WO2019127574A1 - 感光驱动电路、感光装置及电子设备 - Google Patents

感光驱动电路、感光装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

一种感光驱动电路、感光装置及电子设备，感光驱动电路用于提供一第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给多个感光像素（22），以使多个感光像素（22）在第一预定时间到达时开始执行光感测，在第三预定时间到达时结束执行光感测，以对感光像素（22）执行光感测时产生的电信号进行锁存；在感光像素（22）结束执行光感测后，提供一输出控制信号给多个感光像素，以控制多个感光像素（22）锁存的电信号输出。感光装置（20）包括多个感光像素（22）及其感光驱动电路；电子设备包括感光装置（20）。

Description

感光驱动电路、感光装置及电子设备 技术领域
本实用新型涉及用于感测生物特征信息的感光驱动电路、感光装置及电子设备。
背景技术
目前，生物识别，已逐渐成为移动终端等电子产品的标配组件。由于光学式感测比电容式感测具有更强的穿透能力，因此光学式感测应用于移动终端是未来的发展趋势。然，应用于移动终端的现有光学式感测结构仍有待改进。
实用新型内容
本实用新型实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型实施方式需要提供一种感光装置及其光感测方法、电子设备。
本实用新型实施方式的一种感光驱动电路，用于提供一第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给多个感光像素，以使所述多个感光像素在第一预定时间到达时开始执行光感测，在第三预定时间到达时结束执行光感测，以对该感光像素执行光感测时产生的电信号进行锁存；在所述感光像素结束执行光感测后，提供一输出控制信号给所述多个感光像素，以控制所述多个感光像素锁存的电信号输出。
本实用新型实施方式的感光驱动电路，通过第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号，不但控制感光像素的光感测时间，而且在结束执行光感测时将感光信号锁存，因此处于不同行的感光像素能同时执行光感测，甚至所有的感光像素同时执行光感测，从而给感光信号的输出控制提供了足够的时间以及灵活性。
在某些实施方式中，所述多个感光像素呈阵列分布；所述感光驱动电路进一步用于：逐行或隔行提供所述第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给所述多个感光像素，以驱动所述多个感光像素逐行或隔行执行光感测；或者，同时提供所述第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给所有的感光像素，以驱动所有的感光像素同时执行光感测。
在某些实施方式中，所述感光像素包括至少一感光单元，以及与所述感光单元电性连接的第一开关和第三开关，所述感光单元用于接收光信号，并将接收到的光信号转换为相应的电信号；所述感光驱动电路包括：
一参考电路，用于通过所述第一开关和第三开关可选择性地与所述感光单元电性连接， 用于提供一参考信号给所述感光单元；
第一驱动电路，用于提供所述第一扫描驱动信号给所述第一开关，以使所述第一开关闭合，并在第一预定时间到达时所述第一开关断开；以及
第三驱动电路，用于同时提供第二扫描驱动信号给所述第三开关，以使所述第三开关与所述第一开关同时闭合，并在第三预定时间到达时所述第一开关断开；
当所述第一开关断开时，所述感光单元开始执行光感测；当所述第三开关断开时，所述感光单元结束执行光感测，并将该感光单元执行光感测时产生的电信号进行锁存。
在某些实施方式中，所述感光像素进一步包括信号输出单元，且所述信号输出单元包括第二开关；所述感光驱动电路进一步包括：
第二驱动电路，用于在所述第三开关断开后，提供所述输出控制信号给所述第二开关，以控制所述第二开关闭合，控制该感光单元锁存的电信号输出。
在某些实施方式中，所述感光驱动电路进一步用于：在所述感光像素结束执行光感测后，提供一输出控制信号给所述多个感光像素，以使感光像素接收一恒定电信号，并根据所述多个感光像素锁存的电信号，将所述恒定电信号转换为二不同的电信号，并输出。
本实用新型实施方式通过输出控制信号，使得感光单元执行光感测时产生的电信号以两路差分信号的方式输出，从而实现了电信号的放大，提高了感光装置的感测精度。
在某些实施方式中，所述感光像素包括一感光单元以及与所述感光单元电性连接的第四开关、第五开关以及第七开关；所述感光单元包括至少一感光器件、第一电容和第二电容，所述第一电容通过闭合的第四开关接收一参考信号，所述感光器件通过闭合的第四开关和第七开关接收所述参考信号，所述第二电容通过闭合的第五开关接收所述参考信号；所述感光驱动电路包括：
一参考电路，用于通过所述第四开关和第五开关可选择性地与所述感光单元电性连接，用于提供一参考信号给所述感光单元；
第一驱动电路，用于提供所述第一扫描驱动信号给所述第四开关和第五开关，以使所述第四开关和第五开关闭合，并在第一预定时间到达时所述第四开关和第五开关断开；以及
第三驱动电路，用于同时提供第二扫描驱动信号给所述第七开关，以使所述第七开关与所述第四开关及第五开关同时闭合，并在第三预定时间到达时所述第七开关断开；
当所述第四开关和第五开关断开时，所述感光单元开始执行光感测；当所述第七开关断开时，所述感光单元结束执行光感测，并将该感光单元执行光感测时产生的电信号进行锁存。
在某些实施方式中，所述感光像素进一步包括第六开关和转换电路；所述感光驱动电路进一步包括：
第二驱动电路，用于在所述第七开关断开后，提供所述输出控制信号给所述第六开关，以控制所述第六开关闭合，使得所述转换电路接收一恒定电信号，并根据所述感光单元执行光感测时产生的电信号，将所述恒定电信号转换为二不同的电信号，并输出。
在某些实施方式中，所述第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号均为一脉冲信号，且该第一扫描驱动信号中高电平的持续时间为所述第一预定时间，该第二扫描驱动信号中高电平的持续时间为所述第三预定时间，且第三预定时间大于第一预定时间。
在某些实施方式中，所述第三预定时间根据所述感光单元接收到的光信号的强度进行动态调整。
在某些实施方式中，所述感光单元接收到的光信号强度越大，第三预定时间越短；所述感光单元接收到的光信号强度越小，第三预定时间越长。
本实用新型实施方式根据光信号的强度及时调整感光像素产生的电信号读取时间，保证了感光号的准确读取，从而提高了感测精度。
在某些实施方式中，所述恒定电信号为恒定电流信号。如此，使得信号输出单元输出的两路差分信号均为电流信号，相对电压信号的输出，提高了信号的抗干扰能力，进一步提高了感光装置的感测精度。
在某些实施方式中，所述多个感光像素设置于一基底上，且所述基底上还设有多条分别与所述多个感光像素电性连接的第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线，且所述第一驱动电路与所述第一扫描线连接，所述第二驱动电路与所述第二扫描线连接，所述第三驱动电路与所述第三扫描线连接。
在某些实施方式中，所述基底上还设有与所述多个感光像素电性连接的数据线；所述感光驱动电路进一步包括信号处理单元，所述信号处理单元与所述多条数据线电性连接，用于对所述感光像素输出的电信号进行读取，并根据读取的电信号获得接触或接近所述感光像素的目标物体的预定生物特征信息。
在某些实施方式中，所述感光驱动电路形成在所述基底上或者通过一电性连接件与所述多个感光像素电性连接；或者，所述感光驱动电路的一部分电路形成在所述基底上，另一部分电路通过一连接件与所述多个感光像素电性连接。
本实用新型实施方式提供一种感光装置，包括多个感光像素及上述任意一实施方式的感光驱动电路，所述感光面板包括多个感光像素，所述感光驱动电路用于驱动所述感光像素执行光感测，并控制所述感光像素执行光感测时产生的电信号输出。
在某些实施方式中，所述感光装置为指纹感测装置，用于采集手指的指纹信息。
在某些实施方式中，所述感光装置为一生物感测芯片，用于获取接近或接触所述感光装 置的目标物体的预定生物特征信息。
本实用新型实施方式提供一种电子设备，包括上述任意一实施方式的感光装置。
本实用新型实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型实施方式的实践了解到。
附图说明
本实用新型实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本实用新型一实施方式的感光装置中感光像素的阵列分布示意图；
图2是图1所示的感光像素一实施方式的电路结构示意图；
