聲的光學傳感器讀出電路的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0032]圖6B示出圖6A的光學傳感器讀出電路中，復位開關(guān)與開關(guān)組件的時序示意圖。
【具體實施方式】
[0033]為了使本申請所揭示的技術(shù)內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發(fā)明的下述各種具體實施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。
[0034]圖4A示出圖2的光學傳感器讀出電路中的積分電路在復位開關(guān)開通時，于積分電路的輸入端出現(xiàn)電壓尖峰(voltage spike)的狀態(tài)示意圖。圖4B示出圖4A的光學傳感器讀出電路中，積分電路的輸入端與薄膜晶體管的柵極控制信號所產(chǎn)生的電壓尖峰對像素電壓電位影響的測試示意圖。
[0035]參照圖4A，薄膜晶體管Tl的第二端的電壓電位為VSEN，其控制端的柵極電壓電位為Vg。根據(jù)實驗測試結(jié)果，當復位開關(guān)Ml從關(guān)斷到開通時，會出現(xiàn)一瞬時電壓尖峰(voltage spike)，這也意味著電容Cfb的兩端短接在一起，電容Cfb上的電荷得以釋放。與此同時，我們也從波形觀察到，復位開關(guān)Ml從關(guān)斷狀態(tài)切換到開通狀態(tài)時，處于低電壓電位的柵極脈沖信號卻產(chǎn)生了較高的高電位毛刺，這說明該柵極脈沖信號出現(xiàn)了耦合噪聲。
[0036]為了分析該耦合噪聲的成因，我們設(shè)計了圖4B所示的測試電路，預先假設(shè)薄膜晶體管Ta、Tb和Tc各自第二端相連接的節(jié)點電壓VSEN以及和柵極電壓Vg的電壓尖峰會對像素電壓電位產(chǎn)生影響，進而引起積分輸出結(jié)果不穩(wěn)定。通過進一步論證，實驗仿真結(jié)果也證實了節(jié)點電壓VSEN耦合噪聲對積分輸出的影響。
[0037]圖5示出依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，可降低噪聲的光學傳感器讀出電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]參照圖5，在該實施方式中，光學傳感器讀出電路包括一薄膜晶體管Tl、一光學傳感器S1、一開關(guān)M2、一積分電路和一復位開關(guān)Ml。薄膜晶體管Tl，例如采用非晶硅材質(zhì)制成，其柵極接收一柵極脈沖信號。光學傳感器SI電性耦接至一偏置電壓Vbias以及薄膜晶體管Tl的第一端。復位開關(guān)Ml跨接于積分電路的輸入端與輸出端之間。
[0039]將圖5與圖3進行比較，其主要區(qū)別是在于，本發(fā)明增加了隔離開關(guān)M2，其一端電性耦接至積分電路的輸入端(如，運算放大器的反相輸入端)，另一端電性耦接至薄膜晶體管Tl的第二端(S卩，節(jié)點電壓VSEN)。透過設(shè)置隔離開關(guān)M2，當復位開關(guān)Ml開通時，雖然電容Cfb瞬間被短路而會在積分電路的輸入端產(chǎn)生瞬時電壓尖峰，但是藉由開關(guān)M2的關(guān)斷，可有效地隔離該瞬時電壓尖峰，以避免薄膜晶體管Tl的柵極電壓Vg和節(jié)點電壓VSEN遭受該電壓尖峰所帶來的耦合噪聲。
[0040]在一具體實施例中，復位開關(guān)Ml為一 P型薄膜晶體管，當復位開關(guān)Ml的控制端為高電平時，其處于關(guān)斷狀態(tài)；當復位開關(guān)Ml的控制端為低電平時，其處于開通狀態(tài)。
[0041]圖6A示出依據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，可降低噪聲的光學傳感器讀出電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6B示出圖6A的光學傳感器讀出電路中，復位開關(guān)與開關(guān)組件的時序示意圖。
[0042]將圖6A與圖5進行比較，圖6A與圖5的主要區(qū)別是在于，開關(guān)組件的電路架構(gòu)可作為隔離開關(guān)M2的可替換實施例。詳細而言，該開關(guān)組件包括第一開關(guān)M3和第二開關(guān)M4。其中，第一開關(guān)M3的第一端電性耦接至薄膜晶體管Tl的第二端，第一開關(guān)M3的第二端電性耦接至積分電路的反相輸入端。第二開關(guān)M4的第二端電性耦接至薄膜晶體管Tl的第二端，第二開關(guān)M4的第一端電性耦接至積分電路的反相輸入端，為了確保第一開關(guān)M3和第二開關(guān)M4同時關(guān)斷，它們可配置為互補型的開關(guān)(諸如N型薄膜晶體管與P型薄膜晶體管)，且第一開關(guān)M3的柵極與第二開關(guān)M4的柵極各自所接收的控制信號極性相反。例如，第一開關(guān)M3的柵極脈沖信號wl為低電平，則第二開關(guān)M4的柵極脈沖信號w2為高電平。
[0043]由圖6B可知，第一開關(guān)M3的柵極接收一第一脈沖信號wl，第二開關(guān)M4的柵極接收一第二脈沖信號w2，且第一脈沖信號wl與第二脈沖信號w2的跳變時刻與復位開關(guān)Ml的操作時刻基本保持一致。當復位開關(guān)Ml開通時，第一脈沖信號wl從高電平跳變?yōu)榈碗娖绞沟谝婚_關(guān)M3斷開，且第二脈沖信號w2從低電平跳變?yōu)楦唠娖绞沟诙_關(guān)M4斷開，進而使節(jié)點電壓VSEN與積分電路的輸入端實現(xiàn)電性隔離。
