传感像素单元及光学指纹传感器制造技术

本申请提供了一种传感像素单元，所述传感像素单元包括像素感光单元，包括多个感光元件，用来接受光照并输出相应于所述多个感光元件的多个感光子像素值，其中每一感光子像素值相应于一第一感光面积；多个参考元件，输出相应于所述多个参考元件的多个参考子像素值，其中每一参考子像素值相应于一第二感光面积，所述第二感光面积小于所述第一感光面积；以及整合单元，耦接于所述多个感光元件以及所述多个参考元件，用来根据所述多个感光子像素值以及所述多个参考子像素值，输出对应所述传感像素单元的像素值。

Sensor pixel unit and optical fingerprint sensor

The invention provides a pixel sensor unit, the sensor pixel unit includes a pixel sensitive unit, including a plurality of photosensitive elements for receiving light and output a plurality of photon pixels corresponding to the plurality of photosensitive element values, wherein each pixel value corresponding to a sense of the photon sensitive area of a plurality of first; the reference element, outputting a plurality of reference sub pixels corresponding to the plurality of reference element values, wherein each reference value corresponding to a second pixel photosensitive area, the area is smaller than the first second photosensitive photosensitive area; and the integration unit is coupled to the plurality of photosensitive element and the plurality of the reference element, according to the plurality of sense photon pixel value and the plurality of reference sub pixel value, the output corresponding to the pixel value of the pixel sensor unit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感像素单元及光学指纹传感器
本申请涉及一种传感像素单元及光学指纹传感器，尤其涉及一种改善温度导致影像不一致的传感像素单元及光学指纹传感器。
技术介绍
随着科技日新月异，移动电话、数字相机、平板计算机、笔记本电脑等越来越多携带型电子装置已经成为了人们生活中必备的工具。由于携带型电子装置一般为个人使用，而具有一定的隐私性，因此其内部储存的数据，例如电话簿、相片、个人信息等等为私人所有。若电子装置一旦丢失，则这些数据可能会被他人所利用，而造成不必要的损失。虽然目前已有利用密码保护的方式来避免电子装置为他人所使用，但密码容易泄露或遭到破解，具有较低的安全性。并且，用户需记住密码才能使用电子装置，若忘记密码，则会带给使用者许多不便。因此，目前发展出利用个人指纹识别系统的方式来达到身份认证的目的，以提升数据安全性。另一方面，随着指纹辨识技术的进步，隐形指纹传感器(InvisibleFingerprintSensor，IFS)已逐渐受到消费者的青睐。在隐形指纹传感技术中，光学指纹传感器可设置于显示屏的下方，即屏幕下(UnderDisplay)指纹感测。换句话说，用户可透过按压显示屏以进行指纹辨识。然而，由于制程的因素，指纹辨识传感器中的传感像素单元可能会受到金属污染，而对温度具有不同的灵敏度，而导致当温度越高时，光学指纹传感器的多个传感像素单元所输出的多个像素值的不一致或不均匀会较严重，举例来说，在不受光照的情况下，多个传感像素单元输出的多个像素值于温度为25℃、37℃、41℃、55℃时的标准偏差(StandardDeviation，STD)分别为1.3、1.9、2.7、9.9个单位数值。在实际的屏幕下(UnderDisplay)应用中，由于光学指纹传感器设置于显示屏的下方，因此会受到显示屏所散发的热，而使得指纹影像的不一致或不均匀会更加严重，影响指纹判读的准确性。因此，现有技术实有改善之必要。
技术实现思路
因此，本申请部分实施例的目的即在于提供一种改善温度导致影像不一致的传感像素单元及光学指纹传感器，以改善现有技术的缺点。为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种传感像素单元，应用于光学指纹传感器中，所述传感像素单元输出对应所述传感像素单元的一像素值，所述传感像素单元包括像素感光单元，包括多个感光元件，用来接受光照并输出相应于所述多个感光元件的多个感光子像素值，其中每一感光子像素值相应于一第一感光面积；多个参考元件，输出相应于所述多个参考元件的多个参考子像素值，其中每一参考子像素值相应于一第二感光面积，所述第二感光面积小于所述第一感光面积；以及整合单元，耦接于所述多个感光元件以及所述多个参考元件，用来根据所述多个感光子像素值以及所述多个参考子像素值，输出对应所述传感像素单元的所述像素值。例如，所述多个参考元件中一参考元件包括感光二极管，具有感光区域；以及阻光层，设置于所述参考元件中所述感光二极管的所述感光区域之上。例如，所述阻光层完全覆盖所述感光区域，所述第二感光面积为零。例如，所述阻光层部份覆盖所述感光区域。例如，所述阻光层为集成电路布局中的金属层。例如，所述整合单元包括参考统计单元，用来计算所述多个参考子像素值的参考统计量；参考平均单元，接收一参考临限值，并根据所述参考临限值以及所述参考统计量，计算相应于所述多个参考子像素值的一参考平均值；感光统计单元，用来计算所述多个感光子像素值的感光统计量；查表单元，用来根据所述感光统计量，输出一感光临限值；感光平均单元，用来根据所述感光临限值以及所述感光统计量，计算相应于所述多个感光子像素值的一感光平均值；以及减法单元，耦接于所述参考平均单元以及所述感光平均单元，用来输出所述像素值为所述感光平均值与所述参考平均值的相减结果。