一種指紋檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種指紋檢測裝置及方法，所述裝置包括：按照預定排布規(guī)則排布的多個檢測單元，所述多個檢測單元用于檢測用戶的指紋信息；所述多個檢測單元中的每個檢測單元包括：感應模塊，保護環(huán)和驅動模塊；其中，所述保護環(huán)設置在所述感應模塊的周圍，所述驅動模塊與所述保護環(huán)連接，所述驅動模塊用于驅動所述檢測單元。
【專利說明】
一種指紋檢測裝置及方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電子技術領域，特別涉及一種指紋檢測裝置和方法。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的不斷發(fā)展，越來越多的電子設備進入人們的工作和生活中，比如智能手機、平板電腦等。為了提高電子設備的安全性，很多電子設備都設置有指紋識別裝置，通過識別用戶的指紋對用戶的身份進行認證，以提高電子設備的安全性。
[0003]但是本申請發(fā)明人在實現(xiàn)本申請實施例中技術方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術中至少存在如下技術問題:
[0004]傳統(tǒng)的主動式半導體指紋識別裝置如圖1所示，周圍是驅動環(huán)，中間是感應陣列，這樣的設計導致指紋識別裝置結構設計比較復雜，成本較高。且驅動環(huán)在工作時，驅動信號將加載到整個驅動環(huán)上，需要高壓進行驅動，這樣也增大了電子設備的功耗。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明實施例提供一種指紋檢測裝置和方法，用于解決現(xiàn)有技術中指紋識別裝置結構設計比較復雜，需要高壓驅動，功耗較高的技術問題。
[0006]—方面，本申請實施例提供一種指紋檢測裝置，所述裝置包括:
[0007]按照預定排布規(guī)則排布的多個檢測單元，所述多個檢測單元用于檢測用戶的指紋信息；
[0008]所述多個檢測單元中的每個檢測單元包括:
[0009]感應模塊，保護環(huán)和驅動模塊；其中，所述保護環(huán)設置在所述感應模塊的周圍，所述驅動模塊與所述保護環(huán)連接，所述驅動模塊用于驅動所述檢測單元。
[0010]可選的，所述多個檢測單元按照預定排布規(guī)則排布成矩形陣列。
[0011]可選的，所述感應模塊設置于所述檢測單元的第一層，所述驅動模塊設置于所述檢測單元的第二層，其中，所述第一層位于所述第二層的上方。
[0012]可選的，所述檢測單元還包括:
[0013]運算放大器，所述運算放大器包括第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸入端與所述感應模塊連接，所述第二輸入端與所述保護環(huán)連接，所述運算放大器用于實現(xiàn)電容轉換為電壓后信號的緩沖輸出。
[0014]可選的，所述檢測單元還包括:
[0015]第一開關裝置，第二開關裝置，第一復位電路和第二復位電路；
[0016]其中，所述第一開關裝置包括第一端和第二端，所述第一端與所述運算放大器的第一輸入端連接，所述第二端與所述第一復位電路連接，所述第二開關裝置包括第三端和第四端，所述第三端與所述運算放大器的第二輸入端和輸出端連接，所述第四端與所述第二復位電路連接，所述第一復位電路和所述第二復位電路用于對所述運算放大器的第一輸入端、第二輸入端和輸出端的電壓值進行復位，設置一復位參考電壓值。
[0017]可選的，所述驅動模塊包括:驅動電路部分和驅動電容部分，所述驅動電容部分與所述感應模塊和所述運算放大器的第一輸入端連接，所述驅動電路部分與所述驅動電容部分連接，其中，所述驅動電路部分用于驅動所述感應模塊，所述驅動電容部分用于實現(xiàn)電荷在所述驅動電容部分和第一感應電容之間的電荷轉移，所述第一感應電容為手指觸摸所述指紋識別裝置時，手指和所述感應模塊間的感應電容。
