具有由像素选择器信号总线触发的光电发射器和光电检测器的像素制造技术

电子设备包括具有显示表面的盖玻璃、像素化的光电发射元件阵列和像素化的光电检测元件阵列。像素化的光电发射元件阵列通过盖玻璃向显示表面发射光信号。像素化的光电检测元件阵列相对于像素化的光电发射元件阵列和盖玻璃被定位以接收反射光信号。反射光信号包括由来自显示表面处的折射边界的全内反射所反射的发射光信号的一部分。通过从像素选择器信号总线接收的像素选择器信号分量，每个像素的操作在一个或多个光电检测元件和一个或多个光电发射元件之间切换。感测触发器被配置为响应于检测到发起动作，通过像素化的光电发射元件阵列和像素化的光电检测元件阵列触发成像扫描。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有由像素选择器信号总线触发的光电发射器和光电检测器的像素
技术介绍
用于计算设备的指纹检测系统可采用各种技术,包括电容式感测、超声感测、透镜数码相机等。然而，这些解决方案带来了极大的限制。例如，无边框的或者边框非常小的设备没有在显示区域外部给指纹检测组件留有足够的区域。此外，电容式感测对于手指和传感器之间的距离非常敏感，使得计算设备的显示器的盖玻璃在电容式感测组件被放置在显示器之下的情况下可显著地降低电容式感测分辨率的有效性。超声感测伴有噪音问题和制造问题(包括传感器和显示表面之间有害的机械阻抗)。透镜数码相机往往是笨重且昂贵的。许多这样的解决方案也倾向于难以跨计算设备正面或显示器的区域在面积方面扩展。
技术实现思路
所描述的技术提供了一种电子设备，包括具有显示表面的盖玻璃、像素化的光电发射元件阵列和像素化的光电检测元件阵列。像素化的光电发射元件阵列具有像素化的光电发射元件阵列的一个或多个选定的光电发射元件，其被配置为通过盖玻璃向显示表面发射光信号。像素化的光电检测元件阵列相对于像素化的光电发射元件阵列和盖玻璃定位，以在像素化的光电检测元件阵列的各个光电检测元件处接收反射光信号。反射光信号包括由来自盖玻璃的显示表面处的折射边界的全内反射所反射的发射光信号的一部分。图像处理电路被电耦合到像素化的光电发射元件阵列和像素化的光发射元件阵列并且被配置为将由像素化的光电检测元件阵列的每个光电检测元件接收的反射光信号缝合成与显示器的显示表面接触的对象的合成图像。在另一实现中，电子设备包括显示器的具有显示表面的盖玻璃、被配置为传送像素选择信号分量的像素选择器信号总线；以及显示器的像素阵列。像素阵列被电连接到像素选择器信号总线，并且包括被配置为感测与显示器的表面接触的对象的图像的多个像素。像素阵列中的每个像素包括一个或多个光电检测元件和一个或多个光电发射元件。通过从像素选择器信号总线接收的像素选择器信号分量中的传感器控制指令，每个像素的操作在一个或多个光电检测元件和一个或多个光电发射元件之间切换。图像处理电路被电耦合到像素阵列并且被配置为扫描来自像素阵列的多个像素的光。图像处理电路将从显示表面处的折射边界反射的并通过像素化的光电检测元件阵列的光电检测元件接收的光信号缝合成对象的合成图像。在另一实现中，电子设备包括具有显示表面的盖玻璃、像素化的光电发射元件阵列和像素化的光电检测元件阵列。像素化的光电发射元件阵列的一个或多个选定的光电发射元件被配置为作为成像扫描的一部分，通过盖玻璃向显示表面发射光信号。像素化的光电检测元件阵列相对于像素化的光电发射元件阵列和盖玻璃被定位以作为成像扫描的一部分在像素化的光电检测元件阵列的各个光电检测元件处接收反射光信号。感测触发器被配置为响应于检测到发起动作，通过像素化的光电发射元件阵列和像素化的光电检测元件阵列触发成像扫描。图像处理电路被耦合到感测触发器、像素化的光电发射元件阵列和像素化的光电检测元件阵列。感测触发器将触发数据传送到图像处理电路以通过盖玻璃发起成像扫描。提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。本文还描述和列举了其他实现。附图简述图1示出了电子设备的一示例图像感测显示器。图2示出了电子设备的另一示例图像感测显示器。图3示出了用于电子设备的图像感测显示器的示例光电发射器和光电检测器像素配置。图4示出了示例指纹扫描过程和示例结果图像。图5示出了用于电子设备的显示器的图像感测系统的示例示意图。图6示出了用于利用电子设备的显示器进行图像感测的全内反射(TIR)的示例使用。图7示出了示例像素阵列，其中每个像素包括占据像素的不同区域的光电发射元件和光电检测元件。图8示出了示例像素阵列，其中每个像素包括占据像素的重叠区域的光电发射元件和光电检测元件。图9示出了用于像素的示例像素驱动器电子电路的示意图，该像素在光电发射器中具有一个或多个光电发射元件并且在光电检测器中具有一个或多个光电检测元件。图10示出了用于电子设备的显示器的示例触发图像感测系统的示意图。图11示出了利用显示器进行图像感测的示例操作。图12示出了用于在光电发射模式和光电检测模式之间切换像素的示例操作。图13示出了利用显示器进行触发图像感测的示例操作。图14示出了用于在显示器上进行图像感测和/或触发图像感测的示例处理系统。详细描述图1示出了电子设备102的示例图像感测显示器100。在图1中，示例电子设备102被显示为移动电话，但是其他电子设备可包括而不限于平板计算机、电子显示器、膝上型计算机、一体式计算机、电子配件、建筑物安全设备、自动取款机等。用户的拇指104被显示为按在图像感测显示器100的显示表面110。在这些和其他环境中的指纹感测是可由所描述的技术所提供的成像的一个示例，但是也可采用其他类型的成像。如在圆圈106中放大的绘图中显示的，用户拇指104上的脊108接触图像感测显示器100的显示表面110，其中至少一个实现包括盖玻璃112、偏振层114、一个或多个四分之一波长板116以及光电检测/发射层118。