一種電容傳感裝置的驅(qū)動掃描方法
【專利摘要】一種電容傳感裝置的驅(qū)動掃描方法，所述電容傳感裝置包括多個電極，所述電極以行和列的形式整齊排列，對所述電容傳感器進行驅(qū)動掃描時，將不少于一行和不少于一列相鄰的N個電極電連接，構(gòu)成一個組合電極進行驅(qū)動掃描測量，N大于一。所述電容傳感裝置包括驅(qū)動測量芯片，所述驅(qū)動測量芯片同時驅(qū)動構(gòu)成組合電極的電極的第一開關(guān)電路，使得電極的電位相等并物理連接，構(gòu)成一個組合電極。本發(fā)明的利用組合電極的設(shè)置，增加了電場強度，可以穿透厚度更大的保護層，在實際應(yīng)用中，還可以降低成本。并且通過對組合電極中電極的選擇，更容易偵測指紋的微小變化，當(dāng)然也更容易偵測出手指對觸摸屏的觸摸。
【專利說明】
一種電容傳感裝置的驅(qū)動掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感裝置的驅(qū)動掃描方法，尤其是一種電容傳感裝置的驅(qū)動掃描方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著觸摸屏技術(shù)的應(yīng)用于普及，觸摸屏屏幕的解鎖方式也從單一的按鍵解鎖方式，變的更加多種多樣，包括單向滑動解鎖、圖形解鎖、數(shù)字解鎖等多種形式，但最安全可靠的解鎖方式還是通過識別指紋進行解鎖。同時，指紋識別技術(shù)還可應(yīng)用于門禁、保險箱等。
[0003]指紋識別技術(shù)是通過取像設(shè)備讀取指紋圖像，然后用計算機識別軟件提取指紋的特征數(shù)據(jù)，最后通過匹配識別算法得到識別結(jié)果，以確定指紋所有人身份的生物特征識別技術(shù)。指紋識別技術(shù)主要涉及指紋圖像采集、指紋圖像處理、特征提取、數(shù)據(jù)保存、特征值的比對與匹配等過程。目前所用的指紋圖像采集設(shè)備，基本上基于三種技術(shù)基礎(chǔ):光學(xué)技術(shù)、半導(dǎo)體硅技術(shù)、超聲波技術(shù)。其中半導(dǎo)體指紋傳感器包括電容式或是電感式，電容式指紋識別傳感器是一集成有成千上萬半導(dǎo)體器件的〃平板〃，手指貼在電容式指紋識別傳感器上與其構(gòu)成了電容，由于手指平面凸凹不平，凸點處和凹點處接觸平板的實際距離大小不一樣，形成的電容數(shù)值也就不一樣，設(shè)備將采集到的不同的數(shù)值進行匯總，完成了指紋的采集，進一步對指紋進行識別。
[0004]現(xiàn)有的應(yīng)用于指紋識別的電容傳感裝置中，由于普通玻璃所能達到的厚度不足以獲得指紋識別的信號，通常使用藍寶石玻璃來實現(xiàn)降低厚度、耐刮的功能，以保證信號可以透過藍寶石玻璃被接收，雖然藍寶石玻璃現(xiàn)對于普通玻璃能夠制作的更薄，且更具有防刮的效果，但是藍寶石玻璃制作困難，價格昂貴。如圖1所示的一種指紋識別裝置，包括電極I和保護層2，相鄰的電極I之間的電場線可以看出，由于電極較小，導(dǎo)致電場強度小，電場線小，不足以穿過保護層2識別指紋紋路4。因此，有必要提供一種可以透過普通玻璃等相對較厚保護層的電容傳感裝置的信號驅(qū)動掃描方法。
[0005]而對于觸摸屏來說，應(yīng)用于工控領(lǐng)域的觸摸屏的具有較厚的保護層，信號不易識另IJ，因此，也有必要提供一種可以透過較厚的保護層的電容傳感裝置的信號驅(qū)動掃描方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種制作成本相對較小并且能夠穿過較厚的保護層的電容傳感裝置的驅(qū)動掃描方法。
[0007]為了解決上述問題，提供一種電容傳感裝置的驅(qū)動掃描方法，所述電容傳感裝置包括多個電極，所述電極以行和列的形式整齊排列，對所述電容傳感器進行驅(qū)動掃描時，將不少于一行和不少于一列相鄰的N個電極電連接，構(gòu)成一個組合電極進行驅(qū)動掃描測量，N
大于一。
