用于操作传感器阵列的方法及集成电路的制作方法
【专利说明】用于操作传感器阵列的方法及集成电路
[0001]相关串请案的交叉参考
[0002]本申请案要求共同拥有的2013年7月15日提交的第61/846，585号美国临时专利申请案、2013年7月15日提交的第61/846，592号美国临时专利申请案、2013年7月15日提交的第61/846，604号美国临时专利申请案及2014年7月15日提交的第14/332，267号美国非临时专利申请案的优先权，这些专利申请案的内容明确地通过引用全文结合在此。
技术领域
[0003]本发明大体上涉及一种用于操作传感器阵列的方法及集成电路。
【背景技术】
[0004]技术的进步已产生更小且更强大的电子装置及通信系统。举例来说，目前存在各种移动装置，例如，无线电话、个人数字助理(PDA)、平板电脑及寻呼装置。移动装置可为小型的、轻型的且易于由用户携带。例如蜂窝电话及因特网协议(IP)电话等无线电话可经由无线网络传送语音及数据包。此外，许多无线电话包含并入其中的其它类型装置。举例来说，无线电话还可包含数字静态相机、数码摄像机、数字记录器及音频流播放器。而且，无线电话可处理可执行指令，包含软件应用程序，例如可用于接入因特网的网络浏览器应用程序。因此，无线电话及其它移动装置可包含显著计算能力。
[0005]移动装置通常包含向用户显示图形用户接口(⑶I)及其它信息的显示装置。某些显示装置包含使用户能够输入文本、滚动选择及通过与显示装置交互(例如，触摸)执行其它操作的电容式触控传感器。然而，电容式触控传感器可具有某些限制。举例来说，电容式触控传感器的分辨率可受到限制且无法(具体来说)通过显示器的保护玻璃检测指纹的脊线及谷线。为了获得所需分辨率，电容式指纹传感器可需要经定位以允许相对靠近地访问指尖。因此，电容式装置可与某些移动装置配置(例如，包含相对厚的玻璃显示部分或其中显示器占据大部分移动装置区域的配置)不兼容。
【发明内容】
[0006]揭示一种用于操作传感器阵列的方法及集成电路。在特定实施例中，集成电路对应于专用集成电路(ASIC)，其经配置以驱动传感器阵列、从所述传感器阵列接收感测到的数据及将所述感测到的数据提供到处理器(例如，移动装置的应用处理器)。集成电路(1C)可称为超声波传感器阵列控制器1C、超声波传感器控制器或简单地称为控制器芯片。
[0007]超声波传感器阵列可安装在显示装置中且可响应于用户交互。举例来说，传感器阵列可基于从集成电路接收到的命令发射超声波。超声波可从物体(例如，用户的指尖)反射。可在传感器阵列处接收所述反射，并且可将至少一个信号从所述传感器阵列提供到集成电路。集成电路可数字化信号且将所述经数字化信号提供到处理器。在特定实施例中，集成电路经配置以操作传感器阵列并且将从所述传感器阵列感测到的数据提供到应用处理器。
[0008]在特定实施例中，设备包含经配置以可操作地耦合到经配置以产生超声波的传感器阵列的集成电路。集成电路包含经配置以将第一信号提供到传感器阵列的发射器电路。集成电路进一步包含经配置以响应于提供第一信号而从传感器阵列接收第二信号的接收器电路。传感器阵列包含经配置以响应于第一信号而产生超声波的超声波发射器及经配置以检测超声波的反射的压电接收器层。传感器阵列可包含像素。超声波的反射可从用户的指尖反射。
[0009]在另一特定实施例中，使用集成电路操作传感器阵列的方法包含将来自集成电路的第一信号提供到传感器阵列。所述方法进一步包含从传感器阵列接收第二信号。响应于超声波的反射而产生第二信号。可响应于第一信号而在传感器阵列处产生超声波。传感器阵列包含经配置以响应于第一信号而产生超声波的超声波发射器及经配置以检测超声波的反射的压电接收器层。传感器阵列可包含像素。超声波的反射可从用户的指尖反射。
[0010]在另一特定实施例中，设备包含经配置以可操作地耦合到经配置以产生超声波的传感器阵列的集成电路。集成电路包含用于将第一信号提供到传感器阵列的装置及用于响应于提供所述第一信号而从所述传感器阵列接收第二信号的装置。传感器阵列包含经配置以响应于第一信号而产生超声波的超声波发射器及经配置以检测超声波的反射的压电接收器层。传感器阵列可包含像素。超声波的反射可从用户的指尖反射。
[0011]在另一特定实施例中，计算机可读媒体存储可由集成电路执行以执行操作的指令。所述操作包含将来自集成电路的第一信号提供到传感器阵列及从传感器阵列接收第二信号。响应于超声波的反射而产生第二信号。可响应于第一信号而在传感器阵列处产生超声波。传感器阵列包含经配置以响应于第一信号而产生超声波的超声波发射器及经配置以检测超声波的反射的压电接收器层。
[0012]在另一特定实施例中，揭示一种使用集成电路操作传感器阵列的方法。所述方法包含在集成电路的第一终端处产生接收器偏置电压以偏置传感器阵列的薄膜晶体管。所述方法进一步包含在集成电路的第二终端处产生控制信号以致使传感器阵列的超声波发射器产生超声波。所述方法进一步包含从传感器阵列接收数据样本。数据样本可对应于超声波的反射。
