CN114078262A - 显示装置、信号采集方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种显示装置、信号采集方法和电子设备。显示装置包括：多个指纹像素电路、信号读取模块和控制模块。每个指纹像素电路包括光电转换单元；信号读取模块与指纹像素电路连接；控制模块与信号读取模块连接，控制模块被配置为：响应于指纹检测模式，控制信号读取模块读取指纹像素电路所采集的指纹信号；响应于光检测模式，控制信号读取模块读取指纹像素电路所采集的光电压信号，光检测模式和指纹检测模式处于不同的时间段。该显示装置通过复用指纹像素电路和信号读取模块分时读取指纹信号和光电压信号，具有指纹检测功能和光检测功能，利于降低成本，且提升市场竞争力。

Description

显示装置、信号采集方法和电子设备

技术领域

本公开涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种显示装置、信号采集方法和电子设备。

背景技术

随着显示屏技术的快速发展，全面屏越来越备受用户的青睐。各大厂商为了满足用户的需求，提出了多种提高屏占比的方案，比如，可以将光学指纹检测模组设于屏幕下方，实现屏下指纹检测技术。而且为了满足大面积的指纹检测，可以做大光学指纹检测模组的面积，但是，目前光学指纹检测模组只用来检测指纹，其利用率低，不利于提升电子设备的市场竞争力。

发明内容

本公开提供了一种改进的显示装置、信号采集方法和电子设备。

本公开的一个方面提供一种显示装置，所述显示装置包括：

多个指纹像素电路，每个所述指纹像素电路包括光电转换单元；

信号读取模块，与所述指纹像素电路连接；以及

控制模块，与所述信号读取模块连接，所述控制模块被配置为：

响应于指纹检测模式，控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的指纹信号；

响应于光检测模式，控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的光电压信号，所述光检测模式和所述指纹检测模式处于不同的时间段。

可选地，多个所述指纹像素电路排布为多行多列，每个所述指纹像素电路还包括与所述光电转换单元连接的开关单元，所述显示装置还包括驱动模块，所述驱动模块与每行所述指纹像素电路的所述开关单元连接；所述控制模块具体被配置为：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块驱动至少一行所述指纹像素电路的所述开关单元导通；

控制所述信号读取模块读取至少一列所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

可选地，所述控制模块具体被配置为：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块同时驱动所有的所述开关单元导通。

可选地，所述控制模块具体被配置为：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块同时驱动部分行的指纹像素电路的所述开关单元导通，所述部分行的指纹像素电路设于同一区域或不同区域；或

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块分时驱动不同区域的指纹像素电路的所述开关单元导通，不同区域分别布设有至少一行所述指纹像素电路。

可选地，所述信号读取模块包括多个信号读取单元，每个所述信号读取单元与每列所述指纹像素电路连接，所述控制模块具体被配置为：

对至少一个所述信号读取单元使能，使所述信号读取单元读取对应的一列所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

可选地，所述信号读取单元包括：运放和反馈电容；

所述运放包括：第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端通过所述开关单元与所述光电转换单元连接，所述第二输入端与参考电压端连接，所述反馈电容并联于所述第一输入端和所述输出端之间。

可选地，所述信号读取单元还包括电流补偿单元，所述电流补偿单元的输出端连接至所述开关单元和所述第一输入端之间，用于向所述开关单元和所述第一输入端之间输出补偿电流。

可选地，所述显示装置还包括与多个所述指纹像素电路叠层设置的触控层，所述控制模块具体被配置为：

根据所述触控层所检测的触控信号确定触控区域；

控制所述信号读取模块读取与所述触控区域之外区域相对的至少部分所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

本公开的另一个方面提供一种信号采集方法，所述方法应用于显示装置，所述显示装置包括：多个指纹像素电路和信号读取模块，每个所述指纹像素电路包括光电转换单元，所述信号读取模块与所述指纹像素电路连接；所述方法包括：

响应于指纹检测模式，控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的指纹信号；

响应于光检测模式，控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的光电压信号，所述光检测模式和所述指纹检测模式处于不同的时间段。

