具有触摸传感器的电子装置和用于电子装置的驱动方法

具有触摸传感器的电子装置和用于电子装置的驱动方法
【专利摘要】公开了一种具有触摸传感器的电子装置和用于电子装置的驱动方法。提供了一种具有指纹验证功能的电子装置。所述电子装置包括：显示器；触摸识别传感器图案，用于识别显示器上的触摸输入；指纹识别传感器图案，用于识别显示器上的指纹输入；处理器，功能地连接到显示器、触摸识别传感器图案和指纹识别传感器图案。处理器确定指纹识别模式是否被执行，并根据确定的指纹识别模式是否被执行，选择性地激活触摸识别传感器图案和指纹识别传感器图案。
【专利说明】
具有触摸传感器的电子装置和用于电子装置的驱动方法
技术领域
[0001] 本公开总体涉及包括触摸传感器的电子装置和驱动触摸传感器的方法，其中，触 摸传感器包括指纹识别(或指纹验证）。
【背景技术】
[0002] 随着诸如智能电话、平板PC和可穿戴装置的电子装置的使用普遍化，关于电子装 置的安全性和可用性的关注增加。实际上，安全性和可用性具有权衡关系，因此当安全性增 加时可用性降低是正常的。然而，如果二维（2D)指纹传感器与显示器一起安装在电子装置 中，则可创新地提高已经提供高安全性的指纹识别的可用性。使用触摸屏面板(TSP)的正常 触摸的用户体验和用于指纹识别的触摸的用户体验彼此有机地联系，因此可同时确保安全 性和可用性。
[0003] 如上所述，能够识别显示器中的指纹的2D指纹传感器是创新技术，但是实现2D指 纹传感器时具有许多技术问题。最突出的是指纹识别率和大电流消耗。
[0004] 安装在电子装置中的指纹传感器以滑动方法或触摸方法来识别指纹的形状，将识 别的指纹与先前产生的指纹数据进行比较以验证指纹。为了识别指纹的形状，应该确定指 纹的谷和脊。在确定谷和脊时，使用各种方法，并且使用光学、超声、电容方法等。
[0005] 在这些方法中，电容方法最频繁地用于诸如智能电话和平板PC的电子装置中。用 于电容方法中的指纹识别的传感器包括发射器电极(线）（Tx)和接收器电极(线）（Rx)。具体 地，Rx以密集间隔形成以用于指纹识别。当用户触摸由Tx和Rx形成的指纹传感器时，电荷从 Tx传送到Rx，由Rx接收的电容的值根据手指与Tx之间的距离而改变。由于此值与距离成反 比，所以可基于此产生指纹的谷和脊。
[0006] 根据形成Tx和Rx的方法，使用电容的指纹传感器可定义为一维（1D)或2D指纹传感 器。1D指纹传感器通常称为扫描手指的形状(即，滑动方法），2D指纹传感器称为按压手指的 形状(即，触摸方法）。
[0007] 指纹传感器可与触摸屏垂直组合，或者可与触摸屏平行形成。因此，在操作触摸屏 时可同时执行指纹传感器的操作和识别。
[0008] 然而，在与作为触摸屏的输入装置的TSP组合的指纹传感器的常规设计中，可能有 以下问题。
[0009] 首先，可能出现由于屏幕尺寸增加而导致的成本增加。不同于电容型触摸屏，指纹 传感器应该准确扫描手指指纹的形状。例如，指纹传感器的Tx距离和Rx距离可以是50μπι。在 此过程中，相当密集的间隔类型的Tx和Rx距离形成是必要的。
[0010] 诸如智能电话的电子装置的屏幕具有变大的趋势，因此当电子装置中包括与屏幕 尺寸相应的指纹传感器时，成本自然根据屏幕尺寸增加。然而，尽管平板PC的屏幕可大于智 能电话的屏幕，但指纹传感器的Tx距离和Rx距离应该与智能电话的Tx距离和Rx距离相同。 [0011]其次，可能出现触摸屏的触摸与指纹传感器的触摸之间的混淆。当指纹传感器安 装在电子装置屏幕的最上侧、最下侧、最左侧和最右侧时，在正常触摸操作和指纹识别操作 之间可能产生与用户体验(UX)有关的冲突。例如，当在上侧的通知面板区域和下侧的按钮 输入区域中允许指纹输入时，指纹识别操作可能与触摸操作冲突。此外，在多点触摸操作的 情况下，正常触摸操作和指纹识别操作之间的UX可能变复杂。
[0012] 相应地，需要区分触摸输入与指纹输入。因此，可能需要提供单独的指纹输入模 式。当提供单独的指纹输入模式时，部分指纹输入可以是可能的，而无需在整个屏幕中使能 指纹输入。
[0013] 另外，可能难以在电子装置的曲面屏幕中进行指纹识别。由于在曲面屏幕中指纹 识别不均匀，因此可能难以在触摸操作中进行指纹识别。
[0014] 最后，可能在指纹识别情况下消耗大电流。在指纹识别的情况下，必须操作TSP和 指纹传感器二者。当指纹传感器在整个屏幕中由Tx和Rx形成时，由于不知道在哪里识别指 纹，所以针对部分识别应开启所有Tx和Rx。
[0015] 相应地，需要用于在具有TSP的诸如智能电话、平板PC和可穿戴装置(或可穿戴设 备)的便携式电子装置中安装的指纹传感器的新结构。

【发明内容】

[0016] 作出本公开以至少解决上面描述的问题和缺点，并且至少提供下面描述的优点。
[0017] 相应地，本公开的一方面在于提供一种超越便携式电子装置中的触摸屏面板 (TSP)和指纹传感器的简单物理组合的、最大化TSP上的指纹识别的可用性的传感器及其驱 动方法。
[0018] 相应地，本公开的另一方面在于提供一种均匀尺寸的指纹传感器，具有允许在具 有各种尺寸的屏幕的装置中使用的固定输入尺寸，而不会对可用性有负面影响。
[0019] 相应地，本公开的另一方面在于由于安装的指纹传感器尺寸的均匀性而降低传感 器的材料成本和制造成本。
[0020] 相应地，本公开的另一方面在于提供一种用于执行电子装置的指纹识别的方法， 允许电子装置的更自然和舒服的使用。
[0021] 相应地，本公开的另一方面在于提供一种指纹识别的定制方法，使得可以由电子 装置的用户识别并且登记左手、右手和/或特定手指用于指纹识别。
[0022] 相应地，本公开的另一方面在于提供一种使用平面TSP、具有预定曲率的TSP和曲 面TSP的指纹识别方法。
[0023] 相应地，本公开的另一方面在于根据电子装置的屏幕类型改变对触摸或滑动的指 纹识别的方法。
[0024]相应地，本公开的另一方面在于基于TSP与指纹传感器之间的相互信息一起操作 TSP和指纹传感器，并因此防止由于TSP和指纹传感器的相互干扰而导致的可用性或性能劣 化。
[0025] 相应地，本公开的另一方面在于选择性地驱动指纹传感器的Tx和Rx，以减少电子 装置中的电流消耗。
[0026] 根据本公开的一方面，提供一种具有指纹验证功能的电子装置。所述电子装置包 括:显示器;触摸识别传感器图案，用于识别显示器上的触摸输入;指纹识别传感器图案，用 于识别显示器上的指纹输入;处理器，功能地连接到显示器、触摸识别传感器图案和指纹识 别传感器图案。处理器确定是否执行指纹识别模式，并且根据确定的是否执行指纹识别模 式来选择性地激活触摸识别传感器图案和指纹识别传感器图案。
[0027] 根据本公开的另一方面，提供一种驱动包括显示器、触摸识别传感器图案和指纹 识别传感器图案的电子装置的方法。所述方法包括:接收显示器上的输入;基于所述输入确 定是否执行指纹识别;根据是否执行指纹识别，选择性地激活触摸识别传感器图案和指纹 识别传感器图案。
【附图说明】
[0028] 从结合附图进行的以下详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将更明 显，其中：
[0029]图1是根据本公开的实施例的电子装置的框图；
[0030] 图2A-2J是示出根据本公开的实施例的触摸传感器的构造的截面图；
[0031] 图3是示出根据本公开的实施例的触摸屏面板(TSP)和指纹面板(FP)连接至处理 器的结构的框图；
[0032] 图4是示出根据本公开的实施例的2维(2D)指纹传感器的指纹识别结构的示图；
[0033] 图5是示出根据本公开的实施例的复合型触摸传感器的示图；
[0034]图6A-6C是示出根据本公开的实施例的按照TSP布置FP的示例的示图；
[0035]图7是示出根据本公开的实施例的按照TSP布置FP的电子装置的立体图；
[0036]图8A和图8B是示出根据本公开的实施例的复合型触摸传感器的示图；
[0037] 图9是示出根据本公开的实施例的1D触摸传感器中的滑动操作的示图；
[0038] 图10是根据本公开的实施例的驱动触摸传感器的指纹识别的操作的流程图；
[0039] 图11是根据本公开的实施例的驱动触摸传感器的指纹识别的操作的流程图；
[0040] 图12是示出根据本公开的实施例的复合型触摸传感器的示图；
[0041 ]图13是示出根据本公开的实施例的触摸传感器的示图；
[0042] 图14是示出根据本公开的实施例的2D指纹传感器的电极线的示图；
[0043] 图15是示出根据本公开的实施例的1D指纹传感器的电极线的示图；
[0044] 图16是示出根据本公开的实施例的1D指纹传感器的输入方向的切换操作的示图；
