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CN108922940B - 光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置 - Google Patents

光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置 Download PDF

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CN108922940B CN201810782411.9A CN201810782411A CN108922940B CN 108922940 B CN108922940 B CN 108922940B CN 201810782411 A CN201810782411 A CN 201810782411A CN 108922940 B CN108922940 B CN 108922940B
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Abstract

本发明提供一种光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置。所述光学检测像素单元包括光感元件和检测晶体管，其中，所述光感元件的第一极与光电压端连接，所述光感元件的第二极与所述检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述光电压端的控制下，检测光信号；所述检测晶体管的第一极与检测电压线连接，所述检测晶体管的第二极与读取线连接。本发明采用的晶体管数目少，利于大阵列集成。

Description

光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置
技术领域
本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置。
背景技术
现有的被动式光学检测像素电路由于采用电荷读出的方式，所以读取线上不能有干扰，否则会极大的影响读出结果。而现有的主动式光学检测像素电路采用源跟随器原理，能够克服受干扰的情况，极大的提升信噪比，但由于需要采用重置晶体管和选通晶体管，导致现有的主动式光学像素电路的结构复杂，占用的面积大，不利于大阵列集成。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置，解决现有的主动式光学检测像素电路采用的晶体管数目多，不利于大阵列集成的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种光学检测像素单元，包括光感元件和检测晶体管，其中，
所述光感元件的第一极与光电压端连接，所述光感元件的第二极与所述检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述光电压端的控制下，检测光信号；
所述检测晶体管的第一极与检测电压线连接，所述检测晶体管的第二极与读取线连接。
实施时，本发明所述的光学检测像素单元还包括控制模块；
所述控制模块用于在重置阶段重置所述检测晶体管的栅极的电位，并在积分阶段向所述检测电压线提供第一检测电压，以使得所述检测晶体管关闭，在所述积分阶段向所述光电压端提供第一光电压，以使得所述光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述检测晶体管的栅极的电位，并在读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出光电流，所述光电流与在所述读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应。
实施时，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；
所述控制模块具体用于在重置阶段向所述光电压端提供第二光电压，以使得所述光敏二极管导通，以重置所述检测晶体管的栅极的电位，还用于在积分阶段控制所述光敏二极管反向偏置。
实施例时，本发明所述的光学检测像素单元还包括控制模块；所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；
所述控制模块用于在重置阶段向所述光电压端提供第三光电压VD3，以使得所述光敏二极管导通，从而将所述检测晶体管的栅极的电位重置为重置电压，所述重置电压等于VD3-Vp，在第一读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以使得所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出与所述重置电压对应的第一光电流，并在积分阶段向所述检测电压线提供第一检测电压，使得所述检测晶体管关闭，在所述积分阶段向所述光电压端提供第四光电压，以使得所述光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述检测晶体管的栅极的电位，并在第二读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出第二光电流；所述第二光电流与在所述第二读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；Vp为所述光敏二极管的导通电压。
本发明还提供了一种光学检测方法，应用于上述的光学检测像素单元，一检测周期包括依次设置的重置阶段、积分阶段和读取阶段；所述光学检测方法包括：
在重置阶段，重置检测晶体管的栅极的电位；
在积分阶段，向所述检测电压线提供第一检测电压，以使得所述检测晶体管关闭，向所述光电压端提供第一光电压，以使得光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述检测晶体管的栅极的电位；
在读取阶段，向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出光电流，所述光电流与在所述读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应。
实施时，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；所述光学检测方法还包括：
在重置阶段，向所述光电压端提供第二光电压，以使得所述光敏二极管导通，以重置所述检测晶体管的栅极的电位；
在积分阶段，控制所述光敏二极管反向偏置，以使得所述光敏二极管能够检测光信号。
本发明还提供了一种光学检测方法，应用于上述的光学检测像素单元，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；一检测周期包括依次设置的重置阶段、第一读取阶段、积分阶段和第二读取阶段；所述光学检测方法包括：
在重置阶段，向所述光电压端提供第三光电压VD3，以使得光敏二极管导通，从而将检测晶体管的栅极的电位重置为重置电压，所述重置电压等于VD3-Vp；
在第一读取阶段，向检测电压线提供第二检测电压，以使得检测晶体管工作于饱和区，以使得读取线输出与所述重置电压对应的第一光电流；
在积分阶段，向所述检测电压线提供第一检测电压，使得所述检测晶体管关闭，向所述光电压端提供第四光电压，以使得所述光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述检测晶体管的栅极的电位；在第二读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出第二光电流，所述第二光电流与在所述第二读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；
Vp为所述光敏二极管的导通电压。
本发明还提供了一种光学检测像素电路，包括N行检测电压线、M列读取线和N行M列光学检测像素单元；
第n行第m列光学检测单元包括第n行第m列光感元件和第n行第m列检测晶体管，其中，
所述第n行第m列光感元件的第一极与第n光电压端连接，所述第n行第m列光感元件的第二极与所述第n行第m列检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述第n光电压端的控制下，检测光信号；
所述第n行第m列检测晶体管的第一极与第n行检测电压线连接，所述第n行第m列检测晶体管的第二极与第m列读取线连接；
第m电流源与所述第m列读取线连接，用于向所述第m列读取线提供第m恒定电流；
N和M都为正整数，n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数。
实施时，本发明所述的光学检测像素电路还包括采样单元；
