CN111414792A

CN111414792A - 指纹识别集成电路及包括指纹识别集成电路的指纹识别设备

Info

Publication number: CN111414792A
Application number: CN201911425163.3A
Authority: CN
Inventors: 权容一; 金旻奎; 金善券; 朴成一; 李种星; 李熙范
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: US11244139B2; KR20200085456A; US20200218870A1; CN111414792B

Abstract

一种指纹识别设备包括显示器、感测触摸的触摸传感器面板(TSP)以及扫描指纹的指纹识别集成电路(FPIC)。FPIC包括：像素，包括接收由指纹反射的光的光电元件；低噪声放大器(LNA)，通过转换从光电元件接收的电荷来输出信号电压；以及模数转换器(ADC)，将信号电压转换为数字信号。ADC包括：提供可变参考电压的可变参考电压发生器；比较器，将可变参考电压与信号电压相加，对相加的结果执行相关双采样，并通过将相关双采样的结果与斜坡电压进行比较来输出比较信号；以及计数器，通过对比较信号进行计数来输出数字信号。

Description

指纹识别集成电路及包括指纹识别集成电路的指纹识别设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月7日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0001564的优先权，并在此通过引用完整地并入其公开内容。

技术领域

本发明构思的示例性实施例涉及指纹识别集成电路(FPIC)和包括指纹识别集成电路的指纹识别设备。

背景技术

随着指纹识别设备在移动设备中的使用越来越频繁，技术发展日新月异。通常最初将指纹识别设备(即指纹传感器)应用于移动设备中的物理主页按钮。然而，随着近来最小化外框的趋势，可能导致需要移除物理主页按钮，正在研究将指纹传感器应用于显示器的方法。

将指纹传感器应用于显示器的方法主要包括电容的、光学的和超声的方法。电容方法具有差的感测距离特性，因此当在显示器上使用电容方法时，会出现问题。超声方法具有传感器成本高和计算功率大的缺点。光学方法易受干燥或低温环境影响，但在感测距离和成本方面优于其他方法。

发明内容

示例性实施例提供了一种具有降低的内部复杂度和高分辨率的指纹识别设备。

示例性实施例还提供了一种具有降低的内部复杂度和高分辨率的指纹识别集成电路(FPIC)。

根据本发明构思的示例性实施例，一种指纹识别设备包括：输出图像的显示器；触摸传感器面板(TSP)，其感测显示器上的触摸；以及指纹识别集成电路(FPIC)，其扫描显示器上触摸的指纹。FPIC包括：包括光电元件的像素，光电元件接收由指纹反射的光；低噪声放大器(LNA)，其通过转换从光电元件接收的电荷来输出信号电压；以及模数转换器(ADC)，其将信号电压转换为数字信号。ADC包括：提供可变参考电压的可变参考电压发生器；比较器，其将可变参考电压与信号电压相加，对相加的结果执行相关双采样，并通过将相关双采样的结果与斜坡电压进行比较来输出比较信号；以及计数器，其通过对比较信号进行计数来输出数字信号。

根据本发明构思的示例性实施例，一种指纹识别设备包括：输出图像的显示器；TSP，其感测显示器上的触摸并生成触摸坐标；显示驱动集成电路(DDI)，其照射基于触摸坐标所确定的显示器的扫描区域；FPIC，其通过扫描扫描区域中的指纹来生成指纹图像数据；以及处理器，其接收指纹图像数据。

根据本发明构思的示例性实施例，FPIC包括：包括像素阵列的传感器，像素阵列包括接收由指纹反射的光的光电元件；以及读出集成电路(IC)，其处理传感器的输出。读出IC包括多个模拟前端(AFE)，多个模拟前端连接到分别与像素阵列的列对应的输出线中的每条输出线。AFE中的至少一个包括：低噪声放大器(LNA)，其通过转换经由输出线接收的电荷来输出信号电压；低通滤波器(LPF)，其去除信号电压的高频噪声；以及模数转换器(ADC)，其将信号电压转换为数字信号。ADC包括：提供可变参考电压的可变参考电压发生器；比较器，其将可变参考电压与信号电压相加，对相加的结果执行相关双采样，并通过将相关双采样的结果与斜坡电压进行比较来输出比较信号；以及计数器，其通过对比较信号进行计数来输出数字信号。

附图说明

通过参考附图详细描述本发明构思的示例性实施例，本发明构思的以上和其他特征将变得更显而易见，在附图中：

图1是根据示例性实施例的指纹识别设备的框图。

图2是示出图1的指纹识别设备的操作的流程图。

图3是示出根据示例性实施例的指纹识别设备的操作的流程图。

图4是示出根据示例性实施例的指纹识别设备的初始设置的流程图。

图5是用于描述根据示例性实施例的指纹识别设备如何使用图案来识别执行指纹识别的意图的概念图。

图6是用于描述根据示例性实施例的指纹识别设备如何使用图案来识别执行指纹识别的意图的概念图。

图7是用于描述根据示例性实施例的指纹识别设备如何使用图案来识别执行指纹识别的意图的概念图。

图8是用于描述根据示例性实施例的指纹识别设备如何使用图案来识别执行指纹识别的意图的概念图。

图9是示出根据示例性实施例的指纹识别设备的指纹识别处理的流程图。

图10是示出参考图9描述的识别是否存在执行指纹识别的意图并确定扫描区域的处理的详细流程图。

图11是用于描述参照图10所述的确定扫描区域的处理的概念图。

图12是示出根据示例性实施例的指纹识别设备识别是否存在执行指纹识别的意图并确定扫描区域的处理的详细流程图。

图13是用于描述参考图12所述的确定扫描区域的概念图。

图14是根据示例性实施例的指纹识别集成电路(FPIC)的框图。

图15是图14的传感器的详细框图。

图16是图14的第一读出IC的详细框图。

图17是图16的模拟前端(AFE)的详细框图。

图18是根据示例性实施例的FPIC的框图。

图19是根据示例性实施例的FPIC的框图。

图20是根据示例性实施例的FPIC的框图。

图21是根据示例性实施例的FPIC的等效电路图。

图22是图21的操作信号的时序图。

图23是用于描述根据示例性实施例的指纹识别设备的指纹识别操作的概念图。

图24是示出根据示例性实施例的指纹识别设备的斜坡电压和计数操作的曲线图。

图25是示出根据示例性实施例的指纹识别设备的信号电压的电压曲线图。

图26是示出根据实施例的指纹识别设备的输入动态范围(IDR)的曲线图。

图27示出了根据示例性实施例的FPIC的传感器的像素阵列的结构。

图28是用于描述根据示例性实施例的FPIC的扫描操作的时序图。

图29是用于描述根据示例性实施例的FPIC的扫描操作的时序图。

图30是根据示例性实施例的FPIC的概念框图。

图31是根据示例性实施例的FPIC的概念框图。

具体实施方式

下文中将参照附图更全面地描述本发明构思的示例性实施例。贯穿附图的相同附图标记可以表示相同元件。

应当理解，术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中用于区分一个元件与另一元件，并且元件不受这些术语限制。因此，在另一示例性实施例中，示例性实施例中的“第一”元件可以被描述为“第二”元件。

