CN107980142B - 一种指纹识别电路、指纹传感器及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本申请部分实施例提供了一种指纹识别电路、指纹传感器及移动终端。所述指纹识别电路包括电容感应阵列和多个积分模块，其中电容感应阵列包括以阵列方式设置的多个检测极板，每个检测极板分别对应地连接一个积分模块；所述检测极板用于与手指的触摸部分耦合并形成指纹电容；所述积分模块用于对其对应的指纹电容进行充电，并将所述指纹电容的电荷进行转移，并且计算在累计转移的电荷总量满足所述预设条件时所述指纹电容的充电次数计数值；其中，所述充电次数计数值用于表示所述指纹电容的电容值。本申请实施例无需借助模数转换器，有利于提升对不同类型数字算法电路的兼容性；有利于节省成本、降低指纹识别电路的设计难度、减少功耗。
Description
技术领域
本申请涉及指纹识别技术领域，特别地，涉及一种指纹识别电路及采用所述指纹识别电路的指纹传感器与移动终端。
背景技术
指纹，由于其具有个体的差异性、唯一性、方便性以及可识别性，已经几乎成为生物特征识别的代名词，而指纹传感器也广泛应用于各种终端设备。其中，手机、笔记本电脑等消费类电子产品，常采用集成度较高的电容式指纹传感器，来实现对指纹的识别。由于指纹纹理中存在突起部分及凹陷部分(即纹脊和纹谷)，当用手指按压电容式指纹传感器时，纹脊和纹谷与电容式指纹传感器的指纹检测电极之间的距离会存在差异，因此手指指纹与指纹检测电极在纹脊和纹谷形成的指纹电容也就不同，由此导致纹脊和纹谷相对应的指纹检测信号也就不同。电容式指纹传感器正是根据这一“不同”，来实现对指纹的识别的。
目前常用的电容式指纹传感器一般采用模数转换器(即ADC)来将上述指纹检测信号转换为数字信号以便于后续的数字算法处理。然而，模数转换器这一硬件的加入，不仅会造成本的上升，还会增大安装设计的难度、提高功耗。而且，经过模数转换器的转换后，后续的数字算法电路最终接收到的是一个固定位数的数字信号，这必然会对数字算法电路的选择造成很的限制，因为不同的数字算法电路能够处理的数字信号的范围不同。所以模数转换器的加入，也会导致对数字算法电路的兼容性变差。
发明内容
本申请部分实施例的目的在于提供一种指纹识别电路、指纹传感器及移动终端，使得无需安装模数转换器，就可得到每个检测极板与手指的触摸部分之间的电容，从而获取手指的指纹信息，以减小成本、降低指纹识别电路的设计难度、减少功耗，并提升对不同数字算法电路的兼容性。
本申请的一个实施例提供了一种指纹识别电路，包括电容感应阵列和多个积分模块，其中所述电容感应阵列包括以阵列方式设置的多个检测极板，每个所述检测极板分别对应地连接一个积分模块；所述检测极板用于与手指的触摸部分耦合并形成指纹电容；所述积分模块用于对其对应的指纹电容进行充电，并将所述指纹电容的电荷进行转移，并且计算在累计转移的电荷总量满足所述预设条件时所述指纹电容的充电次数计数值；其中，所述充电次数计数值用于表示所述指纹电容的电容值。
本申请实施例还提供了一种移动终端，包括盖板和指纹传感器，其中所述指纹传感器设置在所述盖板的下方，且其包括如上所述的指纹识别电路。
本申请实施例还提供了一种指纹传感器，其包括如上所述的指纹识别电路。
本申请实施例相对于现有技术而言，可根据积分模块的充电次数(即累计转移的电荷总量满足预设条件时指纹电容的充电次数计数值)，来计算每个检测极板与手指的触摸部分之间的指纹电容。计算出每个检测极板与手指的触摸部分之间的指纹电容后，就可根据这些计算出的指纹电容获取手指的指纹信息。这种获取指纹信息的方式，不需要借助模数转换器(即ADC)，有利于节省成本、降低指纹识别电路的设计难度、减少功耗；同时，由于数字算法电路处理的数字信号不再是固定位数的数字信号，也降低了对数字算法电路的要求，有利于提升对不同类型的数字算法电路的兼容性。
