TWI564813B - 觸碰感應電路及其控制方法 - Google Patents
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Description
本案係關於一種觸碰感應電路,特別是關於一種可用以辨識指紋的觸碰感應電路。
現有電容式指紋辨識技術透過根據使用者指紋上紋谷和紋峰的電容值特徵輸出不同偵測訊號,藉著判斷偵測訊號實現指紋辨識。為此,指紋辨識電路中需配置額外的掃描線以提供驅動訊號。
然而,由於指紋辨識需足夠高解析度,擷取相對精準的指紋特徵,因此感測電極的面積受到局限,偵測到的電容值將也隨之縮減,造成偵測訊號難以處理與判別。現有結構中,配置額外的掃描線會進一步限制感測電極的面積,或是需額外增加製程道數將感測電極與掃描線實現在相異的金屬層上,導致成本提高。
因此,現有的指紋辨識技術無法在提供足夠驅動訊號的同時維持感測電極的面積。隨著電路中感測電極面積減少,指紋感應之感應電容量隨著保護膜層厚度增加而降低,指紋辨識的難度也隨之提升。
為解決上述問題,本案的一態樣為一種觸碰感應電路。觸碰感應電路包含複數個偵測單元。偵測單元配置呈陣列,其中偵測單元中每一者包含感應電極、第一開關以及第二開關。第一開關用以選擇性地導通感應電極與複數條訊號線中相應的一者。第二開關用以選擇性地導通兩相鄰感應電極。當陣列中一第一列上的第一開關導通時,第一列上的感應電極用以根據驅動訊號輸出偵測訊號至訊號線,陣列中相鄰第一列之一第二列上的第二開關導通第二列上的感應電極以共同接收並傳遞驅動訊號。
在本案的一實施例中,當第一列上的第一開關導通時,陣列中其餘列的第二開關導通同一列上的感應電極。陣列中一第三列上的感應電極用以接收遮蔽訊號,以降低驅動訊號與偵測訊號之間的干擾。
在本案的一實施例中,觸碰感應電路更包含驅動選擇電路。驅動選擇電路用以輸出驅動訊號至第二列上的感應電極,並輸出遮蔽訊號至第三列上的感應電極。
在本案的一實施例中,驅動選擇電路用以接收掃描訊號,並根據掃描訊號與相應於陣列中各列的觸發訊號輸出驅動訊號與遮蔽訊號。
在本案的一實施例中,任一偵測單元中的第一開關導通時,第二開關關斷;第一開關關斷時,第二開關導通。
在本案的一實施例中,觸碰感應電路更包含控制
電路。控制電路用以輸出控制訊號,以分別控制陣列中第一開關與第二開關的導通與關斷。
在本案的一實施例中,偵測單元的第一開關包含第一端、第二端以及控制端。第一端電性耦接於相應的感應電極。第二端電性耦接於相應的訊號線。控制端電性耦接於控制電路,用以接收相應的控制訊號。
在本案的一實施例中,當第二列上的感應電極共同接收並傳遞驅動訊號時,陣列中一第四列上的感應電極共同接收並傳遞驅動訊號。
本案的另一態樣為一種觸碰感應電路。觸碰感應電路包含複數個第一感應電極以及複數個第二感應電極。在第一操作階段中,第一感應電極分別與相應的訊號線導通,第二感應電極彼此導通,用以接收驅動訊號,使得第一感應電極根據驅動訊號輸出偵測訊號至相應的訊號線。
在本案一實施例中,觸碰感應電路更包含複數個第三感應電極。在第二操作階段中,第二感應電極分別與相應的訊號線導通,第三感應電極彼此導通,用以接收驅動訊號,使得第二感應電極根據驅動訊號輸出偵測訊號至相應的訊號線。
在本案一實施例中,在第一操作階段中,第三感應電極彼此導通並用以接收遮蔽訊號,以降低驅動訊號與偵測訊號之間的干擾。
在本案一實施例中,觸碰感應電路更包含複數個第一開關以及複數個第二開關。第一開關分別連接於相應的第
一感應電極與相應的訊號線之間。第二開關用以導通相鄰的第二感應電極。
本案的又一態樣為一種觸碰感應電路的控制方法。控制方法包含:在第一操作階段中,將第一感應電極分別與相應的訊號線導通;導通第二感應電極;提供驅動訊號至第二感應電極;以及自訊號線讀取第一感應電極根據驅動訊號所輸出的偵測訊號。
在本案一實施例中,控制方法更包含:在第二操作階段中,將第二感應電極分別與相應的訊號線導通;導通第三感應電極;提供驅動訊號至第三感應電極;以及自訊號線讀取第二感應電極根據驅動訊號所輸出的偵測訊號。
在本案一實施例中,控制方法更包含:在第一操作階段中,導通第三感應電極;以及提供遮蔽訊號至第三感應電極以降低驅動訊號與偵測訊號之間的干擾。
綜上所述,本揭露內容透過應用上述實施例,使得觸碰感應電路可在不須設置額外的掃描線的情況下提供驅動訊號,以便偵測單元中的感應電極輸出偵測訊號進行指紋辨識,如此一來,感應電極便可具有較大的電極面積以提升指紋辨識的解析度與準確度,並簡化了指紋辨識電路的設計。改善現有技術當中的種種問題。
100‧‧‧觸碰感應電路
120‧‧‧陣列
122‧‧‧偵測單元
140‧‧‧驅動選擇電路
142‧‧‧非重疊時脈訊號產生器
160‧‧‧控制電路
162‧‧‧非重疊時脈訊號產生器
