用于操作傳感器陣列的方法及集成電路的制作方法
【專利說明】用于操作傳感器陣列的方法及集成電路
[0001]相關(guān)串請(qǐng)案的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)案要求共同擁有的2013年7月15日提交的第61/846，585號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案、2013年7月15日提交的第61/846，592號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案、2013年7月15日提交的第61/846，604號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案及2014年7月15日提交的第14/332，267號(hào)美國非臨時(shí)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，這些專利申請(qǐng)案的內(nèi)容明確地通過引用全文結(jié)合在此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明大體上涉及一種用于操作傳感器陣列的方法及集成電路。
【背景技術(shù)】
[0004]技術(shù)的進(jìn)步已產(chǎn)生更小且更強(qiáng)大的電子裝置及通信系統(tǒng)。舉例來說，目前存在各種移動(dòng)裝置，例如，無線電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、平板電腦及尋呼裝置。移動(dòng)裝置可為小型的、輕型的且易于由用戶攜帶。例如蜂窩電話及因特網(wǎng)協(xié)議(IP)電話等無線電話可經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)傳送語音及數(shù)據(jù)包。此外，許多無線電話包含并入其中的其它類型裝置。舉例來說，無線電話還可包含數(shù)字靜態(tài)相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)字記錄器及音頻流播放器。而且，無線電話可處理可執(zhí)行指令，包含軟件應(yīng)用程序，例如可用于接入因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器應(yīng)用程序。因此，無線電話及其它移動(dòng)裝置可包含顯著計(jì)算能力。
[0005]移動(dòng)裝置通常包含向用戶顯示圖形用戶接口(⑶I)及其它信息的顯示裝置。某些顯示裝置包含使用戶能夠輸入文本、滾動(dòng)選擇及通過與顯示裝置交互(例如，觸摸)執(zhí)行其它操作的電容式觸控傳感器。然而，電容式觸控傳感器可具有某些限制。舉例來說，電容式觸控傳感器的分辨率可受到限制且無法(具體來說)通過顯示器的保護(hù)玻璃檢測指紋的脊線及谷線。為了獲得所需分辨率，電容式指紋傳感器可需要經(jīng)定位以允許相對(duì)靠近地訪問指尖。因此，電容式裝置可與某些移動(dòng)裝置配置(例如，包含相對(duì)厚的玻璃顯示部分或其中顯示器占據(jù)大部分移動(dòng)裝置區(qū)域的配置)不兼容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]揭示一種用于操作傳感器陣列的方法及集成電路。在特定實(shí)施例中，集成電路對(duì)應(yīng)于專用集成電路(ASIC)，其經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)傳感器陣列、從所述傳感器陣列接收感測到的數(shù)據(jù)及將所述感測到的數(shù)據(jù)提供到處理器(例如，移動(dòng)裝置的應(yīng)用處理器)。集成電路(1C)可稱為超聲波傳感器陣列控制器1C、超聲波傳感器控制器或簡單地稱為控制器芯片。
[0007]超聲波傳感器陣列可安裝在顯示裝置中且可響應(yīng)于用戶交互。舉例來說，傳感器陣列可基于從集成電路接收到的命令發(fā)射超聲波。超聲波可從物體(例如，用戶的指尖)反射?？稍趥鞲衅麝嚵刑幗邮账龇瓷洌⑶铱蓪⒅辽僖粋€(gè)信號(hào)從所述傳感器陣列提供到集成電路。集成電路可數(shù)字化信號(hào)且將所述經(jīng)數(shù)字化信號(hào)提供到處理器。在特定實(shí)施例中，集成電路經(jīng)配置以操作傳感器陣列并且將從所述傳感器陣列感測到的數(shù)據(jù)提供到應(yīng)用處理器。
[0008]在特定實(shí)施例中，設(shè)備包含經(jīng)配置以可操作地耦合到經(jīng)配置以產(chǎn)生超聲波的傳感器陣列的集成電路。集成電路包含經(jīng)配置以將第一信號(hào)提供到傳感器陣列的發(fā)射器電路。集成電路進(jìn)一步包含經(jīng)配置以響應(yīng)于提供第一信號(hào)而從傳感器陣列接收第二信號(hào)的接收器電路。傳感器陣列包含經(jīng)配置以響應(yīng)于第一信號(hào)而產(chǎn)生超聲波的超聲波發(fā)射器及經(jīng)配置以檢測超聲波的反射的壓電接收器層。傳感器陣列可包含像素。超聲波的反射可從用戶的指尖反射。
[0009]在另一特定實(shí)施例中，使用集成電路操作傳感器陣列的方法包含將來自集成電路的第一信號(hào)提供到傳感器陣列。所述方法進(jìn)一步包含從傳感器陣列接收第二信號(hào)。響應(yīng)于超聲波的反射而產(chǎn)生第二信號(hào)?？身憫?yīng)于第一信號(hào)而在傳感器陣列處產(chǎn)生超聲波。傳感器陣列包含經(jīng)配置以響應(yīng)于第一信號(hào)而產(chǎn)生超聲波的超聲波發(fā)射器及經(jīng)配置以檢測超聲波的反射的壓電接收器層。傳感器陣列可包含像素。超聲波的反射可從用戶的指尖反射。
[0010]在另一特定實(shí)施例中，設(shè)備包含經(jīng)配置以可操作地耦合到經(jīng)配置以產(chǎn)生超聲波的傳感器陣列的集成電路。集成電路包含用于將第一信號(hào)提供到傳感器陣列的裝置及用于響應(yīng)于提供所述第一信號(hào)而從所述傳感器陣列接收第二信號(hào)的裝置。傳感器陣列包含經(jīng)配置以響應(yīng)于第一信號(hào)而產(chǎn)生超聲波的超聲波發(fā)射器及經(jīng)配置以檢測超聲波的反射的壓電接收器層。傳感器陣列可包含像素。超聲波的反射可從用戶的指尖反射。
[0011]在另一特定實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀媒體存儲(chǔ)可由集成電路執(zhí)行以執(zhí)行操作的指令。所述操作包含將來自集成電路的第一信號(hào)提供到傳感器陣列及從傳感器陣列接收第二信號(hào)。響應(yīng)于超聲波的反射而產(chǎn)生第二信號(hào)?？身憫?yīng)于第一信號(hào)而在傳感器陣列處產(chǎn)生超聲波。傳感器陣列包含經(jīng)配置以響應(yīng)于第一信號(hào)而產(chǎn)生超聲波的超聲波發(fā)射器及經(jīng)配置以檢測超聲波的反射的壓電接收器層。
[0012]在另一特定實(shí)施例中，揭示一種使用集成電路操作傳感器陣列的方法。所述方法包含在集成電路的第一終端處產(chǎn)生接收器偏置電壓以偏置傳感器陣列的薄膜晶體管。所述方法進(jìn)一步包含在集成電路的第二終端處產(chǎn)生控制信號(hào)以致使傳感器陣列的超聲波發(fā)射器產(chǎn)生超聲波。所述方法進(jìn)一步包含從傳感器陣列接收數(shù)據(jù)樣本。數(shù)據(jù)樣本可對(duì)應(yīng)于超聲波的反射。
[0013]在另一特定實(shí)施例中，設(shè)備包含集成電路。集成電路包含第一終端，其經(jīng)配置以產(chǎn)生接收器偏置電壓以偏置傳感器陣列的薄膜晶體管；及第二終端，其經(jīng)配置以產(chǎn)生控制信號(hào)以致使傳感器陣列的超聲波發(fā)射器產(chǎn)生超聲波。集成電路進(jìn)一步包含經(jīng)配置以從傳感器陣列接收數(shù)據(jù)樣本的第三終端。數(shù)據(jù)樣本可對(duì)應(yīng)于超聲波的反射。
[0014]在另一特定實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀媒體存儲(chǔ)可由集成電路執(zhí)行以致使集成電路操作傳感器陣列的指令。操作傳感器陣列包含在集成電路的第一終端處產(chǎn)生接收器偏置電壓以偏置傳感器陣列的薄膜晶體管及在集成電路的第二終端處產(chǎn)生控制信號(hào)以致使傳感器陣列的超聲波發(fā)射器產(chǎn)生超聲波。操作傳感器陣列進(jìn)一步包含從傳感器陣列接收數(shù)據(jù)樣本。數(shù)據(jù)樣本可對(duì)應(yīng)于超聲波的反射。
[0015]在另一特定實(shí)施例中，設(shè)備包含集成電路。集成電路包含用于產(chǎn)生接收器偏置電壓以偏置傳感器陣列的薄膜晶體管的裝置及用于產(chǎn)生控制信號(hào)以致使傳感器陣列的超聲波發(fā)射器產(chǎn)生超聲波的裝置。集成電路進(jìn)一步包含用于從傳感器陣列接收數(shù)據(jù)樣本的裝置。數(shù)據(jù)樣本可對(duì)應(yīng)于超聲波的反射。
