CN111598060A - 指纹感测系统及其使用方法 - Google Patents

指纹感测系统及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111598060A
CN111598060A CN202010620318.5A CN202010620318A CN111598060A CN 111598060 A CN111598060 A CN 111598060A CN 202010620318 A CN202010620318 A CN 202010620318A CN 111598060 A CN111598060 A CN 111598060A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensing system
fingerprint sensing
pixels
light
limiting structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010620318.5A
Other languages
English (en)
Inventor
郑铭媛
柏堂宏
林郁轩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Egis Technology Inc
Original Assignee
Egis Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Egis Technology Inc filed Critical Egis Technology Inc
Priority to US16/935,177 priority Critical patent/US11600097B2/en
Publication of CN111598060A publication Critical patent/CN111598060A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14678—Contact-type imagers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1347—Preprocessing; Feature extraction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Collating Specific Patterns (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

本发明提供一种指纹感测系统，包括多个微透镜、传感器、限光结构以及控制器。多个微透镜排成阵列。传感器具有多个排成阵列的感测像素。传感器、限光结构以及这些微透镜在排列方向上依序排列。控制器与传感器电性连接。这些微透镜之间的节距大于这些感测像素之间的节距。控制器根据传感器的多个输出像素的信号形成指纹图像，其中每一输出像素为每相邻的至少四个感测像素中的其中之一。一种指纹感测系统的使用方法亦被提出。本发明提供的指纹感测系统及其使用方法的可信度较高。

Description

指纹感测系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种感测系统及其使用方法，特别涉及一种指纹感测系统及其使用方法。
背景技术
由于智能手机与移动装置的发展，且人们对于这些装置的使用上的安全性的要求，指纹感测系统的需求大幅提升。一般来说，指纹感测系统包括传感器、限光结构以及透镜阵列。当感测光束照射至使用者的手指，其反射光束会依序通过透镜阵列、限光结构以及传感器。传感器所输出的信号即是指纹图像。
为了能取得良好的指纹图像，限光结构中的开口较佳是能与传感器的感测像素对齐。由于传感器与限光结构可在半导体制程中依序形成，因此，限光结构中的开口可与传感器的感测像素对齐。
然而，透镜阵列却不易利用半导体制程的方式形成，使得透镜阵列的透镜光轴难以与限光结构中的开口以及传感器的感测像素对齐。因此，指纹感测系统所取得的指纹图像的可信度无法提高。
发明内容
本发明是针对一种指纹感测系统及其使用方法，其可提高指纹感测系统所取得的指纹图像的可信度。
本发明的一实施例的指纹感测系统包括多个微透镜、传感器、限光结构以及控制器。多个微透镜排成阵列。传感器具有多个排成阵列的感测像素。传感器、限光结构以及这些微透镜在排列方向上依序排列。控制器与传感器电性连接。这些微透镜之间的节距大于这些感测像素之间的节距。控制器根据传感器的多个输出像素的信号形成指纹图像，其中每一输出像素为每相邻的至少四个感测像素中的其中之一。
本发明的一实施例的指纹感测系统的使用方法包括在多个感测像素的每相邻的至少四个感测像素中，选择每相邻的至少四个感测像素中的其中之一作为输出像素；对这些输出像素的信号执行校正处理；以及取得校正后的这些输出像素的信号，以形成指纹图像。
