指紋檢測裝置及電子裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種指紋檢測裝置及電子裝置。在指紋檢測裝置中，檢測電極層與手指間形成待檢測電容，運算放大器的正輸入端連接第一參考電壓，積分電容并聯(lián)在運算放大器的輸出端與運算放大器的負(fù)輸入端之間，第一開關(guān)連接在第二參考電壓與待檢測電容之間，第二開關(guān)連接在待檢測電容與運算放大器的負(fù)輸入端之間，第三開關(guān)并聯(lián)在運算放大器的輸出端與運算放大器的負(fù)輸入端之間。上述指紋檢測裝置可避免使用金屬環(huán)將激勵信號傳送到手指上，進而保證指紋檢測效果。
【專利說明】
指紋檢測裝置及電子裝置
[0001] 優(yōu)先權(quán)信息
[0002] 本申請請求在2015年11月05日向中國國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的、專利申請?zhí)枮?201510749801.2的專利申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，并且通過參照將其全文并入此處。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本實用新型設(shè)及于指紋檢測領(lǐng)域，更具體而言，設(shè)及一種指紋檢測裝置及一種電 子裝置。
【背景技術(shù)】
[0004] 目前，指紋檢測裝置在工作時，一般是利用檢測電極與手指間形成的電容所輸出 電壓來實現(xiàn)。例如，由于指紋上的脊和谷的存在，使手指與檢測電極間形成的手指電容的大 小不一，根據(jù)對檢測的輸出電壓大小判斷，可W獲取指紋數(shù)據(jù)。
[0005] -般地，在檢測時，指紋檢測裝置會通過金屬環(huán)將激勵信號傳遞到手指W形成上 述手指電容。但是，當(dāng)手指與金屬環(huán)接觸不充分時，運會導(dǎo)致通過金屬環(huán)加到手指上的激勵 信號存在衰減，進而導(dǎo)致檢測輸出的電壓值過小，也即脊、谷數(shù)據(jù)差異不明顯，后端不能準(zhǔn) 確的判斷出脊、谷數(shù)據(jù)，輸出指紋圖像對比度不足。
[0006] 另外，外部噪聲干擾，也會對激勵信號產(chǎn)生擾動，從而影響指紋檢測效果。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 本實用新型實施例旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本實用 新型實施例需要提供一種指紋檢測裝置及一種電子裝置。
[0008] -種指紋檢測裝置，包括:檢測電極層，該檢測電極層與手指間形成待檢測電容； 運算放大器，該運算放大器的正輸入端連接第一參考電壓，該運算放大器的輸出端輸出該 指紋檢測裝置的輸出信號；積分電容，該積分電容并聯(lián)在該運算放大器的輸出端與該運算 放大器的負(fù)輸入端之間；第一開關(guān)，該第一開關(guān)連接在第二參考電壓與該待檢測電容之間； 第二開關(guān)，該第二開關(guān)連接在該待檢測電容與該運算放大器的負(fù)輸入端之間；第Ξ開關(guān)，該 第Ξ開關(guān)并聯(lián)在該運算放大器的輸出端與該運算放大器的負(fù)輸入端之間。
[0009] 上述指紋檢測裝置在工作過程中，第二參考電壓可通過第一開關(guān)向待檢測電容充 電，之后，通過第二開關(guān)及第Ξ開關(guān)將待檢測電容的電荷轉(zhuǎn)移到積分電容上并通過運算放 大器的輸出端輸出信號，因此，上述指紋檢測裝置可避免使用金屬環(huán)將激勵信號傳送到手 指上，進而保證指紋檢測效果。
[0010] 在一個實施例中，該檢測電極層包括位于不同層的第一檢測電極及第二檢測電 極，該第一檢測電極與該手指間形成該待檢測電容，該第二檢測電極與該第一檢測電極間 形成該積分電容;該第一開關(guān)連接在該第二參考電壓與該第一檢測電極之間；該第二開關(guān) 連接在該第一檢測電極與該運算放大器的負(fù)輸入端之間；該第Ξ開關(guān)連接在該第一檢測電 極與該運算放大器的輸出端之間；該第二檢測電極連接該運算放大器的輸出端。
[0011] 在一個實施例中，該檢測電極層包括第一檢測電極、第二檢測電極及第Ξ檢測電 極;該第一檢測電極、該第二檢測電極及該第Ξ檢測電極均位于該檢測電極層的不同層;該 第一檢測電極與該手指間形成該待檢測電容;該第一檢測電極與該第Ξ檢測電極間形成第 一電容;該第二檢測電極與該第Ξ檢測電極間形成該積分電容，該第Ξ檢測電極連接該運 算放大器的負(fù)輸入端;該第一開關(guān)連接在該第二參考電壓與該第一檢測電極之間；該第二 開關(guān)連接在該第一檢測電極與該第Ξ檢測電極之間；該第Ξ開關(guān)連接在該第Ξ檢測電極與 該運算放大器的輸出端之間；該第二檢測電極連接該運算放大器的輸出端。
