CN112905253A - 指纹感测装置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种指纹感测装置及其操作方法。指纹感测装置包括驱动整合晶片以及指纹感测器。驱动整合晶片耦接主控端处理器。指纹感测器耦接驱动整合晶片以及主控端处理器。指纹感测器在主控端处理器处于休眠模式的期间取得指纹影像。驱动整合晶片对指纹影像进行指纹验证，并且驱动整合晶片依据指纹影像是否通过指纹验证来决定唤醒主控端处理器。

Description

指纹感测装置及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种感测装置，且特别是有关于一种指纹感测装置及其操作方法。
背景技术
对于目前的指纹验证解屏应用而言，当手机操作于待机模式下，若使用者要操作手机而将手指按压在指纹感测器上时，则手机的触控电路或指纹驱动电路必须先通知并且唤醒手机的处理器。并且，等待手机完全换醒后，手机的处理器才会输出控制信号至显示驱动电路来点亮显示面板，更接着手机的处理器才会输出另一控制信号至指纹驱动电路来操作指纹感测器进行指纹感测。当指纹感测器取得指纹影像后，指纹驱动电路必须将指纹影像回传至手机的处理器来进行指纹验证。换言之，目前的指纹验证解屏方式具有需花费大量的时间以及消耗手机的电能的缺点，并且进而造成使用者体验不佳的问题。有鉴于此，以下将提出几个实施例的解决方案。
发明内容
本发明是针对一种指纹感测装置及其操作方法可提供快速的指纹感测功能，并且可快速唤醒指纹感测装置并有效节省功耗。
根据本发明的实施例，本发明的指纹感测装置包括驱动整合晶片以及指纹感测器。驱动整合晶片耦接主控端处理器。指纹感测器耦接驱动整合晶片以及主控端处理器。指纹感测器在主控端处理器处于休眠模式的期间取得指纹影像。驱动整合晶片对指纹影像进行指纹验证，并且驱动整合晶片依据指纹影像是否通过指纹验证来决定唤醒主控端处理器。
根据本发明的实施例，本发明的操作方法适用于指纹感测装置。指纹感测装置包括指纹感测器以及驱动整合晶片。操作方法包括以下步骤：通过指纹感测器在主控端处理器处于休眠模式的期间取得指纹影像；通过驱动整合晶片对指纹影像进行指纹验证；以及通过驱动整合晶片依据指纹影像是否通过指纹验证来决定唤醒主控端处理器。
基于上述，本发明的指纹感测装置及其操作方法可透过驱动整合晶片来验证指纹影像，并且由驱动整合晶片唤醒主控端处理器，因此本发明的指纹感测装置及其操作方法可实现节省主控端处理器的功耗的效果。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的一实施例的指纹感测装置的方块示意图；
图2是本发明的一实施例的显示面板与驱动整合晶片的示意图；
图3是本发明的一实施例的指纹感测装置的操作方法的流程图；
图4是本发明的一实施例的通过指纹验证后的驱动整合晶片的操作流程图；
图5是本发明的一实施例的驱动整合晶片执行指纹注册的流程图。
附图标记说明
101:指纹感测模组；
100:指纹感测装置；
110:驱动整合晶片；
120:指纹感测器；
130:存储器；
140:电路基板；
210:主控端处理器；
220:显示面板；
221:手指按压区域；
222:指纹；
S310～S330、S410～S430、S510～S530:步骤。
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，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是本发明的一实施例的指纹感测装置的方块示意图。参考图1，指纹感测装置100包括驱动整合晶片110、指纹感测器120、存储器130、主控端处理器210以及显示面板220。指纹感测装置100可为一种终端装置，例如具有指纹感测功能的电子产品，像是手机、笔记型电脑、平板电脑或手持式智慧装置等，但本发明并不限于此。
在一实施例中，指纹感测器120与驱动整合晶片110系整合或封装为独立的指纹感测模组101，并且主控端处理器210以及显示面板220属于终端装置的设备。指纹感测模组101配置在终端装置中，且外接至主控端处理器210以及显示面板220。此外，存储器130可供驱动整合晶片110专属存取。或者，存储器130设置于指纹感测模组101外的终端装置中，并且更耦接主控端处理器210，以供驱动整合晶片110以及主控端处理器210可共同存取使用。