图3是图2所示的感光像素在执行光感测时，各节点处的信号时序图；
图4是本实用新型一实施方式的感光装置中，感光像素与扫描线、数据线和信号参考线之间的连接关系结构，且该感光像素为图2示出的感光像素结构；
图5是图4所示的感光驱动单元一实施方式的结构框图；
图6是图1所示的感光像素另一实施方式的电路结构示意图；
图7是图6所示的感光像素在执行光感测时，各节点处的信号时序图；
图8是图1所示的感光像素又一实施方式的电路结构示意图；
图9是本实用新型一实施方式的感光装置中，感光像素与扫描线、数据线和信号参考线之间的连接关系结构，且该感光像素为图6示出的感光像素结构；
图10是图9所示的感光驱动单元一实施方式的结构框图；
图11是本实用新型一实施方式的感光装置中感光面板的结构示意图；
图12是本实用新型一实施方式的感光装置所应用的电子设备的结构示意图；
图13是图12所示的电子设备沿I-I线的剖面示意图，且图13示出了电子设备的部分结构；
图14是本实用新型一实施方式的显示面板的显示区域与感光面板的感测区域的对应位置示意图；
图15是本实用新型一实施方式的感光装置所应用的电子设备的结构示意图；
图16是图15所示的电子设备沿II-II线的剖面示意图，且图16示出了电子设备的部分结构。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“接触”或“触摸”包括直接接触或间接接触。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
进一步地，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本实用新型的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本实用新型。
本实用新型实施方式提出一种设置于电子设备内的感光装置，尤其设置于电子设备的显示屏下方。该显示屏例如但不限于OLED显示面板等具有发出光信号的显示装置。电子设备工作时，显示屏发出光信号，以执行相应的图像显示。此时，若有目标物体接触或触摸该电子设备，显示屏发出的光信号到达目标物体后发生反射，反射回来的光信号穿过显示屏后被感光装置接收，感光装置将接收到的光信号转换为与光信号对应的电信号，以根据该感光装置产生的电信号，形成目标物体的预定生物特征信息。
上述目标物体的生物特征信息例如但不限于指纹、掌纹、耳纹、脚掌等皮肤纹路信息，以及心率、血氧浓度、静脉等其他生物特征信息。目标物体例如但不限于人体，也可以为其他合适类型的物体。
在某些实施方式中，该电子设备也可以设置用于生物特征信息感测的光源。当该电子设备执行生物特征信息感测时，该光源发出相应的光信号，例如红外光，从而实现对目标物体的心率、血氧浓度、静脉等信息的感测。
电子设备例如但不局限为消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中，消费性电子产品如为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品如为智能门锁、电视、冰箱、穿戴式设备等。车载式电子产品如为车载导航仪、车载DVD等。金融终端产品如为ATM机、自助办理业务的终端等。
请参照图1，图1示出了一感光装置中感光像素的阵列分布结构，该感光装置20包括多个感光像素22，该多个感光像素22按行列方式进行阵列分布，以形成感光阵列201。具体地，该感光阵列201包括多行感光像素和多列感光像素，每行感光像素沿X方向间隔分布，每列感光像素沿Y方向间隔分布。在感光装置20进行图像感测时，可以从X方向上逐行驱动各行感光像素22执行光感测，再从Y方向上读取各感光像素22执行光感测而产生的电信号。当然，形成感光阵列201的各感光像素22不限于图1示出的垂直关系，另外也可以为其他规则方式分布或非规则方式分布。
在某些实施方式中，每一感光像素22均包括传感单元和信号输出单元。其中，所述传感单元用于接收光感测控制信号，在接收到光感测控制信号时，执行光感测，并产生相应的感光信号；所述信号输出单元用于接收输出控制信号，并在接收到所述输出控制信号时，将所述传感单元执行光感测时产生的感光信号输出。
具体地，参照图2，图2示出了图1中一个感光像素22的一种电路结构。本实用新型实施方式中的一感光像素22具有第一输入端In1、第二输入端In2、第三输入端In3、第四输入端In4，以及一第一输出端Out1。光感测控制信号包括第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号。感光像素22包括传感单元和信号输出单元223，传感单元又包括开关单元221和感光单元222，感光单元222连接在开关单元221和信号输出单元223之间。其中，开关单元221通过第三输入端In3接收一参考信号Vref，另外，开关单元221还通过第一输入端In1接收一第一扫描驱动信号，以及通过第四输入端In4接收一第二扫描驱动信号，并在接收到第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号时，将参考信号Vref传输至感光单元222，以驱动感光单元222执行光感测，而且在所述感光单元222开始执行光感测并 持续一预定时间后结束光感测，并对执行光感测产生的感光信号进行锁存。感光单元222接收光信号，并在接收到光信号时将接收到的光信号转换为相应的电信号。信号输出单元223通过第二输入端In2接收输出控制信号，并根据输出控制信号，将感光单元222产生的电信号从第一输出端Out1输出。
可选地，第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号、输出控制信号均为一脉冲信号，且第一扫描驱动信号中高电平信号的持续时间为第一预定时间，输出控制信号中高电平信号的持续时间为第二预定时间，第二扫描驱动信号中高电平信号的持续时间为第三预定时间，而且第三预定时间大于第一预定时间。
在某些实施方式中，感光单元222包括至少一感光器件，该感光器件包括一第一电极和第二电极，第一电极用于接收开关单元221传输过来的参考信号Vref，第二电极用于接收一固定电信号。通过参考信号Vref和固定电信号施加于感光器件的两电极，形成驱动感光器件的驱动电压。该感光器件例如但不限于光电二极管D1，可变更地，该感光器件还可以为光电阻、光敏三极管、薄膜晶体管等等。需要说明的是，感光器件的数量也可以为2个、3个等等。以光电二极管D1为例，该光电二极管D1包括正极和负极，其中正极接收一固定电信号，例如接地信号NGND；负极作为感光器件的第一电极，用于接收开关单元221传输过来的参考信号Vref。需要说明的是，只要参考信号Vref与该固定信号对应施加在光电二极管D1的两端时，能使光电二极管D1两端形成反向电压，从而驱动光电二极管执行光感测即可。
当开关单元221闭合时，该参考信号Vref通过闭合的开关单元221传输至光电二极管D1的负极，由于光电二极管D1内部具有一等效电容，因此参考信号Verf对光电二极管D1内部的等效电容进行充电，从而使得光电二极管D1的负极上的电压Vg逐渐上升并在第一预定时间到达时，电压Vg达到参考信号Vref的电压值并保持不变。此时，光电二极管D1两端的电压差将达到驱动光电二极管工作的反向电压，即光电二极管D1处于工作状态。由于第一扫描驱动信号在第一预定时间到达时，由高电平转为低电平，则开关单元221断开，光电二极管D1内部形成放电回路。此时若有光信号照射到该光电二极管D1，光电二极管D1的反向电流则迅速增大，从而光电二极管D1的负极节点上的电压Vg将发生变化，即随着放电时间逐渐下降。由于光信号的强度越大，光电二极管D1产生的反向电流也越大，则光电二极管D1的负极节点上的电压Vg的下降速度越快。
进一步地，感光单元222还包括至少一第一电容c1。该第一电容c1用于执行光感测时，与感光器件形成放电回路，以获得相应的感光信号。具体地，如图2所示，该第一电容c1与感光器件并联设置，即第一电容c1的第一极板与光电二极管D1的负极连接，第一电容c1 的第二极板接地。在参考信号Vref传输至光电二极管D1的负极时，也对第一电容c1进行充电，且在开关单元221断开时，第一电容c1与光电二极管D1形成放电回路，且第一电容c1的第一极板的电压(即电压Vg)也随放电时间逐渐下降。通过设置第一电容c1，增大了感光单元222的电容容量，从而降低光电二极管D1负极上的电压下降速度，可以保证获取到有效的感光信号，提高了感光装置20对目标物体的感测精度。
进一步地，上述第一电容c1为可变电容，例如由多个电容形成的电容阵列，且该多个电容并联设置，通过控制该多个电容是否接入来实现第一电容c1的容量变化。由于第一电容c1设置为可变电容，因此通过该第一电容c1的容量调整，适应接收到的光信号的变化，从而获得准确、有效的感光信号。具体地，若接收到的光信号的强度越大，则第一电容c1的容量越大，若接收到的光信号的强度越小，则第一电容c1的容量越小。
