利用电子装置的指纹辨识方法及其电子装置与流程

1.本揭露涉及一种利用电子装置的指纹辨识方法以及具有指纹辨识功能的电子装置，特别是涉及一种能降低扫描次数的指纹辨识方法以及电子装置。


背景技术：

2.随着科技日新月异，各种触控面板、触控显示面板以及触控屏幕也广泛地应用于日常生活中。并且，在全屏幕手机的普及化、人工智能的成熟以及对手机外观的高需求下，屏幕的指纹解锁变成受欢迎的手机解锁方法。快速且准确的指纹辨识或控定位是目前手机设计的目标。
3.以现今常用的技术而言，要在手机屏幕特定的区域才能使用指纹解锁。手机必须要对特定触控区域进行多次扫描，才能搜集指纹数据而对指纹进行辨识。因此，这将导致屏幕的指纹解锁程序会产生高延迟的不良体验，同时也会消耗大量功率造成手机工作时间缩短。


技术实现要素：

4.本揭露的目的在于提供一种利用电子装置的指纹辨识方法以及具有指纹辨识功能的电子装置。电子装置对特定触控区域进行低次数的扫描后，即可准确地对指纹进行辨识。
5.本揭露的实施例提供一种利用电子装置的指纹辨识方法。指纹辨识方法包括将电子装置的多个读出线分为至少两个群组，接收信号，依据信号决定手指触控区域，及同时地启动对应手指触控区域内，至少两个群组中的每一群组的读出线的一部分。
6.本揭露另一实施例提供一种具有指纹辨识功能的电子装置。电子装置包括触控面板、多个扫描线、多个读出线、多个读出线驱动电路及指纹辨识读出电路。多个扫描线耦接于触控面板。多个读出线耦接于触控面板。多个读出线驱动电路耦接于该多个读出线，选择性地输出指纹信息。指纹辨识读出电路耦接于该多个读出线驱动电路，用以执行指纹辨识功能。该多个读出线被分为至少两个群组。在指纹辨识读出电路接收到信号后，指纹辨识读出电路依据信号，决定手指触控区域，且同时地启动对应该手指触控区域内，至少两个群组中的每一群组的读出线的一部分。
附图说明
7.图1所示为本揭露具有指纹辨识功能的电子装置的方块图。
8.图2所示为图1的具有指纹辨识功能的电子装置中，读出线利用第一种模式分组，而再利用指纹辨识读出电路将指纹信息读出的示意图。
9.图3所示为图1的具有指纹辨识功能的电子装置中，读出线利用第二种模式分组，而再利用指纹辨识读出电路将指纹信息读出的示意图。
10.图4所示为图1的具有指纹辨识功能的电子装置中，利用控制信号控制触控面板
中，对应不同区域的读出线驱动电路的示意图。
11.图5所示为图1的具有指纹辨识功能的电子装置中，控制信号以及扫描线的信号的第一种波形的示意图。
12.图6所示为图1的具有指纹辨识功能的电子装置中，控制信号以及扫描线的信号的第二种波形的示意图。
13.图7所示为图1的具有指纹辨识功能的电子装置中，执行指纹辨识方法的流程图。
14.附图标记说明：100-电子装置；10-触控面板；11-扫描线控制电路；12-显示闸级驱动电路；13-电路组；sr1至sr14-扫描线组；fpr-手指触控区域；a1至a4-区域；d1至d6-读出线组；z1至z6-驱动电路；sc1、sc2及sw-控制信号；roic-指纹辨识读出电路；sync-同步信号；tddi-触控面板驱动电路；sw1至sw6-控制信号；t1至t2n-晶体管；r1至r2n-读出线；row8-1_gate至row8-120_gate-扫描线信号；row9-1_gate至row9-120_gate-扫描线信号；s701至s704-步骤。
具体实施方式
15.下文结合具体实施例和附图对本揭露的内容进行详细描述，且为了使本揭露的内容更加清楚和易懂，下文各附图为可能为简化的示意图，且其中的元件可能并非按比例绘制。并且，附图中的各元件的数量与尺寸仅为示意，并非用于限制本揭露的范围。
