(1/2)+1、(1/2)-1，并分別通過第二信號線G22和第三信號線G23并行傳輸給處理電路113。所述處理電路113根據所述第二交流信號(I/2)+1、(1/2) -1獲知有目標物體接近或觸摸此感測電極14。
[0185]如上所述，區域B1中的第一行傳感單元131被掃描完成。接下來，可以采用逐行掃描或隔行掃描的方式對區域B1中的其它行的傳感單元131進行如上類似掃描，從而完成對整個區域B1的掃描。類似地，依次完成對其它區域B2、B3、和Μ的掃描，進而完成對整個電容式傳感器13的掃描。關于對于區域Β1中的其它行傳感單元131、和其它區域Β2、Β3、和B4的傳感單元131的具體掃描過程，此處不再贅述。
[0186]由于本實用新型電容式傳感器13的傳感單元131輸出的差分電流信號，所述差分電流信號穩定，不易受電路中寄生電容(如控制電極C3與接地線133之間的寄生電容、第二、第三信號線G22、G23與接地線133之間的寄生電容等)的影響，故，所述電容式傳感器13輸出的感測信號較強且穩定。相應地，所述電容式傳感裝置1的控制電路11接收的是來自電容式傳感器13的感測信號為差分電流信號，因此，所述電容式傳感裝置1的感測精度可以得到提高，從而有利于提升用戶體驗。
[0187]在上面實施方式的工作原理中，以所述時間T包括二充電時段tl和t3、以及二感測時段t2和t4為例進行說明，然，可變更地，在其它實施方式中，所述時間T包括二放電時段tl和t3、以及二感測時段t2和t4，相應地，所述調制信號Μ的驅動信號為負電平，所述參考信號產生電路117提供給差分對管D的第一參考信號R1與第二參考信號R2對應為負電平，即，對感測電極14、第三控制電極C3、以及第四控制電極C4進行放電，此放電時間段即被定義為放電時段。
[0188]請參閱圖14，圖14為本實用新型電容式傳感裝置的第二實施方式的電路結構示意圖。電容式傳感裝置2與電容式傳感裝置1的區別在于:第一，電容式傳感裝置2的電容式傳感器23的傳感單元231的結構略不同于電容式傳感裝置1的電容式傳感器13的傳感單元131的結構；第二，電容式傳感裝置2的控制電路21控制電容式傳感器23執行感測的工作原理略不同于電容式傳感裝置1的控制電路11控制電容式傳感器13執行感測的工作原理。下面對電容式傳感裝置2與電容式傳感裝置1相區別的結構以及工作原理進行相關說明，然，電容式傳感裝置2與電容式傳感裝置1的較相似或相同之處，此處不再贅述，對于本領域的技術人員，其根據前面對電容式傳感裝置1的結構與工作原理的描述，能夠無需創造性勞動自然擴展到所述電容式傳感裝置2上。
[0189]請一并參閱圖15與圖16，圖15為圖14所示一列方向上相鄰二傳感單元231的電路結構示意圖。圖16為圖14的電容式傳感裝置2的部分電路結構示意圖。以下描述以二相鄰傳感單元231、且目標物體為手指F為例進行說明，其它傳感單元231的結構與工作原理類似，不再贅述。所述傳感電路25包括轉換電路251。所述轉換電路251用于響應感測電極24因手指F的接近或觸摸所引起參考信號的變化，而對應產生第二交流信號。優選地，所述轉換電路251轉換感測電極24因手指F的接近或觸摸所引起參考信號的變化量為第一交流信號，并疊加所述第一交流信號至一第二恒定直流信號上，對應產生所述第二交流信號。優選地，所述第一交流信號與第二交流信號均為電流信號。然，在其它實施方式中，所述第二交流信號也可為電壓信號。
[0190]在本實施方式中，所述轉換電路251包括第三晶體管Ν3。所述第三晶體管Ν3響應感測電極24因手指F的接近或觸摸所引起參考信號的變化，而對應產生第二交流信號。優選地，所述第三晶體管Ν3對感測電極24因目標物體的接近或觸摸所引起的參考信號的變化量進行轉換以及放大，對應產生所述第二交流信號。
