CN112400173B - 纹路图像获取电路、显示面板及纹路图像获取方法 - Google Patents

纹路图像获取电路、显示面板及纹路图像获取方法 Download PDF

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Abstract

一种纹路图像获取电路、显示面板以及纹路图像获取方法。该纹路图像获取电路包括电荷中和电路和第一采集电路，所述电荷中和电路和所述第一采集电路电连接，所述电荷中和电路被配置为接收第一控制信号以使得流经所述第一采集电路的电流为第一电流，且被配置为接收第二控制信号以使得流经所述第一采集电路的电流为第二电流，所述第二电流的方向与所述第一电流的方向彼此相反；所述第一采集电路被配置为接收来自纹路的光，并对来自所述纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积以获得第一采集值。该纹路图像获取电路可以改善或避免由于残留的电荷引起的残影现象，从而提高纹路识别的有效性以及准确性。

Description

纹路图像获取电路、显示面板及纹路图像获取方法
技术领域
本公开的实施例涉及一种纹路图像获取电路、显示面板及纹路图像获取方法。
背景技术
随着移动终端的日益普及，越来越多的用户使用移动终端进行身份验证、电子支付等操作。由于皮肤纹路例如指纹图案或掌纹图案的唯一性，结合光学成像的指纹识别技术逐渐被移动电子设备采用以用于身份验证、电子支付等。如何提高纹路识别的准确性是本领域关注的焦点问题。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种纹路图像获取电路，包括电荷中和电路和第一采集电路，所述电荷中和电路和所述第一采集电路电连接，所述电荷中和电路被配置为接收第一控制信号以使得流经所述第一采集电路的电流为第一电流，且被配置为接收第二控制信号以使得流经所述第一采集电路的电流为第二电流，所述第二电流的方向与所述第一电流的方向彼此相反；所述第一采集电路被配置为接收来自纹路的光，并对来自所述纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积以获得第一采集值。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述第一采集电路包括第一感光元件、第一开关电路以及第一积分运算电路；所述第一感光元件的第二极和所述第一开关电路连接，所述第一开关电路还和所述第一积分运算电路连接；所述第一感光元件被配置为接收来自所述纹路的光，并对来自所述纹路的光被转换后获得的所述第一信号量进行累积；所述第一积分运算电路被配置为接收所述第一信号量并对所述第一信号量进行积分运算以获得所述第一采集值。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述第一感光元件的第一极被配置为和所述电荷中和电路连接；所述电荷中和电路被配置为在接收所述第一控制信号时向所述第一感光元件的第一极提供第一电压，且被配置为在接收所述第二控制信号时向所述第一感光元件的第一极提供第二电压。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述第一电压大于所述第二电压。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述电荷中和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栅极被配置为接收所述第一控制信号，所述第一控制晶体管的第一极被配置为接收所述第一电压，所述第一控制晶体管的第二极和所述第一感光元件的第一极连接；所述第二控制晶体管的栅极被配置为接收所述第二控制信号，所述第二控制晶体管的第一极和所述第一感光元件的第一极连接，所述第二控制晶体管的第二极被配置为接收所述第二电压；所述第一开关电路包括第一开关晶体管，所述第一积分运算电路包括第一运算放大器和第一电容，所述第一开关晶体管的栅极被配置为接收第一扫描信号，所述第一开关晶体管的第一极和所述第一感光元件的第二极连接，所述第一开关晶体管的第二极和所述第一运算放大器的反相输入端连接；所述第一运算放大器的同相输入端被配置为接收参考电压，所述第一运算放大器的输出端被配置为输出所述第一采集值；所述第一电容的第一极和所述第一运算放大器的所述反相输入端连接，所述第一电容的第二极和所述第一运算放大器的所述输出端连接。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述第一感光元件的第一极被配置为接收第二电压，所述第一感光元件的第二极还和所述电荷中和电路电连接；所述电荷中和电路被配置为在接收所述第一控制信号时向所述第一感光元件的第二极提供第三电压。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述第三电压小于所述第二电压。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述电荷中和电路包括第三控制晶体管，所述第三控制晶体管的栅极被配置为接收所述第一控制信号，所述第三控制晶体管的第一极被配置为接收所述第三电压，所述第三控制晶体管的第二极和所述第一感光元件的第二极连接；所述第一开关电路包括第一开关晶体管，所述第一积分运算电路包括第一运算放大器和第一电容，所述第一开关晶体管的栅极被配置为接收第一扫描信号，所述第一开关晶体管的第一极和所述第一感光元件的第二极连接，所述第一开关晶体管的第二极和所述第一运算放大器的反相输入端连接；所述第一运算放大器的同相输入端被配置为接收参考电压，所述第一运算放大器的输出端被配置为输出所述第一采集值；所述第一电容的第一极和所述第一运算放大器的所述反相输入端连接，所述第一电容的第二极和所述第一运算放大器的所述输出端连接。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述第一感光元件的第一极被配置为接收第二电压，所述第一积分运算电路还和所述电荷中和电路连接，所述电荷中和电路被配置为在接收所述第一控制信号时向所述第一积分运算电路提供第三电压，且被配置为在接收所述第二控制信号时向所述第一积分运算电路提供参考电压。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述第三电压小于所述第二电压，所述参考电压大于所述第二电压。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述电荷中和电路包括第四控制晶体管和第五控制晶体管，所述第一开关电路包括第一开关晶体管，所述第一积分运算电路包括第一运算放大器和第一电容；所述第四控制晶体管的栅极被配置为接收所述第一控制信号，所述第四控制晶体管的第一极被配置为接收所述第三电压，所述第四控制晶体管的第二极和所述第一运算放大器的同相输入端连接；所述第五控制晶体管的栅极被配置为接收所述第二控制信号，所述第五控制晶体管的第一极被配置为接收所述参考电压，所述第五控制晶体管的第二极和所述第一运算放大器的同相输入端连接；所述第一开关晶体管的栅极被配置为接收第一扫描信号，所述第一开关晶体管的第一极和所述第一感光元件的第二极连接，所述第一开关晶体管的第二极和所述第一运算放大器的反相输入端连接；所述第一运算放大器的输出端被配置为输出所述第一采集值；所述第一电容的第一极和所述第一运算放大器的所述反相输入端连接，所述第一电容的第二极和所述第一运算放大器的所述输出端连接。
例如，本公开一实施例提供的纹路图像获取电路还包括参考采集电路，所述参考采集电路和所述电荷中和电路电连接，且被配置为不接收来自所述纹路的光，并且基于所述第一电流获得第一参考值。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述参考采集电路包括参考感光元件、参考开关电路以及参考积分运算电路；所述参考感光元件的第二极和所述参考开关电路连接，所述参考开关电路还和所述参考积分运算电路连接；所述参考感光元件被配置为不接收来自所述纹路的光，并基于所述第一电流获得参考信号量；所述参考积分运算电路被配置为接收所述参考信号量并对所述参考信号量进行积分运算以获得所述第一参考值。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述参考感光元件和所述第一感光元件采用相同类型的感光元件。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取电路中，所述参考开关电路包括参考开关晶体管，所述参考积分运算电路包括参考运算放大器和参考电容，所述参考开关晶体管的栅极被配置为接收参考扫描信号，所述参考开关晶体管的第一极和所述参考感光元件的第二极连接，所述参考开关晶体管的第二极和所述参考运算放大器的反相输入端连接；所述参考运算放大器的输出端被配置为输出所述第一参考值；所述参考电容的第一极和所述参考运算放大器的所述反相输入端连接，所述参考电容的第二极和所述参考运算放大器的所述输出端连接。
例如，本公开一实施例提供的纹路图像获取电路还包括第二采集电路，所述电荷中和电路和所述第二采集电路电连接，所述电荷中和电路被配置为接收第一控制信号以使得流经所述第二采集电路的电流为所述第一电流，且被配置为接收第二控制信号以使得流经所述第二采集电路的电流为第三电流，所述第三电流的方向与所述第一电流的方向彼此相反；所述第二采集电路被配置为接收来自纹路的光，并对来自所述纹路的光被转换后获得的第二信号量进行累积以获得第二采集值。
本公开至少一实施例还提供一种显示面板，包括显示区域，所述显示区域包括纹路识别区域，在所述显示区域中设置有多个呈阵列排布的像素单元，位于所述纹路识别区域中的像素单元包括本公开的实施例提供的任一纹路图像获取电路。
例如，本公开一实施例提供的显示面板还包括处理电路，所述处理电路和所述第一采集电路电连接，且被配置为对所述第一采集值进行处理以得到所述纹路的图像。
例如，在本公开一实施例提供的显示面板中，所述纹路图像获取电路还包括参考采集电路，所述参考采集电路和所述电荷中和电路连接，且被配置为不接收来自所述纹路的光，并且基于所述第一电流获得第一参考值；所述处理电路还和所述参考采集电路电连接，且被配置为根据所述第一采集值以及所述第一参考值进行处理以得到所述纹路的图像。
本公开至少一实施例还提供一种用于纹路图像获取电路的纹路图像获取方法，包括：在电荷中和时段，使得所述电荷中和电路接收所述第一控制信号以使得流经所述第一采集电路的电流为第一电流；在采集时段，使得所述电荷中和电路接收所述第二控制信号以使得经过所述第一采集电路的电流为第二电流，所述第二电流的方向与所述第一电流的方向彼此相反；使得所述第一采集电路接收来自纹路的光，并对来自所述纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积以获得第一采集值。
例如，在本公开一实施例提供的纹路图像获取方法中，所述纹路图像获取电路还包括参考采集电路，所述参考采集电路和所述电荷中和电路连接，且被配置为不接收来自所述纹路的光，并且基于所述第一电流获得第一参考值；所述纹路图像获取方法还包括：在所述电荷中和时段，使得所述电荷中和电路接收所述第一控制信号以使得流经所述参考采集电路的电流为所述第一电流；在所述采集时段，对所述第一采集值以及所述第一参考值进行处理以得到所述纹路的图像。
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1A为纹路图像获取原理图；
图1B为点光源的成像范围示意图；
图2A为一种纹路图像中的残影的示意图之一；
图2B为一种纹路图像中的残影的示意图之二；
图3为本公开至少一实施例提供的一种纹路图像获取电路的示意图；
图4为本公开至少一实施例提供的另一种纹路图像获取电路的示意图；
图5为本公开至少一实施例提供的再一种纹路图像获取电路的示意图；
图6为本公开至少一实施例提供的再一种纹路图像获取电路的示意图；
图7为本公开至少一实施例提供的再一种纹路图像获取电路的示意图；
图8为本公开至少一实施例提供的一种纹路图像获取电路的电路图；
图9为本公开至少一实施例提供的另一种纹路图像获取电路的电路图；
图10为本公开至少一实施例提供的一种用于图8所示的纹路图像获取电路的信号时序图；
图11为本公开至少一实施例提供的一种用于图9所示的纹路图像获取电路的信号时序图；
图12为本公开至少一实施例提供的再一种纹路图像获取电路的示意图；
图13为本公开至少一实施例提供的再一种纹路图像获取电路的示意图；
图14为本公开至少一实施例提供的再一种纹路图像获取电路的电路图；
图15为本公开至少一实施例提供的再一种纹路图像获取电路的电路图；
图16为本公开至少一实施例提供的一种用于图14所示的纹路图像获取电路的信号时序图；
图17为本公开至少一实施例提供的一种用于图15所示的纹路图像获取电路的信号时序图；
图18为本公开至少一实施例提供的再一种纹路图像获取电路的示意图；
图19为本公开至少一实施例提供的又一种纹路图像获取电路的示意图；
图20为本公开至少一实施例提供的再一种纹路图像获取电路的电路图；
图21为本公开至少一实施例提供的又一种纹路图像获取电路的电路图；
图22为本公开至少一实施例提供的一种显示面板的示意图；以及
图23为本公开至少一实施例提供的一种纹路图像获取方法的示意图。
具体实施方式
为使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。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“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。
目前，窄边框逐渐成为显示装置设计和制造的主流，尤其是对于例如移动电话的便携式显示装置。实现窄边框的手段之一是将具有纹路图像获取功能的感光元件(感光电路)集成到显示面板中，从而实现屏下纹路识别，提高显示面板的显示区域的面积，进而提高屏占比。
例如，可以采用点光源、线光源或者具有一定图案的光源等作为感光元件的感光光源，以进行纹路图像的获取以及进一步的纹路识别。
下面以点光源作为感光元件的感光光源为例，对获取纹路图像的原理进行介绍，但是这并不对本公开的实施例构成限制。
在一种反射式光学纹路图形获取装置中，在纹路图像获取的过程中，如图1A所示，在点光源L1发光时，光以不同的角度照射到纹路按压界面(例如玻璃屏幕外表面)上，由于纹路按压界面的全反射的作用，这些光中入射角大于或等于全反射的临界角θ的部分会发生全反射，导致这部分光线不能从纹路按压界面出射，由此产生全反射区域。相应地，这些光中入射角小于全反射的临界角θ的部分从纹路按压界面出射。因此，可以通过全反射区域反射的光进行纹路图像采集，例如，在纹路成像界面的B1处形成清晰的纹路图像，该纹路图像对应于纹路的位于F1处的部分，F1即为全反射区域，B1即为成像区域。
具体而言，当例如用户手指的指纹按压到全反射区域F1时，指纹的脊触摸到全反射区域F1的表面，因此与指纹的脊相应的位置的全反射条件被破坏，因此光将在该相应的位置出射，使得原有的反射路径被改变，而指纹的谷不会触摸到全反射区域F1的表面，因此与指纹的谷相应的位置的全反射条件没有被破坏，因此在该相应的位置的光仍然被全反射，使得原有的反射路径没有被改变。这样，全反射区域中的光线由于指纹的谷、脊对于全反射条件的不同影响，使得入射到纹路成像界面上的光在不同位置形成明暗相间的纹路图像。
另外，由于从纹路按压界面出射并被指纹等反射的光所造成的干扰，或者光源发出的光还没有到达纹路按压界面就被其他功能层反射至纹路成像界面，纹路成像界面的A1处成为检测无效的区域，该区域不能形成有效的纹路图像。在无效区A1中，光源L1发出的光中还没有到达纹路按压界面就被其他功能层反射至纹路成像界面的部分以及被纹路按压界面近乎垂直反射的部分亮度较高，基本位于无效区A1的中心位置，由此形成高亮区，该高亮区由于光线亮度较高，因此在感光元件阵列的相应部分产生较大光电信号，容易形成残影，也可称为残影区。
例如，图1B示出了一种点光源的成像范围示意图。如图1B所示，在点光源的感光范围中，有效的成像范围呈环形，即在图1B中，内圆61和外圆62之间的环形区域为有效的成像范围，对应于图1A中与全反射区域F1对应的成像区域B1；该环形的内圆61以内的区域(以下称为环心60)为无效成像区，对应于图1A中的无效区A1；环心60内部的部分区域(阴影区域)63为高亮区(残影区)，该高亮区容易在成像过程中在感光元件阵列中导致残影。
在纹路识别的过程中，一个光源所形成的有效成像范围有限，因此可以同时提供多个并排的光源(例如排列为阵列的多个光源)，并且组合各个光源的有效成像范围从而形成一个更大的有效成像范围。但是，如上所述，对于每个光源仍然存在无效区，因此在一些情况下，仅一个光源阵列仍可能不能满足纹路识别的需求。对此，例如可以采用分时点亮多个光源或多个光源阵列的方式，以形成多个有效成像范围，并且一个光源阵列的有效成像范围覆盖另一个光源阵列的无效区，从而使得这些不同的光源阵列的有效成像范围相叠加、拼接，从而可以获得一个更大的纹路图像。但是，在分时点亮多个光源(或光源阵列)以形成更大范围的纹路图像时，由于相邻两个光源的点亮间隔时间较短，一个光源所形成的高亮区对于感光元件阵列的相应部分的影响不会很快消失，而是会部分地残留在感光元件阵列的该相应部分中。当感光元件阵列的该相应部分位于其他之后点亮的光源的有效成像区中时，上述残留的影响将导致拼接形成的纹路图像中有残影，因此会造成拼接形成的纹路图像不完整，进而导致无法识别纹路图像或者纹路图像识别不准确。另一方面，若延长相邻两个光源的点亮间隔时间，则又会延长纹路图像采集的时间，影响用户体验。
需要说明的是，在本公开的实施例中，将光源阵列相邻两次开始点亮的间隔时间称为一帧，将光源阵列点亮一次而获得的纹路图像称为一个图像帧。例如，在上述纹路图像拼接的方法中，相邻的两帧对应的光源阵列为相邻的(例如分别组成两个阵列的光源沿预定方向(例如横向或纵向)彼此错开预定间隔)两个不同的光源阵列。当然，在纹路图像获取的过程中，也可以在每帧中同时点亮所有光源阵列，然后将获得的多个图形帧进行处理从而获得最终的纹路图像。
下面从另一个角度对上述残影现象进行说明，例如，感光元件通常采用光敏材料对接收到的光进行光电转换，从而生成载流子电荷，然后例如再对电荷进行模数转换(模拟-数字转换)，从而得到纹路对应的信号量。但是，发明人通过研究发现由于光敏材料(例如非晶硅、砷化镓等半导体材料)本身的材料特性，导致光电转换后生成的电荷可能在短时间内无法从感光元件内完全导出，这就使得在纹路图像获取的过程中，感光元件中的前一帧残留的电荷会与当前帧的电荷进行叠加，从而导致残影现象(lag)，进而导致获得的纹路图像不清晰，最终影响纹路识别的有效性以及准确性。
图2A和图2B分别示出了两个残影现象的示意图。例如，图2A示出了由于前一帧的亮点造成的残影；图2B示出了当连续出现亮点时造成的残影。在图2A和图2B所示的两种情形下所获得的纹路图像中，残影对应的信号量可能会大于纹路图像对应的信号量，从而可能会造成获得的纹路图像不清晰，严重时会影响后续对纹路图像进行的例如特征点提取等图像处理操作。
本公开的至少一实施例提供一种纹路图像获取电路，包括电荷中和电路和第一采集电路。电荷中和电路和第一采集电路电连接，电荷中和电路被配置为接收第一控制信号以使得流经第一采集电路的电流为第一电流，且被配置为接收第二控制信号以使得流经第一采集电路的电流为第二电流，第二电流的方向与第一电流的方向彼此相反；第一采集电路被配置为接收来自纹路的光，并对来自纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积以获得第一采集值。本公开的实施例还提供对应于上述纹路图像获取电路的显示面板以及纹路图像获取方法。
本公开的实施例提供的纹路图像获取电路、显示面板以及纹路图像获取方法可以利用反向电流(例如第一电流)对前一帧残留的电荷进行部分或全部中和，从而改善或避免由于残留的电荷引起的残影现象，从而可以提高纹路图像获取的有效性和准确性。
下面结合附图对本公开的实施例及其示例进行详细说明。
本公开的至少一实施例提供一种纹路图像获取电路10，如图3所示，该纹路图像获取电路10包括电荷中和电路600和第一采集电路100。
例如，如图3所示，电荷中和电路600和第一采集电路100电连接。电荷中和电路600被配置为接收第一控制信号CS1以使得流经第一采集电路100的电流为第一电流，且被配置为接收第二控制信号CS2以使得流经第一采集电路100的电流为第二电流，第二电流的方向与第一电流的方向彼此相反。
例如，第一采集电路100被配置为接收来自纹路的光(例如，纹路反射的光)，并对来自纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积以获得第一采集值DT1。
例如，当第一采集电路100完成前一帧的纹路图像的采集后，在第一采集电路100内部可能会存在残留的电荷，然后在进行下一帧采集前，可以使得电荷中和电路600接收第一控制信号CS1以使得流经第一采集电路100的电流为第一电流，例如，该第一电流的方向可以为从电荷中和电路600到第一采集电路100。经过电荷中和电路600向第一采集电路100施加第一电流后，第一采集电路100内部残留的电荷可以被至少部分或全部中和掉，从而在进行下一帧采集前使得第一采集电路100中残留的电荷被部分消除或全部消除。
然后，开始进行下一帧采集，此时使得电荷中和电路600接收第二控制信号CS2以使得流经第一采集电路100的电流为第二电流，例如，该第二电流的方向可以为第一采集电路100到电荷中和电路600。例如，第一采集电路100被施加第二电流时可以进行正常采集操作，例如，可以接收来自纹路的光，并对接收到的光进行光电转换从而生成电荷，然后例如可以再对电荷进行模数转换(模拟-数字转换)，从而得到纹路对应的信号量。
例如，在本公开的实施例中，将第一采集电路100对来自纹路的光进行转换后获得的信号量称为第一信号量。例如，第一采集电路100还可以对该第一信号量进行累积以获得第一采集值DT1。例如，该第一采集值DT1可以被提供至处理电路以进行进一步的数据处理，从而最终获得关于纹路的图像。
本公开的至少一实施例提供的纹路图像获取电路10，例如，可以在两帧纹路图像的采集间隙，对第一采集电路100中残留的电荷进行部分或全部中和，从而改善或避免由于残留的电荷引起的残影现象，从而可以提高纹路图像获取的有效性和准确性，最终可以提高采用该纹路图像获取电路10的显示面板或显示装置进行纹路识别的精度。
例如，在本公开的一些实施例提供的纹路图像获取电路10中，如图4所示，第一采集电路100包括第一感光元件110、第一开关电路120以及第一积分运算电路130。
如图4所示，第一感光元件110的第二极(例如阴极)和第一开关电路120连接，第一开关电路120还和第一积分运算电路130连接。
例如，第一感光元件110被配置为接收来自纹路的光(例如纹路反射的光)，并对来自纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积。第一积分运算电路130被配置为接收第一信号量并对第一信号量进行积分运算以获得第一采集值DT1。
例如，在本公开的一些实施例提供的纹路图像获取电路10中，如图5所示，第一感光元件110的第一极(例如阳极)被配置为和电荷中和电路600连接。
电荷中和电路600被配置为在接收第一控制信号CS1时向第一感光元件110的第一极提供第一电压V1，且被配置为在接收第二控制信号CS2时向第一感光元件110的第一极提供第二电压V2。例如，第一电压V1大于第二电压V2。例如在第一电压V1或第二电压V2的作用下，可以使得第一采集电路100中的至少部分电路处于不同的偏置状态，这些偏置状态包括正偏、反偏。
例如，电荷中和电路600被配置为接收第一电压V1和第二电压V2，第一开关电路120被配置为接收第一扫描信号GS1，第一积分运算电路130被配置为接收参考电压Vref。
例如，在两帧纹路图像的采集间隙(例如下文中所述的电荷中和时段P1)，电荷中和电路600在第一控制信号CS1的控制下将第一电压V1传输至第一感光元件110的第一极。同时，第一开关电路120在第一扫描信号GS1的控制下被导通，此时施加在第一感光元件110两极的电压为第一电压V1和参考电压Vref，例如，可以使得参考电压Vref小于第一电压V1，从而使得流经第一感光元件110的电流为第一电流，该第一电流的方向为从第一感光元件110的第一极到第一感光元件110的第二极。第一感光元件110中残留的电荷在第一电流的作用下被部分或全部中和。
然后，在开始进行下一帧的采集前，电荷中和电路600在第二控制信号CS2的控制下将第二电压V2传输至第一感光元件110的第一极。例如，第二电压V2小于参考电压Vref。同时，第一开关电路120在第一扫描信号GS1的控制下保持导通状态，此时使得施加在第一感光元件110两极的电压为第二电压V2和参考电压Vref，在第二电压V2和参考电压Vref的作用下使得流经第一感光元件110的电流为第二电流，第二电流的方向与第一电流的方向彼此相反。例如，第一感光元件110在被施加第一电流时处于正偏状态，第一感光元件110在被施加第二电流时处于反偏状态。例如，第一感光元件110处于反偏状态时可以进行正常采集操作，例如，可以接收来自纹路的光，并对接收到的光进行光电转换从而生成电荷，然后例如可以再对电荷进行模数转换(模拟-数字转换)，从而得到纹路对应的信号量。
然后，进入下一帧采集时段(例如下文中所述的采集时段P2)，此时第一开关电路120在第一扫描信号GS1的控制下被截止，第一感光元件110接收来自纹路的光，并对来自纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积。然后，第一开关电路120在第一扫描信号GS1的控制下被导通，第一积分运算电路130接收第一信号量并对第一信号量进行积分运算从而获得第一采集值DT1。
本公开的发明人通过研究发现，上述纹路图像获取电路10在工作时，例如，电荷中和电路600通过第一电流对第一感光元件110中残留的电荷进行中和时，该第一电流可能会在第一感光元件110中残留电荷，从而可能在该纹路图像获取电路10中引入噪声。
因此，为了降低上述第一电流可能会带来的噪声，如图6所示，本公开的一些实施例提供的纹路图像获取电路10还包括参考采集电路400。
如图6所示，参考采集电路400和电荷中和电路600电连接，且被配置为不接收来自纹路的光，并且基于第一电流获得第一参考值DTR。
例如，如图6所示，在一些实施例中，参考采集电路400包括参考感光元件410、参考开关电路420以及参考积分运算电路430。
参考感光元件410的第二极(例如阴极)和参考开关电路420连接，参考开关电路420还和参考积分运算电路430连接。
例如，参考感光元件410被配置为不接收来自纹路的光，并基于第一电流获得参考信号量，参考积分运算电路430被配置为接收参考信号量并对参考信号量进行积分运算以获得第一参考值DTR。
例如，当该参考感光元件410被制作在显示面板的阵列基板上时，可以在该阵列基板上设置一个遮光结构以对该参考感光元件410进行遮光处理。例如，该遮光结构可以采用透光率较低的材料形成，本公开的实施例对该遮光结构的具体形式以及材料不作限定，只要可以使得该参考感光元件410不接收光即可。
例如，在一些实施例中，参考感光元件410和第一感光元件110采用相同类型的感光元件。例如，该参考感光元件410和第一感光元件110可以采用具有相同技术参数的感光元件，从而可以更好地减弱或避免上述噪声。
例如，当电荷中和电路600向第一感光元件110施加第一电流时，同时也向参考感光元件410施加第一电流，由于参考感光元件410不能接收光，所以就不存在将接收到的光进行转换而获得的信号量，该参考感光元件410只基于第一电流获得参考信号量，然后参考积分运算电路430可以接收该参考信号量并对该参考信号量进行积分运算以获得第一参考值DTR，参考采集电路400获得的第一参考值DTR只和第一电流有关。
在上述第一采集电路100和参考采集电路400分别获得第一采集值DT1和第一参考值DTR后，例如，将第一采集值DT1与第一参考值DTR进行运算(例如相减)，即可减弱或消除上述由于第一电流而带来的噪声的影响。
基于和上述实施例相同的技术思路，如图7所示，本公开的一些实施例提供的纹路图像获取电路10还可以包括第二采集电路200。
例如，第二采集电路200和电荷中和电路600电连接，电荷中和电路600被配置为接收第一控制信号CS1以使得流经第二采集电路200的电流为第一电流，且被配置为接收第二控制信号CS2以使得流经第二采集电路200的电流为第三电流，第三电流的方向与第一电流的方向彼此相反。
例如，第二采集电路200被配置为接收来自纹路的光，并对来自纹路的光被转换后获得的第二信号量进行累积以获得第二采集值DT2。
例如，和第一采集电路100类似地，第二采集电路200包括第二感光元件210、第二开关电路220以及第二积分运算电路230。第二开关电路220被配置为接收第二扫描信号GS2，第二积分运算电路230被配置为接收参考电压Vref。
如图7所示，本公开的一些实施例提供的纹路图像获取电路10还可以包括第N采集电路300，图7中的DTN表示第N采集电路300获取的第N采集值。第N采集电路300可以采用和第一采集电路100类似的结构，这里不再赘述。需要说明的是，图7中示出的采集电路的个数仅是示意性地，本公开的实施例对此不作限定。
另外，需要说明是，在图7中，第一采集电路100包括第一积分运算电路130，第二采集电路200包括第二积分运算电路230，参考采集电路400包括参考积分运算电路430，即每个采集电路包括一个单独的积分运算电路，本公开的实施例包括但不限于此。由于每个采集电路中的积分运算电路所实现的功能类似，所以也可以使得多个采集电路共用同一个积分运算电路，只要对应地采用合适的驱动时序即可，从而可以简化电路结构设计，该部分内容将在下文中进行详细说明，这里不再赘述。
本公开的至少一实施例提供的纹路图像获取电路10通过设置多个采集电路，可以同时获取较大范围的纹路图像，从而提高纹路图像获取的效率，最终可以缩短采用该纹路图像获取电路10的显示面板或显示装置进行纹路识别的时间，进而提高用户体验。
下面结合图8对图7中所示的纹路图像获取电路10的实现方式进行描述。
如图8所示，在一些实施例中，电荷中和电路600可以实现为包括第一控制晶体管CT1和第二控制晶体管CT2。
第一控制晶体管CT1的栅极被配置为接收第一控制信号CS1，第一控制晶体管CT1的第一极被配置为接收第一电压V1，第一控制晶体管CT1的第二极和第一感光元件PIN1的第一极连接。
第二控制晶体管CT2的栅极被配置为接收第二控制信号CS2，第二控制晶体管CT2的第一极和第一感光元件PIN1的第一极连接，第二控制晶体管CT2的第二极被配置为接收第二电压V2。
例如，在一些实施例中，第一开关电路120可以实现为第一开关晶体管ST1，第一积分运算电路130可以实现为包括第一运算放大器OA1和第一电容C1。
第一开关晶体管ST1的栅极被配置为接收第一扫描信号GS1，第一开关晶体管ST1的第一极和第一感光元件PIN1的第二极连接，第一开关晶体管ST1的第二极和第一运算放大器OA1的反相输入端连接。
第一运算放大器OA1的同相输入端被配置为接收参考电压Vref，第一运算放大器OA1的输出端被配置为输出第一采集值DT1。第一电容C1的第一极和第一运算放大器OA1的反相输入端连接，第一电容C1的第二极和第一运算放大器OA1的输出端连接。
例如，在一些实施例中，参考开关电路420可以实现为参考开关晶体管STR，参考积分运算电路430可以实现为包括参考运算放大器OAR和参考电容CR。
参考开关晶体管STR的栅极被配置为接收参考扫描信号GSR，参考开关晶体管STR的第一极和参考感光元件PINR的第二极连接，参考开关晶体管STR的第二极和参考运算放大器OAR的反相输入端连接。参考运算放大器OAR的输出端被配置为输出第一参考值DTR。参考电容CR的第一极和参考运算放大器OAR的反相输入端连接，参考电容CR的第二极和参考运算放大器OAR的输出端连接。
需要说明的是，第二采集电路200和第N参考电路300的实现方式和第一采集电路100类似，例如，第二采集电路200可以实现为包括第二感光元件PIN2、第二开关晶体管ST2、第二运算放大器OA2以及第二电容C2，第二开关晶体管ST2被配置为接收第二扫描信号GS2，第二运算放大器OA2的输出端被配置为输出第二采集值DT2；第N采集电路300可以实现为包括第N感光元件PINN、第N开关晶体管STN、第N运算放大器OAN以及第N电容CN，第N开关晶体管STN被配置为接收第N扫描信号GSN，第N运算放大器OAN的输出端被配置为输出第N采集值DTN。关于第二采集电路200以及第N采集电路300的连接关系可以参考第一采集电路100的相应描述，这里不再赘述。
本公开的一些实施例还提供一种纹路图像获取电路10，如图9所示，该纹路图像获取电路10与图8中所示的纹路图像获取电路10的区别在于，图9所示的纹路图像获取电路10中的各个采集电路共用同一个积分运算电路，即共用第一运算放大器OA1和第一电容C1，在这种情形下，第一开关晶体管ST1、第二开关晶体管ST2、…、第N开关晶体管STN以及参考开关晶体管STR需要分别在不同的时段被导通，从而使得第一运算放大器OA1可以在该不同的时段分别输出第一采集值DT1、第二采集值DT2、…、第N采集值DTN以及第一参考值DTR。
例如，本公开的实施例提供的纹路图像获取电路10中的感光元件(例如第一感光元件110、第二感光元件210等)可以采用PIN型二极管，本公开的实施例包括但不限于此，例如感光元件还可以采用其它类型的光敏二极管(例如PN型二极管或者OPD型二极管)等各种适当类型的感光元件。根据需要，该感光元件例如可以仅对某个波长的光(例如红光或绿光)感测，也可以对全部可见光进行感测。
例如，在本公开的一些实施例中，参考电压Vref为1V，第一电压V1为1.5V或1.8V，第二电压V2为-2V；又例如，参考电压Vref为1.25V，第一电压V1为2V，第二电压V2为-4V。本公开的实施例对参考电压Vref、第一电压V1以及第二电压V2的具体取值不作限定。
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，所以本公开的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，本公开的实施例中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。
此外，按照晶体管的特性区分可以将晶体管分为N型和P型晶体管。当晶体管为P型晶体管时，开启电压为低电平电压(例如，0V、-5V、-10V或其他合适的电压)，关闭电压为高电平电压(例如，5V、10V或其他合适的电压)；当晶体管为N型晶体管时，开启电压为高电平电压(例如，5V、10V或其他合适的电压)，关闭电压为低电平电压(例如，0V、-5V、-10V或其他合适的电压)。本公开的实施例中的晶体管以N型晶体管为例进行说明。基于本公开对该实现方式的描述和教导，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下能够容易想到本公开的实施例也可以采用P型晶体管。
下面结合图11所示的信号时序图对图9所示的纹路图像获取电路10的工作原理进行描述。
如图9和图11所示，在电荷中和时段P1，在控制各个开关晶体管(第一开关晶体管ST1、第二开关晶体管ST2、…、第N开关晶体管STN、参考开关晶体管STR)的扫描信号(第一扫描信号GS1、第二扫描信号GS2、..、第N扫描信号GSN、参考扫描信号GSR)变为高电平前，先使得控制第二控制晶体管CT2的第二控制信号CS2变为低电平，从而使得第二控制晶体管CT2被截止。然后，使得控制各个开关晶体管的扫描信号变为高电平，从而使得该各个开关晶体管被导通，同时使得控制第一控制晶体管CT1的第一控制信号CS1变为高电平，从而使得第一控制晶体管CT1被导通，第一电压V1通过导通的第一控制晶体管CT1被提供至各个感光元件(第一感光元件PIN1、第二感光元件PIN2、…、第N感光元件PINN、参考感光元件PINR)的第一极(例如阳极)，此时各个感光元件处于正偏状态，从而形成流经各个感光元件的第一电流。在第一电流的作用下，在各个感光元件(这里不包括参考感光元件)中残留的电荷被部分或全部中和。此时，参考感光元件PINR可以对第一电流进行累积以获得参考信号量。
然后，第一控制信号CS1变为低电平，第一控制晶体管CT1被截止。接着第二控制信号CS2变为高电平，第二控制晶体管CT2被导通。第二电压V2通过导通的第二控制晶体管CT2被提供至各个感光元件的第一极，从而形成流经各个感光元件的第二电流，此时各个感光元件从正偏状态变为反偏状态，以为了后续进行光电转换做好准备。然后控制各个开关晶体管的扫描信号从高电平变为低电平，使得各个开关晶体管被截止。
然后，进入采集时段P2。
进入采集时段P2后，可以首先使得第一扫描信号GS1从低电平变为高电平以使得第一开关晶体管ST1被导通，此时第一感光元件PIN1中可能残留的电荷可以通过第一开关晶体管ST1以及第一运算放大器OA1释放，然后使得第一扫描信号GS1从高电平变为低电平。该操作相当于对第一感光元件PIN1进行重置。
然后，和上述类似地，依次对第二感光元件PIN2、…、第N感光元件PINN进行重置。
然后，使得参考扫描信号GSR从低电平变为高电平以使得参考开关晶体管STR被导通，此时参考感光元件PINR获得的参考信号量通过导通的参考开关晶体管STR被提供至第一运算放大器OA1的反相输入端，经过第一运算放大器OA1和第一电容C1的处理后输出第一参考值DTR。
除了参考感光元件PINR外的其它感光元件经过重置后开始对接收到的来自纹路的光进行光电转换，例如，这里以第一感光元件PIN1为例进行说明，第一感光元件PIN1对接收到的来自纹路的光进行光电转换，并对来自纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积。
然后第一扫描信号GS1从低电平变为高电平，第一开关晶体管ST1被导通，第一感光元件PIN1累积的第一信号量可以通过导通的第一开关晶体管ST1被提供至第一运算放大器OA1的反相输入端，经过第一运算放大器OA1和第一电容C1的处理后输出第一采集值DT2。
和上述类似地，第二开关晶体管ST2、…、第N开关晶体管STN依次被导通，第一运算放大器OA1依次输出第二采集值DT2、…、第N采集值DTN。
例如，第一采集值DT1、第二采集值DT2、…、第N采集值DTN以及第一参考值DTR可以被提供至处理电路以进行进一步地数据处理，从而最终获得纹路图像。例如，在进行数据处理时，可以将第一采集值DT1、第二采集值DT2、…、第N采集值DTN分别减去第一参考值DTR，这样可以部分地或完全地消除第一电流可能带来的噪声。
图10示出了一种用于图8所示的纹路图像获取电路10的信号时序图，如图8和图10所示，和上述实施例不同的是，由于在图8所示的纹路图像获取电路10中，每个采集电路中都包括一个运算放大器和电容，所以在采集时段P2中，各个开关晶体管可以同时被导通，从而使得第一运算放大器OA1、第二运算放大器OA2、…、第N运算放大器OAN可以分别输出第一采集值DT1、第二采集值DT2、…、第N采集值DTN。关于其它操作可以参考上述实施例中的相应描述，这里不再赘述。
在本公开的其它一些实施例提供的纹路图像获取电路10中，如图12所示，第一感光元件110的第一极被配置为接收第二电压V2，第一感光元件110的第二极还和电荷中和电路600电连接。
例如，电荷中和电路600被配置为在接收第一控制信号CS1时向第一感光元件110的第二极提供第三电压V3。例如，第三电压V3小于第二电压V2。例如，第三电压V3可以为-4.5V或-5V。本公开的实施例对第三电压V3的具体取值不作限定。
例如，电荷中和电路600被配置为接收第三电压V3，第一开关电路120被配置为接收第一扫描信号GS1，第一积分运算电路130被配置为接收参考电压Vref。
例如，在两帧纹路图像的采集间隙(例如上述电荷中和时段P1)，电荷中和电路600在第一控制信号CS1的控制下将第三电压V3传输至第一感光元件110的第二极。同时，第一感光元件110的第一极还接收第二电压V2，所以此时施加在第一感光元件110两极的电压为第二电压V2和第三电压V3，从而使得流经第一感光元件110的电流为第一电流，该第一电流的方向为从第一感光元件110的第一极到第一感光元件110的第二极。第一感光元件110中残留的电荷在第一电流的作用下被部分或全部中和。
然后，在开始进行下一帧的采集前，电荷中和电路600在第一控制信号CS1的控制下被截止。同时，第一开关电路120在第一扫描信号GS1的控制下保持导通状态，此时使得施加在第一感光元件110两极的电压为第二电压V2和参考电压Vref。例如，第二电压V2小于参考电压Vref。在第二电压V2和参考电压Vref的作用下使得流经第一感光元件110的电流为第二电流，第二电流的方向与第一电流的方向彼此相反。例如，第一感光元件110在被施加第一电流时处于正偏状态，第一感光元件110在被施加第二电流时处于反偏状态。例如，第一感光元件110处于反偏状态时可以进行正常采集操作，例如，可以接收来自纹路的光，并对接收到的光进行光电转换从而生成电荷，然后例如可以再对电荷进行模数转换(模拟-数字转换)，从而得到纹路对应的信号量。
然后，进入下一帧采集时段(例如上述采集时段P2)，此时第一开关电路120在第一扫描信号GS1的控制下被截止，第一感光元件110接收来自纹路的光，并对来自纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积。然后，第一开关电路120在第一扫描信号GS1的控制下被导通，第一积分运算电路130接收第一信号量并对第一信号量进行积分运算从而获得第一采集值DT1。
例如，如图13所示，和图7类似地，该纹路图像获取电路10还可以包括第二采集电路200、…、第N采集电路300以及参考采集电路400。关于第二采集电路200、第N采集电路300以及参考采集电路400的详细描述可以参考上述实施例中的相应描述，这里不再赘述。
下面结合图14对图13中所示的纹路图像获取电路10的实现方式进行描述。
如图14所示，在一些实施例中，电荷中和电路600可以实现为第三控制晶体管CT3。第三控制晶体管CT3的栅极被配置为接收第一控制信号CS1，第三控制晶体管CT3的第一极被配置为接收第三电压V3，例如，电荷中和电路600还可以包括调节电阻R，从而使得第三控制晶体管CT3的第一极通过调节电阻R接收第三电压V3。例如，通过控制调节电阻R的阻值可以调节施加至第三控制晶体管CT3的第一极的电压值。第三控制晶体管CT3的第二极和第一感光元件PIN1的第二极连接。
例如，第一开关电路120可以实现为第一开关晶体管ST1，第一积分运算电路130可以实现为包括第一运算放大器OA1和第一电容C1。第一开关晶体管ST1的栅极被配置为接收第一扫描信号GS1，第一开关晶体管ST1的第一极和第一感光元件PIN1的第二极连接，第一开关晶体管ST1的第二极和第一运算放大器OA1的反相输入端连接。第一运算放大器OA1的同相输入端被配置为接收参考电压Vref，第一运算放大器OA1的输出端被配置为输出第一采集值DT1。第一电容C1的第一极和第一运算放大器OA1的反相输入端连接，第一电容C1的第二极和第一运算放大器OA1的输出端连接。
关于图14中的其它各个器件的连接关系可以参考上述实施例中的相应描述，这里不再赘述。
本公开的一些实施例还提供一种纹路图像获取电路10，如图15所示，该纹路图像获取电路10与图14中所示的纹路图像获取电路10的区别在于，图15所示的纹路图像获取电路10中的各个采集电路共用同一个积分运算电路，即共用第一运算放大器OA1和第一电容C1，在这种情形下，第一开关晶体管ST1、第二开关晶体管ST2、…、第N开关晶体管STN以及参考开关晶体管STR需要分别在不同的时段被导通，从而使得第一运算放大器OA1可以在该不同的时段分别输出第一采集值DT1、第二采集值DT2、…、第N采集值DTN以及第一参考值DTR。
下面结合图17所示的信号时序图对图15所示的纹路图像获取电路10的工作原理进行描述。
如图15和图17所示，在电荷中和时段P1，使得控制各个开关晶体管的扫描信号变为高电平，从而使得该各个开关晶体管被导通，同时使得控制第三控制晶体管CT3的第一控制信号CS1变为高电平，从而使得第三控制晶体管CT3被导通，第三电压V3通过调节电阻R以及导通的第三控制晶体管CT3后被提供至各个感光元件(第一感光元件PIN1、第二感光元件PIN2、…、第N感光元件PINN、参考感光元件PINR)的第二极(例如阴极)，此时各个感光元件处于正偏状态，从而形成流经各个感光元件的第一电流。在第一电流的作用下，在各个感光元件(这里不包括参考感光元件)中残留的电荷被部分或全部中和。此时，参考感光元件PINR可以对第一电流进行累积以获得参考信号量。
然后，第一控制信号CS1变为低电平，第三控制晶体管CT3被截止。由于各个开关晶体管依然保持导通状态，此时使得施加在第一感光元件110两极的电压为第二电压V2和参考电压Vref，在第二电压V2和参考电压Vref的作用下使得流经第一感光元件110的电流为第二电流，第二电流的方向与第一电流的方向彼此相反。所以此时各个感光元件从正偏状态变为反偏状态，以为了后续进行光电转换做好准备。然后控制各个开关晶体管的扫描信号从高电平变为低电平，所以各个开关晶体管被截止。
然后，进入采集时段P2。由于进入采集时段P2后的工作原理和上述实施例类似，这里不再赘述。
图16示出了一种用于图14所示的纹路图像获取电路10的信号时序图，如图14和图16所示，和上述实施例不同的是，由于在图14所示的纹路图像获取电路10中，每个采集电路中都包括一个运算放大器和电容，所以在采集时段P2中，各个开关晶体管可以同时被导通，从而使得第一运算放大器OA1、第二运算放大器OA2、…、第N运算放大器OAN可以分别输出第一采集值DT1、第二采集值DT2、…、第N采集值DTN。关于其它操作可以参考上述实施例中的相应描述，这里不再赘述。
在本公开的其它一些实施例提供的纹路图像获取电路10中，如图18所示，第一感光元件110的第一极被配置为接收第二电压V2，第一积分运算电路130还和电荷中和电路600连接，电荷中和电路600被配置为在接收第一控制信号CS1时向第一积分运算电路130提供第三电压V3，且被配置为在接收第二控制信号CS2时向第一积分运算电路130提供参考电压Vref。
例如，第三电压V3小于第二电压V2，参考电压Vref大于第二电压V2。
例如，电荷中和电路600被配置为接收第三电压V3和参考电压Vref，第一开关电路120被配置为接收第一扫描信号GS1。
例如，在两帧纹路图像的采集间隙(例如上述电荷中和时段P1)，电荷中和电路600在第一控制信号CS1的控制下将第三电压V3传输至第一积分运算电路130。同时，第一感光元件110的第一极还接收第二电压V2，所以此时施加在第一感光元件110两极的电压为第二电压V2和第三电压V3，从而使得流经第一感光元件110的电流为第一电流，该第一电流的方向为从第一感光元件110的第一极到第一感光元件110的第二极。第一感光元件110中残留的电荷在第一电流的作用下被部分或全部中和。
然后，在开始进行下一帧的采集前，电荷中和电路600在第二控制信号CS2的控制下将参考电压Vref传输至第一积分运算电路130。同时，第一开关电路120在第一扫描信号GS1的控制下保持导通状态，此时使得施加在第一感光元件110两极的电压为第二电压V2和参考电压Vref，在第二电压V2和参考电压Vref的作用下使得流经第一感光元件110的电流为第二电流，第二电流的方向与第一电流的方向彼此相反。例如，第一感光元件110在被施加第一电流时处于正偏状态，第一感光元件110在被施加第二电流时处于反偏状态。例如，第一感光元件110处于反偏状态时可以进行正常采集操作，例如，可以接收来自纹路的光，并对接收到的光进行光电转换从而生成电荷，然后例如可以再对电荷进行模数转换(模拟-数字转换)，从而得到纹路对应的信号量。
然后，进入下一帧采集时段(例如上述采集时段P2)，此时第一开关电路120在第一扫描信号GS1的控制下被截止，第一感光元件110接收来自纹路的光，并对来自纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积。然后，第一开关电路120在第一扫描信号GS1的控制下被导通，第一积分运算电路130接收第一信号量并对第一信号量进行积分运算从而获得第一采集值DT1。
例如，如图19所示，和图7类似地，该纹路图像获取电路10还可以包括第二采集电路200、…、第N采集电路300以及参考采集电路400。关于第二采集电路200、第N采集电路300以及参考采集电路400的详细描述可以参考上述实施例中的相应描述，这里不再赘述。
下面结合图20对图19中所示的纹路图像获取电路10的实现方式进行描述。
如图20所示，在一些实施例中，电荷中和电路600可以实现为包括第四控制晶体管CT4和第五控制晶体管CT5，第一开关电路120可以实现为第一开关晶体管ST1，第一积分运算电路130可以实现为包括第一运算放大器OA1和第一电容C1。
第四控制晶体管CT4的栅极被配置为接收第一控制信号CS1，第四控制晶体管CT4的第一极被配置为接收第三电压V3，第四控制晶体管CT4的第二极和第一运算放大器OA1的同相输入端连接。
第五控制晶体管CT5的栅极被配置为接收第二控制信号CS2，第五控制晶体管CT5的第一极被配置为接收参考电压Vref，第五控制晶体管CT5的第二极和第一运算放大器OA1的同相输入端连接。
第一开关晶体管ST1的栅极被配置为接收第一扫描信号GS1，第一开关晶体管ST1的第一极和第一感光元件PIN1的第二极(例如阴极)连接，第一开关晶体管ST1的第二极和第一运算放大器OA1的反相输入端连接。第一运算放大器OA1的输出端被配置为输出第一采集值DT1。第一电容C1的第一极和第一运算放大器OA1的反相输入端连接，第一电容C1的第二极和第一运算放大器OA1的输出端连接。
关于图20中的其它各个器件的连接关系可以参考上述实施例中的相应描述，这里不再赘述。
本公开的一些实施例还提供一种纹路图像获取电路10，如图21所示，该纹路图像获取电路10与图20中所示的纹路图像获取电路10的区别在于，图21所示的纹路图像获取电路10中的各个采集电路共用同一个积分运算电路，即共用第一运算放大器OA1和第一电容C1，在这种情形下，第一开关晶体管ST1、第二开关晶体管ST2、…、第N开关晶体管STN以及参考开关晶体管STR需要分别在不同的时段被导通，从而使得第一运算放大器OA1可以在该不同的时段分别输出第一采集值DT1、第二采集值DT2、…、第N采集值DTN以及第一参考值DTR。
下面结合图11所示的信号时序图对图21所示的纹路图像获取电路10的工作原理进行描述。
如图11和图21所示，在电荷中和时段P1，在控制各个开关晶体管(第一开关晶体管ST1、第二开关晶体管ST2、…、第N开关晶体管STN、参考开关晶体管STR)的扫描信号(第一扫描信号GS1、第二扫描信号GS2、..、第N扫描信号GSN、参考扫描信号GSR)变为高电平前，先使得控制第二控制晶体管CT2的第二控制信号CS2变为低电平，从而使得第五控制晶体管CT5被截止。然后，使得控制各个开关晶体管的扫描信号变为高电平，从而使得该各个开关晶体管被导通，同时使得控制第四控制晶体管CT4的第一控制信号CS1变为高电平，从而使得第四控制晶体管CT4被导通，第三电压V3通过导通的第四控制晶体管CT4被提供至第一运算放大器OA1的同相输入端，此时各个感光元件处于正偏状态，从而形成流经各个感光元件的第一电流。在第一电流的作用下，在各个感光元件(这里不包括参考感光元件)中残留的电荷被部分或全部中和。此时，参考感光元件PINR可以对第一电流进行累积以获得参考信号量。
然后，第一控制信号CS1变为低电平，第四控制晶体管CT4被截止。接着第二控制信号CS2变为高电平，第五控制晶体管CT5被导通。参考电压Vref通过导通的第五控制晶体管CT5被提供至第一运算放大器OA1的同相输入端，从而形成流经各个感光元件的第二电流，此时各个感光元件从正偏状态变为反偏状态，以为了后续进行光电转换做好准备。然后控制各个开关晶体管的扫描信号从高电平变为低电平，所以各个开关晶体管被截止。
然后，进入采集时段P2。由于进入采集时段P2后的工作原理和上述实施例类似，这里不再赘述。
需要说明的是，图10示出的信号时序可以用于图20所示的纹路图像获取电路10，如图10和图20所示，和上述实施例不同的是，由于在图20所示的纹路图像获取电路10中，每个采集电路中都包括一个运算放大器和电容，所以在采集时段P2中，各个开关晶体管可以同时被导通，从而使得第一运算放大器OA1、第二运算放大器OA2、…、第N运算放大器OAN可以分别输出第一采集值DT1、第二采集值DT2、…、第N采集值DTN。关于其它操作可以参考上述实施例中的相应描述，这里不再赘述。
需要说明的是，在本公开的实施例中，第一采集值DT1、第二采集值DT2、…、第N采集值DTN以及第一参考值DTR例如可以为电压值，本公开的实施例包括但不限于此。
本公开的至少一实施例还提供一种显示面板1，如图22所示，该显示面板1包括显示区域810，显示区域810包括纹路识别区域811。需要说明的是，在本公开的实施例中纹路识别区域811为操作体在显示面板1上进行纹路识别的区域，图22所示的纹路识别区域811的大小仅是示意性的，例如该纹路识别区域811的大小可以和显示区域810的大小一致，即操作体在显示面板1的显示区域810的任意位置均可以进行纹路识别。
需要说明的是，在本公开的实施例中具有纹路的操作体可以为手，此时纹路图像获取方法中的纹路为皮肤纹路，例如指纹、掌纹等；另外，具有纹路的操作体也可以为具有一定纹路的非生物体，例如采用树脂等材料制作的具有一定纹路的物体，本公开的实施例对此不做具体限定。
例如，如图22所示，在显示区域810中设置有多个呈阵列排布的像素单元阵列，该像素单元阵列包括多个像素单元。这里为了区分不同的像素单元，例如，将位于纹路识别区域811中的像素单元标记为PU2，将位于显示区域810中但不在纹路识别区域811中的像素单元标记为PU1。
例如，位于纹路识别区域811中的像素单元PU2包括本公开的实施例提供的任一纹路图像获取电路10。例如，纹路图像获取电路10可以采用薄膜工艺直接形成在显示面板1的显示基板上。
例如，每个像素单元(包括像素单元PU1和像素单元PU2)包括薄膜晶体管与发光器件，发光器件例如包括阳极、阴极以及阳极和阴极之间的发光层。例如，显示面板1的像素单元阵列被用于实现为光源阵列，多个像素单元实现为形成多个光源。也即，显示面板1的像素单元被复用为感光光源，因此可以提高该显示面板的紧凑性、降低各功能结构的布置难度。例如，每个感光光源包括一个或多个像素单元，从而感光光源可以通过一个或多个像素单元的不同排布形成为具有一定形状的点状光源、线状光源、Z字形光源或者回字形光源等。
例如，显示面板1的整个显示区域810中的像素单元都可以受控以被复用为感光光源，纹路图像获取电路10也可以相应地布置在每一个像素单元中，由此可以实现全屏纹路识别。
例如，如图22所示，该显示面板1还包括围绕显示区域810的周边区域820。该显示面板1还包括处理电路500，该处理电路500例如设置在周边区域820中。例如，处理电路500和第一采集电路100电连接，且被配置为对第一采集值DT1进行处理以得到纹路的图像。例如，处理电路500可以和第一采集电路100中的第一运算放大器OA1的输出端连接以接收第一采集值DT1。
例如，在纹路图像获取电路10包括参考采集电路400的情形下，处理电路500还和参考采集电路400电连接，且被配置为根据第一采集值DT1以及第一参考值DTR进行处理以得到纹路的图像。
例如，在纹路图像获取电路10包括第二采集电路200、…、第N采集电路300的情形下，处理电路500还和该多个采集电路电连接以接收多个采集值，从而可以对该多个采集值进行处理以得到纹路的图像。
该处理电路500可以采用通用处理器或专用处理器实现，本公开的实施例对此不做限定。
在上述实施例提供的显示面板1中，将纹路图像获取电路10直接形成在显示面板1的显示基板上并集成在像素单元PU2中，此时可以将像素单元PU2复用为纹路图像获取电路10的感光光源。本公开的实施例包括但不限于此，例如，还可以单独提供纹路图像获取电路10，例如将纹路图像获取电路10贴附在显示面板1的显示基板的背面，在这种情形下，需要单独提供作为纹路图像获取电路10的感光光源的发光元件。
例如，显示面板1为有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示面板或者量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes，QLED)显示面板等，本公开的实施例对此不作具体限定。OLED显示面板例如可以为柔性OLED显示面板。OLED显示面板具有自发光特性，并且其像素单元的发光还可以根据需要进行控制或调制，从而可以为纹路图像的获取提供便利，而且有助于提高集成度。
本公开的实施例提供的显示面板1可以对感光元件中残留的电荷进行部分或全部中和，从而改善或避免由于残留的电荷引起的残影现象，从而可以提高纹路图像获取的有效性和准确性，最终可以提高该显示面板进行纹路识别的精度。
本公开的至少一实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括本公开的实施例提供的任一显示面板1，本实施例中的显示装置可以为：液晶面板、液晶电视、显示器、OLED面板、OLED电视、电子纸、手机、平板电脑、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。
本公开的实施例提供的显示装置的技术效果，可以参考上述实施例中关于纹路图像获取方法以及显示面板1的相应描述，这里不再赘述。
本公开的至少一实施例还提供一种用于纹路图像获取电路10的纹路图像获取方法，如图23所示，该纹路图像获取方法包括如下操作步骤。
步骤S100：在电荷中和时段P1，使得电荷中和电路600接收第一控制信号CS1以使得流经第一采集电路100的电流为第一电流，并使得流经参考采集电路400的电流为第一电流。
步骤S200：在采集时段P2，使得电荷中和电路600接收第二控制信号CS2以使得经过第一采集电路100的电流为第二电流，第二电流的方向与第一电流的方向彼此相反；使得第一采集电路100接收来自纹路的光，并对来自纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积以获得第一采集值DT1；对第一采集值DT1以及第一参考值DTR进行处理以得到纹路的图像。
本公开的实施例提供的纹路图像获取方法的详细描述以及技术效果，可以参考上述实施例中关于纹路图像获取电路10的相应描述，这里不再赘述。
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 (21)

1.一种纹路图像获取电路，包括电荷中和电路和第一采集电路，其中，
所述电荷中和电路和所述第一采集电路电连接，
所述电荷中和电路被配置为接收第一控制信号以使得流经所述第一采集电路的电流为第一电流，且被配置为接收第二控制信号以使得流经所述第一采集电路的电流为第二电流，所述第二电流的方向与所述第一电流的方向彼此相反；
所述第一采集电路被配置为接收来自纹路的光，并对来自所述纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积以获得第一采集值。
2.根据权利要求1所述的纹路图像获取电路，其中，
所述第一采集电路包括第一感光元件、第一开关电路以及第一积分运算电路；
所述第一感光元件的第二极和所述第一开关电路连接，所述第一开关电路还和所述第一积分运算电路连接；
所述第一感光元件被配置为接收来自所述纹路的光，并对来自所述纹路的光被转换后获得的所述第一信号量进行累积；
所述第一积分运算电路被配置为接收所述第一信号量并对所述第一信号量进行积分运算以获得所述第一采集值。
3.根据权利要求2所述的纹路图像获取电路，其中，
所述第一感光元件的第一极被配置为和所述电荷中和电路连接；
所述电荷中和电路被配置为在接收所述第一控制信号时向所述第一感光元件的第一极提供第一电压，且被配置为在接收所述第二控制信号时向所述第一感光元件的第一极提供第二电压。
4.根据权利要求3所述的纹路图像获取电路，其中，所述第一电压大于所述第二电压。
5.根据权利要求3或4所述的纹路图像获取电路，其中，
所述电荷中和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栅极被配置为接收所述第一控制信号，所述第一控制晶体管的第一极被配置为接收所述第一电压，所述第一控制晶体管的第二极和所述第一感光元件的第一极连接；
所述第二控制晶体管的栅极被配置为接收所述第二控制信号，所述第二控制晶体管的第一极和所述第一感光元件的第一极连接，所述第二控制晶体管的第二极被配置为接收所述第二电压；
所述第一开关电路包括第一开关晶体管，所述第一积分运算电路包括第一运算放大器和第一电容，
所述第一开关晶体管的栅极被配置为接收第一扫描信号，所述第一开关晶体管的第一极和所述第一感光元件的第二极连接，所述第一开关晶体管的第二极和所述第一运算放大器的反相输入端连接；
所述第一运算放大器的同相输入端被配置为接收参考电压，所述第一运算放大器的输出端被配置为输出所述第一采集值；
所述第一电容的第一极和所述第一运算放大器的所述反相输入端连接，所述第一电容的第二极和所述第一运算放大器的所述输出端连接。
6.根据权利要求2所述的纹路图像获取电路，其中，
所述第一感光元件的第一极被配置为接收第二电压，所述第一感光元件的第二极还和所述电荷中和电路电连接；
所述电荷中和电路被配置为在接收所述第一控制信号时向所述第一感光元件的第二极提供第三电压。
7.根据权利要求6所述的纹路图像获取电路，其中，所述第三电压小于所述第二电压。
8.根据权利要求6或7所述的纹路图像获取电路，其中，
所述电荷中和电路包括第三控制晶体管，
所述第三控制晶体管的栅极被配置为接收所述第一控制信号，所述第三控制晶体管的第一极被配置为接收所述第三电压，所述第三控制晶体管的第二极和所述第一感光元件的第二极连接；
所述第一开关电路包括第一开关晶体管，所述第一积分运算电路包括第一运算放大器和第一电容，
所述第一开关晶体管的栅极被配置为接收第一扫描信号，所述第一开关晶体管的第一极和所述第一感光元件的第二极连接，所述第一开关晶体管的第二极和所述第一运算放大器的反相输入端连接；
所述第一运算放大器的同相输入端被配置为接收参考电压，所述第一运算放大器的输出端被配置为输出所述第一采集值；
所述第一电容的第一极和所述第一运算放大器的所述反相输入端连接，所述第一电容的第二极和所述第一运算放大器的所述输出端连接。
9.根据权利要求2所述的纹路图像获取电路，其中，
所述第一感光元件的第一极被配置为接收第二电压，所述第一积分运算电路还和所述电荷中和电路连接，
所述电荷中和电路被配置为在接收所述第一控制信号时向所述第一积分运算电路提供第三电压，且被配置为在接收所述第二控制信号时向所述第一积分运算电路提供参考电压。
10.根据权利要求9所述的纹路图像获取电路，其中，所述第三电压小于所述第二电压，所述参考电压大于所述第二电压。
11.根据权利要求9或10所述的纹路图像获取电路，其中，
所述电荷中和电路包括第四控制晶体管和第五控制晶体管，所述第一开关电路包括第一开关晶体管，所述第一积分运算电路包括第一运算放大器和第一电容；
所述第四控制晶体管的栅极被配置为接收所述第一控制信号，所述第四控制晶体管的第一极被配置为接收所述第三电压，所述第四控制晶体管的第二极和所述第一运算放大器的同相输入端连接；
所述第五控制晶体管的栅极被配置为接收所述第二控制信号，所述第五控制晶体管的第一极被配置为接收所述参考电压，所述第五控制晶体管的第二极和所述第一运算放大器的同相输入端连接；
所述第一开关晶体管的栅极被配置为接收第一扫描信号，所述第一开关晶体管的第一极和所述第一感光元件的第二极连接，所述第一开关晶体管的第二极和所述第一运算放大器的反相输入端连接；
所述第一运算放大器的输出端被配置为输出所述第一采集值；
所述第一电容的第一极和所述第一运算放大器的所述反相输入端连接，所述第一电容的第二极和所述第一运算放大器的所述输出端连接。
12.根据权利要求2所述的纹路图像获取电路，还包括参考采集电路，其中，
所述参考采集电路和所述电荷中和电路电连接，且被配置为不接收来自所述纹路的光，并且基于所述第一电流获得第一参考值。
13.根据权利要求12所述的纹路图像获取电路，其中，
所述参考采集电路包括参考感光元件、参考开关电路以及参考积分运算电路；
所述参考感光元件的第二极和所述参考开关电路连接，所述参考开关电路还和所述参考积分运算电路连接；
所述参考感光元件被配置为不接收来自所述纹路的光，并基于所述第一电流获得参考信号量；
所述参考积分运算电路被配置为接收所述参考信号量并对所述参考信号量进行积分运算以获得所述第一参考值。
14.根据权利要求13所述的纹路图像获取电路，其中，所述参考感光元件和所述第一感光元件采用相同类型的感光元件。
15.根据权利要求13或14所述的纹路图像获取电路，其中，
所述参考开关电路包括参考开关晶体管，所述参考积分运算电路包括参考运算放大器和参考电容，
所述参考开关晶体管的栅极被配置为接收参考扫描信号，所述参考开关晶体管的第一极和所述参考感光元件的第二极连接，所述参考开关晶体管的第二极和所述参考运算放大器的反相输入端连接；
所述参考运算放大器的输出端被配置为输出所述第一参考值；
所述参考电容的第一极和所述参考运算放大器的所述反相输入端连接，所述参考电容的第二极和所述参考运算放大器的所述输出端连接。
16.根据权利要求1-4、6-7、9-10、12-14任一项所述的纹路图像获取电路，还包括第二采集电路，其中，
所述电荷中和电路和所述第二采集电路电连接，
所述电荷中和电路被配置为接收第一控制信号以使得流经所述第二采集电路的电流为所述第一电流，且被配置为接收第二控制信号以使得流经所述第二采集电路的电流为第三电流，所述第三电流的方向与所述第一电流的方向彼此相反；
所述第二采集电路被配置为接收来自纹路的光，并对来自所述纹路的光被转换后获得的第二信号量进行累积以获得第二采集值。
17.一种显示面板，包括显示区域，所述显示区域包括纹路识别区域，其中，
在所述显示区域中设置有多个呈阵列排布的像素单元，位于所述纹路识别区域中的像素单元包括如权利要求1-11、16任一项所述的纹路图像获取电路。
18.根据权利要求17所述的显示面板，还包括处理电路，其中，
所述处理电路和所述第一采集电路电连接，且被配置为对所述第一采集值进行处理以得到所述纹路的图像。
19.根据权利要求18所述的显示面板，其中，
所述纹路图像获取电路还包括参考采集电路，所述参考采集电路和所述电荷中和电路连接，且被配置为不接收来自所述纹路的光，并且基于所述第一电流获得第一参考值；
所述处理电路还和所述参考采集电路电连接，且被配置为根据所述第一采集值以及所述第一参考值进行处理以得到所述纹路的图像。
20.一种用于如权利要求1-11任一项所述的纹路图像获取电路的纹路图像获取方法，包括：
在电荷中和时段，使得所述电荷中和电路接收所述第一控制信号以使得流经所述第一采集电路的电流为第一电流；
在采集时段，使得所述电荷中和电路接收所述第二控制信号以使得经过所述第一采集电路的电流为第二电流，所述第二电流的方向与所述第一电流的方向彼此相反；使得所述第一采集电路接收来自纹路的光，并对来自所述纹路的光被转换后获得的第一信号量进行累积以获得第一采集值。
21.根据权利要求20所述的纹路图像获取方法，其中，所述纹路图像获取电路还包括参考采集电路，所述参考采集电路和所述电荷中和电路连接，且被配置为不接收来自所述纹路的光，并且基于所述第一电流获得第一参考值；
所述纹路图像获取方法还包括：
在所述电荷中和时段，使得所述电荷中和电路接收所述第一控制信号以使得流经所述参考采集电路的电流为所述第一电流；
在所述采集时段，对所述第一采集值以及所述第一参考值进行处理以得到所述纹路的图像。
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