所述采样单元分别与所述M列读取线连接，用于采集所述读取线上的光电流。
实施时，所述采样单元包括M个采样模块；所述采样模块与所述读取线对应；
所述采样模块包括跨导运算放大器、电阻模块和数模转换器；
所述跨导运算放大器的反相输入端与所述读取线连接，所述跨导运算放大器的正相输入端接入基准电压，所述跨导运算放大器的输出端通过所述电阻模块与所述数模转换器的输入端连接，所述跨导运算放大器用于将所述读取线输出的光电流转换为相应的模拟光电压信号；
所述数模转换器用于对所述模拟光电压信号进行模数转换，得到相应的数字光电压信号。
实施时，第n行第m列光学检测单元还包括第n行第m列控制模块；
所述第n行第m列控制模块用于在第n重置阶段重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n积分阶段向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，在所述第n积分阶段向所述第n光电压端提供第一光电压，以使得所述第n行第m列光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n读取阶段向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出第m光电流，所述第m光电流与在所述第n读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位对应。
实施时，所述第n行第m列光感元件为第n行第m列光敏二极管；所述第n行第m列光敏二极管的阳极为所述第n行第m列光感元件的第一极，所述第n行第m列光敏二极管的阴极为所述第n行第m列光感元件的第二极；
所述第n行第m列控制模块具体用于在重置阶段向所述第n光电压端提供第二光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管导通，以重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，还用于在积分阶段控制所述第n行第m列光敏二极管反向偏置。
实施时，所述第n行第m列光感元件为第n行第m列光敏二极管；所述第n行第m列光敏二极管的阳极为所述第n行第m列光感元件的第一极，所述第n行第m列光敏二极管的阴极为所述第n行第m列光感元件的第二极；
第n行第m列光学检测单元还包括第n行第m列控制模块；
所述第n行第m列控制模块用于在第n重置阶段向所述第n光电压端提供第三光电压VD3，以使得所述第n行第m列光敏二极管导通，从而将所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位重置为第n行第m列重置电压，所述第n行第m列重置电压等于VD3-Vpnm，在第n行第一读取阶段向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出与第n行第m列重置电压对应的第一光电流，并在第n积分阶段向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，在所述第n积分阶段向所述第n光电压端提供第四光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n行第二读取阶段向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出第二光电流，所述第二光电流与在第n行第二读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位对应；Vpnm为所述第n行第m列光敏二极管的导通电压。
本发明还提供了一种光学检测方法，应用于上述的光学检测像素电路，所述光学检测像素电路包括的位于第n行的光学检测像素单元对应于第n检测周期；第n检测周期包括依次设置的第n重置阶段、第n积分阶段和第n读取阶段；所述光学检测方法包括：在第n检测周期，
在第n重置阶段，重置第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n积分阶段，向第n行检测电压线提供第一检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，向所述第n光电压端提供第一光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n读取阶段，向第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得第m列读取线输出光电流，所述光电流与在第n读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位对应；
与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的读取阶段之间不重叠；
n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数，N和M都为正整数。
实施时，所述第n行第m列光感元件为第n行第m列光敏二极管；所述第n行第m列光敏二极管的阳极为所述第n行第m列光感元件的第一极，所述第n行第m列光敏二极管的阴极为所述第n行第m列光感元件的第二极；所述光学检测方法还包括：
在第n重置阶段，向所述第n光电压端提供第二光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管导通，以重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n积分阶段，控制所述第n行第m列光敏二极管反向偏置，以使得所述第n行第m列光敏二极管能够检测光信号。
实施时，所述光学检测像素电路还包括采样单元；所述光学检测方法还包括：
在第n读取阶段，所述采样单元采样所述第m列读取线输出的光电流，根据所述第m列读取线输出的光电流能够得到第n行第m列光敏二极管检测到的光信号。
本发明还提供了一种光学检测方法，应用于上的光学检测像素电路，第n行第m列光感元件为第n行第m列光敏二极管；第n行第m列光敏二极管的阳极为第n行第m列光感元件的第一极，第n行第m列光敏二极管的阴极为第n行第m列光感元件的第二极；所述光学检测像素电路包括的位于第n行的光学检测像素单元对应于第n检测周期；第n检测周期包括依次设置的第n重置阶段、第n行第一读取阶段、第n积分阶段和第n行第二读取阶段；所述光学检测方法包括：在第n检测周期，
在第n重置阶段，向第n光电压端提供第三光电压VD3，以使得第n行第m列光敏二极管导通，从而将第n行第m列检测晶体管的栅极的电位重置为第n行第m列重置电压，所述第n行第m列重置电压等于VD3-Vpnm；
在第n行第一读取阶段，向第n行检测电压线提供第二检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得第m列读取线输出第一光电流；所述第一光电流对应于所述第n行第m列重置电压；
在第n积分阶段，向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，向所述第n光电压端提供第四光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n行第二读取阶段，向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出第二光电流，所述第二光电流对应于在第n行第二读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
Vpnm为所述第n行第m列光敏二极管的导通电压；
与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第一读取阶段之间不重叠；与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第二读取阶段之间不重叠；与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第一读取阶段以及与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第二读取阶段之间不重叠；与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第二读取阶段以及与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第一读取阶段之间不重叠；
n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数，N和M都为正整数。
实施时，所述光学检测像素电路还包括采样单元；所述光学检测方法还包括：
