TWI770539B - 控制電路及其控制顯示面板的方法 - Google Patents

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Abstract

一種控制電路，用來控制一顯示面板，該控制電路包含有一顯示驅動電路、一指紋感測電路及一觸控感測電路。該觸控感測電路耦接於該顯示驅動電路及該指紋感測電路，用來偵測該顯示面板上的一手指觸碰，判斷該顯示面板上偵測到該手指觸碰的一位置，並傳送相關於該位置之資訊至該指紋感測電路。其中，該指紋感測電路用來在對應於該位置的至少一區域執行指紋感測，並對應從該至少一區域接收指紋影像訊號。

Description

控制電路及其控制顯示面板的方法
本發明係指一種控制電路及其控制顯示面板的方法，尤指一種基於指紋感測來控制顯示面板從暗屏模式(off-screen mode)喚醒的控制電路。
指紋辨識技術已被廣泛用於各式各樣的電子產品，例如行動電話、筆記型電腦、平板電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、及可攜式電子裝置等，用來實現身分識別。通過指紋感測能夠方便地對使用者進行身分識別，使用者只須將手指放置在指紋感測面板或區域上，即可登入電子裝置，而無須輸入冗長且繁瑣的用戶名稱及密碼。
傳統上，若使用者欲將一電子裝置(例如行動電話)從暗屏模式(off-screen mode)喚醒時，使用者可在螢幕上藉由雙擊喚醒(double-clock wakeup)或任何類似的觸控手勢來實現。若螢幕處於鎖定狀態因而需要指紋辨識來解鎖的情況下，則必須將觸控感測操作結合指紋辨識功能，此解鎖操作較為複雜。舉例來說，指紋控制電路需要與系統處理器進行通訊，以判斷並比較指紋特徵，因而使用者須將手指移動到顯示面板的預定位置上，以讀出指紋感測訊號，這些多餘的操作須花費額外的時間，導致感測速度的下降，因而降低指紋辨識的用戶體驗。
一般來說，顯示面板具有一螢幕，螢幕可搭配一觸控感測器及一指紋感測器進行設置，分別用來接收觸控訊號及指紋訊號。一控制電路可用來控制顯示面板上的顯示驅動、觸控感測及指紋感測功能。第1圖繪示一種常見的基於指紋辨識的螢幕解鎖操作。一般來說，處於睡眠模式或待機模式下的顯示面板可停用顯示功能以節省耗電，若控制電路中的觸控感測電路偵測到螢幕上發生手指觸碰時，可通知系統處理器關於手指觸碰的資訊。對應地，系統處理器可開啟螢幕以進行顯示，並傳送影像資料至螢幕以控制其顯示一圖示，用來指示欲接收指紋影像的指定位置。接著，使用者可將手指移動到該指定位置，控制電路中的指紋感測電路即可接收指紋影像訊號並傳送對應的影像資料至系統處理器。因此，系統處理器即可比較所接收的指紋影像與先前儲存的指紋資料之特徵以判斷其是否匹配，進而決定是否解鎖螢幕。
在利用指紋辨識進行解鎖的操作中，需要在控制電路及系統處理器之間來回傳送指紋影像訊號及相關的顯示資料，因此耗費了大量的時間來進行通訊。同時，由於使用者須將手指移動到系統指定的位置，此多餘的動作和時間降低了指紋辨識的用戶體驗。再者，由於系統處理器須傳送影像訊號至螢幕以顯示圖示，需要更多耗電來實現此顯示運作。有鑑於此，習知技術實有改進之必要。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種控制電路以及控制顯示面板的方法，以解決上述問題。
本發明的一實施例揭露一種控制電路，用來控制一顯示面板。該控制電路包含有一顯示驅動電路、一指紋感測電路及一觸控感測電路。該觸控感測電路耦接於該顯示驅動電路及該指紋感測電路，用來偵測該顯示面板上的一手指觸碰，判斷該顯示面板上偵測到該手指觸碰的一位置，並傳送相關於該位置之資訊至該指紋感測電路。其中，該指紋感測電路用來在對應於該位置的至少一區域執行指紋感測，並對應從該至少一區域接收指紋影像訊號。
本發明的另一實施例揭露一種可用於一控制電路的方法，用來控制一顯示面板。該方法包含下列步驟：偵測該顯示面板上的一手指觸碰；判斷該顯示面板上偵測到該手指觸碰的一位置；該控制電路中的一觸控感測電路傳送相關於該顯示面板上偵測到該手指觸碰的該位置之資訊至該控制電路中的一指紋感測電路及一顯示驅動電路；以及該指紋感測電路在對應於該位置的至少一區域執行指紋感測，並對應從該至少一區域接收指紋影像訊號。
30,60,100,150:指紋感測系統
300,1000:系統處理器
302,1002:指紋觸控顯示整合電路
304,1004:顯示面板
312:顯示驅動電路
314:觸控感測電路
316:指紋感測電路
40:螢幕解鎖流程
400~418:步驟
610:背光單元
620:背光控制器
1502:觸控顯示驅動整合電路
1503:指紋讀出積體電路
第1圖繪示一種常見的基於指紋辨識的螢幕解鎖操作。
第2圖為本發明實施例基於指紋辨識的螢幕解鎖方法之示意圖。
第3圖為本發明實施例一指紋感測系統之示意圖。
第4圖為本發明實施例一螢幕解鎖流程之流程圖。
第5圖為提供予顯示驅動電路及指紋感測電路的手指觸碰位置相關資訊之示意圖。
第6圖為本發明實施例具有背光控制的一指紋感測系統之示意圖。
第7圖~第9圖為指紋感測系統運作之時序圖。
第10A圖為本發明實施例一指紋感測系統之示意圖。
第10B圖為本發明實施例另一指紋感測系統之示意圖。
本發明的控制電路以及相關顯示面板皆具有屏下指紋感測(in-display fingerprint sensing)功能，以改善指紋辨識的便利性，也就是說，螢幕上任何位置皆可用來感測指紋訊號。為達成此目的，顯示面板上設置有一感測器陣列。感測器陣列可由一或多個感測畫素來實現，其中每一感測畫素具有可用來感測光線以產生感測訊號的一光電二極體，以及可用來傳送感測訊號至控制電路的一電晶體。在此情況下，位於手指觸碰區域的光電二極體可感測經由手指反射的光線，以實現光學式指紋解鎖的操作。
一般來說，針對同時具有觸控及指紋感測功能的顯示裝置而言，用來處理其觸控感測及指紋感測操作的控制電路可以是一指紋觸控顯示整合(Fingerprint,Touch and Display Integration，FTDI)電路。在一實施例中，指紋觸控顯示整合電路可實現為整合於單一晶片中的積體電路。或者，指紋觸控顯示整合電路亦可以是多個晶片的組合，每一晶片具有功能不同的控制電路。為方便說明，下文之控制電路皆稱為「指紋觸控顯示整合電路」。
請參考第2圖，第2圖為本發明實施例基於指紋辨識的螢幕解鎖方法之示意圖。如第2圖所示，使用者可用手指接觸螢幕上的任何位置，以對螢幕進行解鎖。如上所述，光學式指紋解鎖方案要求面板在手指觸碰區域上發光，進而感測手指反射的光線。因此，若指紋觸控顯示整合電路中的觸控感測電路偵測到手指觸碰時，可喚醒指紋觸控顯示整合電路中的顯示驅動電路，進而在螢 幕上顯示特定影像。當未接收系統處理器之控制的情況下，該顯示驅動電路可利用內頻(internal clock)顯示的方式來點亮螢幕以顯示影像。內頻顯示代表指紋觸控顯示整合電路可根據其內部時脈的控制及同步，將顯示資料輸出至面板。在此情況下，不需要另外從系統處理器接收時脈以及顯示資料，即可在不受系統處理器控制的情況下顯示影像，可減少指紋觸控顯示整合電路與系統處理器之間的來回通訊，進而減少指紋辨識的時間。在一實施例中，顯示驅動電路可控制面板在手指觸碰的位置上顯示一曝光圖示。同時，面板上的其它區域(即手指觸碰位置以外的區域)不需曝光，可顯示暗屏模式下的黑色影像，如第2圖所示。
當偵測到手指觸碰之後，指紋感測電路即可開始在觸碰的區域上執行指紋感測並接收指紋影像訊號，接著將相關的影像資料傳送至系統處理器，系統處理器即可進行匹配並判斷所接收的指紋影像是否具有儲存於資料庫的一預設特徵。若指紋比對成功時，即可解鎖螢幕以顯示桌面背景。舉例來說，系統處理器可包含一安全性模組(如信任區(trust zone))，指紋匹配可在安全性模組中進行，以判斷是否可對螢幕解鎖。關於已註冊指紋的指紋特徵資訊可記錄在信任區中，系統處理器並使用演算法來判斷所接收的指紋影像是否和所記錄的指紋特徵匹配，進而判斷是否可對螢幕解鎖。
