JP6632163B2 - 指紋センサ用の信号処理回路及び方法 - Google Patents
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Description
好ましくは、前記センシング素子はセンシング電極である。
好ましくは、前記信号処理回路は第1交流信号源をさらに備える。前記第1交流信号源は前記センシング電極に接続されて、前記センシング電極に第1交流信号を駆動信号として供給する。
V_out=A*(Cf*Vn+Cb*Vdrv) |_(f=f_0 ) (1)
Claims (16)
- 指紋センサ用の信号処理回路であって、前記指紋センサは、指のタッチに応じてセンシング信号を生成するセンシング素子を備え、前記信号処理回路は、
バイアス信号を生成するためのバイアス回路と、
前記センシング信号に基づいてアナログ出力信号を生成するための増幅器と、
前記アナログ出力信号をデジタル出力信号に変換するためのA/D変換器と、
を備え、
前記信号処理回路は、ノイズ検出モードと画像取得モードで動作し、
前記ノイズ検出モードにおいて、前記増幅器は、前記センシング信号及び前記バイアス信号の重畳信号を増幅して第1アナログ出力信号を生成し、
前記バイアス信号の周波数は、前記増幅器の動作周波数であり、前記第1アナログ出力信号に基づく前記A/D変換器のデジタル出力信号が所定の範囲から外れる場合、前記増幅器の動作周波数を異なる動作周波数に調節し、前記第1アナログ出力信号に基づく前記A/D変換器のデジタル出力信号が所定の範囲内になるまで前記増幅器の動作周波数の調節を繰り返し、
前記画像取得モードにおいて、前記増幅器は、前記センシング信号を増幅して第2アナログ出力信号を生成し、前記第2アナログ出力信号に基づいて指紋画像を生成する、ことを特徴とする信号処理回路。 - 前記センシング素子はセンシング電極である、ことを特徴とする請求項1に記載の信号処理回路。
- 第1交流信号源をさらに備え、前記第1交流信号源は前記センシング電極に接続されて、前記センシング電極に第1交流信号を駆動信号として供給する、ことを特徴とする請求項2に記載の信号処理回路。
- 前記バイアス回路は、前記増幅器の入力端子と接地との間に順に直列接続された第1スイッチ、第2コンデンサ及び第2交流信号源を備え、前記第2交流信号源は前記第2コンデンサに第2交流信号を供給し、
前記ノイズ検出モードにおいて、前記第1スイッチがオンされ、
前記画像取得モードにおいて、前記第1スイッチがオフされる、ことを特徴とする請求項3に記載の信号処理回路。 - 前記バイアス回路は、前記増幅器の入力端子と接地との間に順に直列接続された第2コンデンサ、第1スイッチ及び第2交流信号源、並びに前記第2コンデンサと前記第1スイッチの中間ノードと接地との間に接続された第2スイッチを備え、
前記ノイズ検出モードにおいて、前記第1スイッチがオンされ且つ前記第2スイッチがオフされ、前記第2交流信号源は前記第2コンデンサに第2交流信号を供給し、
前記画像取得モードにおいて、前記第1スイッチがオフされ且つ前記第2スイッチがオンされることによって、前記第2コンデンサは前記第2スイッチを介して接地される、ことを特徴とする請求項3に記載の信号処理回路。 - 前記信号処理回路はさらに初期化モードで動作し、前記初期化モードにおいて、前記増幅器は、第3アナログ出力信号を生成するように前記バイアス信号を増幅し、かつ前記第3アナログ出力信号が初期値を有するように、前記第3アナログ出力信号に基づいて前記バイアス回路を調節する、ことを特徴とする請求項4又は5に記載の信号処理回路。
- 前記初期化モードにおいて、指がタッチしていないときに前記A/D変換器の出力を検出し、前記第2交流信号の振幅を設定することで、前記第3アナログ出力信号が前記初期値を有する、ことを特徴とする請求項6に記載の信号処理回路。
- 前記指紋センサは複数のセンシング素子を備え、前記第2交流信号の振幅は前記複数のセンシング素子に対してそれぞれ設定される、ことを特徴とする請求項7に記載の信号処理回路。
- 前記複数のセンシング素子中の第1組のセンシング素子及び第2組のセンシング素子に対して、前記第3アナログ出力信号は、第1初期値及び第2初期値をそれぞれを有する、ことを特徴とする請求項8に記載の信号処理回路。
- 前記ノイズ検出モードにおいて、指がタッチするときに前記A/D変換器の出力を検出することによって、前記増幅器の動作周波数を調節して、前記画像取得モードでの動作周波数を設定する、ことを特徴とする請求項6に記載の信号処理回路。
- 前記増幅器は、反転入力端子、非反転入力端子及び出力端子を有し、前記センシング素子と前記バイアス回路は前記反転入力端子に接続され、前記非反転入力端子は基準電圧を受ける、ことを特徴とする請求項1に記載の信号処理回路。
- 指紋センサ用の信号処理方法であって、前記指紋センサは、指のタッチに応じてセンシング信号を生成するセンシング素子を備え、前記方法は、
第1アナログ出力信号を生成するように、前記センシング信号とバイアス信号の重畳信号を増幅するステップと、
前記第1アナログ出力信号をデジタル出力信号に変換するステップと、
前記第1アナログ出力信号に基づいて増幅器の動作周波数を調節するステップと、
第2アナログ出力信号を生成するように、前記センシング信号を増幅するステップと、
前記第2アナログ出力信号に基づいて指紋画像を生成するステップと、を含み、
前記バイアス信号の周波数は、前記増幅器の動作周波数であり、前記第1アナログ出力信号に基づいて増幅器の動作周波数を調節するステップは、
前記第1アナログ出力信号に基づくデジタル出力信号が所定の範囲から外れる場合、前記増幅器の動作周波数を異なる動作周波数に調節し、前記第1アナログ出力信号に基づくデジタル出力信号が所定の範囲内になるまで前記増幅器の動作周波数の調節を繰り返し、前記動作周波数を選択して指のタッチによるコモンモードノイズを抑制する、ことを特徴とする指紋センサ用の信号処理方法。 - 第3アナログ出力信号を生成するように前記バイアス信号を増幅するステップ、及び前記第3アナログ出力信号をデジタル出力信号に変換するステップをさらに含み、ここで、前記第3アナログ出力信号が初期値を有するように、指がタッチしていないときに前記デジタル出力信号を検出し、前記重畳信号の大きさを設定する、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記指紋センサは複数のセンシング素子を備え、前記複数のセンシング素子に対してそれぞれ前記バイアス信号の大きさが設定される、ことを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記複数のセンシング素子中の第1組のセンシング素子及び第2組のセンシング素子に対して、前記第3アナログ出力信号は、第1初期値及び第2初期値をそれぞれを有する、ことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 動作周波数を調節する場合、指がタッチするときに前記デジタル出力信号を検出することによって、画像取得モードでの動作周波数を設定する、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
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