光学指纹识别电路制造技术

技术编号:23459516 阅读:76 留言:0更新日期:2020-03-03 05:33
本申请提供一种光信号处理电路和电子设备,能够提高指纹传感器输出信号的信噪比,进而提高指纹识别率。其中光信号处理电路包括:光敏器件,放大管T

Optical fingerprint recognition circuit

【技术实现步骤摘要】
光学指纹识别电路
本申请涉及电路领域,并且更具体的,涉及光信号处理电路及光学指纹识别系统。
技术介绍
屏下光学指纹识别正在成为目前手机产品的标配,用户将手指按压在屏幕上的某个位置,就能启动指纹识别功能。具体而言,通过屏下的光源产生光线照射手指,手指的反射光携带了指纹信息被屏幕下方的图像传感器接收,并产生指纹图像,然后提取指纹特征,可以用来实现解锁、支付等功能,从而提高手机的安全性能。现有技术的一种指纹识别的方案中,可以基于薄膜晶体管(thinfilmtransistor,TFT)基板的大面积光学指纹传感器,对透过屏幕的指纹反射光进行采集和检测。在该光学指纹传感器中,读取指纹反射光的每个像素读取电路仅包含一个TFT晶体管(可以称之为1T电路),该TFT晶体管用于指纹信号读取时的选通开关。当指纹反射光信号微弱时,该指纹传感器输出信号信噪比较低,无法实现较高的指纹识别率。因此,亟需在指纹反射光信号微弱的情况下,提高指纹传感器输出信号信噪比,进而提高指纹识别率。
技术实现思路
本申请提供光信号处理电路和电子设备,用于解决现有技术存在着的指纹识别率低的问题。第一方面,提供了一种光信号处理电路,包括:光敏器件,放大管T1,开关管T2,开关管T3,读出电路,控制电路和电压可调电源,其中,所述光敏器件与所述放大管T1的栅极连接,所述放大管T1的栅极和漏极之间跨接所述开关管T2,所述放大管T1的源极连接所述电压可调电源,所述放大管T1的源极或漏极通过所述开关管T3连接所述读出电路,所述控制电路与所述开关管T2、所述开关管T3和所述电压可调电源连接;所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于第一状态,其中,当所述光信号处理电路处于所述第一状态时,所述光敏器件没有曝光,当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第一状态时,所述控制电路具体用于控制所述开关管T2导通,控制所述电压可调电源产生补偿复位电压,以及控制所述开关管T3断开,以使得所述放大管T1的栅源电压Vgs等于所述第一TFT的阈值电压VT;所述控制电路还用于控制所述光信号处理电路处于第二状态,所述第二状态是所述第一状态之后的一个状态,当所述光信号处理电路处于所述第二状态时,所述光敏器件曝光并产生施加到所述放大管T1的栅极的输入电压;当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第二状态时,所述控制电路具体用于控制所述开关管T2断开,控制所述电压可调电源与所述放大管T1的源极断开,且控制所述开关管T3断开;所述控制电路还用于控制所述光信号处理电路处于第三状态,所述第三状态是所述第二状态之后的一个状态,当所述光信号处理电路处于所述第三状态时,所述光敏器件停止曝光;当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第三状态时,所述控制电路具体用于控制所述开关管T2断开,控制所述开关管T3导通,从而使得所述读出电路获取所述放大管T1的输出信号,所述控制电路还具体用于控制所述电压可调电源产生读取参考电压,以使得所述放大管T1的Vgs为所述VT、所述输入电压和电压增量之和,其中所述电压增量为所述补偿复位电压与所述读取参考电压的幅值之差。所述电压增量大于0V。本申请实施例中,由于光信号处理电路在补偿复位阶段时,T1的栅极电压刚刚达到使放大管T1开启的电平,因此当T1的栅极再施加该输入电压和电压增量时,T1的栅源电压Vgs将变大,T1将对输入电压信号进行放大,产生输出信号。并且,本申请实施例通过放大晶体管T1的源极连接可调节电压,在T1的补偿阶段使得可调节电压为补偿复位电压,在指纹信号的读取阶段使得可调节电压为读取参考电压,使得T1的栅极在读取指纹信号时,栅源电压Vgs的增加量为指纹信号对应的输入电压和电压增量之和。本申请实施例中,电压增量能够使得T1的栅源电压Vgs进一步增大,进而提高放大电路的静态工作点,实现对输入指纹信号的进一步放大。因此本申请实施例能够实现对放大晶体管T1的增益控制,提高指纹传感器输出信号信噪比,提高指纹识别率。可选的,本申请实施例中,所述电压可调电源可以包括选择电路、第一电源和第二电源,所述第一电源用于产生所述补偿复位电压,所述第二电源用于产生所述读取参考电压。其中,选择电路可以用于选择所述第一电源与所述放大管T1的源极连接,第二电源不与所述放大管T1的源极连接。或者,选择电路可以选择所述第二电源与所述放大管T1的源极连接,第一电源不与所述放大管T1的源极连接。或者选择电路可以选择所述第一电源和所述第二电源均不与所述放大管T1的源极连接。该方案为一种实现方式,方便实现,降低了设计成本。可选的,本申请实施例中,电压可调电源中可以包括电压控制电路和可调节电源,可调节电源可以产生可以调节大小的电压值。其中,电压控制电路可以在控制电路的控制下调节可调节电源产生的电压值,使其为补偿复位电压或读取参考电压,或者使可调节电源与放大管T1的源极断开,即电压可调电源不向放大管T1提供电压。该方案为一种实现方式,方便实现,降低了设计成本。可选的,本申请实施例中,当读出电路是基于积分电路时,获取的输出信号为输出电流。积分电路作为读出电路是比较成熟的技术,因此,基于这个实现简单,降低了设计成本。结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述放大管T1为N型薄膜晶体管TFT,所述放大管T1的栅极与所述光敏器件的阳极连接。结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,,所述放大管T1的漏极通过所述开关管T3连接所述读出电路;所述电压可调电源包括开关管T4、开关管T5、第一电源和第二电源,其中,所述开关管T4与所述第一电源连接,所述开关管T5与所述第二电源连接,所述第一电源用于产生所述补偿复位电压,所述第二电源用于产生所述读取参考电压;当所述控制电路控制所述开关管T4导通、所述开关管T5断开时,所述第一电源与所述放大管T1的源极连接;当所述控制电路控制所述开关管T4断开、所述开关管T5导通时,所述第二电源与所述放大管T1的源极连接;当所述控制电路控制所述开关管T4断开、所述开关管T5断开时,所述第一电源和所述第二电源均不与所述放大管T1的源极连接。结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述开关管T2、所述开关管T3、所述开关管T4和所述开关管T5均为N型TFT。该方案可以采用现有的TFT工艺来实现,实现简单,降低了设计成本。结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述补偿复位电压为-4.5V,所述读取参考电压为-6V。该两种电压为容易获取的电压,因此,实现简单,降低了设计成本。结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述放大管T1为P型TFT,所述放大管T1的栅极与所述光敏器件的阴极连接。结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述放大管T1的漏极通过开关管T6连接至偏置电源,光敏器件的阳极连接到所述偏置电源,其中,所述偏置电源用于产生偏置电压;所述电压可调电源包括开关管T7、所述开关管T3、第一电源和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光信号处理电路,其特征在于,包括:光敏器件,放大管T