在本实施例中，驱动整合晶片110耦接指纹感测器120、存储器130、主控端处理器210以及显示面板220。在本实施例中，指纹感测器120与指纹感测模组101可例如是光学式(Optical)指纹感测器、电容式(Capacitive)指纹感测器、热敏式(Thermal)指纹感测器或超声波(Ultrasonic)指纹感测器。并且，显示面板220可例如是液晶(Liquid CrystalDisplay；LCD)显示面板、发光二极体(Light-emitting diode；LED)显示面板或有机发光二极体(Organic Light Emitting Diode；OLED)显示面板。指纹感测器120可设置在显示面板220下方、整合在显示面板220当中或是额外独立设置在终端设备的机壳的某处的感测面板下方。
在本实施例中，驱动整合晶片110可以是显示驱动器晶片(DDI)、触控面板感应晶片(TDDI)、指纹显示驱动整合晶片(FDDI)或指纹触控显示驱动整合晶片(FTDDI)，以用于驱动指纹感测器120以及显示面板220。以指纹触控显示驱动整合晶片(FTDDI)为例，驱动整合晶片110驱动指纹感测器120、显示面板220以及触控面板，其中所述触控面板可与显示面板220整合形成触控显示面板，或是触控面板设置在显示面板220下方。并且，当所述触控显示面板感测到手指按压事件时，驱动整合晶片110驱动指纹感测器120于对应于手指按压区域的位置来进行指纹感测。
在本实施例中，驱动整合晶片110具有影像处理功能，可对指纹感测器120所提供的指纹影像进行指纹验证，并且存储器130储存有指纹影像以及相关影像处理、辨识或分析的软体，以供驱动整合晶片110存取并执行之。值得注意的是，当主控端处理器210处于休眠模式的期间，驱动整合晶片110维持驱动指纹感测器120的功能，或是操作于较低功耗的运作模式来维持最低限度的运作，以使驱动指纹感测器120对指纹影像进行验证的功能。
对此，当指纹感测器120、显示面板220或触控显示面板感测到指纹影像，并提供给驱动整合晶片110时，驱动整合晶片110可直接对指纹影像进行指纹验证，而无需先唤醒主控端处理器210，甚至无须将指纹影像回传至主控端处理器210来进行指纹验证。并且，当驱动整合晶片110判断此指纹影像的指纹通过验证或未通过验证时，驱动整合晶片110都可直接点亮显示面板220，而无须通知主控端处理器210，更无须等待主控端处理器210回传控制指令。因此，本发明的指纹感测装置100与指纹感测模组101可独立并快速地进行指纹验证，并且还具有可快速点亮显示面板220或触控显示面板的效果。
然而，值得注意的是，本发明各实施例所述的「点亮」显示面板220的具体实施方式是指原先显示面板220的操作为完全息屏的状态下，而驱动显示面板220以显示画面。或者，「点亮」显示面板220的具体实施方式也可以是指原先显示面板220的操作为显示待机画面，其中所述待机画面可为全黑屏画面或至少一部分黑屏画面，而从具有最低亮度状态的显示状态下，接着被驱动以显示画面。也就是说，本发明的指纹感测器120与指纹感测模组101可在至少部分黑屏画面或低照明环境状态下，而完成感测并验证指纹影像，并不须唤醒主控端处理器210，即能快速地使显示面板220由待机画面切换为操作系统画面。
图2是本发明的一实施例的显示面板与驱动整合晶片的示意图。图3是本发明的一实施例的指纹感测装置的操作方法的流程图。先参考图2，应用具有指纹感测器120的显示面板220，其中指纹感测器120的多个感测像素可整合在显示面板220的像素阵列的多个显示像素中，以提供全屏指纹感测功能。在本实施例中，驱动整合晶片110与存储器130可设置在同一电路基板140(例如印刷电路板(Printed circuit board；PCB))上，并且存储器130用于供驱动整合晶片110执行专属存取。驱动整合晶片110透过线路与指纹感测器120、显示面板220以及主控端处理器210耦接。另外，触控面板整合于显示面板220的下方。
