本發(fā)明涉及指紋識別技術領域，尤其是涉及一種指紋識別傳感器和終端設備。

背景技術：

指紋識別技術廣泛應用于電子安防領域，是進行身份認證的一種比較可靠的方法。電容式指紋識別傳感器是目前廣泛使用的指紋傳感器之一，它是由微型化的電容極板陣列構成的，極板的上面覆蓋絕緣板，當用戶將手指放在絕緣板上時，皮膚就組成了電容陣列的另一個極板。由于不同區(qū)域指紋的脊和谷與電容極板陣列之間的距離不相等，使得每個電容極板的電容量隨之而變，由此可獲得指紋圖像。

圖1所示為一種常見的電容式指紋識別傳感器，包括傳感器單元、驅(qū)動放大器101、驅(qū)動金屬環(huán)103以及為傳感器單元供電的電源(圖未示)。傳感器單元包括由若干電容感應單元102組成的電容陣列，其中圖1中示意性的表示了其中任意一個電容感應單元102。傳感器單元輸出驅(qū)動信號至驅(qū)動放大器101，驅(qū)動放大器101對驅(qū)動信號進行放大處理后輸出至驅(qū)動金屬環(huán)103，手指104按壓到傳感器單元的電容陣列時，手指和電容感應單元102之間耦合電容為cx，驅(qū)動信號從金屬環(huán)103通過電容ct耦合到手指，不同區(qū)域指紋的脊和谷與電容感應單元102之間cx不相等，電容感應單元102測量到電壓隨之變化，由此獲得指紋圖像。

這種結構的指紋識別傳感器，需要外置一個金屬環(huán)103，而為了盡可能增大電容ct，減小對信號衰減，指紋識別傳感器所在區(qū)域需要挖空以放置金屬環(huán)103，讓手指能直接觸摸到金屬環(huán)103。然而，對于某些應用場合，如手機、平板的外觀設計，為了達到鏡面的屏幕效果，提高防水性能，并不希望在顯示屏幕上開孔，這就限制了指紋識別傳感器的應用范圍。

此外，指紋識別傳感器搭載的終端設備對大地的電容cs與人體對大地的電容cm相串聯(lián)形成的等效電容，以及人體直接對設備的電容ch，均會對驅(qū)動金屬環(huán)103上面的驅(qū)動信號產(chǎn)生衰減。當終端設備采用金屬外殼，用戶手握設備時，衰減會變得更嚴重，從而降低了指紋圖像的清晰程度，影響了指紋識別效果。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種指紋識別傳感器和終端設備，旨在擴大指紋識別傳感器的應用范圍，提高指紋識別效果。

為達以上目的，本發(fā)明提出一種指紋識別傳感器，所述指紋識別傳感器應用于終端設備，包括：

傳感器單元，包括由多個電容感應單元組成的電容陣列，具有一輸出端、供電端和傳感器地端，所述輸出端輸出驅(qū)動信號；

調(diào)制電路，連接所述終端設備的設備地、所述傳感器單元的輸出端、供電端和傳感器地端，將所述驅(qū)動信號調(diào)制為調(diào)制信號后輸出至所述傳感器地端，所述供電端的電壓隨著所述調(diào)制信號的變化而變化。

優(yōu)選地，所述調(diào)制電路包括：

轉(zhuǎn)換電路，連接所述終端設備的設備地以及所述傳感器單元的輸出端和傳感器地端，將所述驅(qū)動信號調(diào)制為調(diào)制信號后輸出至所述傳感器地端；

儲能電容，連接于所述供電端和所述傳感器地端之間，以穩(wěn)定所述傳感器單元的工作電壓；

高速晶體管開關，連接所述供電端，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換電路的狀態(tài)進行同步開關，以使所述供電端的電壓隨著所述調(diào)制信號的變化而變化；

電源，連接所述轉(zhuǎn)換電路以及通過所述高速晶體管開關連接所述傳感器單元的供電端，為所述轉(zhuǎn)換電路和傳感器單元供電。

優(yōu)選地，所述傳感器單元通過通信接口連接所述終端設備的主控模塊，所述傳感器單元在調(diào)制空閑間隔時輸出低電平的驅(qū)動信號，使得所述設備地和所述傳感器地端的電平近似相等。