[0008]進一步的，對于同一行或者同一列電極，在相鄰的兩次驅(qū)動掃描之間，組合電極中電極個數(shù)不變，構(gòu)成所述組合電極的電極與前一時刻構(gòu)成組合電極的電極相比整體移動不少于一個電極。
[0009]進一步的，當(dāng)構(gòu)成所述組合電極的電極與前一時刻構(gòu)成組合電極的電極相比整體移動一個電極時，以所述組合電極中行或列包含的電極的數(shù)量為行或列驅(qū)動掃描次數(shù)的周期。
[0010]進一步的，當(dāng)構(gòu)成所述組合電極的電極與前一時刻構(gòu)成組合電極的電極相比整體移動多于一個電極時，所述組合電極旁邊未構(gòu)成組合電極的電極數(shù)量不應(yīng)多于所述組合電極中包含的電極數(shù)量。
[0011]進一步的，組合電極中電極數(shù)量的選擇取決于電極尺寸的大小和覆蓋于電容傳感裝置上方的保護層的導(dǎo)電系數(shù)以及厚度的比例。
[0012]應(yīng)用所述驅(qū)動掃描方法的電容傳感裝置，其包括感應(yīng)電路和驅(qū)動測量芯片，所述驅(qū)動測量芯片驅(qū)動并接收所述感應(yīng)電路的信號并進行處理運算，所述感應(yīng)電路包括多個電極，所述電極以行和列的形式整齊排列，所述感應(yīng)電路還包括多個與所述電極連接的第一開關(guān)電路，所述驅(qū)動測量芯片同時驅(qū)動構(gòu)成組合電極的電極的第一開關(guān)電路，使得電極的電位相等并物理連接，構(gòu)成一個組合電極。
[0013]進一步的，所述第一開關(guān)的路的控制極與所述驅(qū)動測量芯片電連接，所述第一開關(guān)電路的源極和漏極分別于相鄰的電極電連接。
[0014]進一步的，所述感應(yīng)電路還包括第二開關(guān)電路，所述第二開關(guān)電路連接所述驅(qū)動測量芯片和所述電極，用于驅(qū)動電極并測量電極間的電容。
[0015]進一步的，所述第二開關(guān)電路的控制極和源極與所述驅(qū)動測量芯片電連接，漏極與所述電極電連接。
[0016]進一步的，所述電極可分時用于驅(qū)動顯示像素電路。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的利用組合電極的設(shè)置，增加了電場強度，可以穿透厚度更大的保護層，在實際應(yīng)用中，還可以降低成本。并且通過對組合電極中電極的選擇，更容易偵測指紋的微小變化，當(dāng)然也更容易偵測出手指對觸摸屏的觸摸。
【附圖說明】
[0018]圖1是指紋識別裝置電場強度示意圖。
[0019]圖2是電容傳感裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是第一實施例Tl至T4時刻組合電極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖4是電容傳感裝置組合電極電場強度示意圖。
[0022]圖5是第二實施例Tl至T2時刻組合電極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6是第三實施例Tl至T2時刻組合電極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖7是電容傳感裝置部分結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0026]如圖2所示，一種電容傳感裝置包括多個電極，所述電極呈行和列的形式整齊排列。
