[實(shí)用新型]一種電荷型傳感器和具有其的傳感器陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721283679.5
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN207690103U
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李揚(yáng)淵;許科峰
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州邁瑞微電子有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊金

本實(shí)用新型涉及一種電荷型傳感器和具有其的傳感器陣列，包括：電荷產(chǎn)生電路，用于輸出與傳感器目標(biāo)物理量的大小相關(guān)的電荷量；積分電路，輸入端與電荷產(chǎn)生電路的輸出端連接，用于累積所述電荷量，并輸出電壓信號；電荷調(diào)整電路，向積分電路注入正電荷或負(fù)電荷。通過設(shè)置電荷調(diào)整電路注入電荷的極性和速率，可以起到調(diào)整積分電路電荷累積速率，補(bǔ)償積分電路失配的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種具有積分電路的電荷型傳感器。

背景技術(shù)

在積分電路處理信號過程中，非信號量會導(dǎo)致積分器積分速度過快，進(jìn)一步導(dǎo)致積分器處理信號積分器容易發(fā)生飽，導(dǎo)致信號的放大率不夠；同時(shí)由于積分器本身的差異性，信號處理電路可能會產(chǎn)生失配現(xiàn)象。

以電容指紋傳感器為例，指紋傳感器對表面介質(zhì)的穿透能力，是衡量指紋傳感器性能的主要指標(biāo)之一。特別是，隨著指紋傳感器在智能手機(jī)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，為配合智能手機(jī)的工業(yè)設(shè)計(jì)，對指紋傳感器的穿透能力提出了更高的要求。目前智能手機(jī)對正面屏幕下置指紋傳感器的要求是能穿透1mm-2mm的化學(xué)強(qiáng)化玻璃，以保證屏幕的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，折算下來，指紋傳感器需要達(dá)到10^-19f的電容分辨率。而指紋傳感器要達(dá)到1mm化學(xué)強(qiáng)化玻璃的穿透力，需要處理好指紋的直流分量(非信號量)的補(bǔ)償，在這個(gè)尺度下直流分量和交流分量的比值在 1000以上，而對指紋圖像提取有意義的只是指紋的交流分量。在積分過程中直流分量使得積分器的積分速率過快，積分器飽和影響圖像質(zhì)量。

調(diào)整直流分量對積分電路電荷累計(jì)量的影響，使讀出電路的動態(tài)范圍只要覆蓋交流分量的范圍，可以簡化讀出電路的設(shè)計(jì)，提高讀出電路的性能。

因此需要提出一種新的電路和方法調(diào)整積分電路的積分速率，減少直流分量對指紋圖像的影響。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開一種電荷型傳感器，包括：電荷產(chǎn)生電路，輸出大小與被傳感量相關(guān)的電荷量；積分電路，其輸入端與電荷產(chǎn)生電路的輸出端連接；積分電路用于累積所述電荷量，并輸出與已累積的電荷量相關(guān)的電信號；調(diào)整電路，輸出端與積分電路的輸入端連接；調(diào)整電路用于向積分電路注入電荷以調(diào)整積分電路累積電荷的速率。

本實(shí)用新型設(shè)置調(diào)整電路分別與電荷產(chǎn)生電路和積分電路連接，調(diào)整電路在電荷產(chǎn)生電路與積分電路之間連接，調(diào)整積分電路的電荷累計(jì)量，使電路的動態(tài)范圍只需要覆蓋交流分量和少量直流分量。

電荷產(chǎn)生電路，包括非電信號采樣電路和電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)。采樣電路用于將非電信號量轉(zhuǎn)換成電荷信號量，電荷產(chǎn)生電路產(chǎn)生的電荷量與非電信號相關(guān)。該非電信號量可以是物理信號量，也可以是化學(xué)信號量。例如在指紋傳感器中，手指脊線和股線紋路的距離量為可被電荷產(chǎn)生電路轉(zhuǎn)換為與距離相關(guān)的電荷量。所述電荷產(chǎn)生電路通過電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)與積分電路連接，調(diào)整電路通與積分電路和電荷產(chǎn)生電路連接，并在積分電路積分過程中向積分電路注入正電荷或負(fù)電荷以調(diào)整積分速度，防止積分電路積分速率過快而飽和。