光敏检测装置、显示装置、指纹检测方法和操作显示装置的方法与流程
相关申请的交叉引用
本申请是2019年7月30日提交的国际申请no.pct/cn2019/098374的部分继续申请，其要求于2018年12月14日提交的中国专利申请no.201811535591.7的优先权。出于所有目的，上述每个申请通过引用其全部内容并入本文。
本发明涉及显示技术，更具体地说，涉及光敏检测装置、显示装置、指纹检测方法和操作显示装置的方法。
背景技术：
近年来，已经在指纹和掌纹识别中提出了各种方法。用于识别指纹和掌纹的光学方法的示例包括全反射方法、光路分离方法和扫描方法。在全反射方法中，来自诸如环境光的光源的光进入像素，并且在封装基板的表面上被全反射。当手指或手掌接触显示面板时，该表面的全反射条件在触摸时局部地改变，导致全反射被局部地破坏。全反射的破坏导致反射减少。基于该原理，手指的脊线可以与谷线区分开。可替换地，可以通过检测手指或手掌触摸显示面板时的电容变化来识别指纹和掌纹。
技术实现要素：
一方面，本发明提供一种光敏检测装置，其包括对置基板、面对所述对置基板的阵列基板、以及指纹感测驱动器；其中，所述阵列基板包括：多个光源，其配置为朝向所述对置基板发光，所述光的至少一部分被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面全反射；以及光传感器，其配置为检测被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面全反射的所述光的所述至少一部分；其中，所述光敏检测装置被配置为在包括多个时序光敏模式的时分模式下操作；并且所述指纹感测驱动器被配置为通过对在所述多个时序光敏模式下检测到的信号进行整合来检测指纹信息。
可选地，在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，间隔开的多个发光块被配置为发光，该光分别被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的多个触摸子区域反射；其中，所述多个触摸子区域彼此间隔开。
可选地，在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，分别由所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的所述多个触摸子区域反射的光分别由所述光传感器中的多个感测子区域检测到；并且所述光传感器中的所述多个感测子区域基本上不重叠。
可选地，所述多个感测子区域中的相邻感测子区域彼此相邻。
可选地，所述多个时序光敏模式包括第一模式和第二模式；间隔开的多个第一发光块被配置在所述第一模式下发光，该光分别被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的多个第一触摸子区域反射；间隔开的多个第二发光块被配置为在所述第二模式下发光，该光分别被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的多个第二触摸子区域反射；所述多个第一触摸子区域彼此间隔开；并且所述多个第二触摸子区域彼此间隔开。
可选地，分别被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的所述多个第一触摸子区域反射的光分别由所述光传感器的第一感测区域中的多个第一感测子区域检测到；分别被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的所述多个第二触摸子区域反射的光分别被所述光传感器的第二感测区域中的多个第二感测子区域检测到；所述第一感测区域和所述第二感测区域部分重叠；所述多个第一感测子区域基本上不重叠；并且所述多个第二感测子区域基本上不重叠。
可选地，所述多个第一发光块的总数和所述多个第二发光块的总数基本相同。
可选地，所述多个第一发光块的位置和所述多个第二发光块的位置通过平移位移相关。
可选地，在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，多个发光块被配置为发光；和所述多个发光块具有基本相同的尺寸。
可选地，所述基本相同的尺寸是被优化用于实现对比值的最大值的尺寸；其中，所述对比值由
可选地，所述多个发光块中的相应一个发光块包括(9个子像素×9个子像素)的块。
可选地，所述光敏检测装置还包括：触摸感测驱动电路，所述触摸感测驱动电路被配置为控制所述光敏检测装置的触摸区域中的触摸检测；其中，在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，间隔开的多个发光块被配置为发光；以及所述多个发光块被限定在与所述触摸区域相对应的区域中。
另一方面，本发明提供一种显示装置，其包括本文所述的光敏检测装置或者有本文所述的方法制造；其中，所述显示装置在包括显示模式和指纹感测模式的时分模式下操作；所述显示装置被配置为在所述显示模式下显示图像；并且所述光敏检测装置被配置为在所述指纹感测模式下检测指纹。
可选地，所述多个光源是所述显示装置中的多个发光元件，所述多个发光元件被配置为在所述显示模式下发光以用于图像显示。
可选地，所述显示装置至少在所述显示装置的显示区域中以及在所述阵列基板与所述对置基板之间，基本上不存在任何真空空间。
可选地，所述阵列基板和对置基板之间包括基本上贯穿所述显示装置的显示区域和外围区域的光学透明树脂层。
可选地，所述光学透明树脂层包括oca面胶。
可选地，所述阵列基板和对置基板之间包括设置在显示装置的外围区域的光学透明树脂层和基本上贯穿所述显示装置的显示区域的介质层。
可选地，所述介质层包括硅油。
另一方面，本发明提供一种指纹检测方法，包括：在包括多个时序光敏模式的时分模式下操作光敏检测装置；以及对在所述多个时序光敏模式下检测到的信号进行整合，以检测指纹信息；其中，所述光敏检测装置包括对置基板、面对所述对置基板的阵列基板、和指纹感测驱动器；其中，在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，所述方法包括：使用多个光源向所述对置基板发光，所述光的至少一部分被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面全反射；以及使用光传感器检测被所述对置基板的远离所述阵列基板的所述表面全反射的所述光的所述至少一部分。
可选地，在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，所述方法包括：驱动间隔开的多个发光块分别发光，该光被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的多个触摸子区域反射；其中，所述多个触摸子区域彼此间隔开。
可选地，在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，还包括：在光传感器中的多个感测子区域中分别检测以下光，该光从所述多个发光块发射，并且分别由所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的所述多个触摸子区域反射；其中，所述光传感器的多个感测子区域基本上不重叠。
可选地，所述多个时序光敏模式包括第一模式和第二模式；其中，所述方法包括：驱动间隔开的多个第一发光块在所述第一模式下发光，该光分别被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的多个第一触摸子区域反射；以及驱动间隔开的多个第二发光块在所述第二模式下发光，该光分别被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的多个第二触摸子区域反射；其中，所述多个第一触摸子区域彼此间隔开；并且所述多个第二触摸子区域彼此间隔开。
可选地，所述方法还包括：在所述光传感器中的多个第一感测子区域中，分别检测以下光：该光从所述多个第一发光块发射，并且分别由所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的所述多个第一触摸子区域反射；在所述光传感器中的多个第二感测子区域中，分别检测以下光：该光从多个第二发光块发射，并且分别由所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的所述多个第二触摸子区域反射；所述第一感测区域和所述第二感测区域部分重叠；所述多个第一感测子区域基本上不重叠；并且所述多个第二感测子区域基本上不重叠。
可选地，在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，所述方法包括：驱动间隔开的多个发光块分别发光，该光被所述对置基板的远离所述阵列基本的表面反射；以及确定所述多个发光块中的每一个的尺寸。
可选地，所述多个发光块具有基本相同的尺寸；并且确定所述多个发光块中的每个发光块的尺寸包括：将所述多个发光块中的每个发光块的尺寸确定为被优化用于实现对比值的最大值的尺寸；其中，所述对比值由
可选地，所述方法还包括：在触摸时检测所述光敏检测装置的触摸区域；以及在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，驱动间隔开的多个发光块分别发光，该光被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面反射；其中，所述多个发光块被限定在与所述触摸区域相对应的区域中。
另一方面，本发明提供一种操作显示装置的方法，包括：在包括显示模式和指纹感测模式的时分模式下操作所述显示装置；其中，在所述显示模式下，所述方法包括：使用所述显示装置显示图像；以及在所述指纹感测模式下，所述方法包括根据权利要求16至22中任一项所述的方法来检测指纹；并且所述指纹感测模式包括多个时序光敏模式。
可选地，所述时分模式还包括触摸感测模式；其中，在所述触摸感测模式下，所述方法还包括：在触摸时检测所述光敏检测装置中的触摸区域；其中，在所述指纹感测模式下，所述方法还包括：驱动间隔开的多个发光块以分别在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下发光，所述光被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面反射；其中，所述多个发光块被限定在与所述触摸区域相对应的区域中。
附图说明
以下附图仅是用于根据各种公开的实施例的说明性目的的示例，而不旨在限制本发明的范围。
图1是示出了根据本公开的一些实施例中的光敏检测装置的结构的示意图。
图2示出了根据本公开的一些实施例中的光敏检测机制。
图3示出了根据本公开的一些实施例中的光传感器中的多个触摸子区域(对象)中的相应一个与多个感测子区域(图像)中的相应一个之间的关系。
图4示出了根据本公开的一些实施例中的光传感器中的多个感测子区域(图像)中的相应一个。
图5示出了根据本公开的一些实施例中的彼此相邻的多个感测子区域。
图6示出了对应于图5中的多个感测子区域的多个触摸子区域。5。
图7a至图7e示出了根据本公开的一些实施例中的在多个时序光敏模式下检测完整指纹信息的方法。
图8a至图8d示出了根据本公开的一些实施例中的多个时序光敏模式中的发光块的平移位移。
图9示出了根据本公开的一些实施例中的多个发光块中的相应一个发光快的尺寸与对比值(contractvalue)之间的相关性。
图10示出了根据本公开的一些实施例中的显示装置的时分操作模式。
图11是示出根据本公开的一些实施例中的显示装置的结构的示意图。
图12是示出根据本公开的一些实施例中的显示装置的结构的示意图。
图13是示出根据本公开的一些实施例中的显示装置的结构的示意图。
图14示意性地示出了根据本发明实施例的指纹识别装置的结构图。
图15a示意性地示出了根据本发明的实施例的手指触摸指纹识别装置的结构图。
图15b示意性地示出了根据本发明的实施例的全反射区域和光透射区域的示图。
图15c示意性地示出了根据本发明的实施例的有效图像区域、无效图像区域和残留图像区域的示图。
图16示意性地示出了根据本发明的实施例的放大率的示图。
图17示意性地示出了当指纹触摸全反射区域时获得的指纹图像的模拟图。
图18示意性地示出了位于支撑基板上的图像传感器的分布结构的示图。
图19是根据本发明的实施例的驱动方法的流程图1。
图20a示意性地示出了根据本发明的实施例的点光源的结构图1。
图20b示意性地示出了根据本发明的实施例的点光源的结构图2。
图20c示意性地示出了根据本发明的实施例的点光源的结构图3。
图21a示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图1。
图21b示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图2。
图22示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图3。
图23示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图4。
图24示意性地示出了根据本发明的实施例的点光源的结构图4。
图25示意性地示出了根据本发明的实施例的点光源的结构图5。
图26示意性地示出了根据本发明的实施例的点光源的结构图6。
图27示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图5。
图28a示意性地示出了根据本发明的实施例的点光源的结构图7。
图28b示意性地示出了根据本发明的实施例的点光源的结构图8。
图29示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图6。
图30示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图7。
图31示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图8。
图32示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图9。
图33示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图10。
图34是根据本发明的实施例的驱动方法的流程图2。
图35示意性地示出了根据本发明的实施例的成像区域的示图11。
具体实施方式
现在将参考以下实施例更具体地描述本公开。应注意，本文仅出于说明和描述的目的呈现了一些实施例的以下描述。并非旨在穷举或受限于所公开的确切形式。