根據本發明之實施例，使用者僅需要將手指放置在螢幕的任一位置上，即可解鎖螢幕，而指紋感測可在手指接觸的位置上進行。如此一來，可據以實現暗屏模式(off-screen mode)下的盲解鎖，同時簡化指紋感測流程以提升感測速度，進而改善指紋辨識的用戶體驗。
請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一指紋感測系統30之示意圖。如第3圖所示，指紋感測系統30包含有一系統處理器300、一指紋觸控顯示整合電路302及一顯示面板304。系統處理器300可以是電子系統的核心處理器，例如中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、微控制器(Microcontroller Unit，MCU)、微處理器等類似元件。對於智慧型手機而言，系統處理器300可以是用來控制各項應用及操作的微控制器。系統處理器300可包含一安全性模組(如信任區)，其包含可用來進行指紋匹配的演算法。需注意的是，用於指紋辨識的演算法通常相當複雜，因此，指紋匹配應在具有龐大運算資源的系統處理器300上執行，其較難以實現於指紋觸控顯示整合電路302中。指紋觸控顯示整合電路302則用來從顯示面板304捕捉或取出指紋影像，並且對接收到的指紋訊號進行處理，以放大並取得影像資料。
指紋觸控顯示整合電路302可作為一控制電路，用來控制顯示面板304的運作。在一實施例中，顯示面板304可以是內嵌式(in-cell)觸控及指紋面板，顯示面板304內部設置有觸控感測器和指紋感測器以及其相關的電路連線，以上元件/電路可設置於例如顯示面板304的基板上。
為實現指紋解鎖的操作，指紋觸控顯示整合電路302可包含一顯示驅動電路312、一觸控感測電路314及一指紋感測電路316。顯示驅動電路312可用來控制顯示面板304發光以顯示相對應的曝光圖示。觸控感測電路314可用來偵測顯示面板304上的手指觸碰，並判斷顯示面板304上偵測到手指觸碰的位置。指紋感測電路316可在顯示面板304的任何位置上執行指紋感測，並對應接收指紋影像訊號。
詳細來說，顯示驅動電路312可藉由一行動產業處理器介面(Mobile Industry Processor Interface，MIPI)與系統處理器300通訊。在正常顯示流程中，顯示驅動電路312可從系統處理器300接收影像資料，並輸出影像資料的電壓訊號至顯示面板304。顯示驅動電路312包含有源極及閘極驅動裝置，用來輸出電壓訊號及相關控制訊號至顯示面板304上的顯示電路，進而實現顯示的控制。顯示驅動電路312並具有內頻顯示(internal clock display)的功能，即顯示驅動電路312可在不接受系統處理器300控制的情況下產生影像訊號，並根據指紋觸控顯示整合電路302之內部時脈的控制及同步，將影像訊號傳送至顯示面板304。
觸控感測電路314可用來實現觸控感測功能，以偵測顯示面板304上的手指觸碰。觸控感測電路314可包含一觸控微控制器，用來控制觸控感測的操作。觸控微控制器可藉由一串列週邊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)或一內部積體電路(Inter-Integrated Circuit，I2C)介面與系統處理器300通訊。觸控感測電路314亦可包含一觸控類比前端(Touch Analog Front-End，Touch AFE)電路，其可用來輸出觸控驅動訊號至顯示面板304，並對應從顯示面板304上的觸控感測器接收觸控感測訊號。在一實施例中，觸控感測電路314可判斷手指觸碰發生在顯示面板304上的一特定位置或區域，進而通知顯示驅動電路312在該位置或區域顯示曝光圖示，並通知指紋感測電路316在該位置或區域進行指紋感測。當顯示驅動電路312接收到觸控感測電路314的通知時，即可控制顯示面板304顯示曝光圖示以指示手指觸碰的位置。
