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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-02
(54)【発明の名称】指紋認識回路、ディスプレイパネル及びその制御方法
(51)【国際特許分類】
G06T 1/00 20060101AFI20240126BHJP
G06F 3/042 20060101ALI20240126BHJP
【ＦＩ】
G06T1/00 400G
G06F3/042 471
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023545309
(86)(22)【出願日】2022-04-14
(85)【翻訳文提出日】2023-07-26
(86)【国際出願番号】 CN2022086908
(87)【国際公開番号】W WO2023015927
(87)【国際公開日】2023-02-16
(31)【優先権主張番号】202110924831.8
(32)【優先日】2021-08-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522457081
【氏名又は名称】合肥維信諾科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＨＥＦＥＩ ＶＩＳＩＯＮＯＸ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】５５５５ Ｎｅｗ Ｂｅｎｇｂｕ Ｒｏａｄ，Ｘｉｎｚｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ ２３００００，ＣＨＩＮＡ
(74)【代理人】
【識別番号】100112656
【弁理士】
【氏名又は名称】宮田 英毅
(74)【代理人】
【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明
(72)【発明者】
【氏名】李東升
(72)【発明者】
【氏名】任慶榮
(72)【発明者】
【氏名】齊峰
(72)【発明者】
【氏名】崔霜
(72)【発明者】
【氏名】胡世文
(72)【発明者】
【氏名】▲シン▼汝博
【テーマコード（参考）】
5B047
【Ｆターム（参考）】
5B047AA25
5B047BB04
5B047CA01
5B047CA06
5B047CA23
5B047CB17
5B047CB18
(57)【要約】
本願は、指紋認識回路、ディスプレイパネル及びその制御方法を提供し、指紋認識回路における光検知回路は、検知された指で反射した光信号に基づいて第１電気信号を生成し、保持回路に第１電気信号情報を記憶して、走査回路により保持回路に記憶された第１電気信号情報に基づいて指紋認識に用いられる第２電気信号を出力することにより、指紋認識素子は、ユーザの指が滞留する時間が短い場合においても、配置されたすべての指紋認識回路から出力された電気信号の収集を完成させることができ、ひいては光学指紋認識素子でのより大面積でより高密度な指紋認識回路の設計をサポートすることができる。
【選択図】図５
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光検知回路、保持回路、走査回路、及びリセット回路を備える指紋認識回路であって、前記光検知回路は、前記保持回路を介して前記走査回路と前記リセット回路とに接続され、前記光検知回路は、検知された光信号に基づいて第１電気信号を生成するように構成されており、
前記保持回路は、前記第１電気信号の電位情報を記憶するように構成されており、
前記走査回路は、前記保持回路に記憶された前記第１電気信号を増幅して、前記指紋認識回路の対応する位置の指紋情報を指示するように構成されている第２電気信号を出力するように構成されており、
前記リセット回路は、前記保持回路が前記第１電気信号を記憶する前に、前記保持回路に記憶された電気信号を削除するように構成されている、指紋認識回路。
【請求項2】
前記光検知回路は、感光センサー及び抵抗を備え、前記感光センサーの第１端は第１電位信号を受信するように構成されており、前記感光センサーの第２端は前記抵抗の第１端に接続され、前記抵抗の第２端は第２電位信号を受信するように構成されており、
前記光検知回路は、前記感光センサーの第１端が前記第１電位信号を受信し、前記抵抗の第２端が前記第２電位信号を受信して、且つ前記感光センサーの抵抗値が検知された光信号に応じて変化した後、前記感光センサーの第２端の電気信号又は前記抵抗の第１端の電気信号を、前記第１電気信号とするように構成される、請求項１に記載の指紋認識回路。
【請求項3】
前記保持回路は、コンデンサ及び第１スイッチトランジスタを備え、前記第１スイッチトランジスタの制御端は保持信号を受信するように構成されており、前記第１スイッチトランジスタの第１端は前記感光センサーの第２端と前記抵抗の第１端とに接続されるように構成されており、前記第１スイッチトランジスタの第２端は前記コンデンサの第１端に接続され、前記コンデンサの第２端は接地され、
前記保持回路は、前記保持信号を受信するとき、前記第１電気信号に対応する電位情報を前記コンデンサに記憶するように構成されている、請求項２に記載の指紋認識回路。
【請求項4】
前記リセット回路は、第２スイッチトランジスタを備え、前記第２スイッチトランジスタの制御端はリセット信号を受信するように構成されており、前記第２スイッチトランジスタの第１端は前記第２電位信号を受信するように構成されており、前記第２スイッチトランジスタの第２端は前記コンデンサの第１端に接続され、
前記リセット回路は、前記リセット信号を受信した後、前記コンデンサの第１端が前記第２電位信号に接続されることを制御するように構成されている、請求項３に記載の指紋認識回路。
【請求項5】
前記走査回路は、第３スイッチトランジスタを備え、前記第３スイッチトランジスタの制御端は前記保持回路に記憶された第１電気信号を受信するように構成されており、前記第３スイッチトランジスタの第１端はデータ信号を受信するように構成されており、前記第３スイッチトランジスタの第２端は前記第２電気信号を出力するように構成されており、
前記第３スイッチトランジスタは、前記保持回路に記憶された第１電気信号の制御下で、前記データ信号を受信して前記第２電気信号を出力するように構成されている、請求項４に記載の指紋認識回路。
【請求項6】
前記走査回路は、第４スイッチトランジスタをさらに備え、前記第４スイッチトランジスタの制御端は走査信号を受信するように構成されており、前記第４スイッチトランジスタの第１端はデータ信号を受信するように構成されており、前記第４スイッチトランジスタの第２端は前記第３スイッチトランジスタの第１端に接続され、
前記第４スイッチトランジスタは、前記走査信号を受信して導通された後、前記データ信号を受信して、前記第３スイッチトランジスタの第１端に前記データ信号を出力するように構成されている、請求項５に記載の指紋認識回路。
【請求項7】
前記指紋認識回路は、スイッチ回路をさらに備え、前記スイッチ回路は、第５スイッチトランジスタ及び第６スイッチトランジスタを備え、前記第５スイッチトランジスタと前記第６スイッチトランジスタの制御端は制御信号を受信するように構成されており、
前記第５スイッチトランジスタと前記第６スイッチトランジスタは、前記制御信号に基づいて導通されると、前記感光センサーの第１端は前記第５スイッチトランジスタを介して前記第１電位信号を受信し、前記抵抗の第２端は前記第６スイッチトランジスタを介して前記第２電位信号を受信する、請求項２に記載の指紋認識回路。
【請求項8】
前記スイッチトランジスタは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む、請求項７に記載の指紋認識回路。
【請求項9】
光学指紋認識素子を備えるディスプレイパネルであって、前記光学指紋認識素子は、行列状に分布されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の指紋認識回路を複数備え、前記光学指紋認識素子は前記ディスプレイパネルのアレイ膜層に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記ディスプレイパネルのアレイ膜層と基板との間に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記基板の前記アレイ膜層と反対する側に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記アレイ膜層の前記基板と反対する側に配置される、ディスプレイパネル。
【請求項10】
請求項９に記載のディスプレイパネルを制御するために使用できる、ディスプレイパネルの制御方法であって、複数の指紋認識回路のうちの少なくとも１つの目標指紋認識回路の光検知回路に第１電位信号と第２電位信号とを送信することと、
前記少なくとも１つの目標指紋認識回路のリセット回路にリセット信号を送信することと、
