电容式传感装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电容式传感装置及电子设备。所述电容式传感装置包括传感器单元、调制单元、和检测单元。所述传感器单元包括多条第一电极和多条第二电极，所述多条第一电极和所述多条第二电极绝缘交叉排列。所述调制单元用于产生调制信号。所述检测单元用于接收所述调制信号，并通过提供激励信号给所述多条第二电极、控制所述多条第一电极依次悬空、以及提供一预定的参考电压信号给与未悬空的第一电极，来驱动所述传感器单元执行感测操作。所述电子设备包括上述电容式传感装置。

Capacitive sensing device and electronic equipment

The invention discloses a capacitive sensing device and an electronic device. The capacitive sensing device includes a sensor unit, a modulation unit, and a detection unit. The sensor unit comprises a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes, wherein the plurality of the first electrodes and the plurality of second electrodes are arranged in an insulated cross arrangement. The modulation unit is used to generate modulation signals. The detection unit is used for receiving the modulated signal, and by providing actuating signals to the plurality of second electrodes, control the plurality of first electrodes are suspended, and provides a reference voltage signal to a predetermined non vacant first electrode to drive the sensor unit to perform the sensing operation. The electronic device comprises the capacitive sensing device.

【技术实现步骤摘要】
电容式传感装置及电子设备
本专利技术涉及生物识别领域，尤其涉及一种电容式传感装置及电子设备。
技术介绍
目前，电容式传感装置应用较为广泛，例如，电容式传感装置用于触摸检测、指纹识别等领域。然，电容式传感装置的成本仍然较高。
技术实现思路
本专利技术实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术实施方式需要提供一种电容式传感装置及电子设备。本专利技术提供一种电容式传感装置，包括：传感器单元，包括多条第一电极和多条第二电极，所述多条第一电极和所述多条第二电极绝缘交叉排列；调制单元，用于产生调制信号；和检测单元，用于接收所述调制信号，并通过提供激励信号给所述多条第二电极、控制所述多条第一电极依次悬空、以及提供一预定的参考电压信号给未悬空的第一电极，来驱动所述传感器单元执行感测操作；其中，所述激励信号为经过所述调制信号调制后的信号。相对地，现有的电容式传感装置包括多个矩形块状电极，所述多个矩形块状电极同层共面，彼此间隔，呈矩阵排列，每一矩形块状电极分别通过一条导线连接至检测电路。其中，每一块状电极分别对应为一感测像素点。通过比较可以看出，由于本申请的电容式传感装置包括所述多条第一电极和所述多条第二电极，且所述多条第一电极和所述多条第二电极绝缘交叉，每一交叉处则对应形成一感测像素点，因此，相较于上述现有的电容式传感装置，本申请的电容式传感装置在保证感测像素点足够多的情况下，所述多条第一电极和所述多条第二电极连接至检测单元的导线的数量减少，从而，可降低电容式传感装置的成本。另外，由于导线数量减少，也可利于所述电容式传感装置朝小型化发展。进一步地，由于所述激励信号为经过所述调制信号调制后的信号，因此，可以提高所述电容式传感装置的信噪比，进而提高所述电容式传感装置的感测精度。在某些实施方式中，所述检测单元进一步接收来自第二电极输出的感测信号，以获取感测信息。在某些实施方式中，所述预定的参考电压信号为一恒定电压信号，或，所述预定的参考电压信号为一恒定电压信号经过所述调制信号调制后的信号。在某些实施方式中，所述传感器单元进一步包括绝缘基板和绝缘层，所述多条第二电极设置在所述绝缘基板上，所述绝缘层设置在所述多条第二电极上，所述多条第一电极设置在所述绝缘层上。由于本专利技术的传感器单元采用绝缘基板上制作第一电极与第二电极，因此，相较于硅基板上制作感测电极的传感器单元，本专利技术的电容式传感装置的制造成本进一步降低。