动信号端TXV与超声波检测单元2的第二电极22导通。由于超声波检测单元2的第一电极21接收到的是具有预设电位的参考信号，因此，位于第一电极21和第二电极22之间的压电材料层23会根据第二电极22所接收到的行驱动信号或列驱动信号产生相应的震动，进而向外发射检测超声波。

在读取阶段，可以向行扫描控制端GTXH和列扫描控制端GTXV提供关断控制信号，以使行驱动信号端TXH和列驱动信号端TXV与超声波检测单元2的第二电极22断开。检测超声波在接触到触控物后发生反射，由于超声波检测单元2的第一电极21接收到的是具有预设电位的参考信号，第二电极22悬空，因此，反射后的超声波接触到压电材料层23后，在第二电极22上形成相应的待检测电压，待检测电压经过源极跟随晶体管TS进行放大后作为待检测信号。当读取模块4接收到行读取控制信号时，将待检测信号传输至行读取信号线SH，当读取模块4接收到列读取控制信号时，将待检测信号传输至列读取信号线SV。

本发明实施例提供的超声波像素电路可以通过选通模块3将超声波检测的行驱动信号和列驱动信号均传输给第二电极22，以及通过读取模块4从第二电极22上读取待检测信号。与需要向阴极提供驱动信号，并从阳极上读取待检测信号的技术方案相比，采用本发明实施例提供的超声波像素电路无需对第一电极21进行图案化设计，降低了制备工艺的复杂度。

下面对本发明实施例的超声波检测电路进行详细说明，如图4所示，选通模块3包括：第一选通晶体管T1和第二选通晶体管T2。第一选通晶体管T1的栅极与行扫描控制端GTXH电连接，第一选通晶体管T1的第一极与行驱动信号端TXH电连接。第二选通晶体管T2的栅极与列扫描控制端GTXV电连接，第二选通晶体管T2的第一极与列驱动信号端TXV电连接。第一选通晶体管T1的第二极和第二选通晶体管T2的第二极均与超声波检测单元2的第二电极22电连接。其中，第一选通晶体管T1可以为N型晶体管或P型晶体管，当第一选通晶体管T1为N型晶体管时，行扫描控制信号为高电平信号，当第一选通晶体管T1为P型晶体管时，行扫描控制信号为低电平信号；第二选通晶体管T2可以为N型晶体管或P型晶体管，当第二选通晶体管T2为N型晶体管时，列扫描控制信号为高电平信号，当第二选通晶体管T2为P型晶体管时，列扫描控制信号为低电平信号。

在一些具体实施例中，读取模块4包括：第三选通晶体管T3和第四选通晶体管T4。第三选通晶体管T3的栅极与行读取控制端GSH电连接，第三选通晶体管T3的第一极与行读取信号线SH电连接，第四选通晶体管T4的栅极与列读取控制端GSV电连接，第四选通晶体管T4的第一极与列读取信号线SV电连接。第三选通晶体管T3的第二极和第四选通晶体管T4的第二极均与源极跟随晶体管TS的第二极电连接。其中，第三选通晶体管T3可以为N型晶体管或P型晶体管，当第三选通晶体管T3为N型晶体管时，行读取控制信号为高电平信号，当第三选通晶体管T3为P型晶体管时，行读取控制信号为低电平信号；第四选通晶体管T4可以为N型晶体管或P型晶体管，当第四选通晶体管T4为N型晶体管时，列读取控制信号为高电平信号，当第四选通晶体管T4为P型晶体管时，列读取控制信号为低电平信号。

在一些具体实施例中，超声波像素电路还包括整流二极管D1，整流二极管D1的一端与超声波检测单元2的第二电极22电连接，整流二极管D1的另一端与偏置电压端V2电连接。如图4所示，整流二极管D1的正极与偏置电压端V2电连接，超声波检测单元2的第二电极22、整流二极管D1的阴极与源极跟随晶体管TS的栅极连接于A点，在读取阶段，反射至压电材料层23的超声波在第二电极22上形成交流的待检测电压并传输至A点，在整流二极管D1的作用下，A点处的电压被抬高至Vdc，Vdc＝Vbias+1/2Vpp，其中，Vpp是待检测电压信号的峰峰值，Vbias是偏置电压端V2输出的偏置电压。当反射至压电材料层23的超声波消失后，A点处的电压被整流成直流电压并保持在Vdc，并经过源极跟随晶体管TS进行放大后被后被传输至行读取信号线SH或列读取信号线SV。

