CN110309803A - 具指纹感测功能的全屏式电子装置与其指纹感测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具指纹感测功能的全屏式电子装置与其指纹感测方法。该全屏式电子装置具有一面板模组、一控制单元和复数个指纹感测单元，该复数个指纹感测单元相应于面板模组以矩阵形式分布形成复数个区域。所述指纹感测方法，首先，对面板模组上的一关注位置产生一关注位置信息；其次，控制单元接收关注位置信息，并基于关注位置信息将关注位置所关联的区域定义成一第一扫描集合；接着，控制单元以一第一扫描对策控制第一扫描集合所相应的指纹感测单元进行扫描。本发明能够缩短指纹感测的扫描过程以节省扫描时间。

Description

具指纹感测功能的全屏式电子装置与其指纹感测方法

技术领域

本发明是有关于一种具指纹感测功能的全屏式电子装置与应用于其上的指纹感测方法，且特别是有关于一种能够缩短指纹扫描过程以节省指纹扫描时间的电子装置与感测方法。

背景技术

为确保信息安全，生物辨识技术已然成为了现今各种产业的重点发展项目。其中，指纹(fingerprint)辨识是一种最为常见且广泛应用的生物辨识技术。

指纹是一种由许多弯曲线条所组成的图案。放大来看，这些线条是如同波峰隆起与波谷凹陷而呈现出高低起伏。指纹特征便是这些线条的分布情形，且几乎每个人的指纹特征都不相同，使其独特性可作为身份辨识的依据。

因指纹的影像或数据所需储存空间不大，故目前已愈来愈多的移动电子装置或笔记本电脑配置有指纹辨识模组。无论辨识技术是哪一种，其目的都是在取得指纹的结构或影像，并进一步利用演算法进行计算与比对分析，从而辨识出使用者的身份。

此外，由于智能型手机的全屏幕的使用需求增加，屏幕嵌入式指纹辨识(Fingerprint On Display，简称FOD)技术或屏下式指纹辨识技术也愈益成为现今的市场主流。

由于整个屏幕都是屏下式指纹辨识技术的辨识范围，所以使用者的手指可以按压在屏幕区域内的任一位置。换言之，每个指纹感测单元对每一次的手指按压情形必须是整个屏幕范围的扫描与影像撷取。然而，手指的面积是远小于整个屏幕的范围，为了撷取手指的影像却要对屏幕的所有范围进行扫描，相对来说其指纹辨识过程将过于耗时。因此，如何尽可能地缩短指纹扫描时间实为企业极力欲解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种具指纹感测功能的全屏式电子装置与其指纹感测方法，该电子装置与感测方法于感测指纹时是特别针对一关注位置来进行感测，从而能够缩短其扫描过程以节省扫描时间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种指纹感测方法，应用于一全屏式电子装置上。该全屏式电子装置具有一面板模组、一控制单元和复数个指纹感测单元，该复数个指纹感测单元相应于面板模组以矩阵形式分布形成复数个区域。所述指纹感测方法包含下列步骤：对面板模组上的一关注位置产生一关注位置信息；控制单元接收关注位置信息，并基于关注位置信息将关注位置所关联的区域定义成一第一扫描集合；以及控制单元以一第一扫描对策控制第一扫描集合所相应的指纹感测单元进行扫描。

本发明还提供一种具指纹感测功能的全屏式电子装置，所述全屏式电子装置包括一面板模组、复数个指纹感测单元及一控制单元。面板模组用以针对其上的一关注位置而产生一关注位置信息；复数个指纹感测单元设置于面板模组之下并以矩阵形式分布形成复数个区域；控制单元电性连接至面板模组以及该复数个指纹感测单元。其中，控制单元接收指示关注位置的关注位置信息，并基于关注位置信息将关注位置所关联的区域定义成一第一扫描集合，并以一第一扫描对策控制第一扫描集合所相应的指纹感测单元进行扫描。

本发明于感测指纹时特别针对一关注位置来进行感测，从而能够缩短其扫描过程以节省扫描时间，确实改善了现有的屏下式指纹辨识技术所存在的扫描过于耗时的问题。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例并配合所附图式进行详细说明。