[0012] 在一個實施例中，該檢測電極層包括均與該第一檢測電極及該第Ξ檢測電極位于 不同層的第四檢測電極;該第四檢測電極與該第Ξ檢測電極層間形成第二電容;該第四檢 測電極連接該第一參考電壓。
[0013] 在一個實施例中，在該指紋檢測裝置處于第一狀態(tài)時，該第一開關(guān)及該第Ξ開關(guān) 閉合，該第二開關(guān)斷開;在該指紋檢測裝置處于第二狀態(tài)時，該第一開關(guān)及該第Ξ開關(guān)斷 開，該第二開關(guān)閉合。
[0014] 在一個實施例中，該指紋檢測裝置包括時序控制單元，該時序控制單元連接該第 一開關(guān)、該第二開關(guān)及該第Ξ開關(guān);該時序控制單元用于控制該第一開關(guān)、該第二開關(guān)及該 第Ξ開關(guān)的開關(guān)動作。
[0015] -種電子裝置，包括上述任一實施例的指紋檢測裝置。
[0016] 上述電子裝置中，指紋檢測裝置在工作過程中，第二參考電壓可通過第一開關(guān)向 待檢測電容充電，之后，通過第二開關(guān)及第Ξ開關(guān)將待檢測電容的電荷轉(zhuǎn)移到積分電容上 并通過運算放大器的輸出端輸出信號，因此，上述指紋檢測裝置可避免使用金屬環(huán)將激勵 信號傳送到手指上，進而保證指紋檢測效果。
[0017] 在一個實施例中，該電子裝置包括與該指紋檢測裝置連接的柔性電路板。
[0018] 在一個實施例中，該電子裝置包括殼體，該殼體開設(shè)有殼體開口；該指紋檢測裝置 位于該殼體內(nèi)，該指紋檢測裝置還包括蓋板，該蓋板設(shè)置在該檢測電極層上并從該殼體開 口暴露。
[0019] 在一個實施例中，該電子裝置包括殼體，該殼體包括檢測面，該指紋檢測裝置位于 該殼體內(nèi)，該檢測電極層與該檢測面對應(yīng)設(shè)置。
[0020] 本實用新型實施例的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面 的描述中變得明顯，或通過本實用新型實施例的實踐了解到。
【附圖說明】
[0021] 本實用新型實施例的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描 述中將變得明顯和容易理解，其中：
[0022] 圖1是根據(jù)本實用新型較佳實施例的指紋檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2是根據(jù)本實用新型較佳實施例的指紋檢測裝置的第一個等效電路圖；
[0024] 圖3是根據(jù)本實用新型較佳實施例的指紋檢測裝置的部分模塊示意圖；
[0025] 圖4是根據(jù)本實用新型較佳實施例的指紋檢測裝置的時序信號示意圖；
[0026] 圖5是根據(jù)本實用新型較佳實施例的指紋檢測裝置的第二個等效電路圖；
[0027] 圖6是根據(jù)本實用新型較佳實施例的指紋檢測裝置的第Ξ個等效電路圖；
[0028] 圖7是根據(jù)本實用新型另一較佳實施例的指紋檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖8是根據(jù)本實用新型另一較佳實施例的指紋檢測裝置的第一個等效電路圖；
[0030] 圖9是根據(jù)本實用新型另一較佳實施例的指紋檢測裝置的部分模塊示意圖；
[0031] 圖10是根據(jù)本實用新型另一較佳實施例的指紋檢測裝置的時序信號示意圖；
[0032] 圖11是根據(jù)本實用新型另一較佳實施例的指紋檢測裝置的第二個等效電路圖；
[0033] 圖12是根據(jù)本實用新型另一較佳實施例的指紋檢測裝置的第Ξ個等效電路圖；
[0034] 圖13是根據(jù)本實用新型再一較佳實施例的電子裝置的平面示意圖；
[0035] 圖14是根據(jù)本實用新型再一較佳實施例的電子裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖15是根據(jù)本實用新型又一較佳實施例的電子裝置的平面示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的 限制。
[0038] 在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而 不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有 "第一"、"第二"的特征可W明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特征。在本實用新型 的描述中，"多個"的含義是兩個或兩個W上，除非另有明確具體的限定。
