[发明专利]具有光学传感器的集成电容性感测

说明书

本文的实施例提供了一种双重光学和电容传感器。在第一时间段期间，双重传感器使用光学感测来捕获指纹（例如，标识或验证指纹）。在第二时间段期间，双重传感器使用一个或多个电容性传感器电极来执行电容性感测。电容性感测可以是绝对电容性感测或跨电容性感测。

技术领域

本发明一般涉及电子设备，并且将电容性感测与光学指纹传感器集成。

背景技术

包括接近度传感器设备（也通常称为触摸板或触摸传感器设备）的输入设备被广泛用于各种电子系统中。接近度传感器设备通常包括感测区，所述感测区经常由表面所区别，其中接近度传感器设备确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。在一个示例中，感测区包括用于测量由输入对象（例如，手指或触笔）与感测区交互所导致的电容中的改变的传感器电极。此外，输入设备可以包括指纹传感器，其使用光学感测来检测手指中的脊和谷。然而，当执行某些功能时，诸如当输入设备处于低功率模式中时检测手指的存在时，光学感测可能需要显著的功率量。

发明内容

本文描述的一个实施例是包括双重光学和电容传感器的输入设备，其包括光电传感器、电耦合在所述光电传感器与数据线之间的开关以及电容性感测层，所述电容性感测层包括电耦合到所述光电传感器的至少一个传感器电极。所述输入设备还包括处理系统，所述处理系统配置成当执行光学感测时在传感器电极上驱动恒定电压。

本文描述的另一实施例是处理系统，其包括传感器电路，所述传感器电路配置成当执行光学感测时在传感器电极上驱动恒定电压，其中所述传感器电极电耦合到光电传感器，所述光电传感器的输出在执行光学感测时被测量并且在执行电容性感测时在传感器电极上驱动AC信号。此外，传感器电路包括模拟前端，所述模拟前端配置成在执行电容性感测时使用AC信号来检测输入对象。

本文描述的另一实施例是包括当执行光学感测时在传感器电极上驱动恒定电压的方法，其中所述传感器电极电耦合到光电传感器。所述方法还包括当使用光电传感器执行光学感测时测量指纹，以及当执行电容性感测时在传感器电极上驱动AC信号。

附图说明

为了可以详细地理解本发明的以上记载的特征的方式，可以通过参考实施例获得上面简要概述的本公开的更具体的描述，实施例中的一些在附图中图示。然而，要注意的是，附图仅图示了此公开的典型实施例，以及因此不视为限制其范围，因为本公开可允许其它同等有效的实施例。

图1是根据此公开的实施例的包括输入设备的示例性系统的框图；

图2示出了根据本文描述的实施例的电容性感测像素的示例性图案的一部分；

图3图示了根据本文描述的实施例的光学指纹传感器中的光学像素阵列；

图4图示了根据本文描述的实施例的光学像素；

图5图示了根据本文描述的实施例将ITO层划分成具有多个传感器电极的电容性感测层；

图6图示了根据本文描述的实施例的电容性地耦合到电容性感测层中的传感器电极的手指；

图7图示了根据本文描述的实施例将电容性感测信号驱动到光学传感器中的传感器电极和TFT结构上；

图8图示了根据本文描述的实施例将电容性感测信号驱动到光学传感器中的传感器电极和TFT结构上；

图9是根据本文描述的实施例的用于操作包括电容性传感器电极的光学指纹传感器的方法的流程图；

图10A-10C图示了根据本文描述的实施例的在存在检测模式期间操作指纹传感器；

图11A图示了根据本文描述的实施例的跨电容性感测结构；以及

图11B图示了根据本文描述的实施例的图11A中所示结构的横截面。