TW201629844A - 指紋檢測電路及電子裝置 - Google Patents

Abstract

在本發明揭露的指紋檢測電路中，信號放大器的負向輸入端連接手指電容，信號放大器的正向輸入端連接參考電壓端，信號放大器根據手指電容的電容值，從信號放大器的輸出端輸出電壓。該開關單元分別與該信號放大器的負向輸入端和該信號放大器的輸出端連接，用於控制該電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間，使得該電壓與該手指電容的電容值的關係為非線性關係。上述指紋檢測電路中，信號放大器輸出的電壓與手指電容（待測電容）的關係為非線性關係，在後續處理時，對信號放大器輸出的電壓是進行局部線性的放大，信噪比更高，使後續演算法更容易識別，進而提高了指紋檢測效果。本發明還揭露一種電子裝置。

Description

指紋檢測電路及電子裝置

本發明涉及於指紋檢測領域，更具體而言，涉及一種指紋檢測電路及一種電子裝置。

在指紋檢測領域中，由於電容晶片式的指紋檢測電路由於體積小、功耗低等優勢，因此，此類檢測電路在手機及平板市場上快速突圍，成為首選。 上述檢測電路檢測手指的指紋脊谷資訊，由於指紋的脊線與指紋檢測電路的感應單元之間的距離較近，指紋的谷線處與指紋檢測檢測電路的感應單元之間的距離較遠，所以脊線與感應單元之間形成的電容和谷線與感應單元之間形成的電容是有差異的，只要檢測到上述電容（下稱手指電容），就可以分出指紋資訊的脊谷特徵。 上述指紋檢測電路的輸出電壓是與手指電容（待測電容）為線性正比關係，最後的結果對應於脊線的手指電容的輸出電壓和對應於谷線的手指電容的輸出電壓的數值差距一般都很小，而手指電容對應的輸出電壓需放大一定倍數後進行處理，但是放大倍數會受到量程限制，如果放大倍數太大，輸出電壓就會超過量程造成資料溢出，放大倍數小，後續計算脊線對應的輸出電壓及谷線對應的輸出電壓的差值就會很小，不好識別，指紋檢測效果得不到優化。

