CN109815915A - 光学指纹传感器的图像采集方法 - Google Patents
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Abstract
一种光学指纹传感器的图像采集方法，包括：在有效行采集区，扫描线对像素单元逐行进行若干次第一驱动步骤，在第一周边区，扫描线对相邻行的像素单元逐行进行若干次第二驱动步骤，任意一次第一驱动步骤的驱动时间为第一驱动时间，任意一次第二驱动步骤的驱动时间为第二驱动时间，第二驱动时间小于第一驱动时间；在对有效行采集区的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第一读出步骤，第一读出步骤具有第一读出周期；在对第一周边区相邻行的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第二读出步骤，第二读出步骤具有第二读出周期，第二读出周期小于第一读出周期。所述图像采集方法采集图像的速度得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及指纹识别领域，尤其涉及一种光学指纹传感器的图像采集方法。
背景技术
指纹成像识别技术，是通过光学指纹传感器采集到人体的指纹图像，然后与系统里的已有指纹成像信息进行比对，来判断正确与否，进而实现身份识别的技术。由于其使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹成像识别技术已经大量应用于各个领域，如公安局和海关等安检领域、楼宇的门禁系统、以及个人电脑和手机等消费品领域等。
指纹成像识别技术的成像方式有光学成像、电容成像、超声成像等多种技术。相对来说，光学指纹成像识别技术成像效果相对较好，设备成本相对较低。
然而，现有的光学指纹传感器的性能有待提高。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种光学指纹传感器的图像采集方法，以提高采集图像的速度。
为解决上述问题，本发明提供一种光学指纹传感器的图像采集方法，包括：提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括：像素阵列电路层和信号读出芯片，所述像素阵列电路层包括阵列排布的多个像素单元、多条数据线和多条扫描线，所述像素阵列电路层包括有效行采集区和沿着列方向位于有效行采集区侧部的第一周边区，所述有效行采集区包括有效采集区，信号读出芯片与数据线电学连接；进行数据读出时序步骤，数据读出时序步骤包括：扫描线对阵列排布的多个像素单元逐行扫描，在有效行采集区，扫描线对像素单元逐行进行若干次第一驱动步骤，在第一周边区，扫描线对相邻行的像素单元逐行进行若干次第二驱动步骤，任意一次第一驱动步骤的驱动时间为第一驱动时间，任意一次第二驱动步骤的驱动时间为第二驱动时间，第二驱动时间小于第一驱动时间；在对有效行采集区的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第一读出步骤，第一读出步骤具有第一读出周期，第一读出周期大于等于第一驱动时间；在对第一周边区相邻行的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第二读出步骤，第二读出步骤具有第二读出周期，第二读出周期大于等于第二驱动时间，且第二读出周期小于第一读出周期。
可选的，第二读出周期为1微秒～50微秒；第一读出周期为50微秒～500微秒。
可选的，所述有效行采集区包括M行*N列的像素单元，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数；第一周边区分别位于有效行采集区沿着列方向的两侧，对于所述有效行采集区沿着列方向一侧的第一周边区，第一周边区包括Ma行*N列的像素单元，Ma为大于等于1的整数，对于所述有效行采集区沿着列方向另一侧的第一周边区，第一周边区包括Mb行*N列的像素单元，Mb为大于等于1的整数。
可选的，第一读出周期等于第一驱动时间，且第二读出周期等于第二驱动时间。
可选的，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M-1次，第二读出步骤的总次数为Ma+Mb次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的总次数为Ma+Mb次；第ma次第二读出步骤的结束时刻与第ma+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，ma为大于等于1且小于等于Ma-1的整数，第Ma次第二读出步骤的结束时刻先于第一次第一读出步骤的开始时刻，第m-1次第一读出步骤的结束时刻与第m次第一读出步骤的开始时刻重叠，m为大于等于2且小于等于M-1的整数，第M-1次第一读出步骤的结束时刻先于第Ma+1次第二读出步骤的开始时刻，第Ma+mb次第二读出步骤的结束时刻与第Ma+mb+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mb为大于等于1且小于等于Mb-1的整数；第ma次第二驱动步骤的结束时刻与第ma+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Ma次第二驱动步骤的结束时刻与第一次第一驱动步骤的开始时刻重叠，第m’次第一驱动步骤的结束时刻与第m’+1次第一驱动步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一驱动步骤的结束时刻与第Ma+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Ma+mb次第二驱动步骤的结束时刻与第Ma+mb+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠；第ma’次第二读出步骤的开始时刻与第ma’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第ma’次第二读出步骤的结束时刻与第ma’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，ma’为大于等于1且小于等于Ma的整数；第m’次第一驱动步骤的开始时刻先于第m’次第一读出步骤的开始时刻；第Ma+mb’次第二读出步骤的开始时刻与第Ma+mb’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Ma+mb’次第二读出步骤的结束时刻与第Ma+mb’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，mb’为大于等于1且小于等于Mb的整数。
可选的，第一读出周期大于第一驱动时间，且第二读出周期大于第二驱动时间。
可选的，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M次，第二读出步骤的总次数为Ma+Mb次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的总次数为Ma+Mb次；第ma次第二读出步骤的结束时刻与第ma+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，ma为大于等于1且小于等于Ma-1的整数，第Ma次第二读出步骤的结束时刻与第一次第一读出步骤的开始时刻重叠，第m’次第一读出步骤的结束时刻与第m’+1次第一读出步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一读出步骤的结束时刻与第Ma+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，第Ma+mb次第二读出步骤的结束时刻与第Ma+mb+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mb为大于等于1且小于等于Mb-1的整数；第ma’次第二读出步骤的开始时刻先于第ma’次第二驱动步骤的开始时刻，第ma’次第二读出步骤的结束时刻后于第ma’次第二驱动步骤的结束时刻，ma’为大于等于1且小于等于Ma的整数；第m”次第一读出步骤的开始时刻先于第m”次第一驱动步骤的开始时刻，第m”次第一读出步骤的结束时刻后于第m”次第一驱动步骤的结束时刻，m”为大于等于1且小于等于M的整数；第Ma+mb’次第二读出步骤的开始时刻先于第Ma+mb’次第二驱动步骤的开始时刻，第Ma+mb’次第二读出步骤的结束时刻后于第Ma+mb’次第二驱动步骤的结束时刻，mb’为大于等于1且小于等于Mb的整数。
