[發明專利]電容指紋感應電路和感應器

有效

• 申請號: 201410105847.6
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN104217193B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 張均軍;詹昶
• 申請（專利權）人: 深圳市匯頂科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所44298
• 代理人: 章小燕

技術領域

本發明屬于指紋識別領域，尤其涉及一種電容指紋感應電路和感應器。

背景技術

人的手指紋路有深度差異，凸的地方稱為“峰(ridge)”，凹的地方稱為“谷(valley)”。電容式指紋感應系統利用指紋上包含的“峰”和“谷”對應的感應電容大小不同，在同樣的交流信號激勵下輸出信號的幅度也不同的原理，將“峰”和“谷”的圖像信息轉化為相應的電信號。

為防止反復觸摸過程對指紋感應器的靜電損傷，以及提高機械強度，需在指紋感應器表面放置不導電的厚介質層(cover)，從而產生介質層相關電容(共模部分)；另外指紋深度即指紋“峰”和“谷”產生與紋路深度相關的電容，兩者構成了手指到傳感器感應電極的耦合電容(差模部分)。現有技術如圖1所示，通過電荷放大器將差模部分和共模部分的總和直接放大，差模部分在該總和中所占的比例很小，如此差模部分會淹沒在總和里，不容易分辨出“峰”和“谷”的區別，即指紋感應器的靈敏度較低。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種電容指紋感應電路和感應器，旨在解決現有的指紋感應器靈敏度差的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種電容指紋感應電路，包括抵消模塊和反饋放大器，所述抵消模塊的第一輸入端與第一外接驅動源連接，所述抵消模塊的第二輸入端通過按壓在該第二輸入端的手指與第二外接驅動源連接，所述抵消模塊的輸出端與所述反饋放大器的輸入端連接，所述第一外接驅動源和所述第二外接驅動源輸出的信號互為反相，所述第一外接驅動源送入到所述抵消模塊的信號與所述第二外接驅動源耦合到所述抵消模塊的信號產生抵消，得到與指紋深度相關的指紋感應信號，所述反饋放大器的輸出端輸出經放大后的指紋感應信號。

進一步地，所述抵消模塊包括感應電容C_s和抵消電容C_c，所述感應電容C_s的輸入端為所述抵消模塊的第二輸入端，所述感應電容C_s的輸出端與所述抵消電容C_c的輸出端連接，所述抵消電容的C_c的輸入端為所述抵消模塊的第一輸入端，所述感應電容C_s和所述抵消電容C_c的連接點為所述抵消模塊的輸出端。

進一步地，所述抵消模塊的第二輸入端包含感應極板，手指和所述感應極板之間通過介質層隔離，形成所述感應電容C_s，所述抵消模塊的第一輸入端包含抵消極板，所述感應極板和所述抵消極板之間形成所述抵消電容C_c。

進一步地，所述感應極板和所述抵消極板均由金屬層構成。

進一步地，所述反饋放大器為電流放大器，所述電流放大器包括第一低噪放大器以及連接在所述第一低噪放大器的輸入端和輸出端之間的電阻。

進一步地，所述反饋放大器為電荷放大器，所述電荷放大器包括第二低噪放大器以及連接在所述第二低噪放大器的輸入端和輸出端之間的反饋電容。

進一步地，所述反饋放大器還包括連接在所述第一低噪放大器或者所述第二低噪放大器的輸入端和輸出端之間的復位開關。

進一步地，所述電容指紋感應電路還包括驅動放大器和抵消放大器，所述驅動放大器的輸入端與外接驅動源連接，所述驅動放大器的輸出端與按壓在所述抵消模塊第二輸入端的手指連接；所述抵消放大器的輸入端與所述外接驅動源連接，所述抵消放大器的輸出端與所述抵消模塊的第一輸入端連接；所述驅動放大器和所述抵消放大器的增益反相。

本發明還提出一種電容指紋感應器，所述電容指紋感應器包括多個像素單元，每個像素單元對應一個電容指紋感應電路，所述電容指紋感應電路為如上所述的任一種電容指紋感應電路。

進一步地，所述電容指紋感應器還包括驅動放大器和抵消放大器，所述驅動放大器的輸入端與外接驅動源連接，所述驅動放大器的輸出端與按壓在每一電容指紋感應電路的抵消模塊的第二輸入端的手指連接，所述抵消放大器的輸入端與所述外接驅動源連接，所述抵消放大器的輸出端與每一電容指紋感應電路的抵消模塊的第一輸入端連接，所述驅動放大器和所述抵消放大器的增益反相。