基于上述，在本发明实施例的指纹感测系统中及其使用方法中，由于输出像素可为每相邻的至少四个感测像素中的其中之一，因此，只要适当地选择输出像素的位置，可提高指纹图像的信噪比，使得指纹感测系统及其使用方法的可信度较高。
附图说明
图1A是根据本发明的一实施例的指纹感测系统的剖面示意图；
图1B示意了图1A的微透镜与感测像素沿排列方向的相对位置的示意图；
图2A是根据本发明的另一实施例的指纹感测系统的剖面示意图；
图2B示意了图2A的微透镜与感测像素沿排列方向的相对位置的示意图；
图3是根据本发明的一实施例的指纹感测系统的使用方法的流程图。
附图标记说明
100、100A:指纹感测系统
111、112:微透镜
111A、112A:光轴
120:传感器
120S:感测面
121、122、123、124、125:感测像素
121C、122C、123C、124C、O1-1C、O1-2C、O1-3C、O1-4C、O2-1C、O2-2C、O2-3C、O2-4C:中心线
130:限光结构
132:第一限光结构
134:第二限光结构
140:控制器
142:存储器
150:第一透光结构
160:第二透光结构
A、B、C:位置
AD:排列方向
d1、d2:距离
H:宽度
O1-1、O1-2、O1-3:第一开口
O2-1、O2-2、O2-3:第二开口
P1、P2:节距
R1、R2:孔径
t1、t2、t3:厚度
S100、S120、S140:步骤
Φ、θB、θB’、θC、θC’:角度
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1A是根据本发明的一实施例的指纹感测系统的剖面示意图。请参考图1A，本发明的一实施例的指纹感测系统100包括多个微透镜111、112、传感器120、限光结构130以及控制器140。再者，传感器120可为薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)、互补金氧半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)或电荷耦合器件(charge coupleddevice,CCD)的光传感器。传感器120用以接收从手指反射的光束，使指纹感测系统100可取得指纹图像。此外，限光结构130可为光刻制程形成的金属层。
在本实施例中，微透镜111、112排成阵列。微透镜111、112在垂直于排列方向AD上的最大宽度H等于微透镜111、112之间的节距P1，其中宽度H例如是图1A中位置A至位置C的距离。传感器120具有多个排成阵列的感测像素121、122、123、124、125。微透镜111、112之间的节距P1大于感测像素121、122、123、124、125之间的节距P2。此外，传感器120、限光结构130以及微透镜111、112在排列方向AD上依序排列。
在本实施例中，限光结构130包括第一限光结构132以及第二限光结构134，其中第一限光结构132设置在传感器120的感测面120S上方，且第一限光结构132在排列方向AD上设置于第二限光结构134与传感器120之间。再者，第一限光结构132具有多个第一开口O1-1、O1-2、O1-3，且每一第一开口O1-1、O1-2、O1-3在排列方向AD的中心线O1-1C、O1-2C、O1-3C与感测像素122、123、124的其中之一在排列方向AD的中心线122C、123C、124C重合。第二限光结构134具有多个第二开口O2-1、O2-2、O2-3，且每一第二开口O2-1、O2-2、O2-3在排列方向AD的中心线O2-1C、O2-2C、O2-3C与第一开口O1-1、O1-2、O1-3的其中之一在排列方向AD的中心线O1-1C、O1-2C、O1-3C重合。例如，在图1A中，第二开口O2-1的中心线O2-1C与第一开口O1-1的中心线O1-1C以及感测像素122的中心线122C重合，以使光线进入感测像素122；第二开口O2-2的中心线O2-2C与第一开口O1-2的中心线O1-2C以及感测像素123的中心线123C重合，以使光线进入感测像素123；第二开口O2-3的中心线O2-3C与第一开口O1-3的中心线O1-3C以及感测像素124的中心线124C重合，以使光线进入感测像素124。
在本实施例中，指纹感测系统100还包括第一透光结构150以及第二透光结构160。第一透光结构150与第二透光结构160的材质可为透光且绝缘的材质。
在本实施例中，指纹感测系统100还包括控制器140。控制器140与传感器120电性连接。控制器140例如是包括微控制器单元(Microcontroller Unit，MCU)、中央处理单元(central processing unit，CPU)、微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、可程序化控制器、可程序化逻辑设备(programmable logicdevice，PLD)或其他类似装置或这些装置的组合，本发明并不加以限制。此外，在一实施例中，控制器140的各功能可被实作为多个程序代码。这些程序代码会被储存在一个存储器142中，由控制器140来执行这些程序代码。或者，在一实施例中，控制器140的各功能可被实作为一或多个电路。本发明并不限制用软件或硬件的方式来实作控制器140的各功能。
