电容指纹检测电路、电容指纹检测装置和电子设备的制作方法

技术特征：
1.一种电容指纹检测电路，其特征在于，所述电容指纹检测电路用于检测感应极板上方的手指与所述感应极板之间形成的待测电容，包括：驱动电路，与所述感应极板连接，用于对所述待测电容进行充放电；运算放大器，与所述感应极板连接，用于接收所述待测电容转移的电荷量，以将所述待测电容的电容信号转换为电压信号，所述电压信号用于获取所述手指的指纹图案；电容器电路，与所述运算放大器连接，用于存储所述待测电容向所述运算放大器转移的电荷量，并用于在所述待测电容向所述运算放大器转移电荷量之前，调整所述运算放大器的初始输出电压。2.根据权利要求1所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述电容器电路包括至少一个电容器、以及与所述至少一个电容器连接的开关单元，所述至少一个电容器用于存储所述待测电容向所述运算放大器转移的电荷量，所述开关单元用于在所述待测电容向所述运算放大器转移电荷量之前，控制对所述至少一个电容器的充放电，以调整所述初始输出电压。3.根据权利要求2所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述至少一个电容器包括第一电容器和第二电容器，所述开关单元包括第一开关、第二开关和第三开关，其中，所述第一开关连接在所述运算放大器的第一输入端和地之间，所述第一电容器的第一端连接所述运算放大器的第一输入端，所述第一电容器的第二端连接所述运算放大器的输出端，所述第二开关连接在所述第一电容器的第一端与所述第二电容器的第一端之间，所述第二电容器的第二端连接所述运算放大器的输出端，第三开关连接在所述第二电容器的第一端和第一预定电压之间。4.根据权利要求3所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述初始输出电压为：；其中，v
out0
为所述初始输出电压，v1为所述运算放大器的第二输入端的电压，v
dd
为电源电压，v
tx
为所述第一预定电压，c0为所述第一电容器的电容值，c1为所述第二电容器的电容值。5.根据权利要求3所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述第一预定电压等于所述电容指纹检测电路的电源电压。6.根据权利要求2所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述至少一个电容器包括第一电容器和第二电容器，所述开关单元包括第一开关、第二开关和第三开关，其中，所述第一开关连接在所述运算放大器的第一输入端和输出端之间，所述第一电容器的第一端连接所述运算放大器的第一输入端，所述第一电容器的第二端连接所述运算放大器的输出端，所述第二电容器的第一端连接所述运算放大器的第一输入端，所述第二开关连接在所述第二电容器的第二端和所述运算放大器的输出端之间，所述第三开关连接在所述第二电容器的第二端与电源电压之间。7.根据权利要求6所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述初始输出电压为：；
其中，v
out0
为所述初始输出电压，v1为所述运算放大器的第二输入端的电压，v
dd
为所述电源电压，c0为所述第一电容器的电容值，c1为所述第二电容器的电容值。8.根据权利要求3至7中任一项所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述电容指纹检测电路还包括控制电路，所述控制电路用于：在第一时段，控制所述第一开关和所述第三开关闭合，所述第二开关断开；在第二时段，控制所述第一开关和所述第三开关断开，所述第二开关闭合。9.根据权利要求3至7中任一项所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述第一电容器的第一端为所述第一电容器的下极板，所述第一电容器的第二端为所述第一电容器的上极板；所述第二电容器的第一端为所述第二电容器的下极板，所述第二电容器的第二端为所述第二电容器的上极板；所述运算放大器的第一输入端为所述运算放大器的负输入端，所述运算放大器的第二输入端为所述运算放大器的正输入端。10.根据权利要求1至7中任一项所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述驱动电路包括充放电开关，所述充放电开关连接在所述感应极板和第一预定电压之间，所述感应极板与所述运算放大器之间连接有电荷转移开关，所述电容指纹检测电路还包括控制电路，所述控制电路用于：在第三时段，控制所述充放电开关闭合、所述电荷转移开关断开，以由所述第一预定电压向所述待测电容充电；在第四时段，控制所述充放电开关断开、所述电荷转移开关闭合，以使所述待测电容向所述运算放大器转移电荷量。11.根据权利要求1至7中任一项所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述电容指纹检测电路与所述感应极板之间设置有屏蔽层，所述屏蔽层与所述感应极板之间形成第一寄生电容，所述电容指纹检测电路还包括屏蔽层电路，所述屏蔽层电路与所述屏蔽层连接，用于阻止所述第一寄生电容向所述运算放大器转移电荷量。12.根据权利要求11所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述屏蔽层电路包括第四开关和第五开关，所述第四开关连接在第一预定电压和所述屏蔽层之间，所述第五开关连接在第二预定电压与所述屏蔽层之间，所述第二预定电压等于所述运算放大器的第二输入端的电压。13.根据权利要求12所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述电容指纹检测电路还包括控制电路，所述控制电路用于：在第三时段，控制所述第四开关闭合，所述第五开关断开；在第四时段，控制所述第四开关断开，所述第五开关闭合。14.根据权利要求1至7中任一项所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述电容指纹检测电路还包括抵消电路，所述抵消电路与所述感应极板连接，所述抵消电路用于抵消所述感应极板与地之间形成的第二寄生电容。15.根据权利要求14所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述抵消电路包括抵消电容、第六开关、第七开关、第八开关和第九开关，所述第七开关连接在所述抵消电容的第一端与第三预定电压之间，所述第八开关连接在所述抵消电容的第一端与第一预定电压之
间，所述第九开关连接在所述抵消电容的第二端和地之间，所述第六开关连接在所述抵消电容的第二端和所述感应极板之间。16.根据权利要求15所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述电容指纹检测电路还包括控制电路，所述控制电路用于：在第三时段，控制所述第八开关和第九开关闭合，所述第六开关和所述第七开关断开；在第四时段，控制所述第八开关和所述第九开关断开，所述第六开关和所述第七开关闭合。17.根据权利要求15或16所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述第三预定电压为：；其中，v
dac
为所述第三预定电压，cp1和cp2分别为第一寄生电容和所述第二寄生电容的电容值，v1为所述运算放大器的第二输入端的电压，v0为第二预定电压，cx为所述抵消电容的电容值，v
tx
为第一预定电压。18.根据权利要求15或16所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述抵消电容的第一端为所述抵消电容的下极板，所述抵消电容的第二端为所述抵消电容的上极板。19.根据权利要求1至7中任一项所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述运算放大器为斩波运算放大器。20.根据权利要求1至7中任一项所述的电容指纹检测电路，其特征在于，所述运算放大器输出的所述电压信号为：v
out
=v
out0-n*
△vout
；其中，v
out
为所述电压信号，v
out0
为所述初始输出电压，n为所述待测电容向所述运算放大器转移电荷量的次数，
△vout
为单次转移电荷量前后所述运算放大器输出的电压差，n为大于1的正整数。21.一种电容指纹检测装置，其特征在于，包括：多个根据权利要求1至20中任一项所述的电容指纹检测电路组成的阵列；以及，处理电路，用于根据多个电容指纹检测电路输出的电压信号，获取手指的指纹图案。22.一种电子设备，其特征在于，包括：根据权利要求21所述的电容指纹检测装置。

技术总结
本申请提供一种电容指纹检测电路、电容指纹检测装置和电子设备，能够采集到更多的指纹信息，具有更好的检测性能。所述电容指纹检测电路用于检测感应极板上方的手指与所述感应极板之间形成的待测电容，包括：驱动电路，与所述感应极板连接，用于对所述待测电容进行充放电；运算放大器，与所述感应极板连接，用于接收所述待测电容转移的电荷量，以将所述待测电容的电容信号转换为电压信号，所述电压信号用于获取所述手指的指纹图案；电容器电路，与所述运算放大器连接，用于存储所述待测电容向所述运算放大器转移的电荷量，并用于在所述待测电容向所述运算放大器转移电荷量之前，调整所述运算放大器的初始输出电压。运算放大器的初始输出电压。运算放大器的初始输出电压。


技术研发人员：杨博新 王程左 杜灿鸿 程雷刚
受保护的技术使用者：深圳市汇顶科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2023/1/13