[0027]對所述電容傳感裝置進行驅(qū)動掃描時，對于同一行或者同一列的電極，圖3所示的是位于同一行的電極，在Tl時刻進行驅(qū)動掃描時，以第一個電極作為起始電極，將同一行、同一列相鄰的N個電極電連接，構(gòu)成一個組合電極進行測量，完成整個電容傳感裝置的驅(qū)動掃描;在T2時刻進行驅(qū)動掃描時，起始電極為Tl時刻起始電極的下一個電極，即以與第一個電極相鄰的第二個電極作為起始電極，以相等的N個電極電連接構(gòu)成組合電極;在T3時刻進行驅(qū)動掃描時，起始電極為T2時刻起始電極的下一個電極，即以與第二個電極相鄰的第三個電極作為起始電極，以相等的N個電極電連接構(gòu)成組合電極，即對于同一行或者同一列的電極，在相鄰的兩次驅(qū)動掃描之間，構(gòu)成所述組合電極的電極的數(shù)量不變，構(gòu)成所述組合電極的電極的移動為下一個電極，或者說與之相鄰的電極，構(gòu)成所述組合電極的電極與前一時刻構(gòu)成組合電極的電極相比整體向右移動一個電極;至第N+1個時刻，開始重復(fù)Tl時刻至TN時刻的電極組合方式，以所述組合電極中包含的電極的數(shù)量為驅(qū)動掃描次數(shù)的周期，SPN次驅(qū)動掃描為一個行驅(qū)動掃描的周期，重復(fù)進行周期驅(qū)動掃描。通過對所述電容傳感裝置的每一行每一列的驅(qū)動掃描，完成對整個電容傳感裝置的驅(qū)動掃描。
[0028]組合電極中電極數(shù)量的選擇取決于覆蓋于電容傳感裝置上方的保護層的導(dǎo)電系數(shù)以及厚度，以及電極的尺寸大小。以玻璃材質(zhì)為例，所述電極的數(shù)量以組合電極中電極的長度之和約等于玻璃厚度，若材質(zhì)的導(dǎo)電系數(shù)低于玻璃，組合電極中電極的長度之和應(yīng)大于材料的厚度。
[0029]如圖3所示的第一實施例，以三個電極電連接構(gòu)成組合電極為例，在Tl時刻，處于同一行相鄰的電極六11、412、413電連接為一個組合電極，電極414、415、六16電連接為一個組合電極，電極A17、A18、A19電連接為一個組合電極，對組合電極進行驅(qū)動掃描獲得數(shù)據(jù)。在T2時刻，以電極A12為起始電極，電極A12、A13、A14電連接為一個組合電極，電極A15、A16、A17電連接為一個組合電極，對組合電極進行驅(qū)動掃描獲得數(shù)據(jù)。在T3時刻，以電極A13為起始電極，電極A13、A14、A15電連接為一個組合電極，電極A16、A17、A18電連接為一個組合電極，對組合電極進行驅(qū)動掃描獲得數(shù)據(jù)。在T4時刻，重復(fù)Tl時刻的組合方式，處于同一行相鄰的電極411^12^13電連接為一個組合電極，電極414^15^16電連接為一個組合電極，電極A17、A18、A19電連接為一個組合電極，對組合電極進行驅(qū)動掃描獲得數(shù)據(jù)。以此實現(xiàn)當(dāng)相鄰的兩個電極所產(chǎn)生的電場強度不足以穿過保護層時，采用這樣組合電極的方式增加電場強度，使信號可以穿透的保護層厚度增加。
[0030]圖4示出了電容傳感裝置組合電極電場強度示意圖。由圖4可以看出，由電極I組成的組合電極10所能夠產(chǎn)生較大的電場強度，電場線長，能夠穿過保護層2識別指紋紋路的變化。
[0031]上述實施例中，在相鄰的兩次驅(qū)動掃描之間，構(gòu)成所述組合電極的電極的數(shù)量不變，構(gòu)成所述組合電極的電極的所在位置錯開一個電極的位置，移動至與之相鄰的下一個電極。在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要，如測量精度的不同，測量目標(biāo)的尺寸不同，選擇兩次驅(qū)動掃描之間，構(gòu)成所述組合電極的所在位置錯開的電極數(shù)量，不限于錯開一個電極，可以錯開多個電極，即構(gòu)成所述組合電極的電極與前一時刻構(gòu)成組合電極的電極相鄰或者間隔不少于一個電極，整體向右移動不少于一個電極，在一個周期內(nèi)構(gòu)成所述組合電極的電極移動方向是同向的。當(dāng)然移動的方向并不是對于技術(shù)方案的限定，也可以向左向移動，對于列方向的驅(qū)動掃描，是上下方向的移動。當(dāng)構(gòu)成所述組合電極的所在位置錯開的電極數(shù)量為多個時，所述組合電極旁邊未構(gòu)成組合電極的電極數(shù)量不應(yīng)多于所述組合電極中包含的電極數(shù)量。即當(dāng)所述組合電極前面未構(gòu)成組合電極的電極數(shù)量多于多數(shù)組合電極中包含的電極數(shù)量時，應(yīng)開始重復(fù)前面的驅(qū)動掃描方式，即重新進行Tl時刻到前一時刻的驅(qū)動掃描。
[0032]如圖5所示的第二實施例，所述組合電極中所述電極的選擇，并不限于，同一行或者同一列相鄰的電極，也可以將某一角度斜向相鄰的電極進行電連接構(gòu)成組合電極。需要說明的是，圖5中的虛線僅表示電極之間的電連接關(guān)系，并不是表明具有導(dǎo)線直接連接。在對斜向組合電極進行驅(qū)動掃描時，相鄰兩次驅(qū)動掃描之間，所述組合電極相對于橫向的角度不變。在對所述組合電極進行驅(qū)動掃描時，行方向的驅(qū)動掃描和列方向的驅(qū)動掃描與實施例一中的驅(qū)動掃描方式相同，在相鄰的兩次驅(qū)動掃描之間，構(gòu)成所述組合電極的電極所在位置錯開不少于一個電極的位置。行方向和列方向進行驅(qū)動掃描時，構(gòu)成所述組合電極的所在位置錯開的電極數(shù)量可以相同也可以不同，根據(jù)需要進行選擇。如圖2的第二實施例中，所述組合電極的同一行中僅包含一個電極，因此，可僅在列方向上進行錯位的驅(qū)動掃描方式，Tl時刻，所述第一個組合電極是由電極Al 1、A22、A33構(gòu)成，T2時刻，所述第一個組合電極是由電極A21、A32、A43構(gòu)成。與所述組合電極的同一行中僅包含一個電極相對應(yīng)的，若組合電極同一列中僅包含一個電極時，可僅在行方向進行錯位的方式進行驅(qū)動掃描。
[0033]如圖6所示的第三個實施例所示，構(gòu)成所述組合電極的電極的選擇方式，也可以進行多行多列的選擇，將若干行若干列的電極電連接為一個組合電極，與上述斜向的組合電極相似，進行行方向的驅(qū)動掃描和列方向的驅(qū)動掃描時，在相鄰的兩次驅(qū)動掃描之間，構(gòu)成所述組合電極的電極的所在位置錯開不少于一個電極的位置。行方向和列方向上構(gòu)成所述組合電極的所在位置錯開的電極數(shù)量可以相同也可以不同，根據(jù)需要進行選擇。如圖6所示，!'1時刻，所述第一個組合電極是由電極411^12^13^21^22^23^31^32^33組成，T2時刻，所述第一個組合電極是由A21、A22、A23、A31、A32、A33、A41、A42、A43組成。
[0034]上述三個實施例中，組合電極中電極數(shù)量的選擇僅是舉例說明，并不是對電極數(shù)量選擇的限制，而應(yīng)根據(jù)實際情況的中電極尺寸大小覆蓋于電容傳感裝置上方的保護層的導(dǎo)電系數(shù)以及厚度的比例進行選擇。
[0035]應(yīng)用于上述驅(qū)動掃描方法的電容傳感裝置，如圖7所示(圖7中僅顯示了部分電極)，所述電容傳感裝置包括感應(yīng)電路和驅(qū)動測量芯片5，所述驅(qū)動測量芯片5驅(qū)動并接收所述感應(yīng)電路的信號并進行處理運算。所述感應(yīng)電路包括多個電極1、多個第一開關(guān)電路6、多個第二開關(guān)電路7，所述第一開關(guān)電路6、第二開關(guān)電路7分別與所述電極I連接。所述第一開關(guān)電路6的控制極60與所述驅(qū)動測量芯片5電連接，所述第一開關(guān)電路的源極61和漏極62分別與相鄰的電極I電連接;所述第二開關(guān)電路7的控制極70和源極71與所述驅(qū)動測量芯片5電連接，漏極72與所述電極I電連接。每個所述電極I都通過第一開關(guān)電路6相互連接，通過第二開關(guān)電路7被驅(qū)動測量芯片5驅(qū)動，掃描測量電極間的電容。所述驅(qū)動測量芯片通過所述第一開關(guān)電路6的控制極60控制第一開關(guān)電路6的打開和關(guān)斷。所述電容傳感裝置的所述驅(qū)動測量芯片同時驅(qū)動構(gòu)成組合電極的電極的第一開關(guān)電路，使得電極的電位相等并物理連接，構(gòu)成一個組合電極。通過驅(qū)動第二開關(guān)電路測量組合電極之間的電容。
[0036]所述電極還可以分時用于驅(qū)動顯示像素電路，如在其不作為掃描電極應(yīng)用時，用于AMOLED的顯示驅(qū)動等，提高所述電極的利用率。