[0018]另一方面，本申請實施例還提供一種指紋檢測方法，應用于指紋檢測裝置，所述指紋檢測裝置包括:按照預定排布規(guī)則排布的多個檢測單元，所述多個檢測單元用于檢測用戶的指紋信息；所述多個檢測單元中的每個檢測單元包括:感應模塊，保護環(huán)和驅動模塊；其中，所述保護環(huán)設置在所述感應模塊的周圍，所述驅動模塊與所述保護環(huán)連接，所述驅動模塊用于驅動所述檢測單元，所述方法包括:
[0019]在檢測到使用者的手指接觸所述多個檢測單元時，按照預設規(guī)則，獲取所述多個檢測單元中的每個檢測單元的指紋信息，其中，所述預設規(guī)則按照預設順序為每個檢測單元加載驅動信號，獲取每個指紋模塊的指紋信息；
[0020]基于所述每個指紋模塊的指紋信息，得到完整指紋信息。
[0021]可選的，所述指紋識別裝置包括運算放大器模塊，所述運算放大器模塊用于實現(xiàn)電容轉換為電壓后信號的緩沖輸出，所述按照預設規(guī)則，獲取所述多個檢測單元中的每個檢測單元的指紋信息，具體包括:
[0022]復位階段，對所述運算放大器模塊的第一輸入端、第二輸入端和輸出端的電壓值進行復位，設置一復位參考電壓值；
[0023]檢測階段，通過所述驅動模塊驅動所述感應模塊，改變所述所述運算放大器模塊的第一輸入端、第二輸入端和輸出端的電壓值為第二電壓值；
[0024]輸出階段，根據(jù)所述復位參考電壓值和所述第二電壓值的關系，獲得所述第一檢測單元輸出的第一電壓值，所述第一電壓值用于表征手指與所述第一檢測單元接觸的位置上的指紋信息。
[0025]可選的，所述驅動模塊包括驅動電路部分和驅動電容部分，所述驅動電路部分與所述驅動電容部分連接，所述驅動電容部分用于實現(xiàn)電荷在驅動電容部分和第一感應電容之間的電荷轉移，所述第一感應電容為手指觸摸指紋識別裝置時，手指和所述感應模塊間的感應電容。
[0026]本申請實施例中的上述一個或多個技術方案，至少具有如下一種或多種技術效果:
[0027]本申請實施例的方案中，指紋檢測裝置的每個檢測單元由感應模塊和其自身的保護環(huán)組成，在檢測單元檢測指紋信息時，通過在每個檢測單元的保護環(huán)上加載驅動信號，對該檢測單元進行驅動，使得本方案中無需高壓驅動，只需要加載穩(wěn)定的電源電壓，解決了現(xiàn)有技術中，指紋檢測裝置需要高壓驅動，功耗較高的技術問題，實現(xiàn)了降低指紋檢測裝置的功耗的技術效果。
[0028]另外，由于指紋檢測裝置的每個檢測單元由感應模塊和其自身的保護環(huán)組成，再由多個這樣的檢測單元組成指紋檢測陣列，結構設計更加簡單。
【附圖說明】
[0029]圖1為現(xiàn)有技術中指紋識別裝置的結構示意圖；
[0030]圖2為本申請實施例一中檢測單元陣列的示意圖；
[0031]圖3為本申請實施例一中感應模塊與保護環(huán)之間的感應電容的示意圖；
[0032]圖4A-圖4B為本申請實施例一中手指透過介質層與單個感應單元間形成感應電容的示意圖；
[0033]圖5為本申請實施例一中電容檢測電路的連接關系框圖；
[0034]圖6A-圖6B為本申請實施例一中輸入控制信號和輸出信號的示意圖；
[0035]圖7為本申請實施例一中電容檢測電路的轉化輸出波形圖；
[0036]圖8為本申請實施例一中電容檢測電路的細化轉化輸出波形圖；
[0037]圖9為本申請實施例二中指紋檢測方法的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0038]在本申請實施例提供的技術方案中，指紋檢測裝置的每個檢測單元由感應模塊和其自身的保護環(huán)組成，在檢測單元檢測指紋信息時，通過在每個檢測單元的保護環(huán)上加載驅動信號，對該檢測單元進行驅動，使得本方案中無需高壓驅動，只需要加載穩(wěn)定的電源電壓，解決了現(xiàn)有技術中，指紋檢測裝置需要高壓驅動，功耗較高的技術問題，實現(xiàn)了降低指紋檢測裝置的功耗的技術效果。