[0039] 在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安 裝"、"相連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或一體地 連接;可W是機械連接，也可W是電連接或可W相互通信；可W是直接相連，也可W通過中 間媒介間接相連，可W是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員而言，可W根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0040] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本實用新型的不同結(jié)構(gòu)。為 了簡化本實用新型的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)定進行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示 例，并且目的不在于限制本實用新型。此外，本實用新型可W在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字 和/或參考字母，運種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/ 或設(shè)定之間的關(guān)系。此外，本實用新型提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員可W意識到其他工藝的應(yīng)用和/或其他材料的使用。
[0041] 請參圖1及圖2,本實用新型較佳實施例提供的指紋檢測裝置100包括檢測電極層 102、運算放大器104、積分電容Cf、第一開關(guān)Sa、第二開關(guān)Sc及第Ξ開關(guān)Sf。
[0042] 檢測電極層102與手指500間形成待檢測電容Cs。運算放大器104的正輸入端連接 第一參考電壓化ef，該運算放大器104的輸出端輸出指紋檢測裝置100的輸出信號。
[0043] 積分電容Cf并聯(lián)在運算放大器104的輸出端與運算放大器104的負(fù)輸入端之間。
[0044] 第一開關(guān)Sa連接在第二參考電壓化與待檢測電容Cs之間。第二開關(guān)Sc連接在待檢 測電容Cs與運算放大器104的負(fù)輸入端之間。第Ξ開關(guān)Sf并聯(lián)在運算放大器104的輸出端與 運算放大器104的負(fù)輸入端之間。
[0045] 運算放大器104的輸出端根據(jù)待檢測電容Cs輸出對應(yīng)的輸出信號。
[0046] 具體地，本實施例中，檢測電極層102包括位于不同層的第一檢測電極106及第二 檢測電極108,第一檢測電極106與手指500間形成待檢測電容Cs，第二檢測電極108與第一 檢測電極106間形成積分電容Cf。因此，本實施例中，積分電容Cf由檢測電極層102內(nèi)的檢測 電極所形成?？蒞理解，在其它實施例中，積分電容Cf也可外接在檢測電極層102外。
[0047] 第一開關(guān)Sa連接在第二參考電壓化與第一檢測電極106之間。第二開關(guān)Sc連接在 第一檢測電極106與運算放大器104的負(fù)輸入端之間。
[004引第Ξ開關(guān)Sf連接在第一檢測電極106與運算放大器104的輸出端之間。第二檢測電 極108連接運算放大器104的輸出端。
[0049] 因此，指紋檢測裝置100通過第一開關(guān)Sa的斷開及閉合、第二開關(guān)Sc的斷開及閉合 及第Ξ開關(guān)Sf的斷開及閉合的組合，可控制運算放大器104的輸出端輸出對應(yīng)的輸出信號， 通過對輸出信號的檢測，實現(xiàn)對手指500指紋的檢測(在后詳述）。
[0050] 較佳地，為方便控制第一開關(guān)Sa、第二開關(guān)Sc及第Ξ開關(guān)Sf的開關(guān)動作，請參圖3， 指紋檢測裝置100包括時序控制單元110,時序控制單元110連接第一開關(guān)Sa、第二開關(guān)Sc及 第Ξ開關(guān)Sf。時序控制單元110用于控制第一開關(guān)Sa、第二開關(guān)Sc及第Ξ開關(guān)Sf的開關(guān)動 作。
[0051] 請參圖4,作為一個示例，圖4為時序控制單元110所生成的時序信號圖。其中，TX1 時序信號用于控制第一開關(guān)Sa的開關(guān)動作及第Ξ開關(guān)Sf的開關(guān)動作。TX2時序信號用于控 制第二開關(guān)Sc的開關(guān)動作。