[0191]所述第三晶體管Ν3用于與相鄰傳感單元231的第三晶體管Ν3組成差分對管(未標示)。例如，對于一傳感單元231的第三晶體管Ν3:用于與行方向上相鄰的傳感單元231的第三晶體管Ν3形成差分對管；或/和，用于與列方向上相鄰的傳感單元231的第三晶體管Ν3形成差分對管。
[0192]優選地，所述各傳感單元231的第三晶體管N3用于分時與行方向和列方向上不同位置的相鄰傳感單元231的第三晶體管N3分別組成差分對管。S卩，任意相鄰的二傳感單元231用于組成一傳感單元組233 (見圖15)。在本實施方式中，同一列的傳感單元231共用一電流源211，同一行中相鄰的傳感單元231的第三晶體管N3在需要組成差分對管時，共用一電流源211 (見圖14)。
[0193]在電容式傳感器23執行感測時，與同一電流源211相電連接的二相鄰且被激活的傳感單元231中的第三晶體管N3形成差分對管，所述二相鄰且被激活的傳感單元231中的第三晶體管N3的第五傳輸電極P5電連接同一電流源211。由差分對管的元件性質，對于所述二相鄰且被激活的傳感單元231:不管是其中一個傳感單元231還是兩個傳感單元231中的感測電極24被目標物體接近或觸摸所引起參考信號的變化時，所述二傳感單元231中的第三晶體管N3于第六傳輸電極P6上分別形成第二交流信號，且二第三晶體管N3分別形成的第二交流信號同幅同頻反相，為差分信號，二者之和與所述電流源211提供的第一恒定直流信號相等。
[0194]優選地，所述各傳感單元231的傳感電路25進一步包括第一開關單元Q1。所述第一開關單元Q1連接于第五傳輸電極P5與所述電流源211之間，用于控制是否在所述第五傳輸電極P5與所述電流源211之間進行電流傳輸。
[0195]所述第一開關單元Q1包括第一晶體管N1。所述第一晶體管N1包括第一控制電極V1、第一傳輸電極P1、和第二傳輸電極P2。所述第一控制電極VI用于響應一掃描信號對應控制第一傳輸電極P1與第二傳輸電極P2之間是否導通。第一傳輸電極P1用于連接所述電流源211。第二傳輸電極P2用于連接所述第五傳輸電極P5。
[0196]優選地，所述第一開關單元Q1進一步包括第二晶體管N2。所述第二晶體管N2包括第二控制電極V2、第三傳輸電極P3、和第四傳輸電極P4。所述第二控制電極V2用于響應一掃描信號對應控制第三傳輸電極P3與第四傳輸電極P4之間是否導通。第三傳輸電極P3用于連接第二傳輸電極P2。
[0197]更優選地，所述傳感電路25進一步包括第二開關單元Q2。所述第二開關單元Q2用于控制是否傳輸第一參考信號給第三控制電極V3。第三晶體管N3與感測電極24相關聯，因此，第二開關單元Q2對應控制是否傳輸參考信號給所述感測電極24。
[0198]在本實施方式中，所述第三控制電極V3與所述感測電極24為二電極，所述第三控制電極V3直接連接所述感測電極24。在其它實施方式中，所述第三控制電極V3也可通過限流元件連接連接所述感測電極24，所述限流元件包括電阻，起到防ESD的作用。另外，所述第三控制電極V3與所述感測電極24也可為同一電極。
[0199]優選地，所述第二開關單元Q2包括第五晶體管N5。所述第五晶體管N5包括第五控制電極V5、第九傳輸電極P9、和第十傳輸電極P10。其中，第五控制電極V5用于響應一掃描信號而對應控制第九傳輸電極P9與第十傳輸電極P10是否導通。第九傳輸電極P9用于接收第一參考信號。第十傳輸電極P10連接第三控制電極V3。
[0200]更優選地，所述傳感電路25進一步包括第一補償單元U1。所述第一補償單元U1設置在第十傳輸電極P10與第三控制電極V3之間，用于補償第五晶體管N5關閉時第十傳輸電極P10與第三控制電極V3之間的電壓。
[0201]優選地，所述第一補償單元U1包括第七晶體管N7。所述第七晶體管N7包括第七控制電極V7、第十三傳輸電極P13、和第十四傳輸電極P14。其中，第七控制電極V7用于響應一掃描信號而控制第十三傳輸電極P13和第十四傳輸電極P14是否導通。第十三傳輸電極P13連接第十傳輸電極P10。第十四傳輸電極P14連接第三控制電極V3。第十三傳輸電極P13和第十四傳輸電極P14短接。
[0202]第七晶體管N7用于和第五晶體管N5交替導通，導通的第七晶體管N7在第五晶體管N5截止時補償第三控制電極V3與第十傳輸電極P10之間的電壓。
[0203]請再參閱圖15與圖16,所述電容式傳感器23進一步包括多個掃描線群組G3、多個信號線群組G4、和多條參考信號線X。其中，所述掃描線群組G3用于傳輸掃描線信號給所述多個傳感單元231。所述信號線群組G4用于在所述多個傳感單元231與所述控制電路21之間傳輸電流信號。所述多條參考信號線X用于傳輸第一參考信號給所述多個傳感單元231。
[0204]所述掃描線群組G3包括第一掃描線G31、第二掃描線G32、第三掃描線G33、和第四掃描線G34。所述信號線群組G4包括第一信號線G41、第二信號線G42、和第三信號線G43。
[0205]對于位于同一列的二相鄰傳感單元231:—傳感單元231中的第三晶體管N3的第六傳輸電極P6用于與第二信號線G42連接，另一傳感單元231中的第三晶體管N3的第六傳輸電極P6用于與第三信號線G43連接；所述二相鄰傳感單元231的第三晶體管N3的第五傳輸電極P5通過同一第一信號線G41相連接。
[0206]對于每一信號線群組G4:所述第一信號線G41、第二信號線G42、和第三信號線G43沿列方向延伸，且所述第一信號線G41、第二信號線G42、和第三信號線G43沿行方向依次排布。
[0207]在本實施方式中，奇數行的傳感單元231均連接第二信號線G42,偶數行的傳感單元231均連接第三信號線G43。可變更地，在其它實施方式中，奇數行的傳感單元231均連接第三信號線G43,偶數行的傳感單元231均連接第二信號線G42。
[0208]第一掃描線G31與第二掃描線G32絕緣交叉排列。
[0209]優選地，同一列的第一晶體管N3的控制電極V3連接至同一第一掃描線G31。同一行的第二晶體管N2的第二控制電極V2連接到同一第二掃描線G32。同一行的第五晶體管N5的第五控制電極V5連接到同一第三掃描線G33。同一行的第七晶體管N7的第七控制電極V7連接到同一第四掃描線G34。同一行的第五晶體管N5的第九傳輸電極P9連接到同一參考信號線X。
[0210]由于電容式傳感器23的多個傳感單元231響應感測電極24因目標物體的接近或觸摸所引起參考信號的變化，而對應產生第二交流信號給控制電路21，因此，電容式傳感器23輸出的感測信號較強且穩定性較高。
[0211]所述電容式傳感裝置2的工作原理如下。
[0212]在本實施方式中，優選地，所述電容式傳感裝置2采用分塊掃描的方式工作。然，在其它實施方式中，也可無需分塊掃描，而是每一次完整掃描一行，通過多次掃描，完成對整個電容式傳感器23的所有傳感單元231的掃描。
[0213]請一并參閱圖17,圖17為電容式傳感器23的方框結構示意圖。與圖13類似，圖14所示的多個傳感單元231被分成了 4個區域，分別為Jl、J2、J3、和J4。所述掃描區塊J1中的多個傳感單元231按行列排列的方式被分別標示為all?a55,掃描區塊J2中與傳感單元a55相鄰的傳感單元被標示為a56，掃描區塊J3中與傳感單元a55相鄰的傳感單元被標示為a65。此處，主要以對掃描區塊J1內的傳感單元231的掃描方式為例進行說明，其它掃描區塊J2、J3、和J4內的傳感單元231的掃描方式類似，此處不再贅述。另外，掃描驅動電路215驅動第一開關單元Q1與第二開關單元Q2交替導通的工作原理，傳感電路25在充電時段提供第一參考信號給第三控制電極V3進行充電，在感測時段停止提供第一參考信號給第三控制電極V3，感測電極24對應在感測時段執行感測的工作原理均與電容式傳感裝置1的工作原理類似，此處也不再贅述。下面主要對電容式傳感裝置2與電容式傳感裝置1的工作原理不同之處進行說明。
[0214]首先，需要說明的是，例如，對于電容式傳感裝置2為指紋傳感裝置而言，一般地，相鄰的指紋脊與指紋谷之間通常設置多個傳感單元231。
[0215]其次，由于電容式傳感裝置1的傳感單元131均各自包括一差分對管D，因此，所述傳感單元131感測得到的第二交流信號為絕對值，控制電路11通過對各個傳感單元131輸出的感測信號進行比較，則可對應獲得指紋圖像信息。相對地，由于電容式傳感裝置2的相鄰傳感單元231的第三晶體管N3用于組成一差分對管，因此，每一傳感單元231感測得到的第二交流信號并非為如上述所述的絕對值。
[0216]為了獲得指紋圖像信息，優選地，需要每一傳感單元231的第三晶體管N3與其行方向和列方向均相鄰的傳感單元231的第三晶體管N3分別形成差分對管，從而，獲得多組感測數值，再對獲得的相鄰感測數值做減法運算得到多組感測差值，所述控制電路21通過對所述多組感測差值進行比較，則可對應獲得指紋圖像信息。
[0217]所述控制電路21對所述掃描區塊J1中的多個傳感單元231的掃描過程如下:
[0218]首先，所述控制電路21先單獨對第一行的傳感單元231進行第一次掃描，此時，傳感單元all中的第三晶體管N3與傳感單元al2中的第三晶體管N3組成差分對管，傳感單元al3中的第三晶體管N3與傳感單元al4中的第三晶體管N3組成差分對管，所述控制電路21分別獲得感測信號Yl、Y2。
[0219]所述控制電路21再單獨對第一行的傳感單元231進行第二次掃描，此時，傳感單元al2中的第三晶體管N3與傳感單元al3中的第三晶體管N3組成差分對管，傳感單元al4中的第三晶體管N3與傳感單元al5中的第三晶體管N3組成差分對管，所述控制電路21分別獲得感測信號Y3、Y4。
[0220]控制電路21對獲得的感測信號Υ1、Υ3、Υ2、Υ4依次做減法運算，分別獲得感測差值 ΛΥ1、Λ Υ2、ΛΥ3。
[0221]接下來，控制電路21同時對第一行和第二行的傳感單元231進行掃描，同一列相鄰的二傳感單元231，如all與a21，的第三晶體管N3組成差分對管，所述控制電路21分別獲得感測信號Y5、Y6、Y7、Y8、Y9 (未標示)。
[0222]控制電路21對獲得的感測信號Y5、Y6、Y7、Y8、Y9依次做減法運算，分別獲得感測差值Λ Υ4、Λ Υ5、Λ Υ6、Λ Y7(未標示)。
[0223]再接下來，控制電路21單獨對第二行的傳感單元231進行第一次掃描，其中，傳感單元a21中的第三晶體管N3與傳感單元a22中的第三晶體管N3組成差分對管，傳感單元a23中的第三晶體管N3與傳感單元a24中的第三晶體管N3組成差分對管，所述控制電路21分別獲得感測信號Y10、Y11 (未標示)。
[0224]所述控制電路21再單獨對第二行的傳感單元231進行第二次掃描，其中，傳感單元a22中的第三晶體管N3與傳感單元a23中的第三晶體管N3組成差分對管，傳感單元a24中的第三晶體管N3與傳感單元a25中的第三晶體管N3組成差分對管，所述控制電路21分別獲得感測信號Y12、Y13 (未標示)。
[0225]控制電路21對獲得的感測信號Y10、Y12、Yll、Y13依次做減法運算，分別獲得感測差值Λ Y8、Λ Y9、Λ Y10 (未標示)。
[0226]接下來，控制電路21同時對第二行和第三行的傳感單元231進行掃描。
[0227]按照如上掃描方式，對掃描區塊內J1的其它行的傳感單元231進行掃描，類似地，對其它掃描區塊J2、J3、J4的傳感單元231進行掃描，從而完成對所有傳感單元231的掃描，獲得多組感測差值Λ Υ1、Λ Υ2，…，所述控制電路21比較獲得的多組感測差值來獲知指紋圖像信息。
[0228]需要說明的是，為了感測更精準，對于掃描區塊J1邊緣的傳感單元231的:還需要與其它相鄰掃描區域J2、J3的傳感單元231的第三晶體管Ν3組成差分對管，獲得感測信號。例如，以傳感單元a55為例:傳感單元a55中的第三晶體管Ν3與傳感單元a56與a65中的傳感單元a55再分別組成差分對管。
[0229]上面對控制電路21控制傳感單元231執行掃描操作做了一般性的說明，然，本實用新型電容式傳感裝置2的掃描方式并不限于以上所述，對于本領域的技術人員而言，其在不付出創造性勞動的基礎上，根據本實用新型上述說明內容所做出的其它變更實施方式均應落入本實用新型的保護范圍。
[0230]由于本實用新型電容式傳感器23的傳感單元231輸出的電流信號，所述電流信號穩定，不易受電路中寄生電容(如控制電極C3與接地線133之間的寄生電容、第二、第三信號線G22、G23與接地線133之間的寄生電容等)的影響，故，所述電容式傳感器23輸出的感測信號較強且穩定。相應地，所述電容式傳感裝置2的控制電路21接收的是來自電容式傳感器23的感測信號為電流信號，因此，所述電容式傳感裝置2的感測精度可以得到提高，從而有利于提升用戶體驗。
[0231]請參閱圖18,圖18為本實用新型電容式傳感裝置的其它變更實施方式的示意圖。在圖18中，僅示出一傳感單元的電路圖。其中，傳感單元331包括感測電極34和與感測電極連接的傳感電路35。所述傳感電路35用于轉換感測電極34因目標物體的接近或觸摸所引起參考信號的變化量為相應的電流信號，并通過輸出端A1輸出給信號線(圖未示)，所述信號線傳輸電流信號給控制電路(圖未示)，所述控制電路根據所述電流信號獲知相應的感測信息。可見，傳感單元331輸出的感測信號為電流信號，此感測信號為一絕對值。
[0232]具體地，所述傳感電路包括轉換電路351和開關單元353。所述轉換電路351包括運算放大器36、晶體管37、和電阻R。感測電極34連接運算放大器36的同相端，所述運算放大器36的反相端用于通過電阻R連接至地。開關單元353包括晶體管38和晶體管39，二者形成二級開關，其各自的控制端El、E2用于響應掃描信號而對應控制晶體管38、39是否導通。其中，晶體管37與晶體管38連接。所述傳感電路35產生的感測信號通過開關單元353輸出到輸出端A1。
[0233]需要再說明的是，本實用新型上述的各種實施方式的電容式傳感裝置優選采用自電容方式執行感測操作，然，本實用新型并非以此為限，對于上述的各種實施方式的電容式傳感裝置也可采用互電容方式執行感測操作。對于采用互電容方式執行感測操作時，所述各種實施方式的電容式傳感裝置進一步包括驅動電極，如環繞所述電容式傳感器的驅動環，所述驅動電極用于接收驅動信號，所述感測電極用于輸出感測信號。當目標物體觸摸電容式傳感裝置時，可以觸摸到驅動電極，從而將驅動信號傳輸給目標物體，進而作用于與目標物體形成電容耦合的感測電極，從而形成互電容感測。關于電容式傳感裝置的其它元件的工作原理與上述所述工作原理類似，此處不再贅述。
[0234]電容式傳感裝置-芯片組
[0235](一)電容式傳感裝置
[0236]目前，現有的電容式傳感裝置，如指紋傳感裝置，一般是基于硅晶圓上制作CMOS集成電路。然，由于電容式傳感器的面積一般占到整個電容式傳感裝置的面積的約80%，因此，電容式傳感裝置所需消耗的硅晶圓的材料較多，導致制造成本較高，另外，電容式傳感器的面積較大，也會受到硅晶圓制造廠的產能限制，從而影響電容式傳感裝置的產能。
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