可选地，多个所述指纹像素电路排布为多行多列，每个所述指纹像素电路还包括与所述光电转换单元连接的开关单元，所述显示装置还包括驱动模块，所述驱动模块与每行所述指纹像素电路的所述开关单元连接；响应于光检测模式，控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的光电压信号，包括：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块驱动至少一行所述指纹像素电路的所述开关单元导通；

控制所述信号读取模块读取至少一列所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

可选地，所述响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块驱动至少一行所述指纹像素电路的所述开关单元导通，包括：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块同时驱动所有的所述开关单元导通。

可选地，所述响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块驱动至少一行所述指纹像素电路的所述开关单元导通，包括：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块同时驱动部分行的指纹像素电路的所述开关单元导通，所述部分行的指纹像素电路设于同一区域或不同区域；或

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块分时驱动不同区域的指纹像素电路的开关单元导通，不同区域分别布设有至少一行所述指纹像素电路。

可选地，所述信号读取模块包括多个信号读取单元，每个所述信号读取单元与每列所述指纹像素电路连接，所述控制所述信号读取模块读取至少一列所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号，包括：

对至少一个所述信号读取单元使能，使所述信号读取单元读取对应的一列所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

可选地，所述信号读取单元包括：运放、反馈电容和电流补偿单元；所述运放包括：第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端通过所述开关单元与所述光电转换单元连接，所述第二输入端与参考电压端连接，所述反馈电容并联于所述第一输入端和所述输出端之间，所述电流补偿单元的输出端连接至所述开关单元和所述第一输入端之间；所述方法还包括：

控制所述电流补偿单元向所述开关单元和所述第一输入端之间输出补偿电流。

可选地，所述显示装置还包括与多个所述指纹像素电路叠层设置的触控层，所述控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的光电压信号，包括：

根据所述触控层所检测的触控信号确定触控区域；

控制所述信号读取模块读取与所述触控区域之外区域相对的至少部分所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

本公开的另一个方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：上述提及的任一种所述的显示装置

本公开提供的技术方案至少具有以下有益效果：

通过控制模块响应于指纹检测模式，控制信号读取模块读取指纹像素电路所采集的指纹信号，以及响应于光检测模式，控制信号读取模块读取指纹像素电路所采集的光电压信号。基于光检测模式和指纹检测模式处于不同的时间段，这样复用指纹像素电路和信号读取模块分时进行指纹检测和光检测，提升了对指纹像素电路和信号读取模块的利用率，使显示装置具有指纹检测功能和光检测功能，可省略设置其他光检测电路，降低成本，利于提升显示装置的市场竞争力。

附图说明

图1所示为一示例性实施例示出的显示装置的局部结构示意图；

图2所示为本公开根据一示例性实施例示出的显示装置的局部电路图；

图3所示为本公开根据一示例性实施例示出的显示装置的局部电路图；

图4所示为本公开根据一示例性实施例示出的光敏二极管的等效电路图；

图5所示为本公开根据一示例性实施例示出的被读取信号的指纹像素电路在显示装置的布设示意图；

图6所示为本公开根据一示例性实施例示出的被读取信号的指纹像素电路在显示装置的布设示意图；

图7所示为本公开根据一示例性实施例示出的被读取信号的指纹像素电路在显示装置的布设示意图；

图8所示为本公开根据一示例性实施例示出的指纹像素电路和信号读取单元连接的电路图；

图9所示为本公开根据一示例性实施例示出的无源式指纹像素电路的工作时序图；

图10所示为本公开根据一示例性实施例示出的信号采集方法的流程图；

图11所示为本公开根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，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。本公开说明书以及权利要求书中使用的“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”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并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，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本公开说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

图1所示为一示例性实施例示出的显示装置的局部结构示意图。一些实施例中，参考图1，显示装置包括显示屏100，显示屏100包括正面和背面，正面用于被手指101按压，光学指纹检测模组200设于背面，这样实现屏下指纹检测技术。通过增大光学指纹检测模组200的面积，可以增大指纹检测的面积，改善用户体验。但是，光学指纹检测模组200只用来检测指纹，利用率低。

另一些实施例中，电子设备包括光检测模组，设于显示屏下方。光检测模组包括感光传感器，感光传感器采用硅材料制造得到，感光传感器的体积小，价格昂贵，因此检测范围受限，容易因手指或物体遮挡而造成误判。另外，由于感光传感器设在显示屏下方，穿过显示屏进入感光传感器的光线较少，这也不适合采用单一的感光传感器进行检测。

