CN111611840B - 显示设备及其指纹感测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示设备及其指纹感测方法。显示设备的显示面板具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组。驱动电路驱动显示屏内式指纹传感器数组，以获得用以产生指纹影像的信息。一个显示帧期间被分为多个单元期间，这些单元期间的每一个包括显示驱动期间与触碰感测期间中的一者或两者以及至少一个指纹感测期间。驱动电路在显示帧期间的这些指纹感测期间中的第一指纹感测期间重置显示屏内式指纹传感器数组中的一个目前指纹传感器。驱动电路在第一指纹感测期间之后的第二指纹感测期间读取目前指纹传感器的感测结果。

Description

显示设备及其指纹感测方法
技术领域
本发明涉及一种电子装置，且特别是有关于一种显示设备及其指纹感测方法。
背景技术
为了要缩减显示设备(例如手持式设备)的体积，指纹感测区域可以重迭于显示面板的显示区域中。例如，显示屏下式指纹(under-display fingerprint)感测便是将指纹感测装置配置/贴附在显示面板的下方(背面)，而指纹传感器可以通过显示面板来感测/检测指纹影像。受限于电容式传感器的穿透能力的限制，显示屏下式指纹感测往往采用光学式取像(optical imaging或optical sensing)技术，其为基于通过显示面板所传输的光而感测/检测指纹影像。对于显示屏下式指纹感测而言，因为显示面板与指纹感测装置是分离的组件，所以显示面板的操作可以独立于指纹感测装置的操作。
在显示屏下式指纹感测技术中，指纹感测装置是被配置在显示面板的外部。无论如何，显示面板与指纹感测装置相互迭置后的总厚度仍然不容小觑。基于缩减显示设备厚度的设计需求，显示屏内式指纹(in-display fingerprint)感测技术便应运而生。不同于显示屏下式指纹感测的是，显示屏内式指纹感测是将指纹传感器数组内嵌于显示面板。亦即，具有显示屏内式指纹感测功能的显示面板具有像素电路数组以及显示屏内式指纹传感器数组。在显示面板更具有触碰感测功能的情况下，显示面板可以具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组。因为指纹传感器数组被内嵌于显示面板，所以显示功能的操作与指纹感测功能的操作往往会相互影响。对于显示屏内式指纹感测而言，如何安排显示驱动期间(与/或触碰感测期间)以及指纹感测期间，是一个技术课题。
须注意的是，“先前技术”段落的内容是用来帮助了解本发明。在“先前技术”段落所揭露的部份内容(或全部内容)可能不是所属技术领域中具有通常知识者所知道的习知技术。在“先前技术”段落所揭露的内容，不代表该内容在本发明申请前已被所属技术领域中具有通常知识者所知悉。
发明内容
本发明是针对一种显示设备及其指纹感测方法，以安排显示驱动期间(与/或触碰感测期间)以及指纹感测期间之间的时序关系。
根据本发明的实施例，所述显示设备包括显示面板以及驱动电路。显示面板具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组。驱动电路耦接至显示面板。驱动电路用以驱动显示屏内式指纹传感器数组，以获得用来产生指纹影像的信息。其中，一个第一显示帧期间被分为多个单元期间，这些单元期间的每一个包括显示驱动期间与触碰感测期间中的一者或两者以及至少一个指纹感测期间。驱动电路在第一显示帧期间的这些指纹感测期间中的第一指纹感测期间重置显示屏内式指纹传感器数组中的一个目前指纹传感器。驱动电路在第一指纹感测期间之后的第二指纹感测期间读取目前指纹传感器的感测结果。
根据本发明的实施例，显示设备包括显示面板以及驱动电路。显示面板具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组。显示屏内式指纹传感器数组的多个输出节点耦接至驱动电路。所述指纹感测方法包括：在第一指纹感测期间中重置目前指纹传感器行(row)的多个传感器；在第一指纹感测期间之后的第二指纹感测期间中，对显示屏内式指纹传感器数组的这些输出节点的每一个进行取样，以获得目前指纹传感器行的这些传感器的取样电压；以及在该第二指纹感测期间读取该目前指纹传感器行的该些传感器的感测结果。其中，第一显示帧期间被分为多个单元期间，以及这些单元期间的每一个包括显示驱动期间与触碰感测期间中的一者或两者以及至少一个指纹感测期间。
根据本发明的实施例，所述显示设备包括显示面板以及驱动电路。显示面板具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组。驱动电路耦接至显示面板。驱动电路用以驱动显示屏内式指纹传感器数组，以获得用来产生指纹影像的信息。其中，驱动电路在显示帧期间内执行显示驱动操作和触碰感测操作中的一者或两者，并且驱动电路在显示帧期间之后的略过期间内执行指纹感测操作。
基于上述，本发明诸实施例所述显示设备及其指纹感测方法可以驱动具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组的显示面板。对应于像素电路数组的一个显示帧期间可以分为多个单元期间。在第一显示帧期间中，这些单元期间的每一个包括显示驱动期间(与/或触碰感测期间)以及至少一个指纹感测期间。藉此，本发明诸实施例所述显示设备及其指纹感测方法可以安排显示驱动期间(与/或触碰感测期间)以及指纹感测期间之间的时序关系。
附图说明
包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1是依照本发明的一实施例所绘示的一种显示设备的电路方块(circuitblock)示意图；