附图说明

图1A所示为现有全屏式电子装置的外观示意图。

图1B所示为现有全屏式电子装置的硬件配置示意图。

图2所示为根据本发明一实施例的扫描区域规划示意图。

图3所示为根据本发明一实施例的指纹感测方法流程图。

图4所示为根据本发明一实施例的信号时序图。

图5所示为根据本发明另一实施例的扫描区域规划示意图。

具体实施方式

以下提出实施例对本发明进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图式省略不必要或以常用技术即可完成的元件，以清楚显示本发明的技术特点。

请同时参见图1A与图1B，图1A为现有全屏式电子装置100的外观示意图，图1B为全屏式电子装置100的硬件配置示意图。如图1A与图1B所示，全屏式电子装置100包含一面板模组10，复数个指纹感测单元20设置于面板模组10之下，以及一控制单元30电性连接至面板模组10，并透过扫描驱动组件13电性连接至指纹感测单元20。

本发明所提出的全屏式电子装置的外观和硬件配置可参考与采用图1A与图1B的现有全屏式电子装置100来完成。

一般来说，触控面板11是设置在显示面板12的上方以提供使用者触控，且其尺寸或形状相互对应。指纹感测单元20则以矩阵形式设置在面板模组10的下方，且指纹感测单元20的设置位置是对应至触控面板11的触控范围。此外，扫描驱动组件13是以两件式分别设置在显示面板12与触控面板11的两侧，并电性连接至指纹感测单元20与控制单元30。

请参见图2，为本发明一实施例的指纹感测方法的扫描区域规划示意图。本发明的其一特征在于，所述的指纹感测方法是特别针对例如图1A所示的面板模组10上的一关注位置P1来进行感测，以节省扫描过程所会耗费的时间。所述的关注位置P1可为使用者在面板模组10(或触控面板11)上放置一手指所代表的位置，以作为本发明指纹感测方法中的一种感兴趣区(Region of Interest，简称ROI)。换句话说，本发明所进行的扫描将会突显出所述的感兴趣区或是关注位置P1所关联的区域，以别于其他不感兴趣的部分。

承上所述，本发明所提出的指纹感测方法为于全屏式电子装置100中设置成一韧件以提供执行，或是于全屏式电子装置100的一快闪存储器(未显示于图式)中储存成一感测程序以提供执行。举例来说，使用者可借由放置手指于触控面板11上就可使韧件或感测程序被执行以开始进行感测的运作。关于本发明的指纹感测方法将详细说明如后。

根据图1B及图2所示可知，在一实施例中，指纹感测单元20是相应于面板模组10以矩阵形式分布形成复数个区域，在此实施例中，是以横向四个区域乘上纵向五个区域所构成，即区域R11～R45。换句话说，指纹感测单元20除了是在面板模组10的下方呈现矩阵排列外，还规划哪些指纹感测单元是属于哪一区域。可以理解的是，每个区域是由复数个指纹感测单元20所组成，且每一区域的大小与一般手指指头的尺寸有关。

在本实施例中，每一区域具有相同的大小，也就是各自具有相同数目的指纹感测单元20，但本发明并不以此为限，可依照设计需求调整。如图2所示，关注位置P1是以发生在区域R34为例进行说明。当然，可以理解的是，由于整个面板模组10的范围都可提供指纹辨识，故可知关注位置并不一定会完整地落在哪一区域之中，也可能会出现跨区域的情形。

请同时参见图3，为本发明一实施例的指纹感测方法流程图。首先，由于触控面板11可提供触控操作的功能，因此能有效感测出手指的触控情形，也就是可确实得知手指有无放置于触控面板11之上以及所放置的位置。因此，在步骤S1中，触控面板11可对面板模组10上的一关注位置P1提供关注位置信息，例如在面板模组10(或触控面板11)上所对应的座标或所对应的行列的编号等；控制单元30接收关注位置信息后，基于关注位置信息将关注位置P1所关联的区域(例如，R34这一排)定义成一第一扫描集合A1(步骤S2)；接着，控制单元30以一第一扫描对策控制第一扫描集合A1所相应的指纹感测单元20进行扫描(步骤S3)。可以理解的是，关注位置P1并非只是一个点，在一实施例中可以对应手指指头的大小，由四个点构成矩形范围的关注位置P1。