可选的，所述有效行采集区包括M行*N列的像素单元，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数；第一周边区仅位于有效行采集区沿着列方向的一侧，第一周边区包括Mab行*N列的像素单元，Mab为大于等于1的整数。
可选的，第一读出周期等于第一驱动时间，且第二读出周期等于第二驱动时间。
可选的，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M-1次，第二读出步骤的次数为Mab次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的次数为Mab次。
可选的，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数，第Mab次第二读出步骤的结束时刻先于第一次第一读出步骤的开始时刻，第m-1次第一读出步骤的结束时刻与第m次第一读出步骤的开始时刻重叠，m为大于等于2且小于等于M-1的整数；第mab次第二驱动步骤的结束时刻与第mab+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Mab次第二驱动步骤的结束时刻与第一次第一驱动步骤的开始时刻重叠，第m’次第一驱动步骤的结束时刻与第m’+1次第一驱动步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数；第mab’次第二读出步骤的开始时刻与第mab’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第mab’次第二读出步骤的结束时刻与第mab’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数；第m’次第一驱动步骤的开始时刻先于第m’次第一读出步骤的开始时刻。
可选的，第m-1次第一读出步骤的结束时刻与第m次第一读出步骤的开始时刻重叠，m为大于等于2且小于等于M-1的整数，第M-1次第一读出步骤的结束时刻先于第一次第二读出步骤的开始时刻，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数；第m’次第一驱动步骤的结束时刻与第m’+1次第一驱动步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一驱动步骤的结束时刻与第一次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第mab次第二驱动步骤的结束时刻与第mab+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠；第m’次第一驱动步骤的开始时刻先于第m’次第一读出步骤的开始时刻；第mab’次第二读出步骤的开始时刻与第mab’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第mab’次第二读出步骤的结束时刻与第mab’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数。
可选的，第一读出周期大于第一驱动时间，且第二读出周期大于第二驱动时间。
可选的，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M次，第二读出步骤的次数为Mab次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的次数为Mab次。
可选的，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数，第Mab次第二读出步骤的结束时刻与第一次第一读出步骤的开始时刻重叠，第m’次第一读出步骤的结束时刻与第m’+1次第一读出步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数；第mab’次第二读出步骤的开始时刻先于第mab’次第二驱动步骤的开始时刻，第mab’次第二读出步骤的结束时刻后于第mab’次第二驱动步骤的结束时刻，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数；第m”次第一读出步骤的开始时刻先于第m”次第一驱动步骤的开始时刻，第m”次第一读出步骤的结束时刻后于第m”次第一驱动步骤的结束时刻，m”为大于等于1且小于等于M的整数。
可选的，第m’次第一读出步骤的结束时刻与第m’+1次第一读出步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一读出步骤的结束时刻与第一次第二读出步骤的开始时刻重叠，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数；第m”次第一读出步骤的开始时刻先于第m”次第一驱动步骤的开始时刻，第m”次第一读出步骤的结束时刻后于第m”次第一驱动步骤的结束时刻，m”为大于等于1且小于等于M的整数；第mab’次第二读出步骤的开始时刻先于第mab’次第二驱动步骤的开始时刻，第mab’次第二读出步骤的结束时刻后于第mab’次第二驱动步骤的结束时刻，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数。
可选的，第m’次第一读出步骤的起始时刻至第m’+1次第一驱动步骤的起始时刻之间的间隔时间小于第一驱动时间且小于第一读出周期；第m’次第一读出步骤的起始时刻至第m’次第一驱动步骤的起始时刻之间的间隔时间小于第一驱动时间且小于第一读出周期。
可选的，在对有效采集区的像素单元进行第一读出步骤时，任意一次第一读出步骤均包括：依次进行的第一子操作步骤、第二子操作步骤和第三子操作步骤，第一子操作步骤用于清空数据线信号，第二子操作步骤进行第一信号采样，第三子操作步骤用于进行第二信号采样。
可选的，第m’+1次第一驱动步骤的起始时刻位于第m’次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间。
可选的，在对有效采集区的像素单元进行第一读出步骤时，任意一次第一读出步骤均包括：依次进行的第一子操作步骤、第二子操作步骤和第三子操作步骤，第一子操作步骤用于清空数据线信号，第二子操作步骤进行第一信号采样，第三子操作步骤用于进行第二信号采样。
可选的，第m”次第一驱动步骤的起始时刻位于第m”次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间，且第m”次第一驱动步骤的结束时刻位于第m”次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间。
可选的，第一驱动时间为第一读出周期的30％～60％；第二驱动时间为第二读出周期的30％～60％。
可选的，任意一次第二读出步骤仅包括：第一子操作步骤，第一子操作步骤用于清空数据线信号。
可选的，所述有效行采集区还包括沿行方向位于有效采集区两侧的第二周边区；第一读出步骤所读出第二周边区的数据不用于合成图像，或者，在对第二周边区的像素单元进行第一读出步骤时，信号读出芯片中读取数据的通道关闭。
可选的，进行清空帧时序步骤，所述清空帧时序步骤包括：扫描线对阵列排布的多个像素单元逐行扫描，在有效行采集区，扫描线对像素单元逐行进行若干次第一清空驱动步骤，在第一周边区，扫描线对相邻行的像素单元逐行进行若干次第二清空驱动步骤，任意一次第一清空驱动步骤的驱动时间为第一清空驱动时间，任意一次第二清空驱动步骤的驱动时间为第二清空驱动时间，第二清空驱动时间小于第一清空驱动时间；在对有效行采集区的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第一清空读出步骤，第一清空读出步骤具有第一清空读出周期，第一清空读出周期大于等于第一清空驱动时间；在对第一周边区相邻行的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第二清空读出步骤，第二清空读出步骤具有第二清空读出周期，第二清空读出周期大于等于第二清空驱动时间，且第二清空读出周期小于第一清空读出周期。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案提供的光学指纹传感器的图像采集方法中，第一周边区中像素单元的输出的数据不用于形成指纹图像，有效采集区中像素单元的输出的数据用于形成指纹图像。第一读出步骤用于读出有效行采集区的像素单元的数据，第二读出步骤用于读出第一周边区像素单元的数据。第一驱动步骤对应扫描线对有效行采集区的像素单元逐行扫描，第二驱动步骤对应扫描线对第一周边区的像素单元扫描的过程。对有效行采集区的像素单元的速率小于对第一周边区像素单元的扫描速率，且第一读出周期大于第二读出周期，这样保证对有效行采集区的像素单元进行足够时间的信号采集，使得有效行采集区的像素单元中较多的电子信号传输至信号读出芯片，保证了指纹图像的质量。由于第二驱动时间小于第一驱动时间，因此对第一周边区像素单元的扫描速率大于对有效行采集区像素单元的扫描速率，对第一周边区像素单元的扫描时间较短，相应的，第二读出周期小于第一读出周期。因此提高了图像采集方法采集指纹图像的速度。
