JP2022542621A - 紋様画像取得方法、紋様画像取得回路及び表示パネル - Google Patents

紋様画像取得方法、紋様画像取得回路及び表示パネル Download PDF

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Abstract

紋様画像取得方法、紋様画像取得回路及び表示パネルである。当該紋様画像取得回路は、感光性回路を含み、当該紋様画像取得方法は、感光性回路が紋様からの光を受け取るように、第１積分期間内に感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１曲線を取得するステップであって、第１曲線は、残留信号量の経時変化曲線であり、残留信号量は、第１積分期間の前に感光性回路によって残された信号量が、経時的に放出された後に残っている信号量である、ステップと、第１積分期間の後の第２積分期間内に感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１採取値を取得するステップと、第１曲線及び第１採取値に基づいて、紋様画像に関する第１感光性信号を取得するステップとを含む。当該紋様画像取得方法は、紋様認識の有効性及び精度を向上させることができる。

Description

本開示の実施例は、紋様画像取得方法、紋様画像取得回路及び表示パネルに関する。
モバイル端末の人気が高まるにつれ、身元確認、電子支払などの操作にモバイル端末を使用するユーザーが増えている。指紋パターンや掌紋パターンなどの皮膚の紋様の独自性により、光学イメージングと組み合わせた指紋認識技術は、身元確認、電子支払などのために、モバイル電子デバイスに徐々に採用されている。紋様認識の精度を向上させる方法は、この分野で注目されている。
本開示の少なくとも１つの実施例は、紋様画像取得回路に用いられる紋様画像取得方法を提供し、前記紋様画像取得回路が感光性回路を含み、前記紋様画像取得方法は、前記感光性回路が紋様からの光を受け取るように、第１積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１曲線を取得するステップであって、前記第１曲線は、残留信号量の経時変化曲線であり、前記残留信号量は、前記第１積分期間の前に前記感光性回路によって残された信号量が、経時的に放出された後に残っている信号量である、ステップと、前記第１積分期間の後の第２積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１採取値を取得するステップと、前記第１曲線と前記第１採取値とに基づいて、前記紋様画像に関する第１感光性信号を取得するステップとを含む。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法において、前記第１曲線と前記第１採取値とに基づいて、前記第１感光性信号を取得するステップは、前記第１曲線に基づいて、前記第２積分期間内に前記残留信号量から放出された信号量を第１基準値として取得するステップと、前記第１採取値から前記第１基準値を差し引くことにより、前記第１感光性信号を取得するステップとを含む。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法において、前記第１積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、前記第１曲線を取得するステップは、前記第１積分期間がｎ個のサブ積分期間を含むようにし、ｎ番目のサブ積分期間が終了する時に、前記ｎ番目のサブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第ｎサブ採取値として取得するステップと、Ｎ個のサブ採取値に基づいて、前記第１曲線を取得するステップとを含み、Ｎが２以上であり、ｎが１≦ｎ≦Ｎを満たす。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法において、前記第１積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、前記第１曲線を取得するステップは、前記第１積分期間が第１サブ積分期間と、第２サブ積分期間と、第３サブ積分期間とを含むようにし、前記第１サブ積分期間の終了時に、前記第１サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第１サブ採取値として取得し、前記第２サブ積分期間の終了時に、前記第２サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第２サブ採取値として取得し、前記第３サブ積分期間の終了時に、前記第３サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第３サブ採取値として取得するステップと、前記第１サブ採取値と、前記第２サブ採取値と、前記第３サブ採取値とに基づいて、前記第１曲線を取得するステップとを含む。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法において、前記第１曲線が第１指数関数ｙ＝ｋａｘを満たし、前記第１サブ採取値と、前記第２サブ採取値と、前記第３サブ採取値とに基づいて、前記第１曲線を取得するステップは、前記第１サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第１等式：Ｆ１＝ｋａ０－ｋａｘ１＋Ｗ１を取得するステップと、前記第２サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第２等式：Ｆ２＝ｋａｘ１－ｋａｘ２＋Ｗ２を取得するステップと、前記第３サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第３等式：Ｆ３＝ｋａｘ２－ｋａｘ３＋Ｗ３を取得するステップと、前記第１等式と、前記第２等式と、前記第３等式とに基づいて、前記第１指数関数を取得するステップを含み、Ｆ１は、前記第１サブ採取値であり、Ｆ２は、前記第２サブ採取値であり、Ｆ３は、前記第３サブ採取値であり、ｘ１は、前記第１サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ２は、前記第２サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ３は、前記第３サブ積分期間の終了時刻であり、Ｗ１は、前記第１サブ積分期間内に前記感光回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ２は、前記第２サブ積分期間内に前記感光回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ３は、前記第３サブ積分期間内に前記感光回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量である。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法において、前記第１サブ積分期間と、前記第２サブ積分期間と、前記第３サブ積分期間との持続時間は、等しい。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法において、前記第１サブ積分期間の持続時間は１０ミリ秒であり、前記第２積分期間の持続時間は６０ミリ秒である。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法において、前記第１サブ積分期間と、前記第２サブ積分期間と、前記第３サブ積分期間との持続時間は、等しく、前記第１曲線が第１指数関数ｙ＝ｋａｘを満たし、前記第１サブ採取値と、前記第２サブ採取値と、前記第３サブ採取値とに基づいて、前記第１曲線を取得するステップは、前記第１サブ採取値と、前記第２サブ採取値と、前記第１指数関数とに基づいて、第４等式：Ｆ２－Ｆ１＝２ｋａｘ１－ｋａ０－ｋａｘ２を取得するステップと、前記第２サブ採取値と、第３サブ採取値と、前記第１指数関数とに基づいて、第５等式：Ｆ３－Ｆ２＝２ｋａｘ２－ｋａｘ１－ｋａｘ３を取得するステップと、前記第４等式と前記第５等式とに基づいて、前記第１指数関数を取得するステップと、Ｆ１は、前記第１サブ採取値であり、Ｆ２は、前記第２サブ採取値であり、Ｆ３は、前記第３サブ採取値であり、ｘ１は、前記第１サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ２は、前記第２サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ３は、前記第３サブ積分期間の終了時刻である。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法は、リセット期間に前記感光性回路をリセットするステップをさらに含み、前記リセット期間が前記第１積分期間の前にある。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法において、前記紋様画像取得回路は、積分演算回路をさらに含み、前記感光性回路は、感光性素子及びスイッチ回路を含み、前記スイッチ回路は、前記感光性素子と前記積分演算回路とに電気的に接続され、リセット期間に前記感光性回路をリセットするステップは、前記リセット期間に前記スイッチ回路をターンオンにするように前記スイッチ回路に制御信号を提供し、これにより、前記感光性素子が前記スイッチ回路及び前記積分演算回路を介して電荷を放出するステップを含む。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法において、前記第２積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１採取値を取得するステップは、前記第２積分期間が開始する時に、前記スイッチ回路をターンオフにするように、前記制御信号を前記スイッチ回路に提供し、前記第２積分期間の終了時に、前記スイッチ回路をターンオンにするように、前記制御信号を前記スイッチ回路に提供し、前記積分演算回路を使用して積分演算し、前記第１採取値を取得するステップをさらに含む。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得方法において、前記紋様画像取得回路は、積分演算回路をさらに含み、前記感光性回路は、感光性素子及びスイッチ回路を含み、前記スイッチ回路は、前記感光性素子と前記積分演算回路とに電気的に接続され、ｎ番目のサブ積分期間の終了時に、前記ｎ番目のサブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第ｎサブ採取値として取得するステップは、前記ｎ番目のサブ積分期間が開始する時に、前記スイッチ回路をターンオフにするように、前記スイッチ回路に前記制御信号を提供し、そして前記ｎ番目のサブ積分期間の終了時に、前記スイッチ回路をターンオンにするように、前記スイッチ回路に前記制御信号を提供し、前記積分演算回路を使用して積分演算し、前記第ｎサブ採取値を取得するステップを含む。
