用于指纹感测的设备及方法与流程

1.本发明涉及一种用于指纹感测的设备及方法。


背景技术：

2.在电容式指纹传感器(finger print sensor，fps)中，水平tx线逐线驱动。例如，将矩形波应用于每条tx线，根据手指引起的电容的电流在每条垂直rx线中流动，并且从顶部tx线到底部tx线重复该操作。电容式fps具有小于0.2mm或0.3mm的距离限制，因为fps产生的电场因高分辨率传感器而非常微弱。因此，其很难在智能手机中使用，因为它很容易被更薄的盖玻片打破。
3.在捆绑驱动中，将矩形波应用于tx线，例如，在三个连续线中，其允许提高感测距离。该技术应用于悬停检测等。因此它允许检测更远的对象的信息。
4.在码分复用(code division multiplex，cdm)驱动中，在预定数量的连续线和预定时间点上应用并检测与cdm代码对应的波形，并且它允许通过产生强电场来改善信号电平。信号的强度和质量根据cdm代码的数量成比例地增加。但正负电压按最小传感器间距随机混合，并且电场部分地相互抵消。所以电场不能达到长距离。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种用于指纹感测的设备及方法，以在保持高分辨率的同时提高感测距离，例如，通过结合捆绑移位cdm驱动和超分辨率方法，能够使用较厚的盖玻片进行指纹检测。
6.根据第一方面，提供了一种用于指纹感测的设备，其中，所述设备包括：码分复用(code division multiple，cdm)驱动器，用于通过多次使用一组cdm代码以获取多组原始数据；以及数据处理器，用于组合多组原始数据以重建高分辨率图像数据。
7.在一种可能的实施方式中，cdm驱动器包括：多个扫描仪，用于根据cdm波形图案向各条线提供cdm波形；以及随机定序器，用于连续选择扫描仪。
8.在一种可能的实现方式中，提供给扫描仪的时钟的频率与提供给定序器的时钟的频率不同。
9.在一种可能的实现方式中，cdm驱动器包括：多个扫描仪，用于根据cdm波形图案向各条线提供cdm波形；开始选择器，用于设置选择扫描仪的开始位置；随机定序器，用于连续选择每第m个扫描仪；以及输出选择器，用于将扫描仪连接到相应的线和后续(m-1)条线。
10.在一种可能的实现方式中，cdm波形图案用于nm条线和nm个时间点，并且其通过在每列中重复每个波形m次，并通过移动(m-1)次在每列之后添加(m-1)列，从用于n条线和n个时间点的cdm波形图案而生成。
11.在一种可能的实现方式中，cdm驱动器包括：随机定序器，用于连续选择每个其他扫描仪；奇数线驱动器，包括用于驱动相应奇数线的扫描仪；偶数线驱动器，包括用于驱动相应偶数线的扫描仪；以及开关，用于在驱动奇数线时，将奇数线连接到奇数线驱动器中的
相应扫描仪，并将偶数线连接到vgl，以及在驱动偶数线时，将偶数线连接到偶数线驱动器中的相应扫描仪，并将奇数线连接到vgl。
12.在一种可能的实现方式中，cdm代码是m-序列代码。
13.根据第二方面，提供了一种用于指纹感测的方法，其中，所述方法包括：由码分复用(cdm)驱动器通过多次使用一组cdm代码来获取多组原始数据；以及通过数据处理器组合多组原始数据以重建高分辨率图像数据。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
15.图1示出了根据本发明实施例的一种用于指纹感测的方法的流程图；
16.图2示出了装置的检测区域的简化结构图；
17.图3示出了检测区域的简化结构图；
18.图4示出了用于说明cdm驱动的示意图；
19.图5示出了要应用的波形图案的示例；
20.图6示出了从一帧的原始数据生成高分辨率图像数据的过程；
21.图7示出了在获取所有原始数据之后计算三组低分辨率图像数据的过程；
22.图8示出了在获取各部分原始数据之后计算各组低分辨率图像数据的过程。
