[发明专利]电容指纹感应电路和感应器

说明书

技术领域

本发明属于指纹识别领域，尤其涉及一种电容指纹感应电路和感应器。

背景技术

人的手指纹路有深度差异，凸的地方称为“峰(ridge)”，凹的地方称为“谷(valley)”。电容式指纹感应系统利用指纹上包含的“峰”和“谷”对应的感应电容大小不同，在同样的交流信号激励下输出信号的幅度也不同的原理，将“峰”和“谷”的图像信息转化为相应的电信号。

为防止反复触摸过程对指纹感应器的静电损伤，以及提高机械强度，需在指纹感应器表面放置不导电的厚介质层(cover)，从而产生介质层相关电容(共模部分)；另外指纹深度即指纹“峰”和“谷”产生与纹路深度相关的电容，两者构成了手指到传感器感应电极的耦合电容(差模部分)。现有技术如图1所示，通过电荷放大器将差模部分和共模部分的总和直接放大，差模部分在该总和中所占的比例很小，如此差模部分会淹没在总和里，不容易分辨出“峰”和“谷”的区别，即指纹感应器的灵敏度较低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电容指纹感应电路和感应器，旨在解决现有的指纹感应器灵敏度差的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电容指纹感应电路，包括抵消模块和反馈放大器，所述抵消模块的第一输入端与第一外接驱动源连接，所述抵消模块的第二输入端通过按压在该第二输入端的手指与第二外接驱动源连接，所述抵消模块的输出端与所述反馈放大器的输入端连接，所述第一外接驱动源和所述第二外接驱动源输出的信号互为反相，所述第一外接驱动源送入到所述抵消模块的信号与所述第二外接驱动源耦合到所述抵消模块的信号产生抵消，得到与指纹深度相关的指纹感应信号，所述反馈放大器的输出端输出经放大后的指纹感应信号。

进一步地，所述抵消模块包括感应电容C_s和抵消电容C_c，所述感应电容C_s的输入端为所述抵消模块的第二输入端，所述感应电容C_s的输出端与所述抵消电容C_c的输出端连接，所述抵消电容的C_c的输入端为所述抵消模块的第一输入端，所述感应电容C_s和所述抵消电容C_c的连接点为所述抵消模块的输出端。

进一步地，所述抵消模块的第二输入端包含感应极板，手指和所述感应极板之间通过介质层隔离，形成所述感应电容C_s，所述抵消模块的第一输入端包含抵消极板，所述感应极板和所述抵消极板之间形成所述抵消电容C_c。

进一步地，所述感应极板和所述抵消极板均由金属层构成。

进一步地，所述反馈放大器为电流放大器，所述电流放大器包括第一低噪放大器以及连接在所述第一低噪放大器的输入端和输出端之间的电阻。

进一步地，所述反馈放大器为电荷放大器，所述电荷放大器包括第二低噪放大器以及连接在所述第二低噪放大器的输入端和输出端之间的反馈电容。

进一步地，所述反馈放大器还包括连接在所述第一低噪放大器或者所述第二低噪放大器的输入端和输出端之间的复位开关。

进一步地，所述电容指纹感应电路还包括驱动放大器和抵消放大器，所述驱动放大器的输入端与外接驱动源连接，所述驱动放大器的输出端与按压在所述抵消模块第二输入端的手指连接；所述抵消放大器的输入端与所述外接驱动源连接，所述抵消放大器的输出端与所述抵消模块的第一输入端连接；所述驱动放大器和所述抵消放大器的增益反相。

本发明还提出一种电容指纹感应器，所述电容指纹感应器包括多个像素单元，每个像素单元对应一个电容指纹感应电路，所述电容指纹感应电路为如上所述的任一种电容指纹感应电路。

进一步地，所述电容指纹感应器还包括驱动放大器和抵消放大器，所述驱动放大器的输入端与外接驱动源连接，所述驱动放大器的输出端与按压在每一电容指纹感应电路的抵消模块的第二输入端的手指连接，所述抵消放大器的输入端与所述外接驱动源连接，所述抵消放大器的输出端与每一电容指纹感应电路的抵消模块的第一输入端连接，所述驱动放大器和所述抵消放大器的增益反相。