TWI630533B - 一種包含積分器之電容指紋傳感器 - Google Patents

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Abstract

本創作提供一種包含積分器之“C-Q-T”型電容指紋傳感器。積分器包括放大器，積分電容，參考電壓和複位電路。本創作為了提高“C-Q-T”型電容指紋傳感器之線性度和靈敏度，在“C-Q-T”之轉換過程中，藉引入積分器使每次在目標電容和積分電容之間之電荷轉移量一致，從而優化傳感方程，使轉換過程表現出很好之線性度。由於移除了背景電容和匯流排寄生電容對傳感方程之影響，提高了“C-Q-T”型電容指紋傳感器之靈敏度。

Description

一種包含積分器之電容指紋傳感器
本創作涉及一種電容傳感器，尤其涉及一種具備積分器之“C-Q-T”型電容指紋傳感器。
在中國專利《電容式距離傳感器》(申請號系201210403271.2)中首次提出了“C-V-T”型電容式距離傳感器，其簡化了測量電路，在同等工藝條件下超越了當時的全球領先水準。2013年，由於Apple公司推出了搭載了Touch ID的iphone5S，對指紋傳感器技術研發和應用起到了極大的推動作用，也使消費電子市場對指紋傳感器技術提出了巨大之需求和更高之技術要求。
中國專利《電容指紋傳感器》(申請號系201410004072.3)中提出之電容指紋傳感器技術方案系在中國創作專利《電容式距離傳感器》(申請號系201210403271.2)之基礎上對傳感方程和電路模型做了優化，提出之電路結構，成功實現了“C-Q-T”之轉換，然，也存在幾個問題。
首先，從其傳感方程Vt’=(Vs-Vt)*(Cd+Cg)/(Ct+Cd+Cg)可以看出，積分電容之電壓Vt每次反覆運算之變化量Vt’系與Vt負相關的。一方面Vt’導致Vt不斷減小，不斷減小之Vt也導致Vt’不斷減小，較小之Vt’容易被噪聲干擾到，從而使比較器翻轉提前或滯後，從而導致傳感器輸出被噪聲干擾；另一方面，傳感器輸出之時間量和目標電容Cg之關係是凸非線性的。在《電容式 距離傳感器》和《電容指紋傳感器》兩個專利中解釋了該凸非線性可作為距離到電容之凸非線性轉換之補償手段，但這基於一定之空間尺度範圍。由於技術之發展，商用電容式指紋傳感器在傳感電極和目標電極之間之介質層厚度從10um量級增加到100um量級，從而使距離到電容之轉換關係進入近似線性區域，是故，目標電容到指紋傳感器之輸出之間之凸非線性轉換已經成為了不利因素。
同時，在專利201410004072.3所述技術方案中，匯流排寄生電容被計算入積分電容，增加了積分電容之離散性，傳感單元之背景電容未從傳感方程中移除，使得背景電容之製造公差會引入指紋傳感器陣列之單元不一致性。
本創作之目的在於提出一種線性度更好且抗噪性更強之電容指紋傳感器。
為實現前述創作目的，本創作採用如下技術方案：一種包含積分器之電容指紋傳感器，包括傳感陣列、積分器、匯流排和比較電路。
傳感陣列包括複數個傳感單元，傳感單元包括目標電極、傳感電極、驅動電極、第一電平驅動器、第二電平驅動器、行選開關、初始化開關和第一參考電壓，每個傳感單元之輸出端連接到匯流排；積分器之輸入端連接到匯流排，輸出端連接到比較電路之輸入端；比較電路之輸入端連接積分器之輸出端，輸出端系電容指紋傳感器之輸出端。
