[发明专利]用于生物计量感测的像素架构和驱动方案

说明书

本文中的实施例描述了一种输入设备，所述输入设备包括连接到传感器模块的传感器电极的矩形阵列，其测量对应于电极的电容性感测信号。当执行码分复用（CDM）时，多个传感器电极耦合到相同传感器模块。因此，传感器模块生成表示传感器电极上的电荷之和而不是单个传感器电极上的单独电荷的测量。通过并行重复地感测多个传感器电极，输入设备可以确定每个单独传感器电极的电容的改变。

技术领域

本发明一般涉及电子设备和执行电容性感测。

背景技术

许多输入设备包括指纹传感器，其使用电容性感测来检测用户的指纹。指纹传感器通常包括感测区，其中指纹传感器确定手指的脊和谷。在一个示例中，感测区包括用于测量由手指与感测区相互作用产生的电容中的改变的传感器电极。然而，由于传感器电极和相邻传感器电极之间的电容引起的共模耦合可能干扰测量传感器电极和手指之间的电容值，这对于测量具有小幅度的信号的指纹传感器的情况尤其如此。另外，输入设备可以具有对应于用于驱动传感器电极上的信号的输出线的寄生电容，其可以比传感器电极和手指之间的电容大几个数量级。共模耦合和寄生电容的效应使得测量感测电极和手指之间的较小电容更加困难。

发明内容

本文中描述的一个实施例包括用于操作输入设备的处理系统，所述输入设备包括部署在阵列中的多个传感器电极，其中所述多个传感器电极中的第一传感器电极和第二传感器电极部署在阵列中的相同列中。处理系统包括控制器电路，所述控制器电路被配置成将第一传感器电极充电到第一电压，将第二传感器电极充电到不同于第一电压的第二电压，其中第一电压和第二电压根据码分复用（CDM）技术被分配给第一传感器电极和第二传感器电极，并且在对第一传感器电极和第二传感器电极充电之后，将第一传感器电极和第二传感器电极同时耦合到相同模拟前端（AFE）以感测第一传感器电极和第二传感器电极上的组合的电荷。

本文中描述的另一个实施例包括输入设备，所述输入设备包括部署在形成阵列的列中的多个传感器电极，其中每个列包括耦合到AFE的感测线和将列中的多个传感器电极选择性耦合到感测线和处理系统的相应晶体管。处理系统被配置成将所述列中的至少一列中的所述多个传感器电极中的至少一个充电到第一电压，并且在对所述多个传感器电极中的至少一个充电之后：通过激活相应晶体管中的一个来将所述多个传感器电极中的至少一个耦合到感测线，通过激活相应晶体管中的一个来去激活耦合到感测线的偏移晶体管以减轻注入的电荷，并且在去激活偏移晶体管之后使用AFE来测量所述多个传感器电极中的至少一个上的电荷。

本文中描述的另一个实施例是用于操作输入设备的处理系统，所述输入设备包括部署在形成阵列的列中的多个传感器电极，其中每个列包括耦合到AFE的感测线和将列中的多个传感器电极选择性耦合到感测线的相应晶体管。所述处理系统包括控制器，所述控制器被配置成将所述列中的至少一列中的所述多个传感器电极中的至少一个充电到第一电压，并且在对所述多个传感器电极中的至少一个充电之后：通过激活相应晶体管中的一个来将多个传感器电极中的至少一个耦合到感测线，并且通过激活相应晶体管中的一个来去激活耦合到感测线的偏移晶体管以减轻注入的电荷。所述处理系统包括传感器模块，所述传感器模块包括AFE，所述传感器模块被配置成在去激活偏移晶体管之后使用AFE来测量所述多个传感器电极中的至少一个上的电荷。

本文中描述的另一个实施例包括输入设备，所述输入设备包括部署在形成阵列的列中的多个传感器电极，其中每个列包括耦合到AFE的感测线和将列中的多个传感器电极选择性耦合到感测线的相应晶体管。AFE被配置成将所述列中的至少一列中的第一传感器电极充电到第一电压，将所述列中的第二传感器电极充电到不同于第一电压的第二电压，并且在对第一传感器电极和第二传感器电极充电之后，并行测量第一传感器电极和第二传感器电极上的组合的电荷。

附图说明

为了本公开的以上所记载的特征能够在其中被详细理解的方式，可以参考实施例来对以上简述的本公开进行更加具体的描述，其中一些被图示在附图中。然而，要指明的是，附图仅图示了本公开的典型实施例，并因此不认为限制其范围，因为本公开可以容许其它同样有效的实施例。