[0016]具有用于指紋檢測的分辨能力又能夠通過顯示裝置的相對(duì)厚的保護(hù)玻璃或蓋板玻璃操作的傳感器是合乎需要的。所揭示的實(shí)施例中的至少一者提供的一個(gè)特定優(yōu)點(diǎn)在于，用戶能夠與包含相對(duì)厚(例如，厚度在約一半與若干毫米之間)的玻璃部分的顯示器或觸摸屏交互。舉例來說，傳感器陣列可與相對(duì)厚的玻璃部分兼容。此配置可與其它指紋傳感器技術(shù)不兼容，因?yàn)槟切┭b置可能不需要為了對(duì)用戶交互作出響應(yīng)或檢測指紋或其它生物計(jì)量數(shù)據(jù)而相對(duì)靠近顯示器的表面定位。另外，使用集成電路的某些組件(例如，移動(dòng)裝置組件)的設(shè)計(jì)、制造及裝配與使用離散電路而不是集成電路的裝置相比可得到簡化。在審查整個(gè)申請(qǐng)案后，將明白本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點(diǎn)及特征，申請(qǐng)案包含以下部分:附圖簡要說明、【具體實(shí)施方式】及權(quán)利要求書。
【附圖說明】
[0017]圖1是包含經(jīng)配置以操作傳感器陣列的集成電路的系統(tǒng)的圖；
[0018]圖2是包含集成電路(例如，圖1的集成電路)的系統(tǒng)的圖；
[0019]圖3是例如圖1的傳感器陣列的一部分的裝置的圖；
[0020]圖4是例如圖1的集成電路的集成電路的圖；
[0021 ]圖5是包含集成電路(例如，圖1的集成電路)的系統(tǒng)的特定說明性實(shí)施例的圖；
[0022]圖6是說明包含傳感器陣列(例如圖1的傳感器陣列)的系統(tǒng)的實(shí)例操作的圖；
[0023]圖7說明例如圖1的集成電路的集成電路的實(shí)例操作的圖；
[0024]圖8是說明行狀態(tài)機(jī)(例如，包含于圖2的集成電路中的行狀態(tài)機(jī))的實(shí)例操作的圖；
[0025]圖9是操作集成電路(例如，圖1的集成電路)的方法的特定說明性實(shí)施例的圖；及
[0026]圖10是包含經(jīng)配置以操作傳感器陣列的集成電路(例如，圖1的集成電路)的移動(dòng)裝置的特定說明性實(shí)施例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]參考圖1，描繪系統(tǒng)的特定說明性實(shí)施例且一般將其表示為100。系統(tǒng)100可包含集成電路102、傳感器陣列104、印刷電路板(PCB) 112、柔性印刷電路(FPC)或柔性電路114及一或多個(gè)額外組件110。
[0028]傳感器陣列104可包含薄膜晶體管(TFT)像素106在TFT襯底220及超聲波發(fā)射器108上的布置。傳感器陣列104可經(jīng)配置以產(chǎn)生超聲波，如下文進(jìn)一步描述。舉例來說，傳感器陣列104可經(jīng)配置以發(fā)射超聲波且檢測超聲波的反射(例如，從指尖的反射)?；蛘呋虺水a(chǎn)生超聲波之外，傳感器陣列104可經(jīng)配置以發(fā)送及接收一或多個(gè)其它信號(hào)(例如，至顯示器及/或在例如觸摸屏裝置的顯示裝置處接收信息，如參考圖10進(jìn)一步描述)。
[0029]一或多個(gè)額外組件110可包含處理器，例如，移動(dòng)裝置的應(yīng)用處理器。舉例來說，應(yīng)用處理器可運(yùn)行與移動(dòng)裝置相關(guān)聯(lián)的一或多個(gè)軟件應(yīng)用程序。額外組件110可包含一或多個(gè)離散電阻器、電容器、電感器、有源裝置或集成電路(1C)。柔性電路114可含有介接在傳感器陣列104與集成電路102之間的分隔電跡線?；蛘?，集成電路102及/或一或多個(gè)額外組件110可附接及電連接到柔性電路114。額外組件110中的一或多者可形成于傳感器陣列104上或另外附接到所述傳感器陣列。柔性電路114可包含一或多個(gè)電氣層以提供電屏蔽及增強(qiáng)的連接性。柔性電路114上的跡線可配置為一或多個(gè)電容器或電感器。組件可安裝在柔性電路114的一或多個(gè)部分或側(cè)面上。一個(gè)以上柔性電路114或其它連接裝置(例如，導(dǎo)線、同軸電纜或編織線)可用以將傳感器陣列104連接到PCB112。
[0030]在操作中，集成電路102可與傳感器陣列104通信。舉例來說，集成電路102可致使超聲波發(fā)射器108產(chǎn)生超聲波。超聲波可從例如觸控筆、手指或用戶指尖等物體反射，如圖1中所說明。TFT像素106可響應(yīng)于反射的超聲波產(chǎn)生信號(hào)。可在集成電路102處接收由TFT像素106產(chǎn)生的信號(hào)。集成電路102可關(guān)于從TFT像素106接收到的信號(hào)執(zhí)行一或多個(gè)操作并且可將信號(hào)提供到額外組件110中的任一者，例如，移動(dòng)裝置的應(yīng)用處理器。