进一步，通过将扫描线设置为逐行导通，并且保证不同扫描线之间的驱动时间不重叠，以免不同行的像素单元的信号串扰；同时相邻导通的扫描线的驱动步骤之间没有间隔，前一行像素单元的驱动步骤的结束时刻恰好是当前行像素单元的驱动步骤的开始时刻，即上一行像素单元的开关恰好断开时，当前行像素单元的开关恰好导通，从而实现不同行像素单元中开关导通和断开时，其中一行像素单元的开关由数据线抽取的电荷与另一行像素单元的开关向数据线释放的电荷基本相互抵消，或者说，其中一行像素单元的开关向数据线释放的电荷基本等于另一行像素单元的开关由数据线抽取的电荷，则此时可以实现绝大部分释放的电荷和抽取的电荷之间的相互抵消，从而最大程度降低像素单元中开关导通或断开时产生的抽取或释放的电子数量，减小像素单元中开关对所述信号读出芯片的电荷冲击，提高所述信号读出芯片的稳定性，降低整个电路系统的设计难度。
附图说明
图1是一种光学指纹传感器的图像采集方法的结构示意图；
图2是本发明一实施例中光学指纹传感器的图像采集方法的流程图；
图3至图8是本发明一实施例中光学指纹传感器的图像采集过程的时序控制示意图；
图9至图11是本发明一实施例中光学指纹传感器的图像采集过程的时序控制示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术的光学指纹传感器的图像采集速度较低。
一种光学指纹传感器的图像采集方法，包括：提供光学指纹传感器(参考图1)，所述光学指纹传感器包括：像素阵列电路层100和信号读出芯片110，所述像素阵列电路层包括阵列排布的多个像素单元10、多条数据线11和多条扫描线12，信号读出芯片110与数据线11电学连接；进行数据读出时序步骤，数据读出时序步骤包括：扫描线对阵列排布的多个像素单元10逐行扫描；在对像素单元10逐行扫描的过程中，信号读出芯片110依次进行若干次读出步骤。
为了更好的体验，光学指纹传感器的面积不断增大，所以每次手指按压的区域只占光学指纹传感器的局部区域，而实际有用的区域只是手指按压的区域，光学指纹传感器其他区域的图像可以不用采集或不用存储。
为了简化驱动电路(也叫行扫描控制电路)的设计，驱动电路对像素单元是逐行扫描时，在驱动电路中，前一行的输出是作为下一行的输入，一行一行地传递下去(即驱动电路类似移位寄存器电路)，因此无法对任意局部区域的单独扫描，这样的话，需要逐行将光学指纹传感器的全部区域进行扫描，扫描时间大大增大，导致图像采集的速度降低。
在此基础上，本发明提供一种光学指纹传感器的图像采集方法，请参考
图2，包括以下步骤：
S01：提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括：像素阵列电路层和信号读出芯片，所述像素阵列电路层包括阵列排布的多个像素单元、多条数据线和多条扫描线，所述像素阵列电路层包括有效行采集区和沿着列方向位于有效行采集区侧部的第一周边区，所述有效行采集区包括有效采集区，信号读出芯片与数据线电学连接；
S02：进行数据读出时序步骤，数据读出时序步骤包括：扫描线对阵列排布的多个像素单元逐行扫描，在有效行采集区，扫描线对像素单元逐行进行若干次第一驱动步骤，在第一周边区，扫描线对相邻行的像素单元逐行进行若干次第二驱动步骤，任意一次第一驱动步骤的驱动时间为第一驱动时间，任意一次第二驱动步骤的驱动时间为第二驱动时间，第二驱动时间小于第一驱动时间；在对有效行采集区的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第一读出步骤，第一读出步骤具有第一读出周期，第一读出周期大于等于第一驱动时间；在对第一周边区相邻行的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第二读出步骤，第二读出步骤具有第二读出周期，第二读出周期大于等于第二驱动时间，且第二读出周期小于第一读出周期。
所述方法提高了采集图像的速度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图3至图8是本发明一实施例中光学指纹传感器的图像采集过程的时序控制示意图。
结合参考图3、图4和图5，图3为图4的俯视图，图5为图3中像素阵列电路层211的示意图，提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括：像素阵列电路层211和信号读出芯片212，所述像素阵列电路层211包括阵列排布的多个像素单元20、多条数据线21和多条扫描线22，所述像素阵列电路层211包括有效行采集区A和沿着列方向位于有效行采集区A侧部的第一周边区B，所述有效行采集区A包括有效采集区A1，信号读出芯片212与数据线21电学连接。
所述光学指纹传感器包括基板201和位于基板201上的器件层，所述基板201包括玻璃基板或塑料基板，塑料基板包括PI或PET基板。
所述器件层包括像素阵列电路层211和外围电路。所述外围电路包括驱动电路、信号读出芯片212和柔性印刷电路板230，以及信号读出芯片212和柔性印刷电路板230之间的连接线。
所述信号读出芯片212可以采用COG方式直接绑定在基板201，也可以绑定在柔性印刷电路板上，实现信号读出芯片212与数据线的电学连接。
本实施例中，以柔性印刷电路板绑定在基板上，信号读出芯片212绑定在柔性印刷电路板上为示例进行说明。
所述像素单元20用于光学信号的接收、转化和暂存。多条数据线21和多条扫描线22限定出一个个网格(未标注)，像素单元20位于所述网格中(即一个所述网格所在区域中，具有一个像素单元20。
一个像素单元20包括至少一个像素开关和一个感光器件。像素开关包括晶体管，如非晶硅薄膜晶体管(amorphous Silicon Thin Film Transistor，a-Si TFT)、低温多晶硅薄膜晶体管(Low Temperature Poly Silicon Thin Film Transistor，LTPS TFT)、或者氧化物半导体薄膜晶体管(Oxide Semiconductor Thin Film Transistor，OTFT)。感光器件包括光电二极管。
当像素开关导通，则感光器件中的电信号就传导到数据线21上，然后传输到信号读出芯片212，然后信号读出芯片212实现指纹图像信号采集。所述扫描线22由外围的驱动电路控制，来实现像素开关的逐行开启，所述驱动电路为外置驱动芯片，或者，驱动电路与像素阵列电路层211集成在同一电路层。
本实施例中，所述有效行采集区A包括M行*N列的像素单元20；第一周边区B分别位于有效行采集区A沿着列方向的两侧，对于所述有效行采集区A沿着列方向一侧的第一周边区B，第一周边区B包括Ma行*N列的像素单元，对于所述有效行采集区A沿着列方向另一侧的第一周边区B，第一周边区B包括Mb行*N列的像素单元。其中，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数。本实施例中，Ma为大于等于1的整数，Mb为大于等于1的整数。
在其他实施例中，第一周边区B仅位于有效行采集区A沿着列方向的一侧。
本实施例中，图5具体显示了九条扫描线22作为示例，显示了十条数据线21作为示例。在其他实施例中，可以有更多数量的扫描线和更多数量的数据线。
本实施例还包括：附加扫描线22a，附加扫描线22a位于全部扫描线22的侧部，且附加扫描线22a和邻近的一条扫描线22之间具有一行像素单元20。附加扫描线22a与像素单元20不连接。
设置附加扫描线22a的好处在于：保证附加扫描线22a和邻近的一条扫描线22之间的像素单元20和其他行的像素单元20尽量处于相同的环境中。
在其他实施例中，可以不设置附加扫描线。
本实施例中，对于任意一列的像素单元20，每个像素单元20连接至同一条数据线21，对于任意一行的像素单元20，每个像素单元20连接至同一条扫描线22。
所述像素阵列电路层211包括有效行采集区A和沿着列方向位于有效行采集区A侧部的第一周边区B，所述有效行采集区A包括有效采集区A1，信号读出芯片212与数据线21电学连接。
所述有效行采集区A还包括沿行方向位于有效采集区A1两侧的第二周边区C。
所述有效采集区A1是用于获取指纹信息的有效区域，也就是说，有效采集区A1中像素单元通过数据线输出的数据被用于形成指纹图像。有效采集区A1之外的像素单元通过数据线输出的数据不用于形成指纹图像。手指按压的位置在有效采集区A1的上方，手指按压的位置不在第一周边区B和第二周边区C的上方。