16.本揭露通篇说明书与所附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件，且本文并未意图区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求书中，“含有”与“包括”等词均为开放式词语，因此应被解释为“含有但不限定为
…”
之意。
17.说明书与请求项中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词，以修饰请求项的元件，其本身并不意含及代表该请求元件有任何之前的序数，也不代表某一请求元件与另一请求元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该多个序数的使用仅用来使具有某命名的一请求元件得以和另一具有相同命名的请求元件能作出清楚区分。
18.需说明的是，下文中不同实施例所提供的技术方案可相互替换、组合或混合使用，以在未违反本揭露精神的情况下构成另一实施例。
19.图1所示为本揭露具有指纹辨识功能的电子装置100的方块图。电子装置100包括触控面板10、多个扫描线组sr1至sr14、多个读出线组d1至d6、多个驱动电路z1至z6(可为一多工器的运作电路)、以及指纹辨识读出电路roic。应当理解的是，电子装置100的触控面板10可为仅具有触控功能的触摸板，如电容式触摸板或是电阻式触摸板。然而，电子装置100的触控面板10也可为具有显示影像或/及触控功能的面板。触控面板10的任何合理的结构都属于本揭露的范畴。并且，电子装置100可应用于显示设备、天线装置、感测装置或拼接装置，但不以此为限。电子装置100可为可弯折或可挠式的电子装置。电子装置100可例如包括液晶(liquid crystal)和发光二极管。发光二极管(light emitting diode，led)可例如包括有机发光二极管(organic light emitting diode，oled)、次毫米发光二极管(mini led)、微发光二极管(micro led)或量子点发光二极管(quantum dot，qd，可例如为qled、qdled)，荧光(fluorescence)、磷光(phosphor)或其他适合材料，且可任意排列组合，但不以此为限。触控面板10可被区分为p
×
q个区域。p及q为正整数。在图1中，p＝14(沿着y轴排
列)，q＝6(沿着x轴排列)。触控面板10的p
×
q个区域并无限制其尺寸以及形状。举例而言，在图1中，触控面板10的每一区可对应120条扫描线以及120条读出线。换句话说，触控面板10左上角的区域对应扫描线组sr1以及读出线组d1。在此，扫描线组sr1可包含120条扫描线，读出线组d1可包含120条读出线，依此类推。然而，在电子装置100中，每一区对应的扫描线数目以及读出线数目没有限制。亦即，第(p,q)区对应的扫描线组srp的扫描线数目没有限制，且对应的读出线组dq的读出线数目没有限制。触控面板10的多个扫描线以及多个读出线耦接于触控面板10。多个驱动电路z1至z6耦接于该多个读出线，用以选择性地输出指纹信息。换句话说，多个驱动电路z1至z6可以视为多工器的输入端。电子装置100可以选择性的输出对应触控面板10的特定区域的数据，以减少触控面板10的扫描次数过高，其细节于后文说明。指纹辨识读出电路roic耦接于该多个驱动电路z1至z6，用以执行指纹辨识功能。在具有指纹辨识功能的电子装置100中，该多个读出线被分为至少两个群组。在指纹辨识读出电路roic接收到信号后，指纹辨识读出电路roic可依据信号，决定手指触控区域fpr。于此，指纹辨识读出电路roic接收的信号可为触控信号，包含手指触碰到触控面板10的定位信息。手指触控区域fpr可以包括多个区域。例如在图1中，手指触控区域fpr可以包括区域a1、区域a2、区域a3、以及区域a4。因此，以一种实施例的设定而言，单一扫描线组包含120条扫描线，单一读出线组包含120条读出线。