另外，所述积分模块包括积分器电路、比较器电路及计数器电路；所述积分器电路与对应的检测极板连接，用于对指纹电容进行充电，并转移所述指纹电容的电荷；所述比较器电路连接所述积分器电路和所述计数器电路，用于判断当前累计转移的电荷总量是否满足预设条件，并将判断结果输出至所述计数器电路；所述计数器电路用于控制所述积分电路对所述指纹电容进行充电及电荷转移，并在当前累计转移的电荷总量是否满足所述预设条件时输出所述指纹电容的充电次数计数值。提供了一种积分模块的结构。
另外，所述计数器电路还用于在当前累计转移的电荷总量不满足预设条件时，控制所述积分器电路对所述指纹电容再次进行充电及电荷转移。提供一种计数器电路控制积分器电路进行充电及电荷转移的条件。
另外，所述积分器电路包括：反馈电容、运算放大器、第一开关和第二开关；其中，所述第一开关的一端用于接收第一参考电压，另一端连接对应的检测极板和所述第二开关的一端；所述第二开关的另一端连接所述运算放大器的输入端；所述运算放大器的输出端作为所述积分器电路的输出端并连接所述比较器电路；所述反馈电容连接在所述运算放大器的输入端与输出端之间。提供一种积分器电路的结构。
另外，所述积分器电路通过所述第一开关和所述第二开关控制所述指纹电容的充电和电荷转移，其中所述指纹电容每次充电之后其电荷被转移到所述反馈电容并在所述反馈电容进行积累，且所述积分器电路的输出端的电压用于指示当前所述反馈电容的电荷量。可通过调节反馈电容的大小，来调节积分器电路的输出端的电压，从而控制最终的充电次数(即累计转移的电荷总量满足预设条件时指纹电容的充电次数计数值)。而对于最终的充电次数的控制，可以调节输出的数字信号的范围，有利于进一步提升对不同类型数字算法电路的兼容性。
另外，所述比较器电路包括比较器，所述比较器的第一输入端连接所述积分器电路的输出端，其第二输入端用于接收第二参考电压；所述比较器的输出端连接所述计数器电路；所述比较器用于在所述积分器电路的输出端的电压大于所述第二参考电压时判定当前累计转移的电荷总量满足预设条件。提供一种比较器电路。
另外，所述比较器电路包括比较器、第一分压单元及第二分压单元；所述比较器的第一输入端通过所述第一分压单元连接所述积分器电路的输出端，并通过所述第二分压单元接地；所述比较器的第二输入端用于接收第二参考电压，且其输出端连接所述计数器电路；所述第一分压单元和所述第二分压单元用于对所述计分器电路的输出端的电压进行分压，所述比较器用于在所述第一分压单元和所述第二分压单元的分压电压大于所述第二参考电压时判定当前累计转移的电荷总量满足预设条件。提供另一种比较器电路。
另外，所述计数器电路通过向所述积分器电路发送使能信号及时序控制信号，以控制所述积分器电路对相应的指纹电容进行充电及电荷转移。提供一种计数器电路控制积分器电路的方式。
另外，所述计数器电路在每次接收到所述比较器电路输出的判断结果时，控制充电次数计数值加1，并在所述比较器电路输出的判断结果表示所述指纹电容当前累计转移的电荷总量满足所述预设条件时停止计数并输出所述充电次数计数值。提供一种计数器电路获取充电次数的方式。
另外，还包括数字算法电路，其连接到所述多个积分模块，用于根据所述多个积分模块输出的充电次数计数值，分别计算所述多个检测极板分别对应的指纹电容的电容值，并根据所述指纹电容的电容值获取所述手指的指纹信息。提供一种获取手指的指纹信息的方式。
