电子电路、电子装置及用于感测至少一个指纹图像的方法与流程

[0001]
本发明涉及一种电子电路、一种电子装置及一种感测方法，更具体来说，涉及一种适于驱动包括触摸传感器及指纹传感器的显示面板的电子电路及电子装置、以及一种用于感测至少一个指纹图像的方法。


背景技术：

[0002]
近年来，对指纹感测的需求已逐渐增加。为了减小电子装置的体积，指纹感测区域可与电子装置的显示区域交叠。例如，屏下指纹识别技术(under-display fingerprint identification technique)是将指纹传感器嵌入到显示面板，且指纹传感器可通过显示面板来感测或捕获指纹图像。当例如指纹识别等的触摸事件发生时，触摸感测电路可通过指定的接口将其报告给电子装置的应用处理器。接下来，应用处理器进一步控制显示驱动电路来驱动显示面板显示用于指纹感测的图像。另一方面，应用处理器进一步控制指纹感测电路执行指纹感测操作。指纹感测电路在指纹感测操作之后将感测信息传送到应用处理器用于指纹识别，然后应用处理器根据感测信息完成指纹识别。
[0003]
然而，显示面板可在指纹感测线被排列的指纹感测方向x上被分成多个指纹感测区，如图18所示。图18示出在相关技术中分别在指纹感测方向x上被分成多个指纹感测区的两个显示面板。所述指纹感测区在扫描方向y上也已被划分。在制造电子装置时，决定并固定地配置对指纹感测区的划分。每一显示面板中指纹感测区的大小是恒定的。在一些情况中，手指可能触摸许多指纹感测区，使指纹图像在指纹感测方向x上跨过被触摸的指纹感测区。指纹感测电路必须逐区地接收指纹感测信号，使得在接收指纹图像的指纹感测信号时出现跨区问题(cross zone problem)。在跨区接收的情况中，指纹感测电路必须花费时间来进行切换及重新初始化。也就是说，由于指纹感测信号是逐区接收的，因此指纹感测电路可能花费较多的时间来进行指纹感测及识别。


技术实现要素：

[0004]
本发明涉及一种电子电路及电子装置，能够提供高效的指纹感测及识别方法并为用户提供良好用户体验。另外，还提供一种适于电子电路的用于感测至少一个指纹图像的方法。
[0005]
本发明提供一种电子电路，其适于驱动包括触摸传感器及指纹传感器的面板。电子电路包括第一电路、第二电路及控制电路。第一电路被配置成从触摸传感器接收触摸感测信号。第二电路被配置成经由指纹感测线从指纹传感器接收与至少一个指纹图像对应的指纹感测信号。控制电路被配置成根据触摸感测信号决定触摸区域，并根据所决定的触摸区域选择指纹感测线的一部分来形成用于指纹感测操作的指纹感测区。指纹感测线中的每一个能够被选择为指纹感测区的边界。
[0006]
在本发明的实施例中，电子电路进一步包括开关电路。开关电路耦合到指纹感测线。开关电路被配置成从指纹感测线接收指纹感测信号。控制电路控制开关电路选择指纹
感测线的所述一部分用于指纹感测操作。第二电路包括耦合到开关电路的多个指纹感测通道。指纹感测通道从指纹感测线的所述一部分接收指纹感测信号。
[0007]
在本发明的实施例中，指纹感测线的数目大于指纹感测通道的数目。
[0008]
在本发明的实施例中，开关电路包括多个开关。控制电路控制开关电路接通多个开关中与指纹感测线的所述一部分对应的一部分，以在指纹感测线的所述一部分与指纹感测通道之间建立耦合来进行指纹感测操作。
[0009]
在本发明的实施例中，控制电路控制开关电路关断多个开关中与指纹感测线中未被选择的其余指纹感测线对应的其余开关。
[0010]
在本发明的实施例中，电子电路在单个半导体芯片中实现。
[0011]
在本发明的实施例中，电子电路在至少两个半导体芯片中实现。至少两个半导体芯片中的第一半导体芯片包括第一电路，且第二半导体芯片包括第二电路。
[0012]
在本发明的实施例中，第一半导体芯片进一步包括控制电路的至少一部分，且第二半导体芯片进一步包括开关电路。
[0013]
在本发明的实施例中，所决定的触摸区域包括中心线。指纹感测线的所述一部分的中间指纹感测线位于所决定的触摸区域的中心线上或附近。
[0014]
在本发明的实施例中，在指纹感测线的所述一部分上载送的指纹感测信号由第二电路一次读出。
[0015]
在本发明的实施例中，控制电路控制第二电路感测多个指纹图像。指纹感测通道被分组成多个部分，且所述多个部分中的每一个接收多个指纹图像中对应的指纹图像的指纹感测信号。
[0016]
在本发明的实施例中，指纹传感器由指纹扫描线控制。控制电路进一步被配置成根据所决定的触摸区域选择指纹扫描线的一部分用于指纹感测操作。
[0017]
在本发明的实施例中，控制电路控制第二电路经由指纹扫描线的同一部分感测多个指纹图像。
[0018]
在本发明的实施例中，控制电路控制第二电路经由指纹扫描线的不同部分感测多个指纹图像。
[0019]
在本发明的实施例中，第二电路通过重新映射操作根据指纹感测信号产生指纹图像。
[0020]
在本发明的实施例中，指纹传感器包括分布在面板中的多个光学指纹传感器。
[0021]
在本发明的实施例中，指纹感测区覆盖至少一个指纹图像的至少一部分，所述至少一部分包括足以进行指纹识别的指纹特征。
[0022]
在本发明的实施例中，指纹感测区覆盖至少一个指纹图像的全部范围。
[0023]
本发明提供一种电子装置，其包括面板及电子电路。面板包括触摸传感器及指纹传感器。电子电路能够被配置成耦合到面板。电子电路适于从触摸传感器接收触摸感测信号，并经由面板的指纹感测线从指纹传感器接收与至少一个指纹图像对应的指纹感测信号。电子电路包括控制电路。控制电路被配置成根据触摸感测信号决定触摸区域，并根据所决定的触摸区域选择指纹感测线的一部分来形成用于指纹感测操作的指纹感测区。指纹感测线中的每一个能够被选择为指纹感测区的边界。
[0024]
在本发明的实施例中，电子电路进一步包括第一电路、第二电路及开关电路。第一
