CN114724483A - 一种光电转换电路及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电转换电路及其驱动方法、显示装置。其中，光电转换电路包括感光电路和读取电路，在第一状态下，感光电路根据光信号转换的电信号耦合至读取节点；读取电路用于将读取节点的信号转换为检测信号，且响应读取控制信号端的控制而输出检测信号，在第二状态下，感光电路将感光电路根据光信号转换的电信号通过参考电压节点输出，以对电池进行充电。本发明实施例提供的光电转换电路及其驱动方法、显示装置，在第一状态下，通过感光电路进行指纹检测，在第二状态下，利用感光电路由光信号所转换的电信号对电池进行充电，实现了指纹识别功能和充电功能，可提高设备续航能力。

Description

一种光电转换电路及其驱动方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光电转换电路及其驱动方法、显示装置。

背景技术

指纹对于每一个人而言是与生俱来的，随着科技的发展，市场上出现了多种带有指纹识别功能的显示装置，如手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等。用户在操作带有指纹识别功能的显示装置前，只需要用手指触摸显示装置就可以进行权限验证，简化了权限验证过程，并且，随着指纹识别功能应用场景的逐渐增加，指纹识别区域逐渐由部分区域演变为全屏识别。

但随着指纹识别区域的面积的增加，成本也大幅提高，使得大面积指纹检测的价值诉求不高。

发明内容

本发明提供了一种光电转换电路及其驱动方法、显示装置，以实现同时具有指纹识别功能和充电功能的光电转换电路，提高大面积指纹检测的价值。

根据本发明的一方面，提供了一种光电转换电路，包括感光电路和读取电路；

所述感光电路与参考电压节点、复位信号端和读取节点电连接，所述读取电路与所述读取节点和读取控制信号端电连接，所述参考电压节点与电池电连接；

在第一状态下，所述复位信号端输出复位脉冲信号，所述感光电路用于响应所述复位脉冲信号将所述感光电路根据光信号转换的电信号耦合至所述读取节点；所述读取电路用于将所述读取节点的信号转换为检测信号，且响应所述读取控制信号端的控制而输出所述检测信号；

在第二状态下，所述感光电路将所述感光电路根据光信号转换的电信号通过参考电压节点输出，以对所述电池进行充电。

根据本发明的另一方面，提供了一种驱动方法，所述驱动方法用于驱动第一方面所述的光电转换电路，所述驱动方法包括光检测阶段和充电阶段；所述光检测阶段包括依次经过的复位阶段和读取阶段；

在所述复位阶段，所述复位脉冲信号输出第一电平，所述感光电路响应所述第一电平对所述读取节点进行复位；

在所述读取阶段，所述复位脉冲信号输出第二电平，所述感光电路响应所述第二电平将所述感光电路根据光信号转换的电信号耦合至所述读取节点，所述读取电路将所述读取节点的信号转换为检测信号，且响应所述读取控制信号端的控制而输出所述检测信号；

在所述充电阶段，所述感光电路将所述感光电路根据光信号转换的电信号通过参考电压节点输出，以对所述电池进行充电。

根据本发明的另一方面，提供了一种显示装置，所述显示装置包括第一方面所述的光电转换电路。

本发明实施例提供的光电转换电路及其驱动方法、显示装置，在第一状态下，通过设置复位信号端输出复位脉冲信号，感光电路响应复位脉冲信号将感光电路根据光信号转换的电信号耦合至读取节点，读取电路将读取节点的信号转换为检测信号，且响应读取控制信号端的控制而输出检测信号，以实现指纹识别功能；同时，在第二状态下，通过设置感光电路将感光电路根据光信号转换的电信号通过参考电压节点输出，以对电池进行充电，从而利用感光电路由光信号所转换的电信号对电池进行充电，给电池提供电能储备，实现了同时具有指纹识别功能和充电功能的光电转换电路，提高了大面积指纹检测的价值。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供了一种光电转换电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供了另一种光电转换电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种光电转换电路的工作时序示意图；

图4为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种光电转换电路的工作时序示意图；

图6为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图；

图7为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的又一种光电转换电路的工作时序示意图；

图9为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图；

图10为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图；

图11为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图；

图12为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图；

图13为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的又一种光电转换电路的工作时序示意图；

图15为本发明实施例提供的又一种光电转换电路的工作时序示意图；

图16为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明实施例提供了一种光电转换电路的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的光电转换电路包括感光电路10和读取电路11，感光电路10与参考电压节点Vcom、复位信号端RESET和读取节点Q电连接，读取电路11与读取节点Q和读取控制信号端READ电连接，参考电压节点Vcom与电池12电连接。

在第一状态下，复位信号端RESET输出复位脉冲信号，感光电路10用于响应复位脉冲信号将感光电路10根据光信号转换的电信号耦合至读取节点Q。读取电路11用于将读取节点Q的信号转换为检测信号，且响应读取控制信号端READ的控制而输出检测信号。

在第二状态下，感光电路10将感光电路10根据光信号转换的电信号通过参考电压节点Vcom输出，以对电池12进行充电。

其中，感光电路10用于接收光信号并将该光信号转换为电信号。

本发明实施例提供的光电转换电路，在第一状态下，可以实现指纹识别等功能。

示例性的，如图1所示，在第一状态下，复位信号端RESET输出复位脉冲信号，复位脉冲信号可以包括交替的第一电平和第二电平，感光电路10用于响应第一电平对读取节点Q进行复位，并响应第二电平将感光电路10根据光信号转换的电信号耦合至读取节点Q。读取电路11将读取节点Q的信号转换为检测信号，并响应读取控制信号端READ的控制而输出检测信号。

