器衬垫，并且传感器衬垫120把驱动信号传递给与指纹检测装置接触的手指后，可W接收 其响应信号。
[0059] 外圈110可W由能够施加驱动信号的多种材料如塑料、金属等构成，并且可构成 为在进行指纹检测的传感器的至少一部分的边缘突出的形态。 W60] 图2中示出了外圈110作为用于施加驱动信号的外部电极而配备的情形，但是根 据本发明的另一实施例，部分电子设备中不存在外圈110,并且给多个传感器衬垫120传递 驱动信号的功能可W由指纹检测装置内的其他构成要素（例如，配备于传感元件内部的电 路元件等）来实现。
[0061] 根据一实施例的传感器衬垫120是用于识别根据手指指纹的谷线和脊线引起的 静电容量的变化的基本单位，并且至少一个传感器衬垫120连接于传感电路140,从而可W 检测根据驱动信号的施加而产生的来自手指的响应信号。
[0062] 多个传感器衬垫120可W是圆形、四边形或菱形形状，但是也可W是其他形态，并 且可W是均匀形态的多边形形态。传感器衬垫120可W由邻接的多边形矩阵形态排列
[0063] 人的手指与指纹检测装置接触的情况下，手指与传感器衬垫120之间形成的静电 容量可W根据手指的哪个部位与传感器衬垫120接触而具有不同的值。
[0064] 具体地，根据手指指纹的谷线（valley)和脊线（ridge)而形成的静电容量不同， 并且指纹检测装置通过运样的静电容量的差异来获取指纹图像。 阳0化]根据一实施例的传感器阵列130可W由形成多个行和列而布置的多个传感器衬 垫120构成，并且传感器阵列130可W把多个传感器衬垫120输出的响应信号传递给传感 器电路140。
[0066] 根据一实施例的传感器电路140为接收来自传感器衬垫120的输出信号的电路， 其把相关输出信号传递给传感信号调节部200。根据一实施例，传感器电路140包括至少 一个放大器及至少一个阻抗元件，从而可基于放大器的增益及阻抗大小把响应信号放大输 出。
[0067] 根据一实施例，构成指纹检测装置的各传感器衬垫120可具有一个传感电路140， 并且根据另一实施例，一个传感电路140可W接收来自多个传感器衬垫120的输出信号。 W側各传感器衬垫120自身的操作环境因在传感器阵列130内的传感器衬垫120的 位置、根据工艺设计产生的传感器衬垫120的设计差异、溫度和湿度等的环境差异而不 同。从而，从传感电路140输出的响应信号数据包括各个传感器衬垫120分别产生的偏移 (offset)。
[0069] 传感信号调节部200可通过在所输出的传感信号中适当调节偏移，从而调节传感 信号的电平。
[0070] 根据本发明的一实施例，传感信号调节部200可通过如下方法调节传感信号：在 施加驱动信号之前检测偏移，从而在随着施加驱动信号而产生的传感信号中减去所述偏 移。
[0071] 并且，根据本发明的另一实施例，传感信号调节部200可W利用把传感信号的电 平上升或下降到基准电平的方法来调节传感信号。根据本发明的一实施例的传感信号调节 部200包括采样及保持部，该采样及保持部对从传感电路140输出的响应信号（即传感信 号）的数据进行取样并保留，并且保存该值部。并且根据本发明的另一实施例的传感信号 调节部200可W包括编程增益放大器（PGA)和差动信号发生器值SG)中的一个或两个，所 述可编程增益放大器（PGA)把传感信号数据W-定比例放大，所述差动信号发生器值SG) 把从PGA接收的放大信号转换成差动信号值iff erential Signal)。 阳072] 模拟数字转换器（ADC，Analog to Digital Converter)可W实现把模拟形态的传 感数据转换成数字信号的功能。通过ADC转换成数字形态的数据被储存于指纹检测装置的 存储器中，并且指纹检测装置可W通过转换成数字形态的相关数据得到指纹图像。
[0073] 根据一实施例的指纹检测装置可W包括驱动装置，并且驱动装置可W包括：指纹 信息处理部、存储器及控制部，并且可W由一个W上的集成电路（IC)忍片实现。
[0074] 存储器可W存储通过ADC转换成数字形态的数据及用于指纹位置检测、指纹面积 计算、指纹图像的谷线和脊线区分等的预定的数据或实时收到的数据。
[00巧]指纹情报处理部可W通过存储于存储器的数字形式的数据的电压值计算手指指 纹的接触与否、接触的指纹的面积及指纹的谷线和脊线的区分等，从而生成必要的信息。
[0076] 控制部可W包括微控制单元（micro control unit,MCU)，并且可W控制传感信号 调节部200、ADC 300、指纹信息处理部、存储器等执行自身功能，具体地，可W控制包含于指 纹检测装置的开关的开/关等。控制部可W通过固件进行预定的信号处理。
[0077] 图3为示出根据本发明的一实施例的指纹检测装置的构造中的一部分的图。
[0078] 图3中示出的指纹检测装置采用静电容量方式，并且包括：包括多个传感器衬垫 120的传感器阵列130及传感电路140。
[0079] 为了在指纹检测装置中检测根据指纹的谷线和脊线而引起的静电容量的变化，把 驱动信号Vd"施加到手指，并且在传感电路140中通过传感器衬垫120检测手指的响应信 号。
[0080] 根据一实施例，所述驱动信号Vd"可W通过外部电极（例如布置于指纹检测装置 的周围的外圈等的驱动电极）施加到手指，或者根据另一实施例，驱动信号Vd"也可W在没 有外部电极的情况下施加到手指。
[0081] 传感电路140可W根据手指的谷线和脊线与传感器衬垫之间的距离引起的静电 容量的差异输出不同的检测信号。
[00間【数学式1】
[0084] 数学式1为图3的指纹检测装置中，求出根据手指指纹的谷线和脊线的电压大小 的公式。
[00财参考数学式l，v。。,指的是输出电压、Vf。:指的是基准电压、C W指的是反馈电容器的 静电容量。Vd"指的是驱动信号、C fmgM指的是手指接触传感器衬垫时形成的静电容量。
[0086] 图4为示出根据本发明的一实施例的由于各个传感器衬垫120根据指纹检测装置 的操作环境而产生的的偏移的影响而变得不同的响应信号的形态的图。
[0087] 图4中寄生电容Cp指的是传感器衬垫120中附带的电容，并且是因传感器衬垫 120、构成指纹检测装置的信号排线、传感器衬垫和手指间的保护层等形成的一种寄生电 容。寄生电容Cp可W包括由传感器阵列130或周边部产生的任意的寄生电容。
[00蝴图4中的空气电容C。。指的是形成于手指指纹的谷线和脊线与传感器衬垫120之 间的静电容量。静电容量的大小随着间距的减少而增大，所W指纹的谷线（valley)和传感 器衬垫120之间的距离增大的话，空气电容C。。会变小。
[0089] 假设图4中的（a)为平均的指纹识别情况。据此，通常手指指纹的脊线（ridge) 和传感器衬垫120之间形成的静电容量Cfidg。和寄生电容C P的和，大于手指指纹的谷线 (valley)和传感器衬垫120之间形成的空气电容Qu和寄生电容C P的和。
[0090] 上述的数学式1中，CfiWM指的是手指与传感器衬垫120接触时形成的静电电容， 其根据与手指的谷线和脊线中的哪一部分接触而分为CfigM fidg。和C 值。数学式1 中，输出的电压乂。。派据〔。86^;<186和〔。86,_、。1的中的哪一个值适用于〔。。86加输出如乂14<186和 Vvalle准等不同的值。
[0091] 旨P，指纹检测装置通过Vfldg。和Vyglky值的差异来判别谷线和脊线与传感器衬垫 120接触时的差异。
[0092] 但是，指纹的脊线与传感器衬垫120之间所形成的静电容量和指纹的谷线与传感 器衬垫120之间所形成的静电容量的差根据手指指纹的状态、指纹检测装置的操作状况、 外部环境或各传感器衬垫120的环境（例如传感器衬垫的位置、因工艺设计而产生的传感 器衬垫之间的差异）等的变化而可能不同。
[0093] 并且，形成于指纹的脊线与传感器衬垫120之间的静电电容和指纹的谷线与传感 器衬垫120之间所形成的静电容量的差在相同的情况下，两个电压值的平均电平也可能不 同。
[0094] 例如，Vridge与V valley之差虽然维持0. 2V，但是在某些情况下，各值可W是1.0 V和 0. 8V (平均电平0. 9V)，并且在另一情况下随着维持0. 6V和0. 4V (平均电平0. 5V)，其差可 W维持0.2V。根据运些电压的平均电平之差（即，偏移）而由指纹检测装置得到的指纹图 像的一部分会变得较深或者模糊。目P，根据传感器阵列130的操作环境或设计工艺，会产生 各传感器衬垫120自身的变化（Pixel variation)从而产生响应信号的偏移变化，其结果， 即便把同一个手指持续置于传感器阵列中，输出的指纹图像的品质也不均匀。
[0095] 目P，如图4的化）中所示，根据指纹检测装置的内部设计的差异、或者各传感器衬 垫120自身的操作环境引起的变化（pixel variation)，各传感器衬垫120得到的电平及偏 移等级也会不同。并且，把运些输出信号的电平不恒定的指纹图像直接提取成数据或放大 的情况下，无法有效地消除噪声，并且会导致输出的指纹图像品质的降低。
[0096] 所W，根据手指指纹与传感器衬垫之间的静电容量变化，在不同操作环境下的指 纹检测装置为了使在传感器阵列130内的各个传感器衬垫120的位置处所得到的电平变得 恒定，需要W基准电压为基础消除从传感器衬垫120得到的电平的偏移的传感信号调节部 200。
[0097] W下，参考图5至图7,对根据本发明的一实施例，由传感信号调节部200在施加驱 动信号之前检测偏移，从而从施加有驱动信号时的传感信号中减去所述偏移的传感信号调 节方法进行说明。
[0098] 此时，作为传感信号调节部200的一个构成要素的采样及保持部210由数据采样 及保持部211及偏移采样及保持部212的并联连接来构成，并且作为传感信号调节部200 的另一构成要素还可W包括PGA 230。
[0099] 图5为图3的指纹检测装置的驱动信号￥."和、根据传感电路140内开关的操作 而由传感电路140输出的检测信号的时序图。
[0100] 图5中对于各开关Sl~S3用高电平化igh)表示的是接通状态，用低电平（low) 表示的是断开状态。并且对于驱动信号Vdfy用高电平表示的是施加有驱动信号V d"，用低电 平表示的是没有施加驱动信号Vd"的状态。根据一实施例，驱动信号V 4"可W是被时钟信号 控制的脉冲信号，也可W是具有预定的频率的AC电压或者DC电压等。 阳101] 参考图5, Sl为连接传感器衬垫120及传感电路140的输入开关，S2为连接于反 馈电容器Cpe的两端的反馈开关，S3为把传感电路140的输出即检测信号0UTPUT(或输出 信号）传递给后端的采样及保持部等的输出开关。 阳102] 指纹检测装置每一帖可接收至少一次的驱动信号Vd"。本说明书中，"帖"指的是 完成针对包含于传感器阵列130的所有传感器衬垫120的指纹检测动作的时间单位。 阳10引参考图5,