180‧‧‧邏輯電路
600‧‧‧控制方法
P1~Px‧‧‧感應電極
S1、S2‧‧‧開關
RL1~RLz‧‧‧訊號線
DFF1~DFFn‧‧‧延遲觸發器
AND1~ANDn‧‧‧邏輯閘
SR1~SRx‧‧‧移位暫存器
RX1~RXz‧‧‧偵測訊號
STR‧‧‧觸發訊號
RST‧‧‧重置訊號
TCK‧‧‧時脈訊號
TX‧‧‧掃描訊號
CK、XCK‧‧‧時脈訊號
DS1~DSn‧‧‧觸發訊號
TX1~TXn‧‧‧訊號
SS1~SSx‧‧‧控制訊號
SEL[1]~SEL[Y]‧‧‧選擇訊號
Vout‧‧‧輸出訊號
PS1、PS2‧‧‧操作階段
S610~S680‧‧‧步驟
第1圖為根據本案一實施例所繪示的觸碰感應電路的示意
圖。
第2A圖為根據本案一實施例所繪示的驅動選擇電路示意圖。
第2B圖為根據本案一實施例所繪示的驅動選擇電路的相關訊號波形示意圖。
第3A圖和第3B圖為根據本案一實施例所繪示的觸碰感應電路的相關訊號波形示意圖。
第4A圖為根據本案一實施例所繪示的觸碰感應電路於第一操作階段的操作示意圖。
第4B圖為根據本案一實施例所繪示的觸碰感應電路於第二操作階段的操作示意圖。
第5圖為根據本案一實施例所繪示的觸碰感應電路的操作示意圖。
第6圖為根據本案一實施例所繪示的控制方法的流程圖。
下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明,以更好地理解本案的態樣,但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍,而結構操作之描述非用以限制其執行之順序,任何由元件重新組合之結構,所產生具有均等功效的裝置,皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外,根據業界的標準及慣常做法,圖式僅以輔助說明為目的,並未依照原尺寸作圖,實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。
在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms),除有特別註明外,通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論,以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。
此外,在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等,均為開放性的用語,即意指『包含但不限於』。此外,本文中所使用之『及/或』,包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。
於本文中,當一元件被稱為『連接』或『耦接』時,可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外,雖然本文中使用『第一』、『第二』、...等用語描述不同元件,該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明,否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位,亦非用以限定本發明。
在現有電容式指紋辨識技術中,指紋辨識電路中需配置額外的掃描線以提供驅動訊號,藉此,當使用者的手指與由感應電極配置而成的陣列接觸時,驅動訊號透過手指指紋中紋谷和紋峰產生之感應電容作為介質,使得感應電極便可分別輸出偵測訊號至訊號線。由於不同使用者指紋具有不同的紋谷和紋鋒特徵,因此當不同使用者的手指與指紋辨識感應電極接觸時,輸出的偵測訊號也會不同,藉此,指紋辨識電路便可藉由判斷偵測訊號達到指紋辨識的功能。
然而,在電路設計上,配置額外的掃描線會壓縮配置感應電極的面積。隨著電路中感應電極面積減少,指紋感應之感應電容量隨著保護膜層厚度增加而降低。此外,指紋辨識的難度也隨之提升。
為解決現有技術中的缺點,本案的一態樣為一種觸碰感應電路。在本案一實施例中,觸碰感應電路可偵測手指指紋中各區域的電容值特徵,達到指紋辨識的功能。請參考第1圖。第1圖為根據本案一實施例所繪示的觸碰感應電路100的示意圖。如第1圖所示,觸碰感應電路100包含複數個偵測單元122。偵測單元122配置成陣列120。訊號線RL1~RLz分別與相應行上的偵測單元122電性連接。
在本案一實施例中,偵測單元122包含感應電極P1、開關S1以及開關S2。開關S1的第一端電性連接於感應電極P1,開關S1的第二端電性連接於訊號線RL1~RLz中相應的一者,開關S1的控制端接收控制訊號SS1~SSx中相應的一者,並用以根據相應的控制訊號SS1~SSx選擇性地導通感應電極P1與相應的訊號線RL1~RLz。