其中每個傳感單元內：傳感電極系一個或複數個電極，與初始化開關第一端子連接，與行選開關第一端子連接；所述目標電極系測量目標表面，與第一電平驅動器連接，位於傳感電極上方，與傳感電極之間有介質層，目標電極與傳感電極之間形成目標電容；驅動電極，系一個或複數個電極，與第二電平驅動器連接，位於傳感電極下方，與傳感電極之間有介質層，驅動電極與傳感電極之間形成驅動電容；第一電平驅動器，控制端與第一電平控制訊號連接，輸出端與目標電極連接；第二電平驅動器，控制端與第二電平控制訊號連接，輸出端與驅動電極連接；行選開關第一端子與傳感電極連接，第二端子連接到傳感單元之輸出端；初始化開關，第一端子與傳感電極連接，第二端子與第一參考電壓連接；第一參考電壓，與初始化開關第二端子連接。
第一電平驅動器在第一電平控制訊號為低時藉電阻器向目標電極輸出電平V11，在第一電平控制訊號為高時藉電阻器向目標電極輸出電平V12。
作為本創作進一步改進之技術方案，第一電平驅動器在第一電平控制訊號為低時向電容器輸出電平V11，在第一電平控制訊號為高時向電容器輸出電平V12，電容器向目標電極耦合輸出V11和V12之交流電平。
作為本創作進一步改進之技術方案，第一電平驅動器在第一電平控制訊號為低時向轉換電路輸出電平V11，在第一電平控制訊號為高時向轉換電路輸出電平V12，V11和V12之交流電平經轉換電路轉換為反相之交流電平耦合到電容指紋傳感器地電平。
第二電平驅動器在第二電平控制訊號為低時向驅動電極輸出電平V21，在第二電平控制訊號為高時向驅動電極輸出電平V22。
其中，積分器由放大器、積分電容、第二參考電壓、第二複位開關，第三複位開關、跟隨開關和第四參考電壓組成：放大器之第一輸入端與積分器輸入端連接，第二輸入端與第二參考電壓連接，輸出端連接積分器之輸出端；積分電容之第一端子連接放大器之第一輸入端，第二端子連接第三複位開關之第一端子；第二參考電壓與放大器第二輸入端連接；第二複位開關之第一端子連接至第二參考電壓，第二端子連接放大器之第一輸入端；第三複位開關之第一端子連接積分電容之第二端子，第二端子連接第四參考電壓；跟隨開關之第一端子連接積分電容第二端子，第二端子連接積分器之輸出端；第四參考電壓與第三複位開關第二端子連接。
積分器之複位時序為：步驟1-1，斷開跟隨開關； 步驟1-2，閉合第二複位開關，閉合第三複位開關；步驟1-3，斷開第二複位開關，斷開第三複位開關；步驟1-4，閉合跟隨開關。
本創作也可以使用一種簡化之積分器設計，藉把放大器接成單位增益緩衝器來複位積分器，該簡化之積分器包括放大器、積分電容、第二參考電壓和第一複位開關：放大器之第一輸入端與積分器之輸入端連接，第二輸入端與第二參考電壓連接，輸出端連接積分器之輸出端；積分電容系一個或複數個電容器，第一端子與放大器第一輸入端連接，第二端子與放大器輸出端連接；第二參考電壓與放大器第二輸入端連接；第一複位開關之第一端子連接放大器第一輸入端，第二端子連接放大器輸出端。
積分器之複位時序為：步驟2-1，閉合第一複位開關；步驟2-2，斷開第一複位開關。
其中，比較電路包括比較器和第三參考電壓：比較器之第一輸入端與比較電路輸入端連接，第二輸入端與第三參考電壓連接，輸出端接比較電路之輸出端；第三參考電壓與比較器第二輸入端連接。
本創作涉及之原理、時序控制及傳感方程如下：本創作提供一種具備積分器之“C-Q-T”型指紋傳感器，具體做法是： 以被測指紋表面(相當於目標電極)，與電容測量極板(相當於傳感電極)之間形成耦合電容(相當於目標電容)，被測指紋表面之不同區域與相對應之傳感器陣列之不同之電容測量極板單元之距離不同，導致目標電容不同。先將積分電容充電到第四參考電壓，並週期性的向目標電容放電。本創作設計之電路和控制方法使每次向目標電容放電之電荷量與目標電容大小有關，且對相同之目標電容之每次放電之電荷量相同。這使得積分電容內之電荷逐漸減少之速度和目標電容線性相關。當積分電容電壓從第四參考電壓變化到第三參考電壓，也就是比較電路之參考電壓時，比較電路將輸出訊號翻轉，該訊號翻轉之時間系積分電容放電速率之倒數，在一定之數值區間近似線性。傳感器之傳感過程系“目標電容大小──積分電容放電速度差異──比較電路翻轉時間先後”，也就是“C-Q-T”之過程。
