实现了指纹识别。
[0033]由于本发明的指纹识别传感器不需要驱动金属环，因此无需在终端设备的表面开孔来安置驱动金属环，所以不会影响终端设备的外观设计，可以应用于不希望在屏幕上开孔的手机、平板等终端设备，扩大了指纹识别传感器的应用范围。
[0034]同时，终端设备对大地的电容Cs与人体对大地的电容C M相串联形成的等效电容，以及人体直接对终端设备的电容CH，它们对驱动信号的衰减影响将不复存在。相反地，这些电容越大，耦合越强，Cx两端电压越大，指纹图像效果就越清晰，因此提高了指纹识别效果。
【附图说明】
[0035]图1是现有技术中指纹识别传感器的结构示意图；
[0036]图2是本发明的指纹识别传感器的电路结构示意图；
[0037]图3是本发明实施例中转换电路的电路连接示意图；
[0038]图4是本发明的指纹识别传感器第一实施例的电路连接示意图；
[0039]图5是本发明实施例中转换电路工作过程时序图；
[0040]图6是本发明的指纹识别传感器第二实施例的电路连接示意图；
[0041]图7是本发明的指纹识别传感器第三实施例的电路连接示意图；
[0042]图8是本发明的指纹识别传感器第四实施例的电路连接示意图；
[0043]图9是本发明的指纹识别传感器应用于手机的示意图。
[0044]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0045]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0046]本发明的指纹识别传感器为电容式指纹识别传感器，可以应用于手机、平板电脑、掌上设备、智能穿戴设备、多媒体播放器、笔记本电脑、台式电脑、门禁安防等终端设备。其中，指纹识别传感器包括传感器单元和调制电路，传感器单元具有由多个电容感应单元组成的电容阵列、输出端、供电端和传感器地端，输出端输出驱动信号；调制电路连接终端设备的设备地、传感器单元的输出端、供电端和传感器地端，将驱动信号调制为调制信号后输出至传感器地端，供电端的电压随着调制信号的变化而变化。
[0047]作为本发明的一个实施例，指纹识别传感器如图2所示，包括传感器单元210和调制电路，调制电路包括转换电路230、储能电容240、高速晶体管开关250和电源260。传感器单元210具有一输出端、供电端(Sensor VDD，以下简称SVDD)和一传感器地端(SensorGround，以下简称SGND)，输出端连接转换电路230 ;转换电路230连接终端设备的设备地(Ground，以下简称GND)和传感器单元的SGND ;高速晶体管开关250连接传感器单元210的SVDD，高速晶体管250可以由肖特基二极管、快恢复二极管、晶体三极管、场效应管和可控硅中的任意一种或至少两种的组合构成，包括单个构成、多个通过串联或/和并联的连接方式构成，或者多种通过串联或/和并联的连接方式构成；电源260连接转换电路230，以及通过高速晶体管250开关连接传感器单元210的SVDD，为转换电路230和传感器单元210供电；储能电容240连接于传感器单元210的SVDD和SGND之间，以稳定传感器单元210的工作电压。其中，高速晶体管开关250和储能电容240构成了传感器单元210的供电电路。
[0048]转换电路230可以由晶体管、运算放大器、反相器、电平移位器和数字缓冲门中的任意一种或至少两种的组合并配合电阻或/和电容构成。转换电路230优选如图3所示，由两反相器(231，232)和一电阻R3构成，两反相器包括第一反相器231和第二反相器232。其中，第一反相器231的正输入电源端连接传感器单元210的SVDD，负输入电源端连接终端设备的GND，输入端连接传感器单元210的输出端以及通过电阻R3连接第二反相器232的负输入电源端和终端设备的GND，输出端连接第二反相器232的输入端；第二反相器232的正输入电源端连接电源260，负输入电源端连接终端设备的GND，输出端连接传感器单元的SGND0
[0049]其中，所述反相器优选由两个晶体管和一个电阻构成，其中晶体管为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxid Semiconductor，以下简称MOS管)，包括PMOS管(Positive Channel Metal Oxide Semiconductor, P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)和 NMOS 管(Negative Channel Metal Oxide Semiconductor, N 沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)。如图3所示，PMOS管(Ql, Q3)和NMOS管(Q2, Q4)的栅极互相连接，构成反相器(231,232)的输入端，PMOS管(Ql，Q3)的源级作为反相器(231,232)的正输入电源端，NMOS管(Q2, Q4)的源级作为反相器(231,232)的负输入电源端，PMOS管(Ql, Q3)和NMOS管(Q2，Q4)的漏极通过电阻(Rl，R2)连接，PMOS管(Ql，Q3)和NMOS管(Q2，Q4)的漏级均可以作为反相器(231，232)的输出端。
[0050]传感器单元210包括驱动放大器220和由若干电容感应单元211组成的电容阵列，其中图2中示意性的表示了其中任意一个电容感应单元211。驱动放大器220的输出端作为传感器单元的输出端连接转换电路230，驱动放大器220对传感器单元210的驱动信号进行放大处理后输出至转换电路230，转换电路230将驱动信号调制为调制信号后输出至传感器单元210的SGND，高速晶体管开关250根据转换电路230的状态进行同步开关，以使传感器单元210的SVDD的电压随着调制信号的变化而变化。
[0051]终端设备对大地的电容CS与人体对大地的电容CM相串联形成的等效电容，以及人体直接对终端设备的电容CH，会使人体与终端设备的GND之间产生耦合，这种耦合不管在任何应用场景都始终存在。由于传感器单元210的驱动信号被调制为调制信号，当手指按压传感器单元210的电容感应单元211时，调制信号通过它与手指之间的电容CX和人体与终端设备GND之间的电容形成回路，当CX变化时，传感器单元210的电容感应单元211的测量电压也随之变化，从而获得指纹图像。
[0052]如图4所示为本发明的指纹识别传感器具体应用的第一实施例。本实施例中传感器单元集成于一传感芯片，该传感芯片包括一扫描模块和串行外设接口(SerialPeripheral Interface, SPI)模块，扫描模块输出驱动信号以对电容阵列进行扫描，SPI模块提供SPI接口，为传感芯片的通信接口，与终端设备的主控模块的通信接口连接，以通过该通信接口与主控模块进行通信，如传感芯片向主控模块发送指纹图像数据，主控模块向传感芯片发送控制命令等。通信接口除了 SPI接口外，还可以是I2C(Inter-1negratedCircuit)接口和其他串/并行接口等。
[0053]转换电路230如图3所示，由四个晶体管和三个电阻构成。其中，晶体管为MOS管，包括PMOS管Ql和Q3，以及NMOS管Q2和Q4，电阻包括RU R2和R3。
[0054]结合参见图4和图5，转换电路的工作原理如下:
[0055]传感芯片对电容阵列进行扫描并读取不同电容感应单元的电压，扫描方式由扫描模块(Scan Block)控制，扫描模块输出驱动信号TX，驱动信号TX是高频交流信号，可以是正弦波、方波、三角波等，在本实例中，驱动信号TX为方波信号，频率800kHz，当然也可以是其它频率值