[0013]在另一特定实施例中，设备包含集成电路。集成电路包含第一终端，其经配置以产生接收器偏置电压以偏置传感器阵列的薄膜晶体管；及第二终端，其经配置以产生控制信号以致使传感器阵列的超声波发射器产生超声波。集成电路进一步包含经配置以从传感器阵列接收数据样本的第三终端。数据样本可对应于超声波的反射。
[0014]在另一特定实施例中，计算机可读媒体存储可由集成电路执行以致使集成电路操作传感器阵列的指令。操作传感器阵列包含在集成电路的第一终端处产生接收器偏置电压以偏置传感器阵列的薄膜晶体管及在集成电路的第二终端处产生控制信号以致使传感器阵列的超声波发射器产生超声波。操作传感器阵列进一步包含从传感器阵列接收数据样本。数据样本可对应于超声波的反射。
[0015]在另一特定实施例中，设备包含集成电路。集成电路包含用于产生接收器偏置电压以偏置传感器阵列的薄膜晶体管的装置及用于产生控制信号以致使传感器阵列的超声波发射器产生超声波的装置。集成电路进一步包含用于从传感器阵列接收数据样本的装置。数据样本可对应于超声波的反射。
[0016]具有用于指纹检测的分辨能力又能够通过显示装置的相对厚的保护玻璃或盖板玻璃操作的传感器是合乎需要的。所揭示的实施例中的至少一者提供的一个特定优点在于，用户能够与包含相对厚(例如，厚度在约一半与若干毫米之间)的玻璃部分的显示器或触摸屏交互。举例来说，传感器阵列可与相对厚的玻璃部分兼容。此配置可与其它指纹传感器技术不兼容，因为那些装置可能不需要为了对用户交互作出响应或检测指纹或其它生物计量数据而相对靠近显示器的表面定位。另外，使用集成电路的某些组件(例如，移动装置组件)的设计、制造及装配与使用离散电路而不是集成电路的装置相比可得到简化。在审查整个申请案后，将明白本发明的其它方面、优点及特征，申请案包含以下部分:附图简要说明、【具体实施方式】及权利要求书。
【附图说明】
[0017]图1是包含经配置以操作传感器阵列的集成电路的系统的图；
[0018]图2是包含集成电路(例如，图1的集成电路)的系统的图；
[0019]图3是例如图1的传感器阵列的一部分的装置的图；
[0020]图4是例如图1的集成电路的集成电路的图；
[0021 ]图5是包含集成电路(例如，图1的集成电路)的系统的特定说明性实施例的图；
[0022]图6是说明包含传感器阵列(例如图1的传感器阵列)的系统的实例操作的图；
[0023]图7说明例如图1的集成电路的集成电路的实例操作的图；
[0024]图8是说明行状态机(例如，包含于图2的集成电路中的行状态机)的实例操作的图；
[0025]图9是操作集成电路(例如，图1的集成电路)的方法的特定说明性实施例的图；及
[0026]图10是包含经配置以操作传感器阵列的集成电路(例如，图1的集成电路)的移动装置的特定说明性实施例的图。
【具体实施方式】
[0027]参考图1，描绘系统的特定说明性实施例且一般将其表示为100。系统100可包含集成电路102、传感器阵列104、印刷电路板(PCB) 112、柔性印刷电路(FPC)或柔性电路114及一或多个额外组件110。
[0028]传感器阵列104可包含薄膜晶体管(TFT)像素106在TFT衬底220及超声波发射器108上的布置。传感器阵列104可经配置以产生超声波，如下文进一步描述。举例来说，传感器阵列104可经配置以发射超声波且检测超声波的反射(例如，从指尖的反射)。或者或除了产生超声波之外，传感器阵列104可经配置以发送及接收一或多个其它信号(例如，至显示器及/或在例如触摸屏装置的显示装置处接收信息，如参考图10进一步描述)。
[0029]一或多个额外组件110可包含处理器，例如，移动装置的应用处理器。举例来说，应用处理器可运行与移动装置相关联的一或多个软件应用程序。额外组件110可包含一或多个离散电阻器、电容器、电感器、有源装置或集成电路(1C)。柔性电路114可含有介接在传感器阵列104与集成电路102之间的分隔电迹线。或者，集成电路102及/或一或多个额外组件110可附接及电连接到柔性电路114。额外组件110中的一或多者可形成于传感器阵列104上或另外附接到所述传感器阵列。柔性电路114可包含一或多个电气层以提供电屏蔽及增强的连接性。柔性电路114上的迹线可配置为一或多个电容器或电感器。组件可安装在柔性电路114的一或多个部分或侧面上。一个以上柔性电路114或其它连接装置(例如，导线、同轴电缆或编织线)可用以将传感器阵列104连接到PCB112。
[0030]在操作中，集成电路102可与传感器阵列104通信。举例来说，集成电路102可致使超声波发射器108产生超声波。超声波可从例如触控笔、手指或用户指尖等物体反射，如图1中所说明。TFT像素106可响应于反射的超声波产生信号。可在集成电路102处接收由TFT像素106产生的信号。集成电路102可关于从TFT像素106接收到的信号执行一或多个操作并且可将信号提供到额外组件110中的任一者，例如，移动装置的应用处理器。