[0052] 具體地，在指紋檢測過程中，在指紋檢測裝置100處于第一狀態(tài)時，第一開關(guān)Sa及 第Ξ開關(guān)Sf閉合，第二開關(guān)Sc斷開。在指紋檢測裝置100處于第二狀態(tài)時，第一開關(guān)Sa及第 Ξ開關(guān)Sf斷開，第二開關(guān)Sc閉合。
[0053] 更具體地，在指紋檢測過程中，在指紋檢測裝置100處于第一狀態(tài)時:TX1時序信號 為高電平，TX2時序信號為低電平。請參圖5,此時，由TX1時序信號控制的第一開關(guān)Sa及第Ξ 開關(guān)Sf處于閉合狀態(tài)，由TX2時序信號控制的第二開關(guān)Sc處于斷開狀態(tài)。因此，運算放大器 104為緩沖器模式(buffer模式），積分電容Cf通過運算放大器104進行復(fù)位，積分電容Cf上 的電荷為零。
[0054] 第一開關(guān)Sa閉合，節(jié)點Vn的電壓為第二參考電壓Vh，也即第二參考電壓Vh對待檢 測電容Cs進行充電，存儲到待檢測電容Cs上的電荷為:Q =化*Cs。
[0055] 在指紋檢測裝置100處于第二狀態(tài)時:TX1時序信號為低電平，TX2時序信號為高電 平。此時，請參圖6，由TX1時序信號控制的第一開關(guān)Sa及第Ξ開關(guān)Sf處于斷開狀態(tài)，由TX2時 序信號控制的第二開關(guān)Sc處于閉合狀態(tài)。
[0056] 由運算放大器104的"虛短"原理，運算放大器104的負(fù)輸入端的電壓等于運算放大 器104的正輸入端的電壓，即節(jié)點化的電壓等于第一參考電壓化ef。此時，運算放大器104的 輸出端的輸出信號的電壓為Vout;此時，待檢測電容Cs上的轉(zhuǎn)移到積分電容Cf的電荷為： (化-Vref)*Cs。
[0057] 在指紋檢測裝置100處于第二狀態(tài)時，電路中的積分電容Cf上存儲的電荷為： (化 ef-Vout)地f。
[0化引由電荷守恒，有：
[0059] (Vh-化ef)*Cs = (Vref-Vout)*Cf; Cs
[0060] 則有.化υ?二段節(jié)/ 一（化一F?'戶/.) *-- 〇
[0061] 其中，Vout為在指紋檢測裝置100處于第二狀態(tài)時，運算放大器104的輸出端的輸 出信號的電壓，Vref為第一參考電壓，化為第二參考電壓，Cf為積分電容Cf，Cs為待檢測電 容Cs。
[0062] Vref、VhW及Cf均為已知的常量。對于手指500來說，指紋上的脊和谷分別與第一 檢測電極1〇6(金屬層)形成的待檢測電容Cs值不同，則對應(yīng)的輸出信號的電壓Vout的值大 小不同；通過對輸出信號的電壓Vout的值判斷，可檢測出手指500指紋上的脊和谷數(shù)據(jù)。
[0063] 綜上所述，上述指紋檢測裝置100在工作過程中，第二參考電壓化可通過第一開關(guān) Sa向待檢測電容Cs充電，之后，通過第二開關(guān)Sc及第Ξ開關(guān)Sf將待檢測電容Cs的電荷轉(zhuǎn)移 到積分電容Cf上并通過運算放大器104的輸出端輸出信號，因此，上述指紋檢測裝置100可 避免使用金屬環(huán)將激勵信號傳送到手指500上，進而保證指紋檢測效果。
[0064] 同時，取消金屬環(huán)的設(shè)計可使指紋檢測裝置100的結(jié)構(gòu)簡化，有效降低裝置成本， 降低組裝工藝要求；W及指紋檢測裝置100上無需安裝金屬環(huán)的空間，厚度更薄，尺寸更小， 便于實現(xiàn)應(yīng)用指紋檢測裝置100的電子裝置的超薄化、小型化的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
[0065] 請參圖7及圖8,本實用新型另一較佳實施例提供的指紋檢測裝置200包括檢測電 極層202、運算放大器204、積分電容Cf、第一開關(guān)Sa、第二開關(guān)Sc及第Ξ開關(guān)Sf。
[0066] 檢測電極層202與手指600間形成待檢測電容Cs。運算放大器204的正輸入端連接 第一參考電壓化ef，該運算放大器204的輸出端輸出指紋檢測裝置200的輸出信號。
[0067] 積分電容Cf并聯(lián)在運算放大器204的輸出端與運算放大器204的負(fù)輸入端之間。
[0068] 第一開關(guān)Sa連接在第二參考電壓化與待檢測電容Cs之間。第二開關(guān)Sc連接在待檢 測電容Cs與運算放大器204的負(fù)輸入端之間。第Ξ開關(guān)Sf并聯(lián)在運算放大器204的輸出端與 運算放大器204的負(fù)輸入端之間。
