斜坡ADC以及TFT感光传感器阵列读出芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种斜坡ADC以及TFT感光传感器阵列读出芯片，用于TFT感光传感器阵列输出指纹信号的模拟和数字转换，设置于TFT感光传感器阵列读出芯片中采样电路的后级，所述斜坡ADC包括斜坡发生器、比较器、上下计数器以及数据锁存输出，上下计数器用于与所述比较器的输出端连接，并设定初始值；所述上下计数器可由所述初始值向上或向下开始计数，可以通过外部输入初始值，由此上下计数器可以从初始值开始向上计数或向下计数，通过控制上下计数器计数的时间，可以保证上下计数器的两次计数都不会触发到计数范围的边界值后继续计数，因此，不会触发到错误计数。

【技术实现步骤摘要】
斜坡ADC以及TFT感光传感器阵列读出芯片
本技术涉及指纹识别
，尤其是涉及一种斜坡ADC以及TFT感光传感器阵列读出芯片。
技术介绍
目前指纹识别技术已经在电子设备中应用得越来越广泛。目前市场上较为成熟的指纹识别模组还多为电容式指纹模组。光学指纹模组类的产品也逐渐越来越趋于成熟。为提升指纹识别的用户体验，目前指纹识别也在趋于盲触去发展，也就是指纹只要接触屏幕上任何位置，均可进行指纹识别。这种应用端的发展趋势，使得大面积的指纹识别模组的研究较为炙热，也并需要快速将这类大面积的指纹识别模组进行商业化和产品化。为降低大面积的指纹识别模组产品的制作成本，TFT光学指纹识别模组成了各商家竞相研究的产品。此TFT光学指纹识别模组通常会包括一颗大面阵的TFT感光传感器阵列芯片和与TFT感光传感器阵列芯片配套的读出芯片。读出芯片需要对TFT感光传感器阵列芯片输出的信号进行读取和转换。然而，ADC(Analog-toDigitalConverter)模数转换器是芯片中模拟信号和数字信号较为常用的模块。斜坡ADC是ADC中较为常见的一种类型的ADC，一般的斜坡ADC大体是包括：斜坡发生器、比较器、计数器和锁存器。由于TFT感光传感器阵列芯片输出的电信号所转换的光信号中对应指纹谷脊的差异较弱，通过一般的读取芯片可能比较难形成清晰的指纹图像。其中，在读取芯片中，ADC的转换的精度和准确性直接对最后形成的指纹图像，以及后期的指纹识别有着直接的影响。需要说明的是，公开于该申请
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部分的信息仅仅旨在加深对本申请一般
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的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种斜坡ADC，用于TFT感光传感器阵列输出指纹信号的模拟和数字转换，设置于TFT感光传感器阵列读出芯片中，对TFT感光传感器阵列输出的模拟信号进行模数转换，用于TFT光学指纹识别模组能最终形成有效的指纹图像。为了解决上述技术问题，本技术提出一种斜坡ADC，用于TFT感光传感器阵列输出指纹信号的模拟和数字转换，设置于TFT感光传感器阵列读出芯片中采样电路的后级，所述斜坡ADC包括：斜坡发生器，用于输出斜坡信号；比较器，所述比较器的第一输入端用于接收所述斜坡信号，所述比较器的第二输入端接收所述采样电路输出的采样信号；上下计数器，用于与所述比较器的输出端连接，并设定初始值；数据锁存输出，用于接收所述上下计数器的输出，并输出转换的数字信号；其中，所述斜坡ADC的一个工作周期内包括第一计数窗口以及第二计数窗口；所述上下计数器在所述第一计数窗口从初始值向第一方向开始计数；在所述第二计数窗口时，所述上下计数器以所述第一计数窗口结束时的计数值向第二方向开始计数，所述第一方向和所述第二方向的计数方向相反。可选地，所述第一方向为由所述初始值向下计数，所述第二方向为由所述上下计数器以所述第一计数窗口结束时的计数值向上计数。可选地，所述上下计数器的初始值满足以下公式：(2n-1)-T2/Tclk≥X>T1/Tclk；其中，X为所述初始值，Tclk为所述上下计数器的时钟周期，T1为所述第一计数窗口时间、T2为所述第二计数窗口时间，2n-1为所述上下计数器在所述斜坡ADC的单位工作周期内所能计数的最大值，n为自然数。可选地，所述上下计数器包括多级相互连接的单级计数器以及模式选择器；每个所述单级计数器之间通过所述模式选择器连接，其中，每个所述单级计数器均具有初始值输入端以及对应控制所述初始值是否赋值的初始控制信号。可选地，每级所述单级计数器包括初始数据选择模式选择器、触发器以及触发器输出端选择器；所述初始数据模式选择器的一输入端为所述上下计数器的初始值输入端，且所述初始数据模式选择器由初始控制信号init-hold控制。可选地，所述触发器输出端选择器包括保持输出选择器以及上下计数选择器；所述保持输出选择器的输入端与所述触发器的输出连接，所述保持输出选择器的输出端与所述初始数据选择模式选择器的一输入端连接，所述保持输出选择器的使能信号由计数器保持信号hold控制；所述上下计数选择器的输入端与所述触发器的输出端连接，所述上下计数选择器的输出端作为对应的所述单级计数器的输出端之一。可选地，所述模式选择器一个输入端的输入信号为前级触发器电路的输出信号之一，所述模式选择器另一输入端的输入信号为初始设置时钟信号，所述工作模式选择器的使能信号由初始设置信号init_set控制。可选地，所述上下计数器还包括逻辑门电路；所述逻辑门电路用于接收所述比较器的输出，所述逻辑门电路的输出与一所述模式选择器的输入端连接。基于同一专利技术构思，本技术还提出一种TFT感光传感器阵列读出芯片，应用于具备主机的电子设备，包括上述中所述的斜坡ADC、暂存器以及与所述主机通讯的通讯接口；其中，所述上下计数器包括多级相互连接的单级计数器，每个所述单级计数器具有初始值输入端；所述主机通过所述通讯接口将所述上下计数器的初始值传输至所述暂存器，所述暂存器将所述初始值发送给所述上下计数器中每个所述单级计数器的所述初始值输入端。可选地，所述通讯接口为SPI接口。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术提出的斜坡ADC，用于TFT感光传感器阵列输出指纹信号的模拟和数字转换，设置于TFT感光传感器阵列读出芯片中采样电路的后级，所述斜坡ADC包括斜坡发生器、比较器、上下计数器以及数据锁存输出，上下计数器，用于与所述比较器的输出端连接，并设定初始值；数据锁存输出，用于接收所述上下计数器的输出，并输出转换的数字信号；其中，所述斜坡ADC的一个工作周期内包括第一计数窗口以及第二计数窗口；所述上下计数器在所述第一计数窗口从初始值向第一方向开始计数；在所述第二计数窗口时，所述上下计数器以所述第一计数窗口结束时的计数值向第二方向开始计数，所述第一方向和所述第二方向的计数方向相反。本技术的技术方案中的斜坡ADC中上下计数器实现了初始值的设置，对于斜坡ADC一个工作周期中两次计数窗口，通过对其中计数器进行初始值的设置，结合计数窗口时间的控制，可避免斜坡ADC出现不准确的数据转换，确保斜坡ADC转换精度的稳定性。附图说明图1为常见的斜坡发生器中所用的一个四级异步计数器的结构示意图；图2为一级上下计数器的内部结构示意图；图3为图1所示上下计数器工作的时序图；图4为本技术实施例提出的一种斜坡ADC的结构示意图；图5为本技术实施例提供的所述上下计数器中单级计数器的内部结构示意图；图6为本技术实施例提供的所述上下计数器各个单级计数器间的连接结构示意图；图7为本技术实施例提供的所述上下计数器初始赋值的时序图；图8为本技术实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斜坡ADC，用于TFT感光传感器阵列输出指纹信号的模拟和数字转换，设置于TFT感光传感器阵列读出芯片中采样电路的后级，其特征在于，所述斜坡ADC包括：/n斜坡发生器，用于输出斜坡信号；/n比较器，所述比较器的第一输入端用于接收所述斜坡信号，所述比较器的第二输入端接收所述采样电路输出的采样信号；/n上下计数器，用于与所述比较器的输出端连接，并设定初始值；/n数据锁存输出，用于接收所述上下计数器的输出，并输出转换的数字信号；/n其中，所述斜坡ADC的一个工作周期内包括第一计数窗口以及第二计数窗口；/n所述上下计数器在所述第一计数窗口从初始值向第一方向开始计数；/n在所述第二计数窗口时，所述上下计数器以所述第一计数窗口结束时的计数值向第二方向开始计数，所述第一方向和所述第二方向的计数方向相反。/n

【技术特征摘要】
1.一种斜坡ADC，用于TFT感光传感器阵列输出指纹信号的模拟和数字转换，设置于TFT感光传感器阵列读出芯片中采样电路的后级，其特征在于，所述斜坡ADC包括：
斜坡发生器，用于输出斜坡信号；
比较器，所述比较器的第一输入端用于接收所述斜坡信号，所述比较器的第二输入端接收所述采样电路输出的采样信号；
上下计数器，用于与所述比较器的输出端连接，并设定初始值；
数据锁存输出，用于接收所述上下计数器的输出，并输出转换的数字信号；
其中，所述斜坡ADC的一个工作周期内包括第一计数窗口以及第二计数窗口；
所述上下计数器在所述第一计数窗口从初始值向第一方向开始计数；
在所述第二计数窗口时，所述上下计数器以所述第一计数窗口结束时的计数值向第二方向开始计数，所述第一方向和所述第二方向的计数方向相反。


2.如权利要求1所述的斜坡ADC，其特征在于，所述第一方向为由所述初始值向下计数，所述第二方向为由所述上下计数器以所述第一计数窗口结束时的计数值向上计数。


3.如权利要求2所述的斜坡ADC，其特征在于，所述上下计数器的初始值满足以下公式：
(2n-1)-T2/Tclk≥X>T1/Tclk；
其中，X为所述初始值，Tclk为所述上下计数器的时钟周期，T1为所述第一计数窗口时间、T2为所述第二计数窗口时间，2n-1为所述上下计数器在所述斜坡ADC的单位工作周期内所能计数的最大值，n为自然数。


4.如权利要求1所述的斜坡ADC，其特征在于，所述上下计数器包括多级相互连接的单级计数器以及模式选择器；
每个所述单级计数器之间通过所述模式选择器连接，其中，每个所述单级计数器均具有初始值输入端以及对应控制所述初始值是否赋值的初始控制信号。


5.如权利要求4所述的斜坡ADC...

【专利技术属性】
技术研发人员：金玉洁，蒋大钊，
申请(专利权)人：上海思立微电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31