图像补偿电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种图像补偿电路及方法，所述图像补偿电路用于一图像感测器，并包括一增益放大器、一补偿控制电路、一存储单元及一数字模拟转换器。该增益放大器用来从该图像感测器接收多个图像信号，并对该多个图像信号进行放大。该补偿控制电路用来产生用于该多个图像信号的多个补偿值。该存储单元耦接于该补偿控制电路，用来存储该多个补偿值。该数字模拟转换器耦接于该存储单元及该增益放大器，用来分别将该多个补偿值转换为多个补偿电压，以利用该多个补偿电压来补偿该多个图像信号。该多个补偿电压来补偿该多个图像信号。该多个补偿电压来补偿该多个图像信号。

【技术实现步骤摘要】
图像补偿电路及方法


[0001]本专利技术涉及一种图像补偿电路及方法，尤其涉及一种可用于光学式图像感测器的图像补偿电路及方法。

技术介绍

[0002]近年来，光学式指纹识别已成为最普及的指纹识别方案之一。在光学式指纹感测器中，因为感测组件的特性，会在输出的感测信号上产生相对照度(Relative Illumination，RI)的差异，此相对照度差异会造成后端信号容易饱和。请参考图1，图1为一般光学式指纹感测器模块10的结构示意图。如图1所示，光学式指纹感测器模块10包括一面板102、一透镜104及一感测器106，其互相叠合而形成模块化的架构。光学式指纹感测器模块10的运作原理为，通过面板102的光源发射光线至手指按压处，当光线照射到手指指纹反射之后，会经过面板102结构而到达透镜104，藉由透镜104聚集光线再到达感测器106上的像素，像素可将感测到的光线强度转换为电压信号，由后端的电路进行处理，从而输出完整的指纹图像。
[0003]如图1所示，在光学式指纹感测器模块10的结构中，光线从手指反射到达感测器106的路径上会经过面板102的结构和透镜104。由于组件本身特性的差异以及组装公差，可能造成感测器106不同位置上的相对照度呈现大幅度的变化，这些差异包括个别模块空间上的距离变异，即材质本身的厚度变异以及模块空间堆叠的变异(如图1中，模块各部分的高度z1、z2、z3均可能存在误差)；个别模块对光线的吸收率不同；显示器光斑均匀性与照度存在差异，且光线通过面板102易受到其结构的影响；透镜104本身的曲率工艺变异；模块组装过程中或多或少会发生组装公差，可能造成透镜104倾斜而导致亮度对比增加。以上因素均造成光学式指纹感测器模块10的聚光行为出现变异，导致输出的图像信号出现误差。
[0004]请参考图2，图2为透镜104的相对照度的示意图。如图2所示，根据透镜104的光学特性，中心区域(距离镜心较近的区域)具有较高的相对照度，而周边区域(距离镜心较远的区域)具有较低的相对照度。因此，透镜上存在中心区域通常具有较高亮度而周边区域通常具有较低亮度的固定偏移，呈现如图2所示的等亮圆形。
[0005]请参考图3，图3示出了不同指纹感测器模块的指纹成像。其中，图(a)为正常的指纹图像，可清楚呈现圆形的指纹，其中心亮度较亮而周围亮度较暗。图(b)呈现了透镜轻微倾斜造成的影响，可看出指纹图像的右侧出现遮蔽手指成像位置的黑色区块。图(c)则是透镜严重倾斜之下产生的画面，其中，图像的左上方出现明显的黑影，导致左上方可侦测指纹的感光区域大幅缩小。
[0006]鉴于此，实有必要提出一种可用于光学式指纹感测器模块10的图像补偿电路及方法，用来补偿透镜特性、组件变异、组装公差、及透镜倾斜等因素在图像信号上造成的误差和偏移。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的主要目的即在于提出一种可用于图像感测器的图像补偿电路及方法，可针对感测器从发光到成像之间的各种变异所产生的相对照度误差进行补偿。
[0008]本专利技术的一实施例公开了一种图像补偿电路，用于一图像感测器，该图像补偿电路包括一增益放大器、一补偿控制电路、一存储单元及一数字模拟转换器(Digital
‑
to
‑
Analog Converter，DAC)。该增益放大器用来从该图像感测器接收多个图像信号，并对该多个图像信号进行放大。该补偿控制电路用来产生用于该多个图像信号的多个补偿值。该存储单元耦接于该补偿控制电路，用来存储该多个补偿值。该数字模拟转换器耦接于该存储单元及该增益放大器，用来分别将该多个补偿值转换为多个补偿电压，以利用该多个补偿电压来补偿该多个图像信号。
[0009]本专利技术的另一实施例公开了一种图像补偿方法，用于一图像补偿电路。该图像补偿方法包括下列步骤：从一图像感测器接收多个图像信号，并对该多个图像信号进行放大；产生用于该多个图像信号的多个补偿值，并将该多个补偿值存储在一存储单元中；以及分别将该多个补偿值转换为多个补偿电压，以利用该多个补偿电压来补偿该多个图像信号。
附图说明
[0010]图1为一般光学式指纹感测器模块的结构示意图。
[0011]图2为透镜的相对照度的示意图。
[0012]图3示出了不同指纹感测器模块的指纹成像。
[0013]图4为本专利技术实施例一图像补偿电路的示意图。
[0014]图5为本专利技术实施例一图像处理流程的流程图。
[0015]图6A及6B为本专利技术实施例一感测像素阵列及其相应的补偿值的示意图。
[0016]图7为透镜倾斜造成感测区域呈现椭圆形的示意图。
[0017]图8为本专利技术实施例用于补偿透镜倾斜的一图像处理流程的流程图。
[0018]图9为本专利技术实施例根据透镜倾斜方向调整轴线以计算补偿值的示意图。
[0019]图10示出了透镜在不同倾斜方向之下产生不同的参数数值。
[0020]其中，附图标记说明如下：
[0021]10
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光学式指纹感测器模块
[0022]102
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面板
[0023]104
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透镜
[0024]106
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感测器
[0025]40
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图像补偿电路
[0026]400
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图像感测器
[0027]402
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列解码器
[0028]404
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行解码器
[0029]410
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模拟前端电路
[0030]412
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可编程增益放大器
[0031]414
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数字模拟转换器
[0032]420
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模拟数字转换器
[0033]430
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补偿控制电路
[0034]432
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存储单元
[0035]440
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像补偿电路，用于一图像感测器，该图像补偿电路包括：一增益放大器，用来从该图像感测器接收多个图像信号，并对该多个图像信号进行放大；一补偿控制电路，用来产生用于该多个图像信号的多个补偿值；一存储单元，耦接于该补偿控制电路，用来存储该多个补偿值；以及一数字模拟转换器，耦接于该存储单元及该增益放大器，用来分别将该多个补偿值转换为多个补偿电压，以利用该多个补偿电压来补偿该多个图像信号。2.如权利要求1所述的图像补偿电路，其特征在于，该多个图像信号分别来自于该图像感测器中的多个感测像素，且该多个补偿值分别对应于该多个感测像素，以对该多个图像信号中相应的图像信号进行补偿。3.如权利要求2所述的图像补偿电路，其特征在于，还包括：一时序控制器，耦接于该补偿控制电路，用来提供该多个感测像素的一坐标信息给该补偿控制电路；其中，该补偿控制电路根据该坐标信息来产生分别对应于该多个感测像素的该多个补偿值。4.如权利要求1所述的图像补偿电路，其特征在于，该多个图像信号先通过该增益放大器进行放大之后，再通过该多个补偿电压进行补偿。5.如权利要求1所述的图像补偿电路，其特征在于，该多个图像信号先通过该多个补偿电压进行补偿之后，再通过该增益放大器进行放大。6.如权利要求1所述的图像补偿电路，其特征在于，该图像感测器包括一透镜，该多个补偿值分别对应于该图像感测器中的多个感测像素，且该多个补偿值的大小分别根据该多个感测像素与该透镜的中心的距离来决定。7.如权利要求6所述的图像补偿电路，其特征在于，该多个感测像素根据其与该透镜的中心的距离被区分为一第一区域、一第二区域、及一第三区域，其中，该第一区域位于以该透镜的中心为圆心的一内圆之内，该第二区域位于该内圆和以该透镜的中心为圆心的一外圆之间，该第三区域位于该外圆之外。8.如权利要求7所述的图像补偿电路，其特征在于，该第一区域的该多个感测像素相应的该多个补偿值具有一最大值，该第三区域的该多个感测像素相应的该多个补偿值具有一最小值，该第二区域的该多个感测像素相应的该多个补偿值位于该最大值及该最小值之间且随着与该透镜的中心的距离的增加而逐渐减少。9.如权利要求7所述的图像补偿电路，其特征在于，该第二区域的该多个感测像素相应的该多个补偿值投射到一轴线来进行计算，当该透镜发生倾斜时，该轴线的方向是根据该透镜倾斜的方向来进行设定。10.如权利要求6所述的图像补偿电路，其特征在于，当该透镜发生倾斜时，该多个补偿值是根据该透镜倾斜的方向及倾斜的程度来进行调整。11.如权利要求10所述的图像补偿电路，其特征在于，当该透镜发生倾斜时，将该多个补偿值相应的多个感测像素的一距离数据分别乘上一参数，以调整该多个补偿值。12.如权利要求1所述的图像补偿电路，其特征在于，该多个补偿值的大小是根据一测试流程中利用该图像感测器对一平滑表面物体进行感测所产...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡荣育，吴振聪，吴冠麟，杨弘宇，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：