CN113705319A - 光学指纹感测装置以及光学指纹感测方法 - Google Patents

Abstract

一种光学指纹感测装置以及光学指纹感测方法，光学指纹感测装置包含多个光学感测像素、多个光学阻隔像素以及读取电路。光学感测像素各自包含第一光电探测器用以感测通过光路径的光线，光学感测像素用以产生多个感测信号。光学阻隔像素各自包含第二光电探测器，光线被阻隔不进入第二光电探测器，光学阻隔像素用以产生多个追踪信号。读取电路用以根据感测信号以及追踪信号之间的差距产生输出信号。上述产生的追踪信号可以用来补偿感测信号当中所带有的环境因素，可使进行指纹辨识具有较高精准度并且可在各种不同的环境条件下使用。

Description

光学指纹感测装置以及光学指纹感测方法

技术领域

本揭示有关于一种光学指纹感测模块以及具有光学指纹侦测的显示装置。

背景技术

随着智能手机和平板计算机等移动装置的发展，对个人身份辨识的技术便产生大量的需求。在各种不同的个人身份辨识技术当中，指纹辨识从成本、大小和识别准确性等角度上被视为较有发展潜力的技术。在一般智能手机上，指纹辨识模块通常被安装在显示面板之外的区域。

近来，有一些配备有机发光二极管(organic light emitting diode,OLED)面板的智能手机将指纹辨识感测器整合至OLED面板中，借此缩减智能手机的边框尺寸。然而，指纹辨识感测器对环境条件(例如温度变化)相对敏感。当环境条件发生变化时(例如OLED面板发热并累积热能时)，指纹辨识感测器产生的感测数据可能会产生偏差。

发明内容

本揭示的一态样有关一种光学指纹感测装置，其包含多个光学感测像素、多个光学阻隔像素以及读取电路。该多个光学感测像素各自包含一第一光电探测器用以感测通过一光路径的一光线，该多个光学感测像素用以产生多个感测信号。该多个光学阻隔像素各自包含一第二光电探测器，该光线被阻隔不进入该第二光电探测器，该多个光学阻隔像素用以产生多个追踪信号。读取电路用以根据该多个感测信号以及该多个追踪信号之间的差距产生多个输出信号。

在一些实施例中，该多个光学感测像素各自还包含一光学阻隔组件，该光线通过该光学阻隔元件上的至少一开孔照射至该第一光电探测器。

在一些实施例中，该光学阻隔组件包含一彩色滤光层以及遮光层。彩色滤光层设置于该第一光电探测器上方，沿着该光路径的一第一开孔设置于该彩色滤光层上。遮光层设置于该第一光电探测器上方，其中沿着该光路径的一第二开孔设置于该遮光层上，该光线通过该第一开孔以及该第二开孔照射至该第一光电探测器。

在一些实施例中，该多个光学阻隔像素各自还包含一光学阻隔组件，该光线被该光学阻隔组件阻隔不进入至该第二光电探测器。

在一些实施例中，光学阻隔像素各自还包含第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管以及电容。该第一晶体管的栅极耦接至该第二光电探测器。第二晶体管耦接于该第一晶体管的栅极与一系统电压准位之间。第三晶体管耦接于该第一晶体管与一栏输出线之间。电容耦接至该第一晶体管的栅极。

在一些实施例中，光学阻隔组件设置用以覆盖该第二光电探测器上方的一区域。

在一些实施例中，光学阻隔组件设置用以覆盖该第二光电探测器以及该第一晶体管上方的一区域。

在一些实施例中，该光学阻隔组件设置用以覆盖该第二光电探测器、该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管以及该电容上方的一区域。

在一些实施例中，读取电路包含一差动放大器，该差动放大器包含一第一输入端以及一第二输入端，该第一输入端用以接收该多个感测信号其中一者，该第二输入端用以接收该多个追踪信号其中一者。

在一些实施例中，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该平面包含多个区块，该多个光学阻隔像素配置在这些区块的中心处，该多个光学感测像素配置围绕该多个光学阻隔像素。