同时参考图1至图3，指纹感测装置100可执行以下步骤S310～S330。在本实施例中，当指纹感测装置100为待机状态时，主控端处理器210则处于休眠模式(或操作在低功耗模式)，并且显示面板220为省电状态(即未点亮状态)。接着，当指纹感测器120或显示面板220(包含触控面板)感测使用者手指接近、接触或按压于显示面板220的手指按压区域221时，而驱使指纹感测器120取得指纹影像。换言之，指纹感测器120或显示面板220(包含触控面板)可感测到手指触控事件，并且通知驱动整合晶片110操作指纹感测器120针对显示面板220的手指按压区域221进行指纹感测，以对使用者的指纹222进行采样。此外，当手指接近、接触或按压于显示面板220的手指按压区域221上时，驱动整合晶片110亦可驱动显示面板220于维持黑屏画面的状态下，提供部分照明光至手指按压区域221，以照明手指。
当然，于其他实施例中，指纹感测器120可选择应用指纹感测模组101，显示面板220可应用触控显示面板，且指纹感测模组101内建置触控显示面板中。基此，显示面板220或触控显示面板的操作方式不限于上述，实际应用可依据两者的类型而调整彼此之间的操作方式。
因此，在步骤S310，驱动整合晶片110可通过指纹感测器120在主控端处理器210处于休眠模式的期间取得指纹影像。接着，在步骤S320，驱动整合晶片110可对所述指纹影像进行指纹验证，其中驱动整合晶片110可读取预先储存于存储器130中的注册指纹影像或是前次符合验证的纪录指纹图像，以比对所述指纹影像是否完成验证。对此，所述注册指纹影像可为初始指纹影像或前次之至少一记录指纹影像，相当于驱动整合晶片110可依据注册指纹影像的最新状态(即最近一次储存的注册影像或更新后的注册影像)而自动地调整下次验证比对的依据。在步骤S330，驱动整合晶片110可依据所述指纹影像通过指纹验证来决定点亮显示面板220，并输出唤醒信号至所述主控端处理器210，而唤醒主控端处理器210。对此，在指纹影像的验证过程中，本实施例的主控端处理器210并不会接收指纹影像。
换言之，指纹感测装置100是以驱动整合晶片110直接完成指纹影像的指纹验证流程后，再依据指纹影像的验证结果来决定显示面板220的当前状态，并唤醒主控端处理器210，从而执行操作系统。并且，在执行指纹验证的过程中，驱动整合晶片110完全无须将指纹影像回传至主控端处理器210进行处理，而是当通过指纹验证后，驱动整合晶片110才唤醒主控端处理器210以登入操作系统。因此，本实施例的指纹感测装置100及其操作方法可有效降低功耗、快速执行指纹的验证程序以及实现资料安全的保护等多功能。
图4是本发明的一实施例的通过指纹验证后的驱动整合晶片的操作流程图。参考图1至图4，图4的步骤S410～S430可结合至图3的操作方法。当使用者的手指接触或按压于显示面板220的手指按压区域221后，指纹感测装置100可执行以下步骤S410～S430。在步骤S410，在主控端处理器210处于休眠模式的期间中，驱动整合晶片110操作显示面板220显示待机画面，其中所述待机画面为黑屏画面或至少部分黑屏画面。接着，在步骤S420，当前述取得的指纹影像通过验证时，驱动整合晶片110可点亮显示面板220。对此，驱动整合晶片110可同时输出驱动信号至显示面板220，以点亮显示面板220，并且输出唤醒信号以及指纹验证通过的相关资讯至主控端处理器210，以唤醒主控端处理器210。或者，驱动整合晶片110先输出驱动信号至显示面板220后，再输出唤醒信号至主控端处理器210，以点亮显示面板220，并唤醒主控端处理器210。然而，在一实施例中，由于显示面板220被点亮的速度可能相较于主控端处理器210被完全唤醒的速度快，因此驱动整合晶片110也可先切换显示面板220所显示的待机画面为预设的等待画面(例如具有特定显示内容的开机画面)，或维持显示面板220显示待机画面，其中所述待机画面的画面资料可预先存在存储器130中，而无需由主控端处理器210提供。接着，在步骤S430，主控端处理器210被唤醒，以进入工作模式(依据指纹验证通过的相关资讯)后，主控端处理器210可提供显示资料至驱动整合晶片110，以使驱动整合晶片110可切换显示面板220所显示的待机画面(或前述等待画面)为操作系统画面。因此，本实施例的指纹感测装置100可提供良好的指纹登入及萤幕解屏的使用者体验效果。