光学指纹传感器的图像采集方法包括：进行数据读出时序步骤。
结合参考图6至图8，图7为图6中部分第一驱动步骤和第一读出步骤的时序图，图8为图6中部分第二驱动步骤和第二读出步骤的时序图，所述数据读出时序步骤包括：扫描线22对阵列排布的多个像素单元20逐行扫描，在有效行采集区A，扫描线22对像素单元20逐行进行若干次第一驱动步骤，在第一周边区B，扫描线22对相邻行的像素单元20逐行进行若干次第二驱动步骤，任意一次第一驱动步骤的驱动时间为第一驱动时间t1，任意一次第二驱动步骤的驱动时间为第二驱动时间t2，第二驱动时间t2小于第一驱动时间t1；在对有效行采集区A的像素单元20逐行扫描的过程中，信号读出芯片212依次进行若干次第一读出步骤，第一读出步骤具有第一读出周期T1；在对第一周边区B相邻行的像素单元20逐行扫描的过程中，信号读出芯片212依次进行若干次第二读出步骤，第二读出步骤具有第二读出周期T2，第二读出周期T2小于第一读出周期T1。
本实施例中，第一读出周期T1等于第一驱动时间t1，且第二读出周期T2等于第二驱动时间t2。
在一个实施例中，第二读出周期T2为1微秒～50微秒；第一读出周期T1为50微秒～500微秒。若第二读出周期T2过小，导致驱动电路的移位寄存器无法正常工作，不能逐行传递开启信号，即驱动电路无法正常工作；若第二读出周期T2过大，导致图像采集的速度提高的程度较小。
本实施例中，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M-1次，第二读出步骤的总次数为Ma+Mb次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的总次数为Ma+Mb次。
一次第一读出步骤是针对有效行采集区A的一行像素单元进行的。
本实施例中，对第一周边区的Ma行*N列的像素单元20逐行扫描之后，对有效行采集区A的M行*N列的像素单元20逐行扫描，之后，对第一周边区的Mb行*N列的像素单元20逐行扫描，作为示例说明。在其他实施例中，还可以是：从Mb行*N列的像素单元20到M行*N列的像素单元20再到Ma行*N列的像素单元20的方向，对像素单元20逐行扫描。
本实施例中，第ma次第二读出步骤的结束时刻与第ma+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，ma为大于等于1且小于等于Ma-1的整数，第Ma次第二读出步骤的结束时刻先于第一次第一读出步骤的开始时刻，第m-1次第一读出步骤的结束时刻与第m次第一读出步骤的开始时刻重叠，m为大于等于2且小于等于M-1的整数，第M-1次第一读出步骤的结束时刻先于第Ma+1次第二读出步骤的开始时刻，第Ma+mb次第二读出步骤的结束时刻与第Ma+mb+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mb为大于等于1且小于等于Mb-1的整数。
本实施例中，第ma次第二驱动步骤的结束时刻与第ma+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Ma次第二驱动步骤的结束时刻与第一次第一驱动步骤的开始时刻重叠，第m’次第一驱动步骤的结束时刻与第m’+1次第一驱动步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一驱动步骤的结束时刻与第Ma+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Ma+mb次第二驱动步骤的结束时刻与第Ma+mb+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠。
本实施例中，第ma’次第二读出步骤的开始时刻与第ma’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第ma’次第二读出步骤的结束时刻与第ma’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，ma’为大于等于1且小于等于Ma的整数；第m’次第一驱动步骤的开始时刻先于第m’次第一读出步骤的开始时刻；第Ma+mb’次第二读出步骤的开始时刻与第Ma+mb’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Ma+mb’次第二读出步骤的结束时刻与第Ma+mb’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，mb’为大于等于1且小于等于Mb的整数。
本实施例中，第m’次第一读出步骤的起始时刻至第m’+1次第一驱动步骤的起始时刻之间的间隔时间小于第一驱动时间且小于第一读出周期；第m’次第一读出步骤的起始时刻至第m’次第一驱动步骤的起始时刻之间的间隔时间小于第一驱动时间且小于第一读出周期。
在对有效采集区A1的像素单元进行第一读出步骤时，任意一次第一读出步骤均包括：依次进行的第一子操作步骤R1、第二子操作步骤R2和第三子操作步骤R3，第一子操作步骤R1用于清空数据线信号，第二子操作步骤R2进行第一信号采样，第三子操作步骤R3用于进行第二信号采样。
其中，任意一次第一读出步骤中，第一读出步骤的开始时刻和第一子操作步骤R1之间具有第一间隔时间(未标注)，第一子操作步骤R1和第二子操作步骤R2之间具有第二间隔时间(未标注)，第二子操作步骤R2和第三子操作步骤R3之间具有第三间隔时间(未标注)，第三子操作步骤R3与第一读出步骤的结束时刻之间具有第四间隔时间(未标注)。
第一子操作步骤R1的作用是清空上一行像素单元20在数据线和信号读出芯片212电路上的信号残留，为本行信号采集做准备，从而保证每一次第一读出步骤中第二子操作步骤R2采样到的信号都是稳定和一致的。
第二子操作步骤R2的目的是采集本底信号，即第一信号，以备后续与第二信号进行作差等操作。
第三子操作步骤R3采集到的第二信号(此信号为像素综合信号)包括上述第二操作时间R2采样到的本底信号和像素单元的输出信号。
本实施例中，在第一子操作步骤R1完成之后，再经过一个第二间隔时间之后，开始第二子操作步骤R2。第二间隔时间的长短根据实际的信号读出芯片的设计和数据线的寄生参数(例如电容和电阻等)有关。设定第二间隔时间的其中一个目的是使信号读出芯片的电路稳定，从而保证第二子操作步骤R2进行时能够稳定有效地进行采样。
本实施例中，在任意一次第一读出步骤中，第二子操作步骤R2之后且在第三子操作步骤R3之前具有信号释放时间，所述第三间隔时间包括信号释放时间，即信号释放时间为所述第三间隔时间的一部分。具体的，信号释放时间为：第m’+1次第一驱动步骤的起始时刻至第m’次第一读出步骤中第三子操作步骤R3的起始时刻之间的间隔时间。
本实施例中，所述信号读出芯片将第三子操作步骤R3采样的第二信号与第二子操作步骤R2采样的第一信号(即上述本底信号)进行作差，作为最后信号，输出出去，实现模数转化为数字信号。两次采样的目的是去掉传感器前段模拟电路系统(包括信号读出芯片内部模拟电路、数据线和像素单元)的低频噪音以及信号读出芯片内部的通道间差异等，增加所采集指纹图像的信噪比，从而使最终信号输出的准确性更高。
本实施例中，信号释放时间只要保证相应行的像素单元中，80％以上的电子信号传输至所述信号读出芯片中即可。理论上，根据RC充电电路原理(即电阻电容充电电路原理)，全部电子信号都传到出来，需要无穷长的时间，故实际应用中只要像素单元中足够多的信号释放出来就可以，本实施例保证80％以上的电子信号传输至所述信号读出芯片时即可。
本实施例中，第m’+1次第一驱动步骤的起始时刻位于第m’次第一读出步骤中的第二子操作步骤R2和第三子操作步骤R3之间。
本实施例中，任意一次第二读出步骤仅包括：第一子操作步骤，第一子操作步骤用于清空数据线信号。
第一读出步骤所读出第二周边区的数据不用于合成图像，或者，在对第二周边区的像素单元进行第一读出步骤时，信号读出芯片中读取数据的通道关闭。
当第一读出步骤也读出第二周边区的数据时，任意一次第一读出步骤均包括：依次进行的第一子操作步骤R1、第二子操作步骤R2和第三子操作步骤R3，第一子操作步骤R1用于清空数据线信号，第二子操作步骤R2进行第一信号采样，第三子操作步骤R3用于进行第二信号采样。对任意一行的有效采集区A1和第二周边区同步进行第一读出步骤。
本实施例中，第一周边区中像素单元的输出的数据不用于形成指纹图像，有效采集区中像素单元的输出的数据用于形成指纹图像。第一读出步骤用于读出有效行采集区的像素单元的数据，第二读出步骤用于读出第一周边区像素单元的数据。第一驱动步骤对应扫描线对有效行采集区的像素单元逐行扫描，第二驱动步骤对应扫描线对第一周边区的像素单元扫描的过程。对有效行采集区的像素单元的速率小于对第一周边区像素单元的扫描速率，且第一读出周期大于第二读出周期，这样保证对有效行采集区的像素单元进行足够时间的信号采集，使得有效行采集区的像素单元中较多的电子信号传输至信号读出芯片，保证了指纹图像的质量。由于第二驱动时间小于第一驱动时间，因此对第一周边区像素单元的扫描速率大于对有效行采集区像素单元的扫描速率，对第一周边区像素单元的扫描时间较短，相应的，第二读出周期小于第一读出周期。因此提高了图像采集方法采集指纹图像的速度。
