CN112510809B - 电子装置、显示面板及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电子装置、显示面板及电子设备，所述装置包括：光电感测模块，包括多个感测单元，所述感测单元用于将光信号转换为电信号，其中，所述光电感测模块用于在指纹识别中采集亮度信息；电源管理模块，电连接于所述光电感测模块，用于在所述光电感测模块的状态满足预设条件时，利用所述多个感测单元输出的电信号为电池充电。通过以上装置，本公开实施例可以在光电感测模块的状态满足预设条件时，利用多个感测单元输出的电信号为电池进行充电，从而提高电池的续航能力。

Description

电子装置、显示面板及电子设备
技术领域
本公开涉及电源技术领域，尤其涉及一种电子装置、显示面板及电子设备。
背景技术
当前便携类消费品的续航能力仍旧是各大厂商，同时也是消费者在购买时会重点关注的性能点，移动电源因为不方便携带往往无法在关键时刻为便携设备及时充电，而电池本身的续航能力也较差。因此，急需提出一种新的充电方案，以弥补移动电源不方便携带的缺点，提高电池的续航能力，及时为设备充电。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种、显示面板及电子设备，能够提高电池的续航能力，及时为设备充电。
根据本公开的另一方面，提出了一种电子装置，所述装置包括：
光电感测模块，包括多个感测单元，所述感测单元用于将光信号转换为电信号，其中，所述光电感测模块用于在指纹识别中采集亮度信息；
电源管理模块，电连接于所述光电感测模块，用于在所述光电感测模块的状态满足预设条件时，利用所述多个感测单元输出的电信号为电池充电。
在一种可能的实施方式中，所述预设条件包括：所述光电感测模块未被用于进行指纹识别。
在一种可能的实施方式中，所述光电感测模块包括读出电路读出电路单元，所述读出电路单元用于将感测单元输出的电信号进行模数转换，其中，所述预设条件包括：所述读出电路单元处于关闭状态或所述读出电路单元中的使能开关处于断开状态。
在一种可能的实施方式中，所述电源管理模块包括开关单元及电源管理单元，其中，
所述开关单元包括多个开关，每个开关电连接于k个感测单元，各个开关用于在所述光电感测模块的状态满足预设条件时导通，以将电信号传输至所述电源管理单元，其中，k为正整数；
所述电源管理单元，电连接于所述开关单元，用于对开关单元传来的电信号进行处理，输出处理后的电信号以对电池进行充电。
在一种可能的实施方式中，所述开关单元的各个开关包括第一晶体管，
各个第一晶体管的控制端用于接收开关控制信号，所述开关控制信号用于在光电感测模块的状态满足预设条件时导通各个开关，否则断开各个开关；
各个第一晶体管的第一端电连接于所述k个感测单元，用于接收电信号；
各个第一晶体管的第二端通过电源线电连接于所述电源管理单元。
在一种可能的实施方式中，感测单元包括第二晶体管、光电二极管、电容，其中，
第二晶体管的第一端电连接于第一晶体管的第一端，
第二晶体管的控制端，用于接收控制信号以在光电感测模块的状态满足预设条件时导通，
第二晶体管的第二端电连接于电容的第一端及光电二极管的正极端，
电容的第二端及光电二极管的负极接地。
在一种可能的实施方式中，在光电感测模块的状态满足预设条件时，多个感测单元的第二晶体管分组依次导通。
在一种可能的实施方式中，第一晶体管、第二晶体管为金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，
第一晶体管的第一端为源极，第一晶体管的第二端为漏极，第一晶体管的控制端为栅极；
第二晶体管的第一端为漏极，第二晶体管的第二端为源极，第二晶体管的控制端为栅极。
在一种可能的实施方式中，所述光电感测模块包括感测玻璃，所述感测玻璃包括光学传感阵列，所述光学传感阵列包括多个感测单元。
根据本公开的另一方面，提出了一种显示面板，所述显示面板包括所述的电子装置。
在一种可能的实施方式中，所述显示面板包括LED显示面板、MiniLED显示面板、MicroLED显示面板、OLED显示面板的任意一种或多种。
根据本公开的另一方面，一种电子设备，所述电子设备包括所述的显示面板。
在一种可能的实施方式中，所述电子设备包括显示器、智能手机、智能手表、智能手环、平板计算机、笔记本电脑、一体式计算机、门禁装置、桌面计算机、工业计算机或便携设备的其中一种。