指紋感測電路316可用來執行指紋感測功能，以掃描指紋感測器並接收來自於顯示面板304的指紋影像訊號。詳細來說，指紋感測電路316可包含用來傳送控制訊號至指紋感測器以進行掃描的一閘極控制電路，並包含用來對應 接收指紋影像訊號的一指紋類比前端(Fingerprint AFE)電路。指紋感測電路316亦可包含一指紋讀出電路，其可對接收到的指紋影像訊號上的波峰及波谷資訊進行放大，同時濾除不需要的雜訊及干擾。指紋讀出電路可藉由一串列週邊介面與系統處理器300通訊，因此可將指紋影像中的波峰及波谷資訊傳送至系統處理器300，使得系統處理器300可在安全性模組(如信任區)中執行指紋匹配及辨識。在一實施例中，指紋感測電路316可選擇性地掃描顯示面板304上的特定區域以接收指紋影像訊號，其中，掃描的區域對應於偵測到手指觸碰的位置。
請繼續參考第3圖，在指紋觸控顯示整合電路302中，觸控感測電路314耦接於顯示驅動電路312及指紋感測電路316，而這些電路之間需要相互通訊。一般來說，為了控制具有內嵌式觸控及指紋感測器的顯示面板304，必須以分時方式來進行顯示、觸控及指紋控制。在此情況下，顯示驅動電路312可傳送同步訊號或內部時脈至觸控感測電路314及指紋感測電路316，以對顯示控制、觸控感測及指紋感測等操作進行同步。觸控感測電路314與顯示驅動電路312及指紋感測電路316的任一者之間皆設置有一內部介面，使得觸控感測電路314可傳送手指觸碰位置的資訊至顯示驅動電路312及指紋感測電路316，進而實現屏下指紋感測。舉例來說，觸控感測電路314可進行觸控感測以計算觸碰位置的座標點，接著，觸控感測電路314將座標資訊告知顯示驅動電路312及指紋感測電路316，如此一來，顯示驅動電路312可控制顯示面板304在該座標點上顯示曝光圖示，同時指紋感測電路316可掃描對應於該座標點的區域以接收指紋影像。
請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一螢幕解鎖流程40之流程圖。螢幕解鎖流程40係藉由觸控偵測喚醒顯示和指紋感測電路以進行暗屏下的指紋偵測和螢幕解鎖，其可實現於面板的控制電路，如第3圖所示的指紋觸控顯示整 合電路302，螢幕解鎖流程40包含以下步驟：
步驟400：開始。
步驟402：觸控感測電路314判斷手指觸碰。
步驟404：觸控感測電路314傳送手指位置之資訊至顯示驅動電路312及指紋感測電路316。
步驟406：顯示驅動電路312被喚醒，並控制顯示面板304顯示曝光圖示以進行曝光。
步驟408：指紋感測電路316被喚醒，並選擇執行指紋感測的區域。
步驟410：當指紋感測完畢之後，顯示驅動電路312進入待機模式。
步驟412：指紋感測電路316傳送指紋影像資料至系統處理器300。
步驟414：當指紋感測完畢且指紋影像資料被傳送之後，指紋感測電路316進入待機模式。
步驟416：系統處理器300執行指紋匹配。
步驟418：若系統處理器300判斷指紋匹配成功時，顯示驅動電路312從系統處理器300接收一指示，以開始進行正常顯示操作。
當螢幕解鎖流程40開始時，顯示面板304處於暗屏模式，且顯示驅動電路312及指紋感測電路316處於睡眠模式或待機模式，此時僅由觸控感測電路314進行偵測。在一實施例中，可在暗屏模式之下執行低功耗喚醒手勢(low power wakeup gesture)偵測，以節省耗電。舉例來說，觸控感測電路314可週期性地被喚醒，以輸出掃描脈衝來偵測手指觸碰是否存在，指紋觸控顯示整合電路302中的其它模組及電路則處於睡眠模式。需注意，暗屏模式代表系統處理器300處於休眠的狀態，此時系統處理器300未驅動顯示面板304也未傳送任何顯示資料，而是由指紋觸控顯示整合電路302執行自我偵測的動作。