另外，所述盖板为所述移动终端的保护盖板，且所述保护盖板在所述指纹传感器所在区域的厚度小于其他区域的厚度。有利于提高指纹检测信号的穿透率。
另外，所述盖板为所述移动终端的显示屏，且所述指纹传感器贴合在所述显示屏下方以形成屏下指纹识别结构。提供另一种指纹传感器的在移动终端中的放置位置。
另外，所述盖板为设置在所述指纹传感器表面的玻璃盖板、陶瓷盖板、蓝宝石盖板或者涂覆层。提供多种盖板的的材质，使得在实际应用中可根据实际情况灵活选择。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是一种典型的电容式指纹识别电路的结构示意图；
图2是根据本申请第一实施例的指纹识别电路的结构示意图；
图3是根据本申请第二实施例的指纹识别电路的比较器电路的结构示意图；
图4是根据本申请第三实施例的移动终端的盖板与电容式指纹传感器的安装结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请部分实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本申请。
请参阅图1，其是申请人提出一种典型的电容式指纹识别电路的结构示意图。所述电容式指纹识别电路主要包括电容感应阵列101、多个积分器电路102、多路选择器(MUX)103、缓冲器104、模数转换器105以及数字算法电路106。其中，所述电容感应阵列101包括多个检测极板1011，所述多个检测极板1011以M行N列的阵列方式分布从而形成所述电容感应阵列101，M＞1，N＞1。每个检测极板1011分别对应地连接一个积分器电路102。在所述电容式指纹识别电路中，同一行积分器电路102通过多路选择器103连接到模数转换器105；并且，为了保证信号质量，多路选择器103和模数转换器105之间可以连接有缓冲器104。模数转换器105进一步连接至数字算法电路106，以将积分器电路102输出的指纹检测信号进行模数转换之后输出给数字算法电路106进行数字算法处理。
在指纹检测中，每个积分器电路102会依次对指纹电容CP(即，其对应的检测极板1011与手指的触摸部分形成的电容)进行充电及放电的操作，并不停地重复上述操作，直到完成预定的充放电次数。此后，积分器电路102的输出信号会经多路选择器103和缓冲器104传送至模数转换器105。模数转换器105会将积分器电路102的输出信号转换为数字信号，并发送给数字算法电路106。数字算法电路106在接收到模数转换器105发送的数字信号后，通过对数字信号处理就可以计算出每个检测极板1011与手指的触摸部分之间的指纹电容CP，从而得到用户的指纹信息。
上述电容式指纹识别电路中，模数转换器105将积分器电路102的输出信号转换成的数字信号一般具有固定位数，其会对后续的数字算法电路106造成限制，即需要选择能处理该固定位数的数字信号的数字算法电路，难以兼容不同类型的数字算法电路。而且，由于模数转换器105这一硬件电路的存在，也会增加成本、增大安装设计的难度、提高功耗。
为了解决上述技术问题，本申请第一实施例提供了一种指纹识别电路，无需采用模数转换器便可以获取每个检测极板与手指的触摸部分之间的指纹电容，从而获取手指的指纹信息。
如图2所示，该指纹识别电路可以应用在电容式指纹传感器中，其包括电容感应阵列201、多个积分模块208和数字算法电路205。其中，电容感应阵列201包括多个检测极板2011，所述多个检测极板2011以M行N列的阵列方式分布从而形成所述电容感应阵列201，其中每个检测极板2011分别对应地连接到一个积分模块208，且所述多个积分模块208的输出端连接至数字算法电路205。