其中，复位脉冲信号可以为第一电平和第二电平交替形成的方波信号，且第一电平电位可高于第二电平电位，但并不局限于此。由于读取电路11根据读取节点Q的信号转换得到检测信号，通过复位脉冲信号的第一电平对读取节点Q进行复位，能够提高检测信号的精准度。

继续参考图1，在第一状态下，参考电压节点Vcom为感光电路10提供参考电压，在第一电平电位低于第二电平电位时，参考电压的压值可大于或等于第一电平的压值且小于第二电平的压值，但并不局限于此。读取控制信号端READ用于为读取电路11提供预设时序的读取控制信号，以控制读取电路11输出或停止输出检测信号。

其中，检测信号可以为电压，通过读取过程中检测电压的差异，可确定感光电路10检测的光信号的变化。

由此，在第一状态下，通过感光电路10感应手指反馈的光信号，且将该光信号转换为电信号耦合至读取节点Q，并由读取电路11将读取节点Q的信号转换为检测信号后，根据检测信号在读取过程中的差异，可最终确定感光电路10所检测到的光信号的变化，最终达到实现指纹识别的目的。

同时，本发明实施例提供的光电转换电路，在第二状态下，还可以利用感光电路10由光信号所转换的电信号对电池12进行充电，从而给电池12提供电能储备。

具体的，在第二状态下，感光电路10将感光电路10根据光信号转换的电信号通过参考电压节点Vcom输出至电池12，从而实现对电池12进行充电。

其中，在该光电转换电路不进行指纹识别时，均可处于第二状态，从而可以长时间地感应环境光并将其转换为电信号，并对电池12进行充电，进而提高续航能力，实现同时具有指纹识别功能和充电功能的光电转换电路。以该光电转换电路应用于手机为例，对于手机的实际应用来说，指纹识别只是占到整个手机使用时长中很短的时间，因此，光电转换电路可以大部分时间处于第二状态，从而持续的对电池12进行充电，有助于进一步延长手机的续航时间。

可以理解的是，光电转换电路的覆盖面积越大，指纹识别区域的面积越大，同时，接收到的光信号越多，发电功率也越大，对电池12的充电速度就越快，从而更有助于提高续航能力，因此，光电转换电路同时拥有指纹识别功能和充电功能，可以提高大面积指纹检测的价值。

需要说明的是，电池12为可充电电池，电池12可以为锂离子电池或镍氢电池等，本领域技术人员可根据实际需求进行设置，本发明实施例对电池12的类型、参数等不作限制。

本发明实施例提供的光电转换电路，在第一状态下，通过设置复位信号端RESET输出复位脉冲信号，感光电路10响应复位脉冲信号将感光电路10根据光信号转换的电信号耦合至读取节点Q，读取电路11将读取节点Q的信号转换为检测信号，且响应读取控制信号端READ的控制而输出检测信号，以实现指纹识别功能；同时，在第二状态下，通过设置感光电路10将感光电路10根据光信号转换的电信号通过参考电压节点Vcom输出，以对电池12进行充电，从而利用感光电路10由光信号所转换的电信号对电池12进行充电，给电池12提供电能储备，实现了同时具有指纹识别功能和充电功能的光电转换电路，提高了大面积指纹检测的价值。

图2为本发明实施例提供了另一种光电转换电路的结构示意图，如图2所示，可选的，感光电路10包括第一晶体管21、光敏元件22、第一电容23和第一开关单元24，第一晶体管21的第一端211、光敏元件22的第一端221和第一电容23的第一极板231连接于读取节点Q，第一晶体管21的第二端212与第一电源端VCC电连接，第一晶体管21的控制端213与复位信号端RESET电连接。光敏元件22的第二端222和第一电容23的第二极板232均与参考电压节点Vcom电连接，参考电压节点Vcom与电池12的正极121电连接，第一开关单元24分别与读取节点Q和电池12的负极122电连接。在第二状态下，第一开关单元24导通。

其中，光敏元件22用于接收光信号并将该光信号转换为电信号。

图3为本发明实施例提供的一种光电转换电路的工作时序示意图，如图2和图3所示，光电转换电路依次包括光检测阶段T1和充电阶段T2，其中，在光检测阶段T1中，光电转换电路处于第一状态；在充电阶段T2中，光电转换电路处于第二状态。

示例性的，如图2和图3所示，光检测阶段T1包括依次经过的复位阶段(t0时刻至t1时刻)和读取阶段(t1时刻至t3时刻)。

在复位阶段，复位信号端RESET输出高电平的第一电平，控制第一晶体管21导通，第一电源端VCC提供的复位电压通过第一晶体管21传输至读取节点Q，同时对第一电容23进行充电，使读取节点Q的电位复位。

在读取阶段，t1时刻至t2时刻，复位信号端RESET输出低电平的第二电平，第一晶体管21截止，光敏元件22接收光信号，并将光信号转换为电信号而形成光电流，第一电容23放电，读取节点Q的电位逐渐降低。

t2时刻至t3时刻，复位信号端RESET输出低电平的第二电平，第一晶体管21截止。读取控制信号端READ输出控制信号，读取电路11将读取节点Q的信号转换为检测信号，并响应控制信号而输出检测信号。

