CN113536852A - 驱动多个感测像素的方法及感测装置 - Google Patents
驱动多个感测像素的方法及感测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113536852A CN113536852A CN202010311139.3A CN202010311139A CN113536852A CN 113536852 A CN113536852 A CN 113536852A CN 202010311139 A CN202010311139 A CN 202010311139A CN 113536852 A CN113536852 A CN 113536852A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensing
- reset
- voltage
- readout
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 16
- QYYXITIZXRMPSZ-UHFFFAOYSA-N n'-tert-butyl-n'-(3,5-dimethylbenzoyl)-2-ethyl-3-methoxybenzohydrazide Chemical compound CCC1=C(OC)C=CC=C1C(=O)NN(C(C)(C)C)C(=O)C1=CC(C)=CC(C)=C1 QYYXITIZXRMPSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 101150002757 RSL1 gene Proteins 0.000 description 8
- 101100524677 Arabidopsis thaliana RHM1 gene Proteins 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 101150110971 CIN7 gene Proteins 0.000 description 3
- 101150110298 INV1 gene Proteins 0.000 description 3
- 101100397044 Xenopus laevis invs-a gene Proteins 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 101100286980 Daucus carota INV2 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100397045 Xenopus laevis invs-b gene Proteins 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 101150028481 rol-3 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
- G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/10—Image acquisition
- G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
- G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
- G06V10/147—Details of sensors, e.g. sensor lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/766—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors comprising control or output lines used for a plurality of functions, e.g. for pixel output, driving, reset or power
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/779—Circuitry for scanning or addressing the pixel array
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本发明公开一种驱动多个感测像素的方法及一种感测装置，其中，驱动多个感测像素的方法包括提供多个读出扫描信号至多个感测像素，及提供多个重置扫描信号。多个读出扫描信号中的一读出扫描信号使多个感测像素的其中之一根据其中储存的感测电压输出电压，而多个重置扫描信号中的一重置扫描信号使多个感测像素的其中之一重置其中储存的感测电压。多个读出扫描信号的其中之一是根据多个重置扫描信号的其中之一产生，或多个重置扫描信号的其中之一是根据多个读出扫描信号的其中之一产生。
Description
技术领域
本发明是有关一种驱动多个感测像素的方法，特别是一种能够简化电路设计的感测像素驱动方法。
背景技术
随着移动装置的应用越来越广泛，移动装置常会具有生物特征辨识的功能，例如可通过辨识使用者的指纹来达到核对身份的功能。
举例来说，移动装置会利用感光元件来撷取使用者的指纹特征以进行辨识，尤其为了方便使用者操作，会将感光元件与移动装置的显示面板进行整合。在此情况下，驱动感光元件的电路与驱动显示面板的电路都会设置在显示面板的周边区域内，因此使得显示面板周边区域的宽度难以减小。
发明内容
本发明的一实施例提供一种驱动多个感测像素的方法，其中每一感测像素储存有感测电压。所述方法包括提供多个重置扫描信号，及提供多个读出扫描信号。多个读出扫描信号中的一读出扫描信号使多个感测像素的其中之一根据其中储存的感测电压输出电压，而多个重置扫描信号中的一重置扫描信号使多个感测像素的其中之一重置其中储存的感测电压。
多个读出扫描信号的其中之一是根据多个重置扫描信号的其中之一产生，或多个重置扫描信号的其中之一是根据多个读出扫描信号的其中之一产生。
本发明的另一实施例提供一种感测装置。感测装置包括多个感测像素及驱动电路。