[0039]本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯(lián)對象的關聯(lián)關系，表示可以存在三種關系，例如，A和/或B，可以表示:單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另夕卜，本文中字符“/”，一般表示前后關聯(lián)對象是一種“或”的關系。
[0040]下面結合附圖對本申請實施例技術方案的主要實現(xiàn)原理、【具體實施方式】及其對應能夠達到的有益效果進行詳細的闡述。
[0041]實施例一
[0042]本申請實施例提供一種指紋檢測裝置，如圖2和圖5所示，所述裝置包括:
[0043]按照預定排布規(guī)則排布的多個檢測單元10，所述多個檢測單元10用于檢測用戶的指紋信息；
[0044]所述多個檢測單元中的每個檢測單元包括:
[0045]感應模塊101，保護環(huán)102和驅動模塊103 ;其中，所述保護環(huán)102設置在所述感應模塊101的周圍，所述驅動模塊103與所述保護環(huán)102連接，所述驅動模塊103用于驅動所述檢測單元10。
[0046]具體來講，多個檢測單元10可以按照預定排布規(guī)則排布成如圖2所示的矩形陣列，在具體實施過程中，也可以排列成圓形陣列等排布結構，本申請對此不做限制。
[0047]在本申請實施例中，由于檢測單元的結構簡單，可以將這些檢測單元進行單獨放置，在具體實施過程中，為了使指紋檢測裝置的尺寸減小，檢測單元可以分為上下兩層結構，上層結構為感應模塊，即感應面板，下層結構為該檢測單元的檢測電路，使得每個檢測單元可以單獨放置其檢測電路。
[0048]在本申請實施例中，檢測電路包括所述檢測單元的驅動模塊103在內，也包括該檢測單元的其他元器件，例如:開關、運算放大器等，本申請在此不一一例舉。
[0049]接下來，對每個檢測單元的感應模塊101與保護環(huán)102之間的感應電容進行分析，如圖3所示，感應模塊101即為感應手指指紋的感應面板，當手指接觸介質層后，感應模塊101與組成指紋的指紋脊和指紋谷形成對地電容，即手指與感應模塊101之間的感應電容。而保護環(huán)102的作用在于保護感應模塊101的側面環(huán)境，使得感應模塊101的側面環(huán)境一致，不會受到其他感應單元的干擾，使得檢測結果更加準確，圖中的OvOvCb3, Cb4為感應模塊101與保護環(huán)102間四個方向的感應電容，本申請實施例中，感應電容的和等效為Cb=Cbi+O^+O^+Ov
[0050]進一步，在手指觸摸指紋識別裝置時，如圖4A和圖4B所示，為本申請實施例中手指透過介質層與單個感應單元間形成感應電容的示意圖。
[0051]其中，Cfinger為手指表面與檢測單元間的感應電容，由于指紋脊為凸起表面，而指紋谷為凹陷表面，介質層表面均勻，所述根據(jù)平行板間電容計算公式C = ε S + d，可以等效為
[0052]C 脊=ε S + d
[0053]1/C 谷=l/(eS + d)+l/(e1S + d1)，CS= ε ε (d ε ^d1 ε )
[0054]其中，ε和￡ι為極板間介質的介電常數(shù)，S為極板面積，(!和屯為極板間的距離。
[0055]本申請實施例中，指紋的檢測主要就是檢測出C脊與C谷之間的電容差值。
[0056]本申請實施例中，在圖4Α和圖4Β中，Td為感應電容Cfinger以及感應模塊101與保護環(huán)102之間的耦合電容的輸入端，Tf為感應模塊101與保護環(huán)102之間的耦合電容的另一輸入端。
[0057]接下來，對本申請實施例中的電容檢測電路進行說明。如圖5所示，為電容檢測電路連接關系的框圖。
[0058]具體來講，檢測電路包括OPA buffer (0ΡΑ全稱-operat1nal amplifier，中文名稱:運算放大器；buffer中文名稱:緩沖輸出器)，用于實現(xiàn)電容到電壓轉化后信號的緩沖輸出以及完成有效電容的保護。具體來講，所述運算放大器包括第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸入端與所述感應模塊101連接，所述第二輸入端與所述保護環(huán)102連接。