通过以上装置，本公开实施例可以在光电感测模块的状态满足预设条件时，利用多个感测单元输出的电信号为电池进行充电，从而提高电池的续航能力。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出了根据本公开一实施例的电子装置的框图。
图2示出了根据本公开一实施例的电子装置的框图。
图3示出了根据本公开一实施例的电子装置的示意图。
图4示出了根据本公开一实施例的电子装置应用场景的示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
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。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
请参阅图1，图1示出了根据本公开一实施例的电子装置的框图。
如图1所示，所述装置包括：
光电感测模块10，包括多个感测单元，所述感测单元用于将光信号转换为电信号，其中，所述光电感测模块10用于在指纹识别中采集亮度信息；
电源管理模块20，电连接于所述光电感测模块10，用于在所述光电感测模块10的状态满足预设条件时，利用所述多个感测单元输出的电信号为电池充电。
通过以上装置，本公开实施例可以在光电感测模块的状态满足预设条件时，利用多个感测单元输出的电信号为电池进行充电，从而提高电池的续航能力。
本公开实施例的装置可以应用于显示面板中，以实现对显示面板中电池的充电，其中，显示面板可以是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示面板、MiniLED(MiniLight Emitting Diode，迷你发光二极管)显示面板、MicroLED(Micro Light EmittingDiode，微发光二极管)显示面板、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)显示面板或其他显示面板的任意一种。其中，显示面板为触控显示面板面，具有触控功能。
所述装置或显示面板可以设置在终端或其他具有触控显示面板的电子设备中，以实现对其中的电池的充电，终端又称之为用户设备(user equipment，UE)、移动台(mobilestation，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)等，是一种向用户提供语音和/或数据连通性的设备，例如，具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。目前，一些终端的举例为：手机(mobile phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobileinternetdevice，MID)、可穿戴设备，虚拟现实(virtual reality，VR)设备、增强现实(augmentedreality，AR)设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(selfdriving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、车联网中的无线终端等。
在一个示例中，电池可以为锂电池、锂聚合物电池或其他类型的可充电电池，对此，本公开实施例不做限定。
一般而言，设置在电子设备上的光电感测模块属于耗能器件，其需要电池提供电能以进行工作，例如，随着OLED与光学指纹识别技术的成熟，例如手机等电子设备开启了全面屏下指纹新时代，主流便携式电子设备往往都采用全面屏光学指纹/掌纹识别方案，该方案都有一块感测玻璃(Sensor Glass)作为传感器搭载(Read Out integrated circuit,ROIC)的方式实现光学指纹识别，当电子设备启动，或从睡眠待机状态被唤醒，或者用户触摸屏幕时，ROIC可以将感测玻璃感测到的电信号进行模数转换，以输出到控制芯片(例如微处理器MCU)作为指纹采集时接收信息(如指纹灰度信息)，毫无疑问，在这些情况下，感测玻璃、读出电路ROIC等电路都需要耗费大量的电能以实现工作，并且，在ROIC不需工作的情况下，例如电子设备待机、睡眠甚至关机等情况下，电池依然会为感测玻璃中的电路、ROIC提供一定的电能，这更加速了电量的消耗。
