CN103942559A - 影像感测装置以及影像感测装置的解码电路 - Google Patents

影像感测装置以及影像感测装置的解码电路 Download PDF

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CN103942559A CN201310597032.XA CN201310597032A CN103942559A CN 103942559 A CN103942559 A CN 103942559A CN 201310597032 A CN201310597032 A CN 201310597032A CN 103942559 A CN103942559 A CN 103942559A
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Abstract

一种影像感测装置，包含基材、导光板、多个光感测器以及光源。该基材具有第一侧。该导光板具有出光面以及入光面，其中该出光面是面对该基材的该第一侧。该多个光感测器是设置于该基材的该第一侧上。该光源是邻近该导光板的该入光面，其中该光源所产生的光线经由该入光面进入该导光板之中。该光源所产生的光线在进入该导光板之后，是经由该导光板的该出光面入射至该基材，或者是以全反射的方式行进于该导光板之中。

Description

影像感测装置以及影像感测装置的解码电路
技术领域
本发明是关于影像感测，尤指一种通过检测反射光线来进行指纹识别的影像感测装置。
背景技术
由于个人移动装置(例如，智能型手机)的普及，许多使用者通过其移动装置来使用需要个人数据的相关服务，例如，电子商务交易以及会员数据管理。为了确保交易的安全性，服务供应端在确认客户端所提供的使用者个人数据(例如，输入使用者名称以及账号密码)之后，才会提供相关的用户服务，然而，这样的授权验证方式有遭他人冒用之虞。
因此，亟需一种具有高度安全性的授权验证机制，以确保用户的权益。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种可用于指纹识别/验证的影像感测装置，来确保电子交易的安全性以及用户的权益。
本发明的另一目的之一在于提供一种用于影像感测装置的解码电路，以减少该影像感测装置所需的走线数。
依据本发明的一实施例，其揭示一种影像感测装置。该影像感测装置包含一基材、一导光板、多个光感测器以及一光源。该基材具有一第一侧。该导光板具有一出光面以及一入光面，其中该出光面是面对该基材的该第一侧。该多个光感测器是设置于该基材的该第一侧上。该光源是邻近该导光板的该入光面，其中该光源所产生的光线经由该入光面进入该导光板之中。
依据本发明的一实施例，其揭示一种用于一影像感测装置的一解码电路。该影像感测装置包含一光感测器阵列以及一处理电路。该光感测器阵列具有多个列、多条列控制线、多个行以及多条行数据线。该处理电路具有至少一输入端，用以对该多条行数据线的多个感测信号进行处理。该解码电路包含一控制电路以及一行解码电路。该控制电路用以产生至少一组行选择信号，各组行选择信号包含有多个行选择信号。该行解码电路耦接于该控制电路、该处理电路以及该光感测器阵列，其中该行解码电路依据该至少一组行选择信号来将该多条行数据线耦接至该至少一输入端，并包含有至少一开关级。该至少一开关级分别由该至少一组行选择信号来控制，其中该至少一开关级具有多个输入节点以及至少一输出节点，并依据该至少一组行选择信号来将该多个输入节点耦接至该至少一输出节点。
依据本发明的一实施例，其揭示一种用于一影像感测装置的一解码电路。该影像感测装置包含一光感测器阵列。该光感测器阵列具有多个列、多条列控制线、多个行以及多条行数据线。该解码电路包含一控制电路、一列解码电路。该控制电路系用以产生多个列控制信号以及至少一组列选择信号，其中该多条列控制线包含有多组列控制线，该多个列控制信号分别耦接于该多组列控制线，以及各组列选择信号包含有多个列选择信号。该列解码电路耦接于该控制电路以及该光感测器阵列，并包含多个开关电路，分别对应该多个行来设置，其中各开关电路依据该至少一组列选择信号来将该开关电路所对应的一行的多个光感测器耦接至该行所对应的一行数据线。该开关电路包含有至少一开关级，分别由该至少一组列选择信号来控制，其中该至少一开关级具有多个输入节点以及至少一输出节点，并依据该至少一组列选择信号来将该多个输入节点耦接至该至少一输出节点。
本发明所提供的影像感测装置可通过对象所反射的光线来感测对象影像，并可依据不同的光引导路径而有不同的影像感测区。本发明所提供的影像感测装置的制程简单，具有低成本且轻薄的优点。另外，本发明所提供的用于影像感测装置的解码电路可大幅减少影像感测装置所需的走线数，不仅节省成本，也因为减少信号干扰的关系而提升感测质量。再者，本发明的影像感测装置可应用于具有指纹识别功能的移动装置，可确保电子交易的安全性以及用户的权益。
附图说明
图1为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。
图2为图1所示的影像感测装置的一实作范例的局部架构示意图。
图3为图1所示的影像感测装置的一实作范例的局部架构示意图。
图4为图1所示的影像感测装置的一实作范例的局部架构示意图。
图5为图1所示的影像感测装置的一实作范例的局部架构示意图。
图6为本发明光感测器以及其控制电路的一实施例的示意图。
图7为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。
图8为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。
图9为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。
图10为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。
图11为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。
[标号说明]