现将参考图1描述根据示例性实施例的指纹识别设备。

图1是根据示例性实施例的指纹识别设备的框图。

参照图1，根据示例性实施例的指纹识别设备包括显示器11、指纹识别集成电路(FPIC)10、触摸传感器面板(TSP)12、显示驱动集成电路(IC)(DDI)13和处理器14(例如，应用处理器AP)。

显示器11可以输出图像数据。显示器11可以位于指纹识别设备的正面，使得用户可以看到显示器11上提供的视觉信息。显示器11可以由DDI 13控制。

FPIC 10可以耦合到显示器11，并且可以识别在显示器11上触摸的指纹。例如，FPIC 10可以识别在显示器11上提供的指纹输入。FPIC 10可以覆盖整个显示器11。例如，在示例性实施例中，FPIC 10不是仅位于显示器11的特定部分中，而是覆盖整个显示器11。因此，FPIC 10可以扫描在显示器11的所有部分上提供的指纹输入。

FPIC 10可以与DDI 13同步。因此，提供给FPIC 10的时钟CLK和提供给DDI 13的时钟CLK可以彼此同步。

另外，作为指纹识别的结果，FPIC 10可以将图像数据Di发送到处理器14。图像数据Di可以是由FPIC 10识别的指纹的图像数据。例如，FPIC 10可以扫描指纹以获得对应于指纹的图像数据Di，并且可以将图像数据Di发送到处理器14。

TSP 12可以耦合到显示器11并且可以感测触摸。例如，当显示器11被触摸时，TSP12可以感测触摸并将触摸的坐标数据发送到处理器14。由于TSP 12耦合到显示器11并且检测施加到显示器11的前表面的触摸，所以显示器11和TSP 12可以用作指纹识别设备的输入/输出设备。FPIC 10可以是指纹图像输入设备。

DDI 13可以驱动显示器11的输出。显示器11的光和颜色的图像可以由DDI 13输出。DDI 13输出的图像可以由处理器14控制。即，DDI 13可以由处理器14控制。

处理器14可以控制TSP 12、DDI 13和FPIC 10。处理器14可以接收由TSP 12感测的触摸和由FPIC 10感测的指纹。处理器14可以基于所接收的输入来控制DDI 13的输出。另外，处理器14可以负责TSP 12、DDI 13和FPIC 10的管理。

图2是示出图1的指纹识别设备的操作的流程图。

参照图2，在操作S100处，TSP 12感测触摸并将坐标数据发送到处理器14。

坐标数据可以是例如由TSP 12感测的多个坐标数据。例如，当用户连续地提供触摸输入时，TSP 12可以实时地连续地将坐标数据发送到处理器14。例如，在提供多个触摸输入的情况下，随着提供多个触摸输入，TSP 12可以实时地连续地将对应于多个触摸输入的不同坐标数据发送到处理器14。

在操作S200处，处理器14识别是否有执行指纹识别的意图。

例如，处理器14可以识别用户是否有识别他或她的指纹的意图。即，当检测到可能已经提供了触摸输入时，处理器14可以确定是否有执行指纹识别的意图。处理器14可以基于从TSP 12接收的坐标数据来确定是否有执行指纹识别的意图。

如果确定有执行指纹识别的意图，则指纹识别设备可以连续执行指纹识别。然而，如果确定没有执行指纹识别的意图，则指纹识别设备不应执行指纹识别。例如，在无意图时执行指纹识别会导致指纹识别设备的性能和效率降低。因此，识别是否有执行指纹识别的意图可以提高指纹识别设备的性能和效率。

例如，根据示例性实施例，如以下进一步详细描述的，当用户的手指触摸显示器11而没有执行指纹识别的意图，并且TSP 12识别出触摸时，不执行指纹识别。

在操作S300处，如果先前确定有执行指纹识别的意图，则处理器14确定扫描区域。

扫描区域可以指显示器11的小于显示器11整体的部分。例如，为了在显示器11的整体区域中执行指纹识别，可能需要增加FPIC 10的尺寸并且显著增加FPIC 10的配置的复杂性。为了解决这些问题，根据示例性实施例的指纹识别设备可以将显示器11的一部分确定(或设置)为扫描区域，并且仅在扫描区域内执行指纹识别。

为此，可以在坐标数据周围确定扫描区域。即，可以参考坐标数据来定义扫描区域。下面将更详细地描述确定扫描区域。

在操作S400处，处理器14向DDI 13发送命令以照射扫描区域。

例如，如上所述，可以将显示器11的一部分(而不是显示器11的整体)设置为要在其中执行指纹识别的扫描区域。因此，在根据示例性实施例的指纹识别设备中，在指纹识别期间仅照射指纹被扫描的扫描区域，并且不驱动显示器11的与扫描区域不对应的其他部分。因此，可以高效地执行指纹识别。

在操作S500处，DDI 13照射扫描区域。

例如，DDI 13可以将白色光或青色光输出到显示器11的扫描区域。该光可以被输出、被指纹反射并被用于对指纹执行指纹识别。

在操作S600处，处理器14向FPIC 10发送命令(例如，扫描命令)，以使扫描区域被扫描。在操作S700处，指纹识别设备扫描该扫描区域。

例如，在示例性实施例中，FPIC 10可以通过仅扫描显示器11的扫描区域而不扫描显示器11的整个区域，来获得指纹的图像数据。在此，尽管扫描区域仅是显示器11的一部分，但是显示器11的任何部分都可以被配置为扫描区域。即，可以将显示器11的不同部分选择为扫描区域。因此，FPIC 10可以对显示器11的整个区域执行指纹识别。

FPIC 10可以检测由DDI 13输出、然后被指纹反射的光。在示例性实施例中，对扫描区域的照射和扫描在非常短的时间内几乎同时进行。

然而，由于显示器11由多个像素组成，并且DDI 13控制针对每个像素的光输出，所以从第一像素到最后像素像素可能发生毫秒级的延迟。在示例性实施例中，FPIC 10的扫描操作考虑了该延迟，并且FPIC 10和DDI 13可以接收彼此同步的时钟并可以使它们各自的操作同步。