[0045] 图17A-17C示出根据本公开的实施例的曲面显示器上的指纹识别的识别方向；
[0046] 图18示出根据本公开的实施例的显示指纹输入模式的电子装置的屏幕；
[0047] 图19示出根据本公开的实施例的电子装置的屏幕上的触摸操作之后的拖动；
[0048]图20示出根据本公开的实施例的感测指纹输入手指位置并且改变指纹输入窗口 的位置的电子装置的屏幕；
[0049] 图21示出根据本公开的实施例的用于防止电子装置的屏幕中的指纹痕迹的滑动 操作；
[0050] 图22示出根据本公开的实施例的改变指纹输入位置的电子装置的屏幕；
[0051]图23示出根据本公开的实施例的根据手指对电子装置的接近来指示指纹位置的 电子装置的屏幕；
[0052]图24示出根据本公开的实施例的使用指纹输入执行屏幕解锁的电子装置的屏幕；
[0053]图25示出根据本公开的实施例的在指纹输入之后通过减少的输入执行前置相机 功能的电子装置；
[0054] 图26示出根据本公开的实施例的在指纹输入之后通过减少的输入执行后置相机 功能的电子装置；
[0055] 图27示出根据本公开的实施例的在指纹输入之后通过运动输入执行音乐播放功 能的电子装置；
[0056]图28示出根据本公开的实施例的布置FP以在电子装置的第二显示器中使用的电 子装置；
[0057]图29示出根据本公开的实施例的多个FP被布置在电子装置的第二显示器中的电 子装置；
[0058]图30示出根据本公开的实施例的第一显示器包括TSP并且第二显示器包括FP的电 子装置；
[0059] 图31示出根据本公开的实施例的利用指纹识别来控制电子装置的功能的方法；
[0060] 图32示出根据本公开的实施例的在主屏幕中利用指纹识别操作的方法；
[0061] 图33示出根据本公开的实施例的通过多点触摸执行指纹识别的电子装置的屏幕；
[0062] 图34示出根据本公开的实施例的在可穿戴装置中执行指纹识别的方法。
【具体实施方式】
[0063]下文中，将参考【附图说明】本公开的各种实施例。尽管在附图中示出了本公开的特 定实施例并且提供了相关详细描述，但可以作出各种改变并且可以提供各种实施例。相应 地，本公开的各种实施例不限于特定实施例，应该解释为包括本公开的实施例的思想和技 术范围中所包括的所有改变和/或等同物或替代。在附图的说明中，类似的附图标记用于类 似的元件。
[0064] 如此处所使用的，术语"包括"和"可包括"指示存在公开的相应功能、操作、元件 等，不限制附加功能、操作、元件等。此外，应该理解，如此处所使用的，术语"包括"和"具有" 用于指示存在说明书中描述的特征、数量、步骤、操作、元件、部分或其组合，不排除存在或 增加一个或更多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、部分或其组合。
[0065] 如此处所使用的，术语"或"包括用它列举的词的任意和所有组合，例如，"A或B"意 指包括A、包括B或包括A和B两者。
[0066] 尽管本公开的各种实施例中使用的诸如"第一"和"第二"的术语可修改各种实施 例的各种元件，但这些术语不限制相应元件。例如，这些术语不限制相应元件的次序和/或 重要性。这些术语可用于将一个元件与另一元件区分开的目的。例如，第一电子装置和第二 电子装置两者均指示电子装置并且可指示不同电子装置。例如，第一元件可称为第二元件 而不脱离本公开的各种实施例的权利范围，类似地，第二元件可称为第一元件。
[0067] 当元件被称为"连接"或"親合"至另一元件时，该元件可直接连接或親合至另一元 件，并且第一元件与第二元件之间可存在中间元件。当元件被称为"直接连接"或"直接耦 合"至另一元件时，第一元件与另一元件之间不存在中间元件。
[0068] 这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，不意图限制本公开的各种实施 例。如这里所使用的，单数形式意图同样包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。这里 使用的包括技术术语或科学术语的所有术语具有与本领域普通技术人员通常理解的含义 相同的含义，除非它们被另外定义。常用字典中定义的术语应该解释为具有与相关技术的 上下文含义相同的含义，不应解释为具有理想或夸大的含义，除非它们在这里被清楚地定 义。
[0069] 根据本公开的各种实施例的电子装置可以是配备有通信功能的装置。例如，电子 装置可包括智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、桌上型 PC、膝上型PC、上网本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、 移动医疗机、相机或可穿戴装置(例如，头戴式装置(HMD)(诸如电子眼镜）、电子衣服、电子 手镯、电子项链、电子配件、电子纹身或智能手表)中的至少一种。
[0070] 根据本公开的各种实施例的电子装置可以是上述装置中的一个或更多个中的一 个或组合。此外，根据本公开的各种实施例的电子装置可以是柔性装置。根据本公开的各种 实施例的电子装置不限于上述装置。
[0071] 下文中，将参考【附图说明】根据各种实施例的电子装置。如此处所使用的，术语"用 户"可以是指使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置）。
[0072] 图1是根据本公开的实施例的电子装置的框图。
[0073] 参考图1，提供了电子装置101。电子装置101包括一个或更多个应用处理器(AP) 110、通信模块120、用户身份识别模块(SIM)卡124、存储器130、传感器模块140、输入装置 150、显示器160、接口 170、音频模块180、相机模块191、电力管理模块195、电池196、指示器 197或电机198。
[0074] AP 110通过驱动操作系统或应用程序控制连接到AP 110的多个硬件或软件元件， 并且处理和计算包括多媒体数据的各种数据。例如，可通过使用片上系统（S0C)来实现AP 110 AP 110还可包括图形处理单元(GPU)。
[0075] 通信模块120可经由电子装置101与通过网络连接的其它电子装置之间的通信来 发送和接收数据。通信模块120包括蜂窝模块121^?丨模块123、81'模块125、6?3模块127、 NFC模块128和射频(RF)模块129。
[0076] 蜂窝模块121通过电信网络（例如， 供语音呼叫、视频呼叫、文本服务或因特网服务。此外，蜂窝模块121利用用户身份识别模块 在电信网络中识别和认证电子装置。蜂窝模块121执行由A P 110提供的功能中的至少一部 分功能。例如，蜂窝模块121执行多媒体控制功能中的至少一部分。
[0077]蜂窝模块121可包括通信处理器(CP)。此外，例如可通过使用SoC来实现蜂窝模块 121。在图1中，蜂窝模块121(例如，通信处理器）、存储器130和电力管理模块195是与AP 110 分离的元件。然而，AP 110可配置为包括上述元件中的至少一部分元件。
[0078]根据实施例，AP 110或蜂窝模块121 (例如，通信处理器)将从与之连接的非易失性 存储器或其它元件中的至少一个接收到的指令或数据装载到易失性存储器中，并且处理指 令或数据。此外，AP 110或蜂窝模块121将从其它元件中的至少一个接收到的或由其它元件 中的至少一个产生的数据存储在非易失性存储器中。
[0079] WiFi模块123、BT模块125、GPS模块127或NFC模块128均可包括用于处理通过相应 模块接收到和发送的数据的处理器。在图1中，蜂窝模块121、WiFi模块123、BT模块125、GPS 模块127或NFC模块128在单独块中示出。然而，蜂窝模块121、WiFi模块123、BT模块125、GPS 模块127或NFC模块128中的至少一部分可包括在单个集成芯片（1C)或单个1C封装中。例如， 可通过单个SoC来实现与蜂窝模块121^?丨模块123、81'模块125、6?3模块127和即(：模块128 相应的处理器(例如，与蜂窝模块121相应的通信处理器和与WiFi模块123相应的WiFi处理 器）中的至少一部分。
[0080] RF模块129发送和接收数据，例如，发送和接收RF信号。RF模块129可包括收发器、 功率放大模块(PAM)、频率滤波器或低噪声放大器(LNA)。此外，RF模块129还可包括用于用 无线通信在自由空间中交换电磁波的部件，例如，导体或导线。在图1中，蜂窝模块121、WiFi 模块123、BT模块125、GPS模块127和NFC模块128彼此共享单个RF模块129。然而，蜂窝模块 121^?丨模块123、81'模块125、6?3模块127或册(：模块128中的至少一个通过单独的1^模块 发送和接收RF信号。