如第1圖所示,開關S2的第一端電性連接於感應電極P1,開關S2的第二端電性連接於同一列上相鄰偵測單元122中的感應電極P1,開關S2的控制端接收控制訊號SS1~SSx中相應的一者,用以根據控制訊號SS1~SSx選擇性地導通兩相鄰偵測單元120中的感應電極P1。
在第1圖所示的實施例中,同一列偵測單元122中的開關S1與開關S2可接收同一個相應的控制訊號SS1~SSx。
由於本實施例中開關S1與開關S2分別以N型薄膜電晶體(NTFT)和P型薄膜電晶體(PTFT)實作,因此當偵測單元122的開關S1與開關S2接收到相同的控制訊號(如:控制訊號SS1)時,開關S1和開關S2不會同時導通。換言之,在任一偵測單元122中,當開關S1導通感應電極P1與相應的訊號線RL1~RLz時,開關S2關斷。相對地,當開關S1關斷時,開關S2導通兩相鄰偵測單元122中的感應電極P1。值得注意的是,開關S1和開關S2亦可由相異的訊號進行控制,使得任一偵測單元122中開關S1導通時,開關S2關斷;開關S1關斷時,開關S2導通。第1圖所示實施例僅為釋例之用,並非用以限制本案。
在部分實施例中,觸碰感應電路100更包含驅動選擇電路140、控制電路160以及邏輯電路180。驅動選擇電路140用以輸出訊號TX1~TXn至陣列120中各列的偵測單元122。控制電路160電性耦接於開關S1與開關S2的控制端,用以輸出控制訊號SS1~SSx,以分別控制陣列120中開關S1與開關S2的導通與關斷。邏輯電路180電性連接於訊號線RL1~RLz,用以根據選擇訊號SEL[1]~SEL[Y]導通相應的訊號線RL1~RLz,以偵測相應的偵測訊號RX1~RXz,並將其作為輸出訊號Vout讀出。
藉此,透過訊號TX1~TXn與控制訊號SS1~SSx的協同操作,觸碰感應電路100可在不須設置額外的掃描線的情況下提供驅動訊號,使得偵測單元122中的感應電極P1輸出偵測訊號RX1~RXz進行指紋辨識,如此一來,感應電極P1便可具有較大的電極面積,以提升指紋辨識的解析度與準確度,
並簡化了指紋辨識電路的設計。
為方便說明,驅動選擇電路140的具體操作方式請同時參考第2A圖與第2B圖。第2A圖為根據本案一實施例所繪示的驅動選擇電路140示意圖。第2B圖為根據本案一實施例所繪示的驅動選擇電路140的相關波形示意圖。
舉例來說,在第1圖所示的實施例中,驅動選擇電路140包含非重疊時脈訊號產生器142、延遲觸發器DFF1~DFFn以及邏輯閘AND1~ANDn。非重疊時脈訊號產生器142電性連接於延遲觸發器DFF1~DFFn,用以根據輸入時脈訊號TCK提供兩個彼此反向的時脈訊號CK、XCK至延遲觸發器DFF1~DFFn。延遲觸發器DFF1~DFFn彼此串聯,用以接收時脈訊號CK、XCK,重置訊號RST以及上一級延遲觸發器輸出的訊號,並據以輸出延遲後的訊號至下一級延遲觸發器。如此一來,延遲觸發器DFF1接收觸發訊號STR後,延遲觸發器DFF1~DFFn便可分別輸出觸發訊號DS1~DSn。邏輯閘AND1~ANDn分別電性連接於延遲觸發器DFF1~DFFn,用以接收高頻的掃描訊號TX,並分別接收觸發訊號DS1~DSn以進行邏輯運算,以分別輸出訊號TX1~TXn至陣列120。
如第2A圖與第2B圖所示,邏輯閘AND1~ANDn為及閘(and gate)。換句話說,當觸發訊號DS1處於高準位時,邏輯閘AND1輸出的訊號TX1具有相應於掃描訊號TX的切換頻率。當觸發訊號DS1處於低準位時,邏輯閘AND1輸出的訊號TX1維持在低準位。如此一來,驅動選擇電路140便可藉由觸發訊號DS1~DSn對高頻的掃描訊號TX進行分時
(timesharing),以控制在第一操作階段PS1時,訊號TX1具有掃描訊號TX的切換頻率,在第二操作階段PS2時,訊號TX2具有掃描訊號TX的切換頻率,以此類推。透過以上操作,可確保於提供高頻的驅動訊號的同時,避免驅動訊號對訊號線RL1~RLz產生干擾。
與驅動選擇電路140相似,在第1圖所示的實施例中,控制電路160包含非重疊時脈訊號產生器162以及移位暫存器SR1~SRx。非重疊時脈訊號產生器162電性連接於移位暫存器SR1~SRx,用以根據輸入時脈訊號TCK提供兩個彼此反向的時脈訊號CK、XCK至移位暫存器SR1~SRx。移位暫存器SR1~SRx彼此串聯,用以接收時脈訊號CK、XCK,重置訊號RST以及上一級移位暫存器輸出的訊號,並據以輸出移位後的訊號至下一級移位暫存器。如此一來,移位暫存器SR1接收觸發訊號STR後,移位暫存器SR1~SRx便可分別輸出控制信號SS1~SSx。