[0037]本發(fā)明的驅(qū)動掃描方法分別適用于指紋紋路的微小電容量測量，和偵測是否有手指或者其他導(dǎo)體(如電容筆)劃動過電極上方的保護層表面。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的利用組合電極的設(shè)置，增加了電場強度，可以穿透厚度更大的保護層，在實際應(yīng)用中，還可以降低成本。并且通過對組合電極中電極的選擇，更容易偵測指紋的微小電容變化，當(dāng)然也更容易偵測出手指對觸摸屏的觸摸的較大電容變化。
【主權(quán)項】
1.一種電容傳感裝置的驅(qū)動掃描方法，所述電容傳感裝置包括多個電極，所述電極以行和列的形式整齊排列，其特征在于:對所述電容傳感器進行驅(qū)動掃描時，將不少于一行或不少于一列相鄰的N個電極電連接，構(gòu)成一個組合電極進行驅(qū)動掃描測量，N大于一。2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動掃描方法，其特征在于:對于同一行或者同一列電極，在相鄰的兩次驅(qū)動掃描之間，組合電極中電極個數(shù)不變，構(gòu)成所述組合電極的電極與前一時刻構(gòu)成組合電極的電極相比整體移動不少于一個電極。3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動掃描方法，其特征在于:當(dāng)構(gòu)成所述組合電極的電極與前一時刻構(gòu)成組合電極的電極相比整體移動一個電極時，以所述組合電極中行或列包含的電極的數(shù)量為行或列驅(qū)動掃描次數(shù)的周期。4.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動掃描方法，其特征在于:當(dāng)構(gòu)成所述組合電極的電極與前一時刻構(gòu)成組合電極的電極相比整體移動多于一個電極，所述組合電極旁邊未構(gòu)成組合電極的電極數(shù)量不應(yīng)多于所述組合電極中包含的電極數(shù)量。5.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動掃描方法，其特征在于:組合電極中電極數(shù)量的選擇取決于電極尺寸大小和覆蓋于電容傳感裝置上方的保護層的導(dǎo)電系數(shù)以及厚度的比例以及需要感測電容變化范圍的大小。6.—種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的驅(qū)動掃描方法的電容傳感裝置，其包括感應(yīng)電路和驅(qū)動測量芯片，所述驅(qū)動測量芯片驅(qū)動并接收所述感應(yīng)電路的信號并進行處理運算，所述感應(yīng)電路包括多個電極，所述電極以行和列的形式整齊排列，其特征在于:所述感應(yīng)電路還包括多個與所述電極連接的第一開關(guān)電路，所述驅(qū)動測量芯片同時驅(qū)動構(gòu)成組合電極的電極的第一開關(guān)電路，使得電極的電位相等并物理連接，構(gòu)成一個組合電極。7.如權(quán)利要求6所述的電容傳感裝置，其特征在于:所述第一開關(guān)電路的控制極與所述驅(qū)動測量芯片電連接，所述第一開關(guān)電路的源極和漏極分別于相鄰的電極電連接。8.如權(quán)利要求6所述的電容傳感裝置，其特征在于:所述感應(yīng)電路還包括第二開關(guān)電路，所述第二開關(guān)電路連接所述驅(qū)動測量芯片和所述電極，用于驅(qū)動測量電極間的電容。9.如權(quán)利要求8所述的電容傳感裝置，其特征在于:所述第二開關(guān)電路的控制極和源極與所述驅(qū)動測量芯片電連接，漏極與所述電極電連接。10.如權(quán)利要求6所述的電容傳感裝置，其特征在于:所述電極可分時用于驅(qū)動顯示像素電路。
【文檔編號】G06F3/044GK105912179SQ201610259530
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】張正, 畢仁貴, 程芹
【申請人】蘇州椒圖電子有限公司