当手指按压所述电容式指纹传感器时，所述电容感应阵列201的多个检测极板2011分别与手指的触摸部分耦合，并且所述多个检测极板2011和手指之间会分别形成指纹电容Cp。由于指纹纹理的突起部分及凹陷部分(即纹脊和纹谷)与其所在位置的检测极板2011的距离不同，因此，纹脊和检测极板2011之间的指纹电容Cp与纹谷和检测极板2011之间的指纹电容Cp也存在差异，所以通过检测指纹电容Cp的电容值就可获知手指哪些部分是纹脊，哪些部分是纹谷，从而获取手指的指纹信息。另外，值得一提的是，在实际应用中，所述指纹识别电路的电容感应阵列201表面通常设置保护盖板(如玻璃盖板、蓝宝石盖板、陶瓷盖板或者涂覆(Coating)层；或者，当所述电容式指纹传感器应用在移动终端设备时，所述盖板也可以采用所述移动终端设备的保护盖板)，因此，上述手指按压所述电容式指纹传感器实际上可以具体指手指按压所述电容式指纹传感器上方的盖板，其中所述盖板充当手指与各个检测极板2011之间耦合形成的指纹电容Cp的介质层。其中，所述电容式指纹传感器上方设置盖板的结构，可以更好地保护所述电容感应阵列201的检测极板2011免受损害。
每个积分模块208用于对其连接的检测极板2011所对应的指纹电容Cp进行充电，并在每次充满电后将所述指纹电容Cp的电荷转移到积分电容进行积分处理(即对所述指纹电容Cp进行放电)，并且重复上述充电和电荷转移步骤，直至累计转移的电荷总量满足预设条件。在此过程中，积分模块208可以对上述累计转移的电荷总量满足该预设条件时所需要的充电次数进行计数处理，并将充电次数计数值发送给数字算法电路205。数字算法电路205可根据所述充电次数计数值，通过数字算法计算出所述积分模块208所连接的检测极板2011与手指的触摸部分之间的指纹电容Cp。进一步地，所述数字算法电路205还可以所述多个积分模块208输出的充电次数计数值，计算得到所有检测极板2011与手指的触摸部分之间的指纹电容Cp，从而获取到手指的指纹信息。
本实施例中，每个积分模块208可包括积分器电路202、比较器电路203及计数器电路204。其中，积分器电路202与其对应的检测极板2011连接，用于对其连接的检测极板2011所对应的指纹电容Cp进行充电，并在充满电后将所述指纹电容Cp的电荷转移到其内部的积分电容(即反馈电容Cf)。比较器电路203则用于判断当前累计转移的电荷总量是否满足预设条件，并将判断结果输出至计数器电路204。若当前累计转移的电荷总量不满足该预设条件，则计数器电路204会触发积分器电路202重复上述充电及电荷转移过程；若当前累计转移的电荷总量满足该预设条件，则计数器电路204会将当前记录的积分器电路202的充电次数，并将充电次数计数值发送给后续的数字算法电路205。该充电次数即是累计转移的电荷总量满足该预设条件时所需要的充电次数。本实施例中，计数器电路204可在进行指纹检测前对充电次数计数值进行清零，之后在每次接收到来自比较器电路203的判断结果(即比较器电路的输出信号)时，控制其内部将充电次数计数值加1，这样当前的充电次数计数值就与积分器电路202的充电次数相同。因此，本实施例中，计数器电路204可将当前的充电次数计数值作为当前积分器电路202的充电次数，并输出给数字算法电路205。
作为一种实施例，如图2所示，积分器电路202可具体包括：反馈电容Cf、运算放大器209、第一开关S1、第二开关S2、用于输入第一参考电压VREF1的第一连接端以及用于连接检测极板2011的第二连接端。其中，第一开关S1的一端连接第一连接端，另一端分别连接第二连接端及第二开关S2的一端；第二开关S2的另一端连接运算放大器209的反相输入端；运算放大器的同相输入端接地；运算放大器的输出端作为所述积分器电路202的输出端并连接比较器电路203；反馈电容Cf连接在运算放大器的反相输入端与输出端之间。