[0059]所述檢測電路還包括驅動電路部分，用于根據(jù)控制完成對檢測單元的驅動。在具體實施過程中，對于矩形陣列的檢測單元，可以控制陣列中的檢測單元進行逐行掃描檢測或者逐列掃描檢測，當然也可以按照其他方式進行掃描檢測，本申請對此不做限制。
[0060]具體來講，驅動電路部分(Driver)與驅動電容部分(Cdrive)連接，驅動電容部分與感應模塊101和運算放大器的第一輸入端連接，在驅動電路部分提供的驅動電壓下，驅動電容部分用于實現(xiàn)電荷在驅動電容部分和第一感應電容(即，Cfinger)之間的電荷轉移，第一感應電容為手指觸摸所述指紋識別裝置時，手指和所述感應模塊間的感應電容。
[0061]所述檢測電路還包括:第一開關裝置(SWl)、第二開關裝置(SW2)、復位開關用于設定電路的初始檢測狀態(tài)。
[0062]具體來講，第一開關裝置包括第一端和第二端，第一端與運算放大器的第一輸入端連接，第二端與第一復位電路連接，第二開關裝置包括第三端和第四端，第三端與運算放大器的第二輸入端和輸出端連接，第四端與第二復位電路連接，第一復位電路和第二復位電路用于對運算放大器的第一輸入端、第二輸入端和輸出端的電壓值進行復位，設置一復位參考電壓值，即圖5中的Vref。
[0063]在圖5中，Vdrive為驅動信號，SI為復位開關控制信號。
[0064]接下來，對本申請實施例中的電容檢測過程進行說明。
[0065]本申請實施例中，在進行檢測時，輸入控制信號如圖6A所示，輸出信號如圖6B所示，其中，Vref為復位參考電壓值，SI為復位開關控制信號，Vdrive為驅動信號，VTf為OPAbuffer輸出電壓波形。
[0066]具體來講，在復位階段，Sffl和SW2受信號SI控制，使得OPA buffer的輸入端和輸出端被初始化，復位電壓為Vref。在復位結束后，SI信號切換為低電平，Sffl和SW2斷開，加載驅動信號Vdrive，通過驅動電容Cdrive將電荷移動到Cfinger，完成電荷再分配，實現(xiàn)電容到電壓信號的轉換，此時，OPA buffer的輸入端和輸出端電壓發(fā)生改變，VTf為OPAbuffer輸出電壓波形。
[0067]接下來，對本申請實施例中的電容檢測電路的轉換信號量的計算進行說明。
[0068]由于在復位階段和檢測階段，OPA buffer的作用為電壓跟隨器，電壓跟隨器的輸入電壓與輸出電壓的大小和相位一樣，所以，在具體實施過程中，可以認為Cb兩端電壓不變，進一步，由于在整個檢測過程中，Cb上沒有電荷轉移，則可以認為電荷只在Cfinger與Cdrive之間再分配。
[0069]具體來講，在復位階段，Cfinger上的電壓為Vref，Cfinger上儲存的電荷量為Q。=CfingerXVref0
[0070]而Cdrive兩端的電壓為Vref，則Cdrive上儲存的電荷量為Q1 =CdriveX (-Vref)。
[0071]在檢測階段，在復位階段結束后，加載驅動信號之前，Cfinger兩端的電壓保持Vref 不變，Q0= CfingerXVref。
[0072]而驅動電容Cdrive輸入端電壓Vdrive為Vdd，則最終Cdrive兩端存儲電荷量為:
[0073]Q2= [Vdd-(-Vref) ] XCdrive = (Vdd+Vref) XCdrive
[0074]假設最終穩(wěn)定后的OPA buffer輸出電壓為X，則Cfinger兩端的電荷變化量為 Δ Cf，Δ Cf = (X-Vref) XCfinger, Cdrive 電荷變化量為 Δ Cd，Δ Cd =(Vdd-X+Vref) X Cdrive0 由于 Cfinger 和 Cdrive 電荷變化量相同，則有 Δ Cf = Δ Cd，即
[0075](X-Vref)X Cfinger = (Vdd-X+Vref)X Cdrive,
[0076]可以得到，X= [Vref X Cfinger+ (Vdd+Vref) X Cdrive] + (Cfinger+Cdrive)。
