[实用新型]指纹传感器和终端设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及指纹识别技术领域，具体涉及一种指纹传感器和终端设备。

背景技术

在指纹传感器中，通过检测手指表面与指纹传感器的感应芯片形成的微小电容来实现对指纹的检测。具体地，可以通过外部金属框发射激励信号，并在指纹传感器内部接收，以实现对指纹的检测；也可以通过指纹传感器内部发射激励，使感应芯片与手指形成检测电容，以实现对指纹的检测。

当通过检测电容来实现对指纹的检测时，指纹分布于手指表面，指纹传感器通常呈现面板状且其表面分布着阵列式感应单元，当手指置于感应单元上时，感应单元实现对指纹的检测。

然而，通常情况下，手指与感应芯片之间形成的电容很小，因此上述技术中存在如下不足：

1、发射电压受限。由于发射电压受供电电压和指纹传感器本身器件工作范围的影响，发射电压受到很大制约，发射电压越小，指纹检测到的信号越微弱，影响检测精度；

2、易受噪声干扰。指纹传感器通常有较大的表面积，以充分采集手指表面分布的指纹，但较大的表面积易导致指纹传感器较大的噪声和制造工艺上的误差，导致芯片性能下降；

3、封装厚度受限。更厚的封装是指纹传感器的发展方向，更厚的封装需要更高的发射电压与更低的噪声。

同时，指纹感应单元之间会产生寄生电容，在进行指纹检测时，寄生电容相互干扰影响指纹检测精度。图1为现有的指纹感应单元的检测模式示意图，当一感应单元11进行指纹检测时，其周围感应单元处于关闭状态。相邻感应单元的干扰如图2所示，图2中各感应单元发射激励(1-9)的时序如图3所示，图2中a为指纹感应单元阵列，感应单元b进行指纹检测时，其相邻感应单元c处于关闭状态，b与c之间的寄生电容Cp对b产生干扰，降低了指纹检测的精度。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种指纹传感器。该指纹传感器能够提高指纹检测精度，进而能够提高指纹识别率，且对封装厚度要求低，适用性好。

本实用新型的第二个目的在于提出一种终端设备。

为达到上述目的，本实用新型第一方面提出了一种指纹传感器，包括：感应芯片，所述感应芯片包括感应单元阵列、第一接地端和用于提供第一激励信号的第一激励信号源，其中，所述感应单元包括：检测电极，所述检测电极用于与用户手指之间形成检测电容；电容检测电路，所述电容检测电路分别与所述第一激励信号源、所述检测电极和所述第一接地端相连，用于根据所述检测电容、所述第一激励信号和第二激励信号生成检测电压；第二激励信号源，所述第二激励信号源与所述第一接地端相连，用于提供所述第二激励信号，且所述第二激励信号和所述第一激励信号同步。

本实用新型的指纹传感器，通过第一激励信号和第二激励信号叠加完成激励信号发射，提高了信噪比，提高指纹检测精度，进而能够提高指纹识别率，且对封装厚度要求低，适用性好。

另外，根据本实用新型上述的指纹传感器还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述感应单元阵列的所有感应单元同步地被所述第一激励信号和第二激励信号激励。

在一些示例中，指纹传感器还包括选通单元，所述感应单元阵列包括测量感应单元和待测感应单元，所述测量感应单元和待测感应单元同步地被所述第一激励信号和第二激励信号激励，通过所述选通单元选中测量感应单元并输出相应的检测电压。

在一些示例中，所述第二激励信号和所述第一激励信号同相或反相。

在一些示例中，所述电容检测电路包括：运算放大器，所述运算放大器包括第一输入端、第二输入端、第二接地端和输出端，所述第二接地端与所述第二激励信号源相连；反馈电路，所述反馈电路的一端与所述运算放大器的第二输入端相连，所述反馈电路的另一端与所述运算放大器的输出端相连。

在一些示例中，所述反馈电路包括：基准电容，所述基准电容的一端与所述运算放大器的第二输入端相连，另一端与所述运算放大器的输出端相连，其中，所述第二输入端为所述运算放大器的负输入端；第一开关，所述第一开关与所述基准电容并联。

在一些示例中，所述运算放大器的第一输入端与所述第一激励信号源相连，所述运算放大器的第二输入端与所述检测电极相连。

在一些示例中，所述检测电压的变化量用如下公式表示：