比较器电路203主要包括比较器207，比较器电路203的第一输入端连接积分器电路202的输出端(即运算放大器209的输出端)，比较器电路203的第二输入端用于输入第二参考电压VREF2；比较器电路203的输出端连接计数器电路204。在图2所示的实施例中，比较器207的反相输入端、同相输入端和输出端可以分别连接到所述比较器电路203的第一输入端、第二输入端和输出端。
本实施例中，在指纹电容Cp充电之后，指纹电容Cp的电荷被转移至位于积分器电路202内的反馈电容Cf；其中，转移到反馈电容Cf的电荷量直接影响到运算放大器209的输出端的电压。比较器电路203是根据当前运算放大器209的输出端的电压的电压，来判断当前累计转移的电荷总量是否满足预设条件的。具体地说，在手指按压所述电容式指纹传感器并与检测极板2011形成指纹电容Cp的情况下，即所述积分器电路202可以根据计数器电路204提供的使能信号EN和时钟信号CLK，控制第一开关S1闭合并控制第二开关S2断开，此时，所述积分器电路202的第一连接端接收到的第一参考电压VREF1会通过第一开关S1对指纹电容Cp进行充电。在充电完成(即所述指纹电容Cp的电压达到第一参考电压VREF1)后，所述积分器电路202可控制第一开关S1断开并控制第二开关S2闭合，此时，指纹电容Cp开始向反馈电容Cf放电，即指纹电容Cp的电荷会被转移至反馈电容Cf，因此反馈电容Cf的电压会变成Vcf＝Q/Cf，其中，Q表示当前累计转移的电荷，Cf表示反馈电容的电容值。在当前电荷转移完成之后，所述积分器电路202根据所述使能信号EN和时钟信号CLK控制第一开关S1和第二开关S2的闭合及断开状态，以重复进行上述针对指纹电容Cf的充电及将充电得到的电荷转移到反馈电容Cf的过程。随着上述充电和电荷转移的重复进行，所述反馈电容Cf的电荷积累会逐渐增多，即当前累计转移的电荷量Q会越来越多。具体地，当前累计转移的电荷Q＝N*VREF1*Cp，VREF1表示第一参考电压，N表示当前的充电次数(或电荷的转移次数)，Cp表示指纹电容的电容值。由于运算放大器209的同相输入端接地，因此所述反馈电容Cf的电压便相当于所述积分器电路202的输出电压，即比较器电路203的第一输入端的输入电压Vin＝Vcf＝Q/Cf，比较器电路203会将输入电压其与第二输入端接收的第二参考电压VREF2进行比较，以判断当前累计转移的电荷总量是否满足预设条件。值得一提的是，图2中是以比较器的反相输入端作为第一输入端、同相输入端作为第二输入端为例进行说明的，在实际应用中，也可以同相输入端作为第一输入端，将反相输入端作为第二输入端，本实施方式对此不做限制。另外，值得一提的是，为简化计算，在实际应用中，也可将第一参考电压与第二参考电压设置成一样大小，即VREF1＝VREF2。
本实施方式中，当比较器电路203的第一输入端的输入电压Vin＝Q/Cf小于第二参考电压VREF2时，比较器电路203就会向计数器电路204输出高电平信号；当比较器电路203的第一输入端的输入电压Vin＝Q/Cf大于第二参考电压VREF2时，比较器电路203就会向计数器电路204输出低电平信号。本实施例可选择合适的第二参考电压VREF2并且设置在比较器电路203的第一输入端的输入电压Vin＝Q/Cf大于第二参考电压VREF2时(即计数器电路204在接收到低电平信号时)，判定当前累计转移的电荷总量满足预设条件。