在某些实施方式中，开关单元221包括一第一晶体管T1和第四晶体管T4，该第一晶体管T1和第四晶体管T4例如但不限于三极管、MOS管、薄膜晶体管中的任意一个或几个。以MOS管为例，该第一晶体管T1包括第一控制电极C1、第一传输电极S1和第二传输电极S2，其中第一控制电极为MOS管的栅极，第一传输电极S1为MOS管的漏极，第二传输电极S2为MOS管的源极。该第四晶体管T4包括第四控制电极C4、第七传输电极S7和第八传输电极S8，其中第四控制电极C4为MOS管的栅极，第七传输电极S7为MOS管的漏极，第八传输电极S8为MOS管的源极。
进一步地，第一控制电极C1与第一输入端In1连接，用于接收第一扫描驱动信号；第一传输电极S1与第三输入端In3连接，用于接收参考信号Vref；第二传输电极S2与感光单元222中光电二极管D1的负极连接。当通过第一输入端In1输入第一扫描驱动信号时，第一晶体管T1根据第一扫描驱动信号导通，参考信号Vref经第一传输电极S1、第二传输电极S2传输至光电二极管D1的负极。第四控制电极C4与第四输入端In4连接，用于接收第二扫描驱动信号；第七传输电极S7与感光器件的第一电极(例如光电二极管的负极)连接，第八传输电极S8与第一电容c1的第一极板连接。而且第一电容c1的第一极板用于连接信号输出单元223＇，即第一电容c1的第一极板与第三晶体管T3的第三控制电极C3连接。当通过第四输入端In4输入第二扫描驱动信号时，第四晶体管T4根据第二扫描驱动信号导通，参考信号Vref经第一晶体管T1和第四晶体管T4传输至第一电容c1第一极板。由于第一扫描驱动信号在第一预定时间到达时转为低电平信号，因此第一晶体管T1截止，此时第一电容c1与光电二极管D1形成放电回路，开始执行光感测。
在某些实施方式中，信号输出单元223包括一第二晶体管T2和缓冲电路。缓冲电路用于将感光单元222产生的电信号进行缓冲。该第二晶体管T2例如但不限于三极管、MOS管、 薄膜晶体管中的任意一个或几个。以MOS管为例，第二晶体管T2包括第二控制电极C2、第三传输电极S3和第四传输电极S4，其中第二控制电极C2为MOS管的栅极，第三传输电极S3为MOS管的漏极，第四传输电极S4为MOS管的源极。第二控制电极C2与第二输入端In2连接，用于接收输出控制信号；所述第三传输电极S3与所述缓冲电路连接，用于接收缓冲电路输出的电信号；第四传输电极S4与第一输出端Out1连接，用于将经过所述缓冲电路缓冲后的电信号输出。
进一步地，缓冲电路连接在感光单元222和第二晶体管T2之间，用于对所述感光单元222转换后的电信号进行缓冲，并在第二晶体管T2导通时，输出缓冲的电信号。本实施例中，该缓冲电路包括一第三晶体管T3，该第三晶体管T3例如但不限于三极管、MOS管、薄膜晶体管中的任意一个或几个。以MOS管为例，该第三晶体管T3包括第三控制电极C3、第五传输电极S5、第六传输电极S6，其中第三控制电极C3为MOS管的栅极，第五传输电极S5为MOS管的漏极，第六传输电极S6为MOS管的源极。第三控制电极C3与光电二极管D1的负极连接，用于接收光电二极管D1执行光感测时产生的电信号；第五传输电极S5用于接收一电压信号Vcc；第六传输电极S6与第二晶体管T2的第三传输电极S3连接，用于在第二晶体管T2导通时输出缓冲的电信号。
上述第三晶体管T3中，第六传输电极S6的电压Vs随第三控制电极C3的电压Vg变化而变化，即不论第六传输电极S6连接的电路负载如何变化，都不影响第六传输电极S6的电压。而且，由于第三晶体管T3特性，电压Vs比电压Vg始终低一个阈值电压，该阈值电压为第三晶体管T3的门限电压。因此，缓冲电路起到缓冲隔离的作用，将感光单元222执行光感测时产生的电信号进行隔离，避免其他的电路负载影响感光单元222产生的感光信号，从而保证了感光像素22准确地执行光感测，提高了感光装置20对目标物体的感测精度。
请参照图3，图3示出了图2所示的感光像素22执行光感测时各节点处的信号时序，其中Vg为光电二极管D1负极上的电压，也为第三晶体管T3的第三控制电极C3上的电压；Vs为第三晶体管T3的第六传输电极S6上的电压。
t1时刻，通过第一输入端In1输入第一扫描驱动信号，同时通过第四输入端In4输入第二扫描驱动信号。根据第一扫描驱动信号，第一晶体管T1导通并持续第一预定时间(即t2-t1)，在该第一预定时间内，参考信号Vref经第一传输电极S1和第二传输电极S2施加至光电二极管D1的负极上。由于光电二极管D1内部具有一等效电容，因此参考信号Verf对光电二极管D1内部的等效电容进行充电，从而使得光电二极管D1的负极上的电压逐渐上升并在达到参考信号Vref的电压值后保持不变。根据第二扫描驱动信号，第四晶体管T4导通 并持续第三预定时间Δt2(即t3-t1)，参考信号Vref经第一晶体管T1以及第四晶体管T4施加至第一电容c1的第一极板，从而对第一电容c1进行充电，第一电容c1的第一极板上的电压逐渐上升并在达到参考信号Vref的电压值后保持不变。
t2时刻，第一扫描驱动信号由高电平变为低电平，第二扫描驱动信号仍然为高电平。此时，第一输入端In1变为低电平信号，第一晶体管T1截止，第一电容c1与光电二极管D1形成放电回路，即第一电容c1对光电二极管D1进行放电，第一电容c1的第一极板上的电压Vg逐渐下降。若光电二极管D1上没有光信号照射，光电二极管D1内部的电流非常弱，如此第一电容c1的第一极板上的电压Vg基本保持不变；若光电二极管D1上有光信号照射，则光电二极管D1内部产生与光信号成正比的电流信号，而且光信号越强，光电二极管D1产生的电流越大，因此第一电容c1的第一极板上的电压Vg的下降速度越快。由于第三晶体管的特性，第三晶体管T3的第六传输电极S6上的电压Vs随第一电容c1的第一极板上的电压Vg变化而变化，而且电压Vs始终比电压Vg低Vth，该Vth为第三晶体管T3的门限电压。
t3时刻，第二扫描驱动信号由高电平变为低电平。此时，第四输入端In4变为低电平信号，第四晶体管T4截止，第一电容c1无法形成放电回路，则第一电容c1的第一极板上的电压Vg将维持不变，如此则对感光单元222执行光感测时产生的感光信号进行锁存。
t4时刻，通过第三输入端In3输入输出控制信号，该输出控制信号为一脉冲信号，且该脉冲信号中高电平的持续时间为第二预定时间。根据输出控制信号，第二晶体管T2导通，此时第一电容c1的第一极板上的电压Vg经第三晶体管T3的第六传输电极S6、第二晶体管T2的第三传输电极S3和第四传输电极S4，从第一输出端Out1输出。该第一输出端Out1输出的电压先从低电平逐渐上升至第六传输电极S6上的电压Vs，然后跟随第六传输电极S6上的电压Vs的变化而变化。由于t3时刻开始，第一电容c1将电压Vg进行锁存，第六传输电极S6上的电压Vs将维持不变，因此该第一输出端Out1输出的电压将维持在电压Vs的幅值。
t5时刻，输出控制信号由高电平变为低电平，第三输入端In3变为低电平信号，第二晶体管T2截止，第一输出端Out1输出的电压逐渐下降或保持不变。为了保证下次信号的有效输出，该第一输出端Out1输出电压需逐渐下降至低电平。由于该第一输出端Out1输出的电压反映了光电二极管D1转换后的电信号，因此通过读取第一输出端Out1的电压信号，即可获得光电二极管D1因接收到光信号而发生变化的电信号大小，进而生成目标物体的生物特征信息。
由于本实用新型实施方式中，开关单元221不但用于驱动感光单元222执行光感 测，而且还控制感光单元222结束光感测，并对感光单元222执行光感测产生的电信号进行锁存，因此处于不同行的感光像素能同时执行光感测，甚至所有的感光像素同时执行光感测，从而给感光信号的输出控制提供了足够的时间以及灵活性。
进一步地，上述第三预定时间Δt2可以为固定值，也可以为变化值。由于光电二极管D1接收到的光信号越大，电压Vg的下降速度越快，从而电压Vs的下降速度也越快，因此，为实现感光信号的准确有效地获取，根据接收到的光信号的强度调整Δt2的大小。具体地，光信号的强度越大，则第三预定时间Δt2越短；光信号的强度越小，则增大第三预定时间Δt2越长。