本公开特别是提供一种光敏检测装置、显示装置、指纹检测方法、以及操作显示装置的方法，其基本上消除了由于相关技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。在一个方面，本公开提供了一种光敏检测装置。在一些实施例中，光敏检测装置包括对置基板；阵列基板，其面对所述对置基板；和指纹感测驱动器。在一些实施例中，阵列基板包括多个光源，所述多个光源被配置为朝向对置基板发光，至少一部分光被对置基板的远离阵列基板的表面反射；光传感器，被配置为检测被对置基板的远离阵列基板的表面全反射的光的所述至少一部分。可选地，光敏检测装置被配置为在包括多个时序光敏模式的时分模式下操作。可选地，指纹感测驱动器被配置为通过对在多个时序光敏模式下检测到的信号进行整合/积分(integrate)来检测指纹信息。
如本文所用，术语“指纹”是指人体部位的印记。术语指纹包括诸如拇指的手指的印记。术语指纹还包括手掌或脚的印记。
图1是示出根据本公开的一些实施例中的光敏检测装置的结构的示意图。参照图1，在一些实施例中，光敏检测装置包括阵列基板1、面对阵列基板1的对置基板2、以及连接到阵列基板1的指纹感测驱动器3。在一些实施例中，阵列基板1包括多个光源10，所述多个光源10被配置为朝向对置基板2发光，至少一部分光被对置基板2的远离阵列基板1的表面sc全反射。阵列基板1还包括光传感器20，所述光传感器20被配置为检测被对置基板2的远离阵列基板1的表面sc全反射的所述至少一部分光，从而检测指纹fp信息。阵列基板1还包括由多个光传感器驱动的薄膜晶体管30，其分别连接到多个光源10以用于控制多个光源10的发光。多个光源10可以发射单色光。可选地，多个光源10被分别配置为发射不同颜色的不同光。在一个示例中，多个光源10包括发射红光的多个红光源、发射绿光的多个绿光源、和发射蓝光的多个蓝光源。
在一些实施例中，多个光源10是光敏检测装置中的多个发光元件。可以在本显示基板中使用各种适当的发光元件。合适的发光元件的示例包括有机发光二极管、量子点发光二极管和微发光二极管。
多个光源10被配置为朝向对置基板2发光。如图1所示，从多个光源10发射的光的至少一部分被由对置基板2的远离阵列基板1的表面sc反射(例如全反射)，从而形成全反射光。表面sc例如是在其上发生指纹触摸的触摸表面。当手指(或手掌)放置在对置基板2的远离阵列基板1的一侧时，可以检测到指纹fp(或掌纹)。如图1所示，指纹fp具有多个脊线rl和多个谷线vl。从多个光源10发射的光照射指纹fp(或掌纹)的多个谷线vl和多个脊线rl。由于多个谷线vl和多个脊线rl之间的反射光的强度和反射角度的差异，投射到光传感器20上的光可以产生不同的电流，使得可以识别指纹fp(或掌纹)的多个谷线vl和多个脊线rl。
在一个示例中，光照射在多个谷线vl中的一个上。在与多个谷线vl对应的区域中，手指(或手掌)未与屏幕表面(对置基板2的远离阵列基板1的一侧)接触，这些区域中的全反射条件保持不变(例如，在对置基板2的远离阵列基板1的一侧上的介质是空气)。在对应于多个谷线vl的区域中，光照射在对置基板2的远离阵列基板1的表面sc上，并且(至少一部分)光被对置基板2的远离阵列基板1的表面sc全反射。在对应于多个谷线vl的区域中，由对置基板2的远离阵列基板1的表面sc全反射的光被检测到。
在另一个示例中，光照射在多个脊线rl中的一个上。在与多个脊线rl对应的区域中，手指(或手掌)与屏幕表面(对置基板2的远离阵列基板1的一侧)接触，这些区域中的全反射条件被破坏(例如，在对置基板2的远离阵列基板1的一侧上的介质不是空气而是手指)。在对应于多条脊线rl的区域中，光照射在对置基板2的远离阵列基板1的表面sc上，在该界面上发生漫反射，从而产生沿各个方向传输的漫反射光。与对应于多个谷线vl中的一个的区域相比，靠近多个脊线rl之一的光传感器20检测到较少的反射光。因此，可以区分和识别多个脊线rl和多个谷线vl。
图2示出了根据本公开的一些实施例中的光敏检测机制。参照图2，在一些实施例中，多个发光块lb中的相应一个被配置为朝向对置基板2发光，至少一部分光被对置基板2的远离阵列基板1的表面sc反射。多个发光块lb中的相应一个照射多个触摸子区域tsr(“对象”)中的相应一个，例如，多个触摸子区域tsr中的相应一个表示接收从多个发光块lb中的相应一个发射的光的触摸界面的子区域。光传感器被配置为检测光传感器中的多个感测子区域ssr(“图像”)中的相应一个中的反射光。
多个发光块lb中的相应一个可以包括图1中的多个光源10中的一个或多个。可选地，多个发光块lb中的相应一个包括图1中的多个光源10中的多个。多个发光块lb中的相应一个可以具有任何适当的形状和尺寸。可选地，多个发光块lb中的相应一个包括m×n个子像素，m≥1且n≥1。可选地，m＝9，且n＝9。可选地，多个发光块lb中的相应一个具有圆形形状。
图3示出了根据本公开的一些实施例中的光传感器中的多个触摸子区域(对象)中的相应一个与多个感测子区域(图像)中的相应一个之间的关系。如图3所示，在一些实施例中，多个感测子区域ssr(“图像”)中的相应一个大于多个触摸子区域tsr(“对象”)中的相应一个。图4示出了根据本公开的一些实施例中的光传感器中的多个感测子区域(图像)中的相应一个。参照图4，多个感测子区域ssr中的相应一个包括中心处的无效亮区域、围绕无效亮区域的无效暗区域、以及围绕无效暗区域的有效感测区域。
在本公开中发现，当手指与光传感器之间的距离相对较大时，手指(例如，手指的多条脊线)反射的漫射光可能影响指纹识别，导致指纹图像模糊，随后导致指纹检测不准确。在本公开中进一步发现，尽管可以使用光准直器来丰富指纹信息并过滤掉漫射光，但是由于光准直器的存在，该装置会不可避免地变得更厚。
因此，为了克服这些问题，本公开提供了一种新颖的光敏检测装置，其被配置为以时分模式操作。时分模式包括多个时序光敏模式。指纹感测驱动器被配置为通过对在多个时序光敏模式下检测到的信号进行整合来检测指纹信息。在一些实施例中，在多个时序光敏模式中的相应一个模式下，间隔开的多个发光块被配置为发光，所述光分别被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面上的多个触摸子区域反射，并且分别由光传感器中的多个感测子区域检测到。可选地，多个触摸子区域彼此间隔开。可选地，分别由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个触摸子区域反射的光被光传感器中的多个感测子区域检测到。可选地，光传感器中的多个感测子区域基本上不重叠。如本文所用，术语“基本上不重叠”是指两个子区域不重叠达至少50％(例如，至少60％，至少70％，至少80％，至少90％，至少95％，至少99％和100％)。可选地，所述多个感测子区域中的相邻感测子区域彼此相邻。如这里所使用的，术语“相邻”意味着“相遇”和“邻近”。“邻近”意味着“靠近在一起”、“附近”或“毗连”。因此，相邻意味着触摸或毗连，其中切割边缘接触或靠近。
在多个时序光敏模式中的每一个模式下，多个发光块用于检测指纹信息。多个发光块彼此充分地间隔开，使得光传感器中的多个感测子区域基本上不重叠。通过这样的设计，可以防止来自邻近的发光块的漫射光被多个感测子区域中的与多个发光块中的相应一个相对应的相应感测子区域检测到。可以显着增强由多个感测子区域中的相应一个感测子区域检测到的信号的信噪比。
图5示出了根据本公开的一些实施例中的彼此相邻的多个感测子区域。图6示出了对应于图5中的多个感测子区域的多个触摸子区域。参照图5，光传感器中的多个感测子区域ssr(“图像”)彼此相邻但不重叠。然而，如图6所示，与图5中的多个感测子区域ssr相对应的多个触摸子区域tsr彼此间隔开。因此，在多个时序光敏模式中的每一个模式下，仅部分的指纹信息可以被检测到，例如，在多个时序光敏模式中的单个一个时序光敏模式下，图6中的多个触摸子区域tsr中的相邻触摸子区域之间的空间中的指纹未被检测到。
因此，为了检测完整的指纹信息，本光敏检测装置被配置为以包括多个时序光敏模式的时分模式来操作。指纹感测驱动器被配置为通过对在多个时序光敏模式下检测到的信号进行整合来检测指纹信息。具体地，在一些实施例中，多个时序光敏模式包括第一模式和第二模式。间隔开的多个第一发光块被配置为在第一模式下发光，所述光分别被对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第一触摸子区域反射、并且分别被光传感器中的第一感测区域中的多个第一感测子区域检测到。间隔开的多个第二发光块被配置为在第二模式下发光，所述光分别被对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第二触摸子区域反射、并且分别被光传感器中的第二感测区域中的多个第二感测子区域检测到。多个第一触摸子区域彼此间隔开。多个第二触摸子区域彼此间隔开。
可选地，分别由所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的多个第一触摸子区域反射的光分别由光传感器中的第一感测区域中的多个第一感测子区域检测到。可选地，分别由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第二触摸子区域反射的光分别被光传感器的第二感测区域中的多个第二感测子区域检测到。可选地，第一感测区域和第二感测区域部分地重叠。多个第一感测子区域基本上不重叠。可选地，多个第二感测子区域基本上不重叠。
图7a至图7f示出了根据本公开的一些实施例中的以多个时序光敏模式检测完整指纹信息的方法。在图7a至图7e中，四种模式用于演示检测触摸区域tr中的完整指纹信息。多个时序光敏模式中的四种模式包括第一模式m1、第二模式m2、第三模式m3和第四模式m4。
在第一模式m1中，间隔开的多个第一发光块被配置为发光，所述光分别被对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第一触摸子区域tsr1反射。多个第一触摸子区域tsr1彼此间隔开，多个第一触摸子区域tsr1中的每一个对应于部分指纹。分别由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第一触摸子区域tsr1反射的光分别由光传感器中的第一感测区域中的多个第一感测子区域检测到。多个第一感测子区域分别检测源自第一触摸区域tr1中的多个第一触摸子区域tsr1的信号，如图7a所示。第一触摸区域tr1中的多个第一触摸子区域tsr1中的相邻触摸子区域tsr1之间的以及多个第一触摸子区域中的每一个中的与无效感测区域相对应的中央区域(例如，图4中的无效亮区域和无效暗区域)的指纹信息在第一模式m1中未被检测到。
在第二模式m2中，间隔开的多个第二发光块被配置为发光，所述光分别被对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第二触摸子区域tsr2反射。多个第二触摸子区域tsr2彼此间隔开，多个第二触摸子区域tsr2中的每一个对应于部分指纹。分别由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第二触摸子区域tsr2反射的光分别由光传感器中的第二感测区域中的多个第二感测子区域检测到。多个第二感测子区域分别检测源自第二触摸区域tr2中的多个第二触摸子区域tsr2的信号，如图7b所示。第二触摸区域tr2中的多个第二触摸子区域tsr2中的相邻触摸子区域之间的以及多个第二触摸子区域tsr2中的每个触摸子区域的与无效感测区域相对应的中央区域的指纹信息在第二模式m2中未被检测到。
在第三模式m3中，间隔开的多个第三发光块被配置为发光，所述光分别被对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第三触摸子区域tsr3反射。多个第三触摸子区域tsr3彼此间隔开，多个第三触摸子区域tsr3中的每一个对应于部分指纹。由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第三触摸子区域tsr3反射的光分别被光传感器中的第三感测区域中的多个第三感测子区域检测到。多个第三感测子区域分别检测源自第三触摸区域tr3中的多个第三触摸子区域tsr3的信号，如图7c所示。第三触摸区域tr3的所述多个第三触摸子区域tsr3中的相邻触摸子区域之间的以及所述多个第三触摸子区域tsr3中的每一个触摸子区域的与所述无效感测区域对应的中央区域的指纹信息在第三模式m3中未被检测到。
在第四模式m4中，间隔开的多个第四发光块被配置为发光，所述光分别被对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第四触摸子区域tsr4反射。多个第四触摸子区域tsr4彼此间隔开，多个第四触摸子区域tsr4中的每一个对应于部分指纹。由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第四触摸子区域tsr4分别反射的光分别由光传感器中的第四感测区域中的多个第四感测子区域检测到。多个第四感测子区域分别检测源自第四触摸区域tr4中的多个第四触摸子区域tsr4的信号，如图7d所示。第四触摸区域tr4的所述多个第四触摸子区域tsr4中的相邻触摸子区域之间的以及所述多个第四触摸子区域tsr4中的每一个第四触摸子区域的与所述无效感测区域对应的中央区域的指纹信息在第四模式m4中未被检测到。
为了检测完整的指纹信息，本光敏检测装置对在第一模式m1、第二模式m2、第三模式m3和第四模式m4中检测到的信号进行整合。如图7e所示，来自多个时序光敏模式的信号的整合使得能够检测第一触摸区域tr1、第二触摸区域tr2、第三触摸区域tr3和第四触摸区域tr4中的完整指纹信息。在一种模式下丢失的指纹信息可以通过在其他模式下检测到的指纹信息来补充。如图7e所示，当光敏检测装置以如本文所述的时分模式操作时，不仅可以有效地补充相邻触摸子区域之间缺失的指纹信息，还可以有效地补充每个触摸子区域的与无效感测区域对应的中央区域中缺失的指纹信息。图7f示出了由本光敏检测装置检测到的示例性指纹。
多个时序光敏模式可包括任何适当数量的模式，例如，n个模式。可选地，n≥3。可选地，n≥4。可选地，n≥5。可选地，n＝6。
在一些实施例中，每种模式下的多个发光块的总数基本相同。例如，多个第一发光块的总数和多个第二发光块的总数基本相同。例如，当n＝4时，多个第一发光块的总数、多个第二发光块的总数、多个第三发光块的总数、以及多个第四发光块的总数基本相同。如本文所用，术语“基本相同”是指两个值之间的差异不超过基值(例如，两个值中的一个)的10％，例如，不超过基值的8％、不超过6％、不超过4％、不超过2％、不超过1％、不超过0.5％、不超过0.1％、不超过0.05％、不超过0.01％。
由此得出，每种模式下的触摸子区域的总数基本相同，并且每种模式下的感测子区域的总数基本相同。例如，当n＝4时，多个第一触摸子区域的总数、多个第二触摸子区域的总数、多个第三触摸子区域的总数、所述多个第四触摸子区域的总数、多个第一感测子区域的总数、多个第二感测子区域的总数、多个第三感测子区域的总数、多个第四感测子区域的总数基本相同。
如图7a至图7e所示，在一些实施例中，两个不同模式下的多个触摸子区域的位置通过平移位移相关。如本文所用，术语“平移位移”是指第一区域可通过平移运动与第二区域基本上(例如，完全)重叠，并且在平移运动之后两个区域基本上范围相同(coextensive)。例如，多个第一触摸子区域tsr1的位置通过沿水平方向向右平移而与多个第二触摸子区域tsr2的位置相关，例如，多个第一触摸子区域tsr1在向右平移之后与多个第二触摸子区域tsr2重叠，并且与多个第二触摸子区域tsr2范围相同。在另一示例中，多个第二触摸子区域tsr2的位置通过沿水平方向向右平移，然后沿垂直方向向下平移，以与多个第三触摸子区域tsr3的位置相关，例如，多个第二触摸子区域tsr2在向右平移和向下平移之后与多个第三触摸子区域tsr3重叠并且与多个第三触摸子区域tsr3范围相同。
由此得出，两个不同模式下的多个感测子区域的位置通过平移位移相关。例如，多个第一感测子区域的位置通过沿水平方向向右平移而与多个第二感测子区域的位置相关，例如，多个第一感测子区域在向右平移之后与多个第二感测子区域重叠，并且与多个第二感测子区域范围相同。在另一示例中，多个第二感测子区域的位置通过沿水平方向向右平移，然后沿垂直方向向下平移，而与多个第三感测子区域的位置相关，例如，多个第二感测子区域在向右平移和向下平移之后、与多个第三感测子区域重叠并且与多个第三感测子区域范围相同。
在一些实施例中，两个不同模式下的多个发光块的位置通过平移位移相关。可选地，多个第一发光块的位置和多个第二发光块的位置通过平移位移相关。例如，多个第一发光块的位置通过沿水平方向向右平移与多个第二发光块的位置相关，例如，多个第一发光块在向右平移之后与多个第二发光块重叠，并且与多个第二发光块范围相同。在另一示例中，多个第二发光块的位置通过沿水平方向向右平移，然后沿垂直方向向下平移、而与多个第三发光块的位置相关，例如，多个第二发光块在向右平移和向下平移之后、与多个第三发光块重叠，并且与多个第三发光块范围相同。图8a至图8d示出了根据本公开的一些实施例中的多个时序光敏模式下的发光块的平移位移。参照图8a至图8d，多个第一发光块lb1、多个第二发光块lb2、多个第三发光块lb3和多个第四发光块通过平移位移相关。
在多个时序光敏模式中的任何一个模式下，仅被指定为用于特定单独模式的多个发光块被配置为发光，而除了被指定为用于所述特定单独模式的所述多个发光块之外的光源被关闭，以减少对与被指定用于特定单独模式的所述多个发光块相对应的感测区域中的指纹检测的干扰。例如，在一些实施例中，至少围绕被指定为用于所述特定单独模式的所述多个发光块的光源被关闭。在一个示例中，围绕被指定为用于所述特定单独模式的所述多个发光块的x个子像素内部的任意光源被关闭，其中x等于或大于20个子像素。
参照图7a至图7e，在一些实施例中，至少在多个时序光敏模式(例如，第一模式、第二模式、第三模式或第四模式)中的相同一个中，多个触摸子区域具有基本相同的尺寸。因此，至少在多个时序光敏模式中的相同一个模式下，多个感测子区域具有基本相同的尺寸。在一些实施例中，参照图8a至图8d，至少在多个时序光敏模式中的相同的一个模式下，多个发光块具有基本相同的尺寸。可选地，在所述多个时序光敏模式中的任意一个模式和全部模式下，所述多个触摸子区域具有基本相同的尺寸，所述多个感测子区域具有基本相同的尺寸，并且所述多个发光块具有基本相同的尺寸。
在一些实施例中，可以将多个发光块中的相应一个的尺寸确定为被优化用于实现对比值的最大值的尺寸。如这里所使用的，术语对比值由
在一些实施例中，光敏检测装置还包括触摸感测驱动电路，其被配置为控制光敏检测装置中的触摸区域的触摸检测。触摸感测驱动电路可以与图1中的指纹感测驱动器3集成为整体电路(unitarycircuit)。可选地，触摸感测驱动电路是单独的电路或独立的电路，其被配置为专门用于控制光敏检测装置中的触摸区域的触摸检测。在一些实施例中，光敏检测装置在时分模式下操作，所述时分模式包括触摸感测模式，然后是多个时序光敏模式。可以使用各种适当的方法来检测触摸区域。例如，在一些实施例中，光敏检测装置还包括具有多个触摸电极的触摸基板(互电容或自电容型)。
在一些实施例中，如图7a至图7d所示，与多个发光块中的相应一个相对应的多个触摸子区域被限定在触摸区域tr中。通过首先确定手指与对置基板的表面接触的触摸区域，可以更有效且更快速地执行指纹检测。在一些实施例中，多个时序光敏模式中的每一个模式下的多个发光块被限定在与触摸区域tr对应的区域中。
在另一方面，本公开提供了一种显示装置，其包括本文描述的光敏检测装置。在一些实施例中，显示装置以包括显示模式和指纹感测模式的时分模式来操作。显示装置被配置为以显示模式显示图像。光敏检测装置被配置为在指纹感测模式期间检测指纹。在一些实施例中，光敏检测装置被集成到显示装置中作为整体单元。例如，在一些实施例中，多个光源是显示装置中的多个发光元件，其被配置为在显示模式下发光以用于图像显示。在另一示例中，光传感器被集成到显示装置中，例如，被集成在显示装置的子像素间区域中。
合适的显示装置的示例包括但不限于，电子纸、移动电话、平板电脑、电视、监视器、笔记本电脑、数码相册、gps等。
图10示出了根据本公开的一些实施例中的显示装置的时分操作模式。参照图10，在一些实施例中，显示装置在包括显示模式、触摸感测模式和指纹检测模式的时分模式下操作。可选地，参照图10，触摸感测模式和指纹检测模式是在两个不同的非重叠时间帧中出现的两种不同模式。可选地，触摸感测模式和指纹检测模式在两个部分重叠的时间帧中发生。可选地，触摸感测模式和指纹检测模式基本上同时地发生，例如同时发生。在这种情况下，触摸感测模式和指纹检测模式变成为集成的触摸感测和指纹检测模式。
在一些实施例中，在触摸感测模式下，显示装置被配置为检测手指与对置基板的表面接触的触摸区域。在显示模式下，显示装置被配置为显示图像。在指纹检测模式下，显示装置被配置为检测指纹信息。在一些实施例中，指纹检测模式包括如本文所述的多个时序光敏模式。
图11是示出根据本公开的一些实施例中的显示装置的结构的示意图。参照图11，在一些实施例中，显示装置包括阵列基板1和面对阵列基板1的对置基板2。阵列基板1和对置基板2使用设置在显示装置的外围区域pa中的光学透明树脂层40粘附在一起。在显示区域da中在阵列基板1和对置基板2之间，存在真空空间。如图11所示，当从阵列基板1发射的光相对于真空空间和阵列基板1的顶层之间的界面的入射角等于或大于阈值时，一部分光(被描绘为粗线)在真空空间和阵列基板1的顶层之间的界面处发生全反射。由于存在真空空间，这部分光不会到达手指和对置基板2的远离阵列基板1的表面sc之间的界面。结果，不能检测到与真空空间和阵列基板1的顶层之间的界面处被全反射的一部分光相对应的一部分指纹信息。此外，由真空空间和阵列基板1的顶层之间的界面反射的这部分光增加了由光传感器20检测到的信号的噪声。
为了克服该问题，本公开提供了一种显示装置，其中在阵列基板1和对置基板2之间基本上不存在真空空间。可选地，显示装置至少在显示区域da在阵列基板1与对置基板2之间不存在任何真空空间。图12是示出根据本公开的一些实施例中的显示装置的结构的示意图。参照图12，阵列基板1和对置基板2使用基本上贯穿显示装置的显示区域da的光学透明树脂层40而粘附在一起，从而消除了至少在显示区域da在阵列基板1与对置基板2之间的任何真空空间。如图12所示，由于至少在显示区域da中在阵列基板1和对置基板2之间存在光学透明树脂层40，所以被描绘为粗线的入射角为α(或更大)的光的一部分不会在光学透明树脂层40和阵列基板1的顶层之间的界面处发生全反射。相反，这部分光继续行进到手指和对置基板2的远离阵列基板1的表面sc之间的界面。结果，可以检测更完整的指纹信息，并且降低噪声水平。任选地，光学透明树脂层为oca(opticallyclearadhesive)面胶。
如本文所用，术语“外围区域”是指显示面板中的显示基板(例如，对置基板或阵列基板)中设置有各种电路和导线以将信号传输到显示基板的区域。为了增加显示装置的透明度，显示装置的不透光或不透明的部件(例如，电池、印刷电路板、金属框架)可以设置在外围区域而不是显示区域中。
如本文所使用的，术语“显示区域”是指显示面板中的显示基板(例如，对置基板或阵列基板)中实际显示图像的区域。可选地，显示区域可以包括子像素区域和子像素间区域。子像素区域是指子像素的发光区域，例如与液晶显示器中的像素电极对应的区域，或者与有机发光二极管显示面板中的发光层对应的区域。子像素间区域是指相邻子像素区域之间的区域，例如与液晶显示器中的黑矩阵对应的区域，或者与有机发光二极管显示面板中的像素限定层对应的区域。可选地，子像素间区域是同一像素中的相邻子像素区域之间的区域。可选地，子像素间区域是来自两个相邻像素的两个相邻子像素区域之间的区域。
图13是示出根据本公开的一些实施例中的显示装置的结构的示意图。参照图13，在一些实施例中，将阵列基板1和对置基板2使用设置在显示装置的外围区域pa中的光学透明树脂层40而粘附在一起。在显示区域da中在阵列基板1和对置基板2之间，显示装置还包括介质层50，其用于消除阵列基板1和对置基板2之间的以及至少在显示区域da中的任何真空空间。如图13所示，由于至少在显示区域da中以及在阵列基板1和对置基板2之间存在介质层50，因此被描绘为粗线的入射角为α(或更大)的一部分光不会在介质层50和阵列基板1的顶层之间的界面处发生全反射。相反，该部分光继续行进到手指和对置基板2的远离阵列基板1的表面sc之间的界面。结果，可以检测到更完整的指纹信息，并且降低了噪声水平。
可选地，介质层50包括折射率在1.3至1.7范围内的材料，例如折射率在1.4至1.6、1.45至1.55、1.48至1.52或约1.5。可选地，介质层50包括液体材料。任选地，介质层50包括硅油。
在另一方面，本公开提供了一种指纹检测方法。在一些实施例中，该方法包括以包括多个时序光敏模式的时分模式来操作光敏检测装置；以及对在多个时序光敏模式下检测到的信号进行整合，以检测指纹信息。在一些实施例中，光敏检测装置包括对置基板；面对所述对置基板的阵列基板；和指纹感测驱动器。在一些实施例中，在多个时序光敏模式中的相应一个模式下，该方法包括：使用多个光源朝向对置基板发光，至少一部分光被对置基板的远离阵列基板的表面反射；使用光传感器检测被对置基板的远离阵列基板的表面全反射的所述至少一部分光。
在一些实施例中，在多个时序光敏模式中的相应一个模式下，该方法包括：分别驱动间隔开的多个发光块发光，所述光分别由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个触摸子区域反射。可选地，多个触摸子区域彼此间隔开。可选地，在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，所述方法还包括：光传感器中的多个感测子区域中，分别检测以下光：所述光从所述多个发光块发射，并且分别由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个触摸子区域反射。可选地，光传感器中的多个感测子区域基本上不重叠。可选地，所述多个感测子区域中的相邻感测子区域彼此相邻。
在一些实施例中，多个时序光敏模式包括第一模式和第二模式。在一些实施例中，该方法包括：驱动间隔开的多个第一发光块在第一模式下发光，所述光分别由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第一触摸子区域反射；以及驱动间隔开的多个第二发光块在第二模式下发光，所述光分别被对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第二触摸子区域反射。可选地，多个第一触摸子区域彼此间隔开。可选地，多个第二触摸子区域彼此间隔开。
在一些实施例中，该方法还包括：在光传感器中的多个第一感测子区域中分别检测以下光：所述光从多个第一发光块发射，分别由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个第一触摸子区域反射；以及在光传感器的多个第二感测子区域中，分别检测以下光：所述光从所述多个第二发光块发射，并且分别被所述对置基板的远离所述阵列基板的表面中的多个第二触摸子区域反射。可选地，第一感测区域和第二感测区域部分重叠。可选地，多个第一感测子区域基本上不重叠。可选地，多个第二感测子区域基本上不重叠。
可选地，所述多个第一发光块的总数与所述多个第二发光块的总数基本相同。
可选地，所述多个第一发光块的位置和所述多个第二发光块的位置通过平移位移相关。
可选地，在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下，多个发光块配置为发光；多个发光块具有基本相同的尺寸。
在一些实施例中，在多个时序光敏模式中的相应一个模式下，该方法包括：分别驱动间隔开的多个发光块发光，所述光分别由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个触摸子区域反射；确定多个发光块中的每一个的尺寸。可选地，确定多个发光块中的每一个的尺寸包括：确定多个发光块中的每一个的被优化用于实现对比值的最大值的尺寸。可选地，对比值由
在一些实施例中，该方法还包括在触摸时检测光敏检测装置中的触摸区域；分别驱动间隔开的多个发光块在所述多个时序光敏模式中的相应一个模式下发光，所述光分别被所述对置基板的远离阵列基板的表面中的多个触摸子区域反射。可选地，多个发光块被限定在与触摸区域对应的区域中。
在另一方面，本公开提供了一种操作显示装置的方法。在一些实施例中，操作显示装置的方法包括：以包括显示模式和指纹感测模式的时分模式来操作显示装置。可选地，在显示模式下，该方法包括使用显示装置显示图像。可选地，在指纹感测模式下，该方法包括根据本文描述的方法检测指纹。可选地，指纹感测模式包括多个时序光敏模式。
可选地，所述多个光源是所述显示装置中的多个发光元件，其被配置为在所述显示模式下发光以用于图像显示。
在一些实施例中，时分模式还包括触摸感测模式。在一些实施例中，在触摸感测模式下，该方法还包括：在触摸时检测光敏检测装置中的触摸区域。在一些实施例中，在指纹感测模式下，该方法还包括：分别驱动间隔开的多个发光块在多个时序光敏模式中的相应一个模式下发光，所述光分别由对置基板的远离阵列基板的表面中的多个触摸子区域反射。可选地，多个发光块被限定在与触摸区域对应的区域中。
参照图14，根据本发明实施例的指纹识别装置可包括：基板100、位于基板100一侧的多个像素单元110、以及位于基板的另一侧的面对多个像素单元110的多个图像传感器120。这里，图像传感器120用于接收由界面反射的光线。每个像素单元110包括多个子像素111。在一个实施例中，像素单元110可包括三个子像素111，例如，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。在另一实施例中，像素单元110还可包括四个子像素111，例如红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素。在又一个实施例中，像素单元110中的子像素111可以全部是白色子像素。子像素的数量和子像素的颜色没有限制。