多个感测像素排列成多行，每一感测像素包括感光元件，感光元件储存感测电压。驱动电路耦接于多个感测像素。驱动电路提供多个读出扫描信号至多个感测像素，多个读出扫描信号中的一读出扫描信号使多个感测像素的其中之一根据其中储存的感测电压输出电压，及提供多个重置扫描信号至多个感测像素，多个重置扫描信号中的一重置扫描信号使多个感测像素的其中之一重置其中储存的感测电压。
多个读出扫描信号的其中之一是根据多个重置扫描信号的其中之一产生，或多个重置扫描信号的其中之一是根据所述多个读出扫描信号的其中之一产生。
附图说明
图1是本发明一实施例的感测装置的示意图
图2是本发明一实施例的驱动感测像素的方法流程图
图3是图1中部分重置扫描信号及读出扫描信号的时序图。
图4是本发明一实施例的电平移位器的示意图。
图5是图1的感测装置的结构示意图。
图6是本发明另一实施例的感测装置的结构示意图。
图7是本发明另一实施例的感测装置的结构示意图。
附图标记说明：10-显示面板；100、300、400-感测装置；110(1,1)至110(M,N)、310(1,1)至310(M,N)、410(1,1)至410(M,N)-感测像素；P(1,1)至P(X,Y)-显示像素；120-驱动电路；130、330、430-数据判读电路；ROL1至ROLM-读取扫描线；RSL1至RSLM-重置扫描线；RL1至RLN-读出线；112、312、412-感光元件；112A、312A、412A-感光元件的第一端；112B、312B、412B-感光元件的第二端；1221至122M-电平移位器；124-移位寄存器组；SIGRO1至SIGRO(M+1)-读取扫描信号；SIGRS1至SIGRSM-重置扫描信号；200-方法；S210、S220、S230-步骤；P1、P1’-重置阶段；P2、P2’-感光阶段；P3、P3’、P3”-读取阶段；INV1、INV2-逆变器；VGH-高电压；VGL-低电压；114、314、414-第一晶体管；116、416-第二晶体管；C1-电容；VDD、VBias-固定电压源；418-第三晶体管。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
本发明中所叙述的一结构(或层别、元件、基材)位于另一结构(或层别、元件、基材)的上/上方，可以指两个结构相邻且直接连接，或是可以指两个结构相邻而非直接连接，非直接连接是指两个结构之间具有至少一中介结构(或中介层别、中介元件、中介基材、中介间隔)，一结构的下侧表面相邻或直接连接于中介结构的上侧表面，另一结构的上侧表面相邻或直接连接于中介结构的下侧表面，而中介结构可以是单层或多层的实体结构或非实体结构所组成，并无限制。在本发明中，当某结构配置在其它结构“上”时，有可能是指某结构“直接”在其它结构上，或指某结构“间接”在其它结构上，即某结构和其它结构间还夹设有至少一结构。
本发明中所叙述的电性连接或耦接，皆可以指直接连接或间接连接，于直接连接的情况下，两个电路上元件的端点直接连接或以一导体线段互相连接，而于间接连接的情况下，两个电路上元件的端点之间具有开关、二极管、电容、电感、电阻、其他适合的元件或上述元件的组合，但不限于此。
图1是本发明一实施例的感测装置100的示意图，感测装置100包括感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)、驱动电路120、读出线RL1至读出线RLN及数据判读电路130，其中M及N是大于1的整数。在图1中，感测装置100可整合于显示面板10中，并且感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)可与显示面板10中的显示像素P(1,1)至显示像素P(X,Y)隔行交错排列，但不限于此。本发明并不限定感测装置100需与显示像素P(1,1)至显示像素P(X,Y)设置在相同的区域范围内，在有些实施例中，感测装置100也可与显示像素P(1,1)至显示像素P(X,Y)设置在相异的区域。本发明中，感测装置100的操作时段与显示面板中显示像素P(1,1)至显示像素P(X,Y)的操作时段可以彼此分离，举例来说，当操作感测装置100时，显示像素P(1,1)至显示像素P(X,Y)内的显示数据将可不进行更新，当完成感测装置100的操作后，显示像素P(1,1)至显示像素P(X,Y)再继续进行显示数据的更新，但不限于此。
在图1中，感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)可排列成M行(row)，而每一行可包括N个感测像素110。感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)可具有相同的结构并可根据相同的原理操作。以光学式指纹辨识为例，当光线照射到物体表面的纹路时，例如是使用者的指纹时，因为指纹具有凹凸程度不同的纹路而可产生不同光强度的反射光，若以感测像素110(1,1)为例，感测像素110(1,1)可包括感光元件112，而感光元件112可根据接收到的光线强度改变感光元件112第一端的电压值并作为感测电压。
此外，驱动电路120可通过读取扫描线ROL1至读取扫描线ROLM及重置扫描线RSL1至重置扫描线RSLM耦接至感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)，并可提供不同的扫描信号至感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)以使感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)进行读取感测电压或重置感测电压的操作。数据判读电路130可通过读出线RL1至读出线RLN耦接至感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)，并可用以接收感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)所输出的电压以解析或判读出其对应的感测电压。在一些实施例中，当感测装置100的操作时段与显示面板中显示像素P(1,1)至显示像素P(X,Y)的操作时段彼此分离时，可以将读出线RL1至读出线RLN与显示面板10中的数据线(图未示)合并，可减少读出线RL1至读出线RLN所占据的空间。在一些实施例中，也可以将数据判读电路130整合于显示面板10的数据驱动器(图未示)内，将可降低成本。
