电子装置以及指纹感测方法与流程

文档序号:17443393发布日期:2019-04-17 05:07阅读:142来源:国知局
本发明涉及一种指纹感测技术,尤其涉及一种应用屏下式指纹感测技术的电子装置以及指纹感测方法。
背景技术
::对于电子装置具有配置光学式屏下指纹传感器的主动矩阵有机发光二极管(active-matrixorganiclight-emittingdiode,amoled)显示器来说,一般的指纹解锁机制是电子装置的作业系统需先输出驱动指令,以先点亮amoled显示器,并且提供照明光至按压在amoled显示器上的手指物件。接着,电子装置的作业系统再输出另一驱动指令驱动指纹传感器来获取指纹特征图像。最后,电子装置的作业系统针对指纹特征图像进行分析,以决定是否进行解锁操作。然而,一般的指纹解锁机制的反应速度过慢,并且amoled显示器往往是从一开始就被整体点亮,并持续至解锁操作完成,因此导致电子装置的电量被浪费。有鉴于此,以下将提出几个范例实施例的解决方案。技术实现要素:本发明提供一种电子装置以及指纹感测方法,可通过整合式驱动芯片来快速驱动显示面板以及指纹传感器,并且可仅驱动对应于显示面板的感测区域的部分像素单元,来提供指纹感测所需的光源。因此,本发明的电子装置以及指纹感测方法可具有减少功耗以及快速感测的效果。本发明的一种电子装置包括显示面板、指纹传感器以及整合式驱动芯片。显示面板包括阵列排列的多个像素单元。指纹传感器配置在显示面板的感测区域下方。整合式驱动芯片耦接显示面板以及指纹传感器,并且整合显示驱动电路以及指纹感测电路。显示驱动电路用以驱动显示面板,并且指纹感测电路用以驱动指纹传感器。当显示面板的这些像素单元为未驱动状态,并且手指物件接触显示面板的感测区域,以进行指纹解锁操作时,显示驱动电路驱动对应于感测区域的这些像素单元的至少一部分,以使这些像素单元的至少一部分提供照明光至感测区域。指纹感测电路驱动指纹传感器,以获取手指物件的指纹特征图像。本发明的一种指纹感测方法适用于电子装置。电子装置包括显示面板、指纹传感器以及整合式驱动芯片。显示面板包括阵列排列的多个像素单元。指纹感测方法包括以下步骤:当显示面板的这些像素单元为未驱动状态,并且手指物件接触显示面板的感测区域,以进行指纹解锁操作时,通过整合在整合式驱动芯片中的显示驱动电路驱动对应于感测区域的这些像素单元的至少一部分,以使这些像素单元的至少一部分提供照明光至感测区域;以及通过整合在整合式驱动芯片中的指纹感测电路来驱动指纹传感器,以获取手指物件的指纹特征图像。基于上述,本发明的电子装置以及指纹感测方法可通过整合显示驱动电路以及指纹感测电路的整合式驱动芯片来驱动显示面板以及指纹传感器,并且当进行指纹感测时,可立即驱动对应于显示面板的感测区域的部分像素单元,而不驱动感测区域外的其他像素单元,以达到减少功耗以及快速感测的效果。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是依照本发明的一实施例的电子装置的方块图。图2是依照本发明的一实施例的电子装置的示意图。图3是依照本发明的一实施例的电子装置在感测区域的架构示意图。图4a至图4c是依照本发明的一实施例的多个光源图样范例的示意图。图5是依照本发明的一实施例的指纹感测方法的流程图。图6是依照本发明的另一实施例的指纹感测方法的流程图。附图标记说明:100:电子装置;101:感测区域;102:非感测区域;110:显示面板;111:玻璃面板;111_1、111_2、111_3:光源图样;112:覆盖面板;113_1、113_n、113_m:像素单元;114:基板;120:整合式驱动芯片;121:显示驱动电路;122:指纹感测电路;130:指纹传感器;b11、b12、b13:亮区图样;b21、b22、b23:暗区图样;f:手指物件;p1、p2、p3:方向;i1、i2:照明光;i1’:图像光;r:红色像素;g:绿色像素;b:蓝色像素;s1、s2:光信号强度;s510、s520、s610、s620、s630:步骤。具体实施方式为了使本发明的内容可以被更容易明了,以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤,代表相同或类似部件。图1是依照本发明的一实施例的电子装置的方块图。