[發明專利]電容感測電路及指紋辨識系統

有效

• 申請號: 201680002048.3
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108700621B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 梁佑安;楊孟達
• 申請（專利權）人: 深圳市匯頂科技股份有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G06F3/044
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

一種電容感測電路(10)，包括一積分電路(12)，包含有一積分輸入端，耦接于接觸電容(Cf)，所述積分輸入端具有一輸入電壓(Vx)；以及一積分輸出端，用來輸出一輸出電壓(Vo)；一比較器(Comp)；一正向數模轉換單元(14a)；一負向數模轉換單元(14b)；一控制電路(16)，用來控制所述正向數模轉換單元(14a)以及所述負向數模轉換單元(14b)；以及一邏輯電路(18)，用來輸出一輸出碼(c_total)，所述輸出碼(c_total)相關于所述接觸電容(Cf)的一電容值。

技術領域

本申請涉及電路結構，具體涉及一種可產生數字輸出的電容感測電路及指紋辨識系統。

背景技術

隨著科技日新月異，移動電話、數字相機、平板計算機、筆記本電腦等越來越多攜帶型電子裝置已經成為了人們生活中必備的工具。由于攜帶型電子裝置一般為個人使用，而具有一定的隱私性，因此其內部儲存的數據，例如電話簿、相片、個人信息等等為私人所有。若電子裝置一旦丟失，則這些數據可能會被他人所利用，而造成不必要的損失。雖然目前已有利用密碼保護的方式來避免電子裝置為他人所使用，但密碼容易泄露或遭到破解，具有較低的安全性。并且，用戶需記住密碼才能使用電子裝置，若忘記密碼，則會帶給使用者許多不便。因此，目前發展出利用個人指紋識別系統的方式來達到身份認證的目的，以提升數據安全性。

一般來說，指紋識別系統中利用一電容感測電路接受手指的接觸，電容感測電路用來接受手指的接觸并與手指之間形成一接觸電容，電容感測電路可將接觸電容的電容值轉換成一模擬電壓信號，模擬電壓信號需轉換成數字電壓信號后，再傳送至后端的指紋判斷模塊以判斷電容感測電路對應于指紋的紋蜂(Finger Ridge)或紋谷(Finger Valley)。換句話說，模擬電壓信號通過一模擬數字轉換器(Analog to Digital Convertor，ADC)以轉換成數字電壓信號。然而，模擬數字轉換器的電路結構復雜，且占據大幅電路面積，同時增加生產成本，且消耗較高功率。

發明內容

因此，本申請的主要目的即在于提供一種電路構造簡單的電容感測電路及指紋辨識系統。

為了解決上述技術問題，本申請提供了一電容感測電路，用來感測一接觸電容，包括一積分電路，包含有一積分輸入端，耦接于所述接觸電容，所述積分輸入端具有一輸入電壓；以及一積分輸出端，用來輸出一輸出電壓；一比較器，包含有一第一輸入端，耦接于所述積分輸出端；以及一第二輸入端，用來接收一參考電壓；一正向數模轉換單元，耦接于所述積分輸入端；一負向數模轉換單元，耦接于所述積分輸入端；一控制電路，耦接于所述比較器的一比較輸出端，用來控制所述正向數模轉換單元以及所述負向數模轉換單元；以及一邏輯電路，耦接于所述比較輸出端，用來于一積分區間中，產生一第一碼，并于一比較區間中，產生一第二碼，所述邏輯電路根據所述第一碼以及所述第二碼，輸出一輸出碼，所述輸出碼相關于所述接觸電容的一電容值。

例如，所述正向數模轉換單元包含有復數個正向數模轉換電容，耦接于所述積分輸入端；復數個第一數模轉換開關，其一端耦接于所述復數個正向數模轉換電容，另一端接收一正電壓；以及復數個第二數模轉換開關，其一端耦接于所述復數個正向數模轉換電容，另一端耦接于一接地端；所述負向數模轉換單元包含有復數個負向數模轉換電容，耦接于所述積分輸入端；復數個第三數模轉換開關，其一端耦接于所述復數個負向數模轉換電容，另一端接收一正電壓；以及復數個第四數模轉換開關，其一端耦接于所述復數個負向數模轉換電容，另一端耦接于一接地端；其中，所述復數個第一數模轉換開關、所述復數個第二數模轉換開關、所述復數個第三數模轉換開關以及所述復數個第四數模轉換開關受控于所述控制電路。

例如，所述復數個正向數模轉換電容的復數個正向數模轉換電容值之間呈一指數型關系，所述復數個負向數模轉換電容的復數個負向數模轉換電容值之間呈一指數型關系。

例如，于所述積分區間中，所述控制電路控制所述正向數模轉換單元的所述復數個第一數模轉換開關及所述復數個第二數模轉換開關，使得當所述比較器轉態時，將所述輸出電壓增加一第一特定值。