CN110073360A - 用于控制指纹感测装置中的信号的系统和方法 - Google Patents

用于控制指纹感测装置中的信号的系统和方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种控制用于感测手指的指纹图案的电容式指纹感测装置(2)的方法,电容式指纹传感器包括多个感测元件(8)。每个感测元件包括被手指触摸的保护性电介质顶层(13),被布置在顶层下方的导电感测结构(17),用于提供指示手指和感测结构之间距离的模拟感测信号的感测电路(18)。指纹感测装置进一步包括定时电路(19),其被配置成控制驱动信号的定时,该驱动信号被配置成提供手指和感测结构之间的电位差的变化。该方法包括形成包括脉冲序列的驱动信号,其中连续脉冲之间的延迟能够由所述定时电路控制。还提供了一种被配置成执行上述方法的感测装置。

Description

用于控制指纹感测装置中的信号的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制指纹感测装置中的驱动信号的方法和系统。
背景技术
各种类型的生物识别系统被越来越多地使用,以提供提高的安全性和/或增强的用户便利性。
特别是,指纹感测系统已经被用于例如消费类电子设备中,这归功于它们小的外形因素、高性能以及用户接受度。
在各种可用的指纹感测原理(例如电容式、光学、热等)中,最常使用电容式感测,特别是在尺寸和功耗是重要问题的应用中。
所有电容式指纹传感器提供指示若干感测结构中的每一个与放置在指纹传感器表面上或在指纹传感器表面上移动的手指之间的电容的量度。
一种流行的指纹检测方法是基于放置在传感器上的手指与下面的电容式感测结构之间的感应电位差。可以通过向手指、向公共地平面、向全部或部分的指纹传感器、以及上述的组合提供时变驱动信号来引发电位差。因此,这导致受时变电位影响的电磁环境。
指纹传感器被集成在越来越多的各种电子设备中,这些电子设备可以包括许多不同类型的部件。在一些情况下,由指纹传感器或沿指纹传感器布置的单独设备生成的驱动信号可能妨碍或干扰其它敏感部件的操作。
因此,需要提供一种为指纹感测装置提供驱动信号的改进方法和系统。
发明内容
鉴于现有技术的上述和其它缺点,本发明的目的是提供一种用于减少驱动信号和包括指纹感测装置的电子设备的部件之间的干扰的方法和系统。
根据本发明的第一方面,提供了一种用于控制用于感测手指的指纹图案的电容式指纹感测装置的方法,该电容式指纹传感器包括多个感测元件。每个感测元件包括被手指触摸的保护性电介质顶层,被布置在顶层下方的导电感测结构,以及用于提供指示手指和感测结构之间的距离的模拟感测信号的感测电路。指纹感测装置进一步包括被配置成控制驱动信号的定时的定时电路,该驱动信号被配置成提供手指和感测结构之间的电位差的变化。该方法包括形成包括脉冲序列的驱动信号,其中连续脉冲之间的延迟能够由所述定时电路控制。
在本申请的上下文中,术语“电位”应理解为表示“电势”。因此,电位差的变化应当被理解为意指手指与感测结构之间的电势相对于参考电位的时变变化。
感测元件可以有利地被布置成包括行和列的阵列。此外,每个感测结构可以有利地以金属板的形式来提供,使得平行板电容器的等效物由感测结构(感测板)、局部手指表面以及保护性电介质顶层(以及根据指纹图案中脊和谷的位置,可以局部存在于局部手指表面和保护层之间的任何空气)形成。由手指和感测结构之间的电位差的变化引起的感测结构承载的电荷的变化是这种平行板电容器的电容的指示,该电荷的变化又指示感测结构和手指表面之间的距离。因此,可以通过确定每个感测结构和手指之间的电容式耦合来获取指纹图案的图像。
保护性顶层,其也可以称为涂层,可以有利地为至少20μm厚并且具有高介电强度,以保护指纹感测装置的下面结构免受磨损以及ESD。甚至更有利地,保护性顶层可以是大约100μm厚。在一些实施方式中,保护性涂层可以在500至700μm厚的范围内,或甚至更厚。保护性顶层也可以包括保护板,该保护板包括介电材料,以在放置在板上的手指和感测元件之间提供良好的电容式耦合。特别地,保护板可以有利地包括玻璃或陶瓷材料,例如化学强化玻璃,ZrO2或蓝宝石。上述材料都提供了有利的特性,因为它们坚硬并因此耐磨损,并且它们是电介质,从而在放置在保护板表面上的手指和感测装置的感测元件之间提供良好的电容式耦合。指纹感测装置还可以被布置在电子设备的盖玻片或显示器玻璃下面。
此外,每个感测元件可以是可控的,以执行预定的测量序列,包括以预定顺序在不同测量状态之间转换。可以由提供给感测元件中包括的电路的控制信号的特定组合来定义测量状态。
驱动信号电路可以包括切换电路,该切换电路被配置成在两个或更多个不同的电位之间切换,以形成具有最大电压电平和最小电压电平的至少一个驱动脉冲。替代地或组合地,驱动信号电路可以包括至少一个可控信号源,该可控信号源被配置成提供时变激励电位。一般而言,驱动信号电路包括可控电压源。
