[发明专利]电容指纹传感器

摘要

基于电容值与电容电极间距离成反比的物理原理，可以通过测量物体表面到传感器表面电极阵列之间的耦合电容，来对物体表面空间结构成像，例如对指纹脊线谷线凹凸不平的空间特征成像。本发明提供一种“C‑Q‑T”型电容指纹传感器，先将指纹与传感电极的耦合电容差异转换为电荷量差异，然后将电荷量差异转换为时间量差异，并输出携带该时间量差异的边沿信号。将指纹传感器成组为阵列，并对该边沿时间信号进行读出和数据组合，可对指纹成像。

主权项

一种电容指纹传感器，由目标电极、传感电极、驱动电极、电平驱动器1、电平驱动器2、初始化开关1、参考电平1、积分电容、初始化开关2、参考电平2、电荷转移开关、比较器、参考电平3构成，其特征在于：传感电极，为一个或多个电极，与初始化开关1端口1连接，与电荷转移开关端口1连接；目标电极，为测量目标表面，与电平驱动器1连接，位于传感电极上方，与传感电极之间有介质层，目标电极与传感电极之间形成目标电容；驱动电极，为一个或多个电极，与电平驱动器2连接，位于传感电极下方，与传感电极之间有介质层，驱动电极与传感电极之间形成驱动电容；电平驱动器1，与电平控制信号1连接，与目标电极连接；电平驱动器2，与电平控制信号2连接，与驱动电极连接；初始化开关1，端口1与传感电极连接，端口2与参考电平1连接；参考电平1，与初始化开关1端口2连接；积分电容，为1个或多个并联电容器，与初始化开关2端口1连接，与电荷转移开关端口2连接，与电压比较器输入端1连接；初始化开关2，端口1与积分电容连接，端口2与参考电平2连接；参考电平2，与初始化开关2端口2连接；电荷转移开关，端口1与传感电极连接，端口2与积分电容连接；比较器，输入端1与积分电容连接，输入端2与参考电平3连接，输出端是传感器的输出；参考电平3，与比较器输入端2连接。