前記少なくとも１つの目標指紋認識回路の保持回路に保持信号を送信することと、
前記少なくとも１つの目標指紋認識回路の各行の走査回路に走査信号を送信して、当該行の走査回路における各列の走査回路にデータ信号を送信し、各行及び各列の目標指紋認識回路から出力された第２電気信号を取得することと、を含む、ディスプレイパネルの制御方法。
【請求項11】
前記少なくとも１つの目標指紋認識回路のスイッチ回路に制御信号を送信することをさらに含み、前記目標指紋認識回路の数が前記光学指紋認識素子における前記指紋認識回路の数より小さい、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、電子技術の分野に関し、特に、指紋認識回路、ディスプレイパネル及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子技術の発展に伴い、携帯電話、タブレットコンピュータなどの電子機器に配置されているディスプレイスクリーンはますます大きくなっており、電子機器のディスプレイスクリーンの表示効果を高めるために、一部の電子機器はそのディスプレイ側の全体にディスプレイスクリーンを配置して、他の物理ボタンを配置しない。この場合、電子機器はユーザの指の指紋を認識する必要があり、これによって、指紋ロック解除、指紋認証などの機能を実現する。
【0003】
関連技術において、指紋を認識するための光学指紋認識素子はアレイ状に配布された複数の指紋認識回路を備えることができ、ユーザの指を光学指紋認識素子の上方のディスプレイスクリーンと密着した後、ディスプレイスクリーンが発する光は指によってディスプレイスクリーン下方の光学指紋認識素子に反射され、光学指紋認識素子における各指紋認識回路は、配置された感光素子によって、その上方領域に位置する指の反射光を受光するために使用されることができ、そして、感光素子により光信号を電気信号に変換した後に出力し、これによって、この後の電子機器における処理ユニットは受信した電気信号に基づいて指紋認識を行うことができる。
【0004】
光学指紋認識素子は、指紋認識の精度を向上させるために、通常、数多くの指紋認識回路を配置する必要があるが、ユーザの指がディスプレイスクリーン上に滞留する時間は短いため、光学指紋認識素子はどのようにして、ユーザの指が滞留する時間が短い場合においても、配置されたすべての指紋認識回路から出力された電気信号の収集を完成させることができるかは、本分野で早急解決しなければならない技術的問題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本願は、指紋認識回路、ディスプレイパネル及びその制御方法を提供することにより、指紋認識素子は、ユーザの指が滞留する時間が短い場合に、配置されたすべての指紋認識回路から出力された電気信号の収集を完成させることができる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第１態様では、本願は指紋認識回路を提供し、前記指紋認識回路は、光検知回路、保持回路、走査回路、及びリセット回路を含み、前記光検知回路は前記保持回路を介して前記走査回路と前記リセット回路とに接続され、前記光検知回路は検知された光信号に基づいて第１電気信号を生成するように構成されており、前記保持回路は前記第１電気信号の電位情報を記憶するように構成されており、前記走査回路は前記保持回路に記憶された第１電気信号を増幅して、前記指紋認識回路の対応する位置の指紋情報を指示するように構成されている第２電気信号を出力し、前記リセット回路は、前記保持回路が前記第１電気信号を記憶する前に、前記保持回路に記憶された電気信号を削除するように構成されている。
【0007】
第２態様では、本願は、光学指紋認識素子を備えるディスプレイパネルを提供し、前記光学指紋認識素子が複数の前記した指紋認識回路を備えており、前記複数の指紋認識回路が行列状に分布されており、
前記光学指紋認識素子は前記ディスプレイパネルのアレイ膜層に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記ディスプレイパネルのアレイ膜層と基板との間に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記基板の前記アレイ膜層と反対する側に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記アレイ膜層の前記基板と反対する側に配置される。
前記光学指紋認識素子は前記ディスプレイパネルのアレイ膜層に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記ディスプレイパネルのアレイ膜層と基板との間に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記基板の前記アレイ膜層と反対する側に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記アレイ膜層の前記基板と反対する側に配置される。
【0008】
第３態様では、本願は、本願第２態様により提供されるディスプレイパネルを制御することに適用される、電子機器の制御方法を提供し、当該方法は、前記光学指紋認識素子の複数の指紋認識回路のうちの少なくとも１つの目標指紋認識回路の光検知回路に第１電位信号と第２電位信号とを送信することと、前記少なくとも１つの目標指紋認識回路の光検知回路に第１電位信号と第２電位信号とを送信することと、前記少なくとも１つの目標指紋認識回路のリセット回路にリセット信号を送信することと、前記少なくとも１つの目標指紋認識回路の保持回路に保持信号を送信することと、前記少なくとも１つの目標指紋認識回路の各行の走査回路に走査信号を順次送信して、当該行の画素における各列の走査回路にデータ信号を順次送信し、各行及び各列の目標指紋認識回路から出力された第２電気信号を取得することと、を含む。
【発明の効果】
【0009】
このように、本願の実施例により提供される指紋認識回路、ディスプレイパネル及びその制御方法は、光検知回路が、検知された指で反射した光信号に基づいて第１電気信号に変換した後、保持回路に第１電気信号の電位情報を記憶して、走査回路により保持回路に記憶された第１電気信号に基づいて指紋認識に用いられる第２電気信号を出力することにより、１、光検知回路が検知された光信号を第１電気信号として生成した後、走査回路により第１電気信号に基づいて増幅された第２電気信号を出力することができ、それによって、指紋認識回路から出力される信号の強度及び信号対雑音比は向上し、この後第２電気信号に基づいて指紋認識を行う正確さは向上するという技術的効果、及び、２、保持回路は、光検知回路が短時間内に光信号に基づいて生成した第１電気信号の電位情報を記憶することができ、これによって、光学指紋認識素子における指紋認識回路が数多く配置されたとしても、処理ユニットは第２電気信号を収集するとき、走査回路は保持回路に記憶された第１電気信号に基づいて第２電気信号を出力することができ、ひいては光学指紋認識素子でのより大面積でより高密度な指紋認識回路の設計をサポートすることができるという技術的効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本願の実施例又は従来の技術の解決手段をより明確に説明するため、以下、実施例又は従来の技術の記述において使用する必要がある図面を簡単に説明する。当然ながら、以下、記載する図面は本願のいくつかの実施例であり、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の図面を想到しうる。
【図1】本願により提供される画素回路が適用されるシーンの概略図である。
【図2】本願により提供される光学指紋認識素子の構造概略図である。
【図3】本願により提供される指紋認識回路の１つの実施例の構造概略図である。
【図4】本願により提供される指紋認識回路の信号インタラクションのフローチャートである。
【図5】本願により提供される指紋認識回路の１つの実施例の回路構造概略図である。
【図6】本願により提供される第３スイッチトランジスタのＩＶ曲線の概略図である。
【図7】本願により提供される指紋認識回路の別の実施例の回路構造概略図である。
【図8】本願により提供される光学指紋認識素子の１つの実施例の構造概略図である。
【図9】本願により提供される電子機器の制御方法の１つの実施例のタイミング図である。
【図10】本願により提供される電子機器の制御方法の別の実施例のタイミング図である。
【図11】本願により提供される電子機器の制御方法の別の実施例のタイミング図である。
【図12】本願により提供される光学指紋認識素子の１つの応用シーンの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本願の実施例に係る図面を参照しながら、その技術的解決手段について明瞭、且つ完全に説明し、当然のことながら、記載される実施例は本願の実施例の一部にすぎず、そのすべての実施例ではない。当業者は、本願における実施例に基づいて創造的な労働をすることなく、獲得されたその他のすべての実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。
【0012】
以下、本願の技術的解決手段について具体的な実施例を参照して詳細に説明する。以下のいくつかの具体的な実施例は互いに組み合わせることができ、同じの又は類似する概念又はプロセスについていくつかの実施例では繰り返して説明しない場合がある。
【0013】
図１は、本願により提供される画素回路が適用されるシーンの概略図であり、図１に示されるシーンでは、電子技術の発展に伴い、携帯電話、タブレットコンピュータなどの電子機器２０に配置されているディスプレイスクリーンはますます大きくなっており、電子機器２０のディスプレイスクリーンの表示効果を高めるために、一部の電子機器２０はそのディスプレイ側の全体にディスプレイスクリーン２１を配置して、他の物理ボタンを配置しない。この場合、電子機器２０はユーザ１０の指の指紋を認識する必要があり、これによって、指紋ロック解除、指紋認証などの機能を実現する。１つの方法として、電子機器２０は、ディスプレイスクリーン２１の下方に光学指紋認識素子２２を隠れて配置し、ユーザ１０の指がディスプレイスクリーンの指定領域に密着しているとき、ディスプレイスクリーン２１が発する光は指に照射し、指紋の凹凸が光を反射する強度は異なるため、光学指紋認識素子２２は指で反射した光を収集した後、電子機器２０における処理ユニット２３は収集された光情報に基づいて指紋認識を行う。
【0014】
いくつかの実施例では、図２は、本願により提供される光学指紋認識素子の構造概略図であり、図１に示されるシーンではユーザ１０の指で反射した光を収集するための光学指紋認識素子２２の構造概略図を示しており、当該光学指紋認識素子２２は、アレイ状に配布された複数の指紋認識回路を備え、図２に示される例では、複数の指紋認識回路がｎ行ｎ列のように分布されており、各指紋認識回路が配置されている行及び列ごとに指紋認識回路をＰ１１、Ｐ１２……Ｐ２１、Ｐ２２……と順次マーク付ける。光学指紋認識素子２２はディスプレイスクリーン２１の下方に配置され、ユーザ１０の指がディスプレイスクリーンと密着した後、ディスプレイスクリーン２１が発する光は指によってディスプレイスクリーン２１の下方の光学指紋認識素子２２に反射され、このとき、光学指紋認識素子２２における各指紋認識回路はユーザの指で反射した上方の光信号を検知し、光信号を電気信号に変換した後に出力するために用いられる。
【0015】
いくつかの実施例では、ディスプレイスクリーン２１は、具体的に、光学指紋認識素子を備えるディスプレイパネルを備え、光学指紋認識素子２２はアレイ状に配布された複数の指紋認識回路を備える。いくつかの実施例では、光学指紋認識素子２２は、ディスプレイパネルのアレイ膜層に配置されてもよいし、又は、ディスプレイパネルのアレイ膜層と基板との間に配置されてもよいし、又は、基板の前記アレイ膜層と反対する側に配置されてもよいし、又は、アレイ膜層の基板と反対する側に配置されてもよい。
【0016】
具体的には、図２に示される光学指紋認識素子２２は、行ごとに走査する方式を用いて上方の反射光を受信して検出することができる。電子機器２０における処理ユニット２３は行ごとに指紋認識回路に走査信号を送信することができ、例えば、処理ユニット２３は、まず、第１行の指紋認識回路Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３……に走査信号Ｓｅｌｅｃｔ１を送信することができる。この後、処理ユニット２３は順次、第１行の第１列の指紋認識回路Ｐ１１にデータ信号Ｄａｔａ１を送信して、指紋認識回路Ｐ１１から戻された電気信号を受信し、第１行の第２列の指紋認識回路Ｐ１２にデータ信号Ｄａｔａ２を送信して、指紋認識回路Ｐ１２から戻された電気信号を受信し……これによって類推する。処理ユニット２３は、一行のすべての指紋認識回路の電気信号を取得するたびに、次の行の指紋認識回路に走査信号を送信して、その次の行のすべての指紋認識回路の電気信号を引き続き取得する。最終的に、処理ユニット２３はすべての指紋認識回路の電気信号を取得した後、すべての指紋認識回路により提供される電気信号に基づいて指紋認識処理を行うことができる。なお、図２には、各指紋認識回路が走査信号とデータ信号とを受信するときの１つの可能な接続関係は示されており、他の信号を受信するときの接続関係は図に示されていない。
【0017】
図３は、本願により提供される指紋認識回路の１つの実施例の構造概略図であり、図３に示される指紋認識回路２２０は、図２に示される光学指紋認識素子２２のいずれか１つであってもよい。図３に示すように、本願の実施例により提供される指紋認識回路２２０は、光検知回路２２１、保持回路２２２、走査回路２２４、及びリセット回路２２３を備える。光検知回路２２１、保持回路２２２、及び走査回路２２４は順次接続され、リセット回路２２３は保持回路２２２に接続される。
【0018】
具体的には、光検知回路２２１は検知された光信号を第１電気信号に変換するために用いられ、第１電気信号は具体的に第１分圧ノードでの電圧とすることができ、この場合、光検知回路２２１は、指紋認識回路２２０の上方の指で反射した光信号を検知して、光信号に基づいて第１電気信号に変換し、検知された異なる強度の光信号に基づいて第１分圧ノードの第１電気信号値を調整することを実現することができる。
【0019】
保持回路２２２は、第１電気信号の電位情報を記憶するために用いられ、記憶された第１電気信号の電位情報は、この後の走査回路２２４による第２電気信号の出力のために使用されることができ、当該第２電気信号は具体的に出力された電圧、電流とすることができる。電子機器２０全体は指紋認識を行うとき、ディスプレイスクリーン２１によって光を発した後、光学指紋認識素子２２における指紋認識回路２２０は直ちにユーザ１０の指で反射した光を検知する必要があると同時に、指紋認識回路２２０は数多くあるため、処理ユニット２３は行ごとに走査しなければ各指紋認識回路２２０から出力された第２電気信号を１つずつ取得することができない。処理ユニット２３は１秒あたりＮ個の指紋認識回路２２０から出力された第２電気信号を取得することができると仮定すると、指紋認識回路２２０の数がＮを超えており、且つユーザの指の滞留時間が１秒未満である場合、処理ユニット２３は、指が離れる前にすべての指紋認識回路２２０から出力された第２電気信号を取得することができない可能性があるため、指紋認識回路２２０は、光検知回路２２１が指で反射した光信号を検知して第１電気信号に変換した後、保持回路２２２によって当該第１電気信号の電位情報をいったん記憶することができ、これによって、この後、ユーザ１０の指がディスプレイスクリーン２１から離れたとしても、処理ユニット２３から指紋認識回路２２０に走査信号を送信するとき、指紋認識回路２２０は依然として、光検知回路２２１がこの前に生成した第１電気信号を保持回路２２２によって走査回路２２４に伝送して第２電気信号を出力し、ユーザの指の滞留時間が延長されることがないように、処理ユニット２３がすべての指紋認識回路２２０から出力された第２電気信号を取得できることを確保することができる。したがって、本実施例では、保持回路２２２の参加により、光学指紋認識素子２２における指紋認識回路２２０が数多くある場合においても、処理ユニット２３は各指紋認識回路２２０から出力された第２電気信号を収集することができ、ひいては光学指紋認識素子２２の特定の面積内でのより高密度な指紋認識回路２２０の設計をサポートすることができる。
【0020】
リセット回路２２３は、保持回路２２２が第１分圧ノードでの第１電気信号情報を記憶する前に、保持回路２２２に記憶された電位情報を削除し、この前に記憶された電位情報が第１分圧ノードでの第１電気信号情報を干渉することを防止するために用いられる。
【0021】
走査回路２２４は、保持回路２２２に記憶された第１電気信号情報に基づいて第２電気信号を出力するために用いられ、走査回路２２４から出力された第２電気信号が第１電気信号を増幅した電気信号である。第２電気信号の電圧及び／又は電流は第１分圧ノードでの第１電気信号の電圧及び／又は電流よりも大きい。走査回路２２４から出力された第２電気信号は、指紋認識回路２２０の対応する位置の指紋情報を指示するために用いられ、走査回路２２４は、第２電気信号を電子機器２０における処理ユニット２３に出力することができ、処理ユニット２３は、すべての指紋認識回路２２０から出力された第２電気信号を受信した後、すべての指紋認識回路２２０により提供される第２電気信号に基づいて対応する位置の指紋情報を決定して、この後の指紋認識処理を行うことができ、本願は、処理ユニット２３の第２電気信号に対するこの後の処理を限定しない。
【0022】
いくつかの実施例では、図４は、本願により提供される指紋認識回路の信号インタラクションのフローチャートである。図４に示される指紋認識回路２２０における各回路は、外部信号を受信して、外部信号に基づいて対応するフロー及びステップを実行するために使用されることができる。外部信号は、電子機器２０における処理ユニット２３が発したものであってもよいし、又は、電子機器２０における他の処理素子などが発したものであってもよい。具体的には、図４に示される指紋認識回路２２０では、光検知回路２２１は、第１電位信号ＶＬ及び第２電位信号ＶＨを受信して、第１電位信号ＶＬ及び第２電位信号ＶＨの作用下で、検知された光信号に基づいて第１電気信号を生成することができる。第１電位信号ＶＬ及び第２電位信号ＶＨは、異なる電圧値に対応し、例えば、第１電位信号ＶＬはローレベル信号とし、第２電位信号ＶＨはハイレベル信号とするように、本願の実施例は、第１電位信号ＶＬ及び第２電位信号ＶＨの具体的な電圧値を限定しない。保持回路２２２は、保持信号Ｈｏｌｄｉｎｇを受信して、保持信号Ｈｏｌｄｉｎｇに基づいて第１分圧ノードでの第１電気信号の電位情報を記憶するために使用されることができる。リセット回路２２３は、リセット信号Ｒｓｔを受信して、リセット信号Ｒｓｔに基づいて保持回路２２２に記憶された第１電気信号の電位情報を削除するために使用されることができる。走査回路２２４は、走査信号Ｓｅｌｅｃｔ及びデータ信号Ｄａｔａを受信して、走査信号Ｓｅｌｅｃｔを受信した後、データ信号Ｄａｔａ及び第１分圧ノードでの第１電気信号の電位情報に基づいて第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを出力するために使用されることができる。
【0023】
図５は、本願により提供される指紋認識回路の１つの実施例の回路構造概略図であり、図５には、図４により提供される指紋認識回路の１つの可能な回路実現形態が示されており、以下、指紋認識回路における各部分の回路実装及び原理について説明する。
【0024】
光検知回路２２１は、感光センサーＰＤ及び抵抗Ｒを含む。感光センサーＰＤの第１端は、第１電位信号ＶＬを受信するために用いられ、感光センサーＰＤの第２端は、第１分圧ノードＴ０を介して抵抗Ｒの第１端に接続され、抵抗Ｒの第２端は、第２電位信号ＶＨを受信するために用いられる。いくつかの実施例では、感光センサーＰＤは、感光抵抗であってもよい。感光センサーＰＤは光を受光していないとき、抵抗は高く、「逆バイアス」状態となり、このとき、感光センサーＰＤの第１端は第１電位信号ＶＬを受信して且つ抵抗Ｒの第２端は第２電位信号ＶＨを受信すると、感光センサーＰＤの第２端と抵抗Ｒの第１端との間にある第１分圧ノードＴ０での電圧は、例えば－３Ｖ程度となる。一方、前記感光センサーＰＤは光信号を検知してその抵抗が減少するとき、感光センサーＰＤの第１端は第１電位信号ＶＬを受信して且つ抵抗Ｒの第２端は第２電位信号ＶＨを受信した場合、第１電位信号ＶＬ及び前記第２電位信号ＶＨは、感光センサーＰＤと抵抗Ｒとで形成された直列回路上において、前記第１分圧ノードＴ０での分圧が変化し、例えば－３Ｖから－６Ｖ程度に変化し、この場合に変化した第１分圧ノードＴ０での電気信号は第１電気信号とし、保持回路２２２に送信され得る。
【0025】
保持回路２２２は、コンデンサＣ及び第１スイッチトランジスタＴ１を含む。第１スイッチトランジスタＴ１の制御端は保持信号Ｈｏｌｄｉｎｇを受信するために用いられ、第１スイッチトランジスタＴ１の第１端は、第１分圧ノードＴ０に、すなわち、感光センサーＰＤの第２端及び前記抵抗Ｒの第１端に接続されるために用いられる。第１スイッチトランジスタＴ１の第２端はコンデンサＣの第１端に接続され、コンデンサＣの第２端は接地される。保持回路２２２における第１スイッチトランジスタＴ１の制御端は保持信号Ｈｏｌｄｉｎｇを受信していない場合、第１スイッチトランジスタＴ１は遮断状態となり、第１分圧ノードＴ０からの第１電気信号を受信しない。一方、保持回路２２２における第１スイッチトランジスタＴ１の制御端は保持信号Ｈｏｌｄｉｎｇを受信した場合、第１スイッチトランジスタＴ１は導通状態となり、コンデンサＣの第１端は第１スイッチトランジスタＴ１を介して感光センサーＰＤの第２端と前記抵抗Ｒの第１端とに接続され、コンデンサＣは、第１分圧ノードＴ０からの第１電気信号を受信して、第１電気信号の電位情報を記憶することができる。
【0026】
リセット回路２２３は、第２スイッチトランジスタＴ２を含む。第２スイッチトランジスタＴ２の制御端はリセット信号Ｒｓｔを受信するために用いられ、第２スイッチトランジスタＴ２の第１端は第２電位信号ＶＨを受信するために用いられ、第２スイッチトランジスタＴ２の第２端はコンデンサＣの第１端に接続される。リセット回路２２３における第２スイッチトランジスタＴ２の制御端はリセット信号Ｒｓｔを受信していない場合、第２スイッチトランジスタＴ２は遮断状態となり、保持回路２２２をリセットしないが、リセット回路２２３における第２スイッチトランジスタＴ２の制御端はリセット信号Ｒｓｔを受信した場合、第２スイッチトランジスタＴ２は導通状態となり、コンデンサＣの第１端は第２スイッチトランジスタＴ２を介して第２電位信号ＶＨに接続されることができ、この場合、コンデンサＣの両端の第２電位信号ＶＨと接地点とで共にコンデンサＣに記憶された電位情報をリセットし、コンデンサＣの電荷を接地点から放出する方式でコンデンサＣに記憶された電位情報をクリアし、コンデンサＣに残った電荷がコンデンサＣにおける第１電気信号情報の記憶に影響を与えることを防止する。
【0027】
走査回路２２４は、第４スイッチトランジスタＴ３及び第３スイッチトランジスタＴ４を含む。第４スイッチトランジスタＴ３の制御端は走査信号Ｓｅｌｅｃｔを受信するために用いられ、第３スイッチトランジスタＴ４の制御端は第１スイッチトランジスタＴ１の第２端に接続され、第４スイッチトランジスタＴ３の第１端はデータ信号を受信するために用いられ、第４スイッチトランジスタＴ３の第２端は第３スイッチトランジスタＴ４の第１端に接続され、第３スイッチトランジスタＴ４の第２端は第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを出力するために用いられる。このように、走査回路２２４における第４スイッチトランジスタＴ３の制御端は走査信号Ｓｅｌｅｃｔを受信していない場合、第４スイッチトランジスタＴ３は遮断状態となり、走査回路２２４は第２電気信号（電気信号Ｄ－ｏｕｔ）を出力しない。一方、走査回路２２４における第４スイッチトランジスタＴ３の制御端は走査信号Ｓｅｌｅｃｔを受信した場合、第４スイッチトランジスタＴ３は導通状態となり、第３スイッチトランジスタＴ４は保持回路に記憶された第１分圧ノードＴ０での電位情報を受信することにより、第１端のデータ信号Ｄａｔａ及び制御端の第１電気信号に基づき、第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを出力することができ、出力された第２電気信号は具体的に指紋認識回路の対応する位置の指紋情報を指示するために使用されることができる。
【0028】
いくつかの実施例では、本願により提供される第３スイッチトランジスタＴ４は薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴと略称）であってもよく、例えば、Ｐ型ＴＦＴであってもよい。この場合、感光センサーＰＤは検知された光信号に基づいて第１電気信号を生成するとき、得られた第１分圧ノードＴ０にある第１電気信号（電圧値及び電流値）は小さくなり、例えば、感光センサーＰＤは光を検出していない場合、第１分圧ノードＴ０での電圧は－３Ｖとなり、感光センサーＰＤは光抵抗の変化を検出した後、第１分圧ノードＴ０での電圧は－６Ｖとなり、その前後において第１分圧ノードＴ０での電圧は－３Ｖ変化し、つまり、第１分圧ノードＴ０において光を検出した状態及び検出していない状態という２つの異なる状態下で出力された電圧の変化範囲（－６Ｖないし－３Ｖ）の絶対値は３であり、当該変化範囲が小さいため、この後第１分圧ノードＴ０での電圧及び／又は電流に基づいて指紋認識を行うとき、信号対雑音比がより大きくなり、誤判断の確率が高くなる。したがって、本願の実施例では、第３スイッチトランジスタＴ４のＰ型ＴＦＴのＩＶ特性を利用して、Ｔ０点の電圧値をＴＦＴのゲート入力電圧とすることにより、当該ＴＦＴのゲート電圧は小さく変化したとしても、ＴＦＴの第１端から入力されたデータ信号Ｄａｔａの直流電流の駆動下で、ＴＦＴの第２端から出力された第２電気信号Ｄ－ｏｕｔの電流は大きく変化することができる。すなわち、本願により提供される走査回路２２４に配置された第３スイッチトランジスタＴ４は、光検知回路２２１が取得した第１分圧ノードでの比較的小さい第１電気信号に対して増幅処理を行い、増幅された第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを取得した後に出力し、すなわち、第１電気信号の電圧及び／又は電流を増幅した後に比較的大きい電圧及び／又は電流の第２電気信号を出力することができる。このように、この後、走査回路２２４から出力された増幅された電圧及び／又は電流を有する第２電気信号を用いて指紋認識を行うとき、第２電気信号Ｄ－ｏｕｔの増幅された電圧及び／又は電流により、異なる位置の指紋による光の反射をより明瞭に指示することができ、ひいては指紋認識の正確さを向上させる。
【0029】
いくつかの実施例では、第１電気信号を電圧信号とし、第２電気信号を電流信号とすることを例にして、図６は、本願により提供される第３スイッチトランジスタＴ４のＩＶ曲線の概略図であり、図６に示される横座標は第３スイッチトランジスタＴ４のゲート電圧であり、縦座標は出力された電気信号Ｄ－ｏｕｔの電流段数であり、各線は、データ信号Ｄａｔａの異なる電圧に応じた、第３スイッチトランジスタＴ４のゲート電圧の変化に起因する走査回路２２４から出力された第２電気信号Ｄ－ｏｕｔの電流段数の変化を表し、例えば、番号１の曲線は、第３スイッチトランジスタＴ４が０.１電圧のデータ信号Ｄａｔａを受信したとき、そのゲートが受信した電圧が－３０Ｖ～０Ｖ程度の変化を見せた場合、出力された第２電気信号Ｄ－ｏｕｔの電流段数が－１１～－４の間で変化することを指示する。これに応じて、番号２の曲線は、データ信号Ｄａｔａの電圧が－１Ｖである場合に対応し、番号３の曲線は、データ信号Ｄａｔａの電圧が－５Ｖである場合に対応し、番号４の曲線は、データ信号Ｄａｔａの電圧が－１０Ｖである場合に対応するなどが挙げられる。
【0030】
第３スイッチトランジスタＴ４が受信したデータ信号Ｄａｔａの電圧が－５Ｖである場合を例にすると、図６の番号３の曲線から分かるように、曲線上のＳ１点において、感光センサーＰＤは光を検出していないとき、第１分圧ノードＴ０点での電圧は－３Ｖとなり、第３スイッチトランジスタＴ４が受信した電圧は－３Ｖであるとき、第３スイッチトランジスタＴ４から出力された第２電気信号Ｄ－ｏｕｔの電流は約１０－１０から１０－９Ａとなる。一方、曲線上のＳ２点において、感光センサーＰＤは光抵抗の変化を検出した後、第１分圧ノードＴ０での電圧は－３Ｖから－６Ｖに変化して、そして、Ｔ０点での－６Ｖ電圧を第１電気信号として第３スイッチトランジスタＴ４のゲートに入力した後、このとき、第３スイッチトランジスタＴ４から出力された第２電気信号Ｄ－ｏｕｔの電流は約１０－８から１０－７Ａとなる。したがって、第１分圧ノードＴ０において光を検出した状態及び検出していない状態という２つの異なる状態下で出力された電圧の変化範囲（－６Ｖないし－３Ｖ）の絶対値は３Ｖであり、２倍変化の変化関係のみに対応し、この後、依然として第３スイッチトランジスタＴ４に基づいて電圧を増幅して、最終的に電流変化範囲（１００倍）が増幅された第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを出力することができ、このように、出力された第２電気信号Ｄ－ｏｕｔに基づいて指紋認識を行うとき、信号対雑音比はより小さくなり、誤判断の確率はより低くなる。いくつかの実施例では、第２電気信号Ｄ－ｏｕｔの変化した電流は、５０倍の電圧変化に対応することができ、第１分圧ノードＴ０での電圧の変化範囲をはるかに超えている。
【0031】
いくつかの実施例では、本願により提供される第１スイッチトランジスタＴ１、第２スイッチトランジスタＴ２、第４スイッチトランジスタＴ３、及び第３スイッチトランジスタＴ４はいずれもＴＦＴであってもよい。又は、本願により提供される第１スイッチトランジスタＴ１、第２スイッチトランジスタＴ２、第４スイッチトランジスタＴ３、及び第３スイッチトランジスタＴ４は導通と遮断の機能を有する他のタイプのスイッチトランジスタであってもよく、本願は、スイッチトランジスタの具体的な実装を限定しない。
【0032】
以上のように、本願の実施例により提供される指紋認識回路、ディスプレイパネル及びその制御方法は、光検知回路が、検知された指で反射した光信号に基づいて第１電気信号を生成した後、保持回路に第１電気信号の電圧情報を記憶して、走査回路により保持回路に記憶された電圧情報に基づいて指紋認識に用いられる第２電気信号を出力することにより、１、光検知回路が、検知された光信号を第１分圧ノードの第１電気信号に変換し、走査回路により第１分圧ノードでの比較的小さい電圧及び／又は電流に応じて増幅された電圧及び／又は電流を有する第２電気信号を出力することができ、それによって、指紋認識回路から出力される信号の強度及び信号対雑音比は向上し、この後走査回路から出力された電流に基づいて指紋認識を行う正確さは向上するという技術的効果、及び、２、保持回路は、光検知回路が短時間内に光信号に基づいて生成した第１電気信号の電位情報を記憶することができ、これによって、光学指紋認識素子における指紋認識回路が数多く配置されたとしても、処理ユニットはすべての指紋認識回路から出力された第２電気信号を収集するとき、走査回路は保持回路に記憶された第１電気信号に基づいて情報第２電気信号を出力することができ、ひいては光学指紋認識素子でのより大面積でより高密度な指紋認識回路の設計をサポートすることができるという技術的効果を達成することができる。
【0033】
いくつかの実施例では、図７は、本願により提供される指紋認識回路の別の実施例の回路構造概略図であり、図７に示される指紋認識回路は、図５に示される実施例に基づき、スイッチ回路２２５をさらに備える。スイッチ回路２２５は、オン状態とオフ状態の切り換えによって、光検知回路２２１が検知された光信号に基づいて第１分圧ノードの第１電気信号を生成できるか否かを制御するために用いられる。例えば、スイッチ回路２２５は導通されると、光検知回路２２１は検知された光信号に基づいて第１電気信号を生成し、この後、走査回路２２４は第２電気信号を出力することができるが、スイッチ回路２２５は遮断されると、光検知回路２２１は検知された光信号に基づいて第１電気信号を生成することができなくなり、走査回路２２４は第２電気信号を出力しなくなる。
【0034】
いくつかの実施例では、図７に示されるスイッチ回路２２５は、第５スイッチトランジスタＴ５及び第６スイッチトランジスタＴ６を備える。第５スイッチトランジスタＴ５を感光センサーＰＤの第１端に配置し、第６スイッチトランジスタＴ６を抵抗Ｒの第２端に配置することにより、感光センサーＰＤの第１端は第５スイッチトランジスタＴ５を介して第１電位信号ＶＬを受信し、抵抗Ｒの第２端は第６スイッチトランジスタＴ６を介して第２電位信号ＶＨを受信する。第５スイッチトランジスタＴ５及び第６スイッチトランジスタＴ６は、制御信号の制御下で、同時に導通されるか又は同時に遮断されることができる。いくつかの実施例では、スイッチ回路２２５における第５スイッチトランジスタＴ５及び第６スイッチトランジスタＴ６の導通を制御する制御信号Ｖ－Ｄｏｔは、処理ユニット２３から送信されてもよいし、又は、電子機器２０における他の制御素子、ソフトウェアシステムにおけるアプリケーションプログラムなどから送信されてもよい。
【0035】
第５スイッチトランジスタＴ５と第６スイッチトランジスタＴ６は同時に導通されると、スイッチ回路２２５は導通されるが、第５スイッチトランジスタＴ５と第６スイッチトランジスタＴ６は同時に遮断されると、スイッチ回路２２５は遮断される。例えば、第５スイッチトランジスタＴ５と第６スイッチトランジスタＴ６は、制御信号を受信して導通された後、感光センサーＰＤの第１端は第５スイッチトランジスタＴ５を介して第１電位信号ＶＬを受信することができ、抵抗Ｒの第２端は第６スイッチトランジスタＴ６を介して第２電位信号ＶＨを受信することができ、光検知回路２２１は検知された光信号に基づいて第１電気信号を生成することができ、このように、この後当該指紋認識回路の走査回路２２４は、走査信号を受信した後、第２電気信号を出力することにより、指紋認識回路全体を動作状態にさせることができる。一方、第５スイッチトランジスタＴ５と第６スイッチトランジスタＴ６は制御信号を受信しておらず遮断されるとき、感光センサーＰＤと抵抗Ｒは第１電位信号と第２電位信号を受信することができず、光検知回路２２１は第１電気信号を生成することができないため、当該指紋認識回路は電圧を出力せず、これによって、指紋認識回路全体は動作状態でなくなる。
【0036】
したがって、図７に示される実施例では、指紋認識回路にスイッチ回路を追加することにより、指紋認識回路全体は、制御信号によって制御を実現し、指紋認識中に差別化したイネーブルメントを発揮するとともに、指紋認識回路は第２電気信号を出力する必要がある場合、スイッチ回路をオンにして指紋認識回路が第２電気信号を出力できるようにするが、必要がない場合、スイッチ回路をオフにして、指紋認識回路が第２電気信号を出力できないようにすることにより、指紋認識回路における無効な信号処理プロセス及び無効な消費電力を節約し、当該光学指紋認識素子を使用して指紋認識を行うときに必要な全体の信号量を増加させ、消費電力を低下させる。
【0037】
いくつかの実施例では、図８は、本願により提供される光学指紋認識素子の１つの実施例の構造概略図であり、図８に示される光学指紋認識素子は複数の指紋認識回路を備え、各指紋認識回路はいずれも図５又は図７に示される回路構造を採用して実装され、行列の形式でＰ１１、Ｐ１２……のように配置される。
【0038】
本願は、図１に示される電子機器２０に適用され得る電子機器の制御方法をさらに提供し、光学指紋認識素子２２は図８に示される構造を採用して、各指紋認識回路２２０はいずれも図５又は図７に示される構造を採用する場合、処理ユニット２３により電子機器２０のディスプレイパネルに含まれる光学指紋認識素子２２における複数の指紋認識回路２２０を制御する。例えば、図９は、本願により提供される電子機器の制御方法の１つの実施例のタイミング図であり、図９を参照すると、本願により提供される電子機器の制御方法は、Ｓ１００～Ｓ１０４を含む。
【0039】
Ｓ１００では、光学指紋認識素子の複数の指紋認識回路のうち、少なくとも１つの目標指紋認識回路のスイッチ回路に制御信号を送信し、目標指紋認識回路の数が光学指紋認識素子内のすべての指紋認識回路の数より小さい。処理ユニットは、図８に示されるｔ１時刻の前に制御信号を送信して、次の周期のｔ１時刻まで続けることができる。
【0040】
Ｓ１０１では、少なくとも１つの目標指紋認識回路における光検知回路に第１電位信号と第２電位信号とを送信する。処理ユニットは、図８に示されるｔ１時刻に、各指紋認識回路の光検知回路に第１電位信号と第２電位信号とを送信して、指紋認識回路の次の走査周期前のｔ１０時刻まで続けることができる。この場合、各指紋認識回路の光検知回路は、第１電位信号と第２電位信号とを受信した後、検知された光信号に基づいて第１電気信号を生成することができる。いくつかの実施例では、第１電位信号ＶＬはローレベルとし、第２電位信号ＶＨはハイレベルとする。
【0041】
Ｓ１０２では、少なくとも１つの目標指紋認識回路におけるリセット回路にリセット信号を送信する。処理ユニットは、図９に示されるｔ１の後のｔ２時刻に、各指紋認識回路のリセット回路にリセット信号を送信して、ｔ３時刻の前のｔ２０時刻まで続けることができ、この場合、各リセット回路はリセット信号を受信した後、ｔ２時刻の前に記憶された電位情報を削除する。いくつかの実施例では、リセット回路における第２スイッチトランジスタＴ２はＰ型ＴＦＴである場合、図９に示されるリセット信号Ｒｓｔはローレベル信号とする。
【0042】
Ｓ１０３では、少なくとも１つの目標指紋認識回路における保持回路に保持信号を送信する。処理ユニットは、図９に示されるｔ２の後のｔ３時刻に、各指紋認識回路の保持回路に保持信号を送信して、ｔ４時刻の前のｔ３０時刻まで続けることができ、この場合、各保持回路は、保持信号を受信した後、第１分圧ノードが記憶されている第１電気信号情報を受信することができる。いくつかの実施例では、保持回路における第１スイッチトランジスタＴ１はＰ型ＴＦＴである場合、図９に示される保持信号Ｈｏｌｄｉｎｇはローレベル信号とする。
【0043】
Ｓ１０４では、行ごとに走査することにより、各行の目標指紋認識回路における走査回路に走査信号を順次送信し、例えば、図９に示されるｔ４時刻に、一行の指紋認識回路に行ごとの走査信号Ｓｅｌｅｃｔを送信して、ｔ４０時刻まで続け、ｔ４時刻とｔ４０時刻との間の時間帯において、処理ユニットはさらに、当該行の画素における各列の目標指紋認識回路における走査回路にハイレベルのデータ信号Ｄａｔａを順次送信し、走査回路における第４スイッチトランジスタＴ３はＰ型ＴＦＴである場合、図９に示される走査信号Ｓｅｌｅｃｔはローレベル信号となり、最終的に図９に示されるｔ４－ｔ４０時刻の間にハイレベルのデータ信号Ｄａｔａが送信されるたびに対応する時刻に、処理ユニットは当該一行及び一列の指紋認識回路から出力されたハイレベルの第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを受信することができる。第２電気信号Ｄ－ｏｕｔの電流と電圧との大小関係は、図６に示される概略図を参照することができる。
【0044】
例えば、図１１は、本願により提供される電子機器の制御方法の別の実施例のタイミング図であり、一行の目標指紋認識回路における走査回路に送信される走査信号Ｓｅｌｅｃｔが持続するｔ４-ｔ４０時刻内に、当該行にｎ個の走査回路があると仮定する場合、ｔ５時刻において当該行の第１個の指紋認識回路の走査回路にデータ信号Ｄａｔａ１を送信してｔ５０時刻まで続けると同時に、当該第１個の指紋認識回路から出力されたＤ－ｏｕｔ１を受信し、そして、ｔ５０時刻において当該行の第２個の指紋認識回路の走査回路にデータ信号Ｄａｔａ２を送信してｔ５１時刻まで同じ時間続けると同時に、当該第２個の指紋認識回路から出力されたＤ－ｏｕｔ２を受信し、これによって類推し、ｔ５ｎ－１時刻において当該行の第ｎ個の指紋認識回路の走査回路にデータ信号Ｄａｔａｎを送信してｔ４０時刻まで同じ時間続けると同時に、当該第ｎ個の指紋認識回路から出力されたＤ－ｏｕｔｎを受信するまで行う。この後、Ｓ１０４の図１１に示される上記のプロセスを重複して、そして、次の行の目標指紋認識回路における走査回路に走査信号Ｓｅｌｅｃｔを送信して、走査信号Ｓｅｌｅｃｔの持続時間内に、当該次の行の目標指紋認識回路における各列の目標指紋認識回路の走査回路にハイレベルのデータ信号Ｄａｔａを引き続き、すべての行の目標指紋認識回路から出力された第２電気信号Ｄ－ｏｕｔが受信されるまで、順次送信する。
【0045】
なお、図９は、電子機器の制御方法の１つの実施例のタイミング図を示しており、指には凹凸の異なる領域があり、突起した領域で反射した光が強いため、指の突起した領域に対応する指紋認識回路はｔ５時刻の後に図９に示されるハイレベルの第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを出力することができる。一方、指の凹んだ領域で反射した光が弱いため、光検知回路は第１電気信号を出力せず、この場合、走査回路は走査信号を受信したとしても第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを出力せず、その波形図を図１０に示し、図１０は、本願により提供される電子機器の制御方法の別の実施例のタイミング図であり、図１０から分かるように、当該指紋認識回路はｔ５時刻の後にその出力端がいずれもローレベルとなり、ハイレベルの第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを出力しない。
【0046】
最終的には、処理ユニットは、光学指紋認識素子における複数の指紋認識回路から出力された第２電気信号をすべて取得した後、第２電気信号の電圧及び／又は電流の大小に基づいて複数の指紋認識回路の上方の指の指紋の画像をすべて決定して、この後の指紋認識処理を行う。例えば、指紋認識回路は図９に示される第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを出力したと決定した場合、当該指紋認識回路の上方は指紋の突起した部分であると決定するが、指紋認識回路は図１０に示される第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを出力したと決定した場合、指紋認識回路の上方は指紋の凹んだ部分であると決定する。本願の実施例における電子機器の制御方法を実行するときの各指紋認識回路の動作方式及び原理は、指紋認識回路に関する前記した説明を参照することができ、ここで繰り返して説明しない。
【0047】
図１２は、本願により提供される光学指紋認識素子の１つの応用シーンの概略図であり、図１２に示される光学指紋認識素子には図７に示される指紋認識回路を複数備える場合、仮にこのとき破線枠での指紋認識回路の一部であるＰ２２、Ｐ２３、Ｐ３２及びＰ３３によってのみ指紋認識を行う必要があると想定すると、処理ユニット２３により当該指紋認識回路の一部のスイッチ回路に制御信号を送信することができ、このように、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３２、及びＰ３３という４つの指紋認識回路のイネーブル回路における第５スイッチトランジスタＴ５と第６スイッチトランジスタＴ６は導通され、通常通りに第２電気信号を出力することができ、この後この４つの指紋認識回路から出力された第２電気信号のみに基づいて指紋認識を行なえばよい。一方、他の指紋認識回路のスイッチ回路は制御信号を受信しておらず、第５スイッチトランジスタＴ５と第６スイッチトランジスタＴ６は導通されていないため、第２電気信号を出力しない。したがって、本実施例の応用シーンでは、異なる指紋認識回路を選択的に制御することを制御信号によって実現し、認識する必要がある領域内の指紋認識回路を導通して第２電気信号を出力するように制御することができ、認識する必要がない領域の画素回路は第２電気信号を出力しないため、無効な信号処理プロセス及び無効な消費電力は節約され、当該光学指紋認識素子を使用して指紋認識を行うときに必要な全体の信号量は増加し、消費電力は低下すると同時に、当該光学指紋認識素子を使用した電子機器の差別化認識の設定に寄与する。
【0048】
当業者であれば、上記の方法の実施例を実現するステップの全部又は一部が、プログラム命令に関連するハードウェアによって実行され得ることを理解することができる。前記したプログラムはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶され得る。当該プログラムは実行されるとき、上記の各方法の実施例を含むステップは実行される。前記した記憶媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスクまたは光ディスクなどプログラムコードを記憶できる様々な媒体を含む。
【0049】
最後に説明すべきものとして、以上の各実施例は、本願の技術的解決手段を説明するためのものであって、それを制限するものではなく、前述した各実施例を参照しながら本願を詳細に説明しているが、当業者であれば、依然として前述した各実施例に記載の技術的解決手段を修正するか、又はそのうちの一部又はすべての技術的特徴に対して等価置換を行うことができ、これらの修正又は置換は、対応する技術的解決手段の本質を本願の各実施例の技術的解決手段の範囲から逸脱しないと理解すべきである。
【0050】
本願は２０２１年８月１２日に中国特許局に提出された、出願番号が２０２１１０９２４８３１．８で、出願の名称が「指紋認識回路、ディスプレイパネル及びその制御方法」という中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は援用によって本願に組み合わせられる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【手続補正書】
【提出日】2023-07-26
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
第３態様では、本願は、本願第２態様により提供されるディスプレイパネルを制御することに適用される、電子機器の制御方法を提供し、当該方法は、前記光学指紋認識素子の複数の指紋認識回路のうちの少なくとも１つの目標指紋認識回路の光検知回路に第１電位信号と第２電位信号とを送信することと、前記少なくとも１つの目標指紋認識回路の光検知回路に第１電位信号と第２電位信号とを送信することと、前記少なくとも１つの目標指紋認識回路のリセット回路にリセット信号を送信することと、前記少なくとも１つの目標指紋認識回路の保持回路に保持信号を送信することと、前記少なくとも１つの目標指紋認識回路の各行の走査回路に走査信号を順次送信して、当該行の走査回路における各列の走査回路にデータ信号を順次送信し、各行及び各列の目標指紋認識回路から出力された第２電気信号を取得することと、を含む。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
本願の実施例又は従来の技術の解決手段をより明確に説明するため、以下、実施例又は従来の技術の記述において使用する必要がある図面を簡単に説明する。当然ながら、以下、記載する図面は本願のいくつかの実施例であり、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の図面を想到しうる。
【図1】本願により提供される指紋認識回路が適用されるシーンの概略図である。
【図2】本願により提供される光学指紋認識素子の構造概略図である。
【図3】本願により提供される指紋認識回路の１つの実施例の構造概略図である。
【図4】本願により提供される指紋認識回路の信号インタラクションのフローチャートである。
【図5】本願により提供される指紋認識回路の１つの実施例の回路構造概略図である。
【図6】本願により提供される第３スイッチトランジスタのＩＶ曲線の概略図である。
【図7】本願により提供される指紋認識回路の別の実施例の回路構造概略図である。
【図8】本願により提供される光学指紋認識素子の１つの実施例の構造概略図である。
【図9】本願により提供される電子機器の制御方法の１つの実施例のタイミング図である。
【図10】本願により提供される電子機器の制御方法の別の実施例のタイミング図である。
【図11】本願により提供される電子機器の制御方法の別の実施例のタイミング図である。
【図12】本願により提供される光学指紋認識素子の１つの応用シーンの概略図である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0013】
図１は、本願により提供される指紋認識回路が適用されるシーンの概略図であり、本願の実施例における指紋認識回路は、指紋画素回路とも呼ばれる。図１に示されるシーンでは、電子技術の発展に伴い、携帯電話、タブレットコンピュータなどの電子機器２０に配置されているディスプレイスクリーンはますます大きくなっており、電子機器２０のディスプレイスクリーンの表示効果を高めるために、一部の電子機器２０はそのディスプレイ側の全体にディスプレイスクリーン２１を配置して、他の物理ボタンを配置しない。この場合、電子機器２０はユーザ１０の指の指紋を認識する必要があり、これによって、指紋ロック解除、指紋認証などの機能を実現する。１つの方法として、電子機器２０は、ディスプレイスクリーン２１の下方に光学指紋認識素子２２を隠れて配置し、ユーザ１０の指がディスプレイスクリーンの指定領域に密着しているとき、ディスプレイスクリーン２１が発する光は指に照射し、指紋の凹凸が光を反射する強度は異なるため、光学指紋認識素子２２は指で反射した光を収集した後、電子機器２０における処理ユニット２３は収集された光情報に基づいて指紋認識を行う。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0020】
リセット回路２２３は、保持回路２２２が第１分圧ノードでの第１電気信号の電位情報を記憶する前に、保持回路２２２に記憶された電位情報を削除し、この前に記憶された電位情報が第１分圧ノードでの第１電気信号の電位情報を干渉することを防止するために用いられる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0021】
走査回路２２４は、保持回路２２２に記憶された第１電気信号の電位情報に基づいて第２電気信号を出力するために用いられ、走査回路２２４から出力された第２電気信号が第１電気信号を増幅した電気信号である。第２電気信号の電圧及び／又は電流は第１分圧ノードでの第１電気信号の電圧及び／又は電流よりも大きい。走査回路２２４から出力された第２電気信号は、指紋認識回路２２０の対応する位置の指紋情報を指示するために用いられ、走査回路２２４は、第２電気信号を電子機器２０における処理ユニット２３に出力することができ、処理ユニット２３は、すべての指紋認識回路２２０から出力された第２電気信号を受信した後、すべての指紋認識回路２２０により提供される第２電気信号に基づいて対応する位置の指紋情報を決定して、この後の指紋認識処理を行うことができ、本願は、処理ユニット２３の第２電気信号に対するこの後の処理を限定しない。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0026】
リセット回路２２３は、第２スイッチトランジスタＴ２を含む。第２スイッチトランジスタＴ２の制御端はリセット信号Ｒｓｔを受信するために用いられ、第２スイッチトランジスタＴ２の第１端は第２電位信号ＶＨを受信するために用いられ、第２スイッチトランジスタＴ２の第２端はコンデンサＣの第１端に接続される。リセット回路２２３における第２スイッチトランジスタＴ２の制御端はリセット信号Ｒｓｔを受信していない場合、第２スイッチトランジスタＴ２は遮断状態となり、保持回路２２２をリセットしないが、リセット回路２２３における第２スイッチトランジスタＴ２の制御端はリセット信号Ｒｓｔを受信した場合、第２スイッチトランジスタＴ２は導通状態となり、コンデンサＣの第１端は第２スイッチトランジスタＴ２を介して第２電位信号ＶＨに接続されることができ、この場合、コンデンサＣの両端の第２電位信号ＶＨと接地点とで共にコンデンサＣに記憶された電位情報をリセットし、コンデンサＣの電荷を接地点から放出する方式でコンデンサＣに記憶された電位情報をクリアし、コンデンサＣに残った電荷がコンデンサＣにおける第１電気信号の電位情報の記憶に影響を与えることを防止する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0042】
Ｓ１０３では、少なくとも１つの目標指紋認識回路における保持回路に保持信号を送信する。処理ユニットは、図９に示されるｔ２の後のｔ３時刻に、各指紋認識回路の保持回路に保持信号を送信して、ｔ４時刻の前のｔ３０時刻まで続けることができ、この場合、各保持回路は、保持信号を受信した後、第１分圧ノードが記憶されている第１電気信号の電位情報を受信することができる。いくつかの実施例では、保持回路における第１スイッチトランジスタＴ１はＰ型ＴＦＴである場合、図９に示される保持信号Ｈｏｌｄｉｎｇはローレベル信号とする。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0043】
Ｓ１０４では、行ごとに走査することにより、各行の目標指紋認識回路における走査回路に走査信号を順次送信し、例えば、図９に示されるｔ４時刻に、一行の指紋認識回路に行ごとの走査信号Ｓｅｌｅｃｔを送信して、ｔ４０時刻まで続け、ｔ４時刻とｔ４０時刻との間の時間帯において、処理ユニットはさらに、当該行の目標指紋認識回路における走査回路における、各列の目標指紋認識回路における走査回路にハイレベルのデータ信号Ｄａｔａを順次送信し、走査回路における第４スイッチトランジスタＴ３はＰ型ＴＦＴである場合、図９に示される走査信号Ｓｅｌｅｃｔはローレベル信号となり、最終的に図９に示されるｔ４－ｔ４０時刻の間にハイレベルのデータ信号Ｄａｔａが送信されるたびに対応する時刻に、処理ユニットは当該一行及び一列の指紋認識回路から出力されたハイレベルの第２電気信号Ｄ－ｏｕｔを受信することができる。第２電気信号Ｄ－ｏｕｔの電流と電圧との大小関係は、図６に示される概略図を参照することができる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0047】
図１２は、本願により提供される光学指紋認識素子の１つの応用シーンの概略図であり、図１２に示される光学指紋認識素子には図７に示される指紋認識回路を複数備える場合、仮にこのとき破線枠での指紋認識回路の一部であるＰ２２、Ｐ２３、Ｐ３２及びＰ３３によってのみ指紋認識を行う必要があると想定すると、処理ユニット２３により当該指紋認識回路の一部のスイッチ回路に制御信号を送信することができ、このように、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３２、及びＰ３３という４つの指紋認識回路のスイッチ回路における第５スイッチトランジスタＴ５と第６スイッチトランジスタＴ６は導通され、通常通りに第２電気信号を出力することができ、この後この４つの指紋認識回路から出力された第２電気信号のみに基づいて指紋認識を行なえばよい。一方、他の指紋認識回路のスイッチ回路は制御信号を受信しておらず、第５スイッチトランジスタＴ５と第６スイッチトランジスタＴ６は導通されていないため、第２電気信号を出力しない。したがって、本実施例の応用シーンでは、異なる指紋認識回路を選択的に制御することを制御信号によって実現し、認識する必要がある領域内の指紋認識回路を導通して第２電気信号を出力するように制御することができ、認識する必要がない領域の指紋認識回路は第２電気信号を出力しないため、無効な信号処理プロセス及び無効な消費電力は節約され、当該光学指紋認識素子を使用して指紋認識を行うときに必要な全体の信号量は増加し、消費電力は低下すると同時に、当該光学指紋認識素子を使用した電子機器の差別化認識の設定に寄与する。
【手続補正10】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光検知回路、保持回路、走査回路、及びリセット回路を備える指紋認識回路であって、前記光検知回路は、前記保持回路を介して前記走査回路と前記リセット回路とに接続され、前記光検知回路は、検知された光信号に基づいて第１電気信号を生成するように構成されており、
前記保持回路は、前記第１電気信号の電位情報を記憶するように構成されており、
前記走査回路は、前記保持回路に記憶された前記第１電気信号を増幅して、前記指紋認識回路の対応する位置の指紋情報を指示するように構成されている第２電気信号を出力するように構成されており、
前記リセット回路は、前記保持回路が前記第１電気信号を記憶する前に、前記保持回路に記憶された電気信号を削除するように構成されている、指紋認識回路。
【請求項2】
前記光検知回路は、感光センサー及び抵抗を備え、前記感光センサーの第１端は第１電位信号を受信するように構成されており、前記感光センサーの第２端は前記抵抗の第１端に接続され、前記抵抗の第２端は第２電位信号を受信するように構成されており、
前記光検知回路は、前記感光センサーの第１端が前記第１電位信号を受信し、前記抵抗の第２端が前記第２電位信号を受信して、且つ前記感光センサーの抵抗値が検知された光信号に応じて変化した後、前記感光センサーの第２端の電気信号又は前記抵抗の第１端の電気信号を、前記第１電気信号とするように構成される、請求項１に記載の指紋認識回路。
【請求項3】
前記保持回路は、コンデンサ及び第１スイッチトランジスタを備え、前記第１スイッチトランジスタの制御端は保持信号を受信するように構成されており、前記第１スイッチトランジスタの第１端は前記感光センサーの第２端と前記抵抗の第１端とに接続されるように構成されており、前記第１スイッチトランジスタの第２端は前記コンデンサの第１端に接続され、前記コンデンサの第２端は接地され、
前記保持回路は、前記保持信号を受信するとき、前記第１電気信号の電位情報を前記コンデンサに記憶するように構成されている、請求項２に記載の指紋認識回路。
【請求項4】
前記リセット回路は、第２スイッチトランジスタを備え、前記第２スイッチトランジスタの制御端はリセット信号を受信するように構成されており、前記第２スイッチトランジスタの第１端は前記第２電位信号を受信するように構成されており、前記第２スイッチトランジスタの第２端は前記コンデンサの第１端に接続され、
前記リセット回路は、前記リセット信号を受信した後、前記コンデンサの第１端が前記第２電位信号に接続されることを制御するように構成されている、請求項３に記載の指紋認識回路。
【請求項5】
前記走査回路は、第３スイッチトランジスタ及び／又は第４スイッチトランジスタを備え、
前記第３スイッチトランジスタの制御端は前記保持回路に記憶された第１電気信号を受信するように構成されており、前記第３スイッチトランジスタの第１端はデータ信号を受信するように構成されており、前記第３スイッチトランジスタの第２端は前記第２電気信号を出力するように構成されており、
前記第３スイッチトランジスタは、前記保持回路に記憶された第１電気信号の制御下で、前記データ信号を受信して前記第２電気信号を出力するように構成され、
前記第４スイッチトランジスタの制御端は走査信号を受信するように構成されており、前記第４スイッチトランジスタの第１端はデータ信号を受信するように構成されており、前記第４スイッチトランジスタの第２端は前記第３スイッチトランジスタの第１端に接続され、
前記第４スイッチトランジスタは、前記走査信号を受信して導通された後、前記データ信号を受信して、前記第３スイッチトランジスタの第１端に前記データ信号を出力するように構成されている、請求項４に記載の指紋認識回路。
【請求項6】
前記指紋認識回路は、スイッチ回路をさらに備え、
前記スイッチ回路は、第５スイッチトランジスタ及び第６スイッチトランジスタを備え、前記第５スイッチトランジスタと前記第６スイッチトランジスタの制御端は制御信号を受信するように構成されており、
前記第５スイッチトランジスタと前記第６スイッチトランジスタは、前記制御信号に基づいて導通されると、前記感光センサーの第１端は前記第５スイッチトランジスタを介して前記第１電位信号を受信し、前記抵抗の第２端は前記第６スイッチトランジスタを介して前記第２電位信号を受信する、請求項２に記載の指紋認識回路。
【請求項7】
前記スイッチトランジスタは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む、請求項６に記載の指紋認識回路。
【請求項8】
光学指紋認識素子を備えるディスプレイパネルであって、前記光学指紋認識素子は、行列状に分布されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の指紋認識回路を複数備え、
前記光学指紋認識素子は前記ディスプレイパネルのアレイ膜層に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記ディスプレイパネルのアレイ膜層と基板との間に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記基板の前記アレイ膜層と反対する側に配置されるか、又は、前記光学指紋認識素子は前記アレイ膜層の前記基板と反対する側に配置される、ディスプレイパネル。
【請求項9】
請求項８に記載のディスプレイパネルを制御するために使用できる、ディスプレイパネルの制御方法であって、
複数の指紋認識回路のうちの少なくとも１つの目標指紋認識回路の光検知回路に第１電位信号と第２電位信号とを送信することと、
前記少なくとも１つの目標指紋認識回路のリセット回路にリセット信号を送信することと、
前記少なくとも１つの目標指紋認識回路の保持回路に保持信号を送信することと、
前記少なくとも１つの目標指紋認識回路の各行の走査回路に走査信号を送信して、当該行の走査回路における各列の走査回路にデータ信号を送信し、各行及び各列の目標指紋認識回路から出力された第２電気信号を取得することと、を含む、ディスプレイパネルの制御方法。
【請求項10】
前記少なくとも１つの目標指紋認識回路のスイッチ回路に制御信号を送信することをさらに含み、前記目標指紋認識回路の数が前記光学指紋認識素子における前記指紋認識回路の数より小さい、請求項９に記載の方法。
【手続補正11】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図4】
【手続補正12】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図6】
【国際調査報告】