一种指纹感测电路及指纹感测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种指纹感测电路及指纹感测装置，该指纹感测电路包括感测电极，还包括：第一转换电路，所述第一转换电路用于连接所述感测电极，将所述感测电极感测的耦合电容转换为驱动电压；所述驱动电压等于所述耦合电容转化的电压变化量与一参考电压之和；第二转换电路，所述第二转换电路用于基于所述驱动电压产生感测电流，并将所述感测电流发送给指纹信号处理器；所述感测电流等于所述第二转换电路的跨导增益与所述电压变化量的乘积；其中，所述指纹信号处理器基于所述感测电流进行指纹感测。本发明专利技术技术方案便于指纹信号处理器基于感测电流进行指纹感测，提高了检测精度。

A Fingerprint Sensing Circuit and Fingerprint Sensing Device

The invention discloses a fingerprint sensing circuit and a fingerprint sensing device. The fingerprint sensing circuit includes a sensing electrode, and also includes a first conversion circuit, which is used to connect the sensing electrode and convert the coupling capacitance sensed by the sensing electrode into a driving voltage. The driving voltage is equal to the voltage change and a reference voltage converted by the coupling capacitance. The second conversion circuit is used to generate a sensing current based on the driving voltage and transmit the sensing current to a fingerprint signal processor; the sensing current is equal to the product of the transconductance gain of the second conversion circuit and the voltage variation, wherein the fingerprint signal processor performs fingerprint sensing based on the sensing current. The technical scheme of the invention is convenient for fingerprint signal processor to sense fingerprints based on sensing current, and improves the detection accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种指纹感测电路及指纹感测装置
本专利技术涉及指纹检测
，更具体的，涉及一种指纹感测电路及指纹感测装置。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，越来越多的电子设备被用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。随着电子设备的功能日益强大，电子设备中存储的个人信息也越来越多，且越来越重要，为了保证电子设备中存储信息的安全，电子设备的身份识别功能成为其重要的安全保护方式。其中，指纹识别由于具有终身不变性、唯一性、方便性以及安全性高等优点，成为当今电子设备进行身份识别的主要方式之一。电子设备实现指纹识别的主要元件是指纹感测电路以及指纹信号处理器，指纹感测电路用于进行获取包括指纹信息的电信号，指纹信号处理器用于基于所述电信号进行指纹感测。指纹感测电路具有驱动电极以及感测电极，感测电极与感测电极相耦合形成多个耦合电容。当使用者触摸电子设备的指纹识别区域时，由于指纹纹路中谷线以及脊线的高低变化，导致耦合电容的改变，指纹感测电路通过检测所述耦合电容，并将所述耦合电容转变为电压信号，以便于指纹信号处理器进行指纹识别。一般的，由于使用者的指纹中谷线以及脊线的高度变化较小，故进行指纹识别时，使用者的触摸操作导致的耦合电容的变化量较小，需要指纹感测电路具有较高的感测精度，但是现有的指纹感测电路的感测精度较低。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种指纹感测电路及指纹感测装置，提高了感测精度。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种指纹感测电路，所述指纹感测电路包括感测电极，还包括：第一转换电路，所述第一转换电路用于连接所述感测电极，将所述感测电极感测的耦合电容转换为驱动电压；所述驱动电压等于所述耦合电容转化的电压变化量与一参考电压之和；第二转换电路，所述第二转换电路用于基于所述驱动电压产生感测电流，并将所述感测电流发送给指纹信号处理器；所述感测电流等于所述第二转换电路的跨导增益与所述电压变化量的乘积；其中，所述指纹信号处理器基于所述感测电流进行指纹感测。优选的，在所述指纹感测电路中，所述第一转换电路包括：运算放大器，所述运算放大器具有正相输入端、负相输入端、接地控制端以及输出端；所述正相输入端用于输入所述参考电压信号；所述输出端输出所述驱动电压；反馈电路，所述反馈电路连接于所述反相输入端和所述输出端之间；第一控制开关，所述第一控制开关一端连接所述感测电极，另一端连接所述负相输入端。优选的，在所述指纹感测电路中，所述反馈电路包括：第一电容，所述第一电容的一端连接所述输出端，另一端连接所述负相输入端；复位开关，所述复位开关一端连接所述输出端，另一端连接所述负相输入端。优选的，在所述指纹感测电路中，所述第一转换电路还包括：第二电容，所述第二电容的一端用于输入第一电压信号，另一端与所述第一控制开关和所述感测电极的公共节点连接。优选的，在所述指纹感测电路中，所述第一转换电路还包括：第二控制开关，所述第二控制开关的一端用于输入第二电压信号，另一端与所述公共节点连接。优选的，在所述指纹感测电路中，所述第二转换电路包括：第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管以及第三NMOS晶体管；所述第一NMOS晶体管的控制端与所述第一转换电路连接，以输入所述驱动电压，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三NMOS晶体管的第一电极连接；所述第二NMOS晶体管的控制端用于输入所述参考电压信号，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三NMOS晶体管的第一电极连接；所述第三NMOS晶体管的控制端用于输入第一控制电压，其第二电极用于接地。优选的，在所述指纹感测电路中，所述第二转换电路包括：第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管以及第三PMOS晶体管；所述第一PMOS晶体管的控制端与所述第一转换电路连接，以输入所述驱动电压，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三PMOS晶体管的第一电极连接；所述第二PMOS晶体管的控制端用于输入所述参考电压信号，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三PMOS晶体管的第一电极连接；所述第三PMOS晶体管的控制端用于输入第二控制电压，其第二电极用于输入第三电压信号。优选的，在所述指纹感测电路中，所述第二转换电路包括：第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管、第三NMOS晶体管、第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管以及第三PMOS晶体管；所述第一NMOS晶体管的控制端与所述第一转换电路连接，以输入所述驱动电压，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三NMOS晶体管的第一电极连接；所述第二NMOS晶体管的控制端用于输入所述参考电压信号，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三NMOS晶体管的第一电极连接；所述第三NMOS晶体管的控制端用于输入第一控制电压，其第二电极用于接地；所述第一PMOS晶体管的控制端通过一电平转换器与所述第一NMOS晶体管的控制端连接，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三PMOS晶体管的第一电极连接；所述第二PMOS晶体管的控制端通过另一电平转换器与所述第二NMOS晶体管的控制端连接，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三PMOS晶体管的第一电极连接；所述第三PMOS晶体管的控制端用于输入第二控制电压，其第二电极用于输入第三电压信号。优选的，在所述指纹感测电路中，所述第二转换电路包括：第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管、第三NMOS晶体管、第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管以及第三PMOS晶体管；所述第一PMOS晶体管的控制端与所述第一转换电路连接，以输入所述驱动电压，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三PMOS晶体管的第一电极连接；所述第二PMOS晶体管的控制端用于输入所述参考电压信号，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三PMOS晶体管的第一电极连接；所述第三PMOS晶体管的控制端用于输入第二控制电压，其第二电极用于输入第三电压信号；所述第一NMOS晶体管的控制端通过一电平转换器与所述第一PMOS晶体管的控制端连接，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三NMOS晶体管的第一电极连接；所述第二NMOS晶体管的控制端通过另一电平转换器与所述第二PMOS晶体管的控制端连接，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极与所述第三NMOS晶体管的第一电极连接；所述第三NMOS晶体管的控制端用于输入第一控制电压，其第二电极用于接地。本专利技术还提供了一种指纹感测装置，所述指纹感测装置包括：上述任一项所述的指纹感测电路。通过上述描述可知，本专利技术技术方案提供的指纹感测电路及指纹感测装置中，通过第一转换电路获取感测电极感测的耦合电容，进而获取驱动电压，所述驱动电压等于所述耦合电容转化的电压变化量与一参考电压之和；通过第二转换电路基于所述驱动电压产生感测电流，所述感测电流等于所述第二转换电路的跨导增益与所述电压变化量的乘积。可见，本专利技术技术方案在进行指纹感测时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指纹感测电路，其特征在于，所述指纹感测电路包括感测电极，还包括：第一转换电路，所述第一转换电路用于连接所述感测电极，将所述感测电极感测的耦合电容转换为驱动电压；所述驱动电压等于所述耦合电容转化的电压变化量与一参考电压之和；第二转换电路，所述第二转换电路用于基于所述驱动电压产生感测电流，并将所述感测电流发送给指纹信号处理器；所述感测电流等于所述第二转换电路的跨导增益与所述电压变化量的乘积；其中，所述指纹信号处理器基于所述感测电流进行指纹感测。

