指紋檢測電路、傳感器和觸摸屏的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種指紋檢測電路、傳感器和觸摸屏，其中，該指紋檢測電路包括：檢測電極，手指和檢測電極之間形成第一電容，手指和虛地之間形成第二電容，檢測電極和虛地之間形成寄生電容；放大器，放大器的反相輸入端與檢測電極相連，放大器的正相輸入端與激勵信號相連；以及反饋電容，反饋電容的一端與放大器的反相輸入端相連，反饋電容的另一端與放大器的輸出端相連，放大器的輸出端輸出指紋檢測電路的輸出信號。本發(fā)明實施例的指紋檢測電路，使得電路的所有信號均在檢測芯片的內(nèi)部，無需將激勵信號通過外部電極連接到用戶的手指上，從而增加了指紋檢測的可應用場景，例如，可以將陣列排布的檢測電極放置于移動終端屏幕玻璃的下面。
【專利說明】指紋檢測電路、傳感器和觸摸屏

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及指紋檢測【技術(shù)領域】，尤其涉及一種指紋檢測電路、傳感器和觸摸屏。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電容感應式的指紋檢測裝置已經(jīng)開始應用在新一代的電子設備中，尤其是 應用在移動終端中。然而電子設備在進行指紋檢測時，通常需要通過外部電極將激勵信號 連接到用戶的手指上，例如，如圖1(a)和圖1(b)所示的指紋傳感器元件，需要通過外部電 極將Usignal連接到用戶的手指上，同時放大器的同相輸入端接虛地，又如圖1(c)所示像 素感測電路，同樣需要將AVfinger連接到用戶的手指上，同時放大器的同相輸入端接虛 地，導致每個像素需要兩塊金屬極板。換言之，現(xiàn)有的檢測方式均需要用戶的手指與外部電 極接觸，通過外部電極將激勵信號連接到用戶的手指上，再與檢測芯片中的電路形成指紋 檢測回路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。
[0004] 為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種指紋檢測電路。該指紋檢測電路使得電 路的所有信號均在檢測芯片的內(nèi)部，無需將激勵信號通過外部電極連接到用戶的手指上， 從而增加了指紋檢測的可應用場景。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實施例的指紋檢測電路，包括：檢測電極，手 指和所述檢測電極之間形成第一電容，所述手指和虛地之間形成第二電容，所述檢測電極 和虛地之間形成寄生電容；放大器，所述放大器的反相輸入端與所述檢測電極相連，所述放 大器的正相輸入端與激勵信號相連；以及反饋電容，所述反饋電容的一端與所述放大器的 反相輸入端相連，所述反饋電容的另一端與所述放大器的輸出端相連，所述放大器的輸出 端輸出所述指紋檢測電路的輸出信號。
[0006] 本發(fā)明的第二個目的在于提出一種指紋檢測傳感器。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明 第二方面實施例的指紋檢測傳感器包括多個像素單元，每個像素單元對應一個指紋檢測電 路，所述指紋檢測電路為本發(fā)明第一方面實施例所述的指紋檢測電路。
[0007] 本發(fā)明的第三個目的在于提出一種觸摸屏。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第三方面 實施例的觸摸屏，包括本發(fā)明第二方面實施例所述的指紋檢測傳感器。
[0008] 本發(fā)明實施例通過將用戶的指紋信息體現(xiàn)在檢測電極與手指之間形成的電容中， 進而體現(xiàn)在輸出信號中，使得指紋檢測電路的所有信號均在檢測芯片的內(nèi)部，無需將激勵 信號通過外部電極連接到用戶的手指上，從而增加了指紋檢測的可應用場景，例如，可以將 陣列排布的檢測電極放置于移動終端屏幕玻璃的下面。
[0009] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中，
[0011] 圖l(a)_(c)是現(xiàn)有技術(shù)中指紋檢測的檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的指紋檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的指紋檢測電路的等效電路圖；以及
[0014] 圖4(a)-圖4(b)是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的指紋檢測傳感器的像素單元的排列 方式。