因此，当手指触控区域fpr包括区域a1、区域a2、区域a3、以及区域a4时，其对应扫描线组sr8、扫描线组sr9、读出线组d3、以及读出线组d4。换句话说，图1的手指触控区域fpr对应240条扫描线以及240条读出线。指纹辨识读出电路roic可以同时地启动对应手指触控区域fpr内，至少两个群组中的每一群组的读出线的一部分。举例而言，于前述提及，手指触控区域fpr对应扫描线组sr8、扫描线组sr9、读出线组d3、以及读出线组d4。由于指纹辨识读出电路roic可以同时地启动读出线组d3以及读出线组d4，因此可以一次接收240个读出线的数据。指纹辨识读出电路roic可以依据手指触控区域fpr，产生控制信号sw，以控制至少两个群组的读出线中的每一群组的读出线的一部分同时启动(例如读出线组d3以及d4，共计240条读出线)。指纹辨识读出电路roic还可以产生控制信号sc1，以驱动扫描线控制电路11对手指触控区域fpr依序进行扫描，如利用扫描线组sr8及扫描线组sr9的240条扫描线依序扫描。换句话说，指纹辨识读出电路roic可以启动重叠于手指触控区域fpr内的多个扫描线。在对应手指触控区域fpr的读出线同时启动且完成扫描程序后，指纹辨识读出电路roic可以读取指纹信息。应当理解的是，以上所述的「读出线」以及「扫描线」是用来驱动指纹辨识功能的电路。换句话说，「扫描线」是用以辨识指纹特征的扫描线。
20.当电子装置100的触控面板10为具有显示影像或/及触控功能的显示触控面板时，电子装置100还可包括触控面板驱动电路tddi、显示闸级驱动电路12、以及电路组13。电路组13可包括至少一多工器与至少一解多工器。于此说明，触控面板驱动电路tddi可控制电路组13，以降低用于显示影像的多个显示扫描线的数量需求。电路组13可包括至少一个多工器与至少一个解多工器。电路组13可耦接于触控面板驱动电路tddi。例如，显示影像需要扫描1080列像素，驱动扫描线的集成电路需要支持1080
×
3条扫描线。然而，若引入电路组13后，可将1080
×
3条扫描线分区(例如分为6区)，因此，1080
×
3条扫描线只需要扇出(fanout)540条扫描线。触控面板驱动电路tddi可产生同步信号sync至指纹辨识读出电路roic。电子装置100的运作步骤为:手指触碰触控面板10后，触控面板10可以取得手指位置，
并将带有手指位置(手指坐标值)的信号传送至触控面板驱动电路tddi，然后驱动电路tddi可通过主机，将手指坐标值转送至指纹辨识读出电路roic，指纹辨识读出电路roic可利用控制信号sw，选择至少两个驱动电路(如驱动电路z3以及驱动电路z4)，以使部分的读出线启动。指纹辨识读出电路roic可再利用控制信号sc1，控制多个扫描线组(如扫描线组sr8及扫描线组sr9，总共240条扫描线)以对手指触控区域fpr进行扫描。触控面板驱动电路tddi可产生控制信号sc2，以控制显示闸级驱动电路12驱动多个显示扫描线。应当理解的是，以上所述的「显示数据线」以及「显示扫描线」是用以控制触控面板10显示不同影像的电路。电子装置100将多个读出线分组的机制，以及如何控制多个区域的读出线的机制，将于后文详述。
21.图1与图2所示为具有指纹辨识功能的电子装置100中，读出线利用第一种模式分组，而再利用指纹辨识读出电路roic将指纹信息读出的示意图。承上述实施例的设定，读出线组d1至d6的每一组读出线各包含120条读出线，但不限于此。手指触控区域fpr可包含4个区域(区域a1至区域a4)。指纹辨识读出电路roic一次可以收取240条读出线，相当于一次可以收取2个区域的读出线组。例如，区域a1以及区域a3对应读出线组d3。区域a2以及区域a4对应读出线组d4。在图2中，读出线组d1至d6可被分为两个群组。第一个群组包含读出线组d1、读出线组d3以及读出线组d5。第二个群组包含读出线组d2、读出线组d4以及读出线组d6。读出线组d1、读出线组d3以及读出线组d5由于隶属于第一个群组，故读出线组d1、读出线组d3以及读出线组d5可互相耦接。类似地，读出线组d2、读出线组d4以及读出线组d6由于隶属于第二个群组，故读出线组d2、读出线组d4以及读出线组d6可互相耦接。并且，第一个群组可由读出线组d1、读出线组d3以及读出线组d5选出一个读出线组。第二个群组可由读出线组d2、读出线组d4以及读出线组d6选出另一个读出线组(如图2)。而选择读出线组的元件可为多工器进行选择。换句话说，电子装置100可引入多工器，且多工器可用以由分为至少两个群组的多个读出线中，选择部分的读出线。因此，原本六个读出线组(d1至d6)，仅有两个读出线组会同时开启，而本揭露并不限于此。举例而言，当第一个群组启用读出线组d1，且第二个群组启用读出线组d2时，电子装置100的触控面板10一次可以扫描两个区域。当第一个群组启用读出线组d3，且第二个群组启用读出线组d4时，电子装置100的触控面板10一次可以扫描两个区域。当第一个群组启用读出线组d5，且第二个群组启用读出线组d6时，电子装置100的触控面板10一次可以扫描两个区域。以图1的实施例而言，由于手指触控区域fpr包含区域a1、区域a2、区域a3、及区域a4。区域a1及区域a2位在触控面板10中间的两个区域，对应扫描线组sr8(120条扫描线)。区域a3及区域a4位在触控面板10中间的两个区域，对应扫描线组sr9(120条扫描线)。因此，依据手指触控区域fpr的位置，第一个群组可以启用读出线组d3。第二个群组可以启用读出线组d4。如此，对于包含四个区域(a1至a4)的手指触控区域fpr中，触控面板10可以同时扫描两个区域。换句话说，触控面板10只要扫描两次，指纹辨识读出电路roic即可通过读出线获取手指触控区域fpr所有的指纹信息。更精确地说，由于指纹辨识读出电路roic可将第一个群组中，三个读出线组选出一个。指纹辨识读出电路roic可同时将第二个群组中，三个读出线组选出一个。因此，对于第一个群组及第二个群组而言，等同于多个读出线可耦接于至少一个多工器，且至少一个多工器用以将多个读出线分为至少两个群组。并且，多工器的维度并无限制。换句话说，在其他实施例中，第一个群组及第二个群组可用别种模式配置，细节如后文说明。
22.图3所示为具有指纹辨识功能的电子装置100中，读出线利用第二种模式分组，而再利用指纹辨识读出电路roic将指纹信息读出的示意图。电子装置100可设定分组模式，而并不局限于上述的实施例。在图3中，读出线组d1至d6可被分为三个群组。第一个群组包含读出线组d1以及读出线组d4。第二个群组包含读出线组d2以及读出线组d5。第三个群组包含读出线组d3以及读出线组d6。读出线组d1以及读出线组d4由于隶属于第一个群组，故读出线组d1以及读出线组d4可互相耦接。类似地，读出线组d2以及读出线组d5由于隶属于第二个群组，故读出线组d2以及读出线组d5可互相耦接。类似地，读出线组d3以及读出线组d6由于隶属于第三个群组，故读出线组d3以及读出线组d6可互相耦接。并且，第一个群组可由读出线组d1以及读出线组d4选出一个读出线组。第二个群组可由读出线组d2以及读出线组d5选出另一个读出线组。第三个群组可由读出线组d3以及读出线组d6选出另一个读出线组(如图3)。类似地，选择读出线组的元件可为多工器进行选择。换句话说，电子装置100可引入多工器，且多工器可用以由上述群组的多个读出线中，选择部分的读出线。因此，原本六个读出线组(d1至d6)，仅有三个读出线组会同时开启，而本揭露并不限于此。举例而言，当第一个群组启用读出线组d1，第二个群组启用读出线组d2，且第三个群组启用读出线组d3时，电子装置100的触控面板10一次可以扫描三个区域。当第一个群组启用读出线组d4，第二个群组启用读出线组d5，且第三个群组启用读出线组d6时，电子装置100的触控面板10一次可以扫描三个区域。若手指触控区域fpr横跨了读出线组d2至d4对应的三个区域，指纹辨识读出电路roic可同时开启第二个群组中的读出线组d2、第三个群组中的读出线组d3、以及第一个群组中的读出线组d4。换句话说，触控面板10可以同时扫描三个区域。由于触控面板10可以同时扫描至少两个区域，因此可以降低扫描次数。
23.如前述提及，在图2及图3中，至少两个群组的读出线为交错排列，且至少两个群组中，每一群组的读出线的排列间隔距离相同。举例而言，在图2中，第一个群组以及第二个群组的读出线为交错排列(群组集合{d1,d3,d5}以及群组集合{d2,d4,d6})。在图3中，第一个群组、第二个群组以及第三个群组的读出线为交错排列(群组集合{d1,d4}、群组集合{d2,d5}、群组集合{d3,d6})。然而，本揭露并无限制读出线的分组模式，任何合理的技术都属于本揭露的范畴。并且，在手指触摸手指触控区域fpr后，手指触控区域fpr通过至少两个群组的读出线，输出指纹信息至指纹辨识读出电路roic。指纹辨识读出电路roic依据指纹信息，对手指进行指纹辨识。并且，由于电子装置100可以同时扫描两个以上的区域，因此至少可以降低传统扫描机制中，一半以上的扫描次数。
24.图4所示为具有指纹辨识功能的电子装置100中，利用控制信号sw1至sw6控制触控面板10中，对应不同区域的驱动电路z1至z6的示意图。如前述提及，读出线组d1至d6可被分为至少两个群组。例如读出线组d1至d6可被分为第一个群组{d1,d3,d5}以及第二个群组{d2,d4,d6}。指纹辨识读出电路roic会产生控制信号，以控制驱动电路z1至z6将第一个群组{d1,d3,d5}中之一个读出线组开启，以及同时将第二个群组{d1,d3,d5}中之一个读出线组开启。换句话说，驱动电路z1至z6可视为多工器在选择信号时的开关。请同时参阅图3以及图4，驱动电路z1包含晶体管t1至tn(图4)。控制信号sw1可以通过闸级端，控制晶体管t1至tn，n可为120，表示读出线组d1的读出线r1至rn可由控制信号sw1控制。当控制信号sw1为高电位，晶体管t1至tn为导通，导致读出线组d1的读出线r1至rn所带的指纹数据可被指纹辨识读出电路roic接收。然而，本揭露不限于此，任何可控制读出线组d1的多个读出线所用
的控制信号的波形都属于本揭露的范畴。类似地，驱动电路z2包含晶体管tn 1至t2n。控制信号sw2可以通过闸级端，控制晶体管tn 1至t2n，可为120(晶体管的索引为t121～t240)，表示读出线组d2的120条读出线rn 1至r2n可由控制信号sw1控制(读出线的索引为r121～r240)。当控制信号sw1为高电位，晶体管t1至tn为导通状态，导致读出线组d2的120条读出线rn 1至r2n所带的指纹数据可被指纹辨识读出电路roic接收，依此类推。应当理解的是，晶体管t1至tn或/及晶体管tn 1至t2n可为n型金属氧化物半导体场效晶体管(n type metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,nmos)、p型金属氧化物半导体场效晶体管(p type metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,pmos)或互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,cmos),但不限于此。因此，控制信号sw1至控制信号sw6的电压可以依据晶体管t1至tn以及晶体管tn 1至t2n的规格而调整。任何合理的变更都属于本揭露的范畴。指纹辨识读出电路roic所产生的控制信号sw1至sw6可以通过晶体管，控制触控面板10中需要启用的读出线。因此，在每次的扫描中，指纹辨识读出电路roic可以通过读出线同时获取两个区域以上的指纹数据。