優(yōu)選地，所述傳感器單元通過導線直接與所述主控模塊連接，且在所述轉(zhuǎn)換電路調(diào)制所述驅(qū)動信號時保持所述通信接口為低電平；或者，所述指紋識別傳感器還包括一電阻陣列，所述傳感器單元通過所述電阻陣列與所述主控模塊連接；或者，所述指紋識別傳感器還包括一中繼模塊，所述傳感器單元通過所述中繼模塊連接所述終端設備的主控模塊。

優(yōu)選地，當所述傳感器單元通過所述中繼模塊與所述主控模塊連接時，所述中繼模塊接收所述傳感器單元發(fā)送的數(shù)據(jù)并緩存，所述主控模塊從所述中繼模塊獲取所述數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述傳感器單元和所述中繼模塊集成于一傳感芯片。

優(yōu)選地，所述電源通過一電源開關與所述傳感器單元連接，所述主控模塊或中繼模塊控制所述電源開關的開斷。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)換電路、所述高速晶體管開關、所述電源開關和所述中繼模塊集成于一芯片中。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)換電路由晶體管、運算放大器、反相器、電平移位器和數(shù)字緩沖門中的任意一種或至少兩種的組合以及電阻或/和電容構成。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)換電路由兩反相器和一電阻構成，所述反相器包括第一反相器和第二反相器；所述第一反相器的正輸入電源端連接所述傳感器單元的供電端，負輸入電源端連接所述設備地，輸入端連接所述傳感器單元的輸出端以及通過所述電阻連接所述第二反相器的負輸入電源端和所述設備地，輸出端連接所述第二反相器的輸入端；所述第二反相器的正輸入電源端連接所述電源，負輸入電源端連接所述設備地，輸出端連接所述傳感器地端。

優(yōu)選地，所述第一反相器由第一nmos管、第一pmos管和第一電阻構成，所述第一nmos管和第一pmos管的柵極互相連接，構成第一反相器的輸入端，所述第一pmos管的源級作為第一反相器的正輸入電源端，所述第一nmos管的源級作為第一反相器的負輸入電源端，所述第一nmos管和第一pmos管的漏極通過所述第一電阻連接，所述第一nmos管和第一pmos管的漏級均可以作為第一反相器的輸出端；所述第二反相器由第二nmos管、第二pmos管和第二電阻構成，連接關系與所述第一反相器相同。

優(yōu)選地，所述高速晶體管開關由肖特基二極管、快恢復二極管、晶體三極管、場效應管和可控硅中的任意一種或至少兩種的組合構成。

優(yōu)選地，還包括一低壓差線性穩(wěn)壓器，所述低壓差線性穩(wěn)壓器連接于所述供電端和儲能電容之間。

本發(fā)明同時提出一種終端設備，所述終端設備包括一指紋識別傳感器，所述指紋識別傳感器包括：

傳感器單元，包括由多個電容感應單元組成的電容陣列，具有一輸出端、供電端和傳感器地端，所述輸出端輸出驅(qū)動信號；

轉(zhuǎn)換電路，連接所述終端設備的設備地以及所述傳感器單元的輸出端和傳感器地端，將所述驅(qū)動信號調(diào)制為調(diào)制信號后輸出至所述傳感器地端；

儲能電容，連接于所述供電端和所述傳感器地端之間，以穩(wěn)定所述傳感器單元的工作電壓；

高速晶體管開關，連接所述供電端，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換電路的狀態(tài)進行同步開關，以使所述供電端的電壓隨著所述調(diào)制信號的變化而變化；

