述第一電源輸出端351與第一電源輸入端311連接，所述第二電源輸出端353與所述第一電源輸入端311連接。所述調(diào)制端355與所述接地端312和接地端333分別連接。所述接地端357用于連接電子設(shè)備的設(shè)備地GND，接收接地信號(hào)。所述接地端357通過一調(diào)制電路359與所述調(diào)制端355連接。所述調(diào)制端355如用作電子設(shè)備的調(diào)制地NGND或者與調(diào)制地NGND連接。
[0273]所述電源管理芯片35通過第一電源輸出端351輸出第一電源電壓給所述第一電源輸入端311，以及通過第二電源輸出端353輸出第二電源電壓給所述第二電源輸入端331。所述調(diào)制電路359接收接地端357的接地信號(hào)以及一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生所述調(diào)制信號(hào)。所述調(diào)制信號(hào)包括接地信號(hào)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)高于接地信號(hào)。優(yōu)選地，所述調(diào)制信號(hào)如為接地信號(hào)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)交替出現(xiàn)的周期性方波信號(hào)。所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)如為電源管理芯片35內(nèi)部產(chǎn)生或外部電路提供。所述調(diào)制電路359如包括控制單元和二晶體管，所述控制單元分別控制所述二晶體管交替輸出接地信號(hào)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)形成所述調(diào)制信號(hào)。
[0274]所述電源管理芯片35通過所述調(diào)制端355輸出調(diào)制信號(hào)給所述接地端312和接地端333，其中，所述第一電源輸入端311接收到的第一電源電壓隨所述調(diào)制信號(hào)的變化而變化，所述第二電源輸入端331接收到的第二電源電壓隨所述調(diào)制信號(hào)的變化而變化。
[0275]優(yōu)選地，所述第一電源電壓和第二電源電壓均隨所述調(diào)制信號(hào)的升高而升高、隨所述調(diào)制信號(hào)的降低而降低。
[0276]所述第一電源電壓經(jīng)所述調(diào)制信號(hào)調(diào)制后成為一第三電源電壓，所述第二電源電壓經(jīng)所述調(diào)制信號(hào)調(diào)制后成為一第四電源電壓。
[0277]對(duì)應(yīng)地，所述電容式傳感器31中的集成電路的各點(diǎn)電壓(如前面所述的感測(cè)電極14、24所加載的參考信號(hào))均隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化，從而，相較于所述調(diào)制信號(hào)處于接地信號(hào)，當(dāng)所述調(diào)制信號(hào)處于驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，電容式傳感器31中的集成電路的各點(diǎn)電壓對(duì)應(yīng)變高。類似地，所述控制芯片33中的集成電路的各點(diǎn)電壓均隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化，從而，在調(diào)制信號(hào)處于驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，控制芯片33中的集成電路的各點(diǎn)電壓對(duì)應(yīng)變高。