其中，检测信号由读取节点Q的电压决定，读取节点Q的电压由光敏元件22的光电流决定，光敏元件22的光电流由其所受到的光照强度决定，因此不同光照强度下的检测信号不同，从而通过对检测信号进行处理，可实现不同光强的检测。在指纹检测时，由于指纹谷脊反射光强不同，使得不同的指纹区域反射至光敏元件22的光照强度不同，因此，通过检测指纹识别区域中各位置处光电转换电路所对应的检测信号，即可实现指纹识别功能。

需要说明的是，在光检测阶段T1，由电池12通过参考电压节点Vcom为感光电路10提供参考电压。

继续参考图2和图3，在充电阶段T2(t5时刻至t6时刻)，复位信号端RESET输出低电平的第二电平，第一晶体管21截止。第一开关单元24导通，使读取节点Q接到电池12的负极122(接地)，光敏元件22接收光信号，并将光信号转换为电信号而形成光电流，在参考电压节点Vcom处形成光生电压，此时，参考电压节点Vcom处的电压变为光敏元件22的正向光生电压，以对电池12进行充电。

继续参考图3，可选的，在光检测阶段T1和充电阶段T2之间，还包括稳定阶段T3(t4时刻至t5时刻)，在稳定阶段T3，复位信号端RESET输出低电平的第二电平，第一晶体管21截止，等待各节点电位趋于稳定。

需要说明的是，本发明实施例中采用的晶体管可以为薄膜晶体管、场效应晶体管或者其他特性相同的开关器件，本领域技术人员可根据实际需求进行设置，本发明实施例中均以薄膜晶体管为例进行说明。

此外，本发明所提供的工作时序示意图中，信号与信号端采用相同的符号，例如，复位信号端RESET输出的复位脉冲信号也采用RESET进行表示，其他信号端输出的信号也采用与信号端相同的符号进行表示，此处不再赘述。

图4为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图，如图4所示，可选的，第一开关单元24包括第二晶体管25，第二晶体管25的第一端251与读取节点Q电连接，第二晶体管25的第二端252与电池12的负极122电连接，第二晶体管25的控制端253与状态切换信号端Charge电连接。在第二状态下，状态切换信号端Charge输出状态切换信号，第二晶体管25响应于状态切换信号而导通。

图5为本发明实施例提供的另一种光电转换电路的工作时序示意图，如图4和图5所示，以第二晶体管25为N型晶体管为例，在光检测阶段T1，状态切换信号端Charge输出低电平的状态切换信号，第二晶体管25截止，此时，光电转换电路处于第一状态，以进行指纹检测。

在充电阶段T2，状态切换信号端Charge输出高电平的状态切换信号，控制第二晶体管25导通，使读取节点Q接到电池12的负极122(接地)，参考电压节点Vcom处的电压变为光敏元件22的正向光生电压，以对电池12进行充电。

其中，通过设置第一开关单元24为第二晶体管25，可通过状态切换信号端Charge输出状态切换信号以控制第二晶体管25的导通和截止，从而可灵活控制光电转换电路在第一状态和第二状态之间进行切换，从而实现指纹识别功能和充电功能的灵活切换。

需要说明的是，上述实施例仅以第二晶体管25为N型晶体管为例进行说明，第二晶体管25也可以为P型晶体管，本发明实施例对此不作限定。

可选的，由于光敏元件22将光信号转换为电信号而形成的光电流较小，功率较小，可设置第二晶体管25为金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)晶体管，采用CMOS晶体管可使电源对地没有电流消耗，因此，功耗较小，有助于提高对电池12的充电效率。

图6为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图，如图6所示，可选的，光敏元件22包括光电二极管26，光电二极管26的阴极作为光敏元件22的第一端221，光电二极管26的阳极作为光敏元件22的第二端222。

具体的，如图6所示，通过设置光敏元件22为光电二极管26，光电二极管26在接收到不同强度的光线时可产生不同的光电流，从而实现指纹识别功能和充电功能。

其中，光电二极管26的类型结构可根据实际需求进行设置，例如，光电二极管26可采用PIN型光电二极管，以达到较高的灵敏度，但并不局限于此，在其他实施例中，光电二极管26可采用PN型光电二极管或雪崩光电二极管等，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，光敏元件22并不局限于光电二极管，光敏元件22也可采用本领域技术人员可知的其他光感元器件，如感光薄膜晶体管等本发明实施例对此不赘述也不作限定。

图7为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图，如图7所示，可选的，本发明实施例提供的光电转换电路还包括电压转换电路13，感光电路10通过电压转换电路13与电池12电连接。在第一状态下，电压转换电路13用于将电池12的输出电压转换为参考电压，以为参考电压节点Vcom提供参考电压，其中，参考电压小于电池的输出电压。在第二状态下，电压转换电路13用于将参考电压节点Vcom处的电压转换为充电电压，以对电池12进行充电，其中，参考电压节点Vcom处的电压小于充电电压，充电电压大于电池的输出电压。

