[发明专利]电容式图像感测装置与电容式图像感测方法

说明书

本发明公开一种电容式图像感测装置与电容式图像感测方法。电容式图像感测装置包括传感器阵列、第一电荷放大器、第二电荷放大器、差动放大器以及第一开关电路。传感器阵列包括多个感测电极与一个第一参考感测电极。第一电荷放大器的输入端耦接至这些感测电极中的一个感测电极。差动放大器的第一输入端选择性耦接至第一电荷放大器的输出端。差动放大器的第二输入端耦接至第二电荷放大器的输出端。第一开关电路用以选择性地电性连接与断开第一参考感测电极与第二电荷放大器的输入端。

技术领域

本发明涉及一种图像感测装置，且特别涉及一种电容式图像感测装置与电容式图像感测方法。

背景技术

在电容式图像感测装置(例如指纹感测装置)的技术领域常会采用模拟前端(Analog Front End，AFE)电路阵列来读取电容式图像传感器阵列的感测结果。电容式图像感测装置包括传感器阵列，该传感器阵列包括感测电极、读出电路(readout circuit)与模拟数字转换器(analog-to-digital converter)，感测电极承载手指电容的电荷，读出电路将电荷转换为感测信号，以及模拟数字转换器将感测信号转换为相对于指纹图像的数字信号。然而，一般的读出电路容易受到系统电压的噪声(又称power noise)的影响，导致抓取到不正确的感测信号。

发明内容

本发明提供一种电容式图像感测装置与电容式图像感测方法，通过对称式读出电路架构来消除电源噪声(power noise)的干扰。

本发明的实施例提供一种电容式图像感测装置，包括传感器阵列、第一电荷放大器、第二电荷放大器、差动放大器以及第一开关电路。传感器阵列包括多个感测电极与一个第一参考感测电极。第一电荷放大器的输入端耦接至这些感测电极中的一个感测电极。差动放大器具有第一输入端、第二输入端以及差动输出端对。差动放大器的第一输入端选择性耦接至第一电荷放大器的输出端。差动放大器的第二输入端耦接至第二电荷放大器的输出端。第一开关电路耦接在第一参考感测电极与第二电荷放大器的输入端之间。第一开关电路用以选择性地电性连接与断开第一参考感测电极与第二电荷放大器的输入端。

本发明的实施例提供一种电容式图像感测方法，用以藉由一传感器阵列感测一图像。传感器阵列包括多个感测电极与一个参考感测电极群。参考感测电极群位于传感器阵列的中心区域内。所述电容式图像感测方法包括：接收相对于第一行感测电极和第二行感测电极的多个感测信号，其中所述第一行感测电极和所述第二行感测电极是所述多个感测电极的部分并且位于与所述参考感测电极群相邻的位置；基于这些感测信号确定传感器阵列是否被重按压；响应于确定该传感器阵列被重按压，电性断开所述参考感测电极群中的第一数量的多个参考感测电极与相应的电荷放大器，并且电性并联连接所述参考感测电极群中的第二数量的多个参考感测电极；以及藉由使用从并联连接的这些参考感测电极接收的参考电压信号而产生图像。

基于上述，本发明诸实施例所述电容式图像感测装置与电容式图像感测方法使用电路架构相似的两个电荷放大器。第一电荷放大器用以接收对应于传感器阵列的一个感测电极的感测结果，并将感测信号提供给差动放大器的第一输入端。第二电荷放大器用以提供参考电压信号给差动放大器的第二输入端。通过对称式读出电路架构，所述电容式图像感测装置可以有效消除电源噪声的干扰。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是电容式图像感测装置的电路方块(circuit block)示意图。

图2是依照本发明的一实施例所绘示的一种电容式图像感测装置的电路方块示意图。

图3是依照本发明的一实施例说明图2所示第一电荷放大器与第二电荷放大器的电路方块示意图。

图4是依照本发明的另一实施例所绘示的一种电容式图像感测装置的电路方块示意图。

图5和图6是用来比较在不同实施例中的差动放大器的操作。