值得注意的是,驅動選擇電路140與控制電路160可由不同方式實作,第1圖與第2A圖中所示僅為釋例之用,並非用以限制本案。舉例來說,在部份實施例中驅動選擇電路140亦可使用移位暫存器取代延遲觸發器,輸出延遲信號DS1~DSn。
為方便說明起見,觸碰感應電路100透過訊號TX1~TXn與控制訊號SS1~SSx的協同操作方式將搭配第2A圖和第2B圖進行說明,但本案並不以此為限。
第3A圖和第3B圖為根據本案一實施例所繪示的
觸碰感應電路100於不同操作階段中的訊號波形圖。如第3A圖所示,在第一操作階段PS1中,控制訊號SS1處於一第一準位(如:高準位),控制訊號SS2處於一第二準位(如:低準位)。根據上述控制訊號SS1、SS2,陣列120中第一列上的偵測單元122中的開關S1導通(即:第一列上的開關S2關斷),陣列120中相鄰第一列之第二列上的開關S2導通(即:第二列上的開關S1關斷)。
如此一來,驅動選擇電路140輸出的驅動訊號(即:第一操作階段PS1中具有高頻的訊號TX1)便可經由第二列上導通的開關S2和第二列上的感應電極P2傳遞。第一列上相應的感應電極P1便可根據驅動訊號(即:第一操作階段PS1中具有高頻的訊號TX1)分別輸出偵測訊號RX1~RXz至訊號線RL1~RLz。
換言之,在第一操作階段PS1中,第二列上的感應電極P2彼此串聯,作為提供驅動訊號的掃描線。如此一來,觸碰感應電路100便不需另外設置額外的掃描線提供驅動訊號,因此觸碰感應電路100中的感應電極P1、P2可以具有較大的面積與手指間產生感應電容,使得偵測訊號RX1~RXz接收到較佳之感應信號量,提高指紋訊號識別率和正確性。
值得注意的是,為了避免驅動訊號(即:第一操作階段PS1中具有高頻的訊號TX1)和偵測訊號RX1~RXz互相干擾,在部份實施例中,當第一列上的開關S1導通時,控制訊號SS3~SSx亦控制陣列120中其餘列的開關S2導通同一列上的感應電極P3~Px。陣列120中第三列上的感應電極P3用以接
收遮蔽訊號(即:第一操作階段PS1中具有低準位的訊號TX2),以降低驅動訊號TX1與偵測訊號RX1~RXz之間的干擾。
由於陣列120中第三列上的感應電極P3的電壓訊號TX2維持在低準位,因此在訊號線RL1~RLz與第三列上的感應電極P3重疊之處,感應電極P3的電壓訊號TX2不會干擾訊號線RL1~RLz上的偵測訊號RX1~RXz,因此可以有效降低訊號線RL1~RLz的雜訊干擾。
值得注意的是,在本實施例中,驅動選擇電路140用以輸出驅動訊號(即:具有高頻的訊號TX1)至第二列上的感應電極P2,並輸出遮蔽訊號(即:具有低準位的訊號TX2)至第三列上的感應電極P3。
如此一來,如第3B圖所示,在第一操作階段PS1中邏輯電路180可依據選擇訊號SEL[1]~SEL[Y]導通相應的訊號線RL1~RLz,以偵測相應的偵測訊號RX1~RXz,並將其作為輸出訊號Vout讀出。舉例來說,當選擇訊號SEL[1]~SEL[Y]皆為低準位時,邏輯電路180導通訊號線RL1讀取偵測訊號RX1。當選擇訊號SEL[2]為高準位,選擇訊號SEL[2]~SEL[Y]皆為低準位時,邏輯電路180導通訊號線RL2讀取偵測訊號RX2。以此類推,觸碰感應電路100便可依序讀出偵測訊號RX1~RXz。
第4A圖為根據本案一實施例所繪示的第一操作階段PS1的觸碰感應電路100操作示意圖。在本實施例中,於第一操作階段PS1中,第一列的感應電極P1用以根據驅動訊號
分別輸出偵測訊號RX1~RXz至訊號線RL1~RLz。第二列的感應電極P2彼此導通串聯,用以傳遞驅動選擇電路140輸出的驅動訊號(即:具有高頻的訊號TX1)。其餘列的感應電極P3~P4各自導通串聯,用以傳遞驅動選擇電路140輸出的遮蔽訊號(即:具有低準位的訊號TX2、TX3)。
請再次參考第3A圖與第3B圖。進入第二操作階段PS2時,控制訊號SS1回到第二準位(如:低準位)。控制訊號SS2處於第一準位(如:高準位),控制訊號SS3處於一第二準位(如:低準位)。根據上述控制訊號SS2、SS3,陣列120中第二列上的偵測單元122中的開關S1導通(即:第二列上的開關S2關斷),陣列120中相鄰第二列之第三列上的開關S2導通(即:第三列上的開關S1關斷)。驅動選擇電路140輸出的驅動訊號(即:具有高頻的訊號TX2)便可經由第三列上導通的開關S2和第三列上的感應電極P3傳遞。第二列上相應的感應電極P2便可根據驅動訊號(即:具有高頻的訊號TX2)分別輸出偵測訊號RX1~RXz至訊號線RL1~RLz。相似地,在第二操作階段PS2中邏輯電路180可依據選擇訊號SEL[1]~SEL[Y]的操作,使得觸碰感應電路100依序讀出偵測訊號RX1~RXz。