参考图1,电子装置100包括显示面板110、整合式驱动芯片120以及指纹传感器130。整合式驱动芯片120耦接显示面板110以及指纹传感器130。在本实施例中,整合式驱动芯片120为一种系统单芯片(systemonchip,soc),并且整合式驱动芯片120整合有显示驱动电路121以及指纹感测电路122。显示驱动电路121用以驱动显示面板110。指纹感测电路122用以驱动指纹传感器130。在本实施例中,电子装置100可为一种应用屏下光学式指纹识别技术(under-displayopticalfingerprint)的携带式电子产品,例如智能手机(mobilephone)、平板(tablet)或笔记本电脑(laptop)等,本发明并不限于此。在本实施例中,显示面板110可为主动矩阵有机发光二极管(active-matrixorganiclight-emittingdiode,amoled),并且具有阵列排列的多个像素单元。在本实施例中,指纹传感器130可为一种光学式屏下指纹传感器,并且包括互补式金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide-semiconductor,cmos)传感器。在本实施例中,指纹传感器130配置在显示面板110的感测区域下的电路可与显示驱动电路121整合为系统单芯片。因此,当电子装置100进行指纹解锁操作时,显示驱动电路121可以单独点亮在显示面板110上对应于指纹感测电路122的感测区域中的这些像素单元的至少一部分。须说明的是,上述的指纹解锁操作系指电子装置100操作在例如是屏幕锁定状态、休眠状态、睡眠状态或保护状态等的时候,若使用者希望恢复或操作电子装置100的应用功能,则使用者须先进行身分认证或屏幕解锁。因此,电子装置100需要经由指纹识别的方式来进行身分认证或屏幕解锁。图2是依照本发明的一实施例的电子装置的示意图。参考图1以及图2,电子装置100可如图2所示的一种智能手机。电子装置100的显示面朝第三方向p3。第一方向p1、第二方向p2以及第三方向p3之间彼此垂直。在本实施例中,当电子装置100操作在屏幕锁定、待机或休眠的状态时,若使用者欲使用电子装置100,则使用者必须先进行解锁,以进入电子装置100的作业系统画面。此时,显示面板110尚未被点亮,显示面板110的这些像素单元为未驱动状态。然而,当手指物件(使用者的手指)接触(或按压)显示面板110的感测区域101,以进行指纹解锁操作时,显示驱动电路121驱动对应于感测区域101的这些像素单元的至少一部分,以使这些像素单元的至少一部分提供照明光至感测区域101。接着,指纹感测电路122驱动指纹传感器,以获取手指物件的指纹特征图像。在本实施例中,电子装置100的处理器将会依据此指纹特征图像来进行指纹识别,以判断是否解锁屏幕,或进入电子装置100的作业系统画面。也就是说,当电子装置100进行指纹解锁操作时,显示驱动电路121可以单独点亮在显示面板110上对应于指纹感测电路122的感测区域101中的这些像素单元的至少一部分。并且,显示面板110的非感测区域102对应于这些像素单元的另一部分,并且当电子装置100进行指纹解锁操作时,对应于非感测区域102的这些像素单元的另一部分维持未驱动状态。在本实施例中,显示面板110的感测区域101小于非感测区域102。显示面板110的显示区域包括感测区域101以及非感测区域102。换言之,显示面板110的感测区域101小于显示区域。值得注意的是,在本实施例中,显示面板110可为主动矩阵有机发光显示器,因此显示面板110的这些像素单元可包括多个颜色像素类型(例如红、蓝、绿)。因此,当手指物件接触显示面板110的感测区域101,以进行指纹解锁操作时,显示驱动电路121所驱动的这些像素单元的至少一部分可为这些颜色像素类型的至少其中之一。换言之,当电子装置100进行指纹解锁操作时,显示驱动电路121可以单独点亮在显示面板110上对应于指纹感测电路122的感测区域101中的这些像素单元的特定颜色像素类型的至少一部分,例如单独点亮红色像素单元,以仅提供红色照明光。显示驱动电路121可依据不同的指纹感测需求或设备需求而决定点亮在显示面板110上的感测区域101中的特定颜色像素类型的像素单元,以提供省电、便利且可弹性操作这些像素单元的效果。