图1A示意了指纹感测系统100的微透镜111、112与指纹感测系统100中的其他元件在排列方向上对齐的较佳的情况。图1B示意了图1A的微透镜与感测像素沿排列方向的相对位置的示意图。请同时参考图1A与图1B，详细来说，微透镜111在排列方向AD上与第一限光结构132的第一开口O1-1、第二限光结构134的第二开口O2-1以及感测像素122完全重叠。微透镜112在排列方向AD上与第一限光结构132的第一开口O1-3、第二限光结构134的第二开口O2-3以及感测像素124完全重叠。在一更佳的实施例中，微透镜111的光轴111A实质上与第二开口O2-1的中心线O2-1C、第一开口O1-1的中心线O1-1C以及感测像素122的中心线122C重合，且微透镜112的光轴112A实质上与第二开口O2-3的中心线O2-3C、第一开口O1-3的中心线O1-3C以及感测像素124的中心线124C重合。
在本实施例中，传感器120的每至少四个感测像素在排列方向AD与一个微透镜111、112至少部分重叠。以图1B为例，感测像素121、122、123以及其他六个感测像素在排列方向AD与微透镜111部分重叠。以此类推，图1A的感测像素123、124、125以及其他六个感测像素在排列方向AD与微透镜112部分重叠。在一实施例中，传感器120的每至少四个感测像素在排列方向AD可与一个微透镜111、112完全重叠。
在本实施例中，控制器140根据传感器120的多个输出像素的信号形成指纹图像，其中每一输出像素为每相邻的至少四个感测像素中的其中之一。较佳来说，输出像素为每至少四个感测像素中，最接近微透镜111、112的光轴111A、112A的那一个感测像素。以图1A为例，在感测像素122与124的中心线122C、124C分别对准了微透镜111的光轴111A与微透镜112的光轴112A的情况下，感测像素122与感测像素124相较于其相邻的感测像素可接收到较高强度信号。因此，选择感测像素122与124作为输出像素可提高指纹图像的信噪比，使得指纹感测系统100的可信度较高。
在一实施例中，控制器140根据配对表选择每相邻的至少四个感测像素中的输出像素，其中，配对表可预先储存在控制器140的存储器142。配对表包括每相邻的至少四个感测像素中的输出像素的位置以及输出像素的校正值。举例来说，每一输出像素的位置可为此输出像素在感测像素阵列中的第几行与第几列。输出像素的校正值可为指纹感测系统100利用校正器校正，并经由算法计算后，输出像素的原始数据所应被调整的参数或数值。例如，将上述未被选择为输出像素的感测像素121、123与125所取得的信号经算法计算后作为感测像素122与124的噪声值。
在本实施例中，指纹感测系统100符合以下条件式：
2×(t1+d1+t2)×tan θB＞R2≥2×(t1+d1+t2)×tan φ， (1)
其中
φ＝tan-1((P1/2)/(ttotal))，
θB＝tan-1(P1/(t3+ttotal))，
ttotal＝t1+d1+t2+d2，
d1为第一限光结构132与第二限光结构134之间的距离，d2为第二限光结构134与微透镜111、112之间的距离，t1为第一限光结构132在排列方向AD上的厚度，t2为第二限光结构134在排列方向AD上的厚度，t3为微透镜111、112在排列方向AD上的最大厚度，R2为第二限光结构134的第二开口O2-1、O2-2、O2-3的孔径，且P1为微透镜111、112之间的节距。由于杂散光会使得指纹图像的信噪比下降，影响指纹感测系统100的可信度。例如，通过微透镜111的光被微透镜112所对应的输出像素(图1A的感测像素124)所接收，而形成了杂散光。同理，通过微透镜112的光被微透镜111所对应的输出像素(图1A的感测像素122)所接收，而形成了杂散光。当指纹感测系统100满足公式(1)的条件时，指纹感测系统100的各输出像素(图1A的感测像素122、124)可有效避免杂散光，因此，指纹感测系统100的可信度较高。
在本实施例中，指纹感测系统100符合以下条件式：
P2＞2×(t1+d1+t2)×tan θC＞R2， (2)
其中
θC＝tan-1((1.5×P1)/(ttotal))，
ttotal＝t1+d1+t2+d2，
且P2为感测像素121、122、123、124、125之间的节距。当指纹感测系统100满足公式(2)的条件时，指纹感测系统100的各输出像素(图1A的感测像素122、124)可有效避免杂散光，因此，指纹感测系统100的可信度较高。
在本实施例中，指纹感测系统符合以下条件式：
d1>R1， (3)
其中R1为第一限光结构132的第一开口O1-1、O1-2、O1-3的孔径。当指纹感测系统100满足公式(3)的条件时，指纹感测系统100的各输出像素(图1A的感测像素122、124)可有效避免杂散光，因此，指纹感测系统100的可信度较高。