图5为本发明实施例提供的超声波像素电路的另一种结构示意图，如图5所示，超声波像素电路还包括防击穿模块6，防击穿模块6配置为响应于行扫描控制信号或列扫描控制信号，将整流二极管D1与超声波检测单元2的第二电极22断开；以及响应于行读取控制信号或列读取控制信号，将整流二极管D1与超声波检测单元2的第二电极22导通。具体的，防击穿模块6可以包括第五选通晶体管T5，第五选通晶体管T5的栅极可以与防击穿控制端Tc电连接，防击穿控制端Tc用于将行读取控制信号或列读取控制信号传输至第五选通晶体管T5的栅极，第五选通晶体管T5的第一极与第二电极22电连接，第五选通晶体管T5的的第二极与整流二极管D1的阴极电连接。通过在第二电极22与整流二极管D1之间设置防击穿模块6，可以对整流二极管D1形成保护，防止在扫描阶段电压逆向击穿整流二极管D1。

本发明实施例还提供一种超声波检测电路，图6为本发明实施例提供的超声波检测电路的结构示意图，如图4和图6所示，超声波检测电路包括：多行多列超声波像素电路，超声波像素电路为上述超声波像素电路。

在本发明实施例中，同一行超声波像素电路的列扫描控制端GTXV通过同一条列扫描控制线GTXVL相连，同一列超声波像素电路的行扫描控制端GTXH通过同一条行扫描控制线GTXHL相连。同一行超声波像素电路的行驱动信号端TXH通过同一条行驱动信号线TXHL相连，同一列超声波像素电路的列驱动信号端TXV通过同一条列驱动信号线TXVL相连。同一列超声波像素电路的行读取控制端GSH通过同一条行读取控制线GSHL相连，同一行超声波像素电路的列读取控制端GSV通过同一条列读取控制线GSVL相连。同一行超声波像素电路的读取模块4与同一条行读取信号线SH相连，同一列超声波像素电路的读取模块4与同一条列读取信号线SV相连。

在本发明实施例提供的超声波检测电路中，可以控制行驱动信号沿靠近基准行的方向，相位延迟逐渐增大；以及控制列驱动信号沿靠近基准列的方向，相位延迟逐渐增大，从而在行方向和列方向上，使到达触控物表面的超声波均为波峰进而形成超声波聚焦，改善超声波检测的识别效果。并且，超声波像素电路可以通过选通模块3将超声波检测的行驱动信号和列驱动信号均传输给第二电极22，以及通过读取模块4从第二电极22上读取待检测信号，与图1中需要向阴极11提供驱动信号，并从阳极12上读取待检测信号的技术方案相比，采用本发明实施例提供的超声波像素电路无需对第一电极21进行图案化设计即可实现超声波聚焦，降低了制备工艺的复杂度。

需要说明的是，在本发明实施例中，超声波检测电路可以应用在显示装置中，图7a为本发明实施例提供的将超声波检测电路应用在显示装置中的一种方案的示意图，如图4和图7a所示，显示面板包括相对设置的盖板51和衬底基板52，在衬底基板52上靠近盖板51的方向，依次设置有像素电路层53，发光功能层54、和触控层55，在本发明实施例中，超声波检测电路可以设置在发光功能层54与衬底基板52之间，其中，源极跟随晶体管TS、选通模块3、读取模块4和第二电极22可以与像素电路层53同层设置，压电材料层23可以设置在像素电路层53靠近衬底基板52的一侧，第一电极21可以设置在压电材料层23靠近靠近衬底52的一侧。

图7b为本发明实施例提供的将超声波检测电路应用在显示装置中的另一种方案的示意图，如图4和图7b所示，超声波检测电路可以设置在衬底基板52远离盖板51的一侧，其中，源极跟随晶体管TS、选通模块3和读取模块4可以同层设置在衬底52上，超声波检测单元2可以设置在由源极跟随晶体管TS、选通模块3和读取模块4所组成的结构层56远离衬底52的一侧。

本发明实施例还提供一种超声波检测装置，其中，包括上述的超声波检测电路。

本发明实施例还提供一种超声波检测电路的驱动方法，应用于上述的超声波检测电路，驱动方法包括：

在第一扫描阶段，分别向多行超声波像素电路的行驱动信号端提供行驱动信号，以及向多行超声波像素电路的行扫描控制端提供行扫描控制信号；沿靠近基准行的方向，提供给多行超声波像素电路的行驱动信号的相位延迟逐渐增大。

具体地，基准行超声波像素电路可以是指多行超声波像素电路中的中间行像素电路。以三行像素电路为例，基准行超声波像素电路为中间行超声波检测电路。图8a为本发明实施例提供的行驱动信号的相位延迟的示意图，如图8a所示，三条曲线分别表示对应于三行超声波像素电路的行驱动信号，其中，TXH2为对应于基准行超声波像素电路的行驱动信号，TXH1为对应于基准行超声波像素电路的前一行超声波像素电路的行驱动信号，TXH3为对应于基准行超声波像素电路的后一行超声波像素电路的行驱动信号。由于相对于两侧的两行超声波检测电路而言，基准行超声波像素电路发出的检测超声波的传播路径最短，因此，当基准行超声波像素电路的行驱动信号的相位延迟较大，其他两行的行驱动信号的相位延迟较小时，可以使最终到达待检测区域的检测超声波均为波峰，从而实现超声波聚焦。