在一种可能的实施方式中，所述光电感测模块可以包括感测玻璃，所述感测玻璃包括光学传感阵列(FPDA，Flat Photo Diodes Array)，所述FPDA包括多个感测单元。
在一个示例中，感测单元可以是以光电二极管(PD，Photo Diodes)为基础形成的传感阵列，光电二极管具有将光信号转换为电信号的能力，制作工艺往往将PN结面积做大，在有光照时，反向电流会迅速增大，且光强越大，反向电流越大。
在一个示例中，以全面屏手机为例，本公开实施例的FPDA通常具有3000以上的行和列，故会有近107个PD。每个PD在100us内会产生0.5～0.8pC的电荷，因此可以算得每个PD最多会产生8×10-9A的电流，在这种情况下，本公开实施例的光电感测模块(一个FPDA)可以产生0.08A(80mA)的电流，并且，在优化工艺后该电流可以更大。
还是以手机为例，当前智能手机电压4.2V左右，据统计智能手机平均待机功耗往往在59.15mW左右，故待机电流约为14mA左右。因此，本公开实施例能满足待机功耗需求并提供66mA的余量，考虑外围电路实际损耗，也能达到50mA，从而为补充电池的电量，提高电池的续航时间。
本公开实施例可以利用感测玻璃的光电转换特性，在其不需为指纹识别提供亮度信息时，利用感测单元得到的电信号为电池反向充电，从而提高电池的续航能力。
在一种可能的实施方式中，所述预设条件可以包括：所述光电感测模块未被用于进行指纹识别，进一步的，所述光电感测模块不用为指纹识别提供亮度信息。
请参阅图2，图2示出了根据本公开一实施例的电子装置的框图。
在一种可能的实施方式中，如图2所示，所述光电感测模块可以包括感测单元110及读出电路单元120，所述读出电路单元120可以用于将感测单元输出的电信号进行模数转换，其中，所述预设条件可以包括：所述读出电路单元120处于关闭状态或所述读出电路单元120中的使能开关处于断开状态。
在一个示例中，读出电路单元120可以包括模数转换器，或者可以包括ROIC电路，其中，模数转换器、ROIC电路均可以利用相关技术实现，对于读出电路单元120的具体实施方式，本公开实施例不做限定。
在一个示例中，以ROIC电路为例，ROIC电路中可以设置有使能开关(或通路开关，控制与感测单元的连接)，在电子设备待机或其他情况下，ROIC不需要从光电感测模块获取电信号进行模数转换，因此，电子设备中的控制芯片可以将ROIC中的使能开关断开，ROIC停止模数转换的工作(或将通路开关断开，断开与感测单元的连接)，在这种情况下，光电感测模块依然在利用环境光信号产生电信号，因此本公开实施例可以利用这些电信号为电池充电。
在一种可能的实施方式中，如图2所示，所述电源管理模块20可以包括开关单元210及电源管理单元220，其中，
所述开关单元210可以包括多个开关，每个开关电连接于k个感测单元，各个开关用于在所述光电感测模块的状态满足预设条件时导通，以将电信号传输至所述电源管理单元220，其中，k为正整数；
所述电源管理单元220，电连接于所述开关单元210，用于对开关单元210传来的电信号进行处理，输出处理后的电信号以对电池进行充电。
在一个示例中，电源管理单元220可以包括电源管理芯片，电源管理芯片可以对收到的电信号进行稳压、滤波等处理，电源管理芯片可以采用相关技术实现，或直接利用市面上已有的电源管理芯片实现，对此本公开实施例不做限定。
利用电源管理单元220对电信号进行处理后，可以得到稳定的电压，一方面，处理后的电信号可以对电池进行充电，另一方面，处理后的电信号可以对其他的有源器件或设备进行直接供电，例如为电子设备的提供待机所需电量，多余的点亮对电池进行充电；当然，也可以是对电池充电后，由电池对有源器件或设备进行供电。
下面结合具体的示例对电子装置进行示例性介绍。
请参阅图3，图3示出了根据本公开一实施例的电子装置的示意图。
在一种可能的实施方式中，如图3所示，所述开关单元的各个开关可以包括第一晶体管Q1，即开关单元可以包括多个第一晶体管Q1。
在一个示例中，如图3所示，各个第一晶体管Q1的控制端用于接收开关控制信号pwr_en，所述开关控制信号pwr_en用于在光电感测模块的状态满足预设条件时导通各个开关，否则断开各个开关。
在一个示例中，开关控制信号pwr_en可以来自电子装置的外部控制器，例如电子设备的控制器，控制器可以为专用硬件电路实现，也可以为通用硬件电路实现，例如，利用通用芯片实现，本公开实施例对芯片的类型不做限定(图3以微处理器MCU进行示例性介绍)。