23.图9示出了根据本发明实施例的用于捆绑cdm驱动的cdm驱动器的框图；
24.图10示出了提供给随机定序器和扫描仪的时钟信号；
25.图11示出了随机定序器中使用的波形图；
26.图12示出了根据本发明实施例的用于捆绑cdm驱动的另一cdm驱动器的框图；
27.图13示出了图12所示的用于捆绑cdm驱动的cdm驱动器的操作；
28.图14示出了用于检测由rx线检测出的电场强度的传感器的电路示例；
29.图15示出了如何获取δcm；
30.图16示出了tx线的数量与电容之间的关系；
31.图17示出了tdm、cdm128、cdm256和cdm512驱动方案的snr的测量结果；
32.图18示出了信号电平的测量结果；
33.图19示出了snr的测定结果；
34.图20示出了随机定序器中使用的波形图案；
35.图21示出了用于产生电场的tx线与用于检测电场的rx线的关系；
36.图22示出了用于产生电场的tx线与用于检测电场的rx线的关系；
37.图23示出了用于产生电场的tx线与用于检测电场的rx线的关系；
38.图24示出了根据本发明实施例的二维(2d)cdm方案；
39.图25示出了根据本发明实施例的电压形成方法；
40.图26示出了根据本发明实施例的电压形成和cdm驱动方案；
41.图27(a)示出了本发明实施例的应用场景；
42.图27(b)示出了本发明实施例的应用场景；以及
43.图27示(c)示出了本发明实施例的应用场景。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
45.图1示出了根据本发明实施例的一种用于指纹感测的方法的流程图。在步骤s1中，通过使用捆绑cdm驱动获取一帧的原始数据。该捆绑cdm驱动使用一组线执行cdm驱动。首先，参考图2至图4说明cdm驱动。电场由水平的tx线(下文中，tx线也简称为“线”)产生，并由垂直的rx线检测。为了简化描述，图3仅示出了tx1至tx4线。在每条线上应用相同的矩形波，同时在所有rx线路中检测波形。
46.在该示例中，在四个时间点处执行应用矩形波和检测波形，如图4所示。图3示出了对象在tx2线上。图4示出了在一条rx线中随时间检测到的电平，具体地说，是在图3中的rx线和tx1至tx4线的交点处。取决于由对象引起的电容的电流在每条rx线中流动。如图4所示，由于对象在tx2线上，因此在tx2线中检测到的电平比在tx1、tx3和tx4线中检测到的电平低20％。
47.检测到的电平在图4中虚线箭头所示的每个时间点进行求和。假设在没有对象的情况下，检测到的从低电平变为高电平的电平为1，并且在没有对象的情况下，检测到的从高电平变为低电平的电平为-1，则在有对象的情况下，检测到的从低电平变为高电平的电平为0.8，并且在有对象的情况下，检测到的从高电平变为低电平的电平为-0.8。合计的电平显示在相应的虚线箭头下方。这些值乘以对应于cdm代码的矩阵，然后从对应于线的数量的值中减去。取决于对象的值在tx2线中为0.8，在其他线中为0。这样，可以获取一条rx线的信号。可以通过获取每条rx线的信号来获取一帧的信号。这样就可以获取一帧的原始数据。
48.在本发明实施例中，对21条线进行cdm驱动。但是，线的数量不受限制。图5示出了要应用于线1至21和21个时间点的波形图案的示例。“p”表示应用电平从低电平变为高电平，“n”表示应用电平从高电平变为低电平。对于图5中的每个时间点，获取每条rx线中的原始数据。通过使用图5中的波形图案获取21个时间点的原始数据，可以获取一帧的原始数据(一帧捆绑cdm驱动数据)。
