具有多状态电极的触摸传感器的制作方法

1.本公开涉及用于电子感测位于传感器附近或周围的物体(诸如手指的位置或其特征)的传感器。


背景技术：

2.传感器可以被用于检测位于传感器附近或周围的物体的存在。此类传感器可以被配置为感测物体的电特点以便感测在传感器附近或周围的物体的存在或位置、物体的物理特点、形状、物体的表面上的纹理、材料成分、生物信息以及被感测的物体的其它特征和特点。例如，传感器可以被配置为检测用户的手指的存在或定位，或者在指纹传感器的示例性情况下，检测用户的手指的一个或多个特征(例如，脊线)。
3.电容式触摸传感器(如本文所使用的，术语“触摸传感器”涵盖被配置为检测用户身体的手指或其它部分的存在或定位的任何传感器，并且包括但不限于指纹传感器)可以被设计为互电容传感器或自电容传感器。在一些自电容传感器中，可以布置电极的网格，其中每个电极表示相应的像素。除了其它好处之外，相对于互电容传感器，自电容传感器还可以提供卓越的图像质量。但是，自电容传感器有其局限性，因为它们通常要求向用户的手指施加驱动信号的驱动环或专用电极。这些驱动环和/或专用驱动电极会增加传感器的尺寸和成本，并且当结合到传感器网格中时，它们会产生对触摸不响应的传感器区域。此外，在每个像素与独立电极对应的实施例中，可能难以将来自每个电极的接收到的信号路由到接收电路系统以进行分析，特别是当传感器网格的尺寸增加时。
4.因而，需要可以在不使用驱动环或专用驱动电极的情况下操作并且还可以提供改进的信号路由的自电容传感器。


技术实现要素：

5.下面呈现了简化的概述，以便提供对本文描述的一些方面的基本理解。本发明内容不是对要求保护的主题的广泛概述。它既不旨在识别要求保护的主题的关键或临界要素，也不旨在描述其范围。其唯一目的是以简化形式呈现一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前奏。
6.在一些实施例中，可以提供一种用于检测用户身体的一部分的方法。该方法可以由包括多个单元的系统执行，多个单元中的每个单元包括发射电极和接收电极。该方法可以包括，在第一时隙中，向第一单元的发射电极施加第一驱动信号，并且使用第一单元的接收电极接收第一测量信号。该方法还可以包括：在第二时隙中，向第一单元的发射电极施加第二驱动信号，并且使用第一单元的接收电极接收第二测量信号。第二驱动信号可以相对于第一驱动信号反转。
7.在另一个实施例中，可以提供一种用于检测用户身体的一部分的系统。该系统可以包括多个单元，该多个单元至少包括第一单元和第二单元。在一些实施例中，多个单元中的每个单元可以包括被配置为选择性地施加第一驱动信号的相应的发射电极。相应的发射
电极还可以被配置为选择性地施加相对于第一驱动信号反转的第二驱动信号。在一些实施例中，多个单元中的每个单元还可以包括相应的接收电极。该系统可以被配置为在第一时隙中向第一单元的发射电极施加第一驱动信号，并且在第一时隙中使用第一单元的接收电极接收第一测量信号。该系统还可以被配置为在第二时隙中向第一单元的发射电极施加第二驱动信号，并且在第二时隙中使用第一单元的接收电极接收第二测量信号。
8.在以下本发明的详细描述中描述涵盖在系统和方法内的进一步变化。
附图说明
9.并入本文并构成说明书的一部分的附图图示了本发明的各种非限制性实施例。在附图中，相同的附图标记指示相同或功能相似的元件。
10.图1描绘了触摸传感器的示例性示意图。
11.图2a和2b图示了其中使用示例性调制技术来执行使用电极的测量的传感器。
12.图3是示出用于提供诸如图2a和2b中所示之类的状态的示例性电路系统的示意图。
13.图4a和4b图示了其中使用另一种示例性调制技术来执行测量的传感器。
14.图5示出了示例性多状态电极的示意图。
15.图6示出了具有多状态电极的网格的传感器的示例性示意图。
16.图7示出了具有多状态电极的网格的传感器的另一个示例性示意图。
17.图8a是俯视示例性多状态电极110的平面图。
18.图8b示出了同一电极110的沿着线8b-8b截取的横截面图。
19.图9图示了具有多状态电极的系统的另一个示例性布置。
20.图10图示了具有多状态电极的系统的另一个示例性布置。
21.图11a-11b图示了具有多状态电极的系统的另一个示例性布置。
22.图12图示了示例性传感器系统的象形图。
23.图13图示了使用具有多状态电极的传感器系统执行测量的示例性方法500。
24.图14图示了传感器的另一个示例性实施例。
25.图15图示了用于检测用户身体的一部分或其它元素的示例性方法600。
具体实施方式
26.虽然本公开的主题的各方面可以以多种形式实施，但以下描述和附图仅旨在公开这些形式中的一些以作为主题的具体示例。因而，本公开的主题不旨在限于如此描述和图示的形式或实施例。
27.除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语、符号和其它技术术语或专有名词(terminology)都具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本文提及的所有专利、申请、公开的申请和其它出版物均通过引用整体并入。如果本节中阐述的定义与通过引用并入本文的专利、申请、公开的申请和其它出版物中阐述的定义相反或不一致，那么本节中阐述的定义优先于通过引用并入本文的定义。
28.除非另有指示或上下文另有暗示，否则如本文所使用的，“一”或“一个”是指“至少一(个)”或“一或多(个)”。
29.本描述可以使用相对空间和/或朝向术语来描述组件、装置、地点、特征或其一部分的位置和/或朝向。除非特别说明，或本描述的上下文另有规定，否则此类术语(包括但不限于顶部、底部、上方、下方、之下、在
…
顶部、上、下、左、右、在
…
前面、在
…
后面、在
…
旁边、相邻、之间、水平、垂直、对角线、纵向、横向、径向、轴向等)是为了方便在附图中引用此类组件、装置、地点、特征或其一部分而使用的，而并非旨在限制。
30.此外，除非另有说明，否则本描述中提到的任何具体维度仅代表实施本公开的各方面的设备的示例性实施方式，而并非旨在限制。
31.如本文所使用的，术语“相邻”是指在
…
旁边或邻接。
32.如本文所使用的，术语“基本上”和“实质上”是指相当大的程度或范围。例如，当与事件、情形、特点或特性结合使用时，这些术语可以指事件、情形、特点或特性恰好发生在其中的实例以及事件、情形、特点或特性非常接近发生在其中的实例，诸如考虑本文描述的实施例的典型的容限水平或可变性。
33.如本文所使用的，术语“可选的”和“可选地”是指随后描述的组件、结构、元素、事件、情形、特点、特性等可以或可以不被包括或发生，并且本描述包括组件、结构、元素、事件、情形、特点、特性等被包括或发生的实例以及组件、结构、元素、事件、情形、特点、特性等不被包括或不发生的实例。
34.如本文所使用的，术语“噪声”广义地包括由各种随机过程中的任何一个生成的干扰(例如，闪烁噪声、散粒噪声)以及基本上与所获取的信号或获取方法都不相关的干扰。
35.如本领域的技术人员将理解的，本公开可以结合到任何合适的传感器中。此类示例性传感器可以包括触摸屏、指纹传感器或被配置为检测物体的定位或其特征的其它传感器。出于说明而非限制的目的，下面的公开内容讨论了被配置为检测用户的手指或其一部分的位置的二维传感器的实施例。
36.在诸如触摸屏和指纹传感器之类的传感器中，噪声会干扰测量准确性。因此期望尽可能地将噪声最小化。例如，在通过引用整体并入本文的美国专利no.9,779,280中，使用将参考电极和补偿电极与差分放大器相结合的系统来改进对传感器(诸如指纹传感器)中发现的典型传导和辐射的噪声源的抑制。如美国专利申请no.15/869,214和no.16/108,875中所公开的，与像素组对应的信号可以根据模式被调制和解调，以便补偿共模噪声。在本技术中公开的是传感器和调制技术，其可以用于以改进的信噪比(snr)和/或信号干扰比(sir)并以降低的成本获得数据。这些传感器和调制技术可以可选地与美国专利no.9,779,280以及美国专利申请no.15/869,214和no.16/108,875中公开的技术结合使用。
37.图1描绘了触摸传感器100的示例性示意图。在这个实施例中，传感器100被示为具有有源基板的自电容传感器。传感器可以包括一个或多个电极110，所述一个或多个电极110可以被配置为电容耦合到用户的手指或要被感测的其它元件。来自一个或多个电极110的结果所得的信号可以被传输到接收器128，在一些实施例中，接收器128可以是模拟前端(afe)。
38.在一些实施例中，一个或多个接收器128可以被布置为从多个电极110接收信号。在此类情况下，提供电路系统以便可以确定任何给定信号的来源从而允许将接收到的信号映射到传感器网格中的对应位置会是有利的。在一些实施例中，控制层120可以包括一个或多个栅极驱动器122，其可以被布置为选择性地施加信号，以在打开和关闭状态之间切换开
关124。在一些实施例中，开关124中的一个或多个可以是薄膜晶体管(tft)。每个电极110可以通过相应的通孔126连接到控制层120的源极线121，通孔126可以通向相应开关124的端子。因此，当相应开关124处于闭合状态(其可以由栅极驱动器122控制)时，由电极110接收的信号可以传递到接收器128。相反，当相应的开关124处于打开状态时，由电极接收的信号不会传递到接收器128。以这种方式，电极或电极组(例如，行、列或其它分组)可以在相应的时隙中被采样，并且结果所得的数据可以被准确地映射到从其接收信号的位置。可选地，接收到的信号可以在它们被传递到接收器128之前通过多路复用器129。
39.为了减少电极110和源极线121之间的寄生耦合，在一些实施例中，可以在电极层和控制层120之间提供可选的屏蔽层130。在一些实施例中，通孔126可以穿过屏蔽层130中的孔，使得来自电极110的信号可以被传递到控制层120。
40.诸如图1中所示的传感器之类的传感器可以通过测量相应电极110和物体之间的电容来检测物体(例如，用户的手指或其它元件)的存在。有多种方式可以测量这个电容。在一些实施例中，可以将驱动信号施加到物体以使得在物体与在给定时隙中被采样的一个或多个电极之间存在电压差。在一些实施例中，一个或多个专用结构(诸如感测区域内的一个或多个专用驱动电极或者部分或完全包围感测区域或感测电极的网格的环)施加这个驱动信号。但是，这些专用结构会对传感器的成本、尺寸和灵敏度产生负面影响。
41.在优选实施例中，电极110中的一个或多个可以被用于提供在物体与将在给定时隙中被采样的一个或多个电极110之间的电压差。在另一些实施例中，可以将驱动信号施加到与要在给定时隙中被采样的电极紧邻的一个或多个电极，使得被采样的电极附近的物体的存在将调制被采样的电极与已向其施加驱动信号的相邻电极之间的互电容。本文详细描述这些和其它技术。