进一步，通过将扫描线设置为逐行导通，并且保证不同扫描线之间的驱动时间不重叠，以免不同行的像素单元的信号串扰；同时相邻导通的扫描线的驱动步骤之间没有间隔，前一行像素单元的驱动步骤的结束时刻恰好是当前行像素单元的驱动步骤的开始时刻，即上一行像素单元的开关恰好断开时，当前行像素单元的开关恰好导通，从而实现不同行像素单元中开关导通和断开时，其中一行像素单元的开关由数据线抽取的电荷与另一行像素单元的开关向数据线释放的电荷基本相互抵消，或者说，其中一行像素单元的开关向数据线释放的电荷基本等于另一行像素单元的开关由数据线抽取的电荷，则此时可以实现绝大部分释放的电荷和抽取的电荷之间的相互抵消，从而最大程度降低像素单元中开关导通或断开时产生的抽取或释放的电子数量，减小像素单元中开关对所述信号读出芯片的电荷冲击，提高所述信号读出芯片的稳定性，降低整个电路系统的设计难度。
本实施例使第一读出周期T1等于第一驱动时间t1，但是第一读出步骤和第一驱动步骤的开始时刻错开，每个第一驱动步骤的开始时刻落在第一读出步骤的期间。通过上述设定，使得第一读出步骤和第一驱动步骤相互配合。
本实施例中，还包括：进行清空帧时序步骤，所述清空帧时序步骤包括：扫描线对阵列排布的多个像素单元逐行扫描，在有效行采集区，扫描线对像素单元逐行进行若干次第一清空驱动步骤，在第一周边区，扫描线对相邻行的像素单元逐行进行若干次第二清空驱动步骤，任意一次第一清空驱动步骤的驱动时间为第一清空驱动时间，任意一次第二清空驱动步骤的驱动时间为第二清空驱动时间，第二清空驱动时间小于第一清空驱动时间；在对有效行采集区的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第一清空读出步骤，第一清空读出步骤具有第一清空读出周期，第一清空读出周期大于等于第一清空驱动时间；在对第一周边区相邻行的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第二清空读出步骤，第二清空读出步骤具有第二清空读出周期，第二清空读出周期大于等于第二清空驱动时间，且第二清空读出周期小于第一清空读出周期。
由于环境光以及像素单元漏电流等影响，光学指纹传感器的各像素单元会产生不均匀的信号。进行清空帧时序步骤的作用包括：在开始采集指纹信号之前，先通过清空帧逐行扫描有效行采集区，读取有效行采集区的像素单元中的信号，从而使得光学指纹传感器的有效行采集区的各像素单元具有一个确定和稳定的初始状态。
本发明另一实施例还提供一种光学指纹传感器的图像采集方法。下面结合附图对本实施例的图像采集方法进行说明。关于本实施例与前一实施例相同的内容，不再详述。
光学指纹传感器的图像采集方法包括：进行数据读出时序步骤。
结合参考图9至图11，图10为图9中部分第一驱动步骤和第一读出步骤的时序图，图11为图9中部分第二驱动步骤和第二读出步骤的时序图，所述数据读出时序步骤包括：扫描线22对阵列排布的多个像素单元20逐行扫描，在有效行采集区A，扫描线22对像素单元20逐行进行若干次第一驱动步骤，在第一周边区B，扫描线22对相邻行的像素单元20逐行进行若干次第二驱动步骤，任意一次第一驱动步骤的驱动时间为第一驱动时间t11，任意一次第二驱动步骤的驱动时间为第二驱动时间t22，第二驱动时间t22小于第一驱动时间t11；在对有效行采集区A的像素单元20逐行扫描的过程中，信号读出芯片212依次进行若干次第一读出步骤，第一读出步骤具有第一读出周期T11；在对第一周边区B相邻行的像素单元20逐行扫描的过程中，信号读出芯片212依次进行若干次第二读出步骤，第二读出步骤具有第二读出周期T22，第二读出周期T22小于第一读出周期T11。
本实施例中，第一读出周期T11大于第一驱动时间t11，且第二读出周期T22大于第二驱动时间t22。
在一个实施例中，第二读出周期T22为1微秒～50微秒；第一读出周期T11为50微秒～500微秒。
本实施例中，第一驱动时间t11为第一读出周期T11的30％～60％；第二驱动时间t22为第二读出周期T22的30％～60％。
本实施例中，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M次，第二读出步骤的总次数为Ma+Mb次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的总次数为Ma+Mb次。
一次第一读出步骤是针对有效行采集区A的一行像素单元进行的。
本实施例中，对第一周边区的Ma行*N列的像素单元20逐行扫描之后，对有效行采集区A的M行*N列的像素单元20逐行扫描，之后，对第一周边区的Mb行*N列的像素单元20逐行扫描，作为示例说明。在其他实施例中，还可以是：从Mb行*N列的像素单元20到M行*N列的像素单元20再到Ma行*N列的像素单元20的方向，对像素单元20逐行扫描。
本实施例中，第ma次第二读出步骤的结束时刻与第ma+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，ma为大于等于1且小于等于Ma-1的整数，第Ma次第二读出步骤的结束时刻与第一次第一读出步骤的开始时刻重叠，第m’次第一读出步骤的结束时刻与第m’+1次第一读出步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一读出步骤的结束时刻与第Ma+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，第Ma+mb次第二读出步骤的结束时刻与第Ma+mb+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mb为大于等于1且小于等于Mb-1的整数。
本实施例中，第ma’次第二读出步骤的开始时刻先于第ma’次第二驱动步骤的开始时刻，第ma’次第二读出步骤的结束时刻后于第ma’次第二驱动步骤的结束时刻，ma’为大于等于1且小于等于Ma的整数；第m”次第一读出步骤的开始时刻先于第m”次第一驱动步骤的开始时刻，第m”次第一读出步骤的结束时刻后于第m”次第一驱动步骤的结束时刻，m”为大于等于1且小于等于M的整数；第Ma+mb’次第二读出步骤的开始时刻先于第Ma+mb’次第二驱动步骤的开始时刻，第Ma+mb’次第二读出步骤的结束时刻后于第Ma+mb’次第二驱动步骤的结束时刻，mb’为大于等于1且小于等于Mb的整数。
本实施例中，在对有效采集区的像素单元进行第一读出步骤时，任意一次第一读出步骤均包括：依次进行的第一子操作步骤R1、第二子操作步骤R2和第三子操作步骤R3，第一子操作步骤R1用于清空数据线信号，第二子操作步骤R2进行第一信号采样，第三子操作步骤R3用于进行第二信号采样。
其中，任意一次第一读出步骤中，第一读出步骤的开始时刻和第一子操作步骤R1之间具有第一间隔时间(未标注)，第一子操作步骤R1和第二子操作步骤R2之间具有第二间隔时间(未标注)，第二子操作步骤R2和第三子操作步骤R3之间具有第三间隔时间(未标注)，第三子操作步骤R3与第一读出步骤的结束时刻之间具有第四间隔时间(未标注)。
第一子操作步骤R1的作用是清空上一行像素单元20在数据线和信号读出芯片212电流上的信号残留，为本行信号采集做准备，从而保证每一次第一读出步骤中第二子操作步骤R2采样到的信号都是稳定和一致的。
第二子操作步骤R2的目的是采集本底信号，即第一信号，以备后续与第二信号进行作差等操作。
第三子操作步骤R3采集到的第二信号(此信号为像素综合信号)包括上述第二操作时间R2采样到的本底信号和像素单元的输出信号。
本实施例中，第m”次第一驱动步骤的起始时刻位于第m”次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间，且第m”次第一驱动步骤的结束时刻位于第m”次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间。
任意一次第二读出步骤仅包括：第一子操作步骤，第一子操作步骤用于清空数据线信号。
所述有效行采集区还包括沿行方向位于有效采集区两侧的第二周边区；第一读出步骤所读出第二周边区的数据不用于合成图像，或者，在对第二周边区的像素单元进行第一读出步骤时，信号读出芯片中读取数据的通道关闭。
进行清空帧时序步骤，所述清空帧时序步骤包括：扫描线对阵列排布的多个像素单元逐行扫描，在有效行采集区，扫描线对像素单元逐行进行若干次第一清空驱动步骤，在第一周边区，扫描线对相邻行的像素单元逐行进行若干次第二清空驱动步骤，任意一次第一清空驱动步骤的驱动时间为第一清空驱动时间，任意一次第二清空驱动步骤的驱动时间为第二清空驱动时间，第二清空驱动时间小于第一清空驱动时间；在对有效行采集区的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第一清空读出步骤，第一清空读出步骤具有第一清空读出周期，第一清空读出周期大于等于第一清空驱动时间；在对第一周边区相邻行的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第二清空读出步骤，第二清空读出步骤具有第二清空读出周期，第二清空读出周期大于等于第二清空驱动时间，且第二清空读出周期小于第一清空读出周期。
本发明另一实施例还提供一种光学指纹传感器的图像采集方法，本实施例与图3至图8中的方法的区别在于：所述有效行采集区包括M行*N列的像素单元，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数；第一周边区仅位于有效行采集区沿着列方向的一侧，第一周边区包括Mab行*N列的像素单元，Mab为大于等于1的整数；相应的，第一读出周期等于第一驱动时间，且第二读出周期等于第二驱动时间，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M-1次，第二读出步骤的次数为Mab次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的次数为Mab次。
本实施例中，在一种情况下，对第一周边区的Mab行*N列的像素单元20逐行扫描之后，对有效行采集区A的M行*N列的像素单元20逐行扫描，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数，第Mab次第二读出步骤的结束时刻先于第一次第一读出步骤的开始时刻，第m-1次第一读出步骤的结束时刻与第m次第一读出步骤的开始时刻重叠，m为大于等于2且小于等于M-1的整数；第mab次第二驱动步骤的结束时刻与第mab+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Mab次第二驱动步骤的结束时刻与第一次第一驱动步骤的开始时刻重叠，第m’次第一驱动步骤的结束时刻与第m’+1次第一驱动步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数；第mab’次第二读出步骤的开始时刻与第mab’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第mab’次第二读出步骤的结束时刻与第mab’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数；第m’次第一驱动步骤的开始时刻先于第m’次第一读出步骤的开始时刻。
本实施例中，在另一种情况下，对有效行采集区A的M行*N列的像素单元20逐行扫描之后，对第一周边区的Mab行*N列的像素单元20逐行扫描之后，第m-1次第一读出步骤的结束时刻与第m次第一读出步骤的开始时刻重叠，m为大于等于2且小于等于M-1的整数，第M-1次第一读出步骤的结束时刻先于第一次第二读出步骤的开始时刻，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数；第m’次第一驱动步骤的结束时刻与第m’+1次第一驱动步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一驱动步骤的结束时刻与第一次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第mab次第二驱动步骤的结束时刻与第mab+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠；第m’次第一驱动步骤的开始时刻先于第m’次第一读出步骤的开始时刻；第mab’次第二读出步骤的开始时刻与第mab’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第mab’次第二读出步骤的结束时刻与第mab’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数。
本实施例中，第m’次第一读出步骤的起始时刻至第m’+1次第一驱动步骤的起始时刻之间的间隔时间小于第一驱动时间且小于第一读出周期；第m’次第一读出步骤的起始时刻至第m’次第一驱动步骤的起始时刻之间的间隔时间小于第一驱动时间且小于第一读出周期。
本实施例中，在对有效采集区的像素单元进行第一读出步骤时，任意一次第一读出步骤均包括：依次进行的第一子操作步骤、第二子操作步骤和第三子操作步骤，第一子操作步骤用于清空数据线信号，第二子操作步骤进行第一信号采样，第三子操作步骤用于进行第二信号采样。本实施例中，在对有效采集区的像素单元进行第一读出步骤时，任意一次第一读出步骤的内容参照图3至图8中涉及的方法的内容，不再详述。
本实施例中，第m’+1次第一驱动步骤的起始时刻位于第m’次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间。
关于本实施例与图3至图8中涉及的方法中相同的内容，不再详述。
本发明另一实施例还提供一种光学指纹传感器的图像采集方法，本实施例与图9至图11中的方法的区别在于：所述有效行采集区包括M行*N列的像素单元；第一周边区仅位于有效行采集区沿着列方向的一侧，第一周边区包括Mab行*N列的像素单元；相应的，第一读出周期大于第一驱动时间，且第二读出周期大于第二驱动时间。
本实施例中，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M次，第二读出步骤的次数为Mab次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的次数为Mab次。
本实施例中，在一种情况下，对第一周边区的Mab行*N列的像素单元20逐行扫描之后，对有效行采集区A的M行*N列的像素单元20逐行扫描，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数，第Mab次第二读出步骤的结束时刻与第一次第一读出步骤的开始时刻重叠，第m’次第一读出步骤的结束时刻与第m’+1次第一读出步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数；第mab’次第二读出步骤的开始时刻先于第mab’次第二驱动步骤的开始时刻，第mab’次第二读出步骤的结束时刻后于第mab’次第二驱动步骤的结束时刻，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数；第m”次第一读出步骤的开始时刻先于第m”次第一驱动步骤的开始时刻，第m”次第一读出步骤的结束时刻后于第m”次第一驱动步骤的结束时刻，m”为大于等于1且小于等于M的整数。
本实施例中，在另一种情况下，对有效行采集区A的M行*N列的像素单元20逐行扫描之后，对第一周边区的Mab行*N列的像素单元20逐行扫描之后，第m’次第一读出步骤的结束时刻与第m’+1次第一读出步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一读出步骤的结束时刻与第一次第二读出步骤的开始时刻重叠，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数；第m”次第一读出步骤的开始时刻先于第m”次第一驱动步骤的开始时刻，第m”次第一读出步骤的结束时刻后于第m”次第一驱动步骤的结束时刻，m”为大于等于1且小于等于M的整数；第mab’次第二读出步骤的开始时刻先于第mab’次第二驱动步骤的开始时刻，第mab’次第二读出步骤的结束时刻后于第mab’次第二驱动步骤的结束时刻，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数。
本实施例中，在对有效采集区的像素单元进行第一读出步骤时，任意一次第一读出步骤均包括：依次进行的第一子操作步骤、第二子操作步骤和第三子操作步骤，第一子操作步骤用于清空数据线信号，第二子操作步骤进行第一信号采样，第三子操作步骤用于进行第二信号采样。本实施例中，在对有效采集区的像素单元进行第一读出步骤时，任意一次第一读出步骤的内容参照图9至图11中涉及的方法的内容，不再详述。
本实施例中，第m”次第一驱动步骤的起始时刻位于第m”次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间，且第m”次第一驱动步骤的结束时刻位于第m”次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间。