本開示の少なくとも１つの実施例は、感光性回路及び制御回路を含む紋様画像取得回路をさらに提供し、前記制御回路が前記感光性回路に電気的に接続され、前記制御回路は、前記感光性回路が紋様からの光を受け取るように、第１積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１曲線を取得し、前記第１曲線が、残留信号量の経時変化曲線であり、前記残留信号量が、前記第１積分期間の前に前記感光性回路によって残された信号量が、経時的に放出された後に残っている信号量であり、前記第１積分期間の後の第２積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１採取値を取得し、前記第１曲線と前記第１採取値とに基づいて、前記紋様画像に関する第１感光性信号を取得するように構成されている。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得回路において、前記制御回路は、さらに、前記第１曲線に基づいて、前記第２積分期間内に前記残留信号量から放出された信号量を第１基準値として取得し、前記第１採取値から前記第１基準値を差し引くことにより、前記第１感光性信号を取得する構成されている。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得回路において、前記制御回路は、さらに、前記第１積分期間がｎ個のサブ積分期間を含むようにし、ｎ番目のサブ積分期間の終了時に、前記ｎ番目のサブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第ｎサブ採取値として取得し、Ｎ個のサブ採取値に基づいて、前記第１曲線を取得するように構成され、Ｎが２以上であり、ｎが１≦ｎ≦Ｎを満たす。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得回路において、前記制御回路は、さらに、前記第１積分期間が、第１サブ積分期間と、第２サブ積分期間と、第３サブ積分期間とを含むようにし、前記第１サブ積分期間の終了時に、前記第１サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第１サブ採取値として取得し、前記第２サブ積分期間の終了時に、前記第２サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第２サブ採取値として取得し、前記第３サブ積分期間の終了時に、前記第３サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第３サブ採取値として取得し、前記第１サブ採取値と、前記第２サブ採取値と、前記第３サブ採取値とに基づいて、前記第１曲線を取得するように構成されている。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得回路において、前記第１曲線が第１指数関数ｙ＝ｋａｘを満たし、前記制御回路は、さらに、前記第１サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第１等式：Ｆ１＝ｋａ０－ｋａｘ１＋Ｗ１を取得し、前記第２サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第２等式：Ｆ２＝ｋａｘ１－ｋａｘ２＋Ｗ２を取得し、前記第３サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第３等式：Ｆ３＝ｋａｘ２－ｋａｘ３＋Ｗ３を取得し、前記第１等式と、前記第２等式と、前記第３等式とに基づいて、前記第１指数関数を取得するように構成され、Ｆ１は、前記第１サブ採取値であり、Ｆ２は、前記第２サブ採取値であり、Ｆ３は、前記第３サブ採取値であり、ｘ１は、前記第１サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ２は、前記第２サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ３は、前記第３サブ積分期間の終了時刻であり、Ｗ１は、前記第１サブ積分期間内に前記感光回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ２は、前記第２サブ積分期間内に前記感光回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ３は、前記第３サブ積分期間内に前記感光回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量である。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得回路は、積分演算回路をさらに含み、前記感光性回路は、感光性素子及びスイッチ回路を含み、前記スイッチ回路は、前記感光性素子と前記積分演算回路とに電気的に接続され、前記制御回路は、前記スイッチ回路に電気的に接続され、前記制御回路は、さらに、前記第２積分期間が開始する時に、前記スイッチ回路をターンオフにするように、前記スイッチ回路に前記制御信号を提供し、前記第２積分期間の終了時に、前記スイッチ回路をターンオンにするように、前記スイッチ回路に前記制御信号を提供し、前記積分演算回路を使用して積分演算し、前記第１採取値を取得するように構成されている。
例えば、本開示の一実施例によって提供される紋様画像取得回路において、前記制御回路は、さらに、前記ｎ番目のサブ積分期間が開始する時に、前記スイッチ回路をターンオフにするように、前記スイッチ回路に前記制御信号を提供し、前記ｎ番目のサブ積分期間の終了時に、前記スイッチ回路をターンオンにするように、前記スイッチ回路に前記制御信号を提供し、前記積分演算回路を使用して積分演算し、前記第ｎサブ採取値を取得するように構成されている。
本開示の少なくとも１つの実施例は、表示領域を含む表示パネルをさらに提供し、前記表示領域が紋様認識領域を含み、前記表示領域にはアレイに配列される複数の画素ユニットが配置されており、前記紋様認識領域に位置する画素ユニットが本開示の実施例によって提供される任意の紋様画像取得回路を含む。
本開示の実施例による技術案をより明確に説明するために、実施例の図面を以下において簡単に紹介する。明らかなように、以下に説明される図面は、本開示を限定するのではなく、本開示のいくつかの実施例にのみ関する。
紋様画像の取得原理図である。 点光源のイメージング範囲の概略図である。 紋様画像における一つの残像の概略図である。 紋様画像におけるもう一つの残像の２番目の概略図である。 感光性素子における残留信号量の経時変化曲線である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供される一つの紋様画像取得回路の概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供されるもう一つの紋様画像取得回路の概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供される一つの紋様画像取得方法の概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供されるもう一つの紋様画像取得方法の概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供されるさらにもう一つの紋様画像取得方法の概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供されるさらにもう一つの紋様画像取得方法の概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供されるさらにもう一つの紋様画像取得方法の概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供されるさらにもう１つの別の紋様画像取得方法の概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供される一つの紋様画像取得回路の概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供されるさらにもう一つの紋様画像取得回路の概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供される一つの紋様画像取得回路の回路図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供される一つの表示パネルの概略図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供される一つの表示パネルにおける複数の紋様画像取得回路の回路図である。 本開示の少なくとも１つの実施例によって提供されるもう一つの表示パネルにおける複数の紋様画像取得回路の回路図である。
本開示の実施例の目的、技術案及び利点をさらに明瞭にするために、以下、本開示の実施例による添付の図面を参照して、本開示の実施例による技術案について明確かつ完全に説明する。明らかなように、説明される実施例は、本開示の一部の実施例にすぎず、すべての実施例ではない。説明された本開示の実施例に基づいて、創造的な労働なしに当業者によって得られた他のすべての実施例は、本開示の保護範囲内にある。
特に定義されない限り、本開示で使用される技術用語又は科学用語は、当業者が理解する通常の意味である。本開示で使用される「第１」、「第２」及び類似する語は、何らかの順序、数量又は重要性を示すものではなく、異なる構成部分を区別するためのものにすぎない。同様に、「１個」、「１つ」又は「当該」などの類似する語は、数量制限を意味するのではなく、少なくとも１つあることを意味する。「含む」や「含まれる」などの類似する語は、この語の前に出現した素子や物がこの語の後に挙げられる素子や物、及びそれらの均等物を含むことを意味するが、その他の素子や物を排除するものではない。「接続」や「互いに接続」などの類似する語は、物理的又は機械的な接続に限定されず、直接的か間接的かを問わず、電気的な接続を含むことができる。「上」、「下」、「左」、「右」などは、相対位置関係を示すためのものにすぎず、説明対象の絶対位置が変わると、当該相対位置関係もそれに応じて変わる可能性がある。
現在、特に携帯電話などのポータブル表示装置では、狭いベゼルが表示装置の設計と製造の主流になりつつある。ベゼル幅を狭くするように実現する手段の１つは、紋様画像取得機能を備えた感光性素子（感光性回路）を表示パネルに集積化することであり、これにより、画面下の紋様認識を実現し、表示パネルの表示領域の面積を増やし、画面と本体の比率を増やす。
例えば、感光素子の感光光源として、点光源、線光源、又は特定のパターンの光源を使用して、紋様画像を取得し、さらに紋様を認識することができる。
以下では、紋様画像を取得する原理を紹介するために、感光性素子の感光性光源の一例として点光源を取り上げるが、これは本開示の実施例を限定するものではない。
反射式光学紋様グラフィック取得装置において、紋様画像の取得プロセスでは、図１Ａに示すように、点光源Ｌ１が発光すると、紋様押圧インターフェース（例えば、ガラススクリーンの外面）に異なる角度で光が照射し、紋様押圧インターフェースの全反射により、これらの光のうち、入射角が全反射の臨界角θ以上になる一部で全反射が発生し、光のこの部分が紋様押圧インターフェースから射出されなくなり、したがって、全反射領域が生じる。それに対応して、入射角が全反射の臨界角θよりも小さい光の一部は、紋様押圧インターフェースから射出される。したがって、全反射領域から反射された光によって紋様画像を収集することができ、例えば、紋様イメージングインターフェースのＢ１に鮮明な紋様画像が形成され、当該紋様画像は、Ｆ１にある紋様の部分に対応し、Ｆ１は全反射領域であり、Ｂ１はイメージング領域である。