在操作S800处，FPIC 10向处理器14发送指纹图像数据。

例如，参考图1，FPIC 10可以获取图像数据Di并将图像数据Di发送到处理器14。处理器14可以接收图像数据Di，并且基于图像数据Di执行认证或其他操作。

在示例性实施例中，处理器14可以执行指纹识别。备选地，在示例性实施例中，TSP12、DDI 13和FPIC 10可以代替处理器14执行指纹识别。

图3是示出根据示例性实施例的指纹识别设备的操作的流程图。为了便于解释，可以省略先前描述的元素和技术方面的进一步描述。

在操作S1100处，TSP 12识别是否有执行指纹识别的意图。

例如，参考图1，TSP 12可以基于用户输入的触摸的坐标数据来识别是否有执行指纹识别的意图。如果有执行指纹识别的意图，则指纹识别设备可以连续执行指纹识别。如果没有执行指纹识别的意图，则指纹识别设备不执行指纹识别。

再次参考图3，在操作S1200处，如果确定有执行指纹识别的意图，则TSP 12确定扫描区域。

例如，参考图1，在示例性实施例中，TSP 12可以在没有处理器14参与的情况下确定扫描区域。因此，由于在示例性实施例中不需要处理器14和TSP 12之间的通信来确定扫描区域，所以可以更简洁和快速地执行扫描操作。

再次参考图3，在操作S1300处，TSP 12向DDI 13和FPIC 10发送坐标数据。

然后，在操作S1400处，DDI 13照射扫描区域。

例如，参考图1，在示例性实施例中，DDI 13可以在没有处理器14参与的情况下照射扫描区域。

再次参考图3，在操作S1500处，FPIC 10扫描扫描区域。

例如，参考图1，在示例性实施例中，FPIC 10可以在没有处理器14参与的情况下扫描扫描区域。可以通过检测由DDI 13输出之后被反射的光来执行扫描。

再次参考图3，在操作S1600处，FPIC 10向处理器14发送指纹图像数据。

在示例性实施例中，DDI 13、TSP 12和FPIC 10可以在很少或没有处理器14参与的情况下执行指纹识别。这减少了处理器14需要执行的计算量，并且消除了与处理器14的不必要的通信，从而提高了指纹识别操作的速度。

参照图4，根据示例性实施例的指纹识别设备可以通过初始设置来注册指纹和图案。

首先，在操作S2100处，注册指纹。

例如，参考图1，用户手指的指纹被注册并存储为用于指纹识别的基本数据。即，在示例性实施例中，仅当识别出与注册指纹相同的指纹时，才能执行认证和其他后续操作。

在示例性实施例中，只能通过FPIC 10注册指纹，注册的指纹可以由处理器14管理，并且指纹注册可以通过处理器14、FPIC 10、DDI 13和/或或TSP 12的操作来执行。

再次参考图4，接下来，在操作S2200处，注册指示执行指纹识别的意图的图案。

该图案稍后可以用于识别是否有执行指纹识别的意图。该图案可以是例如特定手势、触摸显示器11的手指的数量、特定位置处的触摸、或触摸显示器11的手指之间的距离。然而，图案不限于此。例如，在示例性实施例中，即使可以检测到手指已经触摸了显示器11，也仅在首先检测到操作S2200中注册的图案的情况下才执行指纹识别。

参照图5，指示执行指纹识别的意图的图案可以是用手指F在显示器11和TSP 12上绘制的特定形状。例如，可以将这种在不使手指F离开显示器11的情况下绘制Z、O或W的手势注册为指示执行指纹识别的意图的图案。

即，当预先用手指F注册的手势输入到显示器11和TSP 12时，可以确定有执行指纹识别的意图。例如，在示例性实施例中，假设在不使手指F离开显示器11的情况下绘制Z的手势被注册为图案，则仅在检测到绘制Z的手势时才执行指纹识别。

参照图6，指示执行指纹识别的意图的图案可以对应于同时触摸显示器11的手指F的数量。例如，当三个手指F同时触摸显示器11时，可以确定有执行指纹识别的意图。在示例性实施例中，图案可以对应于少于三个手指F或多于三个手指F。

参照图7，指示执行指纹识别的意图的图案可以对应于由手指F触摸显示器11和TSP 12的特定区域。例如，在示例性实施例中，可以将特定区域设置为目标检测区域，并且仅当手指F触摸显示器11和TSP 12的目标检测区域时，才确定有执行指纹识别的意图。

参照图8，指示执行指纹识别的意图的图案可以是触摸显示器11的两个手指F之间的距离。例如，如果将触摸显示器11的两个手指F之间的距离注册为第一距离D1，则随后，当触摸显示器11的两个手指F间隔开第一距离D1时，可以确定有执行指纹识别的意图。

在示例性实施例中，只要两个手指F之间的距离至少是注册距离D1，就可以确定有执行指纹识别的意图。例如，在示例性实施例中，对于两个手指F之间的距离比D1大多少是没有限制的。即，一旦两个手指F之间的距离达到注册距离D1，则确定有执行指纹识别的意图。

备选地，在示例性实施例中，也可以注册大于D1的最大阈值。在这样的示例性实施例中，如果两个手指F之间的距离大于D1但也大于最大阈值，则确定没有执行指纹识别的意图。即，在这样的示例性实施例中，当两个手指F之间的距离至少等于D1并且小于或等于最大阈值时，确定有执行指纹识别的意图。

参照图9，在操作S3100处，可以响应于感测到的触摸来唤醒指纹识别设备。例如，指纹识别设备可以处于睡眠状态或低功率状态，其中指纹识别设备消耗较少的功率，直到响应于感测到的触摸而唤醒指纹识别设备为止。

例如，参考图1，TSP 12可以感测触摸并唤醒指纹识别设备。

再次参考图9，在操作S3200处，识别是否有执行指纹识别的意图。

如果用户不想要他或她的指纹被识别(不存在)，则在操作S3300处，输出引导消息。

参照图1，引导消息可以输出到显示器11。如果用户想要他或她的指纹被识别，则引导消息可以是请求用户输入预注册图案的消息。通过此消息，可以更清楚地识别用户的意图。

再次参考图9，在操作S3400处，再次识别是否有执行指纹识别的意图。

由于用户可以响应于引导消息再次输入指示执行指纹识别的意图的图案，因此指纹识别设备可以再次识别用户的意图。

如果没有(不存在)执行指纹识别的意图，则在操作S3500，唤醒的指纹识别设备将切换回指纹识别设备被唤醒之前所处的模式。例如，指纹识别设备可以切换回断电模式或低功率模式。

