[發明專利]像素電路、像素陣列、光學指紋傳感器及指紋采集方法

在審

• 申請號: 201911147090.6
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110781868A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 錢杰;楊軍;張興根;呂鳳銘
• 申請（專利權）人: 上海思立微電子科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G09G3/3208
• 代理公司: 11127 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳燁;張印鐸

本申請公開一種像素電路、像素陣列、光學指紋傳感器及指紋采集方法，該像素電路包括：光感測器件、傳送開關、重置開關、源跟隨級、選擇開關以及轉換增益調節模塊，所述轉換增益調節模塊包括：第一開關、第二開關、轉換電容以及調節電容，當所述第一開關斷開，所述第二開關導通，此時的總轉換電容等于所述轉換電容的電容，當所述第一開關導通，所述第二開關斷開，此時的總轉換電容等于所述轉換電容和所述調節電容的電容之和。本申請能夠提高指紋采集精度，特別是能滿足諸如干手指或低溫條件下的指紋采集需求。

技術領域

本申請涉及指紋識別領域，尤其涉及一種像素電路、像素陣列、光學指紋傳感器及指紋采集方法。

背景技術

目前光學傳感器正廣泛應用于手機屏下指紋檢測。例如，利用現有的一種在光學指紋模組進行指紋識別時，OLED屏幕正面發出光線，該光線被按壓在屏幕上的手指反射，透過屏幕被光學指紋傳感器接收。由于指紋波峰波谷反射的光線強度有差異，從而可以拍到清晰的指紋紋理圖片。

利用光學傳感器進行指紋識別時，由于指紋采集原理的限制，指紋中的波峰波谷本身差異較小，一旦被干擾后，光學指紋傳感器很難從手指上采集到清晰的指紋圖像，造成了這種產品對手指識別率低。例如，當手指比較干時，手指表皮層不平整，導致干手指的指紋不能被有效識別。此外，在一些較為特殊的環境下，例如在室外低溫環境下，干裂的手指在進行指紋識別時，由于成像鏡頭只能采集到非連續的指紋溝壑圖像，有效的指紋特征點同樣大大減少，導致低溫干手指解鎖成功率較低。因此需要提高光學指紋傳感器提高抗干擾的能力，能有效提高諸如干手指或低溫條件下的指紋采集精度。

現有技術為了提高指紋采集的精度，主要集中在指紋算法優化，對干手指指紋圖像進行圖像補償，以獲得高質量的指紋圖像。在光學指紋傳感器采集到指紋圖像后，指紋算法判斷指紋圖像是否來自于干手指，如果是則對所述指紋圖像進行圖像補償，得到目標指紋圖像，最后基于所述目標指紋圖像進行指紋識別處理。

現有技術的指紋算法比較復雜，而且不能徹底解決問題，當干手指指紋圖像比較差時，即使經過算法優化也不能得到很好的指紋圖像。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本申請的一個目的是提供一種像素電路、像素陣列、光學指紋傳感器及指紋采集方法，能夠提高指紋采集精度，特別是能滿足諸如干手指或低溫條件下的指紋采集需求。

為達到上述目的，本申請采用如下技術方案：

一種像素電路，包括：光感測器件、傳送開關、重置開關、源跟隨級、選擇開關以及轉換增益調節模塊，所述轉換增益調節模塊包括：第一開關、第二開關、轉換電容以及調節電容，當所述第一開關斷開，所述第二開關導通，此時的總轉換電容等于所述轉換電容的電容，當所述第一開關導通，所述第二開關斷開，此時的總轉換電容等于所述轉換電容和所述調節電容的電容之和。

在一個優選的實施方式中，所述傳送開關串接于所述光感測器件和所述重置開關之間，連接位置形成轉換節點，所述傳送開關柵端接傳送信號；所述重置開關的漏端接像素電壓，柵端接重置信號；所述源跟隨級的柵端接所述轉換節點，漏端接參考電壓，源端接選擇開關的漏端；所述選擇開關的柵端接選擇信號，源端輸出光感測信號；所述第一開關的漏端接所述轉換節點，源端接所述第二開關的漏端，柵端接所述第一開關的信號；所述第二開關的源端接地，柵端接所述第二開關信號；所述轉換電容一端接所述轉換節點，另一端接地；所述調節電容一端接所述第一開關和所述第二開關的連接點，另一端接地。

在一個優選的實施方式中，當所述第一開關斷開，所述第二開關導通，此時的總轉換電容等于所述轉換電容的電容Cfd0，轉換增益為AP＝q/Cfd0；其中，q為電子電荷；當所述第一開關導通，所述第二開關斷開，此時的總轉換電容等于所述轉換電容和所述調節電容的電容之和Cfd0+Cfd1，轉換增益為AP＝q/(Cfd0+Cfd1)，其中，q為電子電荷。