具体的には、例えば、ユーザーが指の指紋を全反射領域Ｆ１に押し付けると、指紋の隆起が全反射領域Ｆ１の表面に接触するため、指紋の隆起に対応する位置の全反射条件が破壊され、したがって、光が当該対応する位置から射出され、これにより、元の反射経路が変更され、指紋の谷が全反射領域Ｆ１の表面に接触しなくなり、したがって、指紋の谷に対応する位置の全反射条件が破壊されず、当該対応する位置にある光がまだ完全に反射されているので、元の反射経路が変更されない。このように、全反射領域の光は、全反射条件に対する指紋の谷と隆起の異なる影響により、紋様イメージングインターフェースに入射する光によって、異なる位置で明るい紋様画像と暗い紋様画像を形成する。
また、紋様押圧インターフェースから射出されかつ指紋により反射した光の干渉により、又は光源からの光が紋様押圧インターフェースに到達しないうちに、他の機能層によって紋様イメージングインターフェースまで反射されるため、紋様イメージングインターフェースのＡ１が検出無効な領域になり、当該領域には有効な紋様画像を形成できない。無効領域Ａ１では、光源Ｌ１からの光のうち、紋様押圧インターフェースに到達しないうちに、他の機能層によって紋様イメージングインターフェースまで反射される部分、及び紋様押圧インターフェースによってほぼ垂直に反射される部分の輝度がより高く、基本的に無効領域Ａ１の中央位置にあるため、ハイライト領域を形成し、当該ハイライト領域が、光の輝度がより高いため、感光性素子アレイの対応する部分でより大きな光電信号を生成し、残像領域とも呼ばれる残像を形成しやすい。
例えば、図１Ｂは、一つの点光源のイメージング範囲の概略図を示す。図１Ｂに示すように、点光源の感光範囲において、有効なイメージング範囲はリング状であり、即ち、図１Ｂでは、内側円６１と外側円６２との間のリング状領域が有効なイメージング範囲であり、全反射領域Ｆ１に対応する図１Ａのイメージング領域Ｂ１に対応し、当該リング状の内側円６１内の領域（以下、リングの中心６０と呼ばれる）は、図１Ａの無効な領域Ａ１に対応する無効なイメージング領域であり、リングの中心６０内の部分領域（影付き領域）６３は、ハイライト領域（残像領域）であり、当該ハイライト領域により、イメージングプロセスでは感光性素子アレイに残像を生じやすい。
紋様認識の過程では、１つの光源で形成される有効なイメージング範囲が制限されるため、複数の並列光源（例えば、アレイに配列される複数の光源）を同時に提供し、各光源の有効なイメージング範囲を組み合わせてより大きなものを形成できる。ただし、前述のように、各光源にはまだ無効な領域があるため、ある場合によっては、１つの光源アレイだけが紋様認識の要件を満たすことができないおそれがある。この点で、例えば、複数の光源又は複数の光源アレイを時間別に点灯して、複数の有効なイメージング範囲を形成することができ、１つの光源アレイの有効なイメージング範囲は、他の光源アレイの無効な領域をカバーし、それによってこれらの異なる光源アレイの有効なイメージング範囲を重ね合わせて接合し、より大きな紋様画像を取得することができる。ただし、複数の光源（又は光源アレイ）を時間別に点灯してより広い範囲の紋様画像を形成する場合、２つの隣接する光源の点灯間隔が短いため、１つの光源によって形成されるハイライト領域が感光性素子アレイの対応する部分に与える影響はすぐには消えないが、感光性素子アレイの当該対応する部分に部分的に残る。感光性素子アレイの当該対応する部分が、後で点灯する他の光源の有効なイメージング領域にある場合、上記の残った影響により、接合された紋様画像に残像が発生し、したがって、接合された紋様画像が不完全になり、その結果、紋様画像を認識できないか、紋様画像の認識が不正確になる。一方、隣接する２つの光源の点灯間隔を長くすると、紋様画像の収集時間が長くなり、ユーザーエクスペリエンスに影響を与える。
なお、本開示の実施例では、隣接して点灯する光源アレイ間の時間間隔を１フレームと呼び、光源アレイを１回点灯させて得られる紋様画像を１つの画像フレームと呼ぶ。例えば、上記の紋様画像の接合方法では、隣接する２つのフレームに対応する光源アレイが、隣接している（例えば、それぞれ２つのアレイを構成する光源は、所定の方向（例えば、水平又は垂直）に所定の間隔で互いにずらされている）２つの異なる光源アレイである。当然ながら、紋様画像を取得する過程では、各フレームですべての光源アレイを同時に点灯させてもよく、取得された複数のグラフィックフレームを処理して最終的な紋様画像を取得することができる。
上記の残像現象を別の観点から説明する。例えば、感光性素子は、通常、感光性材料を使用して、受け取った光を光電変換してキャリア電荷を生成し、電荷に対してアナログ－デジタル変換（アナログ－デジタル変換）を行い、紋様に対応する信号量を取得する。しかし、本発明者らは、感光性材料（例えば、アモルファスシリコン、ガリウム砒素などの半導体材料）の材料特性のため、光電変換後に生成された電荷が、感光性要素から短時間で完全に放出されないおそれがあることを発見し、紋様画像を取得する過程で、感光性素子の直前のフレームの残留電荷が現在のフレームの電荷と重なって残像現象（ｌａｇ）が発生し、その結果、取得された紋様画像が不鮮明になり、最終的に紋様認識の有効性と正確性に影響を与える。
さらに、本発明者は、研究を通じて、上記の残像現象が経時的に徐々に弱まるか、又は消えることさえあることをさらに発見した。例えば、図２Ａ及び図２Ｂは、画像接合方法で発生する残像現象の概略図を示す。図２Ａは、第１時刻に取得された紋様画像を示し、例えば、第１時刻に右下隅の相対位置にある光源アレイが点灯し始め、図２Ｂは、第２時刻に取得された紋様画像を示し、第２時刻が第１時刻よりも遅い。図２Ａ及び図２ＢのＬＡ１は、左上隅の相対位置にある光源アレイが点灯することにより、直前のフレームの残留電荷によって生じた残像を表し、ＬＡ２は、現在のフレームで光源アレイが通常点灯して形成された輝点を表す。図２Ｂの残像ＬＡ１は、図２Ａの残像ＬＡ１よりも弱まった。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、残像現象は、経時的に徐々に弱まる。
さらに、本発明者らは、研究を通じて、上記の残像現象が弱まると、弱まる速度が時間に対して非線形であり、「前に速く、後に遅い」、即ち弱まる速度がだんだん遅くなるという現象があることを発見した。言い換えれば、感光性素子の直前のフレームに残された電荷の放出速度は、ますます遅くなる。例えば、図３は、感光性素子の残留信号量の経時変化曲線Ｃ１を示す。一般に、感光性素子の残留電荷を直接取得することはできないため、特定の回路を介して残留電荷を電圧値などの他のパラメータに変換する必要があり、そして対応する残留信号量を取得する。
本開示の少なくとも１つの実施例によって提供される紋様画像取得方法、紋様画像取得回路及び表示パネルは、上記の残像現象が弱まったときの変更規則に従って、一定の積分期間内の残留電荷の放出量を取得して、紋様画像に対応する感光性信号を取得し、これにより、紋様画像取得の有効性と精度を向上させることができる。
以下、添付の図面を参照して、本開示の実施例及びその例について詳細に説明する。
本開示の少なくとも１つの実施例は、紋様画像取得方法を提供し、例えば、当該紋様画像取得方法が紋様画像取得回路に用いられてもよく、図４が例示的な紋様画像取得回路１０を示し、当該紋様画像取得回路１０は、感光性回路１００を含む。以下、図４、図６及び図５を参照して、当該紋様画像取得方法に含まれる操作ステップを説明する。当該紋様画像取得方法には、以下の操作ステップが含まれている。
ステップＳ１００：感光性回路１００に紋様からの光を受け取るようにさせ、第１積分期間ＩＰ１内に感光性回路１００によって蓄積された信号量に基づいて、第１曲線Ｃ１を取得し、第１曲線Ｃ１は、残留信号量の経時変化曲線であり、残留信号量は、第１積分期間ＩＰ１の前に感光性回路１００によって残された信号量が、経時的に放出された後に残っている信号量である。
ステップＳ２００：第１積分期間の後の第２積分期間ＩＰ２内に感光性回路１００によって蓄積された信号量に基づいて、第１採取値を取得する。
ステップＳ３００：第１曲線Ｃ１及び第１採取値に基づいて、紋様画像に関する第１感光性信号を取得する。
例えば、図６及び図７に示すように、時系列では、第２積分期間ＩＰ２は、第１積分期間ＩＰ１の後にある。例えば、図６に示すように、いくつかの実施例において、第２積分期間ＩＰ２及び第１積分期間ＩＰ１が時系列で連続的であり、即ち、第２積分期間ＩＰ２と第１積分期間ＩＰ１との間に時間間隔がない。又は、図７に示すように、他のいくつかの実施例において、第２積分期間ＩＰ２及び第１積分期間ＩＰ１が時系列で不連続的であり、即ち、第２積分期間ＩＰ２と第１積分期間ＩＰ１との間に時間間隔がある。
例えば、直前のフレームに用いられる光源アレイがターンオフにされた後、現在のフレームに用いられる光源アレイがオンにされ、このとき、感光回路１００には、直前のフレームの残された電荷が存在する。以上のことから、当該残された電荷は、経時的にゆっくりと放出され、同時に感光回路１００は、紋様からの光などの、受け取った光を電荷に変換することが分かる。図４に示すように、上記紋様画像取得回路１０は、積分演算回路２００をさらに含み、例えば、当該積分演算回路２００は、感光回路１００により蓄積された電荷量に対して積分演算を行い、アナログ電荷量をデジタル信号量に変換することにより、感光回路１００が蓄積した電荷量に対応する信号量を取得するように構成されている。例えば、感光回路１００と積分演算回路２００をターンオンにすると、感光回路１００によって蓄積された電荷量が、積分演算回路２００に放出されてもよく、当該放出された電荷量は、直前のフレームから残された電荷の放出量と、現在のフレームで受け取った光を変換して得られる電荷の放出量との２つの部分を含む。なお、本開示の実施例において、第１積分期間ＩＰ１の前に感光性回路１００によって残された信号量が、経時的に放出された後に残っている信号量は、残留信号量と呼ばれ、第１の曲線Ｃ１は、即ち当該残留信号量の経時変化曲線である。
例えば、一定の期間Ａで、感光回路１００と積分演算回路２００をターンオンしないように制御信号ＧＴを感光回路１００に提供し、当該期間Ａでは、感光回路１００に残された電荷が経時的に放出され、同時に感光回路が１００は、受け取った光をさらに電荷に変換する。次に、感光回路１００と積分演算回路２００をターンオンにするように、制御信号ＧＴを感光回路１００に提供し、その結果、感光回路１００は、Ａ期間に蓄積された電荷を積分演算回路２００に放出することができ、積分演算回路２００は、対応する信号を取得するように、受け取った電荷に対して積分演算を行うことができる。例えば、積分演算回路２００のデータ出力端ＤＴから当該信号量を取得することができ、例えば、積分演算回路２００は、さらに、積分演算するように、基準電圧Ｖｒｅｆを受け取るように構成される。
ステップＳ１００では、第１積分期間ＩＰ１に残された電荷から放出された電荷量は経時的に変化するため、残留信号量に基づいて、第１曲線Ｃ１を取得することができる。当該第１曲線Ｃ１は、残留信号量にのみ関し、感光回路１００が受け取った光を変換して得られる信号量とは関係がない。