图3是依照本发明的一实施例的电子装置在感测区域的架构示意图。参考图1至图3,图3的为一种屏下光学式指纹感测架构。电子装置100包括显示面板110以及指纹传感器130。在本实施例中,电子装置100朝第一方向p1提供显示画面。指纹传感器130配置在显示面板110的感测区域101下方,并且显示面板110与指纹传感器130具有间隙。在本实施例中,显示面板110可包括玻璃面板111、覆盖面板112、多个像素单元113~113_m以及基板114。m为大于1的正整数。玻璃面板111、覆盖面板112、多个像素单元113~113_m以及基板114为由上而下依序堆叠。以某一个像素单元113_n为例,其中n为大于1,且小于等于m的正整数。当电子装置100进行指纹解锁操作时,像素单元113_n被点亮,以朝玻璃面板111以及覆盖面板112提供照明光i1,并且同时朝指纹传感器130提供照明光i2。当手指物件f触碰在玻璃面板111上时,照明光i1将会经由手指物件f与玻璃面板111的接触面反射,以使具有手指物件f的指纹特征信息的图像光i1’朝相反于第三方向p3的射入指纹传感器130。然而,由于照明光i2的光信号强度s2在像素单元113_n正下方位置具有较强于图像光i1’的光信号强度s1,而导致指纹传感器130在像素单元113_n正下方位置所取得的指纹图像的信噪比较高。换言之,由于照明光i2未具有指纹特征信息,当图像光i1’与照明光i2都射入指纹传感器130时,在指纹传感器130所产生的指纹特征图像中,照明光i2将变为背景光噪声,而影响图像光i1’所显示的指纹特征。对此,为了增加指纹传感器130所获取的指纹图像的可识别度以及准确度。在本实施例中,电子装置100将会通过在显示面板110在感测区域101中的经驱动的这些像素单元113~113_m的至少一部分为显示光源图样,并且光源图样具有周期性变化图样,以降低照明光i2的影响。值得注意的是,上述实施例所述的光源图样具有多个有序图样或多个无序图样,并且以下将以图4a至图4c提出的几种光源图样的范例来进一步说明之。图4a至图4c是各别依照本发明的一实施例的多个光源图样范例的示意图。参考图1至图3以及图4a,这些像素单元113_1~113_m可分别由红色像素r、绿色像素g以及蓝色像素b来组成,但本发明并不限于此。当显示面板100的这些像素单元113_1~113_m为未驱动状态,并且手指物件f接触显示面板110的感测区域101,以进行指纹解锁操作时,显示面板110在感测区域101中的经驱动的这些像素单元113_1~113_m的至少一部分为显示如图4a的光源图样111_1。光源图样111_1可具有多个有序图样,并且这些有序图样由多个亮区图样b11(斜线区)组成。在此范例中,光源图样111_1可包括多个亮区图样b11以及连续的暗区图样b21(非斜线区),并且这些亮区图样b11在第二方向p2上以有规则性的方式且周期性的方式排列。需说明的是,这些亮区图样b11指在显示面板110当中所对应的多个区域的至少一个像素单元的绿色像素g被点亮(也可以选择点亮红色像素r或蓝色像素b),并且这些暗区图样b21指在显示面板110当中除了在这些亮区图样b11中的绿色像素g,而其余像素都未被点亮(未驱动状态),或是提供较低亮度,但本发明不限于此。在一实施例中,亮区图样b11也可以是指在显示面板110当中所对应的多个区域的至少一个像素单元的红色像素r、绿色像素g以及蓝色像素b都被点亮,以发出白光。对此,指纹传感器130在对应于暗区图样b21所获取的指纹图像的部分图像可有效避免像素单元的照明光直射而导致信噪比过高的情况。换言之,指纹传感器130所获取的指纹图像的部分图像可具有较低的信噪比,而不致于整体指纹图像的信噪比都过高。参考图1至图3以及图4b,同理上述图4a的范例,当电子装置100执行指纹解锁操作时,感测区域101可显示光源图样111_2,其中光源图样111_2可具有多个有序图样。这些有序图样由多个亮区图样b12(斜线区)以及多个暗区图样b22(非斜线区)组成的多个有序图样。在此范例中,光源图样111_2可包括部分多个亮区图样b12以及连续的多个暗区图样b22,并且这些亮区图样b12是以特定图形的方式来呈现。如图4b所示,这些亮区图样b12可排列为矩形,且中心为暗区图样b22的图形。这些亮区图样b12的图形在第一方向p1以及第二方向p2上可为阵列排列,或以其他有规则性的方式或以周期性的方式排列,但本发明并不限于此。