在一些实施例中，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该平面包含多个区块，该多个光学阻隔像素其中的一第一部分配置在这些区块的中心处，该多个光学阻隔像素其中的一第二部分配置在这些区块的边界处，该多个光学感测像素配置围绕该多个光学阻隔像素其中的该第一部分。

在一些实施例中，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该多个光学阻隔像素配置在该平面的边界处，该多个光学感测像素配置在该平面的内侧区域。

在一些实施例中，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该多个光学阻隔像素与该多个光学感测像素彼此交错配置。

本揭示的一态样有关一种光学指纹感测方法，包含下列步骤。由多个光学感测像素产生多个感测信号，该多个光学感测像素各自包含一第一光电探测器用以感测通过一光路径的一光线。由多个光学阻隔像素产生多个追踪信号，该多个光学阻隔像素各自包含一第二光电探测器，该光线被阻隔不进入该第二光电探测器。由一差动放大器根据该多个感测信号以及该多个追踪信号之间的差距产生多个输出信号。

在一些实施例中，该多个感测信号感测的该光线用于一指纹的侦测。

在一些实施例中，该多个输出信号是基于该多个追踪信号进行补偿。

在一些实施例中，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该平面包含多个区块，该多个光学阻隔像素配置在这些区块的中心处，该多个光学感测像素配置围绕该多个光学阻隔像素。

在一些实施例中，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该平面包含多个区块，该多个光学阻隔像素其中的一第一部分配置在这些区块的中心处，该多个光学阻隔像素其中的一第二部分配置在这些区块的边界处，该多个光学感测像素配置围绕该多个光学阻隔像素其中的该第一部分。

在一些实施例中，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该多个光学阻隔像素配置在该平面的边界处，该多个光学感测像素配置在该平面的内侧区域。

在一些实施例中，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该多个光学阻隔像素与该多个光学感测像素彼此交错配置。

在一些实施例中，上述光学指纹感测装置及方法产生的输出信号不会受到环境因素(例如温度变化)的影响，因为追踪信号可以用来补偿感测信号当中所带有的环境因素，如此一来，指纹辨识可以达到较高精准度并且可在各种不同的环境条件下使用。