49.回到图1，在步骤s2中，通过排序和计算来从一帧捆绑cdm驱动数据中生成多组低分辨率图像数据。一帧的原始数据包括21个时间点的原始数据。如图6所示，通过按预定时间顺序排序，将一帧的原始数据划分为三组原始数据。第一组包括第1个、第4个、第7个、第10个、第13个、第16个和第19个时间点的原始数据，即从第1个时间点开始的每第三个时间点的原始数据。第二组包括第2个、第5个、第8个、第11个、第14个、第17个和第20个时间点的原始数据，即从第2个时间点开始的每第三个时间点的原始数据。第三组包括第第3个、第6个、第9个、第12个、第15个、第18个和第21个时间点的原始数据，即从第3个时间点开始的每第三个时间点的原始数据。
50.然后，对包括21条线和7个时间点的原始数据的第一、第二和第三组原始数据进行
cdm解码处理。例如，通过使用第1至第7条线和7个时间点的原始数据，可以以与参考图4所解释的相同方式来计算每条rx线中的第1至第7条线的信号。通过使用第8至第14条线和7个时间点的原始数据，可以计算每条rx线中第8至第14条线的信号。通过使用第15至第21条线的原始数据，可以计算每条rx线中第15至第21条线的信号。这样，就可以从每组原始数据中得到每条rx线中第1至第21条线的信号。然而，与使用21条线和21个时间点的原始数据相比，信号的分辨率较低。在对第一、第二和第三组原始数据执行该cdm解码过程之后，在步骤s2中获取三组低分辨率图像数据。
51.在步骤s3中，通过重构来从多组低分辨率图像数据中生成高分辨率图像数据。各种超分辨率技术，也称为“超分辨率成像(sr)”，可用于提高图像的分辨率。
52.在本实施例中，感应距离可从200umcg(微米盖玻片)提高到400umcg，信号电平可提高高达1000倍，高分辨率可保持高达300ppi(每英寸像素)。
53.在本实施例中，在获取第1至第21个时间点的原始数据并对该原始数据进行排序后，计算出三组低分辨率图像数据，如图7所示。然而，如图8所示，可以按照图6右侧所示的时间顺序获取原始数据。这样，在获取第1至第7个时间点的原始数据后，可以立即计算第一组低分辨率图像数据，在获取第8至第14个时间点的原始数据后，可以立即计算第二组低分辨率图像数据，并且，在获取第15至第21个时间点的原始数据之后，可以立即计算第三组低分辨率图像数据，如图8所示。cdm解码过程需要很长时间。这种结构能够实现数据传感和代码解码的流水线处理，从而提高传感和计算速度。
54.下面描述根据本发明实施例的用于指纹感测的电路。
55.图9示出了根据本发明实施例的用于捆绑cdm驱动的cdm驱动器的框图。捆绑驱动和cdm驱动的组合是通过使用简单扫描仪和随机定序器(例如m-序列)的简单电路配置来实现的。该电路允许通过捆绑cdm驱动产生更强的电场。步骤s1由cdm驱动器执行，步骤s2和步骤s3由数据处理器执行。
56.扫描仪1至21(扫描仪10至21未在图9中示出)和随机定序器30由图10中的不同频率clk1和clk2驱动，clk1用于扫描仪1至21，clk2用于随机定序器30。随机定序器30使用图11中的7条线和7个时间点的波形图案。
57.首先，随机定序器30与clk2同步地生成图11中波形图案最左列中所示的cdm代码“p”、“n”、“n”、“p”、“p”、“p”、“n”，并且生成的cdm代码与clk1同步地存储在每个扫描仪中。类似地，随机定序器30在扫描仪1至3中存储“p”波形，在扫描仪4至6中存储“n”波形，在扫描仪7至21中存储波形。在扫描仪1至21中存储所有cdm代码后，扫描仪1至21根据存储的代码驱动tx线，并在每条rx线中检测tx线中的波形。
58.接下来，随机定序器30与clk2同步地生成图11中波形图案左侧第二列中所示的cdm代码“n”、“p”、“n”、“n”、“p”、“p”、“p”，并且生成的cdm代码与clk1同步地存储在每个扫描仪中。类似地，随机定序器30在扫描仪1至3中存储“n”波形，在扫描仪4至6中存储“p”波形，在扫描仪7至21中存储波形。在扫描仪1至21中存储所有cdm代码后，扫描仪1至21根据存储的代码驱动tx线，并在每条rx线中检测tx线中的波形。
59.类似地执行后续步骤，并且获取与图4中第4至第21个时间点的波形相对应的原始数据。