【技术特征摘要】
20180824 CN 20181097226181.一种光信号处理电路,其特征在于,包括:光敏器件,放大管T1,开关管T2,开关管T3,读出电路,控制电路和电压可调电源,其中,
所述光敏器件与所述放大管T1的栅极连接,所述放大管T1的栅极和漏极之间跨接所述开关管T2,所述放大管T1的源极连接所述电压可调电源,所述放大管T1的源极或漏极通过所述开关管T3连接所述读出电路,所述控制电路与所述开关管T2、所述开关管T3和所述电压可调电源连接;
所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于第一状态,其中,当所述光信号处理电路处于所述第一状态时,所述光敏器件没有曝光;当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第一状态时,所述控制电路具体用于控制所述开关管T2导通,控制所述电压可调电源产生补偿复位电压,以及控制所述开关管T3断开,以使得所述放大管T1的栅源电压Vgs等于所述第一TFT的阈值电压VT;
所述控制电路还用于控制所述光信号处理电路处于第二状态,所述第二状态是所述第一状态之后的一个状态,当所述光信号处理电路处于所述第二状态时,所述光敏器件曝光并产生施加到所述放大管T1的栅极的输入电压;当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第二状态时,所述控制电路具体用于控制所述开关管T2断开,控制所述电压可调电源与所述放大管T1的源极断开,且控制所述开关管T3断开;
所述控制电路还用于控制所述光信号处理电路处于第三状态,所述第三状态是所述第二状态之后的一个状态,当所述光信号处理电路处于所述第三状态时,所述光敏器件停止曝光;当所述控制电路用于控制所述光信号处理电路处于所述第三状态时,所述控制电路具体用于控制所述开关管T2断开,控制所述开关管T3导通,从而使得所述读出电路获取所述放大管T1的输出信号,所述控制电路还具体用于控制所述电压可调电源产生读取参考电压,以使得所述放大管T1的Vgs为所述VT、所述输入电压和电压增量之和,其中所述电压增量为所述补偿复位电压与所述读取参考电压的幅值之差。


2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述放大管T1为N型薄膜晶体管TFT,所述放大管T1的栅极与所述光敏器件的阳极连接。


3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述放大管T1的漏极通过所述开关管T3连接所述读出电路;
所述电压可调电源包括开关管T4、开关管T5、第一电源和第二电源,其中,所述开关管T4与所述第一电源连接,所述开关管T5与所述第二电源连接,所述第一电源用于产生所述补偿复位电压,所述第二电源用于产生所述读取参考电压;
当所述控制电路控制所述开关管T4导通、所述开关管T5断开时,所述第一电源与所述放大管T1的源极连接;
当所述控制电路控制所述开关管T4断开、所述开关管T5导通时,所述第二电源与所述放大管T1的源极连接;

【专利技术属性】
技术研发人员:王希林张宏海夏丽林
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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