TW202242627A - 用於面板的指紋識別方法、電子裝置、以及控制電路 - Google Patents
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Abstract
本發明提供了一種用於面板的指紋識別方法、電子裝置、以及控制電路。方法包括在顯示驅動時段之後的指紋識別時段的開始之前的預定時間段內,將可能影響指紋識別結果的資料線和感測線上的電壓設置為預定直流電壓。這樣可以消除顯示驅動操作和指紋識別操作分時進行時顯示驅動操作對指紋識別操作的影響,即消除資料線和感測線上的電壓對指紋識別結果的影響。
Description
本發明涉及顯示技術領域,更具體地,涉及用於面板的指紋識別方法、電子裝置、以及控制電路。
指紋識別技術已被廣泛用於各式各樣的電子裝置中,例如列動電話、筆記型電腦、平板電腦、個人數位助理、及可攜式電子裝置等,可用來實現身份識別。
當前的採用指紋識別技術的電子裝置可以採用部分螢幕區域指紋識別和全螢幕指紋識別的方案。在全螢幕指紋識別的方案中,面板的指紋感測區對應面板的整個區域,即所有指紋感測圖元佈置在面板的整個區域中,例如,所有指紋感測圖元劃分成沿面板的某一方向(例如,列方向)的多個指紋區域,以與觸摸檢測相結合地進行針對某個指紋區域的指紋識別。此外,由於面板還具有顯示功能,因此面板上還包括按陣列佈置的多個顯示圖元。
由於面板的尺寸限制以及內部設計,對顯示圖元的顯示驅動操作和基於指紋感測圖元的指紋識別操作之間會相互影響,因此,如何提高指紋識別的準確性是一個待解決的問題。
應注意,“背景技術”的部分的內容用於促進對本發明的理解。“背景技術”的部分中所公開的內容的一部分(或所有內容)可不關於所屬領域的普通技術人員所已知的常規技術。“背景技術”的部分中所公開的內容並不表示在本發明提交之前該內容已為所屬領域的普通技術人員所已知。
鑒於此,為解決現有技術的問題,本發明的實施例提供用於面板的指紋識別方法、電子裝置、以及控制電路,可以降低顯示驅動操作對指紋識別操作的影響。
根據本發明的一方面,提供了一種用於面板的指紋識別方法,其中所述面板包括:按陣列佈置的顯示圖元、按陣列佈置在面板上的指紋感測區的指紋感測圖元、以及多條傳輸線,至少一部分傳輸線中的每條傳輸線選擇性地與所述指紋感測區內其對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元連接,所述指紋識別方法包括:將每個顯示幀的有效時段劃分為預定數量的顯示驅動時段,並且在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置一個指紋識別時段,其中,指紋識別時段的數量為大於等於1的整數,在每個顯示驅動時段,將所述多條傳輸線與所有列的顯示圖元連接,經由所述多條傳輸線向至少一行的顯示圖元寫入顯示資料,使得所述至少一行的顯示圖元根據寫入的顯示資料進行顯示,在每個指紋識別時段,將所述至少一部分傳輸線中的一組傳輸線與至少一部分指紋感測圖元連接,並經由所述一組傳輸線接收指紋識別訊號,以及在每個指紋識別時段的開始之前的預定時間段內,將所述一組傳輸線中的每一條傳輸線與其對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元連接,且將所述一組傳輸線上的電壓設置為預定直流電壓。
根據本發明的另一方面,提供了一種電子裝置,包括:面板、控制電路和處理器,所述面板包括:按陣列佈置的顯示圖元、按陣列佈置在面板上的指紋感測區的指紋感測圖元、以及多條傳輸線,至少一部分傳輸線中的每條傳輸線選擇性地與所述指紋感測區內其對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元連接,所述控制電路包括:顯示驅動電路,用於在每個顯示驅動時段,經由所述多條傳輸線向至少一部分行的顯示圖元寫入顯示資料,使得所述至少一部分行的顯示圖元根據寫入的顯示資料進行顯示,並且在每個指紋識別時段的開始之前的預定時間段內,將所述至少一部分傳輸線中的一組傳輸線上的電壓設置為預定直流電壓;指紋識別控制電路,用於在每個指紋識別時段,經由所述一組傳輸線從至少一部分指紋感測圖元接收指紋識別訊號,並生成指紋識別結果,所述處理器被配置為與所述控制電路交互,用於:向所述控制電路提供時序相關資訊和顯示圖像資訊,並且用於獲取所述指紋識別結果,其中,所述時序相關資訊使得每個顯示幀的有效時段被劃分為預定數量的顯示驅動時段,並且在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置有一個指紋識別時段,其中,指紋識別時段的數量為大於等於1的整數。
根據本發明的又一方面,提供了一種用於面板的控制電路,所述面板包括:按陣列佈置的顯示圖元、按陣列佈置在面板上的指紋感測區的指紋感測圖元、以及多條傳輸線,至少一部分傳輸線中的每條傳輸線選擇性地與所述指紋感測區內其對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元連接,所述控制電路用於:顯示驅動電路,用於在每個顯示驅動時段,經由所述多條傳輸線向至少一部分行的顯示圖元寫入顯示資料,使得所述至少一部分行的顯示圖元進行顯示,並且在每個指紋識別時段的開始之前的預定時間段內,將所述至少一部分傳輸線中的一組傳輸線上的電壓設置為預定直流電壓;指紋識別控制電路,用於在每個指紋識別時段,經由所述一組傳輸線從至少一部分指紋感測圖元接收指紋識別訊號,其中,每個顯示幀的有效時段被劃分為預定數量的顯示驅動時段,並且在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置有一個指紋識別時段。
根據上面的實施例,通過在顯示驅動時段之後的指紋識別時段的開始之前的預定時間段內,將可能影響指紋識別結果的資料線上的電壓設置為預定直流電壓。這樣可以消除顯示驅動操作和指紋識別操作分時進行時顯示驅動操作對指紋識別操作的影響,即消除資料線上的電壓對指紋識別結果的影響。
貫穿本發明的說明書(包含權利要求書)的術語“耦合(或連接)”廣泛地使用,且涵蓋直接和間接的連接或耦合構件。舉例來說,如果本公開描述第一設備耦合(或連接)到第二設備,那麼應解譯為第一設備可直接連接到第二設備,或第一設備可經由其它裝置或通過某一耦合構件來間接連接到第二設備。貫穿本發明的說明書(包含權利要求書)提及的如“第一”和“第二”的術語僅用於命名元件/元件的名稱或區分不同實施例或範圍,且並不意圖限制元件/元件數目的上限或下限,並不意圖限制元件/元件的順序。此外,具有相同參考標號的元件/元件/步驟表示圖式和實施例中的相同或類似部分。在不同實施例中具有相同參考標號的元件/元件/步驟可參考相關描述。單數形式的表達可包括複數形式的表達,複數形式的表達也可包括單數形式的表達,除非上下文中清楚地定義。
第1圖是說明根據本發明的實施例的電子裝置100的示意性電路框圖。電子裝置100可以是移動裝置或其它非移動裝置。第1圖中所說明的電子裝置100包含處理器110、指紋識別控制電路120、觸摸控制電路130(這裡以電子裝置具有觸摸檢測功能為例)、顯示驅動電路140以及面板150(具有顯示、觸摸檢測、指紋識別功能的面板)。應注意,即使指紋識別控制電路120、觸摸控制電路130以及顯示驅動電路140被說明為不同電路塊,然而,每一塊的部分或全部可與另一個(或兩個)或所有塊集成在一起。基於設計需求,在一些實施例中,指紋識別控制電路120、觸摸控制電路130以及顯示驅動電路140的一部分或全部可嵌入於單晶片中或分離為不同晶片。晶片可與處理器110通信且控制台150。
基於設計需求,在一些實施例中,處理器110包含應用處理器(application processor;AP)、中央處理單元(central processing unit;CPU)、微控制器或其它處理器(處理電路)。處理器110可耦合到顯示驅動電路140以提供圖像幀資訊。顯示驅動電路140可耦合(直接或間接)到面板150。顯示驅動電路140可驅動/控制顯示面板150以將圖像顯示在面板150的顯示區(例如,全螢幕)中。
基於設計需求,面板150可以是觸摸顯示面板。舉例來說,面板150可包含觸摸感測器(未繪示)。觸摸控制電路130耦合到(且控制)面板150的觸摸感測器。觸摸控制電路130可控制台150上的觸摸檢測以獲得對應於面板150上的對象(例如,手指)的觸摸區。處理器110耦合到觸摸控制電路130以接收觸摸感測訊號。
面板150可以是具有指紋識別功能的任何面板。面板150的特定結構在本實施例中並不受限制。基於設計需求,面板150可以是具有顯示器內指紋識別功能的顯示面板。舉例來說,在一些實施例中,面板150更包含指紋感測器160,且指紋感測器160包含多個指紋感測圖元。基於設計需求,指紋感測器160可以是光學指紋感測器或其它指紋感測器,如電容指紋感測器。
指紋感測器160可放置在面板150下。或替代地,指紋感測器160可嵌入於面板150中。面板150的實施細節可基於設計需求而確定。舉例來說,指紋感測器160可以顯示器上配置、顯示器下配置、局部顯示器內配置以及全域顯示器內配置中的一個佈置。替代地,指紋感測器160可以另一配置佈置。
面板150的顯示區的部分(或全部)可充當指紋感測器160的指紋感測區以用於識別指紋。一般來說,隨著指紋感測區的面積增大,用戶的操作中的自由度可增大。指紋感測區可佈置多個指紋感測圖元。當用戶將手指按壓在面板150的指紋感測區的任何方位上時,指紋感測器160可感測/識別用戶的手指的指紋。基於設計需求,在一些實施例中,面板150可執行光學指紋識別,且面板150的指紋感測器160包含能夠感測光的多個光學指紋感測圖元。
指紋識別控制電路120可耦合到面板150的指紋感測器160以控制台150的指紋感測且讀取指紋識別訊號。處理器110耦合到指紋識別控制電路120以接收指紋識別結果。基於設計需求,在一些實施例中,指紋識別控制電路120、觸摸控制電路130以及顯示驅動電路140可以是不同積體電路。在一些其它實施例中,觸摸控制電路130和顯示驅動電路140可集成在觸摸與顯示驅動器集成(touch with display driver integration;TDDI)晶片(或TDDI電路135)中,且指紋識別控制電路120實施於另一晶片(或積體電路)中。TDDI電路135可控制台150上的觸摸檢測操作和顯示驅動操作。在又一些其它實施例中,指紋識別控制電路120和TDDI電路135可集成在單個積體電路(晶片)200中。積體電路200可控制台150的指紋識別,且控制台150上的觸摸檢測操作和顯示驅動操作。
通常,為了使得顯示驅動操作、觸摸檢測操作和指紋識別操作相互之間的影響降低,可以採用分時驅動的方式,即顯示驅動時段、觸摸檢測時段和指紋識別時段在時間上是不重疊的,或者顯示驅動時段和觸摸檢測時段可以重疊而指紋識別時段在與其不同的時段,以減少顯示驅動操作和觸摸檢測操作對指紋識別結果的影響。另外,在面板具有觸摸檢測功能的情況下,一般將指紋識別時段設置在觸摸檢測結束之後,從而可以根據觸摸檢測操作得到的觸摸位置,而僅對部分指紋區域進行指紋識別,以降低計算處理量。
第2圖是說明根據本發明實施例的第1圖中所描繪的面板150和指紋感測器160的一種佈局的示意圖。指紋感測器160具有多個指紋感測圖元,且這些指紋感測圖元形成陣列,如將在後文結合第3圖描述的。柔性電路板201電連接到面板150,且積體電路200安置於柔性電路板201上。根據設計需求,指紋識別控制電路120、觸摸控制電路130以及顯示驅動電路140中的一或多個可配置於積體電路200中。在第2圖中繪示的實施例中,佈置指紋感測器160的區域成為指紋感測區,並且該指紋感測區劃分成Y方向上的20個指紋區域,且X方向是一個指紋區域。每一指紋區域具有多個行,每一行具有多個顯示圖元,且每一個顯示圖元配備有指紋感測圖元。當然,這僅僅是示例的,例如,可以將指紋感測器160劃分成Y方向上的10個指紋區域和X方向上的10個指紋區域,即共100個指紋區域,並且同樣的,每個指紋區域中可以包括多個行,每一行具有多個顯示圖元,且每一個顯示圖元配備有對應的一個指紋感測圖元。此外,在另一些佈局中,佈置指紋感測器160的指紋感測區並未如第2圖中那樣分佈在面板150的整個區域上,而指紋感測區僅僅是分佈在面板的部分區域,並且針對該部分區域,也可以類似地將該部分區域劃分為多個指紋區域。
舉例來說,第3圖是說明根據本發明的實施例的第2圖中所繪示的面板150的部分佈局的示意圖。在第3圖中繪示的實施例中,面板150具有按陣列佈置的顯示圖元,每一行具有多個顯示圖元DPix,且一個顯示圖元DPix具有多個子圖元,如紅色子圖元SPR、綠色子圖元SPG以及藍色子圖元SPB(不限於此)。第3圖示出了同一列上的兩個顯示圖元DPix和同一列兩個指紋感測圖元FSU。
應注意,在本發明的實施例中,為了描述的方便,將面板上的資料線的方向定義為列方向(column),將柵極線的方向定義為行方向(row),然而,本領域技術人員應理解,在其他實施例中,也可以有不同的定義,只要能實現與各種圖元的連接以及訊號傳遞即可。
一或多個陣列上柵極(gate on array;GOA)電路,例如面板150的GOA電路GOA1可經由多個柵極線DGL耦合到顯示圖元DPix(例如,紅色子圖元SPR、綠色子圖元SPG以及藍色子圖元SPB)。GOA電路GOA1根據顯示驅動電路140的控制來掃描顯示圖元DPix的柵極線DGL。GOA電路GOA1可實施為一或多個GOA電路塊。此外,GOA電路GOA1可安置於顯示面板的一側或兩側上。
每一個顯示圖元DPix可配備有一個指紋感測圖元FSU或與一個指紋感測圖元FSU一起佈置(以全螢幕指紋識別為例)。一或多個GOA電路,例如,面板150的GOA電路GOA2可經由多個柵極線(例如所示出的FPR_GL可以包括FPR_GL1和FPR_GL2)耦合到指紋感測圖元FSU。GOA電路GOA2根據指紋識別控制電路120的控制來掃描指紋感測圖元FSU的柵極線FPR_GL1和柵極線FPR_GL2。此外,GOA電路GOA2可實施為一或多個GOA電路塊。此外,GOA電路GOA2可安置於顯示面板的一側或兩側上。柵極線FPR_GL中的每一個可包含用於指紋識別過程中的一個或多個指紋識別掃描訊號(統稱為指紋識別掃描訊號)的電線,例如基於第4圖所示的指紋感測圖元的電路結構,每條柵極線FPR_GL可包含用於傳輸指紋識別掃描訊號FPR_GLi_RESET(第4圖中所繪示)的重置電線(例如對應於FPR_GL1)和/或用於傳輸指紋識別掃描訊號FPR_GLi_SEL/WRITE(第4圖中所繪示)的選擇電線(例如對應於FPR_GL2)。
在第3圖中,積體電路200與面板之間具有傳輸線L1,並且每條傳輸線可以通過開關模組(如開關SW1R、SW1G、SW1B(由對應的開關控制訊號CR_SW1R、CR_SW1G、CR_SW1B控制)和開關SW1_FP(由對應的開關控制訊號CR_SW1_FP控制))切換與多條資料線(例如示出為三條D1-D3,用於顯示驅動)以及一條感測線(S,用於指紋識別)的連接,每條資料線連接到一列子圖元。因此,指紋識別控制電路120、觸摸控制電路130以及顯示驅動電路140(其一個或多個可配置於積體電路200中)可以經過與同一條傳輸線連接的開關SW1R、SW1G、SW1B向每個顯示圖元中的各個子圖元提供顯示資料,並且可以經過與同一條傳輸線連接的開關SW1_FP從與該顯示圖元對應的指紋感測圖元讀取指紋識別訊號(例如,電壓或電流訊號)。
在本發明中,為了便於描述,將每條傳輸線經由開關模組連接的多條資料線和一條感測線稱為與該傳輸線相互對應的資料線和感測線;並且,一個(列)顯示圖元(例如包括三個(列)子圖元)和其所配置的一個(列)指紋感測圖元也被認為是相互對應的;將每條傳輸線對應的資料線和感測線連接的一列顯示圖元(例如,三列子圖元)和一列指紋感測圖元也稱為該傳輸線對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元。對於位於指紋感測區外的顯示圖元所連接的資料線可以不具有對應的感測線,即這些顯示圖元不具有對應的指紋感測圖元。
此外,針對每列顯示圖元和對應的一列指紋感測圖元,即針對每條傳輸線,還配置有對應的另一開關模組(例如在柔性電路板201上積體電路200的內部或者外部),例如,觸摸控制電路130經由觸摸控制開關SW_TP、顯示驅動電路140經由顯示驅動控制開關SW2、以及指紋識別控制電路120經由指紋識別控制開關SW2_FP可切換地與該列顯示圖元連接的資料線(例如,三條)對應的一條傳輸線進行連接,以在各個開關分別對應的控制訊號(CR_TP、CR_SW2和CR_FP2控制)的控制下,將各個開關進行導通或關斷,從而分時地進行在觸摸檢測操作、顯示驅動操作以及指紋識別操作時所需要的資料或訊號交互。
例如,在觸摸檢測期間,為了減少顯示驅動操作和觸摸檢測操作的相互影響,可以將柵極線和資料線上的訊號設置為與觸摸驅動訊號一致(即觸摸驅動訊號也被施加到柵極線和資料線,並且柵極線和資料線上施加的該訊號也被稱為觸摸驅動訊號的同驅訊號,但同驅訊號的幅值不足以導通圖元電路中的電晶體的柵極)或者高阻態(Hi-Z),例如可以將開關SW_TP導通,SW1R、SW1G、SW1B導通,以向資料線施加觸摸驅動訊號的同驅訊號,或者斷開SW1R、SW1G、SW1B使資料線保持高阻態;此外,為了避免指紋識別訊號(例如,前一顯示幀結束時進行的指紋識別過程得到的)對當前感測的觸摸檢測訊號的影響,也可以將用於指紋識別過程的開關SW1_FP導通,以對感測線施加觸摸驅動訊號的同驅訊號,或者斷開該開關SW1_FP實現高阻態。在指紋識別期間,開關SW2_FP導通,SW1_FP導通,資料線上的開關SW1R、SW1G、SW1B關斷,從而從指紋感測圖元獲取指紋識別訊號(電壓或電流訊號)。
第4圖是說明根據本發明的實施例的指紋感測圖元的電路示意圖。指紋感測圖元可以是第3圖中繪示的指紋感測圖元FSU,但不限於此。在第4圖中繪示的實施例中,指紋感測圖元FSU包含開關T1、開關T2、電晶體T3、電容器C1以及光電二極體LD1。開關T1由掃描訊號FPR_GLi_RESET控制。掃描訊號FPR_GLi_RESET配置成控制對應指紋感測圖元FSU以執行重置操作。開關T2由掃描訊號FPR_GLi_SEL/WRITE控制。光電二極體LD1的陰極經由開關T1耦合到系統電壓VDD。光電二極體LD1的陽極耦合到參考電壓Vbias1。第4圖中繪示的Vbias2是另一參考電壓。例如包含由參考電壓Vbias2控制的N型金屬氧化物半導體(NMOS)電晶體的偏壓電路可耦合到指紋圖元以從感測線SL汲取電流。根據設計需求,由參考電壓Vbias2控制的NMOS電晶體可實施於積體電路200中或外部。當然,第4圖中的指紋感測圖元可以採用其他電路結構,在本公開中不受限制。
第4圖中繪製的指紋感測圖元的圖元結構的工作過程可以簡單描述如下。
在第一階段,指紋掃描訊號FPR_GLi_RESET順序導通每一指紋感測圖元FSU(同一行中的指紋感測圖元採用同一個掃描訊號FPR_GLi_RESET)的重置開關T1,因此光電二極體LD1的陰極重置到VDD(例如5伏)。
在第二階段,指紋掃描訊號FPR_GLi_RESET關斷重置開關T1,且光電二極體LD1上的電壓是5伏。當用於進行指紋感測的光線照射在指紋上時,其可產生反射光。反射光照亮光電二極體LD1,其加快光電二極體LD1的放電速度。指紋峰的反射光較亮,其使指紋峰處的指紋感測圖元FSU中的光電二極體LD1的電阻較小,且陰極放電速度較快,從而得到較低陰極電壓(例如,約2伏)。指紋穀的反射光較暗,其使指紋穀處的指紋感測圖元FSU中的光電二極體LD1的電阻較大,此時,陰極放電速度緩慢,從而得到大的陰極電壓(例如,約3伏)。
在第三階段,指紋掃描訊號FPR_GLi_SEL/WRITE順序地導通指紋感測圖元FSU的開關T2(同一行中的指紋感測圖元採用同一個掃描訊號FPR_GLi_SEL/WRITE),且將光電二極體LD1的陰極電壓傳輸到指紋感測線作為輸出電壓Vout。此時,指紋識別控制電路120的類比前端(analog front end;AFE)電路可經由如第3圖中的開關SW1_FP和SW2_FP讀取指紋感測圖元FSU的感測結果Vout1(輸出電壓Vout)。
在第四階段,指紋掃描訊號FPR_GLi_RESET導通重置開關T1,且光電二極體LD1的陰極再次重置為系統電壓VDD(例如,5伏)。系統電壓VDD傳輸到指紋感測線作為輸出電壓Vout。此時,指紋識別控制電路120的AFE電路可讀取重置結果Vout2(輸出電壓Vout)。
在第五步驟中,指紋識別控制電路120可將重置結果Vout2和感測結果Vout1相減以獲得指紋識別結果。
第5圖示出了根據本發明實施例的在一顯示幀中指紋識別操作和顯示驅動操作分時進行的情況下的時序示意圖。可選地,指紋識別操作可以在兩個顯示幀之間的空閒時段期間進行、也可以在跳幀(frame skip,即在接下來的一個顯示幀時間不需要進行資料寫入,以當前的資料進行顯示)期間進行。
如第5圖所示,在顯示驅動階段,針對每個顯示圖元以及對應的指紋感測圖元,開關SW_TP(對應觸摸檢測操作所需要的同驅訊號施加,由開關控制訊號CR_TP控制)和開關SW2_FP(對應指紋識別,由開關控制訊號CR_FP2控制)關斷,開關SW2(對應顯示驅動,由開關控制訊號CR_SW2控制)導通,並且柵極驅動電路GOA依次對各行顯示圖元的柵極線施加柵極掃描訊號(例如,基於時鐘訊號(如所示出的GCK1和GCK2)和開始脈衝訊號等等生成,且時鐘訊號根據GOA的結構來進行設置),並且在每行顯示圖元的柵極線施加了柵極掃描訊號期間,將每條傳輸線對應的三條資料線上的開關SW1R、SW1G、SW1B分時導通,以分時地對向該行顯示圖元中的每個顯示圖元寫入顯示資料,使得這些子圖元按照寫入的顯示資料進行發光顯示。
在指紋識別階段,針對每個顯示圖元以及對應的指紋感測圖元,開關SW_TP(對應觸摸檢測的同驅訊號施加)、開關SW1R、SW1G、SW1B以及開關SW2(對應顯示驅動)關斷,開關SW2_FP(對應指紋識別)導通,並且面板上的開關SW1_FP導通,從而可以讀取指紋識別訊號(例如,電壓或電流訊號)。
可見,在進入指紋識別階段時,由於資料線的寄生電容,每條資料線上的電壓仍然保持著最後寫入的顯示資料(例如顯示驅動階段結束時的第N行的顯示圖元被寫入了顯示資料)對應的電壓,另外,針對當前指紋感測圖元進行感測時,先前的指紋感測訊號對應的電壓也可能仍保持在感測線上,因此在進入指紋識別階段時每條資料線以及感測線上的電壓可能是不同的,由於電子裝置的尺寸限制以及指紋感測圖元與顯示圖元的佈置方式等,每條感測線受到其對應的資料線上的電壓和/或相鄰資料線和感測線上的電壓的影響是不同的,從而導致經由每條感測線讀取的指紋感測訊號受到的影響不同,因此會影響指紋識別結果(已經經過實驗驗證這些不同的電壓會影響指紋識別結果的精度)。
雖然在第5圖中僅示出了指紋識別操作和顯示驅動操作分時進行的情況,但是應理解,在一顯示幀中還包括觸摸檢測操作的情況下,即指紋識別操作、觸摸檢測操作和顯示驅動操作分時進行的情況下,或者顯示驅動操作和觸摸檢測操作同時進行但是與指紋識別操作分時進行的情況下,也會存在資料線和感測線上的不同電壓影響指紋識別結果的情況。
因此,本發明的實施例提供了一種用於面板的指紋識別方法,用於消除顯示驅動操作和指紋識別操作分時進行時顯示驅動操作對指紋識別操作的影響,更具體地,用於消除資料線和/或感測線上的電壓對指紋識別結果的影響。
第6圖示出了根據本發明的實施例的用於面板的指紋識別方法的流程示意圖。面板可以如第3圖所示的面板或者不包括觸摸檢測功能面板。例如,面板可以包括:按陣列佈置的顯示圖元、按陣列佈置在面板上的指紋感測區的指紋感測圖元、以及與顯示圖元的列數相同數量多條傳輸線,至少一部分傳輸線(即,可以連接到或對應於指紋感測區內的指紋感測圖元的傳輸線,也可稱為指紋感測區相關感測線)中的每條傳輸線選擇性地與該指紋感測區內其對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元連接,如第3圖所示。將每列顯示圖元的每列子圖元所連接的連線稱為資料線,將每列指紋感測圖元所連接的連線稱為感測線。例如,在第3圖中示出了一條傳輸線L1,其可以通過開關SW1R、SW1G、SW1B經由資料線D1-D3分別連接到一列顯示圖元中的一列紅色子圖元、一列綠色子圖元和一列藍色子圖元,並且通過開關SW1_FP經由感測線S連接到對應的一列指紋感測圖元。此外,由於指紋感測區可能僅位元於面板的部分區域,因此可以僅有部分顯示圖元配置有對應的指紋感測圖元,即所有顯示圖元的所有資料線對應的多條傳輸線中可以僅至少一部分傳輸線選擇性地連接到指紋感測圖元。針對該至少一部分傳輸線,每條傳輸線可選地經過開關模組與對應的三條資料線和一條感測線切換連接。
如第6圖所示,在步驟S610中,將每個顯示幀的有效時段劃分為預定數量的顯示驅動時段,並且在該預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置一個指紋識別時段,其中,指紋識別時段的數量為大於等於1的整數。
可選地,該預定數量為大於等於1的整數。
在預定數量為1時,即每個顯示幀僅包括一個顯示驅動時段,則相應地該顯示幀僅對應一個指紋識別時段,此時該指紋識別時段可以設置在相鄰兩個顯示幀的有效時段之間的空閒時段期間、也可以在跳幀(frame skip,即在接下來的一個顯示幀時間不需要進行資料寫入,作為保持幀)期間。
在預定數量為大於1的整數時,即每個顯示幀包括兩個以上的顯示驅動時段,此時,如果該顯示幀不包括觸摸檢測時段,則每個顯示驅動時段之後可以緊接設置一個指紋識別時段,並且最後一個顯示驅動時段之後的指紋識別時段可以設置在相鄰兩個顯示幀的有效時段之間的空閒時段期間、也可以在跳幀(frame skip,即在接下來的一個顯示幀時間不需要進行資料寫入,作為保持幀)期間。
如果該顯示幀還包括觸摸檢測時段,即該面板還具有觸摸檢測功能,因此可以在基於觸摸位置確定了觸摸位置所在的指紋區域之後,僅對該確定的指紋區域進行指紋識別,則每個(或僅有的一個)顯示驅動時段之後可以緊接設置一個觸摸檢測時段(分時),或顯示驅動時段和觸摸檢測時段重疊(同時),並且在完成觸摸檢測之後緊接設置指紋識別時段,並且該指紋識別時段可以設置在相鄰兩個顯示幀的有效時段之間的空閒時段期間、也可以在跳幀(frame skip,即在接下來的一個顯示幀時間不需要進行資料寫入,作為保持幀)期間。
在步驟S620中,在每個顯示驅動時段,將面板的該多條傳輸線與所有列的顯示圖元連接,經由該多條傳輸線向至少一行的顯示圖元寫入顯示資料,使得該至少一行的顯示圖元根據寫入的顯示資料進行顯示。
可選地,在一個顯示幀僅包括一個顯示驅動時段的情況下,在該顯示驅動時段內,柵極掃描訊號依次移位元,即柵極掃描訊號的脈衝順序地施加到每一行的顯示圖元,並且在對該行顯示圖元進行驅動期間,經由該多條傳輸線向該行顯示圖元寫入顯示資料,使得該行顯示圖元根據寫入的顯示資料進行顯示。
可選地,在一個顯示幀包括兩個以上的顯示驅動時段的情況下,在每個顯示驅動時段內僅對部分行的顯示圖元進行驅動,並且在對該部分行的顯示圖元中的每一行顯示圖元進行驅動期間,經由該多條傳輸線向該行顯示圖元寫入顯示資料,使得該行顯示圖元根據寫入的顯示資料進行顯示。
可選地,每個顯示圖元包括多個(例如紅色、綠色、藍色三個)子圖元,每個子圖元都與對應的一條資料線連接,即每條資料線上連接有一列子圖元,例如,第3圖中的資料線D1連接一列紅色子圖元,資料線D2連接一列綠色子圖元,資料線D3連接一列藍色子圖元。因此在經由該多條傳輸線對每一行顯示圖元寫入顯示資料時,該多條傳輸線中的每條傳輸線切換地與一列顯示圖元對應的例如三條資料線分時地連接(例如,通過控制第3圖中的開關SW1R、SW1G和SW1B),以寫入用於針對當前行的每個子圖元的顯示資料。
在步驟S630中,在每個指紋識別時段,將該至少一部分傳輸線中的一組傳輸線與至少一部分指紋感測圖元連接,並經由該一組傳輸線接收指紋識別訊號。
可選地,該至少一部分傳輸線為指紋感測區內的指紋感測圖元所連接的感測線對應的傳輸線(即指紋感測區相關傳輸線,如果是全螢幕指紋識別的情況,則表示該所有傳輸線,如果是部分指紋識別的情況,則表示部分傳輸線),用於接收指紋識別訊號。如果一個顯示幀僅對應一個指紋識別時段,且在指紋識別時段前已經經過觸摸檢測確定了指紋感測區內觸摸位置所在的指紋區域,則可以僅針對該指紋區域進行指紋識別,此時,在該指紋識別時段需要完成針對該指紋區域內的指紋感測圖元的指紋識別,因此需要將該至少一部分傳輸線(即指紋感測區相關傳輸線,對應整個指紋感測區)中與所確定的指紋區域中的指紋感測圖元對應的傳輸線與該指紋區域內的指紋感測圖元連接或者將更多的傳輸線與更多的指紋感測圖元連接(這些要與指紋感測圖元連接的傳輸線也稱為該至少一部分傳輸線中的一組傳輸線),以得到針對這些指紋感測圖元的指紋識別訊號。
如果在一個顯示幀對應兩個以上的指紋識別時段,則在每個指紋識別時段可以僅完成部分行上的指紋感測圖元的指紋識別(例如,指紋識別掃描訊號僅掃描部分行),但是由於每列指紋感測圖元共用同一條感測線,因此仍然需要該至少一部分傳輸線(即,指紋感測區相關傳輸線)得到針對該部分行上的指紋感測圖元的指紋識別訊號。或者,如果在一個顯示幀對應兩個以上的指紋識別時段,也可以在每個指紋識別時段完成所有行上的指紋感測圖元的指紋識別。
在步驟S640中,在每個指紋識別時段的開始之前的預定時間段內,將該一組傳輸線中的每一條傳輸線與其對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元連接,且將該一組傳輸線上的電壓設置為預定直流電壓。
例如,在進入指紋識別時段之前,將該一組傳輸線上的電壓設置為相同的直流電壓,並通過將這些傳輸線與其對應的資料線和感測線連接,可以將對應的資料線和感測線上的電壓設置為預定直流電壓,從而可以減少對指紋識別結果的影響。可選地,在可以確定觸摸位置的情況下,可以僅將觸摸位置所在指紋區域內的指紋感測圖元連接的感測線對應的傳輸線設置為預定直流電壓,以減少每個指紋感測圖元各自連接的感測線和對應的資料線上的電壓對其指紋感測訊號的影響,但是考慮到相鄰顯示圖元或者指紋感測圖元所連接的資料線或者感測線上的電壓也可能會影響此時的指紋感測訊號,因此也可以將更多的傳輸線(及其對應的資料線和感測線)設置為預定直流電壓,甚至例如在未確定觸摸位置的情況下可以將整個指紋感測區內的指紋感測圖元連接的所有感測線對應的傳輸線上的電壓為預定直流電壓。
例如,如前面所述,在施加預定直流電壓時,可以將需要施加該預定直流電壓的每一條傳輸線(如第3圖中L1所示)上的四個開關(開關SW1R、SW1G、SW1B和開關SW1_FP)均導通,並通過向該條傳輸線施加預定直流電壓(例如,接地電壓或者其他值的直流電壓),以將該條傳輸線對應的每條資料線以及感測線上的電壓都設置為具有相同的直流電壓值,以減少對後續指紋識別時段內得到的指紋識別結果的影響。
可選地,在控制每一條傳輸線所連接的四個開關(開關SW1R、SW1G、SW1B和開關SW1_FP)導通時,可以將四個開關同時導通,也可以將四個開關分時導通,此時,指紋識別時段的開始之前的該預定時間段的時長可以為完成將四個開關導通並成功施加預定直流電壓的操作所需要的最小時長,也可以大於該最小時長。
參考第6圖所描述的方法的更多細節將在後文參考第7圖至第11圖進行詳細描述。具體地,第7圖至第8圖所示出的實施例對應於面板不具有觸摸檢測功能的情況;第9圖至第11圖所示出的實施例對應於面板具有觸摸檢測功能的情況。
在參考第6圖描述的用於具有顯示功能和指紋識別功能以及可選地觸摸檢測功能的面板的指紋識別方法中,通過在進入指紋識別時段之前,將可能具有不同的電壓的指紋識別相關的資料線和感測線上的電壓設置為相同的直流電壓,可以減少對指紋識別操作的影響,從而可以提高指紋識別結果的精度。
下面結合附第7圖至第8圖對參考第6圖描述的指紋識別方法進行更詳細的介紹。
第7圖至第8圖示出了參考第6圖描述的指紋識別方法的示例實施例的時序示意圖。
在如第7圖至第8圖所示的實施例中,面板不具有觸摸檢測功能,因此,指紋識別時段不必設置在觸摸檢測操作結束(顯示幀結束)之後,每個顯示幀可以被劃分為至少一個顯示驅動時段(即,預定數量大於等於1),並且在每個顯示驅動時段的結束起的預定時間間隔之後緊接設置一個指紋識別時段,其中所述預定時間段被包括在所述預定時間間隔中。
如第7圖所示,作為示例,顯示幀包括交錯的兩個顯示驅動時段和兩個指紋識別時段,可選地,後一個指紋識別時段可以位於該顯示幀的有效時段結束後的空閒時段內,或者在下一個跳幀(保持幀)內。在顯示驅動時段和指紋識別時段之間的預定時間間隔可以允許完成將每條指紋感測區相關傳輸線上的四個開關(SW1R、SW1G、SW1B、SW_FR1)導通並成功施加預定直流電壓的操作。
如第7圖所示,在第一個顯示驅動時段,將面板的該多條傳輸線與所有列的顯示圖元連接,而不與指紋感測圖元連接,並且使柵極掃描訊號從第一行到第n行(n小於總行數N)顯示圖元依次移位元元(基於時鐘訊號GCK1和GCK2),並且在移位元到每一行顯示圖元時,該行顯示圖元的每個顯示圖元可以被寫入顯示資料,並且對於每個顯示圖元,分時導通其子圖元所連接的資料線上的開關SW1R、SW1G、SW1B(第7圖中開關控制訊號CR_SW1R、CR_SW1G、CR_SW1B示為高電平),導通這些資料線對應的傳輸線上的開關SW2(第7圖中開關控制訊號CR_SW2示為高電平),並且關斷該對應的傳輸線上的開關SW1_FR和SW2_FR(對應指紋識別,開關控制訊號CR_FR1和CR_FR2示為低電平)以及SW_TP(不包括觸摸檢測的同驅訊號施加過程,開關控制訊號CR_TP示為低電平),以經由傳輸線和資料線向其子圖元寫入顯示資料。例如,面板具有1920行和1280列的顯示圖元,在掃描到第100行時,將第1-1280列的共1280條傳輸線在第一子時段同時分別連接到所有列的紅色子圖元所連接的對應的資料線,在第二子時段同時分別連接到所有列的綠色子圖元所連接的對應的資料線,在第三子時段同時分別連接到所有列藍色子圖元所連接的對應的資料線。
然後,在第一個顯示驅動時段之後的第一個預定時間間隔期間(第7圖中灰色時段),由於面板不具有觸摸檢測功能,因此未確定觸摸位置,因此可以將該至少一部分傳輸線(即,指紋感測區相關傳輸線,對應整個指紋感測區)與對應的資料線和感測線連接,並且使柵極掃描訊號暫停移位元。對於該至少一部分傳輸線中的每一條傳輸線,分時導通其對應的資料線上的開關SW1R、SW1G、SW1B和對應的感測線上的開關SW1_FR(第7圖中開關控制訊號CR_SW1R、CR_SW1G、CR_SW1B和CR_FR1依次示為高電平),導通該條傳輸線上的開關SW2(第7圖中開關控制訊號CR_SW2示為高電平),並且關斷該條傳輸線上的開關SW2_FR(對應指紋識別,第7圖中開關控制訊號CR_FR2示為低電平)以及開關SW_TP(不包括觸摸檢測的同驅訊號施加過程,開關控制訊號CR_TP示為低電平),以經由該條傳輸線向該條傳輸線對應的資料線和感測線施加預定的直流電壓。
在第一個指紋識別時段,將該至少一部分傳輸線(即,指紋感測區相關傳輸線,對應整個指紋感測區)分別與其對應的感測線連接,即與其對應的感測線上的所有指紋感測圖元連接,並經由該至少一部分傳輸線逐行接收至少一行上的指紋感測圖元感測的指紋識別訊號。例如,在該指紋識別階段,柵極掃描訊號暫停移位元,指紋識別掃描訊號(也基於時鐘訊號、開始脈衝訊號等來生成,未示出)針對指紋感測區內陣列佈置的指紋感測圖元開始逐行依次移位。對於該至少一部分傳輸線中的每一條傳輸線,斷開其對應的資料線上的開關SW1R、SW1G、SW1B(第7圖中開關控制訊號CR_SW1R、CR_SW1G、CR_SW1B示為低電平),並導通其對應的感測線上的開關SW1_FR(第7圖中開關控制訊號CR_FR1示為高電平),關斷該條傳輸線連接的開關SW2(第7圖中開關控制訊號CR_SW2示為低電平,停止向資料線和/或感測線提供顯示資料或預定的直流電壓),導通該條傳輸線連接的開關SW2_FP(第7圖中開關控制訊號CR_FR2示為高電平,接收指紋識別訊號),以及關斷該條傳輸線連接的開關SW_TP(不包括觸摸檢測的同驅訊號施加過程,開關控制訊號CR_TP示為低電平)。
然後,在第二個顯示驅動時段,柵極掃描訊號從第n+1行到第N行顯示圖元依次移位元元,並且各個開關的控制方式以及傳輸線與資料線的連接方式與第一個顯示驅動時段中的相同。
可選地,第二個顯示驅動時段結束可以對應該顯示幀的有效時段結束,此時第二個預定時間間隔以及第二個指紋識別時段將設置在該顯示幀的有效時段與下一個顯示幀的有效時段之間的空閒時段中,或者該顯示幀之後的跳幀中;或者,第二個顯示驅動時段結束時,該顯示幀的有效時段並未結束,此時第二個預定時間間隔以及可選地第二個指紋識別階段的至少一部分可以仍被包括在該顯示幀的有效時段中。
第二個預定時間間隔期間各個開關的控制方式以及傳輸線與資料線的連接方式與第一個預定時間間隔期間中的相同。在第二個指紋識別時段期間,指紋識別掃描訊號針對剩餘行的指紋感測圖元依次移位元元,並且各個開關的控制方式以及傳輸線與資料線的連接方式與第一個指紋識別時段中的相同。
第8圖與參考第7圖描述的實施例類似,區別在於,在第8圖所示的實施例中,在每個預定時間間隔期間,將該至少一部分傳輸線(即,指紋感測區相關傳輸線,對應於整個指紋感測區)中的每一條傳輸線同時與其對應的資料線和感測線連接(而不是第7圖中的分時連接),以同時對該對應的資料線和感測線施加預定直流電壓。
在第7圖和8所示的實施例中,通過在每個顯示驅動時段和指紋識別時段之間增加一個預定時間間隔,使得可以在指紋識別時段之前將可能影響指紋識別結果的每條資料線和感測線上的電壓設置為預定直流電壓,可以減少對指紋識別操作的影響,從而可以提高指紋識別結果的精度。
第9圖至第12圖示出了參考第6圖描述的指紋識別方法的示例實施例的時序示意圖。
在如第9圖至第12圖所示的實施例中,面板具有觸摸檢測功能,此時面板還配置有多個觸摸感測器。指紋識別時段設置在觸摸檢測操作結束,已經可以確定觸摸位置所在的指紋區域之後。
這樣,每個顯示幀可以被劃分為交錯的至少一個顯示驅動時段(即,預定數量大於等於1)和至少一個觸摸檢測時段(對應於第9圖至第11圖所示的實施例)或者每個顯示幀中包括重疊的一個顯示驅動時段和一個觸摸檢測時段,即顯示幀中同時進行顯示驅動操作和觸摸檢測操作(對應於第12圖所示的實施例)。
在指紋識別時段,可以不先確定指紋區域,而是直接針對所有指紋感測圖元進行指紋識別,即在該指紋識別時段(僅一個),將該至少一部分傳輸線(即,指紋感測區相關傳輸線,對應整個指紋感測區)分別經由對應的感測線與所有指紋感測圖元連接,並經由該至少一部分傳輸線逐行接收所有指紋感測圖元感測的指紋識別訊號。
但是,通常為了加快識別速度和降低計算處理量,僅針對觸摸位置所在的指紋區域進行指紋識別。因此,作為對第6圖描述的指紋識別方法的進一步限定,該指紋識別方法還可以包括:獲取每個觸摸檢測時段的觸摸檢測訊號;並且基於該觸摸檢測訊號,確定觸摸位置所在的指紋區域,其中該指紋區域內的指紋感測圖元為M行N列,M和N均為大於等於1的整數且分別小於等於指紋感測圖元的陣列的總行數和總列數。
這樣,在指紋識別時段,將僅針對該M行N列的指紋感測圖元接收指紋識別訊號,即在指紋識別時段,僅將與該N列指紋感測圖元相對應的N條傳輸線連接到其對應的所有指紋感測圖元;並且僅經由該N條傳輸線針對該M行指紋感測圖元逐行接收所確定的指紋區域中的該M行N列指紋感測圖元感測的指紋識別訊號。
在第9圖所示的實施例中,在每個顯示驅動時段之後緊接設置一個觸摸檢測時段(第9圖示出),或者在除了最後一個顯示驅動時段之外的其餘每個顯示驅動時段之後緊接設置一個觸摸檢測時段(第9圖未示出),其中在每個觸摸檢測時段,針對該多個觸摸感測器中的至少一部分執行觸摸檢測,每個顯示幀的有效時段以顯示驅動時段結束(第9圖未示出)或觸摸檢測時段結束(第9圖示出),或者觸摸檢測時段也可以設置在顯示幀的有效時段結束後的空閒時段中。然後,在每個顯示幀的最後一個顯示驅動時段或最後一個觸摸檢測時段結束起的預定時間間隔之後緊接設置一個指紋識別時段,其中該預定時間段被包括在該預定時間間隔中。
如第9圖所示,作為示例,顯示幀包括交錯的兩個顯示驅動時段和兩個觸摸檢測時段,後一個觸摸檢測時段結束後經過預定時間間隔之後緊接設置有指紋識別時段,可選地,指紋識別時段可以位於該顯示幀的有效時段和下一個顯示幀的有效時段之間的空閒時段內,或者在下一個跳幀(保持幀)內。該預定時間間隔可以允許完成將四個開關導通並成功施加預定直流電壓的操作。
如第9圖所示,第一個顯示驅動時段涉及的各個開關的操作以及傳輸線與資料線/感測線的連接方式與前面參考第7圖描述的實施例中的第一個顯示驅動時段類似,因此這裡不再重複。
然後,在第一個顯示驅動時段之後的第一個觸摸檢測時段期間,柵極掃描訊號暫停移位元,並且針對該多個觸摸感測器中的至少一部分執行觸摸檢測。並且如前面所述,在顯示驅動操作和觸摸檢測操作分時進行的情況下,可以對資料線和感測線施加觸摸驅動訊號的同驅訊號或者將資料線和感測線設置為高阻態以降低顯示驅動操作或者先前的指紋識別訊號對此時的觸摸檢測操作的影響,因此在同驅的情況下可以針對每條傳輸線,導通其連接的開關SW_TP、開關SW1R、SW1G、SW1B和開關SW1_FR,且關斷其連接的開關SW2(對應顯示驅動)和SW2_FP(對應指紋識別),或者在高阻態的情況下也可以關斷其連接的開關SW_TP、開關SW1R、SW1G、SW1B和開關SW1_FR。
然後,在第二個顯示驅動時段,柵極掃描訊號繼續依次移位元,並且各個開關的控制方式以及傳輸線與資料線的連接方式與第一個顯示驅動時段中的相同。在第二個顯示驅動階段結束,柵極掃描訊號掃描到最後一行顯示圖元。
在第二個觸摸檢測時段,將繼續對其餘觸摸感測器執行觸摸檢測,涉及的各個開關的操作以及傳輸線與資料線/感測線的連接方式與第一個觸摸檢測時段類似。
在第二個觸摸檢測時段結束之後,可以基於觸摸檢測訊號確定觸摸位置,因此可以確定觸摸位置所在的指紋區域。這樣,在第二個觸摸檢測時段結束之後的預定時間間隔之後緊接設置一個指紋識別時段。
類似的,在該預定時間間隔期間,可選地,將觸摸位置所在的指紋區域中的指紋感測圖元對應的傳輸線或更多的傳輸線中的每條傳輸線分時地與對應的資料線和感測線連接。例如,對於這些傳輸線中的每一條傳輸線,分時導通其對應的資料線上的開關SW1R、SW1G、SW1B(第9圖中開關控制訊號CR_SW1R、CR_SW1G、CR_SW1B示為高電平)和對應的感測線上的開關SW1_FR(第9圖中開關控制訊號CR_FR1示為高電平),導通該傳輸線上的開關SW2(第9圖中開關控制訊號CR_SW2示為高電平),並且關斷該傳輸線上的開關SW2_FR(對應指紋識別,第9圖中開關控制訊號CR_FR2示為低電平)以及該傳輸線上的開關SW_TP(開關控制訊號CR_TP示為低電平),以經由該條傳輸線向該條傳輸線對應的資料線和感測線施加預定的直流電壓。
在指紋識別時段中,針對觸摸位置所在的指紋區域內的指紋感測圖元或更多指紋感測圖元進行指紋識別,例如,指紋識別掃描訊號開始逐行依次移位,對於要針對其執行指紋識別的每行指紋感測圖元,導通該行指紋感測圖元中在該指紋區域內的每個指紋感測圖元所連接的感測線上的開關SW1_FR,關斷該感測線對應的資料線上的開關SW1R、SW1G、SW1B,關斷該感測線對應的傳輸線上開關SW2(停止向資料線和/或感測線提供顯示資料或預定的直流電壓),導通該感測線對應的傳輸線上的開關SW2_FP(接收指紋識別訊號),以及關斷該感測線對應的傳輸線上的SW_TP(指示由於觸摸檢測時段結束無需施加同驅訊號)。
第10圖與參考第9圖描述的實施例類似,區別在於,在第10圖所示的實施例中,在上述預定時間間隔期間,將觸摸位置所在的指紋區域中的指紋感測圖元對應的傳輸線或更多的傳輸線(即前文提及的“一組傳輸線”)中的每一條同時地與對應的資料線和感測線連接,以同時對該傳輸線對應的資料線和感測線施加預定直流電壓。
在第9圖和10所示的實施例中,通過在最後一個觸摸檢測時段(或最後一個顯示驅動時段)和指紋識別時段之間增加一個預定時間間隔,使得可以在指紋識別時段之前將可能影響指紋識別結果的每條資料線和感測線上的電壓設置為預定直流電壓,可以減少對指紋識別操作的影響,從而可以提高指紋識別結果的精度。
在另一個實施例中,如第11圖所示,還可以在觸摸檢測階段期間執行對相關資料線和感測線施加預定直流電壓的操作。例如,每個顯示幀的有效時段包括交錯的至少一個顯示驅動時段和至少一個觸摸檢測時段,在每個顯示驅動時段之後緊接設置一個觸摸檢測時段,其中在每個觸摸檢測時段,針對至少一部分觸摸感測器執行觸摸檢測,並且每個顯示幀的有效時段以觸摸檢測時段結束,然後,在每個顯示幀的最後一個觸摸檢測時段之後緊接設置一個指紋識別時段,其中預定時間段(時長可以為完成對先前描述的四個開關導通以及對相關資料線和感測線成功施加預定直流電壓的操作所需要的最小時長,也可以大於該最小時長)與該最後一個觸摸檢測時段的一部分重疊。
例如,在第11圖中,在觸摸檢測時段期間,為了減少對觸摸檢測結果的影響,可以通過對各條資料線和感測線施加觸摸驅動訊號的同驅訊號,在這種情況下,可以將每條傳輸線與其對應的資料線和感測線(如果有的話)連接,例如將每條傳輸線對應的資料線上的SW1R、SW1G、SW1B、以及該傳輸線對應的感測線上的開關SW1_FP導通,並將該條傳輸線連接的開關SW_TP導通以向每條資料線和感測線施加同驅訊號;並且在最後一個觸摸檢測時段中的從後往前的預定時間間隔(預定時間段被包括在該預定時間間隔內)內,關斷該條傳輸線上的開關SW_TP並導通該條傳輸線上的開關SW2,保持上述開關SW1R、SW1G、SW1B、SW1_FP導通,以經由該條傳輸線向該條傳輸線對應的資料線和感測線施加預定的直流電壓,這樣無需額外配置將資料線和感測線上設置為預定直流電壓的時段,也可以實現在減少對指紋識別操作的影響,從而可以提高指紋識別結果的精度。
第12圖示出了在顯示幀中同時進行顯示驅動操作和觸摸檢測操作時設置的指紋識別時段的實施例。
在這種情況下,將每個顯示幀的有效時段劃分為一個顯示驅動時段,並且在該一個顯示驅動時段期間針對所有觸摸感測器執行觸摸檢測操作,然後,在任意相鄰兩個顯示幀中的前一個顯示幀的顯示驅動時段結束後的預定時間間隔之後緊接設置一個指紋識別時段,其中該預定時間段被包括在該預定時間間隔中。
因此,在顯示驅動期間和觸摸檢測期間,由於資料線要用於為每行顯示圖元提供顯示資料,因此將每條傳輸線對應的開關SW_TP保持關斷,並且將該多條傳輸線經各自對應的資料線與所有列的顯示圖元連接,而不經由各自對應的感測線與指紋感測圖元連接,並且使柵極掃描訊號從第一行到最後一行顯示圖元依次移位元元,並且在移位元到每一行顯示圖元時,該行顯示圖元的每個顯示圖元可以被寫入顯示資料,並且對於每行顯示圖元中的每個顯示圖元,分時導通該顯示圖元的子圖元所連接的資料線上的開關SW1R、SW1G、SW1B,導通該顯示圖元連接的資料線對應的傳輸線上的開關SW2,並且關斷對應的傳輸線上的開關SW1_FR和SW2_FR以及SW_TP,以經由傳輸線和資料線向其子圖元寫入顯示資料。
類似的,在該預定時間間隔期間,可選地,將觸摸位置所在的指紋區域中的指紋感測圖元對應的傳輸線或更多傳輸線中的每條傳輸線分時地與對應的資料線和感測線連接。對於這些傳輸線中的每一條傳輸線,分時導通其對應的資料線上的開關SW1R、SW1G、SW1B(第12圖中開關控制訊號CR_SW1R、CR_SW1G、CR_SW1B示為高電平)和對應的感測線上的開關SW1_FR(第12圖中開關控制訊號CR_FR1示為高電平),導通對應的開關SW2(第12圖中開關控制訊號CR_SW2示為高電平),並且關斷對應的開關SW2_FR(對應指紋識別,第9圖中開關控制訊號CR_FR2示為低電平)以及對應的開關SW_TP(開關控制訊號CR_TP示為低電平),以經由該條傳輸線向該條傳輸線對應的資料線和感測線施加預定的直流電壓,這樣也可以實現在減少對指紋識別操作的影響,從而可以提高指紋識別結果的精度。
第13A圖-第13B圖示出了採用本發明的實施例的指紋識別方法的示例效果示意圖。
第13A圖示出了未採用本發明的實施例的指紋識別方法時的示例效果。第13B圖示出了採用本發明的實施例的指紋識別方法時的示例效果。
在第13A圖-第13B圖中,簡化地示出了每個時段的時序圖,並且以顯示幀不包括觸摸檢測時段的情況以及第4圖所示的指紋感測圖元結構為例。指紋識別時段設置在兩個顯示幀的有效時段之間。
可見,在顯示驅動時段,指紋感測圖元對應的顯示圖元連接的資料線上的電壓不為0,並可以存儲該電壓,第13B圖中,通過在指紋識別時段之前先將資料線的電壓預置為預定直流電壓(例如0),因此在指紋識別時段內該資料線上的電壓相對於預定直流電壓的波動較小,從而使得對針對該指紋感測圖元的指紋識別結果的影響較小。
根據本發明的另一方面,還提供了一種電子裝置。該電子裝置可以包括:面板、控制電路和處理器。該電子裝置可以與參考第1圖描述的電子裝置。
面板可以類似於如參考第3圖所描述的面板,例如可以包括:按陣列佈置的顯示圖元、按陣列佈置在面板上的指紋感測區的指紋感測圖元、以及與顯示圖元的列數相同數量的多條傳輸線,至少一部分傳輸線(即,指紋感測區相關傳輸線,對應整個指紋感測區)中的每條傳輸線選擇性地與該指紋感測區內的一列顯示圖元和對應的一列指紋感測圖元連接。可選地,為了實現傳輸線的選擇性連接,面板上還可以包括開關模組,當然,該開關模組也可以獨立於面板設置。
可選地,面板上還可以包括第一GOA電路和第二GOA電路,其中,第一GOA電路用於基於從控制電路獲取的第一組時序訊號生成依次移位元的柵極掃描訊號或者暫停柵極掃描訊號的移位元,並且第二GOA電路用於基於從控制電路獲取的第二組時序訊號而生成依次移位元的指紋識別掃描訊號或者暫停指紋識別掃描訊號的移位元。此外,在另一些實施例中,第一GOA電路和第二GOA電路也可以是與面板獨立設置的。
控制電路可以包括:顯示驅動電路,用於在每個顯示驅動時段,經由該多條傳輸線向至少一部分行的顯示圖元寫入顯示資料,使得該至少一部分行的顯示圖元進行顯示,並且在每個指紋識別時段的開始之前的預定時間段內,將該至少一部分傳輸線中的一組傳輸線(包括全部傳輸線或者至少包括確定的指紋區域內的指紋感測圖元對應的傳輸線(如果能確定的話))上的電壓設置為預定直流電壓;指紋識別控制電路,用於在每個指紋識別時段,經由該一組傳輸線從至少一部分指紋感測圖元接收指紋識別訊號,並生成指紋識別結果,其中,每個顯示幀的有效時段被劃分為預定數量的顯示驅動時段,並且在該預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置有至少一個指紋識別時段。
在面板還配置有觸摸檢測功能的情況下,可選地,控制電路還可以包括觸摸控制電路,用於從面板包括的多個觸摸感測器獲取觸摸檢測結果,其中該觸摸檢測結果用於確定觸摸位置所在的指紋區域。
可選地,該控制電路可以集成在一個積體電路晶片中,如第3圖中的積體電路200所示。
可選地,該控制電路可以根據具體執行的操作或者不同的電路設計方式而劃分成更多或者更少的電路,例如,控制電路還可以包括切換電路等等,並且電路之間可以是物理獨立或者相互包含的關係,或者這些電路的任意組合可以集成到一個積體電路(IC)晶片中,例如,顯示驅動電路和觸摸控制電路可以集成到一個IC晶片中,例如TDDI晶片;顯示驅動電路、指紋識別控制電路和觸摸控制電路可以集成到一個IC晶片中,例如FTDI晶片;或者各個電路均為獨立的IC晶片。
可選地,切換電路(例如,用開關模組實現)可以與顯示驅動電路、指紋識別控制電路和觸摸控制電路連接,用於從其獲取切換控制訊號,以切換當前要與面板交互的電路。
可選地,顯示驅動電路用於實現顯示驅動的操作,例如可以向第一GOA電路提供第一組時序訊號(用於生成移位元的柵極掃描訊號,例如時鐘訊號、開始脈衝訊號等等),並向面板的各條傳輸線選擇性連接的資料線提供顯示資料,此外,還在指紋識別時段進入之前向面板的例如指紋感測區相關傳輸線選擇性連接的資料線和感測線提供預定直流電壓。
指紋識別控制電路用於實現指紋識別的操作,例如可以向第二GOA電路提供第二組時序訊號(用於生成移位元的指紋識別掃描訊號,例如時鐘訊號、開始脈衝訊號等等),並可以從面板上的指紋感測圖元獲取指紋識別訊號。
觸摸電路用於實現觸摸檢測的操作,例如可以向面板上的觸摸感測器施加觸摸驅動訊號,並且從這些觸摸感測器獲取觸摸感測訊號,其中該觸摸感測訊號可以用於確定觸摸位置所在的指紋區域。
可選地,電子裝置還可以包括處理器,該處理器與控制電路耦合,並且例如可以向控制電路提供顯示圖像幀資訊,使得控制電路中的顯示驅動電路可以向面板的多條傳輸線提供顯示資料,並且可以從指紋識別控制電路獲取指紋識別結果;此外,可選地,處理器還可以從觸摸控制電路接收觸摸感測訊號,基於該觸摸感測訊號確定觸摸位置,並且可選地確定觸摸位置所在的指紋區域,以控制指紋識別控制電路對該指紋區域內的指紋感測圖元進行指紋識別;處理器還可以向控制電路提供時序相關資訊,例如,該時序相關資訊使得每個顯示幀的有效時段被劃分為預定數量的顯示驅動時段,並且在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置有一個指紋識別時段,等等。此外,除了所列出的操作之外,處理器還可以執行在控制顯示、指紋識別以及可選地觸摸檢測過程中所需要的其他相關操作,本發明對此不做限制。
電子裝置中的控制電路和/或處理器的各個操作的更多細節與前面參考第6圖-第13B圖描述的內容相同並且已經在前文詳細描述,因此這裡不再重複描述。
根據本發明的另一方面,還提供了一種控制電路,可選地,該控制電路與上述描述的電子裝置中的控制電路類似。
根據不同設計需求,控制電路(以及其包括的各部分電路)可硬體、固件、軟體(即,程式)形式或以許多前述三種形式的組合實施。
在硬體形式方面,控制電路(以及其包括的各部分電路)可實施於積體電路上的邏輯電路中。控制電路(以及其包括的各部分電路)的相關功能可通過利用硬體描述語言(例如,Verilog HDL或VHDL)或其它合適的程式設計語言來以硬體形式實施。舉例來說,控制電路(以及其包括的各個電路)的相關功能可實施於一或多個控制器、微控制器、微處理器、專用積體電路(application-specific integrated circuit;ASIC)、數位訊號處理器(digital signal processor;DSP)、現場可程式設計閘陣列(field programmable gate array;FPGA)和/或其它處理單元中的各種邏輯塊、模組以及電路中。
在軟體形式和/或固件形式方面,控制電路(以及其包括的各個電路)可通過使用通用程式設計語言(例如,C或C++)或其它合適的程式設計語言來實施。程式設計代碼可記錄/存儲於記錄媒體中,且前述記錄媒體包含例如唯讀記憶體(read only memory;ROM)、存儲裝置和/或隨機存取記憶體(random access memory;RAM)。程式設計碼可從記錄媒體存取且由電腦、中央處理單元(CPU)、控制器、微控制器或微處理器執行以完成相關功能。對於記錄媒體,可使用“非暫時性電腦可讀媒體”,如磁帶、磁片、卡、半導體記憶體或程式設計邏輯電路。另外,程式設計代碼可經由任何傳輸媒體(例如,通信網路或無線電波)提供到電腦(或CPU)。通信網路是例如網際網路、有線通信、無線通信或其它通信媒體。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100:電子裝置
110:處理器
120:指紋識別控制電路
130:觸摸控制電路
135:TDDI電路
140:顯示驅動電路
150:面板
160:指紋感測器
200:積體電路
201:柔性電路板
C1:電容器
CR_SW1R、CR_SW1G、CR_SW1B:開關控制訊號
CR_TP,CR_SW2,CR_FP1,CR_FP2:控制訊號
D1,D2,D3:資料線
DGL:柵極線
DPix:顯示圖元
LD1:光電二極體
FPR_GL,FPR_GL1,FPR_GL2:柵極線
FPR_GLi_RESET:指紋掃描訊號
FPR_GLi_SEL/WRITE:指紋掃描訊號
FSU:指紋感測圖元
GCK1,GCK2:時鐘訊號
GOA1,GOA2:陣列上柵極
L1:傳輸線
S:感測線
S610,S620,S630,S640:步驟
SL:感測線
SPB:藍色子圖元
SPG:綠色子圖元
SPR:紅色子圖元
SW1B,SW1_FP,SW1G,SW1R,SW_TP,SW2,SW2_FP,SW2SD,SW2FP:開關
T1,T2,T3:開關
Vbias1,Vbias2:參考電壓
Vout:輸出電壓
X:行方向(row)
Y:列方向(column)
第1圖示出了根據本發明的實施例的電子裝置的示意性電路框圖。
第2圖示出了根據本發明的實施例的第1圖中所描繪的面板和指紋感測器的佈局的示意圖。
第3圖示出了根據本發明的實施例的第2圖中所繪示的面板的部分佈局的示意圖。
第4圖是示出了根據本發明的實施例的第3圖中繪示的指紋感測圖元的電路示意圖。
第5圖示出了根據本發明的實施例的在一顯示幀中指紋識別操作和顯示驅動操作分時進行的情況下的時序示意圖。
第6圖示出了根據本發明的實施例的用於面板的指紋識別方法的流程示意圖。
第7圖至第12圖示出了根據本發明的實施例的參考第6圖描述的指紋識別方法的示例實施例的時序示意圖。
第13A圖至第13B圖示出了採用本發明的實施例的指紋識別方法的示例效果示意圖。
S610-S630:指紋識別方法的步驟
Claims (14)
- 一種用於面板的指紋識別方法,其中所述面板包括:按陣列佈置的顯示圖元、按陣列佈置在面板上的指紋感測區的指紋感測圖元、以及多條傳輸線,至少一部分傳輸線中的每條傳輸線選擇性地與所述指紋感測區內其對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元連接,所述指紋識別方法包括: 將每個顯示幀的有效時段劃分為預定數量的顯示驅動時段,並且在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置一個指紋識別時段,其中,指紋識別時段的數量為大於等於1的整數, 在每個顯示驅動時段,將所述多條傳輸線與所有列的顯示圖元連接,經由所述多條傳輸線向至少一行的顯示圖元寫入顯示資料,使得所述至少一行的顯示圖元根據寫入的顯示資料進行顯示, 在每個指紋識別時段,將所述至少一部分傳輸線中的一組傳輸線與至少一部分指紋感測圖元連接,並經由所述一組傳輸線接收指紋識別訊號,以及 在每個指紋識別時段的開始之前的預定時間段內,將所述一組傳輸線中的每一條傳輸線與其對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元連接,且將所述一組傳輸線上的電壓設置為預定直流電壓。
- 如請求項1所述之指紋識別方法,其中,在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置一個指紋識別時段,包括: 在所述預定數量的顯示驅動時段中的每個顯示驅動時段的結束起預定時間間隔之後緊接設置一個指紋識別時段,其中所述預定時間段被包括在所述預定時間間隔中。
- 如請求項2所述之指紋識別方法,其中,在每個指紋識別時段,將所述至少一部分傳輸線中的一組傳輸線與至少一部分指紋感測圖元連接,並經由所述一組傳輸線接收指紋識別訊號,包括: 在每個指紋識別時段,將所述至少一部分傳輸線分別與其對應的所有指紋感測圖元連接,並經由所述至少一部分傳輸線逐行接收至少一行上的指紋感測圖元感測的指紋識別訊號。
- 如請求項1所述之指紋識別方法,其中,所述面板還配置有多個觸摸感測器, 其中,在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置一個指紋識別時段,包括: 在每個顯示驅動時段之後緊接設置一個觸摸檢測時段,或者在除了最後一個顯示驅動時段之外的其餘每個顯示驅動時段之後緊接設置一個觸摸檢測時段,其中在每個觸摸檢測時段,針對所述多個觸摸感測器中的至少一部分執行觸摸檢測操作,所述顯示幀的有效時段以顯示驅動時段或觸摸檢測時段結束; 在每個顯示幀的最後一個顯示驅動時段或最後一個觸摸檢測時段的結束起預定時間間隔之後緊接設置一個指紋識別時段,其中所述預定時間段被包括在所述預定時間間隔中。
- 如請求項1所述之指紋識別方法,其中,所述面板還配置有多個觸摸感測器, 其中,在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置一個指紋識別時段,包括: 將每個顯示幀的有效時段劃分為一個顯示驅動時段,並且針對所述多個觸摸感測器在所述一個顯示驅動時段期間執行觸摸檢測操作, 在相鄰兩個顯示幀中的前一個顯示幀的顯示驅動時段的結束起預定時間間隔之後緊接設置一個指紋識別時段,其中所述預定時間段被包括在所述預定時間間隔中。
- 如請求項1所述之指紋識別方法,其中,所述面板還配置有多個觸摸感測器, 其中,在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置一個指紋識別時段,包括: 在每個顯示驅動時段之後緊接設置一個觸摸檢測時段,其中在每個觸摸檢測時段,對所述多個觸摸感測器中的至少一部分執行觸摸檢測,所述顯示幀的有效時段以觸摸檢測時段結束, 在每個顯示幀的最後一個觸摸檢測時段之後緊接設置一個指紋識別時段,其中所述預定時間段與所述最後一個觸摸檢測時段的一部分重疊。
- 如請求項4至6任一項所述之指紋識別方法,其中,在每個指紋識別時段,將所述至少一部分傳輸線中的一組傳輸線與至少一部分指紋感測圖元連接,並經由所述一組傳輸線接收指紋識別訊號,包括: 在每個指紋識別時段,將所述至少一部分傳輸線分別與其對應的所有指紋感測圖元連接,並經由所述至少一部分傳輸線逐行接收所有指紋感測圖元感測的指紋識別訊號。
- 如請求項4至6中任一項所述之指紋識別方法,還包括: 獲取每個觸摸檢測時段的觸摸檢測訊號; 基於所述觸摸檢測訊號,確定觸摸位置所在的指紋區域,其中所述指紋區域內的指紋感測圖元為M行N列,M和N均為大於等於1的整數且分別小於等於指紋感測圖元的陣列的總行數和總列數, 其中,在每個指紋識別時段,將所述至少一部分傳輸線中的一組傳輸線與至少一部分指紋感測圖元連接,並經由所述一組傳輸線接收指紋識別訊號,包括: 在每個指紋識別時段,將所述至少一部分傳輸線中與所述N列指紋感測圖元相對應的N條傳輸線連接到其對應的所有指紋感測圖元;並且 經由所述N條傳輸線針對M行指紋感測圖元逐行接收所述指紋區域中的所述M行N列指紋感測圖元感測的指紋識別訊號。
- 如請求項1所述之指紋識別方法,其中,所述指紋感測區內每個顯示圖元包括多個子圖元,所述多個子圖元分別與多條資料線一一對應連接,所述顯示圖元對應的指紋感測圖元與感測線連接,所述多條資料線與所述感測線經開關模組連接到一條傳輸線, 在所述預定時間段期間,針對所述一組傳輸線中的每條傳輸線,開關模組被控制切換,以將所述傳輸線分時或同時與所述多條資料線和所述感測線連接。
- 一種電子裝置,包括:面板、控制電路和處理器, 所述面板包括:按陣列佈置的顯示圖元、按陣列佈置在面板上的指紋感測區的指紋感測圖元、以及多條傳輸線,至少一部分傳輸線中的每條傳輸線選擇性地與所述指紋感測區內其對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元連接; 所述控制電路包括: 顯示驅動電路,用於在每個顯示驅動時段,經由所述多條傳輸線向至少一部分行的顯示圖元寫入顯示資料,使得所述至少一部分行的顯示圖元根據寫入的顯示資料進行顯示,並且在每個指紋識別時段的開始之前的預定時間段內,將所述至少一部分傳輸線中的一組傳輸線上的電壓設置為預定直流電壓; 指紋識別控制電路,用於在每個指紋識別時段,經由所述一組傳輸線從至少一部分指紋感測圖元接收指紋識別訊號,並生成指紋識別結果, 所述處理器被配置為與所述控制電路交互,用於:向所述控制電路提供時序相關資訊和顯示圖像資訊,並且用於獲取所述指紋識別結果,其中,所述時序相關資訊使得每個顯示幀的有效時段被劃分為預定數量的顯示驅動時段,並且在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置有一個指紋識別時段,其中,指紋識別時段的數量為大於等於1的整數。
- 如請求項10所述之電子裝置,其中,所述面板還配置有多個觸摸感測器,所述控制電路還包括觸摸控制電路, 所述觸摸控制電路用於:從所述多個觸摸感測器獲取觸摸感測訊號,其中所述觸摸感測訊號用於由所述處理器確定所述指紋感測區內觸摸位置所在的指紋區域。
- 一種用於面板的控制電路,所述面板包括:按陣列佈置的顯示圖元、按陣列佈置在面板上的指紋感測區的指紋感測圖元、以及多條傳輸線,至少一部分傳輸線中的每條傳輸線選擇性地與所述指紋感測區內其對應的一列顯示圖元和一列指紋感測圖元連接,所述控制電路包括: 顯示驅動電路,用於在每個顯示驅動時段,經由所述多條傳輸線向至少一部分行的顯示圖元寫入顯示資料,使得所述至少一部分行的顯示圖元根據寫入的顯示資料進行顯示,並且在每個指紋識別時段的開始之前的預定時間段內,將所述至少一部分傳輸線中的一組傳輸線上的電壓設置為預定直流電壓; 指紋識別控制電路,用於在每個指紋識別時段,經由所述一組傳輸線從至少一部分指紋感測圖元接收指紋識別訊號,並生成指紋識別結果, 其中,每個顯示幀的有效時段被劃分為預定數量的顯示驅動時段,並且在所述預定數量的顯示驅動時段中的至少一個顯示驅動時段之後設置有一個指紋識別時段,其中,指紋識別時段的數量為大於等於1的整數。
- 如請求項12所述之控制電路,其中,所述面板還配置有多個觸摸感測器,所述控制電路還觸摸控制電路,所述觸摸控制電路用於:從所述多個觸摸感測器獲取觸摸感測訊號,其中所述觸摸感測訊號用於確定所述指紋感測區內觸摸位置所在的指紋區域。
- 如請求項13所述之控制電路,其中,所述顯示驅動電路、指紋識別控制電路和所述觸摸控制電路中的一者或多者被集成在一個晶片中。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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