在第n行第一读取阶段，所述采样单元采样所述第m列读取线输出的第一光电流；
在第n行第二读取阶段，所述采样单元采样所述第m列读取线输出的第二光电流；
根据所述第二光电流与第一光电流之间的差值能够得到第n行第m列光敏二极管检测到的光信号。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述的光学检测像素电路。
与现有技术相比，本发明所述的光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置去除了重置晶体管和选通晶体管，通过独特的时序控制方式，实现主动式光敏检测，本发明实施例所述的光学检测像素单元采用晶体管的数目少，易于大阵列集成。
附图说明
图1是本发明实施例所述的光学检测像素单元的结构图；
图2是本发明实施例所述的光学检测像素单元的工作时序图；
图3是本发明所述的光学检测像素单元的一具体实施例的电路图；
图4是本发明图3所示的光学检测像素单元的具体实施例的工作时序图；
图5是本发明所述的光学检测像素电路中的采样单元包括的采样模块的一实施例的结构图；
图6是本发明实施例所述的光学检测像素电路包括的第m列光学检测像素单元以及与所述第m列光学检测像素单元连接的第m采样模块Cm的结构图；
图7是本发明图6所示的第m列光学检测像素单元的实施例的第一工作时序图；
图8是本发明图6所示的第m列光学检测像素单元的实施例的第二工作时序图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明所有实施例中采用的晶体管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。在本发明实施例中，为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中一极称为第一极，另一极称为第二极。在实际操作时，所述第一极可以为漏极，所述第二极可以为源极；或者，所述第一极可以为源极，所述第二极可以为漏极。
如图1所示，本发明实施例所述的光学检测像素单元包括光感元件PC和检测晶体管TS，其中，
所述光感元件PC的第一极与光电压端VD连接，所述光感元件PC的第二极与所述检测晶体管TS的栅极连接；所述光感元件PC用于在所述光电压端VD的控制下，检测光信号；
所述检测晶体管TS的第一极与检测电压线VG连接，所述检测晶体管TS的第二极与读取线RL连接。
在图1中，光电节点PD为光感元件PC的第二极与所述检测晶体管TS的栅极连接的节点。
在图1所示的实施例中，所述检测晶体管TS为p型晶体管，但是在实际操作时，TS也可以为n型晶体管。
在图1所示的实施例中，由于TS为p型晶体管，则TS的第一极为源极，TS的第二极为漏极。
在具体实施时，所述光感元件PC可以为光敏二极管，但不以此为限；当所述光感元件PC为光敏二极管时，所述光感元件PC的第一极为所述光敏二极管的阳极，所述光感元件PC的第二极为所述光敏二极管的阴极。
本发明实施例所述的光学检测像素单元去除了重置晶体管和选通晶体管，通过独特的时序控制方式，实现主动式光敏检测，本发明实施例所述的光学检测像素单元采用晶体管的数目少，易于大阵列集成。
本发明实施例通过控制检测晶体管的栅极电位和源极电位来使得检测晶体管处于不同的状态来进行积分或读取，本发明实施例所述的光学检测像素单元为基于玻璃基半导体工艺的主动式光敏检测像素单元，与被动式光敏检测像素单元相比，由于采用了源跟随设计，所以保留了主动式光学像素结构的优点，如抗噪性能优越，易于大阵列集成，而没有增加光学像素结构的面积，相比于传统的3T1P结构(所述3T1P结构即为采用三个晶体管和一个光敏二极管的光学像素单元)更利于向显示集成。
在具体实施时，本发明所述的光学检测像素单元还可以包括控制模块；
所述控制模块用于在重置阶段重置所述检测晶体管TS的栅极的电位(也即重置光电节点PD的电位)，并在积分阶段向所述检测电压线VG提供第一检测电压，以使得所述检测晶体管TS关闭，在所述积分阶段向所述光电压端VD提供第一光电压，以使得所述光感元件PC将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管TS的栅极的寄生电容(图1中未示出)进行充电，相应改变所述检测晶体管TS的栅极的电位，并在读取阶段向所述检测电压线VG提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管TS工作于饱和区，以使得所述读取线RL输出光电流，所述光电流与在所述读取阶段所述检测晶体管TS的栅极的电位(也即光电节点PD的电位)对应。
在具体实施时，所述第一光电压可以为低光电压VDL，但不以此为限。
具体的，所述光感元件可以为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；
所述控制模块具体用于在重置阶段向所述光电压端提供第二光电压，以使得所述光敏二极管导通，以重置所述检测晶体管的栅极的电位，还用于在积分阶段控制所述光敏二极管反向偏置，使得所述光敏二极管能够检测光信号。
在具体实施时，所述第二光电压可以为高光电压VDH，但不以此为限。
如图2所示，在重置阶段t1，光电压端VD的电位被拉升为第二光电压(在图2所示的时序中，所述第二光电压可以为高光电压VDH)，将PC的第二极的电位，也即所述光电节点PD的电位重置为VDH-Von(Von为所述光感元件PC的导通电压)；
在积分阶段t2，向所述检测电压线VG提供第一检测电压(在图2所示的时序中，所述第一检测电压可以为低检测电压VGL)，以使得所述检测晶体管TS关闭，向所述光电压端VD提供第一光电压(在图2所示的时序中，所述第一光电压可以为低光电压VDL)，以使得所述光感元件PC将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管TS的栅极的寄生电容(图1中未示出)进行充电，相应改变所述检测晶体管TS的栅极的电位(也即相应改变光电节点PD的电位Vpd)；
在读取阶段t3，向所述检测电压线VG提供第二检测电压(在图2所示的时序中，所述第二检测电压可以为高检测电压VGH，高检测电压VGH高于低检测电压VGL)，此时检测晶体管TS的栅源电压Vgs＝Vpd-VGH，使得Vpd-VGH小于所述检测晶体管TS的阈值电压Vth，并使得检测晶体管TS的漏源电压Vds小于Vpd-VGH-Vth，以控制所述检测晶体管TS工作于饱和区，以使得所述读取线RL输出光电流Ip，所述光电流Ip与在所述读取阶段t3所述检测晶体管TS的栅极的电位(也即光电节点PD的电位Vpd)对应；
Figure BDA0001732920620000111
其中，K为所述检测晶体管TS的电流系数。
当图1中的TS替换为n型晶体管时，在读取阶段t3，需要保证Vds大于Vpd-VGH-Vth，以使得TS工作于饱和区。
在具体实施时，本发明实施例所述的光学检测像素单元还可以包括控制模块；所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；
所述控制模块用于在重置阶段向所述光电压端提供第三光电压VD3，以使得所述光敏二极管导通，从而将所述检测晶体管的栅极的电位重置为重置电压，所述重置电压等于VD3-Vp，在第一读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以使得所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出与所述重置电压对应的第一光电流，并在积分阶段向所述检测电压线提供第一检测电压，使得所述检测晶体管关闭，在所述积分阶段向所述光电压端提供第四光电压，以使得所述光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述检测晶体管的栅极的电位，并在第二读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出第二光电流；所述第二光电流与在所述第二读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；Vp为所述光敏二极管的导通电压。
在实际操作时，所述第三光电压可以为高光电压VGH，所述第四光电压可以为低光电压VGL，但不以此为限。
在具体实施时，当光感元件为光敏二极管，在重置所述检测晶体管的栅极的电位(也即光电节点的电位时)时，会存在由于光敏二极管的导通电压不同而导致的检测差异，因此本发明实施例所述的光学检测像素单元通过控制模块在重置阶段之后设置两次读取阶段，以抵消所述光敏二极管的导通电压对最终检测结果的影响，详细过程在下面结合时序图说明。
如图3所示，本发明所述的光学检测像素单元的一具体实施例包括光敏二极管DP和检测晶体管TS，其中，
所述光敏二极管DP的阳极与光电压端VD连接，所述光敏二极管的阴极与所述检测晶体管TS的栅极连接；所述光敏二极管DP用于在所述光电压端VD的控制下，检测光信号；
