指纹及触摸传感器及其信号处理方法技术

本发明专利技术公开了一种指纹及触摸传感器及其信号处理方法，所述指纹及触摸传感器包括一触摸接收器、一指纹接收器、一混频器及一信号处理电路。该触摸接收器用来接收一触摸感测信号。该指纹接收器用来接收具有一第一频率的一指纹感测信号。该混频器耦接于该指纹接收器，用来将该指纹感测信号从该第一频率转移至一第二频率。该信号处理电路耦接于该触摸接收器及该混频器，用来处理该触摸感测信号以及位于该第二频率的该指纹感测信号。

【技术实现步骤摘要】
指纹及触摸传感器及其信号处理方法
本专利技术涉及一种指纹及触摸传感器，尤其涉及一种整合指纹及触摸功能的指纹及触摸传感器及其相关信号处理方法。
技术介绍
随着触摸感测技术的发展，许多消费性电子产品例如移动电话(mobilephone)、卫星导航系统(GPSnavigatorsystem)、平板计算机(tablet)、个人数字助理(PDA)及笔记本电脑(laptop)等都内建有触摸功能，以实现卓越的人机互动效率。在上述各种电子产品中，原先显示屏区域加入了触摸感应的功能，也就是说，将原先单纯的显示屏转换成具有触摸识别功能的触摸显示屏。依据触摸屏的结构设计上的不同，一般可区分为外挂式(out-cell)与内嵌式(in-cell/on-cell)触摸屏。其中，外挂式触摸屏是将独立的触摸屏与一般的显示屏组合而成，而内嵌式触摸屏则是将触摸感应装置直接设置于显示屏中基板内侧或外侧上。如今，指纹感测成为满足这些电子产品的身分识别和其它安全性需求的便捷方式。然而，与触摸感测及/或显示操作共存的指纹感测操作产生不可忽略的干扰，大幅增加了触摸屏设计的困难度及复杂度。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的即在于提供一种指纹及触摸传感器及其相关信号处理方法，其可通过频率设定来整合指纹及触摸感测功能以避免干扰，使得指纹及触摸感测信号可共享相同的信号处理电路。本专利技术的一实施例公开一种指纹及触摸传感器，该指纹及触摸传感器包括一触摸接收器、一指纹接收器、一混频器(mixer)及一信号处理电路。该触摸接收器用来接收一触摸感测信号。该指纹接收器用来接收具有一第一频率的一指纹感测信号。该混频器耦接于该指纹接收器，用来将该指纹感测信号从该第一频率转移至一第二频率。该信号处理电路耦接于该触摸接收器及该混频器，用来处理该触摸感测信号以及位于该第二频率的该指纹感测信号。本专利技术的另一实施例公开一种信号处理方法，用于一指纹及触摸传感器，该信号处理方法包括以下步骤：接收一触摸感测信号；接收具有一第一频率的一指纹感测信号；将该指纹感测信号从该第一频率转移至一第二频率；以及以相同的信号处理电路处理该触摸感测信号以及位于该第二频率的该指纹感测信号。附图说明图1为一触摸显示驱动整合系统中的一触摸感测系统的示意图。图2为一非触摸显示驱动整合系统中的一触摸感测系统的示意图。图3为一指纹感测系统的示意图。图4为具有指纹及触摸感测功能的一般感测系统的示意图。图5为指纹及触摸感测系统中弱点频率的示意图。图6为本专利技术实施例一感测系统的示意图。图7为混频器的一种范例实施方式的示意图。图8为混频器的一种范例电路结构的示意图。图9为通过分时方式执行触摸感测操作及指纹感测操作的示意图。图10为用于触摸及指纹感测信号的带通滤波器及其相关频率设计的示意图。图11为本专利技术实施例一信号处理流程的示意图。其中，附图标记说明如下：10、20触摸感测系统100、200触摸屏102、202、302传输器104、204、304模拟前端电路205、305抗混叠滤波器106、206、306模拟数字转换器108数字后端电路208、308数字信号处理器30指纹感测系统300压电式微机械超声换能器40、60感测系统400、600屏幕410触摸感测模块420指纹感测模块450、650系统板F_s采样频率F_sig信号频率610指纹及触摸传感器612触摸接收器614指纹接收器616混频器620信号处理电路702本机振荡器704乘法器f_in、f_LO、f_out频率110信号处理流程1100～1110步骤具体实施方式在采用触摸显示驱动整合(TouchwithDisplayDriverIntegration，TDDI)系统的触摸屏中，触摸感测操作及显示操作的控制整合在相同芯片，因此，可通过适当的控制机制使触摸感测操作与显示操作之间的干扰达到最小化。请参考图1，图1为一触摸显示驱动整合系统中的一触摸感测系统10的示意图。如图1所示，触摸感测系统10包括一触摸屏100，其可从一传输器(TX)102接收触摸驱动信号，并对应传送触摸感测信号至一接收器电路，此接收器电路可包括一模拟前端(AnalogFront-End，AFE)电路104、一模拟数字转换器(AnalogtoDigitalConverter，ADC)106及一数字后端(DigitalBack-End，DBE)电路108。一般来说，在一触摸显示驱动整合系统(例如触摸感测系统10)中，触摸感测操作及显示操作可通过分时方式进行设定和同步，因此，接收器电路感测到的噪声较小，采用较简单的电路即足以处理并消除噪声。考虑成本问题，触摸显示驱动整合系统中的接收器电路可通过低功耗及小面积的方式实现。上述触摸感测系统10通常适用于内嵌式触摸屏(in-celltouchpanel)。然而，外挂式触摸屏(out-celltouchpanel)可能无法实现触摸显示驱动的整合，也就是说，触摸感测及显示操作实现于不同芯片，因而往往无法达到良好同步。因此，触摸感测信号可能面临到来自于显示操作的较大噪声及干扰，因而需要噪声消除能力较强的信号处理电路。请参考图2，图2为一非触摸显示驱动整合系统中的一触摸感测系统20的示意图。如图2所示，触摸感测系统20包括一触摸屏200，其可从一传输器202接收触摸驱动信号，并对应传送触摸感测信号至一接收器电路，此接收器电路可包括一模拟前端电路204、一抗混叠滤波器(Anti-AliasingFilter，AAF)205、一模拟数字转换器206及一数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)208。一般来说，触摸驱动信号及其对应的触摸感测信号为周期性的弦波或方波信号，此周期信号的频率可以是数十或数百仟赫兹(kilohertz，kHz)。与触摸感测系统10中的接收器电路不同，触摸感测系统20中的接收器电路更为复杂。设置于模拟前端电路204与模拟数字转换器206之间的抗混叠滤波器205可适当地限制接收到的触摸感测信号的带宽，使其满足采样定理，从而使模拟数字转换器206对触摸感测信号进行采样而产生的数据序列能够包括触摸感测信号的完整信息。在此例中，模拟数字转换器206需执行高速采样以产生更多有效数据(相较于模拟数字转换器106而言)。另外，数字信号处理器208可包括一带通滤波器(band-passfilter)及/或一解调器(demodulator)，其可执行解调以产生感测结果。相较于数字后端电路108而言，触摸感测系统20中的数字信号处理器208具有较复杂的电路结构，其占用较大电路面积并且更为耗电。简言之，触摸感测系统20可处理大噪声及/或干扰之下的触摸感测信号，但伴随着高耗电及大面积等成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指纹及触摸传感器，包括：/n一触摸接收器，用来接收一触摸感测信号；/n一指纹接收器，用来接收具有一第一频率的一指纹感测信号；/n一混频器，耦接于该指纹接收器，用来将该指纹感测信号从该第一频率转移至一第二频率；以及/n一信号处理电路，耦接于该触摸接收器及该混频器，用来处理该触摸感测信号以及位于该第二频率的该指纹感测信号。/n

【技术特征摘要】
20190122 US 62/795,517;20190903 US 16/558,3371.一种指纹及触摸传感器，包括：
一触摸接收器，用来接收一触摸感测信号；
一指纹接收器，用来接收具有一第一频率的一指纹感测信号；
一混频器，耦接于该指纹接收器，用来将该指纹感测信号从该第一频率转移至一第二频率；以及
一信号处理电路，耦接于该触摸接收器及该混频器，用来处理该触摸感测信号以及位于该第二频率的该指纹感测信号。


2.如权利要求1所述的指纹及触摸传感器，其特征在于，接收到的该触摸感测信号具有一第三频率，且该第二频率与该第三频率具有相同的数量级。


3.如权利要求1所述的指纹及触摸传感器，其特征在于，接收到的该触摸感测信号具有一第三频率，且该第二频率与该第三频率都位于该信号处理电路的一工作频率范围内。


4.如权利要求1所述的指纹及触摸传感器，其特征在于，该第二频率低于该第一频率。


5.如权利要求1所述的指纹及触摸传感器，其特征在于，该信号处理电路以分时方式处理该触摸感测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岑玮，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71