線G34。同一行的第五晶體管N5的第九傳輸電極P9連接到同一參考信號(hào)線X。
[0173]由于電容式傳感器23的多個(gè)傳感單元231響應(yīng)感測(cè)電極24因目標(biāo)物體的接近或觸摸所引起參考信號(hào)的變化，而對(duì)應(yīng)產(chǎn)生第二交流信號(hào)給控制電路21，因此，電容式傳感器23輸出的感測(cè)信號(hào)較強(qiáng)且穩(wěn)定性較高。
[0174]所述電容式傳感裝置2的工作原理如下。
[0175]在本實(shí)施方式中，優(yōu)選地，所述電容式傳感裝置2采用分塊掃描的方式工作。然，在其它實(shí)施方式中，也可無需分塊掃描，而是每一次完整掃描一行，通過多次掃描，完成對(duì)整個(gè)電容式傳感器23的所有傳感單元231的掃描。
[0176]請(qǐng)一并參閱圖17，圖17為電容式傳感器23的方框結(jié)構(gòu)示意圖。與圖13類似，圖14所示的多個(gè)傳感單元231被分成了 4個(gè)區(qū)域，分別為Jl、J2、J3、和J4。所述掃描區(qū)塊J1中的多個(gè)傳感單元231按行列排列的方式被分別標(biāo)示為all?a55，掃描區(qū)塊J2中與傳感單元a55相鄰的傳感單元被標(biāo)示為a56，掃描區(qū)塊J3中與傳感單元a55相鄰的傳感單元被標(biāo)示為a65。此處，主要以對(duì)掃描區(qū)塊Jl內(nèi)的傳感單元231的掃描方式為例進(jìn)行說明，其它掃描區(qū)塊J2、J3、和J4內(nèi)的傳感單元231的掃描方式類似，此處不再贅述。另外，掃描驅(qū)動(dòng)電路215驅(qū)動(dòng)第一開關(guān)單元Q1與第二開關(guān)單元Q2交替導(dǎo)通的工作原理，傳感電路25在充電時(shí)段提供第一參考信號(hào)給第三控制電極V3進(jìn)行充電，在感測(cè)時(shí)段停止提供第一參考信號(hào)給第三控制電極V3，感測(cè)電極24對(duì)應(yīng)在感測(cè)時(shí)段執(zhí)行感測(cè)的工作原理均與電容式傳感裝置1的工作原理類似，此處也不再贅述。下面主要對(duì)電容式傳感裝置2與電容式傳感裝置1的工作原理不同之處進(jìn)行說明。
[0177]首先，需要說明的是，例如，對(duì)于電容式傳感裝置2為指紋傳感裝置而言，一般地，相鄰的指紋脊與指紋谷之間通常設(shè)置多個(gè)傳感單元231。
[0178]其次，由于電容式傳感裝置1的傳感單元131均各自包括一差分對(duì)管D，因此，所述傳感單元131感測(cè)得到的第二交流信號(hào)為絕對(duì)值，控制電路11通過對(duì)各個(gè)傳感單元131輸出的感測(cè)信號(hào)進(jìn)行比較，則可對(duì)應(yīng)獲得指紋圖像信息。相對(duì)地，由于電容式傳感裝置2的相鄰傳感單元231的第三晶體管N3用于組成一差分對(duì)管，因此，每一傳感單元231感測(cè)得到的第二交流信號(hào)并非為如上述所述的絕對(duì)值。
[0179]為了獲得指紋圖像信息，優(yōu)選地，需要每一傳感單元231的第三晶體管N3與其行方向和列方向均相鄰的傳感單元231的第三晶體管N3分別形成差分對(duì)管，從而，獲得多組感測(cè)數(shù)值，再對(duì)獲得的相鄰感測(cè)數(shù)值做減法運(yùn)算得到多組感測(cè)差值，所述控制電路21通過對(duì)所述多組感測(cè)差值進(jìn)行比較，則可對(duì)應(yīng)獲得指紋圖像信息。
[0180]所述控制電路21對(duì)所述掃描區(qū)塊J1中的多個(gè)傳感單元231的掃描過程如下:
[0181]首先，所述控制電路21先單獨(dú)對(duì)第一行的傳感單元231進(jìn)行第一次掃描，此時(shí)，傳感單元all中的第三晶體管N3與傳感單元al2中的第三晶體管N3組成差分對(duì)管，傳感單元al3中的第三晶體管N3與傳感單元al4中的第三晶體管N3組成差分對(duì)管，所述控制電路21分別獲得感測(cè)信號(hào)Yl、Y2。
[0182]所述控制電路21再單獨(dú)對(duì)第一行的傳感單元231進(jìn)行第二次掃描，此時(shí)，傳感單元al2中的第三晶體管N3與傳感單元al3中的第三晶體管N3組成差分對(duì)管，傳感單元al4中的第三晶體管N3與傳感單元al5中的第三晶體管N3組成差分對(duì)管，所述控制電路21分別獲得感測(cè)信號(hào)Y3、Y4。
[0183]控制電路21對(duì)獲得的感測(cè)信號(hào)Υ1、Υ3、Υ2、Υ4依次做減法運(yùn)算，分別獲得感測(cè)差值 ΛΥ1、Λ Υ2、ΛΥ3。
[0184]接下來，控制電路21同時(shí)對(duì)第一行和第二行的傳感單元231進(jìn)行掃描，同一列相鄰的二傳感單元231，如all與a21，的第三晶體管N3組成差分對(duì)管，所述控制電路21分別獲得感測(cè)信號(hào)Y5、Y6、Y7、Y8、Y9 (未標(biāo)示)。
[0185]控制電路21對(duì)獲得的感測(cè)信號(hào)Y5、Y6、Y7、Y8、Y9依次做減法運(yùn)算，分別獲得感測(cè)差值Λ Υ4、Λ Υ5、Λ Υ6、Λ Y7(未標(biāo)示)。
[0186]再接下來，控制電路21單獨(dú)對(duì)第二行的傳感單元231進(jìn)行第一次掃描，其中，傳感單元a21中的第三晶體管N3與傳感單元a22中的第三晶體管N3組成差分對(duì)管，傳感單元a23中的第三晶體管N3與傳感單元a24中的第三晶體管N3組成差分對(duì)管，所述控制電路21分別獲得感測(cè)信號(hào)Y10、Y11 (未標(biāo)示)。
[0187]所述控制電路21再單獨(dú)對(duì)第二行的傳感單元231進(jìn)行第二次掃描，其中，傳感單元a22中的第三晶體管N3與傳感單元a23中的第三晶體管N3組成差分對(duì)管，傳感單元a24中的第三晶體管N3與傳感單元a25中的第三晶體管N3組成差分對(duì)管，所述控制電路21分別獲得感測(cè)信號(hào)Y12、Y13 (未標(biāo)示)。
[0188]控制電路21對(duì)獲得的感測(cè)信號(hào)Y10、Y12、Yll、Y13依次做減法運(yùn)算，分別獲得感測(cè)差值Λ Υ8、Λ Υ9、Λ Υ10 (未標(biāo)示)。
[0189]接下來，控制電路21同時(shí)對(duì)第二行和第三行的傳感單元231進(jìn)行掃描。
[0190]按照如上掃描方式，對(duì)掃描區(qū)塊內(nèi)J1的其它行的傳感單元231進(jìn)行掃描，類似地，對(duì)其它掃描區(qū)塊J2、J3、J4的傳感單元231進(jìn)行掃描，從而完成對(duì)所有傳感單元231的掃描，獲得多組感測(cè)差值Λ Υ1、Λ Υ2，…，所述控制電路21比較獲得的多組感測(cè)差值來獲知指紋圖像信息。
[0191]需要說明的是，為了感測(cè)更精準(zhǔn)，對(duì)于掃描區(qū)塊J1邊緣的傳感單元231的:還需要與其它相鄰掃描區(qū)域J2、J3的傳感單元231的第三晶體管Ν3組成差分對(duì)管，獲得感測(cè)信號(hào)。例如，以傳感單元a55為例:傳感單元a55中的第三晶體管N3與傳感單元a56與a65中的傳感單元a55再分別組成差分對(duì)管。
[0192]上面對(duì)控制電路21控制傳感單元231執(zhí)行掃描操作做了一般性的說明，然，本實(shí)用新型電容式傳感裝置2的掃描方式并不限于以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，其在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)本實(shí)用新型上述說明內(nèi)容所做出的其它變更實(shí)施方式均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0193]由于電容式傳感裝置2的控制電路21接收來自電容式傳感器23的感測(cè)信號(hào)為電流信號(hào)，且為差分信號(hào)，因此，所述電容式傳感裝置2的感測(cè)精度可以得到提高，從而有利于提升用戶體驗(yàn)。
[0194]盡管是參考各實(shí)施例來描述本實(shí)用新型公開，但是可以理解，這些實(shí)施例是說明性的，并且本實(shí)用新型的范圍不僅限于它們。許多變化、修改、添加、以及改進(jìn)都是可能的。更一般而言，根據(jù)本實(shí)用新型公開的各實(shí)施例是在特定實(shí)施例的上下文中描述的。功能可以在本實(shí)用新型公開的各實(shí)施例中在過程中以不同的方式分離或組合，或利用不同的術(shù)語來描述。這些及其他變化、修改、添加、以及改進(jìn)可以在如隨后的權(quán)利要求書所定義的本實(shí)用新型公開的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電容式傳感器的傳感單元，所述電容式傳感器包括第一信號(hào)線和第二信號(hào)線，所述傳感單元包括: 感測(cè)電極，能夠以電容方式耦合到目標(biāo)物體，用于加載參考信號(hào)；和 傳感電路，包括: 第一開關(guān)單元；和 第三晶體管，包括第三控制電極、第五傳輸電極、和第六傳輸電極，其中，第五傳輸電極通過第一開關(guān)單元連接第一信號(hào)線；第六傳輸電極用于與第二信號(hào)線連接；第三控制電極與感測(cè)電極為二電極，第三控制電極連接感測(cè)電極，或者，第三控制電極與感測(cè)電極為同一電極；所述第一開關(guān)單元用于控制是否在第三晶體管與第一信號(hào)線之間傳輸電流信號(hào)； 所述第三晶體管用于響應(yīng)感測(cè)電極上因目標(biāo)物體的接近或觸摸而引起參考信號(hào)的變化，而對(duì)應(yīng)于第六傳輸電極上形成第二交流信號(hào)。2.如權(quán)利要求1所述的傳感單元，其特征在于:所述第三晶體管用于與相鄰傳感單元的第三晶體管組成差分對(duì)管。3.如權(quán)利要求1所述的傳感單元，其特征在于:所述第五傳輸電極用于通過第一信號(hào)線與一電流源連接，所述第二交流信號(hào)為電流信號(hào)。4.如權(quán)利要求1所述的傳感單元，其特征在于:所述電容式傳感器進(jìn)一步包括第一掃描線，所述第一開關(guān)單元包括: 第一晶體管，包括第一控制電極、第一傳輸電極、和第二傳輸電極，其中，第一控制電極用于與第一掃描線連接；第一傳輸電極用于與第一信號(hào)線連接；第二傳輸電極連接第五傳輸電極。5.如權(quán)利要求4所述的傳感單元，其特征在于:所述電容式傳感器進(jìn)一步包括第二掃描線，所述第一開關(guān)單元進(jìn)一步包括: 第二晶體管，包括第二控制電極、第三傳輸電極、和第四傳輸電極，其中，第二控制電極用于與第二掃描線連接；第三傳輸電極與第二傳輸電極連接；第四傳輸電極與第五傳輸電極連接。6.如權(quán)利要求5所述的傳感單元，其特征在于:所述傳感單元進(jìn)一步包括第二開關(guān)單元，與所述感測(cè)電極連接，用于控制是否傳輸參考信號(hào)給感測(cè)電極。7.如權(quán)利要求6所述的傳感單元，其特征在于:所述電容式傳感器進(jìn)一步包括第三掃描線和參考信號(hào)線，所述第二開關(guān)單元包括: 第五晶體管，包括第五控制電極、第九傳輸電極、和第十傳輸電極，其中，第五控制電極用于與一第三掃描線連接；第九傳輸電極用于連接一參考信號(hào)線；第十傳輸電極連接第三控制電極；第三控制電極用于通過第五晶體管接收來自參考信號(hào)線上的參考信號(hào)。8.如權(quán)利要求7所述的傳感單元，其特征在于:所述電容式傳感器進(jìn)一步包括第四掃描線，所述傳感電路進(jìn)一步包括: 第七晶體管，包括第七控制電極、第十三傳輸電極、和第十四傳輸電極，其中，第七控制電極用于連接第四掃描線；第十三傳輸電極連接第十傳輸電極；第十四傳輸電極連接感測(cè)電極；第十三傳輸電極和第十四傳輸電極短接。9.如權(quán)利要求1所述的傳感單元，其特征在于:所述電容式傳感器進(jìn)一步包括用于承載傳感單元的基板，當(dāng)所述感測(cè)電極與所述第三控制電極為二電極時(shí)，所述傳感電路設(shè)置在所述感測(cè)電極與所述基板之間，且所述傳感電路的結(jié)構(gòu)中設(shè)置接觸孔，所述感測(cè)電極通過所述接觸孔與所述第三控制電極連接；當(dāng)所述感測(cè)電極與所述第三控制電極為同一電極時(shí)，所述第三控制電極相較于第五傳輸電極與第六傳輸電極鄰近所述基板設(shè)置。10.如權(quán)利要求1所述的傳感單元，其特征在于:當(dāng)?shù)谌刂齐姌O與所述感測(cè)電極為二電極時(shí)，所述第三控制電極直接連接所述感測(cè)電極，或者，所述第三控制電極通過電阻連接所述感測(cè)電極。11.如權(quán)利要求1所述的傳感單元，其特征在于:所述電容式傳感器的傳感單元為指紋傳感器的傳感單元。12.如權(quán)利要求3所述的傳感單元，其特征在于:所述第三晶體管對(duì)感測(cè)電極上因目標(biāo)物體的接近或觸摸所引起的參考信號(hào)的變化量進(jìn)行轉(zhuǎn)換以及放大，產(chǎn)生第一交流信號(hào)，并將第一交流信號(hào)疊加至第二恒定直流信號(hào)，對(duì)應(yīng)形成所述第二交流信號(hào)，其中，第二恒定直流信號(hào)為所述電流源提供的第一恒定直流信號(hào)的一半。13.一種電容式傳感器的傳感單元組，包括相鄰設(shè)置的二傳感單元，所述二傳感單元為權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的傳感單元，其中，所述第一傳感單元的第三晶體管用于與所述第二傳感單元的第三晶體管組成差分對(duì)管。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電容式傳感器的傳感單元和傳感單元組。所述傳感單元包括感測(cè)電極和傳感電路。感測(cè)電極能夠以電容方式耦合到目標(biāo)物體，用于加載參考信號(hào)。傳感電路包括第一開關(guān)單元和第三晶體管。第三晶體管包括第三控制電極、第五傳輸電極、和第六傳輸電極。第五傳輸電極通過第一開關(guān)單元連接第一信號(hào)線；第六傳輸電極與第二信號(hào)線連接；第三控制電極與感測(cè)電極為二電極，第三控制電極連接感測(cè)電極，或者，第三控制電極與感測(cè)電極為同一電極；所述第一開關(guān)單元控制是否在第三晶體管與第一信號(hào)線之間傳輸電流信號(hào)。所述第三晶體管用于響應(yīng)感測(cè)電極上因目標(biāo)物體的接近或觸摸而引起參考信號(hào)的變化，而對(duì)應(yīng)于第六傳輸電極上形成第二交流信號(hào)。
【IPC分類】G06F3/044
【公開號(hào)】CN205028269
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520742014
【發(fā)明人】劉雪春
【申請(qǐng)人】深圳信煒科技有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年9月23日