[发明专利]用于噪声检测的指纹感测装置及其中的方法

说明书

公开了一种用于噪声检测的电容式指纹感测装置及其中的方法。电容式指纹感测装置包括多个感测元件，每个感测元件包括感测结构并且被配置成感测该感测结构与手指之间的电容性耦合。电容式指纹感测装置还包括感测电路，该感测电路被配置成提供指示手指与感测结构之间的电容性耦合的感测信号。电容式指纹感测装置包括定时电路，该定时电路被配置成控制驱动信号的定时。指纹感测装置是可控制的以在噪声检测模式下及在指纹模式下操作。当指纹感测装置在噪声检测模式下操作时，该指纹感测装置被配置成控制定时电路使得提供驱动信号。指纹感测装置借助于所述感测电路反复地感测该手指与至少一个感测结构之间的电容性耦合，并且提供时间相关感测信号。

技术领域

本文中的实施方式涉及用于捕获指纹的图像的电容式指纹感测装置。具体而言，本文中的实施方式涉及电容式指纹感测装置中的检测噪声以及用于评估和选择电容式指纹感测装置中的传感器设置的方法。

背景技术

各种类型的生物测定系统被越来越多地使用以提供增大的安全性和/或增强的用户便利性。

具体而言，指纹感测系统例如被用于消费型电子系统及装置中，这归功于其小形状因子、高性能及用户接受度。

在各种可用指纹感测原理(诸如电容式、光学式、热能式等)当中，电容式感测最常用，在大小及功耗是重要问题的应用中尤其如此。

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置放于指纹传感器的表面上或横跨该表面移动的手指之间的电容的量度。如果要测量指纹，则在电容式指纹传感器中需要驱动信号以激发手指与感测结构之间的电位差改变。

因为需要电容式指纹感测装置来检测甚至较小的电容差异以便准确地捕获指纹图像，所以传感器中的噪声的影响正变得越来越重要。具体而言，指纹感测装置对于外部注入共模噪声尤其敏感。典型地，此种类型的噪声可经由与定位有指纹传感器的装置连接的充电器注入至指纹传感器。此外，共模噪声可在频率、幅度及形状上具有大的展度。所注入共模噪声信号可使系统接地从而以手指为基准摆动，由此看起来像额外驱动信号。这会导致测量结果损坏并且图像质量较差。

可以通过实施各种降噪技术来抑制或滤波共模噪声的负面影响。用于共模噪声抑制的技术的一个示例是从每个像素取得多个数字读数的平均值以减小噪声的影响。然而，模数转换是费时的，且增大捕获指纹图像所耗费的时间不合乎需要。替代地或组合地，有可能使用对所有捕获指纹图像进行处理并且尝试减除特征共模噪声的后处理方法。然而，此方法的缺点是在模拟采样期间饱和的情况下测量值可能损坏，在此情况下可能难以或不可能消除噪声的影响。

因此，需要用于有效率地检测且处理噪声的改进的方法及电容式指纹感测装置。

发明内容

因此，本文中的实施方式将提供一种用于有效地检测噪声的指纹感测装置及其中的方法。

根据本文中的实施方式的第一方面，通过用于感测手指的指纹图案的指纹感测装置实现该目的。电容式指纹感测装置包括多个感测元件，每个感测元件包括感测结构且被配置成感测该感测结构与置放于感测装置的感测表面上的手指之间的电容性耦合。电容式指纹感测装置还包括感测电路，该感测电路被配置成提供指示手指与感测结构之间的电容性耦合的感测信号。电容式指纹感测装置包括定时电路，该定时电路被配置成控制驱动信号的定时，该驱动信号被配置成提供该手指与该感测结构之间的电位差的改变。指纹感测装置是可控制的以在噪声检测模式下及在指纹模式下操作。当指纹感测装置在噪声检测模式下操作时，该指纹感测装置被配置成控制定时电路使得提供驱动信号。指纹感测装置被配置成借助于所述感测电路在预定时间段内反复地感测手指与至少一个感测结构之间的电容性耦合，并且提供表征该指纹感测装置中的共模噪声的时间相关感测信号。当指纹感测装置在指纹模式下操作时，该感测装置被配置成控制定时电路使得提供驱动信号，并且借助于所述感测电路感测手指与多个感测结构之间的电容性耦合以及提供感测信号，以获取指纹图像。