CN108474813A - 电容感测系统及其相关电压校正方法 - Google Patents

电容感测系统及其相关电压校正方法 Download PDF

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方信文
杨孟达
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    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables

Abstract

一种电容感测系统(10)，其中，包括一像素矩阵(102)，用来感测一指纹按压所产生的多个电压变化值；以及一校正单元(108)，耦接至所述像素矩阵(102)，用来根据所述多个电压变化值产生的一控制信号，以校正所述像素矩阵(102)的所述多个电压变化值。该电容感测系统(10)具有改善像素单元所侦测的电压变化值的一致性的情况，并且降低失真情况产生的优点。

Description

电容感测系统及其相关电压校正方法 技术领域
本申请涉及电子领域，尤其涉及一种电容感测系统及其相关电压校正方法。
背景技术
随着科技的发展与进步，移动电话、数字相机、平板计算机、笔记本电脑等移动电子装置已经成为了人们生活中不可或缺的工具。为了能够有效避免个人行动电子装置的内部数据遭窃，各种不同的保护方法也随之产生，例如密码认证、声纹辨识或指纹辨识等，其中指纹辨识受到广泛使用。然而，现行的电容式感测装置，通常通过电容充放电产生的电容变化值转换为原始数据值，由于制程偏移或寄生电容效应造成转换电压变化值的失真，而导致影像处理的错误或失真。
因此，如何提供一种电容感测系统以避免上述情形发生，也就成为业界所努力的目标之一。
发明内容
因此，本申请的主要目的即在于提供一种通过电阻校正电容感测装置的电压变化值，以防止影像失真情况发生的电容感测系统及其相关电压校正方法。
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种电容感测系统，其中，包括一像素矩阵，用来感测一指纹按压所产生的多个电压变化值；以及一校正单元，耦接至所述像素矩阵，用来根据所述多个电压变化值产生的一控制信号，以校正所述像素矩阵的所述多个电压变化值。
例如，所述电容感测系统另包括有一模拟数字转换器，耦接至所述像素矩阵，用来将所述多个电压变化值转换为多个原始像素数据值；以及一控制单元，耦接至所述模拟数字转换器，用来根据所述多个原始像素数据值以产生所述控制信号。
例如，所述像素矩阵包括多个像素单元，其中所述多个像素单元分别对应至所述多个电压变化值。
例如，所述校正单元为一可变电阻，用来根据所述控制信号以产生一校正电压来调整所述多个电压变化值。
例如，当位于同一行像素单元的一第一像素单元所对应的一第一原始像素数据值大于一第二像素单元所对应的一第二原始像素 数据值时，所述控制单元根据所述第一原始像素数据值及所述第二原始像素数据值的一差值决定所述控制信号。
例如，所述校正单元根据所述控制信号，产生一压降电流来降低所述第一像素单元所对应的所述电压变化值。
例如，当位于同一行像素单元的所述第一像素单元所对应的所述第一原始像素数据值小于所述第二像素单元所对应的所述第二原始像素数据值时，所述控制单元根据所述第一原始像素数据值及所述第二原始像素数据值的所述差值决定所述控制信号。
例如，所述校正单元根据所述控制信号，产生所述压降电流来降低所述第二像素单元所对应的所述电压变化值。
例如，所述校正单元根据所述控制信号以维持所述电压变化值小于所述模拟数字转换器的一电压摆幅。
为了更好解决上述技术问题，本申请还提供了一种用于一像素矩阵的电压校正方法，其中，包括确定位于同一行像素单元的一第一像素单元所对应的一第一原始像素数据值及一第二像素单元所对应的一第二原始像素数据值；根据所述第一原始像素数据值及所述第二原始像素数据值的一差值决定一控制信号；以及根据所述控制信号调整所述第一像素单元或所述第二像素单元所对应的所述第一原始像素数据值或所述第二原始像素数据值。
本申请提供的电容感测系统具有改善像素单元所侦测的电压变化值的一致性，并且避免影像处理时失真情况的优点。
附图说明
图1为本申请部分实施例的一电容感测系统的示意图。
图2为本申请部分实施例的一像素矩阵与校正单元的示意图。
图3为本申请部分实施例未校正的同一行像素单元的一原始像素数据值分布的示意图。
图4为本申请部分实施例校正后的同一行像素单元的原始像素数据值分布的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参考图1，图1为本申请部分实施例的一电容感测系统10的示意图，电容感测系统10可以触控屏幕装置、电容感测装置或指纹辨识装置为实施态样，以感测触控屏幕装置或指纹辨识装置所感测到的影像，其包括一像素矩阵102、一模拟数字转换器104、一控制 单元106及一校正单元108。像素矩阵102为包括有n列m行的像素单元矩阵，用来感测一指纹按压于一电容感测装置时，产生对应于像素矩阵102的多个电压变化值Vp_nm(n及m分别代表像素矩阵102中的第n列第m行的像素单元)。模拟数字转换器104耦接至像素矩阵102，用来将多个电压变化值Vp_nm转换为多个原始像素数据值。控制单元106耦接至模拟数字转换器104，用来根据多个原始像素数据值产生一控制信号。而校正单元108耦接至控制单元106，用来根据控制单元106所产生的控制信号，以校正像素矩阵102的电压变化值Vp_nm，以避免电压变化值Vp_nm失真。