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明需要提供一種指紋檢測電路及一種電子裝置。 一種指紋檢測電路，該指紋檢測電路用於向手指傳遞激發信號以採集手指電容。該指紋檢測電路包括信號放大器、電路電容及開關單元。該信號放大器的負向輸入端連接該手指電容，該信號放大器的正向輸入端連接參考電壓端，該信號放大器根據該手指電容的電容值，從該信號放大器的輸出端輸出電壓。該開關單元分別與該信號放大器的負向輸入端和該信號放大器的輸出端連接，用於控制該電路電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間，使得該電壓與該手指電容的電容值的關係為非線性關係。 上述指紋檢測電路中，信號放大器輸出的電壓與手指電容（待測電容）的關係為非線性關係，在後續處理時，對信號放大器輸出的電壓是進行局部線性的放大，使輸出的脊線對應的電壓和谷線對應的電壓之間的差值變大，信噪比更高，使後續演算法更容易識別，進而提高了指紋檢測效果。 在一個實施方式中，該參考電壓端為地端，該指紋檢測電路還包括電源。該電源通過該開關單元與該電容連接，該開關單元用於控制該電源為該電路電容充電及控制該電路電容與該電源斷開。 在一個實施方式中，該開關單元包括第一開關及第二開關。該第一開關包括第一選擇端、第一電源端及第一連接端，該第一選擇端連接該電路電容的一端，該第一電源端連接該電源的第一極，該第一連接端連接該信號放大器的負向輸入端。該第二開關包括第二選擇端、第二電源端及第二連接端，該第二選擇端連接該電路電容的另一端，該第二電源端連接該電源的第二極，該第二連接端連接該信號放大器的輸出端。該第一選擇端連接該第一連接端並與該第一電源端斷開，該第二選擇端連接該第二連接端並與該第二電源端斷開，使得該電路電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間，及使得該電路電容與該電源斷開。或該第一選擇端連接該第一電源端並與該第一連接端斷開，該第二選擇端連接該第二電源端並與該第二連接端斷開，使得該電源為該電路電容充電。 在一個實施方式中，該手指電容的電容值由以下公式確定：Vo=(Vc-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo為該電壓，Vt為該激發信號的電壓幅值，Cx為該手指電容的電容值，Ci為該電路電容的電容值，Vc為該電路電容兩端的電壓。 在一個實施方式中，該指紋檢測電路還包括電源，該參考電壓端是該電源的輸出端，該開關單元與該電容並聯。該開關單元斷開使該電路電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間。該開關單元閉合使該電路電容不連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間。 在一個實施方式中，該手指電容的電容值由以下公式確定：Vo=(Vs-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo為該電壓，Vt為該激發信號的電壓幅值，Cx為該手指電容的電容值，Ci為該電路電容的電容值，Vs為該電源的電壓。 在一個實施方式中，該指紋檢測電路還包括採樣保持電路及模數轉換器，該採樣保持電路連接在該信號放大器的輸出端與該模數轉換器之間。 一種電子裝置，包括指紋檢測電路，該指紋檢測電路用於向手指傳遞激發信號以採集手指電容。該指紋檢測電路包括信號放大器、電路電容及開關單元。該信號放大器的負向輸入端連接該手指電容，該信號放大器的正向輸入端連接參考電壓端，該信號放大器根據該手指電容的電容值，從該信號放大器的輸出端輸出電壓。該開關單元分別與該信號放大器的負向輸入端和該信號放大器的輸出端連接，用於控制該電路電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間，使得該電壓與該手指電容的電容值的關係為非線性關係。 在一個實施方式中，該參考電壓端為地端，該指紋檢測電路還包括電源。該電源通過該開關單元與該電路電容連接，該開關單元用於控制該電源為該電路電容充電及控制該電路電容與該電源斷開。 在一個實施方式中，該指紋檢測電路還包括電源，該參考電壓端是該電源的輸出端，該開關單元與該電路電容並聯。該開關單元斷開使該電路電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間。該開關單元閉合使該電路電容不連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間。 在一個實施方式中，該指紋檢測電路還包括採樣保持電路及模數轉換器，該採樣保持電路連接在該信號放大器的輸出端與該模數轉換器之間。 本發明的附加方面和優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，或通過本發明的實踐瞭解到。