[0069 ]運算放大器204的輸出端根據(jù)待檢測電容Cs輸出對應(yīng)的輸出信號。
[0070] 具體地，本實施例中，檢測電極層202包括第一檢測電極206、第二檢測電極208及 第Ξ檢測電極210。
[0071 ] 第一檢測電極206、第二檢測電極208及第Ξ檢測電極210均位于檢測電極層202的 不同層。第一檢測電極206與手指600間形成待檢測電容Cs。第一檢測電極206與第Ξ檢測電 極210間形成第一電容Cc。
[0072] 第二檢測電極208與第Ξ檢測電極210間形成積分電容Cf，第Ξ檢測電極210連接 運算放大器204的負(fù)輸入端。因此，本實施例中，積分電容Cf由檢測電極層202內(nèi)的檢測電極 所形成?？蒞理解，在其它實施例中，積分電容Cf也可外接在檢測電極層202外。
[0073] 第一開關(guān)Sa連接在第二參考電壓化與第一檢測電極206之間。第二開關(guān)Sc連接在 第一檢測電極206與第Ξ檢測電極210之間。第Ξ開關(guān)Sf連接在第Ξ檢測電極210與運算放 大器204的輸出端之間。第二檢測電極208連接運算放大器204的輸出端。
[0074] 因此，指紋檢測裝置200通過第一開關(guān)Sa的斷開及閉合、第二開關(guān)Sc的斷開及閉合 及第Ξ開關(guān)Sf的斷開及閉合的組合，可控制運算放大器204的輸出端輸出對應(yīng)的輸出信號， 通過對輸出信號的檢測，實現(xiàn)對手指指紋的檢測(在后詳述）。
[0075] 較佳地，為消除第Ξ檢測電極210與地端間形成的寄生電容，檢測電極層202包括 均與第一檢測電極206及第Ξ檢測電極210位于不同層的第四檢測電極212。第四檢測電極 212與第Ξ檢測電極210層間形成第二電容Cp。第四檢測電極212連接第一參考電壓化ef。
[0076] 進一步地，為方便控制第一開關(guān)Sa、第二開關(guān)Sc及第Ξ開關(guān)Sf的開關(guān)動作，請參圖 9,指紋檢測裝置200包括時序控制單元214,時序控制單元214連接第一開關(guān)Sa、第二開關(guān)Sc 及第Ξ開關(guān)Sf。時序控制單元214用于控制第一開關(guān)Sa、第二開關(guān)Sc及第Ξ開關(guān)Sf的開關(guān)動 作。
[0077] 請參圖10,作為一個示例，圖10為時序控制單元214所生成的時序信號圖。其中， TX1時序信號用于控制第一開關(guān)Sa的開關(guān)動作及第Ξ開關(guān)Sf的開關(guān)動作。TX2時序信號用于 控制第二開關(guān)Sc的開關(guān)動作。
[0078] 具體地，在指紋檢測過程中，在指紋檢測裝置200處于第一狀態(tài)時，第一開關(guān)Sa及 第Ξ開關(guān)Sf閉合，第二開關(guān)Sc斷開。在指紋檢測裝置200處于第二狀態(tài)時，第一開關(guān)Sa及第 Ξ開關(guān)Sf斷開，第二開關(guān)Sc閉合。
[0079] 更具體地，在指紋檢測過程中，在指紋檢測裝置200處于第一狀態(tài)時:TX1時序信號 為高電平，TX2時序信號為低電平。請參圖11，此時，由TX1時序信號控制的第一開關(guān)Sa及第 Ξ開關(guān)Sf處于閉合狀態(tài)，由TX2時序信號控制的第二開關(guān)Sc處于斷開狀態(tài)。運算放大器204 為緩沖器模式(buff er模式），積分電容Cf通過運算放大器204進行復(fù)位。第一開關(guān)Sa閉合， 節(jié)點Vc的電壓為第二參考電壓Vh，也即第二參考電壓Vh對待檢測電容Cs進行充電，存儲到 待檢測電容Cs上的電荷為:Q =化*Cs。
[0080] 在指紋檢測裝置200處于第二狀態(tài)時:TX1時序信號為低電平，TX2時序信號為高電 平。此時，由TX1時序信號控制的第一開關(guān)Sa及第Ξ開關(guān)Sf處于斷開狀態(tài)，由TX2時序信號控 制的第二開關(guān)Sc處于閉合狀態(tài)。
[0081] 請參圖12,此時，第一電容Cc兩端短接，電荷復(fù)位。節(jié)點Vc的電壓等于節(jié)點Vn的電 壓，由于運算放大器204的"虛短"原理，節(jié)點Vn的電壓（即運算放大器204的負(fù)輸入端的電 壓)等于運算放大器204的正輸入端的電壓，即為第一參考電壓化ef，第二電容Cp的兩端電 壓均為第一參考電壓化ef，因此，節(jié)點Vc的電壓與節(jié)點化的電壓均為第一參考電壓化ef。
[0082] 同時，運算放大器204的輸出端電壓為Vout。待檢測電容Cs上的轉(zhuǎn)移到積分電容Cf 的電荷為：（化-Vref)*Cs。
[0083] 在指紋檢測裝置200處于第二狀態(tài)時，電路中的積分電容Cf上存儲的電荷為： (化 ef-Vout)地f。