在步骤S2中，控制单元30基于关注位置信息得知关注位置P1之所在。如图2所示，关注位置P1所关联的区域除了包括关注位置P1所在的区域R34之外，还更包括了区域R34所在的整排区域，例如，R14、R24、及R44。于此实施例中，控制单元30依据关注位置信息将关注位置P1所关联的区域共同定义成第一扫描集合A1，也就是区域R14、R24、R34、R44。

为了达到本发明的减少扫描时间的目的，第一扫描对策是有别于对第一扫描集合A1之外的其他区域所进行的扫描对策的。详细来说，控制单元30将非属关注位置P1所关联的区域的其他区域定义成一第二扫描集合，例如，图2中所示的A2；接着，控制单元30以一第二扫描对策控制第二扫描集合A2所相应的指纹感测单元20进行扫描。

于此实施例中，如图2所示，第二扫描集合A2包括非属第一扫描集合A1的区域，也就是区域R11～R43和区域R15～R45。在一实施例中，当控制单元30接收关注位置信息后，由于第一扫描对策与第二扫描对策具有不同的扫描速度，且第二扫描对策的扫描速度快于第一扫描对策的扫描速度，因此，当控制单元30接收关注位置信息后，对于感兴趣的区域，以可对其指纹感测结果进行清楚辨识的扫描速度进行扫描，而对于不感兴趣的区域，则是以相对较快的扫描速度进行扫描，使得在不感兴趣区域所耗费的扫描时间能被缩短。

详细说明，当控制单元30接收关注位置信息后，区域R11、R21、R31、R41、R12、R22、R32、R42、R13、R23、R33、R43、R15、R25、R35及R45被定义为不感兴趣的区域，因此被定义为第二扫描集合A2，则以第二扫描对策(例如，相对较快的速度)进行扫描，接着，区域R14、R24、R34及R44被定义为感兴趣区域，因此被定义为第一扫描集合A1，则以第一扫描对策(例如，可对其指纹感测结果进行清楚辨识的扫描速度)进行扫描。

另一方面，如图1B中所示，现有的扫描驱动组件13具有复数个移位寄存器130(分别位于显示面板12与触控面板11的两侧)，以逐一对应至整排指纹感测单元的方式电性连接至指纹感测单元以形成多条水平扫描线。例如，在图1B中呈现了在水平方向上的一水平扫描线SL0是代表着某一行从最左到最右的指纹感测单元20。

就目前的移位寄存器的数字电路技术来说，水平扫描线从最左到最右是以同一脉冲宽度驱动各指纹感测单元进行扫描。虽然图2中的关注位置P1是在区域R34，但因为区域R14、R24、R44是和区域R34位于相同的水平扫描线内(例如一水平扫描线SL1)，所以即使区域R14、R24、R44不是关注位置P1之所在，却是和关注位置P1有所关联的区域，故被分在同一集合内。

请参见图4，所示为本发明一实施例中对第一扫描集合A1与第二扫描集合A2进行扫描驱动的信号时序图。如图4所示，一时脉信号CLKS具有两种不同的脉冲宽度，其中具有相对较短的一脉冲宽度T2的一水平扫描信号SC2(时间t0)即代表第二扫描对策，对应驱动第二扫描集合A2所相应的指纹感测单元(例如其中的一水平扫描线SL2，见图2)。而具有相对较长的一脉冲宽度T1的一水平扫描信号SC1(时间t1)即代表第一扫描对策，则对应驱动第一扫描集合A1所相应的指纹感测单元(例如水平扫描线SL1)。因为脉冲宽度T2小于脉冲宽度T1，故第二扫描集合A2耗的扫描时间会较少、扫描速度较快，而第一扫描集合A1则可为一般的扫描。