60.图12示出了根据本发明实施例的用于捆绑cdm驱动的另一cdm驱动器的框图。捆绑
驱动和cdm驱动的组合是通过使用块扫描仪、随机定序器(例如m-序列)和传感块选择器的简单电路配置来实现的。该电路允许更快地生成指纹图像。
61.该电路包括扫描仪1至21(扫描仪10至21未示出)、随机定序器30、开始选择器40和输出选择器101至121(输出选择器110至121未示出)。开始选择器40设置选择扫描仪的开始位置，随机定序器30依次选择每第三个扫描仪。每个输出选择器将扫描仪连接到相应的线和两个后续线，例如，当扫描仪1被选择时，输出选择器101将扫描仪1连接到第一至第三条线。
62.图13示出了图12所示的用于捆绑cdm驱动的cdm驱动器的操作。图6右侧所示的波形图案应用于这些线。图13中的左、中、右部分分别示出了用于获取图7中的第一、第二和第三图像的原始数据的操作。随机定序器30使用图11中的7条线和7个时间点的波形图案。
63.首先，参考图13的左侧部分，开始选择器40响应于信号sel1而开启左开关，从而按照该顺序驱动扫描仪1、4、7、10、13、16和19，即从扫描仪1开始驱动每第三个扫描仪。输出选择器101至121响应于信号sel1而开启上开关。随机定序器30使用图11中最左列中的波形。因此，扫描仪1在第1至第3条线上输出“p”波形，扫描仪4在第4至第6条线上输出“n”波形，扫描仪7在第7至第9条线上输出“n”波形，扫描仪10在第10至第12条线上输出“p”波形，扫描仪13在第13至第15条线上输出“p”波形，扫描仪16在第16至第18条线上输出“p”波形，以及扫描仪19在第19至第21条线上输出“n”波形。在每条rx线中检测线上的波形。
64.然后，随机定序器30使用图11中从左起第二列中的波形，并且驱动相同的扫描仪。因此，扫描仪1在第1至第3条线上输出“n”波形，扫描仪4在第4至第6条线上输出“p”波形，扫描仪7在第7至第9条线上输出“n”波形，扫描仪10在第10至第12条线上输出“n”波形，扫描仪13在第13至第15条线上输出“p”波形，扫描仪16在第16至第18条线上输出“p”波形，扫描仪19在第19行至第21条线上输出“p”波形。在每条rx线中检测线上的波形。
65.随机定序器30依次使用图11中从左起第三至第七列的波形，相同的扫描仪在线上输出相应的波形，在每条rx线中检测线上的波形。这样，就获取了第一张图像的原始数据。
66.其次，参考图13的中间图像，开始选择器40响应于信号sel2而开启中间开关，从而按照该顺序驱动扫描仪2、5、8、11、14、17和20，即从扫描仪2开始驱动每第三个扫描仪。输出选择器101至121响应于信号sel2而开启中间开关。随机定序器30使用图11中最左列中的波形。因此，第1条线连接到vgl(与栅极驱动器的关断电压相对应的电压)，扫描仪2在第2至第4条线上输出“p”波形，扫描仪5在第5至第7条线上输出“n”波形，扫描仪8在第8至第10条线上输出“n”波形，扫描仪11在第11至第13条线上输出“p”波形，扫描仪14在第14至16条线上输出“p”波形，扫描仪17在第17至19条线上输出“p”波形，扫描仪20在第20至21条线上输出“n”波形。在每条rx线中检测线上的波形。
67.随机定序器30依次使用图11中从左起第二至第七列的波形，相同的扫描仪在线上输出相应的波形，在每条rx线中检测线上的波形。这样，就获取了第二张图像的原始数据。
68.第三，参见图13的右侧部分，开始选择器40响应于信号sel3而开启右开关，从而按照该顺序驱动扫描仪3、6、9、12、15、18和21，即从扫描仪3开始驱动每第三个扫描仪。输出选择器101至121响应于信号sel3而开启下开关。随机定序器30使用图11中最左列中的波形。因此，第1和第2条线连接到vgl，扫描仪3在第3至第5条线上输出“p”波形，扫描仪6在第6至第8条线上输出“n”波形，扫描仪9在第9至第11条线上输出“n”波形，扫描仪12在第12至第14
