CN105335737A - 电容指纹传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电容指纹传感器。电容式指纹传感器通过测量指纹谷线、脊线与平面传感电极阵列上对应单元之间形成的耦合电容的大小差异来对指纹成像。“C-Q-T”型电容指纹传感器使用电容到电荷量再到积分时间的两次转换来间接测量电容，可以通过对人体耦合驱动信号来增强电容到电荷量的转换效率，从而提高传感器灵敏度。本发明改进的“C-Q-T”型电容指纹传感器，使用对指纹传感器地电位耦合反相驱动信号来等效替代对人体耦合的驱动信号，达到进一步增强传感器灵敏度的效果。

Description

电容指纹传感器
技术领域
本发明涉及一种电容指纹传感器。
背景技术
中国发明专利《电容指纹传感器》(申请号为201410004072.3)中提出的电容指纹传感器技术方案是在中国发明专利《电容式距离传感器》(申请号为201210403271.2)的基础上对传感方程和电路模型做了优化，提出的新的电路结构，成功实现了“C-Q-T”的转换。
电容式指纹传感器是通过测量指纹谷线、脊线与平面传感电极阵列单元之间形成的耦合电容的大小差异来对指纹成像。当传感电极阵列与手指之间的介质层越厚的时候，电容会衰减，传感器的成像也会越模糊。由于技术的发展，商用电容式指纹传感器在传感电极和目标电极之间的介质层厚度从10um量级增加到100um量级。更有甚者，考虑到手机屏幕的工业设计的完整性，希望指纹传感器能直接穿透屏幕玻璃，也就是厚度400um-500um的化学强化玻璃。所以，尽可能的增强指纹传感器的成像能力成为目前衡量指纹传感器性能的重要指标。
发明内容
要增强“C-Q-T”型指纹传感器的成像，可以在手指与指纹传感器之间耦合驱动信号，并且提高驱动信号的幅度来增强被测量信号，增强指纹成像。常用的驱动方式有两种，一种是对手指直接耦合驱动信号，另一种是对指纹传感器的电源端或者地端耦合驱动信号。这两种驱动方式在理论模型上，对指纹成像能力的增强是等同的，但是在实际应用中，由于手指的电气特性比较复杂，很难准确建模，并且不同个体，不同温度、湿度下，电气特性都不一样，从而，对手指直接耦合驱动的方法，在设计上带来不便。一方面驱动手指的驱动信号频率不能过高，较高频率的驱动信号在手指表面传输的时候幅度上会产生梯度，使驱动信号的幅度在手指表面表现出不一致，导致指纹成像会有区域不一致；另一方面，施加到手指上的驱动信号的幅度也不宜过高，当驱动信号的峰-峰值超过4V的时候，会给人体带来不适感。给指纹传感器的电源端或者地端耦合驱动信号的方法可以很好的解决这些不足。一方面，耦合驱动信号至指纹传感器的电源端或者地端时，驱动信号不直接作用在手指上，也不会对人体带来不适感，所以驱动信号的幅度不受限制；另一方面，该驱动方式使指纹传感器的电源端和地端电位跟随驱动信号的变化而变化，不会使指纹成像产生区域不一致；还有，由于该驱动方法不需要对手指耦合驱动信号，可以不改变手机表面的工业设计，比如对于把指纹传感器置于手机盖板下的设计，只需要在手机盖板下安装指纹传感器，而不需要破坏手机盖板的完整性。
本发明的目的是将对指纹传感器的地端耦合驱动信号的方式应用于“C-Q-T”型电容指纹传感器中，使该类型传感器可以受益于该种驱动方式从而增强指纹传感器的成像。