在有些实施例中，感光元件112可以是光敏二极管(photo-diode)，其主要操作可包括三个阶段，重置阶段、感光阶段及读取阶段。在重置阶段中，感光元件112的第一端的电压可以被重置到一预设电压。接着在感光阶段中，感光元件112会根据接收到的光强度而产生光敏二极管逆向偏压的电流泄漏，导致感光元件112的第一端的电压被不同程度地降低，而在感光阶段结束时，感光元件112的第一端的电压即可视为感光元件112的感测电压，而在读取阶段中则可根据感光元件112第一端的感测电压输出电压到数据判读电路130。如此一来，数据判读电路130根据输出电压的大小就能够分析感测像素110(1,1)中感光元件112的受光程度，而判断出物体表面的纹路，例如但不限于指纹。此外，本发明也不限定以光敏二极管来作为感光元件112，在有些实施例中，感光元件112也可以利用光敏晶体管(phototransistor)。
图2是本发明一实施例的驱动感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)的方法200的流程图。图2的方法200包括步骤S210至S230。
S210：提供重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM至感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)以使每一感测像素重置其中储存的感测电压；
S220：每一感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)根据接收到的光强度产生感测电压；及
S230：提供读出扫描信号SIGRO1至读出扫描信号SIGROM至感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)以使每一感测像素根据其中储存的感测电压输出电压。
图3是本发明中部分重置扫描信号及读出扫描信号的时序图。在图3中，感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)是逐行分别进入重置阶段P1、感光阶段P2及读取阶段P3。举例来说，驱动电路120可以提供重置扫描信号SIGRS1至第一行的感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)，以使第一行感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)进入重置阶段P1，此时第一行感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)中感光元件112的第一端的电压会被重置到预设电压。完成重置后，第一行感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)即可进入感光阶段P2，此时第一行感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)感光元件112会根据所接收到光线的强弱改变感光元件112的第一端的电压而产生感测电压。当感光阶段P2结束后，驱动电路120可输出读出扫描信号SIGRO1至第一行感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)以使第一行感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)进入读取阶段P3，此时便可根据第一行感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)所储存的感测电压输出电压，以进行指纹辨识。
由于感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)是逐行操作，在此情况下，当第一行的感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)进入重置阶段P1时，第二行的感测像素110(2,1)至110(2,N)可进入读取阶段P3’以根据此时感光元件112的第一端的电压来输出一电压，而当第一行的感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)进入感光阶段P2的初期时，第二行的感测像素110(2,1)至110(2,N)则可进入重置阶段P1’，第三行的感测像素110(3,1)至110(3,N)则可进入读取阶段P3”。接着，当第一行的感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)完成读取阶段P3后并进入下一次的重置阶段P1时，第二行的感测像素110(2,1)至110(2,N)可以进入读取阶段P3’。也就是说，驱动电路120可以在提供重置扫描信号SIGRS1至第一行的感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)时，也提供读出扫描信号SIGRO2至第二行的感测像素110(2,1)至110(2,N)，但不限于此。换句话说，驱动电路120可以在提供重置扫描信号SIGRS1至第一行的感测像素110(1,1)至感测像素110(1,N)时，提供读出扫描信号SIGRO2至第a行的感测像素110(a,1)至110(a,N)，其中a大于等于2，但不限于此。如此一来，驱动电路120就可以利用移位寄存器124产生出读出扫描信号SIGRO1至读出扫描信号SIGROM以及重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM，因此可以减少驱动电路120所需的元件，进而减少驱动电路120所需的面积。
在图1中，驱动电路120可以产生读出扫描信号SIGRO1至读出扫描信号SIGRO(M+1)，并可分别根据读出扫描信号SIGRO2至读出扫描信号SIGRO(M+1)来产生重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM。在此情况下，读出扫描线ROL(M+1)并未耦接到任何的感测像素，因此可视为冗余信号线(dummy signal line)，而产生读出扫描信号SIGRO(M+1)的目的则在产生重置扫描信号SIGRSM。在此情况下，读出扫描信号SIGRO1至读出扫描信号SIGROM是按照第一顺序提供至感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)，而重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM是按照第二顺序逐行提供至感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)，且第二顺序在时间上会落后第一顺序。
