指纹感测装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种指纹感测装置及其操作方法。指纹感测装置包括感测像素阵列以及处理电路。感测像素阵列在指纹感测期间感测手指以取得指纹感测信号。感测像素阵列的至少一像素区域还在指纹感测期间连续感测手指以取得生理特征信号。处理电路耦接感测像素阵列。处理电路根据指纹感测信号产生指纹影像，以及根据生理特征信号产生生理特征信息。理特征信号产生生理特征信息。理特征信号产生生理特征信息。

【技术实现步骤摘要】
指纹感测装置及其操作方法


[0001]本专利技术涉及一种感测技术，且特别是有关于一种指纹感测装置及其操作方法。

技术介绍

[0002]一般感测手指的生理特征信息的方式，是透过绿光或红外光光源来照射手指，再经由光感测器拍摄手指连续反射光强度变化。手指连续反射光强度变化经由影像分析后可获得生理特征信息。然而，若欲使具有指纹感测功能的电子装置可同时具备有生理特征感测功能，则需要在电子装置上额外设置光源以及影像感测器来实现之，因此会造成装置成本与体积增加，而使电子装置的实用性不佳。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种指纹感测装置及其操作方法，可提供指纹感测功能以及生理特征感测功能。
[0004]根据本专利技术的实施例，本专利技术的指纹感测装置包括感测像素阵列以及处理电路。感测像素阵列用以在指纹感测期间感测手指以取得指纹感测信号。感测像素阵列的至少一像素区域还用以在指纹感测期间连续感测手指以取得生理特征信号。处理电路耦接感测像素阵列。处理电路用以根据指纹感测信号产生指纹影像，以及根据生理特征信号产生生理特征信息。
[0005]根据本专利技术的实施例，本专利技术的指纹感测装置的操作方法包括：透过感测像素阵列在指纹感测期间感测手指以取得指纹感测信号；根据指纹感测信号产生指纹影像；透过感测像素阵列的至少一像素区域在指纹感测期间连续感测手指以取得生理特征信号；以及根据生理特征信号产生生理特征信息。
[0006]基于上述，本专利技术的指纹感测装置及其操作方法，可在指纹感测期间透过感测像素阵列感测手指，以取得指纹感测信号，并且可透过感测像素阵列的一部分的像素区域感测手指，以取得生理特征信号。因此，本专利技术的指纹感测装置及其操作方法可在指纹感测过程中产生对应于同一手指的指纹影像以及生理特征信息。
[0007]为让本专利技术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
[0008]图1是本专利技术的一实施例的指纹感测装置的示意图；
[0009]图2是本专利技术的一实施例的感测像素阵列的示意图；
[0010]图3是本专利技术的一实施例的屏下指纹感测架构的示意图；
[0011]图4是本专利技术的一实施例的指纹感测装置的操作方法的流程图；
[0012]图5是本专利技术的一实施例的指纹影像的示意图；
[0013]图6是本专利技术的另一实施例的指纹影像的示意图；
[0014]图7是本专利技术的一实施例的感测电路的示意图；
[0015]图8是本专利技术的另一实施例的感测电路的示意图；
[0016]图9是本专利技术的一实施例的生理特征信号的信号波形图；
[0017]图10是本专利技术的一实施例的生理特征信号的频域示意图；
[0018]图11是本专利技术的另一实施例的生理特征信号的信号波形图；
[0019]图12是本专利技术的图11实施例的校正后的生理特征信号的信号波形图。
[0020]附图标记说明
[0021]100:指纹感测装置；
[0022]110:处理电路；
[0023]111:指纹感测模块；
[0024]112:生理特征感测模块；
[0025]120:感测像素阵列；
[0026]121_1～121_N、121_a、121_b、121_c、121_d:感测像素；
[0027]122:像素区域；
[0028]130:光路导引结构；
[0029]310:显示面板；
[0030]311_1～311_M:发光单元；
[0031]320:手指；
[0032]321:指纹表面；
[0033]500、600:指纹影像；
[0034]510、520:部分区域；
[0035]610:影像边缘区域；
[0036]700、800:感测电路；
[0037]710_1～710_K、730、810_1～810_K:开关单元；
[0038]740、840:模拟数字转换器；
[0039]900、1100、1200:信号波形；
[0040]1000:频域波形；
[0041]1101:直流偏压部分；
[0042]1102:波形变化趋势；
[0043]1210:部分波形；
[0044]t0～t2:时间；
[0045]T:时间长度；
[0046]S1:表面；
[0047]P1、P2、P3:方向；
[0048]S410～S440:步骤；
[0049]D_1～D_K、D_1
’
～D_K
’
:感测单元。
具体实施方式
[0050]现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，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。
[0051]图1是本专利技术的一实施例的指纹感测装置的示意图。参考图1，指纹感测装置100包括处理电路110以及感测像素阵列120。处理电路110包括指纹感测模块111以及生理特征感测模块112。处理电路110耦接感测像素阵列120。在本实施例中，指纹感测装置100可为光学式指纹感测器，并且可为单晶片(single
‑
chip)架构。处理电路110以及感测像素阵列120可整合在同一模块中，并且指纹感测装置100可例如设置在电子装置的显示屏幕下方。然而，本专利技术的指纹感测装置的实施态样并不限于此。
[0052]在本实施例中，处理电路110可包括透过硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL)或是其他任意本领域具通常知识者所熟知的数位电路的设计方式来进行设计，并透过现场可程式逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、复杂可程式逻辑装置(Complex Programmable Logic Device,CPLD)或是特殊应用积体电路(Application
‑
specific Integrated Circuit,ASIC)的方式来实现的相关硬体电路。处理电路110可包括存储单元，例如内存(memory)。处理电路110可具有运算能力以及驱动能力的处理器，以可驱动感测像素阵列120进行感测操作，并且可透过执行相关算法或韧体程式来实现指纹感测模块111以及生理特征感测模块112的功能。在一实施例中，指纹感测模块111以及生理特征感测模块112也可分别由个别独立的不同运算电路来实现。
[0053]图2是本专利技术的一实施例的感测像素阵列的示意图。图3是本专利技术的一实施例的屏下指纹感测架构的示意图。参考图1及图2，本实施例的感测像素阵列120可包括阵列排列的多个感测像素121_1～121_N，其中N为正整数。参考图1至图3，在本实施例中，电子装置300可例如是智慧型手机或平板电脑等装置，但本专利技术并不加以限制。在本实施例中，显示面板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种指纹感测装置，其特征在于，包括：感测像素阵列，用以在指纹感测期间感测手指以取得指纹感测信号，其中所述感测像素阵列的至少一像素区域用以在所述指纹感测期间连续感测所述手指以取得生理特征信号；以及处理电路，耦接所述感测像素阵列，并且用以根据所述指纹感测信号产生指纹影像，以及根据所述生理特征信号产生生理特征信息。2.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述至少一像素区域的总区域面积小于所述感测像素阵列的整体感测面积。3.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述感测像素阵列中的所述至少一像素区域为对应于所述指纹影像的至少一影像边缘区域的位置。4.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述感测像素阵列中的所述至少一像素区域为环形区域。5.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述感测像素阵列的所述至少一像素区域为固定设置用于取得所述生理特征信号。6.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述处理电路分析所述指纹影像，以判断所述指纹影像中的至少一模糊区域，并且所述处理电路决定在所述感测像素阵列中对应于所述至少一模糊区域的部分设置为所述至少一像素区域。7.根据权利要求6所述的指纹感测装置，其特征在于，所述处理电路判断所述指纹影像中具有指纹信号强度低于信号强度阈值的所述至少一模糊区域来决定在所述感测像素阵列中对应于所述至少一模糊区域的部分设置为所述至少一像素区域。8.根据权利要求6所述的指纹感测装置，其特征在于，所述处理电路判断所述指纹影像中8具有指纹特征少于特征数量阈值的所述至少一模糊区域来决定在所述感测像素阵列中对应于所述至少一模糊区域的部分设置为所述至少一像素区域。9.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述感测像素阵列的所述至少一像素区域的各别的多个感测像素共同耦接存储电容，并且所述存储电容用于存储对应的所述多个感测像素的多个类比感测信号，其中所述生理特征信号为所述至少一像素区域的各别的所述存储电容所提供的电压信号经类比至数位转换后的数值变化结果。10.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述生理特征信号为所述至少一像素区域的多个感测像素所输出的多个类比至数位转换器数值经加总后的数值变化结果。11.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述感测像素阵列的所述至少一像素区域的多个感测像素的取样频率为介于4赫兹至1千赫兹之间。12.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述感测像素阵列的所述至少一像素区域的多个感测像素的取样频率为显示面板的闪烁频率的倍数。13.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述处理电路侦测所述显示面板的闪烁状态，以取得闪烁侦测信号，并依据所述闪烁侦测信号在频域的分析结果来对所述生理特征信号进行滤波。14.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述处理电路扣除所述生理特征信号的直流偏压部分，以根据已扣除所述直流偏压部分的所述生理特征信号产生所述生
理特征信息。15.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述处理电路分析所述生理特征信号在波形初期期间的信号变化斜率是否大于预设斜率，来判断所述手指是否为真实手指。16.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述处理电路分析所述生理特征信号在第一期间的信号变化是否为心跳频率变化，来判断所述手指是否为真实手指。17.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述指纹感测装置为光学式指纹感测器。18.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述感测像素阵列包括至少一透镜或准直器。19.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，在所述指纹感测期间，所述手指经由光源照明，并且所述光源为有机发光二极管显示面板。20.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述生理特征信息包括心跳频率、呼吸速率、血氧饱和度以及血压的至少其中之一。21.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述感测像素阵列的所述至少一像素区域还用以在第一非指纹感测期间感测环境光，以取得环境光感测信号，并且所述处理电路根据所述环境光感测信号输出环境感测信息。22.根据权利要求21所述的指纹感测装置，其特征在于，所述感测信息包括环境光强度信息以及环境光闪烁信息的至少其中之一。23.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正三，傅同龙，
申请(专利权)人：神盾股份有限公司，
类型：发明
国别省市：