[0044]采用本發(fā)明的光學傳感器讀出電路，其薄膜晶體管的控制端接收一柵極脈沖信號，光學傳感器電性耦接至偏置電壓以及薄膜晶體管的第一端，開關(guān)組件的第一端電性耦接至薄膜晶體管的第二端且第二端電性耦接至積分電路的輸入端，復位開關(guān)跨接于積分電路的輸入端與輸出端之間。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的讀出電路在復位開關(guān)開通時，同步關(guān)斷設(shè)置在薄膜晶體管的第二端和積分電路的輸入端之間的開關(guān)組件，從而可避免積分電路輸入端的瞬時電壓尖峰對柵極驅(qū)動信號造成耦合噪聲。如此一來，本發(fā)明的讀出電路可使CDS電路的采樣數(shù)據(jù)電壓保持穩(wěn)定，以確保圖像傳感器的掃描品質(zhì)或指紋檢測精度。
[0045]上文中，參照附圖描述了本發(fā)明的【具體實施方式】。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對本發(fā)明的【具體實施方式】作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種可降低噪聲的光學傳感器讀出電路，其特征在于，所述光學傳感器讀出電路包括: 一薄膜晶體管，具有一控制端、一第一端和一第二端，所述控制端用以接收一柵極脈沖信號; 一光學傳感器，電性耦接至一偏置電壓以及所述薄膜晶體管的第一端； 一開關(guān)組件，具有一第一端和一第二端，所述開關(guān)組件的第一端電性耦接至所述薄膜晶體管的第二端； 一積分電路，其輸入端電性耦接至所述開關(guān)組件的第二端； 一復位開關(guān)，其一端電性耦接至所述積分電路的輸入端，另一端電性耦接至所述積分電路的輸出端，其中，當所述復位開關(guān)開通時，所述開關(guān)組件斷開所述積分電路與所述薄膜晶體管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學傳感器讀出電路，其特征在于，所述薄膜晶體管采用非晶硅材質(zhì)制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學傳感器讀出電路，其特征在于，所述開關(guān)組件包括: 一第一開關(guān)，具有一控制端、一第一端和一第二端，所述第一開關(guān)的第一端電性親接至所述薄膜晶體管的第二端，所述第一開關(guān)的第二端電性耦接至所述積分電路的輸入端；以及 一第二開關(guān)，具有一控制端、一第一端和一第二端，所述第二開關(guān)的第二端電性耦接至所述薄膜晶體管的第二端，所述第二開關(guān)的第一端電性耦接至所述積分電路的輸入端， 其中，所述第一開關(guān)與所述第二開關(guān)為互補型的開關(guān)，且所述第一開關(guān)的控制端與所述第二開關(guān)的控制端各自所接收的控制信號極性相反。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學傳感器讀出電路，其特征在于，所述第一開關(guān)為N型薄膜晶體管，且所述第二開關(guān)為P型薄膜晶體管。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學傳感器讀出電路，其特征在于，所述第一開關(guān)的控制端接收一第一脈沖信號，所述第二開關(guān)的控制端接收一第二脈沖信號，且所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號的跳變時刻與所述復位開關(guān)的操作時刻相一致。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學傳感器讀出電路，其特征在于，當所述復位開關(guān)開通時，所述第一脈沖信號從高電平跳變?yōu)榈碗娖绞顾龅谝婚_關(guān)斷開，所述第二脈沖信號從低電平跳變?yōu)楦唠娖绞顾龅诙_關(guān)斷開。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學傳感器讀出電路，其特征在于，所述積分電路包括: 一運算放大器，具有一反相輸入端、一正相輸入端和一輸出端，所述反相輸入端電性親接至所述開關(guān)組件的第二端，所述正相輸入端電性耦接至一參考電壓；以及一積分電容，并聯(lián)連接于所述運算放大器的輸入端與輸出端之間。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學傳感器讀出電路，其特征在于，所述復位開關(guān)為一P型薄膜晶體管，當所述復位開關(guān)的控制端為高電平時，其處于關(guān)斷狀態(tài)；當所述復位開關(guān)的控制端為低電平時，其處于開通狀態(tài)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學傳感器讀出電路，其特征在于，所述光學傳感器讀出電路為一集成芯片。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可降低噪聲的光學傳感器讀出電路，包括：一薄膜晶體管，其控制端接收一柵極脈沖信號；一光學傳感器，電性耦接至一偏置電壓以及薄膜晶體管的第一端；一開關(guān)組件，其第一端電性耦接至薄膜晶體管的第二端；一積分電路，其輸入端電性耦接至開關(guān)組件的第二端；一復位開關(guān)，其一端電性耦接至積分電路的輸入端，另一端電性耦接至積分電路的輸出端。當復位開關(guān)開通時，斷開開關(guān)組件以避免對柵極脈沖信號造成耦合噪聲。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的讀出電路在復位開關(guān)開通時，同步關(guān)斷開關(guān)組件，從而避免瞬時電壓尖峰對柵極驅(qū)動信號造成耦合噪聲，使CDS電路的采樣數(shù)據(jù)電壓保持穩(wěn)定。
【IPC分類】H04N5/357, H04N5/378
【公開號】CN105187741
【申請?zhí)枴緾N201510534502
【發(fā)明人】張家瑋, 黃如琳, 曾柏瑜, 鄭修哲, 劉育榮, 蔡維綱
【申請人】友達光電股份有限公司, 聯(lián)詠科技股份有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月27日