[发明专利]用于在指纹和触摸应用中的多相扫描的方法和传感器

说明书

涉及用于在指纹和触摸应用中的多相扫描的方法和传感器。在本文描述了用于在电容指纹应用中的全差分多相扫描的技术。在示例实施方式中，系统包括电容指纹传感器阵列以及耦合到电容指纹传感器阵列的处理设备。处理设备配置成至少：在全差分多相模式中扫描电容指纹传感器阵列；接收表示在电容指纹传感器阵列上的手指的一部分的多个测量结果；以及基于多个测量结果产生手指的该部分的指纹图像。

本申请是申请日为2015年9月18日，申请号为201580001070.1，发明名称为“用于在指纹和触摸应用中的多相扫描的方法和传感器”的申请的分案申请。

优先权

本申请是2015年3月27日提交的美国申请14/671,129的国际申请，其要求2014年11月25日提交的美国临时申请62/084,036和2014年11月25日提交的美国临时申请62/084,030的优先权和利益，所有申请通过引用被全部并入本文。

技术领域

本公开通常涉及电容指纹设备的领域，且特别是涉及处理从电容指纹传感器阵列获取的数据。

背景

一些计算设备例如笔记本计算机、个人数据助理、移动通信设备(例如智能电话、蜂窝电话、平板计算机等)和其它设备可包括配置成使用指纹传感器来从用户获取指纹图像且一般基于所获取的指纹图像执行某个操作或行动的用户界面设备。一种类型的这样的用户界面设备是通过电容感测来操作指纹传感器的触摸输入设备。例如，触摸输入设备可包括电容指纹传感器，其包括电容传感器元件的阵列。电容感测一般涉及周期性地测量与电容传感器元件相关的电容变化以确定传导对象(例如用户的手指、手写笔等)相对于电容传感器的感测表面的存在、位置和/或其它特征的扫描操作。

电容指纹传感器的结构和操作在至少一个方面中不同于其它公共电容传感器(例如触摸屏传感器)。例如，电容指纹传感器的活性区域比一般电容触摸屏传感器的活性区域小一到两个数量级(例如一般是大约100倍)，且在电容指纹传感器中的传感器元件的数量比在电容触摸传感器中的传感器元件的数量大约小一个数量级。此外，由电容指纹传感器获取的指纹信号的强度比由一般电容触摸屏传感器获取的信号小两到三个数量级，从而需要极其灵敏和低噪声电路以便捕获有用的指纹图像。因此，从电容指纹传感器获取并处理指纹图像数据提出一些独特的挑战，这些挑战不一定(如果根本)由为一般电容传感器(例如触摸屏传感器)发展的技术解决。

发明内容

本公开还包括以下内容：

1)一种方法，包括：

处理设备接收表示在电容指纹传感器阵列上的手指的一部分的多个测量结果；

其中所述多个测量结果从被在全差分多相模式中扫描的所述电容指纹传感器阵列的传感器元件得到；

所述处理设备基于所述多个测量结果产生所述手指的所述部分的指纹图像。

2)如1)所述的方法，其中所述多个测量结果表示从所述电容指纹传感器阵列的所述传感器元件测量的互电容。

3)如1)所述的方法，其中所述指纹图像是以数字格式视觉地表示所述手指的所述部分的指纹的一组数据值。

4)如1)所述的方法，其中产生所述指纹图像包括所述处理设备产生激发矩阵和输出信号矩阵，所述激发矩阵表示应用来复用所述传感器元件的多个电极的控制信号的极性，而所述输出信号矩阵表示所述多个测量结果。

5)如1)所述的方法，其中所述电容指纹传感器阵列的所述传感器元件包括发射(TX)电极，且其中所述处理设备产生所述指纹图像包括：

产生TX激发矩阵并将所述TX激发矩阵减少一行和一列；

基于所述多个测量结果产生输出信号矩阵并将所述输出信号矩阵减少一行；