其中，电压转换电路13可以为双向DC/DC变换器。

示例性的，图8为本发明实施例提供的又一种光电转换电路的工作时序示意图，如图7和图8所示，在光检测阶段T1中，光电转换电路处于第一状态，此时，电池12的正极121处的电压Vbat为电池12的输出电压，电压转换电路13对电池12的输出电压进行降压，得到参考电压，并将参考电压传输至参考电压节点Vcom，以通过参考电压节点Vcom为感光电路10提供参考电压。

继续参考图7和图8，在充电阶段T2中，光电转换电路处于第二状态，电压转换电路13对参考电压节点Vcom处的电压进行升压，得到充电电压，并将充电电压施加到电池12的正极121，此时，电池12的正极121处的电压Vbat为充电电压，其中，充电电压大于电池12的输出电压，从而给电池12回馈电能，实现对电池12进行充电的功能。

需要说明的是，本发明实施例中各信号的电压值可根据实际需求进行设置，例如，复位信号端RESET输出的第一电平为+10V，复位信号端RESET输出的第二电平为-7V，电池12的输出电压为+3.7V，但并不局限于此，实际上，电池12的输出电压随着电池12的电量状态在+3.7V上下浮动，本发明实施例对此不作限定。

图9为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图，如图9所示，可选的，电压转换电路13包括第二开关单元31、第三开关单元32、电感33和第二电容34。电感33的第一端331与参考电压节点Vcom电连接，第二开关单元31分别与电感33的第二端332和电池12的负极122电连接，第三开关单元32分别与电感33的第二端332和电池12的正极121电连接。第二电容34的第一极板341与参考电压节点Vcom电连接，第二电容34的第二极板342与电池12的负极122电连接。

具体的，如图9所示，光电转换电路在第一状态下时，电压转换电路13中第二开关单元31和第三开关单元32交替导通，当第三开关单元32导通时，第二开关单元31截止，此时，电池12对电感33进行充磁，电感33进行储能，流经电感33的电流逐渐增大，同时对第二电容34进行充电；当第二开关单元31导通时，第三开关单元32截止，此时，由于电感33会阻碍电流变化，电感33成为能量源进行放电，流经电感33的电流逐渐减少，第二电容34两端的电压靠第二电容34放电以及减小的电感电流维持，由于负载始终在消耗能量，使得第二电容34两端的电压始终低于电池12向电压转换电路13输入的电压，从而实现对电池12的输出电压进行降压。

继续参考图9，光电转换电路在第二状态下时，电压转换电路13中第二开关单元31和第三开关单元32交替导通，当第二开关单元31导通时，第三开关单元32截止，此时，参考电压节点Vcom处的电压施加给电感33，电感33进行储能，流经电感33的电流逐渐增大；当第三开关单元32导通时，第二开关单元31截止，此时，参考电压节点Vcom处的电压和电感33储存的能量一同释放给电池12，从而实现对参考电压节点Vcom处的电压进行升压。

可以理解的是，第二开关单元31导通的时间越长，电感33储存的能量越多，则升压得到的充电电压越高。

需要说明的是，电感33的电感值可由实际所需的功率进行设置，例如，电感33的电感值可以为4.7μH～10μH，但并不局限于此。

此外，电感33的类型也可根据实际需求进行设置，例如，电感33可采用合金电感，体积小，可减小电压转换电路13的占用空间，但并不局限于此，在其他实施例中，电感33还可直接选用0805型号电感，本发明实施例对此不作限定。

图10为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图，如图10所示，可选的，第二开关单元31包括第三晶体管35，第三开关单元32包括第四晶体管36。第三晶体管35的第一端351和电感33的第二端332电连接，第三晶体管35的第二端352与电池12的负极122电连接，第三晶体管35的控制端353与第一脉宽调制信号端PWM1电连接。第四晶体管36的第一端361和电感33的第二端332电连接，第四晶体管36的第二端362和电池12的正极121电连接，第四晶体管36的控制端363与第二脉宽调制信号端PWM2电连接。

具体的，如图10所示，第一脉宽调制信号端PWM1用于输出第一脉宽调制信号，第二脉宽调制信号端PWM2用于输出第二脉宽调制信号。

第一脉宽调制信号端PWM1输出的第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号端PWM2输出的第二脉宽调制信号控制第三晶体管35和第四晶体管36交替导通。

其中，光电转换电路在第一状态下时，当第一脉宽调制信号为低电平时，第二脉宽调制信号为高电平时，控制第四晶体管36导通，第三晶体管35截止，此时，电池12对电感33进行充磁，电感33进行储能，同时对第二电容34进行充电；当第一脉宽调制信号为高电平时，第二脉宽调制信号为低电平时，控制第三晶体管35导通，第四晶体管36截止，此时，电感33成为能量源进行放电，第二电容34两端的电压低于电池12向电压转换电路13输入的电压，实现对电池12的输出电压进行降压。

继续参考图10，光电转换电路在第二状态下时，当第一脉宽调制信号为高电平时，第二脉宽调制信号为低电平时，控制第三晶体管35导通，第四晶体管36截止，此时，参考电压节点Vcom处的电压施加给电感33，电感33进行储能；当第一脉宽调制信号为低电平时，第二脉宽调制信号为高电平时，控制第四晶体管36导通时，第三晶体管35截止，此时，参考电压节点Vcom处的电压和电感33储存的能量一同释放给电池12，从而实现对参考电压节点Vcom处的电压进行升压。

其中，通过设置第二开关单元31为第三晶体管35，第三开关单元32为第四晶体管36，可通过第一脉宽调制信号端PWM1输出的第一脉宽调制信号控制第三晶体管35的导通和截止，通过第二脉宽调制信号端PWM2输出的第二脉宽调制信号控制第四晶体管36的导通和截止，实现第三晶体管35和第四晶体管36的交替导通，同时，可通过调节第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号的占空比，实现对升压以及降压程度的调节，提高电压转换电路13的灵活度。

需要说明的是，上述实施例仅以第三晶体管35和第四晶体管36为NMOS管为例进行说明，并不局限于此，在其他实施例中，第三晶体管35和第四晶体管36也可设置为其他类型的晶体管，本发明实施例对此不作限定。

图11为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图，如图11所示，可选的，电压转换电路13还包括第三电容37，第三电容37的第一极板371与电池12的正极121电连接，第三电容37的第二极板372与电池12的负极122电连接。

具体的，如图11所示，第三电容37的第一极板371分别与第四晶体管36的第二端362和电池12的正极121电连接，第三电容37的第二极板372分别与第三晶体管35的第二端352电连接。在本实施例中，通过在电池12的正极121和负极122之间设置第三电容37，可起到抗干扰的作用，从而避免干扰对电池造成损坏。

其中，第三电容37的电容值可根据实际需求进行设置，例如，第三电容37的电容值为0.1μF～1μF，但并不局限于此，本发明实施例对此不作限定。

图12为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图，如图12所示，可选的，读取电路11包括第五晶体管41和第六晶体管42，第五晶体管41的第一端411和第二电源端VDD电连接，第五晶体管41的第二端412和第六晶体管42的第一端421电连接，第五晶体管41的控制端413和读取节点Q电连接，第六晶体管42的控制端423和读取控制信号端READ电连接。

其中，第五晶体管41用于将读取节点Q的信号转换为检测信号，第六晶体管42用于响应读取控制信号端READ的控制而输出检测信号。

具体的，如图8和图12所示，在读取阶段，t1时刻至t2时刻，复位信号端RESET输出低电平的第二电平，第一晶体管21截止，光敏元件22接收光信号，并将光信号转换为电信号而形成光电流，第一电容23放电，读取节点Q的电位逐渐降低。第五晶体管41工作在线性区，其漏电流大小和读取节点Q的电位成正比。

t2时刻至t3时刻，复位信号端RESET输出低电平的第二电平，第一晶体管21截止。读取控制信号端READ输出高电平的控制信号，第六晶体管42导通，第二电源端VDD提供的第二电源电压通过第五晶体管41和第六晶体管42流向指纹识别数据读取端Vdata，第五晶体管41的导通程度决定了指纹识别数据读取端Vdata的电位，第五晶体管41的导通程度由读取节点Q的电压决定，即读取节点Q的电位决定了指纹识别数据读取端Vdata上的电位，光电二极管26的光电流大小由其所受到的光照强度决定，因此不同光照强度下指纹识别数据读取端Vdata的电位不同，在指纹检测时，不同的指纹区域，反射至光电二极管26的光照强度不同，因此，通过检测指纹识别区域中各位置处指纹识别单元对应的指纹识别数据读取端Vdata的电位信息，即可实现指纹识别功能。

可选的，第一电源端VCC和第二电源端VDD可以为同一电源端，从而可简化电路，降低成本。

在其他实施例中，第一电源端VCC和第二电源端VDD也可以为不同的电源端，从而可分别针对第一晶体管21和第五晶体管41的特性需求对第一电源端VCC输出的第一电源电压和第二电源端VDD输出的第二电源电压进行独立调节，以提高第五晶体管41的检测信号的电位范围，有助于提高指纹识别的灵敏度和精确度。

图13为本发明实施例提供了又一种光电转换电路的结构示意图，如图13所示，可选的，光电转换电路包括多个感光电路10和一个电压转换电路13，多个感光电路10均与电压转换电路13电连接。

示例性的，如图13所示，以光电转换电路包括两个感光电路10为例，两个感光电路10并联设置，每个感光电路10连接的参考电压节点Vcom均与电压转换电路13电连接。其中，若在一定的光强下，单个感光电路10的发电功率为Pi，则两个感光电路10的发电功率为：Pt＝Pi*2，从而可通过增加感光电路10的数量，提高发电功率，进而提高电池12的充电速度，有助于提高续航能力。

继续参考图13，可选的，光电转换电路还包括与感光电路10一一对应连接的多个读取电路11，以更加精确的进行指纹识别。

需要说明的是，上述实施例仅以多个感光电路10并联设置为例，在另一实施例中，也可设置多个感光电路10串联设置，从而有助于提高充电电压；在又一实施例中，还可设置多个感光电路10串并联设置，例如，将多个感光电路10分为多个电路组，电路组内的感光电路10并联设置，多个电路组串联设置，本领域技术人员可根据实际需求进行设置，本发明实施例对此不作限定。

需要注意的是，上述实施例仅以光电转换电路包括两个感光电路10为例，在其他实施例中，本领域技术人员可根据实际需求对感光电路10的数量进行设置。可以理解的是，感光电路10的数量越多，由光信号所转换的电信号也越多，对电池12进行充电的电量越多，从而更有助于提高续航能力。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种驱动方法，该驱动方法用于驱动上述实施例提供的任一光电转换电路，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述。