为了解决上述问题，本公开提供了一种显示装置及信号采集方法、电子设备，以下结合附图进行阐述：

图2所示为本公开根据一示例性实施例示出的显示装置的局部电路图，图3所示为本公开根据一示例性实施例示出的显示装置的局部电路图。参考图2和图3，显示装置包括：多个指纹像素电路310、信号读取模块320以及控制模块330。

每个指纹像素电路310包括光电转换单元311，通过光电转换单元311将光信号转换为电信号，以使信号读取模块320能够采集指纹信号和光电压信号。其中，指纹信号用于检测指纹，光电压信号用于检测周围环境光的亮度等参数。示例性地，光电转换单元311包括光敏二极管和光敏三极管，以下结合图4对光敏二极管的工作原理进行阐述：

图4所示为本公开根据一示例性实施例示出的光敏二极管的等效电路图。以光敏二极管为例，参考图4，光敏二极管PD可以等效为并联的导通件和电容C_PD。其中，偏置电压线Bias与光敏二极管PD的负极连接，光敏二极管PD的正极电压V_N小于偏置电压线Bias供给光敏二极管PD的负极电压，偏置电压线Bias为固定的直流电压，这样使光敏二极管PD工作在反向偏压区。通常，在没有光照时，光敏二极管PD的反向电阻很大，当有光照时，光敏二极管PD的反向电阻减小，光敏二极管PD产生的光电流信号I_PD会由光敏二极管PD的正极流向负极，也即由光敏二极管PD向偏置电压线Bias输出光电流信号I_PD。光敏三极管也工作在反向偏压区，光敏三极管与光敏二极管的工作原理类似，当有光照时，光敏三极管的光电流信号输出至偏置电压线Bias，此处不再详述。这样，通过信号读取模块320能够读取光敏二极管PD将光信号转换为的电信号。在指纹检测模式下，该电信号可以用来确定指纹信号，在光检测模式下，该电信号可以用来确定光电压信号。

信号读取模块320与指纹像素电路310连接，用于读取指纹像素电路310中与信号读取模块320导通的光电转换单元311所采集的指纹信号或光电压信号。

控制模块330与信号读取模块320连接，控制模块330被配置为：响应于指纹检测模式，控制信号读取模块320读取指纹像素电路310所采集的指纹信号；响应于光检测模式，控制信号读取模块320读取指纹像素电路310所采集的光电压信号，光检测模式和指纹检测模式处于不同的时间段。换言之，通过控制模块330控制信号读取模块320分时读取指纹信号和光电压信号。示例性地，控制模块330包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)331和逻辑板(TCON，Timer Control Register)332。当显示装置的应用程序调用指纹检测模式时，比如，微信、支付宝等应用程序调用指纹检测模式时，CPU 331确定当前模式为指纹检测模式，则向逻辑板332发送检测指纹的第一指令，逻辑板332基于第一指令控制信号读取模块320读取指纹像素电路310所采集的指纹信号。当显示装置的应用程序未调用指纹检测模式时，比如显示装置为播放视频模式，倘若用户开启自动调整亮度模式，这需要检测光并基于光进行调整，那么CPU 331确定当前模式为光检测模式，则向逻辑板332发送检测光的第二指令，逻辑板332基于第二指令控制信号读取模块320读取指纹像素电路310所采集的光电压信号。示例性地，继续参考图2或图3，逻辑板332和信号读取模块320可以集成为一个芯片。

基于上述，本公开实施例提供的显示装置，通过控制模块330响应于指纹检测模式，控制信号读取模块320读取指纹像素电路310所采集的指纹信号，以及响应于光检测模式，控制信号读取模块320读取指纹像素电路310所采集的光电压信号。基于光检测模式和指纹检测模式处于不同的时间段，这样复用指纹像素电路310和信号读取模块320分时进行指纹检测和光检测，提升了对指纹像素电路310和信号读取模块320的利用率，使显示装置具有指纹检测功能和光检测功能，可省略设置其他光检测电路，降低成本，利于提升显示装置的市场竞争力。

在一些实施例中，继续参考图2或图3，多个指纹像素电路310排布为多行多列，每个指纹像素电路310还包括与光电转换单元311连接的开关单元312，显示装置还包括驱动模块340，驱动模块340与每行指纹像素电路310的开关单元312连接；控制模块330具体被配置为：响应于光检测模式，控制驱动模块340驱动至少一行指纹像素电路310的开关单元312导通；控制信号读取模块320读取至少一列指纹像素电路310所采集的光电压信号。可以理解的是，针对于待读取电压信号的一列指纹像素电路310而言，信号读取模块320只能读取开关单元312导通的指纹像素电路310所采集的光电压信号，信号读取模块320不能读取开关单元312关闭的指纹像素电路310所采集的光电压信号。以下结合一些实施例进行阐述：

在一些实施例中，控制模块330具体被配置为：响应于光检测模式，控制驱动模块340同时驱动所有的开关单元312导通。这样，方便控制，信号读取模块320所读取的某列指纹像素电路310的光电压信号为该列所有指纹像素电路310的光电压信号的累积信号。示例性地，控制模块330可以控制信号读取模块320读取一列指纹像素电路310所采集的光电压信号，这样利于降低功耗，且所读取的光电压信号为累积信号，避免因光线较弱，光电压信号较小而不易读取的问题。示例性地，控制模块330可以控制信号读取模块320读取多列指纹像素电路310所采集的光电压信号，这样，即使有部分列指纹像素电路310因手指触控而被遮挡，但其他列指纹像素电路310未被遮挡，这利于减少因手指触控而造成的干扰影响。另外，控制模块330可以根据触控信号确定手指触控的坐标，进而将被触控的一列或几列指纹像素电路310所对应的光电压信号的权重降低，或者将这些光电压信号舍弃，以利于精确地根据光电压信号确定光强度。

图5所示为本公开根据一示例性实施例示出的被读取信号的指纹像素电路310在显示装置的布设示意图。示例性地，参考图5，当信号读取模块320读取多列指纹像素电路310所采集的光电压信号时，被读取的多个第一区域201的指纹像素电路310可以均匀分布于显示装置的整个屏，这样利于根据光电压信号确定显示装置的整个面的光强度等参数。示例性地，每个第一区域201可以包括一列指纹像素电路310。

通常情况下，每列指纹像素电路310的数目较多，当驱动模块340驱动所有开关单元312导通时，信号读取模块320会读取每列中所有指纹像素电路310所采集的光电压信号，这样，会使信号读取模块320的负载较大，不利于信号读取模块320工作。为了解决该问题，给出以下实施例：

在一些实施例中，控制模块330具体被配置为：响应于光检测模式，控制驱动模块340同时驱动部分行的指纹像素电路310的开关单元312导通，该部分行的指纹像素电路310设于同一区域或不同区域。这样，使信号读取模块320读取每列中导通开关单元312的指纹像素电路310所采集的光电压信号，这避免信号读取模块320一次接收大量的光电压信号而超出负载。图6所示为本公开根据一示例性实施例示出的被读取信号的指纹像素电路310在显示装置的布设示意图。参考图6，这些行指纹像素电路310设于显示装置的第二区域202，第二区域202位于显示装置的上部区域，信号读取模块320读取第二区域202中一些列或全部列指纹像素电路310所采集的光电压信号。图7所示为本公开根据一示例性实施例示出的被读取信号的指纹像素电路310在显示装置的布设示意图。参考图7，第三区域203的指纹像素电路310设于显示装置的上部分区域，第四区域204的指纹像素电路310设于显示装置的下部分区域，控制模块330可以同时驱动第三区域203和第四区域204对应的开关单元312导通，且通过信号读取模块320同时读取第三区域203的至少一列指纹像素电路310，以及第四区域204的至少一列指纹像素电路310所采集的累积光电压信号。这样，通过检测多个区域的指纹像素电路310所采集的光电压信号，减少触控或遮挡而造成的影响。

或者，响应于光检测模式，控制驱动模块340可以分时驱动不同区域的指纹像素电路310的开关单元312导通，不同区域分别布设有至少一行指纹像素电路310。这样，通过检测多个区域的指纹像素电路310所采集的光电压信号，减少触控或遮挡而造成的影响。通过分时读取不同区域的指纹像素电路310所采集的光电压信号，还可避免信号读取模块320一次接收大量的光电压信号而超出负载。控制模块330可以分时驱动第三区域203和第四区域204对应的开关单元312导通，且通过信号读取模块320分时读取第三区域203和第四区域204对应的指纹像素电路310所采集的光电压信号。

在上述几种实施例中，通过控制信号读取模块320可以读取一列或几列指纹像素电路310所采集的光电压信号。具体实现方式可以为：在一些实施例中，继续参考图3，信号读取模块320包括多个信号读取单元321，每个信号读取单元321与每列指纹像素电路310连接，控制模块330具体被配置为：对至少一个信号读取单元321使能，使信号读取单元321读取对应的一列指纹像素电路310所采集的光电压信号。具体而言，每个信号读取单元321包括一个使能端EN，通过控制模块330对信号读取单元321的使能端EN使能，使信号读取单元321读取与其连接的指纹像素电路310的光电压信号。示例性地，可以通过逻辑板332控制是否对信号读取单元321的使能端EN使能。

图8所示为本公开根据一示例性实施例示出的指纹像素电路310和信号读取单元321连接的电路图。在一些实施例中，参考图8，信号读取单元321包括：运放A和反馈电容CF；运放A包括：第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端通过开关单元312与光电转换单元311连接，第二输入端与参考电压端连接，反馈电容CF并联于第一输入端和输出端之间。示例性地，第一输入端为负相输入端，第二输入端为正相输入端。以光电转换单元311为光敏二极管PD为例，光敏二极管PD产生的光电流会倒流至偏置电压线Bias，光敏二极管PD的正极的电位降低，这使运放A的输出端通过CF去补充电流。根据电荷Q＝CF×V_OUT，通过将CF变大，让电荷在CF积累不会过快，使运放A的输出端的V_OUT不易增大而超过运放A的电压负载，这样利于信号读取单元321一次读取较多数目的指纹像素电路310所采集的光电压信号。

在一些实施例中，继续参考图8，信号读取单元321还包括电流补偿单元ICAL，电流补偿单元ICAL的输出端连接至开关单元312和第一输入端之间，用于向开关单元312和第一输入端之间输出补偿电流。这样，光电转换单元311的电流倒流至偏置电压线Bias，通过电流补偿单元ICAL对光电转换单元311补偿电流，避免运放A的输出端的电压V_OUT因向CF补偿电流而增大，不会超过运放A的电压负载，这样，利于信号读取单元321一次读取较多数目的指纹像素电路310所采集的光电压信号。

在一些实施例中，继续参考图2或图3，信号读取模块320还包括模数转换模块322，连接于信号读取单元321和逻辑板332之间，用于将所采集的指纹信号和光电压信号转换为数字信号。

在一些实施例中，显示装置还包括与多个指纹像素电路310叠层设置的触控层(未图示)，控制模块330具体被配置为：根据触控层所检测的触控信号确定触控区域；控制信号读取模块320读取与触控区域之外区域相对的至少部分指纹像素电路310所采集的光电压信号。换言之，被采集光电压信号的指纹像素电路310未与触控区域相对，也即被采集光电压信号的指纹像素电路310和触控区域沿上下方向相互错开。举例而言，触控层作为第一层，指纹像素电路310作为第二层，第一层的触控区域在第二层的正投影为投影区域，第二层的投影区域之外区域的指纹像素电路310被信号读取模块320读取光电压信号。这样，避免触控遮挡而影响指纹像素电路310所采集的光电压信号，利于采集精确的光电压信号。举例而言，控制模块330根据触控层所检测的触控信号确定触控区域，假如触控区域位于显示屏的中部，控制驱动模块340驱动显示屏的上方区域和下方区域对应的指纹像素电路310的开关单元312导通，使信号读取模块320读取这些区域的一列或几列指纹像素电路310所采集的光电压信号。