電源，連接所述轉(zhuǎn)換電路以及通過所述高速晶體管開關連接所述傳感器單元的供電端，為所述轉(zhuǎn)換電路和傳感器單元供電。

本發(fā)明所提供的一種指紋識別傳感器，由高速晶體管開關和儲能電容構成傳感器單元的供電電路，由轉(zhuǎn)換電路對傳感器單元輸出的驅(qū)動信號進行調(diào)制后驅(qū)動傳感器單元的傳感器地端。由于傳感器單元的驅(qū)動信號被調(diào)制為調(diào)制信號，當手指按壓傳感器單元的電容感應單元時，調(diào)制信號通過它與手指之間的電容cx和人體與終端設備的設備地之間的電容形成回路，當cx變化時，傳感器單元的電容感應單元的測量電壓也隨之變化，從而可以獲得指紋圖像，實現(xiàn)了指紋識別。

由于本發(fā)明的指紋識別傳感器不需要驅(qū)動金屬環(huán)，因此無需在終端設備的表面開孔來安置驅(qū)動金屬環(huán)，所以不會影響終端設備的外觀設計，可以應用于不希望在屏幕上開孔的手機、平板等終端設備，擴大了指紋識別傳感器的應用范圍。

同時，終端設備對大地的電容cs與人體對大地的電容cm相串聯(lián)形成的等效電容，以及人體直接對終端設備的電容ch，它們對驅(qū)動信號的衰減影響將不復存在。相反地，這些電容越大，耦合越強，cx兩端電壓越大，指紋圖像效果就越清晰，因此提高了指紋識別效果。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術中指紋識別傳感器的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的指紋識別傳感器的電路結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例中轉(zhuǎn)換電路的電路連接示意圖；

圖4是本發(fā)明的指紋識別傳感器第一實施例的電路連接示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例中轉(zhuǎn)換電路工作過程時序圖；

圖6是本發(fā)明的指紋識別傳感器第二實施例的電路連接示意圖；

圖7是本發(fā)明的指紋識別傳感器第三實施例的電路連接示意圖；

圖8是本發(fā)明的指紋識別傳感器第四實施例的電路連接示意圖；

圖9是本發(fā)明的指紋識別傳感器應用于手機的示意圖。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的指紋識別傳感器為電容式指紋識別傳感器，可以應用于手機、平板電腦、掌上設備、智能穿戴設備、多媒體播放器、筆記本電腦、臺式電腦、門禁安防等終端設備。其中，指紋識別傳感器包括傳感器單元和調(diào)制電路，傳感器單元具有由多個電容感應單元組成的電容陣列、輸出端、供電端和傳感器地端，輸出端輸出驅(qū)動信號；調(diào)制電路連接終端設備的設備地、傳感器單元的輸出端、供電端和傳感器地端，將驅(qū)動信號調(diào)制為調(diào)制信號后輸出至傳感器地端，供電端的電壓隨著調(diào)制信號的變化而變化。

作為本發(fā)明的一個實施例，指紋識別傳感器如圖2所示，傳感器單元210，調(diào)制電路包括轉(zhuǎn)換電路230、儲能電容240、高速晶體管開關250和電源260。傳感器單元210具有一輸出端、供電端(sensorvdd，以下簡稱svdd)和一傳感器地端(sensorground，以下簡稱sgnd)，輸出端連接轉(zhuǎn)換電路230；轉(zhuǎn)換電路230連接終端設備的設備地(ground，以下簡稱gnd)和傳感器單元的sgnd；高速晶體管開關250連接傳感器單元210的svdd，高速晶體管250可以由肖特基二極管、快恢復二極管、晶體三極管、場效應管和可控硅中的任意一種或至少兩種的組合構成，包括單個構成、多個通過串聯(lián)或/和并聯(lián)的連接方式構成，或者多種通過串聯(lián)或/和并聯(lián)的連接方式構成；電源260連接轉(zhuǎn)換電路230，以及通過高速晶體管250開關連接傳感器單元210的svdd，為轉(zhuǎn)換電路230和傳感器單元210供電；儲能電容240連接于傳感器單元210的svdd和sgnd之間，以穩(wěn)定傳感器單元210的工作電壓。其中，高速晶體管開關250和儲能電容240構成了傳感器單元210的供電電路。

轉(zhuǎn)換電路230可以由晶體管、運算放大器、反相器、電平移位器和數(shù)字緩沖門中的任意一種或至少兩種的組合并配合電阻或/和電容構成。轉(zhuǎn)換電路230優(yōu)選如圖3所示，由兩反相器(231,232)和一電阻r3構成，兩反相器包括第一反相器231和第二反相器232。其中，第一反相器231的正輸入電源端連接傳感器單元210的svdd，負輸入電源端連接終端設備的gnd，輸入端連接傳感器單元210的輸出端以及通過電阻r3連接第二反相器232的負輸入電源端和終端設備的gnd，輸出端連接第二反相器232的輸入端；第二反相器232的正輸入電源端連接電源260，負輸入電源端連接終端設備的gnd，輸出端連接傳感器單元的sgnd。

其中，所述反相器優(yōu)選由兩個晶體管和一個電阻構成，其中晶體管為金屬氧化物半導體場效應晶體管(metaloxidsemiconductor，以下簡稱mos管),包括pmos管(positivechannelmetaloxidesemiconductor，p溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管)和nmos管(negativechannelmetaloxidesemiconductor，n溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管)。如圖3所示，pmos管(q1,q3)和nmos管(q2,q4)的柵極互相連接，構成反相器(231,232)的輸入端，pmos管(q1,q3)的源級作為反相器(231,232)的正輸入電源端，nmos管(q2,q4)的源級作為反相器(231,232)的負輸入電源端，pmos管(q1,q3)和nmos管(q2,q4)的漏極通過電阻(r1,r2)連接，pmos管(q1,q3)和nmos管(q2,q4)的漏級均可以作為反相器(231,232)的輸出端。

傳感器單元210包括驅(qū)動放大器220和由若干電容感應單元211組成的電容陣列，其中圖2中示意性的表示了其中任意一個電容感應單元211。驅(qū)動放大器220的輸出端作為傳感器單元的輸出端連接轉(zhuǎn)換電路230，驅(qū)動放大器220對傳感器單元210的驅(qū)動信號進行放大處理后輸出至轉(zhuǎn)換電路230，轉(zhuǎn)換電路230將驅(qū)動信號調(diào)制為調(diào)制信號后輸出至傳感器單元210的sgnd，高速晶體管開關250根據(jù)轉(zhuǎn)換電路230的狀態(tài)進行同步開關，以使傳感器單元210的svdd的電壓隨著調(diào)制信號的變化而變化。

終端設備對大地的電容cs與人體對大地的電容cm相串聯(lián)形成的等效電容，以及人體直接對終端設備的電容ch，會使人體與終端設備的gnd之間產(chǎn)生耦合，這種耦合不管在任何應用場景都始終存在。由于傳感器單元210的驅(qū)動信號被調(diào)制為調(diào)制信號，當手指按壓傳感器單元210的電容感應單元211時，調(diào)制信號通過它與手指之間的電容cx和人體與終端設備gnd之間的電容形成回路，當cx變化時，傳感器單元210的電容感應單元211的測量電壓也隨之變化，從而獲得指紋圖像。

如圖4所示為本發(fā)明的指紋識別傳感器具體應用的第一實施例。本實施例中傳感器單元集成于一傳感芯片，該傳感芯片包括一掃描模塊和串行外設接口(serialperipheralinterface，spi)模塊，掃描模塊輸出驅(qū)動信號以對電容陣列進行掃描，spi模塊提供spi接口，為傳感芯片的通信接口，與終端設備的主控模塊的通信接口連接，以通過該通信接口與主控模塊進行通信，如傳感芯片向主控模塊發(fā)送指紋圖像數(shù)據(jù)，主控模塊向傳感芯片發(fā)送控制命令等。通信接口除了spi接口外，還可以是i2c(inter-inegratedcircuit)接口和其他串/并行接口等。

轉(zhuǎn)換電路230如圖3所示，由四個晶體管和三個電阻構成。其中，晶體管為mos管,包括pmos管q1和q3，以及nmos管q2和q4，電阻包括r1、r2和r3。

結合參見圖4和圖5，轉(zhuǎn)換電路的工作原理如下：

傳感芯片對電容陣列進行掃描并讀取不同電容感應單元的電壓，掃描方式由掃描模塊(scanblock)控制，掃描模塊輸出驅(qū)動信號tx，驅(qū)動信號tx是高頻交流信號，可以是正弦波、方波、三角波等，在本實例中，驅(qū)動信號tx為方波信號，頻率800khz，當然也可以是其它頻率值。驅(qū)動信號tx經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路230調(diào)制到sgnd，調(diào)制信號的峰峰值取決于供電電源260的大小，在本實施例近似等于輸入電壓2.8v，當然也可以是其它電壓值。

傳感芯片在調(diào)制空閑間隔時驅(qū)動信號tx是低電平sgnd，驅(qū)動信號tx和svdd壓差接近2.8v，pmos管q1導通，r1阻值遠大于pmos管q1、nmos管q2的導通內(nèi)阻，由于電阻r1的存在，無論nmos管q2導通或截止，節(jié)點tx_s電壓都被拉高至svdd，然后tx_s的svdd電壓將使nmos管q4導通，pmos管q3截止，此時nmos管q4將sgnd連接到gnd，然后使驅(qū)動信號tx維持gnd電壓，從而nmos管q2截止，pmos管q1、pmos管q3、nmos管q4的狀態(tài)保持不變，sgnd的電壓維持在gnd穩(wěn)定不變，如圖5的波形中階段1(stage1)所示。

當驅(qū)動信號tx變?yōu)楦唠娖綍r，驅(qū)動信號tx和svdd電壓近似相等。此時，pmos管q1截止，nmos管q2導通，節(jié)點tx_s電壓都被拉低至gnd，然后tx_s的低電壓將使pmos管q3導通，nmos管q4截止，此時pmos管q3將sgnd強制拉高到2.8v。由于儲能電容240兩端電壓不能突變，近似保持為2.8v，因此svdd電壓將被強制“泵”到大約5.6v，高速晶體管開關250由于反向偏置而自然關斷。svdd電壓變?yōu)?.6v之后，驅(qū)動信號tx和svdd電壓近似相等，因此驅(qū)動信號tx電壓近似為5.6v，mos管q1-q4的狀態(tài)維持不變，sgnd電壓維持2.8v穩(wěn)定不變，如圖5的波形中階段2(stage2)所示。

當驅(qū)動信號tx由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，驅(qū)動信號tx和sgnd電壓近似相等約為2.8v，此時svdd電壓為5.6v，pmos管q1、nmos管q2將同時導通，由于電阻r1，tx_s電壓近似為svdd，令nmos管q4導通、pmos管q1截止，sgnd連通gnd，之后將重復階段1的過程。驅(qū)動信號tx由高電平變?yōu)榈碗娖降倪^程，如圖5的波形中階段3(stage3)所示。

上述即為轉(zhuǎn)換電路的工作過程，傳感芯片的sgnd將被調(diào)制到和驅(qū)動信號tx同頻率同相位的方波波形，調(diào)制信號的電壓等于電源260供電電壓。

傳感芯片獲得指紋圖像數(shù)據(jù)后，需要將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端設備的主控模塊，主控模塊進行數(shù)據(jù)處理并識別指紋對象，本實例是采用spi接口連接指紋傳感器芯片和主控模塊，通信接口有多種方式實現(xiàn)，不局限于本實例的spi接口。

轉(zhuǎn)換電路230將sgnd調(diào)制為交流方波信號時，spi接口的信號也同時被調(diào)制，被調(diào)制的spi信號無法直接被主控模塊的spi模塊識別，導致通信異常。但是，由于傳感芯片并不是連續(xù)不間斷的掃描電容陣列，不同的電容感應單元的掃描之間存在時間間隔，大部分情況下這個間隔時間足夠大，以至于可以直接利用這個時間間隔進行數(shù)據(jù)傳輸。因此，只需要在這個掃描時間間隔內(nèi)，即調(diào)制空閑間隔時，傳感芯片內(nèi)部的掃描模塊輸出低電平驅(qū)動信號，使得sgnd和gnd的電平近似相等，這時傳感芯片內(nèi)部的spi模塊就能和主控模塊的spi模塊正常通信。