详细来说，当控制单元30根据关注位置信息产生时脉信号CLKS控制扫描驱动组件13，扫描驱动组件13因而分别向水平扫描线SL1、SL2对应输出水平扫描信号SC1、SC2。为方便说明，图2仅以两水平扫描线SL1、SL2作示意，但可以理解的是，在复数个移位寄存器130(示于图1B)的作用下，会分别在不同时间向其对应的水平扫描线输出水平扫描信号。

举例来说，脉冲宽度T2被设计为宽度仅为脉冲宽度T1的一半时，水平扫描信号SC2完成的需时就是水平扫描信号SC1的一半，所以水平扫描线SL2的扫描时间就只需水平扫描线SL1的一半。因此，在不感兴趣的地方的扫描速度可以快一倍，也就是整体指纹感测单元20的扫描时间相对现有感测技术少了一半。当然，本发明也可将其调整为其他更短的脉冲宽度，从而能更增快扫描速度，节省更多的扫描时间。

本发明还可根据上述的实施例做进一步的变化。举例来说，可以只针对感兴趣区(ROI)进行扫描，而不感兴趣的地方则加以略过。换句话说，可将第一扫描对策设计为执行扫描，而将第二扫描对策设计为不执行扫描。是以，第一扫描对策可依旧为以一般的速度驱动对所述的第一扫描集合所相应的指纹感测单元进行扫描，而第二扫描对策针对所述的第二扫描集合所相应的指纹感测单元则为不对其进行驱动扫描。

请参见图5，为根据本发明另一实施例的扫描区域规划示意图。类似于图2所示的实施例，复数个指纹感测单元20’亦是以矩阵形式分布形成复数个区域R11～R45。此实施例与上述实施例不同之处在于，所述的关注位置P1’有跨区域的情形，即落在图5的区域R32、R42、R33、R43上。其次，为了对感兴趣区(ROI)再进一步细分，此实施例是将关注位置P1’所关联的区域就仅指定为区域R32、R42、R33、R43而已，并定义成一第一扫描集合A1’，而旁边的区域R12、R22、R13、R23则被划分在一第二扫描集合A2’内。

详细来说，此实施例的设计不同于一般水平扫描线是从最左到最右以同一脉冲宽度驱动各指纹感测单元进行扫描，而是将同一水平扫描线内的不感兴趣的部分再细分出来。如此，以所述的第一扫描对策进行扫描的指纹感测单元可再进一步减少，让被细分出来的指纹感测单元能采用所述的第二扫描对策。类似地，第一扫描对策可采用能对其指纹感测结果进行清楚辨识的扫描速度，而第二扫描对策则可采用相对较快的扫描速度，故而又更缩短了整体的扫描时间。

是以，此实施例的第一扫描集合A1’与第二扫描集合A2’就会具有部分相同的水平扫描线，例如图5中的一水平扫描线SL1’。如图5所示，这些共用的水平扫描线是分布在区域R12与区域R13从左至右的整排区域。也就是说，虽然这些区域是属于相同的水平扫描线，但此实施例将左边四个区域(R12、R22、R13、R23)和右边四个区域(R32、R42、R33、R43)分配在不同的扫描集合中，而分别被不同的扫描对策所控制。

综上所述，本发明所提出的指纹感测方法确实改善了现有的屏下式指纹辨识技术所存在的扫描过于耗时的问题。本发明特别针对手指所放置的感兴趣区(ROI)采用可对其指纹感测结果进行清楚辨识的扫描速度，有别于其他不感兴趣的部分，使得整体的扫描时间能被缩短。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视其权利要求范围所界定者为准。

Claims (18)

1.一种指纹感测方法，应用于一全屏式电子装置上，其特征在于，该全屏式电子装置具有一面板模组、一控制单元和复数个指纹感测单元，该复数个指纹感测单元相应于该面板模组以矩阵形式分布形成复数个区域，所述指纹感测方法包括下列步骤：