基于上述，在本发明实施例的指纹感测系统100中，由于指纹感测系统100的微透镜之间的节距大于感测像素之间的节距，且输出像素可为每相邻的至少四个感测像素中的其中之一，因此，只要适当地选择输出像素的位置，可提高指纹图像的信噪比，使得指纹感测系统100的可信度较高。再者，在指纹感测系统100满足上述公式(1)至公式(3)时，指纹感测系统100的各输出像素可有效避免杂散光，因此，指纹感测系统100的可信度较高。
图2A是根据本发明的另一实施例的指纹感测系统的剖面示意图。图2B示意了图2A的微透镜与感测像素沿排列方向的相对位置的示意图。请同时参考图2A与图2B，图2A的指纹感测系统100A相似于图1A的指纹感测系统100，且之间的主要差异在于：图2A示意了指纹感测系统100A的微透镜111、112与指纹感测系统100A中的其他元件在排列方向AD上没有良好对齐的情况。
详细来说，此实施例的微透镜111在排列方向AD上与第一限光结构132的第一开口O1-1和O1-2、第二限光结构134的第二开口O2-1和O2-2以及感测像素121和122完全重叠。微透镜112在排列方向AD上与第一限光结构132的第一开口O1-3和O1-4、第二限光结构134的第二开口O2-3和O2-4以及感测像素123和124完全重叠。在本实施例中，微透镜111的光轴111A与第二开口O2-1和O2-2的中心线O2-1C和O2-2C、第一开口O1-1和O1-2的中心线O1-1C和O1-2C以及感测像素121和122的中心线121C和122C互相平行但不重合，且微透镜112的光轴112A与第二开口O2-3和O2-4的中心线O2-3C和O2-4C、第一开口O1-3和O1-4的中心线O1-3C和O1-4C以及感测像素123和124的中心线123C和124C互相平行但不重合。
再者，在此实施例中，以图2B为例，感测像素121、122以及其他两个感测像素在排列方向AD与微透镜111部分重叠。以此类推，图2A的感测像素123、124以及其他两个感测像素在排列方向AD与微透镜112部分重叠。
除此之外，由于以均匀光源入射至指纹感测系统100A的情况下，各个感测像素121、122、123、124可接收到相近强度的信号。在此实施例中，可在上述与微透镜111在排列方向AD部分重叠的四个感测像素的其中一个选择作为输出像素，并在上述与微透镜112在排列方向AD部分重叠的四个感测像素的其中一个选择作为另一个输出像素。例如，选择感测像素121与123作为输出像素。再者，其余未被选择为输出像素的感测像素122与124所取得的信号经算法计算后作为感测像素121与123的噪声值。
除此之外，在此实施例中，指纹感测系统100A符合以下条件式：
2×(t1+d1+t2)×ta n θB′＞R2≥2×(t1+d1+t2)×tan φ， (4)
其中
θB′＝tan-1(0.75×P1/(t3+ttotal))。
当指纹感测系统100A满足公式(4)的条件时，指纹感测系统100A的各输出像素(图2A的感测像素121、123)可有效避免杂散光，因此，指纹感测系统100A的可信度较高。
除此之外，在此实施例中，指纹感测系统100A符合以下条件式：
P2＞2×(t1+d1+t2)×tan θC′＞R2， (5)
其中
θC′＝tan-1((1.25×P1)/(ttotal))。
当指纹感测系统100A满足公式(5)的条件时，指纹感测系统100A的各输出像素(图2A的感测像素121、123)可有效避免杂散光，因此，指纹感测系统100A的可信度较高。
图3是根据本发明的一实施例的指纹感测系统的使用方法的流程图。请参考图3，本发明的一实施例的指纹感测系统100、100A的使用方法包括以下步骤。在步骤S100，在多个感测像素121、122、123、124、125的每相邻的至少四个感测像素中，选择此每相邻的至少四个感测像素中的其中之一作为输出像素。在步骤S120，对这些输出像素的信号执行校正处理。在步骤S140，取得校正后的这些输出像素的信号，以形成指纹图像。
详细来说，指纹感测系统100、100A可为屏下指纹感测系统。指纹感测系统100、100A可设置在显示器下。在指纹感测系统100、100A未出厂前，使用校正器来决定指纹感测系统100、100A中的输出像素应选择上述的每相邻的至少四个感测像素中的哪一个。在本实施例中，校正器例如是白色、黑色或其他反射率佳的平板。在一实施例中，校正器可具有设计后的图案(pattern)或标记，例如是模仿指纹的黑白间隔的条纹。接着，使显示器发出光束而照射至校正器。经校正器反射后的光束会依序通过微透镜111与112、第二限光结构134以及第一限光结构132而被感测像素121、122、123、124与125所接收。