在一个实现中，光电检测/发射层118可包括多个子层和位于基板119上的有机发光二极管(OLED)。OLED子层可包括透明或半透明区域，其可以允许光穿过光电检测/发射层118的子层。在一个实现中，如图1所示，至少一个光电检测元件和一个或多个单独的光电发射元件被包括在单个像素中。在一替代实现中，单独的OLED元件可被选择性地偏置以用作光电检测元件或光电发射元件。其他电子设备组件117被显示在图像感测显示器100的正下方，尽管可能存在中间层。在一个实现中，光电检测/发射层118包括像素阵列(诸如像素122)，其中每个像素包括至少一个光电发射元件(诸如光电发射元件126)以及至少一个光电检测元件(诸如光电检测元件124)。在光电检测/发射层118中，每个像素被示出为包括三个光电发射元件(例如，红色，绿色和蓝色元件)和一光电检测元件，但是可以构想其他配置。如所示的，每个像素的光电检测元件和光电发射元件被配置在基本相同的子层或平面中。通过将单个像素配置为在同一子层中包括光电检测元件和光电发射元件，图像感测显示器100可以提供光电检测和光电发射功能两者，而基本上不增加图像感测显示器100的厚度。在图1的示例中，由光电发射元件126中的一个发射的光被传输到图像感测显示器100的显示表面110处的折射边界。入射角大于临界角的光被通过图像感测显示器100的盖玻璃的全内反射所反射。在对象的特征(例如，指纹的脊)被光学耦合到显示表面110的情况下，反射的光朝向光电检测/发射层118散射。在没有对象的特征被光学耦合到显示表面110的情况下，反射光以非散射的方式朝向光电检测/发射层118反射。非散射反射光和脊散射反射光由光电检测元件128捕捉。如下面更详细描述的，像素阵列122的光电发射元件126可扫描图像感测显示器100的显示表面110的区域以照明显示表面110上的对象并且可以使用像素阵列124的光电检测元件122捕捉从显示表面110反射的光。捕捉的光然后可被缝合在一起以产生对象的合成图像。图2示出了电子设备的另一示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成像系统，包括：被配置为传送像素选择信号分量的像素选择器信号总线；以及显示器的像素阵列，所述像素阵列被电连接到所述像素选择器信号总线并且包括被配置为感测与所述显示器的表面接触的对象的图像的多个像素，所述像素阵列中的每个像素包括一个或多个光电检测元件和一个或多个光电发射元件，通过从所述像素选择器信号总线接收的所述像素选择器信号分量，每个像素的操作在所述一个或多个光电检测元件和所述一个或多个光电发射元件之间切换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.07 US 62/304,853;2016.07.27 US 15/221,4721.一种成像系统，包括：被配置为传送像素选择信号分量的像素选择器信号总线；以及显示器的像素阵列，所述像素阵列被电连接到所述像素选择器信号总线并且包括被配置为感测与所述显示器的表面接触的对象的图像的多个像素，所述像素阵列中的每个像素包括一个或多个光电检测元件和一个或多个光电发射元件，通过从所述像素选择器信号总线接收的所述像素选择器信号分量，每个像素的操作在所述一个或多个光电检测元件和所述一个或多个光电发射元件之间切换。2.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述一个或多个光电检测器和所述一个或多个光电发射元件位于所述显示器内。3.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述一个或多个光电检测器和所述一个或多个光电发射元件与所述显示器的盖玻璃的显示表面相对地接合到所述显示器。4.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述一个或多个光电检测元件与所述显示器的盖玻璃的显示表面相对地接合到所述显示器并且所述一个或多个光电发射元件位于所述显示器内。5.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述一个或多个光电检测元件位于所述显示器内并且所述一个或多个光电发射元件与所述显示器的盖玻璃的显示表面相对地接合到所述显示器。6.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，从所述像素选择器信号总线接收的所述像素选择器信号分量的极性选择光电发射器驱动器电子器件以打开所述像素中的所述一个或多个光电发射元件。7.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，从所述像素选择器信号总线接收的所述像素选择器信号分量的极性选择光电检测器驱动器电子器件以打开所述像素中的所述一个或多个光电检测元件。8.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，当所述光电检测器驱动器电子器件已打开所述像素中的所述一个或多个光电检测元件时，所述像素选择器信号总线传送来自所述像素的输出数据信号分量。9.一种方法，包括：在像素选择器信号总线上传送像...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·黄，T·A·拉奇，L·陈，S·N·巴斯彻，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US