所述检测晶体管TS的源极与检测电压线VG连接，所述检测晶体管TS的漏极与读取线RL连接。
在图3中，光电节点PD为与所述检测晶体管TS的栅极连接的节点。
在图3所示的具体实施例中，TS为p型晶体管，但不以此为限。
如图2所示，本发明如图3所示的光学检测像素单元的具体实施例在工作时，
在重置阶段t1，VD的电位被拉升为高光电压VDH，将DP的阳极的电位，也即所述光电节点PD的电位Vpd重置为VDH-Vp(Vp为DP的导通电压)；
在积分阶段t2，向VG提供低检测电压VGL，以使得TS关闭，向提供低光电压VDL，以使得DP处于反偏状态，DP将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对TS的栅极的寄生电容(图3中未示出)进行充电，相应改变所述TS的栅极的电位(也即相应改变PD的电位Vpd)；
在读取阶段t3，向VG提供高检测电压VGH，此时TS的栅源电压Vgs等于Vpd-VGH，使得Vpd-VGH小于TS的阈值电压Vth，并使得TS的漏源电压Vds小于Vpd-VGH-Vth，以控制TS工作于饱和区，以使得RL输出光电流Ip，所述光电流Ip与在所述读取阶段t3所述检测晶体管TS的栅极的电位(也即PD的电位Vpd)对应。
在实际应用时，由于PIN制程工艺带来的光敏二极管DP的导通电压Vp的差异，会导致DP的重置电位VDH-Vp的不同，因此可以对图2所示的时序进行改良，在重置后进行采样，然后再与积分后的采样数值相减，将导通电压Vp的差异消除。
如图4所示，本发明如图3所示的光学检测像素单元的具体实施例在工作时，
在重置阶段t41，向所述光电压端提供高光电压VDH，以使得光敏二极管DP导通，从而将检测晶体管TS的栅极的电位(也即光电节点PD的电位Vpd)重置为重置电压，所述重置电压等于VDH-Vp；其中，Vp为DP的导通电压；
在第一读取阶段t42，向VG提供高检测电压VGH，此时TS的栅源电压Vgs等于Vpd-VGH，使得Vpd-VGH小于TS的阈值电压Vth，并使得TS的漏源电压Vds小于Vpd-VGH-Vth，控制TS工作于饱和区，以使得读取线RL输出与所述重置电压对应的第一光电流Ip1；
在积分阶段t43，向VG提供低检测电压VGL，使得所述检测晶体管TS关闭，向VD提供低光电压VGL，以使得DP反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对TS的栅极的寄生电容(图3中未示出)进行充电，以相应改变所述TS的栅极的电位(也即改变光电节点PD的电位)；
在第二读取阶段t44，向VG提供高检测电压VGH，以控制TS工作于饱和区，以使得RL输出第二光电流Ip2，Ip2与在所述第二读取阶段t44所述检测晶体管TS的栅极的电位对应；Vp为DP的导通电压；
根据Ip2与Ip1的差值能够得到所述光敏二极管检测到的光信号，这样既可以抵消DP的导通电压Vp不同而造成的检测误差。
本发明实施例所述的光学检测方法，应用于上述的光学检测像素单元，一检测周期包括依次设置的重置阶段、积分阶段和读取阶段；所述光学检测方法包括：
在重置阶段，重置检测晶体管的栅极的电位；
在积分阶段，向所述检测电压线提供第一检测电压，以使得所述检测晶体管关闭，向所述光电压端提供第一光电压，以使得光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述检测晶体管的栅极的电位；
在读取阶段，向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出光电流，所述光电流与在所述读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；
根据所述光电流可以计算得到所述光感元件接收到的光信号。
具体的，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；所述光学检测方法还包括：
在重置阶段，向所述光电压端提供第二光电压，以使得所述光敏二极管导通，以重置所述检测晶体管的栅极的电位；
在积分阶段，控制所述光敏二极管反向偏置，以使得所述光敏二极管能够检测光信号。
本发明实施例所述的光学检测方法，应用于上述的光学检测像素单元，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；一检测周期包括依次设置的重置阶段、第一读取阶段、积分阶段和第二读取阶段；所述光学检测方法包括：
在重置阶段，向所述光电压端提供第三光电压VD3，以使得光敏二极管导通，从而将检测晶体管的栅极的电位重置为重置电压，所述重置电压等于VD3-Vp；
在第一读取阶段，向检测电压线提供第二检测电压，以使得检测晶体管工作于饱和区，以使得读取线输出与所述重置电压对应的第一光电流；
在积分阶段，向所述检测电压线提供第一检测电压，使得所述检测晶体管关闭，向所述光电压端提供第四光电压，以使得所述光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述检测晶体管的栅极的电位；在第二读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出第二光电流，所述第二光电流与在所述第二读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；Vp为所述光敏二极管的导通电压；
根据第二光电流与第一光电流之间的差值能够计算得到所述光敏二极管检测到的光信号。
本发明实施例所述的光学检测像素电路，包括N行检测电压线、M列读取线和N行M列光学检测像素单元；
第n行第m列光学检测单元包括第n行第m列光感元件和第n行第m列检测晶体管，其中，
所述第n行第m列光感元件的第一极与第n光电压端连接，所述第n行第m列光感元件的第二极与所述第n行第m列检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述第n光电压端的控制下，检测光信号；
所述第n行第m列检测晶体管的第一极与第n行检测电压线连接，所述第n行第m列检测晶体管的第二极与第m列读取线连接；
第m电流源与所述第m列读取线连接，用于向所述第m列读取线提供第m恒定电流；
N和M都为正整数，n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数。
在具体实施时，本发明所述的光学检测像素电路还可以包括采样单元；
所述采样单元分别与所述M列读取线连接，用于采集所述读取线上的光电流。
具体的，所述采样单元可以包括M个采样模块；所述采样模块与所述读取线对应；
如图5所示，所述采样模块可以包括跨导运算放大器Amp、电阻模块51和数模转换器ADC；
所述跨导运算放大器Amp的反相输入端与所述读取线RL连接，所述跨导运算放大器Amp的正相输入端接入基准电压Vbase，所述跨导运算放大器Amp的输出端通过所述电阻模块51与所述数模转换器ADC的输入端连接，所述跨导运算放大器Amp用于将所述读取线RL输出的光电流转换为相应的模拟光电压信号；
所述数模转换器ADC用于对所述模拟光电压信号进行模数转换，得到相应的数字光电压信号；根据所述数字光电压信号能够得到所述光感元件检测到的光信号。
根据一种具体实施方式，第n行第m列光学检测单元还可以包括第n行第m列控制模块；
所述第n行第m列控制模块用于在第n重置阶段重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n积分阶段向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，在所述第n积分阶段向所述第n光电压端提供第一光电压，以使得所述第n行第m列光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n读取阶段向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出第m光电流，所述第m光电流与在所述第n读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位对应；根据第m光电流能够计算得到第n行第m列光感元件检测到的光信号。
在具体实施时，所述第n行第m列光感元件可以为第n行第m列光敏二极管；所述第n行第m列光敏二极管的阳极为所述第n行第m列光感元件的第一极，所述第n行第m列光敏二极管的阴极为所述第n行第m列光感元件的第二极；
所述第n行第m列控制模块具体用于在重置阶段向所述第n光电压端提供第二光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管导通，以重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，还用于在积分阶段控制所述第n行第m列光敏二极管反向偏置。