这里，断电模式或低功率模式是指其中不提供功率或提供最小功率以防止不必要的电池消耗的模式。

如果在操作S3200或S3400中，确定有(存在)执行指纹识别的意图，则在操作S3600处确定扫描区域。

例如，参考图1，可以由处理器14或TSP 12执行对扫描区域的确定。扫描区域是其中扫描指纹的区域。扫描区域可以是显示器11的一部分。

再次参考图9，在操作S3700处，可以照射扫描区域。

例如，参考图1，扫描区域可以由DDI 13照射。在此，处理器14可以命令DDI 13照射扫描区域，或者DDI 13可以在不被处理器14提示的情况下照射扫描区域。

再次参考图9，在操作S3800处，发送指纹图像数据。

例如，参考图1，可以通过FPIC 10获得图像数据。FPIC 10可以通过检测由DDI 13发射、然后被指纹反射的光来生成图像数据Di。

FPIC 10可以将获得的指纹的图像数据发送到处理器14。

图10是示出参考图9描述的识别是否有执行指纹识别的意图并确定扫描区域的处理的详细流程图。图11是用于描述参照图10所述的确定扫描区域的处理的概念图。

参照图10，识别是否有执行指纹识别(图9中的操作S3200)的意图包括以下操作。

首先，在操作S3210处，识别/检测图案。

该图案可以是预先注册以识别执行指纹识别的意图的图案，如上所述，例如参照图5至图8。

接下来，在操作S3220处，将识别出的图案与注册图案进行比较。

如果注册图案与识别出的图案不同，则确定没有执行指纹识别的意图(不存在)。如果注册图案与识别出的图案相同，则确定有执行指纹识别的意图(存在)。

如果在操作S3220处确定注册图案与识别出的图案不同，则在操作S3300处输出引导消息。在输出引导消息之后，在操作S3400处，再次识别是否有执行指纹识别的意图。如上所述，如果确定没有执行指纹识别的意图，则在操作S3500处进入断电模式或低功率模式。

如果在操作S3220和S3400处确定有执行指纹识别的意图，则在操作S3610处启动并观察参考时间。

在此，参考时间是以微秒或毫秒为单位的时间，并且可以是直到确定扫描区域的坐标为止所给出的时间。即，当基于使用手指F输入的图案确定有执行指纹识别的意图时，可以从确定的时间开始测量参考时间。例如，可以从确定有执行指纹识别的意图的时间开始测量参考时间。

接下来，在操作S3620处，检测中心坐标。

例如，参考图11，中心坐标可以指扫描区域的中心部分的坐标。例如，中心坐标可以指在参考时间过去之后手指F触摸的点的坐标。

再次参考图10，在操作S3630处，基于中心坐标来确定扫描区域。

例如，参考图1，扫描区域可以是围绕中心坐标定义的特定尺寸的区域。扫描区域可以由处理器14、TSP 12或FPIC 10确定。

因此，在将图案输入到显示器11和TSP 12之后，用户可以自然地在手指F所在的区域中执行指纹识别。

图12是示出根据示例性实施例的指纹识别设备识别是否存在执行指纹识别的意图并确定扫描区域的处理的详细流程图。图13是用于描述参考图12所述的确定扫描区域的概念图。

识别图案(操作S3210)、将注册图案与识别出的图案进行比较(操作S3220)、输出引导消息(操作S3300)、再次识别是否有执行指纹识别的意图(操作S3400)和进入断电模式或低功率模式(操作S3500)与图10的相应操作相同。因此，为了便于解释，省略其进一步的描述。

如果在操作S3220和S3400中确定有执行指纹识别的意图，则在操作S3611感测当前触摸的结束和下一触摸。

例如，参考图1和图13，可以感测到用于输入图案的触摸、然后在手指F离开显示器11之后进行的另一触摸。触摸感测可以由TSP 12执行。

再次参考图12，在操作S3620处，检测中心坐标。

例如，参考图13，中心坐标可以指手指F离开显示器11之后手指F触摸的点的坐标。在操作S3630处，基于中心坐标来确定扫描区域，这与图10的相同，因此将不再描述。

因此，在将图案输入到显示器11和TSP 12之后，用户可以通过进行触摸来指定扫描区域，以进行指纹识别。这种方法可以更清楚地将图案识别和指纹识别处理分开，从而避免了用户困惑。例如，在示例性实施例中，可以在显示器11的第一位置处输入图案，并且可以将扫描区域指定为显示器11的不同于第一位置的第二位置。

在下文中，将参照图14至图28描述根据示例性实施例的FPIC。将参照图14至图28描述的FPIC具有与图1的FPIC 10相同的配置。因此，可以省略先前描述的元素和技术方面的进一步描述。

图14是根据示例性实施例的FPIC 10的框图。

参照图14，根据示例性实施例的FPIC 10包括传感器100和第一读出集成电路(IC)200。

传感器100可以接收由指纹反射的光，并将接收到的光转换为电荷。传感器100可以将电荷传输到第一读出IC 200。第一读出IC 200可以读取传感器100的输出和指纹的图像数据Di。

图15是图14的传感器100的详细框图。

参照图15，传感器100可以包括控制器110和第一像素阵列120。

控制器110可以控制第一像素阵列120。控制器110可以控制构成第一像素阵列120的像素Pix的复位、选择和放大操作，并且控制每个传输晶体管TX的驱动。

控制器110可以独立地控制第一像素阵列120的多个行R0至Rn。

第一像素阵列120可以包括多个像素Pix(P(0，0)至P(n，m))。在此，n和m是正整数。像素Pix可以布置在行R0至Rn中和分别包括多条输出线C0至Cm的多列中。即，布置在每列中的像素Pix可以共享输出线C0至Cm之一。

每个像素Pix可以包括光电二极管PD和传输晶体管TX。

光电二极管PD可以是接收光并产生电荷的光电元件。光电二极管PD可以产生与指纹反射的光相对应的电荷。

传输晶体管TX可以将光电二极管PD产生的电荷通过输出线C0至Cm中的一条传输到第一读出IC 200。即，当栅极电压施加到传输晶体管TX时，与传输晶体管TX相对应的像素Pix的输出可以被输出到输出线C0至Cm中的相应一条。