图5是本发明的一实施例的驱动整合晶片执行指纹注册的流程图。参考图1以及图5，本实施例的步骤S510～S530可用于实现将注册指纹影像记录至存储器130。在步骤S510，当进行指纹注册操作时，驱动整合晶片110可从指纹感测器120取得指纹影像。在本实施例中，驱动整合晶片110可判断指纹影像的指纹特征是否足以作为注册指纹影像，以及对指纹影像进行影像优化处理等运算。当驱动整合晶片110判断此指纹影像可作为注册指纹影像时，驱动整合晶片110可通知主控端处理器210。因此，在步骤S520，驱动整合晶片110可接收由主控端处理器210提供的确认信号。驱动整合晶片110可依据所述确认信号而将此指纹影像设定为注册指纹影像。接着。在步骤S530，驱动整合晶片110可将此注册指纹影像储存于存储器130中。因此，本实施例的指纹感测装置100可执行指纹注册，并且无须回传指纹影像至主控端处理器210进行处理或储存至仅供主控端处理器210存取的其他存储器。换言之，本实施例的主控端处理器210未接收注册指纹影像。因此，本实施例的指纹感测装置100的驱动整合晶片110可提供指纹注册功能，并且可节省资料储存空间。
另一方面，可于其他实施例中，当驱动整合晶片110判断此指纹影像可作为注册指纹影像时，驱动整合晶片110亦可不需执行上述步骤S520而直接将注册指纹影像储存于存储器130中，以作为下次验证比对指纹影像的依据。
综上所述，本发明的指纹感测装置及其操作方法可在主控端处理器处于休眠模式的期间透过指纹感测装置的驱动整合晶片来验证指纹影像，而决定是否透过驱动整合晶片直接点亮显示面板并唤醒主控端处理器。并且，本发明的驱动整合晶片在指纹验证的过程中无须花费时间回传指纹影像。因此，本发明的指纹感测装置及其操作方法可实现快速唤醒主控端处理器的效果。
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 (23)

1.一种指纹感测装置，其特征在于，包括：
驱动整合晶片，耦接主控端处理器；以及
指纹感测器，耦接所述驱动整合晶片以及所述主控端处理器，并且用以在所述主控端处理器处于休眠模式的期间取得指纹影像，
其中，所述驱动整合晶片对所述指纹影像进行指纹验证，并且所述驱动整合晶片依据所述指纹影像是否通过所述指纹验证来决定唤醒所述主控端处理器。
2.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，更包括：
存储器，耦接所述驱动整合晶片，并储存注册指纹影像，所述驱动整合晶片比对所述指纹影像与所述注册指纹影像，以验证所述指纹影像。
3.根据权利要求2所述的指纹感测装置，其特征在于，所述存储器更耦接所述主控端处理器。
4.根据权利要求2所述的指纹感测装置，其特征在于，在指纹注册期间中，所述驱动整合晶片从所述指纹感测器取得所述注册指纹影像，并且依据由所述主控端处理器提供的确认信号来将所述注册指纹影像储存于所述存储器中，所述主控端处理器未接收所述注册指纹影像；抑或，
在所述指纹注册期间中，所述驱动整合晶片从所述指纹感测器取得所述注册指纹影像，并且直接将所述注册指纹影像储存于所述存储器中；
其中，所述注册指纹影像为初始指纹影像或前次之至少一记录指纹影像。
5.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，当所述指纹影像通过验证或未通过验证时，所述驱动整合晶片点亮显示面板，并且驱动所述显示面板显示待机画面。
6.根据权利要求5所述的指纹感测装置，其特征在于，当所述主控端处理器被唤醒，以进入工作模式后，所述主控端处理器提供显示资料至所述驱动整合晶片，以使所述驱动整合晶片切换所述待机画面为操作系统画面。
7.根据权利要求5所述的指纹感测装置，其特征在于，在所述主控端处理器处于所述休眠模式的所述期间，所述待机画面为黑屏画面或至少部分黑屏画面。
8.根据权利要求5所述的指纹感测装置，其特征在于，当所述指纹影像通过验证时，所述驱动整合晶片同时输出驱动信号至所述显示面板以及唤醒信号至所述主控端处理器，抑或所述驱动整合晶片先输出所述驱动信号至所述显示面板后，再输出所述唤醒信号至所述主控端处理器，以点亮所述显示面板，并唤醒所述主控端处理器。