附图说明

图1绘示根据本揭示文件的一些实施例中的一种光学指纹感测装置的示意图；

图2绘示根据本揭示文件一些实施例的图1中一个光学感测像素的层状结构剖面视图；

图3绘示根据本揭示文件一些实施例的图1中一个光学阻隔像素的层状结构剖面视图；

图4A绘示根据本揭示文件的一些实施例中图1中的光学感测像素的电路架构示意图；

图4B绘示根据本揭示文件的另一些实施例中图1中的光学感测像素的电路架构示意图；

图5A绘示根据本揭示文件的一些实施例中图1中的光学阻隔像素的一种电路架构示意图；

图5B绘示根据本揭示文件的另一些实施例中图1中的光学阻隔像素的一种电路架构示意图；

图5C绘示根据本揭示文件的另一些实施例中图1中的光学阻隔像素的一种电路架构示意图；

图6绘示根据本揭示文件的一些实施例中多个光学感测像素其中一者、多个光学阻隔像素其中一者以及读取电路之间的关系示意图；

图7A绘示根据本揭示文件的一些实施例中多个光学感测像素与多个光学阻隔像素的示意图；

图7B绘示根据本揭示文件的另一些实施例中多个光学感测像素与多个光学阻隔像素的示意图；

图7C绘示根据本揭示文件的另一些实施例中多个光学感测像素与多个光学阻隔像素的示意图；

图7D绘示根据本揭示文件的另一些实施例中多个光学感测像素与多个光学阻隔像素的示意图；

图8绘示根据本揭示文件的一些实施例中光学指纹感测方法的方法流程图。

【符号说明】

100,100a～100d:光学指纹感测装置

120:光学感测像素

140:光学阻隔像素

150:选择电路

160:读取电路

162:差动放大器

164:模拟-数字转换器

SIN:感测信号

TR:追踪信号

DIF:差距

IN1:第一输入端

IN2:第二输入端

OA:模拟输出信号

OUT:输出信号

BLK,BLKa,BLKb,BLKc:光学阻隔组件

ILL:光线

L1:背光层

L2,L9:偏光层

L3,L8:玻璃层

PD1:第一光电探测器

L4:遮光层

L5:辅助层

L6:液晶层

L7:彩色滤光层

T1:第一晶体管

T2:第二晶体管

T3:第三晶体管

T4:第四晶体管

C1,CHS,CHR:电容

VDD:系统电压准位

SEL:选择信号

RES:重置信号

OCL:栏输出线

SHR:控制信号

VB1:偏压控制信号

TB,Ts1,Ts2:晶体管

Z1,Z2,Z3:区块

200:光学指纹感测方法

S210,S220,S230:步骤

具体实施方式

下文将揭露实施例与用于实施方式的附图。为了明确说明，许多实作的细节在以下说明被解释。然而，将理解，作法的此些细节不意欲限制本揭示。也就是，作法的此些细节在本揭示的实施例的部分是非必要。而且，为了简化附图，一些传统结构及元件用示意说明表明。

根据本揭示文件的其中一态样提供了一种光学指纹感测装置，此光学指纹感应设备能够检测或感应使用者其手指的指纹。在各种实施例中，光学指纹感测装置能够检测由手指反射的光线，进而检测指纹。

图1是根据本揭示文件的一些实施例中的一种光学指纹感测装置100的示意图。如图1所示，光学指纹感测装置100包括多个光学感测像素120、多个光学阻隔像素140、开关电路150以及读取电路160。多个光学感测像素120用以产生多个感测信号SIN，多个感测信号SIN用以表示检测指纹时得到的光线强度分布。多个光学阻隔像素140用以产生多个追踪信号TR，多个追踪信号TR用于追踪与光学感测像素120有关的环境条件(例如温度偏差、信号传输偏差)。开关电路150耦接在多个光学感测像素120、多个光学阻挡像素140与读取电路160之间。读取电路160用以根据多个感测信号SIN和多个追踪信号TR之间的差距DIF产生输出信号OUT。

如图1所示，于一些实施例中读取电路160包含差动放大器162以及模拟-数字转换器(analog-to-digital converter,ADC)164。差动放大器162包含第一输入端IN1以及第二输入端IN2。第一输入端IN1用以接收多个感测信号SIN其中一者，第二输入端IN2用以接收多个追踪信号TR其中一者。

为了产生相对应其中一个光学感测像素120的一个输出信号OUT，开关电路150用以在一个时间点上选择由其中一个光学感测像素120产生的其中一个感测信号SIN，将选定的感测信号SIN传送至差动放大器162的第一输入端IN1。于此同时，开关电路150用以选择由相对应的其中一个光学阻隔像素140产生的相对应的一个追踪信号TR，并将选定的追踪信号TR传送至差动放大器162的第二输入端IN2。差动放大器162用以根据选定的感测信号SIN以及选定的追踪信号TR之间的之间的差距DIF产生输出信号OUT产生一模拟输出信号OA。模拟-数字转换器164将模拟输出信号OA转换为输出信号OUT。于一些实施例中，光学指纹感测装置100反复进行上述操作以逐一产生对应多个光学感测像素120各自的输出信号OUT。

请一并参阅图2以及图3，图2绘示根据本揭示文件一些实施例的图1中一个光学感测像素120的层状结构剖面视图。图3绘示根据本揭示文件一些实施例的图1中一个光学阻隔像素140的层状结构剖面视图。

如图2所示，光学感测像素120每一者各自包含第一光电探测器(photodevice)PD1。第一光电探测器PD1用以感测通过光路径OP的光线ILL。在一些实施例中，光线ILL可以是从接触在光学感测像素120上的指纹所反射的反射光。根据第一光电探测器PD1所接收到的光线ILL的强度水平，光学感测像素120可以产生前述的一感测信号SIN。举例来说，当第一光电探测器PD1所接收到的光线ILL的强度较高时，感测信号SIN的电流幅度或是电压准位较高。于一些实施例中，第一光电探测器PD1包含一光电二极管用以感测上述光线ILL。