更明確來說，觸控感測電路314可執行1維(1D)掃描以偵測是否有手指放置在螢幕上。1維掃描代表偵測觸碰但不取得手指詳細資訊(如座標點)的掃描。週期性的1維掃描具有較低耗電，這是因為其僅偵測手指觸碰是否存在而不耗費任何資源來計算手指觸碰的詳細資訊。當偵測到手指觸碰之後，觸控感測電路314即可開始執行2維(2D)掃描，以取得手指觸碰的座標點。詳細來說，在電容式觸控感測機制之下，可取得靠近觸碰區域的數個感測電極的電容值以計算觸控區域的範圍及手指觸碰的座標點。若觸控區域的範圍大於一預定臨界值時，可將此觸碰事件判斷為有效的手指觸碰，進而將顯示驅動電路312及指紋感測電路316從睡眠模式喚醒以執行以下步驟。
接著，觸控感測電路314可傳送相關於手指觸碰位置的資訊至顯示驅動電路312及指紋感測電路316。請參考第5圖，第5圖為提供予顯示驅動電路312及指紋感測電路316的手指觸碰位置相關資訊之示意圖。如上所述，為了實現光學式指紋解鎖，應點亮顯示面板304上的觸碰區域以進行曝光。因此，觸控感測電路314可傳送觸碰位置的資訊至顯示驅動電路312，使得顯示驅動電路312可控制顯示面板304發光並且在偵測到手指觸碰的位置上對應顯示曝光圖示。此時，顯示驅動電路312可開始進行內頻顯示，其中顯示操作可利用指紋觸控顯示整合電路302的內部時脈來進行控制，無須另透過系統處理器300控制。同時，顯示驅動電路312可傳送同步訊號至觸控感測電路314及指紋感測電路316，以對指紋觸控顯示整合電路302的顯示控制、觸控感測及指紋感測等操作進行同步。
在一實施例中，若指紋觸控顯示整合電路302被設定用來控制液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)面板時，指紋觸控顯示整合電路302可另包含 一背光控制器，用來進行背光控制。請參考第6圖，第6圖為具有背光控制的一指紋感測系統60之示意圖。如第6圖所示，顯示面板304可以是具有一背光單元610的液晶顯示面板，其可藉由開啟背光單元610來執行顯示操作。同時，顯示驅動電路312另包含一背光控制器620，其可用來控制背光單元610發光，並控制其發光強度。需注意的是，在傳統的液晶顯示面板中，顯示操作是由系統處理器所控制，因此相關的背光單元也是由系統處理器所控制。相較之下，在本發明的指紋感測系統60中，背光單元610亦可由指紋觸控顯示整合電路302中的背光控制器620進行控制，因此可在不受系統處理器300控制的情況下實現顯示操作。
另一方面，關於觸碰位置的資訊也應同步傳送至指紋感測電路316，以進行指紋感測操作。一般來說，顯示面板304上的指紋感測器可分為數個區域，而根據手指的觸碰位置，可在其中的一或多個區域上執行指紋掃描，如第5圖所示。在一實施例中，觸控感測電路314可判斷顯示面板304上偵測到手指觸碰的位置及其對應的區域，並傳送相關資訊至指紋感測電路316，因此，指紋感測電路316即可在該(些)區域上執行指紋感測，並對應從該(些)區域接收指紋影像訊號。在此情況下，無須在整個螢幕上進行指紋感測，只要在偵測到手指觸碰的位置之對應區域上執行指紋感測即可，並且只需要從根據手指位置所決定或選擇的區域接收指紋影像訊號。如此一來，可減少指紋辨識及匹配所花費的時間及運算資源，進而改善指紋辨識的速度。
當指紋感測完畢且指紋感測電路316接收到指紋影像訊號之後，指紋感測電路316可通知顯示驅動電路312進入待機模式以等待後續指示。因此，顯示驅動電路312可控制顯示面板304停止發光(如停用背光單元610)，此時螢幕 可關閉。同時，指紋感測電路316可發送一中斷訊號至系統處理器300，以通知系統處理器300開始執行指紋匹配，接著將對應於所接收的指紋影像訊號之影像資料輸出至系統處理器300。舉例來說，可設置一中斷接腳連接於系統處理器300及指紋觸控顯示整合電路302之間，並透過中斷接腳發送中斷訊號。或者，亦可將中斷訊號包含在一封包內，透過設置於系統處理器300及指紋感測電路316之間的串列週邊介面來傳送。