[0278]優(yōu)選地，所述電容式感測(cè)系統(tǒng)3進(jìn)一步包括第一保護(hù)電路37和第二保護(hù)電路38。其中，所述第一保護(hù)電路37設(shè)置在所述第一電源輸出端351和第一電源輸入端311之間，所述第一保護(hù)電路37用于在第三電源電壓高于第一電源輸出端351處的第一電源電壓時(shí)，斷開第一電源輸出端351與第一電源輸入端311之間的連接。所述第二保護(hù)電路38設(shè)置在所述第二電源輸出端353和第二電源輸入端331之間，所述第二保護(hù)電路38用于在第四電源電壓高于第二電源輸出端353處的第二電源電壓時(shí)，斷開第二電源輸出端353與第二電源輸入端331之間的連接。
[0279]在本實(shí)施方式中，所述第一保護(hù)電路37包括第一二極管Dl，所述第一二極管Dl串聯(lián)于所述第一電源輸出端351與第一電源輸入端311之間。所述第二保護(hù)電路38包括第二二極管D2，所述第二二極管D2串聯(lián)于所述第二電源輸出端353與所述第二電源輸入端331之間。
[0280]所述電容式感測(cè)系統(tǒng)3進(jìn)一步包括第一電容C11、第二電容C12、第三電容C13、第四電容C14。其中，所述第一二極管Dl的陽(yáng)極通過第一電容Cll連接電源管理芯片35的接地端357，第一二極管Dl的陰極通過第二電容C12連接調(diào)制端355。所述第二二極管D2的陽(yáng)極通過第三電容C13連接電源管理芯片35的接地端357，第二二極管D2的陰極通過第四電容C14連接調(diào)制端355。
[0281]所述電容式感測(cè)系統(tǒng)3進(jìn)一步包括閃存單元39，所述閃存單元39用于存儲(chǔ)程序。在本實(shí)施方式中，所述閃存單元39內(nèi)置在所述控制芯片33中。然，可變更地，在其它實(shí)施方式中，所述閃存單元39為一獨(dú)立的芯片，與所述控制芯片33連接，或者，與所述電源管理芯片35連接。
[0282]關(guān)于上述電容式傳感器31與控制芯片33各自的結(jié)構(gòu)、以及二者之間的相互作用關(guān)系，在此不再贅述。如前所述，優(yōu)選采用前面各實(shí)施方式所述的電容式傳感器13、23和控制電路11、21。
[0283]優(yōu)選地，所述電容式感測(cè)系統(tǒng)3為電容式指紋感測(cè)系統(tǒng)。
[0284]由上述內(nèi)容可知，所述電容式感測(cè)系統(tǒng)3的電容式傳感裝置30包括二芯片，從而使得所述電容式感測(cè)系統(tǒng)3設(shè)計(jì)更加靈活。另外，通過控制給各芯片的電壓不同，從而一方面提高電容式感測(cè)系統(tǒng)3的感測(cè)精度，另一方面可以降低電容式感測(cè)系統(tǒng)3的制造成本。
[0285]請(qǐng)參閱圖25，圖25為本發(fā)明電容式感測(cè)系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。所述電容式感測(cè)系統(tǒng)4與電容式感測(cè)系統(tǒng)3的結(jié)構(gòu)基本相同，二者主要區(qū)別在于:所述電容式感測(cè)系統(tǒng)4的第一保護(hù)電路47不同于電容式感測(cè)系統(tǒng)3的第一保護(hù)電路37 ;所述容式感測(cè)系統(tǒng)7的第二保護(hù)電路48不同于電容式感測(cè)系統(tǒng)3的第二保護(hù)電路38。
[0286]具體地，所述第一保護(hù)電路47包括第九晶體管T9和第一控制單元470。所述第九晶體管T9包第九控制電極C9、第十七傳輸電極S17、和第十八傳輸電極S18 ;所述第九控制電極C9連接所述第一控制單元470，第十七傳輸電極S17連接第一電源輸出端451，第十八傳輸電極S18連接第一電源輸入端411 ;在第三電源電壓高于第一電源輸出端451處的第一電源電壓時(shí)，所述第一控制單元470控制第九晶體管T9截止。
[0287]所述第二保護(hù)電路48包括第十晶體管TlO和第二控制單元480。所述第十晶體管TlO包第十控制電極C10、第十九傳輸電極S19、和第二十傳輸電極S20 ;所述第十控制電極ClO連接所述第二控制單元480，第十九傳輸電極S19連接第二電源輸出端453，第二十傳輸電極S20連接第二電源輸入端431 ;在第四電源電壓高于第二電源輸出端453處的第二電源電壓時(shí)，所述第二控制單元480控制第十晶體管TlO截止。