ステップＳ２００において、取得された第１採取値には、第２積分期間ＩＰ２に残留信号量から放出された信号量と、感光性回路１００によって受け取った光を変換して得られた信号量との２つの部分が含まれる。
そして、ステップＳ３００では、第１曲線Ｃ１及び第１採取値に基づいて、紋様画像に関する第１感光性信号を取得することができる。例えば、第１曲線Ｃ１に基づいて、残留信号量に関する第１採取値の部分を除去することができるので、得られた第１感光性信号を、感光性回路１００によって受け取った紋様からの光にのみ関連させ、残留信号量とは関係ない。例えば、第１感光性信号を取得した後、処理回路で当該第１感光性信号をさらに処理して紋様画像を取得し、紋様認識を完了することができる。本開示の実施例によって提供される紋様画像取得方法を使用することにより、最終的に得られる第１感光性信号を、感光性回路１００によって受け取った紋様からの光にのみ関連させ、感光性回路１００の残留信号量とは関係なく、それにより、最終的な紋様認識の有効性と精度を向上させることができる。
例えば、本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得方法において、上記ステップＳ３００は、以下の操作ステップを含む。
ステップＳ３１０：第１曲線Ｃ１に基づいて、第２積分期間ＩＰ２内に残留信号量から放出された信号量を第１基準値として取得する。
ステップＳ３２０：第１採取値から第１基準値を差し引くことにより、第１感光性信号を取得する。
例えば、第１曲線Ｃ１を取得した後、いつでも感光回路１００に対応する残留信号量の値を得ることができ、ステップＳ３１０において、第１曲線Ｃ１に基づいて、第２積分期間ＩＰ２に残留信号量から放出される信号量、即ち第１基準値を取得することができる。例えば、第１曲線Ｃ１に基づいて、第２積分期間ＩＰ２の開始時刻に対応する残留信号量の値を取得し、第１曲線Ｃ１に基づいて、第２積分期間ＩＰ２の終了時刻に対応する残留信号量の値を取得し、そして第２積分期間ＩＰ２の開始時刻に対応する残留信号量の値から、第２積分期間ＩＰ２の終了時刻に対応する残留信号量の値を差し引いて、第１基準値を取得することができる。その後、ステップＳ３２０において、第１採取値から第１基準値を差し引いて、第１感光性信号を取得することができる。
以上により、第１曲線Ｃ１を取得した後、任意の時刻での感光回路１００に対応する残留信号量の値を取得することができる。したがって、本開示の実施例によって提供される紋様画像取得方法において、第２積分期間ＩＰ２と第１積分期間ＩＰ１を連続的にする必要がない。図７に示すように、第２積分期間ＩＰ２と第１積分期間ＩＰ１とは不連続であってもよく、即ち第２積分期間ＩＰ２と第１積分期間ＩＰ１との間に時間間隔があってもよい。
本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得方法において、上記ステップＳ１００の例は、以下の操作ステップを含む。
ステップＳ１１０：第１積分期間ＩＰ１がｎ個のサブ積分期間を含むようにする。
ステップＳ１２０：ｎ番目のサブ積分期間の終了時に、ｎ番目のサブ積分期間内に感光性回路１００によって蓄積された信号量を第ｎサブ採取値として取得する。
ステップＳ１３０：Ｎ個のサブ採取値に基づいて、第１曲線Ｃ１を取得する。
Ｎが２以上であり、かつｎが１≦ｎ≦Ｎを満たす。
例えば、いくつかの実施例において、図８に示すように、上記Ｎ＝３であり、即ち、上記ステップＳ１００の１つの具体的な例は、以下の操作ステップを含む。
ステップＳ１１１：第１積分期間ＩＰ１が第１サブ積分期間ＳＩＰ１と、第２サブ積分期間ＳＩＰ２と第３サブ積分期間ＳＩＰ３とを含むようにする。例えば、第２サブ積分期間ＳＩＰ２と第１サブ積分期間ＳＩＰ１は、連続的であり、第３サブ積分期間ＳＩＰ３と第２サブ積分期間ＳＩＰ２は、連続的である。
ステップＳ１２１：第１サブ積分期間ＳＩＰ１の終了時に、第１サブ積分期間ＳＩＰ１内に感光性回路１００によって蓄積された信号量を第１サブ採取値Ｆ１として取得し、第２サブ積分期間ＳＩＰ２の終了時に、第２サブ積分期間ＳＩＰ２内に感光性回路１００によって蓄積された信号量を第２サブ採取値Ｆ２として取得し、第３サブ積分期間ＳＩＰ３の終了時に、第３サブ積分期間ＳＩＰ３内に感光性回路１００によって蓄積された信号量を第３サブ採取値Ｆ３として取得する。
ステップＳ１３１：第１サブ採取値Ｆ１と、第２サブ採取値Ｆ２と、第３サブ採取値Ｆ３とに基づいて、第１曲線Ｃ１を取得する。
例えば、いくつかの実施例において、図３に示すように、第１曲線Ｃ１が第１指数関数ｙ＝ｋａｘを満たすと、上記ステップＳ１３１は、以下の操作ステップを含むことができる。
ステップＳ１３１１：第１サブ採取値Ｆ１及び第１指数関数に基づいて、第１等式：Ｆ１＝ｋａ０－ｋａｘ１＋Ｗ１を取得する。
ステップＳ１３１２：第２サブ採取値Ｆ２及び第１指数関数に基づいて、第２等式：Ｆ２＝ｋａｘ１－ｋａｘ２＋Ｗ２を取得する。
ステップＳ１３１３：第３サブ採取値Ｆ３及び第１指数関数に基づいて、第３等式：Ｆ３＝ｋａｘ２－ｋａｘ３＋Ｗ３を取得する。
ステップＳ１３１４：第１等式、第２等式及び第３等式に基づいて、第１指数関数を取得する。
上記の式において、Ｆ１は、第１サブ採取値であり、Ｆ２は、第２サブ採取値であり、Ｆ３は、第３サブ採取値であり、ｘ１は、第１サブ積分期間ＳＩＰ１の終了時刻であり、ｘ２は、第２サブ積分期間ＳＩＰ２の終了時刻であり、ｘ３は、第３サブ積分期間ＳＩＰ３の終了時刻であり、Ｗ１は、第１サブ積分期間ＳＩＰ１内に感光性回路１００によって紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ２は、第２サブ積分期間ＳＩＰ２内に感光性回路１００によって紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ３は、第３サブ積分期間ＳＩＰ３内に感光性回路１００によって紋様からの光を変換して得られる信号量である。
以下、図３、図４及び図９を参照して、上記ステップＳ１１１、ステップＳ１２１及びステップＳ１３１の１つの具体的な例について説明する。
例えば、図３、図４及び図９に示すように、一例において、第１サブ積分期間ＳＩＰ１、第２サブ積分期間ＳＩＰ２及び第３サブ積分期間ＳＩＰ３の持続時間は、等しい。例えば、いくつかの実施例において、第１サブ積分期間ＳＩＰ１の持続時間は１０ミリ秒（ｍｓ）である。
例えば、ゼロ時刻に、低レベルの制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００をターンオンせず、次いで、第１サブ積分期間ＳＩＰ１が終了する時に、即ち、ｘ１＝１０ｍｓの場合、高レベルの制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光回路１００と積分演算回路２００をターンオンにし、データ出力端ＤＴで第１サブ採取値Ｆ１を取得し、Ｆ１＝ｋ－ｋａ１０＋Ｗ１となる。なお、第１サブ積分期間ＳＩＰ１では、制御信号ＧＴのパルス幅（即ち、高レベルにある時間）は、例えば、マイクロ秒（μｓ）であるため、第１サブ積分期間ＳＩＰ１の持続期間に対して、制御信号ＧＴのパルス幅が無視できる。同様に、以下の説明では、第２サブ積分期間ＳＩＰ２及び第３サブ積分期間ＳＩＰ３の持続時間に対して、制御信号ＧＴのパルス幅も無視することができ、説明を繰り返さない。
第１サブ積分期間ＳＩＰ１が終了した後、第２サブ積分期間ＳＩＰ２に入り、低レベル制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００をターンオンせず、そして第２サブ積分期間ＳＩＰ２が終了する時に、即ちｘ２＝２０ｍｓである場合、高レベル制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００をターンオンにし、データ出力端ＤＴで第２サブ採取値Ｆ２を取得することができ、Ｆ２＝ｋ１０－ｋａ２０＋Ｗ２である。
第２サブ積分期間ＳＩＰ２が終了した後、第３サブ積分期間ＳＩＰ３に入り、低レベル制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００をターンオンせず、そして第３サブ積分期間ＳＩＰ３が終了する時、即ちｘ３＝３０ｍｓの場合、高レベル制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００をターンオンにし、データ出力端ＤＴで第３サブ採取値Ｆ３を取得することができ、Ｆ３＝ｋ２０－ｋａ３０＋Ｗ３である。
第１等式、第２等式及び第３等式を第１方程式グループとし、第１サブ積分期間ＳＩＰ１、第２サブ積分期間ＳＩＰ２及び第３サブ積分期間ＳＩＰ３の持続時間は、いずれも１０ｍｓであり、即ちＷ１＝Ｗ２＝Ｗ３であるので、当該第１方程式グループには、３つの方程式と３つの未知数があり、第１方程式グループを解くことにより、ｋとａを取得し、最後に第１曲線Ｃ１を取得することができる。
例えば、いくつかの実施例によって提供される紋様画像取得方法において、第２積分期間ＩＰ２の持続時間は、６０ｍｓであり、第１曲線Ｃ１、第２積分期間ＩＰ２の開始時刻及び終了時刻に基づいて、第１基準値を取得することができ、そして第１採取値から第１基準値を差し引いて紋様画像に関する第１感光性信号を取得することができる。
なお、上記の第１方程式グループを解いた後も、Ｗ１（Ｗ２又はＷ３）、即ち、第１サブ積分期間ＳＩＰ１（第２サブ積分期間ＳＩＰ２又は第３サブ積分期間ＳＩＰ３）内に、感光性回路１００によって紋様からの光を変換して得られる信号量を取得することができ、当該信号量に対してデータ処理を実行して紋様画像を取得することができる。しかしながら、感光性回路１００の残留信号量が開始時により多く放出されるので、上記Ｗ１の値がより小さい可能性があり、その後のデータ処理に影響を与えるおそれがある。
本開示の少なくとも１つの実施例によって提供される紋様画像取得方法は、第２積分期間ＩＰ２を設定することにより、第２積分期間ＩＰ２における感光回路１００の残留信号量が既に少なく、即ち第１基準値がより小さいので、最終的に得られる第１感光性信号に含まれる紋様画像に関する信号量が大きくなり、より効果的で正確な紋様画像を取得するための後続のデータ処理に役立つ。
なお、本開示のいくつかの実施例において、第１サブ積分期間ＳＩＰ１の持続時間を１０ミリ秒（ｍｓ）に設定し、及び第２積分期間ＩＰ２の持続時間を６０ｍｓに設定することは、単なる例示であり、本開示の実施例はこれを含むが、これに限定されず、必要に応じて、第１サブ積分期間ＳＩＰ１及び第２積分期間ＩＰ２の持続時間に他の適切な値を選択してもよい。
例えば、別のいくつかの実施例において、図３に示すように、第１曲線Ｃ１が第１指数関数ｙ＝ｋａｘを満たし、上記ステップＳ１３１は、以下の操作ステップを含む。
ステップＳ１３１５：第１サブ採取値Ｆ１、第２サブ採取値Ｆ２及び第１指数関数に基づいて、第４等式：Ｆ２－Ｆ１＝２ｋａｘ１－ｋａ０－ｋａｘ２を取得する。
ステップＳ１３１６：第２サブ採取値Ｆ２、第３サブ採取値Ｆ３及び第１指数関数に基づいて、第５等式：Ｆ３－Ｆ２＝２ｋａｘ２－ｋａｘ１－ｋａｘ３を取得する。
ステップＳ１３１７：第４等式及び第５等式に基づいて、第１指数関数を取得する。