继续参考图2和图3，驱动方法包括光检测阶段T1和充电阶段T2，光检测阶段T1包括依次经过的复位阶段(t0时刻至t1时刻)和读取阶段(t1时刻至t3时刻)。

在复位阶段，复位脉冲信号RESET输出第一电平，感光电路10响应第一电平对读取节点Q进行复位。

在读取阶段，复位脉冲信号RESET输出第二电平，感光电路10响应第二电平将感光电路10根据光信号转换的电信号耦合至读取节点Q，读取电路11将读取节点Q的信号转换为检测信号，且响应读取控制信号端READ的控制而输出检测信号。

在充电阶段，感光电路10将感光电路10根据光信号转换的电信号通过参考电压节点Vcom输出，以对电池12进行充电。

其中，在光检测阶段T1，通过设置复位信号端RESET输出包括第一电平和第二电平的复位脉冲信号，感光电路10响应复位脉冲信号将感光电路10根据光信号转换的电信号耦合至读取节点Q，读取电路11将读取节点Q的信号转换为检测信号，且响应读取控制信号端READ的控制而输出检测信号，以实现指纹识别功能；同时，充电阶段T2，通过设置感光电路10将感光电路10根据光信号转换的电信号通过参考电压节点Vcom输出，以对电池12进行充电，从而利用感光电路10由光信号所转换的电信号对电池12进行充电，给电池12提供电能储备，实现了指纹识别功能和充电功能。

继续参考图2，可选的，感光电路10包括第一晶体管21、光敏元件22、第一电容23和第一开关单元24，第一晶体管21的第一端211、光敏元件22的第一端221和第一电容23的第一极板231连接于读取节点Q，第一晶体管21的第二端212与第一电源端VCC电连接，第一晶体管21的控制端213与复位信号端RESET电连接。光敏元件22的第二端222和第一电容23的第二极板232均与参考电压节点Vcom电连接，参考电压节点Vcom与电池12的正极121电连接，第一开关单元24分别与读取节点Q和电池12的负极122电连接。在充电阶段，还包括：第一开关单元24导通。

继续参考图2和图3，在充电阶段T2(t5时刻至t6时刻)，复位信号端RESET输出低电平的第二电平，第一晶体管21截止。第一开关单元24导通，使读取节点Q接到电池12的负极122(接地)，光敏元件22接收光信号，并将光信号转换为电信号而形成光电流，在参考电压节点Vcom处形成光生电压，此时，参考电压节点Vcom处的电压变为光敏元件22的正向光生电压，以实现对电池12进行充电。

继续参考图4，可选的，第一开关单元24包括第二晶体管25，第二晶体管25的第一端251与读取节点Q电连接，第二晶体管25的第二端252与电池12的负极122电连接，第二晶体管25的控制端253与状态切换信号端Charge电连接。在充电阶段，还包括：状态切换信号端Charge输出状态切换信号，第二晶体管25响应状态切换信号而导通。

其中，如图4和图5所示，以第二晶体管25为N型晶体管为例，在光检测阶段T1，状态切换信号端Charge输出低电平的状态切换信号，第二晶体管25截止，此时，光电转换电路处于第一状态，以进行指纹检测。

在充电阶段T2，状态切换信号端Charge输出高电平的状态切换信号，控制第二晶体管25导通，使读取节点Q接到电池12的负极122(接地)，参考电压节点Vcom处的电压变为光敏元件22的正向光生电压，以对电池12进行充电。

图14为本发明实施例提供的又一种光电转换电路的工作时序示意图，如图14所示，可选的，在复位阶段，还包括：读取电路11将读取节点Q复位时的信号转换为复位检测信号，且响应读取控制信号端READ的控制而输出复位检测信号。

具体的，如图14所示，在复位阶段(t0时刻至t1时刻)，读取控制信号端READ输出高电平的控制信号，读取电路11将读取节点Q复位时的信号转换为复位检测信号，并响应读取控制信号端READ的控制而输出复位检测信号，从而对读取电路11同时进行复位，有助于提高指纹识别的精准性。

图15为本发明实施例提供的又一种光电转换电路的工作时序示意图，如图15所示，可选的，读取阶段(t1时刻至t3时刻)包括预读取子阶段(t1时刻至t1’时刻)，在预读取子阶段(t1时刻至t1’时刻)，读取电路11将读取节点Q的信号转换为检测信号，且响应读取控制信号端READ的控制而输出检测信号。

进一步地，在t1’时刻至t2时刻，读取电路11响应读取控制信号端READ的控制而停止输出检测信号。

在t2时刻至t3时刻，读取电路11将读取节点Q的信号转换为检测信号，且响应读取控制信号端READ的控制而输出检测信号。

其中，通过在预读取子阶段(t1时刻至t1’时刻)输出检测信号，进而根据预读取子阶段(t1时刻至t1’时刻)时的检测信号和t2时刻至t3时刻时的检测信号之间的差异，得到光敏元件22所检测的光信号的变化，有助于提高指纹识别的精准性。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，图16为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，如图16所示，该显示装置50包括本发明任意实施例所述的光电转换电路51，因此，本发明实施例提供的显示装置50具有上述任一实施例中的技术方案所具有的技术效果，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述。