这些亮区图样b12的位置可依据指纹传感器130的特性或图像获取需求来决定。换言之,在一实施例中,经由这些亮区图样b12形成的图形的位置也可为随机配置。需说明的是,这些亮区图样b12指在显示面板110当中所对应的多个区域的至少一个像素单元的绿色像素g被点亮(也可以选择点亮红色像素r或蓝色像素b),并且这些暗区图样b22指在显示面板110当中除了在这些亮区图样b12中的绿色像素g,而其余像素都未被点亮(未驱动状态),或是提供较低亮度,但本发明不限于此。在一实施例中,亮区图样b12也可以是指在显示面板110当中所对应的多个区域的至少一个像素单元的红色像素r、绿色像素g以及蓝色像素b都被点亮,以发出白光。对此,指纹传感器130在对应于暗区图样b22所获取的指纹图像的部分图像可有效避免像素单元的照明光直射而导致信噪比过高的情况。换言之,指纹传感器130所获取的指纹图像的部分图像可具有较低的信噪比,而不至于整体指纹图像的信噪比都过高。参考图1至图3以及图4c,同理上述图4a的范例,当电子装置100执行指纹解锁操作时,感测区域101可显示光源图样111_3,其中光源图样111_3可具有多个无序图样。这些无序图样包括多个亮区图样b13(斜线区)。在此范例中,光源图样111_3可包括这些亮区图样b13以及连续的暗区图样b23(非斜线区),并且这些亮区图样b13以无规则性的方式排列。需说明的是,这些亮区图样b13指在显示面板110当中所对应的多个区域的至少一个像素单元的绿色像素g被点亮(也可以选择点亮红色像素r或蓝色像素b),并且这些暗区图样b23指在显示面板110当中除了在这些亮区图样b13中的绿色像素g,其余像素都未被点亮(未驱动状态),或是提供较低亮度,但本发明不限于此。在一实施例中,亮区图样b13也可以是指在显示面板110当中所对应的多个区域的至少一个像素单元的红色像素r、绿色像素g以及蓝色像素b都被点亮,以发出白光。对此,指纹传感器130在对应于暗区图样b23所获取的指纹图像的部分图像可有效避免像素单元的照明光直射而导致信噪比过高的情况。换言之,指纹传感器130所获取的指纹图像的部分图像可具有较低的信噪比,而不至于整体指纹图像的信噪比都过高。依据上述图4a至图4c的范例,须注意的是,本发明的亮区图样可为红色像素r、绿色像素g以及蓝色像素b的其中之一被点亮,以发出特定颜色的光,或者是依据不同使用需求而将红色像素r、绿色像素g以及蓝色像素b都被点亮,以发出白光。也就是说,本发明所述通过点亮这些像素单元113_1~113_m的其中之一部分的像素的来形成亮区图样的方式,实际上也可依据不同的指纹识别需求来决定点亮特定颜色的像素,或是点亮在像素单元中的全部颜色像素。然而,在一实施例中,当电子装置100进行指纹解锁操作时,指纹传感器130不限于获取一个指纹特征图像。显示面板110在感测区域101中的经驱动的这些像素单元113_1~113_m的至少一部分可为连续显示具有不同周期性变化图样的多个光源图样。举例而言,显示面板110可在感测区域101交替地显示图4a的光源图样111_1以及图4b的光源图样111_2,并且指纹传感器130对应获取手指物件f的两个指纹特征图像。由于光源图样111_1以及光源图样111_2的暗区图样b21、b22的位置不同,对应的两个指纹特征图像较清晰的部分也不相同(信噪比较低的位置不相同)。因此,指纹感测电路130可重组这两个指纹特征图像。指纹感测电路130可通过叠合两个指纹特征图像各别较清晰的部分(叠合信噪比较低的位置的部分图像),来产生重组后的指纹特征图像。对此,相较于上述两个指纹特征图像,重组后的指纹特征图像整体图像较为清晰且具有良好可识别性的特性。图5是依照本发明的一实施例的指纹感测方法的流程图。参考图1至图3以及图5,本实施例的指纹感测方法可适用于图1至图3实施例的电子装置100。电子装置100包括显示面板110、整合式驱动芯片120以及指纹传感器130,并且整合式驱动芯片120整合有显示驱动电路121以及指纹感测电路122。在步骤s510中,当显示面板110的多个像素单元113_1~113_m为未驱动状态,并且手指物件f接触显示面板110的感测区域101,以进行指纹解锁操作时,整合在整合式驱动芯片120中的显示驱动电路121驱动对应于感测区域101的这些像素单元113_1~113_m的至少一部分,以使这些像素单元113_1~113_m的至少一部分提供照明光至感测区域101。