[发明专利]一种电容传感器的灵敏度提高方法

说明书

本发明一种电容传感器的灵敏度提高方法，所述方法为：在充电时钟相位下：开关一SW1和开关三SW3闭合、开关二SW2断开，此时，顶部金属板连通至高电平VDD，次顶部金属层连接至接地端VSS放电；在共享时钟相位下：开关一SW1和开关三SW3断开、开关二SW2闭合，屏蔽金属层的电压通过电压缓冲器跟随金属层和屏蔽金属层的电压，从而消除金属层和屏蔽金属层之间的寄生电容Cparasitic，提高了灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种灵敏度提高方法，尤其是涉及一种用于提高电容传感器(如电容式指纹传感器)灵敏度的方法。

背景技术

目前，电容传感器是常用的传感设备之一，如电容式指纹传感器已广泛应用于智能手机。电容式指纹传感器由指纹的山脊和山谷构成感应电容，电容式指纹传感器由一个或多个含有一系列传感单元的半导体芯片构成，通常这些传感单元为微小的金属板；传感单元内的金属板的尺寸比手指上指纹上山脊的宽度小，每个金属板检测到其与相对应的指纹的山脊或山谷之间的电容大小各不相同。然后，传感单元将检测到的电容转换为电压信号，经过信号处理和数字化后，生成一个代码来表示指纹的像素。

但是，由于智能手机显示器层叠厚度大，对提高电容式传感器的灵敏度带来了极大的难度；这是由于：难以提高灵敏度的一个主要因素为传感单元本身的寄生电容，在实际应用中，寄生电容远高于指纹电容。尤其是在智能手机显示器屏幕厚度增加的情况下，进一步加大了指纹电容检测的难度。为此，亟需一种能够提高电容传感器检测精度的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种电容传感器的灵敏度提高方法，其能够有效的提高电容传感器的检测精度。

本发明的目的是这样实现的：

一种电容传感器的灵敏度提高方法，所述方法基于一种传感单元，该传感单元包含有由上至下的顶部金属层、次顶部金属层和屏蔽金属层、以及位于三层金属层下的电压缓冲器，开关一SW1、开关二SW2、开关三SW3位于三层金属层下，且开关一SW1的两端分别连接于高电平VDD和顶部金属层之间，开关二SW2的两端分别与顶部金属层和次顶部金属层相连接，开关三SW3的一端与次顶部金属层相连接、另一端连接至接地端VSS；次顶部金属层经电压缓冲器输出电信号；屏蔽金属层连接至电压缓冲器的输出端；

所述提高方法为：

在充电时钟相位下：开关一SW1和开关三SW3闭合、开关二SW2断开，此时，顶部金属板连通至高电平VDD，次顶部金属层连接至接地端VSS放电；

在共享时钟相位下：开关一SW1和开关三SW3断开、开关二SW2闭合；此时，顶部金属层和金属层短接在一起，电压重新分配，该电压分配取决于顶部金属层和指纹之间的指纹电容Cfinger、与金属层和屏蔽金属层之间的寄生电容Cparasitic的比值，输出电压Vout＝[Cfinger/(Cfinger+Cparasitic)]*Vdd，屏蔽金属层的电压通过电压缓冲器跟随VS节点的电压，从而降低寄生电容Cparasitic的等效电容值，使得寄生电容对Vout的影响减小，提高灵敏度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过连接电压缓冲器与屏蔽金属层，从而消除寄生电容，极大的提高了传感器的灵敏度。

附图说明

图1为常规的电容传感器的构成示意图。

图2为本发明的电容传感器的构成示意图。

具体实施方式