源输出端451处的第一电源电压时，所述第一控制单元470控制第九晶体管T9截止。
[0290]所述第二保护电路48包括第十晶体管TlO和第二控制单元480。所述第十晶体管TlO包第十控制电极C10、第十九传输电极S19、和第二十传输电极S20 ;所述第十控制电极ClO连接所述第二控制单元480，第十九传输电极S19连接第二电源输出端453，第二十传输电极S20连接第二电源输入端431 ;在第四电源电压高于第二电源输出端453处的第二电源电压时，所述第二控制单元480控制第十晶体管TlO截止。
[0291]在本实施方式中，所述第一控制单元470与所述第二控制单元480为二控制单元。可变更地，在其它实施方式中，二者为同一控制单元。
[0292]进一步地，上述给芯片组供电的技术思想也同样适用上述芯片组8。各芯片的电路结构与供电原理类推，此处不再赘述。
[0293]电容式传感装置的封装结构
[0294]请参阅图26，图26为本发明电容式传感装置的封装结构第一实施方式的示意图。所述电容式传感装置的封装结构5包括电容式传感装置和封装体51。所述封装体51用于封装电容式传感装置。所述封装体51的材料如为环氧树脂类材料或者陶瓷材料。
[0295]优选地，所述电容式传感装置如为前述所述各实施方式的电容式传感装置1、2、30等。然，所述电容式传感装置也可为其它合适类型的电容式传感装置。
[0296]在本实施方式中，以图20所示的电容式传感装置I为例进行说明。所述封装体51覆盖所述基板130的第一表面A上的电容式传感器13和控制芯片15。其中，所述封装体51的高度略高于控制芯片15的高度，与控制芯片15的高度基本平齐。另外，所述封装体51的表面平整。
[0297]所述封装体51有两个作用:第一，将控制芯片15和电容式传感器13的集成电路与外界隔离；第二，由于电容式传感器13与控制芯片15厚度不一致，所述封装体51起到平坦化的作用。
[0298]请参阅图27与图28，图27与图28为本发明电容式传感装置的封装结构其它实施方式的示意图。图27与图26的主要区别在于:所述封装体53的高度高于所述封装体51的高度。图28与图27的主要区别在于:所述封装体55封装所述电容式传感装置I于其内，换句话说，所述电容式传感装置I包裹于所述封装体55中。
[0299]电容式感测模组的组装结构
[0300]请参阅图29，图29为本发明电容式感测模组的一较佳实施方式的示意图。所述电容式感测模组6包括电容式传感装置的封装结构5、盖板61、颜色层63、粘着层64、和柔性线路板67。所述颜色层63设置在盖板61下方，并通过粘着层64与电容式传感装置的封装结构5连接。所述柔性线路板67与所述电容式传感装置的封装结构5连接，例如，用于传输前述的电源管理芯片35的信号给电容式传感装置，以及传输电容式传感装置的信号给电源管理芯片35。其中，盖板61选用玻璃、蓝宝石或陶瓷玻璃中任意一种材料制成。优选地，所述颜色层63与电子设备的外观颜色相同。
[0301]可变更地，在其它实施方式中，也可以采用镀膜(Coating)的方式在电容式传感装置的封装结构5上形成硬化层(hard coating)。所述硬化层的颜色与电子设备的外观颜色相同。相应地，上述盖板61、颜色层63、粘着层64可被省略。
[0302]优选地，电容式感测模组6还包括一导电元件69，对于所述导电元件69:
[0303]用作驱动元件，与感测电极14(24)形成互电容，传输驱动信号；或者
[0304]与电容式传感装置的接地端150连接，传输调制信号；或者
[0305]与电子设备的设备地连接，传输接地信号。
[0306]当然，采用上述镀膜方式形成的电容式感测模组也优选包括所述导电元件69。
[0307]当所述电容式感测模组6为电子设备的实体按钮的一部分时，所述导电元件69例如为基环，所述基环设置在所述电容式感测模组6的外围边缘。当用户手指触摸所述电容式感测模组6时，其可以触摸到所述基环。
[0308]当所述电容式感测模组6为电子设备的虚拟按钮的一部分时，所述盖板61则为电子设备的保护盖板(Coverlenshg卩，所述电容式感测模组6与电子设备共用保护盖板。相对地，采用上述镀膜方式形成的电容式感测模组设置在保护盖板下方即可。对于在所述保护盖板下方设置电容式感测模组6，所述导电元件69的设置方式见图30与图31。
[0309]请参阅图30与图31，图31为本发明在电子设备的保护盖板下方设置电容式感测模组的示意图。图31是图30沿r-r’方向的部分剖面示意图。以下以所述电容式感测模组6为例进行说明，类似地，下述技术方案也同样适用上述镀膜方式形成的电容式感测模组。所述电子设备100包括保护盖板101，所述电容式感测模组6的电容式传感装置的封装结构5设置在保护盖板101下方。定义保护盖板101正对电容式传感装置的封装结构5的区域为虚拟按键区域103。所述导电元件69邻近虚拟按键区域103设置，其从所述电子设备的一侧边缘延伸出来并延伸至保护盖板101上方边缘，靠近虚拟按键区域103，从而，当手指触摸虚拟按键区域103时，可以同时触摸到所述导电元件69。
[0310]可变更地，在其它实施方式中，也可采用导电元件69围绕所述保护盖板101边缘设置一圈，或者是围绕保护盖板101下面的侧边设置，需要说明的是，此处的围绕包括覆盖保护盖板101的上面边缘和侧面边缘；或者，在保护盖板101的虚拟按键区域103附近设置镂空结构，所述导电元件69从所述镂空结构中曝露出，当手指触摸虚拟按键区域103时，可以同时触摸到所述导电元件69。
[0311]在上面的各实施方式中，所述电容式感测模组6设置在电子设备100的正面。然，在其它实施方式中，所述电容式感测模组6也可设置在电子设备100的背面或者侧面。当电容式感测模组6设置在电子设备100的背面或者侧面时，若侧面与背面的实体部分为金属时，可省略导电元件69。
[0312]请参阅图32，图32为电子设备100的显示装置的TFT阵列基板的示意图。所述TFT阵列基板70包括绝缘基板701、显示元件703、显示驱动芯片705、和电容式传感装置。所述显示驱动芯片705用于驱动显示元件703显示画面，二者设置在绝缘基板701的同侧。所述电容式传感装置如为前述在玻璃基板上采用TFT工艺所形成。在此，所述电容式传感装置与显示装置的TFT阵列基板70 —同形成，二者共用绝缘基板701。
[0313]所述显示元件703包括开关晶体管711和与开关晶体管711连接的显示电极713。其中，所述开关晶体管711为薄膜晶体管。在形成开关晶体管711的同时，形成电容式传感装置的传感单元中的晶体管；在形成显示电极713的同时，形成电容式传感装置的传感单元中的感测电极。相应地，所述感测电极与所述显示电极433材料相同。此处，所述感测电极与所述显示电极433由透明导电材料制成。
[0314]所述显示装置如为IXD显示装置或者OLED显示装置，以及其它合适类型的显示装置。优选地，所述显示装置为OLED显示装置。
[0315]电子设备的结构
[0316]请参阅图33，图33为本发明电子设备的一较佳实施方式的示意图。所述电子设备200如为移动电话、平板电脑、电视、遥控装置、智能门锁、穿戴式设备、智能钱包等各种智能设备。所述电子设备200包括传感装置201。所述传感装置201如为前述各实施方式所述的电容式传感装置1、2、30等；或者，所述传感装置201如为前述的电容式传感装置的封装结构5 ;或者，所述传感装置201如为前述各实施方式所述的电容式感测系统3、4 ;或者，所述传感装置201如为前述各实施方式所述的电容式感测模组6等。
[0317]由于所述电子设备200包括所述传感装置201，所述传感装置201的感测精度较尚，相应地，所述电子设备200的用户体验较好。
[0318]尽管是参考各实施例来描述本发明公开，但是可以理解，这些实施例是说明性的，并且本发明的范围不仅限于它们。许多变化、修改、添加、以及改进都是可能的。更一般而言，根据本发明公开的各实施例是在特定实施例的上下文中描述的。功能可以在本发明公开的各实施例中在过程中以不同的方式分离或组合，或利用不同的术语来描述。这些及其他变化、修改、添加、以及改进可以在如随后的权利要求书所定义的本发明公开的范围内。
【主权项】
1.一种电容式传感器，包括: 多个传感单元，所述传感单元包括: 感测电极，能够以电容方式耦合到目标物体，所述感测电极用于加载参考信号；和 传感电路，包括: 第三晶体管，用于响应感测电极上因目标物体的接近或触摸所弓I起参考信号的变化，对应产生第二交流信号。2.如权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于:所述第三晶体管包括第三控制电极、第五传输电极、和第六传输电极，第三控制电极与感测电极为二电极，第三控制电极连接感测电极，或者，第三控制电极与感测电极为同一电极。3.如权利要求2所述的电容式传感器，其特征在于:当第三控制电极与感测电极为二电极时，第三控制电极直接连接感测电极，或者，第三控制电极通过电阻连接感测电极。4.如权利要求2所述的电容式传感器，其特征在于:所述第三晶体管为场效应管，所述场效应管的栅极用作第三控制电极，源极与漏极中之一者用作第五传输电极、另一者用作第六传输电极。5.如权利要求2所述的电容式传感器，其特征在于:所述第五传输电极用于与一电流源连接，第六传输电极用于传输第二交流信号。6.如权利要求2所述的电容式传感器，其特征在于:所述电容式传感器包括差分对管，所述差分对管由相邻的传感单元的第三晶体管组成。7.如权利要求6所述的电容式传感器，其特征在于:所述差分对管用于响应感测电极上因目标物体的接近或触摸所引起参考信号的变化，对应于二第三晶体管的第六传输电极上分别形成不同的第二交流信号。8.如权利要求7所述的电容式传感器，其特征在于:所述不同的第二交流信号为差分电流信号。9.如权利要求7所述的电容式传感器，其特征在于:所述传感电路进一步包括第一开关单元和第二开关单元；所述第五传输电极用于通过所述第一开关单元连接一电流源，所述第一开关单元用于控制第五传输电极与所述电流源之间是否有电流传输；所述第二开关单元用于连接所述第三控制电极，控制是否传输所述参考信号给所述感测电极。10.如权利要求9所述的电容式传感器，其特征在于:所述第二开关单元用于按预定时间间隔传输参考信号给所述感测电极。11.如权利要求9所述的电容式传感器，其特征在于:所述多个传感单元呈阵列式排布。12.如权利要求11所述的电容式传感器，其特征在于:对于一传感单元的第三晶体管: 用于与行方向上相邻的传感单元的第三晶体管形成差分对管；或/和 用于与列方向上相邻的传感单元的第三晶体管形成差分对管。13.如权利要求7所述的电容式传感器，其特征在于:每一传感单元的第三晶体管用于分时与行方向和列方向上相邻的传感单元的第三晶体管均形成差分对管。14.如权利要求12所述的电容式传感器，其特征在于:所述电容式传感器进一步包括信号线群组，一信号群组连接至少二传感单元，所述信号线群组包括第一信号线、第二信号线、和第三信号线，且第一、第二、第三信号线分别沿列方向延伸；所述第一开关单元用于通过所述第一信号线连接所述电流源； 对于位于同一列的二相邻传感单元:一传感单元中的第三晶体管的第六传输电极用于与第二信号线连接，另一传感单元中的第三晶体管的第六传输电极用于与第三信号线连接；所述二相邻传感单元的第一开关单元与同一第一信号线相连接。15.如权利要求14所述的电容式传感器，其特征在于:对于位于同一行的二相邻传感单元:所述二相邻传感单元的第一开关单元用于通过第一信号线与同一电流源相连接。16.如权利要求14所述的电容式传感器，其特征在于:奇数行的传感单元的第三晶体管连接第二信号线；偶数行的传感单元的第三晶体管连接第三信号线。17.如权利要求14所述的电容式传感器，其特征在于:所述第一信号线、第二信号线、和第三信号线沿列方向延伸，对于同一信号线群组，所述第二信号线与所述第三信号线沿着行方向依次排列。18.如权利要求14所述的电容式传感器，其特征在于:每一列传感单元连接一信号线群组，不同列传感单元连接不同的信号线群组。19.如权利要求14所述的电容式传感器，其特征在于:所述电容式传感器进一步包括扫描线群组，所述扫描线群组包括第一扫描线和第二扫描线，所述第一开关单元包括: 第一晶体管，包括第一控制电极、第一传输电极、和第二传输电极，所述第一控制电极与第一扫描线连接，用于响应第一扫描线上传输的扫描信号而对应控制第一传输电极与第二传输电极是否电连通，第一传输电极与第一信号线连接，第二传输电极与第五传输电极连接；和 第二晶体管，包括第二控制电极、第三传输电极、和第四传输电极，其中，第二控制电极连接第二扫描线，用于响应第二扫描线上传输的扫描信号而对应控制第三传输电极与第四传输电极是否电连通，第三传输电极连接第二传输电极、第四传输电极连接第五传输电极。20.如权利要求19所述的电容式传感器，其特征在于:所述扫描线群组进一步包括第三扫描线和参考信号线，所述第二开关单元包括: 第五晶体管，包括第五控制电极、第九传输电极、和第十传输电极，其中，第五控制电极连接第三扫描线，用于响应第三扫描线上传输的扫描信号而对应控制第九传输电极与第十传输电极是否电连通，第九传输电极连接参考信号线、第十传输电极连接第三控制电极；所述感测电极通过第五晶体管从参考信号线上接收参考信号。21.如权利要求20所述的电容式传感器，其特征在于:所述扫描线群组进一步包括第四扫描线，所述传感电路进一步包括第七晶体管，所述第七晶体管包括第七控制电极、第十三传输电极、和第十四传输电极，所述第七控制电极连接第四扫描线，所述第十三传输电极连接第十传输电极，所述第十四传输电极连接第三控制电极，且第十三传输电极与第十四传输电极短接。22.如权利要求21所述的电容式传感器，其特征在于:所述第七晶体管用于与所述第五晶体管交替导通。23.如权利要求19所述的电容式传感器，其特征在于:第一扫描线用于连接同一行第一晶体管的第一控制电极，第二扫描线用于连接同一列第二晶体管的第二控制电极；或者，第一扫描线用于连接同一列第一晶体管的第一控制电极，第二扫描线用于连接同一行第二晶体管的第二控制电极。24.如权利要求21所述的电容式传感器，其特征在于:同一行的传感单元共用同一第三扫描线、同一第四扫描线、和同一参考信号线。25.如权利要求20或21所述的电容式传感器，其特征在于:所述电容式传感器进一步包括基板，所述基板用于承载所述多个传感单元。26.如权利要求25所述的电容式传感器，其特征在于:当所述感测电极与所述第三控制电极为二电极时，所述传感电路设置在所述感测电极与所述基板之间，且所述传感电路的结构中设置接触孔，所述感测电极通过所述接触孔与所述第三控制电极连接；当所述感测电极与所述第三控制电极为同一电极时，所述第三控制电极相较于第五传输电极与第六传输电极邻近所述基板设置。27.如权利要求26所述的电容式传感器，其特征在于:所述感测电极覆盖所述传感电路。28.如权利要求25所述的电容式传感器，其特征在于:所述电容式传感器进一步包括接地线，与所述多个传感单元设置在所述基板的同侧，所述接地线用于加载调制信号，在未有目标物体接近或触摸所述感测电极时，所述参考信号相对于所述接地线加载的调制信号保持不变。29.如权利要求28所述的电容式传感器，其特征在于:所述基板为绝缘基板，所述传感电路中的各晶体管均采用薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管的栅极用作控制电极，源极与漏极分别用作传输电极。30.如权利要求29所述的电容式传感器，其特征在于:所述电容式传感器进一步包括导电层，所述导电层与所述多个传感单元设置在所述基板的相对二侧，所述接地线与所述导电层用于传输相同的调制信号，所述调制信号包括接地信号和驱动信号。31.如权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于:所述电容式传感器为生物信息传感器。32.如权利要求5所述的电容式传感器，其特征在于:所述第三晶体管对感测电极上因目标物体的接近或触摸所引起的参考信号的变化量进行转换以及放大，产生第一交流信号，并将第一交流信号叠加至一第二恒定直流信号上，对应产生所述第二交流信号，其中，所述第二恒定直流信号为所述电流源提供的第一恒定直流信号的一半。33.一种电容式传感装置，包括电容式传感器和控制电路，所述控制电路用于控制所述电容式传感器执行感测操作，其中，所述电容式传感器为权利要求1-32中任意一项所述的电容式传感器，所述控制电路集成在一颗芯片上，所述电容式传感器集成为另一颗芯片。34.如权利要求33所述的电容式传感装置，其特征在于:所述控制电路集成为一控制芯片，所述控制芯片采用半导体基板上形成包括有互补金属氧化物半导体晶体管的集成电路工艺制成，所述电容式传感器采用绝缘基板上形成包括有薄膜晶体管的集成电路工艺制成，其中，所述控制芯片压合在形成有电容式传感器的绝缘基板上。35.—种电容式感测系统，包括电容式传感装置和电源管理芯片，所述电源管理芯片用于为所述电容式传感装置供电，其中，所述电容式感测装置为权利要求33-34中任意一项所述的电容式传感装置，所述控制电路包括接地端，所述电源管理芯片用于为所述接地端提供调制信号，所述控制电路用于为所述电容传感器提供参考信号，其中，所述参考信号随所述调制信号的升高而升高、随所述调制信号的降低而降低。36.一种电容式感测系统，包括电容式传感装置和电源管理芯片，所述电源管理芯片用于为所述电容式传感装置供电，其中，所述电容式感测装置为权利要求33-34中任意一项所述的电容式传感装置，所述电源管理芯片提供给电容式传感器的电源电压高于提供给集成有控制电路的芯片的电源电压。37.—种电子设备，包括电容式传感装置，其中，所述电容式传感装置为权利要求33-34中任意一项所述的电容式传感装置。38.—种电子设备，包括电容式感测系统，其中，所述电容式感测系统为权利要求35-36中任意一项所述的电容式感测系统。
【专利摘要】本发明公开了一种电容式传感器、传感装置、感测系统、以及电子设备。所述电容式传感器包括多个传感单元，所述传感单元包括感测电极和传感电路。所述感测电极能够以电容方式耦合到目标物体，所述感测电极用于加载参考信号。所述传感电路包括第三晶体管，所述第三晶体管用于响应感测电极上因目标物体的接近或触摸所引起参考信号的变化，对应产生第二交流信号。所述电容式传感器输出的感测信号较稳定。具有所述电容式传感器的传感装置和感测系统的感测精度较准。具有传感装置或感测系统的电子设备的用户体验较好。
【IPC分类】G06K9/00, G06F3/044
【公开号】CN105224155
【申请号】CN201510612860
【发明人】刘雪春
【申请人】深圳信炜科技有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月23日