图2是依照本发明的一实施例说明在图1所示显示面板中的显示屏内式指纹传感器数组的一个指纹传感器的电路示意图；
图3是依照本发明的一实施例绘示一种显示设备的指纹感测方法的流程示意图；
图4是依照本发明的一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图5是依照本发明的另一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图6是依照本发明的又一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图7是依照本发明的再一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图8是依照本发明的更一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图9是依照本发明的又一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图10是依照本发明的另一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图11是依照本发明的再一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图12是依照本发明的更一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图13是依照本发明的另一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图14是依照本发明的又一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图；
图15是依照本发明的又一实施例绘示的两个略过期间的示意图。
附图标号说明
100：显示设备；
110：驱动电路；
120：显示面板；
121：指纹传感器；
CRES：重置电容；
CSEN：取样电容；
D：显示驱动期间；
D1：二极管；
DF1、DF2、DF3、DF4、DF5：帧期间；
DP：显示驱动操作；
F、FC、FP、FP1、FP5、FP6、FP10：指纹感测期间；
F1：第一指纹感测子期间；
F2：第二指纹感测子期间；
FF1、FF2：指纹影像帧；
Fn、Fn-1：显示帧期间；
FP：指纹感测操作；
FS1、FS20、FS21、FS40、FS41、FS60、FSa、FSb、FSc：指纹传感器；
MN1：晶体管；
ND：节点；
PU：单元期间；
R、R1、R2、R3：重置；
S、S1、S2：取样；
S310～S330：步骤；
SOUT：节点；
SP1、SP2：略过期间；
SW1、SW2：取样开关；
SWRES：重置开关；
SWSEL：选择开关；
SWTR：传输开关；
T：触碰感测期间；
Te：曝光时间；
TP：触碰感测操作；
VRES：重置电压；
VSS：参考电压；
Vsync：垂直同步信号。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，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。
在本案说明书全文(包括申请专利范围)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以透过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。本案说明书全文(包括申请专利范围)中提及的“第一”、“第二”等用语是用以命名组件(element)的名称，或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量的上限或下限，亦非用来限制组件的次序。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的组件/构件/步骤可以相互参照相关说明。
图1是依照本发明的一实施例所绘示的一种显示设备100的电路方块(circuitblock)示意图。图1所示显示设备100包括驱动电路110以及显示面板120。驱动电路110耦接至显示面板120。显示面板120具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组。驱动电路110可以驱动显示面板120的像素电路数组，以显示影像帧于显示面板120。驱动电路110可以驱动显示面板120的显示屏内式触碰传感器数组，以检测触碰事件。驱动电路110可以驱动显示面板120的显示屏内式指纹传感器数组，以及读取感测结果。本实施例并不限制显示面板120的具体结构。显示面板120可以是具有显示功能、触碰感测功能与指纹感测功能的任何面板。举例来说，在一些实施例中，显示面板120可以是习知显示屏内式指纹感测面板或是其他显示面板。
图2是依照本发明的一实施例说明在图1所示显示面板120中的显示屏内式指纹传感器数组的一个指纹传感器121的电路示意图。需注意的是，在其他实施例中，显示面板120中的显示屏内式指纹传感器数组的实施方式不应受限于图2。图1所示显示面板120中的显示屏内式指纹传感器数组包括多个指纹传感器(像素电路)，例如图2所示指纹传感器121。指纹传感器121包括光敏器组件(例如发光二极管D1)、晶体管MN1(作为源极随耦器，sourcefollower)、传输开关(transfer switch)SWTR、重置开关SWRES与选择开关SWSEL。发光二极管D1以逆向偏压方式耦接于重置电压VRES与参考电压VSS之间，如图2所示。节点SOUT是指纹传感器121的输出节点。图2还绘示了在驱动电路110中，用于控制指纹传感器121的读出操作的组件，包括第一取样开关SW1、第二取样开关SW2、重置电容CRES以及取样电容CSEN。
在重置阶段，驱动电路110可以重置(reset)指纹传感器121。当处于重置阶段时，重置开关SWRES和传输开关SWTR在短时间内导通，使得发光二极管D1的电压(等于节点ND的电压)被重置。在重置阶段之后，传输开关SWTR被关断(turned OFF)，并且发光二极管D1开始曝光，这意味着由触碰显示面板120的手指所反射的光照射至发光二极管D1，然后节点ND的电压可能由于光电效应而下降。曝光时间的长度是预定的。曝光时间越长，节点ND的电压下降越多。
在预定的曝光时间之后，驱动电路110可以从指纹传感器121获取感测结果，所述感测是在本揭露称为取样阶段的一个阶段中执行。在取样阶段，首先，适当地控制驱动电路110中的重置开关SWRES、选择开关SWSEL和第一取样开关SW1，以重置输出节点SOUT的电压，然后对输出节点SOUT的电压进行取样。输出节点SOUT的重置电压被存储在取样电容CRES中。接下来，传输开关SWTR被导通(turned on)，使得由发光二极管D1所决定的节点ND的电压被传输到输出节点SOUT，并且驱动电路110中的第二取样开关SW2被控制以取样输出节点SOUT的电压。由此，经取样电压被存储在取样电容CSEN中。在取样阶段之后，驱动电路110可以执行读出操作(如同在读出阶段)，这意味着通过对重置电压和取样电压之间的电压差执行模拟数字转换(analog-to-digital conversion)来生成数字码(digital code)。重置电压和取样电压之间的电压差可以表示反射光10的强度，并且可以被用作来自指纹传感器121的感测结果。驱动电路110可以产生与每个指纹感测行(row)的感测结果相对应的数字码，并且将数字码输出到主机处理单元(例如手持式设备中的应用处理器)，以产生指纹影像(fingerprint image)并执行指纹认证(fingerprint authentication)。
图3是依照本发明的一实施例绘示一种显示设备的指纹感测方法的流程示意图。在步骤S310中，驱动电路110可以在指纹感测期间重置目前指纹传感器行的多个传感器。在本发明的一个实施例中，指纹感测期间是在一个显示帧期间的每个单位期间中，其时序方案请参见图4。
图4是依照本发明的一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图4所示横轴表示时间。图4所示垂直同步信号Vsync为习知，故不再赘述。垂直同步信号Vsync可以定义显示帧期间的长度。图4所示显示帧期间Fn(例如目前显示帧期间)可以被分为多个单元期间PU。在图4所示实施例中，这些单元期间PU的每一个包括显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F，而且显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F互不重迭。在同一个显示帧期间Fn中的不同单元期间PU具有相同的配置。
驱动电路110可以在一个显示驱动期间D中驱动显示面板120的像素电路数组的部份像素电路。本实施例并不限制像素电路数组的具体结构。举例来说，在一些实施例中，显示面板120的像素电路数组可以是习知的像素电路数组或是其他像素电路数组。在完成了显示帧期间Fn中的这些显示驱动期间D的操作后，驱动电路110可以显示影像帧于显示面板120。
驱动电路110可以在一个触碰感测期间T驱动/读取显示面板120的显示屏内式触碰传感器数组的部份触碰传感器。本实施例并不限制显示屏内式触碰传感器数组的具体结构。举例来说，在一些实施例中，显示面板120的显示屏内式触碰传感器数组可以是习知的触碰传感器数组或是其他触碰传感器数组。在完成了显示帧期间Fn中的这些触碰感测期间T的操作后，驱动电路110可以检测于显示面板120的触碰事件的位置。
驱动电路110可以在一个指纹感测期间F驱动/读取显示面板120的显示屏内式指纹传感器数组的部份指纹传感器。本实施例并不限制显示屏内式指纹传感器数组的具体结构。举例来说，在一些实施例中，显示面板120的显示屏内式指纹传感器数组可以是习知的指纹传感器数组或是其他指纹传感器数组。在完成了显示帧期间Fn中的指纹感测操作后，驱动电路110可以获得用来产生指纹影像(一个指纹影像帧，或是多个指纹影像帧，或是部份指纹影像帧)的信息。
图4所示图式符号FS1、FS20、FS21、FS40、FS41、FS60表示在显示面板120的显示屏内式指纹传感器数组中的多个指纹传感器行。在显示面板120的显示屏内式指纹传感器数组中的指纹传感器行FS1～FS60的数量可以依照设计需求来决定。图4所示“Ri(重置)”表示驱动电路110重置一个指纹传感器行的传感器，而图4所示“Si(取样)”表示驱动电路110在对应指纹感测期间F中获得对应于一个指纹传感器行的传感器的经取样电压。序号i表示重置或取样同一个传感器行的次数。每个取样电压是在取样阶段中获取的指纹传感器行的传感器的输出节点SOUT的电压。
请参考图4，驱动电路110可以在指纹感测期间FP重置目前指纹传感器行(例如FS21)的多个传感器。对指纹传感器行FS21的重置操作可以是第一次，并且被标示为“R1”。多个指纹传感器行(例如指纹传感器行FS21～FS40)可以在指纹感测期间FP1期间顺序地(即一行一行地)被重置(“R1”)。
在步骤S320中，驱动电路110在这些指纹感测期间F中的一个随后指纹感测期间(例如指纹感测期间FP5)可以取样在显示屏内式指纹传感器数组中的一个目前指纹传感器行(例如指纹传感器行FS21)的传感器的每个输出节点(SOUT)。请参照图4，对指纹传感器行FS21的取样操作可以是第一次，并且被标示为“S1”。多个指纹传感器行(例如指纹传感器行FS21～FS40)可以在指纹感测期间FP5顺序地(即一行一行地)被取样(“S1”)。
在步骤S330中，驱动电路110在一个对应指纹感测期间读取显示屏内式指纹传感器数组中的所述目前指纹传感器行(例如指纹传感器行FS21)的传感器的感测结果，其中所述对应指纹感测期间可以相同于对所述目前指纹传感器行进行取样的指纹感测周期(例如指纹感测期间FP5)。在指纹感测期间FP1与指纹感测期间FP5之间具有多个(或一个)单元期间PU。从指纹感测期间FP1(其中执行对目前指纹传感器行FS21的重置操作)至指纹感测期间FP5(其中执行对目前指纹传感器行FS21的取样和读出操作)的时间为目前指纹传感器行FS21的曝光时间Te。在指纹感测期间FP5，多个指纹传感器行(例如指纹传感器行FS21～FS40)可以被顺序地(即一行一行地)读出。在图4所示实施例中，指纹感测期间FP1与指纹感测期间FP5皆属于相同的目前显示帧期间Fn。
须注意的是，对于每个指纹传感器行，在第一次取样(和读出)操作完成之后，在随后的指纹感测期间(属于相同的目前显示帧周期Fn)中，对相同指纹传感器行的第二次重置操作中可以被执行。例如，对于指纹传感器行FS21的第二次重置操作(标示为“R2”)可以在指纹感测期间FP5被执行。另外，第二次取样(和读出)操作(标示为“S2”)可以在指纹感测期间FP10期间被执行。
指纹传感器行FS1～FS60的操作可以参照指纹传感器行FS21的相关说明来类堆，故不再赘述。在每次完成了所有指纹传感器行FS1～FS60的指纹感测操作(包含重置、取样与读取操作)后，驱动电路110可以获得用来产生指纹影像帧FF1的信息(由ADC输出码表示)。依照重复的指纹感应操作，驱动电路110可以在相同的显示帧期间Fn中取得用来产生另一个指纹影像帧FF2的信息(由ADC输出码表示)。需注意的是，在图4所示实施例中，一个指纹传感器行的指纹感测操作独立于另一个指纹传感器行的指纹感测操作。例如，驱动电路110可以在所述对应指纹感测期间FC除了取得取样电压以及读取目前指纹传感器行FS21的感测结果，还重置显示屏内式指纹传感器数组中的至少一个指纹传感器行(例如指纹传感器行FS20)。
再举例来说，图5是依照本发明的另一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图5所示横轴表示时间。图5所示垂直同步信号Vsync、指纹传感器行FS1～FS60、显示帧期间Fn、单元期间PU、显示驱动期间D、触碰感测期间T、指纹感测期间F、重置Ri、取样Si以及曝光时间Te可以参照图4的相关说明，故不再赘述。在完成了指纹传感器行FS1～FS60的取样/读取操作后，驱动电路110可以依据指纹传感器行FS1～FS60的感测结果而在显示帧期间Fn中取得一个指纹影像帧FF1。需注意的是，在图5所示实施例中，驱动电路110在每一个指纹感测期间F取得取样电压以及读取目前指纹传感器的感测结果，或是重置目前指纹传感器行。
图6是依照本发明的又一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图6所示横轴表示时间。图6所示图式符号FSa、FSb、FSc分别表示在显示面板120的显示屏内式指纹传感器数组中的指纹传感器行群，包括一传感器行或多传感器行。举例来说，指纹传感器行群FSa可以表示在第1行至第20行中的指纹传感器行，而指纹传感器行群FSb可以表示在第21行至第40行中的指纹传感器行。图6所示指纹传感器行群FSa、指纹传感器行群FSb与指纹传感器行群FSc可以参照图4所示指纹传感器行FS1～FS60的相关说明，图6所示垂直同步信号Vsync、显示帧期间Fn、单元期间PU、显示驱动期间D、触碰感测期间T、指纹感测期间F、重置R、取样S以及曝光时间Te可以参照图4的相关说明，故不再赘述。
指纹感测方法可以基于图6所示的时序方案来执行。在步骤S310中，驱动电路110可以在图6所示显示帧期间Fn-1的这些指纹感测期间F中的一个指纹感测期间(例如指纹感测期间FP)顺序地(即一行一行地)重置显示屏内式指纹传感器数组中的一个目前指纹传感器行群(例如指纹传感器行群FSa)的这些行。在步骤S320中，驱动电路110可以在图6所示显示帧期间Fn的这些指纹感测期间F中的一个指纹感测期间(例如指纹感测期间FC)顺序地(即一行一行地)对显示屏内式指纹传感器数组中的一个目前指纹传感器行群(例如FSa)的这些行进行取样。在步骤S330中，驱动电路110在图6所示显示帧期间Fn的这些指纹感测期间F中的一个对应指纹感测期间(例如指纹感测期间FC)读取显示屏内式指纹传感器数组中的所述目前指纹传感器行群(例如指纹传感器行群FSa)的感测结果。在先前指纹感测期间FP与对应指纹感测期间FC之间具有多个(或一个)单元期间PU。从指纹感测期间FP(其中执行对目前指纹传感器行群的重置操作)至指纹感测期间FC(其中对目前指纹传感器行群执行取样和读出操作)的时间为目前指纹传感器行群FSa的曝光时间Te。需注意的是，在图6所示实施例中，所述指纹感测期间FC属于显示帧期间Fn，以及所述指纹感测期间FP属于先前显示帧期间Fn-1，其中所述显示帧期间Fn-1早于所述显示帧期间Fn。
图7是依照本发明的再一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图7所示横轴表示时间。图7所示垂直同步信号Vsync、目前显示帧期间Fn、先前显示帧期间Fn-1、单元期间PU、显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F可以参照图4至图6的相关说明来类推，故不再赘述。需注意的是，在图7所示实施例中，在先前显示帧期间Fn-1中的每一个单元期间PU包括一个显示驱动期间D与一个触碰感测期间T，以及在目前显示帧期间Fn中的每一个单元期间PU包括一个显示驱动期间D与一个指纹感测期间F。基于图7的时序方案，n可以是偶数。在先前显示帧期间Fn-1中的每一个单元期间PU不包括指纹感测期间F，以及在目前显示帧期间Fn中的每一个单元期间PU不包括触碰感测期间T。显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F互不重迭。
图8是依照本发明的更一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图8所示横轴表示时间。图8所示垂直同步信号Vsync、目前显示帧期间Fn、先前显示帧期间Fn-1、单元期间PU、显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F可以参照图4至图7的相关说明来类推，故不再赘述。需注意的是，在图8所示实施例中，在先前显示帧期间Fn-1中的每一个单元期间PU包括一个显示驱动期间D与一个触碰感测期间T，以及在目前显示帧期间Fn中的每一个单元期间PU包括一个指纹感测期间F与一个触碰感测期间T。基于图8的时序方案，n可以是偶数。在先前显示帧期间Fn-1中的每一个单元期间PU不包括指纹感测期间F，以及在目前显示帧期间Fn中的每一个单元期间PU不包括显示驱动期间D。显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F互不重迭。
图9是依照本发明的又一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图9所示横轴表示时间。图9所示垂直同步信号Vsync、目前显示帧期间Fn与先前显示帧期间Fn-1可以参照图4至图8的相关说明来类推，图9所示单元期间PU、显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F可以参照图4至图6的相关说明来类推，故不再赘述。需注意的是，在图9所示实施例中，每一个单元期间PU包括一个显示驱动期间D、一个触碰感测期间T与一个指纹感测期间F。其中，在每一个单元期间PU中，显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F互不重迭，而且指纹感测期间F被配置在显示驱动期间D与触碰感测期间T之间。
图10是依照本发明的另一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图10所示横轴表示时间。图10所示垂直同步信号Vsync、目前显示帧期间Fn与先前显示帧期间Fn-1可以参照图4至图8的相关说明来类推，图10所示单元期间PU、显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F可以参照图4至图6的相关说明来类推，故不再赘述。需注意的是，在图10所示实施例中，每一个单元期间PU包括一个显示驱动期间D、一个触碰感测期间T与一个指纹感测期间F。其中，在每一个单元期间PU中，显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F互不重迭，而且显示驱动期间D被配置在指纹感测期间F与触碰感测期间T之间。
图11是依照本发明的再一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图11所示横轴表示时间。图11所示垂直同步信号Vsync、目前显示帧期间Fn与先前显示帧期间Fn-1可以参照图4至图8的相关说明来类推，图11所示单元期间PU、显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F可以参照图4至图6的相关说明来类推，故不再赘述。需注意的是，在图11所示实施例中，每一个单元期间PU包括一个显示驱动期间D、一个触碰感测期间T与一个指纹感测期间F。其中，在每一个单元期间PU中，显示驱动期间D以及触碰感测期间T互不重迭，而且指纹感测期间F重迭于显示驱动期间D。
图12是依照本发明的更一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图12所示横轴表示时间。图12所示垂直同步信号Vsync、目前显示帧期间Fn与先前显示帧期间Fn-1可以参照图4至图8的相关说明来类推，图12所示单元期间PU、显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F可以参照图4至图6的相关说明来类推，故不再赘述。需注意的是，在图12所示实施例中，每一个单元期间PU包括一个显示驱动期间D、一个触碰感测期间T与一个指纹感测期间F。其中，在每一个单元期间PU中，显示驱动期间D以及触碰感测期间T互不重迭，而且指纹感测期间F重迭于触碰感测期间T。
图13是依照本发明的另一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图13所示横轴表示时间。图13所示垂直同步信号Vsync、目前显示帧期间Fn与先前显示帧期间Fn-1可以参照图4至图8的相关说明来类推，图13所示单元期间PU、显示驱动期间D、触碰感测期间T以及指纹感测期间F可以参照图4至图6的相关说明来类推，故不再赘述。需注意的是，在图13所示实施例中，每一个单元期间PU包括一个显示驱动期间D、一个触碰感测期间T与一个指纹感测期间F。其中，在每一个单元期间PU中，显示驱动期间D以及触碰感测期间T互不重迭，而且指纹感测期间F重迭于显示驱动期间D以及触碰感测期间T。
图14是依照本发明的又一实施例绘示一个显示帧期间的多个单元期间的示意图。图14所示横轴表示时间。图14所示垂直同步信号Vsync、单元期间PU、目前显示帧期间Fn与先前显示帧期间Fn-1可以参照图4至图8的相关说明来类推，故不再赘述。在图14所示实施例中，每一个单元期间PU包括一个显示驱动期间D、一个触碰感测期间T、一个第一指纹感测子期间F1与一个第二指纹感测子期间F2。图14所示显示驱动期间D以及触碰感测期间T可以参照图4至图6所示显示驱动期间D以及触碰感测期间T的相关说明来类推，图14所示第一指纹感测子期间F1以及第二指纹感测子期间F2可以参照图4至图6所示指纹感测期间F的相关说明来类推，故不再赘述。需注意的是，在每一个单元期间PU中，显示驱动期间D以及触碰感测期间T互不重迭，第一指纹感测子期间F1重迭于显示驱动期间D，而且第二指纹感测子期间F2重迭于触碰感测期间T。
图15是依照本发明的又一实施例绘示的两个略过期间的示意图。图15所示的横轴表示时间。图15所示的多个帧期间包括帧期间DF1、DF2、DF3、DF4和DF5。在图15所示的实施例中，帧期间DF1、DF3和DF5被配置为三个显示帧期间，帧期间DF2被配置为略过期间SP1，并且帧期间DF4被配置为略过期间SP2。
请参照图1和图15，驱动电路110在显示帧期间(例如帧期间DF1)执行显示驱动操作和触碰感测操作其中一者或二者。在图15所示的实施例中，驱动电路110在帧期间DF1(显示帧期间)对显示面板120的像素电路数组执行显示驱动操作DP，并且对显示面板120的显示屏内式触碰传感器数组执行触碰感测操作TP。进行显示驱动操作DP的时间期间和进行触碰感测操作TP的时间期间彼此不重迭。显示驱动操作DP和触碰感测操作TP的操作细节可以参考显示驱动期间D的操作和触碰感测期间T的操作的相关说明来类推，故不再赘述。在帧期间DF1期间，驱动电路110略过(停止执行)指纹感测操作FP。
在帧期间DF1(显示帧期间)结束之后，驱动电路110进入帧期间DF2(即略过期间SP1)。在一个实施例中，驱动电路110在略过期间SP1略过(停止执行)显示驱动操作DP和触碰感测操作TP。在另一实施例中，驱动电路110在略过期间SP1执行触碰感测操作TP并且略过(停止执行)显示驱动操作DP。驱动电路110在略过期间SP1对显示面板120执行指纹感测操作FP。指纹感测操作FP的操作细节可以参考指纹感测期间F的操作的相关说明来类推，故不再赘述。
在帧期间DF2(即略过期间SP1)结束之后，驱动设备110进入帧期间DF3(显示帧期间)。在帧期间DF3(显示帧期间)结束之后，驱动装置110进入帧期间DF4(即略过期间SP2)。帧期间DF3的操作细节可以参考帧期间DF1的相关说明来类推，以及帧期间DF4(即略过期间SP2)的操作细节可以参考帧期间DF2(即略过期间SP1)的相关说明来类推，故不再赘述。在显示设备中，当指纹感测功能起动时，多个显示帧期间与多个略过期间可以交替进行。比方说，在一些实施例中，驱动电路110可以在连续三个显示帧期间结束后进入连续两个略过期间，并且在所述连续两个略过期间结束后进入连续三个显示帧期间，以此重复循环。或者，在另一些实施例中，驱动电路110可以在每一个显示帧期间结束后进入连续两个略过期间，以此重复循环。
依照不同的设计需求，上述驱动电路110的方块的实现方式可以是硬件(hardware)、韧体(firmware)、软件(software，即程序)或是前述三者中的多者的组合形式。以硬件形式而言，上述驱动电路110的方块可以实现于集成电路(integrated circuit)上的逻辑电路。上述驱动电路110的相关功能可以利用硬件描述语言(hardwaredescription languages，例如Verilog HDL或VHDL)或其他合适的编程语言来实现为硬件。举例来说，上述驱动电路110的相关功能可以被实现于一或多个控制器、微控制器、微处理器、特殊应用集成电路(Application-specific integrated circuit,ASIC)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、场可程序逻辑门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA)及/或其他处理单元中的各种逻辑区块、模块和电路。
以软件形式及/或韧体形式而言，上述驱动电路110的相关功能可以被实现为编程码(programming codes)。例如，利用一般的编程语言(programming languages，例如C、C++或汇编语言)或其他合适的编程语言来实现上述驱动电路110。所述编程码可以被记录/存放在记录媒体中，所述记录媒体中例如包括只读存储器(Read Only Memory，ROM)、存储装置及/或随机存取内存(Random Access Memory，RAM)。计算机、中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、控制器、微控制器或微处理器可以从所述记录媒体中读取并执行所述编程码，从而达成相关功能。作为所述记录媒体，可使用“非临时的计算机可读取媒体(non-transitory computer readable medium)”，例如可使用带(tape)、碟(disk)、卡(card)、半导体内存、可程序设计的逻辑电路等。而且，所述程序也可经由任意传输媒体(通信网路或广播电波等)而提供给所述计算机(或CPU)。所述通信网路例如是互联网(Internet)、有线通信(wired communication)、无线通信(wireless communication)或其它通信介质。