在步骤s520中,整合在整合式驱动芯片120中的指纹感测电路122驱动指纹传感器130,以获取手指物件f的指纹特征图像。因此,在本实施例中,当电子装置100进行指纹解锁操作时,显示驱动电路121可以单独点亮在显示面板110上对应于指纹感测电路122的感测区域101中的这些像素单元113_1~113_m的至少一部分,而无需点亮显示面板110的全部像素单元。本实施例的指纹感测方法可提供省电、便利且可弹性操作这些像素单元的效果。另外,关于本实施例的电子装置100的其他元件特征、装置特性或实施方式,可参照上述图1至图4c实施例的说明而获致足够的教示、建议以及实施说明,因此不予赘述。图6是依照本发明的另一实施例的指纹感测方法的流程图。参考图1至图3以及图6,本实施例的指纹感测方法可适用于图1至图3实施例的电子装置100。电子装置100除了上述各实施例所述的指纹感测方法,电子装置100还具有自动监控显示面板110的功能。具体而言,若显示面板110为主动矩阵有机发光显示器,则显示面板110将随着使用时间增加而会产生亮度衰减的情况。然而,为了增加主动矩阵有机发光显示器的使用寿命,本实施例的电子装置100可通过指纹传感器130所获取显示面板110的光状态图像来进行监控,并且当显示面板110发生亮度衰减时,可即时地调整驱动显示面板110的部分或整体像素单元的驱动电压或驱动电流。因此,电子装置100可执行如以下步骤s610~s630。在步骤s610中,指纹感测电路122驱动指纹传感器130,以获取显示面板110的感测区域111的发光状态图像。在步骤s620中,指纹感测电路122分析此发光状态图像,以使整合式驱动芯片120依据此发光状态图像来对应调整显示驱动电路121提供至显示面板110的驱动电压或驱动电流。因此,显示面板110可即时地调整驱动显示面板110的驱动电压或驱动电流。并且,在步骤s630中,整合式驱动芯片120可记录驱动电压或驱动电流的调整历史,并且以有线或无线的通讯传输方式将调整历史回传至外部云端伺服器。换言之,电子装置100还可将驱动电压或驱动电流的调整历史同步回传至制造商提供的外部云端伺服器,以使有效反馈显示面板110的使用效能给制造商。因此,制造商可据此进行大数据分析,而有效掌握并改善显示面板110的面板品质。此外,本实施例的步骤s610~s630可例如接续在上述图5实施例的步骤s520之后执行。换言之,电子装置100可在进行指纹解锁操作的过程中,同时进行监控显示面板110是否发生亮度衰减的情况,且即时进行显示面板110的驱动电压或驱动电流的补偿调整。在一实施例中,本实施例的步骤s610~s630也可以是独立操作,而不限于在上述图5实施例的步骤s520之后执行。另外,关于本实施例的电子装置100的其他元件特征、装置特性或实施方式,可参照上述图1至图4c实施例的说明而获致足够的教示、建议以及实施说明,因此不予赘述。综上所述,本发明的电子装置以及指纹感测方法可整合显示驱动电路以及指纹感测电路的整合式驱动芯片来驱动显示面板以及指纹传感器,并且当进行指纹感测时,可立即驱动对应于显示面板的感测区域的部分像素单元,而不驱动感测区域外的其他像素单元。并且,当进行指纹感测时,在显示面板的感测区域中的多个像素单元可被部分点亮,以显示具有周期性变化或非周期性变化的至少一亮区图样或至少一暗区图样的光源图样,并且据此提供照明光给接触在显示面板的感测区域上的手指物件。因此,本发明的电子装置以及指纹感测方法具有低功耗以及快速感测的功效,并且还可产生良好的指纹特征图像,以使指纹识别的准确度可有效地提升。虽然本发明已以实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何所属
技术领域
:中技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更改与润饰,故本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。当前第1页12当前第1页12
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