下面詳細描述本發明的實施方式，該實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標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方式是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。 在本發明的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，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特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。 在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接或可以相互通信；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。 下文的揭露提供了許多不同的實施方式或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的揭露，下文中對特定例子的部件和設定進行描述。當然，它們僅僅為示例，並且目的不在於限制本發明。此外，本發明可以在不同例子中重複參考數位及/或參考字母，這種重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施方式及/或設定之間的關係。此外，本發明提供了的各種特定的製程和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他製程的應用及/或其他材料的使用。 請參閱第1圖，本發明第一較佳實施方式的指紋檢測電路100包括信號放大器102、電路電容104、開關單元106、電源108、採樣保持電路110及模數轉換器112。 在採集指紋時，請結合第2圖，該指紋檢測電路100可向手指500傳遞激發信號以採集手指電容114。例如，指紋檢測電路100可通過信號發生器116輸出該激發信號，並通過發射電極（圖未示出）向手指500傳遞激發信號。該激發信號可為交流信號，如正弦波、方波或者三角波的交流信號。該交流信號的電壓幅值為Vt（下稱激發電壓），該交流信號的頻率為S。 該手指電容114是指手指500指紋與指紋感測器502之間形成的電容，例如，指紋的脊線與指紋感測器502之間形成脊線電容，指紋的谷線與指紋感測器502之間形成谷線電容。脊線電容及谷線電容可統稱為手指電容114，也就是待測電容。 例如，請結合第2圖，指紋感測器502包括邊框504及由多個指紋感應單元506通過排列組成的二維檢測陣列508。 該邊框504環繞在該二維檢測陣列508的周圍，並在指紋檢測時向手指500提供激發信號（例如交流信號）。例如，邊框504可與發射電極連接以輸出該激發信號。 指紋感應單元506完成對指紋圖像的單個像素的採集。例如，每個指紋感應單元506的大小一般約為50um*50um。位於指紋感應單元506與手指500之間形成的電容114的大小就代表了指紋的脊線或谷線的特徵，所以檢測陣列508的所有感應單元506與手指500形成的多個手指電容114就代表了指紋圖像的脊谷特徵。 本實施方式中，信號放大器102對應於一個指紋感應單元506，並輸出手指電容對應的電壓。 該信號放大器102的負向輸入端連接該手指電容114，該信號放大器102的正向輸入端連接參考電壓端118，該信號放大器102根據該手指電容114的電容值，從該信號放大器102的輸出端輸出電壓。 本實施方式中，參考電壓端118為地端，即信號放大器102的正向輸入端連接地端118。 該電路電容104可以是指紋感測器的內部電容或其它電容，該電路電容104的電容值一般是固定的。 該開關單元106分別與該信號放大器102的負向輸入端和該信號放大器102的輸出端連接，用於控制該電路電容104連通在該信號放大器102的負向輸入端與該信號放大器102的輸出端之間，使得該電壓與該手指電容114的電容值的關係為非線性關係。 具體地，該電源108通過該開關單元106與該電路電容104連接，該開關單元106用於控制該電源108為該電路電容104充電及控制該電路電容104與該電源108斷開。電源108可為指紋檢測電路100的內部電源，例如，電源108的第一極為負極，電源的第二極為正極。 進一步地，該開關單元106包括第一開關S1及第二開關S2。 該第一開關S1包括第一選擇端A1、第一電源端B1及第一連接端C1，該第一選擇端A1連接該電路電容104的一端，該第一電源端B1連接該電源108的第一極，該第一連接端C1連接該信號放大器102的負向輸入端。 該第二開關S2包括第二選擇端A2、第二電源端B2及第二連接端C2，該第二選擇端A2連接該電路電容104的另一端，該第二電源端B2連接該電源108的第二極，該第二連接端C2連接該信號放大器102的輸出端。 該第一選擇端A1連接該第一連接端C1並與該第一電源端B1斷開，該第二選擇端A2連接該第二連接端C2並與該第二電源端B2斷開，使得該電路電容104連通在該信號放大器102的負向輸入端與該信號放大器102的輸出端之間，及使得該電路電容104與該電源108斷開。 