电路被配置成从触摸传感器接收触摸感测信号。第二电路被配置成经由指纹感测线从指纹传感器接收指纹感测信号。开关电路耦合到指纹感测线。开关电路被配置成从指纹感测线接收指纹感测信号。控制电路控制开关电路选择指纹感测线的所述一部分用于指纹感测操作。第二电路包括耦合到开关电路的多个指纹感测通道。指纹感测通道从指纹感测线的所述一部分接收指纹感测信号。
[0025]
在本发明的实施例中，指纹感测线的数目大于指纹感测通道的数目。
[0026]
在本发明的实施例中，开关电路包括多个开关。控制电路控制开关电路接通多个开关中与指纹感测线的所述一部分对应的一部分，以在指纹感测线的所述一部分与指纹感测通道之间建立耦合来进行指纹感测操作。
[0027]
在本发明的实施例中，控制电路控制开关电路关断多个开关中与指纹感测线中未被选择的其余指纹感测线对应的其余开关。
[0028]
在本发明的实施例中，电子电路在单个半导体芯片中实现。
[0029]
在本发明的实施例中，电子电路在至少两个半导体芯片中实现。至少两个半导体芯片中的第一半导体芯片包括第一电路，且第二半导体芯片包括第二电路。
[0030]
在本发明的实施例中，第一半导体芯片进一步包括控制电路的至少一部分，且第二半导体芯片进一步包括开关电路。
[0031]
在本发明的实施例中，所决定的触摸区域包括中心线。指纹感测线的所述一部分的中间指纹感测线位于所决定的触摸区域的中心线上或附近。
[0032]
在本发明的实施例中，在指纹感测线的所述一部分上载送的指纹感测信号由第二电路一次读出。
[0033]
在本发明的实施例中，控制电路控制第二电路感测多个指纹图像。指纹感测通道被分组成多个部分，且所述多个部分中的每一个接收多个指纹图像中对应的指纹图像的指纹感测信号。
[0034]
在本发明的实施例中，面板包括扫描电路。扫描电路被配置成通过指纹扫描线控制指纹传感器。控制电路进一步被配置成根据所决定的触摸区域选择指纹扫描线的一部分用于指纹感测操作。
[0035]
在本发明的实施例中，控制电路控制第二电路经由指纹扫描线的同一部分感测多个指纹图像。
[0036]
在本发明的实施例中，控制电路控制第二电路经由指纹扫描线的不同部分感测多个指纹图像。
[0037]
在本发明的实施例中，第二电路通过重新映射操作根据指纹感测信号产生指纹图像。
[0038]
在本发明的实施例中，指纹传感器包括分布在面板中的多个光学指纹传感器。
[0039]
在本发明的实施例中，指纹感测区覆盖至少一个指纹图像的至少一部分，所述至少一部分包括足以进行指纹识别的指纹特征。
[0040]
在本发明的实施例中，指纹感测区覆盖至少一个指纹图像的全部范围。
[0041]
本发明提供一种用于感测至少一个指纹图像的方法，其适于包括触摸传感器及指纹传感器的面板。指纹传感器耦合到指纹感测线。所述方法包括：根据来自触摸传感器的触摸感测信号决定触摸区域；根据所决定的触摸区域选择指纹感测线的一部分来形成用于指
纹感测操作的指纹感测区；以及经由指纹感测线的所述一部分接收指纹感测信号。指纹感测线中的每一个能够被选择为指纹感测区的边界。
[0042]
在本发明的实施例中，所述方法进一步包括：控制开关电路选择指纹感测线的所述一部分用于指纹感测操作。
[0043]
在本发明的实施例中，开关电路包括多个开关，且控制开关电路选择指纹感测线的所述一部分用于指纹感测操作的步骤包括：控制开关电路接通多个开关中与指纹感测线的所述一部分对应的一部分；以及控制开关电路关断多个开关中与指纹感测线中未被选择的其余指纹感测线对应的其余开关。
[0044]
在本发明的实施例中，指纹传感器进一步耦合到指纹扫描线。所述方法进一步包括：根据所决定的触摸区域选择指纹扫描线的一部分用于指纹感测操作。
[0045]
在本发明的实施例中，所述方法进一步包括：通过重新映射操作根据指纹感测信号产生指纹图像。
[0046]
本发明提供一种电子电路，其包括触摸控制电路、指纹感测电路及开关电路。触摸控制电路被配置成从面板接收触摸感测信号，并根据触摸感测信号决定触摸区域。指纹感测电路被配置成经由指纹感测线从设置在面板中的指纹传感器接收与至少一个指纹图像对应的指纹感测信号。开关电路耦合到指纹感测电路。开关电路被配置成耦合到指纹感测线的一部分，指纹感测线的所述一部分是根据所决定的触摸区域被选择来形成用于指纹感测操作的指纹感测区。指纹感测线中的每一个能够被选择为指纹感测区的边界。
[0047]
在本发明的实施例中，触摸控制电路根据所决定的触摸区域控制开关电路选择指纹感测线的所述一部分来形成指纹感测区用于指纹感测操作。
[0048]
在本发明的实施例中，指纹感测电路包括耦合到开关电路的多个指纹感测通道。指纹感测通道从指纹感测线的所述一部分接收指纹感测信号。
[0049]
在本发明的实施例中，指纹感测线的数目大于指纹感测通道的数目。
[0050]
在本发明的实施例中，开关电路包括多个开关。触摸控制电路控制开关电路接通多个开关中与指纹感测线的所述一部分对应的一部分，以在指纹感测线的所述一部分与指纹感测通道之间建立耦合来进行指纹感测操作。
[0051]
在本发明的实施例中，触摸控制电路控制开关电路关断多个开关中与指纹感测线中未被选择的其余指纹感测线对应的其余开关。
[0052]
在本发明的实施例中，电子电路在单个半导体芯片中实现。
[0053]
在本发明的实施例中，电子电路在至少两个半导体芯片中实现。至少两个半导体芯片中的第一半导体芯片包括触摸控制电路的至少一部分，且第二半导体芯片包括指纹感测电路。
[0054]
在本发明的实施例中，第二半导体芯片进一步包括开关电路。
[0055]
在本发明的实施例中，所决定的触摸区域包括中心线。指纹感测线的所述一部分的中间指纹感测线位于所决定的触摸区域的中心线上或附近。
[0056]
在本发明的实施例中，在指纹感测线的所述一部分上载送的指纹感测信号由指纹感测电路一次读出。