条线上输出“p”波形，扫描仪15在第15至第17条线上输出“p”波形，扫描仪18在第18至第20条线上输出“p”波形，扫描仪21在第21条线上输出“n”波形。在每条rx线中检测线上的波形。
69.随机定序器30依次使用图11中从左起第二至第七列的波形，相同的扫描仪在线上输出相应的波形，在每条rx线中检测线上的波形。这样，就获取了第三张图像的原始数据。
70.这里，下面将说明连接到rx线的读出电路的示例。图14示出了用于检测由rx线检测出的电场强度的传感器的电路示例。在图14所示电路的左侧，在tx线上应用20v矩形波形，传感器的电容δcm通过公式δcm＝cm脊-cm谷计算，如图15所示。cm表示tx-rx互电容。使用四条tx线执行cdm时的电容大于一条tx线和一条rx线之间的电容，如图16所示。cm脊是当手指表面的脊位于tx线和rx线上方时的电容，cm谷是当手指表面的谷位于tx线和rx线上方时的电容。取决于δcm的电流从传感器输出到模拟前端(analog front end,afe)。afe包括一个积分器、一个增益放大器(增益amp)和一个模数转换器(analog-to-digital converter，adc)。从积分器输出的积分波形被放大，并被转换成数字信号。
71.在根据本发明的实施例中，高阶cdm驱动方案可以实现高snr。图17示出了tdm、cdm128、cdm256和cdm512驱动方案的snr的测量结果。使用了60微米传感器间距和500微米测试仪间距。图18示出了信号电平的测量结果，并且图19示出了snr的测量结果。测量的信号电平和snr大约与cdm阶数成比例地增加。
72.下面参考图20至图23描述cdm驱动方案的另一实施例。在图21至图23中，扫描仪的数量为32，并且使用图20中所示的波形图案。
73.在解释实际操作之前，为了更容易理解，下面解释如何获取仅用于第一个rx输出的信号。第一个rx输出由第一个rx输出的开关(sw)开启。
74.参考图21，在第1和第4个时间点处的操作说明如下：
75.在第1个时间点处，“图21”中对应于图20中“第一列”中“p”的行数的rx线捆绑3、4、6、8、9和10(通过sw连接到显示为捆绑3、4、6、8、9和10的tx线的rx线，这同样适用于以下情况)用“p”波形驱动，并且由第一个rx输出检测到的电场被求和为正值。在其之后，“图21”中对应于图20中“第一列”中“n”的行数的rx线捆绑1、2、5和7用“n”波形驱动，并且由第一个rx输出检测到的电场被求和为负值。正值和负值之和是第1个时间点处的rx输出。获取该rx输出类似于获取每个“rx输出”，如图4中相应的虚线箭头所示。
76.在第4个时间点处，“图21”中对应于图20中“第2列”中“p”的行数的rx线捆绑1、4、5、7、9和10用“p”波形驱动，并且由第一个rx输出检测到的电场被求和为正值。在其之后，“图21”中对应于图20中“第二列”中“n”的行数的rx线捆绑2、3、6和8用“n”波形驱动，并且由第一个rx输出检测到的电场被求和为负值。正值和负值之和是第4个时间点处的rx输出。
77.参考图22，在第2和第5个时间点处的操作说明如下：
78.在第2个时间点处，“图22”中对应于图20中“第一列”中“p”的行数的rx线捆绑3、4、6、8、9和10用“p”波形驱动，并且由第一个rx输出检测到的电场被求和为正值。在其之后，“图22”中对应于图20中“第一列”中“n”的行数的rx线捆绑1、2、5和7用“n”波形驱动，并且由第一个rx输出检测到的电场被求和为负值。正值和负值之和是第2个时间点处的rx输出。
79.在第5个时间点处，“图22”中对应于图20中“第二列”中“p”的行数的rx线捆绑1、4、5、7、9和10用“p”波形驱动，并且由第一个rx输出检测到的电场被求和为正值。在其之后，“图22”中对应于图20中“第二列”中“n”的行数的rx线捆绑2、3、6和8用“n”波形驱动，并且第
