電子設備及其電容式感測系統、以及電容式感測系統的檢測方法

2023-10-04 17:05:54 3

電子設備及其電容式感測系統、以及電容式感測系統的檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種電容式感測系統、電子設備、以及電容式感測系統的檢測方法。其中，所述電容式感測系統包括傳感器板和電容檢測電路。所述傳感器板用於以電容方式耦合到目標物體來執行感測操作。所述電容檢測電路包括信號傳輸端和接地端，所述電容檢測電路用於通過所述信號傳輸端提供第一激勵信號給所述傳感器板，以驅動所述傳感器板執行感測操作，所述電容檢測電路的接地端用於加載第一調製信號，所述第一激勵信號隨所述第一調製信號的變化而變化。本發明所述技術方案提高了電子設備的感測精度。
【專利說明】電子設備及其電容式感測系統、以及電容式感測系統的檢 測方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電容式感測系統、具有所述電容式感測系統的電子設備、以及一 種電容式感測系統的檢測方法，尤其涉及一種指紋感測系統、具有所述指紋感測系統的電 子設備、以及一種指紋感測系統的檢測方法。
[0002]

【背景技術】
[0003] 目前，越來越多的電子設備（如：手機、平板電腦等）都會設置有一種或多種感測 系統，如用於感測觸摸操作的觸摸感測系統、用於感測人體生物特徵的生物特徵感測系統 等，所述生物特徵包括指紋、掌紋等，而觸摸感測系統以及生物特徵感測系統多以電容式感 測系統來執行感測操作。
[0004] 所述電容式感測系統通常包括傳感器板以及電容檢測電路，所述傳感器板用於以 電容耦合方式耦合到目標物體，所述目標物體如為用戶的手指。所述電容檢測電路為所述 傳感器板提供驅動信號，並接收來自傳感器板輸出的感測信號，進而實現感測目標物體的 預定信息。所述預定信息如為生物特徵信息、觸摸信息等。
[0005] 所述電容檢測電路通常包括電源端、接地端、和信號傳輸端。所述電源端與接地端 用於接收電源電壓，以保證所述電容檢測電路正常工作。所述信號傳輸端為不同於所述電 源端與接地端的第三端，所述信號傳輸端用於傳輸所述電容檢測電路與所述傳感器板之間 的信號，如所述驅動信號、感測信號。
[0006] 然，所述傳感器板與所述接地端之間存在寄生電容，此寄生電容是與目標物體和 傳感器板之間的電容相疊加的，如果目標物體和傳感器板之間的電容過小，則所述感測信 號的質量太差而無法檢測，從而影響感測精度。
[0007]


【發明內容】

[0008] 為解決上述技術問題，本發明提供一種感測精度較高的電容式感測系統、具有所 述電容式感測系統的電子設備、以及一種電容式感測系統的檢測方法。
[0009] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案： 一種電容式感測系統，包括： 傳感器板，用於以電容方式耦合到目標物體來執行感測操作； 電容檢測電路，所述電容檢測電路包括信號傳輸端和接地端，所述電容檢測電路用於 通過所述信號傳輸端提供第一激勵信號給所述傳感器板，以驅動所述傳感器板執行感測操 作，所述電容檢測電路的接地端用於加載第一調製信號，所述第一激勵信號隨所述第一調 制信號的變化而變化。
[0010] 優選地，所述第一激勵信號隨所述第一調製信號的變化而變化，用以減小所述傳 感器板與所述接地端之間寄生電容的充放電電量。
[0011] 優選地，所述第一調製信號與所述第一激勵信號為電壓信號，所述第一激勵信號 的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降 低。
[0012] 優選地，所述第一激勵信號的幅度變化大小與所述第一調製信號的幅度變化大小 對應相同。
[0013] 優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號為周期性變化的信號。
[0014] 優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信 號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第一激勵信號的相位相對第一調製信號 的相位具有一定的延遲。
[0015] 優選地，所述接地端用於加載第一電源信號，所述第一電源信號包括所述第一調 制信號，所述電容檢測電路進一步包括電源端，所述電源端用於加載第二電源信號，第二電 源信號的電壓高於第一電源信號的電壓，所述第二電源信號隨所述第一調製信號的變化而 變化，或者所述第二電源信號隨所述第一電源信號的變化而變化。
[0016] 優選地，所述第二電源信號與所述第一調製信號為同頻信號，或者所述第二電源 信號與所述第一電源信號為同頻信號。
[0017] 優選地，所述第一電源信號、所述第二電源信號均為電壓信號，所第二電源信號的 電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降 低，或者所第二電源信號的電壓隨所述第一電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第一電 源信號的電壓的降低而降低。
[0018] 優選地，所述第二電源信號與所述第一電源信號之間的電壓差為所述電容檢測電 路工作的電源電壓。
[0019] 優選地，所述電容檢測電路中的其它電壓均隨所述第一電源信號的電壓的升高而 升高、隨所述第一電源信號的電壓的降低而降低。
[0020] 優選地，所述第一調製信號至少包括第一電平與第二電平，所述第一電平的電壓 不同於所述第二電平的電壓。
[0021] 優選地，所述第一調製信號包括第一電平與第二電平交替出現的方波信號，其中， 所述第一電平與第二電平的電壓情況為下述三種情況中的任意一種： 第一：第一電平的電壓為正電壓，第二電平的電壓為0 ; 第二：第一電平的電壓為0,第二電平的電壓為負電壓； 第三：第一電平的電壓為正電壓，第二電平的電壓為負電壓，所述第一電平的電壓的絕 對值等於或者不等於所述第二電平的電壓的絕對值。
[0022] 優選地，所述電容檢測電路在所述接地端的電平為第一電平時，從所述傳感器板 讀取第一信號，並在所述接地端的電平為第二電平時，從所述傳感器板讀取第二信號，通過 所述讀取的第一信號與第二信號獲得目標物體的預定信息。
[0023] 優選地，所述第一調製信號進一步包括第三電平，所述第二電平的電壓介於第一 電平的電壓與第三電平的電壓之間，所述第一調製信號包括由第一電平、第二電平、第三電 平三者構成的二級階梯方波信號。
[0024] 優選地，所述電容檢測電路在所述接地端的電平為第一電平時，從所述傳感器板 讀取第一信號，在所述接地端的電平為第二電平時，從所述傳感器板讀取第二信號，在所述 接地端的電平為第三電平時，從所述傳感器板讀取第三信號，並在所述接地端的電平從第 三電平切換為第二電平時，從所述傳感器板讀取第四信號，通過所述讀取的第一信號、第二 信號、第三信號與第四信號獲得目標物體的預定信息。
[0025] 優選地，所述電容式感測系統進一步包括控制電路，所述電容檢測電路的接地端 與所述控制電路電連接，所述控制電路用於施加所述第一調製信號到所述電容檢測電路的 接地端。
[0026] 優選地，所述電容檢測電路的電源端與所述控制電路電連接，所述控制電路用於 施加所述第一電源信號給所述接地端，施加第二電源信號給所述電源端。
[0027] 優選地，所述控制電路包括接地端，所述控制電路的接地端的電壓為0伏、或者為 所述電容式感測系統所在的電子設備的系統地電壓、或者為一電子設備的系統地電壓、或 者為恆定電壓。
[0028] 優選地，所述電容式感測系統進一步包括屏蔽電極，所述屏蔽電極至少設置於所 述傳感器板的周圍。
[0029] 優選地，所述屏蔽電極為下述的任意一種情況： 第一，所述屏蔽電極包括多個電極，分布於所述傳感器板的周圍； 第二，所述屏蔽電極為中間鏤空的電極，所述傳感器板對應所述屏蔽電極的鏤空區域 設置； 第三，所述屏蔽電極與所述傳感器板層疊設置，且沿垂直層疊的方向，所述屏蔽電極的 周邊超出所述傳感器板的外圍。
[0030] 優選地，所述電容式感測系統進一步包括散熱板，所述散熱板用於對所述電容式 感測系統進行散熱，所述散熱板還用於作為所述屏蔽電極。
[0031] 優選地，所述傳感器板與所述散熱板層疊設置，沿垂直層疊的方向，所述散熱板的 外圍超出所述傳感器板的邊緣。
[0032] 優選地，所述電容式感測系統進一步包括多個引線框，所述屏蔽電極與所述多個 引線框位於同一層，由相同材料製成。
[0033] 優選地，所述電容檢測電路與所述傳感器板集成在一電容檢測電路晶片中，所述 電容式感測系統進一步包括基板，所述電容檢測電路晶片設置在所述基板上，所述屏蔽電 極設置在所述基板上。
[0034] 優選地，所述基板為印刷電路板或軟性電路板。
[0035] 優選地，所述屏蔽電極由金屬或者其它導電材料製成。
[0036] 優選地，所述屏蔽電極電連接至所述電容檢測電路的接地端，用於接收所述第一 調製信號。
[0037] 優選地，所述傳感器板包括多個電容感測極板，所述電容檢測電路通過量測多個 電容感測極板與所述目標物體之間的電容，來獲得所述目標物體的預定信息。
[0038] 優選地，所述多個電容感測極板排列成感應陣列，所述屏蔽電極至少設置在所述 感應陣列的周圍。
[0039] 優選地，所述電容檢測電路除用於在所述接地端加載所述第一調製信號時、提供 所述第一激勵信號驅動所述傳感器板來執行第一檢測模式外，還進一步用於在所述接地端 加載第二調製信號時、提供第二激勵信號驅動所述傳感器板來執行第二檢測模式，其中，第 一調製信號不同於第二調製信號，第一激勵信號不同於第二激勵信號。
[0040] 優選地，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化。
[0041] 優選地，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化，用以減小所述傳 感器板與所述接地端之間寄生電容的充放電電量。
[0042] 優選地，所述第二調製信號與所述第二激勵信號為電壓信號，所述第二激勵信號 的電壓隨所述第二調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第二調製信號的電壓的降低而降 低。
[0043] 優選地，所述第二激勵信號的幅度變化大小與所述第二調製信號的幅度變化大小 對應相同。
[0044] 優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號為周期性變化的信號。
[0045] 優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信 號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第二激勵信號的相位相對第二調製信號 的相位具有一定的延遲。38、根據權利要求31所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第 二調製信號至少包括第四電平與第五電平，其中，第四電平的電壓不同於第五電平的電壓。 [0046] 優選地，第一檢測模式為指紋感測模式，第二檢測模式為觸摸檢測模式，其中，當 所述電容式感測系統處於觸摸檢測模式時，所述電容檢測電路用於驅動所述傳感器板執行 觸摸檢測操作，感測目標物體對所述傳感器板的觸摸；當所述電容式感測系統處於指紋檢 測模式時，所述電容檢測電路用於驅動所述傳感器板執行指紋檢測操作，感測目標物體的 指紋。
[0047] 優選地，第一調製信號與第二調製信號均為周期性變化的信號，其中，第一調製信 號的頻率大於第二調製信號的頻率。
[0048] 優選地，第一調製信號的電壓峰峰值大於第二調製信號的電壓峰峰值。
[0049] 優選地，第一激勵信號與第二激勵信號均為周期性變化的信號，其中，第一激勵信 號的頻率大於第二激勵信號的頻率。
[0050] 優選地，第一激勵信號的電壓峰峰值大於第二激勵信號的電壓峰峰值。
[0051] 優選地，所述電容檢測電路根據所述傳感器板是否被觸摸，來對應驅動所述傳感 器板是否執行指紋感測操作； 若所述傳感器板被觸摸，所述電容檢測電路則切換提供第二調製信號為第一調製信號 給所述接地端、切換提供第二激勵信號為第一激勵信號給傳感器板，用以執行指紋感測； 若所述傳感器板未被觸摸，所述電容檢測電路提供第二調製信號給所述接地端、提供 第二激勵信號給所述傳感器板，用以執行觸摸感測。
[0052] 更優選地，所述電容檢測電路通過量測所述傳感器板與所述目標物體之間的電容 來感測所述傳感器板是否被觸摸。
[0053] 優選地，所述電容檢測電路集成於一電容檢測電路晶片中，所述控制電路集成於 一控制電路晶片中，所述電容檢測電路晶片和所述控制電路晶片或者封裝在一個集成電路 封裝裡，或者分別封裝在兩個集成電路封裝裡。
[0054] 優選地，所述電容式感測系統進一步包括屏蔽電極，所述屏蔽電極至少設置於所 述傳感器板的周圍，其中： 內含所述電容檢測電路晶片的集成電路封裝包括與所述電容檢測電路晶片相連接的 引線框，所述屏蔽電極與所述引線框位於同一層，且由相同材料製成；或/和 內含所述電容檢測電路晶片的集成電路封裝包括散熱板，所述散熱板用於對所述電容 檢測電路晶片進行散熱，還用於作為所述屏蔽電極上；或/和 內含所述電容檢測電路晶片的集成電路封裝包括基板，所述電容檢測電路晶片設置在 所述基板上，所述基板進一步設置所述屏蔽電極。
[0055] 優選地，所述電容檢測電路驅動所述傳感器板執行感測操作，以獲得所述目標物 體的預定信息，其中，所述預定信息包括目標物體的生物特徵信息和/或觸摸操作信息。
[0056] 優選地，所述生物特徵信息為指紋信息。
[0057] 優選地，所述觸摸操作信息為是否有目標物體接近或觸摸所述傳感器板。
[0058] 優選地，所述電容式感測系統為指紋感測系統。
[0059] 優選地，所述電容式感測系統為節省驅動環的電容式感測系統。
[0060] 優選地，所述電容檢測電路通過提供所述第一激勵信號對所述傳感器板進行自 電容檢測，以實現感測操作。
[0061] 優選地，所述電容式感測系統用於感測目標物體為手指的預定信息。
[0062] 優選地，所述傳感器板包括多個電容感測極板，所述電容檢測電路包括多個感測 單元和多個選擇單元，每一感測單元通過一選擇單元與至少一電容感測極板連接，每一感 測單元進一步與所述接地端電連接，每一感測單元通過所述選擇單元給所述電容感測極板 提供第一激勵信號，並接收來自所述電容感測極板的感測信號，通過所述感測信號獲得目 標物體的預定信息。
[0063] 優選地，所述選擇單元用於選擇感測單元與哪些電容感測極板電導通，其中，通過 所述多個選擇單元，所述電容檢測電路同時或分時輸出所述第一激勵信號給所述多個電容 感測極板。
[0064] 優選地，所述感測單元包括運算放大器和反饋支路，所述運算放大器包括同相端、 反相端、和輸出端，所述反相端通過一選擇單元連接至少一電容感測極板，所述反饋支路連 接於反相端與輸出端之間，所述運算放大器連接所述接地端。