在某些实施方式中，参照图4，图4示出了感光装置20中感光像素22与各扫描线、数据线以及信号参考线的连接结构，且该感光像素为图2示出的电路结构。感光装置20还包括与多个感光像素22电性连接的扫描线组、数据线组、信号参考线组。其中，扫描线组包括由多条第一扫描线组成的第一扫描线组、由多条第二扫描线组成的第二扫描线组和由多条第三扫描线组成的第三扫描线组，数据线组包括多条数据线，信号参考线组包括多条信号参考线。以图1中的感光阵列201为例，感光阵列201中，X方向上一行感光像素包括间隔排列的n个感光像素22，Y方向上的一列感光像素包括间隔排列的m个感光像素22，因此该感光阵列201一共包括m*n个感光像素22。对应地，第一扫描线组包括m条第一扫描线，且该m条第一扫描线沿Y方向间隔排列，例如G11、G12、…G1m；第二扫描线组包括m条第二扫描线，且该m条第二扫描线也沿Y方向间隔排列，例如G21、G22、…G2m；第三扫描线组包括m条第三扫描线，且该m条第三扫描线也沿Y方向间隔排列，例如G31、G32、…G3m；信号参考线组包括m条信号参考线，且该m条信号参考线沿Y方向间隔排列，例如L1、L2、…Lm；数据线组包括n条数据线，且该n条数据线沿X方向间隔排列，例如Sn1、Sn2、…Sn-1、Sn。当然，感光装置20的扫描线组、数据线组和信号参考线组也可以为其他规则方式分布或非规则方式分布。另外，由于第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线、信号参考线和数据线具有导电性，因此处于交叉位置的第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线、信号参考线和数据线之间通过绝缘材料进行隔离。
具体地，第一扫描线与感光像素22的第一输入端In1连接，第二扫描线与感光像素22的第二输入端In2连接，信号参考线与感光像素22的第三输入端In3连接，第三扫描线与感光像素22的第四输入端In4连接，数据线与感光像素22的第一输出端Out1连接。其中，为了布线方便，第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线、信号参考线均从X方向上引出，数据线从Y方向上引出。
在某些实施方式中，感光装置20的感光驱动电路进一步用于：提供第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给多个感光像素，以使感光像素22在第一预定时间到达时开始执行光感测后，在第三预定时间到达时控制感光像素结束执行光感测，以对感光像素执行光感测时产生的电信号进行锁存，提供一输出控制信号给所述多个感光像素，以控制感光像素锁存的电信号输出。
进一步地，多个感光像素22呈阵列分布，该感光驱动电路进一步用于：逐行或隔行提供所述第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给所述多个感光像素，以驱动所述多个感光像素逐行或隔行执行光感测；或者，同时提供所述第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给所有的感光像素，以驱动所有的感光像素同时执行光感测。如此，通过该感光驱动电路一次能驱动一行感光像素，甚至所有的感光像素同时执行光感测，从而加快了感测速度。
进一步地，继续参照图4，该感光驱动电路包括一感光驱动单元24，第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线、信号参考线均连接至该感光驱动单元24。具体地，请参照图5，图5示出了图4中感光驱动单元24一实施方式的结构。该感光驱动单元24包括提供第一扫描驱动信号的第一驱动电路241、提供输出控制信号的第二驱动电路242、提供参考信号Vref的信号参考电路243和提供第二扫描驱动信号的第三驱动电路244。其中，该感光驱动单元24的各电路可通过硅工艺集成在一颗控制芯片中，当然该感光驱动单元24的各电路也可以分开形成。例如，第一驱动电路241和第二驱动电路242、第三驱动电路244与感光像素22一起形成在同一基板上，信号参考电路243则通过柔性电路板与感光装置20上的多条信号参考线连接。
在某些实施方式中，参考电路243用于提供参考信号Vref，该参考电路243通过第一开关(例如，图2所示的开关单元221中的第一晶体管T1)可选择性地与所述感光单元222电性连接。在第一开关闭合时，该参考信号Vref通过闭合的第一开关传输给相应的感光单元222。
第一驱动电路241与感光装置20的第一扫描线电性连接，用于提供第一扫描驱动信号给第一开关，以控制第一开关闭合，并在第一预定时间(例如，图3所示的t2-t1)到达时，控制第一开关断开，从而驱动感光单元222开始执行光感测。
第三驱动电路244与感光装置20的第三扫描线电性连接，用于在第一驱动电路241提供第一扫描驱动信号的同时，提供第二扫描驱动信号给第三开关(例如，图3所示的开关单元221中的第四晶体管T4)，以在第一开关闭合的同时第三开关也闭合，且在第三开关闭合并达到第三预定时间(例如，图3所示的t3-t1)时，控制第三开关断开，从而控制感光单元222结束执行光感测，且该感光单元222执行光感测时产生的电信号被第一电容c1锁存。
第二驱动电路242与感光装置20的第二扫描线电性连接，用于在控制感光单元222结束执行光感测后，例如在第三开关断开并达到第五预定时间(例如图3所示的t4时刻)时，提供输出控制信号给第二开关(例如，图3所示的信号输出单元223中的第二晶体管T2)，控制第二开关闭合并持续第二预定时间，以将感光单元222执行光感测时产生的电信号输出。
在某些实施方式中，请继续参照图4，该感光驱动电路进一步包括信号处理单元25，图4所示的感光装置20中的数据线均连接该信号处理单元25，该信号处理单元25可通过硅工艺集成在一颗检测芯片中。当然，该信号处理单元25也可以和感光驱动单元24集成在一颗处理芯片中。具体地，该信号处理单元25用于对所述感光单元222执行光感测产生的电信号进行读取，并根据读取的电信号获得接触或接近所述感光面板的目标物体的预定生物特征信息。可以理解的是，由于感光单元执行光感测时产生的电信号被锁存，因此给信号处理单元25的信号读取提供了更充足的时间以及灵活性，同时也节省了感测时间，加快了感测速度。另外，为了采集到准确有效的电信号，在第二预定时间内，该信号处理单元25可以对感光单元222执行光感测时产生的电信号进行多次读取。
在某些实施方式中，该信号处理单元25包括多个处理通道，可选地，每个处理通道对应连接一条数据线。然，可变更地，也可以每个处理通道对应连接至少两条数据线，通过分时复用的方式，每次选择读取一条数据线上的电信号，然后再选择另一条数据线上的电信号，以此类推，直到所有数据线上的电信号均被读取。如此，可以减少处理通道的个数，从而节省了感光装置20的成本。
请参照图6，图6出了图1中一个感光像素22的另一种电路结构。本实用新型实施方式中的一感光像素22具有第一输入端In1＇、第二输入端In2＇、第三输入端In3＇、第四输入端In4和第五输入端In5，以及一第一输出端Out1＇和第二输出端Out2。光感测控制信号包括第一扫描驱动信号以及第二扫描驱动信号。该感光像素22包括传感单元和信号输出单元223＇，该传感单元包括开关单元221＇、感光单元222＇。其中，开关单元221＇通过第三输入端In3＇接收一参考信号Vref，另外，开关单元221＇还通过第一输入端In1＇接收一第一扫描驱动信号，以及通过第四输入端In4＇接收一第二扫描驱动信号，并在接收到第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号时，将参考信号Vref分别传输至感光单元222＇的第一分支电路2221和第二分支电路2222，以驱动感光单元222＇执行光感测。感光单元222＇执行光感测时，用于接收光信号，并在接收到光信号时将接收到的光信号转换为相应的电信号。在所述感光单元222＇执行光感测并持续一预定时间后结束光感测，并对执行光感测产生的感光信号进行锁存。提供光感测控制信号的同时，提 供输出控制信号，即信号输出单元223＇通过第五输入端In5接收一恒定电流信号Is，并通过第二输入端In2＇接收该输出控制信号，从而使得恒定电流信号Is传输至转换电路2231，转换电路2231根据第一分支电路2221的第一端的电信号和第二分支电路2222的第一端的电信号，将恒定电流信号Is转换为二不同的电流信号，并对应从第一输出端Out1＇、第二输出端Out2输出。
可选地，第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号、输出控制信号均为一脉冲信号，且第一扫描驱动信号中高电平信号的持续时间为第一预定时间，输出控制信号中高电平信号的持续时间为第二预定时间，第二扫描驱动信号中高电平信号的持续时间为第三预定时间，而且第三预定时间大于第一预定时间。
在某些实施方式中，感光单元222＇包括第一分支电路2221和第二分支电路2222。其中，第一分支电路2221用于执行光感测，即接收光信号，并将接收到的光信号转换为相应的电信号；第二分支电路2222用于将第二分支电路2222的第一端的电信号维持在所述参考信号Vref的幅值。具体地，该感光单元222＇与图2所示的感光单元222的结构类似，该感光单元222＇除了图2所示的感光单元222的结构外，还包括一第二电容c2，且感光器件与第一电容c1为感光单元222＇的第一分支电路2221，第二电容c2为感光单元222＇的第二分支电路2222。
关于第一分支电路2221，这里定义光电二极管D1的负极与第一电容c1的第一极板为第一分支电路2221的第一端，光电二极管D1的正极与第一电容c1的第二极板为第一分支电路2221的第二端。该第一分支电路2221的工作原理请参照前面描述实施。第二分支电路2222中，第二电容c2中第一极板用于接收开关单元221＇传输过来的参考信号Vref，第二极板用于接收一固定电信号，例如地信号NGND。参考信号Vref对第二电容c2进行充电，从而使得第二电容c2的第一极板上的电压Vn逐渐上升并在达到参考信号Vref的幅值后保持不变。需要说明的是，这里定义第二电容c2的第一极板为第二分支电路2222的第一端，第二电容c2的第二极板为第二分支电路2222的第二端。
进一步地，在某些实施方式中，开关单元221包括第五晶体管T5和第六晶体管T6、第八晶体管T8。该第五晶体管T5和第六晶体管T6、第八晶体管T8例如但不限于三极管、MOS管、薄膜晶体管中的任意一个或几个。以MOS管为例，该第五晶体管T5包括第五控制电极C5、第九传输电极S9和第十传输电极S10，其中第五控制电极C5为MOS管的栅极，第九传输电极S9为MOS管的漏极，第十传输电极S10为MOS管的源极。第六晶体管T6包括第六控制电极C6、第十一传输电极S11、第十二传输电极S12，其中第六控制电极C6为MOS管的栅极，第十一传输电极S11为MOS管的漏极，第十二传输电极S12为MOS 管的源极。该第八晶体管T8包括第五控制电极C8、第十五传输电极S15和第十六传输电极S16，其中第八控制电极C8为MOS管的栅极，第十五传输电极S15为MOS管的漏极，第十六传输电极S16为MOS管的源极。
第五控制电极C5和第六控制电极C6均与第一输入端In1＇连接，用于接收第一扫描驱动信号；第九传输电极S9和第十一传输电极S11均与第三输入端In3＇连接，用于接收参考信号Vref；第十传输电极S10与感光单元222＇的第一分支电路2221的第一端连接，用于在第五晶体管T5导通时，将参考信号Vref传输至感光单元222＇的第一分支电路2221；第十二传输电极S12与感光单元222＇的第二分支电路2222的第一端连接，用于在第六晶体管T6导通时，将参考信号Vref传输至感光单元222＇的第二分支电路2222。
第八控制电极C8与第四输入端In4＇连接，用于接收第二扫描驱动信号；第十五传输电极S15与第一电容c1的第一极板连接，第十六传输电极S16与感光器件的第一电极(例如光电二极管的负极)连接。而且第一电容c1的第一极板用于连接信号输出单元223＇，即第一电容c1的第一极板与信号传输单元223＇连接。
在某些实施方式中，本实施方式中的信号输出单元223＇包括第七晶体管T7和转换电路2231。该第七晶体管T7例如但不限于三极管、MOS管、薄膜晶体管中的任意一个或几个。以MOS管为例，第七晶体管T7包括第七控制电极C7、第十三传输电极S13和第十四传输电极S14，其中第七控制电极C7为MOS管的栅极，第十三传输电极S13为MOS管的漏极，第十四传输电极S14为MOS管的源极。第七控制电极C7与第二输入端In2＇连接，用于接收输出控制信号；第十三传输电极S11与第五输入端In5连接，用于接收一恒定电流信号Is，第十四传输电极S14与所述转换电路2231连接。所述第七晶体管T7根据所述输出控制信号导通，以将恒定电流信号Is传输至所述转换电路2231。
进一步地，转换电路2231包括差分对管，该差分对管具有三个输入端和两个输出端，其中一输入端与第七晶体管T7的第十四传输电极S14连接，用于接收第七晶体管T7传输过来的恒定电流信号Is；另外两个输入端对应连接第一分支电路2221的第一端(即光电二极管D1的负极和第一电容c1的第一极板)和第二分支电路2222的第一端(即第二电容c2的第一极板)；两个输出端根据第一分支电路2221的第一端的电信号Vp和第二分支电路2222的第一端的电信号Vn，将恒定电流信号Is转换为二不同的电流信号Ip及In，且该二不同的电流信号幅值之和等于恒定电流信号Is的幅值。
具体地，该转换电路2231包括第九晶体管T9和第十晶体管T10。该第九晶体管T9和第十晶体管T10例如但不限于三极管、MOS管中的任意一个或几个。以MOS管为例，该第十晶体管T10包括第十控制电极C10、第十九传输电极S19和第二十传输电极S20，其中第 九控制电极C9为MOS管的栅极，第十九传输电极S19为MOS管的漏极，第二十传输电极S20为MOS管的源极。第九晶体管T9包括第九控制电极C9、第十七传输电极S17、第十八传输电极S18，其中第九控制电极C9为MOS管的栅极，第十七传输电极S17为MOS管的漏极，第十八传输电极S18为MOS管的源极。
第九晶体管T9的第九控制电极C9与第一分支电路2221的第一端(例如第一电容c1的第一极板)连接；第十七传输电极S17与第七晶体管T7的第十四传输电极S14连接，用于接收第七晶体管T7传输过来的恒定电流信号Is；第十八传输电极S18与第一输出端Out1＇连接，用于输出一电流信号Ip。第十晶体管T10的第十控制电极C10与第二分支电路2222的第一端(例如第二电容c2的第一极板)连接；第十九传输电极S19与第七晶体管T7的第十四传输电极S14连接，用于接收第七晶体管T7传输过来的恒定电流信号Is；第二十传输电极S20与第二输出端Out2连接，用于输出另一电流信号In。
进一步地，第十晶体管T10和第九晶体管T9组成一差分对管，当第九晶体管T9的第九控制电极C9上的电压Vp和第十晶体管T10的第十控制电极C10上的电压Vn相等时，该差分对管处于平衡状态，第九晶体管T9的第十八传输电极S18和第十晶体管T10的第二十传输电极S20输出幅值相等的电流信号。当第九晶体管T9的第九控制电极C9上的电压Vp和第十晶体管T10的第十控制电极C10上的电压Vn存在压差时，该差分对管输出二幅值不同的差分电信号。通过将该二幅值不同的差分电信号输入至差分放大器的两输入端，从而可以获得相应的放大电信号。
请参照图7，图7示出了图6的感光像素22执行光感测时的信号时序，其中Vp为第一电容c1的第一极板上的电压，也就是光电二极管D1负极上的电压；Vn为第二电容c2的第一极板上的电压；In为第一输出端Out1＇输出的电流信号，Ip为第二输出端Out2输出的电流信号。
t1时刻，通过第一输入端In1＇输入第一扫描驱动信号，同时通过第四输入端In4＇输入第二扫描驱动信号。第五晶体管T5和第六晶体管T6根据高电平信号导通，第八晶体管T8根据高电平信号导通。
当第五晶体管T5导通时，参考信号Vref经第九传输电极S9和第十传输电极S10传输至光电二极管D1的负极上。由于光电二极管D1内部具有一等效电容，因此参考信号Verf对光电二极管D1内部的等效电容进行充电，从而使得光电二极管D1的负极上的电压逐渐上升并在达到参考信号Vref的电压值后保持不变。同时，当第八晶体管T6导通时，参考信号Vref经过第五晶体管T5后，再经第八晶体管T8传输至第一电容c1的第一极板上，从而对第一电容c1进行充电，第一电容c1的第一极板上的电压Vp逐渐上升并在达到参考信号 Vref的电压值后保持不变。
当第六晶体管T6导通时，参考信号Vref经第十一传输电极S11和第十二传输电极S12传输至第二电容c2的第一极板上，从而对第二电容c2进行充电，第二电容c2的第一极板上的电压Vn逐渐上升并在达到参考信号Vref的电压值后保持不变。
t2时刻，第一扫描驱动信号由高电平转为低电平，第二扫描驱动信号仍然为高电平信号。因此，第一输入端In1＇变为低电平信号，第四输入端In4＇仍然为高电平信号，则第五晶体管T5和第二晶体管T2均截止，第八晶体管T8仍然导通，此时第一电容c1与光电二极管D1形成放电回路，即第一电容c1对光电二极管D1进行放电，第一电容c1的第一极板上的电压Vp逐渐下降。若光电二极管D1上没有光信号照射，光电二极管D1内部的电流非常弱，如此第一电容c1的第一极板上的电压Vp基本保持不变；若光电二极管D1上有光信号照射，则光电二极管D1内部产生与光信号成正比的电流信号，而且光信号越强，光电二极管D1产生的电流越大，因此第一电容c1的第一极板上的电压Vp的下降速度越快。当第六晶体管T6截止时，第二电容c2无法形成放电回路，则第二电容c2的第一极板上的电压Vn将维持不变，即维持参考信号Vref不变。
t3时刻，第二扫描驱动信号由高电平信号转为低电平信号。因此，第四输入端In4＇变为低电平信号，第八晶体管T8截止，第一电容c1无法形成放电回路，则第一电容c1的第一极板上的电压Vp将保持不变，如此则将感光单元222＇获得的感光信号进行锁存。