例如，校正器使用白色的平板，则输出像素较佳是在上述的每相邻的至少四个感测像素中，接收到信号为最强的那一个感测像素。以图1A为例，指纹感测系统100可选择感测像素122与124作为输出像素。再者，当上述的每相邻的至少四个感测像素中的各个感测像素都接收到相似强度的信号，则控制器140可任意选择此每相邻的至少四个感测像素中的其中之一作为输出像素。以图2A为例，控制器140可选择感测像素121与123作为输出像素。但本发明不以此为限，在一实施例中，例如，校正器使用黑色的平板。控制器140可在上述的每相邻的至少四个感测像素中，选择接收到信号为最弱的那一个感测像素作为输出像素。在另一实施例中，例如，校正器具有黑白间隔的条纹。指纹感测系统100、100A的输出像素应根据校正器上的图案来选择。也就是说，当上述的每相邻的至少四个感测像素对应了黑色条纹时，输出像素应选择接收到较弱强度的信号的那一个感测像素。反之，当上述的每相邻的至少四个感测像素对应了黑白间隔的条纹中的白色部位时，输出像素应选择接收到较高强度的信号的那一个感测像素。
在一实施例中，指纹感测系统100、100A的使用方法利用局部选择算法(localselection algorithm)来计算输出像素的位置。在一实施例中，上述的局部选择算法中根据了上述公式(1)至公式(5)、指纹感测系统100、100A中各个元件的参数(例如，节距P1与P2、孔径R1与R2、厚度t1、t2与t3以及宽度H)、局部最大值选择(local maximumselection)、局部最小值选择(local minimum selection)、噪声降低的强度(noisereduction strength)以及图案选择临限值(pattern selection threshold)。
在一实施例中，指纹感测系统100、100A的使用方法更利用局部选择算法(localselection algorithm)来计算输出像素的校正值。在一实施例中，局部选择算法可包括噪声降低算法(noise reduction algorithm)。噪声降低算法包括了像素合并(binning)、帧平均(frame average)以及低通过滤器(low-pass filter)。像素合并例如是将上述的每相邻的至少四个感测像素中，未被选择为输出像素的感测像素经像素合并所取得的信号当作噪声；或者是，将上述的每相邻的至少四个感测像素中，未被选择为输出像素的感测像素所取得的信号值的特定比例加到输出像素的信号值。特定比例例如是1％至10％。帧平均例如是将感测像素121、122、123、124、125所取得的信号做时间上的平均，以降低时间上的噪声值。此外，低通过滤器例如是将感测像素121、122、123、124、125所取得的信号去除时间上在高频部分的信号。
再者，控制器140记录各个输出像素的位置。在一实施例中，输出像素的位置被预先记录在配对表中。在另一实施例中，配对表可储存在控制器140的存储器142。
在一实施例中，指纹感测系统100、100A的使用方法进一步将上述噪声降低算法所取得的各参数，对应输出像素的位置记录在配对表中，以作为各输出像素的校正值。因此，在出厂后，控制器140可通过配对表内的校正值对输出像素的信号执行校正处理(即步骤S120)。
综上所述，在本发明实施例的指纹感测系统中及其使用方法中，由于指纹感测系统的微透镜之间的节距大于感测像素之间的节距，且输出像素可为每相邻的至少四个感测像素中的其中之一，因此，只要适当地选择输出像素的位置，可提高指纹图像的信噪比，使得指纹感测系统及其使用方法的可信度较高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种指纹感测系统，其特征在于，包括：
多个微透镜，排成阵列；
传感器，具有多个排成阵列的感测像素；
限光结构，其中所述传感器、所述限光结构以及所述多个微透镜在排列方向上依序排列；以及
控制器，与所述传感器电性连接；其中
所述多个微透镜之间的节距大于所述多个感测像素之间的节距；
所述控制器根据所述传感器的多个输出像素的信号形成指纹图像，其中每一输出像素为每相邻的至少四个感测像素中的其中之一。
2.根据权利要求1所述的指纹感测系统，其特征在于，所述每相邻的至少四个感测像素在所述排列方向与一个微透镜至少部分重叠。
3.根据权利要求1所述的指纹感测系统，其特征在于，所述每一输出像素为所述每相邻的至少四个感测像素中的接收到信号为最强的那一个。
4.根据权利要求1所述的指纹感测系统，其特征在于，所述控制器根据配对表选择所述每相邻的至少四个感测像素中的所述输出像素，所述配对表包括所述每相邻的至少四个感测像素中的所述输出像素的位置以及所述输出像素的校正值。
5.根据权利要求1所述的指纹感测系统，其特征在于，所述限光结构包括：
第一限光结构；以及
第二限光结构，其中所述第一限光结构在所述排列方向上设置于所述第二限光结构与所述传感器之间。
6.根据权利要求5所述的指纹感测系统，其特征在于，所述第一限光结构具有多个第一开口，且每一第一开口在所述排列方向的中心线与所述多个感测像素的其中之一在所述排列方向的中心线重合。
7.根据权利要求6所述的指纹感测系统，其特征在于，所述第二限光结构具有多个第二开口，且每一第二开口在所述排列方向的中心线与所述多个第一开口的其中之一在所述排列方向的中心线重合。