此外，在有些实施例中，读出扫描信号SIGRO1至读出扫描信号SIGRO(M+1)及重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM可以具有实质相同的电平，在另一些实施例中，读出扫描信号SIGRO1至读出扫描信号SIGRO(M+1)及重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM可以具有相异的电平。举例来说，读出扫描信号SIGRO1至读出扫描信号SIGRO(M+1)可例如但不限于介于-8伏特(V)及9伏特之间，而重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM可例如但不限于介于-5伏特及12伏特之间。因此驱动电路120可通过电平移位器(level shift)来对读出扫描信号SIGRO2至读出扫描信号SIGRO(M+1)的电平进行调整，以输出具有不同电平的重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM。
举例来说，在图1中，驱动电路120可包括M个电平移位器1221至122M，电平移位器1221至122M可分别耦接于对应的读取扫描线ROL2至ROL(M+1)及重置扫描线RSL1至RSLM之间，例如电平移位器1221耦接于读取扫描线ROL2及重置扫描线RSL1之间。在一实施例中，电平移位器1221可通过将读取扫描线ROL2上的读出扫描信号SIGRO2转换至另一电平以产生重置扫描信号SIGRS1，而电平移位器1222可通过将读取扫描线ROL3上的读出扫描信号SIGRO3调整至另一电平以产生重置扫描信号SIGRS2，并依此类推。也就是说，驱动电路120可以根据读出扫描信号SIGRO2来产生重置扫描信号SIGRS1。在此情形下，转换前的读出扫描信号SIGRO2的电平可高于转换后的重置扫描信号SIGRS1的电平。在另一实施例中，电平移位器1221可将重置扫描信号SIGRS1转换至另一电平以产生读出扫描信号SIGRO2，也就是说，驱动电路120也可以根据重置扫描信号SIGRS1来产生读出扫描信号SIGRO2。在此情形下，转换前的重置扫描信号SIGRS1的电平可高于转换后的读出扫描信号SIGRO2的电平。但本发明不限于此。
图4是本发明一实施例的电平移位器1221的示意图。在图4中，电平移位器1221可包括串接的两个逆变器INV1及INV2。逆变器INV1及逆变器INV2的电源端可分别耦接至高电压VGH及低电压VGL，因此通过电平移位器1221，就可依据读出扫描信号SIGRO2的电平将读出扫描信号SIGRO2调整至高电压VGH或低电压VGL，以作为重置扫描信号SIGRS1并输出到重置扫描线RSL1。然而，本发明并不以图4所示的电平移位器1221为限，在有些其他实施例中，驱动电路120也可以利用其他的结构或元件来制作电平移位器，且在有些实施例中，倘若读出扫描信号SIGRO1至读出扫描信号SIGRO(M+1)及重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM可具有实质相同的电平，则驱动电路120也可省略电平移位器，而直接将读出扫描信号SIGRO2至读出扫描信号SIGRO(M+1)传送至重置扫描线RSL1至RSLM以作为重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM，也就是说，驱动电路120也可以直接根据读出扫描信号SIGRO2至读出扫描信号SIGRO(M+1)来产生重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM，然而本发明不限于此。在本发明的其他实施例中，驱动电路120也可以直接根据重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM来产生读出扫描信号SIGRO2至读出扫描信号SIGRO(M+1)。
虽然在图1的实施例中，驱动电路120是根据读出扫描信号SIGRO2至读出扫描信号SIGRO(M-1)来产生重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM，然而在有些其他实施例中，驱动电路120也可根据重置扫描信号来产生读出扫描信号。
图5是本发明一实施例的感测装置100的结构示意图。由于感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)可具有相同的结构，因此以下是以感测像素110(1,1)为例说明其中的结构及操作原理。
在图5中，感测像素110(1,1)可包括感光元件112、电容C1、第一晶体管114及第二晶体管116，但不限于此。感光元件112具有第一端112A及第二端112B，而感光元件112的第二端可耦接至重置扫描线RSL1。电容C1具有第一端及第二端，电容C1的第一端可耦接至固定电压源VDD以接收操作电压，而电容C1的第二端可耦接至感光元件112的第一端112A。第一晶体管114具有第一端、第二端及栅极端，第一晶体管114的第一端可耦接至固定电压源VDD以接收操作电压，第一晶体管114的栅极可耦接到感光元件112的第一端112A。第二晶体管116具有第一端、第二端及栅极，并可与第一晶体管114相串接。第二晶体管116的第一端可耦接至第一晶体管114的第二端，第二晶体管116的第二端可耦接至读出线RL1，而第二晶体管116的栅极可耦接至读出扫描线ROL1以接收读出扫描信号SIGRO1。
请参考图3及图5。在图3的重置阶段P1，当感光元件112的第二端112B接收到重置扫描信号SIGRS1时，由于重置扫描信号SIGRS1的电压可设定成大于感光元件112的第一端112A的电压，因此感光元件112会操作在顺向偏压的状态，使得感光元件112第一端112A的电压被重置到预定电压。在有些实施例中，预定电压可大于第一晶体管114的临界电压(threshold voltage)，因此第一晶体管114会处于导通状态。此外，在重置阶段P1中，由于驱动电路120尚未发送读取扫描信号SIGRO1，因此第二晶体管116仍操作在关闭状态。
接着，重置扫描信号SIGRS1结束，重置扫描线RSL1上的电压回到低电位。在有些实施例中，感光元件112如以光敏二极管来实作，在此情况下，由于电容C1可以将感光元件112的第一端112A维持在预设电压，因此可以减少光敏二极管的寄生电容在重置扫描线RSL1回到低电位时，将感光元件112的第一端112A的电压耦合到较低电位的情况，使得第一晶体管114仍能够保持导通状态。
接着，感测像素110(1,1)进入感光阶段P2。在感光阶段P2中，感光元件112会接收到反射自物体表面(例如指纹)的反射光，并根据接收到的光线强弱而产生大小不同的漏电流。在有些实施例中，当接收到的光线越强时，感光元件112所产生的漏电流也会越大，因此感光元件112第一端112A的电压将会降低。当感光阶段P2结束时，感光元件112第一端112A的电压会因漏电流持续积分而降低并作为感测电压，而第一晶体管114则会根据感测电压的大小而调整其导通状态。
在读取阶段P3中，读取扫描信号SIGRO1将第二晶体管116导通。由于在感光后，感光元件112的第一端112A的感测电压会小于或等于固定电压源VDD的电压，因此第一晶体管114的导通程度会与感光元件112的第一端112A的感测电压大小有关，使得第一晶体管114会将传送到读出线RL1上的电压值调整至实质上相等于感光元件112第一端112A的感测电压值。在有些实施例中，第一晶体管114可以视为源极随耦器(source follower)。如此一来，根据读出线RL1输出的电压值的大小，数据判读电路130就能够判断感测像素110(1,1)在感光阶段P2的受光程度。相似地，同样位于第一行的感测像素110(1,2)至110(1,N)也会在读取阶段P3中分别通过读出线RL2至RLN输出实质上相等于各自的感测电压的电压值以供数据判读电路130判读或分析感测像素110(1,2)至110(1,N)中的受光程度。
图6是本发明一实施例的感测装置300的结构示意图。感测装置300与感测装置100可具有相似的结构，并且可以根据图2的方法操作。感测装置300可包括感测像素310(1,1)至310(M,N)。由于感测像素310(1,1)至310(M,N)可具有相同的结构，因此以下是以感测像素310(1,1)为例说明其中的结构及操作原理。
在图6中，感测像素310(1,1)可包括感光元件312、电容C1及第一晶体管314。感光元件312具有第一端312A及第二端312B，而感光元件312的第二端312B可耦接至重置扫描线RSL1。电容C1具有第一端及第二端，电容C1的第一端可耦接至读出扫描线ROL1以接收读出扫描信号SIGRO1，而电容C1的第二端可耦接至感光元件312的第一端312A。第一晶体管314具有第一端、第二端及栅极端，第一晶体管314的第一端可耦接至固定电压源VDD以接收操作电压，第一晶体管314的第二端可耦接至读出线RL1，而第一晶体管314的栅极可耦接到感光元件312的第一端312A。
在有些实施例中，感测装置300的驱动电路120可同样根据图3的信号时序来操作。请参考图3及图6。在重置阶段P1中，当感光元件312的第二端312B接收到重置扫描信号SIGRS1时，重置扫描信号SIGRS1的电压可设定成大于感光元件312的第一端312A的电压，因此感光元件312会操作在顺向偏压的状态，使得感光元件312第一端312A的电压被重置到预定电压。在有些实施例中，预定电压可小于第一晶体管314的临界电压，因此第一晶体管314将处于关闭状态。
接着，重置扫描信号SIGRS1结束，重置扫描线RSL1上的电压回到低电位，而感测像素310(1,1)进入感光阶段P2。此时感光元件312会根据接收到的光线强弱而产生大小不同的漏电流，而在感光阶段P2结束时，感光元件312第一端312A的电压会随着漏电流持续积分而降低并作为感测电压。
在读取阶段P3中，电容C1的第一端会接收到读取扫描信号SIGRO1，此时电容C1的第二端电压也会对应地被提高，使第一晶体管314被导通，此时即可向读出线RL1输出实质上相等于感测电压值的电压。因此，根据读出线RL1输出的电压值的大小，数据判读电路330就能够判断感测像素310(1,1)在感光阶段P2的受光程度。相似地，同样位于第一行的感测像素310(1,2)至310(1,N)也会在读取阶段P3中分别通过读出线RL2至RLN输出实质上相等于各自感测电压的电压值以供数据判读电路330判读或分析感测像素310(1,2)至310(1,N)中的受光程度。
由于感测装置300同样可以根据图3的信号时序来操作，因此驱动电路120可以利用移位寄存器124产生出读出扫描信号SIGRO1至读出扫描信号SIGROM以及重置扫描信号SIGRS1至重置扫描信号SIGRSM，因此可以减少驱动电路120所需的元件，进而减小驱动电路120所需的面积。此外，相较于感测像素110(1,1)至感测像素110(M,N)，感测像素310(1,1)至310(M,N)所需的晶体管较少，因此整体而言，感测装置300所需的面积还可较为减小。
图7是本发明一实施例的感测装置400的结构示意图。感测装置400可包含感测像素410(1,1)至感测像素410(M,N)、驱动电路120及数据判读电路430，感测像素410(1,1)至感测像素410(M,N)可具有相同的结构，因此以下是以感测像素410(1,1)为例说明其中的结构及操作原理。
在图7中，感测像素410(1,1)可包括感光元件412、第一晶体管414、第二晶体管416及第三晶体管418，但不限于此。感光元件412具有第一端412A及第二端412B，而感光元件412的第二端412B可耦接至固定电压源VBias。第一晶体管414具有第一端、第二端及栅极端，第一晶体管414的第一端可耦接至固定电压源VDD以接收操作电压，而第一晶体管414的第二端可耦接至感光元件412的第一端412A，第一晶体管414的栅极端可耦接至重置扫描线RSL1。第二晶体管416具有第一端、第二端及栅极端，第二晶体管416的第一端可耦接至固定电压源VDD以接收操作电压，第二晶体管416的栅极端可耦接到感光元件412的第一端412A。第三晶体管418具有第一端、第二端及栅极端，并可与第二晶体管416相串接。第三晶体管418的第一端可耦接至第二晶体管416的第二端，第三晶体管418的第二端可耦接至读出线RL1，而第三晶体管418的栅极端可耦接至读出扫描线ROL1以接收读出扫描信号SIGRO1。