42.图2a和2b、3、4a和4b图示了其中一些或所有电极具有多个状态的示例性传感器。在一些实施例中，多个状态可以包括驱动信号被施加到相应电极的第一状态和所述驱动信号未被施加到相应电极的第二状态。可以提供附加的状态和子状态，如下文更详细地描述的。在一些实施例中，传感器的感测区域内的所有电极都可以具有多个状态。在其它实施例中，只有电极中的一些电极可以具有多个状态，而其它电极可以是专用驱动电极、专用感测电极或专用接地电极。
43.在图2a和2b、3、4a和4b中的每一个中，以白色示出的电极可以在相应的时隙中接地，以条纹示出的电极可以在相应的时隙中处于感测状态，而以黑色带白点示出的电极可以在相应的时隙中被驱动。如这些图中所反映的，传感器的电极可以被划分为逻辑组，逻辑组可以在任何给定时隙中一起处于感测状态、被驱动或接地。虽然这些图图示了一起处于感测状态、被驱动或接地的电极的行，但是可以使用任何其它合适的逻辑分组方案。例如，在一些实施例中可以使用列。在其它实施例中，电极可以分组为集群，或者这些组可以交错或以其它方式分散在传感器网格上。
44.图2a和2b图示了其中使用示例性调制技术来执行使用电极的测量的传感器。图2a示出了根据这种调制技术的第一时隙，而图2b示出了根据这种调制技术的第二时隙。在一些实施例中，两个时隙可以彼此紧邻(例如，第一时隙可以紧接在第二时隙之前或紧接在第二时隙之后)，但这不是必需的。为了简化解释，讨论示例性电极集合112a、112b、112c、112d和112e，但是其它电极集合(可以可选地是单个电极、如图2a和2b中所示的电极的行，或电
极的其它逻辑分组)可以包括在调制技术中。
45.在图2a中所示的第一时隙中，电极的集合112b可以处于适于执行测量的感测状态。在这个感测状态下，集合112b的电极可以被配置为在施加驱动信号时执行测量。将这个驱动信号施加到集合112b的电极可以在这些电极与待感测的物体之间产生电压差，这可以允许取决于物体的接近的电容的可测量改变(例如，指纹的脊线可以产生与谷不同的值)。以这种方式，可以在不使用专用驱动环或其它专用驱动电极的情况下获得测量。在第一时隙中，如图2a中所示，可以与集合112b的电极相邻的电极集合112a、112c可以可选地处于被驱动但非感测状态。提供与被驱动且检测电极112b紧邻的被驱动但非检测电极112a、112c可以减少集合112b的检测电极与传感器上别处的一个或多个接地电极(例如，电极集合112d、112e和图2a中以白色示出的其它电极)之间的互电容。这些周围的电极集合(这个时隙中的112a、112c)因此可以充当保护线，其可以包围在给定时隙中处于感测状态的一个或多个电极并帮助隔离感兴趣的信号(在此，感测电极与待感测的物体之间的电容)。在图2a中以白色示出的其余电极可以可选地在这个时隙中处于接地状态。将这些电极接地可以有利地节省电力，并且它还可以减少驱动信号被传送到待感测物体的程度，否则这会干扰传感器测量。
46.在图2b中所示的第二时隙中(其可以紧接在第一时隙之前、紧接在第一时隙之后或与第一时隙相隔一个或多个中间时隙)，电极集合112d可以处于感测状态，使得集合112d的电极可以被配置为在施加驱动信号时执行测量。电极集合112c和112e可以是处于被驱动但非感测状态的保护线。其余的电极集合112a、112b和其它电极可以可选地处于接地状态。
47.如本领域技术人员将理解的，电极的附加集合可以在附加的时隙中处于感测状态(或接地或用作保护线)。在一些实施例中，电极集合可以一个时隙接一个时隙的迭代，直到所有期望的电极已被置于感测状态。在电极集合按线逻辑分组的实施例中，感测集合可以一个时隙接一个时隙的跨传感器网格一条线接一条线的进展，直到所有期望的线已处于感测状态。
48.图3是示出用于提供诸如以上关于图2a和2b所述的状态之类的状态的示例性电路系统的示意图。图3描绘了与图2a中所示相同的时隙，但是图3中所示的连接可以根据上述调制技术逐渐切换到其它电极集合以应用感测、保护和接地状态。(图6描绘了可以与图3的电路系统结合使用的示例性开关布置。)在一些实施例中，驱动信号可以由电源206施加。电源206可以直接或间接耦合到集合112a和/或112c的电极。电源206也可以耦合到afe 204的第一端子。在这个时隙中可以处于被驱动-感测状态的第二集合112b的电极可以耦合到afe 204的第二端子。可以提供诸如电容器和/或复位开关之类的电路元件作为在集合112b的电极与afe 204的输出202之间的并联连接。
49.afe 204可以被配置为生成输出202，使得afe 204的第二端子处的电压基本等于afe 204的第一端子处的电压。实现这个等于所必需的输出信号202的量值可以基于待感测的物体的接近而变化，该物体可以形成到集合112b的电极的电容。以这种方式，输出202可以根据待感测的物体的接近而变化。在后续时隙中，第一和第二端子可以迭代地耦合到电极的不同集合，从而允许传感器网格的一些或所有电极执行测量。
50.图4a和4b图示了其中使用另一种示例性调制技术来执行测量的传感器。图4a示出了根据这种调制技术的第一时隙，而图4b示出了根据这种调制技术的第二时隙。在一些实
施例中，两个时隙可以彼此紧邻(例如，第一时隙可以紧接在第二时隙之前或紧接在第二时隙之后)，但这不是必需的。为了简化解释，讨论了示例性电极集合114a、114b、114c和114d，但是其它电极集合(可以可选地是单个电极、如图4a和4b中所示的电极的线，或电极的其它逻辑分组)可以包括在调制技术中。
51.在图4a中所示的第一时隙中，电极的集合114b可以处于感测状态。在这种感测状态下，集合114b的电极可以是浮动的，使得它们可接收可以从待感测的物体接收(或由待感测的物体调制)的信号。图4a中以黑色示出的电极(包括电极集合114d)可以处于驱动状态，使得在第一时隙期间向这些电极施加驱动信号。通过向这些电极(在一些实施例中，其可以表示传感器中的大部分电极)施加驱动信号，待感测的物体可以耦合到驱动信号。以这种方式，可以在物体与集合114b的电极之间产生电压差，该电压差可以被用于在这个时隙中执行测量，并且从电极集合114b接收的信号因此可以指示物体的存在或接近。
52.在图4a中所示的第一时隙中，可以与集合114b的电极相邻的电极集合114a、114c可以可选地处于接地状态。提供紧邻检测电极114b的接地电极可以减少集合114b的检测电极与传感器上别处的一个或多个驱动电极(例如，电极集合114d和图2a中以白色示出的其它电极)之间的互电容。这些周围的电极集合(这个时隙中的114a、114c)因此可以充当保护线，其可以包围在给定时隙中处于感测状态的一个或多个电极并帮助隔离感兴趣的信号(在此，检测电极与待感测的物体之间的电容)。
53.在其它实施例中，周围的行114a、114c可以代替地被驱动。在一些实施例中，这可以在集合114b的检测电极与集合114a、114c的驱动电极之间生成互电容。当物体(诸如用户的手指)接近检测电极之一时，会修改这个互电容。以这种方式，集合114b的电极因此可以接收自电容和互电容信号两者，这两者都可以指示物体的存在或接近。
54.在图4b中所示的第二时隙中(其可以紧接在第一时隙之前、紧随第一时隙之后或者与第一时隙相隔一个或多个中间时隙)，电极集合112c可以处于感测状态。在这个感测状态下，集合114c的电极可以是浮动的，使得它们可接收可以从待感测的物体接收(或由待感测的物体调制)的信号。图4b中以黑色示出的电极(包括电极集合114a)可以处于驱动状态，使得在第二时隙期间向这些电极施加驱动信号。电极集合114b和114d可以可选地是保护线，其接地以帮助隔离自电容信号。可替代地，可以驱动集合114b和114d的电极以产生互电容信号，该信号可以指示物体的存在或接近。
55.如本领域技术人员将理解的，电极的附加集合可以在附加的时隙中处于感测状态(或接地或用作保护线)。在一些实施例中，可以一个时隙接一个时隙的迭代电极集合，直到已经从所有期望的电极收集到测量。在电极集合按线逻辑分组的实施例中，感测集合可以一个时隙接一个时隙的跨传感器网格一条线接一条线的进展，直到所有期望的线已被置于感测状态。
56.图5示出了示例性多状态电极110的示意图。诸如图5中所示的多状态电极可以用在任何适当的调制技术中，包括但不限于上面参考图4a和4b所描述的技术。在图示的实施例中，电极110可以具有四种状态，每种状态可以由开关332a、332b、332c、332d选择性地控制。当开关332a闭合时，电极可以电连接到屏蔽件140。在一些实施例中，屏蔽件140可以帮助将电极110与输出线314a、314b隔离。在一些实施例中，屏蔽件140可以与电极110和输出线314a、314b中的一个、一些或每个共面。在一些实施例中，屏蔽件140可以接地。在其它实
施例中，如下文更详细讨论的(包括但不限于关于图8-11)，屏蔽件140可以被选择性地驱动或选择性地接地，使得闭合开关332a可以选择性地造成电极110被驱动或接地。当开关332d闭合时，电极可以被电连接到由电源320施加的驱动信号。在屏蔽件可以选择性地由电源驱动的实施例中，可以可选地省略开关332d。
57.当开关332b闭合时，电极110可以电连接到第一输出线314a。当开关332c闭合时，电极110可以电连接到第二输出线314b。如下面参考图6和7所讨论的，输出线314a、314b可以选择性地连接到电极的阵列，例如，沿着传感器网格的给定行或列。当与输出线314a、314b对应的开关312闭合时，输出线314a可以连接到第一接收线316a，并且输出线314b可以连接到第二接收线316b。两条接收线316a、316b可以连接到afe 310的相应端子。例如，接收线316a可以连接到afe 310的正端子，并且接收线316b可以连接到afe 310的负端子。在一些实施例中，afe 310可以是差分接收器。在一些实施例中，来自afe 310的输出可以指示从输出线316a与316b接收的信号之间的差异。
58.在一些实施例中，输出线314a可以充当正输出线，而输出线314b可以充当负输出线。这可以允许由电极110接收的测量信号被选择性地路由到afe 310的正端子或者其负端子，这取决于开关332b、332c中的哪一个闭合。在所示实施例中，例如，当开关332b和开关312闭合时，由电极110接收的信号可以被传输到afe 310的正端子(在这种情况下，电极110可以处于正感测状态)。当开关332c闭合时，由电极110接收的信号可以被传输到afe 310的负端子(在这种情况下，电极110可以处于负感测状态)。开关332a、332b、332c、332d可以由一个或多个栅极驱动器330控制，栅极驱动器330可以通过栅极线331a、331b、331c、331d向开关施加信号。在一些实施例中，栅极驱动器330可以在任何给定时隙中选择性地仅闭合开关332a、332b、332c、332d之一。在一些实施例中，开关332a、332b、332c、332d可以按照由调制模式确定的顺序选择性地闭合，调制模式可以包括例如码分复用(cdm)模式。