一个rx输出检测到的电场被求和为负值。正值和负值之和是第5个时间点处的rx输出。
80.参考图23，在第3和第6个时间点处的操作说明如下：
81.在第3个时间点处，“图23”中对应于图20中“第一列”中“p”的行数的rx线捆绑3、4、6、8、9和10用“p”波形驱动，并且由第一个rx输出检测到的电场被求和为正值。在其之后，“图23”中对应于图20中“第一列”中“n”的行数的rx线捆绑1、2、5和7用“n”波形驱动，并且第一个rx输出检测到的电场被求和为负值。正值和负值之和是第3个时间点处的rx输出。
82.在第6个时间点处，“图23”中对应于图20中“第二列”中“p”的行数的rx线捆绑1、4、5、7、9和10用“p”波形驱动，并且由第一个rx输出检测到的电场被求和为正值。在其之后，“图23”中对应于图20中“第二列”中“n”的行数的rx线捆绑2、3、6和8用“n”波形驱动，并且第一个rx输出检测到的电场被求和为负值。正值和负值之和是第6个时间点处的rx输出。
83.通过对图20中的第3至第11列重复上述步骤，可以获取第7至第33个时间点处的rx输出。
84.图24示出了根据本发明实施例的二维(2d)cdm方案。在该实施例中，使用了四条tx线和四个rx输出，然而，该方案可以应用于任意数量的tx线和rx输出。在图24中，四条tx线和四个rx输出的交点位置从1至16编号，这些位置称为点1至16。在以下描述中，例如，假设读取(+，ij)(i＝1、2、3和4，且j＝1、2、3和4)和读取(-，ij)(i＝2、3和4，且j＝2、3和4)是存储检测值的存储区域。
85.在时间t1处，tx1至tx4线以“p”波形驱动，电场由rx1至rx4线检测。在时间t11处，由rx1至rx4线的检测值之和作为读取(+，11)获取，值0作为读取(-，11)获取，并且读取(+，11)-读取(-，11)作为rx输出在时间t11处输出。在时间t12处，由rx1和rx3线的检测值之和作为读取(+，12)获取，由rx2和rx4线的检测值之和作为读取(-，12)获取，并且读取(+，12)-读取(-，12)作为rx输出在时间t12处输出。在时间t13处，由rx1和rx2线的检测值之和作为读取(+，13)获取，由rx3和rx4线的检测值之和作为读取(-，13)获取，并且读取(+，13)-读取(-，13)作为rx输出在时间t13处输出。在时间t14处，由rx1和rx4线的检测值之和作为读取(+，14)获取，由rx2和rx3线的检测值之和作为读取(-，14)获取，并且读取(+，14)-读取(-，14)作为rx输出在时间t14处输出。
86.在时间t2处，tx1和tx3线以“p”波形驱动，tx2和tx4线以“n”波形驱动，并且电场由rx1至rx4线检测。在时间t21处，由rx1至rx4线的检测值之和作为读取(+，21)获取，值0作为读取(-，21)获取，并且读取(+，21)-读取(-，21)作为rx输出在时间t21处输出。在时间t22处，由rx1和rx3线的检测值之和作为读取(+，22)获取，由rx2和rx4线的检测值之和作为读取(-，22)获取，并且读取(+，22)-读取(-，22)作为rx输出在时间t22处输出。在时间t23处，由rx1和rx2线的检测值之和作为读取(+，23)获取，由rx3和rx4线的检测值之和作为读取(-，23)获取，并且读取(+，23)-读取(-，23)作为rx输出在时间t23处输出。在时间t24处，由rx1和rx4线的检测值之和作为读取(+，24)获取，由rx2和rx3线的检测值之和作为读取(-，24)获取，并且读取(+，24)-读取(-，24)作为rx输出在时间t24处输出。