[0081] S頂卡124包括将被插入到形成在电子装置101的特定位置上的槽的用户身份识别 模块。S頂卡124可包括唯一识别信息（例如，集成电路卡标识符（ICCID))或用户信息(例如， 国际移动用户识别码（IMSI))。
[0082] 存储器130包括内部存储器132或外部存储器134。
[0083] 例如，内部存储器132包括易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态 随机存取存储器(SRAM)、同步DRAM(SDRAM)等)和非易失性存储器(例如，一次性可编程只读 存储器(0TPR0M)、可编程只读存储器(PR0M)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除 可编程只读存储器(EEPR0M)、掩蔽式ROM、闪速ROM、NAND闪存、N0R闪存等）中的至少一种。内 部存储器132可以是固态驱动器(SSD)。
[0084] 外部存储器134可包括闪存驱动器，例如，致密闪存（CF)、安全数字（SD)、微型SD (Micro-SD)、迷你 SD(Mini-SD)、极速数字(xD)、记忆棒等。外部存储器134可通过各种接口 在功能上与电子装置101连接。电子装置101还可包括诸如硬盘驱动器的存储装置(或存储 介质）。
[0085]传感器模块140测量物理量或检测电子装置101的操作状态，并将测量或检测的信 息转换为电信号。传感器模块140包括手势传感器140A、陀螺仪传感器140B、气压传感器 140C、磁传感器140D、加速度传感器140E、握持传感器140F、接近传感器140G、颜色传感器 140H(例如，红绿蓝（RGB)传感器）、生物传感器1401、温度/湿度传感器140J、照明传感器 140K、紫外线(UV)传感器140M中的至少一个。附加或可选地，传感器模块140可包括E-鼻传 感器、肌电图（EMG)传感器、脑电波(EEG)传感器、心电图（ECG)传感器、红外线（IR)传感器、 虹膜传感器、指纹传感器等。传感器模块140还可包括用于控制包括在传感器模块140中的 至少一个传感器的控制电路。
[0086] 输入装置150包括触摸面板152、(数字)笔传感器154、键156或超声输入装置158。
[0087] 触摸面板152用电容方法、电阻方法、红外方法和超声方法中的至少一种方法识别 触摸输入。此外，触摸面板152还可包括控制电路。在电容方法中，触摸面板152识别物理接 触或悬浮。触摸面板152还可包括触觉层。在这种情况下，触摸面板152向用户提供触觉响 应。
[0088] (数字）笔传感器154可按与接收用户的触摸输入的方法相同或类似的方法来实 现，或者通过使用单独的检测片来实现。
[0089] 键156包括物理按钮、光学键或键盘。
[0090] 超声输入装置158允许电子装置101通过输入装置产生超声信号经由麦克风188检 测声波，并且识别数据，并且能够进行无线识别。电子装置101可通过使用通信模块120从连 接至电子装置101的外部装置(例如，计算机或服务器)接收用户输入。
[0091] 显示器160包括面板162、全息装置164或投影仪166。
[0092] 例如，面板162可以是液晶显示器(IXD)或有源矩阵有机发光二极管(AM-0LED)。例 如，面板162可实现为柔性、透明或可穿戴的。面板162可与触摸面板152-起构造为单个模 块。
[0093]全息装置164使用光的干涉在空中显示立体图像。
[0094]投影仪166通过将光投射到屏幕上来显示图像。屏幕可位于电子装置101内部或外 部。
[0095] 显示器160还可包括用于控制面板162、全息装置164或投影仪166的控制电路。 [0096] 接口 170包括高清晰度多媒体接口（HDMI)172、通用串行总线(USB)174、光学接口 176或超小型(D-sub) 178。附加或可选地，接口 170可包括移动清晰度连接(MHL)接口、安全 数字(SD) /多媒体卡(MMC)接口或红外数据协会(IrDA)标准接口。
[0097]音频模块180双向地转换声音和电信号。音频模块180处理通过扬声器182、接收器 184、耳机186或麦克风188输入或输出的声音信息。
[0098]相机模块191是用于拍摄静态图像和运动图像的装置，包括一个或更多个图像传 感器(例如，正面传感器或背面传感器）、透镜、图像信号处理器（ISP)或闪光灯(例如，发光 二极管(LED)或氙气灯）。
[0099]电力管理模块195管理电子装置101的电力。电力管理模块195包括电力管理1C (PMIC)、充电器1C或电池量表。
[0100]例如，PMIC可安装在集成电路或SoC半导体中。充电方法可分为有线充电方法和无 线充电方法。充电器1C可对电池进行充电，并且可防止过电压或过电流从充电器流入。充电 器1C包括用于有线充电方法和无线充电方法中的至少一种的充电器1C。
[0101 ]无线充电方法包括磁谐振方法、磁感应方法或电磁波方法，并且可添加用于无线 充电的附加电路，例如，诸如线圈回路、谐振电路、整流器等的电路。
[0102] 例如，电池量表测量充电期间电池19 6的电压、电流、温度或剩余电池寿命。电池 196存储或产生电并且通过使用存储或产生的电向电子装置101提供电力。电池196包括可 再充电电池或太阳能电池。
[0103] 指示器197显示电子装置101或电子装置101的一部分(例如，AP 110)的特定状态， 例如，启动状态、消息状态或充电状态。
[0104] 电机198将电信号转换为机械振动。电子装置101包括用于支持移动TV的处理装置 (例如，GPU)。用于支持移动TV的处理装置根据诸如数字多媒体广播(DMB)、数字视频广播 (DVB)或媒体流的标准处理媒体数据。
[0105] 图2A至图2J是示出根据本公开的实施例的触摸传感器的构造的截面图。
[0106]参考图2A至图2J，将描述安装在电子装置101的显示器上的触摸输入单元的各种 构造。以上提到的触摸输入单元均包括多个触摸识别传感器、显示器和窗口
[0107]多个触摸识别传感器包括TSP和指纹面板(FP)。通过用于识别显示器上的触摸输 入的触摸识别传感器图案的形成而构造 TSPJSP图案是指Tx和Rx被形成的图案，可根据各 种方法构造。FP包括用于识别显示器上的指纹输入的指纹识别传感器图案。FP具有包括Tx 和Rx的图案。
[0108] TSP和FP可重叠或可不重叠，并且可被平行布置。在正常情况下，TSP的图案的间距 可以是几毫米(mm)。然而，当TSP是500dpi时，各图案的距离差异可以是SOynuTSP和FP可根 据这种图案的构造而被划分。TSP和FP两者都可使用电容方法。电容方法通过感测当手指触 摸触摸屏时的电容变化来感测是否产生触摸。
[0109] 显示器包括例如AM0LED和薄膜晶体管(TFT)-IXD显示器。
[0110] 窗口包括透明窗口。
[0111] 参考图2A，在电子装置101中，用于触摸输入的触摸传感器TSP布置在显示器D之上 与显示器D重叠。用于指纹输入的指纹传感器FP布置在TSP之上与TSP重叠。窗口 W附加在FP 上与FP重叠。
[0112] 参考图2B，在电子装置101中，触摸传感器TSP布置在显示器D之上与显示器D重叠。 指纹传感器FP布置在显示器D之下与显示器D重叠。窗口 W布置在TSP之上与TSP重叠。由于FP 的电极阵列密度大于TSP的电极阵列密度，所以考虑到显示器D的可视性，FP可布置在显示 器D之下。
[0113] 参考图2C，在电子装置101中，触摸传感器TSP和指纹传感器FP布置在显示器D之 下。TSP和FP不重叠并且被平行布置。窗口 W布置在显示器D之上与显示器D重叠。考虑到显示 器D的可视性，FP和TSP布置在显示器D之下。
[0114] 参考图2D，在电子装置101中，触摸传感器TSP和指纹传感器FP布置在显示器D之上 与显示器D重叠。TSP和FP不重叠并且被平行布置。窗口 W布置在FP之上与FP重叠。
[0115] 参考图2E，在电子装置101中，触摸传感器TSP布置在显示器D之下与显示器D重叠。 指纹传感器FP布置在TSP之下被TSP重叠。窗口 W布置在显示器D之上与显示器D重叠。
[0116] 参考图2F，在电子装置101中，弯曲触摸传感器TSP1布置在曲面显示器D1之上与曲 面显示器D1重叠。TSP1是用于接收触摸屏上的用户输入的弯曲面板。曲面显示器D1包括柔 性显示器、曲面显示器或可弯曲显示器中的任意一种。弯曲指纹传感器FP1布置在TSP1之上 与TSP1重叠。弯曲窗口 W1布置在FP1之上与FP1重叠。当显示器是曲面显示器D1时，可以以滑 动方法来执行指纹识别。
[0117] 参考图2G，在电子装置101中，弯曲触摸传感器TSP1布置在曲面显示器D1之上与曲 面显示器D1重叠。TSP1是用于接收触摸屏上的用户输入的弯曲面板。弯曲指纹传感器FP1布 置在曲面显示器D1之下被曲面显示器D1重叠。弯曲窗口 W1布置在TSP1之上与TSP1重叠。
[0118] 参考图2H，在电子装置101中，弯曲触摸传感器TSP1和弯曲指纹传感器FP1布置在 曲面显示器D1之下与曲面显示器D1重叠。TSP1是用于接收触摸屏上的用户输入的弯曲面 板。TSP1和FP1不重叠并且被平行布置。弯曲窗口 W1布置在曲面显示器D1之上与曲面显示器 D1重叠。
[0119] 参考图21，在电子装置101中，弯曲触摸传感器TSP1和弯曲指纹传感器FP1布置在 曲面显示器D1之上与曲面显示器D1重叠。TSP1和FP1不重叠并且被平行布置。弯曲窗口 W1布 置在TSP1和FP1之上与TSP1和FP1重叠。
[0120]参考图2J，在电子装置101中，弯曲触摸传感器TSP1布置在曲面显示器D1之下与曲 面显示器D1重叠。弯曲指纹传感器FP1布置在TSP1之下与TSP1重叠。
[0121] 此外，弯曲窗口W1布置在曲面显示器D1之上与曲面显示器D1重叠。弯曲窗口 W1包 括透明窗口。
[0122] 图3是示出根据本公开的实施例的触摸屏面板(TSP)和指纹面板(FP)连接至处理 器的结构的框图。
[0123] 参考图3，TSP 30可连接到应用处理器(AP)33以提供触摸信息。触摸信息提供基于 屏幕分辨率的诸如1和7的坐标、多点触摸信息(例如，关于输入的触摸的数量的信息）、关于 悬浮是否被产生的信息(例如，关于悬浮位置和高度的信息)和面积触摸信息(例如，关于触 摸区域的面积的信息，关于面积长轴和短轴的信息）。
[0124] TSP 30可连接到除了AP 33之外被构造的辅助处理器（3Ρ)32ΑΡ 32是独立于AP 33的处理器。SP 32具有比ΑΡ 33的电力需求更低的电力需求，但是与ΑΡ 33相比，可用相对 低的电力来进行驱动。因此，SP 32可总从TSP 30或FP 31接收输入。因此，即使ΑΡ 33处于休 眠状态，由于SP 32以低电力进行驱动，因此SP 32可总是维持在唤醒状态。此外，甚至在ΑΡ 33处于休眠状态的状态下，即，屏幕关闭的状态，仍可通过TSP 30和FP 31确认是否产生了 用户输入。
[0125] 面板TSP 30和FP 31中的每一个以及处理器SP 32和AP 33中的每一个可按诸如 I2C(IC间）和UART(通用异步接收器/发射器）的各种方法连接。如果TSP 30连接到SP 32,则 用户甚至可在AP 33处于休眠状态的状态下执行触摸输入。例如，当感测到屏幕在特定状况 下被触摸的状态时，可唤醒AP 33,并因此可打开屏幕。
[0126] 此外，当FP 31连接到SP 32时，甚至可在AP 33处于休眠状态的状态下执行指纹识 另IJ。例如，当用户使用手指触摸屏幕并因此特定用户被识别时，唤醒屏幕，自动认证用户，并 且可解锁锁定屏幕。此时，在FP 31和TSP 30连接到SP 32并且AP 33处于休眠状态的状态 下，通过SP 32仅可执行TSP 30。如果在TSP 30中产生触摸事件，则可确定产生触摸事件的 点或区域，并且可启用与对应点或区域匹配的FP 31。
[0127] FP 31和TSP 30可直接连接到AP 33以接收指纹识别或触摸操作。
[0128] 如上所述，SP 32、FP 31和TSP 30之间的连接可简单地从AP 33处于休眠状态或屏 幕锁定状态的状态唤醒AP 33,或者可解锁屏幕。因此，当使用电子装置时减少了电流消耗， 并且提高了可用性。
[0129] 电容方法具有值根据Tx与Rx之间布置的电介质的介电常数而改变的特性，并且手 指指纹的谷和脊使用此特性被确定。在以连续形式形成此信息之后，最终形成图像类型，并 因此形成指纹的唯一图案。
[0130] 指纹传感器可使用诸如电容型、超声型和光学型的各种方法。然而，基本原理是确 定手指指纹的谷和脊以确定认证，因此基本原理相同。
[0131] 根据实现Tx和Rx的方法，指纹传感器可包括滑动型（即，1D型）和区域型（即，2D 型)。
[0132] 滑动型用形成在1D型的线中的Rx来识别指纹，并且通过组合在滑动时产生的连续 图像来形成指纹的形状。
[0133] 相比之下，当手指触摸以规律距离形成的Tx和Rx中的输入表面时，区域型一次读 取印迹类型并且基于印迹类型来产生指纹图像。
[0134] 图4是示出根据本公开的实施例的2维(2D)指纹传感器的指纹识别结构的示图。
[0135] 参考图4，示出2D指纹传感器40的原理。当手指触摸指纹传感器40时，Rx感测Rx与 Tx之间的电容变化，并且所述电容变化被数字化。可通过数字化后的值来确定指纹的脊400 和谷410,并且可通过总值以灰度级的各阶段来确定指纹形状。
[0136] 不同于另一类型的传感器，指纹传感器40接收用户的触摸输入，因此应该形成面 板型的层。面板类型的层可被称为指纹识别面板或指纹面板(FP)。例如，指纹识别面板包括 指纹识别传感器图案，其中，指纹识别传感器图案包括第一方向的多个第一电极(即，图案） 和第二方向的多个第二电极(即，图案）。
[0137] FP 40的主要目标是指纹识别，但是FP 40可接收通过触摸屏的触摸的输入。电容 型指纹传感器的基本原理与TSP的基本原理并不存在很大差别，因此除了指纹输入之外的 诸如按压、释放和移动的触摸输入是可能的。
[0138] 相比之下，由于FP的方法和TSP的方法类似，因此当在重叠状态下同时执行FP和 TSP时，Tx的值变大，Tx与Rx之间的距离变得不均匀。因此，面板相互影响并且彼此干扰。因 此，当同时执行TSP和FP时，可能难以进行TSP和FP两者的准确测量。为此，对TSP和FP的有效 控制是重要的。
[0139] 图5是示出根据本公开的实施例的复合型触摸传感器的示图。
[0140] 参考图5,提供TSP 500和FP 510被组合的传感器的类型。TSP 500和FP 510形成不 同的层，Tx和Rx图案相互重叠。在TSP 500的情况下，当手指在TSP 500上执行触摸输入时， 触摸输入发生的区域的电容改变。此时，通过输入区域的Tx和Rx的位置来计算产生触摸输 入的位置以确定坐标信息。按照相同方式，在FP 510的情况下，当手指触摸FP 510时，触摸 区域的电容改变，并且通过测量值的水平来获得指纹图像。
[0141] 如上所述，TSP 500和FP 510的原理类似。然而，详细处理方法或对象可不同。这是 因为TSP 500的主要功能是确定手指触摸点，FP 510的主要功能是在指纹传感器中产生指 纹的形状。
[0142] TSP 500和FP 510在使用电容差方面也具有明显差异。在TSP 500的情况下，当Tx 和Rx之间的距离太小时，会产生Tx和Rx的干扰，因此这可能对确定准确位置具有负面影响。 即，当触摸太敏感并因此值变化大时，测量值的变化变大，并因此点坐标不被稳定地输出。 因此，会感觉触摸识别本身不自然，因此特定测量值过滤是必需的。因此，TSP 500需要合适 水平的Tx距离和Rx距离(例如，大约几 mm)。
[0143] 相比之下，由于FP 510的指纹传感器测量指纹的脊和谷的形状，因此Tx和Rx之间 的距离应该小。此距离应该是能够读取指纹的正常图案的最小水平，越短不一定越好。此距 离与电子装置的大小无关。通常，Tx的距离和Rx的距离应该是大约50μπι以产生稳定指纹图 像。
[0144] 相应地，在图5中，TSP 500和FP 510具有不同的Tx的距离和Rx的距离。然而，TSP 500和FP 510不总是如图5所示以格形图案排列。这仅是示例，并且Tx和Rx可按各种类型布 置。然而，由于TSP 500和FP 510的特性，TSP 500和FP 510的Tx的距离和Rx的距离必需存在 差异，并且用于在结构上组合TSP 500和FP 510的方法是必需的。
[0145] 图6A至图6C是示出根据本公开的实施例的按照TSP布置FP的示例的示图。
[0146] 参考图6A至图6C，提供了物理上布置TSP和FP的各种示例。TSP和FP可按各种构造 来布置。图6A至图6C均示出构造的正面视图、平面视图和右侧视图。
[0147] 参考图6A，图6A是TSP和FP重叠的构造。在此构造中，在TSP 610被驱动的区域上操 作FP 620。此构造具有FP 620可安装在任意位置的优点。但是，当同时操作TSP 610和FP 620时，Tx被同时操作，因此影响应用于Rx的电荷量。因此，不能执行准确测量，因此在识别 指纹或触摸时会产生错误。