[0077]本申請實施例中，假設Cfingerl (脊)=1.05 X CfingerO (谷)=Cdrive = C,Vref = Vdd/4 ;則X (脊)=0.750 X Vdd ;X (谷)=0.762 X Vdd ；則指紋脊指紋谷間的電壓差值為= AVsignal = X(谷)_X(脊)=0.012XVddo
[0078]本申請實施例中，當Vdd = 5時，A Vsignal = 61mV，一般情況下，運算放大器的等效輸入噪聲與開關電容噪聲的噪聲和小于0.5mV，所以假設原始信號的信噪比為SNR，則SNR = 20Xlog(61mv + 0.5mv) = 41.7dB，由于信噪比較高，可以使得指紋檢測結果不會受到噪聲的影響，更加準確。
[0079]本申請實施例中，圖7為根據(jù)上述電容檢測電路進行仿真獲得的輸出波形圖，圖8為細化輸出波形圖，理論控制輸出信號如圖6B所示，其中，仿真條件為Cfingerl (脊)=
1.05 X CfingerO (谷)=Cdrive = C，Vref = Vdd/4 = 1.25V。
[0080]其中，Vref為復位參考電壓值，Vref = 1.25V，S1為復位開關控制信號，Vdrive為驅動信號，Vdrive = 5V，VTf_g為指紋谷電容電壓轉換輸出波形，VTf_j為指紋脊電容電壓轉換輸出波形。
[0081 ] 仿真結果表明，對應5 %的電容差異，根據(jù)理論計算電容轉化為電壓后，輸出電壓差值為61mV，而實際的仿真結果為60.89mV，仿真結果與理論結果相符合。
[0082]實施例二
[0083]本申請實施例二提供一種指紋檢測方法，應用于指紋檢測裝置，所述指紋檢測裝置包括:按照預定排布規(guī)則排布的多個檢測單元，所述多個檢測單元用于檢測用戶的指紋信息；所述多個檢測單元中的每個檢測單元包括:感應模塊，保護環(huán)和驅動模塊；其中，所述保護環(huán)設置在所述感應模塊的周圍，所述驅動模塊與所述保護環(huán)連接，所述驅動模塊用于驅動所述檢測單元，如圖9所示，所述方法包括:
[0084]SlO:在檢測到使用者的手指接觸所述多個檢測單元時，按照預設規(guī)則，獲取所述多個檢測單元中的每個檢測單元的指紋信息，其中，所述預設規(guī)則按照預設順序為每個檢測單元加載驅動信號，獲取每個指紋模塊的指紋信息。
[0085]S20:基于所述每個指紋模塊的指紋信息，得到完整指紋信息。
[0086]具體來講，在多個檢測單元中的檢測單元I檢測完成之后，檢測單元I橫向相鄰的檢測單元2繼續(xù)檢測指紋信息，然后按照橫向檢測的規(guī)律，每個模塊依次進行檢測，直至最后一個檢測單元。當然，在本申請實施例中，在檢測單元I檢測完成之后，檢測單元I豎向相鄰的檢測單元10繼續(xù)檢測指紋信息，然后按照豎向檢測的規(guī)律，每個模塊依次的進行檢測，直至最后一個檢測單元。也就是說在本申請實施例中可以通過不同的檢測方式來檢測用戶的手指的指紋信息，這樣保證指紋檢測模組檢測指紋的準確性。
[0087]本申請實施例中，所述指紋識別裝置包括運算放大器模塊，所述運算放大器模塊用于實現(xiàn)電容轉換為電壓后信號的緩沖輸出，所述按照預設規(guī)則，獲取所述多個檢測單元中的每個檢測單元的指紋信息，具體包括:
[0088]復位階段，對所述運算放大器模塊的第一輸入端、第二輸入端和輸出端的電壓值進行復位，設置一復位參考電壓值；
[0089]檢測階段，通過所述驅動模塊驅動所述感應模塊，改變所述所述運算放大器模塊的第一輸入端、第二輸入端和輸出端的電壓值為第二電壓值；
[0090]輸出階段，根據(jù)所述復位參考電壓值和所述第二電壓值的關系，獲得所述第一檢測單元輸出的第一電壓值，所述第一電壓值用于表征手指與所述第一檢測單元接觸的位置上的指紋信息。
[0091]本申請實施例中，電容檢測電路的連接關系如圖5所示，驅動模塊包括驅動電路部分和驅動電容部分，驅動電路部分與驅動電容部分連接，驅動電容部分用于實現(xiàn)電荷在驅動電容部分和第一感應電容之間的電荷轉移，第一感應電容為手指觸摸指紋識別裝置時，手指和感應模塊間的感應電容。
[0092]具體來講，由于在復位階段和檢測階段，OPA buffer的作用為電壓跟隨器，電壓跟隨器的輸入電壓與輸出電壓大小和相位一樣，所以，在具體實施過程中，可以認為Cb兩端電壓不變，進一步，由于在整個檢測過程中，Cb上沒有電荷轉移，則可以認為電荷只在Cfinger與Cdrive之間再分配。
[0093]具體來講，在復位階段，Cfinger上的電壓為Vref，Cfinger上儲存的電荷量為Q。=CfingerXVref0
[0094]而Cdrive兩端的電壓為Vref，則Cdrive上儲存的電荷量為Q1 =CdriveX (-Vref)。
[0095]在檢測階段，在復位階段結束后，加載驅動信號之前，Cfinger兩端的電壓保持Vref 不變，Q0= CfingerXVref。
[0096]而驅動電容Cdrive輸入端電壓Vdrive為Vdd，則最終Cdrive兩端存儲電荷量為:
[0097]Q2= [Vdd-(-Vref) ] XCdrive = (Vdd+Vref) XCdrive
[0098]在輸出階段，假設最終穩(wěn)定后的OPA buffer輸出電壓為X，即第二電壓值為X，則Cfinger兩端的電荷變化量為Δ Cf，Δ Cf = (X-Vref) XCfinger, Cdrive電荷變化量為Δ Cd，Δ Cd = (Vdd-X+Vref) X Cdrive0 由于 Cf inger 和 Cdrive 電荷變化量相同，則有 A Cf=Δ Cd，即
[0099](X-Vref)X Cfinger = (Vdd-X+Vref)X Cdrive,
[0100]可以得到，X= [Vref X Cf inger+ (Vdd+Vref) X Cdrive] + (Cf inger+Cdr ive)。
[0101]本申請實施假設Cf ingerl (脊)=1.05*Cf ingerO (谷)=Cdrive = C，Vref =Vdd/4 ΛΧ(脊)=0.750XVdd ;Χ(谷)=0.762XVdd ;則指紋脊指紋谷間的電壓差值為:
[0102]AVsignal = Χ(谷)_Χ(脊)=0.012XVddo
[0103]本申請實施例中，當Vdd = 5時，AVsignal = 61mV，一般情況下，運算放大器的等效輸入噪聲與開關電容噪聲的噪聲和小于0.5mV，所以假設原始信號的信噪比為SNR，則SNR = 20Xlog(61mv + 0.5mv) = 41.7dB，由于信噪比較高，可以使得指紋檢測結果不會受到噪聲的影響，更加準確。
[0104]通過本申請實施例中的一個或多個技術方案，可以實現(xiàn)如下一個或多個技術效果:
[0105]本申請實施例的方案中，指紋檢測裝置的每個檢測單元由感應模塊和其自身的保護環(huán)組成，在檢測單元檢測指紋信息時，通過在每個檢測單元的保護環(huán)上加載驅動信號，對該檢測單元進行驅動，使得本方案中無需高壓驅動，只需要加載穩(wěn)定的電源電壓，解決了現(xiàn)有技術中，指紋檢測裝置需要高壓驅動，功耗較高的技術問題，實現(xiàn)了降低指紋檢測裝置的功耗的技術效果。
[0106]另外，由于指紋檢測裝置的每個檢測單元由感應模塊和其自身的保護環(huán)組成，再由多個這樣的檢測單元組成指紋檢測陣列，結構設計更加簡單。
[0107]盡管已描述了本申請的優(yōu)選實施例，但本領域內的普通技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。
[0108]顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種指紋檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括: 按照預定排布規(guī)則排布的多個檢測單元，所述多個檢測單元用于檢測用戶的指紋信息; 所述多個檢測單元中的每個檢測單元包括: 感應模塊，保護環(huán)和驅動模塊；其中，所述保護環(huán)設置在所述感應模塊的周圍，所述驅動模塊與所述保護環(huán)連接，所述驅動模塊用于驅動所述檢測單元。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個檢測單元按照預定排布規(guī)則排布成矩形陣列。3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述感應模塊設置于所述檢測單元的第一層，所述驅動模塊設置于所述檢測單元的第二層，其中，所述第一層位于所述第二層的上方。4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述檢測單元還包括: 運算放大器，所述運算放大器包括第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸入端與所述感應模塊連接，所述第二輸入端與所述保護環(huán)連接，所述運算放大器用于實現(xiàn)電容轉換為電壓后信號的緩沖輸出。5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述檢測單元還包括: 第一開關裝置，第二開關裝置，第一復位電路和第二復位電路； 其中，所述第一開關裝置包括第一端和第二端，所述第一端與所述運算放大器的第一輸入端連接，所述第二端與所述第一復位電路連接，所述第二開關裝置包括第三端和第四端，所述第三端與所述運算放大器的第二輸入端和輸出端連接，所述第四端與所述第二復位電路連接，所述第一復位電路和所述第二復位電路用于對所述運算放大器的第一輸入端、第二輸入端和輸出端的電壓值進行復位，設置一復位參考電壓值。6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述驅動模塊包括:驅動電路部分和驅動電容部分，所述驅動電容部分與所述感應模塊和所述運算放大器的第一輸入端連接，所述驅動電路部分與所述驅動電容部分連接，其中，所述驅動電路部分用于驅動所述感應模塊，所述驅動電容部分用于實現(xiàn)電荷在所述驅動電容部分和第一感應電容之間的電荷轉移，所述第一感應電容為手指觸摸所述指紋識別裝置時，手指和所述感應模塊間的感應電容。7.一種指紋檢測方法，應用于指紋檢測裝置，其特征在于，所述指紋檢測裝置包括:按照預定排布規(guī)則排布的多個檢測單元，所述多個檢測單元用于檢測用戶的指紋信息；所述多個檢測單元中的每個檢測單元包括:感應模塊，保護環(huán)和驅動模塊；其中，所述保護環(huán)設置在所述感應模塊的周圍，所述驅動模塊與所述保護環(huán)連接，所述驅動模塊用于驅動所述檢測單元，所述方法包括: 在檢測到使用者的手指接觸所述多個檢測單元時，按照預設規(guī)則，獲取所述多個檢測單元中的每個檢測單元的指紋信息，其中，所述預設規(guī)則按照預設順序為每個檢測單元加載驅動信號，獲取每個指紋模塊的指紋信息； 基于所述每個指紋模塊的指紋信息，得到完整指紋信息。8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述指紋識別裝置包括運算放大器模塊，所述運算放大器模塊用于實現(xiàn)電容轉換為電壓后信號的緩沖輸出，所述按照預設規(guī)則，獲取所述多個檢測單元中的每個檢測單元的指紋信息，具體包括: 復位階段，對所述運算放大器模塊的第一輸入端、第二輸入端和輸出端的電壓值進行復位，設置一復位參考電壓值； 檢測階段，通過所述驅動模塊驅動所述感應模塊，改變所述所述運算放大器模塊的第一輸入端、第二輸入端和輸出端的電壓值為第二電壓值； 輸出階段，根據(jù)所述復位參考電壓值和所述第二電壓值的關系，獲得所述第一檢測單元輸出的第一電壓值，所述第一電壓值用于表征手指與所述第一檢測單元接觸的位置上的指紋信息。9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述驅動模塊包括驅動電路部分和驅動電容部分，所述驅動電路部分與所述驅動電容部分連接，所述驅動電容部分用于實現(xiàn)電荷在驅動電容部分和第一感應電容之間的電荷轉移，所述第一感應電容為手指觸摸指紋識別裝置時，手指和所述感應模塊間的感應電容。
【文檔編號】G06K9/00GK105893918SQ201510038161
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月26日
【發(fā)明人】胡家安
【申請人】胡家安