本发明提出的指纹传感器主要有传感单元，电荷累积单元，比较电路和传感器地产生器。传感器地产生器输入端1接输入电源VIN，地端接系统地GND，输出端接指纹传感器的地端SGND；传感单元的输出端接电荷累积单元的输入端；电荷累积单元的输入端接传感单元的输出端，输出端接比较电路的输入端；比较电路的输入端接电荷累积单元的输出端，输出端就是指纹传感器的输出。
传感器地产生器包括电感，二极管，第一开关，第二开关和第三开关：
第一开关的端口1接传感器地产生器的输入端，端口2接电感的端口1；
第二开关的端口1接二极管的端口1，端口2接地电平；
第三开关的端口1接传感器地产生器的输出端，端口2接地电平；
电感的端口1接第一开关的端口2，端口2接二极管的端口1；
二极管的端口1接第二开关的端口1，端口2接传感器地产生器的输出端。
当传感器地产生器采用上述构成时，其工作时序为：
步骤1-1：第一开关断开，第二开关闭合，第三开关闭合，传感器地产生器的输出端输出地电平；
步骤1-2：第一开关闭合，第二开关闭合，第三开关闭合，传感器地产生器的输出端输出地电平。
步骤1-3：第一开关闭合，第二开关断开，第三开关断开，传感器地产生器的输出端输出由电感值决定的非地电平；
步骤1-4：返回到步骤1-2。
作为本发明进一步改进的技术方案，传感器地产生器也可以由电源电路，第五开关，第六开关组成：
电源电路的输入端接传感器地产生器的输入端，输出端接第五开关的端口1；
第五开关的端口1接电源电路的输出端，端口2接传感器地产生器的输出端；
第六开关的端口1接传感器地产生器的输出端，端口2接地电平。
当传感器地产生器采用上述构成时，其工作时序为，
步骤2-1：第五开关断开，第六开关闭合，传感器地产生器的输出端输出地电平；
步骤2-2：第五开关闭合，第六开关断开，传感器地产生器的输出端输出非地电平。
步骤2-3：返回到步骤2-1。
其中传感单元内：
传感电极为一个或多个电极，与初始化开关端口1连接，与行选开关端口1连接；所述目标电极为测量目标表面，与电平驱动器1连接，位于传感电极上方，与传感电极之间有介质层，目标电极与传感电极之间形成目标电容；
驱动电极，为一个或多个电极，与电平驱动器1连接，位于传感电极下方，与传感电极之间有介质层，驱动电极与传感电极之间形成驱动电容；
电平驱动器1，控制端与电平控制信号1连接，输出端与驱动电极连接；
电平驱动器1在电平控制信号1为低时向驱动电极输出电平V11，在电平控制信号1为高时向驱动电极输出电平V12。
行选开关端口1与传感电极连接，端口2连接到传感单元的输出端；
初始化开关，端口1与传感电极连接，端口2与参考电压1连接；
参考电压1，与初始化开关端口2连接。
其中电荷累积单元包括参考电压2，复位开关1，和积分电容1：
参考电压2，接复位开关1的端口1；
复位开关1，端口1接参考电压2，端口2接电荷累积单元的输出端；
积分电容1，端口1接电荷累积单元的输出端，端口2接指纹传感器地端。
当电荷累积单元采用此种构成时，电荷累积单元的复位时序为：
步骤3-1：闭合复位开关1；
步骤3-2：断开复位开关1。
作为本发明进一步改进的技术方案，电荷累积单元也可以由参考电压3，复位开关2，放大器1和积分电容2组成：
所述放大器1的输入端1连接电荷累积单元的输入端，输入端2连接参考电压3，输出端连接电荷累积单元的输出端；
所述积分电容2的端口1连接放大器1的输入端1，端口2连接放大器1的输出端；
所述复位开关2的端口1连接放大器1的输入端1，端口2连接放大器1的输出端；
所述参考电压3连接放大器1的输入端2。
