[实用新型]一种电荷型传感器和具有其的传感器阵列

说明书

本实用新型涉及一种电荷型传感器和具有其的传感器阵列，包括：电荷产生电路，用于输出与传感器目标物理量的大小相关的电荷量；积分电路，输入端与电荷产生电路的输出端连接，用于累积所述电荷量，并输出电压信号；电荷调整电路，向积分电路注入正电荷或负电荷。通过设置电荷调整电路注入电荷的极性和速率，可以起到调整积分电路电荷累积速率，补偿积分电路失配的作用。

技术领域

本实用新型属于传感器领域，特别涉及一种具有积分电路的电荷型传感器。

背景技术

在积分电路处理信号过程中，非信号量会导致积分器积分速度过快，进一步导致积分器处理信号积分器容易发生饱，导致信号的放大率不够；同时由于积分器本身的差异性，信号处理电路可能会产生失配现象。

以电容指纹传感器为例，指纹传感器对表面介质的穿透能力，是衡量指纹传感器性能的主要指标之一。特别是，随着指纹传感器在智能手机领域被广泛应用，为配合智能手机的工业设计，对指纹传感器的穿透能力提出了更高的要求。目前智能手机对正面屏幕下置指纹传感器的要求是能穿透1mm-2mm的化学强化玻璃，以保证屏幕的结构强度，折算下来，指纹传感器需要达到10^-19f的电容分辨率。而指纹传感器要达到1mm化学强化玻璃的穿透力，需要处理好指纹的直流分量(非信号量)的补偿，在这个尺度下直流分量和交流分量的比值在 1000以上，而对指纹图像提取有意义的只是指纹的交流分量。在积分过程中直流分量使得积分器的积分速率过快，积分器饱和影响图像质量。

调整直流分量对积分电路电荷累计量的影响，使读出电路的动态范围只要覆盖交流分量的范围，可以简化读出电路的设计，提高读出电路的性能。

因此需要提出一种新的电路和方法调整积分电路的积分速率，减少直流分量对指纹图像的影响。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型公开一种电荷型传感器，包括：电荷产生电路，输出大小与被传感量相关的电荷量；积分电路，其输入端与电荷产生电路的输出端连接；积分电路用于累积所述电荷量，并输出与已累积的电荷量相关的电信号；调整电路，输出端与积分电路的输入端连接；调整电路用于向积分电路注入电荷以调整积分电路累积电荷的速率。

本实用新型设置调整电路分别与电荷产生电路和积分电路连接，调整电路在电荷产生电路与积分电路之间连接，调整积分电路的电荷累计量，使电路的动态范围只需要覆盖交流分量和少量直流分量。

电荷产生电路，包括非电信号采样电路和电荷转移开关。采样电路用于将非电信号量转换成电荷信号量，电荷产生电路产生的电荷量与非电信号相关。该非电信号量可以是物理信号量，也可以是化学信号量。例如在指纹传感器中，手指脊线和股线纹路的距离量为可被电荷产生电路转换为与距离相关的电荷量。所述电荷产生电路通过电荷转移开关与积分电路连接，调整电路通与积分电路和电荷产生电路连接，并在积分电路积分过程中向积分电路注入正电荷或负电荷以调整积分速度，防止积分电路积分速率过快而饱和。