當系統處理器300接收到影像資料之後，可執行指紋匹配以判斷是否可對顯示面板304進行解鎖。在一實施例中，系統處理器300可包含一信任區，用來執行指紋匹配。若匹配成功時(例如匹配過程中判斷出所接收的指紋影像具有一特定特徵)，系統處理器300可解鎖顯示面板304，並控制顯示面板304及顯示驅動電路312開始正常顯示操作。如此一來，系統處理器300可在接收到中斷訊號之後開始處理指紋辨識。在指紋感測完畢之前，系統處理器300則不介入螢幕解鎖的操作，即系統處理器300未主動喚醒並點亮顯示面板304，也未傳送顯示資料至指紋觸控顯示整合電路302。因此，可省下傳統解鎖方法中系統處理器與指紋觸控顯示整合電路之間的繁瑣通訊。
請參考第7圖，第7圖為指紋感測系統30或60運作之時序圖，其繪示指紋觸控顯示整合電路302中各電路模組的狀態以及指紋觸控顯示整合電路302及系統處理器300之間的介面。如第7圖所示，首先，顯示驅動電路312及指紋感測電路316皆位於睡眠模式，在背光源關閉的情況下，顯示面板304為暗屏狀態，此時僅觸控感測電路314進行運作以偵測手指觸碰。接著，觸控感測電路314偵測到手指觸碰，並喚醒顯示驅動電路312及指紋感測電路316以起始指紋感測操作。指紋感測電路316可自我執行指紋感測(在未接收系統處理器300的控制之 下)，顯示驅動電路312可執行內頻顯示(在未接收系統處理器300的控制之下)，由顯示驅動電路312開啟背光單元610。此時，顯示面板304可在手指觸碰的位置上顯示曝光圖示，同時其它區域顯示黑色畫面。需注意的是，在指紋感測完畢之前，系統處理器300及指紋觸控顯示整合電路302之間無需任何通訊。
當指紋感測完畢之後，指紋感測電路316可發送一中斷訊號至系統處理器(AP)300，接著透過指紋控制介面(如串列週邊介面(SPI))對應傳送指紋影像資料，系統處理器300即可開始執行指紋辨識及匹配。接著，當指紋匹配成功之後，即可開始正常顯示操作，並正常執行觸控感測操作。此時，系統處理器300可持續透過顯示控制介面(如行動產業處理器介面(MIPI))傳送顯示資料流至顯示驅動電路312，而觸控感測電路314可持續透過觸控控制介面(如內部積體電路介面(I2C))回報觸控資訊至系統處理器300。
在另一實施例中，指紋辨識可能無法順利執行且/或指紋匹配指示匹配結果錯誤。在此情況下，系統處理器300可通知指紋觸控顯示整合電路302指紋匹配失敗，或者，指紋觸控顯示整合電路302可能等待一段時間而未接收到任何來自系統處理器300的確認訊息。因此，指紋觸控顯示整合電路302可控制顯示面板304進入暗屏模式，並停止背光源的發光，如第8圖所示。此時，指紋觸控顯示整合電路302中的每一電路及模組可回復到原來的狀態，亦即，顯示驅動電路312及指紋感測電路316回到睡眠模式，而觸控感測電路314重新開始執行低功耗喚醒手勢偵測(即1D掃描)以偵測手指觸碰。
值得注意的是，在螢幕解鎖的指紋辨識過程中，觸控感測電路314仍可持續運作以偵測手指觸碰。在一實施例中，若觸控感測電路314在螢幕解鎖過 程中偵測到觸碰的手指從顯示面板304上移開，可中斷指紋感測操作，如第9圖所示。此時，指紋感測電路316可停止進行指紋感測並進入睡眠模式。顯示驅動電路312可停止曝光圖示的顯示並進入睡眠模式，同時停用背光源使顯示面板304回到暗屏狀態。觸控感測電路314則重新開始執行低功耗喚醒手勢偵測(即1D掃描)以偵測手指觸碰。在螢幕解鎖過程中進行的觸控偵測可避免手指移開之後不必要的指紋感測操作。
