CN110135276A - 一种全面屏屏下指纹识别方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及指纹识别技术领域，特别涉及一种全面屏屏下指纹识别方法和装置。所述一种全面屏屏下指纹识别方法，包括步骤：获取手指触摸的位置信息；点亮所述位置信息对应的位置区域，并扫描获取点亮的位置区域对应的指纹信息。通过上述方法，因只扫描手指有触摸的区域，并非对所有的位置区域都进行扫描，且只需收集处理该区域内的感光元件的光学信息即可，可大大地加快指纹识别的速度，减少指纹识别的响应时间，提升灵敏度，减小指纹识别背板的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，特别涉及一种全面屏屏下指纹识别方法和装置。
背景技术
随着全面屏手机市场的井喷式爆发，屏下指纹技术的应用也逐渐成为行业的主流标配。根据技术特点的不同，屏下指纹大致可分为：电容式指纹识别，光学式指纹识别和超声波式指纹识别三种。这三种屏下指纹技术各有优缺点，电容式指纹识别具有成本低，功耗低，但是灵敏度低的特点；光学式指纹识别则具有灵敏度高，但功耗高的特点；超声波指纹识别技术主要是技术性还不够成熟。
其中光学式指纹识别技术可结合OLED技术以实现全面屏的屏下指纹技术。如图1所示，搭载有光敏元件阵列的背板(Photo Diode Backplane)设计在OLED显示屏下方，当有手指触摸做指纹采集时，OLED屏所发出的光打在手指指纹的纹路上，再反射到下方的光敏元件上，光敏元件将光信号转化为电信号，并传送至数据分析单元就可分析出指纹特征。
但是为了使其可以做全面屏的屏下指纹识别，需要在采集指纹信息时，扫描整个背板上所有的光敏元件，并做数据分析，损耗时间，也占用一定功耗。在智能手机市场追求高响应速度和高续航的需求下，这两个缺点是阻碍其发展的一个主要绊脚石。目前暂未有一个好的办法用以解决上述问题。
发明内容
为此，需要提供一种全面屏屏下指纹识别方法，用以解决全面屏的屏下指纹识别响应速度慢和功耗大的问题，具体的技术方案如下：
一种全面屏屏下指纹识别方法，包括步骤：获取手指触摸的位置信息；点亮所述位置信息对应的位置区域，并扫描获取点亮的位置区域对应的指纹信息。
进一步的，所述“获取手指触摸的位置信息”，还包括步骤：判断是否有手指触摸触控面板，若有手指触摸触控面板，通过触控面板内的触控芯片获取手指触摸的位置信息，所述位置信息包括：触摸的区域坐标和范围大小。
进一步的，所述“点亮所述位置信息对应的位置区域”，还包括步骤：显示芯片获取所述位置信息，并根据所述位置信息只点亮所述位置信息对应的位置区域。
进一步的，所述“并扫描获取点亮的位置区域对应的指纹信息”，还包括步骤：指纹扫描芯片获取所述位置信息，并根据接收到的扫描信号单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息。
进一步的，所述“单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息”，还包括步骤：根据所述位置信息选择不同的时序设定驱动光敏元件，进而单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息。
为解决上述技术问题，还提供了一种全面屏屏下指纹识别装置，其具体技术方案如下：
一种全面屏屏下指纹识别装置，包括：触控面板、显示板、指纹识别背板和控制单元；所述控制单元分别连接触控面板、显示板和指纹识别背板；所述指纹识别背板内设置有光敏元件阵列，所述指纹识别背板内的光敏元件阵列被纵向分割为多个部分；所述触控面板用于：获取手指触摸的位置信息，并发送所述位置信息至控制单元；所述控制单元用于：根据所述位置信息发出指令控制显示板点亮所述位置信息对应的位置区域，并根据所述位置信息发出指令控制指纹识别背板扫描获取点亮的位置区域对应的指纹信息；所述显示板用于：获取所述位置信息，并根据所述位置信息点亮所述位置信息对应的位置区域；所述指纹识别背板用于：获取所述位置信息，并根据接收到的扫描信号单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息。
进一步的，所述触控面板还用于：判断是否有手指触摸触控面板，若有手指触摸触控面板，通过触控面板内的触控芯片获取手指触摸的位置信息，所述位置信息包括：触摸的区域坐标和范围大小。
进一步的，所述控制单元还用于：根据所述位置信息选择不同的时序设定驱动指纹识别背板内的光敏元件。
进一步的，所述显示板还用于：接收指纹识别背板发送的指纹信息，并将对应结果反馈显示。
