[发明专利]指纹感测器的感测方法及电路

说明书

技术领域

本发明关于一种指纹感测器，尤指一种指纹感测器的感测方法及电路。

背景技术

现有投射式电容指纹感测电路检测电极板与手指间的平板电容。如图11所示，电极板PA～PD分别与手指F形成四个平板电容，感测电路50测量这些平板电容，并分别输出电压信号V_OA～V_OD，这些电压信号V_OA～V_OD被用来识别电极板PA～PD上方的指纹。

感测电路50耦接该四个电极板PA～PD。电极板PA～PD之间存在有边际电容。由于边际电容随指纹深浅的大小变化的特性与平板电容相反，因此测量电容时所获得电压信号V_OA会变小，故有必要进一步改良之。

发明内容

有鉴于上述现有技术的缺陷，本发明主要目的是提供一种指纹感测器的感测方法及电路，可改善待测量电极板与其他导体之间的边际电容影响待测量电极板的检测。

欲达上述目的所使用的主要技术手段，是令该指纹感测器的感测方法用以感测一指纹感测器中的一待测量电极板，该感测方法包含：

(a)于第一时相，将一第一电压施加至该待测量电极板以及一邻近于该待测量电极板的导体，并设定一感测电容的电压，其中该感测电容耦接在一运算放大器的一第一输入端与输出端之间，在该第一时相下，该待测量电极板不连接该运算放大器的第一输入端；以及

(b)于第二时相，停止施加该第一电压至该待测量电极板与该导体，将一第二电压施加至该导体与该运算放大器的一第二输入端，并将该待测量电极板连接至该第一输入端，以使该感测电容的电压发生变化。

欲达上述目的所使用的主要技术手段，本发明的感测电路包含：

一第一运算放大器，包含有一第一输入端、一第二输入端及一输出端；

一第一感测电容，耦接于该第一运算放大器的该第一输入端与该输出端之间；

一第一切换单元，其一端连接该待测量电极板，另一端连接一第一电压；

一第二切换单元，耦接在该待测量电极板与该第一运算放大器的该第一输入端之间；

一第三切换单元，耦接在该第一运算放大器的该输出端与该第一输入端之间；

一第四切换单元，其一端连接一导体，另一端连接该第一电压；以及

一第五切换单元，其一端连接该导体，另一端连接一第二电压；

其中：

在第一时相，该第二切换单元与该第五切换单元打开，该第一切换单元闭合，使得该待测量电极板连接至该第一电压，该第四切换单元闭合，使得该导体连接至该第一电压，该第三切换单元闭合；

在第二时相，该第一，第三与第四切换单元打开，第五切换单元闭合，该第一运算放大器的该第二输入端与该导体连接该第二电压，该第二切换单元闭合，使得该待测量电极板连接至该第一运算放大器的第一输入端。

上述本发明指纹感测器的感测方法及电路将该待测量电极板以外的全部或一部份导体，在第一时相及第二时相下分别耦接至不同电压，以消除边际电容的影响。

附图说明

图1：本发明指纹感测器的第一实施例的部份结构示意图。

图2：图1感测电路的电路图。

图3A及3B：图2于第一及第二时相的电路动作图。

图3C：在图3A第一时相与图3B第二时相中各个切换单元的状态以及各个节点的电压变化的波形图。

图4：本发明指纹感测器的第二实施例的部份剖面结构示意图。

图5A及5B：应用于图4的感测电路的电路动作图。

图5C：在图5A第一时相与图5B第二时相时各个切换单元的状态以及各个节点的电压变化的波形图。

图6说明一既有指纹感测器的静电防护结构示意图。

图7：图6感测电路的电路图。

图8A及8B：图7于第一及第二时相的电路动作图。

图8C：在图8A第一时相与图8B第二时相时各个切换单元的状态以及各个节点的电压变化的波形图。

图9A：本发明指纹感测器的第三实施例的部份结构示意图。

图9B：图9A在第一时相与第二时相时各个切换单元的状态以及各个节点的电压变化的波形图。

图10A：本发明指纹感测器的第四实施例的部份结构示意图。

图10B：图10A在第一时相与第二时相时各个切换单元的状态以及各个节点的电压变化的波形图。

图11：既有指纹感测器的部份结构示意图。

其中，附图标记：