87.在时间t3处，tx1和tx2线以“p”波形驱动，tx3和tx4线以“n”波形驱动，电场由rx1至rx4线检测。在时间t31处，由rx1至rx4线的检测值之和作为读取(+，31)获取，值0作为读取(-，31)获取，并且读取(+，31)-读取(-，31)作为rx输出在时间t31处输出。在时间t32处，由rx1和rx3线的检测值之和作为读取(+，32)获取，由rx2和rx4线的检测值之和作为读取
(-，32)获取，并且读取(+，32)-读取(-，32)作为rx输出在时间t32处输出。在时间t33处，由rx1和rx2线的检测值之和作为读取(+，33)获取，由rx3和rx4线的检测值之和作为读取(-，33)获取，并且读取(+，33)-读取(-，33)作为rx输出在时间t33处输出。在时间t34处，由rx1和rx4线的检测值之和作为读取(+，34)获取，由rx2和rx3线的检测值之和作为读取(-，34)获取，并且读取(+，34)-读取(-，34)作为rx输出在时间t34处输出。
88.在时间t4处，tx1和tx4线以“p”波形驱动，tx2和tx3线以“n”波形驱动，电场由rx1至rx4线检测。在时间t41处，由rx1至rx4线的检测值之和作为读取(+，41)获取，值0作为读取(-，41)获取，并且读取(+，41)-读取(-，41)作为rx输出在时间t41输出。在时间t42处，由rx1和rx3线的检测值之和作为读取(+，42)获取，由rx2和rx4线的检测值之和作为读取(-，42)获取，并且读取(+，42)-读取(-，42)作为rx输出在时间t42处输出。在时间t43处，由rx1和rx2线的检测值之和作为读取(+，43)获取，由rx3和rx4线的检测值之和作为读取(-，43)获取，并且读取(+，43)-读取(-，43)作为rx输出在时间t43处输出。在时间t44处，由rx1和rx4线的检测值之和作为读取(+，44)获取，由rx2和rx3线的检测值之和作为读取(-，44)获取，并且读取(+，44)-读取(-，44)作为rx输出在时间t44处输出。
89.点1至16的信号(以下称为s1至s16)可以使用以下公式(1)和(2)计算，即公式(1)的右侧矩阵，其为rx cdm解码后的数据，可通过计算左侧乘法获取，以及等式(2)的右侧矩阵，其为tx cdm解码后的数据，可通过计算左侧乘法获取：
[0090][0091][0092]
图25示出了根据本发明实施例的电压形成方法。图25的上半部分示出了垂直于tx线的截面图。每隔一条线用作fx线。例如，偶数tx线用于交流驱动，且负电压应用于奇数tx线(fx线)。该负电压可以是直流电压，或者可以是靠近左侧或右侧的tx线(fx线)的反向电压，如图25所示。
[0093]
图26示出了根据本发明实施例的电压形成和cdm驱动方案。电压形成和cdm驱动的组合是通过是通过包括偶/奇线cdm驱动器和随机定序器(例如m-序列)的简单电路配置来实现的。每条奇数线通过开关连接到奇数线cdm驱动器51中的扫描仪，并且通过另一个开关连接到vgl。每条偶数线通过开关连接到偶数线cdm驱动器52中的扫描仪，并且通过另一个开关连接到vgl。在图26中，由于左半部和右半部的刻度不同，所以它们不是用实线连接。
[0094]
当执行奇数线cdm时，响应于信号奇数sel，奇数线连接到奇数线cdm驱动器51中的相应扫描仪，偶数线连接到vgl。随机定序器30驱动奇数线cdm驱动器51中的扫描仪以根据波形图案输出波形。从奇数线获取的原始数据计算指纹图像。当执行偶数线cdm时，响应于信号偶数sel，偶数线连接到偶数线cdm驱动器52中的相应扫描仪，奇数线连接到vgl。随机
定序器30驱动偶数线cdm驱动器52中的扫描仪以根据波形图案输出波形。从偶数线获取的原始数据计算指纹图像。在从奇数线和偶数线获取指纹图像后，使用超分辨率(super-resolution，sr)技术从这些指纹图像中生成完整的指纹图像。
[0095]
图27示出了本发明实施例的应用场景。通过将此技术应用于全球fps，有可能提供流畅的用户界面并且增强安全性。图27(a)示出了通过触摸其显示器的任何区域来实现无缝屏幕解锁，图27(b)示出了通过触摸图标进行认证的app直接登录，图27(c)示出了通过多指认证的高安全性支付。