根据另一种具体实施方式，所述第n行第m列光感元件为第n行第m列光敏二极管；所述第n行第m列光敏二极管的阳极为所述第n行第m列光感元件的第一极，所述第n行第m列光敏二极管的阴极为所述第n行第m列光感元件的第二极；
第n行第m列光学检测单元还包括第n行第m列控制模块；
所述第n行第m列控制模块用于在第n重置阶段向所述第n光电压端提供第三光电压VD3，以使得所述第n行第m列光敏二极管导通，从而将所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位重置为第n行第m列重置电压，所述第n行第m列重置电压等于VD3-Vpnm，在第n行第一读取阶段向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出与第n行第m列重置电压对应的第一光电流，并在第n积分阶段向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，在所述第n积分阶段向所述第n光电压端提供第四光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n行第二读取阶段向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出第二光电流，所述第二光电流与在第n行第二读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位对应；Vpnm为所述第n行第m列光敏二极管的导通电压；
根据该第二光电流与该第一光电流之间的差值能够计算得到所述第n行第m列光敏二极管检测到的光信号。
图6绘制出了本发明实施例所述的光学检测像素电路包括的第m列光学检测像素单元以及与所述第m列光学检测像素单元连接的第m采样模块Cm的结构图。
如图6所示，第一行第m列光学检测像素单元P1m包括第一行第m列光敏二极管DP1m和第一行第m列检测晶体管TS1m；
DP1m的阳极与第一光电压端VD1连接，DP1m的阴极与TS1m的栅极连接；DP1m用于在VD1的控制下，检测光信号；
TS1m的源极与第一行检测电压线VG1连接，TS1m的漏极与第m列读取线RLm连接；
第一行第m列光电节点PD1m为与TS1m的栅极连接的节点；
第二行第m列光学检测像素单元P2m包括第二行第m列光敏二极管DP2m和第二行第m列检测晶体管TS2m；
DP2m的阳极与第二光电压端VD2连接，DP2m的阴极与TS2m的栅极连接；DP2m用于在VD2的控制下，检测光信号；
TS2m的源极与第二行检测电压线VG2连接，TS2m的漏极与第m列读取线RLm连接；
第二行第m列光电节点PD2m为与TS2m的栅极连接的节点；
第n行第m列光学检测像素单元Pnm包括第n行第m列光敏二极管DPnm和第n行第m列检测晶体管TSnm；
DPnm的阳极与第n光电压端VDn连接，DPnm的阴极与TSnm的栅极连接；DPnm用于在VDn的控制下，检测光信号；
TSnm的源极与第n行检测电压线VGn连接，TSnm的漏极与第m列读取线RLm连接；
第n行第m列光电节点PDnm为与TS2m的栅极连接的节点；
所述第m采样模块Cm与RLm连接；
所述第m采样模块Cm包括第m跨导运算放大器Amp-m、第m电阻Rm和第m数模转换器ADC-m；
Amp-m的反相输入端与RLm连接，Amp-m的正相输入端接入基准电压Vbase，Amp-m的输出端通过Rm与ADC-m的输入端连接，Amp-m用于将RLm输出的光电流转换为相应的模拟光电压信号；
ADC-m用于对所述模拟光电压信号进行模数转换，得到相应的数字光电压信号；根据所述数字光电压信号能够得到相应的光敏二极管检测到的光信号。
在图6所示的实施例中，所有的晶体管为p型晶体管，但不以此为限。
如图7所示，本发明如图6所示的光学检测像素电路包括的第m列光学检测像素单元以及与所述第m列光学检测像素单元连接的第m采样模块Cm在工作时，
第一行第m列光学检测像素单元对应于第一检测周期t71；第一检测周期t71包括依次设置的第一重置阶段t711、第一积分阶段t712和第一读取阶段t713；
第二行第m列光学检测像素单元对应于第二检测周期t72；第二检测周期t72包括依次设置的第二重置阶段t721、第二积分阶段t722和第二读取阶段t723；
第n行第m列光学检测像素单元对应于第n检测周期t7n；第n检测周期t7n包括依次设置的第n重置阶段t7n1、第n积分阶段t7n2和第二读取阶段t7n3；
在第一重置阶段t711，VG1的电位被拉低，TS1m关闭，VD1的电位拉升至高光电压VDH，对PD1m的电位进行重置，此时PD1m的电位为VDH-Vp1m，Vp1m为DP1m的导通电压；
在第一积分阶段t712，VD1的电位拉低至低光电压VDL，使得DP1m处于反偏状态，DP1m将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并开始积分，通过该电流信号对TS1m的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变TS1m的栅极的电位；
在第一读取阶段t713，VG1的电位再次被拉升至VGH，此时TS1m的栅源电压等于Vpd1m-VGH，使Vpd1m-VGH小于Vth1m，并且使TS1m的漏源电压小于Vpd1m-VGH-Vth1m，使得TS1m工作于饱和区，此时流过RLm的电流由Vpd1m决定，开始读出第一行第m列光敏二极管DP1m检测到的光电流信号至RLm，所述第一读取阶段t713结束后，进入下一第一检测周期，VG1的电位再次被拉低，以关闭TS1m，VD1的电位再次被拉高以开始重置，如此循环；
Vpd1m为PD1m的电位，Vth1m为TS1m的阈值电压；
在第二重置阶段t721，VG2的电位被拉低，TS2m关闭，VD2的电位拉升至高光电压VDH，对PD2m的电位进行重置，此时PD2m的电位为VDH-Vp2m，Vp2m为DP2m的导通电压；
在第二积分阶段t722，VD1的电位拉低至低光电压VDL，使得DP1m处于反偏状态，DP1m将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并开始积分，通过该电流信号对TS1m的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变TS1m的栅极的电位；
在第二读取阶段t723，VG2的电位再次被拉升至VGH，此时TS2m的栅源电压等于Vpd2m-VGH，使Vpd2m-VGH小于Vth2m，并且使TS2m的漏源电压小于Vpd2m-VGH-Vth2m，使得TS2m工作于饱和区，此时流过RLm的电流由Vpd2m决定，开始读出第二行第m列光敏二极管DP2m检测到的光电流信号至RLm，所述第二读取阶段t723结束后，进入下一第二检测周期，VG2的电位再次被拉低，以关闭TS2m，VD2的电位再次被拉高以开始重置，如此循环；
Vpd2m为PD2m的电位，Vth2m为TS2m的阈值电压；
在第n重置阶段t7n1，VGn的电位被拉低，TSnm关闭，VDn的电位拉升至高光电压VDH，对PDnm的电位进行重置，此时PDnm的电位为VDH-Vpnm，Vpnm为DPnm的导通电压；
在第n积分阶段t7n2，VDn的电位拉低至低光电压VDL，使得DPnm处于反偏状态，DPnm将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并开始积分，通过该电流信号对TSnm的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变TSnm的栅极的电位；
在第n读取阶段t7n3，VGn的电位再次被拉升至VGH，此时TSnm的栅源电压等于Vpdnm-VGH，使Vpdnm-VGH小于Vthnm，并且使TSnm的漏源电压小于Vpdnm-VGH-Vthnm，使得TS2m工作于饱和区，此时流过RLm的电流由Vpdnm决定，开始读出第n行第m列光敏二极管DPnm检测到的光电流信号至RLm，所述第n读取阶段结束后，进入下一第n检测周期，VGn的电位再次被拉低，以关闭TSnm，VDn的电位再次被拉高以开始重置，如此循环；
Vpdnm为PDnm的电位，Vthnm为TSnm的阈值电压。
在具体实施时，对应于第a行光学检测像素单元的第a检测周期包括的第a读取阶段，对应于第b行光学检测像素单元的第b检测周期包括的第b读取阶段之间不重叠，a和b都为正整数，a不等于b。
在实际应用中，由于PIN制程工艺带来的光敏二极管的导通电压Vp的差异，会导致光敏二极管的阴极的重置电位VDH-Vp的不同，由此采用图8所示的时序，以消除导通电压Vp的差异对检测到的光信号的影响。
如图8所示，本发明如图6所示的光学检测像素电路包括的第m列光学检测像素单元以及与所述第m列光学检测像素单元连接的第m采样模块Cm在工作时，第一行第m列光学检测像素单元对应于第一检测周期t81；第二行第m列光学检测像素单元对应于第二检测周期t82；