需要注意的是，理想情况下，感测信号SIN大致上由光线ILL的强度水平所决定。实际情况中，光学感测像素120所产生的感测信号SIN也会受到光学感测像素120周围的环境条件(例如温度变化)所影响。举例来说，当光学感测像素120周围的环境温度变高时(例如光学感测像素120产生了大电流，或者有大电流流经光学感测像素120)，感测信号SIN将会发生偏移失真。

如图2所示，在一些实施例中，光学感测像素120可以由多层的结构实现，包含背光层L1、偏光层L2、玻璃层L3、第一光电探测器PD1、遮光层L4、辅助层L5、液晶层L6、彩色滤光层L7、另一玻璃层L8以及另一偏光层L9。图2所示的光学感测像素120的层状结构只是做为例示性范例进行说明，本揭示文件中的光学感测像素120并不限于具有相同的分层或相同的排列顺序。如图2所示，光学感测像素120具有光学阻隔组件BLK其包含了彩色滤光层L7以及遮光层L4。光线ILL通过光学阻隔组件BLK上的至少一开孔(例如开孔O1以及O2)而抵达第一光电探测器PD1。在一些实施例中，遮光层L4可以利用金属层来实现。

在图2绘示的光学感测像素120中，彩色滤光层L7设置在第一光电探测器PD1上方，彩色滤光层L7沿着光路径OP开设了第一开孔O1。遮光层L4也设置在第一光电探测器PD1上方，遮光层L4沿着光路径OP开设了第二开孔O2。光线ILL通过彩色滤光层L7的第一开孔O1以及遮光层L4的第二开孔O2抵达第一光电探测器PD1，如此一来，第一光电探测器PD1能够感测到由光学感测像素120的上表面进入的光线ILL。

另一方面，如图3所示，光学阻隔像素140各自包含第二光电探测器PD2，光线ILL被阻隔不进入第二光电探测器PD2。换句话说，第二光电探测器PD2产生的信号将不会受到光线ILL的影响，第二光电探测器PD2产生的信号将会受到光学阻隔像素140周围的环境条件(例如温度变化)所影响。根据环境条件的不同，光学阻隔像素140可以产生相应的追踪信号TR。举例来说，当环境温度较高时，追踪信号TR的电流幅度或电压准位较低。于一些实施例中，第二光电探测器PD2包含一光电二极管，此光电二极管作为一个假性光电二极管(dummyphotodiode)用以追踪环境条件。

如图3所示，于一些实施例中，光学阻隔像素140可以由多层的结构实现，包含背光层L1、偏光层L2、玻璃层L3、第一光电探测器PD1、遮光层L4、辅助层L5、液晶层L6、彩色滤光层L7、另一玻璃层L8以及另一偏光层L9。图3所示的光学阻隔像素140的层状结构只是做为例示性范例进行说明，本揭示文件中的光学阻隔像素140并不限于具有相同的分层或相同的排列顺序。如图3所示，光学阻隔像素140具有光学阻隔组件BLK其包含了彩色滤光层L7以及遮光层L4。光线ILL被光学阻隔组件BLK(即彩色滤光层L7以及遮光层L4)所阻挡而不会照射到第二光电探测器PD2。

图3中光学阻隔像素140与图2中的光学感测像素120具有相似的架构。于图2及图3的实施例中，光学阻隔像素140与光学感测像素120的不同之处在于，光学阻隔像素140当中的光学阻隔组件BLK上并不具有开孔。

请一并参阅图4A，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中图1中的光学感测像素120的电路架构示意图。如图4A所示，光学感测像素120包含一个第一光电探测器PD1、三个晶体管(第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3)以及一电容C1。换句话说，图4A当中展示的光学感测像素120的电路架构为三个晶体管搭配一电容(3T1C)。