[0084] 由電荷守恒，有：
[0087] 上式中，Vout為在指紋檢測裝置200處于第二狀態(tài)時，運算放大器204的輸出端的 輸出信號的電壓，Vref為第一參考電壓，化為第二參考電壓，Cf為積分電容，Cs為待檢測電 容。
[0088] Vref、VhW及Cf均為已知的常量。對于手指600來說，指紋上的脊和谷分別與第一 檢測電極206(金屬層)形成的待檢測電容Cs值不同，則對應(yīng)的輸出信號的電壓Vout的值大 小不同；通過對輸出信號的電壓Vout的值判斷，可檢測出手指600指紋上的脊和谷數(shù)據(jù)。
[0089] 綜上所述，上述指紋檢測裝置200在工作過程中，第二參考電壓化可通過第一開關(guān) Sa向待檢測電容Cs充電，之后，通過第二開關(guān)Sc及第Ξ開關(guān)Sf將待檢測電容Cs的電荷轉(zhuǎn)移 到積分電容Cf上并通過運算放大器204的輸出端輸出信號，因此，上述指紋檢測裝置200可 避免使用金屬環(huán)將激勵信號傳送到手指600上，進而保證指紋檢測效果。
[0090] 同時，取消金屬環(huán)的設(shè)計可使指紋檢測裝置200的結(jié)構(gòu)簡化，有效降低裝置成本， 降低組裝工藝要求；W及指紋檢測裝置200上無需安裝金屬環(huán)的空間，厚度更薄，尺寸更小， 便于實現(xiàn)應(yīng)用指紋檢測裝置200的電子裝置的超薄化、小型化的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
[0091] 請參圖13及圖14,本實用新型再一較佳實施例提供的電子裝置300包括指紋檢測 裝置302。指紋檢測裝置302可選用W上任一實施例的指紋檢測裝置。
[0092] 電子裝置300W手機為例進行說明?？蒞理解，在其它實施例中，電子裝置可還為 平板電腦、筆記本電腦、智能穿戴設(shè)備、音頻播放器或視頻播放器等對指紋檢測有需求的電 子裝置。
[0093] 具體地，電子裝置300包括與指紋檢測裝置302連接的柔性電路板304。因此，采用 柔性電路板304連接指紋檢測裝置302,使得線路設(shè)計更靈活，有效利用電子裝置300的內(nèi)部 空間。柔性電路板304可通過焊錫或?qū)щ娔z與指紋檢測裝置302連接。
[0094] 電子裝置300包括殼體306，殼體306開設(shè)有殼體開口 308。指紋檢測裝置302位于殼 體306內(nèi)。請參圖14,指紋檢測裝置302包括蓋板310,蓋板310設(shè)置在檢測電極層312上并從 殼體開口 308暴露。殼體開口 308例如可位于電子裝置300的背面。
[00M]因此，由于取消了金屬環(huán)，指紋檢測裝置302的尺寸更小，殼體開口 308的尺寸可W 更小，電子裝置300的設(shè)計靈活度增強。
[0096] 請參圖15，在其它實施例中，電子裝置400包括殼體402，殼體402包括檢測面404， 指紋檢測裝置406位于殼體402內(nèi)，檢測電極層與檢測面404對應(yīng)設(shè)置。檢測面404例如可位 于電子裝置400的正面。
[0097] 因此，在其它實施例中，由于取消了金屬環(huán)，指紋檢測裝置406可直接置于電子裝 置400的殼體402下方，無需對殼體402進行開孔，避免影響電子裝置400的外觀，提高了電子 裝置400的外觀完整度。
[0098] 綜上所述，由于上述電子裝置可避免使用金屬環(huán)將激勵信號傳送到手指上，因此， 保證指紋檢測效果。
[0099] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示意性實施例"、 "示例"、"具體示例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合所述實施例或示例描述的具體特征、 結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述 術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料 或者特點可W在任何的一個或多個實施例或示例中W合適的方式結(jié)合。
[0100] 此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可W明示或者 隱含地包括至少一個所述特征。在本實用新型的描述中，"多個"的含義是至少兩個，例如兩 個，Ξ個等，除非另有明確具體的限定。