图9所示为本公开根据一示例性实施例示出的无源式指纹像素电路310的工作时序图。指纹像素电路310包括无源式指纹像素电路，继续参考图2或图3，每个指纹像素电路310包括：光敏二极管PD和与光敏二极管PD连接的选通晶体管SEL(作为开关单元312)。通过驱动模块340驱动选通晶体管SEL导通时，指纹信号读取模块320可以读取光敏二极管PD的电压信号。参考图9，在时刻t1之前通过复位单元RST复位，通过驱动模块340驱动选通晶体管SEL导通，在时刻t1指纹信号读取模块320读取光敏二极管PD的第一电压信号。然后驱动模块340驱动选通晶体管SEL断开，光敏二极管PD在曝光条件下积累光信号并转换为光电流信号，光电流信号可流动至偏置电压线，在时刻t2之前通过驱动模块340驱动选通晶体管SEL导通，指纹信号读取模块320在时刻t2读取光敏二极管PD的第二电压信号。在检测指纹时，第一电压信号和第二电压信号可以为指纹信号，通过控制模块330或处理模块处理第一电压信号和第二电压信号之差，可以检测指纹。在检测光时，第一电压信号和第二电压信号可以为光电压信号，通过控制模块330或处理模块处理第一电压信号和第二电压信号之差，可以检测光。

综上，本公开实施例提供的显示装置，通过控制模块330响应于指纹检测模式，控制信号读取模块320读取指纹像素电路310所采集的指纹信号，以及响应于光检测模式，控制信号读取模块320读取指纹像素电路310所采集的光电压信号。基于光检测模式和指纹检测模式处于不同的时间段，这样复用指纹像素电路310和信号读取模块320分时进行指纹检测和光检测，提升了对指纹像素电路310和信号读取模块320的利用率，使显示装置具有指纹检测功能和光检测功能，可省略设置其他光检测电路，降低成本，利于提升显示装置的市场竞争力。另外，通过控制驱动模块340和信号读取模块320配合可以读取一列、多列、部分区域或全部的指纹像素电路310所采集的光电压信号，能够获取整个显示屏的光电压信号，也能够避免信号读取单元321因读取的光电压信号过多而超过负载。

图10所示为本公开根据一示例性实施例示出的信号采集方法的流程图。本公开一些实施例提供的信号采集方法应用于显示装置，显示装置包括：多个指纹像素电路和信号读取模块，每个指纹像素电路包括光电转换单元，信号读取模块与指纹像素电路连接。参考图10，该方法包括：

步骤101、响应于指纹检测模式，控制信号读取模块读取指纹像素电路所采集的指纹信号。

具体而言，当用户手指按压在显示装置上进行指纹检测时，CPU响应于指纹检测模式，向逻辑板发送检测指纹的第一指令，逻辑板基于第一指令控制信号读取模块读取指纹像素电路所采集的指纹信号。

步骤102、响应于光检测模式，控制信号读取模块读取指纹像素电路所采集的光电压信号，光检测模式和指纹检测模式处于不同的时间段。

在非指纹检测模式下，CPU响应于光检测模式，向逻辑板发送检测光的第二指令，逻辑板基于第二指令控制信号读取模块读取指纹像素电路所采集的光电压信号。

在一些实施例中，多个指纹像素电路排布为多行多列，每个指纹像素电路还包括与光电转换单元连接的开关单元，显示装置还包括驱动模块，驱动模块与每行指纹像素电路的开关单元连接；步骤102包括：

步骤1021、响应于光检测模式，控制驱动模块驱动至少一行指纹像素电路的开关单元导通。

在一些实施例中，步骤1021包括：

响应于光检测模式，控制驱动模块同时驱动所有的开关单元导通。具体而言，可以通过逻辑板控制驱动模块驱动所有的开关单元导通。

在另一些实施例中，步骤1021包括：

响应于光检测模式，控制驱动模块同时驱动部分行的指纹像素电路的开关单元导通，该部分行的指纹像素电路设于同一区域或不同区域。具体而言，可以通过逻辑板控制驱动模块同时驱动部分行的指纹像素电路的开关单元导通，使信号读取模块读取的每列中的部分指纹像素所采集的指纹信号。或

响应于光检测模式，控制驱动模块分时驱动不同区域的指纹像素电路的开关单元导通，不同区域分别布设有至少一行指纹像素电路。具体而言，可以通过逻辑板控制驱动模块分时驱动不同区域的指纹像素电路的开关单元导通。