在某些实施方式中，所述传感器单元还包括保护层，所述保护层设置在所述第二电极上。在某些实施方式中，所述多条第一电极平行排列，所述多条第二电极平行排列，且所述多条第一电极与所述多条第二电极之间垂直交叉设置。在某些实施方式中，所述调制单元集成在一控制芯片中，所述检测单元集成在一感测芯片中，所述控制芯片和所述感测芯片设置在所述绝缘基板上。在某些实施方式中，所述调制单元集成在一控制芯片中，所述检测单元集成在一感测芯片中，所述控制芯片和所述感测芯片设置在所述绝缘基板上；所述电容式传感装置还包括一封装体，用于包覆所述传感器单元、所述感测芯片、所述控制芯片，以及填充所述传感器单元、所述感测芯片、所述控制芯片之间的间隙。在某些实施方式中，所述多条第一电极用于以电容方式耦合至目标物体，所述电容式传感装置用于感测是否有所述目标物体的触摸，和/或，感测所述目标物体的生物特征信息。在某些实施方式中，悬空的第一电极用于与所述目标物体之间形成第一耦合电容，所述多条第一电极与所述多条第二电极之间交叉处形成第二耦合电容，所述第一耦合电容与所述第二耦合电容串联连接于所述检测单元与大地之间。在某些实施方式中，施加有所述预定的参考电压的第一电极用作屏蔽电极。在某些实施方式中，所述检测单元通过断开与第一电极的连接，来使得所述第一电极悬空，当所述检测单元在断开与一条第一电极的连接时，其与之前断开连接的第一电极重新进行电连接。在某些实施方式中，所述检测单元中的信号均为经所述调制信号调制后的信号。相应地，所述多条第一电极和所述多条第二电极上的信号均为经所述调制信号调制后的信号，从而，可以降低相邻第一电极之间的横向寄生电容、相邻第二电极之间的横向寄生电容等的不利影响。另外，还可以提供激励信号的信噪比，进而提高感测信号的信噪比，进而进一步提高所述电容式传感装置的感测精度。在某些实施方式中，所述检测单元进一步包括接地端，所述调制单元用于输出所述调制信号给所述接地端，作为所述检测单元的地信号。在某些实施方式中，所述检测单元包括参考电路、多个第一开关、和控制电路，所述参考电路通过所述多个第一开关与所述多条第一电极对应连接，所述参考电路用于提供所述预定的参考电压，所述控制电路与所述多个第一开关连接，用于控制所述多个第一开关断开或闭合。在某些实施方式中，所述检测电路通过所述控制电路控制所述多个第一开关依次断开，来实现控制所述多条第一电极依次悬空。在某些实施方式中，当所述控制电路控制所述第一开关断开达预定的时间之后，闭合当前断开的第一开关，并再断开另一闭合的第一开关。在某些实施方式中，所述控制电路在控制所述多个第一开关中的一第一开关断开时，控制其余的第一开关闭合。在某些实施方式中，所述检测单元进一步包括信号读取电路，所述信号读取电路用于与所述多条第二电极连接，提供激励信号给第二电极，并接收所述第二电极输出的感测信号，以获取感测信息。在某些实施方式中，所述检测单元进一步包括多个第二开关和多个所述信号读取电路，所述多个第二开关与所述多条第二电极一一对应连接，所述控制电路与所述多个第二开关连接，用于控制所述多个第二开关断开或闭合，所述多个信号读取电路的个数少于所述多个第二开关的个数。在某些实施方式中，至少部分或全部的信号读取电路分别连接至少二所述第二开关，当所述检测单元依次断开与多条第一电极的连接时，所述至少部分或全部的信号读取电路用于分时与所述多条第二电极电连接。在某些实施方式中，所述信号读取电路包括放大器和反馈支路，其中，所述放大器包括同相端、反相端、和输出端，所述反馈支路连接在所述反相端和所述输出端之间，所述反相端进一步通过第二开关连接第二电极，所述同相端用于接收所述激励信号。在某些实施方式中，所述放大器进一步包括接地端，所述接地端用于接收所述调制信号。在某些实施方式中，所述电容式传感装置为触摸传感装置、生物信息传感装置中的一种或几种。在某些实施方式中，所述电容式传感装置为指纹传感装置。本专利技术提供一种电子设备，包括上述任一实施方式的电容式传感装置。在某些实施方式中，所述电子设备包括移动终端、智能家居产品、车载电子产品、可穿戴电子产品中的任意一种或几种。在某些实施方式中，所述电子设备包括显示区和非显示区，所述电容式传感装置位于显示区或位于非显示区。在某些实施方式中，当所述电容式传感装置位于非显示区时，所述电容式传感装置为生物信息传感模组。在某些实施方式中，当所述电容式传感装置位于显示区时，所述电子设备的显示区的局部区域或全部区域可用于执行生物特征信息感测。在某些实施方式中，所述电容式传感装置用于执行触摸感测，其中部分区域进一步用于执行生物特征信息感测。由于所述电子设备包括所述电容式传感装置，因此，所述电子设备的成本相应降低，且感测性能较好。本专利技术实施方式的附加方面和优点将在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式传感装置，包括：传感器单元，包括多条第一电极和多条第二电极，所述多条第一电极和所述多条第二电极绝缘交叉排列；调制单元，用于产生调制信号；和检测单元，用于接收所述调制信号，并通过提供激励信号给所述多条第二电极、控制所述多条第一电极依次悬空、以及提供一预定的参考电压信号给未悬空的第一电极，来驱动所述传感器单元执行感测操作；其中，所述激励信号为经过所述调制信号调制后的信号。

【技术特征摘要】
1.一种电容式传感装置，包括：传感器单元，包括多条第一电极和多条第二电极，所述多条第一电极和所述多条第二电极绝缘交叉排列；调制单元，用于产生调制信号；和检测单元，用于接收所述调制信号，并通过提供激励信号给所述多条第二电极、控制所述多条第一电极依次悬空、以及提供一预定的参考电压信号给未悬空的第一电极，来驱动所述传感器单元执行感测操作；其中，所述激励信号为经过所述调制信号调制后的信号。2.如权利要求1所述的电容式传感装置，其特征在于：所述检测单元进一步接收来自第二电极输出的感测信号，以获取感测信息。3.如权利要求1所述的电容式传感装置，其特征在于：所述预定的参考电压信号为一恒定电压信号，或，所述预定的参考电压信号为一恒定电压信号经过所述调制信号调制后的信号。4.如权利要求1所述的电容式传感装置，其特征在于：所述传感器单元进一步包括绝缘基板和绝缘层，所述多条第二电极设置在所述绝缘基板上，所述绝缘层设置在所述多条第二电极上，所述多条第一电极设置在所述绝缘层上。5.如权利要求4所述的电容式传感装置，其特征在于：所述传感器单元还包括保护层，所述保护层设置在所述第二电极上。6.如权利要求4所述的电容式传感装置，其特征在于：所述多条第一电极平行排列，所述多条第二电极平行排列，且所述多条第一电极与所述多条第二电极之间垂直交叉设置。7.如权利要求5所述的电容式传感装置，其特征在于：所述调制单元集成在一控制芯片中，所述检测单元集成在一感测芯片中，所述控制芯片和所述感测芯片设置在所述绝缘基板上。8.如权利要求4所述的电容式传感装置，其特征在于：所述调制单元集成在一控制芯片中，所述检测单元集成在一感测芯片中，所述控制芯片和所述感测芯片设置在所述绝缘基板上；所述电容式传感装置还包括一封装体，用于包覆所述传感器单元、所述感测芯片、所述控制芯片，以及填充所述传感器单元、所述感测芯片、所述控制芯片之间的间隙。9.如权利要求1所述的电容式传感装置，其特征在于：所述多条第一电极用于以电容方式耦合至目标物体，所述电容式传感装置用于感测是否有所述目标物体的触摸，和/或，感测所述目标物体的生物特征信息。10.如权利要求9所述的电容式传感装置，其特征在于：悬空的第一电极用于与所述目标物体之间形成第一耦合电容，所述多条第一电极与所述多条第二电极之间交叉处形成第二耦合电容，所述第一耦合电容与所述第二耦合电容串联连接于所述检测单元与大地之间。11.如权利要求1所述的电容式传感装置，其特征在于：施加有所述预定的参考电压信号的第一电极用作屏蔽电极。12.如权利要求1所述的电容式传感装置，其特征在于：所述检测单元通过断开与第一电极的连接，来使得所述第一电极悬空，当所述检测单元在断开与一条第一电极的连接时，其与之前断开连接的第一电极重新进行电连接。13.如权利要求1所述的电容式传感装置，其特征在于：所述检测单元中的信号均为经所述调制信号调制后的信号。14.如权利要求1所述的电容式传感装置，其特征在于：所述检测单元进一步包括接地端，所述调制单元用于输出所述调制信号给所述接地端，作为所述检测单元的地信号。15.如权利要求1-14中任意一项所述的电容式传感装置，其特征在于：所述检测单元包...

【专利技术属性】
技术研发人员：林峰，
申请(专利权)人：深圳信炜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44