一般来说，在积分器电路202经过一次充电及电荷转移后，比较器电路203的第一输入端的输入电压Vin＝Q/Cf＝VREF1*Cp/Cf一般会小于第二参考电压VREF2；在经过多次充电以及电荷转移之后，比较器电路203的第一输入端的输入电压Vin＝Q/Cf＝N*VREF1*Cp/Cf逐渐增大直至超过第二参考电压VREF2。更具体地，比较器电路203在将其第一输入端的输入电压Vin＝Q/Cf＝VREF1*Cp/Cf与第二参考电压VREF2进行首次比较判断之后，一般会输出高电平信号。计数器电路204在接收到来自比较器电路203的高电平信号后，会向积分器电路202发送使能信号EN及时序控制信号(即时钟信号CLK)，触发积分器电路202控制第一开关S1和第二开关S2的开关状态，以对指纹电容Cp进行第二次充电并将电荷再次转移至反馈电容Cf，此时反馈电容Cf的电压会提高到Vin＝Q/Cf＝2*VREF1*Cp/Cf。比较器电路203会继续对第一输入端的输入电压及第二输入端的参考电压进行第二次比较，即比较第一输入端的输入电压Vin＝Q/Cf＝2*VREF1*Cp/Cf与第二参考电压VREF2。若计数器电路204仍接收到高电平信号，则会控制积分器电路202再次进行指纹电容Cp的充电及电荷转移的操作，直至反馈电容Cf的电压Vin＝Q/Cf由于电荷积累已经达到可以使得比较器电路203的第一输入端的输入电压大于第二参考电压VREF2，此时计数器电路204将接收到比较器电路203输出的低电平信号，其明当前累计转移的电荷总量已经满足预设条件。此时，计数器电路204即可将当前的充电次数计数值发送给数字算法电路205。
数字算法电路205接收到充电次数计数值后，即可根据该充电次数计数值计算指纹电容Cp。一般来说，反馈电容Cf的电压Vcf＝Q/Cf是缓慢增大的，比较器电路203的输出信号从高电平翻转成低电压时，反馈电容Cf的电压Vcf＝Q/Cf与第二参考电压VREF2之间的差异非常的微小。因此，当比较器电路203的输出信号从高电平翻转成低电压时，可认为此时反馈电容Cf的电压Vcf＝Q/Cf等于第二参考电压VREF2，即N*VREF1*Cp/Cf＝VREF2，其中，当前的充电次数N、第一参考电压VREF1、反馈电容Cf和第二参考电压VREF2的数值均已知，因此，数字算法电路205可根据这一等式计算指纹电容Cp。特别地，当设置VREF1＝VREF2时，此时，上述等式即可简化为N*Cp/Cf＝1。
数字算法电路205依照上述方法计算出每个检测极板与手指的触摸部分之间的指纹电容Cp，从而获知手指的指纹信息。
另外，值得一提的是，为保证比较器电路203输出结果的准确性，本实施例还可采用斩波的方法，将比较器207输入失配校准到比较低的水平。
本实施方式可通过调节反馈电容Cf的大小，来控制最终的充电次数(即累计转移的电荷总量满足预设条件时所需要的充电次数)，从而调节输出到数字算法电路205的数字信号的范围，有利于进一步提升对数字算法电路205的兼容性。此外，本实施方式提供的指纹识别电路不需要借助模数转换器(即ADC)，也有利于节省成本、降低指纹识别电路的设计难度、减少功耗。
本申请第二实施例涉及一种指纹识别电路。本实施例在第一实施例的基础上，对比较器电路的结构作了进一步改进。主要改进之处在于，本实施例中，比较器电路207中还包括一分压电路。
如图3所示，本实施例中，比较器电路包括比较器及由第一分压单元及第二分压单元组成的分压电路。该第一分压单元包括电阻R1，第二分压单元包括电阻R2。其中，比较器的第一输入端通过电阻R1连接至积分器电路的输出端(即运算放大器的输出端)，比较器的第二输入端用于输入第二参考电压VREF2。电阻R2的一端连接电阻R1及比较器的第一输入端，另一端则接地。