图16是图14的第一读出IC 200的详细框图。

参照图16，第一读出IC 200包括多个模拟前端(AFE)210_0至210_m。每个AFE也可以被称为AFE电路。

AFE 210_0至210_m可以分别对应于输出线C0至Cm。也就是说，可以以与第一像素阵列120的列一一对应的方式连接与第一像素阵列120的列数相等数量的AFE 210_0至210_m。

AFE 210_0至210_m的各个输出可以形成指纹的图像数据Di，并且可以输出图像数据Di。

图17是图16的AFE的详细框图。

参照图17，第一AFE 210_0可以包括低噪声放大器(LNA)211、低通滤波器(LPF)212和模数转换器(ADC)213。尽管为了方便仅示出了第一AFE 210_0的结构，但是AFE 210_1至210_m的结构可以与第一AFE 210_0的结构相同。

LNA 211可以连接至输出线C0至Cm中的任一条。LNA 211可以将从像素输出的电荷转换为电压。

LPF 212可以去除从LNA 211输出的电压的高频噪声。

ADC 213可以通过将从LPF 212输出的模拟电压转换为数字信号来输出像素的图像数据。

图18是根据示例性实施例的FPIC的框图。为了便于解释，可以省略先前描述的元素和技术方面的进一步描述。

参照图18，根据示例性实施例的FPIC包括第二读出IC 201。

第二读出IC 201可以包括多个AFE 210_0至210_j和第一多路复用器MUX230。在此，j是正整数。

第一多路复用器230可以将多条输出线C0至Cm连接到AFE 210_0至210_j。第一多路复用器230可以将(m+1)条输出线C0至Cm连接到(j+1)个AFE 210_0至210_j。在此，m可以是大于j的数。

第一多路复用器230可以通过减少AFE的数量来减少FPIC的复杂度。另外，尽管并不同时处理输出线C0至Cm的信号，但是它们最终都可以由AFE 210_0至210_j全部处理。因此，没有信号损失，或者可以减少信号损失。因此，根据示例性实施例的FPIC提供了改善的性能。

图19是根据示例性实施例的FPIC的框图。为了便于解释，可以省略先前描述的元素和技术方面的进一步描述。

参照图19，根据示例性实施例的FPIC包括第三读出IC 202。

第三读出IC 202可以包括多个LNA 211_0至211_m、多个LPF 212_0至212_m、第二多路复用器MUX 240以及多个ADC 213_0至213_k。在此，k是正整数。

LNA 211_0至211_m和LPF 212_0至212_m可以一对一地对应于多条输出线C0至Cm。即，LNA 211_0至211_m的数量和LPF 212_0至212_m的数量可以是(m+1)，其等于输出线C0至Cm的数量。

第二复用器240可以将LPF 212_0至212_m连接到ADC 213_0至213_k。第二多路复用器240可以将(m+1)个LNA 211_0至211_m和(m+1)个LPF 212_0至212_m连接到(k+1)个ADC213_0至213_k。在此，m可以是大于k的数。

根据示例性实施例，第二复用器240可以通过减少ADC的数量来减少FPIC的复杂性。另外，尽管并不同时处理LPF 212_0至212_m的信号，但是它们最终都可以由ADC 213_0至213_k全部处理。因此，没有信号损失，或者可以减少信号损失。

图20是根据示例性实施例的FPIC的框图。为了便于解释，可以省略先前描述的元素和技术方面的进一步描述。

参照图20，根据示例性实施例的FPIC包括第四读出IC 203。

第四读出IC 203可以包括第一多路复用器MUX 230、多个LNA211_0至211_j、多个LPF 212_0至212_j、第二多路复用器MUX 240以及多个ADC 213_0至213_p。在此，p是正整数。

第一多路复用器230可以将多条输出线C0至Cm连接到LNA211_0至211_j。第一多路复用器230可以将(m+1)条输出线C0至Cm连接到(j+1)个LNA 211_0至211_j。在这里，m可以是大于j的数。

LNA 211_0至211_j和LPF 212_0至212_j可以一对一地彼此对应。这里，LNA 211_0至211_j的数量和LPF 212_0至212_j的数量可以是小于(m+1)的(j+1)，即，小于输出线C0至Cm的数量。

第二多路复用器240可以将LPF 212_0至212_j连接到ADC 213_0至213_p。第二多路复用器240可以将(j+1)个LNA211_0至211_j和(j+1)个LPF 212_0至212_j连接到(p+1)个ADC 213_0至213_p。在此，j可以是大于p的数。

图21是根据示例性实施例的FPIC的等效电路图。图22是图21的操作信号的时序图。为了便于解释，可以省略先前描述的元素和技术方面的进一步描述。

参照图21和图22，传感器100包括多个像素Pix。每个像素Pix包括光电二极管PD和传输晶体管。在图21中，示出了三个传输晶体管，即，第一传输晶体管TX_R0、第二传输晶体管TXTX_R1和第三传输晶体管TX_R2。然而，示例性实施例不限于这种情况，并且传输晶体管的数量可以变化。

LNA 211可以包括第一放大器A1、充电电容器Cf和第一开关SW1。

第一参考电压VREF1可以被施加到第一放大器A1的正(+)端子。第一放大器A1的负(-)端子可以连接到像素Pix的输出线。充电电容器Cf可以连接到第一放大器A1的负端子和第一输出电压端子Vo1。第一开关SW1可以并联连接到充电电容器Cf。

当第一开关SW1由复位信号RSTn操作时，可以根据复位信号RSTn来初始化充电电容器Cf。当在第一传输晶体管TX_R0的栅极电压被接通的同时复位信号RSTn被断开时，充电电容器Cf可以被蓄积在光电二极管PD中的电荷Q充电。

在此，第一输出电压Vo1可以是Vo1＝VREF1+Q/Cf。

LPF 212可以包括电阻器R、第二开关SW2和第一电容器C1。第二开关SW2可以根据LPF信号LPF进行操作。为了加速稳定，LPF信号LPF可以接通第二开关SW2，然后断开第二开关SW2。因此，第二输出电压Vo2可以快速地从瞬态响应转变为饱和响应。

ADC 213可以包括第三开关SW3、可变参考电压发生器214、第四开关SW4、第二放大器A2、第二电容器C2、第三电容器C3、第五开关SW5、第六开关SW6和计数器215。计数器215也可以称为计数器电路。

第三开关SW3和第四开关SW4可以通过开关信号SW来操作。第三开关SW3和第四开关SW4可以互补的方式操作。即，当第三开关SW3和第四开关SW4中的任一个被接通时，另一个可以被断开。

开关信号SW可以被断开然后被接通。因此，第三开关SW3可以断开，而第四开关SW4可以闭合。然后，当第四开关SW4断开时，第三开关SW3可以闭合。

因此，当第三开关SW3断开而第四开关SW4闭合时，LPF 212的第一电容器C1可以被第一输出电压Vo1充电，并且第二输出电压Vo2可以是可变参考电压Vrefa。然后，当在第四开关SW4断开的同时第三开关SW3闭合时，第二输出电压Vo2可以变为Vo2＝Vrefa-Vo1。

第五开关SW5和第六开关SW6可以由ADC复位信号RSTadc驱动。ADC复位信号RSTadc可以被接通以用于初始化，然后被断开。因此，第二放大器A2的正端子可以被初始化为第二参考电压VREF2，并且第二放大器A2的负端子和输出端子也可以被初始化为第二参考电压VREF2。

第二电容器C2、第三电容器C3和第二放大器A2可以构成比较器，该比较器比较斜坡电压RAMP和第三输出电压Vi3n。即，当第三输出电压Vi3n小于斜坡电压RAMP时，可以输出0，而当第三输出电压Vi3n大于斜坡电压RAMP时，可以输出1。

传感器100输出复位输出，然后输出信号输出。这里，复位输出是指没有信号时的输出，并且信号输出是指包含信号分量的复位输出。

因此，第一部分P1中的斜坡电压RAMP可以用于对复位输出进行计数，而第二部分P2中的斜坡电压RAMP可以用于对信号输出进行计数。在图22中，CNT可以表示计数。可以在第二部分P2之后生成最终图像数据Di。

之后，ADC 213执行相关双采样以通过从信号输出中减去复位输出来去除噪声。为此，ADC 213可以使用LPF 212的第一电容器C1。常规ADC使用2至4个电容器进行相关双采样。相反，根据示例性实施例的FPIC的ADC 213仅使用一个电容器，从而降低了电路的复杂性。

可变参考电压发生器214可以生成可变参考电压Vrefa。可以生成可变参考电压Vrefa以调节ADC 213的输入动态范围(IDR)。

例如，第三输出电压Vi3n是通过从第二参考电压VREF2中减去第二输出电压Vo2而获得的值。即，Vi3n＝VREF2-Vo2。由于Vo2＝Vrefa-Vo1和Vo1＝VREF1+Q/Cf，所以Vi3n＝VREF2-Vrefa+VREF1+Q/Cf。

第三输出电压Vi3n可以通过第一参考电压VREF1、第二参考电压VREF2和可变参考电压Vrefa来调节。

计数器215可以通过对第二放大器A2的输出(即比较器的输出)进行计数来将模拟信号转换为数字信号。该数字信号可以是图像数据Di。

参照图23，手指F的指纹可以包括脊R和谷V。脊R可以是与显示器11的表面相邻的凸部，而谷V可以是与显示器11的表面间隔开的凹部。由脊R反射的光与由谷V反射的光之间的差可能很小。

图24是示出根据示例性实施例的指纹识别设备的斜坡电压RAMP和计数操作的曲线图。

参照图21、图22和图24，计数器215可以使用计数脉冲Pulse_Count来执行计数。当斜坡电压RAMP具有第一斜率S1时，计数器215可以在第一计数时间t_Count 1期间生成第一位“a1位”的数字信号。备选地，当斜坡电压RAMP具有小于第一斜率S1的第二斜率S2时，计数器215可以在第二计数时间t_Count 2期间生成第二位“a2位”的数字信号。

即，在具有单个斜率的单斜率ADC中，斜率越小，分辨率越高。但是，减小斜率以提高分辨率可能会使计数的时间增加到大于第一计数时间t_Count 1的第二计数时间t_Count 2。

图25是示出根据示例性实施例的指纹识别设备的信号电压的电压曲线图。图26是示出根据示例性实施例的指纹识别设备的IDR的曲线图。

参照图23至图25，由于谷V和脊R之间的差非常小，所以根据示例性实施例的FPIC可以具有高分辨率。假设FPIC的输出是满信号(full signal)电压Vsig，为了高分辨率，满信号电压Vsig可以具有从最小电压Vmin到最大电压Vmax的值的若干部分。

但是，由于实际上根据谷V和脊R之间的差而变化的频带很小，因此可以分开考虑。例如，满信号电压Vsig可以被认为是偏移量与部分信号电压Vsig’之和。在这种情况下，不必通过使实际测量和转换了斜坡电压RAMP的部分具有第二斜率S2来使用整个第二计数时间t_Count2。相反，仅第一计数时间t_Count 1能够用于第二斜率S2。

例如，参照图26，由于通过上述等式将第三输出电压Vi3n定义为Vi3n＝VREF2-Vrefa+VREF1+Q/Cf，因此能够通过调节可变参考电压Vrefa将第三输出电压Vi3n调整到具有第二斜率S2的斜坡电压Vramp的IDR。因此，计数时间t_Count可以与图24的第一计数时间t_Count1一样短。

如上所述，在示例性实施例中，能够通过在第一参考电压VREF1和第二参考电压VREF2固定的同时调节可变参考电压Vrefa来调节第三输出电压Vi3n。然而，在根据示例性实施例的FPIC中，不仅能够改变可变参考电压Vrefa，而且能够改变第一参考电压VREF1和/或第二参考电压VREF2，将第三输出电压Vi3n调节到斜坡电压Vramp的IDR。

现在将参考图27和图28描述根据示例性实施例的FPIC。为了便于解释，可以省略先前描述的元素和技术方面的进一步描述。

图27示出了根据示例性实施例的FPIC的传感器的像素阵列的结构。图28是用于描述根据示例性实施例的FPIC的扫描操作的时序图。

参照图27，第一像素阵列120包括多个像素P(0，0)至P(n，m)。第一像素阵列120包括多个行H1至Hn，并且行H1至Hn包括第一行H1、第二行H2…至第n行Hn。

参照图27和图28，根据示例性实施例的FPIC可以执行用于指纹识别的虚设捕获操作，然后执行主捕获操作。这里，虚设捕获操作是指在没有曝光积分时间(EIT)的情况下扫描扫描区域。

EIT是指其中每个像素接收外部光的时间段。EIT可以从一个扫描持续到下一扫描。

因此，可以执行无意义的扫描即虚设捕获操作，以便初始化EIT，然后可以在第一暂停N1之后执行主捕获操作，以使像素的各个EIT相等。

在虚设捕获操作或主捕获操作中，可以逐行执行捕获或扫描，并且捕获行H1至Hn中的每一行所花费的时间可以是相同的行扫描时间1H。

另外，可以向每行给定EIT可。第一行H1的第一EIT EIT1可以从第一行H1的虚设捕获操作结束的时间持续到第一行H1的主捕获操作开始的时间。第二行H2的第二EIT EIT2可以从第二行H2的虚设捕获操作结束的时间持续到第二行H2的主捕获操作开始的时间。