[0288]在本實(shí)施方式中，所述第一控制單元470與所述第二控制單元480為二控制單元?？勺兏?，在其它實(shí)施方式中，二者為同一控制單元。
[0289]進(jìn)一步地，上述給芯片組供電的技術(shù)思想也同樣適用上述芯片組8。各芯片的電路結(jié)構(gòu)與供電原理類推，此處不再贅述。
[0290]電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)
[0291]請(qǐng)參閱圖26，圖26為本發(fā)明電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)第一實(shí)施方式的示意圖。所述電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)5包括電容式傳感裝置和封裝體51。所述封裝體51用于封裝電容式傳感裝置。所述封裝體51的材料如為環(huán)氧樹脂類材料或者陶瓷材料。
[0292]優(yōu)選地，所述電容式傳感裝置如為前述所述各實(shí)施方式的電容式傳感裝置1、2、30等。然，所述電容式傳感裝置也可為其它合適類型的電容式傳感裝置。
[0293]在本實(shí)施方式中，以圖20所示的電容式傳感裝置I為例進(jìn)行說明。所述封裝體51覆蓋所述基板130的第一表面A上的電容式傳感器13和控制芯片15。其中，所述封裝體51的高度略高于控制芯片15的高度，與控制芯片15的高度基本平齊。另外，所述封裝體51的表面平整。
[0294]所述封裝體51有兩個(gè)作用:第一，將控制芯片15和電容式傳感器13的集成電路與外界隔離；第二，由于電容式傳感器13與控制芯片15厚度不一致，所述封裝體51起到平坦化的作用。
[0295]請(qǐng)參閱圖27與圖28，圖27與圖28為本發(fā)明電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)其它實(shí)施方式的示意圖。圖27與圖26的主要區(qū)別在于:所述封裝體53的高度高于所述封裝體51的高度。圖28與圖27的主要區(qū)別在于:所述封裝體55封裝所述電容式傳感裝置I于其內(nèi)，換句話說，所述電容式傳感裝置I包裹于所述封裝體55中。
[0296]電容式感測(cè)模組的組裝結(jié)構(gòu)
[0297]請(qǐng)參閱圖29，圖29為本發(fā)明電容式感測(cè)模組的一較佳實(shí)施方式的示意圖。所述電容式感測(cè)模組6包括電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)5、蓋板61、顏色層63、粘著層64、和柔性線路板67。所述顏色層63設(shè)置在蓋板61下方，并通過粘著層64與電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)5連接。所述柔性線路板67與所述電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)5連接，例如，用于傳輸前述的電源管理芯片35的信號(hào)給電容式傳感裝置，以及傳輸電容式傳感裝置的信號(hào)給電源管理芯片35。其中，蓋板61選用玻璃、藍(lán)寶石或陶瓷玻璃中任意一種材料制成。優(yōu)選地，所述顏色層63與電子設(shè)備的外觀顏色相同。
[0298]可變更地，在其它實(shí)施方式中，也可以采用鍍膜(Coating)的方式在電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)5上形成硬化層(hard coating)。所述硬化層的顏色與電子設(shè)備的外觀顏色相同。相應(yīng)地，上述蓋板61、顏色層63、粘著層64可被省略。
[0299]優(yōu)選地，電容式感測(cè)模組6還包括一導(dǎo)電元件69，對(duì)于所述導(dǎo)電元件69:
[0300]用作驅(qū)動(dòng)元件，與感測(cè)電極14(24)形成互電容，傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)；或者
[0301]與電容式傳感裝置的接地端150連接，傳輸調(diào)制信號(hào)；或者
[0302]與電子設(shè)備的設(shè)備地連接，傳輸接地信號(hào)。
[0303]當(dāng)然，采用上述鍍膜方式形成的電容式感測(cè)模組也優(yōu)選包括所述導(dǎo)電元件69。
[0304]當(dāng)所述電容式感測(cè)模組6為電子設(shè)備的實(shí)體按鈕的一部分時(shí)，所述導(dǎo)電元件69例如為基環(huán)，所述基環(huán)設(shè)置在所述電容式感測(cè)模組6的外圍邊緣。當(dāng)用戶手指觸摸所述電容式感測(cè)模組6時(shí)，其可以觸摸到所述基環(huán)。
[0305]當(dāng)所述電容式感測(cè)模組6為電子設(shè)備的虛擬按鈕的一部分時(shí)，所述蓋板61則為電子設(shè)備的保護(hù)蓋板(Coverlenshg卩，所述電容式感測(cè)模組6與電子設(shè)備共用保護(hù)蓋板。相對(duì)地，采用上述鍍膜方式形成的電容式感測(cè)模組設(shè)置在保護(hù)蓋板下方即可。對(duì)于在所述保護(hù)蓋板下方設(shè)置電容式感測(cè)模組6，所述導(dǎo)電元件69的設(shè)置方式見圖30與圖31。
[0306]請(qǐng)參閱圖30與圖31，圖31為本發(fā)明在電子設(shè)備的保護(hù)蓋板下方設(shè)置電容式感測(cè)模組的示意圖。圖31是圖30沿r-r’方向的部分剖面示意圖。以下以所述電容式感測(cè)模組6為例進(jìn)行說明，類似地，下述技術(shù)方案也同樣適用上述鍍膜方式形成的電容式感測(cè)模組。所述電子設(shè)備100包括保護(hù)蓋板101，所述電容式感測(cè)模組6的電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)5設(shè)置在保護(hù)蓋板101下方。定義保護(hù)蓋板101正對(duì)電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)5的區(qū)域?yàn)樘摂M按鍵區(qū)域103。所述導(dǎo)電元件69鄰近虛擬按鍵區(qū)域103設(shè)置，其從所述電子設(shè)備的一側(cè)邊緣延伸出來(lái)并延伸至保護(hù)蓋板101上方邊緣，靠近虛擬按鍵區(qū)域103，從而，當(dāng)手指觸摸虛擬按鍵區(qū)域103時(shí)，可以同時(shí)觸摸到所述導(dǎo)電元件69。
[0307]可變更地，在其它實(shí)施方式中，也可采用導(dǎo)電元件69圍繞所述保護(hù)蓋板101邊緣設(shè)置一圈，或者是圍繞保護(hù)蓋板101下面的側(cè)邊設(shè)置，需要說明的是，此處的圍繞包括覆蓋保護(hù)蓋板101的上面邊緣和側(cè)面邊緣；或者，在保護(hù)蓋板101的虛擬按鍵區(qū)域103附近設(shè)置鏤空結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電元件69從所述鏤空結(jié)構(gòu)中曝露出，當(dāng)手指觸摸虛擬按鍵區(qū)域103時(shí)，可以同時(shí)觸摸到所述導(dǎo)電元件69。
[0308]在上面的各實(shí)施方式中，所述電容式感測(cè)模組6設(shè)置在電子設(shè)備100的正面。然，在其它實(shí)施方式中，所述電容式感測(cè)模組6也可設(shè)置在電子設(shè)備100的背面或者側(cè)面。當(dāng)電容式感測(cè)模組6設(shè)置在電子設(shè)備100的背面或者側(cè)面時(shí)，若側(cè)面與背面的實(shí)體部分為金屬時(shí)，可省略導(dǎo)電元件69。
[0309]請(qǐng)參閱圖32，圖32為電子設(shè)備100的顯示裝置的TFT陣列基板的示意圖。所述TFT陣列基板70包括絕緣基板701、顯示元件703、顯示驅(qū)動(dòng)芯片705、和電容式傳感裝置。所述顯示驅(qū)動(dòng)芯片705用于驅(qū)動(dòng)顯示元件703顯示畫面，二者設(shè)置在絕緣基板701的同側(cè)。所述電容式傳感裝置如為前述在玻璃基板上采用TFT工藝所形成。在此，所述電容式傳感裝置與顯示裝置的TFT陣列基板70 —同形成，二者共用絕緣基板701。
[0310]所述顯示元件703包括開關(guān)晶體管711和與開關(guān)晶體管711連接的顯示電極713。其中，所述開關(guān)晶體管711為薄膜晶體管。在形成開關(guān)晶體管711的同時(shí)，形成電容式傳感裝置的傳感單元中的晶體管；在形成顯示電極713的同時(shí)，形成電容式傳感裝置的傳感單元中的感測(cè)電極。相應(yīng)地，所述感測(cè)電極與所述顯示電極433材料相同。此處，所述感測(cè)電極與所述顯示電極433由透明導(dǎo)電材料制成。
[0311]所述顯示裝置如為IXD顯示裝置或者OLED顯示裝置，以及其它合適類型的顯示裝置。優(yōu)選地，所述顯示裝置為OLED顯示裝置。
[0312]電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)
[0313]請(qǐng)參閱圖33，圖33為本發(fā)明電子設(shè)備的一較佳實(shí)施方式的示意圖。所述電子設(shè)備200如為移動(dòng)電話、平板電腦、電視、遙控裝置、智能門鎖、穿戴式設(shè)備、智能錢包等各種智能設(shè)備。所述電子設(shè)備200包括傳感裝置201。所述傳感裝置201如為前述各實(shí)施方式所述的電容式傳感裝置1、2、30等；或者，所述傳感裝置201如為前述的電容式傳感裝置的封裝結(jié)構(gòu)5 ;或者，所述傳感裝置201如為前述各實(shí)施方式所述的電容式感測(cè)系統(tǒng)3、4 ;或者，所述傳感裝置201如為前述各實(shí)施方式所述的電容式感測(cè)模組6等。
[0314]由于所述電子設(shè)備200包括所述傳感裝置201，所述傳感裝置201的感測(cè)精度較尚，相應(yīng)地，所述電子設(shè)備200的用戶體驗(yàn)較好。
[0315]盡管是參考各實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明公開，但是可以理解，這些實(shí)施例是說明性的，并且本發(fā)明的范圍不僅限于它們。許多變化、修改、添加、以及改進(jìn)都是可能的。更一般而言，根據(jù)本發(fā)明公開的各實(shí)施例是在特定實(shí)施例的上下文中描述的。功能可以在本發(fā)明公開的各實(shí)施例中在過程中以不同的方式分離或組合，或利用不同的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述。這些及其他變化、修改、添加、以及改進(jìn)可以在如隨后的權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明公開的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電容式傳感器，包括: 多個(gè)傳感單元，呈陣列式排布，所述傳感單元包括: 感測(cè)電極，能夠以電容方式耦合到目標(biāo)物體，所述感測(cè)電極用于加載參考信號(hào)；和 傳感電路，包括第三晶體管，所述第三晶體管包括第三控制電極、第五傳輸電極、和第六傳輸電極，其中，第五傳輸電極用于連接一電流源；第三控制電極與感測(cè)電極為二電極，第三控制電極連接感測(cè)電極，或者，第三控制電極與感測(cè)電極為同一電極；所述第三晶體管用于響應(yīng)感測(cè)電極上因目標(biāo)物體的接近或觸摸所引起參考信號(hào)的變化，對(duì)應(yīng)于第六傳輸電極上形成第二交流信號(hào)。2.如權(quán)利要求1所述的電容式傳感器，其特征在于:相鄰的傳感單元的第三晶體管用于形成差分對(duì)管。3.如權(quán)利要求1所述的電容式傳感器，其特征在于:對(duì)于一傳感單元的第三晶體管: 用于與行方向上相鄰的傳感單元的第三晶體管形成差分對(duì)管；或/和 用于與列方向上相鄰的傳感單元的第三晶體管形成差分對(duì)管。4.如權(quán)利要求2所述的電容式傳感器，其特征在于:當(dāng)相鄰的二傳感單元的第三晶體管形成差分對(duì)管時(shí)，所述相鄰的二傳感單元的第三晶體管分別形成的第二交流信號(hào)同幅同頻反相，且二者之和與所述電流源提供的第一恒定直流信號(hào)相等。5.如權(quán)利要求2所述的電容式傳感器，其特征在于:所述電容式傳感器進(jìn)一步包括信號(hào)線群組，一信號(hào)群組連接至少二傳感單元，所述信號(hào)線群組包括第一信號(hào)線、第二信號(hào)線、和第三信號(hào)線；所述第一信號(hào)線用于連接所述電流源； 對(duì)于位于同一列的二相鄰傳感單元:一傳感單元中的第三晶體管的第六傳輸電極用于與第二信號(hào)線連接，另一傳感單元中的第三晶體管的第六傳輸電極用于與第三信號(hào)線連接；所述二相鄰傳感單元的第三晶體管的第五傳輸電極通過同一第一信號(hào)線相連接。6.如權(quán)利要求5所述的電容式傳感器，其特征在于:奇數(shù)行的傳感單元的第三晶體管連接第二信號(hào)線；偶數(shù)行的傳感單元的第三晶體管連接第三信號(hào)線。7.如權(quán)利要求6所述的電容式傳感器，其特征在于:所述第一信號(hào)線、第二信號(hào)線、和第三信號(hào)線沿列方向延伸，對(duì)于同一信號(hào)線群組，所述第二信號(hào)線與所述第三信號(hào)線沿著行方向依次排列。8.如權(quán)利要求5所述的電容式傳感器，其特征在于:每一列傳感單元連接一信號(hào)線群組，不同列傳感單元連接不同的信號(hào)線群組。9.如權(quán)利要求5所述的電容式傳感器，其特征在于:所述電容式傳感器進(jìn)一步包括第一開關(guān)單元，所述第一開關(guān)單元連接于第五傳輸電極與所述第一信號(hào)線之間，用于控制第五傳輸電極與第一信號(hào)線之間是否進(jìn)行電流傳輸。10.如權(quán)利要求9所述的電容式傳感器，其特征在于:所述電容式傳感器進(jìn)一步包括掃描線群組，所述掃描線群組包括第一掃描線，所述第一開關(guān)單元包括第一晶體管，所述第一晶體管包括第一控制電極、第一傳輸電極、和第二傳輸電極，所述第一控制電極與第一掃描線連接，用于響應(yīng)第一掃描線上傳輸?shù)膾呙栊盘?hào)而對(duì)應(yīng)控制第一傳輸電極與第二傳輸電極是否電連通，第一傳輸電極與第一信號(hào)線連接，第二傳輸電極與第五傳輸電極連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電容式傳感器、傳感裝置、感測(cè)系統(tǒng)、以及電子設(shè)備。所述電容式傳感器包括多個(gè)傳感單元。所述多個(gè)傳感單元呈陣列式排布。所述傳感單元包括感測(cè)電極和傳感電路。感測(cè)電極能夠以電容方式耦合到目標(biāo)物體，用于加載參考信號(hào)。所述傳感電路包括第三晶體管，第三晶體管包括第三控制電極、第五傳輸電極、和第六傳輸電極，其中，第五傳輸電極用于連接一電流源；第三控制電極與感測(cè)電極為二電極，第三控制電極連接感測(cè)電極，或者，第三控制電極與感測(cè)電極為同一電極。所述第三晶體管用于響應(yīng)感測(cè)電極上因目標(biāo)物體的接近或觸摸所引起參考信號(hào)的變化，對(duì)應(yīng)于第六傳輸電極上形成第二交流信號(hào)。所述電容式傳感器輸出的感測(cè)信號(hào)較強(qiáng)。
【IPC分類】G06F3/044
【公開號(hào)】CN105138204
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510611969
【發(fā)明人】劉雪春
【申請(qǐng)人】深圳信煒科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月23日