图3中的“Vin”表示当前积分器电路的输出端的电压，“Vout”表示比较器的输出信号。比较器的第一输入端的输入电压VCOMP＝Vin*R2/(R1+R2)＝(N*VREF1*Cp/Cf)*R2/(R1+R2)。比较器通过比较VCOMP与VREF2的大小关系，来判断当前累计转移的电荷总量是否满足预设条件。
本实施例相对于第一实施例而言，既可通过调节反馈电容Cf的大小来控制最终的充电次数，也可通过调节电阻R1与电阻R2的比例来控制最终的充电次数，从而调节输出到数字算法电路的数字信号的范围。
本申请的第三实施例涉及一种移动终端。该移动终端包括上述实施例所述的指纹识别电路。
该移动终端可以是手机、平板电脑等智能终端。如图4所示，在实际应用中，可将电容式指纹传感器210置于盖板206下方。具体地，该盖板206可以是移动终端的保护盖板(即主玻璃盖板)，即是将电容式指纹传感器210隐藏在保护盖板的下方，采用上述结构时，所述保护盖板可以通过在所述电容式指纹传感器210的相应位置做减薄处理，使得所述电容式指纹传感器210所在区域的盖板厚度小于其他区域的厚度，从而可以提高指纹检测信号的穿透率。可替代地，该盖板206可以设置为所述移动终端的显示屏(比如OLED显示屏)，即是将电容式指纹传感器210贴合在显示屏下方从而形成屏下指纹识别结构，采用屏下指纹结构可以满足用户对于移动终端正面的高屏占比的需求。或者，该盖板206也可以是指贴附在电容式指纹传感器210表面的玻璃盖板、陶瓷盖板、蓝宝石盖板或者涂覆层。其中，电容式指纹传感器210通过半导体制作工艺制作而成的半导体传感器芯片，电容感应阵列201置于电容式指纹传感器210的最上层。手指可通过按压该盖板206，以使得手指的按压部分与各个检测极板2011耦合分别形成指纹电容Cp。在本实施例中，将电容式指纹传感器210置于盖板206下方，可以更好地保护电容式指纹传感器21表面的电容感应阵列201。
本实施例可通过调节反馈电容Cf的大小或电阻R1与电阻R2的比例，来调节输出到数字算法电路的数字信号的范围，有利于提升对数字算法电路的兼容性。此外，本实施方式提供的指纹识别电路不需要借助模数转换器(即ADC)，也有利于节省成本、降低指纹识别电路的设计难度、减少功耗。
本申请的第四实施例涉及一种指纹传感器。该指纹传感器可包括第一实施方式或第二实施方式所述的指纹识别电路。该指纹传感器可应用于手机、平板电脑等移动终端中。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。
Claims (14)
1.一种指纹识别电路，其特征在于，包括电容感应阵列和多个积分模块，其中所述电容感应阵列包括以阵列方式设置的多个检测极板，每个所述检测极板分别对应地连接一个积分模块；
所述检测极板用于与手指的触摸部分耦合并形成指纹电容；
所述积分模块用于对其对应的指纹电容进行充电，并将所述指纹电容的电荷进行转移，并且计算在累计转移的电荷总量满足预设条件时所述指纹电容的充电次数计数值；
其中，所述充电次数计数值用于表示所述指纹电容的电容值；
其中，所述积分模块包括积分器电路、比较器电路及计数器电路；
所述积分器电路与对应的检测极板连接，用于所述指纹电容进行充电，并转移所述指纹电容的电荷；
所述比较器电路连接所述积分器电路和所述计数器电路，用于判断当前累计转移的电荷总量是否满足预设条件，并将判断结果输出至所述计数器电路；
所述计数器电路用于控制所述积分器电路对所述指纹电容进行充电及电荷转移，并在当前累计转移的电荷总量是否满足所述预设条件时输出所述指纹电容的充电次数计数值。