8.根据权利要求7所述的指纹感测系统，其特征在于，所述多个微透镜在垂直于所述排列方向上的最大宽度等于所述多个微透镜之间的节距。
9.根据权利要求7所述的指纹感测系统，其特征在于，所述指纹感测系统符合以下条件式：
2×(t1+d1+t2)×tanθB＞R2≥2×(t1+d1+t2)×tanφ，
其中
φ＝tan-1((P1/2)/(ttotal))，
θB＝tan-1(P1/(t3+ttotal))，
ttotal＝t1+d1+t2+d2，
d1为所述第一限光结构与所述第二限光结构之间的距离，d2为所述第二限光结构与所述多个微透镜之间的距离，t1为所述第一限光结构在所述排列方向上的厚度，t2为所述第二限光结构在所述排列方向上的厚度，t3为所述多个微透镜在所述排列方向上的最大厚度，R2为所述第二限光结构的所述多个第二开口的孔径，且P1为所述多个微透镜之间的节距。
10.根据权利要求7所述的指纹感测系统，其特征在于，所述指纹感测系统符合以下条件式：
P2＞2×(t1+d1+t2)×tanθC＞R2，
其中
θC＝tan-1((1.5×P1)/(ttotal))，
ttotal＝t1+d1+t2+d2，
P1为所述多个微透镜之间的节距，P2为所述多个感测像素之间的节距，d1为所述第一限光结构与所述第二限光结构之间的距离，d2为所述第二限光结构与所述多个微透镜之间的距离，t1为所述第一限光结构在所述排列方向上的厚度，t2为所述第二限光结构在所述排列方向上的厚度，且R2为所述第二限光结构的所述多个第二开口的孔径。
11.根据权利要求7所述的指纹感测系统，其特征在于，所述指纹感测系统符合以下条件式：
d1＞R1，
其中d1为所述第一限光结构与所述第二限光结构之间的距离，且R1为所述第一限光结构的所述多个第一开口的孔径。
12.根据权利要求7所述的指纹感测系统，其特征在于，所述指纹感测系统符合以下条件式：
2×(t1+d1+t2)×tanθB′＞R2≥2×(t1+d1+t2)×tanφ，
其中
φ＝tan-1((P1/2)/(ttotal))，
θB′＝tan-1(0.75×P1/(t3+ttotal))，
ttotal＝t1+d1+t2+d2，
d1为所述第一限光结构与所述第二限光结构之间的距离，d2为所述第二限光结构与所述多个微透镜之间的距离，t1为所述第一限光结构在所述排列方向上的厚度，t2为所述第二限光结构在所述排列方向上的厚度，t3为所述多个微透镜在所述排列方向上的最大厚度，R2为所述第二限光结构的所述多个第二开口的孔径，且P1为所述多个微透镜之间的节距。
13.根据权利要求7所述的指纹感测系统，其特征在于，所述指纹感测系统符合以下条件式：
P2＞2×(t1+d1+t2)×tanθC′＞R2，
其中
θC′＝tan-1((1.25×P1)/(ttotal))，
ttotal＝t1+d1+t2+d2，
P1为所述多个微透镜之间的节距，P2为所述多个感测像素之间的节距，d1为所述第一限光结构与所述第二限光结构之间的距离，d2为所述第二限光结构与所述多个微透镜之间的距离，t1为所述第一限光结构在所述排列方向上的厚度，t2为所述第二限光结构在所述排列方向上的厚度，且R2为所述第二限光结构的所述多个第二开口的孔径。
14.一种指纹感测系统的使用方法，其特征在于，包括：
在多个感测像素的每相邻的至少四个感测像素中，选择所述每相邻的至少四个感测像素中的其中之一作为输出像素；
对所述多个输出像素的信号执行校正处理；以及
取得校正后的所述多个输出像素的信号，以形成指纹图像。
15.根据权利要求14所述的指纹感测系统的使用方法，其特征在于，所述指纹感测系统的控制器根据校正器上的图案选择所述输出像素。
16.根据权利要求15所述的指纹感测系统的使用方法，其特征在于，所述输出像素为所述每相邻的至少四个感测像素中接收到信号为最强的那一个。
17.根据权利要求15所述的指纹感测系统的使用方法，其特征在于，所述输出像素为所述每相邻的至少四个感测像素中接收到信号为最弱的那一个。
18.根据权利要求15所述的指纹感测系统的使用方法，其特征在于，所述控制器储存配对表，所述配对表包括所述输出像素的位置以及其校正值。
19.根据权利要求18所述的指纹感测系统的使用方法，其特征在于，所述输出像素的所述位置以及其校正值的计算方法为局部选择算法。
20.根据权利要求19所述的指纹感测系统的使用方法，其特征在于，所述局部选择算法包括局部最大值选择、局部最小值选择、噪声降低的强度、图案选择临限值、像素合并、帧平均以及低通过滤器。
21.根据权利要求18所述的指纹感测系统的使用方法，其特征在于，每一输出像素的校正值根据所述每相邻的至少四个感测像素中，未被选择为所述输出像素的多个感测像素所取得的信号计算而得。
CN202010620318.5A 2019-12-11 2020-07-01 指纹感测系统及其使用方法 Pending CN111598060A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/935,177 US11600097B2 (en) 2019-12-11 2020-07-21 Fingerprint sensing system and operation method thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962946431P 2019-12-11 2019-12-11
