[發(fā)明專利]指紋感測(cè)器的感測(cè)方法及電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510922877.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN105740755A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊昭锜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 義隆電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;許志影

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種指紋感測(cè)器，尤指一種指紋感測(cè)器的感測(cè)方法及電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)有投射式電容指紋感測(cè)電路檢測(cè)電極板與手指間的平板電容。如圖11所示，電極板PA～PD分別與手指F形成四個(gè)平板電容，感測(cè)電路50測(cè)量這些平板電容，并分別輸出電壓信號(hào)V_OA～V_OD，這些電壓信號(hào)V_OA～V_OD被用來(lái)識(shí)別電極板PA～PD上方的指紋。

感測(cè)電路50耦接該四個(gè)電極板PA～PD。電極板PA～PD之間存在有邊際電容。由于邊際電容隨指紋深淺的大小變化的特性與平板電容相反，因此測(cè)量電容時(shí)所獲得電壓信號(hào)V_OA會(huì)變小，故有必要進(jìn)一步改良之。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明主要目的是提供一種指紋感測(cè)器的感測(cè)方法及電路，可改善待測(cè)量電極板與其他導(dǎo)體之間的邊際電容影響待測(cè)量電極板的檢測(cè)。

欲達(dá)上述目的所使用的主要技術(shù)手段，是令該指紋感測(cè)器的感測(cè)方法用以感測(cè)一指紋感測(cè)器中的一待測(cè)量電極板，該感測(cè)方法包含：

(a)于第一時(shí)相，將一第一電壓施加至該待測(cè)量電極板以及一鄰近于該待測(cè)量電極板的導(dǎo)體，并設(shè)定一感測(cè)電容的電壓，其中該感測(cè)電容耦接在一運(yùn)算放大器的一第一輸入端與輸出端之間，在該第一時(shí)相下，該待測(cè)量電極板不連接該運(yùn)算放大器的第一輸入端；以及

(b)于第二時(shí)相，停止施加該第一電壓至該待測(cè)量電極板與該導(dǎo)體，將一第二電壓施加至該導(dǎo)體與該運(yùn)算放大器的一第二輸入端，并將該待測(cè)量電極板連接至該第一輸入端，以使該感測(cè)電容的電壓發(fā)生變化。

欲達(dá)上述目的所使用的主要技術(shù)手段，本發(fā)明的感測(cè)電路包含：

一第一運(yùn)算放大器，包含有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端；

一第一感測(cè)電容，耦接于該第一運(yùn)算放大器的該第一輸入端與該輸出端之間；

一第一切換單元，其一端連接該待測(cè)量電極板，另一端連接一第一電壓；

一第二切換單元，耦接在該待測(cè)量電極板與該第一運(yùn)算放大器的該第一輸入端之間；

一第三切換單元，耦接在該第一運(yùn)算放大器的該輸出端與該第一輸入端之間；

一第四切換單元，其一端連接一導(dǎo)體，另一端連接該第一電壓；以及

一第五切換單元，其一端連接該導(dǎo)體，另一端連接一第二電壓；

其中：

在第一時(shí)相，該第二切換單元與該第五切換單元打開，該第一切換單元閉合，使得該待測(cè)量電極板連接至該第一電壓，該第四切換單元閉合，使得該導(dǎo)體連接至該第一電壓，該第三切換單元閉合；

在第二時(shí)相，該第一，第三與第四切換單元打開，第五切換單元閉合，該第一運(yùn)算放大器的該第二輸入端與該導(dǎo)體連接該第二電壓，該第二切換單元閉合，使得該待測(cè)量電極板連接至該第一運(yùn)算放大器的第一輸入端。

上述本發(fā)明指紋感測(cè)器的感測(cè)方法及電路將該待測(cè)量電極板以外的全部或一部份導(dǎo)體，在第一時(shí)相及第二時(shí)相下分別耦接至不同電壓，以消除邊際電容的影響。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明指紋感測(cè)器的第一實(shí)施例的部份結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：圖1感測(cè)電路的電路圖。

圖3A及3B：圖2于第一及第二時(shí)相的電路動(dòng)作圖。

圖3C：在圖3A第一時(shí)相與圖3B第二時(shí)相中各個(gè)切換單元的狀態(tài)以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓變化的波形圖。

圖4：本發(fā)明指紋感測(cè)器的第二實(shí)施例的部份剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5A及5B：應(yīng)用于圖4的感測(cè)電路的電路動(dòng)作圖。

圖5C：在圖5A第一時(shí)相與圖5B第二時(shí)相時(shí)各個(gè)切換單元的狀態(tài)以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓變化的波形圖。

圖6說(shuō)明一既有指紋感測(cè)器的靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7：圖6感測(cè)電路的電路圖。

圖8A及8B：圖7于第一及第二時(shí)相的電路動(dòng)作圖。

圖8C：在圖8A第一時(shí)相與圖8B第二時(shí)相時(shí)各個(gè)切換單元的狀態(tài)以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓變化的波形圖。

圖9A：本發(fā)明指紋感測(cè)器的第三實(shí)施例的部份結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9B：圖9A在第一時(shí)相與第二時(shí)相時(shí)各個(gè)切換單元的狀態(tài)以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓變化的波形圖。

圖10A：本發(fā)明指紋感測(cè)器的第四實(shí)施例的部份結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10B：圖10A在第一時(shí)相與第二時(shí)相時(shí)各個(gè)切換單元的狀態(tài)以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓變化的波形圖。

圖11：既有指紋感測(cè)器的部份結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，附圖標(biāo)記：