请参考图3及图7。在图3的重置阶段P1，当第一晶体管414的栅极端接收到重置扫描信号SIGRS1时，将使得第一晶体管414处于导通状态，并让感光元件412第一端412A的电压被重置到预定电压。在有些实施例中，预定电压可大于第二晶体管416的临界电压，因此第二晶体管416也会处于导通状态。此外，在重置阶段P1中，由于驱动电路120尚未发送读取扫描信号SIGRO1，因此第三晶体管418处于关闭状态。
接着，重置扫描信号SIGRS1结束，重置扫描线RSL1上的电压回到低电位，而感测像素410(1,1)进入感光阶段P2。如前所述，在有些实施例中，感光元件412如以光敏二极管来实作，当感光阶段P2结束时，感光元件412第一端412A的电压会因漏电流持续积分而降低并作为感测电压。
在读取阶段P3中，读取扫描信号SIGRO1将第三晶体管418导通。因此，根据读出线RL1输出的电压值大小，数据判读电路430就能够判断感测像素410(1,1)在感光阶段P2的受光程度。相似地，同样位于第一行的感测像素410(1,2)至410(1,N)也会在读取阶段P3中分别通过读出线RL2至RLN输出相等于各自感测电压的电压值以供数据判读电路430来判读或分析感测像素410(1,2)至410(1,N)中的受光程度。
综上所述，本发明的实施例所提供的感测装置及驱动感测像素的方法可以提供读取扫描信号及重置扫描信号至相邻两行的感测像素，因此可以简化扫描信号的产生，使得驱动电路能够用同一组移位寄存器产生读取扫描信号及重置扫描信号，进而达到减小驱动电路面积的功效。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种驱动多个感测像素的方法，每一感测像素储存有感测电压，其特征在于，包括：
提供多个读出扫描信号至所述多个感测像素，所述多个读出扫描信号中的一读出扫描信号使所述多个感测像素的其中之一根据其中储存的感测电压输出电压；及
提供多个重置扫描信号至所述多个感测像素，所述多个重置扫描信号中的一重置扫描信号使所述多个感测像素的所述其中之一重置其中储存的所述感测电压；
其中所述多个读出扫描信号的其中之一是根据所述多个重置扫描信号的其中之一产生，或所述多个重置扫描信号中的其中之一是根据所述多个读出扫描信号中的其中之一产生。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述每一感测像素包括感光元件，所述感光元件具有第一端及第二端；
所述感测电压储存在所述感光元件的所述第一端；及
当所述感光元件的所述第二端接收到所述一重置扫描信号时，储存于所述感光元件的所述感测电压将被重置。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
当所述感光元件的所述第二端接收到所述一重置扫描信号时，所述感光元件进入顺向偏压的状态，使得所述感测电压被重置到预定电压。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述每一感测像素还包括第一晶体管；
所述第一晶体管的栅极耦接到所述感光元件的所述第一端；及
所述预定电压小于所述第一晶体管的临界电压。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述每一感测像素还包括电容；及
所述感光元件的所述第一端是通过所述电容接收所述一读出扫描信号以使所述第一晶体管被导通。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述每一感测像素还包括第一晶体管及第二晶体管；
所述第一晶体管的栅极耦接到所述感光元件的所述第一端；
所述第二晶体管的栅极接收所述一读出扫描信号；
所述第一晶体管与所述第二晶体管相串接；及
所述预定电压大于所述第一晶体管的临界电压。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述每一感测像素还包括电容；及
所述感光元件的所述第一端是通过所述电容耦接到固定电压源。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个读出扫描信号是按照第一顺序提供至所述多个感测像素，所述多个重置扫描信号按照第二顺序提供至所述多个感测像素，其中所述第二顺序落后所述第一顺序。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个读出扫描信号的其中之一是由电平移位器转换所述多个重置扫描信号的其中之一，或所述多个重置扫描信号中的其中之一是由电平移位器转换所述多个读出扫描信号中的其中之一。
10.一种感测装置，其特征在于，包括：
多个感测像素，排列成多行，每一感测像素包括感光元件，用以储存感测电压；及
驱动电路，耦接于所述多个感测像素，用以提供多个读出扫描信号至所述多个感测像素，所述多个读出扫描信号中的一读出扫描信号使所述多个感测像素的其中之一根据其中储存的感测电压输出电压，及提供多个重置扫描信号至所述多个感测像素，所述多个重置扫描信号中的一重置扫描信号使所述多个感测像素的所述其中之一重置其中储存的所述感测电压；
其中所述多个读出扫描信号的其中之一是根据所述多个重置扫描信号的其中之一产生，或所述多个重置扫描信号的其中之一是根据所述多个读出扫描信号的其中之一产生。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010311139.3A CN113536852B (zh) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | 驱动多个感测像素的方法及感测装置 |
| US17/209,207 US11501558B2 (en) | 2020-04-20 | 2021-03-22 | Sensing device and method for driving sensing pixels |
| US17/965,789 US11854297B2 (en) | 2020-04-20 | 2022-10-14 | Sensing device and method for driving sensing pixels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010311139.3A CN113536852B (zh) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | 驱动多个感测像素的方法及感测装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113536852A true CN113536852A (zh) | 2021-10-22 |