[0065] 優選地，所述運算放大器的同相端接收一參考電壓，所述參考電壓隨所述第一調 制信號的電壓升高而升高、隨所述第一調製信號的電壓下降而下降。
[0066] 優選地，所述反相端輸出所述第一激勵信號給所述電容感測極板。
[0067] 優選地，所述運算放大器工作時處於虛短狀態。
[0068] 優選地，所述反饋支路包括一反饋電容，所述反饋電容連接於反相端與輸出端之 間，所述感測單元進一步包括計算單元，所述計算單元與所述輸出端連接，所述計算單元通 過所述反饋電容上的電荷或電壓變化來獲得所述目標物體的預定信息。
[0069] 優選地，所述傳感器板包括多個電容感測極板，所述電容檢測電路通過量測多個 電容感測極板與所述目標物體之間的電容，來獲得所述目標物體的預定信息。
[0070] 本發明進一步提供一種電子設備，其中，所述電子設備包括如上所述的電容式感 測系統。
[0071] 優選地，所述電子設備進一步包括顯示裝置、控制按鈕、殼體中任意一種、二種或 全部，所述電容式感測系統或者設置於所述顯示裝置的顯示區域中，或者設置於所述控制 按鈕下，或者設置於所述殼體內。
[0072] 本發明又提供一種電容式感測系統，包括： 傳感器板，用於以電容耦合方式耦合到目標物體來執行感測操作； 電容檢測電路，所述電容檢測電路包括信號傳輸端和調製端，所述電容檢測電路用於 通過所述信號傳輸端提供第一激勵信號給所述傳感器板，以驅動所述傳感器板執行感測操 作，所述電容檢測電路的調製端用於加載第一調製信號，所述第一激勵信號隨所述第一調 制信號的變化而變化。
[0073] 優選地，所述電容檢測電路中的其它電壓均隨所述調製端的電壓的變化而變化。
[0074] 優選地，所述第一激勵信號隨所述第一調製信號的變化而變化，用以減小所述傳 感器板與所述接地端之間寄生電容的充放電電量。
[0075] 優選地，所述第一調製信號與所述第一激勵信號為電壓信號，所述第一激勵信號 的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降 低。
[0076] 優選地，所述第一激勵信號的幅度變化大小與所述第一調製信號的幅度變化大小 對應相同。
[0077] 優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號為周期性變化的信號。
[0078] 優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信 號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第一激勵信號的相位相對第一調製信號 的相位具有一定的延遲。
[0079] 優選地，所述電容檢測電路包括電源端、接地端，所述接地端用於加載第一電源信 號，所述電源端用於加載第二電源信號，第二電源信號與第一電源信號之間的電壓差為所 述電容檢測電路工作的電源電壓。
[0080] 優選地，所述調製端為所述電源端與所述接地端二者中之一者，其中： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號的電壓隨所述第二電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第二電源信號的電壓的 降低而降低；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號的電壓隨所述第一電源信號的電壓升高而升高、隨所述第一電源信號的電壓降低而 降低。
[0081] 優選地，所述電容檢測電路進一步包括參考電壓端，所述參考電壓端用於加載第 三電源信號，所述第三電源信號的電壓介於所述第二電源信號的電壓與第一電源信號的電 壓之間，所述調製端為所述電源端、所述接地端、所述參考電壓端三者中之一者，其中 ： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號、第三電源信號的電壓均隨所述第二電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第二 電源信號的電壓的降低而降低；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號、第三電源信號的電壓均隨所述第一電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第一電 源信號的電壓的降低而降低；或 當所述參考電壓端為所述調製端時，所述第三電源信號包括所述第一調製信號，所述 第一電源信號、第二電源信號的電壓均隨所述第三電源信號的電壓的升高而升高、隨所述 第三電源信號的電壓的降低而降低。
[0082] 優選地，所述第一調製信號至少包括第一電平與第二電平，所述第一電平的電壓 不同於所述第二電平的電壓。
[0083] 優選地，+所述電容式感測系統除用於在所述調製端加載第一調製信號時、提供 第一激勵信號驅動所述傳感器板來執行第一檢測模式外，還進一步用於在所述調製端加載 第二調製信號時，提供第二激勵信號驅動所述傳感器板來執行第二檢測模式，其中，第一調 制信號不同於第二調製信號，第一激勵信號不同於第二激勵信號。
[0084] 優選地，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化。
[0085] 優選地，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化，用以減小所述傳 感器板與所述接地端之間寄生電容的充放電電量。
[0086] 優選地，所述第二調製信號與所述第二激勵信號為電壓信號，所述第二激勵信號 的電壓隨所述第二調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第二調製信號的電壓的降低而降 低。
[0087] 優選地，所述第二激勵信號的幅度變化大小與所述第二調製信號的幅度變化大小 對應相同。
[0088] 優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號為周期性變化的信號。
[0089] 優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信 號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第二激勵信號的相位相對第二調製信號 的相位具有一定的延遲。
[0090] 優選地，所述第一檢測模式與所述第二檢測模式中一種為指紋檢測模式，另一種 為觸摸檢測模式，其中，當所述電容式感測系統處於觸摸檢測模式時，所述電容檢測電路用 於驅動所述傳感器板執行觸摸檢測操作，感測是否有目標物體對所述傳感器板進行觸摸； 當所述電容式感測系統處於指紋檢測模式時，所述電容檢測電路用於驅動所述傳感器板執 行指紋檢測操作，感測目標物體的指紋是否為預設指紋。
[0091] 優選地，所述第二調製信號包括第四電平與第五電平，所述第四電平的電壓不同 於所述第五電平的電壓。
[0092] 優選地，第一調製信號與第二調製信號均為周期性變化的信號，其中，第一調製信 號的頻率大於第二調製信號的頻率。
[0093] 優選地，第一調製信號的電壓峰峰值大於第二調製信號的電壓峰峰值。
[0094] 優選地，第一激勵信號與第二激勵信號均為周期性變化的信號，其中，第一激勵信 號的頻率大於第二調激勵信號的頻率。
[0095] 優選地，第一激勵信號的電壓峰峰值大於第二激勵信號的電壓峰峰值。
[0096] 優選地，所述電容檢測電路根據所述傳感器板是否被觸摸，來對應驅動所述傳感 器板是否執行指紋感測操作； 若所述傳感器板被觸摸，所述電容檢測電路則切換提供第二調製信號為第一調製信號 給所述接地端、切換提供第二激勵信號為第一激勵信號給傳感器板，用以執行指紋感測； 若所述傳感器板未被觸摸，所述電容檢測電路提供第二調製信號給所述接地端、提供 第二激勵信號給所述傳感器板，用以執行觸摸感測。
[0097] 更優選地，所述電容檢測電路通過量測所述傳感器板與所述目標物體之間的電容 來感測所述傳感器板是否被觸摸。
[0098] 優選地，所述電容式感測系統進一步包括控制電路，所述控制電路與所述電源端、 接地端分別連接，用於為所述電源端提供所述第二電源信號，為所述接地端提供第一電源 信號。
[0099] 優選地，所述電容檢測電路用於對所述傳感器板執行自電容檢測。
[0100] 優選地，所述電容式感測系統為指紋感測系統。
[0101] 優選地，所述電容式感測系統為節省驅動環的指紋感測系統。
[0102] 優選地，所述傳感器板包括多個電容感測極板，所述電容檢測電路通過量測所述 多個電容感測極板與目標物體之間的電容大小來執行來感測操作，獲得目標物體的預定信 肩、。
[0103] 優選地，所述預定信息包括生物特徵信息和/或觸摸操作信息。
[0104] 優選地，所述生物特徵信息包括指紋、掌紋。
[0105] 優選地，所述觸摸操作信息為所述傳感器板是否有被接近或觸摸的操作信息。
[0106] 優選地，所述電容式感測系統進一步包括屏蔽電極，所述屏蔽電極至少設置於所 述傳感器板的周圍。
[0107] 優選地，所述屏蔽電極電連接至所述調製端，所述屏蔽電極接收所述第一調製信 號。
[0108] 優選地，所述電容式感測系統進一步包括散熱板，所述散熱板用於對所述電容式 感測系統進行散熱，所述散熱板還用於作為所述屏蔽電極。
[0109] 本發明又提供一種電子設備，其中，所述電子設備包括如上所述的電容式感測系 統。
[0110] 本發明還提供一種電容式感測系統的檢測方法,所述電容式感測系統包括多個電 容感測極板和電容檢測電路，所述電容檢測電路包括調製端，所述檢測方法包括： 提供第一激勵信號給所述多個電容感測極板，驅動所述多個電容感測極板執行感測操 作； 提供第一調製信號給所述調製端； 其中，所述第一激勵信號隨所述第一調製信號的變化而變化。
[0111] 優選地，所述第一激勵信號隨所述第一調製信號的變化而變化，用以減小所述多 個電容感測極板與所述調製端之間寄生電容的充放電電量。
[0112] 優選地，所述電容檢測電路中的其它電壓均隨所述第一調製信號的電壓的升高而 升高、隨第一調製信號的電壓的降低而降低。
[0113] 優選地，所述第一調製信號與所述第一激勵信號為電壓信號，所述第一激勵信號 的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降 低。
[0114] 優選地，所述第一激勵信號的幅度變化大小與所述第一調製信號的幅度變化大小 對應相同。
[0115] 優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號為周期性變化的信號。
[0116] 優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信 號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第一激勵信號的相位相對第一調製信號 的相位具有一定的延遲。
[0117] 優選地，所述檢測方法進一步包括： 提供第二激勵信號給所述多個電容感測極板執行感測操作； 提供第二調製信號給所述調製端； 其中，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化。
[0118] 優選地，所述第二激勵信號不同於所述第一激勵信號，所述第二調製信號不同於 所述第一調製信號。
[0119] 優選地，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化，用以減小所述多 個電容感測極板與所述調製端之間寄生電容的充放電電量。
[0120] 優選地，所述第二調製信號與所述第二激勵信號為電壓信號，所述第二激勵信號 的電壓隨所述第二調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第二調製信號的電壓的降低而降 低。
[0121] 優選地，所述第二激勵信號的幅度變化大小與所述第二調製信號的幅度變化大小 對應相同。
[0122] 優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號為周期性變化的信號。
[0123] 優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信 號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第二激勵信號的相位相對第二調製信號 的相位具有一定的延遲。
[0124] 優選地，第一調製信號與第二調製信號均為周期性變化的信號，其中，第一調製信 號的頻率大於第二調製信號的頻率。
[0125] 優選地，第一調製信號的電壓峰峰值大於第二調製信號的電壓峰峰值。
[0126] 優選地，提供第一激勵信號給所述多個電容感測極板，用於驅動所述多個電容感 測極板執行指紋感測操作；提供第二激勵信號給所述多個電容感測極板，用於驅動所述多 個電容感測極板執行觸摸操作。
[0127] 優選地，所述檢測方法進一步包括： 判斷所述多個電容感測極板是否被觸摸，並根據判斷結果來對應驅動所述多個電容感 測極板是否執行指紋感測操作； 若判斷所述多個電容感測極板被觸摸，則切換提供第二調製信號為第一調製信號給所 述接地端、切換提供第二激勵信號為第一激勵信號給所述多個電容感測極板，來執行指紋 感測； 若判斷所述多個電容感測極板未被觸摸，則提供第二調製信號給所述接地端、提供第 二激勵信號給所述多個電容感測極板，來執行觸摸感測。
[0128] 更優選地，通過量測所述多個電容感測極板與目標物體之間的電容來感測目標物 體的觸摸操作，來判斷所述多個電容感測極板是否被目標物體觸摸。
[0129] 優選地，所述電容式感測系統進一步包括屏蔽電極，所述屏蔽電極至少設置在所 述多個電容感測極板的外圍，所述檢測方法進一步包括： 提供所述第一調製信號給所述屏蔽電極。
[0130] 優選地，所述檢測方法通過量測所述多個電容感測極板與目標物體之間的電容， 來感測目標物體的預定信息。
[0131] 優選地，所述預定信息包括目標物體的生物特徵信息和/或觸摸操作信息。
[0132] 優選地，所述生物特徵信息為指紋信息。
[0133] 優選地，所述觸摸操作信息為是否有目標物體接近或觸摸所述多個電容感測極 板。
[0134] 優選地，所述檢測方法通過量測所述多個電容感測極板與目標物體之間的自電 容，來感測目標物體的預定信息。
[0135] 優選地，所述電容檢測電路包括接地端與電源端，所述檢測方法進一步包括： 提供第一電源信號給所述接地端； 提供第二電源信號給所述電源端，所述第二電源信號與所述第一電源信號的電壓差為 所述電容檢測電路工作的電源電壓。
[0136] 優選地，所述調製端為所述電源端與所述接地端二者中之一者，其中： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號的電壓隨所述第二電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第二電源信號的電壓的 降低而降低；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號的電壓隨所述第一電源信號的電壓升高而升高、隨所述第一電源信號的電壓降低而 降低。