进一步的，所述指纹识别背板内的光敏元件阵列被纵向分割为八等份，每等份光敏元件阵列均包含可独立运作的GIP扫描电路。
本发明的有益效果是：通过指获取有手指触摸的位置信息，根据所述的位置信息点亮该位置信息对应的位置区域，并扫描点亮的位置区域进而获取到该位置区域对应的指纹信息，因只扫描手指有触摸的区域，并非对所有的位置区域都进行扫描，且只需收集处理该区域内的感光元件的光学信息即可，可大大地加快指纹识别的速度，减少指纹识别的响应时间，提升灵敏度，减小指纹识别背板的功耗。
附图说明
图1为背景技术所述全面屏的屏下指纹技术的示意图；
图2为具体实施方式所述一种全面屏屏下指纹识别方法的流程图；
图3为具体实施方式所述一种全面屏屏下指纹识别方法的示意图；
图4为具体实施方式所述一种全面屏屏下指纹识别方法的流程图；
图5为具体实施方式所述光敏元件阵列示意图；
图6为具体实施方式所述光敏元件采集指纹的光学信息转换为电学信息的示意图；
图7为具体实施方式所述手指触摸在区域6的示意图；
图8为具体实施方式所述手指触摸在区域6时的驱动时序图；
图9为具体实施方式所述手指触摸在区域5和区域6边界上的示意图；
图10为具体实施方式所述手指触摸在区域5和区域6边界上的驱动时序图；
图11为具体实施方式所述一种全面屏屏下指纹识别装置的模块示意图。
附图标记说明：
1100、全面屏屏下指纹识别装置，
1101、触控面板，
1102、显示板，
1103、指纹识别背板，
1104、控制单元。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图2至图10，在本实施方式中，一种全面屏屏下指纹识别方法可应用在一种全面屏屏下指纹识别装置，该全面屏屏下指纹识别装置，包括：触控面板、显示板、指纹识别背板和控制单元，所述控制单元分别连接触控面板、显示板和指纹识别背板，所述指纹识别背板内设置有光敏元件阵列，所述指纹识别背板内的光敏元件阵列被纵向分割为多个部分。故可通过设置不同的时序设定来驱动不同的光敏元件进而使其只获取特定位置区域的光学信息。
请参阅图2，在本实施方式中，一种全面屏屏下指纹识别方法的具体实施方式如下：
步骤S201：获取手指触摸的位置信息。
步骤S202：点亮所述位置信息对应的位置区域，并扫描获取点亮的位置区域对应的指纹信息。
请参阅图3和图4，上述步骤可具体实施方式如下：
判断是否有手指触摸触控面板，若有手指触摸触控面板，确认有手指触摸的触摸区域位置的坐标，确认好位置坐标后，发送位置坐标到控制单元，控制单元会发出指令只点亮被手指触碰到的位置，其它没有被手指碰到的位置不被点亮，同时也会通过确认好的位置坐标判断手指触摸的区域位置，进而根据确认好的区域位置，选择不同组的时序设定驱动光敏元件去扫描有手指触摸的位置区域，获得该区域的光学信号，将其转化为电学信号，并进行输出。
通过上述步骤，因只扫描手指有触摸的区域，并非对所有的位置区域都进行扫描，且只需收集处理该区域内的感光元件的光学信息即可，可大大地加快指纹识别的速度，减少指纹识别的响应时间，提升灵敏度，减小指纹识别背板的功耗。
进一步的，在本实施方式中，所述“获取手指触摸的位置信息”，还包括步骤：
判断是否有手指触摸触控面板，若有手指触摸触控面板，通过触控面板内的触控芯片获取手指触摸的位置信息，所述位置信息包括：触摸的区域坐标和范围大小。
获取好位置信息后，进一步的，所述“点亮所述位置信息对应的位置区域”，还包括步骤：显示芯片获取所述位置信息，并根据所述位置信息只点亮所述位置信息对应的位置区域。上述步骤可具体如下：触控面板发送位置信息至控制单元，控制单元发送所述位置信息至显示芯片，显示芯片获取所述位置信息后，根据所述位置信息只点亮所述位置信息对应的位置区域，不点亮其它位置区域。
同时，所述“并扫描获取点亮的位置区域对应的指纹信息”，还包括步骤：指纹扫描芯片获取所述位置信息，并根据接收到的扫描信号单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息。即：控制单元发送位置信息至指纹扫描芯片，并发送扫描信号给指纹扫描芯片，指纹扫描芯片结合位置信息和扫描信号单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息。
进一步的，所述“单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息”，还包括步骤：根据所述位置信息选择不同的时序设定驱动光敏元件，进而单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息。请参阅图5至图10，上述步骤可采用如下方式：