[0148] 如上所述，当同时驱动TSP 610和FP 620时，TSP 610和FP 620中的一个可被操作， 或者至少一个Tx可被操作。例如，可通过停止使用TSP 610中的重叠区域的Tx和Rx并且仅使 用FP 620的Tx和Rx来识别指纹。可选地，可停止使用TSP 610的Tx并且可仅使用FP 620的Tx 和Rx来识别指纹。此情况使用TSP 610的Rx，并且可使用在FP 620的Tx与TSP 610的Rx之间 产生的电荷量来确定触摸位置。
[0149] 参考图6B，提供了TSP 630和FP 640不重叠并且被平行布置的构造 。FP 640布置在 TSP 640下方。此构造不产生TSP 630和FP 640之间的干扰。然而，当识别触摸时，TSP 630不 能作为整体被使用，屏幕的局部部分必须通过使用FP 640来识别触摸。在这种情况下，当FP 640的部分Tx和Rx被使用时，可像TSP 630那样执行触摸操作。
[0150] 参考图6C，提供了TSP 650和FP 660不重叠并且被平行布置的构造 。FP 660布置在 TSP 650的右侧。此构造不产生TSP 650和FP 660之间的干扰。然而，当识别触摸时，TSP 650 不能作为整体被使用，屏幕的局部部分必须通过使用FP 660来识别触摸。在这种情况下，当 使用FP 660的部分Tx和Rx时，可像TSP 650那样执行触摸操作。
[0151] 图7是示出根据本公开的实施例的按照TSP布置FP的电子装置的立体图。
[0152] 参考图7,在具有第一显示器710和第二显示器720的电子装置70中，由于第一显示 器710和第二显示器720基本上提供独立的用户体验，FP可被构造为如图6C所示。当第二显 示器720被构造为如图6C所示时，第一显示器710可主要执行触摸功能，第二显示器720识别 指纹。因此，可提供根据显示器专用的面板，因此可向用户提供专用UX。尽管下面将描述，但 是第一显示器710可以是平面显示器，第二显示器720可以是曲面显示器。
[0153]图8A和图8B是示出根据本公开的实施例的复合型触摸传感器的示图。
[0154] 参考图8A和图8B，通过改变HW (硬件)控制结构以及Tx和Rx的布置，TSP和FP可被同 时实现在一个面板中。形成TSP的Tx和Rx以及形成FP的Tx和Rx被形成在同一面板中，并且以 混合型来形成。由于可使用单个层（即，每个面板不重叠并且被平行布置），所以存在可减小 装置厚度的优点。
[0155] 当仅使用TSP时，电流不被传送到FP的Tx和Rx，因此FP的Tx和Rx不操作。因此，所述 TSP可按照与正常TSP等同的方式被使用。
[0156] 然而，当同时使用TSP和FP时，以规律距离形成的FP的Tx和Rx被添加在TSP的Tx的 距离和Rx的距离之间。因此，添加的区域可起到指纹传感器的作用。可根据是在电子装置70 中执行还是移除指纹输入模式来以H/W(硬件)方式控制这样的操作。
[0157] 图9是示出根据本公开的实施例的1D触摸传感器中的滑动操作的示图。
[0158] 参考图9,指纹传感器通常布置在接收平面2D型输入的结构中。然而，在具有曲面 显示器和TSP的结构中，可能难以应用正常2D型结构的FP。这是因为当Tx和Rx的距离变形 时，指纹形状扭曲。为了解决此问题，与弯曲方向垂直的线被设置为Rx，并且用户可被引导 向着被激活的位置笔直地滑动。在这种情况下，当Tx以均匀距离形成时，在多个排列的Tx和 一个Rx之间产生电容，并且感测所述电容以产生图像。如上所述，当用户滑动手指时，读取 指纹，存储连续图像，产生指纹图像，并且能够进行认证。为了通过FP接收输入并且根据所 述输入执行要求的操作，应该定义FP的状态信息。当通过TSP接收输入时，状态信息表示与 TSP的输入匹配的FP的信息。当操作电子装置101的0S或平台提供手指相关服务或功能时， 此?目息对于提供合适的UI而g是必需的。
[0159] FP的状态信息如表1中所示。
[0160] 表1
[0161]
[0162] 在状态信息中，当TSP和FP重叠时，FP的操作状态信息控制FP以确定FP是否被操 作。
[0163] 指纹传感器的与显示器的分辨率匹配的输入可能区域的值可根据电子装置101的 指纹传感器的实际屏幕的大小和分辨率而改变。此区域应该也与触摸坐标输入TSP匹配。关 于此区域的信息被提供给电子装置101中的操作系统或平台。可在形成GUI的模块中使用此 区域信息来产生指纹相关的UI。
[0164] 可按照指纹传感器是1D方法或2D方法的类型来设置指纹传感器的类型。
[0165] 传感器的尺寸可由用户设置，并且可基于另一状态信息来确定。例如，当显示器是 平面的时，可使用2D方法的指纹传感器，当显示器沿一个方向弯曲时，可使用1D方法的指纹 传感器。
[0166] 由用户进行输入的方法也应该根据指纹传感器的类型（即，方法)而改变。因此，也 可基于指纹传感器的类型来改变需要登记或输入的用户指南。
[0167] Tx和Rx的详细信息是控制指纹传感器的Tx和Rx所必需的信息。当FP的操作状态信 息被禁用时，Tx和Rx的总体状态也被停用。
[0168] Tx和Rx每一个的数量指示在指纹传感器中形成的Tx线和Rx线的数量。
[0169] Tx和Rx每一个的距离信息指示Tx和Rx被形成的距离，并指示Tx和Rx每一个的数量 以及指纹传感器的区域。这是指示当FP与TSP重叠时的相对位置差异的要素。距离信息可表 示为实际距离，并且也可表示为每英寸点数(DPI)。
[0170] 当指纹传感器包括N个Tx和Μ个Rx时，关于Tx和Rx是否被独立操作的信息激活Tx和 Rx。因此，可控制Τχ和Rx，使得在整个指纹传感器中仅部分区域可被识别。例如，当关闭Τχ [10]至Τχ[15]时，对应区域的指纹传感器不被操作。这种设置设定根据由用户输入的TSP的 位置而被匹配的FP的Τχ和Rx，并且将被激活的位置可根据预定用户的特性(例如，左手、右 手或用户指定)被固定和确定。
[0171] 在指纹传感器的1D方法和2D方法之间进行改变的情况下，对于1D方法的识别，可 通过使得仅一个Rx能够被识别来仅使用一个Rx。可选地，可控制Tx和Rx，使得Tx和Rx可通过 切换Tx和Rx来沿不同方向进行感测。电子装置101通过使用关于传感器的被激活的Tx和Rx 的信息而获知在FP中传感器能识别指纹的位置，并且将此连接到TSP和显示器。当这连接到 TSP时，在FP被去激活的区域中激活TSP，当这连接到显示器时，可在将被显示的UI中配置FP 的区域。
[0172] 图10是根据本公开的实施例的驱动触摸传感器的指纹识别的操作的流程图。
[0173] 参考图10,在步骤1010,为了由用户在电子装置101中输入指纹，指纹传感器应该 处于输入模式状态。
[0174] 在步骤1020,指纹传感器可始终被激活，但是当传感器在移动设备中未被使用时， 关闭传感器以降低电流消耗也是正常的。
[0175] 在电子装置101中需要指纹传感器的激活控制的原因是当TSP与安装指纹传感器 的FP重叠时可能产生问题。这是因为当在TSP的Tx和FP的Tx中同时产生电荷时会改变由Rx 接收的电荷量。在指纹传感器的情况下，使用在Tx和Rx之间产生的电容来产生图像。然而， 当此值被影响时，图像形状自然被改变，因此指纹认证无法被执行。
[0176] 在步骤1030,当用户执行用于指纹输入的应用或功能以输入指纹时，激活电子装 置101的FP。此时，基于FP的状态信息定义指纹输入可能区域，并且激活此区域，使得在此区 域中能够进行指纹输入。此外，所述应用或功能对使得用户能够输入指纹的UI进行显示。
[0177] 在步骤1040,用户输入指纹。
[0178] 当FP被激活时，FP和TSP重叠的区域的TSP可一起操作。因此，如上所述，TSP的Tx影 响FP的Rx，因此可能难以产生准确的指纹形状。相应地，当FP被激活时，至少控制与FP重叠 的TSP的操作。为了参考，甚至在AP处于休眠状态并因此显示器被关闭的状况下，仍能够进 行指纹识别。
[0179] 图11是根据本公开的实施例的驱动触摸传感器的指纹识别的操作的流程图。
[0180]参考图11，提供一种用于在AP处于休眠状态下使用连接至SP的FP和TSP来操作指 纹识别的方法。
[0181] 在步骤1110，TSP感测用户的触摸。
[0182] 在步骤1120，基于感测的触摸位置来激活FP，或者可选地，可在FP中仅激活与TSP 的触摸区域相邻的Tx线和Rx线。
[0183] 在步骤1130,在指纹输入之后，执行指纹认证。
[0184] 在步骤1140,根据指纹认证来解锁屏幕或者执行指定操作(诸如相机执行）。
[0185] 图12是示出根据本公开的实施例的复合型触摸传感器的示图。
[0186] 参考图12,提供了同时使用TSP和FP的示例。在电子装置101中，处理器110确定指 纹识别模式是否被执行，并选择性地激活触摸识别传感器图案和指纹识别传感器图案。当 仅使用TSP时，FP的Tx线和Rx线被禁用，因此TSP可被使用。
[0187] 然而，当同时使用TSP和指纹传感器时，通过关闭TSP的Tx线之中的与FP重叠的Tx 线，可控制不产生TSP和FP的相互干扰。
[0188] 如图12所示，通过关闭Tx线中的作为与FP重叠的区域的nl、n2和n3，FP被开启并被 操作。在这种情况下，TSP预先知道关于nl、n2和n3的信息。nl、n2和n3的值可被改变。
[0189] 图13是示出根据本公开的实施例的触摸传感器的示图。
[0190] 参考图13，当TSP和FP不重叠并且被平行布置时，由于不产生TSP与FP之间的干扰， 因此可使用每个面板。在这种情况下，为了匹配FP的识别水平与TSP的识别水平，可激活Tx 线和Rx线中的一部分以与TSP的Tx线和Rx线被一起使用。
[0191]指纹传感器感测在导航模式中在何处产生了触摸以及产生了哪种触摸操作(诸如 上、下、左和右）。然而，由于指纹传感器的结构和排列不同于TSP的结构和排列，因此指纹传 感器必须独立于TSP计算触摸位置。相应地，为了以一个大TSP的方式驱动TSP和FP，必须综 合管理TSP和FP以执行触摸位置和操作的一致识别。
[0192] 然而，为此，TSP和FP的结构必须一致并被同时处理，并且会系统性地变得复杂。因 此，相比于单个TSP的操作情况，可能效率低并且性能可能不好。因此，这种方法可适于具有 能够在每种面板中提供独立UX和场景的双显示器或第一显示器和第二显示器的电子装置。
[0193] 图14是示出根据本公开的实施例的2D指纹传感器的电极线的示图。
[0194]如图14所示，触摸传感器可以是TSP和FP被添加为单个面板的复合型。复合型触摸 传感器是TSP包括FP并且TSP的Tx线和Rx线以及FP的Tx线和Rx线重叠的类型。由于FP的Tx和 Rx是密集间隔，通常，更密集的Tx和Rx被布置在TSP的Tx和Rx的排列中。
[0195] 在复合型触摸传感器中，当仅使用TSP时，可禁用FP的Tx和Rx。然而，执行指纹传感 器作用并且包括在TSP的Tx和Rx中的公共线必须被激活。如果使用FP，则指纹传感器的Tx和 Rx被激活，并且公共的Tx线和Rx线也被激活。此外，基于预定指纹传感器区域在复合型触摸 传感器中定义指纹传感器区域，并且相应区域的Tx和Rx被用于指纹识别。其余区域可用作 TSPo
[0196] 当使用FP时，FP可被部分划分并且可被激活，而非激活一个FP中的所有区域。这可 通过在FP的状态信息定义的处理中的用户设置来指定。例如，在右利手(right-handed)的 人的情况下，位于屏幕右侧的FP的Tx和Rx可被激活，在左利手的人的情况下，位于屏幕左侧 的FP的Tx和Rx可被激活。这样具有通过去激活非必要的Tx和Rx来减少电流消耗的效果。
[0197] 当输入指纹时，执行认证操作。所述认证对先前登记的指纹的图像信息与新输入 的指纹的图像信息进行比较。基于指纹的特征点和图案来执行关于图像是否匹配的确定。 当匹配分数满足基准条件并因此认证通过时，确定指纹认证成功。
[0198] 当认证通过时，对于之前存储在执行的程序或服务中的场景适当地执行操作。
[0199] 图15是示出根据本公开的实施例的1D指纹传感器的电极线的示图。图16是示出根 据本公开的实施例的1D指纹传感器的输入方向的切换操作的示图。图17A至图17C示出根据 本公开的实施例的曲面显示器上的指纹识别的识别方向。
[0200] 参考图15至图17,根据控制和识别Tx和Rx的方法，指纹传感器用1D或2D方法执行 指纹识别。
[0201] ID方法是以线来读取指纹的方法，2D方法是以区域来读取指纹的方法。由于指纹 信息是二维或更多维的信息，因此通过以滑动操作移动手指，1D方法将指纹转换为2D。因 此，1D方法也被称为滑动型。
[0202] 2D方法可被称为触摸型或区域型。
[0203] 1D方法和2D方法两者都具有优点和缺陷，因此可能难以确定一种方法优于另一种 方法。然而，触摸型的可用性优于另一种类型的可用性。然而，在触摸型的情况下，装置和安 装空间存在限制。此外，从指纹登记角度看，滑动方法立即识别指纹。然而，在触摸方法的情 况下，可能需要几次触摸。每种方法根据情况而具有优点和缺陷。因此，如果2D方法的指纹 传感器根据情况用在1D方法中，这可具有极大优势。
[0204] 在电子装置101中，可通过识别用户的使用状态和状况来切换1D或2D模式。例如， 当显示器是柔性的或弯曲的时，可能难以通过触摸来认证指纹。这是因为指纹输入可能由 于输入单元是弯曲的而变形。因此，在这种情况下，当模式改变为1D模式以允许滑动时，可 输入准确的指纹。
[0205] 此外，触摸方法在可用性方面具有优点，但是具有指纹印迹会保留在显示器的表 面上的缺陷。由于指纹信息是极其私人的信息，并因此当指纹信息泄露时可能造成严重损 失，所以指纹信息不应该被复制。相应地，当指纹传感器的方法改变为滑动方法时，可解决 余留指纹斑的问题。
[0206] 如上所述，由于电子装置101中的显示器的弯曲以及用户设置，指纹传感器模式可 从2D模式改变为1D模式，或者可从1D模式改变为2D模式。
[0207] 2D模式的指纹传感器使用所有Tx线和Rx线来捕获指纹。
[0208]在各种实施例的操作顺序中，Rxl和Rx2被启用，Rxl被设置为手指信息(FI)，Rx2被 设置为噪声信息(NI)，Txl至TxN被顺序地闭合，Rx2和Rx3被启用，Rx2被设置为FI，Rx3被设 置为NI，Txl至TxN被顺序地闭合。
[0209] 参考图15,1D模式仅启用全部Μ个Rx之中的一对FI和NI。此外，Tx连续并顺序地闭 合和断开，直到手指滑动结束为止。
[0210] 例如，Txl至TxN被顺序地闭合和断开，并且Txl至TxN被再次顺序地闭合和断开。相 应原理与触摸方法的原理相同。
[0211] 在使用以滑动方法识别指纹的1D型指纹传感器的情况下，当装置方向被改变时， 指纹输入也应该被改变。为此，在指纹识别的情况下，可改变滑动方向。
[0212] 在图16中，开关被添加到各Tx线和Rx线中的每一个。当在图中沿竖直方向进行滑 动时，可用现有方法执行。当沿水平方向进行滑动时，用于现有Tx线和Rx线中的每一个的开 关被断开。Rx的差分放大器和开关按照Tx线被闭合。通过接通开关，Rx线连接到Tx源。因此， Tx和Rx被交换。即，使用开关来交换Tx的作用和Rx的作用以执行指纹输入。
[0213] 在图17A至图17C中，当指纹传感器识别人的指纹时，重要的是在没有变形的情况 下产生指纹的形状。因此，重要的是均匀地读取当Rx与手指接触时的值。当显示器弯曲时， 触摸屏幕的手指的区域弯曲，因此指纹形状会变形。这会是降低指纹传感器(其精度最重 要）中的识别率的因素。因此，当显示器弯曲时，应该进行控制使得手可触摸直线区域以执 行指纹识别。
[0214]在图17A和17B中，柔性显示器感测弯曲方向，并基于感测到的方向确定指纹传感 器的识别方向。当在X轴和Y轴的图案中标识弯曲轴时，可通过连接Tx和Rx的开关来交换Tx 和Rx。
[0215]当显示器在X轴上弯曲时，如图17A所示，由于不能执行2D指纹识别，因此Rx保留在 竖直方向上，并且可沿从左到右的方向或从右到左的方向执行滑动以识别指纹。按照相同 方式，当显示器在Y轴上弯曲时，如图17B所示，可沿从上侧到下侧的方向或从下侧到上侧的 方向执行滑动。即，控制在输入面板弯曲的状态下可能变形的Rx最少化，并且可通过用户滑 动产生准确图像。
[0216] 图18示出根据本公开的实施例的显示指纹输入模式的电子装置的屏幕。
[0217] 参考图18,基于FP的物理位置，指纹输入⑶I布置被显示在电子装置101的屏幕上。 指纹输入模块读取预定FP区域信息，并在屏幕上可能进行指纹输入的位置中显示指纹输入 UI。当FP与TSP的中心区域重叠时，可引发指纹输入。指纹输入区域是FP可能的区域。
[0218] 当驱动FP时，控制重叠区域的TSP。例如，当驱动FP时，关闭重叠区域的TSP的操作， 并因此防止指纹识别和触摸识别的干扰错误。
[0219] 在完成指纹识别之后，也可控制TSP进行迅速激活，并关闭FP，以使得用户能够感 觉到指纹输入和触摸输入被自然地操作而没有间断。
[0220] 图19示出根据本公开的实施例的电子装置的屏幕上的触摸操作之后的拖动。
