短延时指纹感测制造技术

输入设备包括感测像素，每个感测像素包括光电二极管，以及控制感测像素的操作的栅极驱动器电路。栅极驱动器电路包括级联栅极驱动器单元的集合。级联栅极驱动器单元中的每个与感测像素的子集相关联，从而控制感测像素的子集的操作。该级联栅极驱动器单元的集合在输入设备的复位阶段期间响应于时钟信号而将全局复位栅极控制信号输出到感测像素。级联栅极驱动器单元中的每个在输入设备的操作阶段期间顺序地将操作栅极控制信号输出到相关联的感测像素的子集。

Short delay fingerprint sensing

【技术实现步骤摘要】
短延时指纹感测相关申请的交叉引用本申请基于35U.S.C.§119（e）要求2018年6月8日提交的美国临时申请No.62/682670的优先权，其具有与本申请相同的专利技术人中的至少一个并且标题为“SHORTLATENCYFINGERPRINTSENSING”。
本说明书一般涉及电子设备，并且具体涉及指纹传感器。
技术介绍
指纹传感器用于多种电子系统中。指纹传感器典型地包括通常由表面区分的感测区，在其中指纹传感器捕获一个或多个输入对象（诸如手指）的生物计量数据。生物计量设备可用于为电子系统提供接口。例如，生物计量识别（或“生物计量匹配”）可以用于通过识别用户的能鉴别的生物计量特性以用于认证或识别的目的来增强安全性或可用性。薄膜晶体管（TFT）指纹传感器可用于指纹感测。
技术实现思路
通常，在一个方面中，一个或多个实施例涉及输入设备。输入设备包括：多个感测像素，每个感测像素包括光电二极管；以及栅极驱动器电路，其配置成：控制多个感测像素的操作，栅极驱动器电路包括级联栅极驱动器单元的集合；其中级联栅极驱动器单元中的每个与多个感测像素的子集相关联并且配置成控制多个感测像素的子集的操作并且配置成控制多个感测像素的子集的操作；在输入设备的复位阶段期间，由级联栅极驱动器单元的集合响应于时钟信号而将全局复位栅极控制信号输出到多个感测像素；在输入设备的操作阶段期间，由级联栅极驱动器单元中的每个顺序地将操作栅极控制信号输出到多个感测像素的相关联的子集。通常，在一个方面中，一个或多个实施例涉及用于操作输入设备的方法，该方法包括：在输入设备的复位阶段期间：向输入设备的栅极驱动器电路提供第一时钟信号；由栅极驱动器电路的多个级联栅极驱动器单元响应于第一时钟信号而将全局复位栅极控制信号输出到输入设备的多个感测像素以复位多个感测像素，其中多个感测像素中的每个包括光电二极管，并且其中级联栅极驱动器单元中的每个与多个感测像素的子集相关联，从而控制感测像素的子集的操作；以及在输入设备的操作阶段期间，在复位阶段之后：向输入设备的栅极驱动器电路提供第二时钟信号；由多个级联栅极驱动器单元中的每个响应于第二时钟信号而顺序地将操作栅极控制信号输出到多个感测像素的相关联的子集，以获得包括使用多个像素的指纹图像的图像帧；以及将获得的图像帧与存储在指纹数据仓库中的归档图像帧进行比较，以确定是否识别指纹图像。根据以下描述和所附权利要求，本公开的其它方面将是显而易见的。附图说明在下文中将结合附图来描述本公开的一个或多个实施例，其中相似的标号表示相似的元件。图1示出了根据一个或多个实施例的电子设备的框图。图2示出了根据一个或多个实施例的薄膜晶体管指纹传感器。图3A示出了根据一个或多个实施例的指纹传感器的感测像素模型。图3B示出了根据一个或多个实施例的指纹传感器的电特性。图4A示出了由指纹传感器捕获的帧的示例。图4B示出了由指纹传感器捕获的帧的图像均值的示例。图5A和5B示出了根据一个或多个实施例的用于驱动指纹传感器的感测像素的方案。图6示出了根据一个或多个实施例的指纹传感器的栅极驱动器电路和栅极驱动器控制信号。图7示出了描绘根据一个或多个实施例的用于操作电子设备的方法的流程图。具体实施方式以下具体实施方式在本质上仅是示例性的，而并不意图限制本专利技术或本专利技术的应用和用途。此外，无意受在前的
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技术介绍
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技术实现思路
或以下具体实施方式中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。在本公开的实施例的以下具体实施方式中，阐述了许多特定细节以提供对所公开的实施例的更透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员将显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下实践所公开的实施例。在其它实例中，尚未详细描述众所周知的特征以避免不必要地使描述复杂化。贯穿整个申请，序数（例如，第一、第二、第三等）可以用作元件（即，本申请中的任何名词）的形容词。序数的使用不是要暗示或创建元件的任何特定排序，也不是要将任何元件限制为仅仅是单个元件，除非诸如通过使用术语“之前”、“之后”、“单个”和其它这样的术语来明确公开。倒不如说，序数的使用是为了在元件之间进行区分。作为示例，第一元件不同于第二元件，并且第一元件可以涵盖多于一个元件并且在元件的排序上在第二元件之后（或之前）。现在转到附图，图1示出了根据本公开的一个或多个实施例的电子设备（100）。如图1中所示，电子设备（100）包括指纹传感器（110）、处理系统（120）和指纹数据仓库（130）。下面描述这些部件中的每个。在本公开的一个或多个实施例中，指纹传感器（110）是能够检测指纹感测区（未示出）中的指纹的存在的任何传感器。如本文中所使用的，指纹意指由手指或拇指的皮肤的表面上的脊形成的图案。在本公开的一个或多个实施例中，指纹传感器（110）可以是硬件（例如，电路）、软件、固件的任何组合或其组合。指纹传感器（110）可以使用任何方法检测指纹的存在。这种方法的示例包括但不限于光学指纹感测、电容性指纹感测和超声指纹感测。光学指纹传感器可以使用光来捕获指纹的图像。电容性指纹传感器可包括任何数量的电极（下文中称为感测像素），并且可使用互电容或绝对电容来形成指纹的电容性图像。超声指纹传感器可以使用高频波来创建包括与指纹相同或相似图案的手指的表面皮肤下面的层的超声图像。在本文中公开的一个或多个实施例中，一种或多种上述类型的指纹传感器可以在单个指纹传感器中一起实现和/或相同或不同类型的多个指纹传感器可以集成在同一电子设备中。一个或多个实施例提供了促进改进的可用性的输入设备和方法。特别地，本公开的一个或多个实施例向用户提供具有快速获取指纹的能力的设备。更具体地，本文中公开的一个或多个实施例包括在TFT指纹传感器唤醒之后立即或非常短时间从自薄膜晶体管（TFT）指纹传感器获取的第一帧之一获得指纹读出的功能性。指纹传感器（110）可以检测用户放置在传感器上方的手指的指纹和/或可以检测在传感器上方扫刷的手指的指纹。针对其检测指纹的手指可以或可以不与指纹传感器变成实际接触（即，指纹可以接近传感器而不实际触摸传感器）。在本公开的一个或多个实施例中，指纹传感器（110）位于设备外部上的任何位置。作为这样的实施例的示例，指纹传感器（110）可以是位于智能电话（即，电子设备（100））的一部分（诸如显示屏、主页按钮、智能电话的后部和/或智能电话的侧面）上的任何大小和/或数目的感测像素的阵列。在本公开的一个或多个实施例中，指纹传感器（110）可操作地连接到处理系统（120）。处理系统（120）被配置成操作电子设备（100）的硬件以使用指纹传感器（110）检测指纹。处理系统（120）包括一个或多个集成电路（IC）和/或其它电路部件的部分或所有。在一些实施例中，处理系统（120）还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码、计算机程序产品等等。在一些实施例中，组成处理系统（120）的部件定位在一起，诸如在电子设备（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输入设备，包括：/n多个感测像素，每个感测像素包括光电二极管；以及/n栅极驱动器电路，其配置成：/n控制所述多个感测像素的操作，所述栅极驱动器电路包括级联栅极驱动器单元的集合，其中所述级联栅极驱动器单元中的每个与所述多个感测像素的子集相关联并且配置成控制所述多个感测像素的所述子集的操作；/n在所述输入设备的复位阶段期间，由所述级联栅极驱动器单元的集合响应于时钟信号而将全局复位栅极控制信号输出到所述多个感测像素；以及/n在所述输入设备的操作阶段期间，由所述级联栅极驱动器单元中的每个顺序地将操作栅极控制信号输出到所述多个感测像素的相关联的子集。/n

【技术特征摘要】
20180608 US 62/682670;20190208 US 16/2715511.一种输入设备，包括：
多个感测像素，每个感测像素包括光电二极管；以及
栅极驱动器电路，其配置成：
控制所述多个感测像素的操作，所述栅极驱动器电路包括级联栅极驱动器单元的集合，其中所述级联栅极驱动器单元中的每个与所述多个感测像素的子集相关联并且配置成控制所述多个感测像素的所述子集的操作；
在所述输入设备的复位阶段期间，由所述级联栅极驱动器单元的集合响应于时钟信号而将全局复位栅极控制信号输出到所述多个感测像素；以及
在所述输入设备的操作阶段期间，由所述级联栅极驱动器单元中的每个顺序地将操作栅极控制信号输出到所述多个感测像素的相关联的子集。


2.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述级联栅极驱动器单元操作为移位寄存器。


3.根据权利要求2所述的输入设备，其中所述级联栅极驱动器单元可替换地包括：
第一类型的栅极驱动器单元，其当所述时钟信号处于高状态时输出所述全局复位栅极控制信号；以及
第二类型的栅极驱动器单元，其当所述时钟信号处于低状态时输出所述全局复位栅极控制信号，
由此使得所述移位寄存器在时钟半周期上操作。


4.根据权利要求3所述的输入设备，
其中所述第一类型的栅极驱动器单元中的每个接收在所述复位阶段期间提供的第一全局像素复位请求，以及
其中与处于所述高状态的所述时钟信号组合的所述第一全局像素复位请求使得所述第一类型的栅极驱动器单元中的所有同时输出所述全局复位栅极控制信号。


5.根据权利要求4所述的输入设备，
其中所述第二类型的栅极驱动器单元中的每个接收在所述复位阶段期间提供的第二全局像素复位请求，以及
其中与处于所述低状态的所述时钟信号组合的所述第二全局像素复位请求使得所述第二类型的栅极驱动器单元中的所有同时输出所述全局复位栅极控制信号。


6.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述级联栅极驱动器单元顺序地输出所述操作栅极控制信号，其中一次所述级联栅极驱动器单元中的仅一个输出所述操作栅极控制信号。


7.根据权利要求1所述的输入设备，其中，在所述感测像素中的每个中，所述全局复位栅极控制信号使得反向偏置电压施加到所述感测像素的所述光电二极管。


8.根据权利要求7所述的输入设备，其中所述全局复位栅极控制信号的持续时间足够长以使所述反向偏置电压将所述光电二极管从光致电压操作模式驱动到光电导操作模式。


9.根据权利要求7所述的输入设备，其中通过将所述感测像素连接到电荷放大器来施加所述反向偏置电压。


10.根据权利要求1所述的输入设备，其中当在所述复位阶段期间发射所述全局复位栅极控制信号时，接收所述全局复位栅极控制信号的所述感测像素处于光致电压模式。


11.根据权利要求1所述的输入设备，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈国重，唐永前，O埃尔多根，
申请(专利权)人：辛纳普蒂克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US