本实施例中，第一驱动时间为第一读出周期的30％～60％；第二驱动时间为第二读出周期的30％～60％。
关于本实施例与图9图11中涉及的方法中相同的内容，不再详述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (25)
1.一种光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，包括：
提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括：像素阵列电路层和信号读出芯片，所述像素阵列电路层包括阵列排布的多个像素单元、多条数据线和多条扫描线，所述像素阵列电路层包括有效行采集区和沿着列方向位于有效行采集区侧部的第一周边区，所述有效行采集区包括有效采集区，信号读出芯片与数据线电学连接；
进行数据读出时序步骤，数据读出时序步骤包括：
扫描线对阵列排布的多个像素单元逐行扫描，在有效行采集区，扫描线对像素单元逐行进行若干次第一驱动步骤，在第一周边区，扫描线对相邻行的像素单元逐行进行若干次第二驱动步骤，任意一次第一驱动步骤的驱动时间为第一驱动时间，任意一次第二驱动步骤的驱动时间为第二驱动时间，第二驱动时间小于第一驱动时间；
在对有效行采集区的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第一读出步骤，第一读出步骤具有第一读出周期，第一读出周期大于等于第一驱动时间；
在对第一周边区相邻行的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第二读出步骤，第二读出步骤具有第二读出周期，第二读出周期大于等于第二驱动时间，且第二读出周期小于第一读出周期。
2.根据权利要求1所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第二读出周期为1微秒～50微秒；第一读出周期为50微秒～500微秒。
3.根据权利要求1所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，所述有效行采集区包括M行*N列的像素单元，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数；第一周边区分别位于有效行采集区沿着列方向的两侧，对于所述有效行采集区沿着列方向一侧的第一周边区，第一周边区包括Ma行*N列的像素单元，Ma为大于等于1的整数，对于所述有效行采集区沿着列方向另一侧的第一周边区，第一周边区包括Mb行*N列的像素单元，Mb为大于等于1的整数。
4.根据权利要求3所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第一读出周期等于第一驱动时间，且第二读出周期等于第二驱动时间。
5.根据权利要求4所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M-1次，第二读出步骤的总次数为Ma+Mb次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的总次数为Ma+Mb次；
第ma次第二读出步骤的结束时刻与第ma+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，ma为大于等于1且小于等于Ma-1的整数，第Ma次第二读出步骤的结束时刻先于第一次第一读出步骤的开始时刻，第m-1次第一读出步骤的结束时刻与第m次第一读出步骤的开始时刻重叠，m为大于等于2且小于等于M-1的整数，第M-1次第一读出步骤的结束时刻先于第Ma+1次第二读出步骤的开始时刻，第Ma+mb次第二读出步骤的结束时刻与第Ma+mb+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mb为大于等于1且小于等于Mb-1的整数；
第ma次第二驱动步骤的结束时刻与第ma+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Ma次第二驱动步骤的结束时刻与第一次第一驱动步骤的开始时刻重叠，第m’次第一驱动步骤的结束时刻与第m’+1次第一驱动步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一驱动步骤的结束时刻与第Ma+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Ma+mb次第二驱动步骤的结束时刻与第Ma+mb+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠；
第ma’次第二读出步骤的开始时刻与第ma’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第ma’次第二读出步骤的结束时刻与第ma’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，ma’为大于等于1且小于等于Ma的整数；第m’次第一驱动步骤的开始时刻先于第m’次第一读出步骤的开始时刻；第Ma+mb’次第二读出步骤的开始时刻与第Ma+mb’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Ma+mb’次第二读出步骤的结束时刻与第Ma+mb’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，mb’为大于等于1且小于等于Mb的整数。
6.根据权利要求3所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第一读出周期大于第一驱动时间，且第二读出周期大于第二驱动时间。
7.根据权利要求6所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M次，第二读出步骤的总次数为Ma+Mb次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的总次数为Ma+Mb次；
第ma次第二读出步骤的结束时刻与第ma+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，ma为大于等于1且小于等于Ma-1的整数，第Ma次第二读出步骤的结束时刻与第一次第一读出步骤的开始时刻重叠，第m’次第一读出步骤的结束时刻与第m’+1次第一读出步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一读出步骤的结束时刻与第Ma+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，第Ma+mb次第二读出步骤的结束时刻与第Ma+mb+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mb为大于等于1且小于等于Mb-1的整数；
第ma’次第二读出步骤的开始时刻先于第ma’次第二驱动步骤的开始时刻，第ma’次第二读出步骤的结束时刻后于第ma’次第二驱动步骤的结束时刻，ma’为大于等于1且小于等于Ma的整数；第m”次第一读出步骤的开始时刻先于第m”次第一驱动步骤的开始时刻，第m”次第一读出步骤的结束时刻后于第m”次第一驱动步骤的结束时刻，m”为大于等于1且小于等于M的整数；第Ma+mb’次第二读出步骤的开始时刻先于第Ma+mb’次第二驱动步骤的开始时刻，第Ma+mb’次第二读出步骤的结束时刻后于第Ma+mb’次第二驱动步骤的结束时刻，mb’为大于等于1且小于等于Mb的整数。
8.根据权利要求1所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，所述有效行采集区包括M行*N列的像素单元，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数；第一周边区仅位于有效行采集区沿着列方向的一侧，第一周边区包括Mab行*N列的像素单元，Mab为大于等于1的整数。
9.根据权利要求8所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第一读出周期等于第一驱动时间，且第二读出周期等于第二驱动时间。
10.根据权利要求9所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M-1次，第二读出步骤的次数为Mab次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的次数为Mab次。