100、200、300、400、500、700、800、900、1000、1100 影像感测装置
110、S、S'光源      120、220、320   导光板
130、730、830、1030、1130   光感测器阵列   132、232   基材
140   连接部           150   信号处理器
260   外围电路         324   微结构
622、722、822、922、1022、1122   控制电路
724、824、1024    处理电路     726、826、926   行解码电路
728、1028、1128   列解码电路
728_1～728_N、1028_1～1028_N、1128_1～1128_N   开关电路
F   手指
PS、PS(1,1)～PS(M,N)、PS1～PS10、PS1'～PS10'   光感测器
SH1～SH10   遮光元件    LS1      第一表面
LS2   第二表面          LSE      侧面
SS1   第一侧            SS2      第二侧
L1、L1'、L1''、L2、L2'、L2''、L3、L3'、L4、L4'、L5、L5'  光线
M、M'   晶体管          PD       光二极管
TC      控制端          TN       连接端
TD      数据端          GND      接地端
T1～TP     输入端       W1～WM    列控制线
S1～SZ、SA1、SA2、SB1、SB2、SC1、SC2   列选择信号
R1～RY、RM、RQ    列控制信号     D1～DN    行数据线
C1～CX、CA1、CA2、CB1、CB2、CC1、CC2   行选择信号
I1～IN、IM、Q1、Q2、U1、U2    输入节点
O1～OP、OQ、P1、R1   输出节点
SW1～SWP、SW'1～SW'Q、SA1～SAX、SB1～SBY、SC1～SCZ、SA'1～SA'X、SB'1～SB'Y、SC'1～SC'Z   开关组
G1、G2、G3、G'1、G'2、G'3   开关级
具体实施方式
当光线入射至一对象的一表面时，该表面的高低起伏会造成不同的反射光线。本发明所提供的影像感测装置即是基于上述原理来识别对象影像，举例来说，由于指纹(fingerprint)具有脊线(ridge)(或隆起线)与沟线(groove)，因此，本发明所提供的影像感测装置可通过由手指所反射的光线来识别指纹，也就是说，本发明所提供的影像感测装置可应用于指纹识别(fingerprintrecognition/identification)/指纹验证(fingerprint authentication)。为求说明简洁，以下是以指纹影像感测装置来作为范例说明，然而，本领域技术人员应可了解本发明的应用并不局限于此。
请参阅图1，其为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。于此实施例中，影像感测装置100可实作为一指纹影像感测装置，并可包含光源110、导光板(light guide plate)120、基材(substrate)132、连接部(connection part)140以及信号处理器150，其中基材132上设置有一光感测器阵列(photosensorarray)130。导光板120是与基材132相对设置，并可将光源110所发射的光线导入。光感测器阵列130包含设置于基材132上的多个光感测器PS(1,1)～PS(M,N)，其中M与N均为正整数，其中多个光感测器PS(1,1)～PS(M,N)可设置于导光板120与基材132之间。连接部140(例如，印刷电路板(printedcircuit board，PCB)或柔性印刷电路板(flexible printed circuit board，FPCB))耦接于光感测器阵列130与信号处理器150之间，用来将光感测器阵列130的感测信号传送至信号处理器150以供后续信号处理。于一设计变化中，信号处理器150的一部分的电路(例如，模拟数字转换器)也可以与光感测器阵列130设置于同一基材132上，以降低感测信号在传送过程中所受到的干扰。
搭配适当的光径设计，影像感测装置100所定义的指纹识别区域可以是导光板120或基材132，换言之，基材132与导光板120其中之一可具有一接触面，其中当手指接触该接触面以产生一反射光线时，该反射光线会穿过该接触面入射至多个光感测器PS(1,1)～PS(M,N)，光感测器阵列130便可据以识别指纹影像。举例来说，在将基材132背向导光板120的一侧(亦即，对于基材132来说，与面向导光板120的一侧相对的另一侧)定义为指纹识别区域(亦即，接触面)的情形下，可将进入导光板120的光线再导入光感测器阵列130(例如，通过导光板120与光感测器阵列130之间的串音(crosstalk))，因此，当手指接触基材132背向导光板120的该侧时，光感测器阵列130便可依据由手指所反射的光线来识别指纹影像。另外，在将导光板120背向基材132的一侧(亦即，对于导光板120来说，与基材132的一侧相对的另一侧)定义为指纹识别区域(亦即，接触面)的情形下，可将进入导光板120的光线大致限制在导光板120内(例如，使光线以全反射的方式行进于导光板120之中)。当手指接触导光板120背向基材132的该侧时，限制条件会被破坏(例如，受抑制内全反射(frustrated total internal reflection，FTIR))，光感测器阵列130便可依据由手指所反射的光线来识别指纹影像。以下先以指纹识别区域是定义于基材的一侧的实作范例，来进一步说明本发明的技术特征。
请参阅图2，其为图1所示的影像感测装置100的一实作范例的局部架构示意图。图2所示的影像感测装置200包含一基材232、多个光感测器PS1～PS10、一导光板220以及一光源S。基材232具有一第一侧SS1以及一第二侧SS2，其中多个光感测器PS1～PS10是设置于基材232的第一侧SS1上。值得注意的是，多个光感测器PS1～PS10以及相对应的基材区域可视为一光感测器阵列(例如，图1所示的光感测器阵列130)的一部分。