定时电路可以被包括在指纹传感器部件中,然后可以为驱动信号电路提供控制信号,以提供具有相对于指纹传感器部件的参考电位(例如传感器地电位)的时变激励电位的驱动信号。还应注意,定时电路和驱动信号电路可以被一起布置在单个位置,或者它们可以被分开放置。此外,在电路提供用于形成和提供定时信号以及用于形成和提供驱动信号的联合功能的情况下,术语驱动信号电路和定时信号电路可以被认为是等同的。
因此,定时电路和/或驱动信号电路可以被设置在指纹传感器部件的外部,并且被连接至指纹传感器部件,以提供驱动信号作为指纹传感器部件的时变参考电位。在这种情况下,驱动信号可以相对于包括指纹感测系统的电子设备的设备地电位而呈现其时变驱动电位。可以利用由指纹传感器部件中包括的定时电路生成的定时控制信号来控制外部驱动信号电路。驱动信号电路也可以称为激励信号电路。
本发明基于以下认识:包括预定频率的脉冲串或一串脉冲的驱动信号可能干扰周围部件的操作,例如在诸如智能电话的电子设备中。因此,本发明涉及驱动信号的形成,该驱动信号包括在所选脉冲之间的可控延迟,以便改变驱动信号的频率或形成不规则驱动信号,以减少或消除由于驱动信号而发生的干扰。
根据本发明的一个实施方式,脉冲可以具有固定的占空比,该占空比确定连续脉冲之间的最小间隔。固定占空比例如在以下应用中是有利的:在该应用中用于指纹感测的采样序列是固定的。由此,可以确保可以在固定占空比期间执行采样序列。
根据本发明的一个实施方式,驱动信号可以包括以脉冲组布置的脉冲序列,其中连续脉冲组之间的延迟大于组内连续脉冲之间的延迟,并且其中连续脉冲之间的延迟对于组内的所有脉冲都是相同的。由此,可以形成任意脉冲序列,其中可以控制组频率以及组内脉冲的频率两者。形成脉冲组的另一个优点是与连续脉冲序列相比总功耗降低。
根据本发明的一个实施方式,该方法可以包括提供包括多个脉冲序列的驱动信号,每个序列包括多组脉冲,并控制连续脉冲序列之间的延迟,其中连续序列之间的延迟大于连续组之间的延迟。对于某些使用情况,例如当指纹感测装置处于空闲模式并等待检测手指的存在时,可以通过首先定义包括脉冲组的脉冲序列,并通过控制连续序列之间的延迟,来进一步降低功耗。
根据本发明的一个实施方式,该方法可以包括在连续脉冲之间提供随机延迟。通过提供随机延迟,可以提供没有明显频率的信号,其中该延迟例如可以在1至20个时钟周期的范围内变化。因此,显著降低了驱动信号干扰电子设备中的另一部件的风险。
根据本发明的一个实施方式,连续脉冲之间的延迟可以是基于布置有指纹感测装置的电子设备中的部件的工作频率。为了确保干扰被保持为最小,可以基于电子设备的部件的工作频率来具体选择驱动信号的频率。这样的部件可以例如是触摸屏显示器。假设已知部件的工作频率,则驱动信号的频率可以被选择为与该工作频率不同。
根据本发明的一个实施方式,该方法可以进一步包括检测布置有指纹感测装置的电子设备中天线的使用,以及与不使用天线的情况相比,增加连续脉冲之间的延迟。当涉及在诸如智能电话的电子设备中使用天线时,干扰天线的主要原因并不是驱动信号的频率,而是驱动信号的总功率输出。因此,通过增加驱动信号的脉冲之间的延迟,减小了总功率输出,从而减少了天线中的失真。特别地,驱动信号可以具有针对指纹传感器的给定操作模式的特定配置,并且当检测到电话的天线处于活动状态或即将被激活时,可以在连续脉冲之间引入额外的延迟。然而,一旦检测到天线使用,也可以提供具有新配置的驱动信号,其中与不使用天线时相比,该驱动信号的总功率内容(power content)减小。当检测到其它部件的使用时,也可以以类似的方式控制驱动信号。
根据本发明的第二方面,提供了一种用于感测手指的指纹图案的电容式指纹感测装置。电容式指纹感测装置包括多个感测元件,每个感测元件包括被手指触摸的保护性电介质顶层、被布置在顶层下方的导电感测结构、以及用于提供指示手指和感测结构之间的距离的模拟感测信号的感测电路。指纹感测装置进一步包括被配置成控制驱动信号的定时的定时电路,该驱动信号被配置成提供手指和感测结构之间的电位差的变化。此外,定时电路被配置成形成包括脉冲序列的驱动信号,其中连续脉冲之间的延迟可由定时电路控制。
本发明第二方面的许多效果和特征在很大程度上类似于上面结合本发明的第一方面所描述的那些效果和特征。
根据本发明的一个实施方式,感测装置可以进一步包括邻近指纹感测装置的感测表面布置的导电边框,其中驱动信号被提供给边框。因此,当将手指放置在指纹感测装置中时,可以将驱动信号引入用户的手指,使得引起电位差的可检测的变化。边框指的是在感测表面处暴露的导电结构,并且边框可以例如包括完全或部分地围绕感测装置的金属框架。
根据本发明的一个实施方式,可以将驱动信号提供给所述感测电路的感测元件。特别地,驱动信号可以被连接至电荷放大器的正输入,该电荷放大器是感测电路的一部分。因此,可以通过在手指接地时改变感测结构的电位来引起电位差的变化。将在以下详细描述中描述感测电路。
根据本发明的一个实施方式,可以将驱动信号提供给所述感测电路的参考接地连接。驱动信号可以例如被连接至感测电路的公共地平面,使得通过改变公共地的电位来引起电位差的变化。
根据本发明的一个实施方式,定时电路可以包括驱动信号电路,其被配置成形成驱动信号并将驱动信号提供给感测电路。因此,驱动信号电路被认为是定时电路的一部分,使得定时电路既控制又形成驱动信号。如上所述,定时电路可以被布置与指纹感测电路集成在一起,或者作为单独的电路。
根据本发明的一个实施方式,提供了一种电子设备,包括根据上面描述的任一实施方式的指纹感测装置。电子设备进一步包括以预定工作频率工作的部件;其中,定时电路被配置成形成驱动信号,该驱动信号包括基于预定工作频率的连续脉冲之间的延迟。
当研究所附权利要求和以下描述时,本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。本领域的技术人员认识到,在不脱离本发明的范围的情况下,可以对本发明的不同特征进行组合以创建除了下面描述的实施方式之外的实施方式。
附图说明
现在将参照示出本发明的示例实施方式的附图更详细地描述本发明的这些方面和其它方面,其中:
图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的指纹感测装置的应用;
图2示意性地示出了根据本发明的实施方式的指纹感测装置;
图3是根据本发明的一个实施方式的指纹感测装置的一部分的示意性横截面和电路示意图;
图4是根据本发明的一个实施方式的指纹感测装置的一部分的示意性横截面和电路示意图;
图5是根据本发明的一个实施方式的指纹感测装置的一部分的示意性横截面和电路示意图;
图6A-E示意性地示出了根据本发明的示例实施方式的驱动信号;
图7示意性地示出了根据本发明的示例实施方式的驱动信号;以及
图8A-B是示意性地示出根据本发明的实施方式的指纹感测装置的功能的框图。
具体实施方式
在本详细描述中,主要参考布置在智能手机中的电容式指纹感测装置来描述根据本发明的系统和方法的各种实施方式。
图1示意性地示出了根据本发明的示例实施方式的指纹感测装置2的应用,其是具有集成指纹感测装置2的移动电话1的形式。指纹感测装置2可以例如用于解锁移动电话1、用于验证用户的身份以及/或者用于授权使用移动电话执行的交易等。根据本发明的各种实施方式的指纹感测装置2也可以被用在其它设备中,例如平板电脑、笔记本电脑、智能卡或其它类型的消费类电子产品。
图2示意性地示出了包括在图1的移动电话1中的指纹感测装置2。如图2中可见,指纹感测装置2包括传感器阵列5,电源接口6和通信接口7。传感器阵列5包括大量的感测元件8a-b(仅用附图标记表示了两个感测元件,以避免使附图混乱),每个感测元件都是可控制的,以感测感测元件8a-b中包括的感测结构和接触传感器阵列5的顶表面的手指表面之间的距离。
电源接口6包括第一接触垫10a和第二接触垫10b,这里示出为焊盘,用于将供电电压Vsupply连接至指纹感测装置2。
通信接口7包括多个焊盘,用于允许控制指纹感测装置2并且用于从指纹感测装置2获取指纹数据。应当注意,其它类型的通信和电源电压连接同样是可能的,例如通过衬底的过孔连接。
图3是根据本发明的实施方式的指纹感测装置2的一部分的示意性横截面和电路示意图,沿着图2中指示的线A-A’截取,手指11放置在传感器阵列5的顶部。指纹感测装置包括多个感测元件8,每个感测元件8包括要由手指11触摸的保护性电介质顶层13、导电感测结构17,这里是保护性电介质顶层13之下的金属板17的形式。如图3中示意性示出的,感测元件8进一步包括感测电路,该感测电路包括电荷放大器18,以及用于控制和向手指提供驱动信号VDRV的定时电路19。在本描述中,驱动信号提供电路被认为是包括在定时电路19中。驱动信号提供电路可以例如包括可控电压源。如图3所示,手指11的脊部位于感测结构17的正上方,指示手指11和感测结构17之间的最小距离,如电介质顶层13所限定的。
电荷放大器18包括至少一个放大器级,这里示意性地示出为运算放大器(op amp)24,其具有被连接至感测结构17的第一输入(负输入)25,被连接至地或另一参考电位的第二输入(正输入)26,以及输出27。另外,电荷放大器18包括连接在第一输入25和输出27之间的反馈电容器29,以及复位电路,这里功能性地示出为开关30,用于允许反馈电容器29的可控放电。可以通过操作复位电路30来复位电荷放大器18,以使反馈电容器29放电。
与负反馈配置中的运算放大器24的情况一样,第一输入25处的电压跟随第二输入26处的电压。取决于特定放大器配置,第一输入25处的电位可基本上与第二输入26处的电位相同,或者第一输入25处的电位和第二输入26处的电位之间可以存在基本上固定的偏移。在图3的配置中,电荷放大器的第一输入25实际上接地。
当通过驱动信号提供电路19向手指11提供时变电位时,在感测结构17和手指11之间出现相应的时变电位差。所引起的手指11和感测结构17之间的电位差的变化又在电荷放大器18的输出27上产生感测电压信号Vs。可以例如将时变电位VDRV经由边框(未示出)提供给手指,该边框是布置在指纹感测表面周围的导电框架的形式。
在感测元件8外部,图3中的框图示出了包括采样和保持电路(S/H电路)41和模数转换器(ADC)42的读出电路40。
读出电路40被连接至电荷放大器18的输出27,以接收和采样感测信号Vs。读出电路40可以包括控制单元,或者被连接至控制单元,该控制单元对包括在读出电路40中的各个采样和保持(S&H)电路进行控制,以参考驱动信号的定时在需要的时间点对感测信号Vs进行采样。
采样电路41被连接至模数转换器42,模数转换器42被配置成将模拟采样转换为数字感测信号,该数字感测信号指示感测结构17和手指11之间的电容性耦合,从而指示距离。
此外,还可以通过使用复用器以将多个像素连接至一个采样和保持电路模块41,而在许多不同像素之间共享采样和保持电路41和ADC 42。因此,电荷放大器18的输出27和/或输出采样和保持电路41可以被连接至复用器。例如,一个采样和保持电路模块41可以由一列像素共享。
图4示意性地示出了类似于图3的电路示意图。图4中的不同之处在于定时电路19被连接至运算放大器24的第二输入端26。如上所述,运算放大器24的第一输入25的电位基本上跟随第二输入26的电位(即电压),使得由定时电路19提供的驱动信号实际上被施加至感测结构17。因此,通过向运算放大器24的第二输入26提供驱动信号来实现手指11和感测结构17之间的电位差的变化。
图5也示意性地示出了类似于图3的电路示意图。在图5中,定时电路19被连接至感测装置的参考接地连接50,称为SGND。因此,通过向参考接地连接提供驱动信号以使得感测装置的地电位跟随驱动信号电位,来实现手指11和感测结构17之间的电位差的变化。同样重要的是要注意,手指11单独接地,这意味着手指11不与感测电路共享接地连接。
图6A中示出了具有固定频率的驱动信号。如上所述,希望提供形成包括脉冲序列的驱动信号的能力,其中连续脉冲之间的延迟可由定时电路19控制。描述的方法同样可以看作为在脉冲序列中的连续脉冲之间可控制地插入延迟。换句话说,相关特征是可以形成在连续脉冲之间具有可控延迟的最终驱动信号。因此,可以以许多不同的方式形成可控延迟,所有这些都在本发明的范围内。
而且,可以以技术人员已知的各种形式提供定时电路。定时电路可以例如包括用于形成期望驱动信号的可控时钟、状态机、脉冲发生器等。
图6B示出了占空比61为50%的脉冲的周期60。在本发明的一个实施方式中,脉冲的占空比61是固定的,从而将连续脉冲之间的最小间隔确定为半周期。在这样的实施方式中,连续脉冲之间的延迟等于固定数量的半周期。
图6C示意性地示出了驱动信号VDRV,其包括以脉冲组63布置的脉冲序列62。连续的脉冲组63之间的延迟大于组63内的连续脉冲之间的延迟,并且连续脉冲之间的延迟对于组63内的所有脉冲是相同的。这里将组63示出为包括四个脉冲。然而,一组脉冲原则上可包括>1的任何数量的脉冲。
图6D示意性地示出了驱动信号64,VDRV,其包括多个脉冲序列65、66,每个脉冲序列包括多个脉冲组63。连续脉冲序列之间的延迟大于连续组之间的延迟。
鉴于上述内容,技术人员认识到存在着形成脉冲组和序列的组合的无限可能性,使得可以形成满足特定应用的要求的驱动信号。
图6D示意性地示出了驱动信号67,VDRV,其在连续脉冲之间具有随机延迟,以防止驱动信号的频率与电子设备中的其它部件的共振频率一致。因此,减少了部件被驱动信号干扰的风险。
连续脉冲之间的延迟例如可以被选择为在1到20个时钟周期的范围内,这适用于图6E示出的在连续脉冲之间具有随机延迟的脉冲序列,以及适用于图6C-D示出的示例。在实践中,连续脉冲之间的时间可以是从微秒(例如1μs)至约100ms。
图7示意性地示出了以下示例:驱动信号的频率fDRV基于布置有指纹感测装置的电子设备中的部件的工作频率f。特别地,驱动信号VDRV的频率fDRV被选择为使得其与工作频率f不一致。
在图8A的框图中还概述了形成以下驱动信号的功能:该驱动信号具有与部件的工作频率不同的频率。还应注意,优选的是,驱动信号的频率与部件的工作频率的倍频(overtones)不一致。
该部件可以例如是便携式电子设备(诸如智能电话或平板电脑)中的触摸屏。该部件也可以是智能卡中的微处理器、集成电路等。指纹感测装置可以包括被配置成检测电子设备中的各种其它部件的使用的电路,或者指纹感测装置可以从电子设备的控制电路接收关于这些部件的使用的相关信息。
指纹感测装置通常被布置在以下电子设备中:该电子设备具有无线通信功能,从而包括用于发送和/或接收无线信号的一个或更多个天线。这种天线也可能受到指纹感测装置中的驱动信号的干扰。在天线的情况下,影响天线的主要不是驱动信号的频率,而是定时电路提供的总功率。因此,当检测到天线的使用时,或者当控制电路提供指示将要使用天线的信息时,希望控制驱动信号,使得来自定时电路的输出功率减小,如图8B所概述的。特别地,图8B示出了当天线不激活时使用的定时电路的输出功率P1,使得当天线激活时的输出功率P2低于P1
此外,已经观察到,如关于图3所讨论的,将驱动信号提供给边框的电路布局更有可能干扰布置在边框附近的触摸显示器的操作。相比之下,如关于图5所讨论的,将驱动信号提供给指纹感测装置的参考地电平的电路布局对天线的操作具有更大的影响。
尽管已经参照本发明的具体示例性实施方式描述了本发明,但是本领域技术人员能够明白许多不同的改变,修改等。而且,应该注意,可以以各种方式省略、互换或布置系统和方法的各部分,而该系统和方法仍然能够执行本发明的功能。
另外,通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究,本领域的技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施方式的变型。在权利要求中,词语“包括”不排除其它元件或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中描述某些手段的事实并不表示不能有益地使用这些手段的组合。

Claims (19)

1.一种用于控制用于感测手指的指纹图案的电容式指纹感测装置(2)的方法,所述电容式指纹传感器包括多个感测元件(8),每个感测元件(8)包括:
被所述手指触摸的保护性电介质顶层(13);
导电感测结构(17),其被布置在所述顶层下面;
感测电路(18),其用于提供指示所述手指与所述感测结构之间的距离的模拟感测信号,所述指纹感测装置进一步包括:
定时电路(19),其被配置成控制驱动信号的定时,所述驱动信号被配置成提供所述手指与所述感测结构之间的电位差的变化;所述方法包括:
形成包括脉冲序列的驱动信号,其中连续脉冲之间的延迟能够由所述定时电路控制。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述脉冲具有固定的占空比,所述占空比确定连续脉冲之间的最小间隔。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述驱动信号包括以脉冲组布置的脉冲序列,其中连续脉冲组之间的延迟大于组内连续脉冲之间的延迟,并且其中连续脉冲之间的延迟对于组内的所有脉冲是相同的。
4.根据权利要求3所述的方法,包括:提供包括多个脉冲序列的驱动信号,每个序列包括多个脉冲组,以及控制连续脉冲序列之间的延迟,其中连续序列之间的延迟大于连续组之间的延迟。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括在连续脉冲之间提供随机延迟。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中连续脉冲之间的延迟在1至20个时钟周期的范围内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中连续脉冲之间的延迟是基于布置有所述指纹感测装置的电子设备中的部件的工作频率。
8.根据权利要求7所述的方法,其中在连续脉冲之间提供固定延迟,使得所述驱动信号的特征在于与所述工作频率不同的频率。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其中所述部件是电子设备的触摸屏显示器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,进一步包括:检测布置有所述指纹感测装置的电子装置中天线的使用,以及与未使用所述天线的情形相比,增加连续脉冲之间的延迟。
11.一种用于感测手指的指纹图案的电容式指纹感测装置(2),所述电容式指纹感测装置包括多个感测元件(8),每个感测元件包括:
被所述手指触摸的保护性电介质顶层(13);
导电感测结构(17),其被布置在所述顶层下面;
感测电路(18),用于提供指示所述手指与所述感测结构之间的距离的模拟感测信号,所述指纹感测装置进一步包括:
定时电路(19),其被配置成控制驱动信号的定时,所述驱动信号被配置成提供所述手指与所述感测结构之间的电位差的变化;
其中所述定时电路被配置成形成包括脉冲序列的驱动信号,其中连续脉冲之间的延迟能够由所述定时电路控制。
12.根据权利要求11所述的感测装置,进一步包括导电边框,所述导电边框邻近所述指纹感测装置的感测表面被布置,其中所述驱动信号被提供给所述边框。
13.根据权利要求11所述的感测装置,其中所述驱动信号被提供给所述感测电路的感测元件。
14.根据权利要求11所述的感测装置,其中所述驱动信号被提供给所述感测电路的参考接地连接。
15.根据权利要求11所述的感测装置,其中所述定时电路包括被配置成形成所述驱动信号并将所述驱动信号提供给所述感测电路的驱动信号电路。
16.一种电子设备,包括:
根据权利要求11至15中任一项所述的指纹感测装置;以及
以预定工作频率工作的部件;其中,所述定时电路被配置成形成驱动信号,所述驱动信号包括基于预定工作频率的连续脉冲之间的延迟。
17.根据权利要求16所述的电子设备,其中,所述定时电路被配置成形成包括连续脉冲之间的固定延迟的驱动信号,使得所述驱动信号呈现与所述工作频率不同的固定频率。
18.根据权利要求16所述的电子设备,其中所述定时电路被配置成形成包括连续脉冲之间的随机延迟的驱动信号。
19.根据权利要求17或18所述的电子设备,进一步包括天线,其中所述指纹感测装置被配置成检测所述天线的使用,并且与未使用所述天线的情形相比,增加连续脉冲之间的延迟。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111062371A (zh) * 2020-01-19 2020-04-24 宁波爱芯微电子有限公司 一种指纹传感器
CN111126356A (zh) * 2019-05-03 2020-05-08 神亚科技股份有限公司 具有指纹感测功能的电子装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113168818A (zh) * 2018-09-03 2021-07-23 德克萨斯仪器股份有限公司 触摸传感器电路
CN114341955B (zh) * 2020-07-03 2023-03-14 指纹卡安娜卡敦知识产权有限公司 指纹感测系统和使用阈值的方法
CN114217705B (zh) * 2021-11-09 2024-05-24 深圳市芯生半导体有限公司 触摸检测电路及检测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008067059A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Act Lsi:Kk フィードバック制御により遅延量を連続的かつ精密に可変設定可能なパルス遅延回路システム
US20140092061A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Renesas Sp Drivers Inc. Semiconductor device and electronic device
US20160180138A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-23 Fingerprint Cards Ab Capacitive fingerprint sensor with sensing elements comprising timing circuitry

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9725571D0 (en) * 1997-12-04 1998-02-04 Philips Electronics Nv Electronic apparatus comprising fingerprint sensing devices
US6636053B1 (en) * 2001-11-02 2003-10-21 Stmicroelectronics, Inc. Capacitive pixel for fingerprint sensor
TW583592B (en) * 2002-04-03 2004-04-11 Lightuning Tech Inc Capacitive fingerprint sensor
US7965877B2 (en) * 2005-10-24 2011-06-21 Baohua Qi Fingerprint sensing device using pulse processing
KR101190484B1 (ko) * 2006-06-09 2012-10-12 애플 인크. 터치 스크린 액정 디스플레이
JP5098042B2 (ja) 2008-02-13 2012-12-12 株式会社ワコム 位置検出装置及び位置検出方法
US8116540B2 (en) * 2008-04-04 2012-02-14 Validity Sensors, Inc. Apparatus and method for reducing noise in fingerprint sensing circuits
KR101376228B1 (ko) * 2013-07-17 2014-04-01 실리콘 디스플레이 (주) 광학식 및 정전용량방식으로 지문인식이 가능한 지문인식센서
CN103793688B (zh) * 2014-01-23 2017-04-19 深圳市汇顶科技股份有限公司 生物特征识别装置和电子设备
GB2527290B (en) 2014-06-13 2021-01-06 Arm Ip Ltd A wearable device having a fingerprint sensor
US9460576B2 (en) 2014-12-22 2016-10-04 Fingerprint Cards Ab Capacitive fingerprint sensing device with demodulation circuitry in sensing element
US9721140B2 (en) 2015-02-16 2017-08-01 Elan Microelectronics Corporation Sensing method of fingerprint sensor and related sensing circuit
TWI541731B (zh) * 2015-04-27 2016-07-11 瑞鼎科技股份有限公司 電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法
TWI619044B (zh) 2015-07-23 2018-03-21 瑞鼎科技股份有限公司 電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法
CN105589597B (zh) * 2015-12-14 2018-11-27 厦门天马微电子有限公司 触控显示基板、触控显示基板的触控驱动方法及液晶显示面板
CN105590110A (zh) * 2016-03-07 2016-05-18 南昌欧菲生物识别技术有限公司 一种指纹传感器及包含其的电子设备
TWI727040B (zh) * 2016-05-13 2021-05-11 瑞典商指紋卡公司 用於雜訊偵測的指紋感測裝置及其中的方法
TWI719203B (zh) * 2016-05-13 2021-02-21 瑞典商指紋卡公司 用於雜訊偵測的指紋感測裝置及其中的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008067059A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Act Lsi:Kk フィードバック制御により遅延量を連続的かつ精密に可変設定可能なパルス遅延回路システム
US20140092061A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Renesas Sp Drivers Inc. Semiconductor device and electronic device
US20160180138A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-23 Fingerprint Cards Ab Capacitive fingerprint sensor with sensing elements comprising timing circuitry
TW201624344A (zh) * 2014-12-22 2016-07-01 指紋卡公司 具有包含時序電路系統的感測元件之電容式指紋感測器
CN106062775A (zh) * 2014-12-22 2016-10-26 指纹卡有限公司 具有包括时序电路的感测元件的电容式指纹传感器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111126356A (zh) * 2019-05-03 2020-05-08 神亚科技股份有限公司 具有指纹感测功能的电子装置
CN111062371A (zh) * 2020-01-19 2020-04-24 宁波爱芯微电子有限公司 一种指纹传感器

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Publication number Publication date
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