步骤1022、控制信号读取模块读取至少一列指纹像素电路所采集的光电压信号。

在一些实施例中，信号读取模块包括多个信号读取单元，每个信号读取单元与每列指纹像素电路连接，步骤1022包括：

对至少一个信号读取单元使能，使信号读取单元读取对应的一列指纹像素电路所采集的光电压信号。这样，可以选择性地读取至少一列指纹像素电路所采集的光电压信号。

在一些实施例中，信号读取单元包括：运放、反馈电容和电流补偿单元；运放包括：第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端通过开关单元与光电转换单元连接，第二输入端与参考电压端连接，反馈电容并联于第一输入端和输出端之间，电流补偿单元的输出端连接至开关单元和第一输入端之间；本公开一些实施例提供的信号采集方法还包括：

控制电流补偿单元向开关单元和第一输入端之间输出补偿电流。这样，避免运放的输出端为光电转换单元补充电流而增大电压，保证运放正常工作。

在一些实施例中，显示装置还包括与多个指纹像素电路叠层设置的触控层，步骤102包括：

根据触控层所检测的触控信号确定触控区域；

控制信号读取模块读取与触控区域之外区域相对的至少部分指纹像素电路所采集的光电压信号。这样，利于采集到精确的光电压信号。

本公开实施例提供的信号采集方法，响应于指纹检测模式，控制信号读取模块读取指纹像素电路所采集的指纹信号，以及响应于光检测模式，控制信号读取模块读取指纹像素电路所采集的光电压信号。基于光检测模式和指纹检测模式处于不同的时间段，这样复用指纹像素电路和信号读取模块分时进行指纹检测和光检测，提升了对指纹像素电路和信号读取模块的利用率，使显示装置具有指纹检测功能和光检测功能，可省略设置其他光检测电路，降低成本，利于提升显示装置的市场竞争力。

对于方法实施例而言，由于其基本对应于装置实施例，所以相关之处参见装置实施例的部分说明即可。方法实施例和装置实施例互为补充。

本公开一些实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括上述提及的任一种显示装置。

图11所示为本公开根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。例如，电子设备1100可以是包含调整耳机音频参数的设备中发射线圈、第一磁传感器和第二磁传感器的智能手机，计算机，数字广播终端，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参考图11，电子设备1100可以包括以下一个或多个组件：处理组件1102，存储器1104，电源组件1106，多媒体组件1108，音频组件1110，输入/输出(I/O)的接口1111，传感器组件1114，以及通信组件1116。

处理组件1102通常电子设备1100的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件1102可以包括一个或多个处理器1120来执行指令。此外，处理组件1102可以包括一个或多个模块，便于处理组件1102和其他组件之间的交互。例如，处理组件1102可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件1108和处理组件1102之间的交互。

存储器1104被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备1100的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备1100上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器1104可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件1106为电子设备1100的各种组件提供电力。电源组件1106可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备1100生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件1108包括在所述电子设备1100和目标对象之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示屏(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自目标对象的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。

音频组件1110被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件1110包括一个麦克风(MIC)，当电子设备1100处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器1104或经由通信组件1116发送。在一些实施例中，音频组件1110还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口1111为处理组件1102和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。

传感器组件1114包括一个或多个传感器，用于为电子设备1100提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件1114可以检测到电子设备1100的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备1100的显示屏和小键盘，传感器组件1114还可以检测电子设备1100或一个组件的位置改变，目标对象与电子设备1100接触的存在或不存在，电子设备1100方位或加速/减速和电子设备1100的温度变化。

通信组件1116被配置为便于电子设备1100和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备1100可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件1116经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件1116还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，电子设备1100可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器1120执行时，实现如上述提及的任一种信号采集方法。其中，可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本公开上述各个实施例，在不产生冲突的情况下，可以互为补充。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：