9.根据权利要求5所述的指纹感测装置，其特征在于，所述指纹感测器或所述显示面板感测手指接近、接触或按压于所述显示面板上，而驱使所述指纹感测器取得所述指纹影像。
10.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述指纹感测器为光学式指纹感测器、电容式指纹感测器、热敏式指纹感测器或超声波指纹感测器，而所述驱动整合晶片为显示驱动器晶片(DDI)、触控面板感应晶片(TDDI)、指纹显示驱动整合晶片(FDDI)或指纹触控显示驱动整合晶片(FTDDI)。
11.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述指纹感测器与所述驱动整合晶片系整合或封装为指纹感测模组。
12.一种指纹感测装置的操作方法，其特征在于，所述指纹感测装置包括指纹感测器以及驱动整合晶片，其中所述操作方法包括：
通过所述指纹感测器在主控端处理器处于休眠模式的期间取得指纹影像；
通过所述驱动整合晶片对所述指纹影像进行指纹验证；以及
通过所述驱动整合晶片依据所述指纹影像是否通过所述指纹验证来决定是否唤醒所述主控端处理器。
13.根据权利要求12所述的操作方法，其特征在于，通过所述驱动整合晶片对所述指纹影像进行所述指纹验证的步骤包括：
通过所述驱动整合晶片存取储存有注册指纹影像的存储器；以及
通过所述驱动整合晶片比对所述指纹影像与所述注册指纹影像，以验证所述指纹影像。
14.根据权利要求13所述的操作方法，其特征在于，所述存储器更耦接所述主控端处理器。
15.根据权利要求13所述的操作方法，其特征在于，更包括：
在指纹注册期间中，通过所述驱动整合晶片从所述指纹感测器取得所述注册指纹影像；
在所述指纹注册期间中，通过驱动整合晶片依据由所述主控端处理器提供的确认信号来将所述注册指纹影像储存于所述存储器中，其中所述主控端处理器未接收所述注册指纹影像；
其中，所述注册指纹影像为初始指纹影像或前次之至少一记录指纹影像。
16.根据权利要求13所述的操作方法，其特征在于，更包括：
在指纹注册期间中，通过所述驱动整合晶片从所述指纹感测器取得所述注册指纹影像；以及
通过驱动整合晶片直接将所述注册指纹影像储存于所述存储器中；
其中，所述注册指纹影像为初始指纹影像或前次之至少一记录指纹影像。
17.根据权利要求12所述的操作方法，其特征在于，更包括：
当所述指纹影像通过验证时，通过所述驱动整合晶片点亮显示面板，并且驱动所述显示面板显示待机画面。
18.根据权利要求17所述的操作方法，其特征在于，更包括：
当所述主控端处理器被唤醒，以进入工作模式后，通过所述主控端处理器提供显示资料至所述驱动整合晶片，以使所述驱动整合晶片切换所述待机画面为操作系统画面。
19.根据权利要求17所述的操作方法，其特征在于，在所述主控端处理器处于所述休眠模式的所述期间，所述待机画面为黑屏画面或至少部分黑屏画面。
20.根据权利要求17所述的操作方法，其特征在于，更包括：
当所述指纹影像通过验证时，通过所述驱动整合晶片同时输出驱动信号至所述显示面板以及唤醒信号至所述主控端处理器，抑或所述驱动整合晶片先输出所述驱动信号至所述显示面板后，再输出所述唤醒信号至所述主控端处理器，以点亮所述显示面板，并唤醒所述主控端处理器。
21.根据权利要求17所述的操作方法，其特征在于，更包括：
通过所述指纹感测器或所述显示面板感测手指接近、接触或按压于所述显示面板上，而驱使所述指纹感测器取得所述指纹影像。
22.根据权利要求12所述的操作方法，其特征在于，所述指纹感测器为光学式指纹感测器、电容式指纹感测器、热敏式指纹感测器或超声波指纹感测器，而所述驱动整合晶片为显示驱动器晶片(DDI)、触控面板感应晶片(TDDI)、指纹显示驱动整合晶片(FDDI)或指纹触控显示驱动整合晶片(FTDDI)。
23.根据权利要求12所述的操作方法，其特征在于，所述指纹感测器与所述驱动整合晶片系整合或封装为指纹感测模组。
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