| CN113536852B CN113536852B (zh) | 2024-08-02 |
Family
ID=78081017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010311139.3A Active CN113536852B (zh) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | 驱动多个感测像素的方法及感测装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11501558B2 (zh) |
| CN (1) | CN113536852B (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050264666A1 (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image pickup device for reducing shading in vertical direction under long-term exposure |
| CN101510132A (zh) * | 2008-02-13 | 2009-08-19 | 奇景光电股份有限公司 | 感测像素及其触控面板 |
| US20090224140A1 (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-10 | Olympus Corporation | Solid-state imaging device |
| CN102062966A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-05-18 | 友达光电股份有限公司 | 具有触碰感测功能的液晶显示装置与其触碰感测方法 |
| CN102955604A (zh) * | 2011-08-22 | 2013-03-06 | 财团法人工业技术研究院 | 感测装置与感测方法 |
| CN103186278A (zh) * | 2011-12-27 | 2013-07-03 | 财团法人工业技术研究院 | 感测装置及其驱动方法 |
| CN106919927A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-07-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种指纹识别装置及其信号读取方法、显示装置 |
| CN108140121A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-08 | 深圳信炜科技有限公司 | 感光装置的光感测方法 |
| CN108229395A (zh) * | 2018-01-03 | 2018-06-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 指纹识别检测电路及触控面板 |
| CN108229388A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-29 | 深圳信炜科技有限公司 | 感光驱动电路、感光装置及电子设备 |
| CN108280432A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 指纹识别检测电路及其驱动方法、显示装置 |
| CN108647656A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-10-12 | 友达光电股份有限公司 | 指纹感测装置 |
| CN209708139U (zh) * | 2017-12-30 | 2019-11-29 | 深圳信炜科技有限公司 | 感光驱动电路、感光装置及电子设备 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5224914B2 (ja) * | 2008-06-03 | 2013-07-03 | オリンパス株式会社 | 固体撮像装置 |
| CN102610185B (zh) | 2011-01-25 | 2015-12-02 | 群康科技(深圳)有限公司 | 支持双解析度显示的显示装置与其驱动方法 |
-
2020
- 2020-04-20 CN CN202010311139.3A patent/CN113536852B/zh active Active
-
2021
- 2021-03-22 US US17/209,207 patent/US11501558B2/en active Active
-
2022
- 2022-10-14 US US17/965,789 patent/US11854297B2/en active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050264666A1 (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image pickup device for reducing shading in vertical direction under long-term exposure |
| CN101510132A (zh) * | 2008-02-13 | 2009-08-19 | 奇景光电股份有限公司 | 感测像素及其触控面板 |
| US20090224140A1 (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-10 | Olympus Corporation | Solid-state imaging device |