在一个实施例中，诸如有机发光二极管(oled)、量子点发光二极管(qled)等的电致发光二极管可以具有自发光、低能耗等。在一个实施例中，如图14所示，每个子像素111可以包括电致发光二极管112和用于驱动电致发光二极管112发光的像素电路113。这里，电致发光二极管112可以是oled或qled。通常，像素电路可以包括例如驱动晶体管、开关晶体管等的多个晶体管以及存储电容器。其结构可以与现有技术相同。这里没有限制。另外，为了保护指纹识别装置中的薄膜层，如图14所示，指纹识别装置还可以包括位于子像素111的与基板100相对的一侧上的保护玻璃200。保护玻璃200通常是透明的，例如玻璃基板。应该注意，图14仅以像素电路113中的驱动晶体管为例进行说明。
在一个实施例中，至少一个子像素是点光源。如图15a至图15c所示，当点光源发光并进行指纹采集时，电致发光二极管112发光以照射保护玻璃200。由于全反射的影响，如果电致发光二极管112发出的光的入射角大于或等于全反射的临界角θ，则发生全反射。结果，光线l2-l4不能穿过玻璃200，并且可以形成环形全反射区域qb。光线l1的入射角小于全反射的临界角θ，光线l1可以发射以形成被全反射区域qb包围的光透射区域tg。当手指触摸保护玻璃200时，在手指触摸的界面s2处可以存在全反射区域qb和光透射区域tg。光线l1所在区域或光透射区域tg中的光线可以被保护玻璃200反射，此外，该区域中的光线也可以被手指触摸的界面s2反射，反射的两种光可以入射在图像传感器上。然而，两种反射光之间的差异很小。结果，无法区分谷和脊。另外，光线l1与法线角度之间的角度相对较小，因此光强度相对较大。因此，当光线l1所在区域中的光被反射后入射到图像传感器上时，可能超过图像传感器120的光敏检测范围，从而无法区分谷和脊。以这种方式，在图像传感器120所在平面s1上形成无效图像区域wx。也就是说，在无效图像区域wx中，尽管图像传感器120也接收光，但是不同光信号之间的区别很小。结果，由无效图像区域wx中的图像传感器产生的不同光感应电信号之间的区别很小。结果，无法区分谷和脊。
因为在无效图像区域wx中由图像传感器接收的光的光强度相对较大，所以在图像传感器接收光之后，在一段时间内可能存在残留图像。如果残留图像不褪去，则当图像传感器随后接收光时，由于残留图像的影响，由图像传感器产生的电信号不准确。因此，采集的指纹不准确。另外，因为光透射区域tg的中心处的光强度最强，所以在无效图像区域(即，残留图像区域cy)的中央区域处由图像传感器接收的光的强度最强。因此，残留图像区域cy中图像传感器的残留图像对所采集的指纹的精度的影响最大。因此，可以通过全反射区域qb的光来执行指纹采集。在一个实施例中，当指纹fg的脊接触全反射区域qb时，全反射条件被破坏。当谷区域接触全反射区域qb时，在这些区域中全反射条件不会被破坏。因此，由于谷和脊的影响，全反射区域qb中的光线照射在图像传感器上，可以形成明暗交替的指纹图像。以这种方式，当点光源发光时，由点光源发射的光在全反射区域qb中、在被手指触摸的界面反射之后，在图像传感器120所在的平面s1上形成环形的有效图像区域tx。另外，有效图像区域tx围绕无效图像区域wx。无效图像区域wx具有残留图像区域cy。这里，无效图像区域wx的中央区域可以是残留图像区域cy。当然，残留图像区域cy可以根据实际应用环境通过设计确定。这里没有限制。
参照图15a至图16所示，s1表示图像传感器120所在的平面。s1'代表s1的镜面。s2表示手指fg触摸的界面的平面。s3表示点光源中的电致发光二极管112所在的平面。d1表示手指触摸的界面所在的平面s2与发光的点光源的子像素所在的平面s3之间的距离。d2表示手指触摸的界面所在的平面s2与图像传感器所在的平面s1之间的距离。因为d2>d1，可以看出，与原始指纹相比，形成在图像传感器上的指纹图像是放大的图像。另外，放大率a可满足下式：
另外，图17示出了当手指触摸全反射区域qb时采集的指纹图像的模拟结果。从图17中可以看出，形成的指纹图像的有效图像区域是环形的。中心有缺失部分。缺失部分位于无效图像区域中，缺失指纹对应于光透射区域中的指纹。为了采集中心处缺失部分的指纹，与图15中发光的电致发光二极管112相邻的电致发光二极管被控制为在后续的时间发光，使得可以在后续的时间覆盖或采集图17中的缺失部分。然而，由于图像传感器的特性，在图像传感器接收光之后，残留图像可能会存在一段时间。如果残留图像不褪去，则当图像传感器在随后时间接收光时，由于残留图像的影响，由图像传感器产生的电信号不准确。因此，采集的指纹不准确，指纹识别的效果可能不好。
基于此，一个实施例提供了一种指纹识别装置的驱动方法，用于提高采集的指纹的准确性，提高指纹识别的效果。
根据实施例的指纹识别装置的驱动方法可以包括指纹输入阶段：
在指纹输入阶段，对于相同的图像传感器，接收到残留图像区域中的光的时间与接收到有效图像区域中的光的时间之间的间隔至少是预设的残留图像衰落周期。
在指纹输入阶段，根据实施例的指纹识别装置的驱动方法控制以下间隔：接收到残留图像区域中的光的时间与同一图像传感器接收到有效图像区域中的光的时间之间的间隔至少是预设的残留图像衰落周期。因此，通过预设的残留图像衰落周期，图像传感器接收到残留图像区域中的光之后产生的残留图像可以褪去至误差可接受的范围。因此，当图像传感器接收到有效图像区域中的光时，可以认为已经消除了残留图像。因此，改善了由图像传感器产生的电信号的精度。此外，提高了采集指纹的准确性，并且提高了指纹识别的效果。
在一个实施例中，参照图18，图像传感器120可包括：光电二极管121、以及与光电二极管121电连接的开关晶体管122。此外，开关晶体管122的栅极与指纹采集线123电连接。开关晶体管122的源极与光电二极管121电连接。开关晶体管122的漏极与检测输出线124电连接。这样，当指纹采集线123传输栅极导通信号时，开关晶体管122导通，驱动电路可以通过检测输出线124与光电二极管121导通，使得驱动电路可以采集光电二极管产生的电信号。当指纹采集线123发送栅极关断信号时，开关晶体管122截止。这样，驱动电路可以根据采集的电信号确定指纹图像。
在本发明的实施例中，可以预先确定预设的残留图像衰落周期。用于确定预设的残留图像衰落周期的方法可以使用以下方式。如图18所示，控制光源以发出具有预设光强度的光。在时间t1内，检测由每个光电二极管121产生的电信号lt1。然后，关闭光源。在不同的时间t2_b(1≤b≤b；b是正整数，b是正整数)内，检测由每个光电二极管121产生的电信号lt2_b。对于在每个时间t2_b内检测到的电信号lt2_b，基于由每个光电二极管121产生的电信号lt1和lt2_b，在时间t2_b内与每个光电二极管121对应的残留图像比率lag_b可以被确定为：
在本发明的实施例中，每个点光源可以是子像素。或者，每个点光源可以包括像素单元中的所有子像素。或者，每个点光源还可以包括多于一个像素单元中的所有子像素。当然，不同的应用环境对点光源中的子像素的数量有不同的要求。因此，可以根据实际应用环境通过设计确定点光源中的子像素的数量。它不受这里给出的示例的限制。
在一个实施例中，接收到残留图像区域中的光的时间与同一图像传感器接收到有效图像区域中的光的时间之间的间隔可以是预设的残留图像衰落周期。当然，可以根据实际应用环境通过设计确定接收到残留图像区域中的光的时间与由同一图像传感器接收到有效图像区域中的光的时间之间的间隔。不受这里给出的示例的限制。
应当注意：实施例旨在更好地解释本发明，而不是限制本公开。
在一个实施例中，指纹输入阶段可以具有多个指纹采集循环。这里，指纹采集循环的数量可以根据实际应用环境通过设计来确定。这里没有限制。
在一个实施例中，接收来自残留图像区域中的光的时间与同一图像传感器接收到来自有效图像区域中的光的时间之间的间隔至少是预设的残留图像衰落周期。
例如，可以在发光序列的时隙期间使每个点光源打开。在两个相邻的指纹采集循环中控制具有相同发光序列的点光源以至少是预设的残留图像衰落周期的间隔来发光，以便满足以下条件：在两个相邻指纹采集循环内,接收到残留图像区域中的光的时间与同一图像传感器接收到有效图像区域中的光的时间之间的间隔至少是预设的残留图像衰落周期。
根据实施例的驱动方法在两个相邻的指纹采集循环中控制具有相同发光序列的点光源，以至少预设的残留图像衰落周期的间隔来发光，从而由点光源在先前指纹采集循环中产生的残留图像在预设的残留图像衰落周期之后、在后续的指纹采集循环中，可以褪去至可接受的误差范围。因此，在后续的指纹采集循环中，可以认为残留图像已经从图像传感器中消除。因此，在后续的指纹采集循环中，与具有相同发光序列的点光源相对应的有效图像区域中的图像传感器的电信号的精度得到改善。此外，改善了采集的指纹的准确性。可以改善指纹识别的效果。
下面的描述给出了一个示例：在两个相邻的指纹采集循环中，控制相同发光序列的点光源以预设的残留图像衰落周期的间隔来发光。
在本发明的一个实施例中，每个指纹采集循环可以包括n个连续的指纹采集帧。在每个指纹采集帧中，可以控制手指触摸区域中的多个点光源同时发光，并且可以采集手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。n可以是大于1的整数。例如，n可以设置为2、3、4、5、6等，这需要根据实际应用环境通过设计确定。不受这里给出的示例的限制。
在一个实施例中，参照图19，控制两个相邻指纹采集循环中的相同发光序列的点光源以至少预设的残留图像衰落周期的间隔来发光。这满足了这样的条件：在两个相邻的指纹采集循环中，接收到残留图像区域中的光的时间与由同一图像传感器接收到有效图像区域中的光的时间之间的间隔至少是预设的残留图像衰落周期。所述控制可包括以下步骤：
s601：在当前指纹采集循环中，依次驱动指纹采集帧1到n中的点光源发光，使得在指纹采集帧中发光的点光源形成的有效图像区域和在相邻的指纹采集帧中发光的点光源形成的残留图像区域满足以下条件：它们彼此不重叠。在一个实施例中，可以采集由指纹识别装置中的所有图像传感器产生的电信号。在另一个实施例中，可以仅采集由手指触摸区域中的图像传感器产生的电信号，从而可以缩短电信号的采集时间。为了确定手指触摸区域，在一个实施例中，在第一指纹采集循环开始时，可以执行以下步骤：在指纹识别装置中采集手指触摸区域，例如手指触摸的面积。
s602，在当前指纹采集循环的时间长度满足预设的残留图像衰落周期时，进入后续的指纹采集循环。在一个实施例中，在当前指纹采集循环和后续的指纹采集循环中，发光的点光源是不同的。应当注意，在任何时候被打开以同时发光的点光源可以是指纹识别装置的点光源的子集或指纹识别装置的触摸区域的点光源的子集。此外，相应地，点光源的相应子集可以产生有效图像区域的相应子集、无效图像区域的相应子集和残留图像区域的相应子集。在一个实施例中，在指纹采集循环的一个时隙处打开的点光源的一个子集与在同一指纹采集循环的另一个时隙中打开的点光源的另一个子集不重叠，或者与不同指纹采集循环的另一个时隙中打开的点光源的另一个子集不重叠。这可适用于本文所述的所有实施例。
根据实施例的驱动方法可以在当前指纹采集循环的第一指纹采集帧中，控制多个点光源发光，并且采集由图像传感器产生的电信号。然后，在第二指纹采集帧中，可以控制多个点光源发光，并采集由图像传感器产生的电信号。然后，类似地进行其余步骤。这里没有给出多余的描述。因为当前指纹采集循环可以包括n个指纹采集帧，所以当前指纹采集循环具有持续时间长度。因此，在当前指纹采集循环的持续时间长度满足预设的残留图像衰落周期时，当前指纹采集循环中的第一指纹采集帧中，残留图像区域中的图像传感器上的残留图像可以被视为已经褪去，使得当前指纹采集循环可以结束，并且后续的指纹采集循环可以开始。控制多个点光源在后续的指纹采集循环中的第一指纹采集帧中发光，并采集由图像传感器产生的电信号。然后，控制点光源在第二指纹采集帧中发光，并采集由图像传感器产生的电信号。然后，类似地执行其余的操作，直到所有指纹采集循环完成为止，从而采集对应于手指指纹的电信号。这里没有给出多余的描述。因此，可以提高图像传感器的电信号的精度，并且可以提高指纹识别的效果。另外，在一个实施例中，在残留图像褪去的等待时间期间采集指纹的其余部分，从而可以减少指纹输入时间。进一步提高指纹识别的效果。
需要说明的是，在每个指纹采集循环中，在第n指纹采集帧中发光的点光源是在点亮次序中具有相同发光时隙的点光源，其中n为大于等于1且小于等于n的整数。在本发明的一个实施例中，由每个指纹采集帧中发光的点光源构成的图案是相同的。这样，每个指纹采集帧中的多个点光源可以完整地移动。例如，以第一指纹采集循环和第二指纹采集循环以及每个指纹采集循环包括四个指纹采集帧(即，第一指纹采集帧至第四指纹采集帧)作为示例，如图20a所示，y1_1表示在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中同时发光的点光源。y2_1表示在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中同时发光的点光源。y3_1表示在第一指纹采集循环中在第三指纹采集帧中同时发光的点光源。y4_1表示在第一指纹采集循环中在第四指纹采集帧中同时发光的点光源。y1_2表示在第二指纹采集循环中在第一指纹采集帧中同时发光的点光源。y2_2表示在第二指纹采集循环中在第二指纹采集帧中同时发光的点光源。y3_2表示在第二指纹采集循环中在第三指纹采集帧中同时发光的点光源。y4_2表示在第二指纹采集循环中在第四指纹采集帧中同时发光的点光源。这里由y1_1、y2_1、y3_1、y4_1、y1_2、y2_2、y3_2和y4_2形成的图案是相同的。或者，以每个指纹采集循环包括两个指纹采集帧(即，第一指纹采集帧到第二指纹采集帧)作为示例，如图20b和图20c所示。y1_1表示在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中同时发光的点光源。y2_1表示在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中同时发光的点光源。y1_2表示在第二指纹采集循环中在第一指纹采集帧中同时发光的点光源。y2_2表示在第二指纹采集循环中在第二指纹采集帧中同时发光的点光源。这里，由y1_1、y2_1、y1_2和y2_2形成的图案是相同的。
此外，在本发明的实施例中，在同一个指纹采集循环中，在连续的n个指纹采集帧中发光的点光源的整体移动方向可以是子像素的行方向。例如，如图20a所示，在第一指纹采集循环中，点光源y1_1和y2_1沿子像素的行方向f1移动，点光源y3_1和y4_1沿子像素的行方向f1移动。在第二指纹采集循环中，点光源y1_2和y2_2沿子像素的行方向f1移动，点光源y3_2和y4_2沿子像素的行方向f1移动。
在本发明的一个实施例中，在同一个指纹采集循环中，在连续的n个指纹采集帧中发光的每个点光源的整体移动方向可以相对于子像素的行方向具有角度γ；这里，角度γ等于90度。即，连续n个指纹采集帧中每个点光源的整体移动方向是子像素的列方向f2。例如，如图20b所示，在第一指纹采集循环中，点光源y1_1和y2_1沿子像素的列方向f2移动。在第二指纹采集循环中，点光源y1_2和y2_2沿着子像素的列方向f2移动。
在本发明的一个实施例中，在同一个指纹采集循环中，连续n个指纹采集帧中每个点光源的整体移动方向可以相对于子像素的方向f3具有角度γ；这里，角度γ大于0°且小于90°。例如，如图20c所示，在第一指纹采集循环中，点光源y1_1和y2_1沿方向f3移动。在第二指纹采集循环中，点光源y1_2和y2_2沿方向f3移动。
当然，在本发明的实施例中，也可以组合上述移动方向。需要根据实际应用环境进行设计确定。不受这里给出的示例的限制。
在本发明的一个实施例中，在同一个指纹采集循环中，与在后续指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域和与先前指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域不重叠。例如，与在后续指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域和与在先前指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域可满足以下条件：其间的距离为预设距离，使得与在后续指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域和与在先前指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域分离。这里，预设距离可以是至少一个子像素的尺寸，也可以是其他距离。需要根据实际应用环境进行设计确定。这里没有限制。例如：第一指纹采集循环和第二指纹采集循环，每个指纹采集循环包括两个指纹采集帧(即，第一指纹采集帧和第二指纹采集帧)，如图21a所示。tx1_1表示与第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx2_1表示与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx1_2表示与在第二指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx2_2表示与在第二指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。这里，在第一指纹采集循环中，与在后续指纹采集帧(即，第二指纹采集帧)中发光的点光源相对应的有效图像区域tx2_1和与在先前指纹采集帧(即，第一指纹采集帧)中发光的点光源相对应的有效图像区域tx1_1分离开特定距离。在第二指纹采集循环中，与在后续指纹采集帧(即，第二指纹采集帧)中发光的点光源相对应的有效图像区域tx2_2和与在先前指纹采集帧(即第一指纹采集帧)中发光的光源相对应的有效图像区域tx1_2分离开特定距离。
在另一实施例中，与在后续指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域可以和与在先前指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域相切。例如：指纹采集循环包括两个指纹采集帧(即，第一指纹采集帧和第二指纹采集帧)，如图21b所示。tx1_1表示与第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx2_1表示与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。可以看出，与在后续指纹采集帧(即，第二指纹采集帧)中发光的点光源相对应的有效图像区域tx1_1和与先前指纹采集帧(即，第一指纹采集帧)中发光的点光源相对应的有效图像区域tx2_1相切。
在一个实施例中，n可以被设置为大于或等于3的整数，使得指纹采集循环至少包括三个指纹采集帧。在本发明的一个实施例中，在同一个指纹采集循环中，对于彼此分离至少一个指纹采集帧的两个指纹采集帧，与在后续指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域覆盖与在先前指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。具体地，对于彼此分离一个指纹采集帧的两个指纹采集帧，与在后续指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域覆盖与先前指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。例如，以指纹采集帧包括四个指纹采集帧(即，第一指纹采集帧到第四指纹采集帧)为例，如图20a和图22所示。tx1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源y1_1相对应的有效图像区域。tx2_1表示与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的每个点光源y2_1相对应的有效图像区域。tx3_1表示与在第一指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的每个点光源y3_1相对应的有效图像区域。tx4_1表示与在第一指纹采集循环中在第四指纹采集帧中发光的每个点光源y4_1相对应的有效图像区域。cy1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源y1_1相对应的残留图像区域。cy2_1表示与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的每个点光源y2_1相对应的残留图像区域。wx3_1表示与在第一指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的每个点光源y3_1相对应的无效图像区域。wx4_1表示与在第一指纹采集循环中在第四指纹采集帧中发光的每个点光源y4_1相对应的无效图像区域。tx1_2表示与在第二指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源y1_2相对应的有效图像区域。tx2_2表示与在第二指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的每个点光源y2_2相对应的有效图像区域。tx3_2表示与在第二指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的每个点光源y3_2相对应的有效图像区域。tx4_2表示与在第二指纹采集循环中在第四指纹采集帧中发光的每个点光源y4_2相对应的有效图像区域。cy1_2表示与在第二指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源y1_2相对应的残留图像区域。cy2_2表示与在第二指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的每个点光源y2_2相对应的残留图像区域。wx3_2表示与在第二指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的每个点光源y3_2相对应的无效图像区域。wx4_2表示与在第二指纹采集循环中在第四指纹采集帧中发光的每个点光源y4_2相对应的无效图像区域。这里，有效图像区域tx1_1至tx4_1、tx1_2至tx4_2彼此不重叠，所述有效图像区域tx1_1至tx4_1、tx1_2至tx4_2对应于第一指纹采集循环和第二指纹采集循环中的第一指纹采集帧到第四指纹采集帧中发光的每个点光源。在第一指纹采集循环中，wx3_1覆盖cy1_1，wx4_1覆盖cy_2_1。在第二指纹采集循环中，wx3_2覆盖cy1_2，wx4_2覆盖cy2_2。
在本发明的一个实施例中，在两个相邻的指纹采集循环中，与在后续指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域可以与先前指纹采集循环中的第一指纹采集帧到第n指纹采集帧中的至少一个指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域重叠。本文中，与后续指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域可以和与先前指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域重叠。以这种方式，可以采集与先前指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域中的指纹相对应的电信号。如图22所示，tx1_2和与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域重叠。tx2_2和与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域重叠。tx3_2与wx3_1重叠。tx4_2与wx4_1重叠。当然，设置可以通过其他方式完成。这里没有限制。
此外，在一个实施例中，与在后续指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域至少部分地覆盖与先前指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。以这种方式，可以采集与在先前指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域中的指纹相对应的电信号。例如，如图21a所示，wx1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。wx2_1表示第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。这里，tx1_2部分覆盖wx1_1。tx2_2部分覆盖wx2_1。当然，与后续指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域可以完全覆盖与先前指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。
在一个实施例中，与在后续指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域可以至少部分地覆盖与先前指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的残留图像区域。如图21a所示，cy1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的残留图像区域。cy2_1表示与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的残留图像区域。这里，tx1_2完全覆盖cy1_1。tx2_2完全覆盖cy2_1。当然，与后续指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域也可以部分地覆盖与先前指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的残留图像区域。这里没有限制。以这种方式，与在后续指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域可以部分地覆盖或完全地覆盖与先前指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。以这种方式，可以采集在先前指纹采集循环中在第一指纹采集帧中未采集的残留图像区域中的电信号。然后，在第二指纹采集帧中，与在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域可以部分覆盖或完全覆盖与在先前指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。以这种方式，可以采集在先前指纹采集循环中在第二指纹采集帧中未采集的残留图像区域中的电信号。然后，类似地执行其余的操作，直到所有指纹采集循环完成，并且采集与手指的指纹相对应的电信号为止。这里没有给出多余的描述。另外，对于每个指纹采集循环中的第n指纹，由于当前指纹采集循环的持续时间长度满足预设的残留图像衰落周期，因此在先前指纹采集循环中接收残留图像区域的光的图像传感器的残留图像可以认为已经被消除，并且后续指纹采集循环开始。因此，可以避免第n指纹采集帧中的图像传感器的残留图像对电信号的影响，从而提高由图像传感器产生的电信号的精度。此外，提高了采集的指纹的准确性，提高了指纹识别的效果。
在本发明的实施例中，与在后续指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域可以满足以下条件：其与在先前指纹采集循环中在第(n+1)指纹采集帧到第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的残留图像区域不重叠。这里，与在后续指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域完全覆盖或部分覆盖与先前指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。这里没有限制。以指纹采集循环包括四个指纹采集帧(即，第一指纹采集帧至第四指纹采集帧)为例，如图22所示。tx1_2部分地覆盖与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域。另外，tx1_2与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧至第四指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域不重叠。其余部分也类似执行。这里没有给出多余的描述。
在一个实施例中，指纹输入阶段用于将新指纹输入至指纹识别装置以进行指纹识别。另外，每当输入新指纹时，可以执行指纹输入阶段的工作过程。在本发明的一个实施例中，在指纹输入阶段，在所有指纹采集循环完成之后，还可以包括以下步骤：
根据在每个指纹采集循环内采集的每个电信号，确定手指的指纹的完整图像；
从完整图像中提取与多个指纹特征点相对应的图像特征，并将其存储在指纹数据库中。这样，在指纹输入阶段确定的指纹可以被存储在指纹数据库中，以进行指纹识别。
此外，为了实现指纹识别功能，在一个实施例中，所述驱动方法还可以包括：指纹识别阶段，其可以包括至少一个指纹识别循环。
在当前指纹识别循环中，控制手指触摸区域中的多个点光源发光。另外，当点光源发光时，采集至少在手指触摸区域中的每个图像传感器产生的电信号。在一个实施例中，可以采集由指纹识别装置中的所有图像传感器产生的电信号。在另一个实施例中，可以仅采集手指触摸区域中的每个图像传感器产生的电信号，从而可以缩短采集电信号的时间。为了确定手指触摸区域，在一个实施例中，在第一指纹识别循环开始时，还可以包括以下步骤：采集在指纹识别装置中被手指触摸的手指触摸区域。