导光板220具有一第一表面LS1、与第一表面LS1相对的一第二表面LS2，以及一侧面LSE。光源S是邻近导光板220的侧面LSE(例如，与侧面LSE相对设置)，使得光源S所产生的光线可经由侧面LSE进入导光板220之中，也就是说，侧面LSE为导光板220的入光面。举例来说，光源S可由一红外光发射器来实作之，并设置于侧面LSE上。由图2可知，第一表面LS1是与基材232的第一侧SS1相贴靠，因此，光源S所产生的光线在进入导光板220之后，可经由第一表面LS1入射至基材232(例如，光线L1)，也就是说，导光板220内的光线可经由导光板220与基材232之间的串音来入射至基材232，其中第一表面LS1可视为导光板220的出光面。
基材232可具有透光性，使来自导光板220的光线可行进于其中。当一对象(例如，使用者的手指F)接触至基材232的第二侧SS2(亦即，识别指纹的接触面)，并反射基材232内的光线(例如，光线L2)时，多个光感测器PS1～PS10可接收手指F所产生的反射光线(例如，光线L2')来感测手指F的影像(例如，识别手指F的指纹脊线)。实作上，基材232可以是一玻璃基材或其它具有透光性的基材，以及多个光感测器PS1～PS10所对应的光感测器阵列可以是非晶硅(amorphous silicon)、单晶硅(single-crystalline silicon)或多晶硅(polysilicon)的光感测器阵列。当基材232为玻璃基材时，由于玻璃基材具有低厚度以及低成本的优点，因此，本发明所提供的影像感测装置非常适合应用于个人移动装置。
为了确保多个光感测器PS1～PS10所接收的光线是来自于手指F所反射的光线而不是行进于导光板220内的光线，影像感测装置100还可包含多个遮光元件SH1～SH10，其分别设置于多个光感测器PS1～PS10面对第一表面LS1的一侧，用来防止光源S所产生的光线经由第一表面LS1直接入射至多个光感测器PS1～PS10(例如，光线L3以及光线L3')。因此，便可确保进入导光板220之中的光线是经由第一表面LS1与第一侧SS1相贴靠的部分(亦即，没有遮光元件之处)来入射至基材232。
值得注意的是，由于光源S所产生的光线是从侧面LSE进入导光板220，这会使导光板220内的光线以较大的角度入射至第二表面LS2，因此，当导光板220内的介质折射率大于导光板220外的介质折射率时，导光板220内的光线便可通过全反射的方式(例如，入射至第二表面LS2的光线L4及其反射光线L4')来行进于导光板220之中，如此一来，光源S所产生的光线在进入导光板220之后，可均匀地分布在导光板220之中，并且不会直接自第二表面LS2射出而造成能量的浪费。
于一设计变化中，还可于导光板内设置微结构以确保光线可于导光板内行进而不会自导光板散失。请参阅图3，其为图1所示的影像感测装置100的一实作范例的局部架构示意图。图3所示的影像感测装置300所示的架构是基于图2所示的影像感测装置200所示的架构，两者的主要差别在于影像感测装置300所具有的导光板320包含一微结构324(例如，网点微结构)，其可设置于导光板320的第二表面LS2上，并且位于导光板320内。由于微结构324可改变光源S所产生的光线于导光板320之中的行进路径(例如，光线L5以及光线L5')，故可确保光源S所产生的光线可入射至基材232。由于本领域技术人员应可了解利用光学微结构来改变光线行径路径的操作细节，故相关的说明在此便不再赘述。
请参阅图4，其为图1所示的影像感测装置100的一实作范例的局部架构示意图。图4所示的影像感测装置400所示的架构是基于图2所示的影像感测装置200所示的架构，两者的主要差别在于影像感测装置400所具有的光源S'是邻近导光板220的第二表面LS2(例如，与第二表面LS2相对设置)，使得光源S所产生的光线可经由第二表面LS2进入导光板220之中(亦即，第二表面LS2为导光板220的入光面)。实作上，光源S可由一面光源来实作之，并设置于第二表面LS2上。由于本领域技术人员经由阅读图1～图3的相关说明之后，应可了解影像感测装置400的操作细节，因此，进一步的说明在此便不再赘述。
将指纹识别区域定义于导光板的一侧的实作范例是说明如下。请参阅图5，其为图1所示的影像感测装置100的一实作范例的局部架构示意图。由图5可知，影像感测装置500包含一基材532、一导光板520、一光源S以及多个光感测器PS1'～PS10'。基材532具有一第一侧SS1以及一第二侧SS2。导光板520具有一第一表面LS1、与第一表面LS1相对的一第二表面LS2，以及一侧面LSE，其中第一表面LS1与基材532相对设置。光源S是邻近导光板520的侧面LSE(例如，与侧面LSE相对设置)，其中光源S所产生的光线是经由侧面LSE进入导光板520之中。多个光感测器PS1'～PS10'设置于基材532的第一侧SS1上，且并未接触导光板520的第一表面LS1。当一对象(例如，使用者的手指F)接触至导光板520的第二表面LS2(亦即，识别指纹的接触面)，并反射导光板520内的光线(例如，光线L1)时，多个光感测器PS1'～PS10'可接收手指F所产生的反射光线(例如，光线L1')来感测手指F的影像(例如，识别手指F的指纹脊线)。
于一实作范例中，可利用受抑制内全反射来确保多个光感测器PS1'～PS10'所接收的光线系来自于手指F所反射的光线。更具体地说，由于光源S所产生的光线是从侧面LSE进入导光板520，这会使导光板520内的光线以较大的角度入射至第一表面LS1与第二表面LS2，因此，当导光板520内的介质折射率大于导光板520外的介质折射率时，导光板520内的光线便可通过全反射的方式来行进于导光板520之中(例如，入射至第二表面LS2的光线L2及其反射光线L2'，以及于第一表面LS1的反射光线L2'')。
当手指F的指纹脊线接触导光板520的第二表面LS2时，所接触的地方会破坏全反射，使得导光板520内的光线会被手指F所反射(例如，光线L1')，接着反射光线再经由第一表面LS1射出至一光感测器(例如，光线L1'')，该光感测器(例如，光感测器PS2')便可据以感测手指F的影像。另外，对于第二表面LS2上未与接触手指F接触的区域来说，光线仍然会以全反射的方式行进于导光板520之中(例如，光线L3与光线L3')，因此，对应于指纹沟线的光感测器(例如，光感测器PS5')并不会接收到反射信号。
于此实作范例中，导光板220外的介质可以是空气(亦即，基材532与第一表面LS1之间由空气所隔开)，因此，导光板220外的介质折射率会小于导光板220内的介质折射率，使得光源S所产生的光线可以全反射的方式行进于导光板520之中。于一设计变化中，基材532与第一表面LS1之间也可包含是空气以外的其它介质。只要基材532与第一表面LS1之间的介质折射率能够大于导光板520的折射率，光源S所产生的光线便可以全反射的方式行进于导光板520之中，进而利用受抑制内全反射来进行指纹识别。
另外，基材532可以是一玻璃基材，以及多个光感测器PS1'～PS10'所对应的光感测器阵列可以是非晶硅、单晶硅或多晶硅的光感测器阵列，以满足低厚度以及低成本的需求。
于图2～图5所示的实作范例中，基材232/532上还可设置一外围电路260，其可用来控制影像感测装置所包含的元件。请参阅图6，其为本发明光感测器以及其控制电路的一实施例的示意图。控制电路622可用来实作出图2～图5所示的外围电路260的至少一部分，以及光感测器PS可用来实作出图2～图4所示的多个光感测器PS1～PS10的至少其一及/或图5所示的多个光感测器PS1'～PS10'的至少其一。控制电路622耦接于光感测器PS的一控制端TC，用以将光感测器PS的感测信号自光感测器PS的一数据端TD输出。于此实施例中(但本发明不限于此)，光感测器PS可包含一晶体管M以及一光二极管PD，其中晶体管M具有控制端TC，一连接端TN以及数据端TD，而光二极管PD耦接于连接端TN与一接地端GND之间，用以接收一对象(例如，图2～图5所示的手指F)接触一导光板或一基材所产生的反射光线(例如，图2示的光线L2'或图5示的光线L1'')，并据以产生一感测信号至连接端TN。控制电路622耦接于晶体管M的控制端TC，用来控制晶体管M以使相对应的感测信号自晶体管M的数据端TD输出。
于一实作范例中，图2～图5所示的外围电路260还可对光感测器所产生的感测信号进行处理。请参阅图7，其为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。影像感测装置700可采用图2～图5所示的影像感测装置200～500其中之一的架构，并可包含(但不限于)一控制电路722、一处理电路724、一行解码电路726、一列解码电路728以及一光感测器阵列730，其中光感测器阵列730所包含的多个光感测器PS(1,1)～PS(M,N)可采用图6所示的光感测器PS的架构。另外，光感测器阵列730可具有多个列(分别对应于多个光感测器PS(1,1)～PS(1,N)、PS(2,1)～PS(2,N)、...、PS(M,1)～PS(M,N))、多个行(分别对应于多个光感测器PS(1,1)～PS(M,1)、PS(1,2)～PS(M,2)、...、PS(1,N)～PS(M,N))、多条列控制线W1～WM以及多条行数据线D1～DN，其中同一列的光感测器电性连接于同一列控制线，以及同一行的光感测器电性连接于同一行数据线。
控制电路722、处理电路724、行解码电路726以及列解码电路728可用来实作出图2～图5所示的外围电路260的至少一部分。控制电路722可产生多个行选择信号C1～CX、多个列控制信号R1～RY以及多个列选择信号S1～SZ，并可依据多个列控制信号R1～RY来致能该多个列的光感测器。行解码电路726耦接于控制电路722、处理电路724以及光感测器阵列730，并可依据多个行选择信号C1～CX来将多条行数据线D1～DN耦接处理电路724的多个输入端T1～TP。举例来说(但本发明不限于此)，可将多条行数据线D1～DN分为多组行数据线(分别对应于多个输入端T1～TP)，其中每一组行数据线具有多条行数据线，且各组行数据线依据多个行选择信号C1～CX来将该组行数据线的感测信号传送至于相对应的一输入端。
列解码电路728耦接于控制电路722以及光感测器阵列730，并可包含多个开关电路728_1～728_N。多个开关电路728_1～728_N分别对应光感测器阵列730的多个行(亦即，多条行数据线D1～DN)来设置，其中各开关电路可依据多个列选择信号S1～SZ来将该开关电路所耦接的多个光感测器耦接至该开关电路所对应的一行数据线，以将该多个光感测器的感测信号传送至该行数据线。举例来说(但本发明不限于此)，可将多条列控制线W1～WM分为多组列控制线(分别对应于多个列控制信号R1～RY)，其中每一组列控制线具有多条列控制线。对于一开关电路来说，各组列控制线所耦接的多个光感测器便可依据多个列选择信号S1～SZ来耦接至该开关电路所对应的行数据线。另外，处理电路724可对多条行数据线D1～DN的多个感测信号进行处理，以得到待检测对象的影像(例如，指纹影像)。
由图7可知，光感测器阵列730至少需要(M+N)条信号走线。藉由行解码电路726及/或列解码电路728，则可大幅减少影像感测装置700所需的走线数。为求说明简洁，以下先以具有行解码电路的影像感测装置来作为减少走线的范例说明。
请参阅图8，其为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。影像感测装置800包含一控制电路822、一处理电路824、一行解码电路826以及一光感测器阵列830，其中图7所示的控制电路722、处理电路724、行解码电路726以及光感测器阵列730可分别由控制电路822、处理电路824、行解码电路826以及光感测器阵列830来实作之。于此实施例中，光感测器阵列830所包含的多个光感测器可采用图6所示的光感测器PS的架构，其中每一光感测器包含晶体管M以及光二极管PD。控制电路822可产生多个列控制信号R1～RM以分别控制多条列控制线W1～WM的多个光感测器。
控制电路822另可产生一组行选择信号C1～C4以供行解码操作。行解码电路826包含多个开关组SW1～SWP，其中多个开关组SW1～SWP是并联于处理电路824与光感测器阵列830之间。各开关组包含多个输入节点以及一输出节点，并可依据相对应的一组行选择信号来将该多个输入节点的其一耦接至该输出节点，举例来说，开关组SW1可依据该组行选择信号C1～C4来将多个输入节点I1～I4的其一耦接至输出节点O1，以及开关组SWP可依据该组行选择信号C1～C4来将多个输入节点IN-3～IN的其一耦接至输出节点OP。
于此实施例中，各开关组可包含多个开关，其中各开关可由晶体管M'来实作之。各开关组的多个开关可分别依据多个行选择信号C1～C4来将该开关组的多个输入节点的其一耦接至该开关组的一输出节点，以将相对应的行数据线的感测信号输出至处理电路822。举例来说，当控制电路822致能列控制线W1且行选择信号C1是处于一特定电平(例如，高电平)时，列控制线W1所对应的列之中行选择信号C1所对应的多个行数据线的感测信号便可输出至处理电路824。
由于多个输入节点I1～IN分别耦接至多条行数据线D1～DN，以及多个输出节点O1～OP分别耦接于处理电路824的多个输入端T1～TP，因此，连接至处理电路824的走线数便可由N条减少至P条。举例来说，若光感测器阵列830具有240条行数据线(亦即，N等于240)，藉由行解码电路826则可使走线数自240条减少至64条，其中60条是连接至处理电路824的信号线、而4条是该组行选择信号C1～C4的信号线。
另外，处理电路824可包含至少一模拟数字转换器(未绘示于图8)，其可用来对传送至多个输入端T1～TP的感测信号进行处理。在多条行数据线D1～DN的感测信号是以串行的方式来传送至处理电路824的情形下，处理电路824可以只包含单一模拟数字转换电路；在多条行数据线D1～DN的感测信号是以并列的方式来传送，处理电路824可包含多个模拟数字转换电路，以同时对多个输入端T1～TP所接收的感测信号进行处理。
请注意，图8所示的行选择信号的个数及/或开关组的组数是仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制，换言之，行选择信号的个数及/或开关组的组数可视实际考虑/需求来调整之。
请参阅图9，其为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。影像感测装置900包含一控制电路922、一行解码电路926、以及图8所示的处理电路824与光感测器阵列830，其中图7所示的控制电路722以及行解码电路726可分别由控制电路922以及行解码电路926来实作之。控制电路922可产生多个列控制信号R1～RM以分别控制多条列控制线W1～WM的多个光感测器，以及产生多个组行选择信号CA1～CA2、CB1～CB2、CC1～CC2以供行解码操作。行解码电路926包含彼此串接的多个开关级G1～G3，其分别由多个组行选择信号CA1～CA2、CB1～CB2、CC1～CC2所控制，因此，行解码电路926可依据多个组行选择信号CA1～CA2、CB1～CB2、CC1～CC2来将多条行数据线D1～DN经由多个开关级G1～G3耦接至处理电路824的多个输入端T1～TP。
由图9可知，由于开关级G1是相邻于光感测器阵列830，故开关级G1所具有的输入节点可分别耦接于多条行数据线D1～DN；以及开关级G3是相邻于处理电路824，故开关级G3所具有的输出节点可分别耦接于处理电路824的多个输入端T1～TP。另外，由于开关级G2是串接于开关级G1与开关级G3之间，故开关级G2所具有的输入节点可分别耦接于开关级G1所具有的输出节点，以及开关级G2所具有的输出节点可分别耦接于开关级G3所具有的输入节点。
于此实施例中，多个开关级G1～G3可分别包含多个开关组SA1～SAX、SB1～SBY、SC1～SCZ，其中各开关组具有多个输入节点以及一输出节点，并可依据相对应的开关级的一组行选择信号来将该多个输入节点的其一耦接至该输出节点，以将相对应的行数据线的感测信号输出下一级电路。实作上，各开关组可包含多个开关(例如，晶体管M')，而该多个开关可分别依据相对应的开关级的一组行选择信号来将该开关组的多个输入节点的其一耦接至该开关组的一输出节点。
举例来说，开关组SA1可依据该组行选择信号CA1～CA2来将多个输入节点I1～I2的其一耦接至一输出节点P1、开关组SB1可依据该组行选择信号CB1～CB2来将多个输入节点Q1～Q2的其一耦接至一输出节点R1，以及开关组SC1可依据该组行选择信号CC1～CC2来将多个输入节点U1～U2的其一耦接至一输出节点O1。因此，当控制电路822致能列控制线W1且多个行选择信号CA1、CB1、CC1均处于一特定电平(例如，高电平)时，行数据线D1的感测信号便可输出至处理电路824。
值得注意的是，图8所示的行解码电路826可视为包含单一开关级(对应于多个开关组SW1～SWP)的解码电路。由于行解码电路826仅采用单一开关级即可大幅减少走线数，故采用图9所示的串接开关级的解码架构，可更进一步减少走线数。举例来说，若光感测器阵列830具有240条行数据线(亦即，N等于240)，藉由行解码电路926则可使走线数自240条减少至36条，其中30条是连接至处理电路824的信号线、而6条是多个组行选择信号CA1～CA2、CB1～CB2、CC1～CC2的信号线。
请注意，图9所示的行选择信号的个数及/或开关组的组数是仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。于一实作范例中，相邻于处理电路的开关级可以只具有一开关组，而处理电路也可以只具有一输入端。另外，各组行选择信号所包含的多个行选择信号可以互为反相信号(例如，行选择信号CA1与行选择信号CA2)。
藉由列解码电路亦可大幅减少影像感测装置所需的走线数。请参阅图10，其为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。影像感测装置1000包含一控制电路1022、一处理电路1024、一列解码电路1028以及一光感测器阵列1030，其中图7所示的控制电路722、处理电路724、列解码电路728以及光感测器阵列730可分别由控制电路1022、处理电路1024、列解码电路1028以及光感测器阵列1030来实作之。于此实施例中，光感测器阵列1030所包含的多个光感测器可采用图6所示的光感测器PS的架构，其中每一光感测器包含晶体管M以及光二极管PD。
控制电路1022可产生多个列控制信号R1～RQ以及一组列选择信号S1～S4，其中多条列控制线W1～WM可视为多组列控制线，其分别耦接于多个列控制信号R1～RQ(例如，将多条列控制线W1～W4视为耦接于列控制信号R1的一组列控制线)。列解码电路1028包含多个开关电路1028_1～1028_N，其是分别对应光感测器阵列1030的多个行来设置。各开关电路可依据该组列选择信号S1～S4来将该开关电路所对应的一行的多个光感测器耦接至该行所对应的行数据线。
于此实施例中，各开关电路可包含多个开关组SW'1～SW'Q，其中多个开关组SW'1～SW'Q是并联于该开关电路所对应的一行与该行所对应的行数据线之间。各开关组包含多个输入节点以及一输出节点，并可依据相对应的一组列选择信号来将该多个输入节点的其一耦接至该输出节点，举例来说，开关组SW'1可依据该组列选择信号S1～S4来将多个输入节点I1～I4的其一耦接至一输出节点O1。另外，多个开关组SW'1～SW'Q所有的输入节点I1～IM分别耦接至相对应的一行的多个光感测器，以及多个开关组SW'1～SW'Q所有的多个输出节点O1～OQ耦接于该行所对应的行数据线。
各开关组可包含多个开关，其中各开关可由晶体管M'来实作之。各开关组的多个开关可分别依据多个列选择信号S1～S4来将该开关组的多个输入节点的其一耦接至该开关组的一输出节点，以将感测信号输出至相对应的行数据线。举例来说，当列控制信号R1以及列选择信号S1均处于一特定电平(例如，高电平)时，多条列控制线W1～W4之中列选择信号S1所对应的多个光感测器的感测信号便可输出至多条行数据线D1～DN。
由于多条列控制线W1～WM分别耦接于多个列控制信号R1～RQ，因此，连接至控制电路1022的走线数便可由M条减少至Q条。举例来说，若光感测器阵列1030具有240条行数据线(亦即，M等于240)，藉由列解码电路1028则可使走线数自240条减少至64条，其中60条是连接至控制电路1022的信号线、而4条是该组列选择信号S1～S4的信号线。
请注意，图10所示的行选择信号的个数及/或开关组的组数是仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制，换言之，行选择信号的个数及/或开关组的组数可视实际考虑/需求来调整之。
请参阅图11，其为本发明影像感测装置的一实施例的示意图。影像感测装置1100包含一控制电路1122、一列解码电路1128、一光感测器阵列1130以及图10所示的处理电路1024，其中图7所示的控制电路722、列解码电路728以及光感测阵列730可分别由控制电路1122、列解码电路1128以及光感测器阵列1130来实作之。于此实施例中，光感测器阵列1130所包含的多个光感测器可采用图6所示的光感测器PS的架构，其中每一光感测器包含晶体管M以及光二极管PD。
控制电路1122可产生多个列控制信号R1～RQ以及多组列选择信号SA1～SA2、SB1～SB2、SC1～SC2，其中多条列控制线W1～WM可视为多组列控制线，其分别耦接于多个列控制信号R1～RQ。列解码电路1128包含多个开关电路1128_1～1128_N，其是分别对应光感测器阵列1130的多个行来设置。于此实施例中，各开关电路可具有相同的拓扑架构(例如，开关电路1128_1所示的拓朴架构)，然而，这只是为了方便说明，并非用来作为本发明的限制。
由图11可知，各开关电路可包含彼此串接的多个开关级G'1～G'3，其分别由多个组列选择信号SA1～SA2、SB1～SB2、SC1～SC2所控制，因此，该开关电路可依据多组列选择信号SA1～SA2、SB1～SB2、SC1～SC2来将该开关电路所对应的一行的多个光感测器经由多个开关级G'1～G'3耦接至该行所对应的行数据线。
由于开关级G'1是相邻各开关电路所对应的多个光感测器，故开关级G1所具有的输入节点可分别耦接于该开关电路所对应的该多个光感测器；以及开关级G3是相邻于各开关电路所对应的一行数据线，故开关级G3所具有的输出节点可分别耦接于该开关电路所对应的该行数据线。另外，由于开关级G2串接于开关级G1与开关级G3之间，故开关级G2所具有的输入节点可分别耦接于开关级G1所具有的输出节点，以及开关级G2所具有的输出节点可分别耦接于开关级G3所具有的输入节点。
于此实施例中，多个开关级G1～G3可分别包含多个开关组SA'1～SA'X、SB'1～SB'Y、SC'1～SC'Z，其中各开关组具有多个输入节点以及一输出节点，并可依据相对应的开关级的一组列选择信号来将该多个输入节点的其一耦接至该输出节点，以将相对应的光感测器的感测信号输出下一级电路。实作上，各开关组可包含多个开关(例如，晶体管M')，而该多个开关可分别依据相对应的开关级的一组列选择信号来将该开关组的多个输入节点的其一耦接至该开关组的一输出节点。
举例来说，开关组SA'1可依据该组列选择信号SA1～SA2来将多个输入节点I1～I2的其一耦接至一输出节点P1、开关组SB'1可依据该组列选择信号SB1～SB2来将多个输入节点Q1～Q2的其一耦接至一输出节点R1，以及开关组SC'1可依据该组列选择信号SC1～SC2来将多个输入节点U1～U2的其一耦接至一输出节点O1。因此，当列控制信号R1以及多个列选择信号SA1、SB1、SC1均处于一特定电平(例如，高电平)时，对应于列控制线W1的多个光感测器的感测信号便可输出至多条行数据线D1～DN。
值得注意的是，图10所示的各开关电路可视为包含单一开关级(对应于多个开关组SW'1～SW'Q)的解码电路，而图11所示的各开关电路可视为具有串接开关级的解码架构。列解码电路1128可更进一步减少走线数。举例来说，若光感测器阵列1130具有240条列控制线(亦即，M等于240)，藉由列解码电路1128则可使走线数自240条减少至36条，其中30条是连接至控制电路1122的信号线、而6条是多个组列选择信号SA1～SA2、SB1～SB2、SC1～SC2的信号线。
请注意，图11所示的行选择信号的个数及/或开关组的组数是仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。于一实作范例中，相邻于行数据线的开关级可以只具有一开关组。另外，各组行选择信号所包含的多个列选择信号可以互为反相信号(例如，列选择信号SA1与列选择信号SA2)。
虽然图8～图11所示的实施例仅绘示行解码电路与列解码电路的其中之一，然而，同时设置图8/图9所示的行解码电路以及图10/图11所示的列解码电路也是可行的(亦即，图7所示的影像感测装置700的架构)。另外，采用图8～图11所示的解码电路的影像感测装置并不限于图1～图5所示的影像感测装置。
由上可知，若将上述行解码电路(及/或列解码电路)设置于影像感测装置的基材上，将可大幅减少基材上的信号线数。以图1所示的影像感测装置100为例，若于基材132(例如，玻璃基材)上另设置一行解码电路(例如，图8所示的行解码电路826或图9所示的行解码电路926)及/或一列解码电路(例如，图10所示的行解码电路1028或图11所示的行解码电路1128)，则基材132与信号处理器150之间所需的信号线数可大幅降低，进而降低生产成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (33)

1.一种影像感测装置，包含：
一基材，具有一第一侧；
一导光板，具有一出光面以及一入光面，其中该出光面是面对该基材的该第一侧；
多个光感测器，设置于该基材的该第一侧上；
一光源，邻近该导光板的该入光面，其中该光源所产生的光线是经由该入光面进入该导光板之中。
2.根据权利要求1所述的影像感测装置，其中该基材与该导光板其中之一还具有一接触面；以及当一对象接触该接触面以产生一反射光线时，该反射光线会穿过该接触面入射至该多个光感测器。
3.根据权利要求2所述的影像感测装置，其中该接触面为该基材之中与该第一侧相对的一第二侧。
4.根据权利要求2所述的影像感测装置，其中该接触面为该导光板之中与该出光面相对的一面。
5.根据权利要求1或3所述的影像感测装置，其中该基材具有透光性，以及该光源所产生的光线在进入该导光板之后，是经由该导光板的该出光面入射至该基材。
6.根据权利要求5所述的影像感测装置，其中该导光板的该出光面是与该基材的该第一侧相贴靠。
7.根据权利要求5所述的影像感测装置，还包含：
多个遮光元件，分别设置于该多个光感测器面对该出光面的一侧，用以防止该光源所产生的光线经由该出光面直接入射至该多个光感测器。
8.根据权利要求5所述的影像感测装置，其中该出光面为该导光板的一第一表面；以及该入光面为该导光板之中与该第一表面相对的一第二表面或者是该导光板的一侧面。
9.根据权利要求8所述的影像感测装置，其中该入光面为该导光板的该侧面，以及该导光板包含：
一微结构，设置于该第二表面上且位于该导光板内，用来改变该光源所产生的光线于该导光板之中的行进路径，以使该光源所产生的光线入射至该基材。
10.根据权利要求1或4所述的影像感测装置，其中该基材与该导光板的该出光面之间具有一介质，且该介质的折射率大于该导光板的折射率。
11.根据权利要求10所述的影像感测装置，其中该介质为空气。
12.根据权利要求10所述的影像感测装置，其中该出光面为该导光板的一第一表面；该入光面为该导光板的一侧面；该导光板还具有与该第一表面相对的一第二表面；以及当一对象接触该第二表面以产生一反射光线时，该反射光线会穿过该第二表面并经由该第一表面来入射至该多个光感测器。
13.根据权利要求1所述的影像感测装置，其中该影像感测装置为一指纹影像感测装置。
14.根据权利要求1所述的影像感测装置，其中该基材为一玻璃基材。
15.根据权利要求1所述的影像感测装置，其中每一光感测器包含：
一晶体管，具有一控制端、一连接端以及一数据端；以及
一光二极管，耦接于该连接端，用以接收一对象接触该导光板或该基材所产生的反射光线，并据以产生一感测信号至该连接端；
以及该影像感测装置还包含：
一控制电路，耦接于各晶体管的控制端，用来控制该晶体管以使相对应的感测信号自该晶体管的数据端输出。
16.根据权利要求1所述的影像感测装置，其中该多个光感测器排列为一光感测器阵列；各光感测器接收一对象接触该导光板或该基材所产生的反射光线，并据以产生一感测信号；该光感测器阵列具有多个列、多条列控制线、多个行以及多条行数据线；以及该影像感测装置还包含：
一控制电路，用以通过各列控制线来控制该列的多个光感测器，以将该列的多个感测信号传送至该列的多个行数据线，并产生至少一组行选择信号，其中各组行选择信号包含有多个行选择信号；
一处理电路，具有至少一输入端，用以对该多条行数据线的多个感测信号进行处理，以得到该对象的影像；以及
一行解码电路，耦接于该控制电路、该处理电路以及该光感测器阵列，其中该行解码电路依据该至少一组行选择信号来将该多条行数据线耦接至该至少一输入端，并包含有：
至少一开关级，分别由该至少一组行选择信号来控制，其中该至少一开关级具有多个输入节点以及至少一输出节点，并依据该至少一组行选择信号来将该多个输入节点耦接至该至少一输出节点。
17.根据权利要求16所述的影像感测装置，其中各开关级包含至少一开关组，且各开关组具有多个输入节点以及一输出节点，并依据相对应的开关级的一组行选择信号来将该开关组的该多个输入节点的其一耦接至该开关组的该输出节点。
18.根据权利要求16所述的影像感测装置，其中当该至少一开关级为相邻于该光感测器阵列的一特定开关级时，该特定开关级包含多个开关组，且该多个开关组所具有的输入节点分别耦接于该多条行数据线；以及当该至少一开关级为相邻于该处理电路的一特定开关级时，该特定开关级包含至少一开关组，且该至少一开关组所具有的至少一输出节点分别耦接于该至少一输入端。
19.根据权利要求16所述的影像感测装置，其中该至少一组行选择信号包含多组行选择信号；该至少一开关级包含彼此串接的多个开关级；该多个开关级分别由该多组行选择信号所控制；以及该行解码电路依据该多组行选择信号来将该多条行数据线经由该多个开关级耦接至该至少一输入端。
20.根据权利要求1所述的影像感测装置，其中该多个光感测器排列为一光感测器阵列；该光感测器阵列具有多个列、多条列控制线、多个行以及多条行数据线；该多条列控制线包含有多组列控制线；以及该影像感测装置还包含：
一控制电路，用以产生多个列控制信号以及至少一组列选择信号，其中该多条列控制线包含有多组列控制线，该多个列控制信号分别耦接于该多组列控制线，以及各组列选择信号包含有多个列选择信号；以及
一列解码电路，耦接于该控制电路以及该光感测器阵列，并包含：
多个开关电路，分别对应该多个行来设置，其中各开关电路依据该至少一组列选择信号来将该开关电路所对应的一行的多个光感测器耦接至该行所对应的一行数据线，并包含有：
至少一开关级，分别由该至少一组列选择信号来控制，其中该至少一开关级具有多个输入节点以及至少一输出节点，并依据该至少一组列选择信号来将该多个输入节点耦接至该至少一输出节点。
21.根据权利要求20所述的影像感测装置，其中各开关级包含多个开关组，且各开关组具有多个输入节点以及一输出节点，并依据相对应的开关级的一组列选择信号来将该开关组的该多个输入节点的其一耦接至该开关组的该输出节点。
22.根据权利要求20所述的影像感测装置，其中当该至少一开关级为相邻于该行的该多个光感测器的一特定开关级时，该特定开关级所具有的输入节点分别耦接于该行的该多个光感测器；以及当该至少一开关级为相邻于该行所对应的该行数据线的一特定开关级时，该特定开关级所具有的输出节点耦接于该行所对应的该行数据线。
23.根据权利要求20所述的影像感测装置，其中该至少一组列选择信号包含多组列选择信号；该至少一开关级包含彼此串接的多个开关级；该多个开关级分别由该多组列选择信号所控制；以及各开关电路依据该多组列选择信号来将该开关电路所对应的多个光感测器经由该多个开关级耦接至该开关电路所对应的行数据线。
24.一种用于一影像感测装置的一解码电路，该影像感测装置包含一光感测器阵列以及一处理电路；该光感测器阵列具有多个列、多条列控制线、多个行以及多条行数据线；该处理电路具有至少一输入端，用以对该多条行数据线的多个感测信号进行处理；该解码电路包含：
一控制电路，用以产生至少一组行选择信号，各组行选择信号包含有多个行选择信号：以及
一行解码电路，耦接于该控制电路、该处理电路以及该光感测器阵列，其中该行解码电路依据该至少一组行选择信号来将该多条行数据线耦接至该至少一输入端，并包含有：
至少一开关级，分别由该至少一组行选择信号来控制，其中该至少一开关级具有多个输入节点以及至少一输出节点，并依据该至少一组行选择信号来将该多个输入节点耦接至该至少一输出节点。
25.根据权利要求24所述的解码电路，其中各开关级包含至少一开关组，且各开关组具有多个输入节点以及一输出节点，并依据相对应的开关级的一组行选择信号来将该开关组的该多个输入节点的其一耦接至该开关组的该输出节点。
26.根据权利要求24所述的解码电路，其中其中当该至少一开关级为相邻于该光感测器阵列的一特定开关级时，该特定开关级包含多个开关组，且该多个开关组所具有的输入节点分别耦接于该多条行数据线；以及当该至少一开关级为相邻于该处理电路的一特定开关级时，该特定开关级包含至少一开关组，且该至少一开关组所具有的至少一输出节点分别耦接于该至少一输入端。
27.根据权利要求24所述的解码电路，其中该至少一组行选择信号包含多组行选择信号；该至少一开关级包含彼此串接的多个开关级；该多个开关级分别由该多组行选择信号所控制；以及该行解码电路依据该多组行选择信号来将该多条行数据线经由该多个开关级耦接至该至少一输入端。
28.根据权利要求27所述的解码电路，其中该多个开关级包含一第一开关级、一第二开关级以及一第三开关级；该第二开关级串接于该第一开关级与该第三开关级之间；以及该第二开关级所具有的输入节点分别耦接于第一开关级所具有的输出节点，以及该第二开关级所具有的输出节点分别耦接于第三开关级所具有的输入节点。
29.一种用于一影像感测装置的一解码电路，该影像感测装置包含一光感测器阵列；该光感测器阵列具有多个列、多条列控制线、多个行以及多条行数据线；该解码电路包含：
一控制电路，用以产生多个列控制信号以及至少一组列选择信号，其中该多条列控制线包含有多组列控制线，该多个列控制信号分别耦接于该多组列控制线，以及各组列选择信号包含有多个列选择信号：以及
一列解码电路，耦接于该控制电路以及该光感测器阵列，包含：
多个开关电路，分别对应该多个行来设置，其中各开关电路依据该至少一组列选择信号来将该开关电路所对应的一行的多个光感测器耦接至该行所对应的一行数据线，并包含有：
至少一开关级，分别由该至少一组列选择信号来控制，其中该至少一开关级具有多个输入节点以及至少一输出节点，并依据该至少一组列选择信号来将该多个输入节点耦接至该至少一输出节点。
30.根据权利要求29所述的解码电路，其中各开关级包含多个开关组，且各开关组具有多个输入节点以及一输出节点，并依据相对应的开关级的一组列选择信号来将该开关组的该多个输入节点的其一耦接至该开关组的该输出节点。
31.根据权利要求30所述的解码电路，其中当该至少一开关级为相邻于该行的该多个光感测器的一特定开关级时，该特定开关级所具有的输入节点分别耦接于该行的该多个光感测器；以及当该至少一开关级为相邻于该行所对应的该行数据线的一特定开关级时，该特定开关级所具有的输出节点耦接于该行所对应的该行数据线。
32.根据权利要求30所述的解码电路，其中该至少一组列选择信号包含多组列选择信号；该至少一开关级包含彼此串接的多个开关级；该多个开关级分别由该多组列选择信号所控制；以及各开关电路依据该多组列选择信号来将该开关电路所对应的多个光感测器经由该多个开关级耦接至该开关电路所对应的行数据线。
33.根据权利要求32所述的解码电路，其中当该多个开关级包含一第一开关级、一第二开关级以及一第三开关级；该第二开关级串接于该第一开关级与该第三开关级之间；以及该第二开关级所具有的输入节点分别耦接于第一开关级所具有的输出节点，以及该第二开关级所具有的输出节点分别耦接于第一开关级所具有的输入节点。
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