在一种可能的实施方式中，芯片可以包括处理器，所述处理器可以包括电子设备中具有执行指令功能的控制器，所述处理器可以按任何适当的方式实现，例如，可以采用微处理器、中央处理器(CPU)、存储器控制器中的控制逻辑部分等实现。在所述处理器101内部，可以通过逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等硬件电路执行所述可执行指令。
在一个示例中，控制器MCU在确定光电感测模块的状态满足预设条件时，一方面可以控制ROIC中的使能开关断开，ROIC处于静默状态(或称为空闲状态，此时不进行模数转换等工作)；另一方面，控制电源管理模块中的开关单元的开关导通，以使得感测模块输出的电信号传输到电源管理单元。
在一个示例中，开关单元的开关控制信号也可以是电源管理单元输出的，例如，控制器MCU在确定光电感测模块的状态满足预设条件时，一方面可以控制ROIC中的使能开关断开，ROIC处于静默状态；另一方面，可以控制电源管理单元输出开关控制信号，控制开关单元的开关导通，以使得感测模块输出的电信号传输到电源管理单元。
在一个示例中，如图3所示，各个第一晶体管Q1的第一端电连接于所述k个感测单元，用于接收电信号；各个第一晶体管Q1的第二端通过电源线pwr_out电连接于所述电源管理单元。
在一个示例中，电源线pwr_out的宽度大于信号线(如第一晶体管Q1的控制端与电源管理单元之间的连接线)的宽度，以确保额定电流安全通过，其中，电源线pwr_out的具体宽度可以根据需要进行设定。
在一种可能的实施方式中，如图3所示，感测单元可以包括第二晶体管Q2、光电二极管D1、电容C1，其中，
第二晶体管Q2的第一端电连接于第一晶体管Q1的第一端，
第二晶体管Q2的控制端，用于接收控制信号以在光电感测模块的状态满足预设条件时导通，
第二晶体管Q2的第二端电连接于电容C1的第一端及光电二极管D1的正极端，
电容C1的第二端及光电二极管D1的负极接地。
在一个示例中，第二晶体管Q2的控制信号可以由栅极控制电路发出的，例如当控制器MCU确定光电感测模块的状态满足预设条件时，还可以控制栅极控制电路输出控制信号，控制各个第二晶体管Q2导通，以使得电容C1的电信号传输到电源管理单元。
在一个示例中，栅极控制电路可以设置在感测模块的外部，也可以设置在感测模块的内部，例如，可以设置在感测单元中，对此本公开实施例不做限定。
在一个示例中，栅极控制电路可以根据相关技术实现，对此，本公开实施例不做限定。
在一种可能的实施方式中，在光电感测模块的状态满足预设条件时，多个感测单元的第二晶体管可以分组依次导通。
在一个示例中，分组的方式可以包括：一组一个，或一组多个，
其中，一组多个可以为按照FPDA中PD排列的方式确定，例如，如图3所示，每一行作为一组，每一组具有统一的控制信号(如G1、G2等)。
通过控制多个感测单元的第二晶体管分组依次导通，本公开实施例可以避免同时导通所有的第二晶体管带来的大电流，如涌浪电流(inrush)，避免电路烧毁。
在一种可能的实施方式中，第一晶体管、第二晶体管可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其中，
第一晶体管Q1的第一端为源极，第一晶体管Q1的第二端为漏极，第一晶体管Q1的控制端为栅极；
第二晶体管Q2的第一端为漏极，第二晶体管Q2的第二端为源极，第二晶体管Q2的控制端为栅极。
在一个示例中，如图3所示的电子装置，当有光入射时，光电二极管D1就会产生电荷，电荷会暂时存储到电容C1中，即将光信号转换为电信号，并存储在电容C1中。
当光电感测模块的状态满足预设条件时(例如电子设备进入待机状态或不需要触控功能)，利用开关控制信号pwr_en控制开关单元的各个第一晶体管Q1导通，同时关闭ROIC内部的使能开关，控制栅极控制电路将感测单元中的第二晶体管Q2全部导通(可以为分组依次导通)，此时，所有的第二晶体管Q2的漏极会连到一起，PD产生的电流(电容C1)集中在电源线pwr_out通路上，传输至电源管理单元，电源管理单元将电流导入到电池内部，完成反向充电。
请参阅图4，图4示出了根据本公开一实施例的电子装置应用场景的示意图。
在一个示例中，如图4所示，电子设备(如智能手机)一般包括显示面板、触控组件(如触控芯片、触控传感器等)、系统控制组件(如微处理器MCU等)及电池，本公开实施例通过在电子设备中增加电子装置，可以实现在电子装置中的光电感测模块的状态满足预设条件时，利用环境光对电池进行反向充电。