值得注意的是，本發明之目的在於提供一種基於指紋辨識之螢幕解鎖方法，可用於顯示面板及其指紋觸控顯示整合電路。本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化，而不限於此。舉例來說，在本發明的實施例中，顯示驅動電路可控制面板在手指觸碰位置上顯示一曝光圖示，以產生用於光學式指紋感測的光源，如第5圖所示。需注意的是，曝光圖示不應受限於本說明書中的圖示內容。舉例來說，曝光圖示可具有任何形狀，如圓形或方形，且/或曝光圖示可具有任何適合的顏色或多種顏色的組合，只要曝光圖示及其對應的光源足以涵蓋指紋感測區域即可。需注意的是，顯示的顏色與光線的波長有關，而波長可能影響指紋影像的感測結果。另外，隨著不同面板的特性，相同的顯示資料可能在不同面板上產生不同顏色，因此，亦可採用彈性的曝光圖示，將曝光圖示之顏色、大小、形狀等外觀調整為可由使用者修改或控制的設定。在一實施例中，在顯示曝光圖示的同時，顯示面板亦可顯示數種客製化訊息，如時間、日期、及/或天氣等。
除此之外，在上述實施例中，指紋觸控顯示整合電路係用來控制液晶顯示面板，並使用一背光控制器來進行控制。在另一實施例中，指紋觸控顯示整合電路亦可用來控制有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED) 面板，因此，用於指紋感測的光源可藉由驅動顯示畫素中的有機發光二極體來進行控制，其可採用如第3圖所示的未包含背光控制器的指紋觸控顯示整合電路302之電路結構。需注意的是，本發明的螢幕解鎖方法可應用於任何類型的顯示面板，其不應用以限制本發明的範疇。此外，在本發明的實施例中，指紋感測可在未接收系統處理器的控制和通訊之下進行，其中，所採用的指紋感測方案也不須限制在前述實施例的光學式指紋感測，其它類型的指紋感測(例如超音波指紋感測)也同樣適用。
請參考第10A圖，第10A圖為本發明實施例一指紋感測系統100之示意圖。如第10A圖所示，指紋感測系統100包含有一系統處理器1000、一指紋觸控顯示整合電路1002及一顯示面板1004，其中，指紋觸控顯示整合電路1002可以是整合顯示、觸控及指紋處理電路的單晶片，關於指紋觸控顯示整合電路1002的操作及介面控制類似於第3圖所示的指紋觸控顯示整合電路302，在此不贅述。
在另一實施例中，亦可由多晶片的實施方式來取代單晶片指紋觸控顯示整合電路。請參考第10B圖，第10B圖為本發明實施例另一指紋感測系統150之示意圖。如第10B圖所示，指紋感測系統150與指紋感測系統100的不同之處在於，指紋感測系統150包含有一觸控顯示驅動整合(Touch and Display Driving Integration，TDDI)電路1502及一指紋讀出積體電路(Fingerprint Readout Integrated Circuit，FPR ROIC)1503，其可用來取代指紋感測系統100中的指紋觸控顯示整合電路1002的功能。在觸控顯示驅動整合電路1502及指紋讀出積體電路1503之間設置有一介面，用來傳送必要訊息，例如用來同步顯示驅動、觸控感測及指紋感測功能的同步訊號以及相關於手指觸碰位置和指紋感測區域的資訊。
綜上所述，本發明提供了一種控制電路，用來控制顯示面板利用指紋辨識來進行螢幕解鎖。控制電路可實現為單晶片的指紋觸控顯示整合電路，或者由觸控顯示驅動整合電路和指紋讀出積體電路組成的雙晶片結構。為了節省耗電，當螢幕關閉時，可控制指紋感測電路及顯示驅動電路進入睡眠模式，此時僅觸控感測電路進行運作以偵測手指觸碰，只有在指紋感測電路偵測到手指觸碰時才喚醒顯示驅動電路。因此，顯示驅動電路可在使用內頻顯示方式且不需系統處理器控制的情況下，控制面板發光並顯示對應的曝光圖示，且指紋感測電路可在手指觸碰區域上執行指紋感測。當指紋感測完畢之後，指紋觸控顯示整合電路可通知系統處理器，使系統處理器進一步執行指紋辨識及匹配，若指紋匹配成功即可解鎖螢幕。本發明的螢幕解鎖方法可提高指紋辨識的速度，進而實現螢幕解鎖的較佳用戶體驗。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