[0221] 参考图19,关于触摸并拖动操作期间的拖动，在FP区域中完成指纹识别之后开始 的拖动被链接到安全操作;而在FP和TSP未重叠的TSP区域中的拖动被链接到不同的操作。 例如，在图库应用的情况下，当执行在没有FP重叠的情况下的拖动时，显示下一个(或前一 个）图片。在FP区域中的指纹识别之后开始的拖动可被链接到诸如打开和关闭对应图片的 锁定的安全操作。
[0222]对于另一示例，在锁定屏幕中，如果在正常区域中执行滑动，则可进入正常模式， 如果在FP区域中执行滑动，则可进入安全模式。
[0223] 图20示出根据本公开的实施例的感测指纹输入手指位置并且改变指纹输入窗口 的位置的电子装置的屏幕。
[0224] 参考图20,指纹传感器被设计在当用户的手握持装置时以最舒服的位置执行指纹 识别的位置中。例如，FP可被设计在用手握持装置之后手指可能触摸的中心区域中。可基于 此来确定主要使用手指的位置。可确定用户经常执行指纹输入的区域，并且指纹输入窗口 可显示在左侧区域、右侧区域、中间区域或用户指定的区域中。可选地，可使用具有登记的 手指的手指信息来确定指纹输入窗口的位置。
[0225] 当用户进行输入的手被确定为左手或右手时，可基于此信息来配置诸如相机拍摄 按钮、菜单配置、电话/消息发送按钮、经常使用的菜单和游戏控制器的UI，使得经常使用的 手感到舒适。
[0226]当确定指纹输入窗口的位置时，与GUI相应的FP的多个Tx线和Rx线形成指纹输入 窗口。因此，在指纹模式中，仅激活对应区域的Tx线和Rx线，并去激活FP的其余Tx和Rx。
[0227] 图21示出根据本公开的实施例的用于防止电子装置的屏幕中的指纹痕迹的滑动 操作。
[0228] 参考图21，在触摸方法的常规指纹识别中，指纹被留在智能手机表面的玻璃上，因 此指纹可复制并使用。用于防止在玻璃上留下指纹的方法是通过滑动。
[0229] 相应地，在指纹认证之后，可引导用户用手指在电子装置101的屏幕上跟踪，其蜗 牛形状的粗度逐渐变细;这种手势使得用户能够执行认证。
[0230] 在附加认证之后，用于去除指纹的图案作为附加安全要素被提供给用户。例如，在 执行了指纹认证之后，随机确定将在最终认证中使用的星形、四边形、三角形或圆圈。通过 TSP触摸来感测相应的图案识别。
[0231] 当柔性显示器变平时，触摸型指纹UI被显示。当柔性显示器弯曲时，可显示UI以在 弯曲方向上执行滑动。
[0232]由于当柔性显示器弯曲时垂直于弯曲方向的方向是Rx，所以可根据水平和竖直模 式来切换Tx和Rx。例如，当柔性显示器在X轴方向上弯曲时，可允许从上侧到下侧的滑动。当 柔性显示器在Y轴上弯曲时，可允许从左到右的滑动。在触摸方法的情况下，当触摸弱时，可 能无法立即识别触摸。因此，可使用采用滑动方法的指纹识别。
[0233] 根据握持电子装置101的方向，用户方便的滑动方向可以不同。因此，可根据电子 装置101的方向来控制滑动方向，并且通过指纹传感器的Tx和Rx的切换来进行此操作是可 能的。
[0234] 图22示出根据本公开的实施例的改变指纹输入位置的电子装置的屏幕。
[0235] 参考图22,当电子装置101沿竖直方向放置时，沿着从电子装置101的上侧到下侧 的方向执行滑动。在这种情况下，Rx位于水平方向上。相比之下，当电子装置101沿水平方向 放置时，沿着从电子装置101的左侧到右侧的方向执行滑动。在这种情况下，当电子装置101 直立时，Rx位于竖直方向上。因此，UI可被显示为使得滑动方向可根据电子装置101的方向 而改变，并因此Tx和Rx的方向可被切换。
[0236] 图23示出根据本公开的实施例的根据手指对电子装置的接近来指示指纹位置的 电子装置的屏幕。
[0237] 参考图23,在电子装置101的显示器被关闭的状态下，用户的手靠近电子装置101 的显示器。因为TSP使用SP，因此电子装置101以低电力操作。TSP通过用户的悬浮操作来感 测接近。
[0238] 当电子装置101感测接近或触摸时，电子装置101在UI中显示在FP被放置的区域中 可能进行指纹输入的位置。为了在显示器上显示位置，AP立刻苏醒。因此，位置显示片刻并 且闪烁。可选地，可用低屏幕亮度、灰屏等来显示位置以使电流消耗最小化。此外，激活连接 到SP的FP，并且用户能够容易地识别指纹。当指纹被认证时，触摸屏可被解锁。
[0239] 图24示出根据本公开的实施例的使用指纹输入来执行屏幕解锁的电子装置的屏 蒂。
[0240]参考图24，当连接至SP的TSP感测用户的触摸时，如果用户知道触摸触摸了FP被布 置的位置，则FP被立即驱动以识别指纹，并且当识别的指纹与指定的指纹匹配时，解锁屏幕 可被执行。
[0241] 图25示出根据本公开的实施例的在指纹输入之后通过减少的输入来执行前置相 机功能的电子装置。
[0242] 参考图25,在显示在电子装置101的UI中的FP中完成指纹识别，并且沿上、下、左和 右方向中的期望方向执行滑动。
[0243] 由用户预先指定的解锁功能和应用(app)根据电子装置101的角度(例如，水平方 向和竖直方向）和滑动方向被同时执行。例如，如图25的第四图中所示，解锁功能和自拍相 机功能（即，前置相机)根据先前在竖直状态中指定的滑动方向被同时执行。
[0244]图26示出根据本公开的实施例的在指纹输入之后通过缩短输入来执行后置相机 功能的电子装置。
[0245] 参考图26，在FP认证操作之后，如上所述，当在电子装置101处于颠倒状态的状态 下执行滑动时，如图26的第四图所示，执行后置相机功能。
[0246] 图27示出根据本公开的实施例的在指纹输入之后通过运动输入执行音乐播放功 能的电子装置。
[0247] 参考图27,在FP认证步骤之后，当执行预定运动操作（例如，沿前后方向晃动两次 或三次)时，解锁功能和预定音乐播放器被同时执行。
[0248]图28示出根据本公开的实施例的布置FP以在电子装置的第二显示器中使用的电 子装置。
[0249] 参考图28,电子装置2800包括电子装置2800正面的第一显示器2810和第二显示器 2820。第二显示器2820沿第一显示器2810的侧面布置。第一显示器2810是平面显示器，第二 显示器2820是曲面显示器。然而，第一显示器2810和第二显示器2820可被形成为平面类型 或曲面类型。第二显示器2820可被形成为具有弯曲或不具有弯曲。此外，第一显示器2810或 第二显示器2820可由硬显示器或软显示器形成。
[0250] 在电子装置2800中，当FP 2830被安装在第二显示器2820上并且沿向上方向和向 下方向执行滑动以识别指纹时，可操作第一显示器2810和第二显示器2820的锁定功能和解 锁功能。例如，当沿向上方向执行滑动时，可进入锁定状态，当沿向下方向执行滑动时，可进 入解锁状态。即使在AP休眠的状态下，指纹传感器可连接至SP以在低电力下识别指纹，并因 此可解锁屏幕。
[0251] 在第二显示器2820被布置的区域中，FP 2830被形成在第二显示器2820的至少一 部分上，因此可使电流消耗最小化。
[0252]当用户的手(在右利手的人的情况下）握持电子装置2800时，FP 2830被放置为使 得使用拇指容易执行滑动。因此，可用性未降低，并且可设置根据用户的仅舒适的位置。FP 2830的指纹验证器部分被显示在第二显示器2820上使得用户能够知道指纹识别区别。指纹 验证器可根据用户被设置在不同位置。
[0253]图29示出根据本公开的实施例的多个FP被布置在电子装置的第二显示器中的电 子装置。
[0254] 参考图29,在电子装置2900的第二显示器2940的区域中，布置了多个FP 2910、 2920和2930。因此，用户通过用户设置在最舒适的区域中执行指纹识别。对用户不使用的FP 阻塞电力，并因此可使电流消耗最小化。
[0255] 图30示出根据本公开的实施例的第一显示器包括TSP并且第二显示器包括FP的电 子装置。
[0256] 参考图30,电子装置3000包括使用TSP的平面第一显示器3010和使用FP的具有弯 曲的第二显示器3020。与在整个显示器中使用FP的情况相比，电子装置3000降低了电流消 耗，并使触摸和指纹识别的干扰最小化。此外，可引导用户，使得用户可通过根据第一显示 器3010与第二显示器3020之间的屏幕划分的可用性划分，直观地执行与显示器相应的输 入。
[0257] 图31示出根据实施例的利用指纹识别以控制电子装置的功能的方法。
[0258] 参考图31，当在AP休眠状态下在被布置在第一显示器3110中的FP中识别第二手指 的指纹的同时在电子装置3100的第二显示器3120中执行使用第一手指的滑动时，电子装置 3120执行诸如音量增大和减小的附加操作。此手势使得电子装置3100能够简单附加地设置 和控制电子装置3100的功能。这可使得电子装置3100能够简单地执行特定应用，尽管装置 不在解锁状态之后执行应用。此外，这可防止另一用户的粗心设置。
[0259] 图32示出根据本公开的实施例的在主画面中利用指纹识别操作的方法。
[0260] 参考图32,电子装置3200可通过当在沿着FP的方向执行对布置在第一显示器3210 上的TSP的第一滑动之后立即执行对布置在第二显示器3220上的FP的第二滑动使得第一滑 动和第二滑动被连续执行时，提供秘密页来增强使用指纹识别的隐私功能。这通过合成地 应用正常解锁场景和隐私解锁场景来提供简单的可用性。
[0261] 图33示出根据本公开的实施例的通过多点触摸执行指纹识别的电子装置的屏幕。
[0262] 参考图33,当用户的两个手指接近显示器3310处于关闭状态的电子装置3300并且 两个手指同时放在FP上时，使用FP的相邻的Tx和Rx来读取每个手指的指纹以接收数据。
[0263] 确定识别的指纹与登记的用户的指纹之间的等同程度。尽管一个手指的等同率不 足，但计算另一个手指的等同率以处理个人认证，并因此可进一步提高精度。
[0264] 此外，在电子装置3310处于休眠状态时，在登记多个手指之后，可通过将一个或更 多个手指放在面板上来执行认证操作。
[0265] 识别被放在面板上的手指，并且立即执行与相应手指关联的操作(例如，由商业经 营者或用户指定的操作）。例如，当被放在面板上的手指被识别为食指时，可执行后置相机 功能。此外，当被放在面板上的手指被识别为拇指时，可播放音乐。
[0266] 图34示出根据本公开的实施例的在可穿戴装置中执行指纹识别的方法。
[0267] 参考图34,可在手腕上穿戴的类型的可穿戴装置3410中执行指纹识别。
[0268]可穿戴装置3410穿戴在左手腕上。右手的所有5个手指登记在可穿戴装置3410中。 当右手的手指放在FP上时，放在FP上的手指被识别，并因此立即执行由用户指定的操作。当 显示器是曲面类型时，通过沿弯曲方向滑动来执行指纹识别。由于可穿戴装置3410的屏幕 尺寸小于智能电话，所以可穿戴装置3410具有屏幕尺寸限制。因此，可能难以进行菜单深度 移动。因此，当在可穿戴装置3410的屏幕中识别指纹时，期望的功能作为快捷功能被执行， 并因此提高了可用性。
[0269]当使用可穿戴装置3410时，连接的智能电话3400或可穿戴装置自身接收对于指纹 输入的请求。此外，当请求指纹输入时，可穿戴装置3410执行指纹输入模式。
[0270]在指纹输入模式中，为了识别指纹，FP执行切换操作来代替TSP。在指纹输入模式 中，识别手指的指纹以识别该指纹的手指。在根据识别的手指确定左手或右手并且确定UI 的方向之后，可唤醒可穿戴装置3410或智能电话3400的屏幕。当完成了指纹输入模式的使 用时，模式可再次进入到正常模式，可去激活FP，并且可再次操作TSP。
[0271]根据本公开的各种实施例的以上描述的电子装置的元件中的每一个可由一个或 更多个组件组成，元件的名称可根据电子装置的种类而变化。电子装置可包括以上描述的 元件中的至少一个，并且可省略一些元件或可进一步包括另外的元件。此外，电子装置的一 些元件可合并为单个实体，并且可执行与元件在组成之前的功能相同的功能。
[0272] 将理解，本公开的实施例能以硬件、软件或硬件和软件的组合的形式来实现。
[0273] 任何这种软件可存储在计算机可读存储介质中。计算机可读存储介质存储一个或 更多个程序(软件模块），其中，一个或更多个程序包括当由电子装置中的一个或更多个处 理器执行时使电子装置执行本公开的方法的指令。
[0274] 任何这种软件可按易失性或非易失性存储器的形式(诸如，例如可擦除或者可重 写的类似于ROM的存储装置）或存储器的形式(诸如，例如RAM、存储器芯片、装置或集成电 路)存储，或存储在光学或磁性可读介质(诸如，例如CD、DVD、磁盘或磁带等)上。将理解，存 储装置和存储介质是适于存储包括当执行时实现本公开的实施例的指令的程序或多个程 序的机器可读存储器的实施例。
[0275] 相应地，本公开的实施例提供一种包括用于实现此说明书的任一项权利要求所要 求保护的设备或方法的代码的程序以及存储这种程序的机器可读存储器。另外，可经由任 何介质(诸如通过有线或无线连接携带的通信信号）电子传送这些程序，并且实施例适当地 包含这些程序。
[0276] 尽管已在本公开的详细描述中描述了特定实施例，但可在不脱离本公开的精神和 范围的情况下可作出各种改变和修改。因此，本公开的范围不应定义为限于实施例，而是应 该由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种具有指纹验证功能的电子装置，所述电子装置包括： 显示器； 触摸识别传感器图案，用于识别显示器上的触摸输入； 指纹识别传感器图案，用于识别显示器上的指纹输入； 处理器，功能地连接到显示器、触摸识别传感器图案和指纹识别传感器图案， 其中，处理器确定指纹识别模式是否被执行，并根据确定的结果选择性地激活触摸识 别传感器图案和指纹识别传感器图案。2. 如权利要求1所述的电子装置，其中，触摸识别传感器图案包括第一方向的多个第一 电极和第二方向的多个第二电极， 指纹识别传感器图案包括所述第一方向的多个第三电极和所述第二方向的多个第四 电极， 当指纹识别模式被执行时，处理器激活指纹识别传感器图案的所述多个第三电极和所 述多个第四电极，并停用触摸识别传感器图案的所述多个第一电极和所述多个第二电极。3. 如权利要求2所述的电子装置，其中，当处理器执行指纹识别模式时，处理器基于预 定条件选择性地执行触摸模式和滑动模式中的至少一个， 当处理器执行触摸模式时，处理器同时激活所述多个第三电极和所述多个第四电极， 当处理器执行滑动模式时，处理器顺序地激活所述多个第三电极和所述多个第四电极 中之一。4. 如权利要求3所述的电子装置，其中，当处理器执行滑动模式时，处理器提供在显示 器上引导滑动方法的指纹输入的用户界面。5. 如权利要求1所述的电子装置，其中，当显示器是平面显示器时，处理器控制以在触 摸模式下识别指纹，当显示器是曲面显示器时，处理器控制以在滑动模式下识别指纹。6. 如权利要求1所述的电子装置，其中，触摸识别传感器图案和指纹识别传感器图案被 布置在不同层上或同一层上。7. 如权利要求1所述的电子装置，其中，在显示器关闭的状态下，当处理器检测到触摸 输入或接近时，处理器在显示器上显示指纹识别区域。8. 如权利要求7所述的电子装置，还包括： 辅助处理器，在显示器关闭的状态下，向触摸识别传感器图案和指纹识别传感器图案 提供低驱动电力， 其中，当在所述指纹识别区域中检测到的输入是登记的指纹时，辅助处理器激活处理 器， 其中，当处理器被激活时，指纹识别传感器图案被停用，并且触摸识别传感器图案被激 活。9. 一种驱动包括显示器、触摸识别传感器图案和指纹识别传感器图案的电子装置的方 法，所述方法包括： 接收显示器上的输入； 基于所述输入确定是否执行指纹识别模式； 根据确定的结果选择性地激活触摸识别传感器图案和指纹识别传感器图案。10. 如权利要求9所述的方法，其中，触摸识别传感器图案包括第一方向的多个第一电 极和第二方向的多个第二电极， 指纹识别传感器图案包括所述第一方向的多个第三电极和所述第二方向的多个第四 电极， 当执行指纹识别模式时，激活指纹识别传感器图案的所述多个第三电极和所述多个第 四电极，并且停用触摸识别传感器图案的所述多个第一电极和所述多个第二电极。11. 如权利要求10所述的方法，其中，当执行指纹识别模式时，基于预定条件选择性地 执行触摸模式和滑动模式中的至少一个， 当执行触摸模式时，同时激活所述多个第三电极和所述多个第四电极， 当执行滑动模式时，顺序地激活所述多个第三电极和所述多个第四电极中之一， 其中，当执行滑动模式时，用户界面在显示器上引导滑动方法的指纹输入。12. 如权利要求9所述的方法，还包括：当显示器是平面显示器时，在触摸模式下识别指 纹，当显示器是曲面显示器时，在滑动模式下识别指纹。13. 如权利要求9所述的方法，其中，当在显示器关闭的状态下检测到触摸输入或接近 时，在显示器上显示指纹识别区域。14. 如权利要求13所述的方法，还包括： 在显示器关闭的状态下，向触摸识别传感器图案和指纹识别传感器图案提供低驱动电 力， 当在所述指纹识别区域中检测到的输入是登记的指纹时，激活处理器。15. 如权利要求14所述的方法，其中，当处理器被激活时，指纹识别传感器图案被停用， 触摸识别传感器图案被激活。
【文档编号】G06F3/041GK105867676SQ201610082346
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】赵庭昊, 朴正敏, 裴东焕, 白承杰, 徐正源, 李哲濬, 郑都亨, 崔炅坤
【申请人】三星电子株式会社