| CN102062966A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-05-18 | 友达光电股份有限公司 | 具有触碰感测功能的液晶显示装置与其触碰感测方法 |
| CN102955604A (zh) * | 2011-08-22 | 2013-03-06 | 财团法人工业技术研究院 | 感测装置与感测方法 |
| CN103186278A (zh) * | 2011-12-27 | 2013-07-03 | 财团法人工业技术研究院 | 感测装置及其驱动方法 |
| CN106919927A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-07-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种指纹识别装置及其信号读取方法、显示装置 |
| CN108140121A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-08 | 深圳信炜科技有限公司 | 感光装置的光感测方法 |
| CN108229388A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-29 | 深圳信炜科技有限公司 | 感光驱动电路、感光装置及电子设备 |
| CN209708139U (zh) * | 2017-12-30 | 2019-11-29 | 深圳信炜科技有限公司 | 感光驱动电路、感光装置及电子设备 |
| CN108229395A (zh) * | 2018-01-03 | 2018-06-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 指纹识别检测电路及触控面板 |
| CN108280432A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 指纹识别检测电路及其驱动方法、显示装置 |
| CN108647656A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-10-12 | 友达光电股份有限公司 | 指纹感测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20210326559A1 (en) | 2021-10-21 |
| US11854297B2 (en) | 2023-12-26 |
| US20230035759A1 (en) | 2023-02-02 |
| US11501558B2 (en) | 2022-11-15 |
| CN113536852B (zh) | 2024-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11728354B2 (en) | Electronic device | |
| US4145721A (en) | Photosensitive self scan array with noise reduction | |
| JP4510738B2 (ja) | 表示装置 | |
| EP0573045A2 (en) | Liquid crystal display device having photosensor | |
| TWI375062B (en) | Display devices and electronic devices | |
| US20020093474A1 (en) | Electric circuit | |
| CN100423279C (zh) | 光学传感器电路、光学传感器电路的输出信号处理方法及电子机器 | |
| US10629117B2 (en) | Detection circuit, pixel electrical signal collection circuit, display panel and display apparatus | |
| CN109298804B (zh) | 触控电路及其驱动方法、触控基板及显示装置 | |
| US10665147B2 (en) | Photosensitive circuit, method of driving photosensitive circuit and display device | |
| JP4714904B2 (ja) | 電気光学装置およびこれを備える電子機器 | |
| CN108171192A (zh) | 指纹识别检测电路及其驱动方法、显示装置 | |
| CN112133258B (zh) | 一种显示面板和显示面板的驱动方法 | |
| CN106020533B (zh) | 一种触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置 | |
| CN113536852B (zh) | 驱动多个感测像素的方法及感测装置 | |
| US11397494B2 (en) | Pixel detecting circuit, method for driving the same, and touch display panel | |
| CN114927099B (zh) | 显示面板及其驱动方法、显示装置 | |
| WO2010058631A1 (ja) | ２次元センサアレイ、表示装置、電子機器 | |
| KR19980701945A (ko) | 멀티플렉서 회로 | |
| US4733097A (en) | High signal to noise ratio optical image reader | |
| CN112287845B (zh) | 显示面板及显示装置 | |
| CN113920915B (zh) | 一种光感驱动电路、驱动方法及显示面板 | |
| CN111757025A (zh) | 电子装置 | |
| US20180246616A1 (en) | Level converter and operation method thereof, gate driving circuit and display device | |
| JP5257183B2 (ja) | センシング装置および電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |