指纹辨识系统及电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种指纹辨识系统，包括复数个第一像素电路；一第一感测电路，用来感测一接触电容并输出一第一输出信号，其中所述第一输出信号包含一大信号分量以及一小信号分量，所述小信号分量相关于所述接触电容的一变化量；至少一第二像素电路；一第二感测电路，用来输出一第二输出信号，其中所述第二输出信号与所述大信号分量相等；以及一差分放大电路，用来将所述第一输出信号与所述第二输出信号的一相差值放大，以产生一放大输出信号，其中所述放大输出信号相关于所述小信号分量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种指纹辨识系统及电子装置，尤其涉及一种可降低寄生电容影响的指纹辨识系统及电子装置。
技术介绍
随着科技日新月异，移动电话、数字相机、平板计算机、笔记本电脑等越来越多携带型电子装置已经成为了人们生活中必备的工具。由于携带型电子装置通常供个人使用，而具有一定的隐私性，因此其内部储存的数据，例如电话簿、相片、个人信息等等为私人所有。一旦电子装置丢失，则这些数据可能被他人所利用，而造成不必要的损失。虽然目前已有利用密码保护的方式来避免电子装置为他人所使用，但密码容易泄露或遭到破解，具有较低的安全性。并且，用户需记住密码才能使用电子装置，若忘记密码，则会带给使用者许多不便。因此，目前发展出利用个人指纹辨识系统的方式来达到身份认证的目的，以提升数据安全性。在习知技术中，电容式指纹辨识系统是相当受欢迎的一种指纹辨识方法，其系利用接触层接受来自使用者的手指接触，并感测接触层的电容变化，以判断使用者指纹的纹蜂(FingerRidge)或纹谷(FingerValley)。为了避免接触层受到来自其他电路的干扰，习知技术通常会在电路布局时在接触层下方布局一屏蔽层，以产生屏蔽效应，避免屏蔽层以下的电路对接触层产生干扰。然而，接触层与屏蔽层的间会产生寄生电容，而寄生电容的电容值往往大于因接触而产生的接触电容的电容值，影响电容感测电路或电容式指纹辨识系统判断接触电容的电容值，以致于降低了指纹辨识的精准度。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的即在于提供一种既可降低寄生电容影响又可降低对温度及噪声敏感度的指纹辨识系统及电子装置。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一指纹辨识系统，其包括复数个第一像素电路，所述复数个第一像素电路中一第一像素电路与一手指形成一接触电容；一第一感测电路，耦接于所述第一像素电路，用来感测所述接触电容并输出一第一输出信号，其中所述第一输出信号包含一大信号分量以及一小信号分量，所述小信号分量相关于所述接触电容的一变化量；至少一第二像素电路；一第二感测电路，耦接于所述至少一第二像素电路中一第二像素电路，用来输出一第二输出信号，其中所述第二输出信号与所述大信号分量相等；以及一差分放大电路，耦接于所述第一感测电路及所述第二感测电路，用来将所述第一输出信号与所述第二输出信号的一相差值放大，以产生一放大输出信号，其中所述放大输出信号相关于所述小信号分量。优选地，所述第二感测电路包含有一接触层，耦接于一第一驱动电路，以接收一第一驱动信号，所述接触层接受所述手指的接触；一第一屏蔽层，设置于所述接触层的下方；一第一金属层，设置于所述第一屏蔽层的下方，耦接于一第二驱动电路，以接收一第二驱动信号；以及一第二金属层，设置于所述第一金属层的下方；其中，所述第一屏蔽层与所述第二金属层耦接于所述第二驱动电路，以接收一第三驱动信号；其中，所述第一金属层耦接于所述第二感测电路。优选地，于一驱动阶段中，所述第一驱动电路将所述接触层驱动至一正电压，所述第二驱动电路将所述第一屏蔽层、所述第一金属层及所述第二金属层驱动至所述正电压；以及于一感测阶段中，所述第一驱动电路提供所述接触层一第一电压。优选地，所述第二感测电路另包含一第三金属层，所述第三金属层与所述第二金属层具有相同的水平位置，且与所述第二金属层相互间隔，所述第三金属层接收一固定电压。优选地，所述第二感测电路另包含一第二屏蔽层，所述第二屏蔽层与所述第一屏蔽层具有相同的水平位置，且与所述第一屏蔽层相互间隔，所述第二屏蔽层接收一固定电压。优选地，所述第一感测电路包含有一接触层，用来接受所述手指的接触，所述接触层与所述手指形成所述接触电容，所述接触层耦接于一驱动电路以及所述第一感测电路；以及一第一屏蔽层，设置于所述接触层的下方。优选地，于一驱动阶段中，所述驱动电路将所述接触层驱动至一正电压。优选地，所述第一感测电路另包含一第二屏蔽层，所述第二屏蔽层与所述第一屏蔽层具有相同的水平位置，且与所述第一屏蔽层相互间隔，所述第二屏蔽层接收一固定电压。优选地，所述差分放大电路为一程控增益放大器。本专利技术另提供了一种电子装置，包括一运作电路；以及一指纹辨识系统，耦接于所述运作电路，所述指纹辨识系统包含复数个第一像素电路，所述复数个第一像素电路中一第一像素电路与一手指形成一接触电容一第一感测电路，耦接于所述第一像素电路，用来感测所述接触电容并输出一第一输出信号，其中所述第一输出信号包含一大信号分量以及一小信号分量，所述小信号分量相关于所述接触电容的一变化量；至少一第二像素电路；一第二感测电路，耦接于所述至少一第二像素电路中一第二像素电路，用来输出一第二输出信号，其中所述第二输出信号与所述大信号分量相等；以及一差分放大电路，耦接于所述第一感测电路及所述第二感测电路，用来将所述第一输出信号与所述第二输出信号的一相差值放大，以产生一放大输出信号，其中所述放大输出信号相关于所述小信号分量。本专利技术提供的指纹辨识系统及电子装置，其利用虚设像素电路产生虚设输出信号，进而消除寄生电容的效应，以提升电容感测或指纹辨识的精准度及效能。附图说明图1为本专利技术实施例一指纹辨识系统的示意图。图2为本专利技术实施例复数个时脉信号的波形图。图3为本专利技术实施例一指纹辨识系统的示意图。图4为本专利技术实施例一指纹辨识系统的俯视示意图。图5为本专利技术实施例一电子装置的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。于传统指纹辨识系统中，像素电路的输出信号受到像素电路及感测电路内部寄生电容的影响，使得像素电路的输出信号中相关于接触电容变化量的信号成份并不显着，像素电路的输出信号亦受到温度和噪声的影响，而使指纹辨识的精准度下降。因此，本专利技术除了正常的像素电路之外，另包含虚设像素电路，利用虚设像素电路产生虚设输出信号，来抵消复数个正常像素电路的输出信号中受到寄生电容、温度及噪声影响的信号成份，并针对复数个正常像素电路的输出信号中的指纹信号成份进行放大以及后续信号处理，以判断纹蜂(FingerRidge)或纹谷(FingerValley)，增加指纹辨识精准度。关于正常像素电路及虚设像素电路的电路结构，请参考图1及图2，图1为本专利技术实施例一指纹辨识系统10的示意图，图2为本专利技术实施例时脉(Clock)信号clk1、clk2、clk3的波形图。为了方便说明，图1绘示指纹辨识系统10中复数个正常像素电路的一正常像素电路以及一虚设像素电路的示意图，如图1所示，指纹辨识系统10包含一正常像素电路11、一虚设像素电路12、一第一感测电路115、一第二感测电路125以及一差分放大电路Amp。正常像素电路11及虚设像素电路12皆可接受一手指FG的接触，并与手指FG分别形成一接触电容Cf_1及一接触电容Cf_2。第一感测电路115耦接于正常像素电路11，用来感测接触电容Cf_1并输出一第一输出信号Vo1，另外，第二感测电路125耦接于虚设像素电路12，用来输出一第二输出信号Vo2。其中，第一输出信号Vo1包含一大信号分量以及一小信号分量ΔVo1(即第一输出信号Vo1可表示为)，其中大信号分量可为第一输出信号Vo1的一平均值，而小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹辨识系统，其特征在于，所述指纹辨识系统包括：复数个第一像素电路，所述复数个第一像素电路中一第一像素电路与一手指形成一接触电容；一第一感测电路，耦接于所述第一像素电路，用来感测所述接触电容并输出一第一输出信号，其中所述第一输出信号包含一大信号分量以及一小信号分量，所述小信号分量相关于所述接触电容的一变化量；至少一第二像素电路；一第二感测电路，耦接于所述至少一第二像素电路中一第二像素电路，用来输出一第二输出信号，其中所述第二输出信号与所述大信号分量相等；以及一差分放大电路，耦接于所述第一感测电路及所述第二感测电路，用来将所述第一输出信号与所述第二输出信号的一相差值放大，以产生一放大输出信号，其中所述放大输出信号相关于所述小信号分量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种指纹辨识系统，其特征在于，所述指纹辨识系统包括：复数个第一像素电路，所述复数个第一像素电路中一第一像素电路与一手指形成一接触电容；一第一感测电路，耦接于所述第一像素电路，用来感测所述接触电容并输出一第一输出信号，其中所述第一输出信号包含一大信号分量以及一小信号分量，所述小信号分量相关于所述接触电容的一变化量；至少一第二像素电路；一第二感测电路，耦接于所述至少一第二像素电路中一第二像素电路，用来输出一第二输出信号，其中所述第二输出信号与所述大信号分量相等；以及一差分放大电路，耦接于所述第一感测电路及所述第二感测电路，用来将所述第一输出信号与所述第二输出信号的一相差值放大，以产生一放大输出信号，其中所述放大输出信号相关于所述小信号分量。2.如权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述第二像素电路包含有：一接触层，耦接于一第一驱动电路，以接收一第一驱动信号，所述接触层接受所述手指的接触；一第一屏蔽层，设置于所述接触层的下方；一第一金属层，设置于所述第一屏蔽层的下方，耦接于一第二驱动电路，以接收一第二驱动信号；以及一第二金属层，设置于所述第一金属层的下方；其中，所述第一屏蔽层与所述第二金属层耦接于所述第二驱动电路，以接收一第三驱动信号；其中，所述第一金属层耦接于所述第二感测电路。3.如权利要求2所述的指纹辨识系统，其特征在于，于一驱动阶段中，所述第一驱动电路将所述接触层驱动至一正电压，所述第二驱动电路将所述第一屏蔽层、所述第一金属层及所述第二金属层驱动至所述正电压；以及于一感测阶段中，所述第一驱动电路提供所述接触层一第一电压。4.如权利要求2所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述第二像素电路另包含一第三金属层，所述第三金属层与所述第二金属层具有相同的水平位置，且与所述第二金属层相互间隔，所述第三金属层接收一固定电压。...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国豪，杨孟达，
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