指纹传感器及电子终端制造技术

技术编号:15529792 阅读:51 留言:0更新日期:2017-06-04 17:03
本申请实施例提供一种指纹传感器及电子终端,指纹传感器包括:指纹感应芯片和浮地控制电路,指纹感应芯片包括具有多个感应电极的传感器阵列和驱动器;传感器阵列的感应电极用于与手指之间形成指纹电容;驱动器用于向浮地控制电路输出驱动信号;指纹感应芯片具有传感器供电端以及传感器地,传感器供电端以及传感器地连接到浮地控制电路,分别用于接收浮地控制电路输出的高电势和低电势;浮地控制电路输出的高电势和低电势关于设备参考电势是可变的,且浮地控制电路输出的高电势和低电势基本同步变化来维持一个基本恒定的供电电压并提供给指纹感应芯片,提高了指纹图像的信噪比,克服了现有技术中盖板的存在最终导致指纹图像的信噪比较低的缺陷。

Fingerprint sensor and electronic terminal

The embodiment of the present invention provides a fingerprint sensor and electronic terminal, fingerprint sensor includes a fingerprint sensor chip and floating control circuit, the fingerprint sensor chip includes a sensor array and a driver is provided with a plurality of sensing electrode; induction electrode sensor array for capacitor is formed between the fingers and the fingerprint; used to drive the floating control circuit outputs a driving signal; fingerprint sensor chip has the sensor power supply terminal and sensor, sensor and sensor power supply terminal connected to the floating control circuit respectively for receiving floating control circuit outputs high potential and low potential; floating control circuit outputs high potential and low potential on the equipment reference potential is variable, and floating control circuit the output of the high potential and low potential changes of basic supply voltage to maintain a substantially constant and provide The fingerprint sensing chip improves the signal to noise ratio of the fingerprint image, and overcomes the defects that the cover plate of the prior art leads to the low signal-to-noise ratio of the fingerprint image.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】指纹传感器及电子终端
本申请实施例涉及生物特征识别领域,尤其涉及一种指纹传感器及电子终端。
技术介绍
由于指纹具有终身不变性、唯一性和方便性,因此可以提供更高级别的身份安全认证。而在该身份安全认证时,通常通过指纹传感器作为实现指纹自动采集的器件。指纹传感器分为光学指纹传感器、半导体电容传感器、半导体热敏传感器、半导体压感传感器、超声波传感器和射频RF传感器等。以半导体电容传感器为例,在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上,手指贴在其上与其构成了电容的另一个极板。由于手指平面凸凹不平,凸点处对应脊,凹点处对应谷,凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小不同,进行形成电容数值不同的电容,设备根据这个原理将采集到的不同的电容数值汇总,从而完成了指纹的采集。但是,在将上述指纹传感器应用于实际产品中时,通常需要在指纹传感器表面增加一层盖板。但是,由于盖板的存在,使得手指与指纹传感器之间的有效距离加长,导致可用来检测到的不同指纹区域的脊和谷的电信号之间差异较小,最终导致指纹检测图像信噪比(SNR,Signal-NoiseRatio)较低。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种指纹传感器及电子终端,用以至少解决现有技术中的上述问题。为实现本申请实施例的目的,本申请实施例提供了一种指纹传感器,其包括:指纹感应芯片和浮地控制电路,所述指纹感应芯片包括具有多个感应电极的传感器阵列和驱动器;所述传感器阵列的感应电极用于与手指之间形成指纹电容;所述驱动器用于向所述浮地控制电路输出驱动信号;所述指纹感应芯片具有传感器供电端以及传感器地,所述传感器供电端以及传感器地连接到所述浮地控制电路,分别用于接收所述浮地控制电路输出的高电势和低电势;所述浮地控制电路包括开关电路,所述浮地控制电路用于根据所述驱动信号控制所述开关电路的开关通断状态以使输出的高电势和低电势关于设备参考电势是可变的,且所述浮地控制电路输出的高电势和低电势基本同步变化来维持一个基本恒定的供电电压并提供给所述指纹感应芯片。可选地,在本申请一实施例中,所述浮地控制电路包括升压电路和储能电容,所述升压电路连接到供电电源,用于将所述供电电源输出的电源电压行升压处理并产生高压信号以提供给所述传感器地;所述储能电容连接在所述传感器供电端和所述传感器地之间,用于使得提供给所述供电输入端的高电势与所述传感器地的低电势维持基本同步变化的状态,从而为所述指纹感应芯片提供所述基本恒定的供电电压。可选地,在本申请一实施例中,所述开关电路一方面连接在所述供电电源和所述传感器供电端之间,且另一方面连接在所述升压电路和所述传感器地,所述开关电路通过开关通断状态切换将所述供电电源输出的电源电压周期性地输出给所述传感器供电端,且还通过开关通断状态切换将所述升压电路输出的高压信号周期性地提供给所述传感器地,以实现高压浮动的所述传感器地。可选地,在本申请一实施例中,所述开关电路包括多个开关,所述驱动信号通过转换处理生成多个控制信号,分别控制所述多个开关的通断状态,以使得提供所述传感器地的低电势和提供给所述传感器供电端的高电势基本同步地发生变化。可选地,在本申请一实施例中,所述开关电路包括第一开关、第二开关以及第三开关;所述第一开关设置在所述供电电源与所述传感器供电端之间,所述第二开关设置在所述升压电路和所述传感器地之间,所述第三开关设置在设备地和所述传感器地之间;所述驱动信号通过转换处理生成第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号,分别控制所述第一开关、第二开关、第三开关的通断状态。可选地,在本申请一实施例中,所述第一控制信号和所述第三控制信号控制所述第一开关和第三开关的同步通断,而所述第二控制信号控制所述第二开关的通断状态与所述第三开关相反,以使得提供给所述传感器地的低电势相对于设备地是变化的,且提供给所述传感器供电源的高电势与所述低电势是基本同步变化的。可选地,在本申请一实施例中,所述指纹感应芯片还包括驱动信号源,所述驱动信号源生成驱动信号并通过所述驱动器输出至所述浮地控制电路。可选地,在本申请一实施例中,所述浮地控制电路包括开关电路、升压电路、时序驱动模块和储能电容,所述升压电路连接到供电电源,用于将所述供电电源输出的电源电压行升压处理并产生高压信号以提供给所述传感器地;所述时序驱动模块连接在所述驱动器和所述开关电路之间,用于接收所述驱动信号并对所述驱动信号进行转换处理生成多个控制信号,以根据所述多个控制信号分别控制所述开关电路的多个开关的通断状态,以使得提供给所述传感器地的低电势相对于设备参考电势浮动变化;所述储能电容连接在所述传感器供电端和所述传感器地之间,用于使得提供给所述供电输入端的高电势与所述传感器地的低电势维持基本同步变化的状态,从而为所述指纹感应芯片提供所述基本恒定的供电电压。可选地,在本申请一实施例中,所述升压电路包括:电感、开关管、二极管、滤波电容、PWM控制器,所述PWM控制器用于产生脉宽调制信号并输出给所述开关管以控制所述开关管的开关状态;所述开关管为MOS晶体管,其栅极连接到所述PWM控制器,且其源极连接到设备地;所述开关管的漏极一方面通过所述电感连接到供电电源,且另一方面连接到所述二极管的正极;所述二极管的负极作为所述升压电路的输出端并连接到所述开关电路,并通过所述滤波电容连接到设备地。可选地,在本申请一实施例中,所述开关电路包括第一开关、第二开关和第三开关,其中所述时序驱动模块通过时序转换处理将所述驱动信号转换为所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号,并分别通过不同的控制端口输出以控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的通断状态。可选地,在本申请一实施例中,所述浮地控制电路还包括自举驱动电路,用于接收所述时序驱动模块输出的第一控制信号,并根据所述第一控制信号驱动所述第一开关从而控制其通断状态。可选地,在本申请一实施例中,所述第一开关为第一NMOS晶体管,所述自举驱动电路连接到所述第一NMOS晶体管的栅极,用于接收所述时序驱动模块输出的第一控制信号,并根据所述第一控制信号驱动所述第一NMOS晶体管从而控制其通断状态,所述第一NMOS晶体管的源极连接到所述供电电源,并接收所述供电电源提供的供电电压,所述第一NMOS晶体管的漏极连接到所述指纹感应芯片的传感器供电端。可选地,在本申请一实施例中,所述自举驱动电路包括:二极管、第二储能电容、放大器,所述二极管设置在所述第一NMOS晶体管的源极和门极之间,所述第二储能电容一端与所述第一NMOS晶体管的门极连接,所述第二储能电容的另一端与所述放大器的输出端连接,所述放大器的输入端与所述第一控制信号连接。可选地,在本申请一实施例中,所述第一开关为PMOS晶体管,所述PMOS管的漏极连接到供电电源以接收电源电压,所述PMOS管的源极与所述传感器供电端连接。可选地,在本申请一实施例中,所述第二开关为第二NMOS晶体管,所述第二NMOS晶体管的栅极连接到所述时序驱动模块并接收所述时序驱动模块输出的第二控制信号;所述第二NMOS晶体管的源极连接到所述指纹感应芯片的传感器地SGND,且所述第二NMOS晶体管的漏极连接到所述升压电路的输出端,以接收所述升压电路输出的高压信号。可选地,在本申请一实施例中,所述第三本文档来自技高网...
指纹传感器及电子终端

【技术保护点】
一种指纹传感器,其特征在于,包括:指纹感应芯片和浮地控制电路,所述指纹感应芯片包括具有多个感应电极的传感器阵列和驱动器;所述传感器阵列的感应电极用于与手指之间形成指纹电容;所述驱动器用于向所述浮地控制电路输出驱动信号;所述指纹感应芯片具有传感器供电端以及传感器地,所述传感器供电端以及传感器地连接到所述浮地控制电路,分别用于接收所述浮地控制电路输出的高电势和低电势;所述浮地控制电路包括开关电路,所述浮地控制电路用于根据所述驱动信号控制所述开关电路的开关通断状态以使输出的高电势和低电势关于设备参考电势是可变的,且所述浮地控制电路输出的高电势和低电势基本同步变化来维持一个基本恒定的供电电压并提供给所述指纹感应芯片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种指纹传感器,其特征在于,包括:指纹感应芯片和浮地控制电路,所述指纹感应芯片包括具有多个感应电极的传感器阵列和驱动器;所述传感器阵列的感应电极用于与手指之间形成指纹电容;所述驱动器用于向所述浮地控制电路输出驱动信号;所述指纹感应芯片具有传感器供电端以及传感器地,所述传感器供电端以及传感器地连接到所述浮地控制电路,分别用于接收所述浮地控制电路输出的高电势和低电势;所述浮地控制电路包括开关电路,所述浮地控制电路用于根据所述驱动信号控制所述开关电路的开关通断状态以使输出的高电势和低电势关于设备参考电势是可变的,且所述浮地控制电路输出的高电势和低电势基本同步变化来维持一个基本恒定的供电电压并提供给所述指纹感应芯片。2.根据权利要求1所述的指纹传感器,其特征在于,所述浮地控制电路包括升压电路和储能电容,所述升压电路连接到供电电源,用于将所述供电电源输出的电源电压行升压处理并产生高压信号以提供给所述传感器地;所述储能电容连接在所述传感器供电端和所述传感器地之间,用于使得提供给所述供电输入端的高电势与所述传感器地的低电势维持基本同步变化的状态,从而为所述指纹感应芯片提供所述基本恒定的供电电压。3.根据要求2所述的指纹传感器,其特征在于,所述开关电路一方面连接在所述供电电源和所述传感器供电端之间,且另一方面连接在所述升压电路和所述传感器地,所述开关电路通过开关通断状态切换将所述供电电源输出的电源电压周期性地输出给所述传感器供电端,且还通过开关通断状态切换将所述升压电路输出的高压信号周期性地提供给所述传感器地,以实现高压浮动的所述传感器地。4.根据权利要求2所述的指纹传感器,其特征在于,所述开关电路包括多个开关,所述驱动信号通过转换处理生成多个控制信号,分别控制所述多个开关的通断状态,以使得提供所述传感器地的低电势和提供给所述传感器供电端的高电势基本同步地发生变化。5.根据权利要求4所述的指纹传感器,其特征在于,所述开关电路包括第一开关、第二开关以及第三开关;所述第一开关设置在所述供电电源与所述传感器供电端之间,所述第二开关设置在所述升压电路和所述传感器地之间,所述第三开关设置在设备地和所述传感器地之间;所述驱动信号通过转换处理生成第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号,分别控制所述第一开关、第二开关、第三开关的通断状态。6.根据权利要求5所述的指纹传感器,其特征在于,所述第一控制信号和所述第三控制信号控制所述第一开关和第三开关的同步通断,而所述第二控制信号控制所述第二开关的通断状态与所述第三开关相反,以使得提供给所述传感器地的低电势相对于设备地是变化的,且提供给所述传感器供电源的高电势与所述低电势是基本同步变化的。7.根据权利要求1所述的指纹传感器,其特征在于,所述指纹感应芯片还包括驱动信号源,所述驱动信号源生成驱动信号并通过所述驱动器输出至所述浮地控制电路。8.根据权利要求1所述的指纹传感器,其特征在于,所述浮地控制电路包括开关电路、升压电路、时序驱动模块和储能电容,所述升压电路连接到供电电源,用于将所述供电电源输出的电源电压行升压处理并产生高压信号以提供给所述传感器地;所述时序驱动模块连接在所述驱动器和所述开关电路之间,用于接收所述驱动信号并对所述驱动信号进行转换处理生成多个控制信号,以根据所述多个控制信号分别控制所述开关电路的多个开关的通断状态,以使得提供给所述传感器地的低电势相对于设备参考电势浮动变化;所述储能电容连接...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜灿鸿
申请(专利权)人:深圳市汇顶科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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