多个指纹像素电路，每个所述指纹像素电路包括光电转换单元；

信号读取模块，与所述指纹像素电路连接；以及

控制模块，与所述信号读取模块连接，所述控制模块被配置为：

响应于指纹检测模式，控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的指纹信号；

响应于光检测模式，控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的光电压信号，所述光检测模式和所述指纹检测模式处于不同的时间段。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，多个所述指纹像素电路排布为多行多列，每个所述指纹像素电路还包括与所述光电转换单元连接的开关单元，所述显示装置还包括驱动模块，所述驱动模块与每行所述指纹像素电路的所述开关单元连接；所述控制模块具体被配置为：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块驱动至少一行所述指纹像素电路的所述开关单元导通；

控制所述信号读取模块读取至少一列所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述控制模块具体被配置为：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块同时驱动所有的所述开关单元导通。

4.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述控制模块具体被配置为：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块同时驱动部分行的指纹像素电路的所述开关单元导通，所述部分行的指纹像素电路设于同一区域或不同区域；或

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块分时驱动不同区域的指纹像素电路的所述开关单元导通，不同区域分别布设有至少一行所述指纹像素电路。

5.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述信号读取模块包括多个信号读取单元，每个所述信号读取单元与每列所述指纹像素电路连接，所述控制模块具体被配置为：

对至少一个所述信号读取单元使能，使所述信号读取单元读取对应的一列所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述信号读取单元包括：运放和反馈电容；

所述运放包括：第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端通过所述开关单元与所述光电转换单元连接，所述第二输入端与参考电压端连接，所述反馈电容并联于所述第一输入端和所述输出端之间。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述信号读取单元还包括电流补偿单元，所述电流补偿单元的输出端连接至所述开关单元和所述第一输入端之间，用于向所述开关单元和所述第一输入端之间输出补偿电流。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括与多个所述指纹像素电路叠层设置的触控层，所述控制模块具体被配置为：

根据所述触控层所检测的触控信号确定触控区域；

控制所述信号读取模块读取与所述触控区域之外区域相对的至少部分所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

9.一种信号采集方法，其特征在于，所述方法应用于显示装置，所述显示装置包括：多个指纹像素电路和信号读取模块，每个所述指纹像素电路包括光电转换单元，所述信号读取模块与所述指纹像素电路连接；所述方法包括：

响应于指纹检测模式，控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的指纹信号；

响应于光检测模式，控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的光电压信号，所述光检测模式和所述指纹检测模式处于不同的时间段。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，多个所述指纹像素电路排布为多行多列，每个所述指纹像素电路还包括与所述光电转换单元连接的开关单元，所述显示装置还包括驱动模块，所述驱动模块与每行所述指纹像素电路的所述开关单元连接；所述响应于光检测模式，控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的光电压信号，包括：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块驱动至少一行所述指纹像素电路的所述开关单元导通；

控制所述信号读取模块读取至少一列所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块驱动至少一行所述指纹像素电路的所述开关单元导通，包括：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块同时驱动所有的所述开关单元导通。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块驱动至少一行所述指纹像素电路的所述开关单元导通，包括：

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块同时驱动部分行的指纹像素电路的所述开关单元导通，所述部分行的指纹像素电路设于同一区域或不同区域；或

响应于所述光检测模式，控制所述驱动模块分时驱动不同区域的指纹像素电路的开关单元导通，不同区域分别布设有至少一行所述指纹像素电路。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述信号读取模块包括多个信号读取单元，每个所述信号读取单元与每列所述指纹像素电路连接，所述控制所述信号读取模块读取至少一列所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号，包括：

对至少一个所述信号读取单元使能，使所述信号读取单元读取对应的一列所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述信号读取单元包括：运放、反馈电容和电流补偿单元；所述运放包括：第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端通过所述开关单元与所述光电转换单元连接，所述第二输入端与参考电压端连接，所述反馈电容并联于所述第一输入端和所述输出端之间，所述电流补偿单元的输出端连接至所述开关单元和所述第一输入端之间；所述方法还包括：

控制所述电流补偿单元向所述开关单元和所述第一输入端之间输出补偿电流。

15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述显示装置还包括与多个所述指纹像素电路叠层设置的触控层，所述控制所述信号读取模块读取所述指纹像素电路所采集的光电压信号，包括：

根据所述触控层所检测的触控信号确定触控区域；

控制所述信号读取模块读取与所述触控区域之外区域相对的至少部分所述指纹像素电路所采集的所述光电压信号。

16.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：权利要求1～8任一项所述的显示装置。

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