2.如权利要求1所述的指纹识别电路，其特征在于，所述计数器电路还用于在当前累计转移的电荷总量不满足预设条件时，控制所述积分器电路对所述指纹电容再次进行充电及电荷转移。
3.如权利要求1所述的指纹识别电路，其特征在于，所述积分器电路包括：反馈电容、运算放大器、第一开关和第二开关；
其中，所述第一开关的一端用于接收第一参考电压，另一端连接对应的检测极板和所述第二开关的一端；所述第二开关的另一端连接所述运算放大器的输入端；所述运算放大器的输出端作为所述积分器电路的输出端并连接所述比较器电路；所述反馈电容连接在所述运算放大器的输入端与输出端之间。
4.如权利要求3所述的指纹识别电路，其特征在于，所述积分器电路通过所述第一开关和所述第二开关控制所述指纹电容的充电和电荷转移，其中所述指纹电容每次充电之后其电荷被转移到所述反馈电容并在所述反馈电容进行积累，且所述积分器电路的输出端的电压用于指示当前所述反馈电容的电荷量。
5.如权利要求3所述的指纹识别电路，其特征在于，所述比较器电路包括比较器，所述比较器的第一输入端连接所述积分器电路的输出端，其第二输入端用于接收第二参考电压；所述比较器的输出端连接所述计数器电路；所述比较器用于在所述积分器电路的输出端的电压大于所述第二参考电压时判定当前累计转移的电荷总量满足预设条件。
6.如权利要求3所述的指纹识别电路，其特征在于，所述比较器电路包括比较器、第一分压单元及第二分压单元；
所述比较器的第一输入端通过所述第一分压单元连接所述积分器电路的输出端，并通过所述第二分压单元接地；所述比较器的第二输入端用于接收第二参考电压，且其输出端连接所述计数器电路；所述第一分压单元和所述第二分压单元用于对所述积分器电路的输出端的电压进行分压，所述比较器用于在所述第一分压单元和所述第二分压单元的分压电压大于所述第二参考电压时判定当前累计转移的电荷总量满足预设条件。
7.如权利要求1所述的指纹识别电路，其特征在于，所述计数器电路通过向所述积分器电路发送使能信号及时序控制信号，以控制所述积分器电路对相应的指纹电容进行充电及电荷转移。
8.如权利要求7所述的指纹识别电路，其特征在于，所述计数器电路在每次接收到所述比较器电路输出的判断结果时，控制充电次数计数值加1，并在所述比较器电路输出的判断结果表示所述指纹电容当前累计转移的电荷总量满足所述预设条件时停止计数并输出所述充电次数计数值。
9.如权利要求1所述的指纹识别电路，其特征在于，还包括数字算法电路，其连接到所述多个积分模块，用于根据所述多个积分模块输出的充电次数计数值，分别计算所述多个检测极板分别对应的指纹电容的电容值，并根据所述指纹电容的电容值获取所述手指的指纹信息。
10.一种移动终端，其特征在于，包括盖板和指纹传感器，其中所述指纹传感器设置在所述盖板的下方，且其包括如权利要求1至9中任一项所述的指纹识别电路。
11.如权利要求10所述的移动终端，其特征在于，所述盖板为所述移动终端的保护盖板，且所述保护盖板在所述指纹传感器所在区域的厚度小于其他区域的厚度。
12.如权利要求10所述的移动终端，其特征在于，所述盖板为所述移动终端的显示屏，且所述指纹传感器贴合在所述显示屏下方以形成屏下指纹识别结构。
13.如权利要求10所述的移动终端，其特征在于，所述盖板为设置在所述指纹传感器表面的玻璃盖板、陶瓷盖板、蓝宝石盖板或者涂覆层。
14.一种指纹传感器，其特征在于，其包括如权利要求1至9中任一项所述的指纹识别电路。
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