显示设备制造技术

本公开提供了一种显示设备

【技术实现步骤摘要】
显示设备、指纹采集装置及方法


[0001]本申请涉及显示
，尤其涉及一种显示设备
、
指纹采集装置及方法
。

技术介绍

[0002]目前智能手机
、
平板电脑
、
笔记本电脑等电子设备越来越多的搭载指纹采集识别系统，应用于移动支付
、
设备解锁等场景
。
指纹采集与识别的一种方案为超声波传感方案，以高通的屏下指纹采集方案为例，通过超声波发射传感器
(Tx Sensor)、
压电材料
PVDF(Polyvinylidene Difluoride
，聚偏氟乙烯
)
和超声波接收传感器
(Rx Sensor)
组成指纹采集装置
。
在启动指纹采集与识别时，在电压激励下使超声波发射传感器
(Tx Sensor)
发射超声波信号，超声波信号在遇到手指后被反射，反射超声波信号通过
PVDF
压电材料和超声波接收传感器
(Rx Sensor)
转换为电信号，利用超声波在碰到指纹的谷和脊时的反射能量不同
(
谷强脊弱
)
的规律，可将反射超声波转成指纹影像判读，从而实现指纹采集
。
[0003]然而，上述基于
PVDF
的指纹采集方案，需要分别设置超声波的发射传感器
(Tx Senor)
和接收传感器
(Rx Senor)/>，一方面造成指纹采集装置结构复杂，另一方面也受限于
PVDF
材料的压电性能，存在指纹采集精度欠佳的问题
。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本公开提供了一种显示设备
、
指纹采集装置及方法，能够简化采集装置的结构，且具有更高的指纹采集精度
。
[0005]第一方面，本公开通过一实施例提供如下的技术方案：
[0006]一种指纹采集装置，包括激励电路
、
读出电路
、
玻璃基板和设置在玻璃基板上的超声换能器阵列和驱动电路；所述超声换能器阵列包括多个电容式微机械超声换能器，所述电容式微机械超声换能器包括第一极板和第二极板；所述第一极板连接所述激励电路，所述激励电路被配置为向所述第一极板施加交流激励电压；
[0007]所述驱动电路的数量与所述电容式微机械超声换能器的数量相等，一个所述驱动电路的第一端连接一个所述电容式微机械超声换能器的第二极板，第二端连接所述读出电路；所述驱动电路被配置为在所述激励电路向所述第一极板施加交流激励电压时，向所述第二极板施加偏置电压，以使所述电容式微机械超声换能器发射第一超声波；以及被配置为在所述激励电路停止向所述第一极板施加所述交流激励电压时，接收所述电容式微机械超声换能器转换的第二超声波的电流信号，并将所述电流信号输出至所述读出电路，以使所述读出电路基于所述电流信号获得目标指纹；所述第二超声波为所述第一超声波在所述目标指纹处的反射超声波
。
[0008]在一些实施例中，所述驱动电路包括偏置电压输入子电路
、
开关子电路
、
电荷存储子电路和信号放大子电路；
[0009]所述偏置电压输入子电路的输入端连接偏置电压信号端，控制端连接重置信号端，输出端与所述电容式微机械超声换能器的第二极板
、
所述开关子电路的输入端连接至
第一节点，用于向所述第一节点输入所述偏置电压；
[0010]所述开关子电路的控制端连接开关信号端，输出端与所述电荷存储子电路
、
所述信号放大子电路的控制端连接至第二节点；所述开关子电路用于连通或断开所述第一节点和所述第二节点，所述电荷存储子电路用于存储所述电流信号；
[0011]所述信号放大子电路的输入端连接电源电压信号端，控制端连接扫描信号端，输出端连接所述读出电路，用于将所述电流信号放大后输出至所述读出电路
。
[0012]在一些实施例中，所述偏置电压输入子电路包括第一晶体管，所述开关子电路包括第二晶体管，所述电荷存储子电路包括存储电容，所述信号放大子电路包括第三晶体管和第四晶体管；
[0013]所述第一晶体管的第一极连接所述偏置电压信号端，控制极连接所述重置信号端；
[0014]所述第一晶体管的第二极
、
所述电容式微机械超声换能器的第二极板和所述第二晶体管的第一极连接至所述第一节点；
[0015]所述第二晶体管的控制极连接所述开关信号端；
[0016]所述第二晶体管的第二极
、
所述存储电容和所述第三晶体管的控制极连接至所述第二节点；
[0017]所述第三晶体管的第一极连接所述电源电压信号端，第二极连接第四晶体管的第一极；
[0018]所述第四晶体管的控制极连接所述扫描信号端，第二极连接所述读出电路
。
[0019]在一些实施例中，所述偏置电压输入子电路包括
N
个所述第一晶体管，
N≥2
且为整数，
N
个所述第一晶体管并联
。