t4时刻，通过第二输入端In2＇输入输出控制信号，该输出控制信号为一高电平信号。由于输出控制信号为高电平信号，第七晶体管T7导通，转换电路2231将恒定电流信号转换为二电信号，并输出。若电压Vp和电压Vn的幅值一致，则转换电路2231的差分对管处于平衡状态，第一输出端Out1＇输出的电信号和第二输出端Out2输出的电信号相等。若电压Vp和电压Vn的幅值不一致，即存在一定的差值，则转换电路2231的差分对管输出两个幅值不同的电流信号。且该两个电流信号的幅值之和等于恒定电流信号的幅值。由于感光单元222＇执行光感测后，第一分支电路2221第一端的电信号Vp逐渐下降，而第二分支电路2222第一端的电信号Vn则维持Vref不变，则电信号Vn与电信号Vp之间存在压差，且电信号Vp下降得越多，则压差越大。因此，如图7所示，由于从t3时刻开始，第八晶体管T8截止，电压Vp因第一电容cl维持不变，电压Vn因第二电容c2也维持不变。因此，t4时刻第七晶体管T7导通时，第一输出端Out1＇输出的电流信号Ip的幅值与电信号Vp的幅值对应，第二输出端Out2输出的电流信号In的幅值与电信号Vn的幅值对应。而且，由于电信号Vp的电压下降，因此电流信号In的幅值相比平衡状态时的电流幅值上升，电流信号Ip的幅值相比平衡状态时的电流幅值下降。该两路差分信号输入至差分放大器 中后输出的电信号则相比一路电信号放大了一倍，从而达到了信号放大的作用。
t5时刻，输出控制信号由高电平信号转为低电平信号，因此第二输入端In2＇变为低电平信号，第七晶体管T7截止，则第一输出端Out1＇和第二输出端Out2停止输出电信号，即变为低电平信号。在t5时刻与t4时刻之间的这段时间内，将从第一输出端Out1＇和第二输出端Out2处读取相应的电流信号，并根据该两路电流信号，即可获得感光单元222＇执行光感测而产生的电流信号，进而获得目标物体的生物特征信息。
进一步地，上述t3时刻与t2时刻之间的第三预定时间Δt2内，感光单元222＇执行光感测，且在t3时刻时对执行光感测时产生的电信号进行锁存。而且，该第三预定时间Δt2可以为固定值，也可以为变化值。由于光电二极管D1接收到的光信号越大，电压Vp的降低速度越快，因此，为实现感光信号的准确有效地获取，根据接收到的光信号的强度调整Δt2的大小。具体地，光信号的强度越大，则Δt2越短；光信号的强度越小，则Δt2越长。
进一步地，由于感光单元222＇执行光感测时产生的感光信号被锁存，因此t4时刻与t3时刻之间的间隔可以灵活设置，而且所有的感光单元222＇可以同时执行光感测，使得控制时序简单，而且整个感光读出的时间短，有利于缩短感测时间，提高用户体验。可选地，为防止读出等待过程中锁存信号的电荷泄漏，均在每个感光单元222＇结束执行光感测并到达第五预定时间(例如t4-t3)时，控制锁存的信号输出。
由于本实用新型实施方式中，开关单元221＇不但用于驱动感光单元222＇执行光感测，而且还控制感光单元222＇结束执行光感测，并对感光单元222＇执行光感测时产生的电信号进行锁存，因此处于不同行的感光像素能同时执行光感测，甚至所有的感光像素同时执行光感测，从而给感光信号的输出控制提供了足够的时间以及灵活性。另外，感光像素22通过差分对管的结构，使得感光单元222＇执行光感测而产生的电流信号以两路差分信号的方式输出，从而实现了电信号的放大，再加上该两路差分信号均为电流信号相对电压信号的输出，提高了信号的抗干扰能力，因此提高了感光装置20的感测精度。
在某些实施方式中，参照图8，与图6示出的感光像素22的区别在于：本实用新型实施方式中的感光像素22中，第五晶体管T5的第十传输电极S10与第一电容c1的第一极板连接。在第五晶体管T5和第六晶体管T6截止后，由于晶体管的特性，即使晶体管处于截止状态，该晶体管也会存在一定的漏电现象，因此第二电容c2上的部分电荷将从第六晶体管T6处漏出，由此将造成漏电失衡。对此，本实用新型实施方式通过第一晶体管T1连接至第一电容c1的第一极板，从而使得第五晶体管T5和第六晶体管T6截止后，即使存在漏电现象，第一电容c1和第二电容c2的漏电一致，即解决了漏电失衡的问题，提高了感光装置20的感测精度。
进一步地，参照图9，感光装置20还包括与多个感光像素22电性连接的扫描线组、数据线组、信号参考线组。其中，扫描线组包括由多条第一扫描线组成的第一扫描线组、由多条第二扫描线组成的第二扫描线组和由多条第三扫描线组成的第三扫描线组，数据线组包括多条数据线，信号参考线组包括多条信号参考线。以图1中的感光阵列201为例，感光阵列201中，X方向上一行感光像素包括间隔排列的n个感光像素22，Y方向上的一列感光像素包括间隔排列的m个感光像素22，因此该感光阵列201一共包括m*n个感光像素22。对应地，第一扫描线组包括m条第一扫描线，且该m条第一扫描线沿Y方向间隔排列，例如G11、G12、…G1m；第二扫描线组包括m条第二扫描线，且该m条第二扫描线也沿Y方向间隔排列，例如G21、G22、…G2m；第三扫描线组包括m条第三扫描线，且该m条第三扫描线也沿Y方向间隔排列，例如G31、G32、…G3m；信号参考线组包括m条信号参考线，且该m条信号参考线沿Y方向间隔排列，例如L1、L2、…Lm；数据线组包括n条数据线，且该n条数据线沿X方向间隔排列，例如Sn1、Sn2、…Sn-1、Sn。当然，感光装置20的扫描线组、数据线组和信号参考线组也可以为其他规则方式分布或非规则方式分布。另外，由于第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线、信号参考线和数据线具有导电性，因此处于交叉位置的第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线、信号参考线和数据线之间通过绝缘材料进行隔离。
具体地，第一扫描线与感光像素22的第一输入端In1＇连接，第二扫描线与感光像素22的第二输入端In2＇连接，信号参考线与感光像素22的第三输入端In3＇连接，第三扫描线与感光像素22的第四输入端In4＇连接，第一数据线与感光像素22的第一输出端Out1＇连接，第二数据线与感光像素22的第二输出端Out2＇连接，第三数据线与感光像素22的第w五输入端In5连接。其中，为了布线方便，第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线、信号参考线均从X方向上引出，第一数据线、第二数据线、第三数据线从Y方向上引出。
在某些实施方式中，感光装置20的感光驱动电路进一步用于：提供一第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给多个感光像素，以使所述多个感光像素在第一预定时间到达时开始执行光感测，在第三预定时间到达时结束执行光感测，以对该感光像素执行光感测时产生的电信号进行锁存；在所述感光像素结束执行光感测后，提供一输出控制信号，以使感光像素根据锁存的电信号，将恒定电信号转换为二不同的电信号，并输出。
进一步地，多个感光像素22呈阵列分布，该感光驱动电路进一步用于：逐行或隔行提供所述第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给所述多个感光像素，以驱动所述多个感光像素逐行或隔行执行光感测；或者，同时提供所述第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给所有的感光像素，以驱动所有的感光像素同时执行光感测。如此，通过该感光驱动电路一次能 驱动一行感光像素，甚至所有的感光像素同时执行光感测，从而加快了感测速度。
进一步地，继续参照图9，该感光驱动电路包括一感光驱动单元24，第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线、信号参考线均连接至该感光驱动单元24。具体地，请参照图10，该感光驱动单元24包括提供第一扫描驱动信号的第一驱动电路241＇、提供输出控制信号的第二驱动电路242＇、提供参考信号Vref的信号参考电路243＇和提供第二扫描驱动信号的第三驱动电路244＇。其中，该感光驱动单元24的各电路可通过硅工艺集成在一颗控制芯片中，当然该感光驱动单元24的各电路也可以分开形成。例如，第一驱动电路241＇和第二驱动电路242＇、第三驱动电路244＇与感光像素22一起形成在同一基板上，信号参考电路243＇则通过柔性电路板与感光装置20上的多条信号参考线连接。
在某些实施方式中，参考电路243＇用于提供参考信号Vref，该参考电路243＇通过感光像素22的第四开关(例如，图6所示的开关单元221＇中的第五晶体管T5)可选择性地与所述感光单元222＇的第一分支电路2221电性连接。在第四开关闭合时，该参考信号Vref通过闭合的第四开关传输至感光单元222＇的第一分支电路2222＇。同时，该参考电路243＇还通过感光像素22的第五开关(例如，图6所示的开关单元221＇中的第六晶体管T6)可选择性地与所述感光单元222＇的第二分支电路2222电性连接。在第五开关闭合时，该参考信号Vref通过闭合的第五开关传输至感光单元222＇的第二分支电路2222。
第一驱动电路241＇与感光装置20的第一扫描线电性连接，用于提供第一扫描驱动信号给第四开关和第五开关，第三驱动电路244＇与感光装置20的第三扫描线电性连接，用于在第一驱动电路提供第一扫描驱动信号的同时，提供第二扫描驱动信号给第七开关(例如图6所示的开关单元221＇的第八晶体管T8)，以控制第四开关、第五开关和第七开关闭合，并在第一预定时间到达时，控制第四开关和第五开关断开，从而驱动感光单元222＇开始执行光感测；在第三预定时间到达时，控制第七开关断开，从而控制感光单元222＇结束执行光感测，而且通过第一电容c1对该感光单元222＇产生的感光信号进行锁存。
第二驱动电路242与感光装置20的第二扫描线电性连接，用于在控制感光单元222结束执行光感测后，例如在七开关断开并达到第五预定时间(如图7所示的t4时刻)，提供输出控制信号给第六开关，以控制第六开关(例如图6所示的信号输出单元223＇的第七晶体管T7)闭合，并在第二预定时间到达时，控制第六开关断开。该第二预定时间内，转换电路2231＇根据感光单元222＇执行光感测时产生的电信号，将恒定电流信号转换为二不同的电流信号，并输出。
在某些实施方式中，请继续参照图9，该感光驱动电路进一步包括信号处理单元25，图9所示的感光装置20中的数据线均连接该信号处理单元25，该信号处理单元25可通过硅工 艺集成在一颗检测芯片中。当然，该信号处理单元25也可以和感光驱动单元24集成在一颗处理芯片中。具体地，该信号处理单元25用于读取感光像素22从第一输出端Out1＇和第二输出端Out2输出的电流信号，并根据读出的电信号获得接触或接近所述感光面板的目标物体的预定生物特征信息。可以理解的是，由于感光单元222＇执行光感测时产生的电信号被锁存，因此给信号处理单元25的信号读取提供了更充足的时间以及灵活性，同时也节省了感测时间，加快了感测速度。另外，为了采集到准确有效的电信号，在第二预定时间内，该信号处理单元25可以对感光单元222＇执行光感测时产生的电信号进行多次读取。
在某些实施方式中，该信号处理单元25包括多个处理通道，可选地，每个处理通道对应连接一条数据线。然，可变更地，也可以每个处理通道对应连接至少两条数据线，通过分时复用的方式，每次选择读取一条数据线上的电信号，然后再选择另一条数据线上的电信号，以此类推，直到所有数据线上的电信号均被读取。如此，可以减少处理通道的个数，从而节省了感光装置20的成本。
在某些实施方式中，请参照图11，图11示出了本实用新型另一实施方式的感光装置的结构。该感光装置20进一步包括一感光面板200，该感光面板200又包括一基底26，多个感光像素22设置于该基底26上。可选地，该感光像素22呈阵列分布。上述感光驱动电路用于驱动该多个感光像素执行光感测，并控制感光像素执行光感测时产生的电信号输出。该感光像素22执行光感测时，用于接收上方来的光信号，并将接收到的光信号转换为相应的电信号，因此多个感光像素22的感光区域界定形成感测区域203，感测区域203以外的区域则为非感测区域202。为了方便线路布设，该非感测区域202用于设置感光像素22执行光感测所需的驱动电路，例如上述感光驱动电路。或者，该非感测区域202用于设置供电性连接件连接的线路绑定区。例如，以图10所示的感光驱动单元为例，第一驱动电路241＇和第二驱动电路242＇、第三驱动电路244＇、参考电路243＇均形成在基底26上。或者，第一驱动电路241＇、第二驱动电路242＇、第三驱动电路244＇、参考电路243＇通过电性连接件(例如，柔性电路板)与感光像素22电性连接。
在某些实施方式中，上述信号处理单元25可根据基底26的类型是选择形成在基底26上，还是选择例如通过电性连接件(例如，柔性电路板)与感光像素22电性连接。例如，当所述基底26为硅基底时，所述信号处理单元25可选择形成在基底26上，也可选择例如通过柔性电路板与感光像素22电性连接；当所述基底26为绝缘基底时，所述信号处理单元25则需要例如通过柔性电路板与感光像素22电性连接。
在某些实施方式中，该感光装置20为一感光芯片，用于感测接触或接近感光装置20的目标物体的生物特征信息。可选地，该感光装置20为一指纹感测芯片，用于感测用户手指 的指纹图像。
进一步地，参照图12和图13，图12示出了本实用新型一实施方式的电子设备的结构，图13示出了图12所示的电子设备沿I-I线的一实施方式的剖面结构，而且图13仅示出了电子设备的部分结构。该电子设备包括上述任意一实施结构的感光装置，既用于电子设备的图像显示，又用于对接触或接近电子设备的目标物体的生物特征信息进行感测。
电子设备例如但不局限为消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中，消费性电子产品如为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品如为智能门锁、电视、冰箱、穿戴式设备等。车载式电子产品如为车载导航仪、车载DVD等。金融终端产品如为ATM机、自助办理业务的终端等。图12示出的电子设备以手机类的移动终端为例，然上述生物感测模组也可适用于其它合适的电子产品，并不局限于手机类的移动终端。
具体地，该移动终端3的正面设有一显示装置(未示出)，该显示装置包括一显示面板300，该显示面板300上方设有保护盖板400。可选地，该显示面板300的屏占比较高，例如80％以上。屏占比是指显示面板300的显示区域305占移动终端3的正面区域的比例。该感光装置20(参见图4及图8)中感光面板200为一与显示面板300适配的面板结构，且对应设置在该显示面板300的下方。若该显示面板300为柔性曲面状，则该感光面板200也为柔性曲面状。因此，该感光面板200并不仅表示平面结构，也可以为曲面结构。如此，便于感光面板200与显示面板300的层叠组装。
由于感光面板200位于显示面板300下方，因此显示面板300具有供目标物体反射回来的光信号穿过的透光区域，从而使得感光面板200能接收到穿过显示面板300的光信号，并将接收到的光信号转换为电信号，根据转换后的电信号获取接触或接近电子设备的目标物体的预定生物特征信息。
本实用新型实施方式中，该电子设备除了具有上述实施方式中描述的感光装置20的效果外，还利用显示面板300发出的光信号实现目标物体的生物特征信息感测，不需要额外设置光源，从而不但节省了电子设备的成本，而且还实现了对接触或触摸显示面板300的显示区域305内目标物体进行生物特征信息感测。另外，该感光装置20可以独立制成后，再进行电子设备的组装，从而加快了电子设备的制备。
当移动终端3处于亮屏状态、且处于生物特征信息感测模式时，该显示面板300发出光信号。当一物体接触或接近该显示区时，该感光装置20接收由该物体反射回来的光信号，转换接收到的光信号为相应的电信号，并根据该电信号获取该物体的预定生物特征信息，例如，指纹图像信息。从而，该感光装置20可实现对接触或接近显示区域任意位置的目标物 体进行感测。
在某些实施方式中，显示面板300例如但不限于OLED显示器件，只要能实现显示效果且具有供光信号穿过的透光区域的显示器件均在本实用新型的保护范围。另外，显示面板300可以为底发射结构、顶发射结构、双面透光结构，而且，该显示屏可以为刚性材质的硬屏，也可以为柔性材质的柔性屏。
在某些实施方式中，感光面板200用于执行对显示面板300的显示区域内任意位置的目标物体的生物特征信息感测。例如，具体地，例如请结合参照图12、图13和图14，显示面板300具有一显示区域305和非显示区域306，该显示区域305由显示面板300的所有显示像素32的发光区域界定，显示区域305以外的区域为非显示区域306，非显示区域306用于设置驱动显示像素32的显示驱动电路等电路或者设置供柔性电路板连接的线路绑定区。感光面板200具有一感测区域203和非感测区域204，该感测区域203由感光面板200的所有感光像素22的感测区域界定，感测区域203以外的区域为非感测区域204，非感测区域204用于设置驱动感光像素22执行光感测的感光驱动单元24等电路或者供柔性电路板连接的线路绑定区。感测区域203的形状与显示区域305的形状一致，且感测区域203的大小大于或等于显示区域305的大小，如此使得感光面板200能对接触或接近显示面板300的显示区域305任意位置的目标物体的预定生物特征信息的感测。进一步地，感光面板200的面积小于或等于显示面板300的面积，且感光面板200的形状与显示面板300的形状一致，如此便于感光面板200与显示面板300的组装。然，可变更地，在某些实施方式中，感光面板200的面积也可以大于显示面板300的面积。
在某些实施方式中，所述感光面板200的感测区域203也可为小于显示面板300的显示区域305，以实现显示面板300显示区域305的局部区域的目标物体的预定生物特征信息的感测。
进一步地，显示装置进一步用于执行触摸感测，当所述显示装置检测到目标物体的触摸或接近之后，所述控制显示面板对应触摸区域的位置发光。
然，可变更地，在某些实施方式中，请参照图15以及图16，图15示出了本实用新型一实施方式的电子设备的结构，图16示出了图15所示的电子设备沿II-II线的剖面结构，而且图16仅示出了电子设备的部分结构。本实用新型实施方式的感光模组应用于一移动终端3，该移动终端的正面设有一显示面板300，该显示面板300上方设有保护盖板400。该显示面板300的屏占比较高，例如80％以上。屏占比是指显示面板300的实际显示区域305占移动终端的正面区域的比例。该显示面板300的实际显示区域305的中下位置处设有一供目标物体触摸的生物感测区域S，以进行目标物体的生物特征信息感测，例如目标物体为手指， 则该生物感测区域S为指纹识别区域，以进行指纹识别。对应地，显示面板300下方对应该指纹识别区域S的位置设有一感光装置20，该感光装置20用于在手指放置于指纹识别区域S时，获取该手指的指纹图像。可以理解的是，设置于显示面板300的中下位置是为了用户手持移动终端时，方便手指触摸显示面板300的位置。当然，也可以设置于方便手指触摸的其他位置。
在某些实施方式中，电子设备进一步包括一触摸传感器(图中未示出)，通过该触摸传感器可以确定目标物体在保护盖板400上的触摸区域。该触摸传感器采用电容触摸感测技术，当然也可以通过其他方式，例如电阻式触摸感测、压感式触摸感测等等。所述触摸传感器用于在一目标物体接触所述保护盖板400时，确定所述目标物体的触摸区域，以驱动对应触摸区域的显示像素点亮以及感光像素执行光感测。
在某些实施方式中，所述触摸传感器或者与所述保护盖板400集成，或者与感光面板200集成，或者与显示面板300集成。通过集成的触摸传感器，不但实现了对目标物体的触摸检测，而且也减小了电子设备的厚度，有利于电子设备朝轻薄化方向发展。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (18)

  1. 一种感光驱动电路，其特征在于：所述感光驱动电路用于提供一第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给多个感光像素，以使所述多个感光像素在第一预定时间到达时开始执行光感测，在第三预定时间到达时结束执行光感测，以对该感光像素执行光感测时产生的电信号进行锁存；在所述感光像素结束执行光感测后，提供一输出控制信号给所述多个感光像素，以控制所述多个感光像素锁存的电信号输出。
  2. 如权利要求1所述的感光驱动电路，其特征在于：所述多个感光像素呈阵列分布；所述感光驱动电路进一步用于：逐行或隔行提供所述第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给所述多个感光像素，以驱动所述多个感光像素逐行或隔行执行光感测；或者，同时提供所述第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号给所有的感光像素，以驱动所有的感光像素同时执行光感测。
  3. 如权利要求1所述的感光驱动电路，其特征在于：所述感光像素包括至少一感光单元，以及与所述感光单元电性连接的第一开关和第三开关，所述感光单元用于接收光信号，并将接收到的光信号转换为相应的电信号；所述感光驱动电路包括：
    一参考电路，用于通过所述第一开关和第三开关可选择性地与所述感光单元电性连接，用于提供一参考信号给所述感光单元；
    第一驱动电路，用于提供所述第一扫描驱动信号给所述第一开关，以使所述第一开关闭合，并在第一预定时间到达时所述第一开关断开；以及
    第三驱动电路，用于同时提供第二扫描驱动信号给所述第三开关，以使所述第三开关与所述第一开关同时闭合，并在第三预定时间到达时所述第一开关断开；
    当所述第一开关断开时，所述感光单元开始执行光感测；当所述第三开关断开时，所述感光单元结束执行光感测，并将该感光单元执行光感测时产生的电信号进行锁存。
  4. 如权利要求3所述的感光驱动电路，其特征在于：所述感光像素进一步包括信号输出单元，且所述信号输出单元包括第二开关；所述感光驱动电路进一步包括：
    第二驱动电路，用于在所述第三开关断开后，提供所述输出控制信号给所述第二开关，以控制所述第二开关闭合，控制该感光单元锁存的电信号输出。
  5. 如权利要求1所述的感光驱动电路,其特征在于：所述感光驱动电路进一步用于：在所述感光像素结束执行光感测后，提供一输出控制信号给所述多个感光像素，以使感光像素接收一恒定电信号，并根据所述多个感光像素锁存的电信号，将所述恒定电信号转换为二不同的电信号，并输出。
  6. 如权利要求5所述的感光驱动电路，其特征在于：所述感光像素包括一感光单元以 及与所述感光单元电性连接的第四开关、第五开关以及第七开关；所述感光单元包括至少一感光器件、第一电容和第二电容，所述第一电容通过闭合的第四开关接收一参考信号，所述感光器件通过闭合的第四开关和第七开关接收所述参考信号，所述第二电容通过闭合的第五开关接收所述参考信号；所述感光驱动电路包括：
    一参考电路，用于通过所述第四开关和第五开关可选择性地与所述感光单元电性连接，用于提供一参考信号给所述感光单元；
    第一驱动电路，用于提供所述第一扫描驱动信号给所述第四开关和第五开关，以使所述第四开关和第五开关闭合，并在第一预定时间到达时所述第四开关和第五开关断开；以及
    第三驱动电路，用于同时提供第二扫描驱动信号给所述第七开关，以使所述第七开关与所述第四开关及第五开关同时闭合，并在第三预定时间到达时所述第七开关断开；
    当所述第四开关和第五开关断开时，所述感光单元开始执行光感测；当所述第七开关断开时，所述感光单元结束执行光感测，并将该感光单元执行光感测时产生的电信号进行锁存。
  7. 如权利要求6所述的感光驱动电路，其特征在于：所述感光像素进一步包括第六开关和转换电路；所述感光驱动电路进一步包括：
    第二驱动电路，用于在所述第七开关断开后，提供所述输出控制信号给所述第六开关，以控制所述第六开关闭合，使得所述转换电路接收一恒定电信号，并根据所述感光单元执行光感测时产生的电信号，将所述恒定电信号转换为二不同的电信号，并输出。
  8. 如权利要求3或6所述的感光驱动电路，其特征在于：所述第一扫描驱动信号和第二扫描驱动信号均为一脉冲信号，且该第一扫描驱动信号中高电平的持续时间为所述第一预定时间，该第二扫描驱动信号中高电平的持续时间为所述第三预定时间，且第三预定时间大于第一预定时间。
  9. 如权利要求8所述的感光驱动电路，其特征在于：所述第三预定时间根据所述感光单元接收到的光信号的强度进行动态调整。
  10. 如权利要求9所述的感光驱动电路，其特征在于：所述感光单元接收到的光信号强度越大，第三预定时间越短；所述感光单元接收到的光信号强度越小，第三预定时间越长。
  11. 如权利要求5所述的感光驱动电路，其特征在于：所述恒定电信号为恒定电流信号。
  12. 如权利要求4或7所述的感光驱动电路，其特征在于：所述多个感光像素设置于一基底上，且所述基底上还设有多条分别与所述多个感光像素电性连接的第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线，且所述第一驱动电路与所述第一扫描线连接，所述第二驱动电路与所述第二扫描线连接，所述第三驱动电路与所述第三扫描线连接。
  13. 如权利要求12所述的感光驱动电路，其特征在于：所述基底上还设有与所述多个感 光像素电性连接的数据线；所述感光驱动电路进一步包括信号处理单元，所述信号处理单元与所述多条数据线电性连接，用于对所述感光像素输出的电信号进行读取，并根据读取的电信号获得接触或接近所述感光像素的目标物体的预定生物特征信息。
  14. 如权利要求13所述的感光驱动电路，其特征在于：所述感光驱动电路形成在所述基底上或者通过一电性连接件与所述多个感光像素电性连接；或者，所述感光驱动电路的一部分电路形成在所述基底上，另一部分电路通过一连接件与所述多个感光像素电性连接。
  15. 一种感光装置，其特征在于：包括多个感光像素及如权利要求1-14中任意一项所述的感光驱动电路，所述感光面板包括多个感光像素，所述感光驱动电路用于驱动所述感光像素执行光感测，并控制所述感光像素执行光感测时产生的电信号输出。
  16. 如权利要求15所述的感光装置，其特征在于：所述感光装置为指纹感测装置，用于采集手指的指纹信息。
  17. 如权利要求15所述的感光装置，其特征在于：所述感光装置为一生物感测芯片，用于获取接近或接触所述感光装置的目标物体的预定生物特征信息。
  18. 一种电子设备，其特征在于：包括如权利要求15-17中任意一项所述的感光装置。
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