25.图5所示为具有指纹辨识功能的电子装置100中，控制信号sw1至sw6、扫描线信号row8-1_gate至row8-120_gate及扫描线信号row9-1_gate至扫描线信号row9-120_gate的第一种波形的示意图。图6所示为具有指纹辨识功能的电子装置100中，控制信号sw1至sw6、扫描线信号row8-1_gate至row8-120_gate及扫描线信号row9-1_gate至扫描线信号row9-120_gate的第二种波形的示意图。如前述提及(图1)，手指触控区域fpr包含4个区域(区域a1至区域a4)。手指触控区域fpr对应的读出线组为d3以及d4。因此，在图5中，指纹辨识读出电路roic可以产生由「低电位转高电位」的控制信号sw3及sw4，将多工器打开(将z3及z4内的晶体管打开)，以使读出线组d3以及d4是启用的状态。扫描线信号row8-1_gate至row8-120_gate接着会同时对区域a1以及区域a2依序进行扫描。接着，扫描线信号row9-1_gate至扫描线信号row9-120_gate会同时对区域a3以及区域a4依序进行扫描。因此，对于手指触控区域fpr，电子装置100仅需两次扫描即可完成指纹数据的读取。类似地，在图6中，指纹辨识读出电路roic可以产生「高电位」的控制信号sw3及sw4，将多工器打开(将z3及z4内的晶体管打开)，以使读出线组d3以及d4是启用的状态。扫描线信号row8-1_gate至row8-120_gate接着会同时对区域a1以及区域a2依序进行扫描。接着，扫描线信号row9-1_gate至扫描线信号row9-120_gate会同时对区域a3以及区域a4依序进行扫描。因此，对于手指触控区域fpr，电子装置100仅需两次扫描即可完成指纹数据的读取。
26.图7所示为具有指纹辨识功能的电子装置100中，执行指纹辨识方法的流程图。指纹辨识方法的流程包括步骤s701至步骤s704。任何合理的步骤变更都属于本揭露的范畴。步骤s701至步骤s704描述于下：
27.步骤s701：将电子装置100的多个读出线分为至少两个群组；
28.步骤s702：接收信号；
29.步骤s703：依据信号，决定手指触控区域fpr；
30.步骤s704：同时地启动对应手指触控区域fpr内，至少两个群组中的每一群组的读出线的一部分。
31.步骤s701至步骤s704的细节已于前文中详述，故于此将不再赘述。电子装置100利用将多个读出线分为至少两个群组，可同时扫描触控面板10中至少两个区域。因此，在每次
的扫描中，指纹辨识读出电路roic可以通过读出线同时获取两个区域以上的指纹数据，进而减少扫描次数而降低过长的指纹识别延迟时间。
32.综上所述，本揭露描述一种利用电子装置的指纹辨识方法以及具有指纹辨识功能的电子装置。电子装置可以应用于仅具有触控功能的触摸板，或是具有显示影像以及触控功能的显示触控面板。电子装置可将多个读出线用交错的方式分组，再开启每一群组内一部分的读出线。并且，读出线的群组的数目可以自定义。当多个读出线分为两个群组以上，表示指纹辨识读出电路可以通过读出线同时获取两个区域以上的指纹数据。换句话说，由于电子装置可以同时扫描至少两个区域，因此可以降低扫描次数。也因为电子装置可以减少扫描次数，故电子装置可以降低过长的指纹识别延迟时间。并且，电子装置也可以降低因扫描次数太多而造成的功率消耗。
33.以上所述仅为本揭露的实施例而已，并不用于限制本揭露，对于本领域的技术人员来说，本揭露可以有各种更改和变化。凡在本揭露的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本揭露的保护范围之内。