59.虽然图5的多状态电极110被示为具有与四种状态对应的四个开关，但是可以提供不同数量的开关或状态。作为一个示例，单个开关可以被用于将电极接地、驱动电极和/或将电极置于感测状态，这取决于沿着该路径提供的信号。同样，在一些调制技术中，可能不需要将电极接地，或者可能不需要具有多个感测状态(例如，可以使用单个感测状态来代替正和负感测状态)。作为一个示例，根据图4a和4b中所示的调制技术的不使用保护线的变体，可能不需要将电极接地，并且在这个变体中，可以可选地省略接地状态。因此，使用图5中所示的开关和状态的任何组合来满足任何给定应用的需要是可允许的。
60.图6示出了具有多状态电极的网格的传感器的示例性示意图。图6中的多状态电极被示为具有四个状态和四个开关，如上文参考图5所述。具体而言，电极110a-110i中的每一个可以具有接地状态、驱动状态、正感测状态和负感测状态。如上面所讨论的，可以根据任何给定应用的需要省略或修改这些状态中的任何一个。
61.如图6中所示，可以在第一列中对齐的电极110a-110c中的每一个可以选择性地连接到第一列输出线314a、314b中的任一条。第一列输出线314a、314b可以通过第一列开关312a选择性地连接到接收线316a、316b。两条接收线316a、316b可以连接到afe 310的相应端子。例如，接收线316a可以连接到afe 310的正端子，并且接收线316b可以连接到afe 310的负端子。可以在第二列中对齐的电极110d-110f中的每一个可以选择性地连接到第二列输出线314c、314d中的任一条。第二列输出线314c、314d可以通过第二列开关312b选择性地
连接到接收线316a、316b。第三列电极110g-110i可以类似地经由开关312c连接到接收线316a、316b。可以根据需要以相同的方式添加附加的行和列以实现期望的传感器尺寸或分辨率。
62.通过以这种方式布置电极，网格中的任何给定电极可以选择性地切换到正感测状态或负感测状态。具体而言，可以通过开关312a、312b、312c控制在给定时隙中从其接收信号的一列或多列电极。同时，响应于来自栅极驱动器330a的控制信号，电极的行可以选择性地耦合到相应的输出线314。例如，当信号被施加到栅极线331a时，第一行中的电极110a、110d、110g中的每一个可以连接到相应的正输出线314a、314b、314c。类似地，当向栅极线331b施加信号时，第一行中的电极110a、110d、110g中的每一个可以连接到相应的负输出线314b、314d、314f。在任一情况下，系统都可以通过控制开关312a、312b、312c来控制第一行电极110a、110d、110g中的哪一个在给定时隙中处于感测状态。这种方法可以被用于选择性地执行来自电极110a-110i中的任一个的正或负状态下的测量。
63.在一些实施例中，第二栅极驱动器330b可以被用于选择性地控制接地和/或驱动状态。在一些实施例中，栅极驱动器330b可以在一列接一列的基础上选择性地控制接地和/或驱动状态。例如，当开关334a闭合时，第一列中的电极110a、110b、110c中的每一个可以连接到电源320，电源320可以施加驱动信号。同样，当开关334c或开关334e闭合时，第二列或第三列中的电极可以分别耦合到电源，电源可以向这些电极施加驱动信号。当开关334b闭合时，第一列中的电极110a-110c中的每一个可以连接到相应的屏蔽件140，在一些实施例中，屏蔽件140可以接地。同样，当开关334d或334f闭合时，第二列或第三列中的电极可以分别耦合到屏蔽件和/或接地。
64.图7示出了具有多状态电极的网格的传感器的另一个示例性示意图。图7中所示的布置与图6中所示的布置相似，并且上面的描述同样适用于图7。但是，如图7中所示，给定列中的屏蔽件140可以可选地通过支座141电连接。第一列屏蔽件140可以通过一个或多个开关335a选择性地连接到电源320(其可以施加驱动信号)或接地中的任一个。以这种方式，第一列屏蔽件可以被用于选择性地接地或驱动第一列的电极110a-110c。例如，当开关334b闭合时，电极110a-110c中的每一个可以电连接到它们的相应的屏蔽件。通过使用开关335a将那一列的屏蔽件连接到电源320，可以驱动电极110a-110c中的每一个。同样，通过使用开关335a将那一列的屏蔽件接地，电极110a-110c中的每一个可以接地。开关334d和335b可以被用于选择性地将第二列的电极110d-110f接地或驱动第二列的电极110d-110f，并且开关334f和335c可以被用于以相同方式选择性地将第三列的电极110-g-110i接地或驱动第三列的电极110-g-110i。相同的方法可以被用于将任何给定应用中可能期望的尽可能多的列接地或驱动任何给定应用中可能期望的尽可能多的列。
65.诸如图6和7中所示的布置之类的布置有利地允许传感器网格包括任何期望数量的电极，而不会增加必须专用于在afe和电极之间延伸的源极线的传感器区域的部分。这是自电容传感器中的重要问题，在自电容传感器中每个电极具有相应的源极线，因为随着给定行或列中电极数量的增加，越来越大量的源极线彼此平行运行，占用可用区域的越来越大的部分。相比之下，图6和7示出了其中给定列中的任何数量的电极可以连接到两条共享的输出线的实施例(例如，第一列中的所有电极可以选择性地连接到输出线314a、314b)。列线和栅极线的密度同样不需要随着传感器面积变大而增加。
66.在一些实施例中，可以应用多路复用模式以使用传感器网格的电极来执行测量。在一些实施例中，例如，可以应用cdm模式来从传感器网格的给定列或行收集数据。在一些实施例中，多路复用模式可以包括hadamard、legendre、barker序列、这些序列的修改或其它合适的cdm矩阵。在一些实施例中，多路复用模式可以是“平衡的”，使得对于相应模式中的每个时隙，与相应时隙对应的调制因子的阵列(例如，给定列中的值)可以总和基本上为零。为了说明的目的，下面再现了示例性平衡四阶伪正交模式：
67.+1
ꢀ‑
1-1 0
[0068]-1
ꢀ‑
1+1 0
[0069]-1+1
ꢀ‑
1 0
[0070]
+1+1+1 0
[0071]
在上述示例性模式中，每列中的值总和为零。此外，因为最右侧列中的值全为0，所以在这个时隙中施加或接收的信号可能不传达信息，并且可以可选地不被获取和/或处理。当然，可以选择其它合适的模式，如本领域技术人员将理解的那样。
[0072]
在一些实施例中，可以应用cdm模式以使用给定列的电极来执行测量。例如，cdm模式的每一列可以表示给定的时隙，并且cdm模式的每一行可以表示要在那个时隙中应用于相应电极的调制因子。+1的调制因子可以指示相应电极应当处于正感测状态。-1的调制因子可以指示相应电极应当处于负感测状态。0的调制因子可以指示相应电极应当处于非感测状态(例如，未连接到输出线和/或未连接到接收线)。例如，将上面示例性cdm模式的顶部行应用于图6中的电极110a将指示：在第一时隙中，电极110a应当连接到正输出线314a；在第二时隙中，电极110a应当连接到负输出线314b；在第三时隙中，电极110a应当连接到负输出线314b；并且在第四时隙中，电极110a不应当连接到任一输出线(或者数据不应当另外被收集)。
[0073]
可以使用任何合适次序的任何合适的多路复用模式。例如，美国专利申请no.15/869,214和16/108,875中描述的多路复用模式和感测/处理技术可以被用于使用本文所示的传感器(包括图6和7中所示的实施例)中的电极执行测量。在一些实施例中，美国专利申请no.15/869,214和16/108,875中公开的分组技术可以在一列接一列的基础上应用于如图6和7中所示的传感器的电极。在一些实施例中，使用平衡的多路复用模式可以造成结果所得的信号的共模部分被抵消。这可以有益地从信号中去除载波信号或身体耦合噪声，从而允许将处理电路系统的动态范围的更大部分分配给测量信号。
[0074]
图8-11示出了多状态电极的示例性实施例。图8a是俯视示例性多状态电极110的平面图。图8b示出了同一电极110的沿着线8b-8b截取的横截面图。电极110的周边可以全部或部分地被屏蔽件140a包围。电极110的表面可以是未屏蔽的(即，在图8a中的z方向和图8b中的向上方向上)使得电极110可以对由待检测的物体(例如，用户的手指)的存在造成的电场改变是敏感的。在一些实施例中，屏蔽件140可以由导电金属构成。在一些实施例中，屏蔽件140可以与电极和输出线314中的一者或两者共面。出于本公开的目的，如果两个结构在制造期间沉积在公共层中，那么它们可以被认为彼此“共面”。共面结构不需要彼此精确平行，并且事实上，由于制造差异，它们常常不会彼此精确平行。在一些实施例中，电极110可以通过开关332a选择性地与输出线314可连接。在一些实施例中，开关332a可以由栅极线331a控制。在一些实施例中，电极可以通过开关332b选择性地与屏蔽件140可连接。
[0075]
图8b图示了图8a的实施例的示例性横截面图。在一些实施例中，电极110可以在任一侧被屏蔽件140a包围。电极可以通过开关332a连接到输出线314，在一些实施例中，开关332a可以是晶体管332a。在一些实施例中，通孔145a、145b可以被用于将电极110和输出线314连接到开关332a。在一些实施例中，第二开关332b(在图8a中示出，在图8b中未示出)可以选择性地将电极110连接到屏蔽件140a。在一些实施例中，屏蔽件140a可以与电极110和输出线314中的一者或两者共面。在一些实施例中，可以在输出线314的另一侧提供屏蔽件140d，从而在输出线314与相邻单元中的电极(相邻电极未示出)之间提供屏蔽。在一些实施例中，屏蔽件140d可以是包围或部分包围相邻电极的共面屏蔽件(与屏蔽件140a相似)。在一些实施例中，可以提供补充屏蔽件142a、142b、144a、144b、146以屏蔽否则可以在共面屏蔽件140a、140d上方或下方延伸的电场线。在一些实施例中，补充屏蔽件142a、142b、144a、144b、146中的一个或多个可以电连接到屏蔽件140。在一些实施例中，补充屏蔽件142a、142b、144a、144b、146中的一个、一些或全部可以沿着相应的电极列线性延伸。在一些实施例中，这些屏蔽件可以被部署为在电极110与待感测的物体之间留下畅通无阻的电场路径。这些屏蔽件中的每一个都是可选的，并且每个都可以根据给定系统中的目标被单独包括或省略。例如，取决于电极和输出线的接近度以及信号的量值，不期望的耦合发生的程度可以增加或减少，从而增加或减少附加屏蔽层有益和成本有效的程度。在图8a中，屏蔽件140d、142a、142b、144a、144b、146未被示出以简化图示。但是，可以提供这些屏蔽件，并且它们可以优选地部署在图8b所指示的位置处(例如，在相邻的电极110之间，以及在电极110与输出线314之间)。
[0076]
图8b中的线反映了可以从下到上依次沉积的层。即，开关332可以沉积在基层上，然后可以沉积中间层，然后可以沉积屏蔽件146，然后是另一个中间层，然后是屏蔽件144a和144b，等等。值得注意的是，电极110、屏蔽件140和输出线314因此可以使用单个制造步骤沉积在单层中。这可以有利地降低制造成本。此外，在省略了可选的屏蔽件142、144、146的实施例中，通过使屏蔽件140与电极110和输出线314共面，可以极大地简化制造过程。在此类实施例中，沉积步骤可以被用于创建开关332(和/或任何相关联的驱动线)，然后可沉积中间层，然后电极110、屏蔽件140和输出线314可以在单个步骤中沉积。与图1中所示的具有三个金属层的叠层(例如，控制和输出层、电极层以及它们之间的屏蔽层)相比，这可以有利地允许具有两个金属层(例如，控制层和电极/输出层)的简化的传感器叠层。
[0077]
图9图示了具有多状态电极的系统的另一个示例性布置。图9中所示的实施例与图8a-8b中所示的实施例相似，并且上述对应的描述同样适用于图9。与图8a-8b中所示的实施例相似，电极110a、110b(或任何数量的电极，参见图6-7的示例性布局，其可以被扩展以包括任何期望数量的电极)可以通过相应的开关连接到输出线314。在一些实施例中，开关可以由相应的栅极线控制。在一些实施例中，电极110a、110b也可以通过相应的开关选择性地与屏蔽件140a、140b可连接，这些开关可以由相应的栅极线控制。在一些实施例中，屏蔽件140a、140b可以与电极110和输出线314中的一者或两者共面。
[0078]
如图9中所示，可以与相邻电极110a、110b对应的屏蔽件140a、140b彼此电连接。在一些实施例中，屏蔽件140a、140b可以通过支座141连接，支座141可以将屏蔽件140a的一个区段接合到屏蔽件140b。在一些实施例中，屏蔽件140a、140b可以包括共享部分，或者它们可以通过布线连接。在一些实施例中，一行或一列中的一些或所有屏蔽件可以彼此电连接。
例如，图7示出了其中传感器网格的相应线中的屏蔽件彼此电连接使得驱动信号和/或接地电压可施加到相应线中的电极的实施例。图9中所示的结构布置是用于实现这种有利布置的一种选择。
[0079]
图10图示了具有多状态电极的系统的另一个示例性布置。图10中所示的实施例与图8a-8b和9中所示的实施例相似，并且上面的对应描述同样适用于图10。与图8a-8b和9中所示的实施例相似，电极110a、110b(或任何数量的电极，参见图6-7的示例性布局，其可以被扩展为包括任何期望数量的电极)可以通过相应的开关连接到输出线314。在一些实施例中，开关可以由相应的栅极线控制。在一些实施例中，电极110a、110b也可以通过相应的开关选择性地与屏蔽件140a、140b可连接，这些开关可以由相应的栅极线控制。在一些实施例中，屏蔽件140a、140b可以与电极110和输出线314中的一者或两者共面。
[0080]
如图10中所示，屏蔽件140a、140b可以电连接到相应的线321a、321b。在一些实施例中，线321a、321b可以是驱动线，其可以选择性地向相应的屏蔽件140a、140b供应驱动信号。在一些实施例中，线321a、321b可以选择性地施加接地电压。在一些实施例中，线321a、321b可以由栅极驱动器控制，诸如图6和7中所示的栅极驱动器330b。在一些实施例中，图10中所示的布置可以允许将驱动和/或接地信号选择性地施加到电极的线性阵列。例如，沿着一行或一列电极的一些或所有电极可以连接到线321a，使得这一行或列中的所有电极可以被选择性地一起驱动或接地。在一些实施例中，线321a、321b可以横向延伸至输出线314，使得驱动和/或接地信号可以沿着横向延伸至(一条或多条)电极的线的(一条或多条)线选择性地施加，测量信号从(一条或多条)电极的线选择性地接收。
[0081]
图11a-11b图示了具有多状态电极的系统的另一个示例性布置。图11a-11b中所示的实施例与图8a-8b、9和10所示的实施例相似，并且上面的对应描述同样适用于图11。与图8a-8b、9和10中所示的实施例相似，电极110a、110b可以通过相应的开关连接到输出线314。在一些实施例中，开关可以由相应的栅极线控制。在一些实施例中，电极110a、110b也可以通过相应的开关选择性地与屏蔽件140a、140b可连接，这些开关可以由相应的栅极线控制。在一些实施例中，屏蔽件140a、140b可以与电极110和输出线314中的一者或两者共面。
[0082]
与图10中所示的实施例相似，图11a-11b的实施例包括线321a、321b，其可以被用于选择性地向电极110a、110b施加驱动信号或接地电压。但是，不是连接到屏蔽件140a、140b，而是线321a、321b可以连接到区段350，区段350可以经由相应的开关332b选择性地连接到电极110a、110b。以这种方式，可以选择性地向电极110a、110b施加驱动信号，而不向相关联的屏蔽件施加驱动信号。区段350可以可选地与电极共面。可替代地，可以在电极110a、110b下方的一层或多层中提供线321a、321b和相关联的开关332b。在后一种情况下，(一个或多个)驱动信号可以通过通孔连接到电极，通孔可以直接连接到电极110a、110b，或者可以可替代地连接到一个或多个中间结构(诸如区段350)。可选地，公共列和/或行中的屏蔽件可以彼此电连接，这可以促进屏蔽件接地。在一些实施例中，列和行中的屏蔽件都可以彼此电连接，使得屏蔽件140中的一些或全部可以一起接地。
[0083]
如上面关于图10所讨论的，线321a、321b可以横向延伸到输出线314。在一些实施例中，如图11a和11b中所示，屏蔽件148可以垂直部署在输出线314与线321a、321b之间。
[0084]
图11b示出了在图11a中箭头11b指示的位置截取的示例性横截面。在一些实施例中，第一输出线314a可以与相应的区段350相邻地延伸，区段350可以通过通孔145c连接到
线321a。屏蔽件140a可以在区段350与第二输出线314b之间延伸，第二输出线314b可以与相邻单元(或列或行)相关联。在一些实施例中，可以在线321a与输出线314a之间提供屏蔽件148a。同样，可以在线321a与输出线314b之间提供屏蔽件148b。在一些实施例中，可选的屏蔽件148a、148b可以减少由线321a施加的驱动信号与由输出线314a、314b接收的信号之间的耦合。
[0085]
图12图示了示例性传感器系统400的示意图。传感器系统400可以包括存储器410、处理器420、换能器430和电源440以及连接它们的电路系统。在一些实施例中，换能器430可以被实施为如上所述的电极和接收电路系统的二维网格。存储器410可以存储用于本文描述的处理步骤、计算和/或确定中的任何的指令或其结果。处理器420可以被配置为执行这些处理步骤、计算和/或确定中的任何。在一些实施例中，电源440可以是电池、电容器、电感器、发电机或能够施加电力的其它元件。组件410、420、430和440不需要存在于单个物理设备中。例如，存储器410和/或处理器420可以分布在多个设备中和/或它们可以(例如，通过有线或无线连接)连接到传感器系统400的其它组件。
[0086]
图13图示了用于使用具有多状态电极的传感器系统执行测量的示例性方法500。在一些实施例中，该系统可以包括多个电极，并且多个电极中的每个电极可以至少具有驱动信号被施加到相应电极的第一状态和驱动信号不被施加到相应电极的第二状态。在一些实施例中，可以使用上述多状态电极布置中的任何。方法500可以使用恰好具有两个状态的电极来执行，或者它可以使用具有多于两个状态的电极来执行。例如，可以使用多个驱动状态(例如，被驱动感测状态和被驱动非感测状态)。同样，可以使用多个非驱动状态(例如，感测状态和接地状态)。除非另有说明，否则对状态的引用应当广义地理解为指满足与相应状态相关联的(一个或多个)描述的一个或多个任何适当状态。
[0087]
在一些实施例中，步骤502、504、506可以在第一时隙中执行。第一时隙可以包括一个或多个子部分。例如，第一时隙可以被划分为多个子部分，使得电极的集合可以根据第一时隙内的cdm模式处于感测状态。在步骤502中，电极的第一集合可以处于第一状态，使得驱动信号被施加到电极的第一集合。在一些实施例中，向电极的第一集合施加驱动信号可以至少部分地在身体部分和检测电极的第一集合之间产生电压差。在步骤504中，电极的第二集合可以处于第二状态，使得电极的第二集合不被驱动。在步骤506中，可以将检测电极的第一集合置于感测状态以收集测量的第一集合，其可以指示身体部分或其组成部分是否在检测电极的第一集合的可检测范围内。在一些实施例中，检测电极的第一集合可以与电极的第一集合相同，使得电极的第一集合可以在它们被驱动的同时用于执行测量。(以上关于图2a、2b和3描述了示例性实施例)。在其它实施例中，检测电极的第一集合可以与电极的第二集合相同，使得电极的第二集合可以在它们未被驱动时用于执行测量。(以上关于图4描述了示例性实施例)。
[0088]
在一些实施例中，步骤508、510、512可以在第二时隙中执行。第二时隙(以及任何后续时隙)也可以包括一个或多个子部分。例如，第二时隙可以被划分为多个子部分，使得电极的集合可以根据第二时隙内的cdm模式被置于感测状态。在步骤508中，电极的第二集合可以处于第一状态，使得驱动信号被施加到电极的第二集合。在一些实施例中，向电极的第二集合施加驱动信号可以至少部分地在身体部分与检测电极的第二集合之间产生电压差。在步骤510中，电极的第一集合可以处于第二状态，使得电极的第一集合不被驱动。在步
骤512中，可以将检测电极的第二集合置于感测状态以收集测量的第二集合，其可以指示身体部分或其组成部分是否在检测电极的第二集合的可检测范围内。在一些实施例中，检测电极的第二集合可以与电极的第二集合完全相同，使得电极的第二集合在它们被驱动的同时用于执行测量。(一个这样的示例在上面关于图2a、2b和3进行了描述)。在其它实施例中，检测电极的第二集合可以与电极的第一集合完全相同，使得电极的第一集合在它们未被驱动时用于执行测量。(一个这样的示例在上面关于图4描述)。如从前面的描述中显而易见的，方法500可以根据需要重复多次以收集来自传感器系统的所有期望电极的测量。
[0089]
在一些实施例中，可以在第一时隙期间向电极的第三集合施加驱动信号。例如，驱动信号可以被施加到电极的保护线，如图2a、2b和3中所示。在一些实施例中，包括但不限于图3中所示的，电极的第一集合中的至少一个电极可以连接到模拟前端的第一端子，并且电极的第三集合中的至少一个电极可以连接到模拟前端的第二端子。例如，第一集合的电极可以连接到afe的第一端子，使得其处于被驱动感测状态，并且第三集合的电极可以连接到afe的第二端子，使得其处于被驱动非感测状态。
[0090]
在一些实施例中，可以与电极的第一集合相邻的电极的第三集合可以在第一时隙中处于接地状态。在一些实施例中，接地的电极的第三集合可以与检测电极的第一集合相邻。在一些实施例中，接地的电极可以在第一时隙期间充当保护线。在一些实施例中，处于接地状态的电极的第三集合可以电连接到与多个电极共面的屏蔽件。
[0091]
在一些实施例中，电极的第一集合可以与电极的第二集合相邻。在一些实施例中，在第一时隙期间，可以驱动电极的第一集合，而电极的第二集合可以处于非驱动感测状态，使得在第一集合的电极与第二集合的电极之间形成互电容。在一些实施例中，在第一时隙期间由电极的第二集合接收的测量的第一集合可以指示身体部分修改了电极的第一集合中的电极与电极的第二集合中的电极之间的互电容。
[0092]
在一些实施例中，第一和/或第二时隙可以包括多个子部分。在一些实施例中，多个子部分可以被用于使用cdm模式从电极收集测量，如上所述。在一些实施例中，可以是感测状态的第二状态可以包括多个子状态。例如，第二状态可以包括第一检测状态(例如，正感测状态)，其中多个电极中的相应电极连接到afe的第一端子。第二状态还可以包括第二检测状态(例如，负感测状态)，其中相应电极连接到afe的第二端子。在一些实施例中，电极的第二集合中的第一电极可以在第一时隙的第一子部分期间处于第一检测状态。在一些实施例中，电极的第二集合中的第二电极可以在第一时隙的第一子部分期间处于第二检测状态。在afe确定从第一端子和第二端子接收的信号之间的差异的实施例中，afe可以由此至少部分地确定在第一时隙的第一子部分期间从第一电极和第二电极接收的信号的差异。在时隙的后续子部分中，可以使用第一和第二检测状态从第二集合的电极(包括例如第一和第二电极)收集测量。在一些实施例中，时隙的相应子部分中检测状态的选择可以根据cdm模式来确定。
[0093]
图14图示了传感器的另一个示例性实施例。在这个实施例中，传感器可以包括多个单元10，每个单元可以被配置为用于执行存在测量。在一些实施例中，每个单元10可以包括发射电极(例如，12a-f)和接收电极(例如，11a-f)。在一些实施例中，单元10可以被布置为线性阵列20a、20b、20c。例如，第一线性阵列20a可以包括单元11a、12a、单元11b、12b和单元11ac、12c。第二线性阵列20b同样可以包括它自己的单元(如图14中所示)，第三线性阵列
20c可以包括单元11d、12d、单元11e、12e和单元11f、12f。相应线性阵列(例如，20a)中的每个发射电极(例如，12a-12c)可以选择性地连接到用于那个线性阵列(例如，20a)的相关联的驱动线(例如，16a、17a)。同样，相应线性阵列(例如，20a)中的每个接收电极(例如，11a-11c)可以连接到用于那个线性阵列(例如，20a)的相关联的输出线(例如，14a)。对于给定应用期望的尽可能多的线性阵列，这种布置可以跨传感器区域应用。同样，传感器区域中的每个线性阵列可以包括给定应用期望的尽可能多的单元。
[0094]
在一些实施例中，发射电极12a可以被配置为施加一个或多个驱动信号，使得如果待感测的物体在可检测范围内，那么可以调制由同一单元10中的接收电极11a接收的电容性信号。图14示出了其中每个发射电极12a-12f被配置为选择性地施加两个驱动信号(一次一个)的示例性实施例。例如，发射电极12a可以具有第一状态，在该第一状态下它选择性地连接到驱动线16a，该驱动线16a进而可以选择性地连接到可以在其上施加第一驱动信号tx_p的第一中央驱动线。发射电极12a可以具有第二状态，在该第二状态下它选择性地连接到驱动线17a，该驱动线17a进而可以选择性地连接到可以在其上施加第二驱动信号tx_n的第二中央驱动线。在一些实施例中，第一和第二驱动信号可以相对于彼此反转。在一些实施例中，第一和第二驱动信号的总和可以基本上为零。如图14中所示，传感器系统中的发射电极12a-12f中的每一个同样可以具有第一和第二状态，这可以通过将相应的发射电极连接到两条或更多条相应的驱动线中的一条来选择性地应用，通过驱动线可以施加第一和第二驱动信号。
[0095]
在一些实施例中，第一和第二状态之间的选择可以经由栅极线(例如，18、19)来实现。例如，当栅极线18活动时，发射电极12a可以连接到驱动线16a，使得发射电极12a处于第一状态。相反，当栅极线19活动时，发射电极12a可以连接到驱动线17a，使得发射电极12a处于第二状态。在一些实施例中，一行中的每个电极(例如，在横向于线性阵列20a、20b、20c的方向上延伸的电极的组)可以经由公共栅极线来控制。例如，发射电极12a和发射电极12d都可以由栅极线18、19控制。以这种方式，在发射电极12d处于第一状态的时隙期间，发射电极12d也可以处于第一状态(假设阵列20a和20c在同一时隙中活动)。相同的原理可以扩展到系统的每一行。
[0096]
在一些实施例中，驱动线16a、17a也可以选择性地连接到中央接地线gnd，这可以使驱动线16a、17a接地。在一些实施例中，驱动线可以选择性地连接到任一驱动信号tx_p、tx_n或连接到接地gnd。在一些实施例中，可以在一个阵列接一个阵列的基础上执行这个选择。例如，在给定时隙中，可以驱动用于阵列20a的驱动线，可以将用于阵列20b的驱动线接地，并且可以驱动用于阵列20c的驱动线。可以使用被驱动和接地的阵列的任何期望置换。在一些实施例中，避免同时驱动相邻阵列可以是优选的，以便减少阵列之间的寄生电容。例如，阵列20a可以被驱动(并且测量是从阵列20a的单元获得的)而相邻阵列20b(阵列20a和20b被认为是相邻阵列，因为在阵列20a和20b之间没有其它阵列)接地。在后续时隙中，阵列20a可以接地而相邻阵列20b被驱动。
[0097]
在一些实施例中，阵列可以被配置为使得输出线(例如，14a、14b)可以选择性地连接到可以连接到afe的中央接收线22。在一些实施例中，阵列的接收线可以连接到afe，而阵列的驱动线被驱动。相反，当阵列的驱动线接地时，阵列的接收线可以与afe断开。例如，选择电路系统可以被用于在给定时隙(或时隙的组)中激活阵列20a的单元。当阵列20a活动
时，驱动线16a、17a可以连接到相应的中央驱动线以施加第一和第二驱动信号tx_p、tx_n。同时，输出线14a可以连接到中央接收线22，使得由阵列20a的单元接收的测量可以被传输到afe。相反，当阵列20a不活动时，驱动线16a、17a可以连接到接地线gnd，并且输出线14a可以与中央接收线22断开。这种相同的操作配置可以扩展到传感器中的每个阵列。以这种方式，选择电路系统可以被用于选择在给定时隙中哪些阵列活动和非活动，使得由afe在每个时隙中接收的信号可与正确的阵列和单元相关联。同样，通过控制哪些阵列接地，可以减少寄生电容(例如，通过将活动和非活动的阵列交错)。
[0098]
在一些实施例中，afe可以同时从阵列(例如，20a)中的一些或所有单元10接收测量信号。在一些实施例中，cdm模式可以应用于阵列(例如，20a)的单元10，使得由afe接收的测量信号可以与那个阵列中的正确单元相关联。作为一个示例，legendre代码可以被修改为具有两个状态(例如，+1和-1状态)，并且该代码可以通过根据代码指示的状态使用第一驱动信号和第二驱动信号来驱动发射电极而被应用于阵列的发射电极(例如，12a、12b、12c)。也可以使用其它合适的多路复用。在单元仅具有两个状态的实施例中，可以使用仅具有两个状态的cdm模式。在一些实施例中，单元可以设置有第三状态(例如，接地状态)。例如，发射电极可以可选地被配置为连接到始终接地的第三驱动线(或屏蔽件)。在此类实施例中，可以使用具有三个状态(例如，+1、0、-1)的cdm模式。
[0099]
例如，在第一时隙中，可以向发射电极12a施加第一驱动信号，并且可以使用接收电极11a接收测量信号。同时，可以向发射电极12b施加第二驱动信号，并且可以使用接收电极11b接收测量信号。在第二时隙中，可以向发射电极12a施加第二驱动信号，并且可以使用接收电极11a接收测量信号。同时，可以向发射电极12b施加第一驱动信号，并且可以使用电极11b接收测量信号。因此可以根据多路复用模式选择在给定阵列(例如，20a)中在多个时隙上施加的驱动信号，使得可以解码由输出线(例如，14a)接收的多个测量信号并且接收到的测量信号与正确的单元相关联。在一些实施例中，系统然后可以选择另一个线性阵列，并且重复这个过程以获得来自该线性阵列的单元的测量。在一些实施例中，可以针对每个线性阵列重复该过程，直到已经从系统的感测区域中的每个单元获得至少一个测量。
[0100]
在一些实施例中，可以同时从多个阵列的单元收集测量。例如，在图14的示例性实施例中，可以同时从阵列20a和20c收集测量。这可以例如通过连接阵列20a和20c的驱动线以施加第一和第二驱动信号tx_p和tx_n来实现。输出线14a、14b也可以连接到公共接收线22，并且afe因此可以同时从多个阵列20a、20c的单元接收测量信号。虽然在这个实施例中讨论了两个阵列20a、20c，但可以同时从任何数量的阵列收集测量。
[0101]
在一些实施例中，传感器区域可以包括被布置在逻辑组中的多个阵列，每个逻辑组包括两个或更多个阵列。可以在多个时隙上同时收集来自给定组内的每个阵列的测量，并且系统然后可以迭代地切换到序列中的下一个(或多个)组以收集来自每个组的阵列的测量。例如，在具有两组的实施例中，第一组可以包括传感器区域的阵列的一半，并且第二组可以包括传感器区域的阵列的另一半。可选地，第一组的阵列可以与第二组的阵列交错，使得相邻的阵列不同时被驱动。在一些实施例中可以使用三个、四个、五个或更多个组。
[0102]
在一些实施例中，可以根据cdm模式对从同时活动的阵列接收的信号进行编码，使得可以对接收到的信号进行解码以将接收到的测量信号与从其接收这些测量信号的阵列相关联。例如，根据cdm模式，由给定输出线接收的测量信号可以以未修改(+1)或反转(-1)
形式传递到afe。在一些实施例中，可以使用编码电路rx_en来实现这种调制。可以根据期望实现附加状态(例如，接地)以适应具有三个或更多个状态的cdm模式。
[0103]
在一些实施例中，由单元10接收的信号因此可以被编码两次。由阵列20a的单元10接收的信号可以被第一次编码，使得这些信号可被解码以确定从阵列20a中的哪个单元10接收到给定信号(或信号的集合)。由阵列20a以及同一逻辑组中的任何其它阵列接收的信号可以被第二次编码，使得这些信号可以被解码为确定从哪个阵列接收到给定信号(或信号的集合)。在此类实施例中，系统因此可以对在给定时隙集合上接收到的信号的集合执行第一解码步骤，从而将接收到的信号与正确的相应阵列相关联。该系统然后可以对从每个阵列接收的信号执行第二解码步骤，从而将从那个阵列接收的信号与那个阵列内的正确单元相关联。
[0104]
图15图示了用于检测用户身体或其它元件的一部分的示例性方法600。在一些实施例中，方法600可以使用诸如上文关于图14所描述的那样的系统来执行。例如，方法600可以在具有多个单元的系统中执行，该多个单元可以至少包括第一单元和第二单元。在一些实施例中，多个单元中的每个单元可以包括相应的发射电极，其可以被配置为选择性地施加第一驱动信号，并且还可以被配置为选择性地施加相对于第一驱动信号反转的第二驱动信号。在一些实施例中，多个单元中的每个单元还可以包括相应的接收电极。在步骤602中，可以在第一时隙期间向第一单元的第一发射电极施加第一驱动信号。在步骤604中，同样在第一时隙期间，可以使用第一单元的接收电极来接收第一测量信号。在步骤606中，在第二时隙期间，可以向第一单元的发射电极施加第二驱动信号。在步骤608中，同样在第二时隙期间，可以使用第一单元的接收电极来接收第二测量信号。
[0105]
编号的实施例
[0106]
a1.一种用于检测用户身体的一部分的方法，该方法由包括多个单元的系统执行，所述多个单元中的每个单元包括发射电极和接收电极，所述多个单元包括第一单元，其中该方法包括：
[0107]
在第一时隙中：
[0108]
向第一单元的发射电极施加第一驱动信号；以及
[0109]
使用第一单元的接收电极接收第一测量信号；以及
[0110]
在第二时隙中：
[0111]
向第一单元的发射电极施加第二驱动信号；以及
[0112]
使用第一单元的接收电极接收第二测量信号；
[0113]
其中第二驱动信号相对于第一驱动信号反转。
[0114]
a2.实施例a1的方法，其中所述多个单元包括单元的第一集合，单元的第一集合至少包括第一单元和第二单元，单元的第一集合的每个接收电极电连接到第一输出线，该方法还包括：
[0115]
在第一时隙中：
[0116]
在向第一单元的发射电极施加第一驱动信号的同时，向第二单元的发射电极施加第二驱动信号；以及
[0117]
使用第一输出线接收第一测量信号，第一输出线电连接到第一单元和第二单元两者的接收电极；
[0118]
在第二时隙中：
[0119]
在向第一单元的发射电极施加第二驱动信号的同时，向第二单元的发射电极施加第一驱动信号；以及
[0120]
使用第一输出线接收第二测量信号，第一输出线电连接到第一单元和第二单元两者的接收电极。
[0121]
a3.实施例a2的方法，其中所述多个单元包括单元的第二集合，其中在第一时隙或第二时隙期间没有驱动信号被施加到单元的第二集合。
[0122]
a4.实施例a3的方法，其中单元的第一集合布置在第一线性阵列中，单元的第二集合布置在第二线性阵列中，并且第一线性阵列与第二线性阵列相邻，使得第一集合中的每个单元与第二集合中的相应单元相邻。
[0123]
a5.实施例a2-a4中的任一项的方法，其中单元的第一集合中的每个单元具有第一状态和第二状态，其中：
[0124]
在第一状态下，相应单元的发射电极被选择性地连接到被配置为施加第一驱动信号的第一驱动线；以及
[0125]
在第二状态下，相应单元的发射电极被选择性地连接到被配置为施加第二驱动信号的第二驱动线。
[0126]
a6.实施例a5的方法，其中该方法包括：
[0127]
根据多路复用模式在多个时隙上向单元的第一集合应用第一状态和第二状态；
[0128]
使用第一输出线接收多个测量信号，其中在所述多个时隙中的每个时隙中接收相应的测量信号；以及
[0129]
处理所述多个测量信号以获得针对单元的第一集合中的每个单元的相应测量。
[0130]
a7.实施例a6的方法，其中所述多个单元包括单元的第二集合，第二集合的每个接收电极连接到第二输出线，单元的第二集合中的每个单元具有第一状态和第二状态，其中：
[0131]
在第一状态下，第二集合中的相应单元的发射电极被选择性地连接到第二集合的被配置为施加第一驱动信号的第一驱动线；以及
[0132]
在第二状态下，第二集合中的相应单元的发射电极被选择性地连接到第二集合的被配置为施加第二驱动信号的第二驱动线；
[0133]
该方法还包括：
[0134]
根据多路复用模式在所述多个时隙上向单元的第二集合应用第一状态和第二状态，向单元的第二集合应用第一状态和第二状态与向单元的第一集合应用第一状态和第二状态同时发生；
[0135]
使用第二输出线接收多个测量信号，其中在所述多个时隙中的每个时隙中使用第二输出线接收相应的测量信号；以及
[0136]
处理使用第二输出线接收的所述多个测量信号以获得针对单元的第二集合中的每个单元的相应测量。
[0137]
a8.实施例a7的方法，其中第一输出线和第二输出线在所述多个时隙期间连接到公共模拟前端。
[0138]
a9.实施例a8的方法，还包括：
[0139]
在所述第一多个时隙期间对使用第一输出线接收的测量信号和使用第二输出线
接收的测量信号进行编码，使得编码的测量信号被配置为被组合和解码以分离使用第一输出线接收的测量信号与使用第二输出线接收的测量。
[0140]
a10.实施例a2-a9中的任一项的方法，该方法还包括：
[0141]
在时隙的第一集合中从至少单元的第一集合中的单元获得测量；以及
[0142]
在时隙的一个或多个后续集合中从所述多个单元中的单元的一个或多个附加集合获得测量，直到已经从所述多个单元中的每个单元获得至少一个测量。
[0143]
a11.一种用于检测用户身体的一部分的系统，该系统包括：
[0144]
多个单元，至少包括第一单元和第二单元，其中：
[0145]
所述多个单元中的每个单元包括相应的发射电极，相应的发射电极被配置为选择性地施加第一驱动信号，相应的发射电极还被配置为选择性地施加相对于第一驱动信号反转的第二驱动信号；
[0146]
所述多个单元中的每个单元还包括相应的接收电极；以及
[0147]
该系统被配置为：
[0148]
在第一时隙中，向第一单元的发射电极施加第一驱动信号；
[0149]
以及
[0150]
在第一时隙中，使用第一单元的接收电极接收第一测量信号；以及
[0151]
在第二时隙中，向第一单元的发射电极施加第二驱动信号；
[0152]
以及
[0153]
在第二时隙中，使用第一单元的接收电极接收第二测量信号。
[0154]
a12.实施例a11的系统，其中：
[0155]
所述多个单元包括单元的第一集合，单元的第一集合至少包括第一单元和第二单元；
[0156]
单元的第一集合中的每个接收电极电连接到第一输出线；以及
[0157]
该系统还被配置为：
[0158]
在第一时隙中，在向第一单元的发射电极施加第一驱动信号的同时，向第二单元的发射电极施加第二驱动信号；以及
[0159]
在第一时隙中，使用第一输出线接收第一测量信号，第一输出线电连接到第一单元和第二单元两者的接收电极；
[0160]
在第二时隙中，在向第一单元的发射电极施加第二驱动信号的同时，向第二单元的发射电极施加第一驱动信号；以及
[0161]
在第二时隙中，使用第一输出线接收第二测量信号，第一输出线电连接到第一单元和第二单元两者的接收电极。
[0162]
a13.实施例a12的系统，其中所述多个单元包括单元的第二集合，该系统被配置为在第一时隙或第二时隙期间不向单元的第二集合施加驱动信号。
[0163]
a14.实施例a13的系统，其中单元的第一集合布置在第一线性阵列中，单元的第二集合布置在第二线性阵列中，并且第一线性阵列与第二线性阵列相邻，使得第一集合中的每个单元与第二集合中的相应单元相邻。
[0164]
a15.实施例a12-a14中的任一项的系统，其中单元的第一集合中的每个单元具有第一状态和第二状态，使得：
[0165]
在第一状态下，相应单元的发射电极被选择性地连接到被配置为施加第一驱动信号的第一驱动线；以及
[0166]
在第二状态下，相应单元的发射电极被选择性地连接到被配置为施加第二驱动信号的第二驱动线。
[0167]
a16.实施例a15的系统，其中该系统被配置为：
[0168]
根据多路复用模式在多个时隙上向单元的第一集合应用第一状态和第二状态；
[0169]
使用第一输出线接收多个测量信号，其中在所述多个时隙中的每个时隙中接收相应的测量信号；以及
[0170]
处理所述多个测量信号以获得针对单元的第一集合中的每个单元的相应测量。
[0171]
a17.实施例a16的系统，其中：
[0172]
所述多个单元包括单元的第二集合；
[0173]
第二集合中的每个接收电极连接到第二输出线；
[0174]
单元的第二集合中的每个单元具有第一状态和第二状态，使得：
[0175]
在第一状态下，第二集合中的相应单元的发射电极被选择性地连接到第二集合的被配置为施加第一驱动信号的第一驱动线；以及
[0176]
在第二状态下，第二集合中的相应单元的发射电极被选择性地连接到第二集合的被配置为施加第二驱动信号的第二驱动线；以及
[0177]
该系统被配置为：
[0178]
根据多路复用模式在所述多个时隙上向单元的第二集合应用第一状态和第二状态，向单元的第二集合应用第一状态和第二状态与向单元的第一集合应用第一状态和第二状态同时发生；
[0179]
使用第二输出线接收多个测量信号，其中在所述多个时隙中的每个时隙中使用第二输出线接收相应的测量信号；以及
[0180]
处理使用第二输出线接收的所述多个测量信号以获得针对单元的第二集合中的每个单元的相应测量。
[0181]
a18.实施例a17的系统，其中第一输出线和第二输出线在所述多个时隙期间连接到公共模拟前端。
[0182]
a19.实施例a18的系统，其中该系统还被配置为：
[0183]
在所述第一多个时隙期间对使用第一输出线接收的测量信号和使用第二输出线接收的测量信号进行编码，使得编码的测量信号被配置为被组合和解码以分离使用第一输出线接收的测量信号与使用第二输出线接收的测量。
[0184]
a20.实施例a12-a19中的任一项的系统，其中该系统还被配置为：
[0185]
在时隙的第一集合中从至少单元的第一集合中的单元获得测量；以及
[0186]
在时隙的一个或多个后续集合中从所述多个单元中的单元的一个或多个附加集合获得测量，直到已经从所述多个单元中的每个单元获得至少一个测量。
[0187]
b1.一种用于检测用户身体的一部分的方法，该方法由包括多个电极的系统执行，所述多个电极中的每个电极至少具有第一状态和第二状态，在第一状态下驱动信号被施加到相应电极，而在第二状态下所述驱动信号未施加到相应电极，所述多个电极包括电极的第一集合和电极的第二集合，该方法包括：
[0188]
在第一时隙中：
[0189]
使电极的第一集合处于第一状态，使得将驱动信号施加到电极的第一集合，将驱动信号施加到电极的第一集合至少部分地在身体部分与检测电极的第一集合之间生成电压差，检测电
[0190]
极的第一集合包括在所述多个电极内；
[0191]
使电极的第二集合处于第二状态；以及
[0192]
使用检测电极的第一集合，执行测量的第一集合，测量的第一集合指示身体部分或其组成部分是否在检测电极的第一集合的可检测范围内，其中检测电极的第一集合与电极的第一集合或电极的第二集合完全相同；以及
[0193]
在第二时隙中：
[0194]
使电极的第二集合处于第一状态，使得将驱动信号施加到电极的第二集合，将驱动信号施加到电极的第一第二至少部分地在身体部分与检测电极的第二集合之间生成电压差，检测电极的第二集合包括在所述多个电极内；
[0195]
使电极的第一集合处于第二状态；以及
[0196]
使用检测电极的第二集合，执行测量的第二集合，测量的第二集合指示身体部分或其组成部分是否在检测电极的第二集合的可检测范围内。
[0197]
b2.实施例b1的方法，其中电极的第一集合与检测电极的第一集合完全相同，并且电极的第二集合与检测电极的第二集合完全相同。
[0198]
b3.实施例b2的方法，还包括：
[0199]
在第一时隙中，使驱动信号被施加到电极的第三集合，电极的第三集合与电极的第一集合相邻。
[0200]
b4.实施例b3的方法，其中，在第一时隙期间，电极的第一集合中的至少一个电极连接到模拟前端的第一端子，并且电极的第三集合中的至少一个电极连接到模拟前端的第二端子。
[0201]
b5.实施例b1的方法，其中电极的第一集合与检测电极的第二集合完全相同，并且电极的第二集合与检测电极的第一集合完全相同。
[0202]
b6.实施例b5的方法，还包括：
[0203]
在第一时隙中，使电极的第三集合处于接地状态。
[0204]
b7.实施例b6的方法，其中处于接地状态的电极的第三集合在第一时隙期间电连接到与多个电极共面的屏蔽件。
[0205]
b8.实施例b5的方法，其中电极的第一集合与电极的第二集合相邻，并且测量的第一集合包括指示身体部分或其组成部分修改电极的第一集合中的电极与电极的第二集合中的电极之间的互电容的第一测量。
[0206]
b9.实施例b5的方法，其中第一时隙至少包括第一子部分，并且第二状态至少包括第一检测状态和第二检测状态，在第一检测状态下所述多个电极中的相应电极连接到模拟前端的第一端子，而在第二检测状态下相应电极连接到模拟前端的第二端子，该方法还包括：
[0207]
在第一时隙的第一子部分中：
[0208]
使电极的第二集合中的第一电极处于第一检测状态；
[0209]
使电极的第二集合中的第二电极处于第二检测状态；以及
[0210]
执行测量的第一集合中的第一测量，该第一测量至少部分地指示从第一电极接收的第一信号与从第二电极接收的第二信号之间的差异。
[0211]
b10.一种用于检测用户身体的一部分的系统，该系统包括：
[0212]
多个电极；
[0213]
所述多个电极中的每个电极至少具有驱动信号被施加到相应电极的第一状态和所述驱动信号未被施加到相应电极的第二状态；
[0214]
所述多个电极包括电极的第一集合和电极的第二集合；
[0215]
其中该系统被配置为：
[0216]
在第一时隙中：
[0217]
使电极的第一集合处于第一状态，使得将驱动信号施加到电极的第一集合，将驱动信号施加到电极的第一集合至少部分地在身体部分与检测电极的第一集合之间生成电压差，检测电极的第一集合包括在所述多个电极内；
[0218]
使电极的第二集合处于第二状态；以及
[0219]
使用检测电极的第一集合，执行测量的第一集合，测量的第一集合指示身体部分或其组成部分是否在检测电极的第一集合的可检测范围内，其中检测电极的第一集合与电极的第一集合或电极的第二集合完全相同；以及
[0220]
在第二时隙中：
[0221]
使电极的第二集合处于第一状态，使得将驱动信号施加到电极的第二集合，将驱动信号施加到电极的第一第二至少部分地在身体部分与检测电极的第二集合之间生成电压差，检测电极的第二集合包括在所述多个电极内；
[0222]
使电极的第一集合处于第二状态；以及
[0223]
使用检测电极的第二集合，执行测量的第二集合，测量的第二集合指示身体部分或其组成部分是否在检测电极的第二集合的可检测范围内。
[0224]
b11.实施例b10的系统，其中电极的第一集合与检测电极的第一集合完全相同，并且电极的第二集合与检测电极的第二集合完全相同。
[0225]
b12.实施例b11的系统，其中该系统还被配置为：
[0226]
在第一时隙中，使驱动信号被施加到电极的第三集合，电极的第三集合与电极的第一集合相邻。
[0227]
b13.实施例b12的系统，其中，在第一时隙期间，电极的第一集合中的至少一个电极连接到模拟前端的第一端子，并且电极的第三集合中的至少一个电极连接到模拟前端的第二端子。
[0228]
b14.实施例b10的系统，其中电极的第一集合与检测电极的第二集合完全相同，并且电极的第二集合与检测电极的第一集合完全相同。
[0229]
b15.实施例b14的系统，其中该系统还被配置为在第一时隙中使电极的第三集合处于接地状态。
[0230]
b16.实施例b15的系统，其中处于接地状态的电极的第三集合在第一时隙期间电连接到与所述多个电极共面的屏蔽件。
[0231]
b17.实施例b14的系统，其中电极的第一集合与电极的第二集合相邻，并且测量的
第一集合包括指示身体部分或其组成部分修改电极的第一集合中的电极与电极的第二集合中的电极之间的互电容的第一测量。
[0232]
b18.实施例b14的系统，其中第一时隙至少包括第一子部分，并且第二状态至少包括第一检测状态和第二检测状态，在第一检测状态下所述多个电极中的相应电极连接到模拟前端的第一端子，而在第二检测状态下相应电极连接到模拟前端的第二端子；以及
[0233]
该系统还被配置为，在第一时隙的第一子部分中：
[0234]
使电极的第二集合中的第一电极处于第一检测状态；
[0235]
使电极的第二集合中的第二电极处于第二检测状态；以及
[0236]
执行测量的第一集合中的第一测量，该第一测量至少部分地指示从第一电极接收的第一信号与从第二电极接收的第二信号之间的差异。
[0237]
b19.一种用于检测用户身体的一部分的系统，该系统包括：
[0238]
多个电极，所述多个电极中的每个电极具有至少一个驱动状态和至少一个非驱动状态，在驱动状态下驱动信号被施加到相应电极，在非驱动状态下所述驱动信号未被施加到相应电极；
[0239]
所述多个电极中的电极的第一集合，电极的第一集合被配置为在驱动状态下接收驱动信号，使得电极的第一集合至少部分地在身体部分与所述多个电极中的至少一个电极之间生成电压差；
[0240]
使用所述至少一个电极，执行测量，该测量指示身体部分或其组成部分是否在所述至少一个电极的可检测范围内。
[0241]
b20.实施例19的系统，其中所述至少一个电极被配置为在驱动状态、第一检测状态和第二检测状态之间选择性地控制，在第一检测状态下所述多个电极中的相应电极连接到模拟前端的第一端子，而在第二检测状态下相应电极连接到模拟前端的第二端子。
[0242]
c1.一种用于检测用户身体的一部分的系统，该系统包括：
[0243]
多个电极，所述多个电极被配置为获得指示用户身体的所述部分的存在的信号，所述多个电极包括至少电极的第一集合；
[0244]
多条输出线，所述多条输出线包括第一输出线，第一输出线被配置为从电极的第一集合中的至少第一电极接收信号；
[0245]
一个或多个屏蔽件，所述一个或多个屏蔽件被配置为将所述多条输出线中的一条或多条输出线与所述多个电极中的一个或多个电极屏蔽；
[0246]
其中所述一个或多个屏蔽件与所述多个电极和第一输出线共面。
[0247]
c2.实施例c1的系统，其中所述多个电极和所述一个或多个屏蔽件通过包括以下的过程形成：
[0248]
沉积金属层；以及
[0249]
去除金属层中的一些，使得金属层的剩余部分包括所述多个电极和所述一个或多个屏蔽件。
[0250]
c3.实施例c1的系统，其中所述一个或多个屏蔽件中的屏蔽件被配置为选择性地电连接到电极的第一集合中的第一电极。
[0251]
c4.实施例c3的系统，其中所述一个或多个屏蔽件中的屏蔽件被配置为接地。
[0252]
c5.实施例c3的系统，其中所述一个或多个屏蔽件中的屏蔽件被配置为接收驱动
信号。
[0253]
c6.实施例c3的系统，其中电极的第一集合包括第一电极和第二电极，并且所述一个或多个屏蔽件包括第一屏蔽件和第二屏蔽件，第一屏蔽件与第一电极相邻并至少部分地电隔离第一电极，第二屏蔽件与第二电极相邻并至少部分地电隔离第二电极；
[0254]
其中第一屏蔽件电连接到第二屏蔽件。
[0255]
c7.实施例c1的系统，其中电极的第一集合中的第一电极被配置为选择性地电连接到第一输出线；以及
[0256]
电极的第一集合中的第一电极被配置为选择性地电连接到第二输出线。
[0257]
c8.实施例c1的系统，其中电极的第一集合中的每个电极被配置为选择性地电连接到第一输出线，电极的第一集合包括多个电极；以及
[0258]
所述多个电极还包括电极的第二集合，电极的第二集合中的每个电极被配置为选择性地连接到第二输出线，电极的第二集合包括多个电极。
[0259]
c9.实施例c8的系统，其中所述一个或多个屏蔽件包括屏蔽件的第一集合和屏蔽件的第二集合，屏蔽件的第一集合中的每个屏蔽件与电极的第一集合中的相应电极相邻并至少部分地电隔离该电极，并且屏蔽件的第二集合中的每个屏蔽件与电极的第二集合中的相应电极相邻并且至少部分地电隔离该电极。
[0260]
c10.实施例c9的系统，其中屏蔽件的第一集合中的第一屏蔽件至少部分地包围电极的第一集合中的第一电极，使得第一屏蔽件包括部署在第一电极与第一输出线之间的第一屏蔽部分以及部署在第一电极与第二输出线之间的第二屏蔽部分。
[0261]
c11.实施例c10的系统，其中第一屏蔽件、电极的第一集合中的第一电极和第二输出线部署在第一层中，该系统还包括补充屏蔽件，该补充屏蔽件部署在电极的第一集合中的第一电极与第二输出线之间，补充屏蔽件部署在与第一层不同的第二层中。
[0262]
c12.实施例c9的系统，其中屏蔽件的第一集合中的每个屏蔽件被配置为选择性地电连接到电极的第一集合中其相应的电极，并且屏蔽件的第二集合中的每个屏蔽件被配置为选择性地电连接到电极的第二集合中其相应的电极。
[0263]
c13.实施例c12的系统，其中屏蔽件的第一集合中的屏蔽件彼此电连接，并且屏蔽件的第二集合中的屏蔽件彼此电连接。
[0264]
c14.实施例c13的系统，其中驱动信号被配置为选择性地施加到屏蔽件的第一集合，而驱动信号不施加到屏蔽件的第二集合；以及
[0265]
驱动信号被配置为选择性地施加到屏蔽件的第二集合，而驱动信号不施加到屏蔽件的第一集合。
[0266]
c15.实施例c1的系统，其中：
[0267]
电极的第一集合中的第一电极被配置为选择性地连接到被配置为施加驱动信号的驱动线；以及
[0268]
第一输出线屏蔽件部署在第一输出线与驱动线之间。
[0269]
c16.实施例c15的系统，其中驱动线横向于第一输出线延伸。
[0270]
c17.实施例c15的系统，其中第一输出线部署在第一层中，驱动线部署在第二层中，并且第一输出线屏蔽件部署在第三层中，第三层在第一层和第二层之间。
[0271]
c18.实施例c1的系统，其中第一电极具有多个状态，所述多个状态包括：
[0272]
第一电极连接到第一输出线的检测状态；以及
[0273]
第一电极接收驱动信号的被驱动状态。
[0274]
c19.实施例c18的系统，其中所述多个状态还包括第二检测状态，其中第一电极连接到第二输出线。
[0275]
虽然本公开的主题已经参考某些说明性实施例进行了相当详细的描述和显示，包括特征的各种组合和子组合，但是本领域技术人员将容易认识到涵盖在本公开的范围内的其它实施例及其变体和修改。而且，对此类实施例、组合和子组合的描述并不旨在传达要求保护的主题要求除权利要求中明确阐述的那些以外的特征或特征的组合。因而，本公开的范围旨在包括涵盖在以下权利要求的精神和范围内的所有修改和变化。

技术特征：
1.一种用于检测用户身体的一部分的方法，该方法由包括多个单元的系统执行，所述多个单元中的每个单元包括发射电极和接收电极，所述多个单元包括第一单元，其中该方法包括：在第一时隙中：向第一单元的发射电极施加第一驱动信号；以及使用第一单元的接收电极接收第一测量信号；以及在第二时隙中：向第一单元的发射电极施加第二驱动信号；以及使用第一单元的接收电极接收第二测量信号；其中第二驱动信号相对于第一驱动信号反转。2.如权利要求1所述的方法，其中所述多个单元包括单元的第一集合，单元的第一集合至少包括第一单元和第二单元，单元的第一集合的每个接收电极电连接到第一输出线，该方法还包括：在第一时隙中：在向第一单元的发射电极施加第一驱动信号的同时，向第二单元的发射电极施加第二驱动信号；以及使用第一输出线接收第一测量信号，第一输出线电连接到第一单元和第二单元两者的接收电极；在第二时隙中：在向第一单元的发射电极施加第二驱动信号的同时，向第二单元的发射电极施加第一驱动信号；以及使用第一输出线接收第二测量信号，第一输出线电连接到第一单元和第二单元两者的接收电极。3.如权利要求2所述的方法，其中所述多个单元包括单元的第二集合，其中在第一时隙或第二时隙期间没有驱动信号被施加到单元的第二集合。4.如权利要求3所述的方法，其中单元的第一集合布置在第一线性阵列中，单元的第二集合布置在第二线性阵列中，并且第一线性阵列与第二线性阵列相邻，使得第一集合中的每个单元与第二集合中的相应单元相邻。5.如权利要求2所述的方法，其中单元的第一集合中的每个单元具有第一状态和第二状态，其中：在第一状态下，相应单元的发射电极被选择性地连接到被配置为施加第一驱动信号的第一驱动线；以及在第二状态下，相应单元的发射电极被选择性地连接到被配置为施加第二驱动信号的第二驱动线。6.如权利要求5所述的方法，其中该方法包括：根据多路复用模式在多个时隙上向单元的第一集合应用第一状态和第二状态；使用第一输出线接收多个测量信号，其中在所述多个时隙中的每个时隙中接收相应的测量信号；以及处理所述多个测量信号以获得针对单元的第一集合中的每个单元的相应测量。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述多个单元包括单元的第二集合，第二集合的每个接收电极连接到第二输出线，单元的第二集合中的每个单元具有第一状态和第二状态，其中：在第一状态下，第二集合中的相应单元的发射电极被选择性地连接到第二集合的被配置为施加第一驱动信号的第一驱动线；以及在第二状态下，第二集合中的相应单元的发射电极被选择性地连接到第二集合的被配置为施加第二驱动信号的第二驱动线；该方法还包括：根据多路复用模式在所述多个时隙上向单元的第二集合应用第一状态和第二状态，向单元的第二集合应用第一状态和第二状态与向单元的第一集合应用第一状态和第二状态同时发生；使用第二输出线接收多个测量信号，其中在所述多个时隙中的每个时隙中使用第二输出线接收相应的测量信号；以及处理使用第二输出线接收的所述多个测量信号以获得针对单元的第二集合中的每个单元的相应测量。8.如权利要求7所述的方法，其中第一输出线和第二输出线在所述多个时隙期间连接到公共模拟前端。9.如权利要求8所述的方法，还包括：在所述第一多个时隙期间对使用第一输出线接收的测量信号和使用第二输出线接收的测量信号进行编码，使得编码的测量信号被配置为被组合以及解码以分离使用第一输出线接收的测量信号与使用第二输出线接收的测量。10.如权利要求2所述的方法，该方法还包括：在时隙的第一集合中从至少单元的第一集合中的单元获得测量；以及在时隙的一个或多个后续集合中从所述多个单元中的单元的一个或多个附加集合获得测量，直到已经从所述多个单元中的每个单元获得至少一个测量。11.一种用于检测用户身体的一部分的系统，该系统包括：多个单元，至少包括第一单元和第二单元，其中：所述多个单元中的每个单元包括相应的发射电极，相应的发射电极被配置为选择性地施加第一驱动信号，相应的发射电极还被配置为选择性地施加相对于第一驱动信号反转的第二驱动信号；所述多个单元中的每个单元还包括相应的接收电极；以及该系统被配置为：在第一时隙中，向第一单元的发射电极施加第一驱动信号；以及在第一时隙中，使用第一单元的接收电极接收第一测量信号；以及在第二时隙中，向第一单元的发射电极施加第二驱动信号；以及在第二时隙中，使用第一单元的接收电极接收第二测量信号。12.如权利要求11所述的系统，其中：所述多个单元包括单元的第一集合，单元的第一集合至少包括第一单元和第二单元；单元的第一集合中的每个接收电极电连接到第一输出线；以及
该系统还被配置为：在第一时隙中，在向第一单元的发射电极施加第一驱动信号的同时，向第二单元的发射电极施加第二驱动信号；以及在第一时隙中，使用第一输出线接收第一测量信号，第一输出线电连接到第一单元和第二单元两者的接收电极；在第二时隙中，在向第一单元的发射电极施加第二驱动信号的同时，向第二单元的发射电极施加第一驱动信号；以及在第二时隙中，使用第一输出线接收第二测量信号，第一输出线电连接到第一单元和第二单元两者的接收电极。13.如权利要求12所述的系统，其中所述多个单元包括单元的第二集合，该系统被配置为在第一时隙或第二时隙期间不向单元的第二集合施加驱动信号。14.如权利要求13所述的系统，其中单元的第一集合布置在第一线性阵列中，单元的第二集合布置在第二线性阵列中，并且第一线性阵列与第二线性阵列相邻，使得第一集合中的每个单元与第二集合中的相应单元相邻。15.如权利要求12所述的系统，其中单元的第一集合中的每个单元具有第一状态和第二状态，使得：在第一状态下，相应单元的发射电极被选择性地连接到被配置为施加第一驱动信号的第一驱动线；以及在第二状态下，相应单元的发射电极被选择性地连接到被配置为施加第二驱动信号的第二驱动线。16.如权利要求15所述的系统，其中该系统被配置为：根据多路复用模式在多个时隙上向单元的第一集合应用第一状态和第二状态；使用第一输出线接收多个测量信号，其中在所述多个时隙中的每个时隙中接收相应的测量信号；以及处理所述多个测量信号以获得针对单元的第一集合中的每个单元的相应测量。17.如权利要求16所述的系统，其中：所述多个单元包括单元的第二集合；第二集合中的每个接收电极连接到第二输出线；单元的第二集合中的每个单元具有第一状态和第二状态，使得：在第一状态下，第二集合中的相应单元的发射电极被选择性地连接到第二集合的被配置为施加第一驱动信号的第一驱动线；以及在第二状态下，第二集合中的相应单元的发射电极被选择性地连接到第二集合的被配置为施加第二驱动信号的第二驱动线；以及该系统被配置为：根据多路复用模式在所述多个时隙上向单元的第二集合应用第一状态和第二状态，向单元的第二集合应用第一状态和第二状态与向单元的第一集合应用第一状态和第二状态同时发生；使用第二输出线接收多个测量信号，其中在所述多个时隙中的每个时隙中使用第二输出线接收相应的测量信号；以及
处理使用第二输出线接收的所述多个测量信号以获得针对单元的第二集合中的每个单元的相应测量。18.如权利要求17所述的系统，其中第一输出线和第二输出线在所述多个时隙期间连接到公共模拟前端。19.如权利要求18所述的系统，其中该系统还被配置为：在所述第一多个时隙期间对使用第一输出线接收的测量信号和使用第二输出线接收的测量信号进行编码，使得编码的测量信号被配置为被组合以及解码以分离使用第一输出线接收的测量信号与使用第二输出线接收的测量。20.如权利要求12所述的系统，其中该系统还被配置为：在时隙的第一集合中从至少单元的第一集合中的单元获得测量；以及在时隙的一个或多个后续集合中从所述多个单元中的单元的一个或多个附加集合获得测量，直到已经从所述多个单元中的每个单元获得至少一个测量。

技术总结
在一些实施例中，可以提供一种用于检测用户身体的一部分的方法。该方法可以由包括多个单元的系统执行，所述多个单元中的每个单元包括发射电极和接收电极。该方法可以包括，在第一时隙中，向第一单元的发射电极施加第一驱动信号，并且使用第一单元的接收电极接收第一测量信号。该方法还可以包括：在第二时隙中，向第一单元的发射电极施加第二驱动信号，并且使用第一单元的接收电极接收第二测量信号。第二驱动信号可以相对于第一驱动信号反转。动信号可以相对于第一驱动信号反转。动信号可以相对于第一驱动信号反转。


技术研发人员：I
受保护的技术使用者：艾迪克斯生物识别普通股份公司
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2023/8/21