第4B圖為根據本案一實施例所繪示的第一操作階段PS1的觸碰感應電路100操作示意圖。在本實施例中,於第二操作階段PS2中,第二列的感應電極P2用以根據驅動訊號分別輸出偵測訊號RX1~RXz至訊號線RL1~RLz。第三列的感應電極P3彼此導通串聯,用以傳遞驅動選擇電路140輸出的驅動訊號(即:具有高頻的訊號TX2)。其餘列的感應電極P4導通
串聯,用以傳遞驅動選擇電路140輸出的遮蔽訊號(即:具有低準位的訊號TX3)。
重複進行上述操作,透過控制訊號SS1~SSx依序導通各列的開關S1,並導通次一列上的開關S2以提供訊號TX1~TXn,觸碰感應電路100便可將自各列感應電極P1~Px所偵測到的偵測訊號RX1~RXz讀出,完整蒐集使用者指紋紋谷和紋鋒的電容特徵,實現指紋辨識的功能。
值得注意的是,驅動選擇電路140可根據實際需求,接收掃描訊號TX,並根據掃描訊號TX與相應於陣列120中各列的觸發訊號DS1~DSn輸出驅動訊號(即:具有高頻的訊號)與遮蔽訊號(即:具有低準位的訊號)。舉例來說,如第5圖所示,驅動選擇電路140亦可使訊號TX1、TX2同時作為驅動訊號,使得當第二列上的感應電極P2共同接收並傳遞驅動訊號時,陣列120中第三列上的感應電極P3共同接收並傳遞驅動訊號。如此一來,兩列上的感應電極P2、P3同時作為掃描線使用,便可以提高驅動訊號的強度。換言之,訊號TX1~TXn為高頻訊號的時段可彼此重疊,以動態調整陣列120中各列作為提供驅動訊號之用與提供遮蔽訊號之用的比例。
本案的另一態樣為一種觸碰感應電路的控制方法。請參考第6圖。第6圖為根據本案一實施例所繪示的控制方法600的流程圖。為方便起見,控制方法600將搭配第1圖至第5圖中所繪示的觸碰感應電路100進行說明,但本案並不以此為限。如第6圖所示,控制方法600包含步驟S610、S620、S630以及S640。
首先,在步驟S610中,在第一操作階段PS1中,控制電路160透過控制訊號SS1將第一列上的感應電極P1分別與相應的訊號線RL1~RLz導通。接著,在步驟S620中,控制電路160透過控制訊號SS2導通第二列上的感應電極P2。接著,在步驟S630中,驅動選擇電路140提供驅動訊號(即:訊號TX1)至感應電極P2。最後在步驟S640中,邏輯電路180自訊號線RL1~RLz讀取感應電極P1根據驅動訊號(即:訊號TX1)所輸出的偵測訊號RX1~RXz。
在步驟S650中,在第二操作階段PS2中,控制電路160透過控制訊號SS2將感應電極P2分別與相應的訊號線RL1~RLz導通。接著,在步驟S660中,控制電路160透過控制訊號SS3導通第三列上的感應電極P3。接著,在步驟S670中,驅動選擇電路140提供驅動訊號(即:訊號TX2)至感應電極P3。最後,在步驟S680中,邏輯電路180自訊號線RL1~RLz讀取感應電極P2根據驅動訊號(即:訊號TX2)所輸出的偵測訊號RX1~RXz。
如此一來,觸碰感應電路100便能在不需配置額外掃描線的情況下提供驅動訊號予陣列120中的感應電極P1~Px,實現指紋辨識的功能。
在部份實施例中,控制方法600更包含步驟S632和步驟S634。在步驟632中,在第一操作階段PS1中,控制電路160透過控制訊號SS3導通第三列上的感應電極P3。接著,在步驟634中,驅動選擇電路140提供遮蔽訊號(即:訊號TX3)至第三列上的感應電極P3以降低驅動訊號與偵測訊號
RX1~RXz之間的干擾。
所屬技術域具有通常知識者可直接瞭解控制方法600如何基於上述實施例中的觸碰感應電路100以執行該等操作及功能,故不再此贅述。
於上述之內容中,包含示例性的步驟。然而此些步驟並不必需依序執行。在本實施方式中所提及的步驟,除特別敘明其順序者外,均可依實際需要調整其前後順序,甚至可同時或部分同時執行。
綜上所述,本揭露內容透過應用上述實施例,使得觸碰感應電路可在不須設置額外的掃描線的情況下提供驅動訊號,以便偵測單元中的感應電極輸出偵測訊號進行指紋辨識,如此一來,感應電極便可具有較大的電極面積以提升指紋辨識的解析度與準確度,並簡化了指紋辨識電路的設計。改善現有技術當中的種種問題。
雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本揭示內容,任何熟習此技藝者,在不脫離本揭示內容之精神和範圍內,當可作各種更動與潤飾,因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧觸碰感應電路
120‧‧‧陣列
122‧‧‧偵測單元
140‧‧‧驅動選擇電路
142‧‧‧非重疊時脈訊號產生器
160‧‧‧控制電路
162‧‧‧非重疊時脈訊號產生器
180‧‧‧邏輯電路
P1~Px‧‧‧感應電極
S1、S2‧‧‧開關
RL1~RLz‧‧‧訊號線
DFF1~DFFn‧‧‧延遲觸發器
AND1~ANDn‧‧‧邏輯閘
SR1~SRx‧‧‧移位暫存器
RX1~RXz‧‧‧偵測訊號