在本实施方式中，以普通人的手指指纹面积作为考量，一个部分的宽度大于手指指纹面积为佳，如图5所示，将指纹识别背板内的感光元件阵列划分为8等份。
同样地，扫描电路(GIP)也需分成8等份。
由于GIP扫描电路工作时，需要一个起始信号STV，和一个终止信号RST；
当指纹识别背板分割成多个部分后，GIP扫描电路亦分割为多个部分，且这些个GIP扫描电路可单独各自独立完成扫描工作，故也需要多个STV来单独启动；比如：分成8等份时，GIP的起始信号需要8个STV，如图5所示；
图中的CK1～8为时钟信号，其根据具体的GIP电路设计可以是8组或者16组或者其他的，本发明不做具体的要求。图5中，CK1～8并不需要根据分割的数量而增加，都是8个。
CK时钟信号经过GIP电路后，可产生Gate驱动信号，Gate信号用于开启每一行的TFT开关，来获取光敏元件将光信号转为的电信号(如图6所示)。
如图7所示，比如，当手指触摸的位置在6区域时，起始信号STV6送起始信号波形，其他的STV1～5和STV8保持低电平，开始扫描6区域的第一行；STV7送终止信号波形，在扫描完6区域最后一行后，停止对7区域的进行扫描。其驱动时序图如图8所示。
通过设定时钟信号CK的脉冲个数，来实现其准确扫描完整单个区域，而不溢出；比如，上面举例的8组CK一循环，假设6区域一共有N行Gate-line需要扫描，那么CK的脉冲数量为N/8；该设定需要在面板设计阶段完成。
如图9和图10所示，又比如：手指触摸在区域5和区域6的边界上，同时包含了两个区域。驱动扫描控制信号就需要区域5和区域6都扫描完。此时，先扫描区域5，STV5作为起始信号，STV6作为终止信号；扫描区域6时，STV6又是其起始信号，STV7为终止信号。
当手指同时按住两块区域时，CK的脉冲数为2*N/8。
上述两种实施例为将背板划分为8部分的驱动方式，根据设计的要求，在设计阶段可以将不同的时序设定，包进固件之中；在实际应用时，根据手指指纹触摸到的不同区域，选择不同的时序驱动，即可。
请参阅图11，在本实施方式中，一种全面屏屏下指纹识别装置1100的具体实施方式如下：
一种全面屏屏下指纹识别装置1100，包括：触控面板1101、显示板1102、指纹识别背板1103和控制单元1104；所述控制单元1104分别连接触控面板1101、显示板1102和指纹识别背板1103；所述指纹识别背板1103内设置有光敏元件阵列，所述指纹识别背板1103内的光敏元件阵列被纵向分割为多个部分；所述触控面板1101用于：获取手指触摸的位置信息，并发送所述位置信息至控制单元1104；所述控制单元1104用于：根据所述位置信息发出指令控制显示板1102点亮所述位置信息对应的位置区域，并根据所述位置信息发出指令控制指纹识别背板1103扫描获取点亮的位置区域对应的指纹信息；所述显示板1102用于：获取所述位置信息，并根据所述位置信息点亮所述位置信息对应的位置区域；所述指纹识别背板1103用于：获取所述位置信息，并根据接收到的扫描信号单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息。
进一步的，所述触控面板1101还用于：判断是否有手指触摸触控面板1101，若有手指触摸触控面板1101，通过触控面板1101内的触控芯片获取手指触摸的位置信息，所述位置信息包括：触摸的区域坐标和范围大小。
进一步的，所述控制单元1104还用于：根据所述位置信息选择不同的时序设定驱动指纹识别背板1103内的光敏元件。
进一步的，所述显示板1102还用于：接收指纹识别背板1103发送的指纹信息，并将对应结果反馈显示。
进一步的，所述指纹识别背板1103内的光敏元件阵列被纵向分割为八等份，每等份光敏元件阵列均包含可独立运作的GIP扫描电路。具体可如下：请参阅图5至图10：
在本实施方式中，以普通人的手指指纹面积作为考量，一个部分的宽度大于手指指纹面积为佳，如图5所示，将指纹识别背板1103内的感光元件阵列划分为8等份。
同样地，扫描电路(GIP)也需分成8等份。
由于GIP扫描电路工作时，需要一个起始信号STV，和一个终止信号RST；
当指纹识别背板1103分割成多个部分后，GIP扫描电路亦分割为多个部分，且这些个GIP扫描电路可单独各自独立完成扫描工作，故也需要多个STV来单独启动；比如：分成8等份时，GIP的起始信号需要8个STV，如图5所示；
图中的CK1～8为时钟信号，其根据具体的GIP电路设计可以是8组或者16组或者其他的，本发明不做具体的要求。图5中，CK1～8并不需要根据分割的数量而增加，都是8个。
CK时钟信号经过GIP电路后，可产生Gate驱动信号，Gate信号用于开启每一行的TFT开关，来获取光敏元件将光信号转为的电信号(如图6所示)。