進一步地，指紋識別傳感器還包括一電阻陣列270，傳感芯片通過該電阻陣列270與主控模塊連接，電阻陣列270中的電阻可以是串聯(lián)電阻、上下拉電阻、上下拉tvs管等。當傳感芯片的sgnd被調(diào)制為交流方波時，在通信線上的電壓可能為高壓(本實例為5.6v，相對于2.8v為高壓)，這可能會對通信接口造成潛在傷害，電阻陣列270則可以避免這個問題，其電阻值約為20～2000歐姆，視實際情況而定。

在某些實施例中，電阻陣列270也可以省略，傳感芯片直接通過導線與主控模塊連接，此時在轉(zhuǎn)換電路230調(diào)制驅(qū)動信號時(即sgnd的信號被調(diào)制為方波信號時)，保持通信接口(如本實施例中的spi接口)為低電平，則通信線上最高電壓僅2.8v，避免了上述問題。

進一步地，電源260通過一可控的電源開關280與傳感芯片連接，主控模塊控制電源開關280的開斷(開通或斷開)，進而控制轉(zhuǎn)換電路230和傳感芯片的電源供電，當傳感芯片在調(diào)制空閑時關閉或斷開電源開關280，降低系統(tǒng)功耗。同時，由于傳感芯片的sgnd被調(diào)制為交流方波時，傳感芯片的復位rst引腳也被調(diào)制而導致外部復位異常，此時可以通過控制電源開關280，讓傳感芯片重新上電而實現(xiàn)復位。電源開關280可以由晶體三極管或/和場效應管構成，可以是單個也可以由多個組合構成，例如可以由pmos管構成。

進一步地，還可以在傳感芯片的svdd和儲能電容之間連接一低壓差線性穩(wěn)壓器，以提高傳感芯片供電的穩(wěn)定性。

圖6所示為本發(fā)明的指紋識別傳感器的第二實施例，本實施例與第一實施例的區(qū)別是，傳感芯片通過中繼模塊(relayblock)連接終端設備的主控模塊。中繼模塊具有spi-a和spi-b兩個spi接口，其中spi-a接口與傳感芯片的spi接口連接，spi-b接口與中控模塊的spi接口連接(當然也可以通過其它通信接口連接)。中繼模塊通過spi-a接口接收傳感芯片發(fā)送的數(shù)據(jù)并緩存，主控模塊通過中繼模塊的spi-b接口獲取數(shù)據(jù)，例如，中繼模塊根據(jù)主控模塊的命令，通過spi-b接口將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控模塊。同時，中繼模塊還接收主控模塊的命令，并根據(jù)主控命令對傳感芯片進行控制。

圖4所示的第一實施例中，主控模塊需要在電容陣列的掃描時間間隔內(nèi)(即調(diào)整空閑間隔時)及時接收傳感芯片的數(shù)據(jù)并處理，而掃描時間間隔可能不到1ms，對大部分主控系統(tǒng)，這個實時性要求太高難以實現(xiàn)，限制了實用范圍。在本實例中，中繼模塊由mcu(microcontrolunit，微控制單元)構成，mcu具備兩組獨立的spi通信接口spi-a和spi-b。mcu控制spi-a接口在調(diào)整空閑間隔時接收傳感芯片的數(shù)據(jù)并緩存，在主控模塊空閑時根據(jù)主控模塊的命令將數(shù)據(jù)通過spi-b接口傳輸?shù)街骺啬K，這就大大降低了主控模塊的實時性要求，提高了實用范圍。mcu同時負責轉(zhuǎn)發(fā)主控模塊對傳感芯片的命令，并控制sw信號。此外，中繼模塊也可以由mcu、fpga(field－programmablegatearray，現(xiàn)場可編程門陣列)、flash(閃存)和fifo(firstinfirstout，先入先出緩存器)中的任意一種或至少兩種的組合所構成。

在存在中繼模塊的實施例中，可以由主控模塊或中繼模塊來控制電源開關280的開斷。

圖7所示為本發(fā)明的指紋識別傳感器的第三實施例，本實施例與第二實施例的區(qū)別是，將轉(zhuǎn)換電路230、高速晶體管開關250、電源開關280和中繼模塊集成于同一芯片，則指紋識別系統(tǒng)主要由兩顆芯片組成，芯片的外圍電路更簡潔，以適應對小尺寸終端設備的需求。

圖8所示為本發(fā)明的指紋識別傳感器的第四實施例，本實施例將中繼模塊和傳感器單元一起集成于傳感芯片，從而可以進一步減小指紋識別系統(tǒng)的尺寸，以適應對小尺寸終端設備的需求。

本發(fā)明的指紋識別傳感器，不需要驅(qū)動金屬環(huán)便可正常工作，因此無需在終端設備的表面開孔，只需將傳感器安裝于設備絕緣蓋板下的某一區(qū)域，實現(xiàn)了隱藏式指紋傳感器技術(invisiblefingerprintsensor，簡稱ifs技術)。如圖9顯示了ifs技術應用于智能手機的應用場景，智能手機包括一顯示屏蓋板10，中央部分為屏幕顯示區(qū)域20，指紋識別傳感器30則“隱藏”于顯示屏蓋板10下面，無需在顯示屏蓋板10上開孔來安置驅(qū)動金屬環(huán)，因此對顯示屏蓋板10的外觀設計影響很小，能實現(xiàn)完整鏡面的屏幕效果。

另外，終端設備對大地的電容cs與人體對大地的電容cm相串聯(lián)形成的等效電容，以及人體直接對終端設備的電容ch，它們對驅(qū)動信號的衰減影響將不復存在。相反地，這些電容越大，耦合越強，cx兩端電壓越大，指紋圖像效果就越清晰。從而解決了設備金屬殼衰減驅(qū)動信號，造成指紋信號清晰度下降的問題。

本發(fā)明同時提出一種終端設備，所述終端設備包括一指紋識別傳感器，所述指紋識別傳感器包括傳感器單元、轉(zhuǎn)換電路、儲能電容、高速晶體管開關和電源。傳感器單元具有一輸出端、供電端和傳感器地端，輸出端輸出驅(qū)動信號；轉(zhuǎn)換電路連接終端設備的設備地以及傳感器單元的輸出端和傳感器地端，將驅(qū)動信號調(diào)制為調(diào)制信號后輸出至傳感器地端；儲能電容連接于供電端和傳感器地端之間，以穩(wěn)定傳感器單元的工作電壓；高速晶體管開關連接供電端，根據(jù)轉(zhuǎn)換電路的狀態(tài)進行同步開關，以使供電端的電壓隨著調(diào)制信號的變化而變化；電源連接轉(zhuǎn)換電路以及通過高速晶體管開關連接傳感器單元的供電端，為轉(zhuǎn)換電路和傳感器單元供電。本實施例中所描述的指紋識別傳感器為本發(fā)明中上述實施例所涉及的指紋識別傳感器，在此不再贅述。

本發(fā)明的終端設備，采用上述指紋識別傳感器后，無需在表面開孔來安置驅(qū)動金屬環(huán)，所以不會影響外觀設計。同時，終端設備對大地的電容cs與人體對大地的電容cm相串聯(lián)形成的等效電容，以及人體直接對終端設備的電容ch，它們對驅(qū)動信號的衰減影響將不復存在。相反地，這些電容越大，耦合越強，cx兩端電壓越大，指紋圖像效果就越清晰，因此提高了指紋識別效果。

以上參照附圖說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此局限本發(fā)明的權利范圍。本領域技術人員不脫離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)，可以有多種變型方案實現(xiàn)本發(fā)明，比如作為一個實施例的特征可用于另一實施例而得到又一實施例。凡在運用本發(fā)明的技術構思之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進，均應在本發(fā)明的權利范圍之內(nèi)。