STR‧‧‧觸發訊號
RST‧‧‧重置訊號
TCK‧‧‧時脈訊號
TX‧‧‧掃描訊號
CK、XCK‧‧‧時脈訊號
DS1~DSn‧‧‧觸發訊號
TX1~TXn‧‧‧訊號
SS1~SSx‧‧‧控制訊號
SEL[1]~SEL[Y]‧‧‧選擇訊號
Vout‧‧‧輸出訊號
Claims (15)
- 一種觸碰感應電路,包含:複數個偵測單元,該些偵測單元配置呈一陣列,其中該些偵測單元中每一者包含:一感應電極;一第一開關,用以選擇性地導通該感應電極與複數條訊號線中相應的一者;以及一第二開關,用以選擇性地導通兩相鄰感應電極;其中當該陣列中一第一列上的該些第一開關導通時,該第一列上的該些感應電極用以根據一驅動訊號輸出複數個偵測訊號至該些訊號線,該陣列中相鄰該第一列之一第二列上的該些第二開關導通該第二列上的該些感應電極以共同接收並傳遞該驅動訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述的觸碰感應電路,其中當該第一列上的該些第一開關導通時,該陣列中其餘列的該些第二開關導通同一列上的該些感應電極;其中該陣列中一第三列上的該些感應電極,用以接收一遮蔽訊號,以降低該驅動訊號與該些偵測訊號之間的干擾。
- 如申請專利範圍第2項所述的觸碰感應電路,更包含:一驅動選擇電路,用以輸出該驅動訊號至該第二列上的該些感應電極,並輸出該遮蔽訊號至該第三列上的該些感應 電極。
- 如申請專利範圍第3項所述的觸碰感應電路,其中該驅動選擇電路用以接收一掃描訊號,並根據該掃描訊號與相應於該陣列中各列的複數個觸發訊號輸出該驅動訊號與該遮蔽訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述的觸碰感應電路,其中任一偵測單元中的該第一開關導通時,該第二開關關斷;該第一開關關斷時,該第二開關導通。
- 如請求項第1項所述的觸碰感應電路,更包含:一控制電路,用以輸出複數個控制訊號,以分別控制該陣列中該些第一開關與該些第二開關的導通與關斷。
- 如申請專利範圍第6項所述的觸碰感應電路,其中該些偵測單元的該些第一開關包含:一第一端,電性耦接於相應的感應電極;一第二端,電性耦接於相應的訊號線;以及一控制端,電性耦接於該控制電路,用以接收相應的控制訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述的觸碰感應電路, 其中當該第二列上的該些感應電極共同接收並傳遞該驅動訊號時,該陣列中一第四列上的該些感應電極共同接收並傳遞該驅動訊號。
- 一種觸碰感應電路,包含:複數個第一感應電極;以及複數個第二感應電極;其中在一第一操作階段中,該些第一感應電極分別與相應的複數訊號線導通,該些第二感應電極彼此導通,用以接收一驅動訊號,使得該些第一感應電極根據該驅動訊號輸出複數個偵測訊號至相應的該些訊號線。
- 如申請專利範圍第9項所述的觸碰感應電路,更包含:複數個第三感應電極;其中在一第二操作階段中,該些第二感應電極分別與相應的該些訊號線導通,該些第三感應電極彼此導通,用以接收該驅動訊號,使得該些第二感應電極根據該驅動訊號輸出該些偵測訊號至相應的該些訊號線。
- 如申請專利範圍第10項所述的觸碰感應電路,其中在該第一操作階段中,該些第三感應電極彼此導通並用以接收一遮蔽訊號,以降低該驅動訊號與該些偵測訊號之間的干擾。
- 如申請專利範圍第9項所述的觸碰感應電路,更包含:複數個第一開關,分別連接於相應的第一感應電極與相應的訊號線之間;以及複數個第二開關,用以導通相鄰的第二感應電極。
- 一種觸碰感應電路的控制方法,其中該觸碰感應電路包含複數條訊號線、複數個第一感應電極以及複數個第二感應電極,該控制方法包含:在一第一操作階段中,將該些第一感應電極分別與相應的該些訊號線導通;導通該些第二感應電極;提供一驅動訊號至該些第二感應電極;以及自該些訊號線讀取該些第一感應電極根據該驅動訊號所輸出的複數個偵測訊號。
- 如申請專利範圍第13項所述的控制方法,其中該觸碰感應電路更包含複數個第三感應電極,該控制方法更包含:在一第二操作階段中,將該些第二感應電極分別與相應的該些訊號線導通;導通該些第三感應電極;提供該驅動訊號至該些第三感應電極;以及 自該些訊號線讀取該些第二感應電極根據該驅動訊號所輸出的該些偵測訊號。
- 如申請專利範圍第14項所述的控制方法,更包含:在該第一操作階段中,導通該些第三感應電極;以及提供一遮蔽訊號至該些第三感應電極以降低該驅動訊號與該些偵測訊號之間的干擾。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106708344A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-05-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种触控面板、其驱动方法及触摸屏 |