由于电容感测装置于制程中产生的偏移或寄生电容效应产生一电容值误差ΔCs，造成像素单元产生不完全相同的电容感测结果，此时，像素单元的电压变化值Vp_nm可能因为电容值误差ΔCs产生一电压误差ΔVp而超过模拟数字转换器104的一电压摆幅Vswing(Voltage swing)范围，进而造成输出的原始像素数据值失真导致错误的判断。
因此，本申请的电容感测系统10于电容感测装置接受指纹按压时，像素矩阵102通过电容充放电产生对应于各个像素单元的电压变化值Vp_nm，再通过模拟数字转换器104将各个像素单元的电压变化值Vp_nm转换为原始像素数据值后，控制单元106根据转换完成的多个原始像素数据值来产生控制信号并传送至校正单元108，接着，校正 单元108根据控制信号产生一校正电压Vref_nm(n及m分别代表像素矩阵102中的第n列第m行的像素单元)，以调整像素单元的电压变化值Vp_nm。值得注意的是，在此例中，校正单元108可为一可变电阻或其他产生可变阻抗以改变所在节点电压的装置，但不以此为限。
详细来说，图2为本申请部分实施例的像素矩阵102与校正单元108的示意图。由于像素矩阵102的同一行中的每一像素单元受到电容效应影响，导致同一行像素单元的电压变化值呈现一线性上升或下降趋势。请参考图3，图3为本申请部分实施例未校正的同一行像素单元的一原始像素数据值分布的示意图。因此，在此实施例中，通过校正单元108的可变电阻于导通时产生一压降电流I，以降低同一行中的一第一像素单元或同一行中的一第n像素单元，进而调整同一行的每一像素单元的电压变化值Vp_nm。举例来说，位于第i行像素单元的一第一像素单元及一第n像素单元分别具有其所对应的一第一原始像素数据值以及一第n原始像素数据值，如图3所示，数线第i行为像素矩阵102中第i行像素单元的原始像素数据值的分布，当第一原始像素数据值大于第n原始像素数据值，也就是说，第一原始像素单元受到电容的制程偏移或寄生电容效应的影响，使得第一原始像素数据值大于第n原始像素数据值。因此，控制单元106产生控制信号，并传送至校正单元108，接着，校正单元108根据第一原始像 素数据值与第n原始像素数据值的一差值来决定校正电压Vref_11，以降低第一像素单元所对应的电压变化值Vp_11。在此例中，校正单元108产生校正电压Vref_11以降低第一像素单元所对应的电压变化值Vp_11，第一像素单元校正后的电压变化值Vp_11’为：
Vp_11’＝(Vp_11-Vref_11)…(1)
如此一来，如图4所示，第一像素单元所对应的第一原始像素数据值，可通过校正电压Vref_11降低其电压变化值Vp_11，使得第i行的第一原始像素数据值于校正后与第n原始像素数据值一致。
同样地，当第一原始像素数据值小于第n原始像素数据值，也就是说，如图3所示，数线第j行为像素矩阵102中第j行像素单元的原始像素数据值的分布，当第j行的第n原始像素单元受到电容的制程偏移或寄生电容效应的影响，使得第一原始像素数据值小于第n原始像素数据值。因此，控制单元106产生控制信号至校正单元108，接着，校正单元108可根据第一原始像素数据值与第n原始像素数据值的差值来决定校正电压Vref_1n，以降低第n像素单元所对应的电压变化值Vp_1n，举例来说，第n像素单元根据指纹按压产生的电压变化值为Vp_1n，第n像素单元校正后的电压变化值Vp_1n’为：
Vp_1n’＝(Vp_1n-Vref_1n)…(2)
如此一来，如图4所示，第n像素单元所对应的第n原始像 素数据值，可通过校正电压Vref_1n降低像素单元的电压变化值Vp_1n，使得第j行的第一原始像素数据值与于校正后的第n原始像素数据值一致。
由上述可知，如图3所示，未通过校正单元108校正的原始像素数据值会因为制程偏移或寄生电容效应造成失真，而使得原始像素数据值分布的不一致(即同一行的每一个像素单元的原始像素数据值不完全相同)。相对地，如图4所示，通过校正单元108逐一校正后的同一行的像素单元可改善原始像素数据值的一致性，进而使得像素单元所输出的电压变化值Vp_nm不超出模拟数字转换器104的电压摆幅Vswing，因此，原始像素数据值呈现一致性的分布，以减少失真的情况产生。
需注意的是，前述实施例是用以说明本申请的概念，本领域技术人员可据以做不同的修饰，而不限于此。举例来说，本申请的校正单元108除了可针对像素矩阵102的同一行的第一像素单元及第n像素单元进行电压校正(如上述实施例)以外，也可针对同一行像素矩阵102的任意两个像素单元(如同一行像素矩阵中的第三像素单元及第五像素单元)进行电压校正，或者，针对同一行像素矩阵102的两个以上的像素单元进行电压校正，并且于校正完同一行像素矩阵102中的像素单元后，进一步地校正像素矩阵102中的所有像素单元。 另外，本申请部分实施例也可以其他调整电压的方法(如电容、电容等)，使得电压变化值不超出模拟数字转换器104的电压摆荡Vswing范围，又或者，校正单元108不仅可通过产生压降电流I来调整可变电阻所在节点位置的电压，也可以通过提高所在节点位置的电压来调整像素单元的电压变化值Vp_nm，而不限于此，均属本申请的范畴。
综上所述，本申请利用校正像素单元所侦测到的电压变化值，以改善电压变化值的一致性，进而降低的影像处理时失真的情况产生。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本申请的保护范围之内.