综上所述，本发明诸实施例所述显示设备100及其指纹感测方法可以驱动具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组的显示面板120。对应于像素电路数组的一个显示帧期间Fn可以分为多个单元期间PU。在目前显示帧期间Fn中，这些单元期间PU的每一个包括显示驱动期间D(与/或触碰感测期间T)以及至少一个指纹感测期间F。藉此，本发明诸实施例所述显示设备100及其指纹感测方法可以安排显示驱动期间D(与/或触碰感测期间T)以及指纹感测期间F之间的时序关系。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (26)

1.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括：
显示面板，具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组；以及
驱动电路，耦接至所述显示面板，用以驱动所述显示屏内式指纹传感器数组以获得用来产生指纹影像的信息，其中第一显示帧期间被分为多个单元期间，所述多个单元期间的每一个包括显示驱动期间与触碰感测期间中的一者或两者以及至少一指纹感测期间，所述驱动电路在所述第一显示帧期间的所述至少一指纹感测期间中的第一指纹感测期间重置所述显示屏内式指纹传感器数组中的一个目前指纹传感器，以及所述驱动电路在所述第一显示帧期间之后的第二显示帧期间中的第二指纹感测期间读取所述目前指纹传感器的感测结果。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述驱动电路在所述第二指纹感测期间读取所述显示屏内式指纹传感器数组中的多个指纹传感器行的每一个的指纹传感器的感测结果。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述驱动电路在所述显示驱动期间驱动所述像素电路数组以显示影像帧于所述显示面板，以及所述驱动电路在所述触碰感测期间驱动所述显示屏内式触碰传感器数组以检测于所述显示面板的触碰事件。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，在所述第一指纹感测期间与所述第二指纹感测期间之间具有所述多个单元期间的至少一个，所述第一指纹感测期间至所述第二指纹感测期间的时间为所述目前指纹传感器的曝光时间。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述驱动电路在所述第二指纹感测期间除了读取所述目前指纹传感器的所述感测结果，所述驱动电路在相同的所述第二指纹感测期间还重置所述显示屏内式指纹传感器数组中的其他指纹传感器。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，而且所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间互不重迭。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间互不重迭，而且所述至少一指纹感测期间重迭于所述显示驱动期间。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间互不重迭，而且所述至少一指纹感测期间重迭于所述触碰感测期间。
9.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间互不重迭，而且所述至少一指纹感测期间重迭于所述触碰感测期间与所述显示驱动期间。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，所述至少一指纹感测期间包括第一指纹感测子期间与第二指纹感测子期间，所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间互不重迭，所述第一指纹感测子期间重迭于所述显示驱动期间，而且所述第二指纹感测子期间重迭于所述触碰感测期间。
11.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，在所述第一显示帧期间中的所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间以及所述至少一指纹感测期间，在早于所述第一显示帧期间的第二显示帧期间中的所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间，而且所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间互不重迭。
12.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，在所述第一显示帧期间中的所述多个单元期间的每一个包括所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，在早于所述第一显示帧期间的第二显示帧期间中的所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间，而且所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间互不重迭。
13.一种显示设备的指纹感测方法，其特征在于，所述显示设备包括显示面板以及驱动电路，所述显示面板具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组，以及所述显示屏内式指纹传感器数组的多个输出节点耦接至所述驱动电路，而所述指纹感测方法包括：
在第一显示帧期间中的第一指纹感测期间重置目前指纹传感器行的多个传感器；
在所述第一显示帧期间之后的第二显示帧期间中的第二指纹感测期间，对所述显示屏内式指纹传感器数组的所述多个输出节点的每一个进行取样，以获得所述目前指纹传感器行的所述多个传感器的取样电压；以及
在所述第二指纹感测期间读取所述目前指纹传感器行的所述多个传感器的感测结果；
其中所述第一显示帧期间被分为多个单元期间，以及所述多个单元期间的每一个包括显示驱动期间与触碰感测期间中的一者或两者以及至少一指纹感测期间。
14.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，所述驱动电路在所述第二指纹感测期间读取所述显示屏内式指纹传感器数组中的多个指纹传感器行的每一个的指纹传感器的感测结果。
15.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，所述指纹感测方法更包括：
由所述驱动电路在所述显示驱动期间驱动所述像素电路数组，以显示影像帧于所述显示面板；以及
由所述驱动电路在所述触碰感测期间驱动所述显示屏内式触碰传感器数组，以检测于所述显示面板的触碰事件。
16.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，在所述第一指纹感测期间与所述第二指纹感测期间之间具有所述多个单元期间的至少一个，所述第一指纹感测期间至所述第二指纹感测期间的时间为所述目前指纹传感器的曝光时间。
17.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，所述指纹感测方法更包括：
由所述驱动电路在相同的所述第二指纹感测期间除了读取所述目前指纹传感器的所述感测结果，还重置所述显示屏内式指纹传感器数组中的其他指纹传感器。
18.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，而且所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间互不重迭。
19.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间互不重迭，而且所述至少一指纹感测期间重迭于所述显示驱动期间。
20.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间互不重迭，而且所述至少一指纹感测期间重迭于所述触碰感测期间。
21.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间互不重迭，而且所述至少一指纹感测期间重迭于所述触碰感测期间与所述显示驱动期间。
22.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，所述至少一指纹感测期间包括第一指纹感测子期间与第二指纹感测子期间，所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间互不重迭，所述第一指纹感测子期间重迭于所述显示驱动期间，而且所述第二指纹感测子期间重迭于所述触碰感测期间。
23.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，在所述第一显示帧期间中的所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间以及所述至少一指纹感测期间，在早于所述第一显示帧期间的第二显示帧期间中的所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间，而且所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间互不重迭。
24.根据权利要求13所述的指纹感测方法，其特征在于，在所述第一显示帧期间中的所述多个单元期间的每一个包括所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间，在早于所述第一显示帧期间的第二显示帧期间中的所述多个单元期间的每一个包括所述显示驱动期间以及所述触碰感测期间，而且所述显示驱动期间、所述触碰感测期间以及所述至少一指纹感测期间互不重迭。
25.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括：
显示面板，具有像素电路数组、显示屏内式触碰传感器数组以及显示屏内式指纹传感器数组；以及
驱动电路，耦接至所述显示面板，用以驱动所述显示屏内式指纹传感器数组以获得用来产生指纹影像的信息，其中所述驱动电路在显示帧期间内执行显示驱动操作和触碰感测操作中的一者或两者，并且所述驱动电路在所述显示帧期间之后的略过期间内不执行所述显示驱动操作并且执行指纹感测操作，所述显示帧期间是多个帧期间之一并且具有根据垂直同步信号定义的帧期间长度，以及所述略过期间包括该些帧期间中的至少一个另一帧期间。
26.根据权利要求25所述的显示设备，其特征在于，在所述略过期间中，所述触碰感测操作被略过。
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