第一检测周期t81包括依次设置的第一重置阶段t811、第一行第一读取阶段t812、第一积分阶段t813和第一行第二读取阶段t814；
第二检测周期t82包括依次设置的第二重置阶段t821、第二行第一读取阶段t822、第二积分阶段t823和第二行第二读取阶段t824；
在第一重置阶段t811，向VD1提供高光电压VDH，以使得DP1m导通，从而将TS1m的栅极的电位重置为第一行第m列重置电压，所述第一行第m列重置电压等于VDH-Vp1m；Vp1m为DP1m的导通电压；
在第一行第一读取阶段t812，向VG1提供高检测电压VGH，此时TS1m的栅源电压等于Vpd1m-VGH，使Vpd1m-VGH小于Vth1m，并且使TS1m的漏源电压小于Vpd1m-VGH-Vth1m，使得TS1m工作于饱和区，此时流过RLm的电流由Vpd1m决定，读出第一行第m列光敏二极管DP1m检测到的第一行第一光电流至RLm；所述第一行第一光电流对应于所述第一行第m列重置电压；Vpd1m为PD1m的电位，Vth1m为DP1m的阈值电压；
在第一积分阶段t813，向VG1提供低检测电压VGL，使得TS1m关闭，向所述VD1提供低光电压VDL，以使得DP1m反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对TS1m的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述TS1m的栅极的电位；
在第一行第二读取阶段t814，向VG1提供VGH，以控制TS1m工作于饱和区，以使得RLm输出第一行第二光电流，第一行所述第二光电流对应于在第一行第二读取阶段TS1m的栅极的电位；根据所述第一行第二光电流与所述第一行第一光电流之间的差值可以计算得到DP1m检测到的光信号，并消除了Vp1m差异的影响；所述第一行第二读取阶段t814结束后，进入下一第一检测周期，VG1的电位再次被拉低，以关闭TS1m，VD1的电位再次被拉高以开始重置，如此循环；
在第二重置阶段t821，向VD2提供高光电压VDH，以使得DP2m导通，从而将T2m的栅极的电位重置为第二行第m列重置电压，所述第二行第m列重置电压等于VDH-Vp2m；Vp2m为DP2m的导通电压；
在第二行第一读取阶段t822，向VG2提供高检测电压VGH，此时TS2m的栅源电压等于Vpd2m-VGH，使Vpd2m-VGH小于Vth2m，并且使TS2m的漏源电压小于Vpd2m-VGH-Vth2m，使得TS2m工作于饱和区，此时流过RLm的电流由Vpd2m决定，读出第二行第m列光敏二极管DP2m检测到的第二行第一光电流至RLm；所述第二行第一光电流对应于所述第二行第m列重置电压；Vpd2m为PD2m的电位，Vth2m为DP2m的阈值电压；
在第二积分阶段t823，向VG2提供低检测电压VGL，使得TS2m关闭，向所述VD2提供低光电压VDL，以使得DP2m反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对TS2m的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述TS2m的栅极的电位；
在第二行第二读取阶段t824，向VG2提供VGH，以控制TS2m工作于饱和区，以使得RLm输出第二行第二光电流，所述第二行第二光电流对应于在第二行第二读取阶段TS2m的栅极的电位；根据所述第二行第二光电流与所述第二行第一光电流之间的差值可以计算得到DP2m检测到的光信号，并消除了Vp2m差异的影响；所述第二行第二读取阶段t824结束后，进入下一第二检测周期，VG2的电位再次被拉低，以关闭TS2m，VD2的电位再次被拉高以开始重置，如此循环。
在具体实施时，与第a行光学检测像素单元对应的检测周期为第a检测周期，与第b行光学检测像素单元对应的检测周期为第b检测周期，第a检测周期包括的第a行第一读取阶段与第b周期包括的第b行第一读取阶段不重叠，第a检测周期包括的第a行第二读取阶段与第b周期包括的第b行第二读取阶段不重叠，第a检测周期包括的第a行第一读取阶段与第b周期包括的第b行第二读取阶段不重叠，第a检测周期包括的第a行第二读取阶段与第b周期包括的第b行第一读取阶段不重叠，a和b都为正整数，a不等于b。
本发明实施例所述的光学检测方法，应用于上述的光学检测像素电路，所述光学检测像素电路包括的位于第n行的光学检测像素单元对应于第n检测周期；第n检测周期包括依次设置的第n重置阶段、第n积分阶段和第n读取阶段；所述光学检测方法包括：在第n检测周期，
在第n重置阶段，重置第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n积分阶段，向第n行检测电压线提供第一检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，向所述第n光电压端提供第一光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n读取阶段，向第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得第m列读取线输出光电流，所述光电流与在第n读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位对应；
与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的读取阶段之间不重叠；
n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数，N和M都为正整数。
具体的，所述第n行第m列光感元件可以为第n行第m列光敏二极管；所述第n行第m列光敏二极管的阳极为所述第n行第m列光感元件的第一极，所述第n行第m列光敏二极管的阴极为所述第n行第m列光感元件的第二极；所述光学检测方法还可以包括：
在第n重置阶段，向所述第n光电压端提供第二光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管导通，以重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n积分阶段，控制所述第n行第m列光敏二极管反向偏置，以使得所述第n行第m列光敏二极管能够检测光信号。
具体的，所述光学检测像素电路还可以包括采样单元；所述光学检测方法还可以包括：
在第n读取阶段，所述采样单元采样所述第m列读取线输出的光电流，根据所述第m列读取线输出的光电流能够得到第n行第m列光敏二极管检测到的光信号。
本发明实施例所述的光学检测方法，应用于上述的光学检测像素电路，第n行第m列光感元件为第n行第m列光敏二极管；第n行第m列光敏二极管的阳极为第n行第m列光感元件的第一极，第n行第m列光敏二极管的阴极为第n行第m列光感元件的第二极；所述光学检测像素电路包括的位于第n行的光学检测像素单元对应于第n检测周期；第n检测周期包括依次设置的第n重置阶段、第n行第一读取阶段、第n积分阶段和第n行第二读取阶段；所述光学检测方法包括：在第n检测周期，
在第n重置阶段，向第n光电压端提供第三光电压VD3，以使得第n行第m列光敏二极管导通，从而将第n行第m列检测晶体管的栅极的电位重置为第n行第m列重置电压，所述第n行第m列重置电压等于VD3-Vpnm；
在第n行第一读取阶段，向第n行检测电压线提供第二检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得第m列读取线输出第一光电流；所述第一光电流对应于所述第n行第m列重置电压；
在第n积分阶段，向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，向所述第n光电压端提供第四光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n行第二读取阶段，向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出第二光电流，所述第二光电流对应于在第n行第二读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
Vpnm为所述第n行第m列光敏二极管的导通电压；
与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第一读取阶段之间不重叠；与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第二读取阶段之间不重叠；与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第一读取阶段以及与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第二读取阶段之间不重叠；与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第二读取阶段以及与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第一读取阶段之间不重叠；