【具體實施方式】
[0015] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考 附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。相反， 本發(fā)明的實施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同 物。
[0016] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"第一"、"第二"等僅用于描述目的，而不 能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定 和限定，術(shù)語"相連"、"連接"應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接， 或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介 間接相連。對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具 體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，"多個"的含義是兩個或兩個以上。
[0017] 流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括 一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部 分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順 序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應被本發(fā)明 的實施例所屬【技術(shù)領域】的技術(shù)人員所理解。
[0018] 下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的指紋檢測電路、傳感器和觸摸屏。
[0019] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的指紋檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明 一個實施例的指紋檢測電路的等效電路圖。如圖2所示，該指紋檢測電路包括：檢測電極1、 放大器2和反饋電容3。
[0020] 具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，檢測電極1為金屬電極，與手指接觸面的形狀 包括但不限于矩形、正方形或者圓形。例如，如圖2中所示的由頂層金屬形成的檢測電極1。 放大器2的反相輸入端與檢測電極1相連，其中，檢測電極1與用戶的手指之間形成第一電 容CS，同時，檢測電極1對虛地形成寄生電容CPi，用戶的手指對虛地形成第二電容CP2。
[0021] 應當理解的是，虛地是指交流地，即直流電壓為0,或者也可以有一定的直流電壓。
[0022] 放大器2的正相輸入端與激勵信號Vin相連，反饋電容3的一端與放大器2的反相 輸入端相連，反饋電容3的另一端與放大器2的輸出端相連。換言之，放大器2的反相輸入 端和輸出端之間跨接反饋電容3,其中，反饋電容的電容為CF。
[0023] 放大器2的輸出端輸出指紋檢測電路的輸出信號，也就是說，放大器的輸出端輸 出波形即為指紋檢測電路的輸出信號lut。
[0024] 進一步地，放大器的反相輸入端和輸出端之間跨接復位開關，在復位階段重置上 述兩個節(jié)點的電壓。
[0025] 進一步而言，根據(jù)上述指紋檢測電路可以得到如圖3所示的等效電路圖。圖3中 輸出信號可以表不為：

【權(quán)利要求】
1. 一種指紋檢測電路，其特征在于，包括： 檢測電極，手指和所述檢測電極之間形成第一電容，所述手指和虛地之間形成第二電 容，所述檢測電極和虛地之間形成寄生電容； 放大器，所述放大器的反相輸入端與所述檢測電極相連，所述放大器的正相輸入端與 激勵信號相連；以及 反饋電容，所述反饋電容的一端與所述放大器的反相輸入端相連，所述反饋電容的另 一端與所述放大器的輸出端相連，所述放大器的輸出端輸出所述指紋檢測電路的輸出信 號。
2. 如權(quán)利要求1所述的指紋檢測電路，其特征在于，所述檢測電極為金屬電極。
3. 如權(quán)利要求1所述的指紋檢測電路，其特征在于，所述輸出信號為：
其中，Vtjut為所述指紋檢測電路的輸出信號，Vin為所述激勵信號，CP1為所述寄生電容， CF為所述反饋電容，CS為所述第一電容，CP2為所述第二電容。
4. 如權(quán)利要求3所述的指紋檢測電路，其特征在于，當CP2與CS的差值大于預設閾值 時，所述輸出信號為：
5. 如權(quán)利要求1所述的指紋檢測電路，其特征在于，還包括連接所述放大器的反相輸 入端和所述放大器的輸出端的復位開關。
6. 如權(quán)利要求1所述的指紋檢測電路，其特征在于，所述檢測電極的形狀為矩形、正方 形或者圓形。
7. -種指紋檢測傳感器，其特征在于，所述指紋檢測傳感器包括多個像素單元，每個像 素單元對應一個指紋檢測電路，所述指紋檢測電路為權(quán)利要求1-6任一項所述的指紋檢測 電路。
8. 如權(quán)利要求7所述的指紋檢測傳感器，其特征在于，所述多個像素單元呈二維陣列 排布。
9. 如權(quán)利要求8所述的指紋檢測傳感器，其特征在于，所述二維陣列的行和列相互垂 直。
10. -種觸摸屏，其特征在于，包括權(quán)利要求7-9中任一項所述的指紋檢測傳感器。
【文檔編號】G06F3/044GK104331202SQ201410625970
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】詹昶 申請人:深圳市匯頂科技股份有限公司