[0101] 流程圖中或在此W其他方式描述的任何過程或方法描述可W被理解為，表示包括 一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部 分，并且本實用新型的優(yōu)選實施例的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可w不按所示出或討論的 順序，包括根據(jù)所設(shè)及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，運應(yīng)被本實 用新型的實施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
[0102] 在流程圖中表示或在此W其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可W被認(rèn)為是用 于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可W具體實現(xiàn)在任何計算機可讀介質(zhì)中，W供 指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可W從指令執(zhí) 行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合運些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè) 備而使用。就本說明書而言，"計算機可讀介質(zhì)"可W是任何可W包含、存儲、通信、傳播或傳 輸程序W供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合運些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝 置。計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括W下：具有一個或多個布線的電 連接部（移動終端），便攜式計算機盤盒（磁裝置），隨機存取存儲器（RAM)，只讀存儲器 (ROM)，可擦除可編輯只讀存儲器巧PROM或閃速存儲器），光纖裝置，W及便攜式光盤只讀存 儲器(CDR0M)。另外，計算機可讀介質(zhì)甚至可W是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的 介質(zhì)，因為可W例如通過對紙或其他介質(zhì)進行光學(xué)掃描，接著進行編輯、解譯或必要時W其 他合適方式進行處理來W電子方式獲得所述程序，然后將其存儲在計算機存儲器中。
[0103] 應(yīng)當(dāng)理解，本實用新型的各部分可W用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在 上述實施例中，多個步驟或方法可W用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟 件或固件來實現(xiàn)。例如，如果用硬件來實現(xiàn)，和在另一實施例中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下 列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn):具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯口電路 的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯口電路的專用集成電路，可編程口陣列(PGA)，現(xiàn)場 可編程口陣列(FPGA)等。
[0104] 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可W理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步 驟是可W通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可W存儲于一種計算機可讀存儲介 質(zhì)中，所述程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0105] 此外，在本實用新型各個實施例中的各功能單元可W集成在一個處理模塊中，也 可W是各個單元單獨物理存在，也可W兩個或兩個W上單元集成在一個模塊中。上述集成 的模塊既可W采用硬件的形式實現(xiàn)，也可W采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模 塊如果W軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可W存儲在一個計 算機可讀取存儲介質(zhì)中。