[0137] 優選地，所述電容檢測電路進一步包括參考電壓端，所述檢測方法進一步包括： 提供第三電源信號給所述參考電壓端，所述第三電源信號的電壓介於所述第二電源信 號的電壓與第一電源信號的電壓之間； 其中，所述調製端為所述電源端、所述接地端、所述參考電壓端三者中之一者： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號、第三電源信號的電壓均隨所述第二電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第二 電源信號的電壓的降低而降低；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號、第三電源信號的電壓均隨所述第一電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第一電 源信號的電壓的降低而降低；或 當所述參考電壓端為所述調製端時，所述第三電源信號包括所述第一調製信號，所述 第一電源信號、第二電源信號的電壓均隨所述第三電源信號的電壓的升高而升高、隨所述 第三電源信號的電壓的降低而降低。
[0138] 本發明上述電容式感測系統、電子設備、檢測方法通過提供第一調製信號，第一激 勵信號隨第一調製信號的變化而變化，從而提高感測精度較高。
[0139]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0140] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0141] 圖1為本發明電子設備較佳實施方式的方框結構示意圖。
[0142] 圖2為圖1所示傳感器板的一實施方式的結構示意圖。
[0143] 圖3為第一激勵信號與第一調製信號的波形示意圖。
[0144] 圖4為所述第一調製信號的另一實施方式的波形圖。
[0145] 圖5為圖1所示電容檢測電路的結構示意圖。
[0146] 圖6為圖5所示感測單元的電路結構示意圖。
[0147] 圖7為所述傳感器板與手指之間的電場線分布示意圖。
[0148] 圖8為在圖2所示的傳感器板周圍區域設置屏蔽電極的結構示意圖。
[0149] 圖9為圖8所示傳感器板與手指之間的電場線分布示意圖。
[0150] 圖10為封裝方式為QFN的電容檢測電路晶片封裝結構的正面部分示意圖。
[0151] 圖11為圖10所示電容檢測電路晶片封裝結構沿XI-XI線的剖面結構示意圖。
[0152] 圖12為封裝方式為BGA的電容檢測電路晶片封裝結構的正面部分示意圖。
[0153] 圖13為本發明電子設備的另一結構示意圖。
[0154] 圖14為本發明電容式感測系統的檢測方法流程圖。
[0155]

【具體實施方式】
[0156] 正如【背景技術】所述，現有的電子設備的電容式感測系統的感測精度較低，而影響 所述電容式感測系統的感測精度較低的因素較多，經發明人的大量研究發現：所述電容檢 測電路的接地端與所述傳感器板之間存在寄生電容，且所述接地端通常加載一恆定電壓信 號，而傳感器板上加載不斷變化的電壓信號，從而使得所述寄生電容存在充放電，相應地， 所述電容檢測電路檢測到的電荷不僅包括目標物體與傳感器板之間構成的電容由於電壓 變化引起的電荷，還包括所述寄生電容由於電壓的變化引起的電荷，進而影響感測精度。
[0157] 基於上述研究，為解決所述電容式感測系統的感測精度較低的問題，發明人通過 大量的創造性勞動，對應提出感測精度較高的電容式感測系統以及具有所述電容式感測系 統的電子設備。其中，所述電容式感測系統或為觸摸感測系統、或為生物特徵感測系統、或 為多功能感測系統、或為其它合適類型的感測系統，所述多功能感測系統例如為既可執行 觸摸感測功能又可執行生物特徵感測功能的系統。進一步地，所述生物特徵感測系統為指 紋、掌紋等感測系統或其它合適類型的生物特徵感測系統。
[0158] 進一步地，在本發明的描述中，需要理解的是，"多個"的含義是兩個或兩個以上， 除非另有明確具體的限定。
[0159] 下述實施例中第一調製信號為用於生物特徵感測時的調製信號，第二調製信號為 用於檢測是否有觸摸操作時的調製信號，但是，可以理解地，也可將用於生物特徵感測時的 調製信號命名為第二調製信號，將用於檢測是否有觸摸操作時的調製信號命名為第一調製 信號，因此，本文並不局限將名稱"第一調製信號"僅限於為用於生物特徵感測時的調製信 號，將名稱"第二調製信號"為用於檢測是否有觸摸操作時的調製信號。類似地，第一電源 信號、第二電源信號的名稱也可互換。
[0160] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬於本發明保護的範圍。請參考圖1，圖1為本發明電子設備較佳實施方式的方 框結構示意圖。所述電子設備100如為手機、平板電腦、GPS導航系統、電視等設備。所述 電子設備100包括電容式感測系統10。所述電容式感測系統10用於感測目標物體1的預 定信息，並根據感測到預定信息確定是否執行相應的功能。所述預定信息包括生物特徵信 息或/和觸摸信息。所述生物特徵信息包括指紋信息。所述觸摸信息為是否有目標物體接 近或觸摸所述電容式感測系統10。所述目標物體1可以為手指、也可以為用戶身體的其它 部分，如腳趾等，甚至也可以為其它合適類型的物體，而並不限於人體。
[0161] 以所述電容式感測系統10為指紋感測系統為例，所述指紋感測系統用於感測指 紋信息，若感測到的指紋信息與預先存儲的指紋信息一致，則對應執行開機、解鎖、支付、直 接調用預定應用程式等功能；若感測到的指紋信息與預先存儲的指紋信息不一致，則不執 行所述功能。所述預定應用程式如為微博、微信等，且在所述電子設備100處於待機、鎖屏 等狀態下均可以直接調用所述預定應用程式。
[0162] 再或者，以所述電容式感測系統10為觸摸感測系統為例，所述觸摸感測系統用於 感測觸摸操作，若感測到目標物體1的觸摸或接近，則對應執行觸發功能，如觸發電子設備 100內的一預定裝置開始工作或者是開始執行另一工作。
[0163] 又或者，以所述電容式感測系統10為兼具觸摸感測與指紋感測兩種功能的系統 為例，所述電容式感測系統10首先執行觸摸感測功能，當感測到觸摸操作後，則切換執行 觸摸感測功能為指紋感測功能，感測目標物體1的指紋，如感測到的指紋與預設的指紋一 致，則對應執行相應的功能。在指紋感測正確之後或在多次檢測指紋不成功之後，所述電容 式感測系統10再切換為觸摸感測功能，從而達到節省電能的效果。
[0164] 所述電容式感測系統10包括傳感器板11和電容檢測電路13。所述傳感器板11 用於以電容方式耦合到目標物體1來執行感測操作。所述電容檢測電路13包括信號傳輸 端T和接地端13a。所述電容檢測電路13用於通過所述信號傳輸端T提供第一激勵信號給 所述傳感器板11，以驅動所述傳感器11板執行感測操作，從而獲得所述目標物體1的預定 信息。所述電容檢測電路13的接地端13a用於加載第一調製信號，所述第一激勵信號隨所 述第一調製信號的變化而變化。
[0165] 所述第一激勵信號隨所述第一調製信號的變化而變化，用以減小所述傳感器板與 所述接地端之間寄生電容的充放電電量。
[0166] 由於所述接地端13a加載第一調製信號，所述第一激勵信號隨所述第一調製信號 的變化而變化，從而減小所述接地端13a與所述傳感器板11之間的寄生電容Cl的充放電 電量。進而，所述寄生電容Cl對所述傳感器板11與目標物體1之間的電容的疊加效果減 小，可以提1?感測精度。
[0167] 所述第一調製信號與所述第一激勵信號為電壓信號。優選地，所述第一激勵信號 的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降 低。
[0168] 更優選地，所述第一激勵信號的幅度變化大小與所述第一調製信號的幅度變化大 小對應相同。從而，使得所述接地端13a與所述傳感器板11之間的寄生電容Cl的充放電 電量為0,相應地，所述寄生電容Cl等效為0。進而，所述寄生電容Cl對所述傳感器板11 與目標物體1之間的電容的疊消除，從而可進一步提高感測精度。
[0169] 在本實施例中，所述第一激勵信號與所述第一調製信號為周期性變化的信號。然， 本發明並不限制所述第一激勵信號與所述第一調製信號為周期性變化的信號，在其它實施 例中，所述第一激勵信號與所述第一調製信號也可為非周期性變化的信號，只要二者同步 變化，能夠減小接地端13a與傳感器板11之間的寄生電容的充放電電量即可。
[0170] 優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信 號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第一激勵信號的相位相對第一調製信號 的相位具有一定的延遲，延遲如為1納秒。
[0171] 在本實施例中，所述電容檢測電路13通過量測傳感器板11與目標物體1之間的 電容，來檢測目標物體1的預定信息。優選地，所述電容檢測電路13通過所述接地端13a 加載所述第一調製信號，並提供隨所述第一調製信號變化而變化的第一激勵信號對所述傳 感器板11進行自電容檢測，以實現感測操作。
[0172] 請參閱圖2,圖2為圖1所示傳感器板11的一實施方式的結構示意圖。所述傳感 器板11包括多個電容感測極板11a。在本實施例中，所述多個電容感測極板Ila為矩形， 然，所述多個電容感測極板Ila的形狀並不局限於此，在其它實施方式中，所述多個電容感 測極板Ila也可為其它規則或不規則形狀。優選地，所述多個電容感測極板Ila排列成感 應陣列，用於執行感測操作。需要說明的是，所述多個電容感測極板Ila可以成規則陣列排 列，如方陣，也可以成非規則排列。
[0173] 優選地，每一電容感測極板Ila形成一自電容。當目標物體1觸摸或接近所述電 容感測極板IIa時，所述電容感測極板IIa附近的電場改變，相應地，所述電容感測極板IIa 的自電容改變。自電容檢測即是檢測電容感測極板Ila由於目標物體1 (例如指紋）的輸 入而導致的自電容變化。
[0174] 以所述電容式感測系統10為指紋感測系統、目標物體1對應為手指為例，當手指 與所述傳感器板11之間穩定耦合時，傳感器板11上電壓的變化，則傳感器板11和手指之 間的電容所存儲的電量發生變化，通過檢測這個電量變化量，就可以測出電容的大小。由於 傳感器板11和接地端13a上的電壓基本同步變化，傳感器板11和接地端13a之間的電壓 差保持不變，則寄生電容Cl沒有充放電，從而其等效電容為零。這樣，電容檢測電路13所 檢測到的電荷基本都是由傳感器板11和手指直接構成的電容的電壓變化而引起的，減少 了寄生電容Cl的影響。
[0175] 進一步地，當接地端13a上施加的第一調製信號幅度越大，則傳感器板11與手指 之間的電壓變化越大，對應地，傳感器板11與手指構成的電容的電荷變化越大，所述電容 檢測電路13檢測到的電荷量變化越大。如果噪聲不變，則電容檢測電路13檢測到的來自 傳感器板11所輸出的感測信號的信噪比將線性增加。所以，提高施加在接地端13a上的第 一調製信號的幅度峰峰值，會增加所述電容檢測系統10的信噪比，比如提高到l〇V，15V，甚 至 20V。
[0176] 請參閱圖3,圖3為第一激勵信號與第一調製信號的波形示意圖。其中字母"M"代 表第一激勵信號，字母"N"代表第一調製信號。在本實施方式中，以所述第一調製信號與第 一激勵信號均為周期性變化的方波信號為例進行說明。所述第一調製信號的低電平為0V， 高電平為10V。所述第一激勵信號的低電平為I. 2V，高電平為11. 2V。然，可以理解地，在其 它變更實施方式中，所述第一調製信號、第一激勵信號的高電平與低電平也可為其它電壓， 以及其它合適類型的信號，如正弦波。
[0177] 請繼續參閱圖1，所述接地端13a用於加載第一電源信號，所述第一電源信號包括 所述第一調製信號。所述電容檢測電路13進一步包括電源端13b，所述電源端13b加載第 二電源信號，所述第二電源信號為電壓信號，且所述電源信號的電壓高於第一電源信號的 電壓，所述第二電源信號隨所述第一調製信號的變化而變化，或者所述第二電源信號隨所 述第一電源信號的變化而變化。
[0178]所述第二電源信號與所述第一電源信號之間的電壓差為所述電容檢測電路13工 作的電源電壓。優選地，所述電容檢測電路13中的其它電壓均隨所述第一電源信號的電壓 的升高而升高、隨所述第一電源信號的電壓的降低而降低。
[0179]相應地，所第二電源信號的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升高、隨所 述第一調製信號的電壓的降低而降低，或者所第二電源信號的電壓隨所述第一電源信號的 電壓的升高而升高、隨所述第一電源信號的電壓的降低而降低。
[0180] 更優選地，所述第二電源信號與所述第一調製信號為同頻信號，或者所述第二電 源信號與所述第一電源信號為同頻信號。
[0181]在上述中，以所述第一調製信號僅包括高、低兩個電平交替變化的方波信號為例 進行了說明，然，所述第一調製信號並不僅限於高、低兩個電平交替變化。所述第一調製信 號是至少包括第一電平與第二電平、且所述第一電平的電壓不同於所述第二電平的電壓的 信號。在另一實施方式中，第一電平為高電平，例如為10V，第二電平為低電平，例如為0V。 可變更地，第一電平也可為低電平，第二電平為高電平，且高、低電平的電壓大小也可根據 實際需要對應調整。
[0182]所述第一調製信號包括第一電平與第二電平交替出現的方波信號。優選地，所述 第一調製信號為周期性變化的方波信號。然，所述第一調製信號並不限於方波信號，也可以 為正弦波，三角波等其它合適類型的信號。其中，所述第一電平與第二電平的電壓情況為下 述三種情況中的任意一種： 第一：第一電平的電壓為正電壓，第二電平的電壓為〇 ; 第二：第一電平的電壓為0,第二電平的電壓為負電壓； 第三：第一電平的電壓為正電壓，第二電平的電壓為負電壓，所述第一電平的電壓的絕 對值等於或者不等於所述第二電平的電壓的絕對值。
[0183]對於上述第三種情況，當正負電壓的中心值恰好或者接近為電子設備100的系統 地電壓時，則其平均對外電壓為OV或者接近為0V，對電子設備100內的其它元件或者外部 物體所造成的低頻激勵將顯著減少。例如，當第一調製信號的電平為0到10伏的方波時， 等效有一個5V的直流信號，這個直流信號將對外產生電場，可能引起電流流過人體或增加 對外輻射或者影響到電子設備100內的其它器件。
[0184]所述電容檢測電路13在所述接地端13a加載第一電平時，從所述傳感器板11讀 取第一信號，並在所述接地端13a加載第二電平時，從所述傳感器板11讀取第二信號，通過 所述讀取的第一信號與第二信號獲得所述目標物體1的預定信息。
[0185]請參閱圖4,圖4為所述第一調製信號的另一實施方式的波形圖。所述第一調製信 號包括所述第一電平、所述第二電平、和第三電平，所述第二電平的電壓介於第一電平的電 壓與第三電平的電壓之間，所述第一調製信號包括由第一電平、第二電平、第三電平三者構 成的二級階梯方波信號。