[0057]
在本发明的实施例中，触摸控制电路控制指纹感测电路感测多个指纹图像。指纹感测通道被分组成多个部分，且所述多个部分中的每一个接收多个指纹图像中对应的指纹
图像的指纹感测信号。
[0058]
在本发明的实施例中，指纹传感器由指纹扫描线控制。触摸控制电路进一步被配置成根据所决定的触摸区域选择指纹扫描线的一部分用于指纹感测操作。
[0059]
在本发明的实施例中，触摸控制电路控制指纹感测电路经由指纹扫描线的同一部分感测多个指纹图像。
[0060]
在本发明的实施例中，触摸控制电路控制指纹感测电路经由指纹扫描线的不同部分感测多个指纹图像。
[0061]
在本发明的实施例中，指纹感测电路通过重新映射操作根据指纹感测信号产生指纹图像。
[0062]
在本发明的实施例中，指纹传感器包括分布在面板中的多个光学指纹传感器。
[0063]
在本发明的实施例中，指纹感测区覆盖至少一个指纹图像的至少一部分，所述至少一部分包括足以进行指纹识别的指纹特征。
[0064]
在本发明的实施例中，指纹感测区覆盖至少一个指纹图像的全部范围。
[0065]
为了使上述内容更易理解，如下结合附图详细地阐述几个实施例。
附图说明
[0066]
包含附图是为了提供对本发明的进一步理解，且附图被并入本说明书并构成本说明书的一部分。附图示出本发明的示例性实施例，且与本说明一起用于解释本发明的原理。
[0067]
图1是示出根据本发明实施例的电子装置的示意性框图；
[0068]
图2是示出图1所示显示面板的示意图；
[0069]
图3是示出图1所示电子电路的示意性框图；
[0070]
图4是示出根据本发明实施例，显示面板运作以进行指纹感测的示意图；
[0071]
图5是示出根据本发明另一实施例的电子装置的示意性框图；
[0072]
图6是示出根据本发明实施例的图5所示开关电路118的详细结构的示意图；
[0073]
图7是示出根据本发明实施例用于选择图5所示指纹感测线的方法的示意图；
[0074]
图8是示出根据本发明实施例用于感测至少一个指纹图像的方法中的步骤的流程图；
[0075]
图9是示出根据本发明实施例用于指纹识别的方法中的步骤的流程图；
[0076]
图10a及图10b是示出根据本发明实施例用于选择指纹感测线及指纹扫描线的方法的示意图；
[0077]
图11、图12及图13是示出根据本发明实施例的重新映射操作的示意图；
[0078]
图14及图15是示出根据本发明不同实施例，显示面板运作以感测多个指纹图像的示意图；
[0079]
图16是示出根据本发明实施例被配置成感测多个指纹图像的指纹感测电路的转换器电路的示意图；
[0080]
图17是示出根据本发明实施例被配置成感测多个指纹图像的扫描电路的控制的示意图；
[0081]
图18示出在相关技术中分别在指纹感测方向x上被分成多个指纹感测区的两个显示面板。
[0082]
[符号的说明]
[0083]
100、200：电子装置
[0084]
110：电子电路
[0085]
112：显示驱动电路
[0086]
114：触摸感测电路
[0087]
116：指纹感测电路
[0088]
117、118：开关电路
[0089]
119：导线电路
[0090]
120：显示面板
[0091]
121：定时控制器
[0092]
122：显示像素
[0093]
123：其他控制器或处理器
[0094]
124：触摸传感器
[0095]
126：指纹传感器
[0096]
130：控制电路
[0097]
141：触摸控制器
[0098]
143、163：转换器电路
[0099]
161：数字电路
[0100]
165_1、165_2：栅极驱动器
[0101]
201、203：扫描电路
[0102]
230：应用处理器
[0103]
401、402、403、404、405、406：指纹感测区
[0104]
ch1、ch49、ch50、ch200：指纹感测通道
[0105]
chp1：指纹感测通道的部分/第一部分
[0106]
chp2：指纹感测通道的部分/第二部分
[0107]
cl：中心垂直线
[0108]
fpi_1、fpi_2、fpi_3、fpi_4、fpi_5、fpi_6、fpi_7：指纹图像
[0109]
fpi_71：指纹图像的第一部分
[0110]
fpi_72：指纹图像的第二部分
[0111]
fsl、fsl_553、fsl_652、fsl_653、fsl_752、rx1、rx50、rx200、rx201、rx249、rx529～rx728、rx1000：指纹感测线
[0112]
gdl：显示扫描线
[0113]
gsl、row960～row1056：指纹扫描线
[0114]
if1：接口电路/第一接口电路
[0115]
if2：接口电路/第二接口电路
[0116]
if3：接口电路/第三接口电路
[0117]
s1：触摸感测信号
[0118]
s3：指纹感测信号
[0119]
s4：驱动信号
[0120]
s5：控制信号
[0121]
s100、s110、s120、s200、s210、s220、s230、s240：步骤
[0122]
sdl：显示数据线
[0123]
stv1、stv2、stv3、stv4、stv5、stv6、stv7、stv8、stv9、stv10、stv11、stv12、stv13、stv14、stv15、stv16、stv17、stv18、stv19、stv20：扫描信号
[0124]
sw：开关
[0125]
tsa、tsa1、tsa2、tsa6：触摸区域
[0126]
tsl：触摸感测线
[0127]
x、y：方向
具体实施方式
[0128]