如图7所示，比如，当手指触摸的位置在6区域时，起始信号STV6送起始信号波形，其他的STV1～5和STV8保持低电平，开始扫描6区域的第一行；STV7送终止信号波形，在扫描完6区域最后一行后，停止对7区域的进行扫描。其驱动时序图如图8所示。
通过设定时钟信号CK的脉冲个数，来实现其准确扫描完整单个区域，而不溢出；比如，上面举例的8组CK一循环，假设6区域一共有N行Gate-line需要扫描，那么CK的脉冲数量为N/8；该设定需要在面板设计阶段完成。
如图9和图10所示，又比如：手指触摸在区域5和区域6的边界上，同时包含了两个区域。驱动扫描控制信号就需要区域5和区域6都扫描完。此时，先扫描区域5，STV5作为起始信号，STV6作为终止信号；扫描区域6时，STV6又是其起始信号，STV7为终止信号。
当手指同时按住两块区域时，CK的脉冲数为2*N/8。
上述两种实施例为将背板划分为8部分的驱动方式，根据设计的要求，在设计阶段可以将不同的时序设定，包进固件之中；在实际应用时，根据手指指纹触摸到的不同区域，选择不同的时序驱动，即可。
通过上述装置，因指纹识别背板1103只扫描手指有触摸的区域，并非对所有的位置区域都进行扫描，且只需收集处理该区域内的感光元件的光学信息即可，可大大地加快指纹识别的速度，减少指纹识别的响应时间，提升灵敏度，减小指纹识别背板1103的功耗。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全面屏屏下指纹识别方法，其特征在于，包括步骤：
获取手指触摸的位置信息；
点亮所述位置信息对应的位置区域，并扫描获取点亮的位置区域对应的指纹信息。
2.根据权利要求1所述的一种全面屏屏下指纹识别方法，其特征在于，所述“获取手指触摸的位置信息”，还包括步骤：
判断是否有手指触摸触控面板，若有手指触摸触控面板，通过触控面板内的触控芯片获取手指触摸的位置信息，所述位置信息包括：触摸的区域坐标和范围大小。
3.根据权利要求1所述的一种全面屏屏下指纹识别方法，其特征在于，所述“点亮所述位置信息对应的位置区域”，还包括步骤：
显示芯片获取所述位置信息，并根据所述位置信息只点亮所述位置信息对应的位置区域。
4.根据权利要求1所述的一种全面屏屏下指纹识别方法，其特征在于，所述“并扫描获取点亮的位置区域对应的指纹信息”，还包括步骤：
指纹扫描芯片获取所述位置信息，并根据接收到的扫描信号单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息。
5.根据权利要求4所述的一种全面屏屏下指纹识别方法，其特征在于，所述“单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息”，还包括步骤：
根据所述位置信息选择不同的时序设定驱动光敏元件，进而单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息。
6.一种全面屏屏下指纹识别装置，其特征在于，包括：触控面板、显示板、指纹识别背板和控制单元；
所述控制单元分别连接触控面板、显示板和指纹识别背板；
所述指纹识别背板内设置有光敏元件阵列，所述指纹识别背板内的光敏元件阵列被纵向分割为多个部分；
所述触控面板用于：获取手指触摸的位置信息，并发送所述位置信息至控制单元；
所述控制单元用于：根据所述位置信息发出指令控制显示板点亮所述位置信息对应的位置区域，并根据所述位置信息发出指令控制指纹识别背板扫描获取点亮的位置区域对应的指纹信息；
所述显示板用于：获取所述位置信息，并根据所述位置信息点亮所述位置信息对应的位置区域；
所述指纹识别背板用于：获取所述位置信息，并根据接收到的扫描信号单独扫描点亮的位置区域并获取该位置区域对应的指纹信息。
7.根据权利要求6所述的一种全面屏屏下指纹识别装置，其特征在于，
所述触控面板还用于：判断是否有手指触摸触控面板，若有手指触摸触控面板，通过触控面板内的触控芯片获取手指触摸的位置信息，所述位置信息包括：触摸的区域坐标和范围大小。
8.根据权利要求6所述的一种全面屏屏下指纹识别装置，其特征在于，
所述控制单元还用于：根据所述位置信息选择不同的时序设定驱动指纹识别背板内的光敏元件。
9.根据权利要求6所述的一种全面屏屏下指纹识别装置，其特征在于，
所述显示板还用于：接收指纹识别背板发送的指纹信息，并将对应结果反馈显示。
10.根据权利要求6所述的一种全面屏屏下指纹识别装置，其特征在于，
所述指纹识别背板内的光敏元件阵列被纵向分割为八等份，每等份光敏元件阵列均包含可独立运作的GIP扫描电路。
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