第一晶体管T1的栅极耦接至第一光电探测器PD1。第一晶体管T1的两个源/漏极端分别耦接至一系统电压准位VDD以及第三晶体管T3。第二晶体管T2的栅极接收一重置信号RES。第二晶体管T2的两个源/漏极端分别耦接至系统电压准位VDD以及第一晶体管T1。第三晶体管T3的栅极接收一选择信号SEL。第三晶体管T3的两个源/漏极端分别耦接在第一晶体管T1以及栏输出线OCL之间。电容C1的一端耦接至源极追随晶体管的栅极。电容C1可以用浮动扩散(floating diffusion,FD)层加以实现。根据第一光电探测器PD1接收到的光线ILL的强度水平，节点N1的电压准位会充电(并由电容C1所维持)。当第三晶体管T3会被选择信号SEL启动，第一晶体管T1被节点N1上的电压准位驱动而产生感测信号SIN。于一些实施例中，另一晶体管TB被一偏压控制信号VB1所驱动以提供一偏压(bias voltage)至感测信号SIN。当另一个晶体管Ts1被控制信号SHS启动时，感测信号SIN被传输至栏输出线OCL并暂存在另一个电容CHS。当选择电路150选择了这条栏输出线OCL时，感测信号SIN被传输至差动放大器162(请参阅图1)的第一输入端IN1。于一些实施例中，光学感测像素120产生的感测信号SIN是根据至少两个因素而决定的，其包含有关光线ILL的一光学感测因素(请参阅图2)以及有关环境条件的环境因素，这是因为除了光线ILL以外，环境因素也会影响节点N1上的电压准位或者通过第一晶体管T1上的电流。

请一并参阅图4B，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中图1中的光学感测像素120的另一种电路架构示意图。如图4B所示，光学感测像素120包含一个第一光电探测器PD1、四个晶体管(第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3以及第四晶体管T4)以及一电容C1。换句话说，图4B当中展示的光学感测像素120的电路架构为四个晶体管搭配一电容(4T1C)。相较于图4A绘示的实施例，图4B当中的光学感测像素120还包含第四晶体管T4，其耦接在第一光电探测器PD1以及节点N1之间。第四晶体管T4的栅极由栅极传递控制信号TG所控制。上述图4A当中的三个晶体管搭配一电容(3T1C)以及图4B当中的四个晶体管搭配一电容(4T1C)仅作为实现光学感测像素120的例示性范例，但本揭示文件并不以此为限。

请一并参阅图5A，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中图1中的光学阻隔像素140的一种电路架构示意图。如图5A所示，光学阻隔像素140包含一个第二光电探测器PD2、三个晶体管(第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3)以及一电容C1。换句话说，图5A当中展示的光学阻隔像素140的电路架构为三个晶体管搭配一电容(3T1C)。

图5A当中的光学阻隔像素140的电路架构相似于图4A当中的光学感测像素120。光学阻隔像素140当中的三个晶体管搭配一电容(3T1C)各自的功能与操作方式相似于先前实施例当中的光学感测像素120。光学阻隔像素140用以产生一追踪信号TR。当另一个晶体管Ts2被控制信号SHR启动时，追踪信号TR被传输至栏输出线OCL并暂存在另一个电容CHR。当选择电路150选择了这条栏输出线OCL时，追踪信号TR被传输至差动放大器162(请参阅图1)的第二输入端IN2。

需特别说明的是，图5A当中的光学阻隔像素140进一步包含光学阻隔组件BLKa，光学阻隔组件BLKa设置用以覆盖第二光电探测器PD2上方的区域。光学阻隔组件BLKa用以阻隔光线使其无法照射到第二光电探测器PD2。于此例子中，追踪信号TR是根据有关环境条件的环境因素而决定，且追踪信号TR不会受到与光线有关的光学感测因素所影响。因此，在一些实施例中，追踪信号TR可以用来追踪光学阻隔像素140周围的环境条件。

在图5A当中的光学阻隔组件BLKa设置用以覆盖第二光电探测器PD2上方的区域，而本揭示文件并不以此为限。于其他一些实施例中，光学阻隔组件可以覆盖光学阻隔像素140当中的更多区域，以确保光学阻隔像素140不会受到光学感测因素所影响。请一并参阅图5B，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中图1中的光学阻隔像素140的另一种电路架构示意图。图5B当中的光学阻隔像素140包含光学阻隔组件BLKb，光学阻隔组件BLKb设置用以覆盖第二光电探测器PD2、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3以及电容C1上方的区域。在此例子中，光学感测因素将不会影响到第二光电探测器PD2、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3以及电容C1的运作。