US62/946,431 2019-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111598060A true CN111598060A (zh) 2020-08-28

Family

ID=72186556

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202021250571.8U Active CN212411210U (zh) 2019-12-11 2020-07-01 指纹感测系统
CN202010620318.5A Pending CN111598060A (zh) 2019-12-11 2020-07-01 指纹感测系统及其使用方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202021250571.8U Active CN212411210U (zh) 2019-12-11 2020-07-01 指纹感测系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11600097B2 (zh)
CN (2) CN212411210U (zh)
TW (2) TWM605971U (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM605971U (zh) * 2019-12-11 2021-01-01 神盾股份有限公司 指紋感測系統
KR20220008471A (ko) * 2020-07-14 2022-01-21 엘지디스플레이 주식회사 표시 패널이 곡률을 갖는 3d 디스플레이 장치

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100871793B1 (ko) 2007-06-26 2008-12-02 주식회사 동부하이텍 이미지센서 및 그 제조방법
KR101776955B1 (ko) * 2009-02-10 2017-09-08 소니 주식회사 고체 촬상 장치와 그 제조 방법, 및 전자 기기
CN102005459B (zh) * 2009-09-01 2012-09-05 奇景光电股份有限公司 光学膜层的制作方法及影像感测元件
CN109407862B (zh) * 2012-04-10 2022-03-11 傲迪司威生物识别公司 生物计量感测
JP6103301B2 (ja) * 2013-07-03 2017-03-29 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
CN107004130B (zh) * 2015-06-18 2020-08-28 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于屏幕上指纹感应的屏幕下光学传感器模块
CN106228147B (zh) * 2016-08-04 2023-04-18 京东方科技集团股份有限公司 一种纹路采集器、其纹路采集方法及显示装置
TWM572986U (zh) * 2017-07-17 2019-01-11 金佶科技股份有限公司 檢測裝置
TWI652626B (zh) * 2017-08-11 2019-03-01 財團法人工業技術研究院 生物辨識裝置
CN109313706B (zh) * 2018-09-25 2020-11-24 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置、方法和终端设备
CN113486864B (zh) * 2018-12-13 2023-09-12 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置、方法和电子设备
CN111435213B (zh) * 2019-01-11 2021-12-31 财团法人工业技术研究院 成像模块与使用其的生物识别装置
CN210038821U (zh) * 2019-04-10 2020-02-07 深圳市汇顶科技股份有限公司 光学指纹识别装置和电子设备
KR20210066093A (ko) * 2019-11-27 2021-06-07 삼성디스플레이 주식회사 지문 센서의 캘리브레이션 방법 및 이를 이용한 표시 장치
TWM605971U (zh) * 2019-12-11 2021-01-01 神盾股份有限公司 指紋感測系統

Also Published As