【技术特征摘要】
1.一种指纹感测电路，其特征在于，所述指纹感测电路包括感测电极，还包括：第一转换电路，所述第一转换电路用于连接所述感测电极，将所述感测电极感测的耦合电容转换为驱动电压；所述驱动电压等于所述耦合电容转化的电压变化量与一参考电压之和；第二转换电路，所述第二转换电路用于基于所述驱动电压产生感测电流，并将所述感测电流发送给指纹信号处理器；所述感测电流等于所述第二转换电路的跨导增益与所述电压变化量的乘积；其中，所述指纹信号处理器基于所述感测电流进行指纹感测。2.根据权利要求1所述的指纹感测电路，其特征在于，所述第一转换电路包括：运算放大器，所述运算放大器具有正相输入端、负相输入端、接地控制端以及输出端；所述正相输入端用于输入所述参考电压信号；所述输出端输出所述驱动电压；反馈电路，所述反馈电路连接于所述反相输入端和所述输出端之间；第一控制开关，所述第一控制开关一端连接所述感测电极，另一端连接所述负相输入端。3.根据权利要求2所述的指纹感测电路，其特征在于，所述反馈电路包括：第一电容，所述第一电容的一端连接所述输出端，另一端连接所述负相输入端；复位开关，所述复位开关一端连接所述输出端，另一端连接所述负相输入端。4.根据权利要求2所述的指纹感测电路，其特征在于，所述第一转换电路还包括：第二电容，所述第二电容的一端用于输入第一电压信号，另一端与所述第一控制开关和所述感测电极的公共节点连接。5.根据权利要求4所述的指纹感测电路，其特征在于，所述第一转换电路还包括：第二控制开关，所述第二控制开关的一端用于输入第二电压信号，另一端与所述公共节点连接。6.根据权利要求1-5任一项所述的指纹感测电路，其特征在于，所述第二转换电路包括：第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管以及第三NMOS晶体管；所述第一NMOS晶体管的控制端与所述第一转换电路连接，以输入所述驱动电压，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三NMOS晶体管的第一电极连接；所述第二NMOS晶体管的控制端用于输入所述参考电压信号，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三NMOS晶体管的第一电极连接；所述第三NMOS晶体管的控制端用于输入第一控制电压，其第二电极用于接地。7.根据权利要求1-5任一项所述的指纹感测电路，其特征在于，所述第二转换电路包括：第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管以及第三PMOS晶体管；所述第一PMOS晶体管的控制端与所述第一转换电路连接，以输入所述驱动电压，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第二电极用于与所述第三PMOS晶体管的第一电极连接；所述第二PMOS晶体管的控制端用于输入所述参考电压信号，其第一电极用于和所述指纹信号处理器连接，其第...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴哲玮，
申请(专利权)人：敦泰电子有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY