入端311，以及通过第二电源输出端353输出第二电源电压给所述第二电源输入端331。所述调制电路359接收接地端357的接地信号以及一驱动信号，对应产生所述调制信号。所述调制信号包括接地信号和驱动信号，驱动信号高于接地信号。优选地，所述调制信号如为接地信号与驱动信号交替出现的周期性方波信号。所述驱动信号如为电源管理芯片35内部产生或外部电路提供。所述调制电路359如包括控制单元和二晶体管，所述控制单元分别控制所述二晶体管交替输出接地信号与驱动信号来形成所述调制信号。
[0262]所述电源管理芯片35通过所述调制端355输出调制信号给所述接地端312和接地端333，其中，所述第一电源输入端311接收到的第一电源电压随所述调制信号的变化而变化，所述第二电源输入端331接收到的第二电源电压随所述调制信号的变化而变化。
[0263]优选地，所述第一电源电压和第二电源电压均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。
[0264]所述第一电源电压经所述调制信号调制后成为一第三电源电压，所述第二电源电压经所述调制信号调制后成为一第四电源电压。
[0265]对应地，所述电容式传感器31中的集成电路的各点电压(如前面所述的感测电极14、24所加载的参考信号)均随调制信号的变化而变化，从而，相较于所述调制信号处于接地信号，当所述调制信号处于驱动信号时，电容式传感器31中的集成电路的各点电压对应变高。类似地，所述控制芯片33中的集成电路的各点电压均随调制信号的变化而变化，从而，在调制信号处于驱动信号时，控制芯片33中的集成电路的各点电压对应变高。
[0266]优选地，所述电容式感测系统3进一步包括第一保护电路37和第二保护电路38。其中，所述第一保护电路37设置在所述第一电源输出端351和第一电源输入端311之间，所述第一保护电路37用于在第三电源电压高于第一电源输出端351处的第一电源电压时，断开第一电源输出端351与第一电源输入端311之间的连接。所述第二保护电路38设置在所述第二电源输出端353和第二电源输入端331之间，所述第二保护电路38用于在第四电源电压高于第二电源输出端353处的第二电源电压时，断开第二电源输出端353与第二电源输入端331之间的连接。
[0267]在本实施方式中，所述第一保护电路37包括第一二极管Dl，所述第一二极管Dl串联于所述第一电源输出端351与第一电源输入端311之间。所述第二保护电路38包括第二二极管D2，所述第二二极管D2串联于所述第二电源输出端353与所述第二电源输入端331之间。
[0268]所述电容式感测系统3进一步包括第一电容C11、第二电容C12、第三电容C13、第四电容C14。其中，所述第一二极管Dl的阳极通过第一电容Cll连接电源管理芯片35的接地端357，第一二极管Dl的阴极通过第二电容C12连接调制端355。所述第二二极管D2的阳极通过第三电容C13连接电源管理芯片35的接地端357，第二二极管D2的阴极通过第四电容C14连接调制端355。
[0269]所述电容式感测系统3进一步包括闪存单元39，所述闪存单元39用于存储程序。在本实施方式中，所述闪存单元39内置在所述控制芯片33中。然，可变更地，在其它实施方式中，所述闪存单元39为一独立的芯片，与所述控制芯片33连接，或者，与所述电源管理芯片35连接。
[0270]关于上述电容式传感器31与控制芯片33各自的结构、以及二者之间的相互作用关系，在此不再赘述。如前所述，优选采用前面各实施方式所述的电容式传感器13、23和控制电路11、21。
[0271]优选地，所述电容式感测系统3为电容式指纹感测系统。
[0272]由上述内容可知，所述电容式感测系统3的电容式传感装置30包括二芯片，从而使得所述电容式感测系统3设计更加灵活。另外，通过控制给各芯片的电压不同，从而一方面提高电容式感测系统3的感测精度，另一方面可以降低电容式感测系统3的制造成本。
[0273]请参阅图25，图25为本发明电容式感测系统的第二实施方式的结构示意图。所述电容式感测系统4与电容式感测系统3的结构基本相同，二者主要区别在于:所述电容式感测系统4的第一保护电路47不同于电容式感测系统3的第一保护电路37 ;所述容式感测系统7的第二保护电路48不同于电容式感测系统3的第二保护电路38。
[0274]具体地，所述第一保护电路47包括第九晶体管T9和第一控制单元470。所述第九晶体管T9包第九控制电极C9、第十七传输电极S17、和第十八传输电极S18 ;所述第九控制电极C9连接所述第一控制单元470，第十七传输电极S17连接第一电源输出端451，第十八传输电极S18连接第一电源输入端411 ;在第三电源电压高于第一电源输出端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。
[0275]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。
[0276]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。
[0277]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。
[0278]电容式传感装置的封装结构
[0279]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。
[0280]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。
[0281]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。
[0282]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。
[0283]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。
[0284]电容式感测模组的组装结构
[0285]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。
[0286]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。
[0287]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:
[0288]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
[0289]与电容式传感装置的接地端150连接，传输调制信号；或者
[0290]与电子设备的设备地连接，传输接地信号。
[0291]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。
[0292]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。
[0293]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。
[0294]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。
[0295]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。
[0296]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。
[0297]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。
[0298]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。
[0299]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。
[0300]电子设备的结构
[0301]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。
[0302]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。
[0303]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】
1.一种电容式感测系统，包括: 电容式传感装置，包括电容式传感器和控制芯片，所述控制芯片用于控制所述电容式传感器执行感测操作；和 电源管理芯片，用于为所述电容式传感器提供第一电源电压，为所述控制芯片提供第二电源电压，其中，第一电源电压不同于第二电源电压。2.根据权利要求1所述的电容式感测系统，其特征在于:所述电容式传感器与所述控制芯片为两颗芯片，其中，所述第一电源电压高于第二电源电压。3.根据权利要求2所述的电容式感测系统，其特征在于:所述电容式传感器与所述控制芯片均采用半导体基板上形成包括互补金属氧化物半导体晶体管的集成电路工艺制成，其中，所述电容式传感器中的晶体管的最小特征特征线宽大于所述控制芯片中的晶体管的最小特征线宽；或者，所述电容式传感器采用绝缘基板上形成包括薄膜晶体管的集成电路工艺制成，所述控制芯片采用半导体基板上形成包括互补金属氧化物半导体晶体管的集成电路工艺制成。4.根据权利要求2或3所述的电容式感测系统，其特征在于:所述电容式传感器包括第一电源输入端，所述控制芯片包括第二电源输入端，所述电源管理芯片包括第一电源输出端和第二电源输出端，其中，所述第一电源输出端与第一电源输入端连接，所述第二电源输出端与所述第一电源输入端连接，所述电源管理芯片通过第一电源输出端输出第一电源电压给所述第一电源输入端，以及通过第二电源输出端输出第二电源电压给所述第二电源输入端。5.根据权利要求4所述的电容式感测系统，其特征在于:所述电容式传感器包括接地端，所述控制芯片包括接地端，所述电源管理芯片包括调制端，所述调制端与所述电容式传感器的接地端和所述控制芯片的接地端分别连接，所述电源管理芯片通过所述调制端输出调制信号给所述二接地端，其中，所述第一电源输入端接收到的第一电源电压随所述调制信号的变化而变化，所述第二电源输入端接收到的第二电源电压随所述调制信号的变化而变化。6.根据权利要求5所述的电容式感测系统，其特征在于:所述第一电源电压和第二电源电压均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。7.根据权利要求6所述的电容式感测系统，其特征在于:所述第一电源电压经所述调制信号调制后成为一第三电源电压，所述第二电源电压经所述调制信号调制后成为一第四电源电压。8.根据权利要求7所述的电容式感测系统，其特征在于:所述电源管理芯片包括接地端，用于连接安装有所述电容式感测系统的电子设备的设备地，所述电容式感测系统进一步包括第一保护电路和第二保护电路，其中，所述第一保护电路设置在所述第一电源输出端和第一电源输入端之间，所述第一保护电路用于在第三电源电压高于第一电源输出端处的第一电源电压时，断开第一电源输出端与第一电源输入端之间的连接；所述第二保护电路设置在所述第二电源输出端和第二电源输入端之间，所述第二保护电路用于在第四电源电压高于第二电源输出端处的第二电源电压时，断开第二电源输出端与第二电源输入端之间的连接。9.根据权利要求8所述的电容式感测系统，其特征在于:所述第一保护电路包括第一二极管，所述第一二极管串联于所述第一电源输出端与第一电源输入端之间；所述第二保护电路包括第二二极管，所述第二二极管串联于所述第二电源输出端与所述第二电源输入端之间。10.根据权利要求9所述的电容式感测系统，其特征在于:所述第一二极管的阳极通过一第一电容连接电源管理芯片的接地端，第一二极管的阴极通过一第二电容连接调制端；所述第二二极管的阳极通过一第三电容连接电源管理芯片的接地端，第二二极管的阴极通过一第四电容连接调制端。
【专利摘要】本发明公开了一种电容式感测系统以及电子设备。所述电容式感测系统包括电容式传感装置和电源管理芯片。电容式传感装置包括电容式传感器和控制芯片，所述控制芯片用于控制所述电容式传感器执行感测操作。电源管理芯片用于为所述电容式传感器提供第一电源电压，为所述控制芯片提供第二电源电压，其中，第一电源电压不同于第二电源电压。所述电容式感测系统以及具有所述电容式感测系统的电子设备的设计灵活性较高。
【IPC分类】G06F3/044
【公开号】CN105138203
【申请号】CN201510611942
【发明人】刘雪春
【申请人】深圳信炜科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月23日