[發明專利]電容式影像傳感器及獲得手指影像的方法

有效

• 申請號: 201710249091.6
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN108733267B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 林繼周;和正平
• 申請（專利權）人: 旭景科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044;G06K9/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 景懷宇

1.一種電容式影像傳感器，其特征在于，所述電容式影像傳感器包含：

多個電容式感測單元，形成一數組，每一所述電容式感測單元用以轉換一接近手指的表面的一部分與所述電容式感測單元的一上表面間的距離成一輸出電位，其中所述輸出電位之值由耦合至所述手指的一驅動訊號所改變，所述電容式感測單元包含：

一感測電極；

一電壓隨耦器，其中所述電壓隨耦器的一輸入節點連接到所述感測電極，所述電壓隨耦器的一輸出節點連接到取樣保存電路；

一第一比較電容器，其中所述第一比較電容器的一節點電連接到所述電壓隨耦器，所述第一比較電容器的另一節點接地；

一偏壓源，用以提供一固定偏壓；及

一第一開關，連接所述偏壓源與所述第一比較電容器，

其中當所述第一開關開啟時，所述第一比較電容器及所有與之電連接的組件重設為所述固定偏壓；

至少一取樣保存電路，用以獲取及保存不同的輸出電位；

至少一信號調適電路，每一所述信號調適電路包含至少一差分放大器，用以放大所述取樣保存電路保存的二電位間的差量；及

一驅動源，用以提供所述驅動訊號至所述手指，

其中所述驅動訊號是由一正波形或一負波形引起，具有電位變化的訊號；在重設階段中，每一所述電容式感測單元的每一部分的電位設定為一定值；保存在所述取樣保存電路中二輸出電位間的差量是一噪訊降低數值，代表所述電容式感測單元與其上手指的部分表面間的距離；在對應的所述正波形或所述負波形下，所述取樣保存電路保存至少一第一與一第二輸出電位；在對應的所述正波形與所述負波形下，所述電容式影像傳感器為每一像素依序收集所述噪訊降低數值，并映射所述噪訊降低數值到對應的電容式感測單元的位置以得到所述手指的減噪影像。

2.如權利要求1所述的電容式影像傳感器，其特征在于，所述正波形與所述負波形的形狀對稱。

3.如權利要求1所述的電容式影像傳感器，其特征在于，所述正波形或所述負波形是階梯函數。

4.如權利要求1所述的電容式影像傳感器，其特征在于，所述至少一信號調適電路進一步包含一模擬數字轉換器，用以將所述差分放大器的輸出電位轉換為一數字數值。

5.如權利要求1所述的電容式影像傳感器，其特征在于，所述第一比較電容器包含一參考電容器與一寄生電容。

6.如權利要求5所述的電容式影像傳感器，其特征在于，所述參考電容器為金屬氧化半導體場效晶體管電容器、多晶硅-介電層-多晶硅電容器或金屬-介電層-金屬電容器。

7.如權利要求1所述的電容式影像傳感器，其特征在于，所述電容式感測單元進一步包含：

一第二比較電容器，連接于所述感測電極與接地之間；

一分享開關，連接于所述第一與第二比較電容器之間；及

一第二開關，連接于所述感測電極與接地之間，其中當所述第二開關開啟時，所述感測電極重設為接地電位。

8.如權利要求1所述的電容式影像傳感器，其特征在于，每一所述取樣保存電路進一步包含：

一第一與一第二電荷保存電容器，用以保存由所述電壓隨耦器發送的輸出電位；及

至少一選取開關，用以完成在所述電荷保存電容器間進行切換。