根据在指纹识别阶段采集的电信号和指纹数据库，执行指纹识别。
进一步地，在本发明的一个实施例中，根据指纹识别阶段采集的电信号和指纹数据库，指纹识别阶段可以包括：
基于当前指纹识别循环中采集的电信号，确定与当前指纹的指纹特征点对应的图像特征；
确定与当前指纹的指纹特征点对应的图像特征和与指纹数据库中指纹特征点对应的图像特征之间的相似度是否满足预设的相似度阈值；
如果是，则确定当前指纹与已存储的指纹匹配，并且后续的指纹识别阶段可以开始；这里，当确定当前指纹是否与存储的指纹匹配时，可以执行相应的操作，例如打开设备。
如果不是，则确定当前指纹与存储的指纹不匹配，并且可以开始后续的指纹识别循环。
当执行指纹识别时，可以通过错误拒绝率(frr)和错误接受率(far)来评估指纹识别性能。在一个实施例中，预设的相似度阈值可以包括：frr<1/50000且far<2％。当然，不同的应用环境对相似度阈值有不同的要求。因此，在实际应用中，可以根据实际应用环境确定预设的相似度阈值。这里没有限制。这样，在与当前指纹的指纹特征点相对应的图像特征和与指纹数据库中指纹特征点相对应的图像特征之间的相似度不符合预设的相似度阈值时，则可以指示当前指纹与存储的指纹不匹配，指纹识别装置现在不能打开。以这种方式，可以开始后续的指纹识别循环，继续指纹识别过程。当确定与当前指纹的指纹特征点相对应的图像特征和与指纹数据库中指纹特征点相对应的图像特征之间的相似度满足预设的相似度阈值时，则可以指示当前指纹与存储的指纹匹配，然后可以打开指纹识别装置，从而不执行更多的指纹采集的过程。可以缩短指纹识别的时间。可以改善指纹识别的用户体验。
在本发明的实施例中，指纹识别循环可以被划分为包括至少一个指纹识别帧的连续指纹识别帧。在各种实施例中，指纹识别循环可以分为一个、两个、三个、四个或六个连续的指纹识别帧。当然，不同的应用环境对指纹识别帧的数量有不同的要求。因此，可以根据实际应用环境通过设计确定指纹识别帧的数量。不受这里给出的示例的限制。
在本发明的实施例中，在当前指纹识别循环中，可以控制手指触摸区域中的大部分点光源发光。该过程可以包括：在当前指纹识别循环中的每个指纹识别帧中，分别控制手指触摸区域中的多个点光源发光，并且在每个指纹识别帧中采集由手指触摸区域中的每个图像传感器产生的电信号。也就是说，在同一个指纹识别循环中，被控制以在不同的指纹识别帧中发光的点光源是不同的。此外，被控制以在不同指纹识别循环中发光的点光源是不同的。也就是说，被控制以在每个指纹识别帧中发光的点光源是不同的。这样，可以实现采集不同的指纹电信号。
在一个实施例中，指纹识别循环可以被划分为至少两个连续的指纹识别帧。在本发明的一个实施例中，在同一个指纹识别循环中，与在先前指纹识别帧中发光的点光源相对应的有效图像区域满足以下条件：所述有效图像区域与后续的指纹识别帧中发光的点光源相对应的有效图像区域不重叠。在一个实施例中，在同一个指纹识别循环中，与在先前指纹识别帧中发光的点光源相对应的有效图像区域和与后续指纹识别帧中发光的点光源相对应的有效图像区域分离开特定距离。例如，指纹识别循环被分成两个连续的指纹识别帧(即，第一指纹识别帧和第二指纹识别帧)，如图23所示。tx_1表示与在第一指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。tx_2表示与在第二指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。这里，tx_1和tx_2分离开特定距离。在另一实施例中，在同一个指纹识别循环中，与在先前指纹识别帧中发光的点光源相对应的有效图像区域满足以下条件：所述有效图像区域和与后续指纹识别帧中发光的点光源相对应的有效图像区域相切。不受这里给出的示例的限制。
在一个实施例中，位于基板上的多个电容式触控电极还设置在指纹识别装置中。在本发明的一个实施例中，采集指纹识别装置中被手指触摸的手指触摸区域可以包括：
采集指纹识别装置中与每个电容式触控电极相对应的电容值的变化；和
基于电容值的变化确定手指触摸区域。
此外，在一个实施例中，指纹识别装置还可以用作显示装置,以显示图像。在本发明的一个实施例中，驱动方法还可以包括显示阶段。在显示阶段，可以驱动指纹识别装置进行图像显示。此外，指纹触摸区域可以是在指纹识别装置的显示区域中被手指触摸的区域。在指纹输入阶段和指纹识别阶段，手指触摸区域中的子像素可以用作用于发光的点光源，从而执行指纹采集。显示区域中的除了手指触摸区之外的像素单元可用于图像显示。
此外，在本发明的实施例中，如图20a至图20c所示，对于同时发光的多点光源，任何两点光源可以被至少一个子像素分离。在一个实施例中，任何两个点光源可以被一个子像素分离。或者，任何两个点光源可以由像素单元中的所有子像素分离。或者，任何两个点光源可以由多个像素单元中的所有子像素分离。
由于在图像传感器上形成的指纹图像是放大的图像，当多个点光源相对接近时，同一图像传感器可以接收由多个点光源发出的并被界面反射的光，使得指纹采集的精度受到影响。在一个实施例中，对于同时发光的多个点光源，用于分离同时发光的任意两个相邻的点光源的子像素的数量可以满足以下条件：与两个点光源相对应的有效图像区域彼此不重叠。这里，用于分离同时发光的任意两个相邻的点光源的子像素的数量满足以下条件：与两个点光源相对应的有效图像区域彼此相切。或者，用于分离任意两个点光源的子像素的数量满足以下条件：与所述两个点光源相对应的有效图像区域分离开特定距离。在一个实施例中，如图23和图24所示，y_1表示在第一指纹识别帧中发光的每个点光源。y_2表示在第二指纹识别帧中发光的每个点光源。tx_1表示与在第一指纹识别帧中发光的每个点光源y_1对应的有效图像区域。tx_2表示与在第二指纹识别帧中发光的每个点光源y_2对应的有效图像区域。这里，通过设置用于分离发光的任意两个相邻点光源的子像素的数量，使以下条件得到满足：与所述两个点光源相对应的有效图像区域分离开特定距离。当然，在实际应用中，可以根据实际应用环境通过设计确定用于分离同时发光的任意两个相邻点光源的子像素的上述数量。不受这里给出的示例的限制。
在一个实施例中，如图24所示，同时发光的多个点光源可以排列成阵列。例如，所有点光源y_1排列成阵列，所有点光源y_2排列成阵列。
在另一个实施例中，如图25所示，至少两个点光源可以形成点光源组。同时发光的多个点光源可以分成多个点光源组。在一点光源组中，点光源所在区域的中心依次连接以形成条形。例如，所有点光源y_1形成条形，所有点光源y_2形成条形。
或者，如图26所示，至少三个点光源可以形成点光源组。同时发光的多个点光源被分成多个点光源组。在一个点光源组中，点光源所在区域的中心依次连接以形成闭合图形。此外，闭合图形可以设置为正多边形或圆形。这里，正多边形可以是正四边形、正五边形、正六边形、正七边形或正八边形等。这里没有限制。例如，如图26所示，四个点光源y_1形成正方形，四个点光源y_2形成正方形。此外，如图26和图27所示，y_1表示在第一指纹识别帧中发光的每个点光源。y_2表示在第二指纹识别帧中发光的每个点光源。tx_1表示与在第一指纹识别帧中发光的每个点光源y_1对应的有效图像区域。tx_2表示与在第二指纹识别帧中发光的每个点光源y_2对应的有效图像区域。在一点光源组中，与两个相邻点光源相对应的有效图像区域可以满足它们彼此相切的条件。
在一个实施例中，如图28a所示，同时发光的多个点光源y_1可以形成网格图案。这里，网格图案(即，图28a中的阴影区域)可以包括形成线形的多个点光源。当然，在各种实施例中，可以根据实际应用环境通过设计确定网格图案。这里没有限制。此外，网格图案还可以包括多边形或圆形。这里，多边形可以是正四边形、正五边形、正六边形、正七边形或正八边形等。这里没有限制。或者，如图28b所示，同时发光的多个点光源y_1可以形成条形图案。当然，同时发光的多个点光源也可以形成网格图案和条形图案。这里没有限制。
应当注意，上述点光源的设置模式适合于在指纹输入阶段和指纹识别阶段中的至少一个中的指纹采集。此外，不同的应用环境对有效图像区域、无效图像区域和残留图像区域有不同的要求。因此，可以根据上述条件和实际应用环境设计点光源的实施例。这里没有限制。
参照图20a、图22、图26和图27描述根据实施例的一种驱动方法。根据一个实施例的驱动方法可以包括以下步骤：
(1)在指纹输入阶段的第一指纹采集循环中的第一指纹采集帧f1_1中，获取指纹识别装置中与每个电容式触控电极对应的电容值的变化信息；根据电容值的变化的信息，在确定手指触摸区域后，控制每个点光源y1_1同时发光，并获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。
(2)在第一指纹采集循环的第二指纹采集帧f2_1中，控制每个点光源y2_1同时发光，并获取手指触摸区中由每个图像传感器产生的电信号。
(3)在第一指纹采集循环的第三指纹采集帧f3_1中，控制每个点光源y3_1同时发光，并获取手指触摸区中由每个图像传感器产生的电信号。
(4)在第一指纹采集循环的第四指纹采集帧f4_1中，控制每个点光源y4_1同时发光，并获取手指触摸区中由每个图像传感器产生的电信号。然后，以与步骤(1)-(4)类似的方式执行其余部分，直到当前指纹采集循环的持续时间长度满足预设的残留图像衰落周期为止。可以认为在第一指纹采集帧f1_1中工作的图像传感器上的残留图像已经消除了。此后，可以开始后续的指纹采集循环，即，第二指纹采集循环。
(5)在第二指纹采集循环的第一指纹采集帧f1_2中，控制每个点光源y1_2同时发光，并获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。以这种方式，可以采集与第一指纹采集帧f1_1中的残留图像区域对应的图像传感器的电信号。因此，基于获取的电信号，构建第一指纹采集帧f1_1中的指纹图像的缺失部分。
(6)在第二指纹采集循环的第二指纹采集帧f2_2中，控制每个点光源y2_2同时发光，并获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。以这种方式，可以部分地构建在第二指纹采集帧f2_1中获取的指纹图像中的缺失部分。
(7)在第二指纹采集循环中的第三指纹采集帧f3_2中，控制每个点光源y3_2同时发光，并获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。以这种方式，可以构建在第三指纹采集帧f3_1中获取的指纹图像中的缺失部分。
(8)在第二指纹采集循环的第四指纹采集帧f4_2中，控制每个点光源y4_2同时发光，并获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。以这种方式，可以构建在第四指纹采集帧f4_1中获取的指纹图像中的缺失部分。
然后，以与步骤(1)-(8)类似的方式执行其余部分，直到所有的指纹采集循环完成为止，从而获取对应于手指的指纹的电信号。
(9)基于在指纹采集循环中获取的电信号，确定手指的指纹的完整图像。例如，可以通过使用拼接方法来确定手指的指纹的完整图像。
(10)从完整图像中提取与多个指纹特征点相对应的图像特征，并将它们存储到指纹数据库中。
(11)在指纹识别阶段，在第一指纹识别循环的指纹识别帧sz_1中，获取与指纹识别装置中的每个电容式触控电极对应的电容值的变化信息；基于电容值的变化信息，在确定手指触摸区域后，控制每个点光源y_1同时发光，并获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。
(12)然后，进入指纹识别帧sz_2。在指纹识别帧sz_2中，控制每个点光源y_2同时发光，并获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。
(13)基于在指纹识别帧sz_1和sz_2中获取的电信号，确定与当前指纹的指纹特征点对应的图像特征。
(14)确定与第一指纹识别循环中的指纹特征点对应的图像特征和与存储在指纹数据库中的指纹特征点对应的图像特征之间的相似度是否满足预设的相似度阈值。如果是，则执行步骤(15)；如果不是，则执行步骤(16)。
(15)确定当前指纹与存储的指纹匹配，然后，可以打开指纹识别装置，并且可以开始后续的指纹识别阶段。
(16)确定当前指纹与存储的指纹不匹配。然后，指纹识别装置不能打开。进入后续的指纹识别循环再次执行指纹采集，直到确定当前指纹与存储的指纹匹配为止，或者直到指纹识别阶段结束为止。
图20a和图29示出了对应于另一实施例的显示面板的结构图，示出了与先前实施例中的指纹采集循环不同的变化。下面仅描述该实施例与先前实施例的不同之处。这里不再重复描述相同的部分。
在本发明的一个实施例中，与在后续指纹采集循环中的第n指纹采集帧中的每个点光源对应的无效图像区域可以覆盖与先前指纹采集循环中第n指纹采集帧中的每个点光源对应的残留图像区域。因此，可以进一步避免残留图像区域对所采集的指纹的准确性的影响。
以指纹采集循环包括四个指纹采集帧(即，第一指纹采集帧至第四指纹采集帧)为例，如图20a和图29所示。这里，tx1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源y1_1对应的有效图像区域。tx3_1表示与在第一指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的每个点光源y3_1对应的有效图像区域。cy1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源y1_1对应的残留图像区域。wx3_1表示与在第一指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的每个点光源y3_1对应的无效图像区域。cy3_1表示与在第一指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的每个点光源y3_1对应的残留图像区域。tx1_2表示与在第二指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源y1_2对应的有效图像区域。tx3_2表示与在第二指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的每个点光源y3_2对应的有效图像区域。wx1_2表示与在第二指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源y1_2对应的无效图像区域。cy1_2表示与在第二指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的每个点光源y1_2对应的残留图像区域。wx3_2表示与在第二指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的每个点光源y3_2对应的无效图像区域。这里，wx1_2覆盖cy1_1。wx3_2覆盖cy3_1。此外，wx3_1覆盖cy1_1。wx3_2覆盖cy1_2。
图30示出了对应于另一实施例的显示面板的结构图，示出了与先前实施例中指纹识别循环的实现方式的变化。下面仅描述该实施例与先前实施例的不同之处。这里不再重复描述相同的部分。
在本发明的实施例中，指纹识别循环可以被划分为至少两个连续的指纹识别帧。这里，两个相邻的指纹识别帧可以形成识别帧组。至少两个连续的指纹识别帧可以被划分为x个连续的识别帧组；这里，在同一识别帧组中，与后续指纹识别帧中发光的点光源相对应的无效图像区域覆盖与先前指纹识别帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。x是大于或等于1的整数。
此外，在本发明的一个实施例中，在一个指纹识别循环中，与在后续识别帧组中发光的每个点光源相对应的有效图像区域满足以下条件：其和与先前识别帧组中发光的每个点光源相对应的有效图像区域不重叠。
例如，指纹识别循环可以被划分为四个连续的指纹识别帧，即，第一指纹识别帧至第四指纹识别帧。这样，第一指纹识别帧和第二指纹识别帧是一个识别帧组。第三指纹识别帧和第四指纹识别帧是另一个识别帧组。如图30所示，tx_1表示与在第一指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。tx_2表示与在第二指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。tx_3表示与在第三指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。tx_4表示与在第四指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。cy_1表示与在第一指纹识别帧中发光的每个点光源对应的残留图像区域。wx_2表示与在第二指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。cy_3表示与在第三指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的残留图像区域。wx_4表示与第四指纹识别帧中的每个点光源对应的无效图像区域。在这里，wx_2覆盖cy_1。wx_4覆盖cy_3。tx_1和tx_2都不与tx_3或tx_4重叠。
图31中示出了对应于另一实施例的显示面板的结构图，示出了先前实施例中指纹识别循环的实现方式的变化。下面仅描述该实施例与先前实施例的不同之处。这里不再重复描述相同的部分。
在一个实施例中，指纹识别循环被划分为至少三个连续的指纹识别帧。在本发明的一个实施例中，在同一个指纹识别循环中，对于由至少一个指纹识别帧分离的两个指纹识别帧，与后续指纹识别帧中发光的点光源相对应的有效图像区域至少部分地覆盖与先前指纹识别帧中发光的点光源相对应的无效图像区域。这里，指纹识别循环可以被划分为四个连续的指纹识别帧，即，第一指纹识别帧至第四指纹识别帧。如图31所示，tx_1表示与在第一指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。tx_2表示与在第二指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。tx_3表示与在第三指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。tx_4表示与在第四指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。wx_1表示与在第一指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。wx_2表示与在第二指纹识别帧中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。这里，第一指纹识别帧和第三指纹识别帧由一个指纹识别帧分离。第二指纹识别帧和第四指纹识别帧由一个指纹识别帧分离。tx_3部分地覆盖wx_1。tx_4部分地覆盖wx_2。当然，与后续指纹识别帧中发光的点光源相对应的有效图像区域可以覆盖与先前指纹识别帧中发光的点光源相对应的无效图像区域。这里没有限制。
图32中示出了对应于另一实施例的显示面板的结构图，示出了先前实施例中指纹采集循环的实现方式的变化。下面仅描述实施例与先前实施例的差异。这里不再重复描述相同的部分。
在一个实施例中，每个指纹采集循环包括：n个连续的指纹采集帧。在本发明的一个实施例中，将两个相邻的指纹采集帧作为采集帧组。n个指纹采集帧被划分为m个连续的采集帧组；这里，在至少一个采集帧组中，与后续指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域覆盖与先前指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域；另外，与第(m+1)采集帧组中发光的每个点光源相对应的有效图像区域满足以下条件：其和与第m采集帧组中发光的每个点光源相对应的有效图像区域不重叠；其中m是大于1的整数。m是大于等于1且小于等于m-1的整数。这里，在每个采集帧组中，与后续指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域可以覆盖与在先前指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。这里没有限制。
以每个指纹采集循环包括四个连续的指纹采集帧(即，第一指纹采集帧至第四指纹采集帧)为例。第一指纹采集帧和第二指纹采集帧是第一采集帧组。第三指纹采集帧和第四指纹采集帧是第二采集帧组。如图32所示，tx1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx2_1表示与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx3_1表示与在第一指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx4_1表示与在第一指纹采集循环中在第四指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx1_2表示在第二指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx2_2表示与在第二指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx3_2表示与在第二指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx4_2表示与在第二指纹采集循环中在第四指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。cy1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。cy3_1表示与在第一指纹采集循环中在第三指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。wx2_1表示与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域。wx4_1表示与在第一指纹采集循环中在第四指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域。在这里，wx2_1覆盖cy1_1。wx4_1覆盖cy3_1。tx1_1和tx2_1都不与tx3_1和tx4_1重叠。tx1_2和tx2_2都不与tx3_2和tx4_2重叠。
进一步地，在本发明的一个实施例中，对于后续指纹采集循环的第m采集帧组中的先前指纹采集帧以及先前指纹采集循环的第m采集帧组中的后续指纹采集帧，与先前指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域至少部分地覆盖与后续指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域。参照图32，当m＝1时，后续指纹采集循环的第一采集帧组中的先前指纹采集帧是第二指纹采集循环的第一指纹采集帧。与在该指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域是tx1_2。先前指纹采集循环的第一采集帧组中的后续指纹采集帧是第一指纹采集循环的第二指纹采集帧。与在该指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域是wx2_1。这里，tx1_2部分覆盖wx2_1。出于同样的原因，当m＝2时，tx3_2部分覆盖wx4_1。
图33和图34示出了对应于另一实施例的显示面板的结构示意图，示出了先前实施例中指纹采集循环的实现方式的变化。下面仅描述本实施例与先前实施例的不同之处。这里不再重复描述相同的部分。
在本发明的实施例中，对于由至少一个指纹采集循环分离的两个指纹采集循环，与在后续指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域和与先前指纹采集循环的来自第一指纹采集帧至第n指纹采集帧中的至少一个指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域重叠。这里，与在后续的指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域和与在先前指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域重叠。以第一指纹采集循环至第三指纹采集循环为例，与在第三指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域可以和与在第一指纹采集循环中在第n指纹采集帧中发光的点光源的无效图像区域重叠。如图33所示，tx1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx2_1表示与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx1_3表示与在第三指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。tx2_3表示与在第三指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域。wx1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域。wx2_1表示与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的无效图像区域。这里，tx1_3部分地覆盖wx1_1。tx2_3部分地覆盖wx2_1。当然，其他方式也可以用于设置。这里没有限制。
在一个实施例中，与在后续指纹采集循环的第n指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域可以至少部分地覆盖与在先前指纹采集循环的第n指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像。如图33所示，cy1_1表示与在第一指纹采集循环中在第一指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。cy2_1表示与在第一指纹采集循环中在第二指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。这里，tx1_3完全覆盖cy1_1。tx2_3完全覆盖cy2_1。当然，与在后续指纹采集循环的第n指纹采集帧中发光的点光源相对应的有效图像区域也可以部分地覆盖与在先前指纹采集循环的第n指纹采集帧中发光的点光源相对应的残留图像区域。这里没有限制。
图34和图35示出了对应于另一实施例的显示面板的结构图。示出了先前实施例中指纹采集循环的实现方式的变化。下面仅描述实施例与先前实施例的差异。这里不再重复描述相同的部分。
在本发明的一个实施例中，如图34所示，在两个相邻的指纹采集循环中具有相同发光序列的点光源被控制为发出至少以预设的残留图像衰落周期的时间间隔而分离的光，从而使得在两个相邻的指纹采集循环中，接收到有效图案区域中的光的时间与同一图像传感器接收到残留图案区域中的光的时间之间的时间差至少是预设的残留图像衰落周期。在一个实施例中，该过程可以包括以下步骤：
s2101：在当前指纹采集循环中，控制手指触摸区域中的多个点光源同时发光，并至少获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。在一个实施例中，可以获取由指纹识别装置中的所有图像传感器产生的电信号。或者，可以仅获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号，从而可以缩短电信号的采集时间。为了确定手指触摸区域，在一个实施例中，在第一指纹采集循环开始时可以包括：获取在指纹识别装置中被手指触摸的手指触摸区域。这里，在一个实施例中，可以根据区域驱动图像传感器，以便更好地获取手指触摸区域中的图像传感器的电信号。
s2102：在当前指纹采集循环完成时，至少在预设的残留图像衰落周期之后，进入后续的指纹采集循环；这里，在当前指纹采集循环和后续指纹采集循环中发光的点光源是不同的。
在一个实施例中，在当前指纹采集循环中，控制手指触摸区域中的多个点光源同时发光。光被由手指触摸的界面的动作反射，入射在图像传感器上。可以通过采集来获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。在当前指纹采集循环完成时，通过等待预设的残留图像衰落周期，当点光源在当前指纹采集循环中发光时，接收光的图像传感器上的残留图像可以被视为已经消除，因此后续的指纹采集循环可以开始。因此，可以避免图像传感器的残留图像对电信号的影响。因此，由图像传感器产生的电信号的精度得到改善。此外，提高了采集的指纹的准确性，并且提高了指纹识别的效果。
在一个实施例中，在每个指纹采集帧中发光的点光源组成的图案是相同的。在本发明的一个实施例中，如图35所示，与在后续指纹采集循环中发光的每个点光源相对应的有效图像区域至少部分地覆盖与在先前指纹采集循环中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。这里，如图35所示，tx_1表示与在第一指纹采集循环(即，在前指纹采集循环)中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。wx_1表示与在第一指纹采集循环(即，先前指纹采集循环)中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。tx_2表示与在第二指纹采集循环(即，后续的指纹采集循环)中发光的每个点光源相对应的有效图像区域。这里，tx_2部分覆盖wx_1。当然，与在后续指纹采集循环中发光的每个点光源相对应的有效图像区域可以完全覆盖与在先前指纹采集循环中发光的每个点光源相对应的无效图像区域。这里没有限制。