Publication number Publication date
TWM605971U (zh) 2021-01-01
TW202123063A (zh) 2021-06-16
TWI792016B (zh) 2023-02-11
US20210182526A1 (en) 2021-06-17
US11600097B2 (en) 2023-03-07
CN212411210U (zh) 2021-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7978383B2 (en) Image processing circuit and image processing method
US8913175B2 (en) Solid-state image sensing element and image sensing apparatus for detecting a focus state of a photographing lens
US9479688B2 (en) Image capture apparatus
CN102089697B (zh) 摄像设备
JP5398346B2 (ja) 撮像装置及び信号処理装置
US9560297B2 (en) Image processing apparatus, image processing method and program, and image pickup apparatus including image processing apparatus for correcting defect pixels
US7471820B2 (en) Correction method for defects in imagers
US8525199B2 (en) Solid-state image capturing device, method for manufacturing the same and electronic information device
CN212411210U (zh) 指纹感测系统
US20070030365A1 (en) Correction of cluster defects in imagers
US20120033128A1 (en) Optical Device and Focus State Detection Method
US9621782B2 (en) Image capturing apparatus and method for calculating sensitivity ratio of phase difference pixel
EP3328080B1 (en) Image processing method and imaging apparatus
US8451350B2 (en) Solid-state imaging device, camera module, and imaging method
US8723991B2 (en) Color imaging element, imaging device, and storage medium storing an imaging program
US11004877B2 (en) Solid-state imaging device with phase difference detection pixel and electronic apparatus
JP2011145559A (ja) 撮像装置
US9691149B2 (en) Plenoptic camera comprising a light emitting device
US11657642B2 (en) Sensor displacement compensation in an optical biometric imaging arrangement under a display
JP2014032214A (ja) 撮像装置及びその合焦位置検出方法
US9077977B2 (en) Image sensor and imaging apparatus with sensitivity versus incident angle ranges for 2D and 3D imaging
US10681290B1 (en) Method, image sensor, and image processing device for crosstalk noise reduction
US9497427B2 (en) Method and apparatus for image flare mitigation
US20230102607A1 (en) Electronic device
JP2005175909A (ja) 信号処理方法および画像取得装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination