[发明专利]具有共模补偿的光学指纹感测系统

说明书

一种用于感测手指的手指表面的指纹感测系统(3)，包括多个像素元件(17)和电流源装置(25)，所述多个像素元件中的每个像素元件包括：光敏元件(27)，其被配置成提供包括指纹信号电流分量和共模信号电流分量的电流；以及积分电容器(29)，其包括第一电极(35)和第二电极(37)，所述第一电极耦接至光敏元件以接收由光敏元件提供的电流，所述电流源装置(25)耦接至多个像素元件中的每个像素元件的积分电容器的第一电极(35)。

技术领域

本发明涉及用于感测手指的手指表面的指纹感测系统，该指纹感测系统包括多个像素元件，每个像素元件均包括光敏元件。

背景技术

指纹感测系统被广泛用作用于增加电子设备(例如移动电话等)的便利性和安全性的手段。在具有显示器的各种电子设备中，可能期望在显示器所占据的区域内提供指纹感测。还可能期望在显示器的相对大的区域上提供指纹感测。对于这种应用及其他应用，适合的是使用每个像素元件均包括光敏元件的所谓的光学指纹感测系统。在这样的指纹感测系统的一个示例中，指纹感测系统可以具有如下配置：彼此平行布置的多条导电的选择线；彼此平行布置且与选择线交叉的多条导电的读出线；选择电路，其耦接至多条选择线中的每条选择线，并且能够被控制成在多条选择线中的至少一条选定的选择线上提供选择信号；以及多个像素元件，其各自形成在多条选择线中的一条选择线与多条读出线中的一条读出线之间的相应交叉点处。

该传感器配置可以至少部分地使用相对具有成本效益的材料和技术来实现，例如玻璃基板或塑料基板上的TFT(薄膜晶体管)技术。

然而，应当注意其他指纹感测系统配置是可行的，例如基于CMOS的光学指纹感测系统。

由于指纹感测中通常涉及相对弱的信号，因此期望使指纹感测系统提供的信号的质量得以改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的指纹感测系统，特别地是提供使信号质量得以改进的指纹感测系统。

根据本发明，因此提供了一种用于感测手指的手指表面的指纹感测系统，该指纹感测系统包括多个像素元件和电流源装置，所述多个像素元件中的每个像素元件包括：光敏元件，其被配置成提供包括指纹信号电流分量和共模信号电流分量的电流；以及积分电容器，其包括第一电极和第二电极，该第一电极耦接至光敏元件以接收由光敏元件提供的电流，所述电流源装置耦接至多个像素元件中的每个像素元件的积分电容器的第一电极。

指纹信号电流分量可以取决于手指表面与每个像素元件中的光敏元件之间的距离。每个像素元件的指纹信号电流分量因此可以提供手指表面的指纹图案的指示。共模信号电流分量可以基本上独立于手指表面与光敏元件之间的距离。共模信号可以包括所谓的暗电流和/或由环境光产生的电流。取决于应用和/或环境条件，来自这些共模电流中的任一者的贡献可能是主导的。

应当注意，光敏元件可以例如是包括光敏PN结的光电二极管或晶体管，并且每个像素元件中的积分电容器可以至少部分地以光电二极管或晶体管的结电容的形式来提供。可替选地或组合地，积分电容器可以被提供为金属-绝缘体-金属电容器或任何其他合适的电容器。

积分电容器的第一电极和第二电极可以被介电材料导电分离。第二电极可以耦接至指纹感测系统的参考电势。应当注意，术语“第一电极”和“第二电极”旨在从功能上被解释为能够累积电荷的导电或半导电结构。特别地，第一电极和第二电极不必是金属的。

电流源装置能够被控制成向像素元件中的积分电容器的第一电极提供补偿电流，以至少部分地补偿共模信号电流分量。