30:指紋感測系統
300:系統處理器
302:指紋觸控顯示整合電路
304:顯示面板
312:顯示驅動電路
314:觸控感測電路
316:指紋感測電路

Claims (16)

  1. 一種控制電路，用來控制一顯示面板，該控制電路包含有：一顯示驅動電路；一指紋感測電路用於執行一指紋感測；以及一觸控感測電路用於執行一觸控感測，該觸控感測電路耦接於該顯示驅動電路及該指紋感測電路，用來偵測該顯示面板上的一手指觸碰，判斷該顯示面板上偵測到該手指觸碰的一位置，並傳送相關於該手指觸碰的該位置之資訊至該指紋感測電路；其中，先執行該觸控感測之後再執行該指紋感測，該指紋感測電路根據來自於該觸控感測電路的該手指觸碰的該位置之資訊，僅於涵蓋該手指觸碰的該位置的至少一區域執行該指紋感測，並對應從該至少一區域接收指紋影像訊號。
  2. 如請求項1所述之控制電路，其中該顯示驅動電路係用來控制該顯示面板顯示一圖示，其中，該圖示指示偵測到該手指觸碰的該位置。
  3. 如請求項2所述之控制電路，其中該顯示驅動電路另用來控制該顯示面板，以在該顯示面板上除了偵測到該手指觸碰的該位置以外的區域顯示一黑色影像。
  4. 如請求項2所述之控制電路，其中該圖示是根據該控制電路的一內部時脈來進行顯示，其中，該控制電路未透過一系統處理器喚醒，也未從該系統處理器接收對應於該圖示的一顯示資料。
  5. 如請求項1所述之控制電路，其中該指紋感測電路另用來輸出對應於所接收的該指紋影像訊號之影像資料至一系統處理器，使得該系統處理器根據該影像資料來判斷是否解鎖該顯示面板。
  6. 如請求項1所述之控制電路，其中當偵測到該手指觸碰時，將該顯示驅動電路及該指紋感測電路從一睡眠模式喚醒。
  7. 如請求項1所述之控制電路，其中當接收到該指紋影像訊號時，該控制電路輸出一中斷訊號至一系統處理器。
  8. 如請求項1所述之控制電路，其中當該觸控感測電路偵測到該手指觸碰從該顯示面板上移開時，中斷該指紋感測電路所執行的該指紋感測。
  9. 一種用於一控制電路的方法，用來控制一顯示面板，該方法包含有：該控制電路中的一觸控感測電路執行一觸控感測，以偵測該顯示面板上的一手指觸碰；判斷該顯示面板上偵測到該手指觸碰的一位置；該觸控感測電路傳送相關於該顯示面板上偵測到該手指觸碰的該位置之資訊至該控制電路中的一指紋感測電路，其中，該指紋感測電路用於執行一指紋感測；以及當該觸控感測執行之後，該指紋感測電路根據來自於該觸控感測電路的該手指觸碰的該位置之資訊，僅於涵蓋該手指觸碰的該位置的至少一區域執行該指紋感測，並對應從該至少一區域接收指紋影像訊號。
  10. 如請求項9所述之方法，另包含有：控制該顯示面板顯示一圖示，其中，該圖示指示偵測到該手指觸碰的該位置。
  11. 如請求項10所述之方法，另包含有：控制該顯示面板，以在該顯示面板上除了偵測到該手指觸碰的該位置以外的區域顯示一黑色影像。
  12. 如請求項10所述之方法，其中該圖示是根據該控制電路的一內部時脈來進行顯示，其中，該控制電路未透過一系統處理器喚醒，也未從該系統處理器接收對應於該圖示的一顯示資料。
  13. 如請求項9所述之方法，另包含有：輸出對應於所接收的該指紋影像訊號之影像資料至一系統處理器，使得該系統處理器根據該影像資料來判斷是否解鎖該顯示面板。
  14. 如請求項9所述之方法，另包含有：當偵測到該手指觸碰時，將一顯示驅動電路及該指紋感測電路從一睡眠模式喚醒。
  15. 如請求項9所述之方法，另包含有：當接收到該指紋影像訊號時，輸出一中斷訊號至一系統處理器。
  16. 如請求項9所述之方法，另包含有： 當偵測到該手指觸碰從該顯示面板上移開時，中斷該指紋感測。
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