[0186] 所述電容檢測電路13在所述接地端13a提供第一電平給所述傳感器板11時，從 所述傳感器板11讀取第一信號，在所述接地端13a提供第二電平給所述傳感器板11時，從 所述傳感器板11讀取第二信號，在所述接地端13a提供第三電平給所述傳感器板11時，從 所述傳感器板11讀取第三信號，並在所述接地端13a從提供第三電平切換為提供第二電平 時，從所述傳感器板11讀取第四信號，通過所述讀取的第一信號、第二信號、第三信號與第 四信號獲得目標物體1的預定信息。
[0187] 請再參閱圖1，優選地，所述電容式感測系統10進一步包括控制電路15,所述電容 檢測電路13的接地端13a與所述控制電路15電連接，所述控制電路15用於施加所述第一 調製信號到所述電容檢測電路13的接地端13a。
[0188] 進一步地，所述電容檢測電路13的電源端13b與所述控制電路15電連接，所述控 制電路15用於控制所述電容檢測電路13的電源端13b與接地端13a之間的電壓差保持一 致。所述控制電路15提供所述第一電源信號給所述接地端13a，提供第二電源信號給所述 電源端13b，從而為所述電容檢測電路13正常工作提供所需的電源電壓。
[0189] 所述控制電路15包括接地端15a、電源端15b、第一輸出端15c、第二輸出端15d。 其中，第一輸出端15c與所述電容檢測電路13的接地端13a連接，用於輸出所述第一電源 信號給所述接地端13a。所述第二輸出端15d與所述電容檢測電路13的電源端13b連接， 用於輸出所述第二電源信號給所述電源端13b。所述控制電路15的接地端15a的電壓為0 伏、或者為所述電子設備1〇〇的系統地電壓、或者為恆定電壓。所述控制電路15的電源端 15b用於接收電源電壓。另外，所述控制電路15與所述電容檢測電路13之間也設置通信接 口（未標示），以進行信息通信。
[0190] 請繼續參閱圖1，優選地，所述電子設備100進一步包括主控晶片20,所述主控芯 片20與所述控制電路15的接地端15a、電源端15b連接，用於為所述主控電路15提供系統 地電壓與電源電壓，為所述控制電路15供電。另外，所述主控晶片20與所述控制電路15 之間進一步設置有通信接口（未標示），以進行信息通信。所述系統地電壓通常為電子設備 100的供電電源的負極的電壓。供電電源如為電池。
[0191] 請參閱圖5,圖5為圖1所示電容檢測電路13的結構示意圖。所述電容檢測電路 13進一步包括多個感測單元13c和多個選擇單元13d。每一感測單元13c分別通過一選擇 單元13d連接至多個電容感測極板11a。所述選擇單元13d用於在電容檢測電路13工作 時，對應控制電容感測極板Ila與感測單元13電連接的數量。在本實施方式中，每一選擇 單元13d包括開關S(圖未示）。所述開關S分別與所述感測單元13c和至少一電容感測極 板Ila連接。
[0192] 當所述電容檢測電路13提供第一激勵信號給所述電容感測電極IIa時，通過所述 選擇單元13d，可選擇每一感測單元13c與相連接的電容感測極板Ila均電導通，從而，使 得所述第一激勵信號同時輸出給所有電容感測極板11a。然，在其它實施方式中，也可通過 所述選擇單元13d，每次只控制部分電容感測極板Ila與所述多個感測單元13c電導通，如 此，通過多次選擇之後，每一感測單元13c與相連接的電容感測極板Ila均電導通過，從而， 使得所述第一激勵信號分時輸出給所述多個電容感測極板11a。
[0193] 當所述電容檢測電路13接收所述多個電容感測極板Ila輸出的感測信號時，通過 所述選擇單元13d，每次只控制每一感測單元13c分別與一電容感測極板Ila電連接，來接 收感測信號。如此，通過多次控制，獲得所有電容感測極板Ila輸出的感測信號。然，在其 它實施方式中，也可每次控制每一感測單元13c分別與多個（如2個）電容感測極板Ila 電連接，來接收感測信號。相應地，所述電容檢測電路13通過接收到的感測信號獲得目標 物體1的預定信息。
[0194]請參閱圖6,圖6為圖5所示感測單元13c的電路結構示意圖。所述感測單元13c包括運算放大器131、反饋支路133、和計算單元135。所述運算放大器131包括同相端a、 反相端b、和輸出端d。所述反饋支路133連接於反相端與輸出端之間。所述計算單元135 與所述輸出端d連接。所述反饋支路133包括一反饋電容Cf,所述反饋電容Cf連接於反相 端b與輸出端d之間。
[0195]所述運算放大器131的同相端a接收一參考電壓Vref。所述參考電壓Vref由一 參考電壓產生電路19提供。需要說明的是，所述參考電壓產生電路19可為所述電容檢測 系統10中的一電路，也可為所述電子設備100中的另一電路。所述運算放大器131的反相 端b則通過所述選擇單元13d與電容感測極板Ila連接。所述運算放大器進一步與所述電 源端13b和接地端13a分別電連接。
[0196] 當電容檢測電路13工作時，所述運算放大器131處於虛短狀態，即同相端13a與 反相端13b相當於短接，二者電位相同，即同相端a的電位也為參考電壓Vref。進一步地， 所述參考電壓Vref隨接地端13a所接收到的第一調製信號的變化而變化。從而，當接地端 13a輸出第一調製信號給運算放大器131時，同相端a與反相端b的電位隨第一調製信號的 變化而變化，相應地，與運算放大器131的反相端b電導通的電容感測極板Ila則接收到的 第一激勵信號隨第一調製信號的變化而變化。
[0197] 當目標物體1接近或觸摸所述電容感測極板Ila時，則發生的電荷變化通過與反 相端b相連接的反饋電容Cf傳輸給計算單元135。所述計算單元135根據電荷變化情況對 應獲得目標物體1的預定信息。在本實施例中，是以電荷變化來計算預定信息的，在其它實 施方式中，也可通過計算電壓變化來獲得預定信息。
[0198] 以所述電容式感測系統10為指紋感測系統為例，每個電容感測極板Ila都可以檢 測手指與其相耦合的電容的大小。手指指紋存在脊和谷，脊相比谷更靠近所述傳感器板11， 因而電容更大；谷相比脊更遠離所述傳感器板11，因而電容更小。根據電容感測極板Ila 與手指指紋形成電容的大小，可以檢測每一電容感測極板IIa所對應區域上的指紋的脊和 谷。
[0199] 為了更準確的讀取指紋信息，通常傳感器板11設計成陣列狀，一個電容感測極板 Ila中心與其鄰近的電容感測極板Ila中心的距離大約為50um。為了達到這樣的精度，通常 採用半導體工藝直接在集成電路上實現傳感器板11和電容檢測電路13。為了便於設計，又 把控制電路15和電容檢測電路13分開，分別設計成控制晶片和電容檢測晶片，其中電容檢 測晶片包括傳感器板11和電容檢測電路13。通常手指在十數毫米範圍，這樣一個手指，通 常對應多個電容感測極板11a。為了減少成本，節約空間，即使放置多個電容感測極板11a， 其數量亦相當有限，例如為160X64個電容感測極板11a，其面積約為8_X3. 2_。而手指 面積通常遠大於傳感器板11的面積。手指和傳感器板11形成的電場示意圖如圖6。
[0200] 請參閱圖7,圖7為所述傳感器板11與手指之間的電場線分布示意圖。根據電場 分布的物理規律，所述傳感器板11周邊的電容感測極板IIa與所述目標物體1之間的電場 不同於所述傳感器板11中間的電容感測極板Ila與所述目標物體1之間的電場。由圖7 可見，中間的電場分布比較均勻，而周邊的電場是發散的，由此造成獲取的指紋信息在邊緣 會有失真現象。
[0201] 為了解決指紋信息在邊緣失真的問題，本發明提出在所述電容式感測系統10中 進一步設置屏蔽電極17(見後述圖8)的技術方案。所述屏蔽電極17由導電物質製成，如 為金屬或者其它導電材料。所述屏蔽電極17至少設置於所述感應陣列的周圍。所述屏蔽 電極17接收電信號，但是所述屏蔽電極17並不用於執行檢測功能，相應地，所述屏蔽電極 17不輸出數據。
[0202] 請一併參閱圖8與圖9,圖8為在圖2所示的傳感器板11周圍區域設置屏蔽電極 17的結構示意圖。圖9為圖8所示傳感器板11與手指之間的電場線分布示意圖。在本實 施方式中，所述屏蔽電極17與圖1所示的電容檢測電路13的接地端13a電連接。所述屏 蔽電極17接收所述第一電源信號。相應地，所述屏蔽電極17的電壓與所述傳感器11電壓 基本同步變化。從而，由圖8所示，所述傳感器板11周邊的電場與中部的電場一樣均勻，可 以提高所採集的預定信息的質量。
[0203] 然，本發明並不局限於此，在其它實施方式中，所述屏蔽電極17也可以與所述電 子設備100中的另一信號電路（圖未示）連接，所述信號電路提供與接地端13a相同的信 號、或者與傳感器板11相同的信號給所述屏蔽電極17。
[0204] 進一步地，在本實施方式中，所述屏蔽電極17為一中間鏤空的電極，所述傳感器 11板對應所述屏蔽電極17的鏤空區域設置，優選地，所述屏蔽電極17為一封閉環形電極， 環繞於所述傳感器板11的周圍。然，在其它實施方式中，所述屏蔽電極17也可包括多個電 極，並分布於所述傳感器板11的周圍；又或者，所述屏蔽電極17為一整層電極或者多個電 極，其與所述傳感器板11層疊設置，且沿垂直層疊的方向，所述屏蔽電極17的周邊超出所 述傳感器板11的外圍。
[0205]更進一步地，發明人通過大量研究發現，如果額外設置屏蔽電極17不僅會增加電 容式感測系統10的體積重量、而且還會增加製造成本外，相應地，發明人通過大量的創造 性勞動，發現利用所述電容感測系統10本身存在的導電元件復用兼做所述屏蔽電極17、或 /和利用製作本身存在的導電元件的同時利用需要裁切掉的導電材料同時製作所述屏蔽電 極17,具體說明如下。
[0206] 優選地，所述電容檢測電路13集成於一電容檢測電路晶片中，所述控制電路15集 成於一控制電路晶片中。所述電容檢測電路晶片和所述控制電路晶片或者封裝在一個集成 電路封裝裡，或者分別封裝在兩個集成電路封裝裡。
[0207] 根據電容檢測電路晶片的封裝方式不同，現以封裝方式分別為方形扁平無引腳封 裝（QuadFlatNo-leadPackage,簡稱QFN)與球柵陣列封裝（BallGridArrayPackage, 簡稱BGA)進行說明。然，並不局限於這兩種封裝方式，也可以為其它封裝方式。
[0208] 封裝方式QFN 請一併參見圖10與圖11，圖10為封裝方式為QFN的電容檢測電路晶片封裝結構的正 面部分示意圖。圖11為圖10所示電容檢測電路晶片封裝結構沿XI-XI線的剖面結構示意 圖。所述電容檢測電路晶片封裝結構30包括散熱板31、導線32、引線框（leadframe)33、 引線框35、電容檢測電路晶片37。所述引線框35由導電材料製成，位於所述電容檢測電路 晶片37周圍，並與電容檢測電路晶片37通過導線32連接，為所述電容檢測電路晶片37傳 輸信號。
[0209] 進一步地，電容檢測電路晶片37與散熱板31層疊設置，且沿垂直層疊的方向，散 熱板31的邊緣超出所述電容檢測電路晶片37的周邊。所述散熱板31由導電材料製成，其 用於散熱，另外，所述散熱板31進一步用於與所述接地端13a電連接，還用作為所述屏蔽電 極17。由於散熱板31復用作為屏蔽電極17,無需額外再製作屏蔽電極17,從而電容式感測 系統10的體積較小、重量較輕、且製造成本較低。
[0210] 又或者，在製作引線框35時，由製作引線框35的同層材料製作形成所述屏蔽電 極17,優選地，也在製作引線框35的同時製作形成所述屏蔽電極17,從而節省製程、節省材 料，從而節省成本。所述屏蔽電極17位於所述散熱板17與所述引線框35之間的位置，或 者與引線框35共同配合環繞所述散熱板31設置。
[0211] 在本實施方式中，所述散熱板31與引線框35位於同一層。可變更地，所述屏蔽電 極17也可以由製作散熱板31的同層材料同時製作形成。
[0212] 球柵陣列封裝BGA 請參見圖12,圖12為封裝方式為BGA的電容檢測電路晶片封裝結構的正面部分示意 圖。所述電容檢測電路晶片封裝結構40包括基板41、電容檢測電路晶片43、屏蔽電極17。 所述電容檢測電路晶片43與屏蔽電極17設置在所述基板41上，且優選地，所述電容檢測 電路晶片43與屏蔽電極17位於所述基板41的同一側。所述屏蔽電極17設置在所述電容 檢測電路晶片43周圍。所述基板41例如為印刷電路板、或軟性電路板。
[0213] 進一步地，在其它實施方式中，所述電容檢測系統10包括兩種檢測模式，分別為 第一檢測模式和第二檢測模式。所述電容檢測電路10除用於在所述接地端13a加載所述 第一調製信號時、提供隨所述第一調製信號的變化而變化的第一激勵信號驅動所述傳感器 板11來執行第一檢測模式外，還進一步用於在所述接地端13a加載第二調製信號時、提供 隨所述第二調製信號的變化而變化的第二激勵信號驅動所述傳感器板11來執行第二檢測 模式，其中，第一調製信號不同於第二調製信號，第二激勵信號不同於第一激勵信號。所述 控制電路15提供給所述接地端13a的第一電源信號包括所述第二調製信號。
[0214] 所述電容式感測系統10通過分別執行所述第一、第二檢測模式，進而可執行至少 二種功能不同的感測操作，從而增加所述電容式感測系統10的感測功能，增強電子設備 100的可用性。
[0215] 優選地，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化，用以減小所述傳 感器板與所述接地端之間寄生電容的充放電電量。
[0216] 所述第二調製信號、第二激勵信號均為電壓信號，優選地，所述第二激勵信號的電 壓隨所述第二調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第二調製信號的電壓的降低而降低， 或者所述第二激勵信號的電壓隨所述第一電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第一電源 信號的電壓的降低而降低。
[0217] 更優選地，所述第二激勵信號的幅度變化大小與第二調製信號的幅度變化大小相 同。
[0218] 優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號為周期性變化的信號。
[0219] 所述第二激勵信號與所述第二調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信號，或為 同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第二激勵信號的相位相對第二調製信號的相位 具有一定的延遲，延遲如為1納秒。
[0220] 所述第二調製信號至少包括第四電平與第五電平，其中，第四電平的電壓不同於 第五電平的電壓。
[0221] 更進一步地，發明人通過大量研究發現問題：接地端13a和電子設備100的系統 地,如接地端15a，之間還存在寄生電容C2 (見圖1)，當激勵接地端13a時，同時會激勵這個 寄生電容C2，當寄生電容C2比較大，激勵頻率比較高時，則會產生較大的功耗。發明人通過 大量的創造性的勞動發現，可以通過如下方式來降低功耗。
[0222] 所述電容式感測系統10工作時，先執行第二檢測模式，當所述電容式感測系統感 測到的目標物體的預定操作時，才啟動第一檢測模式或切換第二檢測模式為第一檢測模式 進行檢測操作，其中，第二檢測模式相較於第一檢測模式節省功耗。