请一并参阅图5C，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中图1中的光学阻隔像素140的另一种电路架构示意图。图5C当中的光学阻隔像素140包含光学阻隔组件BLKc，光学阻隔组件BLKc设置用以覆盖第二光电探测器PD2以及第一晶体管T1上方的区域。在此例子中，光学感测因素将不会影响到第二光电探测器PD2以及第一晶体管T1的运作。

在上述图5A至图5C的实施例中，光学阻隔像素140是以三个晶体管搭配一电容(3T1C)的实现方式作为举例说明。然而，本揭示文件并不以此为限。于一些实施例中，光学阻隔像素140也可以采用类似于图4B中四个晶体管搭配一电容(4T1C)的实现方式结合一光学阻隔组件，或是采用任何具相等性的光学感测电路架构结合一光学阻隔组件加以实现。

请一并参阅图6，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中多个光学感测像素120其中一者、多个光学阻隔像素140其中一者以及读取电路160之间的关系示意图。如图6所示，光学感测像素120能够产生感测信号SIN至差动放大器162的第一输入端IN1，光学阻隔像素140产生追踪信号TR至差动放大器162的第二输入端IN2。差动放大器162接收感测信号SIN以及追踪信号TR，用以放大感测信号SIN以及追踪信号TR之间的差距DIF。

如上所述，感测信号SIN用以反映与光线ILL(请参阅图2)有关的光学感测因素以及与环境条件有关的环境因素，而追踪信号TR用以反映环境因素。差动放大器162的输出可以表示为：

差动放大器162的输出

＝GAIN*(感测信号SIN–追踪信号TR)

＝GAIN*[(光学感测因素+环境因素)–(环境因素)]

＝GAIN*(光学感测因素)

GAIN为差动放大器162的放大增益参数。换句话说，追踪信号TR可以用来补偿或减少存在于感测信号SIN当中的环境因素。借此，消除差动放大器162的输出与环境因素的相关性。模拟-数字转换器164用以将差动放大器162的输出转换为数字格式的输出信号OUT。

如图1以及图6所示，一个光学感测像素120可以产生一个感测信号SIN，而一个感测信号SIN透过差动放大器162处理后(基于这个光学感测像素120附近的一个光学阻隔像素140所产生的一个追踪信号TR进行处理)将产生一个输出信号OUT。可将多个光学感测像素120各自产生的多个输出信号OUT收集起来以便进行一指纹的辨识。举例来说，多个输出信号OUT可以由搭配有指纹辨识影算法的处理器(例如中央处理单元、图形处理单元、特殊应用集成电路，图中未示)进行处理，以进行指纹的辨识。需要特别说明的是，本揭示文件的光学指纹感测装置100产生的输出信号OUT不会受到环境因素(例如温度变化)的影响，如此一来，光学指纹感测装置100可以以较高的精准度进行指纹辨识并且可在各种不同的环境条件下使用。

请一并参阅图7A，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中多个光学感测像素120与多个光学阻隔像素140的示意图。如图7A所示，光学指纹感测装置100a包含多个光学感测像素120与多个光学阻隔像素140，其分布在一平面，此平面可以是触控显示面板、触控板或指纹感测器的上表面。

如图7A所示，此平面包含多个区块，例如区块Z1、Z2以及Z3，多个光学阻隔像素140分别配置在区块Z1、Z2以及Z3各自的中心处，多个光学感测像素120配置围绕多个光学阻隔像素140。如图7A所示，在区块Z1中，有一个光学阻隔像素140设置在区块Z1的中心处，并有八十个光学感测像素120配置围绕这一个光学阻隔像素140。在图7A的实施例中，区块Z1、Z2以及Z3每一者各自包含9x9个像素，但本揭示文件并不以此为限。于一些其他实施例中，每一个区块可以包含3x3个像素、5x5个像素、7x7个像素或是其他的组合。于此例子中，一个光学阻隔像素140所产生的追踪信号TR可以分享给同一个区块中的所有光学感测像素120所共用。

请一并参阅图7B，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中多个光学感测像素120与多个光学阻隔像素140的示意图。如图7B所示，光学指纹感测装置100b包含多个光学感测像素120与多个光学阻隔像素140，其分布在一平面，此平面可以是触控显示面板、触控板或指纹感测器的上表面。

如图7B所示，多个光学阻隔像素140配置在平面的边界处，多个光学感测像素120配置在平面的内侧区域。

请一并参阅图7C，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中多个光学感测像素120与多个光学阻隔像素140的示意图。如图7C所示，光学指纹感测装置100c包含多个光学感测像素120与多个光学阻隔像素140，其分布在一平面，此平面可以是触控显示面板、触控板或指纹感测器的上表面。

如图7C所示，多个光学阻隔像素140配置在平面的边界处以及分布在多个区块(参阅图7A中的区块Z1、Z2以及Z3)的中心处，多个光学感测像素120配置在平面的内侧区域。

请一并参阅图7D，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中多个光学感测像素120与多个光学阻隔像素140的示意图。如图7D所示，光学指纹感测装置100d包含多个光学感测像素120与多个光学阻隔像素140，其分布在一平面，此平面可以是触控显示面板、触控板或指纹感测器的上表面。

如图7D所示，光学指纹感测装置100d当中的多个光学阻隔像素140与多个光学感测像素120彼此以交错方式配置。如图7D所示，每一个光学阻隔像素140在垂直方向上是设置在两个光学感测像素120之间。此外，每一个光学阻隔像素140在水平方向上是设置在两个光学感测像素120之间。于此例子中，光学阻隔像素140的数量与光学感测像素120的数量相同。相邻的两个像素(包含一个光学感测像素120以及一个光学阻隔像素140)可以彼此配对用以感测一输出信号OUT，以此方式可以有效地消除温度变化的影响。

请一并参阅图8，其绘示根据本揭示文件的一些实施例中光学指纹感测方法200的方法流程图。此光学指纹感测方法200可以由上述实施例中图1至图7D中的光学指纹感测装置100及100a～100d所执行。

如图1及图8所示，执行步骤S210由多个光学感测像素120产生感测信号SIN。多个光学感测像素120各自包含第一光电探测器用以感测通过光路径的光线。执行步骤S220由多个光学阻隔像素140产生追踪信号TR，多个光学阻隔像素140各自包含第二光电探测器，光线被阻隔不进入第二光电探测器。执行步骤S230，由差动放大器162根据多个感测信号SIN以及多个追踪信号TR之间的差距DIF产生多个输出信号OUT。

更多关于光学感测像素120、光学阻隔像素140及差动放大器162的细节可以参考先前图1至图6有关的实施例，在此不另赘述。

需要特别说明的是，本揭示文件的光学指纹感测方法200产生的输出信号OUT不会受到环境因素(例如温度变化)的影响，因为追踪信号TR可以用来补偿感测信号SIN当中所带有的环境因素，如此一来，光学指纹感测方法200可以以较高的精准度进行指纹辨识并且可在各种不同的环境条件下使用。

虽然本揭示的特定实施例已经揭露有关上述实施例，此些实施例不意欲限制本揭示。各种替代及改良可通过相关领域中的一般技术人员在本揭示中执行而没有从本揭示的原理及精神背离。因此，本揭示的保护范围由所附权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种光学指纹感测装置，其特征在于，包含：

多个光学感测像素，该多个光学感测像素各自包含一第一光电探测器用以感测通过一光路径的一光线，该多个光学感测像素用以产生多个感测信号；

多个光学阻隔像素，该多个光学阻隔像素各自包含一第二光电探测器，该光线被阻隔不进入该第二光电探测器，该多个光学阻隔像素用以产生多个追踪信号；以及

一读取电路，用以根据该多个感测信号以及该多个追踪信号之间的差距产生多个输出信号。

2.根据权利要求1所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该多个光学感测像素各自还包含一光学阻隔组件，该光线通过该光学阻隔元件上的至少一开孔照射至该第一光电探测器。

3.根据权利要求2所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该光学阻隔组件包含：

一彩色滤光层，设置于该第一光电探测器上方，其中沿着该光路径的一第一开孔设置于该彩色滤光层上；以及

一遮光层，设置于该第一光电探测器上方，其中沿着该光路径的一第二开孔设置于该遮光层上，该光线通过该第一开孔以及该第二开孔照射至该第一光电探测器。

4.根据权利要求1所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该多个光学阻隔像素各自还包含一光学阻隔组件，该光线被该光学阻隔组件阻隔不进入至该第二光电探测器。

5.根据权利要求4所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该多个光学阻隔像素各自还包含：

一第一晶体管，该第一晶体管的栅极耦接至该第二光电探测器；

一第二晶体管，耦接于该第一晶体管的栅极与一系统电压准位之间；

一第三晶体管，耦接于该第一晶体管与一栏输出线之间；以及

一电容，耦接至该第一晶体管的栅极。

6.根据权利要求5所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该光学阻隔组件设置用以覆盖该第二光电探测器上方的一区域。

7.根据权利要求5所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该光学阻隔组件设置用以覆盖该第二光电探测器以及该第一晶体管上方的一区域。

8.根据权利要求5所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该光学阻隔组件设置用以覆盖该第二光电探测器、该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管以及该电容上方的一区域。

9.根据权利要求1所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该读取电路包含一差动放大器，该差动放大器包含一第一输入端以及一第二输入端，该第一输入端用以接收该多个感测信号其中一者，该第二输入端用以接收该多个追踪信号其中一者。

10.根据权利要求1所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该平面包含多个区块，该多个光学阻隔像素配置在所述多个区块的中心处，该多个光学感测像素配置围绕该多个光学阻隔像素。

11.根据权利要求1所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该平面包含多个区块，该多个光学阻隔像素其中的一第一部分配置在所述多个区块的中心处，该多个光学阻隔像素其中的一第二部分配置在所述多个区块的边界处，该多个光学感测像素配置围绕该多个光学阻隔像素其中的该第一部分。

12.根据权利要求1所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该多个光学阻隔像素配置在该平面的边界处，该多个光学感测像素配置在该平面的内侧区域。

13.根据权利要求1所述的光学指纹感测装置，其特征在于，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该多个光学阻隔像素与该多个光学感测像素彼此交错配置。

14.一种光学指纹感测方法，其特征在于，包含：

由多个光学感测像素产生多个感测信号，该多个光学感测像素各自包含一第一光电探测器用以感测通过一光路径的一光线；

由多个光学阻隔像素产生多个追踪信号，该多个光学阻隔像素各自包含一第二光电探测器，该光线被阻隔不进入该第二光电探测器；以及

由一差动放大器根据该多个感测信号以及该多个追踪信号之间的差距产生多个输出信号。

15.根据权利要求14所述的光学指纹感测方法，其特征在于，该多个感测信号感测的该光线用于一指纹的侦测。

16.根据权利要求15所述的光学指纹感测方法，其特征在于，该多个输出信号是基于该多个追踪信号进行补偿。

17.根据权利要求14所述的光学指纹感测方法，其特征在于，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该平面包含多个区块，该多个光学阻隔像素配置在所述多个区块的中心处，该多个光学感测像素配置围绕该多个光学阻隔像素。

18.根据权利要求14所述的光学指纹感测方法，其特征在于，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该平面包含多个区块，该多个光学阻隔像素其中的一第一部分配置在所述多个区块的中心处，该多个光学阻隔像素其中的一第二部分配置在所述多个区块的边界处，该多个光学感测像素配置围绕该多个光学阻隔像素其中的该第一部分。

19.根据权利要求14所述的光学指纹感测方法，其特征在于，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该多个光学阻隔像素配置在该平面的边界处，该多个光学感测像素配置在该平面的内侧区域。

20.根据权利要求14所述的光学指纹感测方法，其特征在于，该多个光学感测像素以及该多个光学阻隔像素分布在一平面上，该多个光学阻隔像素与该多个光学感测像素彼此交错配置。

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