上記の式において、Ｆ１は、第１サブ採取値であり、Ｆ２は、第２サブ採取値であり、Ｆ３は、第３サブ採取値であり、ｘ１は、第１サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ２は、第２サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ３は、第３サブ積分期間の終了時刻である。
以下、図３、図４及び図９を参照して、上記ステップＳ１１１、ステップＳ１２１及びステップＳ１３１の具体的な例について説明する。
例えば、図３、図４及び図９に示すように、一例において、第１サブ積分期間ＳＩＰ１、第２サブ積分期間ＳＩＰ２及び第３サブ積分期間ＳＩＰ３の持続時間は、等しい。例えば、いくつかの実施例において、第１サブ積分期間ＳＩＰ１の持続時間は、１０ミリ秒（ｍｓ）である。
例えば、ゼロ時刻に、低レベルの制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００をターンオンせず、次いで、第１サブ積分期間ＳＩＰ１が終了する時、即ち、ｘ１＝１０ｍｓの場合、高レベルの制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光回路１００と積分演算回路２００をターンオンにし、データ出力端ＤＴで第１サブ採取値Ｆ１を取得する。
第１サブ積分期間ＳＩＰ１が終了した後、第２サブ積分期間ＳＩＰ２に入り、低レベル制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００をターンオンせず、そして第２サブ積分期間ＳＩＰ２が終了する時、即ちｘ２＝２０ｍｓである場合、高レベル制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００をターンオンにし、データ出力端ＤＴで第２サブ採取値Ｆ２を取得する。
第２サブ積分期間ＳＩＰ２が終了した後、第３サブ積分期間ＳＩＰ３に入り、低レベル制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００をターンオンせず、そして第３サブ積分期間ＳＩＰ３が終了する時、即ちｘ３＝３０ｍｓの場合、高レベル制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００をターンオンにし、データ出力端ＤＴで第３サブ採取値Ｆ３を取得する。
取得された第１サブ採取値Ｆ１及び第２サブ採取値Ｆ２に基づいて、第４等式：Ｆ２－Ｆ１＝２ｋａ１０－ｋ－ｋａ２０を取得することができ、取得された第２サブ採取値Ｆ２及び第３サブ採取値Ｆ３に基づいて、第５等式：Ｆ３－Ｆ２＝２ｋａ２０－ｋａ１０－ｋａ３０を取得することができる。
第４等式及び第５等式を第２方程式グループとし、当該第２方程式グループには、２つの方程式と２つの未知数があり、第２方程式グループを解くことにより、ｋとａを取得し、最後に第１曲線Ｃ１を取得することができる。
なお、上記実施例において、第１積分期間ＩＰ１が３つのサブ積分期間を含むことを例として説明するが、本開示の実施例は、これを含むが、これに限定されず、例えば、場合によっては、第１曲線Ｃ１が経時的に変化する線形曲線であってもよく、ここでは、第１積分期間ＩＰ１に２つのサブ積分期間を含めるだけでよく、説明を繰り返さない。
本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得方法において、図１０に示すように、当該紋様画像取得方法は、以下の操作ステップをさらに含む。
ステップＳ４００：第１積分期間ＩＰ１の前のリセット期間ＲＰに、感光性回路１００をリセットする。
図４及び図１０に示すように、リセット期間ＲＰに、高レベル制御信号ＧＴを感光性回路１００に提供し、感光性回路１００と積分演算回路２００とをターンオンにし、感光性回路１００が積分演算回路２００を介して電荷を放出し、しかしながら、リセット期間ＲＰの後、感光性回路１００に残っている直前のフレームの電荷は完全に放出できないことに留意されたい。
例えば、いくつかの実施例において、図５に示すように、感光性回路１００は、感光性素子１１０及びスイッチ回路１２０を含み、スイッチ回路１２０は、感光性素子１１０と積分演算回路２００とに電気的に接続される。この場合、上記のステップＳ４００は、以下の操作ステップを含む。
ステップＳ４１０：リセット期間ＲＰに制御信号ＧＴをスイッチ回路１２０に提供してスイッチ回路１２０をターンオンにし、それにより、感光性素子１１０がスイッチ回路１２０及び積分演算回路２００を介して電荷を放出する。
例えば、いくつかの実施例において、図５に示すように、感光性回路１００は、感光性素子１１０及びスイッチ回路１２０を含み、スイッチ回路１２０は、感光性素子１１０と積分演算回路２００とに電気的に接続される。この場合、上記ステップＳ２００は、以下の操作ステップを含む。
ステップＳ２１０：第２積分期間ＩＰ２が開始する時に、制御信号ＧＴをスイッチ回路１２０に提供してスイッチ回路１２０をターンオフにし、次に第２積分期間ＩＰ２の終了時に、制御信号ＧＴをスイッチ回路１２０に提供してスイッチ回路１２０をターンオンにし、積分演算回路２００を使用して積分演算し、第１採取値を取得する。
例えば、いくつかの実施例において、図５に示すように、感光性回路１００は、感光性素子１１０及びスイッチ回路１２０を含み、スイッチ回路１２０は、感光性素子１１０と積分演算回路２００とに電気的に接続される。この場合、上記ステップＳ１２０は、以下の操作ステップを含む。
ステップＳ１２０１：ｎ番目のサブ積分期間が開始する時に、制御信号ＧＴをスイッチ回路１２０に提供してスイッチ回路１２０をターンオフにし、次に、ｎ番目のサブ積分期間が終了する時に、制御信号ＧＴをスイッチ回路１２０に提供してスイッチ回路１２０をターンオンにし、積分演算回路２００を使用して積分演算し、第ｎサブ採取値を取得する。
本開示の実施例によって提供される紋様画像取得方法は、最終的に得られる第１感光性信号を、感光性回路１００によって受け取った紋様からの光（即ち、紋様画像に関する信号量）にのみ関連させ、感光性回路１００の残留信号量とは関係なく、それにより、最終的な紋様認識の有効性と精度を向上させることができる。
本開示の少なくとも１つの実施例は、紋様画像取得回路１０をさらに提供し、図１２に示すように、当該紋様画像取得回路１０は、感光性回路１００及び制御回路３００を含む。制御回路３００は、感光性回路１００に電気的に接続され、制御回路３００は、以下の操作の実行を制御するように構成されている。
制御回路３００の操作により、感光性回路１００に紋様からの光を受け取るようにさせ、第１積分期間ＩＰ１内に感光性回路１００によって蓄積された信号量に基づいて、第１曲線Ｃ１を取得し、第１曲線Ｃ１は、残留信号量の経時変化曲線であり、残留信号量は、第１積分期間ＩＰ１の前に感光性回路１００によって残された信号量が、経時的に放出された後に残っている信号量であり、第１積分期間ＩＰ１の後の第２積分期間ＩＰ２内に感光性回路１００によって蓄積された信号量に基づいて、第１採取値を取得し、第１曲線Ｃ１及び第１採取値に基づいて、紋様の画像に関する第１感光性信号を取得する。即ち、制御回路３００は、上記の操作ステップＳ１００、Ｓ２００、及びＳ３００の実行を制御するように構成されている。
例えば、図１２に示すように、制御回路３００は、データ出力端ＤＴにさらに電気的に接続されてもよく、それにより、制御回路３００が第１採取値を受け取ることができる。
なお、第１積分期間ＩＰ１、第２積分期間ＩＰ２、ステップＳ１００、ステップＳ２００、及びステップＳ３００の詳細な説明については、上記の紋様画像取得方法における対応する説明を参照することができるが、ここでは説明を繰り返さない。
図１２に示すように、本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得回路１０は、積分演算回路２００をさらに含み、当該積分演算回路２００は、感光回路１００が蓄積した電荷量に対して積分演算を行い、アナログ電荷量をデジタル信号量に変換することにより、感光回路１００が蓄積した電荷量に対応する信号量を取得するように構成されている。例えば、積分演算回路２００のデータ出力端ＤＴから当該信号量を取得することができ、例えば、積分演算回路２００は、さらに、積分演算するように、基準電圧Ｖｒｅｆを受け取るように構成される。
本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得回路１０において、制御回路３００は、さらに、以下の操作の実行を制御するように構成される。
第１曲線Ｃ１に基づいて、第２積分期間内に残留信号量から放出された信号量を第１基準値として取得し、第１採取値から前記第１基準値を差し引くことにより、第１感光性信号を取得する。制御回路３００は、上記の操作ステップＳ３１０及びＳ３２０の実行を制御するように構成される。
なお、ステップＳ３１０及びＳ３２０の詳細な説明については、上記の紋様画像取得方法における対応する説明を参照することができ、ここでは説明を繰り返さない。
本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得回路１０において、制御回路３００は、さらに、以下の操作の実行を制御するように構成されている。
制御回路３００の操作により、第１積分期間ＩＰ１がｎ個のサブ積分期間を含むようにし、ｎ番目のサブ積分期間が終了する時に、ｎ番目のサブ積分期間内に感光性回路１００によって蓄積された信号量を第ｎサブ採取値として取得し、Ｎ個のサブ採取値に基づいて、第１曲線を取得し、Ｎが２以上であり、ｎが１≦ｎ≦Ｎを満たす。制御回路３００は、上記操作ステップＳ１１０、Ｓ１２０及びＳ１３０の実行を制御するように構成されている。
なお、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、及びＳ１３０の詳細な説明については、上記の紋様画像取得方法における対応する説明を参照することができ、ここでは説明を繰り返さない。
本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得回路１０において、制御回路３００は、さらに、以下の操作の実行を制御するように構成されている。
制御回路３００の操作により、第１積分期間ＩＰ１が第１サブ積分期間ＳＩＰ１と、第２サブ積分期間ＳＩＰ２と第３サブ積分期間ＳＩＰ３とを含むようにし、第１サブ積分期間ＳＩＰ１が終了する時に、第１サブ積分期間ＳＩＰ１内に感光性回路１００によって蓄積された信号量を第１サブ採取値Ｆ１として取得し、第２サブ積分期間ＳＩＰ２が終了する時に、第２サブ積分期間ＳＩＰ２内に感光性回路１００によって蓄積された信号量を第２サブ採取値Ｆ２として取得し、第３サブ積分期間ＳＩＰ３が終了する時に、第３サブ積分期間ＳＩＰ３内に感光性回路１００によって蓄積された信号量を第３サブ採取値Ｆ３として取得し、第１サブ採取値Ｆ１と、第２サブ採取値Ｆ２と、第３サブ採取値Ｆ３とに基づいて、第１曲線Ｃ１を取得する。制御回路３００は、上記操作ステップＳ１１１、Ｓ１２１及びＳ１３１を制御するように構成されている。
なお、ステップＳ１１１、Ｓ１２１、及びＳ１３１の詳細な説明については、上記の紋様画像取得方法における対応する説明を参照することができ、ここでは説明を繰り返さない。
本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得回路１０において、第１曲線Ｃ１が第１指数関数ｙ＝ｋａｘを満たし、制御回路３００は、さらに、以下の操作の実行を制御するように構成されている。
制御回路３００の操作により、第１サブ採取値Ｆ１及び第１指数関数に基づいて、第１等式：Ｆ１＝ｋａ０－ｋａｘ１＋Ｗ１を取得し、第２サブ採取値Ｆ２及び第１指数関数に基づいて、第２等式：Ｆ２＝ｋａｘ１－ｋａｘ２＋Ｗ２を取得し、第３サブ採取値Ｆ３及び第１指数関数に基づいて、第３等式：Ｆ３＝ｋａｘ２－ｋａｘ３＋Ｗ３を取得し、第１等式、第２等式及び第３等式に基づいて、第１指数関数を取得する。Ｆ１は、第１サブ採取値であり、Ｆ２は、第２サブ採取値であり、Ｆ３は、第３サブ採取値であり、ｘ１は、第１サブ積分期間ＳＩＰ１の終了時刻であり、ｘ２は、第２サブ積分期間ＳＩＰ２の終了時刻であり、ｘ３は、第３サブ積分期間ＳＩＰ３の終了時刻であり、Ｗ１は、第１サブ積分期間ＳＩＰ１内に感光性回路１００によって紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ２は、第２サブ積分期間ＳＩＰ２内に感光性回路１００によって紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ３は、第３サブ積分期間ＳＩＰ３内に感光性回路１００によって紋様からの光を変換して得られる信号量である。制御回路３００は、上記操作ステップＳ１３１１、Ｓ１３１２、Ｓ１３１３及びＳ１３１４の実行を制御するように構成されている。
なお、ステップＳ１３１１、Ｓ１３１２、Ｓ１３１３及びＳ１３１４の詳細な説明については、上記の紋様画像取得方法における対応する説明を参照することができるが、ここでは説明を繰り返さない。
本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得回路１０において、第１曲線Ｃ１が第１指数関数ｙ＝ｋａｘを満たし、制御回路３００は、さらに、以下の操作の実行を制御するように構成されている。
制御回路３００の操作により、第１サブ採取値Ｆ１、第２サブ採取値Ｆ２及び第１指数関数に基づいて、第４等式：Ｆ２－Ｆ１＝２ｋａｘ１－ｋａ０－ｋａｘ２を取得し、第２サブ採取値Ｆ２、第３サブ採取値Ｆ３及び第１指数関数に基づいて、第５等式：Ｆ３－Ｆ２＝２ｋａｘ２－ｋａｘ１－ｋａｘ３を取得し、第４等式及び第５等式に基づいて、第１指数関数を取得する。制御回路３００は、上記操作ステップＳ１３１５、Ｓ１３１６及びＳ１３１７の実行を制御する。
なお、ステップＳ１３１５、Ｓ１３１６及びＳ１３１７の詳細な説明については、上記の紋様画像取得方法における対応する説明を参照することができるが、ここでは説明を繰り返さない。
図１３に示すように、本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得回路１０において、感光性回路１００は、感光性素子１１０及びスイッチ回路１２０を含み、スイッチ回路１２０は、感光性素子１１０と積分演算回路２００とに電気的に接続され、制御回路３００がスイッチ回路１２０に電気的に接続される。制御回路３００は、さらに、以下の操作の実行を制御するように構成されている。
第２積分期間ＩＰ２が開始する時、制御信号ＧＴをスイッチ回路１２０に提供してスイッチ回路１２０をターンオフにし、次いでに第２積分期間ＩＰ２が終了する時に、制御信号ＧＴをスイッチ回路１２０に提供し、スイッチ回路１２０をターンオンにし、積分演算回路２００を使用して積分演算し、第１採取値を取得する。制御回路３００は、上記操作ステップＳ２１０の実行を制御するように構成されている。
なお、ステップＳ２１０の詳細な説明については、上記の紋様画像取得方法における対応する説明を参照することができるが、ここでは説明を繰り返さない。
本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得回路１０において、制御回路３００は、さらに、以下の操作の実行を制御するように構成されている。
制御回路３００の操作により、ｎ番目のサブ積分期間が開始する時、制御信号ＧＴをスイッチ回路１２０に提供してスイッチ回路１２０をターンオフにし、次にｎ番目のサブ積分期間が終了する時に、制御信号ＧＴをスイッチ回路１２０に提供してスイッチ回路１２０をターンオンにし、積分演算回路２００を使用して積分演算し、第ｎサブ採取値を取得する。制御回路３００は、上記操作ステップＳ１２０１の実行を制御するように構成されている。
なお、ステップＳ１２０１の詳細な説明については、上記の紋様画像取得方法における対応する説明を参照することができるが、ここでは説明を繰り返さない。
本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得回路１０において、制御回路３００は、さらに、以下の操作の実行を制御するように構成されている。
制御回路３００の操作により、リセット期間ＲＰにスイッチ回路１２０をターンオンにし、スイッチ回路１２０に制御信号ＧＴを提供し、これにより、感光性素子１１０がスイッチ回路１２０及び積分演算回路２００を介して電荷を放出する。制御回路３００は、上記操作ステップＳ４１０の実行を制御するように構成されている。
なお、ステップＳ４１０の詳細な説明については、上記の紋様画像取得方法における対応する説明を参照することができるが、ここでは説明を繰り返さない。
本開示のいくつかの実施例によって提供される紋様画像取得回路１０は、図１４に示す回路構造として実現することができる。なお、図１４には、制御回路３００が示されていない。
例えば、図１４に示すように、感光性素子１１０は、ＰＩＮ型ダイオードを使用してもよく、本開示の実施例は、これを含むが、これに限定されない。例えば、感光性素子１１０は、さらに、他のタイプの感光性ダイオード（例えば、ＰＮ型ダイオード又はＯＰＤ型ダイオード）などの様々な適切なタイプの感光性素子を使用してもよい。必要に応じて、感光性素子１１０は、例えば、特定の波長の光（例えば、赤色光又は緑色光）のみを感知することができ、又はすべての可視光を感知することができる。
例えば、図１４に示すように、スイッチ回路１２０は、トランジスタＴを採用してもよく、例えば、当該トランジスタＴは、Ｎ型トランジスタである。積分演算回路２００は、演算増幅器Ｄ及びコンデンサＣを含むように実装されてもよい。
図１４に示すように、ＰＩＮ型ダイオードの第１電極（例えば、アノード）は、第１電圧Ｖｄを受け取るように構成され、ＰＩＮ型ダイオードの第２電極（例えば、カソード）、トランジスタＴの第１電極、及びトランジスタＴのゲートは、制御信号を受信するように構成され、トランジスタＴの第２電極は、演算増幅器Ｄの反転入力端子に接続され、演算増幅器Ｄの非反転入力端子は、基準電圧Ｖｒｅｆを受け取るように構成され、コンデンサＣの第１電極は、演算増幅器Ｄの反転入力端子に接続される。コンデンサＣの第２電極は、演算増幅器Ｄの出力端に接続され、演算増幅器Ｄの出力端は、データ出力端ＤＴとして機能する。なお、ＰＩＮ型ダイオードによって受け取った光を電荷に変換するためには、当該ＰＩＮ型ダイオードの両端に印加される電圧を逆電圧にする必要があり、即ち、基準電圧Ｖｒｅｆを第１電圧Ｖｄよりも大きくする必要がある。例えば、基準電圧Ｖｒｅｆは１Ｖであり、第１電圧Ｖｄは－２Ｖであり、又は、基準電圧Ｖｒｅｆは１．２５Ｖであり、第１電圧Ｖｄは－４Ｖである。
なお、本開示の実施例に使用されるトランジスタは、薄膜トランジスタや電界効果トランジスタや同じ特性のその他のスイッチングデバイスであってもよい。ここで使用されるトランジスタは、ソース、ドレインが構造的に対称でもよいため、そのソース、ドレインが構造では区別されなくてもよい。本開示の実施例において、ゲート以外のトランジスタの両極を区別するために、一つの電極を第１電極とし、もう一つの電極を第２電極として直接記載している。よって、本開示の実施例において、全部又は一部のトランジスタの第１電極と第２電極とは、必要に応じて交換してもよい。例えば、本開示の実施例に記載されるトランジスタは、その第１の電極が、ソースで、第２電極が、ドレインであってもよいか、又は、トランジスタの第１電極が、ドレインで、第２電極が、ソースであってもよい。
また、トランジスタの特性によって、トランジスタは、Ｎ型トランジスタとＰ型トランジスタとに分けられる。トランジスタがＰ型トランジスタの場合、ターンオン電圧は、低レベル電圧（例：０Ｖ、－５Ｖ、－１０Ｖ又はその他の適切な電圧）であり、ターンオフ電圧は、高レベル電圧（例：５Ｖ、１０Ｖ又はその他の適切な電圧）であり、トランジスタがＮ型トランジスタの場合、ターンオン電圧は、高レベル電圧（例えば、５Ｖ、１０Ｖ又はその他の適切な電圧）であり、ターンオフ電圧は、低レベル電圧（例えば、０Ｖ、－５Ｖ、－１０Ｖ又はその他の適切な電圧）である。本開示の実施例におけるトランジスタは、例としてＮ型トランジスタを取り上げることによって説明される。本開示における当該実施形態についての説明及び教示に基づいて、当業者は、創造的な労働なしに、本開示の実施例がＰ型トランジスタも使用できることを容易に想像することができる。
以下、図１０に示す信号シーケンス図を参照して、図１４に示す紋様画像取得回路１０の動作原理について説明する。
リセット期間ＲＰに高レベル制御信号ＧＴをトランジスタＴのゲートに提供して、トランジスタＴをターンオンし、それにより、ＰＩＮ型ダイオードがトランジスタＴ及び演算増幅器Ｄを介して電荷を放出する。
次に、第１サブ積分期間ＳＩＰ１に入り、低レベル制御信号ＧＴをトランジスタＴのゲートに提供してトランジスタＴをターンオフにし、当該第１サブ積分期間ＳＩＰ１において、当該ＰＩＮ型ダイオードは、受信した光を電荷に変換できる一方で、当該ＰＩＮ型ダイオードの残留電荷が放出される。第１サブ積分期間ＳＩＰ１が終了する時に、高レベル制御信号ＧＴをトランジスタＴのゲートに提供してトランジスタＴをターンオンし、第１サブ積分期間ＳＩＰ１内に当該ＰＩＮ型ダイオードによって蓄積された電荷が、トランジスタＴを介して演算増幅器Ｄの反転入力端子に転送され、そして当該演算増幅器Ｄ及びコンデンサＣによって積分演算した後、データ出力端ＤＴで第１サブ採取値Ｆ１を取得する。
第２サブ積分期間ＳＩＰ２、第３サブ積分期間ＳＩＰ３及び第２積分期間ＩＰ２における当該紋様画像取得回路１０の動作原理は、上記第１サブ積分期間ＳＩＰ１の説明を参照することができるが、ここでは説明を繰り返さない。第２サブ積分期間ＳＩＰ２、第３サブ積分期間ＳＩＰ３及び第２積分期間ＩＰ２の後に、それぞれ第２サブ採取値Ｆ２、第３サブ採取値Ｆ３及び第１採取値を取得することができる。
例えば、図１３に示すように、制御回路３００は、さらに、データ出力端ＤＴに電気的に接続するように構成されてもよく、その結果、当該データ出力端ＤＴから上記第１サブ採取値Ｆ１、第２サブ採取値Ｆ２、第３サブ採取値Ｆ３及び第１採取値を受信することができ、次に、当該制御回路３００は、第１サブ採取値Ｆ１と、第２サブ採取値Ｆ２と、第３サブ採取値Ｆ３とに基づいて、第１曲線Ｃ１を取得し、そして第１曲線Ｃ１に基づいて、第１基準値を取得し、第１採取値から第１基準値を差し引くことにより、最後に第１感光性信号を取得する。
例えば、当該制御回路３００は、更なるデータ処理を実行させるように、当該第１感光性信号をバックエンドの処理回路に伝送してもよく、それにより、第１感光性信号に基づいて、紋様画像を取得する。また例えば、当該制御回路３００を直接使用して第１感光性信号を処理しもよい。
なお、本開示の実施例において、第１サブ採取値Ｆ１と、第２サブ採取値Ｆ２と、第３サブ採取値Ｆ３と、第１採取値と、第１基準値とは、例えば、電圧値であってもよいが、本開示の実施例は、これを含むが、これに限定されない。
本開示の少なくとも１つの実施例は、表示パネル１をさらに提供し、図１５に示すように、当該表示パネル１は、表示領域２１０を含み、表示領域２１０は、紋様認識領域２１１を含む。なお、本開示の実施例において、紋様認識領域２１１は、操作体が表示パネル１上で紋様認識を実行する領域である。図１５に示される紋様認識領域２１１のサイズは、例示にすぎず、例えば、当該紋様認識領域２１１のサイズが表示領域２１０のサイズに一致してもよく、即ち、操作体は、表示パネル１の表示領域２１０の任意の位置でも紋様認識を実行することができる。
なお、本開示の実施例において、紋様のある操作体は、手であってもよく、この場合、紋様画像取得方法における紋様は、指紋、掌紋などの皮膚紋様であり、さらに、紋様のある操作体は、樹脂などの材料で作られた特定の紋様を有する物体などの非生物学的物体であってもよく、これは、本開示の実施例では、特に限定されない。
例えば、図１５に示すように、表示領域２１０には、アレイに配置された複数の画素ユニットアレイが設けられ、当該画素ユニットアレイは、複数の画素ユニットを含む。例えば、異なる画素ユニットを区別するために、紋様認識領域２１１にある画素ユニットをＰＵ２とマークし、紋様認識領域２１１ではなく表示領域２１０にある画素ユニットを、紋様認識領域２１１にあるＰＵ１とマークし、紋様認識領域２１１にある画素ユニットＰＵ２は、本開示の実施例によって提供される任意の紋様画像取得回路１０を含む。例えば、紋様画像取得回路１０は、薄膜プロセスを使用して、表示パネル１の表示基板上に直接形成することができる。
例えば、各画素ユニット（画素ユニットＰＵ１及び画素ユニットＰＵ２を含む）は、薄膜トランジスタ及び発光デバイスを含み、発光デバイスが、例えば、アノード、カソード、及びアノードとカソードとの間の発光層を含む。例えば、表示パネル１の画素ユニットアレイは、光源アレイとして実装されるために使用され、複数の画素ユニットは、複数の光源を形成するように実装されている。つまり、表示パネル１の画素ユニットが感光性光源として多重化されているので、当該表示パネルのコンパクト特性さを向上させ、様々な機能性構造の配置難度を低下することができる。例えば、各感光性光源が１つ以上の画素ユニットを含むため、感光性光源は、１つ又は複数の画素ユニットの異なる配列によって、特定の形状を有する点光源、線形光源、Ｚ字型光源又は回字型光源などに形成できる。
例えば、表示パネル１の全表示領域２１０の画素ユニットは、感光性光源として多重化するように制御されてもよく、紋様画像取得回路１０もそれに応じて各画素ユニットに配置されてもよく、それにより全画面紋様認識を実現する。
例えば、図１５に示すように、当該表示パネル１は、表示領域２１０を取り囲む周辺領域２２０をさらに含む。例えば、紋様画像取得回路１０の制御回路３００を、周辺領域２２０に配置することができる。
例えば、紋様認識領域２１１に複数行の画素ユニットＰＵ２が含まれる場合、図１６は、紋様画像取得回路１０を配置した例（画素ユニットＰＵ２の１列のみが示されている）を示す。図１６に示すように、第１行の画素ユニットＰＵ２における紋様画像取得回路１０は、ＰＩＮ型ダイオードＰＩＮ（１）、トランジスタＴ（１）、演算増幅器Ｄ（１）及びコンデンサＣ（１）を含み、データ出力端ＤＴ（１）から各採取値を出力する。図における各マークの括弧内の数字は、対応する行数を示しており、以下の実施例は同じであり、説明を繰り返さない。
図１６に示すように、各紋様画像取得回路１０には、演算増幅器及びコンデンサが別々に配置されており、隣接する行の画素ユニットにおける紋様画像取得回路１０間の相互影響を低減することができる。
また、例えば、別のいくつかの実施例において、図１７に示すように、複数の紋様画像取得回路１０は、同じ積分演算回路２００（演算増幅器Ｄ及びコンデンサＣ）を共有することもでき、これにより、設定される複数の紋様画像取得回路１０が占める面積を減らすことができる。図１１は、図１７に示した複数の紋様画像取得回路の信号シーケンス図を示している。図１１に示すように、同じ列でかつ異なる行の画素ユニットにおける紋様画像取得回路が同じ積分演算回路２００を共有しているため、異なる行の画素ユニットにおける紋様画像取得回路の制御信号（ＧＴ（１）、ＧＴ（２）、ＧＴ（３）、．．．、ＧＴ（ｎ））が時系列で順次に提供されている。
図１５に示すように、当該表示パネル１は、処理回路４００をさらに含み、当該処理回路４００が紋様認識領域２１１における画素ユニットＰＵ２に電気的に接続され、例えば、画素ユニットＰＵ２における紋様画像取得回路１０の制御回路３００に電気的に接続され、当該処理回路４００は、紋様画像を取得するように、複数の紋様画像取得回路１０によって取得された複数の第１感光性信号を処理するように構成されている。当該処理回路４００は、本開示の実施例に限定されず、汎用プロセッサ又は専用プロセッサによって実現することができる。
上記実施例によって提供される表示パネル１において、紋様画像取得回路１０は、表示パネル１の表示基板上に直接形成され、かつ画素ユニットＰＵ２に集積化され、この場合、画素ユニットＰＵ２は、紋様画像取得回路１０の感光性光源として多重化されてもよい。本開示の実施例は、これを含むが、これに限定されず、例えば、紋様画像取得回路１０を別途設けることもでき、例えば、紋様画像取得回路１０を、表示パネル１の表示基板の裏面に取り付け、この場合、紋様画像取得回路１０の感光光源としての発光素子を別途設ける必要がある。
例えば、表示パネル１は、有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，ＯＬＥＤ）表示パネル又は量子ドット発光ダイオード（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ，ＱＬＥＤ）表示パネルなどであり、本開示の実施例は、これを具体的に限定しない。ＯＬＥＤ表示パネルは、例えば、可撓性ＯＬＥＤ表示パネルであってもよい。ＯＬＥＤ表示パネルは、自発光特性を備え、その画素ユニットの発光も必要に応じて制御又は変調できるため、紋様画像の取得が容易になり、集積度を向上させた。操作体が本開示の実施例によって提供される表示パネル１の紋様認識領域２１１に接触すると、紋様認識領域２１１の画素ユニットＰＵ２における紋様画像取得回路１０は、紋様によって反射される光のような、紋様からの光を受け取り可能で、同時に本開示の実施例によって提供される紋様画像取得方法を使用して、最終的に得られる第１感光性信号を、感光性回路１００によって受け取った紋様からの光にのみ関連させ、感光性回路１００の残留信号量とは関係なく、それにより、最終的な紋様認識の有効性と精度を向上させることができる。
本開示の少なくとも１つの実施例は、表示装置をさらに提供し、当該表示装置が本開示の実施例によって提供される任意の表示パネル１を含み、本実施例における表示装置は、液晶パネル、液晶テレビ、ディスプレイ、ＯＬＥＤパネル、ＯＬＥＤテレビ、電子紙、携帯電話、タブレットコンピュータ、ノートブックコンピュータ、デジタルフォトフレーム、ナビゲーターなどの表示機能を有する任意の製品又は部材であってもよい。
本開示の実施例によって提供される表示装置の技術的効果については、前述の実施例における紋様画像取得方法及び表示パネル１の対応する説明を参照することができるが、ここでは説明を繰り返さない。
以上は、本開示の具体的な実施形態に過ぎず、本開示の保護範囲は、これに限定されず、特許請求の範囲の保護範囲を基準とすべきである。
100 感光性回路
110 感光性素子
120 スイッチ回路
200 積分演算回路
300 制御回路
400 処理回路

Claims (20)

  1. 感光性回路を含む紋様画像取得回路に用いられる紋様画像取得方法であって、
    前記感光性回路が紋様からの光を受け取るように、第１積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１曲線を取得するステップであって、前記第１曲線は残留信号量の経時変化曲線であり、前記残留信号量は、前記第１積分期間の前に前記感光性回路によって残された信号量が経時的に放出された後に残っている信号量である、ステップと、
    前記第１積分期間の後にての第２積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１採取値を取得するステップと、
    前記第１曲線と前記第１採取値とに基づいて、前記紋様画像に関する第１感光性信号を取得するステップとを含む、
    紋様画像取得方法。
  2. 前記第１曲線と前記第１採取値とに基づいて、前記第１感光性信号を取得するステップは、
    前記第１曲線に基づいて、前記第２積分期間内に前記残留信号量から放出された信号量を第１基準値として取得するステップと、
    前記第１採取値から前記第１基準値を差し引くことにより、前記第１感光性信号を取得するステップとを含む、
    請求項１に記載の紋様画像取得方法。
  3. 前記第１積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、前記第１曲線を取得するステップは、
    前記第１積分期間にｎ個のサブ積分期間を含むようにするステップと、
    ｎ番目のサブ積分期間が終了する時に、前記ｎ番目のサブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第ｎサブ採取値として取得するステップと、
    Ｎ個のサブ採取値に基づいて、前記第１曲線を取得するステップとを含み、
    ただし、Ｎが２以上であり、ｎが１≦ｎ≦Ｎを満たす、
    請求項１又は２に記載の紋様画像取得方法。
  4. 前記第１積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、前記第１曲線を取得するステップは、
    前記第１積分期間が、第１サブ積分期間と、第２サブ積分期間と、第３サブ積分期間とを含むようにするステップと、
    前記第１サブ積分期間が終了する時に、前記第１サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第１サブ採取値として取得し、前記第２サブ積分期間が終了する時に、前記第２サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第２サブ採取値として取得し、前記第３サブ積分期間が終了する時に、前記第３サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第３サブ採取値として取得するステップと、
    前記第１サブ採取値と、前記第２サブ採取値と、前記第３サブ採取値とに基づいて、前記第１曲線を取得するステップとを含む、
    請求項３に記載の紋様画像取得方法。
  5. 前記第１曲線が第１指数関数ｙ＝ｋａｘを満たし、前記第１サブ採取値と、前記第２サブ採取値と、前記第３サブ採取値とに基づいて、前記第１曲線を取得するステップは、
    前記第１サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第１等式：Ｆ１＝ｋａ０－ｋａｘ１＋Ｗ１を取得するステップと、
    前記第２サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第２等式：Ｆ２＝ｋａｘ１－ｋａｘ２＋Ｗ２を取得するステップと、
    前記第３サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第３等式：Ｆ３＝ｋａｘ２－ｋａｘ３＋Ｗ３を取得するステップと、
    前記第１等式と、前記第２等式と、前記第３等式とに基づいて、前記第１指数関数を取得するステップを含み、
    ただし、Ｆ１が前記第１サブ採取値であり、Ｆ２が前記第２サブ採取値であり、Ｆ３が前記第３サブ採取値であり、ｘ１が前記第１サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ２が前記第２サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ３が前記第３サブ積分期間の終了時刻であり、Ｗ１が前記第１サブ積分期間内に前記感光性回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ２が前記第２サブ積分期間内に前記感光性回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ３が前記第３サブ積分期間内に前記感光性回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量である、
    請求項４に記載の紋様画像取得方法。
  6. 前記第１サブ積分期間と、前記第２サブ積分期間と、前記第３サブ積分期間との持続時間は、等しいである、
    請求項４又は５に記載の紋様画像取得方法。
  7. 前記第１サブ積分期間の持続時間が１０ミリ秒であり、前記第２積分期間の持続時間が６０ミリ秒である、
    請求項４～６のいずれか一項に記載の紋様画像取得方法。
  8. 前記第１サブ積分期間と、前記第２サブ積分期間と、前記第３サブ積分期間との持続時間が等しく、前記第１曲線が第１指数関数ｙ＝ｋａｘを満たし、前記第１サブ採取値と、前記第２サブ採取値と、前記第３サブ採取値とに基づいて、前記第１曲線を取得するステップは、
    前記第１サブ採取値と、前記第２サブ採取値と、前記第１指数関数とに基づいて、第４等式：Ｆ２－Ｆ１＝２ｋａｘ１－ｋａ０－ｋａｘ２を取得するステップと、
    前記第２サブ採取値と、第３サブ採取値と、前記第１指数関数とに基づいて、第５等式：Ｆ３－Ｆ２＝２ｋａｘ２－ｋａｘ１－ｋａｘ３を取得するステップと、
    前記第４等式と前記第５等式とに基づいて、前記第１指数関数を取得するステップと、を含み、
    ただし、Ｆ１が前記第１サブ採取値であり、Ｆ２が前記第２サブ採取値であり、Ｆ３が前記第３サブ採取値であり、ｘ１が前記第１サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ２が前記第２サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ３が前記第３サブ積分期間の終了時刻である、
    請求項４に記載の紋様画像取得方法。
  9. 前記第１積分期間の前にてのリセット期間に、前記感光性回路をリセットするステップをさらに含む、
    請求項１～８のいずれか一項に記載の紋様画像取得方法。
  10. 前記紋様画像取得回路は、積分演算回路をさらに含み、
    前記感光性回路は、感光性素子及びスイッチ回路を含み、前記スイッチ回路は、前記感光性素子と前記積分演算回路とに電気的に接続され、
    リセット期間に前記感光性回路をリセットするステップは、前記リセット期間に前記スイッチ回路をターンオンにするように、前記スイッチ回路に制御信号を提供して、前記感光性素子が前記スイッチ回路及び前記積分演算回路を介して電荷を放出するステップを含む、
    請求項９に記載の紋様画像取得方法。
  11. 前記第２積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１採取値を取得するステップは、
    前記第２積分期間が開始する時に、スイッチ回路をターンオフにするように、前記制御信号を前記スイッチ回路に提供し、前記第２積分期間が終了する時に、前記スイッチ回路をターンオンにするように、前記制御信号を前記スイッチ回路に提供し、前記積分演算回路を使用して積分演算して、前記第１採取値を取得するステップをさらに含む、
    請求項１０に記載の紋様画像取得方法。
  12. 前記紋様画像取得回路は、積分演算回路をさらに含み、
    前記感光性回路は、感光性素子及びスイッチ回路を含み、前記スイッチ回路は、前記感光性素子と前記積分演算回路とに電気的に接続され、
    ｎ番目のサブ積分期間が終了する時に、前記ｎ番目のサブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第ｎサブ採取値として取得するステップは、前記ｎ番目のサブ積分期間が開始する時に、前記スイッチ回路をターンオフにするように、前記スイッチ回路に制御信号を提供し、前記ｎ番目のサブ積分期間が終了する時に、前記スイッチ回路をターンオンにするように、前記スイッチ回路に前記制御信号を提供し、前記積分演算回路を使用して積分演算して、前記第ｎサブ採取値を取得するステップを含む、
    請求項３に記載の紋様画像取得方法。
  13. 感光性回路及び制御回路を含む紋様画像取得回路であって、
    前記制御回路と前記感光性回路とが電気的に接続され、
    前記制御回路は、
    前記感光性回路が紋様からの光を受け取るように、第１積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１曲線を取得し、前記第１曲線は残留信号量の経時変化曲線であり、前記残留信号量は、前記第１積分期間の前に前記感光性回路によって残された信号量が経時的に放出された後に残っている信号量であり、
    前記第１積分期間の後にての第２積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量に基づいて、第１採取値を取得し、
    前記第１曲線と前記第１採取値とに基づいて、前記紋様の画像に関する第１感光性信号を取得するように構成されている、
    紋様画像取得回路。
  14. 前記制御回路は、さらに、
    前記第１曲線に基づいて、前記第２積分期間内に前記残留信号量から放出された信号量を第１基準値として取得し、
    前記第１感光性信号を取得するように、前記第１採取値から前記第１基準値を差し引くように構成されている、
    請求項１３に記載の紋様画像取得回路。
  15. 前記制御回路は、さらに、
    前記第１積分期間がｎ個のサブ積分期間を含むようにし、
    ｎ番目のサブ積分期間が終了する時に、前記ｎ番目のサブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第ｎサブ採取値として取得し、
    Ｎ個のサブ採取値に基づいて、前記第１曲線を取得するように構成され、
    ただし、Ｎが２以上であり、ｎが１≦ｎ≦Ｎを満たす、
    請求項１３又は１４に記載の紋様画像取得回路。
  16. 前記制御回路は、さらに、
    前記第１積分期間が、第１サブ積分期間と、第２サブ積分期間と、第３サブ積分期間とを含むようにし、
    前記第１サブ積分期間が終了する時に、前記第１サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第１サブ採取値として取得し、前記第２サブ積分期間が終了する時に、前記第２サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第２サブ採取値として取得し、前記第３サブ積分期間が終了する時に、前記第３サブ積分期間内に前記感光性回路によって蓄積された信号量を第３サブ採取値として取得し、
    前記第１サブ採取値と、前記第２サブ採取値と、前記第３サブ採取値とに基づいて、前記第１曲線を取得するように構成されている、
    請求項１５に記載の紋様画像取得回路。
  17. 前記第１曲線が第１指数関数ｙ＝ｋａｘを満たし、前記制御回路は、さらに、
    前記第１サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第１等式：Ｆ１＝ｋａ０－ｋａｘ１＋Ｗ１を取得し、
    前記第２サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第２等式：Ｆ２＝ｋａｘ１－ｋａｘ２＋Ｗ２を取得し、
    前記第３サブ採取値と前記第１指数関数とに基づいて、第３等式：Ｆ３＝ｋａｘ２－ｋａｘ３＋Ｗ３を取得し、
    前記第１等式と、前記第２等式と、前記第３等式とに基づいて、前記第１指数関数を取得するように構成され、
    ただし、Ｆ１が前記第１サブ採取値であり、Ｆ２が前記第２サブ採取値であり、Ｆ３が前記第３サブ採取値であり、ｘ１が前記第１サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ２が前記第２サブ積分期間の終了時刻であり、ｘ３が前記第３サブ積分期間の終了時刻であり、Ｗ１が前記第１サブ積分期間内に前記感光性回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ２が前記第２サブ積分期間内に前記感光性回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量であり、Ｗ３が前記第３サブ積分期間内に前記感光性回路によって前記紋様からの光を変換して得られる信号量である、
    請求項１６に記載の紋様画像取得回路。
  18. 積分演算回路をさらに含み、
    前記感光性回路は、感光性素子及びスイッチ回路を含み、前記スイッチ回路は、前記感光性素子と前記積分演算回路とに電気的に接続され、前記制御回路は、前記スイッチ回路に電気的に接続され、
    前記制御回路は、さらに、
    前記第２積分期間が開始する時に、スイッチ回路をターンオフにするように、制御信号を前記スイッチ回路に提供し、前記第２積分期間が終了する時に、前記スイッチ回路をターンオンにするように、前記制御信号を前記スイッチ回路に提供し、前記積分演算回路を使用して積分演算し、前記第１採取値を取得するように構成されている、
    請求項１５～１７のいずれか一項に記載の紋様画像取得回路。
  19. 前記制御回路は、さらに、
    前記ｎ番目のサブ積分期間が開始する時に、前記スイッチ回路をターンオフにするように、前記スイッチ回路に前記制御信号を提供し、前記ｎ番目のサブ積分期間が終了する時に、前記スイッチ回路をターンオンにするように、前記スイッチ回路に前記制御信号を提供し、前記積分演算回路を使用して積分演算し、前記第ｎサブ採取値を取得するように構成されている、
    請求項１８に記載の紋様画像取得回路。
  20. 表示領域を含む表示パネルであって、
    前記表示領域が紋様認識領域を含み、
    前記表示領域には、アレイに配列される複数の画素ユニットが設けられており、前記紋様認識領域に位置する画素ユニットは、請求項１３～１９のいずれか一項に記載の紋様画像取得回路を含む、
    表示パネル。
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