n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数，N和M都为正整数。
具体的，所述光学检测像素电路还可以包括采样单元；所述光学检测方法还可以包括：
在第n行第一读取阶段，所述采样单元采样所述第m列读取线输出的第一光电流；
在第n行第二读取阶段，所述采样单元采样所述第m列读取线输出的第二光电流；
根据所述第二光电流与第一光电流之间的差值能够得到第n行第m列光敏二极管检测到的光信号。
本发明实施例所述的显示装置包括上述的光学检测像素电路。
本发明实施例所提供的显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种光学检测像素单元，其特征在于，包括光感元件和检测晶体管，其中，
所述光感元件的第一极与光电压端连接，所述光感元件的第二极与所述检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述光电压端的控制下，检测光信号；
所述检测晶体管的第一极与检测电压线连接，所述检测晶体管的第二极与读取线连接；
所述的光学检测像素单元还包括控制模块；
所述控制模块用于在重置阶段重置所述检测晶体管的栅极的电位，并在积分阶段向所述检测电压线提供第一检测电压，以使得所述检测晶体管关闭，在所述积分阶段向所述光电压端提供第一光电压，以使得所述光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述检测晶体管的栅极的电位，并在读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出光电流，所述光电流与在所述读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应。
2.如权利要求1所述的光学检测像素单元，其特征在于，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；
所述控制模块具体用于在重置阶段向所述光电压端提供第二光电压，以使得所述光敏二极管导通，以重置所述检测晶体管的栅极的电位，还用于在积分阶段控制所述光敏二极管反向偏置。
3.一种光学检测像素单元，其特征在于，包括光感元件和检测晶体管，其中，
所述光感元件的第一极与光电压端连接，所述光感元件的第二极与所述检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述光电压端的控制下，检测光信号；
所述检测晶体管的第一极与检测电压线连接，所述检测晶体管的第二极与读取线连接；
所述的光学检测像素单元还包括控制模块；所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；
所述控制模块用于在重置阶段向所述光电压端提供第三光电压VD3，以使得所述光敏二极管导通，从而将所述检测晶体管的栅极的电位重置为重置电压，所述重置电压等于VD3-Vp，在第一读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以使得所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出与所述重置电压对应的第一光电流，并在积分阶段向所述检测电压线提供第一检测电压，使得所述检测晶体管关闭，在所述积分阶段向所述光电压端提供第四光电压，以使得所述光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述检测晶体管的栅极的电位，并在第二读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出第二光电流；所述第二光电流与在所述第二读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；Vp为所述光敏二极管的导通电压。
4.一种光学检测方法，应用于如权利要求1所述的光学检测像素单元，其特征在于，一检测周期包括依次设置的重置阶段、积分阶段和读取阶段；所述光学检测方法包括：
在重置阶段，重置检测晶体管的栅极的电位；
在积分阶段，向所述检测电压线提供第一检测电压，以使得所述检测晶体管关闭，向所述光电压端提供第一光电压，以使得光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述检测晶体管的栅极的电位；
在读取阶段，向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出光电流，所述光电流与在所述读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应。
5.如权利要求4所述的光学检测方法，其特征在于，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；所述光学检测方法还包括：
在重置阶段，向所述光电压端提供第二光电压，以使得所述光敏二极管导通，以重置所述检测晶体管的栅极的电位；
在积分阶段，控制所述光敏二极管反向偏置，以使得所述光敏二极管能够检测光信号。
6.一种光学检测方法，应用于如权利要求1所述的光学检测像素单元，其特征在于，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；一检测周期包括依次设置的重置阶段、第一读取阶段、积分阶段和第二读取阶段；所述光学检测方法包括：
在重置阶段，向所述光电压端提供第三光电压VD3，以使得光敏二极管导通，从而将检测晶体管的栅极的电位重置为重置电压，所述重置电压等于VD3-Vp；
在第一读取阶段，向检测电压线提供第二检测电压，以使得检测晶体管工作于饱和区，以使得读取线输出与所述重置电压对应的第一光电流；
在积分阶段，向所述检测电压线提供第一检测电压，使得所述检测晶体管关闭，向所述光电压端提供第四光电压，以使得所述光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述检测晶体管的栅极的电位；在第二读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出第二光电流，所述第二光电流与在所述第二读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；
Vp为所述光敏二极管的导通电压。
7.一种光学检测像素电路，其特征在于，包括N行检测电压线、M列读取线和N行M列如权利要求1至3中任一权利要求所述的光学检测像素单元；
第n行第m列光学检测单元包括第n行第m列光感元件和第n行第m列检测晶体管，其中，
所述第n行第m列光感元件的第一极与第n光电压端连接，所述第n行第m列光感元件的第二极与所述第n行第m列检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述第n光电压端的控制下，检测光信号；
所述第n行第m列检测晶体管的第一极与第n行检测电压线连接，所述第n行第m列检测晶体管的第二极与第m列读取线连接；
第m电流源与所述第m列读取线连接，用于向所述第m列读取线提供第m恒定电流；
N和M都为正整数，n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数。
8.如权利要求7所述的光学检测像素电路，其特征在于，还包括采样单元；
所述采样单元分别与所述M列读取线连接，用于采集所述读取线上的光电流。
9.如权利要求8所述的光学检测像素电路，其特征在于，所述采样单元包括M个采样模块；所述采样模块与所述读取线对应；
所述采样模块包括跨导运算放大器、电阻模块和数模转换器；
所述跨导运算放大器的反相输入端与所述读取线连接，所述跨导运算放大器的正相输入端接入基准电压，所述跨导运算放大器的输出端通过所述电阻模块与所述数模转换器的输入端连接，所述跨导运算放大器用于将所述读取线输出的光电流转换为相应的模拟光电压信号；
所述数模转换器用于对所述模拟光电压信号进行模数转换，得到相应的数字光电压信号。
10.如权利要求7至9中任一权利要求所述的光学检测像素电路，其特征在于，第n行第m列光学检测单元还包括第n行第m列控制模块；