[0223] 相應地，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化，除用以減小所述 傳感器板與所述接地端之間寄生電容的充放電電量，還可進一步用以減小電容式感測系統 10的功耗。
[0224] 優選地，第二激勵信號的頻率小於第一激勵信號的頻率，或/和第二激勵信號的 電壓峰峰值小於第一激勵信號的電壓峰峰值，從而達到減小功耗的目的。
[0225] 對應地，第二調製信號的頻率小於第一調製信號的頻率，或/和第二調製信號的 電壓峰峰值小於第一調製信號的電壓峰峰值，從而還可進一步減小功耗。例如，以第一檢測 模式為指紋感測模式、第二檢測模式為觸摸檢測模式為例進行說明。當所述電容式感測系 統10處於觸摸檢測模式時，所述電容檢測電路13用於驅動所述傳感器板11執行觸摸檢測 操作，感測目標物體1對所述傳感器板11的觸摸；當所述電容式感測系統10處於指紋檢測 模式時，所述電容檢測電路13用於驅動所述傳感器板11執行指紋檢測操作，感測目標物體 1的指紋。
[0226] 所述電容檢測電路13通過量測傳感器板11與目標物體1之間的電容來感測觸摸 操作，檢測時：先進行觸摸檢測，檢測到有觸摸發生時，再啟動指紋檢測或切換觸摸檢測為 指紋檢測，以達到節省功耗的目的。
[0227] 具體地，所述電容檢測電路13判斷所述傳感器板11是否被觸摸； 若是，則切換提供第二調製信號為第一調製信號給所述接地端13a、切換提供第二激勵 信號為第一激勵信號給所述傳感器板11，來執行指紋感測； 若否，則提供第二調製信號給所述接地端13a、提供第二激勵信號給所述傳感器板11， 來執行觸摸感測。當所述電容式感測系統10處於觸摸檢測模式時，對所述第二調製信號、 第二激勵信號這二者其中之一或全部採用IV電壓峰峰值，用於檢測是否有觸摸發生，例 如，第二激勵信號的電壓峰峰值為IV，第二調製信號的電壓峰峰值為IV;當容式感測系統 10處於指紋檢測模式時，對第一調製信號、第一激勵信號這二者其中之一或全部採用IOV 電壓峰峰值，用於檢測指紋，例如，第一激勵信號的電壓峰峰值為10V，第一調製信號的電壓 峰峰值為10V。從而，達到減小所述電容式感測系統10的功耗的目的，相應地，具有所述電 容式感測系統10的電子設備100的功耗也較小。
[0228] 另外，優選地，所述第一激勵信號與所述第二激勵信號均為周期性變化的信號，其 中，第一激勵信號的頻率大於第二激勵信號的頻率。對應地，第一調製信號與第二調製信號 均為周期性變化的信號，其中，第一調製信號的頻率大於第二調製信號的頻率。在執行觸摸 檢測時，第二激勵信號與第二調製信號的頻率如為100KHZ。在執行指紋檢測時，第一激勵信 號與第一調製信號的頻率如為1MHz。從而，使得所述電容式感測系統10的功耗進一步減 小。
[0229]當電容式感測系統10處於觸摸檢測模式時，僅僅檢測觸摸是否發生，不需要像指 紋識別那麼高的解析度，因此，多個電容感測極板Ila甚至所有的電容感測極板Ila可以連 接到一起進行檢測。
[0230] 優選地，本發明的電容式感測系統10為節省驅動環的感測系統。現有技術中，一 種電容感測系統包括驅動環、傳感器板、電容檢測電路。通過在驅動環上施加激勵，驅動環 直接接觸手指，驅動環上激勵傳導到手指，驅動手指電位改變。這個方案，一方面需要增加 一個驅動環，增加了成本；另一方面驅動環是無法施加太高電壓，比如4V。當電壓過高時， 電流流過人體會造成不舒服的感覺。通常，電壓越高，則信號能量越大，則接收到的信號的 信噪比越高，系統性能越好。這個方案限制了整個系統方案的性能。相對地，本發明的電容 式感測系統10設計比較靈活，性能較好，成本較低，人體也接觸時的舒適感較高。
[0231] 需要說明的是，上述利用電容式感測系統10中本身導電元件復用屏蔽電極17的 技術方案也並不局限於節省驅動環的電容式感測系統10中，也可適用其它合適的電容式 感測系統中，如帶有驅動環的這種電容式感測系統中，對於本領域的一般技術人員而言，其 根據本發明的指導、教導是可以合理推出相關的技術方案的，應均屬於本發明所揭示的保 護範圍。
[0232] 請參閱圖13,圖13為本發明電子設備100的另一結構示意圖。所述電子設備100 進一步包括顯示裝置50、控制按鈕60、殼體70。所述電容式感測系統10或者設置於所述顯 示裝置50的顯示區域中，或者設置於所述控制按鈕60下方，或者設置於所述殼體70內。
[0233] 此外，可變更地，也可在所述電源端加載第一調製信號，所述接地端對應施加有隨 第一調製信號變化而變化的信號，同樣可解決所述寄生電容的影響。
[0234] (二）另外，在有的電容檢測電路中，還存在參考電壓端。所述參考電壓端加載第 三電源信號，且第三電源信號的電壓介於所述第一電源信號的電壓與第二電源信號的電壓 之間。
[0235] 類似地，也可在所述參考電壓端加載第一調製信號，所述接地端施加有隨第一調 制信號變化而變化的信號，同樣可解決所述寄生電容的影響。
[0236] (三）類似地，也可在電容式感測系統的電容檢測電路中的其它某一埠加載所 述第一調製信號，所述接地端施加有隨第一調製信號變化而變化的信號，同樣可解決所述 寄生電容的影響。
[0237] 鑑於上述（一）（二）（三），定義電容檢測電路存在一調製端，此調製端加載隨所 述隨時間變化的第一調製信號，所述調製端或為接地端，或為其它埠，當為其它埠時， 所述接地端的電壓隨所述第一調製信號的變化而對應變化。
[0238] 對應地，本發明進一步提供另一種電容式感測系統以及具有所述電容式感測系統 的電子設備。此處所述的電容式感測系統、電子設備與上述電容式感測系統10、電子設備 100類似，因此，為了簡便說明，關於此處的電容式感測系統、電子設備的說明未配有相關附 圖，下述內容涉及的電容式感測系統以及電子設備中與電容式感測系統10、電子設備100 中名稱相同的元件可同樣參考附圖1-13。
[0239] 所述電容式感測系統包括： 傳感器板，用於以電容耦合方式耦合到目標物體來執行感測操作； 電容檢測電路，所述電容檢測電路包括信號傳輸端和調製端，所述電容檢測電路用於 通過所述信號傳輸端提供第一激勵信號給所述傳感器板，以驅動所述傳感器板執行感測操 作，所述電容檢測電路的調製端用於加載第一調製信號，所述第一激勵信號隨所述第一調 制信號的變化而變化。
[0240] 其中，所述第一激勵信號隨所述第一調製信號的變化而變化，用以減小所述傳感 器板與所述調製端之間寄生電容的充放電電量。
[0241] 進一步地，所述電容檢測電路中的其它電壓均隨所述調製端的電壓的變化而變 化。優選地，所述電容檢測電路中的其它電壓均隨所述調製端的電壓的升高而升高、隨所述 調製端的電壓的降低而降低。
[0242] 優選地，所述第一調製信號與所述第一激勵信號為電壓信號，所述第一激勵信號 的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降 低。
[0243] 更優選地，所述第一激勵信號的幅度變化大小與所述第一調製信號的幅度變化大 小對應相同。優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號為周期性變化的信號。
[0244] 更優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號或為同頻信號，或為同頻同相 信號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第一激勵信號的相位相對第一調製信 號的相位具有一定的延遲。
[0245] 所述電容檢測電路包括電源端、接地端，所述接地端用於加載第一電源信號，所述 電源端用於加載第二電源信號，第二電源信號與第一電源信號之間的電壓差為所述電容檢 測電路工作的電源電壓。
[0246] 在一實施方式中，所述調製端為所述電源端與所述接地端二者中之一者，其中 ： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號隨所述第二電源信號的變化而變化；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號的電壓隨所述第一電源信號的電壓升高而升高、隨所述第一電源信號的電壓降低而 降低。
[0247] 所述電容檢測電路進一步包括參考電壓端，所述參考電壓端用於加載第三電源信 號，所述第三電源信號的電壓介於所述第二電源信號的電壓與第一電源信號的電壓之間。
[0248] 在另一實施方式中，所述調製端為所述電源端、所述接地端、所述參考電壓端三者 中之一者，其中： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號、第三電源信號均隨所述第二電源信號的變化而變化；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號、第三電源信號均隨所述第一電源信號的變化而變化；或 當所述參考電壓端為所述調製端時，所述第三電源信號包括所述第一調製信號，所述 第一電源信號、第二電源信號均隨所述第三電源信號的變化而變化。
[0249] 所述第一調製信號至少包括第一電平與第二電平，所述第一電平的電壓不同於所 述第二電平的電壓。
[0250] +所述電容式感測系統除用於在所述調製端加載第一調製信號時、提供第一激勵 信號驅動所述傳感器板來執行第一檢測模式外，還進一步用於在所述調製端加載第二調製 信號時，提供第二激勵信號驅動所述傳感器板來執行第二檢測模式，其中，第一調製信號不 同於第二調製信號、第一激勵信號不同於第二激勵信號。
[0251] 其中，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化，用以減小所述傳感 器板與所述接地端之間寄生電容的充放電電量。
[0252] 優選地，所述第二調製信號與所述第二激勵信號為電壓信號，所述第二激勵信號 的電壓隨所述第二調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第二調製信號的電壓的降低而降 低。
[0253] 更優選地，所述第二激勵信號的幅度變化大小與所述第二調製信號的幅度變化大 小對應相同。
[0254] 優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號為周期性變化的信號。
[0255] 更優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號或為同頻信號，或為同頻同相 信號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第二激勵信號的相位相對第二調製信 號的相位具有一定的延遲。
[0256] 其中，在一實施方式中，所述第一檢測模式與所述第二檢測模式中一種為指紋檢 測模式，另一種為觸摸檢測模式，其中，當所述電容式感測系統處於觸摸檢測模式時，所述 電容檢測電路用於驅動所述傳感器板執行觸摸檢測操作，感測是否有目標物體對所述傳感 器板進行觸摸；當所述電容式感測系統處於指紋檢測模式時，所述電容檢測電路用於驅動 所述傳感器板執行指紋檢測操作，感測目標物體的指紋是否為預設指紋。
[0257] 所述電容檢測電路用於對所述傳感器板執行自電容檢測。
[0258] 所述第二調製信號包括第四電平與第五電平，所述第四電平的電壓不同於所述第 五電平的電壓。
[0259] 第一調製信號與第二調製信號均為周期性變化的信號，其中，第一調製信號的頻 率大於第二調製信號的頻率。所述第一激勵信號與第二激勵信號均為周期性變化的信號， 其中，第一激勵信號的頻率大於第二激勵信號的頻率。
[0260] 第一調製信號的第一電平與第二電平的電壓峰峰值大於第二調製信號的第四電 平與第五電平的電壓峰峰值。第一激勵信號的電壓峰峰值大於第二激勵信號的電壓峰峰 值。
[0261] 所述電容檢測電路通過量測傳感器板與目標物體之間的電容來感測觸摸操作，所 述電容檢測電路判斷所述傳感器板是否被觸摸； 若是，則切換提供第二調製信號為第一調製信號給所述接地端、切換提供第二激勵信 號為第一激勵信號給所述傳感器板來執行指紋感測； 若否，則提供第二調製信號給所述接地端、提供第二激勵信號給所述傳感器板，執行觸 摸檢測。從而，可以先執行觸摸感測，再根據是否有觸摸操作來決定是否執行指紋感測，進 而節省功耗。
[0262] 所述電容式感測系統進一步包括控制電路，所述控制電路與所述電源端、接地端 分別連接，用於為所述電源端提供所述第二電源信號，為所述接地端提供第一電源信號。所 述電各式感測系統為節省驅動環的指紋感測系統。
[0263] 所述傳感器板包括多個電容感測極板，所述電容檢測電路通過量測所述多個電容 感測極板與目標物體之間的電容大小來執行來感測操作，獲得目標物體的預定信息。
[0264] 所述預定信息包括生物特徵信息和/或觸摸操作信息。
[0265] 所述生物特徵信息包括指紋、掌紋。
[0266] 所述觸摸操作信息為所述傳感器板是否有被接近或觸摸的操作信息。
[0267] 優選地，所述電容式感測系統進一步包括屏蔽電極，所述屏蔽電極至少設置於所 述傳感器板的周圍。
[0268] 所述屏蔽電極電連接至所述調製端，所述屏蔽電極接收所述第一電源信號。
[0269] 所述電容式感測系統進一步包括散熱板，所述散熱板用於對所述電容式感測系統 進行散熱，所述散熱板還用於作為所述屏蔽電極。
[0270] 需要說明的是，此處所述的電容感測系統與上述電容感測系統10的主要區別在 於：所述調製端並不限於所述接地端13a、也可能是電源端13b、參考電壓端、或者其它端 口。而對於其它結構，此處所述電容感測系統可與上述電容感測系統10相同或者不同均 可。
[0271] 請參閱圖14,圖14為本發明電容式感測系統的檢測方法流程圖。所述檢測方法適 用於上述各實施方式所述的電容式感測系統，然，也適用其它合適類型的電容式感測系統， 本發明並不做具體限制。所述電容式感測系統包括多個電容感測極板和電容檢測電路，所 述電容檢測電路包括調製端，所述檢測方法包括： Sl:提供第一激勵信號給所述多個電容感測極板，驅動所述多個電容感測極板執行感 測操作； S2:提供第一調製信號給所述調製端，其中，所述第一激勵信號隨所述第一調製信號的 變化而變化。
[0272] 需要說明的是，所述多個電容感測極板用於以電容方式耦合到目標物體，通過執 行感測操作，以獲得所述目標物體的預定信息。
[0273] 優選地，所述第一激勵信號隨所述第一調製信號的變化而變化，用以減小所述多 個電容感測極板與所述調製端之間寄生電容的充放電電量。
[0274] 進一步地，所述電容檢測電路中的其它電壓均隨所述第一調製信號的電壓的變化 而變化。
[0275] 優選地，所述第一調製信號與所述第一激勵信號為電壓信號，所述第一激勵信號 的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降 低。
[0276] 更優選地，所述第一激勵信號的幅度變化大小與所述第一調製信號的幅度變化大 小對應相同。
[0277] 優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號為周期性變化的信號。
[0278] 更優選地，所述第一激勵信號與所述第一調製信號或為同頻信號，或為同頻同相 信號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第一激勵信號的相位相對第一調製信 號的相位具有一定的延遲。
[0279] 所述檢測方法進一步包括： 提供第二激勵信號給所述多個電容感測極板執行感測操作； 提供第二調製信號給所述調製端，其中，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變 化而變化。所述第二激勵信號不同於所述第一激勵信號，所述第二調製信號不同於所述第 一調製信號。從而，驅動所述電容式感測系統執行兩種不同檢測模式，分別為第一檢測模式 與第二檢測模式。具體地，第一檢測模式對應提供第一激勵信號給所述多個電容感測極板， 提供第一調製信號給所述調製端；第二檢測模式對應提供第二激勵信號給所述多個電容感 測極板，提供第二調製信號給所述調製端。相應地，使得所述電容式感測系統增加感測功 能。
[0280] 優選地，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化，用以減小所述多 個電容感測極板與所述調製端之間寄生電容的充放電電量。
[0281] 優選地，所述第二調製信號與所述第二激勵信號為電壓信號，所述第二激勵信號 的電壓隨所述第二調製信號的電壓的升高而升高、隨所述第二調製信號的電壓的降低而降 低。
[0282] 更優選地，所述第二激勵信號的幅度變化大小與所述第二調製信號的幅度變化大 小對應相同。
[0283] 優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號為周期性變化的信號。
[0284] 更優選地，所述第二激勵信號與所述第二調製信號或為同頻信號，或為同頻同相 信號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所述第二激勵信號的相位相對第二調製信 號的相位具有一定的延遲。
[0285] 優選地，第二檢測模式較第一檢測模式省電，在檢測時，先驅動所述電容式感測系 統執行第二檢測模式，在第二檢測模式下，感測到目標物體的預定操作之後，再啟動第一檢 測模式或切換第二檢測模式為第一檢測模式，從而節省電能。
[0286] 為了節省功耗，優選地，第一調製信號的頻率大於第二調製信號的頻率；或/和 第一調製信號的電壓峰峰值大於第二調製信號的電壓峰峰值。
[0287] 例如，所述檢測方法提供第一激勵信號給所述多個電容感測極板，用於驅動所述 多個電容感測極板執行指紋感測操作；提供第二激勵信號給所述多個電容感測極板，用於 驅動所述多個電容感測極板執行觸摸操作。
[0288] 具體地，所述檢測方法通過量測所述多個電容感測極板與目標物體之間的電容來 感測目標物體的觸摸操作，判斷所述多個電容感測極板是否被目標物體觸摸； 若是，則切換提供第二調製信號為第一調製信號給所述接地端、切換提供第二激勵信 號為第一激勵信號給傳感器板，來執行指紋感測； 若否，則提供第二調製信號給所述接地端、提供第二激勵信號給所述傳感器板，來執行 觸摸感測。
[0289] 其中，執行觸摸檢測時，第一激勵信號的電壓峰峰值為10V，頻率為1MHz，對應地， 第一調製信號的電壓峰峰值為10V，頻率為IMHz;相對地，第二激勵信號的電壓峰峰值為 IV，頻率為100KHZ，對應地，第二調製信號的電壓峰峰值為IV，頻率為lOOKHz。可見，觸摸檢 測模式下電容式感測系統消耗的電能小於指紋檢測模式電容式感測系統消耗的電能，從而 通過先執行觸摸檢測再執行指紋檢測來降低電容式感測系統的功耗。
[0290] 所述電容式感測系統進一步包括屏蔽電極，所述屏蔽電極至少設置在所述多個電 容感測極板的外圍，優選地，所述檢測方法進一步包括： 提供所述第一調製信號給所述屏蔽電極。從而可以提高所述多個電容感測極板所獲得 的目標物體的預定信息的準確度。
[0291] 優選地，所述檢測方法通過量測所述多個電容感測極板與目標物體之間的電容， 來感測目標物體的預定信息。
[0292] 所述預定信息包括目標物體的生物特徵信息和/或觸摸操作信息。
[0293] 其中，所述生物特徵信息為指紋信息。
[0294] 其中，所述觸摸操作信息為是否有目標物體接近或觸摸所述多個電容感測極板。
[0295] 更優選地，所述檢測方法通過量測所述多個電容感測極板與目標物體之間的自電 容，來感測目標物體的預定信息。
[0296] 所述電容檢測電路包括接地端與電源端，所述檢測方法進一步包括： 提供第一電源信號給所述接地端； 提供第二電源信號給所述電源端，所述第二電源信號與所述第一電源信號的電壓差為 所述電容檢測電路工作的電源電壓。
[0297] 在一實施方式中，所述調製端為所述電源端與所述接地端二者中之一者，其中： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號的電壓隨所述第二電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第二電源信號的電壓的 降低而降低；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號的電壓隨所述第一電源信號的電壓升高而升高、隨所述第一電源信號的電壓降低而 降低。
[0298] 所述電容檢測電路進一步包括參考電壓端，所述檢測方法進一步包括： 提供第三電源信號給所述參考電壓端，所述第三電源信號的電壓介於所述第二電源信 號的電壓與第一電源信號的電壓之間。
[0299] 在另一實施方式中，所述調製端為所述電源端、所述接地端、所述參考電壓端三者 中之一者： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號、第三電源信號的電壓均隨所述第二電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第二 電源信號的電壓的降低而降低；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號、第三電源信號的電壓均隨所述第一電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第一電 源信號的電壓的降低而降低；或 當所述參考電壓端為所述調製端時，所述第三電源信號包括所述第一調製信號，所述 第一電源信號、第二電源信號的電壓均隨所述第三電源信號的電壓的升高而升高、隨所述 第三電源信號的電壓的降低而降低。
[0300] 優選地，上述調製端為接地端。
[0301] 本發明上述檢測方法可使得所述調製端與所述多個電容感測極板之間的寄生電 容的等效電容變小，從而提高感測精度。另外，通過先執行觸摸感測，再決定是否執行指紋 感測，從而還可進一步減小電容式感測系統的功耗。
[0302] 對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明 將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的範圍。
【權利要求】
1. 一種電容式感測系統，包括： 傳感器板，用於以電容方式耦合到目標物體來執行感測操作； 電容檢測電路，所述電容檢測電路包括信號傳輸端和接地端，所述電容檢測電路用於 通過所述信號傳輸端提供第一激勵信號給所述傳感器板，以驅動所述傳感器板執行感測操 作，所述電容檢測電路的接地端用於加載第一調製信號，所述第一激勵信號隨所述第一調 制信號的變化而變化。
2. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一激勵信號隨所述第 一調製信號的變化而變化，用以減小所述傳感器板與所述接地端之間寄生電容的充放電電 量。
3. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一調製信號與所述第 一激勵信號為電壓信號，所述第一激勵信號的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升 高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降低。
4. 根據權利要求3所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一激勵信號的幅度變 化大小與所述第一調製信號的幅度變化大小對應相同。
5. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一激勵信號與所述第 一調製信號為周期性變化的信號。
6. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一激勵信號與所述第 一調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且 所述第一激勵信號的相位相對第一調製信號的相位具有一定的延遲。
7. 根據權利要求3所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述接地端用於加載第一電 源信號，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述電容檢測電路進一步包括電源端， 所述電源端用於加載第二電源信號，第二電源信號的電壓高於第一電源信號的電壓，所述 第二電源信號隨所述第一調製信號的變化而變化，或者所述第二電源信號隨所述第一電源 信號的變化而變化。
8. 根據權利要求7所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二電源信號與所述第 一調製信號為同頻信號，或者所述第二電源信號與所述第一電源信號為同頻信號。
9. 根據權利要求7所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一電源信號、所述第 二電源信號均為電壓信號，所第二電源信號的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升 高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降低，或者所第二電源信號的電壓隨所述第一電 源信號的電壓的升高而升高、隨所述第一電源信號的電壓的降低而降低。
10. 根據權利要求7所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二電源信號與所述第 一電源信號之間的電壓差為所述電容檢測電路工作的電源電壓。
11. 根據權利要求10所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路中的其 它電壓均隨所述第一電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第一電源信號的電壓的降低而 降低。
12. 根據權利要求1所述的指紋感測系統，其特徵在於，所述第一調製信號至少包括第 一電平與第二電平，所述第一電平的電壓不同於所述第二電平的電壓。
13. 根據權利要求12所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一調製信號包括第 一電平與第二電平交替出現的方波信號，其中，所述第一電平與第二電平的電壓情況為下 述三種情況中的任意一種： 第一：第一電平的電壓為正電壓，第二電平的電壓為O ; 第二：第一電平的電壓為0,第二電平的電壓為負電壓； 第三：第一電平的電壓為正電壓，第二電平的電壓為負電壓，所述第一電平的電壓的絕 對值等於或者不等於所述第二電平的電壓的絕對值。
14. 根據權利要求12所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路在所述 接地端的電平為第一電平時，從所述傳感器板讀取第一信號，並在所述接地端的電平為第 二電平時，從所述傳感器板讀取第二信號，通過所述讀取的第一信號與第二信號獲得目標 物體的預定信息。
15. 根據權利要求12所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一調製信號進一步 包括第三電平，所述第二電平的電壓介於第一電平的電壓與第三電平的電壓之間，所述第 一調製信號包括由第一電平、第二電平、第三電平三者構成的二級階梯方波信號。
16. 根據權利要求15所述的電容式感測系統，其特徵在於，其中，所述電容檢測電路在 所述接地端的電平為第一電平時，從所述傳感器板讀取第一信號，在所述接地端的電平為 第二電平時，從所述傳感器板讀取第二信號，在所述接地端的電平為第三電平時，從所述傳 感器板讀取第三信號，並在所述接地端的電平從第三電平切換為第二電平時，從所述傳感 器板讀取第四信號，通過所述讀取的第一信號、第二信號、第三信號與第四信號獲得目標物 體的預定信息。
17. 根據權利要求1或7所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統進 一步包括控制電路，所述電容檢測電路的接地端與所述控制電路電連接，所述控制電路用 於施加所述第一調製信號到所述電容檢測電路的接地端。
18. 根據權利要求17所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路的電源 端與所述控制電路電連接，所述控制電路用於施加所述第一電源信號給所述接地端，施加 第二電源信號給所述電源端。
19. 根據權利要求18所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述控制電路包括接地端， 所述控制電路的接地端的電壓為〇伏、或者為所述電容式感測系統所在的電子設備的系統 地電壓、或者為一電子設備的系統地電壓、或者為恆定電壓。
20. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統進一步 包括屏蔽電極，所述屏蔽電極至少設置於所述傳感器板的周圍。
21. 根據權利要求20所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述屏蔽電極為下述的任 意一種情況： 第一，所述屏蔽電極包括多個電極，分布於所述傳感器板的周圍； 第二，所述屏蔽電極為中間鏤空的電極，所述傳感器板對應所述屏蔽電極的鏤空區域 設置； 第三，所述屏蔽電極與所述傳感器板層疊設置，且沿垂直層疊的方向，所述屏蔽電極的 周邊超出所述傳感器板的外圍。
22. 根據權利要求20所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統進一 步包括散熱板，所述散熱板用於對所述電容式感測系統進行散熱，所述散熱板還用於作為 所述屏蔽電極。
23. 根據權利要求22所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述傳感器板與所述散熱 板層疊設置，沿垂直層疊的方向，所述散熱板的外圍超出所述傳感器板的邊緣。
24. 根據權利要求20或22所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統 進一步包括多個引線框，所述屏蔽電極與所述多個引線框位於同一層，由相同材料製成。
25. 根據權利要求20所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路與所述 傳感器板集成在一電容檢測電路晶片中，所述電容式感測系統進一步包括基板，所述電容 檢測電路晶片設置在所述基板上，所述屏蔽電極設置在所述基板上。
26. 根據權利要求25所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述基板為印刷電路板或 軟性電路板。
27. 根據權利要求20所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述屏蔽電極由導電材料 製成，用於接收電信號。
28. 根據權利要求20所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述屏蔽電極電連接至所 述電容檢測電路的接地端，用於接收所述第一調製信號。
29. 根據權利要求20所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述傳感器板包括多個電 容感測極板，所述電容檢測電路通過量測多個電容感測極板與所述目標物體之間的電容， 來獲得所述目標物體的預定信息。
30. 根據權利要求29所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述多個電容感測極板排 列成感應陣列，所述屏蔽電極至少設置在所述感應陣列的周圍。
31. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路除用於在 所述接地端加載所述第一調製信號時、提供所述第一激勵信號驅動所述傳感器板來執行第 一檢測模式外，還進一步用於在所述接地端加載第二調製信號時、提供第二激勵信號驅動 所述傳感器板來執行第二檢測模式，其中，第一調製信號不同於第二調製信號，第一激勵信 號不同於第二激勵信號。
32. 根據權利要求31所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二激勵信號隨所述 第二調製信號的變化而變化。
33. 根據權利要求32所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二激勵信號隨所述 第二調製信號的變化而變化，用以減小所述傳感器板與所述接地端之間寄生電容的充放電 電量。
34. 根據權利要求32所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二調製信號與所述 第二激勵信號為電壓信號，所述第二激勵信號的電壓隨所述第二調製信號的電壓的升高而 升高、隨所述第二調製信號的電壓的降低而降低。
35. 根據權利要求34所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二激勵信號的幅度 變化大小與所述第二調製信號的幅度變化大小對應相同。
36. 根據權利要求32所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二激勵信號與所述 第二調製信號為周期性變化的信號。
37. 根據權利要求36所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二激勵信號與所述 第二調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、 且所述第二激勵信號的相位相對第二調製信號的相位具有一定的延遲。
38. 根據權利要求31所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二調製信號至少包 括第四電平與第五電平，其中，第四電平的電壓不同於第五電平的電壓。
39. 根據權利要求31所述的電容式感測系統，其特徵在於，第一檢測模式為指紋感測 模式，第二檢測模式為觸摸檢測模式，其中，當所述電容式感測系統處於觸摸檢測模式時， 所述電容檢測電路用於驅動所述傳感器板執行觸摸檢測操作，感測目標物體對所述傳感器 板的觸摸；當所述電容式感測系統處於指紋檢測模式時，所述電容檢測電路用於驅動所述 傳感器板執行指紋檢測操作，感測目標物體的指紋。
40. 根據權利要求31-39中任意一項所述的電容式感測系統，其特徵在於，第一調製信 號與第二調製信號均為周期性變化的信號，其中，第一調製信號的頻率大於第二調製信號 的頻率。
41. 根據權利要求31-39中任意一項所述的電容式感測系統，其特徵在於，第一調製信 號的電壓峰峰值大於第二調製信號的電壓峰峰值。
42. 根據權利要求31-39中任意一項所述的電容式感測系統，其特徵在於，第一激勵信 號與第二激勵信號均為周期性變化的信號，其中，第一激勵信號的頻率大於第二激勵信號 的頻率。
43. 根據權利要求31-39中任意一項所述的電容式感測系統，其特徵在於，第一激勵信 號的電壓峰峰值大於第二激勵信號的電壓峰峰值。
44. 根據權利要求39所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路根據所 述傳感器板是否被觸摸，來對應驅動所述傳感器板是否執行指紋感測操作； 若所述傳感器板被觸摸，所述電容檢測電路則切換提供第二調製信號為第一調製信號 給所述接地端、切換提供第二激勵信號為第一激勵信號給傳感器板，用以執行指紋感測； 若所述傳感器板未被觸摸，所述電容檢測電路提供第二調製信號給所述接地端、提供 第二激勵信號給所述傳感器板，用以執行觸摸感測。
45. 根據權利要求17所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路集成於 一電容檢測電路晶片中，所述控制電路集成於一控制電路晶片中，所述電容檢測電路晶片 和所述控制電路晶片或者封裝在一個集成電路封裝裡，或者分別封裝在兩個集成電路封裝 裡。
46. 根據權利要求37所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統進一 步包括屏蔽電極，所述屏蔽電極至少設置於所述傳感器板的周圍，其中： 內含所述電容檢測電路晶片的集成電路封裝包括與所述電容檢測電路晶片相連接的 引線框，所述屏蔽電極與所述引線框位於同一層，且由相同材料製成；或/和 內含所述電容檢測電路晶片的集成電路封裝包括散熱板，所述散熱板用於對所述電容 檢測電路晶片進行散熱，還用於作為所述屏蔽電極上；或/和 內含所述電容檢測電路晶片的集成電路封裝包括基板，所述電容檢測電路晶片設置在 所述基板上，所述基板進一步設置所述屏蔽電極。
47. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路驅動所述 傳感器板執行感測操作，以獲得所述目標物體的預定信息，其中，所述預定信息包括目標物 體的生物特徵信息和/或觸摸操作信息。
48. 根據權利要求47所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述生物特徵信息為指紋 信息。
49. 根據權利要求47所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述觸摸操作信息為是否 有目標物體接近或觸摸所述傳感器板。
50. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統為指紋 感測系統。
51. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統為節省 驅動環的電容式感測系統。
52. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路通過提 供所述第一激勵信號對所述傳感器板進行自電容檢測，以實現感測操作。
53. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統用於感 測目標物體為手指的預定信息。
54. 根據權利要求2所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述傳感器板包括多個電容 感測極板，所述電容檢測電路包括多個感測單元和多個選擇單元，每一感測單元通過一選 擇單元與至少一電容感測極板連接，每一感測單元進一步與所述接地端電連接，每一感測 單元通過所述選擇單元給所述電容感測極板提供第一激勵信號，並接收來自所述電容感測 極板的感測信號，通過所述感測信號獲得目標物體的預定信息。
55. 根據權利要求54所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述選擇單元用於選擇感 測單元與哪些電容感測極板電導通，其中，通過所述多個選擇單元，所述電容檢測電路同時 或分時輸出所述第一激勵信號給所述多個電容感測極板。
56. 根據權利要求54所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述感測單元包括運算放 大器和反饋支路，所述運算放大器包括同相端、反相端、和輸出端，所述反相端通過一選擇 單元連接至少一電容感測極板，所述反饋支路連接於反相端與輸出端之間，所述運算放大 器連接所述接地端。
57. 根據權利要求56所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述運算放大器的同相端 接收一參考電壓，所述參考電壓隨所述第一調製信號的電壓升高而升高、隨所述第一調製 信號的電壓下降而下降。
58. 根據權利要求57所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述反相端輸出所述第一 激勵信號給所述電容感測極板。
59. 根據權利要求58所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述運算放大器工作時處 於虛短狀態。
60. 根據權利要求58所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述反饋支路包括一反饋 電容，所述反饋電容連接於反相端與輸出端之間，所述感測單元進一步包括計算單元，所述 計算單元與所述輸出端連接，所述計算單元通過所述反饋電容上的電荷或電壓變化來獲得 所述目標物體的預定信息。
61. 根據權利要求1所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述傳感器板包括多個電容 感測極板，所述電容檢測電路通過量測多個電容感測極板與所述目標物體之間的電容，來 獲得所述目標物體的預定信息。
62. -種電子設備，其特徵在於：所述電子設備包括如權利要求1-61中任意一項權利 要求所述的電容式感測系統。
63. 根據權利要求62所述的電子設備，其特徵在於：所述電子設備包括顯示裝置、控制 按鈕、殼體中任意一種、二種或全部，所述電容式感測系統或者設置於所述顯示裝置的顯示 區域中，或者設置於所述控制按鈕下，或者設置於所述殼體內。
64. -種電容式感測系統，包括： 傳感器板，用於以電容耦合方式耦合到目標物體來執行感測操作； 電容檢測電路，所述電容檢測電路包括信號傳輸端和調製端，所述電容檢測電路用於 通過所述信號傳輸端提供第一激勵信號給所述傳感器板，以驅動所述傳感器板執行感測操 作，所述電容檢測電路的調製端用於加載第一調製信號，所述第一激勵信號隨所述第一調 制信號的變化而變化。
65. 根據權利要求64所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路中的其 它電壓均隨所述調製端的電壓的變化而變化。
66. 根據權利要求64所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一激勵信號隨所述 第一調製信號的變化而變化，用以減小所述傳感器板與所述接地端之間寄生電容的充放電 電量。
67. 根據權利要求64所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一調製信號與所述 第一激勵信號為電壓信號，所述第一激勵信號的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而 升高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降低。
68. 根據權利要求67所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一激勵信號的幅度 變化大小與所述第一調製信號的幅度變化大小對應相同。
69. 根據權利要求64所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一激勵信號與所述 第一調製信號為周期性變化的信號。
70. 根據權利要求69所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一激勵信號與所述 第一調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、 且所述第一激勵信號的相位相對第一調製信號的相位具有一定的延遲。
71. 根據權利要求67所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路包括電 源端、接地端，所述接地端用於加載第一電源信號，所述電源端用於加載第二電源信號，第 二電源信號與第一電源信號之間的電壓差為所述電容檢測電路工作的電源電壓。
72. 根據權利要求71所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述調製端為所述電源端 與所述接地端二者中之一者，其中： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號的電壓隨所述第二電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第二電源信號的電壓的 降低而降低；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號的電壓隨所述第一電源信號的電壓升高而升高、隨所述第一電源信號的電壓降低而 降低。
73. 根據權利要求71所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路進一步 包括參考電壓端，所述參考電壓端用於加載第三電源信號，所述第三電源信號的電壓介於 所述第二電源信號的電壓與第一電源信號的電壓之間，所述調製端為所述電源端、所述接 地端、所述參考電壓端三者中之一者，其中： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號、第三電源信號的電壓均隨所述第二電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第二 電源信號的電壓的降低而降低；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號、第三電源信號的電壓均隨所述第一電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第一電 源信號的電壓的降低而降低；或 當所述參考電壓端為所述調製端時，所述第三電源信號包括所述第一調製信號，所述 第一電源信號、第二電源信號的電壓均隨所述第三電源信號的電壓的升高而升高、隨所述 第三電源信號的電壓的降低而降低。
74. 根據權利要求64所述的電容式感測系統，其特徵在於：所述第一調製信號至少包 括第一電平與第二電平，所述第一電平的電壓不同於所述第二電平的電壓。
75. 根據權利要求64所述的電容式感測系統，其特徵在於： +所述電容式感測系統除用於在所述調製端加載第一調製信號時、提供第一激勵信號驅 動所述傳感器板來執行第一檢測模式外，還進一步用於在所述調製端加載第二調製信號 時，提供第二激勵信號驅動所述傳感器板來執行第二檢測模式，其中，第一調製信號不同於 第二調製信號，第一激勵信號不同於第二激勵信號。
76. 根據權利要求75所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二激勵信號隨所述 第二調製信號的變化而變化。
77. 根據權利要求76所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二激勵信號隨所述 第二調製信號的變化而變化，用以減小所述傳感器板與所述接地端之間寄生電容的充放電 電量。
78. 根據權利要求76所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二調製信號與所述 第二激勵信號為電壓信號，所述第二激勵信號的電壓隨所述第二調製信號的電壓的升高而 升高、隨所述第二調製信號的電壓的降低而降低。
79. 根據權利要求78所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二激勵信號的幅度 變化大小與所述第二調製信號的幅度變化大小對應相同。
80. 根據權利要求76所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二激勵信號與所述 第二調製信號為周期性變化的信號。
81. 根據權利要求80所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二激勵信號與所述 第二調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、 且所述第二激勵信號的相位相對第二調製信號的相位具有一定的延遲。
82. 根據權利要求76所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第一檢測模式與所述 第二檢測模式中一種為指紋檢測模式，另一種為觸摸檢測模式，其中，當所述電容式感測系 統處於觸摸檢測模式時，所述電容檢測電路用於驅動所述傳感器板執行觸摸檢測操作，感 測是否有目標物體對所述傳感器板進行觸摸；當所述電容式感測系統處於指紋檢測模式 時，所述電容檢測電路用於驅動所述傳感器板執行指紋檢測操作，感測目標物體的指紋是 否為預設指紋。
83. 根據權利要求75所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述第二調製信號包括第 四電平與第五電平，所述第四電平的電壓不同於所述第五電平的電壓。
84. 根據權利要求75-83中任意一項權利要求所述的電容式感測系統，其特徵在於，第 一調製信號與第二調製信號均為周期性變化的信號，其中，第一調製信號的頻率大於第二 調製信號的頻率。
85. 根據權利要求75-83中任意一項權利要求所述的電容式感測系統，其特徵在於，第 一調製信號的電壓峰峰值大於第二調製信號的電壓峰峰值。
86. 根據權利要求75-83中任意一項權利要求所述的電容式感測系統，其特徵在於，第 一激勵信號與第二激勵信號均為周期性變化的信號，其中，第一激勵信號的頻率大於第二 調激勵信號的頻率。
87. 根據權利要求75-83中任意一項權利要求所述的電容式感測系統，其特徵在於，第 一激勵信號的電壓峰峰值大於第二激勵信號的電壓峰峰值。
88. 根據權利要求75所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路根據所 述傳感器板是否被觸摸，來對應驅動所述傳感器板是否執行指紋感測操作； 若所述傳感器板被觸摸，所述電容檢測電路則切換提供第二調製信號為第一調製信號 給所述接地端、切換提供第二激勵信號為第一激勵信號給傳感器板，用以執行指紋感測； 若所述傳感器板未被觸摸，所述電容檢測電路提供第二調製信號給所述接地端、提供 第二激勵信號給所述傳感器板，用以執行觸摸感測。
89. 根據權利要求72所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統進一 步包括控制電路，所述控制電路與所述電源端、接地端分別連接，用於為所述電源端提供所 述第二電源信號，為所述接地端提供第一電源信號。
90. 根據權利要求64所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容檢測電路用於對 所述傳感器板執行自電容檢測。
91. 根據權利要求64所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統為指 紋感測系統。
92. 根據權利要求91所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統為節 省驅動環的指紋感測系統。
93. 根據權利要求64所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述傳感器板包括多個電 容感測極板，所述電容檢測電路通過量測所述多個電容感測極板與目標物體之間的電容大 小來執行來感測操作，獲得目標物體的預定信息。
94. 根據權利要求93所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述預定信息包括生物特 徵信息和/或觸摸操作信息。
95. 根據權利要求94所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述生物特徵信息包括指 紋、掌紋。
96. 根據權利要求94所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述觸摸操作信息為所述 傳感器板是否有被接近或觸摸的操作信息。
97. 根據權利要求93所述的電容式感測系統，其特徵在於，所述電容式感測系統進一 步包括屏蔽電極，所述屏蔽電極至少設置於所述傳感器板的周圍。
98. 根據權利要求97所述的電容式感測系統，其特徵在於，其特徵在於，所述屏蔽電極 電連接至所述調製端，所述屏蔽電極接收所述第一調製信號。
99. 根據權利要求97所述的電容式感測系統，其特徵在於，其特徵在於，所述電容式感 測系統進一步包括散熱板，所述散熱板用於對所述電容式感測系統進行散熱，所述散熱板 還用於作為所述屏蔽電極。
100. -種電子設備，其特徵在於：所述電子設備包括如權利要求64-99中任意一項權 利要求所述的電容式感測系統。
101. -種電容式感測系統的檢測方法，所述電容式感測系統包括多個電容感測極板和 電容檢測電路，所述電容檢測電路包括調製端，所述檢測方法包括： 提供第一激勵信號給所述多個電容感測極板，驅動所述多個電容感測極板執行感測操 作； 提供第一調製信號給所述調製端； 其中，所述第一激勵信號隨所述第一調製信號的變化而變化。
102. 根據權利要求101所述的檢測方法，其特徵在於，所述第一激勵信號隨所述第一 調製信號的變化而變化，用以減小所述多個電容感測極板與所述調製端之間寄生電容的充 放電電量。
103. 根據權利要求101所述的檢測方法，其特徵在於，所述電容檢測電路中的其它電 壓均隨所述第一調製信號的電壓的變化而變化。
104. 根據權利要求101所述的檢測方法，其特徵在於，所述第一調製信號與所述第一 激勵信號為電壓信號，所述第一激勵信號的電壓隨所述第一調製信號的電壓的升高而升 高、隨所述第一調製信號的電壓的降低而降低。
105. 根據權利要求104所述的檢測方法，其特徵在於，所述第一激勵信號的幅度變化 大小與所述第一調製信號的幅度變化大小對應相同。
106. 根據權利要求101所述的檢測方法，其特徵在於，所述第一激勵信號與所述第一 調製信號為周期性變化的信號。
107. 根據權利要求106所述的檢測方法，其特徵在於，所述第一激勵信號與所述第一 調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所 述第一激勵信號的相位相對第一調製信號的相位具有一定的延遲。
108. 根據權利要求101所述的檢測方法，其特徵在於，所述檢測方法進一步包括： 提供第二激勵信號給所述多個電容感測極板執行感測操作； 提供第二調製信號給所述調製端； 其中，所述第二激勵信號隨所述第二調製信號的變化而變化。
109. 根據權利要求108所述的檢測方法，其特徵在於，所述第二激勵信號不同於所述 第一激勵信號，所述第二調製信號不同於所述第一調製信號。
110. 根據權利要求109所述的檢測方法，其特徵在於，所述第二激勵信號隨所述第二 調製信號的變化而變化，用以減小所述多個電容感測極板與所述調製端之間寄生電容的充 放電電量。
111. 根據權利要求110所述的檢測方法，其特徵在於，所述第二調製信號與所述第二 激勵信號為電壓信號，所述第二激勵信號的電壓隨所述第二調製信號的電壓的升高而升 高、隨所述第二調製信號的電壓的降低而降低。
112. 根據權利要求111所述的檢測方法，其特徵在於，所述第二激勵信號的幅度變化 大小與所述第二調製信號的幅度變化大小對應相同。
113. 根據權利要求109所述的檢測方法，其特徵在於，所述第二激勵信號與所述第二 調製信號為周期性變化的信號。
114. 根據權利要求113所述的檢測方法，其特徵在於，所述第二激勵信號與所述第二 調製信號或為同頻信號，或為同頻同相信號，或為同幅同頻同相信號，或為同頻信號、且所 述第二激勵信號的相位相對第二調製信號的相位具有一定的延遲。
115. 根據權利要求109所述的檢測方法，其特徵在於，第一調製信號與第二調製信號 均為周期性變化的信號，其中，第一調製信號的頻率大於第二調製信號的頻率。
116. 根據權利要求109所述的檢測方法，其特徵在於，第一調製信號的電壓峰峰值大 於第二調製信號的電壓峰峰值。
117. 根據權利要求116或117所述的檢測方法，其特徵在於，提供第一激勵信號給所述 多個電容感測極板，用於驅動所述多個電容感測極板執行指紋感測操作；提供第二激勵信 號給所述多個電容感測極板，用於驅動所述多個電容感測極板執行觸摸操作。
118. 根據權利要求117所述的檢測方法，其特徵在於，所述檢測方法進一步包括： 判斷所述多個電容感測極板是否被觸摸，並根據判斷結果來對應驅動所述多個電容感 測極板是否執行指紋感測操作； 若判斷所述多個電容感測極板被觸摸，則切換提供第二調製信號為第一調製信號給所 述接地端、切換提供第二激勵信號為第一激勵信號給所述多個電容感測極板，來執行指紋 感測； 若判斷所述多個電容感測極板未被觸摸，則提供第二調製信號給所述接地端、提供第 二激勵信號給所述多個電容感測極板，來執行觸摸感測。
119. 根據權利要求101所述的檢測方法，其特徵在於，所述電容式感測系統進一步包 括屏蔽電極，所述屏蔽電極至少設置在所述多個電容感測極板的外圍，所述檢測方法進一 步包括： 提供所述第一調製信號給所述屏蔽電極。
120. 根據權利要求101所述的檢測方法，其特徵在於，所述檢測方法通過量測所述多 個電容感測極板與目標物體之間的電容，來感測目標物體的預定信息。
121. 根據權利要求120所述的檢測方法，其特徵在於，所述預定信息包括目標物體的 生物特徵信息和/或觸摸操作信息。
122. 根據權利要求121所述的檢測方法，其特徵在於，所述生物特徵信息為指紋信息。
123. 根據權利要求121所述的檢測方法，其特徵在於，所述觸摸操作信息為是否有目 標物體接近或觸摸所述多個電容感測極板。
124. 根據權利要求120所述的檢測方法，其特徵在於，所述檢測方法通過量測所述多 個電容感測極板與目標物體之間的自電容，來感測目標物體的預定信息。
125. 根據權利要求101所述的檢測方法，其特徵在於，所述電容檢測電路包括接地端 與電源端，所述檢測方法進一步包括： 提供第一電源信號給所述接地端； 提供第二電源信號給所述電源端，所述第二電源信號與所述第一電源信號的電壓差為 所述電容檢測電路工作的電源電壓。
126. 根據權利要求125所述的檢測方法，其特徵在於，所述調製端為所述電源端與所 述接地端二者中之一者，其中： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號的電壓隨所述第二電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第二電源信號的電壓的 降低而降低；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號的電壓隨所述第一電源信號的電壓升高而升高、隨所述第一電源信號的電壓降低而 降低。
127.根據權利要求125所述的檢測方法，其特徵在於，所述電容檢測電路進一步包括 參考電壓端，所述檢測方法進一步包括： 提供第三電源信號給所述參考電壓端，所述第三電源信號的電壓介於所述第二電源信 號的電壓與第一電源信號的電壓之間； 其中，所述調製端為所述電源端、所述接地端、所述參考電壓端三者中之一者： 當所述電源端為所述調製端時，所述第二電源信號包括所述第一調製信號，所述第一 電源信號、第三電源信號的電壓均隨所述第二電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第二 電源信號的電壓的降低而降低；或 當所述接地端為所述調製端時，所述第一電源信號包括所述第一調製信號，所述第二 源信號、第三電源信號的電壓均隨所述第一電源信號的電壓的升高而升高、隨所述第一電 源信號的電壓的降低而降低；或 當所述參考電壓端為所述調製端時，所述第三電源信號包括所述第一調製信號，所述 第一電源信號、第二電源信號的電壓均隨所述第三電源信號的電壓的升高而升高、隨所述 第三電源信號的電壓的降低而降低。
【文檔編號】G06F9/00GK104516716SQ201510015704
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2015年1月13日 優先權日:2015年1月13日
【發明者】劉學春 申請人:深圳市亞耕電子科技有限公司