為分析電路方程，將“C-Q-T”分解為“C-Q”轉換和“Q-T”轉換。
“C-Q”轉換過程包括複位積分器和積分電容向目標電容重複放電兩個部分。
複位積分器之過程系把積分電容充電到第四參考電壓。令第二參考電壓之值系VREF2，第四參考電壓之值系VREF4，積分電容值系Cr，那麼積分電容中之電荷量Qr.rst=(VREF4-VREF2)*Cr。
當本創作中積分器採用另一種簡化之複位電路時，該簡化之複位電路系上一例積分器中VREF4=VREF2之情況，在積分器複位的時候，把放大器接成單位增益緩衝器，使積分器之輸出端複位到VREF2，從而使積分電容兩端之電平都是VREF2，那麼積分電容中之電荷量Qr.rst=0。
積分電容向目標電容重複放電之過程為： 步驟3-1，斷開行選開關；步驟3-2，閉合初始化開關，連接第一參考電壓到傳感電極；步驟3-3，第一電平控制訊號為高，第二電平控制訊號為高；步驟3-4，斷開初始化開關；步驟3-5，閉合行選開關；步驟3-6，第一電平控制訊號為低，第二電平控制訊號為低；步驟3-7，回到步驟3-1。
令目標電容之電容值系Cf，驅動電容之電容值系Cd，傳感單元內寄生電容之電容值系Cb，匯流排寄生電容之值系Cp，第一參考電壓之值系VREF1，第三參考電壓之值系VREF3。同時，定義△V1=V12-V11，△V2=V22-V21，△VREF=VREF2-VREF1根據電荷平衡原理和積分器工作原理，可以得到積分電容每次向目標電容放電之電荷量△Q：△Q=(△VREF-△V1)*Cf+(△VREF-△V2)*Cd+△VREF*Cb(1)
Q-T之轉換過程如下：在C-Q之轉換過程中，積分電容中之電荷會向目標電容重複放電，從而積分器之輸出會產生單向變化，積分器之輸出接到比較電路，當積分器之輸出藉比較電路之第三參考電壓時，比較電路輸出會翻轉，翻轉之時間系指紋傳感器之輸出。令第三參考電壓之值系VREF3，那麼比較電路輸出翻轉之時刻積分電容之電荷量Qr.end=(VREF3-VREF2)*Cr。
比較電路之翻轉時間系T=(Qr.end-Qr.rst)/△Q(2)對於給定之指紋傳感器設計，(Qr.end-Qr.rst)系定值，而根據式(1)，△Q只是Cf之一次函數。在實際中，T取整數，T之值系“C-Q-T”型指紋傳感器之輸出。
結合公式(1)和(2)，本創作提出之技術方案相較於習知技術有以下幾個優點：
1.從式(1)和(2)可以看出，本創作提供之電荷反覆運算方程中沒有匯流排寄生電容Cp，也就是本創作可以完全消除匯流排寄生電容Cp之影響，很好的解決了匯流排寄生電容在工藝上之不一致引入之偏差。
2.從公式(1)可以看出△Q只是Cf之一次函數，當指紋傳感器測量某個目標電容Cf時，△Q系不變的，也就是積分電容每次放電之電荷量系不變的，從而使積分電容中電荷量之變化曲線系線性的。
3.特別的，當△VREF=0時，公式(1)可以變成，△Q=-△V1*Cf-△V2*Cd(3)
從公式(3)可以看出，這種情況下，可以完全消除傳感單元內背景電容Cb之影響。
4.特別的，當△VREF=△V2，公式(1)變成△Q=(△VREF-△V1)*Cf+△VREF*Cb(4)
從公式(4)可以看出，這種情況下，可以完全消除驅動電容Cd之影響。
5.更特別的，當△VREF=△V2=0，公式(1)變成△Q=-△V1*Cf(5)
從公式(5)看出，在這種情況下，可以完全消除傳感單元內背景電容Cb和驅動電容Cd之影響。
是故，從以上3-5分析可以得出，本創作提出之電路結構有多種工作模式，可以根據成本、功耗、靈敏度等等需求，合理的設計第一參考電壓，第二參考電壓，第一電平驅動器和第二電平驅動器。
以下結合圖式及實施方式對本創作進一步說明。
1‧‧‧傳感陣列
11‧‧‧傳感單元
111‧‧‧目標電極
112‧‧‧傳感電極
113‧‧‧驅動電極
114‧‧‧第一電平驅動器
115‧‧‧初始化開關
116‧‧‧第一參考電壓
117‧‧‧第二電平驅動器
118‧‧‧行選開關
2‧‧‧匯流排
201‧‧‧目標電容
202‧‧‧驅動電容
203‧‧‧背景電容
21‧‧‧匯流排寄生電容
3‧‧‧積分器
31‧‧‧第二參考電壓
32‧‧‧跟隨開關
33‧‧‧第四參考電壓
34‧‧‧第二複位開關
35‧‧‧第三複位開關
36‧‧‧積分電容
37‧‧‧放大器
4‧‧‧比較電路
401‧‧‧輸入電平V11
402‧‧‧第一電平選擇器
403‧‧‧輸入電平V12
404‧‧‧第一電平控制訊號
405‧‧‧電阻
41‧‧‧比較器
42‧‧‧第三參考電壓
501‧‧‧輸入電平V21
502‧‧‧第二電平選擇器
503‧‧‧輸入電平V22
504‧‧‧第二電平控制訊號
505‧‧‧電容
601‧‧‧訊號轉換器
602‧‧‧驅動電路
603‧‧‧反相器
605‧‧‧傳感器地電平輸入端
圖1系本創作提供之電容指紋傳感器電路原理圖。
圖2系本創作中傳感單元之電路圖。
圖3系第一電平驅動器之第一實施例。
圖4系第一電平驅動器之第二實施例。
圖5系第一電平驅動器之第三實施例。
圖6系第二電平驅動器之結構示意圖。
圖7系本創作中積分器之第一實施例。
圖8系本創作採用圖7提供之積分器時之主要時序控制和驅動波形。
圖9系本創作中積分器之第二實施例。
圖10系本創作採用圖9提供之積分器之主要時序控制和驅動波形。
圖11系本創作中比較電路之電路圖。
圖12系積分器輸出電位曲線與比較器第三參考電壓之對比圖。
圖1系本創作提供之電容指紋傳感器電路原理圖。如圖1所示，本創作提供之電容指紋傳感器包括傳感陣列1、匯流排2、積分器3和比較電路4，傳感陣列1由複數個傳感單元11組成，另，還包括匯流排寄生電容21。
圖2系本創作中傳感單元之電路圖。如圖2所示，傳感單元11包括：目標電極111、傳感電極112、驅動電極113、第一電平驅動器114、第二電平驅動器117、行選開關118、初始化開關115、第一參考電壓116。
傳感電極112，系一個或複數個電極，與初始化開關115第一端子連接， 與行選開關118第一端子連接；目標電極111，系測量目標表面，與第一電平驅動器114連接，位於傳感電極112上方，與傳感電極112之間有介質層，目標電極111和傳感電極112之間形成目標電容201；驅動電極113，系一個或複數個電極，與第二電平驅動器117連接，位於傳感電極112下方，與傳感電極112之間有介質層，驅動電極113和傳感電極112之間形成驅動電容202；第一電平驅動器114，與目標電極111連接；第二電平驅動器117，與驅動電極113連接；初始化開關115第一端子與傳感電極112連接，第二端子與第一參考電壓116連接；行選開關118第一端子與傳感電極112連接，第二端子與傳感單元11輸出端連接；傳感單元11之輸出端連接到匯流排2；另，還包括傳感單元11內之背景電容203。
圖3系第一電平驅動器之第一實施例。如圖3所示，第一電平驅動器包括輸入電平V11(401)，輸入電平V12(403)，第一電平控制訊號404，第一電平選擇器402，電阻405。輸入電平V11(401)連接第一電平選擇器402之第一輸入端，輸入電平V12(403)連接第一電平選擇器402之第二輸入端，第一電平控制訊號404連接第一電平選擇器402之控制端，第一電平選擇器402輸出端連接電阻405第一端子，電阻405第二端子連接目標電極111。
第一電平選擇器402在第一電平控制訊號404為低時輸出第一輸入端電 平，在第一電平控制訊號404為高時輸出第二輸入端電平。
圖4系第一電平驅動器之第二實施例。如圖4所示，第一電平驅動器包括輸入電平V11(401)，輸入電平V12(403)，第一電平控制訊號404，第一電平選擇器402，電容505。輸入電平V11(401)連接第一電平選擇器402之第一輸入端，輸入電平V12(403)連接第一電平選擇器402之第二輸入端，電平控制訊號404連接第一電平選擇器402之控制端，第一電平選擇器402輸出端連接電容505第一端子，電容505第二端子連接目標電極111。
第一電平選擇器402在第一電平控制訊號404為低時輸出第一輸入端電平，在第一電平控制訊號404為高時輸出第二輸入端電平。
圖5系第一電平驅動器之第三實施例。如圖5所示，第一電平驅動器包括反相器603，訊號轉換器601，驅動電路602，第一電平控制訊號404，傳感器地電平輸入端605。第一電平控制訊號404連接反相器603之輸入端，反相器603之輸出端連接訊號轉換器601之輸入端，訊號轉換器601之輸出端連接驅動電路602之控制端，驅動電路602之輸出端連接傳感器地電平輸入端。目標電極111接地或者懸空。其中：訊號轉換器601用於將輸入訊號從傳感器地電平域轉換成系統地電平域；驅動電路602用於將輸入端電平放大並在輸出端提供驅動能力。
圖6系第二電平驅動器之結構示意圖。如圖6所示，第二電平驅動器包括輸入電平V21(501)，輸入電平V22(503)，第二電平控制訊號504，第二電平選擇器502。輸入電平V21(501)連接第二電平選擇器502之第一輸入端，輸入電平V22(503)連接第二電平選擇器502之第二輸入端，第二電 平控制訊號504連接第二電平選擇器502之控制端，第二電平選擇器502輸出端連接驅動電極113。
第二電平選擇器502在第二電平控制訊號504為低時輸出第一輸入端電平，在第二電平控制訊號504為高時輸出第二輸入端電平。
圖7系本創作中積分器之第一實施例之電路圖，如圖7所示，積分器3包括：放大器37，積分電容36，第二參考電壓31，第二複位開關34，第三複位開關35，跟隨開關32，第四參考電壓33。
第三複位開關35之第一端子連接至第二參考電壓31，第二端子連接放大器37之第一輸入端；第二複位開關34之第一端子連接積分電容36之第二端子，第二端子連接第四參考電壓33；積分電容36之第一端子連接放大器37第一輸入端，第二端子連接第二複位開關34之第一端子；跟隨開關32，第一端子連接積分電容36第二端子，第二端子連接積分器3輸出端；放大器37之第一輸入端與積分器3輸入端連接，第二輸入端與第二參考電壓31連接，輸出端與積分器3輸出端連接；積分器3輸入端連接匯流排2，積分器3輸出端連接比較電路4輸入端。
圖8系本創作採用圖7提供之積分器時之主要時序控制和驅動波形。如圖8所示，步驟1，斷開電路中所有開關；步驟2，閉合第二複位開關34和第三複位開關35； 步驟3，斷開第二複位開關34和第三複位開關35；步驟4，閉合跟隨開關32；步驟5，斷開行選開關118；步驟6，閉合初始化開關115，連接第一參考電壓116到傳感電極112；步驟7，第一電平控制訊號404為高，第二電平控制訊號504為高；步驟8，斷開初始化開關115；步驟9，閉合行選開關118；步驟10，第一電平控制訊號404為低，第二電平控制訊號504為低；步驟11，回到步驟5。
圖9系本創作中積分器之第二實施例之電路圖。如圖9所示，該積分器3包括放大器37，第二參考電壓31，積分電容36以及第一複位開關304；放大器37之第一輸入端與積分器3之輸入端連接，第二輸入端連接第二參考電壓31，輸出端連接積分器3之輸出端；積分電容36第一端子連接至放大器37第一輸入端，第二端子連接至放大器37輸出端；第一複位開關304第一端子連接至放大器37第一輸入端，第二端子連接至放大器37輸出端。
在該實施例中，積分器之第一複位開關304會把積分器3之輸出複位到第二參考電壓31，系圖7中積分器之簡化結構。
圖10系本創作採用圖9提供之積分器時之主要時序控制和驅動波形。從圖10可以看出，使用圖9中積分器之指紋傳感器只有在積分器複位的時候，工作時序有不一樣，其他部分之工作時序沒有變化。在積分器複位的時候， 先把第一複位開關304閉合，放大器37連接成單位增益緩衝器，放大器37之輸出端被複位到第二參考電壓31之電平，然後斷開第一複位開關304，放大器37之輸出端會被積分電容36保持在第二參考電壓31之電平，從而，積分器3之輸出端被複位到第二參考電壓31之電平。
圖11系本創作中比較電路之電路圖，如圖11所示，比較電路4包括：比較器41和第三參考電壓42。
比較器41，第一輸入端連接放大器37輸出端，第二輸入端與第三參考電壓42連接，輸出端接比較電路4之輸出端；比較電路4之輸入端系積分器3之輸出端，比較電路4之輸出系指紋傳感器之輸出。
圖12系積分器之輸出電位曲線與比較電路之第三參考電壓對比圖。如圖12所示，目標電容201不一樣，積分器3輸出之變化速度不一樣，與第三參考電壓42之交點就不一樣，從而在時間軸上之投影會不一樣。在積分器輸出線和第三參考電壓42交點處，比較電路4之輸出會翻轉。
本創作並非狹義的限制於前述實施例，顯然，所描述之實施例僅僅是本創作一部分實施例，而不是全部之實施例。基於本創作中之實施例，本領域普通技術人員在沒有做出進步性勞動前提下所獲得之所有其他實施例，都應當屬本創作保護之範圍。

Claims (11)

  1. 一種包含積分器之電容指紋傳感器，包括傳感陣列、匯流排、積分器和比較電路，其中：所述傳感陣列包括複數個傳感單元，每個傳感單元包括目標電極、傳感電極、驅動電極、第一電平驅動器、第二電平驅動器、行選開關、初始化開關、第一參考電壓，每個傳感單元之輸出端連接到匯流排；所述匯流排連接複數個傳感單元之輸出端和積分器之輸入端；所述積分器之輸入端連接到匯流排，輸出端連接到比較電路之輸入端，所述積分器由放大器、積分電容、第二參考電壓、第二複位開關，第三複位開關、跟隨開關和第四參考電壓組成；所述放大器之第一輸入端連接積分電容之第一端子及所述第三複位開關之第二端子，所述放大器之第二輸入端連接所述第二參考電壓，所述放大器之輸出端連接積分器之輸出端；所述積分電容之第二端子連接第二複位開關之第一端子及所述跟隨開關之第一端子；所述第二複位開關之第二端子連接第四參考電壓；所述第三複位開關之第一端子連接至第二參考電壓；所述跟隨開關之第二端子連接積分器之輸出端；所述比較電路之輸入端連接到所述積分器之輸出端，輸出端連接到電容指紋傳感器之輸出端。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之電容指紋傳感器，其中：所述傳感電極系一個或複數個電極，與初始化開關第一端子連接，與行選開關第一端子連接；所述目標電極系測量目標表面，與第一電平驅動器連接，位於傳感電極上方，與傳感電極之間有介質層，目標電極與傳感電極之間形成目標電容；所述驅動電極，系一個或複數個電極，與第二電平驅動器連接，位於傳感電極下方，與傳感電極之間有介質層，驅動電極與傳感電極之間形成驅動電容；所述第一電平驅動器包括第一電平選擇器及第一電平控制訊號，所述第一電平選擇器之控制端與第一電平控制訊號連接，所述第一電平選擇器之輸出端與目標電極連接；所述第二電平驅動器包括第二電平選擇器及第二電平控制訊號，所述第二電平選擇器之控制端與第二電平控制訊號連接，所述第二電平選擇器之輸出端與驅動電極連接；所述行選開關第一端子與傳感電極連接，第二端子連接到傳感單元之輸出端；所述初始化開關，第一端子與傳感電極連接，第二端子與第一參考電壓連接；所述第一參考電壓，與初始化開關第二端子連接。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之電容指紋傳感器，其中，所述第一電平驅動器在第一電平控制訊號為低時藉電阻器向目標電極輸出電平V11，在第一電平控制訊號為高時藉電阻器向目標電極輸出電平V12。
  4. 根據申請專利範圍第2項所述之電容指紋傳感器，其中，所述第一電平驅動器在第一電平控制訊號為低時向電容器輸出電平V11，在第一電平控制訊號為高時向電容器輸出電平V12，電容器向目標電極耦合輸出V11和V12之交流電平。
  5. 根據申請專利範圍第2項所述之電容指紋傳感器，其中，所述第一電平驅動器在第一電平控制訊號為低時向轉換電路輸出電平V11，在第一電平控制訊號為高時向轉換電路輸出電平V12，V11和V12之交流電平經轉換電路轉換為反相之交流電平耦合到電容指紋傳感器地電平。
  6. 根據申請專利範圍第2項所述之電容指紋傳感器，其中，所述第二電平驅動器在第二電平控制訊號為低時向驅動電極輸出電平V21，在第二電平控制訊號為高時向驅動電極輸出電平V22。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之電容指紋傳感器，其中，所述積分器之複位時序為：步驟1，斷開跟隨開關；步驟2，閉合第二複位開關，閉合第三複位開關；步驟3，斷開第二複位開關，斷開第三複位開關；步驟4，閉合跟隨開關。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述之電容指紋傳感器，其中，所述積分器由放大器、積分電容、第二參考電壓和第一複位開關組成：所述積分電容系一個或複數個電容器；所述第一複位開關，第一端子連接放大器第一輸入端，第二端子連接放大器輸出端。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述之電容指紋傳感器，其中，所述積分器之複位時序為：步驟1，閉合第一複位開關；步驟2，斷開第一複位開關。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述之電容指紋傳感器，其中，比較電路包括比較器和第三參考電壓：所述比較器之第一輸入端與比較電路輸入端連接，第二輸入端與第三參考電壓連接，輸出端連接比較電路之輸出端；所述第三參考電壓，與比較器第二輸入端連接。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述之電容指紋傳感器，其中，所述傳感單元、積分器之控制時序為：步驟1，複位積分器；步驟2，斷開行選開關；步驟3，閉合初始化開關；步驟4，第一電平控制訊號為高，第二電平控制訊號為高；步驟5，斷開初始化開關；步驟6，閉合行選開關；步驟7，第一電平控制訊號為低，第二電平控制訊號為低；步驟8，回到步驟2。
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