所述第n行第m列控制模块用于在第n重置阶段重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n积分阶段向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，在所述第n积分阶段向所述第n光电压端提供第一光电压，以使得所述第n行第m列光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n读取阶段向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出第m光电流，所述第m光电流与在所述第n读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位对应。
11.如权利要求10所述光学检测像素电路，其特征在于，所述第n行第m列光感元件为第n行第m列光敏二极管；所述第n行第m列光敏二极管的阳极为所述第n行第m列光感元件的第一极，所述第n行第m列光敏二极管的阴极为所述第n行第m列光感元件的第二极；
所述第n行第m列控制模块具体用于在重置阶段向所述第n光电压端提供第二光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管导通，以重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，还用于在积分阶段控制所述第n行第m列光敏二极管反向偏置。
12.如权利要求7至9中任一权利要求所述的光学检测像素电路，其特征在于，所述第n行第m列光感元件为第n行第m列光敏二极管；所述第n行第m列光敏二极管的阳极为所述第n行第m列光感元件的第一极，所述第n行第m列光敏二极管的阴极为所述第n行第m列光感元件的第二极；
第n行第m列光学检测单元还包括第n行第m列控制模块；
所述第n行第m列控制模块用于在第n重置阶段向所述第n光电压端提供第三光电压VD3，以使得所述第n行第m列光敏二极管导通，从而将所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位重置为第n行第m列重置电压，所述第n行第m列重置电压等于VD3-Vpnm，在第n行第一读取阶段向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出与第n行第m列重置电压对应的第一光电流，并在第n积分阶段向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，在所述第n积分阶段向所述第n光电压端提供第四光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n行第二读取阶段向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出第二光电流，所述第二光电流与在第n行第二读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位对应；Vpnm为所述第n行第m列光敏二极管的导通电压。
13.一种光学检测方法，应用于如权利要求7至9中任一权利要求所述的光学检测像素电路，其特征在于，所述光学检测像素电路包括的位于第n行的光学检测像素单元对应于第n检测周期；第n检测周期包括依次设置的第n重置阶段、第n积分阶段和第n读取阶段；所述光学检测方法包括：在第n检测周期，
在第n重置阶段，重置第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n积分阶段，向第n行检测电压线提供第一检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，向所述第n光电压端提供第一光电压，以使得所述第n行第m列光感元件反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n读取阶段，向第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得第m列读取线输出光电流，所述光电流与在第n读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位对应；
与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的读取阶段之间不重叠；
n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数，N和M都为正整数。
14.如权利要求13所述的光学检测方法，其特征在于，所述第n行第m列光感元件为第n行第m列光敏二极管；所述第n行第m列光敏二极管的阳极为所述第n行第m列光感元件的第一极，所述第n行第m列光敏二极管的阴极为所述第n行第m列光感元件的第二极；所述光学检测方法还包括：
在第n重置阶段，向所述第n光电压端提供第二光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管导通，以重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n积分阶段，控制所述第n行第m列光敏二极管反向偏置，以使得所述第n行第m列光敏二极管能够检测光信号。
15.如权利要求13或14所述的光学检测方法，其特征在于，所述光学检测像素电路还包括采样单元；所述光学检测方法还包括：
在第n读取阶段，所述采样单元采样所述第m列读取线输出的光电流，根据所述第m列读取线输出的光电流能够得到第n行第m列光敏二极管检测到的光信号。
16.一种光学检测方法，应用于如权利要求7至9中任一权利要求所述的光学检测像素电路，其特征在于，第n行第m列光感元件为第n行第m列光敏二极管；第n行第m列光敏二极管的阳极为第n行第m列光感元件的第一极，第n行第m列光敏二极管的阴极为第n行第m列光感元件的第二极；所述光学检测像素电路包括的位于第n行的光学检测像素单元对应于第n检测周期；第n检测周期包括依次设置的第n重置阶段、第n行第一读取阶段、第n积分阶段和第n行第二读取阶段；所述光学检测方法包括：在第n检测周期，
在第n重置阶段，向第n光电压端提供第三光电压VD3，以使得第n行第m列光敏二极管导通，从而将第n行第m列检测晶体管的栅极的电位重置为第n行第m列重置电压，所述第n行第m列重置电压等于VD3-Vpnm；
在第n行第一读取阶段，向第n行检测电压线提供第二检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得第m列读取线输出第一光电流；所述第一光电流对应于所述第n行第m列重置电压；
在第n积分阶段，向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，向所述第n光电压端提供第四光电压，以使得所述第n行第m列光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
在第n行第二读取阶段，向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出第二光电流，所述第二光电流对应于在第n行第二读取阶段所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位；
Vpnm为所述第n行第m列光敏二极管的导通电压；
与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第一读取阶段之间不重叠；与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第二读取阶段之间不重叠；与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第一读取阶段以及与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第二读取阶段之间不重叠；与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第二读取阶段以及与所述光学检测像素电路包括的各行光学检测像素单元对应的各检测周期包括的第一读取阶段之间不重叠；
n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数，N和M都为正整数。
17.如权利要求16所述的光学检测方法，其特征在于，所述光学检测像素电路还包括采样单元；所述光学检测方法还包括：
在第n行第一读取阶段，所述采样单元采样所述第m列读取线输出的第一光电流；
在第n行第二读取阶段，所述采样单元采样所述第m列读取线输出的第二光电流；
根据所述第二光电流与第一光电流之间的差值能够得到第n行第m列光敏二极管检测到的光信号。
18.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7至12中任一权利要求所述的光学检测像素电路。
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