本公开实施例的电子装置，在提高便携式电子产品续航能力问题，以全面屏下指纹传感器为基础，可将环境光转化为电能，随着屏下指纹识别技术普及，针对电池续航能力有更大的优化空间。传统手机等电子设备只能当做耗能(电能)器件来使用，但根据本公开的电子装置则可变为产能器件满足自身耗电需求，在利用全面屏指纹传感器可将光信号转化为信号的特点，并经过特殊工艺优化后，电信号总体能量非常可观，继而实现待机或不采集数据时可为系统提供电能甚至反向充电的能力，本公开实施例通过将廉价又几乎无处不在的环境光转化为电能收集到电池中，既解决了能耗问题，实现能源环保利用，又不影响实际中的正常使用。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种电子装置，其特征在于，所述装置包括：
光电感测模块，包括多个感测单元，所述感测单元用于将光信号转换为电信号，其中，所述光电感测模块用于在指纹识别中采集亮度信息；
电源管理模块，电连接于所述光电感测模块，用于在所述光电感测模块的状态满足预设条件时，利用所述多个感测单元输出的电信号为电池充电；
其中，所述电源管理模块包括开关单元及电源管理单元，所述开关单元包括多个开关，每个开关电连接于k个感测单元，各个开关用于在所述光电感测模块的状态满足预设条件时导通，以将电信号传输至所述电源管理单元，其中，k为正整数；所述电源管理单元，电连接于所述开关单元，用于对开关单元传来的电信号进行处理，输出处理后的电信号以对电池进行充电；
其中，所述感测单元包括第二晶体管、电容以及光电二极管，所述开关单元的各个开关包括第一晶体管；所述第二晶体管的第一端电连接于所述第一晶体管的第一端，所述第二晶体管的控制端，用于接收控制信号以在所述光电感测模块的状态满足预设条件时分组依次导通，以使得所述感测单元的电容的电信号传输到所述电源管理单元，所述第二晶体管的第二端电连接于电容的第一端及光电二极管的正极端，电容的第二端及光电二极管的负极接地；其中，所述预设条件包括：所述光电感测模块未被用于进行指纹识别；
其中，所述光电感测模块包括感测玻璃，所述感测玻璃包括光学传感阵列，所述光学传感阵列包括多个感测单元；
其中，所述分组的方式包括：一组一个，或一组多个；所述一组多个的分组方式根据所述光学传感阵列中的所述光电二极管排列的方式确定。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光电感测模块包括读出电路单元，所述读出电路单元用于将感测单元输出的电信号进行模数转换，其中，所述预设条件包括：所述读出电路单元处于关闭状态或所述读出电路单元中的使能开关处于断开状态。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，各个第一晶体管的控制端用于接收开关控制信号，所述开关控制信号用于在光电感测模块的状态满足预设条件时导通各个开关，否则断开各个开关；
各个第一晶体管的第一端电连接于所述k个感测单元，用于接收电信号；
各个第一晶体管的第二端通过电源线电连接于所述电源管理单元。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一晶体管、第二晶体管为金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，
第一晶体管的第一端为源极，第一晶体管的第二端为漏极，第一晶体管的控制端为栅极；
第二晶体管的第一端为漏极，第二晶体管的第二端为源极，第二晶体管的控制端为栅极。
5.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求1-4任一项所述的电子装置。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括LED显示面板、MiniLED显示面板、MicroLED显示面板、OLED显示面板的任意一种或多种。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求5或6所述的显示面板。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括显示器、智能手机、智能手表、智能手环、平板计算机、笔记本电脑、一体式计算机、门禁装置、桌面计算机、工业计算机或便携设备的其中一种。
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