以下提供实施例来详细阐述本发明，但本发明并非仅限于所提供的实施例，且所提供的实施例可被适当地组合。在本申请的说明书(包括权利要求书)中所使用的用语“耦合/被耦合”或“连接/被连接”可指任何直接或间接的连接手段。例如，“第一装置耦合到第二装置”应被解释为“第一装置直接连接到第二装置”或者“第一装置通过其他装置或连接手段间接连接到第二装置”。另外，用语“信号”可指电流、电压、电荷、温度、数据、电磁波或者任意一个或多个信号。
[0129]
图1是示出根据本发明实施例的电子装置的示意性框图。参考图1，本实施例的电子装置100包括电子电路110及显示面板120。显示面板120包括触摸传感器及指纹传感器。电子电路110可被配置成耦合到显示面板120。电子电路110适于驱动显示面板120。
[0130]
在本实施例中，电子装置100可以是具有显示功能、触摸感测功能及指纹感测功能的电子装置。在一实施例中，电子装置100可以是但不限于智能电话、非智能电话、可穿戴电子装置、平板计算机、个人数字助理、笔记本计算机及其他可独立运作并具有显示功能、触摸感测功能及指纹感测功能的便携式电子装置。在一实施例中，电子装置100可以是但不限于车辆智能系统中的便携式或非便携式电子装置。在一实施例中，电子装置100可以是但不限于智能家用电器，例如电视机、计算机、冰箱、洗衣机、电话、电磁炉、台灯等。
[0131]
图2是示出图1所示显示面板的示意图。参考图2，本实施例的显示面板120包括多个显示像素122、多个触摸传感器124及多个指纹传感器126。电子电路110驱动并控制显示面板120执行显示操作、触摸感测操作及指纹感测操作。具体来说，电子电路110经由显示扫描线gdl及显示数据线sdl来驱动并控制显示像素122显示图像。电子电路110还经由触摸扫描线及触摸感测线tsl来驱动并控制触摸传感器124感测显示面板120的触摸事件。在一实施例中，触摸传感器124在触摸感测阶段中可以是触摸感测电极，且触摸传感器124在显示阶段中可以是公共电极。在本实施例中，如图2所示，显示面板120的触摸传感器124可以是像素内嵌式(in-cell)触摸传感器。对于像素内嵌式触摸传感器，显示面板120固有地不具有触摸扫描线，可直接通过触摸感测线tsl传送触摸驱动信号到触摸传感器124。对于其他类型的触摸传感器，显示面板120可具有用于传送触摸驱动信号的触摸扫描线。电子电路110还经由指纹扫描线gsl及指纹感测线fsl来驱动并控制指纹传感器126感测显示面板120上的指纹图像。
[0132]
在一实施例中，显示面板120可以是嵌入有指纹传感器及触摸传感器的像素内嵌
式指纹、触摸及显示面板，但本发明并非仅限于此。在一实施例中，电子电路110可驱动并控制电子装置100执行屏内(in-display)指纹识别操作，即指纹辨识操作。在一实施例中，指纹传感器126可以是光学指纹传感器。
[0133]
图3是示出图1所示电子电路的示意性框图。参考图2及图3，电子电路110可包括显示驱动电路112、指纹感测电路116及触摸感测电路114。显示驱动电路112被配置成经由显示扫描线gdl及显示数据线sdl来驱动并控制显示像素122显示图像。显示驱动电路112产生显示驱动信号来驱动显示面板120的显示数据线sdl。显示驱动电路112可包括定时控制器121、显示驱动器及用于显示操作的其他功能电路。显示驱动电路112还可包括其他控制器或处理器123来用于显示操作的其他控制活动。触摸感测电路114被配置成经由触摸感测线tsl来驱动并控制触摸传感器124感测显示面板120的触摸事件。触摸感测电路114可包括触摸控制器141、模拟前端(analogfront end，afe)电路、模/数转换器(analog-to-digital converter，adc)电路及用于触摸感测操作的其他功能电路。指纹感测电路116被配置成经由指纹扫描线gsl及指纹感测线fsl驱动并控制指纹传感器126感测显示面板120上的指纹。指纹感测电路116从指纹传感器126接收与指纹图像对应的指纹感测信号，且还可处理所述指纹感测信号以获得指纹图像。指纹感测电路116可包括数字电路161、afe电路、adc电路及用于指纹感测操作的其他功能电路。
[0134]
在一实施例中，当电子电路110被实现为可驱动并控制显示面板120执行显示操作、触摸感测操作及指纹感测操作的单芯片集成电路时，电子电路110可包括控制电路130，且控制电路130可以是基于微控制器的核心(micro-controller based core)以执行显示操作、触摸感测操作及指纹感测操作的所有控制活动。控制电路130可包括定时控制器121、触摸控制器141、数字电路161及显示驱动电路112的其他控制器或处理器123中的至少一个。
[0135]
显示驱动电路112、触摸感测电路114及指纹感测电路116经由信号传输接口(例如移动行业处理器接口(mobile industry processor interface，mipi)、集成电路间(inter-integrated circuit，i2c)接口、串行外围接口(serial peripheral interface，spi)和/或其他类似或合适的接口)彼此通信。
[0136]
关于图3所示实施例中的组件的硬件结构，定时控制器121、触摸控制器141及数字电路161可以是具有计算能力的处理器。作为另一选择，定时控制器121、触摸控制器141及数字电路161可通过硬件描述语言(hardware description language，hdl)或所属领域中的技术人员所熟悉的任何其他数字电路设计方法来设计，且可以是通过现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，cpld)或应用专用集成电路(application-specific integrated circuit，asic)实现的硬件电路。另外，参考本领域的公知常识，可获得对显示驱动电路112、触摸感测电路114及指纹感测电路116的硬件结构的足够的教示、建议及实施说明，在下文中不再对此进行赘述。
[0137]
图4是示出根据本发明实施例，显示面板运作以进行指纹感测的示意图。参考图1、图3及图4，电子电路110可驱动并控制显示面板120感测显示面板120上的一个或多个指纹图像fpi_1、fpi_2、fpi_3及fpi_4。在本实施例中，指纹感测线fsl在方向y(例如垂直方向)上延伸，且在方向x(例如水平方向)上排列，如图2所示。显示面板120并未预先在方向x上被
固定地划分成多个指纹感测区用于指纹感测。也就是说，显示面板120在排列方向x上不具有针对指纹感测线fsl预先决定的指纹感测区。在图18所示的相关技术中，显示面板预先在方向x上被固定地划分成多个指纹感测区用于指纹感测。可通过在遍及显示面板120排列的多条指纹感测线fsl中选择一部分指纹感测线fsl来灵活地形成本实施例的指纹感测区401、402、403及404用于指纹感测。指纹感测线fsl中的每一个可被选择为指纹感测区401、402、403及404的边界。
[0138]
具体来说，触摸感测电路114的控制电路(例如触摸控制器141)根据触摸感测信号决定与指纹图像fpi_1、fpi_2、fpi_3及fpi_4对应的一个或多个触摸区域tsa。触摸控制器141(如图5所示)可决定触摸区域tsa中的每一个的范围(size/range)，触摸区域tsa的范围可由手指的触摸面积决定也可以是预定值。或者，作为另一种实施方式，触摸控制器141可仅决定指示触摸区域tsa中的每一个的位置的坐标信息，并将坐标信息告知给指纹感测电路116，在这种情况下，触摸区域tsa的范围为预定值。所决定的触摸区域tsa界定指纹图像的指纹感测区。指纹感测区可覆盖指纹图像的一部分或全部范围，用以输入指纹图像的所述一部分或全部范围包括足以进行指纹识别的指纹特征。触摸控制器141告知指纹感测电路116根据所决定的触摸区域tsa选择指纹感测线fsl的一部分及指纹扫描线gsl的一部分，以用于指纹感测操作。在遍及显示面板120排列的多条指纹感测线fsl中选择与显示面板120上的触摸区域tsa并置(collocated with)的一部分指纹感测线fsl。在本实施例中，指纹感测线fsl所被选择的部分可灵活地形成范围由触摸区域tsa决定的单个指纹感测区401、402、403或404，使得对于指纹图像fpi_1、fpi_2、fpi_3或fpi_4的水平方向(x方向)，仅需要在指纹感测通道中进行一次性接收(single-turn receiving)指纹感测信号的操作。因此，这解决了在水平方向上接收指纹图像fpi_1、fpi_2、fpi_3或fpi_4的指纹感测信号时的跨区问题。因此缩短了指纹感测的时间。
[0139]
图5是示出根据本发明另一实施例的电子装置的示意性框图。参考图5，本实施例的电子装置200包括电子电路110、显示面板120及应用处理器230。电子电路110包括触摸感测电路114、指纹感测电路116、多个接口电路if1、if2及if3以及多个开关电路117及118。第一接口电路if1包括布置在触摸感测电路114和/或指纹感测电路116中的用于传送及接收信号的电路。触摸感测电路114经由第一接口电路if1与指纹感测电路116通信。第二接口电路if2耦合在触摸感测电路114与应用处理器230之间。触摸感测电路114经由第二接口电路if2向应用处理器230传送触摸信息。为了简单及清楚起见，在图5中未详细绘示显示驱动电路112。
[0140]
显示面板120包括扫描电路201及203。扫描电路201及203经由指纹扫描线gsl耦合到指纹传感器126。指纹扫描线gsl(图5中未示出)在方向x上延伸。扫描电路201及203被配置成经由对应的指纹扫描线gsl启动对指纹感测区405的指纹扫描，以控制指纹感测区405的指纹传感器126执行指纹感测操作。
[0141]
在本实施例中，电子电路110与显示面板120及应用处理器230协作来进行指纹识别操作，即指纹辨识操作或指纹认证操作。第三接口电路if3耦合在指纹感测电路116与应用处理器230之间。指纹感测电路116经由第三接口电路if3向应用处理器230输出指纹图像以执行指纹识别操作。参考本领域的公知常识，可获得足够的对指纹识别操作的教示、建议及实施说明，在下文中不再对此进行赘述。另外，接口电路if1、if2及if3可以是移动行业处
理器接口(mipi)、集成电路间(i2c)接口、串行外围接口(spi)和/或其他类似或合适的接口，但本发明并非仅限于此。
[0142]
触摸感测电路114被配置成从触摸传感器124接收触摸感测信号s1。触摸感测电路114包括触摸控制器141及转换器电路143。转换器电路143包括模拟前端(afe)电路、采样与保持(sample and hold，s/h)电路及模/数转换器(adc)电路。转换器电路143经由开关电路117从触摸传感器124接收触摸感测信号s1。开关电路117用于在相应的触摸感测阶段及显示驱动阶段中对触摸感测信号s1及显示驱动信号(例如公共电极的电压信号)进行多路复用。转换器电路143将模拟格式的触摸感测信号s1转换成数字格式的触摸感测信号s1，并将数字格式的触摸感测信号s1传送到触摸控制器141。参考本领域的公知常识，可获得对转换器电路143的操作及硬件结构的足够的教示、建议及实施说明，在下文中不再对此进行赘述。
[0143]
触摸控制器141从转换器电路143接收触摸感测信号s1。触摸控制器141根据触摸感测信号s1决定触摸区域tsa。在本实施例中，触摸区域tsa的范围可在x方向上对应于n个指纹感测通道，且在y方向上覆盖多个指纹扫描区。触摸控制器141告知指纹感测电路116根据所决定的触摸区域tsa选择指纹感测线fsl的一部分及指纹扫描线gsl的一部分，以用于指纹感测操作。例如，选择与指纹感测区405对应的指纹感测线fsl及指纹扫描线gsl来执行指纹感测操作。在本实施例中，所选择指纹感测线fsl的数目是n，对应n个指纹感测通道，其中n是正整数。
[0144]
指纹感测电路116被配置成经由指纹感测线fsl所被选择的部分及开关电路118从指纹传感器126接收与指纹图像fpi_5对应的指纹感测信号s3。指纹感测电路116包括数字电路161、转换器电路163以及栅极驱动器165_1及165_2。
[0145]
转换器电路163将模拟格式的指纹感测信号s3转换成数字格式的指纹感测信号s3，并将数字格式的指纹感测信号s3传送到数字电路161。转换器电路163包括耦合到开关电路118的多个指纹感测通道。指纹感测通道从指纹感测线fsl所被选择的部分接收对应的指纹感测信号s3。在一实施例中，在指纹感测线fsl所被选择的部分上载送的指纹感测信号s3由指纹感测通道一次读出及接收。指纹感测通道中的每一个可包括afe电路和/或adc电路。在本实施例中，转换器电路163可包括n个指纹感测通道，且显示面板120可包括m条指纹感测线fsl，其中n及m是正整数，且m大于n。也就是说，指纹感测线fsl的数目大于指纹感测通道的数目。参考本领域的公知常识，可获得对转换器电路163的操作及硬件结构的足够的教示、建议及实施说明，在下文中不再对此进行赘述。
[0146]
触摸控制器141经由第一接口电路if1与数字电路161通信。数字电路161经由控制信号s5控制开关电路118选择指纹感测线的一部分，以用于指纹感测操作。例如，在遍及显示面板120排列的m条指纹感测线中选择与显示面板120上的触摸区域tsa并置的n条指纹感测线。开关电路118经由指纹感测线fsl耦合到指纹传感器126。开关电路118被配置成经由所选择的指纹感测线fsl从指纹传感器126接收指纹感测信号s3。开关电路118可包括多个开关，且所述开关中的每一个对应于一条指纹感测线fsl，如图6所示。数字电路161控制开关电路118接通所述多个开关中与所述n条指纹感测线对应的一部分，以在所述n条指纹感测线与所述n个指纹感测通道之间建立耦合来进行指纹感测操作。另一方面，数字电路161控制开关电路118关断所述多个开关中与指纹感测线中未被选择的其余指纹感测线对应的
其余开关。例如，关断与未被选择的m-n条指纹感测线对应的开关。
[0147]
数字电路161控制栅极驱动器165_1及165_2经由驱动信号s4驱动扫描电路201及203，以启动对指纹感测区405的指纹扫描。在一实施例中，显示面板120可包括栅极驱动器，且栅极驱动器的数目并非旨在限制本发明。参考本领域的公知常识，可获得对栅极驱动器165_1及165_2以及扫描电路201及203的操作及硬件结构的足够的教示、建议及实施说明，在下文中不再对此进行赘述。
[0148]
在本实施例中，所决定的触摸区域tsa界定覆盖指纹图像的指纹感测区405。根据所决定的触摸区域tsa，选择指纹感测线fsl的一部分及指纹扫描线gsl的一部分，以用于指纹感测操作。通过接通与指纹感测线fsl的所述一部分对应的一部分开关，以将指纹感测线fsl的所述一部分耦合到指纹感测通道，从而使指纹感测通道接收指纹感测信号s3。在遍及显示面板120排列的多条指纹感测线fsl中选择与显示面板120上的触摸区域tsa并置的一部分指纹感测线fsl。在本实施例中，指纹感测线fsl所被选择的部分可灵活地形成范围由触摸区域tsa决定的单个指纹感测区405，且在指纹感测线fsl所被选择的部分上载送的指纹感测信号s3可被一次读出，使得对于指纹图像fpi_5的水平方向x，仅需要在指纹感测通道中进行一次性接收指纹感测信号的操作。因此缩短了指纹感测的时间。
[0149]
在一实施例中，电子电路110在单个半导体芯片中实现。在一实施例中，电子电路110在至少两个半导体芯片中实现。所述至少两个半导体芯片包括第一半导体芯片及第二半导体芯片。第一半导体芯片包括触摸感测电路114。第二半导体芯片包括指纹感测电路116。第二半导体芯片也可包括开关电路118。
[0150]
关于图5所示实施例中的组件的硬件结构，触摸控制器141及数字电路161可以是具有计算能力的处理器。作为另一选择，触摸控制器141及数字电路161可通过硬件描述语言(hdl)或所属领域中的技术人员所熟悉的任何其他数字电路设计方法来设计，且可以是通过现场可编程门阵列(fpga)、复杂可编程逻辑装置(cpld)或应用专用集成电路(asic)实现的硬件电路。
[0151]
图6是示出根据本发明实施例的图5所示开关电路118的详细结构的示意图。参考图6，开关电路118由数字电路161控制。开关电路118包括多个开关sw。每一个开关sw可被单独地控制。数字电路161根据触摸区域tsa判断将接通或关断哪些开关。被接通的开关sw在指纹感测线fsl与指纹感测通道之间建立耦合，以进行指纹感测操作。
[0152]
在本实施例中，电子电路110进一步包括耦合在开关电路118与转换器电路163之间的导线电路119，以减小电路面积。导线电路119将指纹感测线fsl分组成多个群组，且所述群组对应地连接到转换器电路163中的指纹感测通道。例如，转换器电路163可被设计成具有200个指纹感测通道，且指纹感测线fsl的数目是1000。第1条指纹感测线、第201条指纹感测线、第401条指纹感测线、第601条指纹感测线及第801条指纹感测线经由对应的开关sw及导线电路119在同一群组中彼此连接，并耦合到第一指纹感测通道。类似地，第2条指纹感测线、第202条指纹感测线、第402条指纹感测线、第602条指纹感测线及第802条指纹感测线经由对应的开关sw及导线电路119在同一群组中彼此连接，并耦合到第二指纹感测通道。其余指纹感测线与其余指纹感测通道的连接关系可依此类推。通过控制对应的开关sw，同一群组中的指纹感测线fsl不会同时短接。
[0153]
在上述实施例中，指纹感测线fsl的数目、指纹感测通道的数目以及指纹感测线
fsl与指纹感测通道的连接关系是用于例示说明，且本发明并非仅限于此。
[0154]
图7是示出根据本发明实施例用于选择图5所示指纹感测线的方法的示意图。参考图6及图7，例如，转换器电路163可被设计成具有200个指纹感测通道，且指纹感测线fsl的数目是1000。当触摸控制器141决定触摸区域tsa(其中坐标(x,y)为(652,305)，表示触摸区域的中心或接近中心的位置)并将坐标信息告知给数字电路161时，数字电路161在遍及显示面板120排列的1000条指纹感测线fsl中选择200条指纹感测线fsl用于指纹感测，且指纹感测线中的每一个可被选择为指纹感测区的边界。例如，数字电路161根据触摸区域tsa的x坐标信息控制开关电路118选择第553条指纹感测线fsl_553至第752条指纹感测线fsl_752，以形成指纹感测区405用于指纹感测，其中第553条指纹感测线fsl_553及第752条指纹感测线fsl_752可被选择并被选择为指纹感测区405的边界。也就是说，指纹感测区405的边界的指纹感测线可根据触摸区域tsa来决定。
[0155]
在本实施例中，触摸区域tsa包括指纹图像fpi_5的全部范围，且具有穿过触摸区域tsa的中心或接近中心的中心垂直线cl。所选择指纹感测线fsl_553至fsl_752中的中间指纹感测线fsl_652或fsl_653位于所决定的触摸区域tsa的中心垂直线cl上或附近。在本实施例中，指纹感测线fsl_652位于所决定的触摸区域tsa的中心垂直线cl上，且指纹感测线fsl_653位于所决定的触摸区域tsa的中心垂直线cl附近。
[0156]
另一方面，根据所决定的触摸区域tsa的y坐标信息，数字电路161进一步控制栅极驱动器165_1和/或165_2经由驱动信号s4驱动扫描电路201和/或203，以启动对指纹感测区405的指纹扫描。
[0157]
图8是示出根据本发明实施例用于感测至少一个指纹图像的方法中的步骤的流程图。参考图5及图8，在本实施例中，所述用于感测至少一个指纹图像的方法至少适于图5所示的电子装置200，但本发明并非仅限于此。以电子装置200为例，在步骤s100中，电子电路110根据来自触摸传感器124的触摸感测信号s1决定触摸区域tsa。在步骤s110中，电子电路110根据所决定的触摸区域tsa选择指纹感测线fsl的一部分来形成用于指纹感测操作的指纹感测区405。在步骤s120中，电子电路110经由指纹感测线fsl的所述一部分接收指纹感测信号s3。
[0158]
在图1至图7所示的实施例中已充分地教示、建议及实施了在本发明的实施例中所述的用于感测至少一个指纹图像的方法，且因此本文中不再提供进一步的说明。
[0159]
图9是示出根据本发明实施例用于指纹识别的方法中的详细步骤的流程图。参考图5及图9，在本实施例中，所述用于指纹识别的方法至少适于图5所示的电子装置200，但本发明并非仅限于此。以电子装置200为例，在步骤s200中，触摸控制器141根据来自触摸传感器124的触摸感测信号s1执行触摸感测操作以决定触摸区域tsa。在步骤s210中，数字电路161控制开关电路118选择指纹感测线fsl的一部分，以用于指纹感测操作。在步骤s220中，数字电路161根据所决定的触摸区域tsa选择指纹扫描线gsl的一部分，以用于指纹感测操作。在步骤s230中，数字电路161经由指纹感测线fsl的所述一部分接收指纹感测信号s3。在步骤s240中，应用处理器230从数字电路161接收指纹图像，并执行指纹识别操作。
[0160]
在图1至图7所示的实施例中已充分地教示、建议及实施了在本发明的实施例中所述的用于指纹识别的方法，且因此本文中不再提供进一步的说明。
[0161]
图10a及图10b是示出根据本发明实施例用于选择指纹感测线及指纹扫描线的方
法的示意图。参考图10a及图10b，转换器电路163可被设计成具有200个指纹感测通道，且指纹感测线fsl的数目是1000。指纹感测线fsl的数目及指纹感测通道的数目是用于例示说明，且本发明并非仅限于此。触摸控制器141将触摸区域tsa6的坐标(x,y)决定为(629,992)，并将坐标信息告知给数字电路161。数字电路161根据触摸区域tsa6的x坐标信息经由开关电路118选择指纹感测线rx529至rx728用于感测指纹图像fpi_6，且指纹感测线rx529及rx728被选择为指纹感测区406的边界。因此，指纹感测线被灵活地选择来形成范围由触摸区域tsa6决定的指纹感测区406。数字电路161根据触摸区域tsa6的y坐标信息选择并驱动指纹扫描线row960至row1056。在指纹感测线rx529至rx728上载送的指纹感测信号被一次读出。
[0162]
在图10b中，进一步详细阐述了用于选择指纹扫描线row960至row1056的方法。在本实施例中，显示面板120在y方向包括多个扫描区。所决定的触摸区域tsa6可覆盖位于指纹扫描线row960至row1056之间的三个扫描区。如图5所示，数字电路161根据触摸区域tsa6的y坐标信息驱动栅极驱动器165_1和/或165_2向扫描电路201和/或203输出扫描信号stv5至stv7。扫描信号stv5至stv7分别对应于由触摸区域tsa6覆盖的三个扫描区，以使扫描电路201和/或203启动指纹扫描线row960至row1056的扫描。在本实施例中，扫描信号的数目是用于例示说明，且本发明并非仅限于此。响应于扫描信号stv5至stv7，扫描电路201和/或203启动从指纹扫描线row960到row1056逐行地扫描指纹感测区406。扫描电路201和/或203可基于扫描信号stv5至stv7完成扫描操作。
[0163]
图11、图12及图13是示出根据本发明实施例的重新映射操作的示意图。参考图11至图13，指纹感测电路116通过重新映射操作根据指纹感测信号s3产生指纹图像fpi_7。转换器电路163可被设计成具有200个指纹感测通道，且指纹感测线的数目是1000。指纹感测线的数目及指纹感测通道的数目是用于例示说明，且本发明并非仅限于此。
[0164]
在本实施例中，数字电路161选择指纹感测线rx50至rx249用于指纹感测，且指纹感测线rx50及rx249被选择为指纹感测区的边界。在指纹感测线rx50至rx249上载送的指纹感测信号s3由转换器电路163一次读出。转换器电路163以一次性接收的方式从指纹感测线rx50至rx249接收指纹感测信号s3。也就是说，转换器电路163在同一指纹感测阶段期间同时从所有被选择的指纹感测线rx50至rx249接收指纹感测信号s3。在信号转换操作之后，转换器电路163如图12所示将指纹感测信号s3从指纹感测通道ch1至ch200传送到数字电路161。
[0165]
在本实施例中，指纹图像fpi_7的第一部分fpi_71经由连接到指纹感测线rx50至rx200的指纹传感器被感测，并被传送到指纹感测通道ch50至ch200。指纹图像fpi_7的第二部分fpi_72经由连接到指纹感测线rx201至rx249的指纹传感器被感测，并被传送到指纹感测通道ch1至ch49。指纹感测电路116如图13所示通过重新映射操作根据指纹感测信号s3产生指纹图像fpi_7。第二部分fpi_72被从第一部分fpi_71的左侧移动到右侧，以便产生经重新映射的指纹图像fpi_7。
[0166]
图14及图15是示出根据本发明不同实施例，显示面板可运作以感测多个指纹图像的示意图。参考图14及图15，电子电路110可驱动并控制显示面板120同时感测显示面板120上的多个指纹图像fpi_1及fpi_2。指纹图像fpi_1及fpi_2可位于不同的行中，如图14所示，或指纹图像fpi_1及fpi_2可位于相同的行中，如图15所示。
[0167]
在图14中，触摸控制器141告知指纹感测电路116经由指纹扫描线gsl的不同部分感测指纹图像fpi_1及fpi_2。指纹感测电路116在同一指纹感测阶段期间同时从所有被选择的指纹感测线接收与指纹图像fpi_1及fpi_2对应的指纹感测信号。
[0168]
在图15中，触摸控制器141告知指纹感测电路116经由指纹扫描线gsl的同一部分感测指纹图像fpi_1及fpi_2。指纹感测电路116在同一指纹感测阶段期间同时从所有被选择的指纹感测线接收与指纹图像fpi_1及fpi_2对应的指纹感测信号。
[0169]
图16是示出根据本发明实施例被配置成感测多个指纹图像的指纹感测电路的转换器电路的示意图。为了感测多个指纹图像fpi_1及fpi_2，转换器电路163可被设计成具有n个指纹感测通道以接收并处理对应的指纹感测信号。
[0170]
在图16中，所述n个指纹感测通道被分组成两个部分chp1及chp2。每一部分包括用以接收并处理对应的指纹感测信号的一部分指纹感测通道。例如，如果n是偶数，则指纹感测电路116可选择指纹感测线rx(n+1)至rx(n+n/2)来感测指纹图像fpi_1，且指纹感测线rx(n+1)及rx(n+n/2)被选择为指纹感测区的边界。与指纹图像fpi_1对应的指纹感测信号被传送到具有n/2个指纹感测通道的第一部分chp1。另一方面，指纹感测电路116选择指纹感测线rx(m+1)至rx(m+n/2)来感测指纹图像fpi_2，且指纹感测线rx(m+1)及rx(m+n/2)被选择为指纹感测区的边界。与指纹图像fpi_2对应的指纹感测信号被传送到具有n/2个指纹感测通道的第二部分chp2。在指纹感测线所被选择的部分rx(n+1)至rx(n+n/2)及rx(m+1)至rx(m+n/2)上载送的指纹感测信号可由转换器电路163一次读出。在一实施例中，上述两个部分chp1及chp2的指纹感测通道的数目不必相等。此外，chp1及chp2的指纹感测通道的总数可小于或等于n。
[0171]
图17是示出根据本发明实施例被配置成感测多个指纹图像的扫描电路的控制的示意图。参考图17，电子电路110控制显示面板120感测多个指纹图像fpi_1及fpi_2。电子电路110决定与指纹图像fpi_1及fpi_2对应的触摸区域tsa1及tsa2的坐标。分别由触摸区域tsa1及tsa2界定指纹感测区401及402。如果多个指纹图像fpi_1及fpi_2在x方向上不交叠，则电子电路110可控制扫描电路201和/或203在同一指纹感测阶段期间在y方向上扫描指纹感测区401及402。指纹感测区401及402可被同时扫描以缩短感测时间。
[0172]
综上所述，在本发明的实施例中，未预先针对指纹感测线中的每一个决定显示面板的指纹感测区，而由触摸区域界定覆盖指纹图像的指纹感测区。根据触摸区域选择指纹感测线的一部分及指纹扫描线的一部分，以用于指纹感测操作。接通与指纹感测线的所述一部分对应的一部分开关，以将指纹感测线的所述一部分耦合到指纹感测通道。在遍及显示面板排列的多条指纹感测线中选择与显示面板上的触摸区域并置的一部分指纹感测线。所选择的指纹感测线可灵活地形成范围由触摸区域决定的单个指纹感测区，且在所选择的指纹感测线上载送的指纹感测信号可被一次读出，使得在感测指纹图像的一个水平行(row)时，仅需要在指纹感测通道中进行一次性接收指纹感测信号的操作。缩短了指纹感测的时间。因此，指纹感测及识别的过程效率更高，使用户具有良好的用户体验。
[0173]
对于所属领域中的技术人员来说将可以理解，在不背离本发明的范围或精神的条件下，可对所公开的实施例作出各种修改及变化。鉴于前述内容，本发明旨在涵盖修改及变化，只要所述修改及变化落入以上权利要求书及其等效内容的范围内即可。