11.根据权利要求10所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数，第Mab次第二读出步骤的结束时刻先于第一次第一读出步骤的开始时刻，第m-1次第一读出步骤的结束时刻与第m次第一读出步骤的开始时刻重叠，m为大于等于2且小于等于M-1的整数；
第mab次第二驱动步骤的结束时刻与第mab+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第Mab次第二驱动步骤的结束时刻与第一次第一驱动步骤的开始时刻重叠，第m’次第一驱动步骤的结束时刻与第m’+1次第一驱动步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数；
第mab’次第二读出步骤的开始时刻与第mab’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第mab’次第二读出步骤的结束时刻与第mab’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数；第m’次第一驱动步骤的开始时刻先于第m’次第一读出步骤的开始时刻。
12.根据权利要求10所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第m-1次第一读出步骤的结束时刻与第m次第一读出步骤的开始时刻重叠，m为大于等于2且小于等于M-1的整数，第M-1次第一读出步骤的结束时刻先于第一次第二读出步骤的开始时刻，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数；
第m’次第一驱动步骤的结束时刻与第m’+1次第一驱动步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一驱动步骤的结束时刻与第一次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第mab次第二驱动步骤的结束时刻与第mab+1次第二驱动步骤的开始时刻重叠；
第m’次第一驱动步骤的开始时刻先于第m’次第一读出步骤的开始时刻；第mab’次第二读出步骤的开始时刻与第mab’次第二驱动步骤的开始时刻重叠，第mab’次第二读出步骤的结束时刻与第mab’次第二驱动步骤的结束时刻重叠，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数。
13.根据权利要求8所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第一读出周期大于第一驱动时间，且第二读出周期大于第二驱动时间。
14.根据权利要求13所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，在一次数据读出时序步骤中，第一读出步骤的次数为M次，第二读出步骤的次数为Mab次，第一驱动步骤的次数为M次，第二驱动步骤的次数为Mab次。
15.根据权利要求14所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数，第Mab次第二读出步骤的结束时刻与第一次第一读出步骤的开始时刻重叠，第m’次第一读出步骤的结束时刻与第m’+1次第一读出步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数；
第mab’次第二读出步骤的开始时刻先于第mab’次第二驱动步骤的开始时刻，第mab’次第二读出步骤的结束时刻后于第mab’次第二驱动步骤的结束时刻，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数；第m”次第一读出步骤的开始时刻先于第m”次第一驱动步骤的开始时刻，第m”次第一读出步骤的结束时刻后于第m”次第一驱动步骤的结束时刻，m”为大于等于1且小于等于M的整数。
16.根据权利要求14所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第m’次第一读出步骤的结束时刻与第m’+1次第一读出步骤的开始时刻重叠，m’为大于等于1且小于等于M-1的整数，第M次第一读出步骤的结束时刻与第一次第二读出步骤的开始时刻重叠，第mab次第二读出步骤的结束时刻与第mab+1次第二读出步骤的开始时刻重叠，mab为大于等于1且小于等于Mab-1的整数；
第m”次第一读出步骤的开始时刻先于第m”次第一驱动步骤的开始时刻，第m”次第一读出步骤的结束时刻后于第m”次第一驱动步骤的结束时刻，m”为大于等于1且小于等于M的整数；第mab’次第二读出步骤的开始时刻先于第mab’次第二驱动步骤的开始时刻，第mab’次第二读出步骤的结束时刻后于第mab’次第二驱动步骤的结束时刻，mab’为大于等于1且小于等于Mab的整数。
17.根据权利要求5、11或12所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第m’次第一读出步骤的起始时刻至第m’+1次第一驱动步骤的起始时刻之间的间隔时间小于第一驱动时间且小于第一读出周期；第m’次第一读出步骤的起始时刻至第m’次第一驱动步骤的起始时刻之间的间隔时间小于第一驱动时间且小于第一读出周期。
18.根据权利要求5、11或12所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，在对有效采集区的像素单元进行第一读出步骤时，任意一次第一读出步骤均包括：依次进行的第一子操作步骤、第二子操作步骤和第三子操作步骤，第一子操作步骤用于清空数据线信号，第二子操作步骤进行第一信号采样，第三子操作步骤用于进行第二信号采样。
19.根据权利要求18所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第m’+1次第一驱动步骤的起始时刻位于第m’次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间。
20.根据权利要求7、15或16所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，在对有效采集区的像素单元进行第一读出步骤时，任意一次第一读出步骤均包括：依次进行的第一子操作步骤、第二子操作步骤和第三子操作步骤，第一子操作步骤用于清空数据线信号，第二子操作步骤进行第一信号采样，第三子操作步骤用于进行第二信号采样。
21.根据权利要求20所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第m”次第一驱动步骤的起始时刻位于第m”次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间，且第m”次第一驱动步骤的结束时刻位于第m”次第一读出步骤中的第二子操作步骤和第三子操作步骤之间。
22.根据权利要求6或13所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，第一驱动时间为第一读出周期的30％～60％；第二驱动时间为第二读出周期的30％～60％。
23.根据权利要求1所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，任意一次第二读出步骤仅包括：第一子操作步骤，第一子操作步骤用于清空数据线信号。
24.根据权利要求1所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，所述有效行采集区还包括沿行方向位于有效采集区两侧的第二周边区；第一读出步骤所读出第二周边区的数据不用于合成图像，或者，在对第二周边区的像素单元进行第一读出步骤时，信号读出芯片中读取数据的通道关闭。
25.根据权利要求1所述的光学指纹传感器的图像采集方法，其特征在于，进行清空帧时序步骤，所述清空帧时序步骤包括：扫描线对阵列排布的多个像素单元逐行扫描，在有效行采集区，扫描线对像素单元逐行进行若干次第一清空驱动步骤，在第一周边区，扫描线对相邻行的像素单元逐行进行若干次第二清空驱动步骤，任意一次第一清空驱动步骤的驱动时间为第一清空驱动时间，任意一次第二清空驱动步骤的驱动时间为第二清空驱动时间，第二清空驱动时间小于第一清空驱动时间；
在对有效行采集区的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第一清空读出步骤，第一清空读出步骤具有第一清空读出周期，第一清空读出周期大于等于第一清空驱动时间；在对第一周边区相邻行的像素单元逐行扫描的过程中，信号读出芯片依次进行若干次第二清空读出步骤，第二清空读出步骤具有第二清空读出周期，第二清空读出周期大于等于第二清空驱动时间，且第二清空读出周期小于第一清空读出周期。
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