例如，所述参考平均单元用来执行以下步骤，以根据所述参考临限值以及所述参考统计量，计算所述参考平均值：根据所述参考统计量以及所述参考临限值，选取所述多个参考子像素值中多个正常参考子像素值，其中每一正常参考子像素值与该参考统计量的差值小于或等于所述参考临限值；以及计算所述参考平均值为所述多个正常参考子像素值的平均值。例如，所述参考统计量为所述多个参考子像素值的最小值、中位数或平均值其中之一。例如，所述感光平均单元用来执行以下步骤，以根据所述感光临限值以及所述感光统计量，计算所述感光平均值：根据所述感光统计量以及所述感光临限值，选取所述多个感光子像素值中多个正常感光子像素值，其中每一正常感光子像素值与该感光统计量的差值小于或等于所述感光临限值；以及计算所述感光平均值为所述多个正常感光子像素值的平均值。例如，所述感光统计量为所述多个感光子像素值的最小值、中位数或平均值其中之一。例如，所述传感像素单元还包括模数转换器，耦接于所述多个感光元件及所述多个参考元件与所述整合单元之间。为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供了一种光学指纹传感器，包括多个传感像素单元，用来输出相应于多个传感像素单元的多个像素值，其中每一传感像素单元前述传感像素单元，所述多个传感像素单元的多个像素感光单元排列成阵列。例如，所述光学指纹传感器设置于电子装置的显示屏之下。例如，所述光学指纹传感器耦接于指纹辨识单元，所述指纹辨识单元用来根据相应于所述多个传感像素单元的所述多个像素值，判断使用者的指纹。本申请实施例利用多个感光元件及多个参考元件来组成传感像素单元；利用对光不敏感的参考元件所产生的参考子像素来消除或补偿感光子像素中受到温度影响的信号成份；利用整合单元剔除对温度特别敏感的元件并消除噪声。本申请改善现有技术中因温度所导致的不一致或不均匀，应用在光学指纹辨识领域，本申请增强指纹辨识的精准度。附图说明图1为本申请实施例一电子装置的剖面示意图；图2为图1电子装置的功能方块示意图；图3为本申请实施例一传感像素单元的示意图；图4为本申请实施例感光元件以及参考元件的示意图；图5为本申请实施例一整合单元的示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。请参考图1至图3，图1为本申请实施例一电子装置10的剖面示意图，图2为本申请实施例电子装置10的功能方块示意图，图3为本申请实施例一传感像素单元30的示意图。为了方便说明，图1至图3仅绘示与本申请专利技术特征相关的元件，而省略不相关的元件。电子装置10包括显示屏12、光学指纹传感器14以及指纹辨识单元16，光学指纹传感器14设置于显示屏12之下(即为屏幕下(UnderDisplay)指纹感测)，而耦接于指纹辨识单元16。光学指纹传感器14包含多个传感像素单元30，多个传感像素单元30分别输出多个像素值PX_out至指纹辨识单元16(即每一传感像素单元30输出其所对应的像素值PX_out至指纹辨识单元16)，指纹辨识单元16可根据相应于多个传感像素单元30的多个像素值PX_out，判断使用者的指纹。其中，每一传感像素单元30的感光面积可大致为50×50μm2，使得光学指纹传感器14可至少具有508每英寸点数(DotsPerInch，DPI)的分辨率，足以精准地辨识出指纹。详细来说，每一传感像素单元30包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感像素单元，应用于光学指纹传感器中，所述传感像素单元输出对应所述传感像素单元的一像素值，其特征在于，所述传感像素单元包括：像素感光单元，包括：多个感光元件，用来接受光照并输出相应于所述多个感光元件的多个感光子像素值，其中每一感光子像素值相应于一第一感光面积；多个参考元件，输出相应于所述多个参考元件的多个参考子像素值，其中每一参考子像素值相应于一第二感光面积，所述第二感光面积小于所述第一感光面积；以及整合单元，耦接于所述多个感光元件以及所述多个参考元件，用来根据所述多个感光子像素值以及所述多个参考子像素值，输出对应所述传感像素单元的所述像素值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种传感像素单元，应用于光学指纹传感器中，所述传感像素单元输出对应所述传感像素单元的一像素值，其特征在于，所述传感像素单元包括：像素感光单元，包括：多个感光元件，用来接受光照并输出相应于所述多个感光元件的多个感光子像素值，其中每一感光子像素值相应于一第一感光面积；多个参考元件，输出相应于所述多个参考元件的多个参考子像素值，其中每一参考子像素值相应于一第二感光面积，所述第二感光面积小于所述第一感光面积；以及整合单元，耦接于所述多个感光元件以及所述多个参考元件，用来根据所述多个感光子像素值以及所述多个参考子像素值，输出对应所述传感像素单元的所述像素值。2.如权利要求1所述的传感像素单元，其特征在于，所述多个参考元件中一参考元件包括：感光二极管，具有感光区域；以及阻光层，设置于所述参考元件中所述感光二极管的所述感光区域之上。3.如权利要求2所述的传感像素单元，其特征在于，所述阻光层完全覆盖所述感光区域，所述第二感光面积为零。4.如权利要求2所述的传感像素单元，其特征在于，所述阻光层部份覆盖所述感光区域。5.如权利要求2所述的传感像素单元，其特征在于，所述阻光层为集成电路布局中的金属层。6.如权利要求1所述的传感像素单元，其特征在于，所述整合单元包括：参考统计单元，用来计算所述多个参考子像素值的参考统计量；参考平均单元，接收一参考临限值，并根据所述参考临限值以及所述参考统计量，计算相应于所述多个参考子像素值的一参考平均值；感光统计单元，用来计算所述多个感光子像素值的感光统计量；查表单元，用来根据所述感光统计量，输出一感光临限值；感光平均单元，用来根据所述感光临限值以及所述感光统计量，计算相应于所述多个感光子像素值的一感光平均值；以及减法单元，耦接于所述参考平均单元以及所述感光平均单元，用来输出所述像素值为所述感光平均值与所述参考平均值的相减结果。7.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维民，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44