本发明实施例提供的显示装置50可以为图16所示的手机，也可以为任何具有显示功能的电子产品，包括但不限于以下类别：电视机、笔记本电脑、桌上型显示器、平板电脑、数码相机、智能手环、智能眼镜、车载显示器、医疗设备、工控设备、触摸交互终端等，本发明实施例对此不作特殊限定。

继续参考图16，示例性的，显示装置50包括显示区，显示区中可以设置阵列排布的多个像素单元，用于显示画面。

光电转换电路51包括一个电压转换电路13，多个感光电路以及与感光电路一一对应连接的多个读取电路，其中，感光电路和与其连接的读取电路构成光电转换子电路511。

显示区可以包括指纹识别区，多个光电转换子电路511可在指纹识别区中阵列排布，以实现指纹识别功能。

其中，指纹识别区可以仅覆盖显示区的部分区域，如指纹识别区覆盖半屏，以采用较少的光电转换子电路511，降低成本。

可选的，指纹识别区还可以覆盖全部显示区，实现全屏指纹识别。此时，光电转换子电路511的数量较多，光电转换电路51包括m*n个光电转换子电路511为例，在一定的光强下，单个光电转换子电路511中感光电路的发电功率为Pi，则总的发电功率为：Pt＝Pi*m*n，从而可提高电池12的充电速度，有助于提高续航能力。

可选的，以每个像素单元包括三个子像素为例，可设置每个像素单元对应一个光电转换子电路511，也可设置多个像素单元对应一个光电转换子电路511，本领域技术人员可根据实际需求进行设置，本发明实施例对此不作限定。

继续参考图16，可选的，显示装置50还包括电池12，多个光电转换子电路511并联设置，每个光电转换子电路511中感光电路连接的参考电压节点Vcom均与电压转换电路13电连接，电压转换电路13与电池12连接，其中，电池12的负极可接地GND。

在光检测阶段中，光电转换电路51处于第一状态，此时，电池12的正极处的电压Vbat为电池12的输出电压，电压转换电路13对电池12的输出电压进行降压，得到参考电压，并将参考电压传输至参考电压节点Vcom，以通过参考电压节点Vcom为感光电路10提供参考电压。

在充电阶段中，光电转换电路51处于第二状态，电压转换电路13对参考电压节点Vcom处的电压进行升压，得到充电电压，并将充电电压施加到电池12的正极，此时，电池12的正极处的电压Vbat为充电电压，其中，充电电压大于电池12的输出电压，从而给电池12回馈电能，实现对电池12进行充电的功能。

继续参考图16，可选的，显示装置50还包括芯片IC，芯片IC通过指纹识别数据读取端Vdata接收检测信号，并对检测信号进行处理，实现指纹识别功能。

可选的，芯片IC可与电池12电连接(图中未示出)，以使电池12为芯片IC提供电源。

可选的，第一电源端VCC和第二电源端VDD的电源信号可由芯片IC提供，也可由其他电源模块提供，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。

继续参考图16，可选的，显示装置50还包括扫描驱动电路60，扫描驱动电路60与光电转换电路51连接。

在复位阶段，扫描驱动电路60逐行给光电转换子电路511提供复位脉冲信号，以使光电转换子电路511的进行复位，避免受到前一指纹识别过程或电路本身信号的干扰。

在读取阶段，扫描驱动电路60逐行给光电转换子电路511提供读取控制信号，以使光电转换子电路511输出检测信号。

在其他实施例中，为了提高指纹识别精度，指纹识别过程可能进行多次复位和信号输出，此时只需在后续过程中循环执行复位阶段和读取阶段即可。

可选的，在充电阶段，可由芯片IC为所有光电转换子电路511提供状态切换信号，以使光电转换子电路511将感光电路根据光信号转换的电信号通过参考电压节点输出，以对电池12进行充电。

可选的，扫描驱动电路60与芯片IC连接，芯片IC为扫描驱动电路60提供所需的电源信号及时钟信号等，以使芯片IC驱动扫描驱动电路60工作。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (15)

1.一种光电转换电路，其特征在于，

包括感光电路和读取电路；

所述感光电路与参考电压节点、复位信号端和读取节点电连接，所述读取电路与所述读取节点和读取控制信号端电连接，所述参考电压节点与电池电连接；

在第一状态下，所述复位信号端输出复位脉冲信号，所述感光电路用于响应所述复位脉冲信号将所述感光电路根据光信号转换的电信号耦合至所述读取节点；所述读取电路用于将所述读取节点的信号转换为检测信号，且响应所述读取控制信号端的控制而输出所述检测信号；

在第二状态下，所述感光电路将所述感光电路根据光信号转换的电信号通过参考电压节点输出，以对所述电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的光电转换电路，其特征在于，