在第一扫描阶段中，由于多行超声波像素电路的行驱动信号的相位延迟不同，检测超声波沿列方向形成聚焦，因此，不同列超声波像素电路之间的检测超声波的对比度较强。由此，在第一读取阶段，向每个超声波像素电路的列读取控制端提供列读取控制信号，从而获取不同列超声波像素电路输出的待检测信号，提高识别效果。

在第二扫描阶段，分别向多列超声波像素电路的列驱动信号端供列驱动信号，以及向多列超声波像素电路的列扫描控制端提供列扫描控制信号；沿靠近基准列的方向，提供给多列超声波像素电路的列驱动信号的相位延迟逐渐增大。

具体地，基准列超声波像素电路可以是指多列超声波像素电路中的中间列像素电路。以三列像素电路为例，基准列超声波像素电路为中间列超声波检测电路。图8b为本发明实施例提供的列驱动信号的相位延迟的示意图，如图8b所示，三条曲线分别表示对应于三列超声波像素电路的列驱动信号，其中，TXV2为基准列超声波像素电路的列驱动信号，TXV1为基准列超声波像素电路的前一列超声波像素电路的列驱动信号，TXH3为基准列超声波像素电路的后一列超声波像素电路的列驱动信号。由于相对于两侧的两列超声波检测电路而言，基准列超声波像素电路发出的检测超声波的传播路径最短，因此，使输出至基准列超声波像素电路的列驱动信号的相位延迟较大，而使输出至其他两列的列驱动信号的相位延迟较小，可以使最终到达待检测区域的检测超声波均为波峰，从而实现超声波聚焦。

在第二扫描阶段中，由于多列超声波像素电路的列驱动信号的相位延迟不同，检测超声波沿行方向形成聚焦，因此，不同行超声波像素电路之间的检测超声波对比度较强。由此，在第二读取阶段，向每个超声波像素电路的行读取控制端提供行读取控制信号，从而获取不同行超声波像素电路输出的待检测信号，提高识别效果。

根据第一读取阶段和第二读取阶段中得到的待检测信号，得到最终待检测信号。将本发明实施例的驱动方法应用在上述的超声波检测电路中后，最终待检测信号在行方向和列方向上的对比度均得到了提高，从而实现二维超声波聚焦。并且，本发明实施例的超声波像素电路无需对第一电极进行图案化设计，降低了制备工艺的复杂度。

在一些具体实施例中，第一扫描阶段包括N个行扫描子阶段，第二扫描阶段包括M个列扫描子阶段。

分别向多行超声波像素电路的行驱动信号端提供行驱动信号的步骤包括：在第i个行扫描子阶段，同时向第i行至第i+n行超声波像素电路的行驱动信号端提供行驱动信号。其中，N为大于2的整数，i为整数，且1≤i≤N，N+n小于或等于超声波像素电路的总行数。需要说明的是，在本发明实施例中，行扫描子阶段和第一读取阶段可以交替设置，在每经过一次行扫描子阶段后，均进入第一读取阶段读取多行超声波像素电路所输出的待检测信号。在经过全部行扫描子阶段后，再进入第二扫描阶段。

分别向多列超声波像素电路的列驱动信号端提供列驱动信号的步骤包括：在第j个列扫描子阶段，同时向第j列至第j+m列超声波像素电路的列驱动信号端提供列驱动信号。其中，M为大于2的整数，j为整数，且1≤j≤M，M+m小于等于超声波像素电路的总列数。在本发明实施例中，列扫描子阶段和第二读取阶段可以交替设置，可以在每经过一次列扫描子阶段后，均进入第二读取阶段读取多列超声波像素电路所输出的待检测信号。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超声波像素电路，其特征在于，包括：

超声波检测单元，包括：第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电材料层；所述第一电极与第一参考信号端电连接，所述第一参考信号端用于提供预设电位的参考信号；

源极跟随晶体管，所述源极跟随晶体管的栅极与所述第二电极电连接，所述源极跟随晶体管的第一极与第二参考信号端电连接；

选通模块，配置为响应于行扫描控制端的行扫描控制信号，将行驱动信号端提供的行驱动信号传输至所述超声波检测单元的第二电极；以及响应于列扫描控制端的列扫描控制信号，将列驱动信号端提供的列驱动信号传输至所述超声波检测单元的第二电极，所述行驱动信号和所述列驱动信号均为交流的电压信号；