当电荷累积单元采用此种构成时，电荷累积单元的复位时序为：
步骤4-1：闭合复位开关2；
步骤4-2：断开复位开关2。
进一步地，电荷累积单元还可以由参考电压4，复位开关3，复位开关4，放大器2、跟随开关和积分电容3组成：
所述放大器2的输入端1连接复位开关3的端口2，输入端2连接参考电压5，输出端连接电荷累积单元的输出端；
所述复位开关3的端口1连接参考电压5，端口2连接放大器2的输入端1；
所述复位开关4的端口1连接参考电压4，端口2连接积分电容的端口2；
所述跟随开关的端口1连接积分电容的端口2，端口2连接放大器2的输出端；
所述积分电容3的端口1连接放大器2的输入端1，端口2连接复位开关4的端口2；
所述参考电压4连接复位开关4的端口1；
所述参考电压5连接复位开关3的端口1。
当电荷累积单元采用上述构成时，电荷累积单元的复位时序为：
步骤5-1：闭合跟随开关；
步骤5-2：闭合复位开关3，闭合复位开关4；
步骤5-3：断开复位开关3，断开复位开关4；
步骤5-4：断开跟随开关。
其中，比较电路包括比较器和参考电压6：
比较器的输入端1与比较电路输入端连接，输入端2与参考电压6连接，输出端接比较电路的输出端；
参考电压6与比较器输入端2连接。
本发明提供一种对指纹传感器地端耦合驱动信号来增强指纹成像的“C-Q-T”型指纹传感器，具体做法是：
以被测指纹表面(相当于目标电极)，与电容测量极板(相当于传感电极)之间形成耦合电容(相当于目标电容)，被测指纹表面的不同区域与相对应的传感器阵列的不同的电容测量极板单元的距离不同，导致目标电容不同。另外，驱动电极与传感电极之间形成的耦合电容为驱动电容；传感电极和指纹传感器电源端或者地端的耦合电容为背景电容。
先将积分电容充电到参考电压2(本说明书亦指参考电压3或参考电压5)，并周期性的与目标电容进行电荷转移，转移的电荷量与传感单元、电荷累积单元和总线寄生电容相关。对于确定的指纹传感器设计，不同的目标电容与积分电容之间的电荷转移的速率是不一样的。该过程为“C-Q”过程。
积分电容中的电荷量在“C-Q”过程中会不断单向变化，当电荷累积单元的输出端电压的变化曲线穿过参考电压6的时候，比较电路的输出会翻转，其翻转的时间点就是指纹传感器的输出。该过程为“Q-T”过程。
所以，传感器的传感过程就是“目标电容大小差异——积分电容电荷转移速度差异——比较电路翻转时间先后”，也就是“C-Q-T”的过程。
令目标电容的电容值为Cf，驱动电容的电容值为Cd，传感单元内寄生电容的电容值为Cb，总线寄生电容的值为Cp，参考电压1的值为VREF1，参考电压2的值为VREF2，参考电压6的值为VREF6，传感器地产生器的输出端输出的高压电平为VH。同时，定义ΔV1＝V12-V11，ΔV2＝V22-V21，ΔVREF＝VREF2-VREF1。需要注意的是总线电容在电路分析上可以认为只是在积分电容上叠加了一个额外电容值，所以以下计算分析中不再单独列出Cp；人体手指电容远大于指纹传感器和手指之间的耦合电容，可以认为手指电平是不变的，所以在计算分析的时候目标电极近似接地。
在“C-Q”过程，其控制逻辑时序为，
步骤1：复位电荷累积单元；
步骤2：电平控制信号1为高；
步骤3：闭合初始化开关；
步骤4：指纹传感器地端SGND输出地电平；
步骤5：电平控制信号1为低；
步骤6：断开初始化开关；
步骤7：指纹传感器地端SGND输出高压电平；
步骤8：闭合行选开关；
步骤9：断开行选开关；
步骤10：回到步骤2.