[0096]
在根据本发明的实施例中，捆绑cdm驱动和超分辨率方法的组合允许在保持高分辨率的同时提高感测距离。指纹可以用较厚的盖玻片检测。本发明可应用于用于单元内pd(在显示设备中制造的光电二极管)的全球fps解决方案，而无需用于单元内pd的像素内放大器系统。与电容式传感器相同的方法也适用于光学传感器。当光电二极管用于指纹感测时，电流量很弱。然而，通过本发明的驱动方法可以在不使用放大器的情况下增强信号。
[0097]
以上所揭露的仅为本发明的示例性实施例而已，当然不能以此来限定本发明的保护范围。本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或部分流程并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种用于指纹感测的设备，其特征在于，包括：码分复用cdm驱动器，用于通过多次使用一组cdm代码获取多组原始数据；以及数据处理器，用于组合所述多组原始数据以重建高分辨率图像数据。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述cdm驱动器包括：多个扫描仪，用于根据cdm波形图案向各条线提供cdm波形；以及随机定序器，用于连续选择所述扫描仪。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，提供给所述扫描仪的时钟的频率与提供给所述定序器的时钟的频率不同。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述cdm驱动器还包括：多个扫描仪，用于根据cdm波形图案向各条线提供cdm波形；开始选择器，用于设置所述选择扫描仪的开始位置；随机定序器，用于连续选择每第m个扫描仪；以及输出选择器，用于将所述扫描仪连接到相应的线和后续(m-1)条线。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述cdm波形图案用于nm条线和nm个时间点，并且其通过在每列中重复每个波形m次，并通过移动(m-1)次在每列之后添加(m-1)列，从用于n条线和n个时间点的cdm波形图案而生成。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述cdm驱动器包括：随机定序器，用于连续选择每个其他扫描仪；以及奇数线驱动器，包括用于驱动相应奇数线的扫描仪；偶数线驱动器，包括用于驱动相应偶数线的扫描仪；以及开关，用于在驱动所述奇数线时，将所述奇数线连接到所述奇数线驱动器中的相应扫描仪，并将所述偶数线连接到vgl，以及在驱动所述偶数线时，将所述偶数线连接到所述偶数线驱动器中的相应扫描仪，并将所述奇数线连接到所述vgl。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述cdm代码为m-序列代码。8.一种用于指纹感测的方法，其特征在于，包括：由码分复用cdm驱动器通过多次使用一组cdm代码来获取多组原始数据；以及通过数据处理器组合所述多组原始数据以重建高分辨率图像数据。

技术总结
本发明提供了一种用于指纹感测的设备。所述设备包括：码分复用(Code Division Multiple，CDM)驱动器，用于通过多次使用一组CDM代码以获取多组原始数据；以及数据处理器，用于组合所述多组原始数据以重建高分辨率图像数据。本发明在保持高分辨率的同时提高了感测距离。测距离。测距离。


技术研发人员：水桥比呂志 倉澤隼人 野口幸治
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：2020.08.01
技术公布日：2023/8/16