| CN114185460B (zh) * | 2021-12-12 | 2023-11-07 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 触控显示面板及电子装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201017555A (en) * | 2008-10-17 | 2010-05-01 | Acer Inc | Fingerprint detection device and method and associated touch control device with fingerprint detection |
| TW201227480A (en) * | 2010-12-30 | 2012-07-01 | Egalax Empia Technology Inc | Capacitive touch screen |
| US20120182253A1 (en) * | 2011-01-17 | 2012-07-19 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Capacitive Touchscreen or Touch Panel with Fingerprint Reader |
| TW201435459A (zh) * | 2013-03-07 | 2014-09-16 | Au Optronics Corp | 一種觸控單元陣列以及觸控顯示面板 |
| TWM491216U (zh) * | 2014-08-25 | 2014-12-01 | Superc Touch Corp | 具高正確性指紋辨識之行動裝置 |
| CN204009812U (zh) * | 2014-07-02 | 2014-12-10 | 南昌欧菲生物识别技术有限公司 | 具有指纹识别功能的触控屏及终端设备 |
| TWM498326U (zh) * | 2014-10-03 | 2015-04-01 | Superc Touch Corp | 兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置 |
| TWM506318U (zh) * | 2015-02-12 | 2015-08-01 | Superc Touch Corp | 具有遮蔽電極之觸控顯示裝置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3775601B2 (ja) * | 2003-04-17 | 2006-05-17 | セイコーエプソン株式会社 | 静電容量検出装置及びその駆動方法、指紋センサ並びにバイオメトリクス認証装置 |
| US8552989B2 (en) * | 2006-06-09 | 2013-10-08 | Apple Inc. | Integrated display and touch screen |
| US20090115735A1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-07 | Himax Technologies Limited | Sensor with pressure-induced varied capacitance |
| KR101415725B1 (ko) * | 2008-05-21 | 2014-07-21 | 서울대학교산학협력단 | 표시 장치와 그 구동 방법 |
| TWI386836B (zh) * | 2008-05-22 | 2013-02-21 | Au Optronics Corp | 光學反射式觸控面板及其畫素與系統 |
| CN101727571B (zh) | 2008-10-24 | 2012-09-19 | 宏碁股份有限公司 | 指纹感测装置以及具指纹感测的触控装置 |
| TWI380109B (en) | 2009-01-23 | 2012-12-21 | Au Optronics Corp | Display device and method of equalizing loading effect of display device |
| TW201321876A (zh) | 2011-11-17 | 2013-06-01 | Au Optronics Corp | 畫素結構、主動陣列基板及液晶顯示面板 |
| CN102736965B (zh) | 2012-05-23 | 2016-02-03 | 敦泰科技有限公司 | 一种基于电容式触摸屏驱动检测的方法和设备 |
| CN102914920B (zh) | 2012-09-11 | 2015-05-20 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种电容式内嵌触摸屏、其驱动方法及显示装置 |
| TWI490455B (zh) | 2012-10-12 | 2015-07-01 | 茂丞科技股份有限公司 | 具有高感測靈敏度之電容式感測陣列裝置及使用其之電子設備 |
| TWI498797B (zh) | 2012-12-13 | 2015-09-01 | Au Optronics Corp | 觸控面板及觸控顯示面板 |
| CN103207485A (zh) | 2013-04-03 | 2013-07-17 | 友达光电股份有限公司 | 一种薄膜晶体管液晶显示器 |
| CN104463082B (zh) * | 2013-09-18 | 2018-11-20 | 映智科技股份有限公司 | 指纹感测集成电路的手指检测元件及检测方法 |
| KR101502326B1 (ko) * | 2014-08-07 | 2015-03-16 | (주)이미지스테크놀로지 | 스와이프 방식의 지문 인식 일체형 터치스크린과 지문 판별을 위한 방법 |
| TWI560588B (en) * | 2015-01-09 | 2016-12-01 | Au Optronics Corp | Touch panel and method for detecting the same |
-
2015
- 2015-08-17 TW TW104126719A patent/TWI564813B/zh active
- 2015-09-17 CN CN201510594142.XA patent/CN105117713B/zh active Active
-
2016
- 2016-06-08 US US15/176,546 patent/US10198114B2/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201017555A (en) * | 2008-10-17 | 2010-05-01 | Acer Inc | Fingerprint detection device and method and associated touch control device with fingerprint detection |
| TW201227480A (en) * | 2010-12-30 | 2012-07-01 | Egalax Empia Technology Inc | Capacitive touch screen |
| US20120182253A1 (en) * | 2011-01-17 | 2012-07-19 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Capacitive Touchscreen or Touch Panel with Fingerprint Reader |
| TW201435459A (zh) * | 2013-03-07 | 2014-09-16 | Au Optronics Corp | 一種觸控單元陣列以及觸控顯示面板 |
| CN204009812U (zh) * | 2014-07-02 | 2014-12-10 | 南昌欧菲生物识别技术有限公司 | 具有指纹识别功能的触控屏及终端设备 |
| TWM491216U (zh) * | 2014-08-25 | 2014-12-01 | Superc Touch Corp | 具高正確性指紋辨識之行動裝置 |
| TWM498326U (zh) * | 2014-10-03 | 2015-04-01 | Superc Touch Corp | 兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置 |
| TWM506318U (zh) * | 2015-02-12 | 2015-08-01 | Superc Touch Corp | 具有遮蔽電極之觸控顯示裝置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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