类似地，第n行Hn的第n EIT EITn可以从第n行Hn的虚设捕获操作结束的时间持续到第n行Hn的主捕获操作开始的时间。

第一暂停N1可以是由这些EIT生成的时间段。

图29是用于描述根据示例性实施例的FPIC的扫描操作的时序图。为了便于解释，可以省略先前描述的元素和技术方面的进一步描述。

参照图21、图22、图27和图29，根据示例性实施例的FPIC可以在虚设捕获操作和主捕获操作之间执行子捕获操作。

由于虚设捕获操作是为初始化而执行的，因此根本没有EIT。然而，子捕获操作具有EIT，因此在虚设捕获操作和子捕获操作之间可以存在第二暂停N2。

另外，由于还利用了用于主捕获操作的EIT，因此在子捕获操作和主捕获操作之间可以存在第一暂停N1。

由于向每一行给定EIT，所以第一行H1的第(1_1)EIT EIT1_1可以从第一行H1的虚设捕获操作结束的时间持续到第一行H1的子捕获操作开始的时间，并且第一行H1的第(2_1)EIT EIT2_1可以从第一行H1的子捕获操作结束的时间持续到第一行H1的主捕获操作开始的时间。第(2_1)EIT EIT2_1可以比第(1_1)EIT EIT1_1长。

第二行H2的第(1_2)EIT EIT1_2可以从第二行H2的虚设捕获操作结束的时间持续到第二行H2的子捕获操作开始的时间，以及第二行H2的第(2_2)EIT EIT2_2可以从第二行H2的子捕获操作结束的时间持续到第二行H2的主捕获操作开始的时间。第(2_2)EITEIT2_2可以比第(12)EIT EIT1_2长。

类似地，第n行Hn的第(1_n)EIT EIT1_n可以从第n行Hn的虚设捕获操作结束的时间持续到第n行Hn的子捕获操作开始的时间，并且第n行Hn的第(2_n)EIT EIT2_n可以从第n行Hn的子捕获操作结束的时间持续到第n行Hn的主捕获操作开始的时间。第(2n)EIT EIT2_n可以比第(1_n)EIT EIT1_n长。参照图21和图22，复位输出和信号输出用于执行相关双采样以去除噪声。然而，在示例性实施例中，复位输出可以仅去除LNA 211、LPF 212和ADC 213的噪声，而不去除传感器100的噪声。

因此，为了去除传感器100的噪声，根据示例性实施例的FPIC可以执行子捕获操作，在该子捕获操作中，传感器100的传输晶体管被接通，然后从主捕获操作的结果中减去子捕获操作的结果。

但是，如果子捕获操作的EIT较长，则子捕获操作中可包括更多的信号分量。因此，可以使子捕获操作的EIT(EIT1_1，EIT1_2，…，EIT1_n)非常短，从而在子捕获操作中基本上没有信号分量。因此，与第一暂停N1相比，第二暂停N2可以非常短。

由于根据示例性实施例的FPIC甚至可以通过子捕获操作来完全去除传感器100的噪声，因此FPIC可以执行更准确和可靠的指纹识别。

图30是根据示例性实施例的FPIC的概念框图。为了便于解释，可以省略先前描述的元素和技术方面的进一步描述。

参照图30，根据示例性实施例的FPIC可以包括第一像素阵列120、多个AFE 210_0至210_m以及多个减法器220_0至220_(m-1)。

第一像素阵列120可以包括多个像素P(0，0)至P(n，m)，并且AFE 210_0至210_m可以一一对应地连接到与第一像素阵列120的列对应的多条输出线C0到Cm。

减法器220_0至220_(m-1)中的每一个可以输出AFE 210_0至210_m中的两个相邻AFE的输出之间的差。即，减法器220_0至220_(m-1)中的每一个可以输出通过从另一AFE的输出减去一个AFE的输出而获得的差信号。因此，减法器220_0至220_(m-1)中的每一个可以输出两个相邻AFE的数字信号Di之间的差。由于减法器220_0至220_(m-1)将(m+1)个AFE210_0至210_m的输出彼此相减，所以可以利用m个减法器220_0至220_(m-1)。减法器220_0至220_(m-1)中的每一个也可以称为减法器电路。

由于差信号是已经去除了所有像素共有的噪声成分的信号，因此差信号可以包括更清晰、更可靠的指纹图像数据。

因此，根据示例性实施例的FPIC可以执行更准确的指纹识别。

图31是根据示例性实施例的FPIC的概念框图。为了便于解释，可以省略先前描述的元素和技术方面的进一步描述。

参照图31，根据示例性实施例的FPIC可以包括第二像素阵列121、多个AFE 210_0至210_(m+1)以及多个减法器220_0至220_m。

第二像素阵列121可以包括多个像素P(0，0)至P(n，m+1)。在像素P(0，0)至P(n，m+1)中，一列P(0，m+1)至P(n，m+1)可以是用于输出噪声的列，并且可以连接至噪声输出线C_noise。尽管在图31中连接到噪声输出线C_noise的列是最后一列，但是示例性实施例不限于这种情况。

在AFE 210_0至210_(m+1)中，除了连接至噪声输出线C_noise的AFE之外的AFE可以全部连接至减法器220_0至220_m。由于AFE 210_0至210_(m+1)中连接到噪声输出线C_noise的AFE仅输出噪声，所以减法器220_0至220_m可以从AFE 210_0至210_(m+1)中未连接至噪声输出线C_noise的AFE的输出中减去噪声。

因此，可以将所有像素共有的噪声从输出中去除。当第二像素阵列121具有(m+2)列时，减法器220_0至220_m的数量可以是比(m+2)小一的(m+1)。

由于减法器220_0至220_m的输出信号是已经去除了所有像素共有的噪声成分的信号，因此输出信号可以包括更清晰、更可靠的指纹图像数据。

因此，示例性实施例提供了能够执行更准确的指纹识别的FPIC。

如本发明构思的领域中的惯例，在附图中从功能块、单元和/或模块的方面描述和示出了示例性实施例。本领域技术人员将理解，这些块、单元和/或模块通过诸如逻辑电路、分立组件、微处理器、硬连线电路、存储器元件、布线连接等的电子(或光学)电路物理地实现，其中所述电子(或光学)电路可以使用基于半导体的制造技术或其它制造技术来形成。在块、单元和/或模块由微处理器等实现的情况下，它们可以使用软件(例如，微代码)来编程以执行本文讨论的各种功能，并且可以可选地由固件和/或软件驱动。备选地，每个块、单元和/或模块可以通过专用硬件实现或实现为执行一些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)的组合。

尽管已经参考本发明构思的示例性实施例具体示出和描述了本发明构思，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求所限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。

Claims

1.一种指纹识别设备，包括：

显示器，输出图像；

触摸传感器面板TSP，感测所述显示器上的触摸；以及

指纹识别集成电路FPIC，扫描所述显示器上触摸的指纹，

其中，所述FPIC包括：

包括光电元件的像素，所述光电元件接收由所述指纹反射的光；

低噪声放大器LNA，通过转换从所述光电元件接收的电荷来输出信号电压；以及

模数转换器ADC，将所述信号电压转换为数字信号，

其中，所述ADC包括：

提供可变参考电压的可变参考电压发生器；

比较器，将所述可变参考电压与所述信号电压相加，对相加的结果执行相关双采样，并通过将相关双采样的结果与斜坡电压进行比较来输出比较信号；以及

计数器，通过对所述比较信号进行计数来输出所述数字信号。

2.根据权利要求1所述的指纹识别设备，其中，所述FPIC包括像素阵列，在所述像素阵列中，包括所述像素的多个像素以行和列布置，

其中，所述FPIC通过执行虚设捕获操作来初始化像素的输出，并且随后通过执行主捕获操作来扫描所述指纹。

3.根据权利要求2所述的指纹识别设备，其中，在所述虚设捕获操作之后且在所述主捕获操作之前存在第一暂停。

4.根据权利要求3所述的指纹识别设备，其中，所述FPIC在所述虚设捕获操作与所述主捕获操作之间执行子捕获操作。

5.根据权利要求3所述的指纹识别设备，其中，第二暂停位于所述虚设捕获操作之后且在所述子捕获操作之前，所述第一暂停位于所述子捕获操作之后且在所述主捕获操作之前，并且所述第二暂停比所述第一暂停短。

6.根据权利要求1所述的指纹识别设备，其中，所述FPIC包括像素阵列，在所述像素阵列中，包括所述像素的多个像素以行和列布置，

其中，所述像素阵列包括多条输出线，每条输出线由同一列中的像素共享，所述LNA是多个LNA中的一个，并且每个LNA连接至任一条输出线。

7.根据权利要求6所述的指纹识别设备，其中，所述输出线的数量大于所述LNA的数量，并且所述FPIC还包括将所述输出线连接到所述LNA的多路复用器。

8.根据权利要求6所述的指纹识别设备，其中，所述FPIC还包括低通滤波器LPF，所述低通滤波器去除所述信号电压的高频噪声，并且已经去除所述高频噪声的信号电压被传送至所述ADC。

9.根据权利要求8所述的指纹识别设备，其中，所述LPF是多个LPF中的一个，所述ADC是多个ADC中的一个，所述ADC中的每一个连接到所述LPF中的任一个，所述LPF的数量大于所述ADC的数量，并且所述FPIC还包括多路复用器，所述多路复用器将所述LPF连接到所述ADC。

10.根据权利要求6所述的指纹识别设备，其中，所述ADC是多个ADC中的一个，并且所述FPIC还包括：

连接到所述输出线中的每一条的多个模拟前端AFE，其中，所述AFE中的每一个包括所述LNA中的一个和所述ADC中的一个，并输出所述数字信号；以及

减法器，输出两个相邻AFE的所述数字信号之间的差。

11.根据权利要求6所述的指纹识别设备，其中，所述ADC是多个ADC中的一个，并且所述像素阵列包括不接收信号而仅输出噪声的噪声输出列，并且

其中，所述FPIC还包括：连接到所述输出线中的每一条的多个模拟前端AFE，每个AFE包括所述LNA中的一个和所述ADC中的一个，并输出所述数字信号；以及减法器，从其他AFE的数字信号中减去与所述噪声输出列相对应的AFE的数字信号。

12.一种指纹识别设备，包括：

显示器，输出图像；

触摸传感器面板TSP，感测所述显示器上的触摸并生成第一触摸坐标；

显示驱动集成电路DDI，照射基于所述第一触摸坐标而确定的所述显示器的扫描区域；

指纹识别集成电路FPIC，通过扫描所述扫描区域中的指纹来生成指纹图像数据；以及

处理器，接收所述指纹图像数据。

13.根据权利要求12所述的指纹识别设备，其中，当识别出有执行指纹识别的意图时，确定所述扫描区域。

14.根据权利要求13所述的指纹识别设备，其中，所述处理器识别是否有执行指纹识别的意图，并在有执行指纹识别的意图时确定所述扫描区域。

15.根据权利要求13所述的指纹识别设备，其中，所述TSP识别是否有执行指纹识别的意图，并在有执行指纹识别的意图时确定所述扫描区域。

16.根据权利要求13所述的指纹识别设备，其中，识别是否有执行指纹识别的意图包括：确定预注册图案和当前识别出的图案是否相同。

17.根据权利要求13所述的指纹识别设备，其中，识别是否有执行指纹识别的意图包括：当没有执行指纹识别的意图时，输出引导消息；以及随后再次识别是否有执行指纹识别的意图。

18.根据权利要求13所述的指纹识别设备，其中，当识别出有执行指纹识别的意图时，使用在从识别时间起测量的参考时间之后进行的触摸的第二触摸坐标来确定所述扫描区域。

19.根据权利要求12所述的指纹识别设备，其中，所述DDI和所述FPIC分别接收第一时钟和第二时钟，并且所述第一时钟和所述第二时钟彼此同步。

20.一种指纹识别集成电路FPIC，包括：

包括像素阵列的传感器，所述像素阵列包括接收由指纹反射的光的光电元件；以及

读出集成电路IC，处理所述传感器的输出，

其中，所述读出IC包括多个模拟前端AFE，所述多个模拟前端连接到分别与所述像素阵列的列对应的输出线中的每条输出线，其中，所述AFE中的至少一个包括：

低噪声放大器LNA，通过转换经由输出线接收的电荷来输出信号电压；

低通滤波器LPF，去除所述信号电压的高频噪声；以及

模数转换器ADC，将所述信号电压转换为数字信号，

其中，所述ADC包括：

提供可变参考电压的可变参考电压发生器；