步骤1是复位积分电容，复位积分电容后，积分电容的电压VOUT.rst＝VREF2。
经过n次电荷转移后，积分电容的电压VOUT(n)与前一次积分电容电压VOUT(n-1)之间利用电荷平衡原理有等式，
VOUT(n-1)*Cr+VREF1*(Cb+Cd+Cf)-V11*Cd＝-VH*Cf+VOUT(n)*(Cr+Cb+Cd+Cf)-V12*Cd
整理得：VOUT(n)＝[VOUT(n-1)*Cr+VREF1*(Cb+Cd+Cf)-ΔV1*Cd+VH*Cf]/(Cr+Cb+Cd+Cf)(1)
那么，ΔVOUT＝VOUT(n)-VOUT(n-1)
＝[(VREF1-VOUT(n-1))*(Cb+Cd+Cf)-ΔV1*Cd+VH*Cf]/(Cr+Cb+Cd+Cf)ΔVOUT’(Cf)(2)
＝[(VREF1-VOUT(n-1))*Cr+VH*(Cr+Cd+Cb)+ΔV1*Cd]/(Cr+Cb+Cd+Cf)^2(3)
在“Q-T”过程，其实就是积分电容中的电荷量不断单向变化，当积分电容的输出电压VOUT的变化曲线穿过参考电压6的时候，比较电路的输出会翻转，其翻转的时间点就是指纹传感器的输出。从式(3)可以看出，不同的目标电容Cf，积分电容的输出电压VOUT的变化曲线单向变化的，从而比较电路的翻转时间点也是单向变化的。式(3)中项VH*(Cr+Cd+Cb)可以增大积分电容输出电压VOUT相对于目标电容Cf变化率，比较电路翻转的时间点相对于目标电容Cf的变化率也会增大，从而达到了增强指纹成像的效果，并且，传感器地产生器的输出高压电压VH越高，对指纹成像的增强也会越强。
附图说明
图1为电容指纹传感器的示意图
图2为传感单元示意图
图3为电荷累积单元的实施例一
图4为电荷累积单元的实施例二
图5为电荷累积单元的实施例三
图6为比较电路示意图
图7为传感器地产生器实施例一
图8为传感器地产生器实施例二
图9指纹传感器的工作时序图
图10a～10b为电平转换器的工作原理图
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。此外，在不同的实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关联性。
图1为电容指纹传感器的示意图。如图1所示，本发明提出的指纹传感器主要有传感单元(1)，电荷累积单元(3)，比较电路(4)，传感器地产生器(5)，总线电容(2)。其中传感单元(1)通常是成组出现的。
传感单元(1)的输出端接电荷累积单元(3)的输入端；电荷累积单元(3)的输入端接传感单元(1)的输出端，输出端接比较电路(4)的输入端；比较电路(4)的输入端接电荷累积单元(3)的输出端，输出端就是指纹传感器的输出；传感器地产生器(5)的输入端1接输入电源VIN，地端接系统地GND，输出端接指纹传感器的地端SGND。另外，总线电容(2)位于传感单元(1)的输出端和指纹传感器地端SGND之间。
图2为传感单元的示意图。如图2所示，
传感单元(1)包括：目标电极(11)、传感电极(12)、驱动电极(13)、电平驱动器1(17)、行选开关(14)、初始化开关(15)、参考电压1(16)。
传感电极(12)，为一个或多个电极，与初始化开关(15)端口1连接，与行选开关(14)端口1连接；
目标电极(11)，为测量目标表面，位于传感电极(12)上方，与传感电极(12)之间有介质层，目标电极(11)和传感电极(12)之间形成目标电容(201)；
驱动电极(13)，为一个或多个电极，与电平驱动器1(17)连接，位于传感电极(12)下方，与传感电极(12)之间有介质层，驱动电极(13)和传感电极(12)之间形成驱动电容(202)。
电平驱动器1(17)，与驱动电极(13)连接；
初始化开关(15)端口1与传感电极(12)连接，端口2与参考电压1(16)连接；
行选开关(14)端口1与传感电极(12)连接，端口2与传感单元(1)的输出端连接；
另外还包括传感单元(1)内的背景电容(203)。
图3为电荷累积单元的实施例一。如图3所示，电荷累积单元(3)包括复位开关1(32)，积分电容1(33)和参考电压2(31)。
参考电压2(31)，接复位开关(32)的端口1；
复位开关1(32)，端口1接参考电压2(31)，端口2接电荷累积单元(3)的输出端；
积分电容1(33)，端口1接电荷累积单元(3)的输出端，端口2接指纹传感器地端(SGND)。
该实施例中，电荷累积单元(3)的复位时序为：
步骤1：闭合复位开关1(32)；
步骤2：断开复位开关1(32)。
图4为电荷累积单元的实施例二。如图4所示，电荷累积单元(3)包括：复位开关2(301)，积分电容2(302)，参考电压3(303)和放大器1(304)。
放大器1(304)的输入端1与电荷累积单元(3)的输入端连接，输入端2连接参考电压3(303)，输出端连接电荷累积单元(3)的输出端；
积分电容2(302)的端口1连接至放大器1(304)的输入端1，端口2连接至放大器1(304)的输出端；
复位开关2(301)的端口1连接至放大器1(304)的输入端1，端口2连接至放大器1(304的)输出端。
该实施例的电荷累积单元(3)的复位时序为：
步骤1：闭合复位开关2(301)；
步骤2：断开复位开关2(301)。
图5为电荷累积单元的实施例三。如图5所示，电荷累积单元(3)包括：放大器2(310)，积分电容3(311)，参考电压4(312)，复位开关3(313)，复位开关4(314)，跟随开关(315)，参考电压5(316)。
复位开关4(314)的端口2连接至参考电压4(312)，端口1连接积分电容3(311)的端口2；
复位开关3(313)的端口1连接积分电容3(311)的端口1，端口2连接参考电压5(316)；
积分电容3(311)的端口1连接放大器2(310)的输入端1，端口2接复位开关4(314)的端口1；
跟随开关(315)，端口1连接积分电容3(311)的端口2，端口2连接电荷累积单元(3)的输出端；
放大器2(310)的输入端1与电荷累积单元(3)的输入端连接，输入端2与参考电压5(316)连接，输出端与电荷累积单元(3)的输出端连接；
参考电压4(312)与复位开关4(314)的端口2连接；
参考电压5(316)与复位开关3(313)的端口2连接。
该实施例中，电荷累积单元(3)的复位时序为：
步骤1：断开跟随开关(315)；
步骤2：闭合复位开关3(313)，闭合复位开关4(314)；
步骤3：断开复位开关3(313)，断开复位开关4(314)；
步骤4：闭合跟随开关(315)。
图6为本发明中比较电路的电路图。如图6所示，比较电路(4)包括比较器(42)和参考电压6(41)。
比较器(42)的输入端1与比较电路(4)输入端连接，输入端2与参考电压6(41)连接，输出端接比较电路(4)的输出端；
参考电压6(41)与比较器(42)的输入端2连接；
图7为传感器地产生器的实施例一。如图7所示，传感器地产生器(5)包括电源电路(51)，开关1(52)，开关2(53)。
电源电路(51)的输入端接输入电源(VIN)，输出端接开关1(52)的端口1；
开关2(53)的端口1接电源电路(51)的输出端，端口2接传感器地产生器(5)的输出端；
开关1(52)的端口1接传感器地产生器(5)的输出端(SGND)，端口2接地电平(GND)；
传感器地产生器的实施例一的工作时序为，
步骤1：开关1(52)断开，开关2(53)闭合，传感器地产生器(5)的输出端输出地电平；
步骤2：开关1(52)闭合，开关2(53)断开，传感器地产生器(5)的输出端输出非地电平；
步骤3：回到步骤1。
电源电路(51)可以采用一些成熟的电路结构，比如采用电荷泵，开关电源等等常见的技术手段，在此不再赘述。
图8为传感器地产生器的实施例二。如图8所示，此处传感器地产生器(5)是电感型电路，包括电感(501)，开关3(502)，开关4(503)，开关5(504)和二极管(505)。
电感(501)的端口1接开关3(502)的端口2，端口2接二极管(505)的端口1；
开关3(502)的端口1接输入电源(VIN)，端口2接电感(501)的端口1；
开关4(503)的端口1接二极管(505)的端口1，端口2接地电平(GND)；
开关5(504)的端口1接传感器地产生器(5)的输出端，端口2接地电平(GND)；
二极管(83)的端口1接开关4(503)的端口1，端口2接传感器地产生器(5)的输出端。
传感器地产生器的实施例二的工作时序为,
步骤1：开关3(502)断开，开关4(503)闭合，开关5(504)闭合，传感器地产生器(5)的输出端输出地电平；
步骤2：开关3(502)闭合，开关4(503)闭合，开关5(504)闭合，传感器地产生器(5)的输出端输出地电平；
步骤3：开关3(502)闭合，开关4(503)断开，开关5(504)断开，传感器地产生器(5)的输出端输出由电感值决定的非地电平；
步骤4：回到步骤2。
图9为电容指纹传感器的工作波形。如图9所示，电容指纹传感器的工作过程如下：
步骤1：复位电荷累积单元(3)；
步骤2：电平控制信号1为高；
步骤3：闭合初始化开关(15)；
步骤4：指纹传感器地端SGND输出地电平；
步骤5：电平控制信号1为低；
步骤6：断开初始化开关(15)；
步骤7：指纹传感器地端SGND输出高压电平；
步骤8：闭合行选开关(14)；
步骤9：断开行选开关(14)；
步骤10：回到步骤2。
图10a～10b为电平转换器的工作原理图。由于本发明揭示的电容指纹传感器存在两个电源域，在现有技术中，一般通过电平转换器使得信号在两个电源域之间实现通讯。图10a示出了信号从传感器电源域传输到系统地电源域时，电平转换器的一般的电路构成，图10b示出了信号从系统地电源域传输到从传感器电源域时，电平转换器的一般的电路构成。此处电平转换器的具体构成属于现有技术，在此不再赘述。
以上揭示的实施例对本发明进行阐述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，各种根据本发明的本质进行的修改变化，均应落在本发明的权利要求范围内。

Claims (16)

1.一种电容指纹传感器，包括传感器地产生器，传感单元，电荷累积单元和比较电路，其特征在于：
所述传感器地产生器包括电感，第一开关，第二开关，第三开关和二极管；
所述传感单元包括目标电极，传感电极，驱动电极，电平驱动器，行选开关，初始化开关和参考电压1；
所述电荷累积单元包括参考电压2，复位开关1和积分电容1；
所述比较电路包括比较器和参考电压6。
2.如权利要求1所述的一种电容指纹传感器，其特征在于：
所述传感器地产生器的输入端1接输入电源VIN，地端接系统地GND，输出端接指纹传感器的地端SGND；
所述传感单元的输出端接电荷累积单元的输入端；
所述电荷累积单元的输入端接传感单元的输出端，输出端接比较电路的输入端；
所述比较电路的输入端接电荷累积单元的输出端，输出端就是指纹传感器的输出。
3.如权利要求1所述的一种电容指纹传感器，包括传感器地产生器，其特征在于：
所述传感器地产生器的第一开关的端口1接传感器地产生器的输入端，端口2接电感的端口1；
所述第二开关的端口1接二极管的端口1，端口2接地电平；
所述第三开关的端口1接传感器地产生器的输出端，端口2接地电平；
所述电感的端口1接第一开关的端口2，端口2接二极管的端口1；
所述二极管的端口1接第二开关的端口1，端口2接传感器地产生器的输出端。
4.如权利要求3所述的传感器地产生器，其特征在于，所述传感器地产生器的工作时序为：
步骤一：第一开关断开，第二开关闭合，第三开关闭合，传感器地产生器的输出端输出地电平；
步骤二：第一开关闭合，第二开关闭合，第三开关闭合，传感器地产生器的输出端输出地电平；
步骤三：第一开关闭合，第二开关断开，第三开关断开，传感器地产生器的输出端输出由电感值决定的非地电平；
步骤四：返回到步骤二。
5.如权利要求1所述的一种电容指纹传感器，其特征在于，所述传感器地产生器也可以由电源电路，第五开关和第六开关组成：
所述电源电路的输入端接输入电源(VIN)，输出端接第五开关的端口1；
所述第五开关的端口1接电源电路的输出端，端口2接传感器地产生器的输出端(SGND)；
所述第六开关的端口1接传感器地产生器的输出端(SGND)，端口2接地电平(GND)。
6.如权利要求5所述的电容指纹传感器，其特征在于，所述传感器地产生器的工作时序为：
步骤一：第五开关断开，第六开关闭合，传感器地产生器的输出端输出地电平；
步骤二：第五开关闭合，第六开关断开，传感器地产生器的输出端输出非地电平；
步骤三：返回到步骤一。
7.如权利要求1所述的一种电容指纹传感器，包括传感单元，其特征在于，
所述传感单元的传感电极为一个或多个电极，与初始化开关端口1和行选开关的端口1连接；
所述目标电极为测量目标表面，位于传感电极上方，与传感电极之间有介质层，目标电极与传感电极之间形成目标电容；
所述驱动电极为一个或多个电极，与电平驱动器连接，位于传感电极下方，与传感电极之间有介质层，驱动电极和传感电极之间形成驱动电容；
所述电平驱动器，与驱动电极连接；
所述初始化开关的端口1与传感电极连接，端口2与参考电压1连接；
行选开关的端口1与传感电极连接，端口2与传感单元输出端连接。
8.如权利要求1所述的一种电容指纹传感器，包括电荷累积单元，其特征在于：
所述电荷累计单元的参考电压2接复位开关1的端口1；
所述复位开关1的端口1接参考电压2，端口2接电荷累积单元的输出端；
所述积分电容1的端口1接电荷累积单元的输出端，端口2接指纹传感器地端。
9.如权利要求8所述的电荷累积单元，其特征在于，所述电荷累积单元的复位时序为：
步骤1：闭合复位开关1；
步骤2：断开复位开关1。
10.如权利要求1所述的电容指纹传感器，其特征在于，所述电荷累积单元也可以由放大器1，参考电压3，复位开关2和积分电容2组成：
所述放大器1的输入端1连接电荷累积单元的输入端，输入端2连接参考电压3，输出端连接电荷累积单元的输出端；
所述积分电容2的端口1连接放大器1的输入端1，端口2连接放大器1的输出端；
所述复位开关2的端口1连接放大器1的输入端1，端口2连接放大器1的输出端；
所述参考电压3连接放大器1的输入端2。
11.如权利要求10所述的电荷累积单元，其特征在于，所述电荷累积单元的复位时序为：
步骤1：闭合复位开关2；
步骤2：断开复位开关2。
12.如权利要求1所述的电容指纹传感器，其特征在于，所述电荷累积单元也可以由放大器2，参考电压4，参考电压5，复位开关3，复位开关4,跟随开关和积分电容3组成：
所述放大器2的输入端1连接复位开关3的端口2，输入端2连接参考电压5，输出端连接电荷累积单元的输出端；
所述复位开关3的端口1连接参考电压5，端口2连接放大器2的输入端1；
所述复位开关4的端口1连接参考电压4，端口2连接积分电容3的端口2；
所述跟随开关的端口1连接积分电容3的端口2，端口2连接放大器2的输出端；
所述积分电容3的端口1连接放大器2的输入端1，端口2连接复位开关4的端口2；
所述参考电压4连接复位开关4的端口1；
所述参考电压5连接复位开关3的端口1。
13.如权利要求12所述的电荷累积单元，其特征在于，所述电荷累积单元的复位时序为：
步骤1：断开跟随开关；
步骤2：闭合复位开关3，闭合复位开关4；
步骤3：断开复位开关3，断开复位开关4；
步骤4：闭合跟随开关。
14.如权利要求1所述的一种电容指纹传感器，包括比较电路，其特征在于：
所述比较电路的比较器的输入端1接比较电路的输入端，输入端2接参考电压6，输出端接比较电路的输出端；
所述参考电压6与比较器的输入端2连接。
15.一种电容指纹传感器的工作方法，其特征在于，所述电容指纹传感器的工作时序为：
步骤一：复位电荷累积单元；
步骤二：电平控制信号1为高；
步骤三：闭合初始化开关15；
步骤四：指纹传感器地端SGND输出地电平；
步骤五：电平控制信号1为低；
步骤六：断开初始化开关；
步骤七：指纹传感器地端SGND输出高压电平；
步骤八：闭合行选开关14；
步骤九：断开行选开关14；
步骤十：回到步骤2。
16.如权利要求1所述的一种电容指纹传感器，所述电容指纹传感器还包括控制电路，用来产生时序控制信号，其特征在于，所述控制电路包括电平转换器，使信号在指纹传感器电源域和系统地电源域之间实现电平转换。
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