对该面板模组上的一关注位置产生一关注位置信息；

该控制单元接收该关注位置信息，并基于该关注位置信息将该关注位置所关联的区域定义成一第一扫描集合；以及

该控制单元以一第一扫描对策控制该第一扫描集合所相应的指纹感测单元进行扫描。

2.如权利要求1所述的指纹感测方法，其特征在于，所述指纹感测方法还包括下列步骤：

该控制单元将该关注位置所关联的区域以外的其他区域定义成一第二扫描集合；以及

该控制单元以一第二扫描对策控制该第二扫描集合所相应的指纹感测单元进行扫描，其中该第一扫描对策不同于该第二扫描对策。

3.如权利要求2所述的指纹感测方法，其特征在于，该第一扫描对策与该第二扫描对策具有不同的扫描速度，该第二扫描对策的扫描速度快于该第一扫描对策的扫描速度。

4.如权利要求2所述的指纹感测方法，其特征在于，该第一扫描对策为执行扫描，该第二扫描对策为不执行扫描。

5.如权利要求2所述的指纹感测方法，其特征在于，该面板模组具有一触控面板、一显示面板和一扫描驱动组件，该触控面板相应于该显示面板，该复数个指纹感测单元的分布区域对应至该触控面板的触控范围，而该扫描驱动组件电性连接至该复数个指纹感测单元与该控制单元。

6.如权利要求5所述的指纹感测方法，其特征在于，该触控面板依据一手指放置于该触控面板上而相应产生该关注位置信息。

7.如权利要求5所述的指纹感测方法，其特征在于，该扫描驱动组件具有复数个移位寄存器，该复数个移位寄存器电性连接至该复数个指纹感测单元以形成多条水平扫描线。

8.如权利要求7所述的指纹感测方法，其特征在于，每一该区域对应至多条该水平扫描线。

9.如权利要求7所述的指纹感测方法，其特征在于，该第一扫描集合与该第二扫描集合具有部分相同的水平扫描线。

10.一种具指纹感测功能的全屏式电子装置，其特征在于，所述全屏式电子装置包括：

一面板模组，用以针对其上的一关注位置而产生一关注位置信息；

复数个指纹感测单元，设置于该面板模组之下并以矩阵形式分布形成复数个区域；以及

一控制单元，电性连接至该面板模组以及该复数个指纹感测单元；

其中，该控制单元接收指示该关注位置的该关注位置信息，并基于该关注位置信息将该关注位置所关联的区域定义成一第一扫描集合，并以一第一扫描对策控制该第一扫描集合所相应的指纹感测单元进行扫描。

11.如权利要求10所述的全屏式电子装置，其特征在于，该控制单元将该关注位置所关联的区域以外的其他区域定义成一第二扫描集合，并以一第二扫描对策控制该第二扫描集合所相应的指纹感测单元进行扫描，其中该第一扫描对策不同于该第二扫描对策。

12.如权利要求11所述的全屏式电子装置，其特征在于，该第一扫描对策与该第二扫描对策具有不同的扫描速度，该第二扫描对策的扫描速度快于该第一扫描对策的扫描速度。

13.如权利要求11所述的全屏式电子装置，其特征在于，该第一扫描对策为执行扫描，该第二扫描对策为不执行扫描。

14.如权利要求11所述的全屏式电子装置，其特征在于，该面板模组包括：

一显示面板；

一触控面板，相应于该显示面板，且该复数个指纹感测单元的分布区域对应至该触控面板的触控范围；以及

一扫描驱动组件，电性连接至该复数个指纹感测单元与该控制单元。

15.如权利要求14所述的全屏式电子装置，其特征在于，该触控面板依据一手指放置于该触控面板上而相应产生该关注位置信息。

16.如权利要求14所述的全屏式电子装置，其特征在于，该扫描驱动组件具有复数个移位寄存器，该复数个移位寄存器电性连接至该复数个指纹感测单元以形成多条水平扫描线。

17.如权利要求16所述的全屏式电子装置，其特征在于，每一该区域对应至多条该水平扫描线。

18.如权利要求16所述的全屏式电子装置，其特征在于，该第一扫描集合与该第二扫描集合具有部分相同的水平扫描线。