所述感光电路包括第一晶体管、光敏元件、第一电容和第一开关单元；

所述第一晶体管的第一端、所述光敏元件的第一端和所述第一电容的第一极板连接于所述读取节点；

所述第一晶体管的第二端与第一电源端电连接，所述第一晶体管的控制端与所述复位信号端电连接；

所述光敏元件的第二端和所述第一电容的第二极板均与所述参考电压节点电连接；

所述参考电压节点与所述电池的正极电连接，所述第一开关单元分别与所述读取节点和所述电池的负极电连接；

在所述第二状态下，所述第一开关单元导通。

3.根据权利要求2所述的光电转换电路，其特征在于，

所述第一开关单元包括第二晶体管；

所述第二晶体管的第一端与所述读取节点电连接，所述第二晶体管的第二端与所述电池的负极电连接，所述第二晶体管的控制端与状态切换信号端电连接；

在所述第二状态下，所述状态切换信号端输出状态切换信号，所述第二晶体管响应于所述状态切换信号而导通。

4.根据权利要求2所述的光电转换电路，其特征在于，

所述光敏元件包括光电二极管，所述光电二极管的阴极作为所述光敏元件的第一端，所述光电二极管的阳极作为所述光敏元件的第二端。

5.根据权利要求1所述的光电转换电路，其特征在于，

所述光电转换电路还包括电压转换电路；

所述感光电路通过所述电压转换电路与所述电池电连接；

在所述第一状态下，所述电压转换电路用于将所述电池的输出电压转换为参考电压，以为所述参考电压节点提供所述参考电压，其中，所述参考电压小于所述电池的输出电压；

在所述第二状态下，所述电压转换电路用于将所述参考电压节点处的电压转换为充电电压，以对所述电池进行充电，其中，所述参考电压节点处的电压小于所述充电电压，所述充电电压大于所述电池的输出电压。

6.根据权利要求5所述的光电转换电路，其特征在于，

所述电压转换电路包括第二开关单元、第三开关单元、电感和第二电容；

所述电感的第一端与所述参考电压节点电连接，所述第二开关单元分别与所述电感的第二端和所述电池的负极电连接，所述第三开关单元分别与所述电感的第二端和所述电池的正极电连接；

所述第二电容的第一极板与所述参考电压节点电连接，所述第二电容的第二极板与所述电池的负极电连接。

7.根据权利要求6所述的光电转换电路，其特征在于，

所述第二开关单元包括第三晶体管，所述第三开关单元包括第四晶体管；

所述第三晶体管的第一端和所述电感的第二端电连接，所述第三晶体管的第二端与所述电池的负极电连接，所述第三晶体管的控制端与第一脉宽调制信号端电连接；

所述第四晶体管的第一端和所述电感的第二端电连接，所述第四晶体管的第二端和所述电池的正极电连接，所述第四晶体管的控制端与第二脉宽调制信号端电连接。

8.根据权利要求6所述的光电转换电路，其特征在于，

所述电压转换电路还包括第三电容，所述第三电容的第一极板与所述电池的正极电连接，所述第三电容的第二极板与所述电池的负极电连接。

9.根据权利要求1所述的光电转换电路，其特征在于，

所述读取电路包括第五晶体管和第六晶体管；

所述第五晶体管的第一端和第二电源端电连接，所述第五晶体管的第二端和所述第六晶体管的第一端电连接，所述第五晶体管的控制端和所述读取节点电连接，所述第六晶体管的控制端和所述读取控制信号端电连接。

10.根据权利要求5-8任一项所述的光电转换电路，其特征在于，

所述光电转换电路包括多个所述感光电路和一个所述电压转换电路，多个所述感光电路均与所述电压转换电路电连接。

11.一种驱动方法，其特征在于，所述驱动方法用于驱动权利要求1-10任一项所述的光电转换电路，所述驱动方法包括光检测阶段和充电阶段；所述光检测阶段包括依次经过的复位阶段和读取阶段；

在所述复位阶段，所述复位脉冲信号输出第一电平，所述感光电路响应所述第一电平对所述读取节点进行复位；

在所述读取阶段，所述复位脉冲信号输出第二电平，所述感光电路响应所述第二电平将所述感光电路根据光信号转换的电信号耦合至所述读取节点，所述读取电路将所述读取节点的信号转换为检测信号，且响应所述读取控制信号端的控制而输出所述检测信号；

在所述充电阶段，所述感光电路将所述感光电路根据光信号转换的电信号通过参考电压节点输出，以对所述电池进行充电。

12.根据权利要求11所述的驱动方法，其特征在于，

所述感光电路包括第一晶体管、光敏元件、第一电容和第一开关单元；

所述第一晶体管的第一端、所述光敏元件的第一端和所述第一电容的第一极板连接于所述读取节点；

所述第一晶体管的第二端与第一电源端电连接，所述第一晶体管的控制端与所述复位信号端电连接；

所述光敏元件的第二端和所述第一电容的第二极板均与所述参考电压节点电连接；

所述参考电压节点与所述电池的正极电连接，所述第一开关单元分别与所述读取节点和所述电池的负极电连接；

在所述充电阶段，还包括：所述第一开关单元导通。

13.根据权利要求12所述的驱动方法，其特征在于，

所述第一开关单元包括第二晶体管；

所述第二晶体管的第一端与所述读取节点电连接，所述第二晶体管的第二端与所述电池的负极电连接，所述第二晶体管的控制端与状态切换信号端电连接；

在所述充电阶段，还包括：所述状态切换信号端输出状态切换信号，所述第二晶体管响应所述状态切换信号而导通。

14.根据权利要求11所述的驱动方法，其特征在于，

在所述复位阶段，还包括：所述读取电路将所述读取节点复位时的信号转换为复位检测信号，且响应所述读取控制信号端的控制而输出所述复位检测信号。

15.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1-10任一项所述的光电转换电路。

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