[0020]在一些实施例中，所述激励电路包括依次串联的方波信号源
、
谐振电感和隔直电容，所述隔直电容连接至所述谐振电感和所述第一极板之间；或者，所述激励电路包括正弦波信号源，所述正弦波信号源连接所述第一极板
。
[0021]在一些实施例中，所述激励电路包括：交流激励子电路以及与所述交流激励子电路并联的直流激励子电路；所述直流激励子电路包括串联的直流信号源和电阻，所述电阻连接在所述直流信号源和所述第一极板之间
。
[0022]在一些实施例中，所述读出电路包括多路选通开关和转换子电路；所述多路选通开关的一端连接所有的所述驱动电路的第二端，另一端连接所述转换子电路，用于选通每个所述驱动电路输出的所述电流信号；所述转换子电路用于将所述电流信号转换为数字电压信号
。
[0023]第二方面，基于同一专利技术构思，本公开通过一实施例提供如下技术方案：
[0024]一种指纹采集方法，应用于第一方面实施例提供的指纹采集装置，所述方法包括：
[0025]在发射阶段，控制所述激励电路向所述第一极板施加交流激励电压，控制所述驱动电路向所述第二极板施加第一偏置电压，以使所述电容式微机械超声换能器发射第一超声波；
[0026]在采集阶段，控制所述激励电路停止向所述第一极板施加交流激励电压，接收所述电容式微机械超声换能器转换的第二超声波的电流信号；所述第二超声波为所述第一超声波在目标指纹处的反射超声波；
[0027]在读出阶段，控制所述驱动电路将所述电流信号输出至所述读出电路，以使所述读出电路基于所述电流信号获得所述目标指纹
。
[0028]第三方面，基于同一专利技术构思，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种指纹采集装置，其特征在于，包括激励电路
、
读出电路
、
玻璃基板和设置在玻璃基板上的超声换能器阵列和驱动电路；所述超声换能器阵列包括多个电容式微机械超声换能器，所述电容式微机械超声换能器包括第一极板和第二极板；所述第一极板连接所述激励电路，所述激励电路被配置为向所述第一极板施加交流激励电压；所述驱动电路的数量与所述电容式微机械超声换能器的数量相等，一个所述驱动电路的第一端连接一个所述电容式微机械超声换能器的第二极板，第二端连接所述读出电路；所述驱动电路被配置为在所述激励电路向所述第一极板施加交流激励电压时，向所述第二极板施加偏置电压，以使所述电容式微机械超声换能器发射第一超声波；以及被配置为在所述激励电路停止向所述第一极板施加所述交流激励电压时，接收所述电容式微机械超声换能器转换的第二超声波的电流信号，并将所述电流信号输出至所述读出电路，以使所述读出电路基于所述电流信号获得目标指纹；所述第二超声波为所述第一超声波在所述目标指纹处的反射超声波
。2.
如权利要求1所述的指纹采集装置，其特征在于，所述驱动电路包括偏置电压输入子电路
、
开关子电路
、
电荷存储子电路和信号放大子电路；所述偏置电压输入子电路的输入端连接偏置电压信号端，控制端连接重置信号端，输出端与所述电容式微机械超声换能器的第二极板
、
所述开关子电路的输入端连接至第一节点，用于向所述第一节点输入所述偏置电压；所述开关子电路的控制端连接开关信号端，输出端与所述电荷存储子电路
、
所述信号放大子电路的控制端连接至第二节点；所述开关子电路用于连通或断开所述第一节点和所述第二节点，所述电荷存储子电路用于存储所述电流信号；所述信号放大子电路的输入端连接电源电压信号端，控制端连接扫描信号端，输出端连接所述读出电路，用于将所述电流信号放大后输出至所述读出电路
。3.
如权利要求2所述的指纹采集装置，其特征在于，所述偏置电压输入子电路包括第一晶体管，所述开关子电路包括第二晶体管，所述电荷存储子电路包括存储电容，所述信号放大子电路包括第三晶体管和第四晶体管；所述第一晶体管的第一极连接所述偏置电压信号端，控制极连接所述重置信号端；所述第一晶体管的第二极
、
所述电容式微机械超声换能器的第二极板和所述第二晶体管的第一极连接至所述第一节点；所述第二晶体管的控制极连接所述开关信号端；所述第二晶体管的第二极
、
所述存储电容和所述第三晶体管的控制极连接至所述第二节点；所述第三晶体管的第一极连接所述电源电压信号端，第二极连接第四晶体管的第一极；所述第四晶体管的控制极连接所述扫描信号端，第二极连接所述读出电路

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇鹏，韩艳玲，王玉波，秦云科，崔亮，陈明洁，佟月，李扬冰，
申请(专利权)人：北京京东方技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：