当然，在该实施例中，与在两个相邻指纹采集循环中发光的点光源相对应的有效图像区域也可以满足它们彼此不重叠的条件。这里没有限制。
参照图35、图26和图27描述根据本发明的实施例的驱动方法。根据本发明实施例的驱动方法可以包括以下步骤：
(1)在指纹输入阶段的第一指纹采集循环z_1中，获取指纹识别装置中与每个电容式触控电极对应的电容值的变化信息。根据电容值的变化信息，在确定手指触摸区域后，控制每个点光源同时发光，并获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。这里，与在指纹采集循环z_1中发光的点光源相对应的有效图像区域是tx_1。
(2)当指纹采集循环z_1完成时，在预设的残留图像衰落周期之后进入后续的指纹采集循环z_2。在后续的指纹采集循环z_2中，控制每个点光源同时发光，并获取手指触摸区中由每个图像传感器产生的电信号。这里，与在指纹采集循环z_2中发光的点光源相对应的有效图像区域是tx_2。因此，可以构建在指纹采集循环z_1中获取的指纹图像中的缺失部分。
然后，以与步骤(1)-(2)类似的方式进行其余部分。点光源可以沿行方向f1移动，直到所有的指纹采集循环完成为止，从而获取对应于手指指纹的所有电信号。
(4)基于在每个指纹采集循环中获取的电信号，确定手指的指纹的完整图像。在一个实施例中，通过使用拼接方法确定手指的指纹的完整图像。
(5)从完整图像中提取与多个指纹特征点相对应的图像特征，并将图像特征存储到指纹数据库。
(6)在指纹识别阶段，在第一指纹识别循环的第一指纹识别帧sz_1中，获取指纹识别装置中与每个电容式触控电极对应的电容值的变化信息。根据电容值的变化信息，在确定手指触摸区域后，控制每个点光源y_1同时发光，并获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。
(7)然后，输入指纹识别帧sz_2。在指纹识别帧sz_2中，控制每个点光源y_2同时发光，并获取手指触摸区域中由每个图像传感器产生的电信号。
(8)基于在第一指纹识别循环的指纹帧sz_1-sz_2中获取的电信号，确定与当前指纹的指纹特征点相对应的图像特征。
(9)确定与第一指纹识别循环的指纹特征点相对应的图像特征和与步骤(1)-(5)中存储在指纹数据库中的指纹特征点对应的图像特征之间的相似度是否满足预设的相似度阈值。如果是，则执行步骤(10)；如果不是，则执行步骤(11)。
(10)确定当前指纹与存储的指纹匹配。然后，打开指纹识别装置，进入后续的指纹识别阶段。
(11)确定当前指纹与任何存储的指纹不匹配。然后，指纹识别装置不能打开，并进入后续的指纹识别循环以再次进行指纹采集，直到确定当前指纹与存储的指纹匹配为止，或者直到指纹识别阶段结束为止。
本发明实施例还提供了一种指纹识别设备，包括指纹识别装置和驱动电路。这里，如图14所示，指纹识别装置可包括基板100、位于基板100一侧的多个像素单元110、以及位于基板100的面向像素单元110的一侧的多个图像传感器120；这里，图像传感器120用于接收由界面反射的光。每个像素单元110包括多个子像素111。
另外，在指纹输入阶段中，驱动电路被配置为控制在两个相邻的指纹采集循环中具有相同发光序列的点光源以预设残留图像衰落周期的间隔来发光，因此与后续指纹采集循环中具有相同发光序列的点光源相对应的有效图像区域与先前指纹采集循环中的对应残留图像区域重叠；这里，每个点光源包括至少一个子像素。当点光源发光时，被手指触摸的界面所在的平面具有光透射区域和围绕光透射区域的全反射区域。在被界面反射之后，全反射区域中的光在图像传感器所在的平面上形成环形图像区域。有效图像区域环绕无效图像区域。无效图像区域具有残留图像区域。
根据一个实施例的指纹识别设备，通过驱动电路，控制在两个相邻的指纹采集循环中具有相同发光序列的点光源以预设残留图像衰落周期的间隔来发光，从而图像传感器在先前指纹采集循环中与具有相同发光序列的点光源相对应的残留图像区域中接收光之后产生的残留图像可以在预设的残留图像衰落周期之后，褪去至误差可接受的范围内，使得对于图像传感器，可以认为残留图像在后续的指纹采集循环中已经褪去。以这种方式，与在后续指纹采集循环中具有相同发光序列的点光源相对应的有效图像区域可以和与在先前指纹采集循环中具有相同发光序列的点光源相对应的残留图像区域重叠，因此，获得先前指纹采集循环中的缺失部分，从而在每个指纹采集循环中，与具有相同发光序列的点光源相对应的有效图像区域中的图像传感器的电信号的精度得到提高。此外，提高了采集的指纹的准确性，提高了指纹识别的效果。
在一个实施例中，如图14和图18所示，图像传感器120可以位于基板100的与子像素电致发光二极管112相对的一侧。此外，在一个实施例中，指纹识别装置还可以包括：支撑基板300，其附接到基板的与子像素111相对的一侧。这里，图像传感器120布置在支撑基板300的面向基板100的表面上。在一个实施例中，粘合剂布置在支撑基板300和基板100之间，使得基板300和基板100可以通过粘合剂紧密配合。这里，支撑基板300可以是玻璃基板，因此，光电二极管可以相对于硅基板大面积布置。
在一个实施例中，光电二极管可以包括：由有机光敏材料制成的光敏二极管，或pin二极管。这里，pin二极管中的本征层可以使用a-si，特征层可以使用掺杂有p或b的a-si。此外，为了防止外部光透过支撑基板300而影响光电二极管，遮光层也可以设置在光电二极管和支撑基板之间。另外，遮光层在支撑基板上的正投影覆盖光电二极管在支撑基板上的正投影。
在一个实施例中，薄膜封装层、触摸电容电极层、偏振器和保护玻璃依次布置在电致发光二极管的与基板100相对的一侧。
在一个实施例中，指纹识别装置可以被设置为显示装置。这样，指纹识别装置还可以具有显示功能。此外，在显示阶段，驱动电路可以被配置为驱动指纹识别设备以显示图像。在一个实施例中，显示装置可以是具有显示功能的任何产品或组件，例如：移动电话、平板电脑、电视、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等。其他如本领域普通技术人员所理解的显示装置非必要的其他组件在此不作冗余描述，也不应视为对本发明的限制。
在一个实施例中，驱动电路还可以实现根据本发明实施例的任何上述驱动方法的步骤。这里没有给出多余的描述。
基于相同的发明构思，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。当程序由处理器执行时，实现了根据本发明实施例的上述任何一种驱动方法的步骤。在一个实施例中，本发明可以采用在一个或多个计算机可读存储介质上实现的计算机程序产品的形式，其存储计算机可用程序代码。计算机可读存储介质可以实现为任何类型的易失性存储器件或非易失性存储器件或其组合，诸如静态随机存取存储器(sram)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、可编程只读存储器(prom)、只读存储器(rom)、磁性存储器、闪存、磁盘或光盘。处理器可以是具有数据处理能力和/或程序执行能力的中央处理单元(cpu)或现场可编程逻辑阵列(fpga)或微控制器(mcu)或数字信号处理器(dsp)或可编程逻辑器件(pld)或专用集成电路(asic)。当处理器执行程序时，实现根据本发明实施例的上述驱动方法中的任何一个的各步骤。
基于相同的发明构思，本发明的实施例还提供了一种计算机装置，包括存储器、处理器和计算机程序，其存储在存储器中并且可以在处理器上运行。
根据本发明实施例的指纹识别装置的驱动方法、指纹识别设备、计算机可读存储介质和计算机装置，通过指纹输入阶段，将接收到残留图像区域中的光的时间与由同一图像传感器接收到有效图像区域中的光的时间之间的间隔控制至少为预设的残留图像衰落周期。以这种方式，在图像传感器接收残留图像区域的光之后产生的残留图像可以在预设的残留图像衰落周期之后，消除至误差可接受的范围。因此，当图像传感器在有效图像区域中接收光时，可以认为残留图像已经被消除，从而提高了由图像传感器产生的电信号的精度。此外，提高了采集的指纹的准确性，并且提高了指纹识别的效果。
在一些实施例中，该方法包括驱动位于装置上的多个光源的第一子集打开；使用装置上的多个图像传感器捕获第一指纹采集帧，其中，由于多个光源中的每个光源被打开，从手指触摸界面反射的光形成有效图像区域和无效图像区域，第一指纹采集帧包括由多个光源的第一子集打开而产生的第一组有效图像区域和第一组无效图像区域；驱动多个光源的第二子集打开，其中多个光源的第二子集与多个光源的第一子集不重叠；使用所述多个图像传感器捕获第二指纹采集帧，其中所述第二指纹采集帧包括由所述多个光源的第二子集打开而产生的第二组有效图像区域和第二组无效图像区域，第二组有效图像区域至少部分地覆盖手指触摸界面中的与第一组有效图像区域不同的区域。
可选地，每个无效图像区域还包括残留图像区域，所述残留图像区域包括已经捕获指纹采集帧之后的残留图像，所述多个图像传感器中的至少一个位于第一指纹采集帧的残留图像区域中和第二指纹采集帧的有效图像区域中，并且至少在捕获第一指纹采集帧之后的预设的残留图像衰落周期处捕获第二指纹采集帧。
可选地，在第一指纹采集循环期间捕获第一指纹采集帧，并且在第一指纹采集循环之后的第二指纹采集循环中捕获第二指纹采集帧；多个光源的第一子集和第二子集在其各自的指纹采集循环期间、在同一时隙处打开。
可选地，第一指纹采集循环和第二指纹采集循环是多个指纹采集循环中的一部分，多个指纹采集循环中的每一个包括获取n个指纹采集帧，其中n是大于1的整数，获取n个指纹采集帧中的每一个包括：在手指触摸区域内驱动多个光源的不同子集使其同时打开，并从位于手指触摸区域中的多个图像传感器中的至少一些图像传感器获取电信号，n个指纹采集帧中的任何一个中的有效图像区域与n个指纹采集帧中的任何其它一个的残留图像区域不重叠，并且在先前指纹采集循环持续了预设的残留图像衰落周期之后，后续指纹采集循环开始。
可选地，第二指纹采集帧是第二指纹采集循环期间的第n指纹采集帧，第一指纹采集帧是第一指纹采集循环期间的第一指纹采集帧至第n指纹采集帧中的一个，n是小于等于n的正整数。
可选地，第二指纹采集帧具有至少一个有效图像区域，所述至少一个有效图像区域与在先前指纹采集循环期间的第n指纹采集帧的一个残留图像区域至少部分地重叠。
可选地，第二指纹采集帧具有至少一个无效图像区域，所述至少一个无效图像区域与在先前指纹采集循环期间的第n指纹采集帧的一个残留图像区域至少部分地重叠。
可选地，所述装置为显示面板，所述多个光源为所述显示面板的子像素，所述手指触摸界面为所述显示面板的覆盖玻璃。
可选地，该方法还包括：顺序驱动多个光源的不同子集打开，使用多个图像传感器捕获不同的指纹采集帧；组合所有捕获的指纹采集帧以获取指纹图像；从指纹图像中提取第一组指纹特征；以及将从指纹图像中提取的第一组指纹特征存储到指纹数据库中。
可选地，该方法还包括：捕获一个或多个指纹采集帧；从一个或多个指纹采集帧获取第二组指纹特征；将第二组指纹特征与存储在指纹数据库中的第一组指纹特征进行比较，以确定是否存在指纹匹配。
可选地，一个或多个指纹采集帧中的至少一个具有有效图像区域，所述有效图像区域与一个或多个指纹采集帧中的另一个中的无效图像区域重叠。
可选地，该方法还包括：从第一指纹采集帧和第二指纹采集帧获取一组指纹特征；并将该组指纹特征与存储在指纹数据库中的指纹特征进行比较。
可选地，该方法还包括：确定装置上的手指触摸区域，其中该装置包括多个电容式触控电极，其被配置为响应于手指触摸界面上的压力而改变其相应的电容值，多个光源位于手指触摸区域内。
在一些实施例中，计算机程序产品包括其上记录有指令的非暂时性计算机可读介质，该指令由实现本文所述方法的处理器执行。
在一些实施方案中，该装置包括覆盖玻璃；多个光源，其配置为在打开时将光照射在覆盖玻璃上；多个图像传感器，其配置为捕获从覆盖玻璃反射的光；控制电路，其配置为驱动多个光源的第一子集打开；使用多个图像传感器的至少一个子集捕获第一指纹采集帧，其中，由于每个光源被打开，从覆盖玻璃反射的光形成有效图像区域和无效图像区域，并且第一指纹采集帧包括由多个光源的第一子集打开而产生的第一组有效图像区域和第一组无效图像区域；并使用第一指纹采集帧执行指纹识别。
可选地，所述装置还包括基板和支撑基板，所述多个光源为位于所述基板上的多个子像素，所述多个图像传感器位于所述支撑基板上，将支撑基板粘合至基板上。
可选地，控制电路还被配置为驱动多个光源的第二子集打开，多个光源的第二子集与多个光源的第一子集不重叠；使用所述多个图像传感器中的至少一子集捕获第二指纹采集帧，其中所述第二指纹采集帧包括由所述多个光源的第二子集打开而产生的第二组有效图像区域和第二组无效图像区域，并且第二组有效图像区域至少部分地覆盖与覆盖玻璃的第一组有效图像区域不同的区域。
可选地，该装置还包括将第一指纹采集帧和第二指纹采集帧组合用于指纹识别。
可选地，所述多个光源中的每一个是点光源，并且光源的第一子集形成矩形、具有多于四个边的多边形或圆的重复图案。
可选地，每个有效图像区域由从覆盖玻璃上的多个光源中的一个的全反射区域反射的光形成。
已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的实施例的前述描述。并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式或示例性实施例。因此，前面的描述应该被认为是说明性的而不是限制性的。显然，许多修改和变化对于本领域技术人员来说是明显的。选择和描述实施例是为了解释本发明的原理及其最佳模式实际应用，从而使得本领域技术人员能够理解本发明的各种实施例，并且具有适合于特定用途或实现的各种修改。可以预期的是，本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定，其中所有术语均以其最广泛的合理含义表示，除非另有说明。因此，术语“发明”、“本发明”等不一定将权利要求范围限制于特定实施例，并且对本发明的示例性实施例的参照并不意味着对本发明的限制，并且没有这样的限制，限制是推断。本发明仅受所附权利要求的精神和范围的限制。此外，这些权利要求可以指使用“第一”，“第二”等，之和是名词或元素。这些术语应理解为命名语，并且不应被解释为对由这种命名语修饰的元素的数量进行限制，除非给出了具体的数字。所描述的任何优点和益处可能不适用于本发明的所有实施例。应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，在本领域技术人员可以在所描述的实施例中进行变化。此外，无论在下面的权利要求中是否明确地叙述了元件或组件，本公开中的任何元件和组件都不旨在贡献于公众。
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