[0106] 上述提到的存儲介質(zhì)可W是只讀存儲器，磁盤或光盤等。盡管上面已經(jīng)示出和描 述了本實用新型的實施例，可W理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新 型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可W對上述實施例進行變化、修 改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1. 一種指紋檢測裝置，其特征在于，包括： 檢測電極層，該檢測電極層與手指間形成待檢測電容； 運算放大器，該運算放大器的正輸入端連接第一參考電壓，該運算放大器的輸出端輸 出該指紋檢測裝置的輸出信號； 積分電容，該積分電容并聯(lián)在該運算放大器的輸出端與該運算放大器的負(fù)輸入端之 間； 第一開關(guān)，該第一開關(guān)連接在第二參考電壓與該待檢測電容之間； 第二開關(guān)，該第二開關(guān)連接在該待檢測電容與該運算放大器的負(fù)輸入端之間； 第三開關(guān)，該第三開關(guān)并聯(lián)在該運算放大器的輸出端與該運算放大器的負(fù)輸入端之 間。2. 如權(quán)利要求1所述的指紋檢測裝置，其特征在于，該檢測電極層包括位于不同層的第 一檢測電極及第二檢測電極，該第一檢測電極與該手指間形成該待檢測電容，該第二檢測 電極與該第一檢測電極間形成該積分電容； 該第一開關(guān)連接在該第二參考電壓與該第一檢測電極之間； 該第二開關(guān)連接在該第一檢測電極與該運算放大器的負(fù)輸入端之間； 該第三開關(guān)連接在該第一檢測電極與該運算放大器的輸出端之間； 該第二檢測電極連接該運算放大器的輸出端。3. 如權(quán)利要求1所述的指紋檢測裝置，其特征在于，該檢測電極層包括第一檢測電極、 第二檢測電極及第三檢測電極； 該第一檢測電極、該第二檢測電極及該第三檢測電極均位于該檢測電極層的不同層； 該第一檢測電極與該手指間形成該待檢測電容； 該第一檢測電極與該第三檢測電極間形成第一電容； 該第二檢測電極與該第三檢測電極間形成該積分電容，該第三檢測電極連接該運算放 大器的負(fù)輸入端； 該第一開關(guān)連接在該第二參考電壓與該第一檢測電極之間； 該第二開關(guān)連接在該第一檢測電極與該第三檢測電極之間； 該第三開關(guān)連接在該第三檢測電極與該運算放大器的輸出端之間； 該第二檢測電極連接該運算放大器的輸出端。4. 如權(quán)利要求3所述的指紋檢測裝置，其特征在于，該檢測電極層包括均與該第一檢測 電極及該第三檢測電極位于不同層的第四檢測電極;該第四檢測電極與該第三檢測電極層 間形成第二電容； 該第四檢測電極連接該第一參考電壓。5. 如權(quán)利要求2或4所述的指紋檢測裝置，其特征在于，在該指紋檢測裝置處于第一狀 態(tài)時，該第一開關(guān)及該第三開關(guān)閉合，該第二開關(guān)斷開； 在該指紋檢測裝置處于第二狀態(tài)時，該第一開關(guān)及該第三開關(guān)斷開，該第二開關(guān)閉合。6. 如權(quán)利要求5所述的指紋檢測裝置，其特征在于，該指紋檢測裝置包括時序控制單 元，該時序控制單元連接該第一開關(guān)、該第二開關(guān)及該第三開關(guān)； 該時序控制單元用于控制該第一開關(guān)、該第二開關(guān)及該第三開關(guān)的開關(guān)動作。7. -種電子裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1~6任一項所述的指紋檢測裝置。8. 如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其特征在于，該電子裝置包括與該指紋檢測裝置連接 的柔性電路板。9. 如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其特征在于，該電子裝置包括殼體，該殼體開設(shè)有殼 體開口； 該指紋檢測裝置位于該殼體內(nèi)，該指紋檢測裝置還包括蓋板，該蓋板設(shè)置在該檢測電 極層上并從該殼體開口暴露。10. 如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其特征在于，該電子裝置包括殼體，該殼體包括檢測 面，該指紋檢測裝置位于該殼體內(nèi)，該檢測電極層與該檢測面對應(yīng)設(shè)置。
【文檔編號】G06K9/00GK205486168SQ201620103084
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月1日
【發(fā)明人】李梅, 張 杰
【申請人】比亞迪股份有限公司