Claims (12)

  1. 一种电容感测系统，其特征在于，包括：
    一像素矩阵，用来感测一指纹按压所产生的多个电压变化值；以及
    一校正单元，耦接至所述像素矩阵，用来根据所述多个电压变化值产生的一控制信号，以校正所述像素矩阵的所述多个电压变化值。
  2. 如权利要求1所述的电容感测系统，其中，所述电容感测系统包括有：
    一模拟数字转换器，耦接至所述像素矩阵，用来将所述多个电压变化值转换为多个原始像素数据值；以及
    一控制单元，耦接至所述模拟数字转换器，用来根据所述多个原始像素数据值以产生所述控制信号。
  3. 如权利要求1或2所述的电容感测系统，其中，所述像素矩阵包括多个像素单元，其中所述多个像素单元分别对应至所述多个电压变化值。
  4. 如权利要求1或2所述的电容感测系统，其中，所述校正单元为一可变电阻，用来根据所述控制信号以产生一校正电压来调整所述多个电压变化值。
  5. 如权利要求1-4中任一项所述的电容感测系统，其中，当位于同一行像素单元的一第一像素单元所对应的一第一原始像素数据值大于一第二像素单元所对应的一第二原始像素数据值时，所述控制单元根据所述第一原始像素数据值及所述第二原始像素数据值的一差值决定所述控制信号。
  6. 如权利要求5所述的电容感测系统，其中，所述校正单元根据所述控制信号，产生一压降电流来降低所述第一像素单元所对应的所述电压变化值。
  7. 如权利要求1-4中任一项所述的电容感测系统，其中，当位于同一行像素单元的所述第一像素单元所对应的所述第一原始像素数据值小于所述第二像素单元所对应的所述第二原始像素数据值时，所述控制单元根据所述第一原始像素数据值及所述第二原始像素数据值的所述差值决定所述控制信号。
  8. 如权利要求7所述的电容感测系统，其中，所述校正单元根据所述控制信号，产生所述压降电流来降低所述第二像素单元所对应的所述电压变化值。
  9. 如权利要求2所述的电容感测系统，其中，所述校正单元根据所述控制信号以维持所述电压变化值小于所述模拟数字转换器的一电压摆幅。
  10. 一种用于一像素矩阵的电压校正方法，其特征在于，包括：
    确定位于同一行像素单元的一第一像素单元所对应的一第一原始像素数据值及一第二像素单元所对应的一第二原始像素数据值；
    根据所述第一原始像素数据值及所述第二原始像素数据值的一差值决定一控制信号；以及
    根据所述控制信号调整所述第一像素单元或所述第二像素单元所对应的所述第一原始像素数据值或所述第二原始像素数据值。
  11. 如权利要求10所述的电压校正方法，其中，另包括：
    当位于同一行像素单元的所述第一原始像素数据值大于所述第二原始像素数据值时，根据所述第一原始像素数据值及所述第二原始像素数据值的所述差值决定所述控制信号；以及
    根据所述控制信号，产生一压降电流来降低所述第一像素单元所对应的所述第一原始像素数据值。
  12. 如权利要求10所述的电压校正方法，其中，另包括：
    当位于同一行像素单元的所述第一原始像素数据值小于所述第二原始像素数据值时，根据所述第一原始像素数据值及所述第二原始像素数据值的所述差值决定所述控制信号；以及
    根据所述控制信号，产生一压降电流来降低所述第二像素单元所对应的所述第二原始像素数据值。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101325046A (zh) * 2007-06-12 2008-12-17 索尼株式会社 液晶显示器和液晶驱动电路
CN102004903A (zh) * 2010-11-17 2011-04-06 深圳市中控生物识别技术有限公司 一种防伪指纹识别装置及其指纹识别方法
CN102497531A (zh) * 2011-11-21 2012-06-13 上海凯卓信息科技有限公司 基于云计算平台的人脸识别无线视频监控系统
CN103870817A (zh) * 2014-03-27 2014-06-18 成都费恩格尔微电子技术有限公司 一种射频式微电容指纹采集芯片及采集方法
US20140368363A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 University Of Macau Sampling front-end for Analog to Digital Converter
CN105094477A (zh) * 2014-05-07 2015-11-25 茂丞科技股份有限公司 电容式感测阵列装置及使用其的电子设备
CN105528574A (zh) * 2014-10-16 2016-04-27 韩国科泰高科株式会社 偏移调节指纹检测装置及其驱动方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5065444A (en) * 1988-02-08 1991-11-12 Northrop Corporation Streak removal filtering method and apparatus
US5987156A (en) * 1996-11-25 1999-11-16 Lucent Technologies Apparatus for correcting fixed column noise in images acquired by a fingerprint sensor
US6330345B1 (en) * 1997-11-17 2001-12-11 Veridicom, Inc. Automatic adjustment processing for sensor devices
ATE506807T1 (de) * 2001-06-18 2011-05-15 Casio Computer Co Ltd Photosensorsystem und ansteuerungsverfahren dafür
JP4036798B2 (ja) * 2003-07-29 2008-01-23 アルプス電気株式会社 容量検出回路および検出方法並びに指紋センサ
US8446158B1 (en) * 2007-11-09 2013-05-21 Cypress Semiconductor Corporation Compensation for parasitic capacitance of a capacitive sensor
CN103679163B (zh) * 2012-09-18 2017-03-22 成都方程式电子有限公司 新型电容式指纹图像采集系统
US9939400B1 (en) * 2013-09-09 2018-04-10 Apple Inc. Fixed pattern noise compensation techniques for capacitive fingerprint sensors

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101325046A (zh) * 2007-06-12 2008-12-17 索尼株式会社 液晶显示器和液晶驱动电路
CN102004903A (zh) * 2010-11-17 2011-04-06 深圳市中控生物识别技术有限公司 一种防伪指纹识别装置及其指纹识别方法
CN102497531A (zh) * 2011-11-21 2012-06-13 上海凯卓信息科技有限公司 基于云计算平台的人脸识别无线视频监控系统
US20140368363A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 University Of Macau Sampling front-end for Analog to Digital Converter
CN103870817A (zh) * 2014-03-27 2014-06-18 成都费恩格尔微电子技术有限公司 一种射频式微电容指纹采集芯片及采集方法
CN105094477A (zh) * 2014-05-07 2015-11-25 茂丞科技股份有限公司 电容式感测阵列装置及使用其的电子设备
CN105528574A (zh) * 2014-10-16 2016-04-27 韩国科泰高科株式会社 偏移调节指纹检测装置及其驱动方法

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