读取模块，配置为响应于行读取控制端的行读取控制信号，将所述源极跟随晶体管的第二极与行读取信号线导通；以及响应于列读取控制端的列读取控制信号，将所述源极跟随晶体管的第二极与列读取信号线导通。

2.根据权利要求1所述的超声波像素电路，其特征在于，所述选通模块包括：第一选通晶体管和第二选通晶体管；

所述第一选通晶体管的栅极与所述行扫描控制端电连接，所述第一选通晶体管的第一极与所述行驱动信号端电连接，所述第二选通晶体管的栅极与所述列扫描控制端电连接，所述第二选通晶体管的第一极与所述列驱动信号端电连接，所述第一选通晶体管的第二极和所述第二选通晶体管的第二极均与所述超声波检测单元的第二电极电连接。

3.根据权利要求1所述的超声波像素电路，其特征在于，所述读取模块包括：第三选通晶体管和第四选通晶体管；

所述第三选通晶体管的栅极与所述行读取控制端电连接，所述第三选通晶体管的第一极与所述行读取信号线电连接，所述第四选通晶体管的栅极与所述列读取控制端电连接，所述第四选通晶体管的第一极与所述列读取信号线电连接，所述第三选通晶体管的第二极和所述第四选通晶体管的第二极均与所述源极跟随晶体管的第二极电连接。

4.根据权利要求1所述的超声波像素电路，其特征在于，所述超声波像素电路还包括整流二极管，所述整流二极管的一端与所述超声波检测单元的第二电极电连接，所述整流二极管的另一端与偏置电压端电连接。

5.根据权利要求4所述的超声波像素电路，其特征在于，所述超声波像素电路还包括防击穿模块，所述防击穿模块配置为响应于所述行扫描控制信号或所述列扫描控制信号，将所述整流二极管与所述超声波检测单元的第二电极断开；以及响应于所述行读取控制信号或所述列读取控制信号，将所述整流二极管与所述超声波检测单元的第二电极导通。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的超声波像素电路，其特征在于，所述压电材料层的材料包括聚偏氟乙烯。

7.一种超声波检测电路，其特征在于，包括：多行多列超声波像素电路，所述超声波像素电路为权利要求1至6中任一项所述的超声波像素电路，

同一行所述超声波像素电路的列扫描控制端通过同一条列扫描控制线相连，同一列所述超声波像素电路的行扫描控制端通过同一条行扫描控制线相连，同一行所述超声波像素电路的行驱动信号端通过同一条行驱动信号线相连，同一列所述超声波像素电路的列驱动信号端通过同一条列驱动信号线相连，同一行所述超声波像素电路的列读取控制端通过同一条列读取控制线相连，同一列所述超声波像素电路的行读取控制端通过同一条行读取控制线相连，同一行所述超声波像素电路的读取模块与同一条行读取信号线相连，同一列所述超声波像素电路的读取模块与同一条列读取信号线相连。

8.一种超声波检测装置，其特征在于，包括：权利要求7所述的超声波检测电路。

9.一种超声波检测电路的驱动方法，应用于权利要求7所述的超声波检测电路，其特征在于，所述驱动方法包括：

在第一扫描阶段，分别向多行所述超声波像素电路的所述行驱动信号端提供所述行驱动信号，以及向多行所述超声波像素电路的所述行扫描控制端提供所述行扫描控制信号；沿靠近基准行的方向，提供给多行所述超声波像素电路的所述行驱动信号的相位延迟逐渐增大；

在第一读取阶段，向每个所述超声波像素电路的所述列读取控制端提供所述列读取控制信号；

在第二扫描阶段，分别向多列所述超声波像素电路的所述列驱动信号端供所述列驱动信号，以及向多列所述超声波像素电路的所述列扫描控制端提供所述列扫描控制信号；沿靠近基准列的方向，提供给多列所述超声波像素电路的所述列驱动信号的相位延迟逐渐增大；

在第二读取阶段，向每个所述超声波像素电路的所述行读取控制端提供所述行读取控制信号。

10.根据权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述第一扫描阶段包括N个行扫描子阶段，所述第二扫描阶段包括M个列扫描子阶段；

所述分别向多行所述超声波像素电路的所述行驱动信号端提供所述行驱动信号的步骤包括：在第i个所述行扫描子阶段，同时向第i行至第i+n行所述超声波像素电路的所述行驱动信号端提供所述行驱动信号；其中，N为大于2的整数，i为整数，且1≤i≤N，N+n小于或等于所述超声波像素电路的总行数；

所述分别向多列所述超声波像素电路的所述列驱动信号端提供所述列驱动信号的步骤包括：在第j个所述列扫描子阶段，同时向第j列至第j+m列所述超声波像素电路的所述列驱动信号端提供所述列驱动信号；其中，M为大于2的整数，j为整数，且1≤j≤M，M+m小于或等于所述超声波像素电路的总列数。

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