該第一選擇端A1連接該第一電源端B1並與該第一連接端C1斷開，該第二選擇端A2連接該第二電源端B2並與該第二連接端C2斷開，使得該電源108為該電路電容104充電。此時，電源108為電路電容104充電，使電路電容104兩端帶有一定的電壓。 該採樣保持電路110連接在該信號放大器102的輸出端及該模數轉換器112之間。該採樣保持電路110用於以設定倍數對信號放大器102的輸出端輸出的電壓進行放大。該模數轉換器112用於將放大後的該電壓轉化為數值並保存下來。該指紋檢測電路100還可包括處理數位信號的數位訊號處理器（圖未示出），該數位訊號處理器連接在模數轉換器112的輸出端。數位化信號放大器102的輸出端輸出的電壓，可方便後續的計算。 該手指電容的電容值由以下公式確定：Vo=(Vc-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo為該電壓，Vt為該激發電壓，Cx為該手指電容114的電容值，Ci為該電路電容104的電容值，Vc為該電路電容104兩端的電壓。由該公式可知，信號放大器102輸出的電壓Vo與手指電容114的電容值Cx的關係是非線性關係。 當指紋檢測電路100初始化時，第一選擇端A1連接到第一電源端B1，第二選擇端A2連接到第二電源端B2，第二電源端B2連接電源108的正極，第一電源端B1連接電源108的負極，由電源108為電路電容104充電。充電後電路電容104兩端的電壓為Vc，本示例中，Vc=Vs，Vs為電源的電壓。手指電容114初始化時兩端接地，信號發生器116接地（Vt接地）。然後，第一選擇端A1連接到第一連接端C1，第二選擇端A2第二連接端C2，電路電容104接入至信號放大器102的負向輸入端與信號放大器102的輸出端之間。這時信號放大器102的輸出端輸出的電壓Vo為Vc，初始化動作完成。 在指紋檢測電路100採集指紋的過程中，信號發生器116使激發電壓Vt上升，上升的過程中為手指電容114充電，充入的電荷為電量Q=Vt*Cx，由於運放的虛短虛斷的原理，信號放大器102輸出的電壓Vo會下降，對電路電容104充同樣多的電荷來保證運放的輸入端保持到地電位。這時對電路電容104充的電量Q為（Vc-Vo）*Ci=Vt*Cx，所以信號放大器102輸出的電壓Vo=Vc-Vt*Cx/Ci。電壓Vo進入採樣保持電路110時進行放大設定倍數n倍，進入模數轉換器112的最終的檢測電壓Va=n*(Vc-Vt*Cx/Ci)。 舉個例子，比如一個手指500放在指紋感測器502上，傳統的電路檢測時，指紋脊線對應的輸出電壓Vo1=-2V，假設對於這個手指500，指紋谷線對應的輸出電壓（下稱第一電壓）比指紋脊線對應的輸出電壓（下稱第二電壓）差15%，即第二電壓Vo2=-1.7V。如果模數轉換器112的輸入範圍是0~-5V，那採樣保持電路110最多可以放大2.5倍（n=2.5），放大後的第一電壓Va1=-5V，放大後的第二電壓Va2=-4.25V，Va1-Va2=-0.75V。 在利用本發明的指紋檢測電路100檢測指紋時，假設電路電容104初始化時兩端的電壓Vc=1.5V，那在採集過程中，第一電壓Vo1變為1.5-2=-0.5V，第二電壓Vo2變為1.5-1.7=-0.2V。這時採樣保持電路110就可以放大10倍，放大後的第一電壓Va1=-5V，放大後的第二電壓Va2=-2V，Va1-Va2=-3V，這個差值比上述差值放大了-3/-0.75=4倍。兩個輸出電壓差60%，放大了4倍。這時指紋檢測電路100採集到的兩個輸出電壓的差距就比較大，信噪比更高，後續演算法就更容易識別。 因此，以第一電壓為例，可以判斷第一電壓Vo1是否大於等於-0.5V（設定值），若是，該第一電壓可用於手指指紋圖像的形成。 若否，則指紋檢測電路100可以調整激發電壓Vt及電路電容104兩端的電壓Vc中的至少一個參數來調整第一電壓Vo1。設定值的設定可考慮模數轉換器112的量程、激發電壓Vt及電路電容104兩端的電壓Vc的安全電壓範圍等因素。 綜上所述，上述指紋檢測電路100中，信號放大器102輸出的電壓與手指電容114的關係為非線性關係，在後續處理時，對信號放大器102輸出的電壓是進行局部線性的放大，使輸出的脊線對應的電壓和谷線對應的電壓之間的差值變大，信噪比更高，使後續演算法更容易識別，進而提高了指紋檢測效果。 請參閱第3圖，本發明第二較佳實施方式的指紋檢測電路200包括信號放大器202、電容204、開關單元206、電源（圖未示出）、採樣保持電路210及模數轉換器212。 本實施方式的指紋檢測電路200可利用第一實施方式揭示的指紋感測器502向手指500傳遞激發信號以採集手指電容214。 該信號放大器202的負向輸入端連接手指電容214，該信號放大器202的正向輸入端連接參考電壓端216，該信號放大器202根據該手指電容214的電容值，從該信號放大器202的輸出端輸出電壓。 本實施方式中，參考電壓端216為電源的輸出端，即信號放大器202的正向輸入端連接該電源。 該電路電容204可以是指紋感測器的內部電容或其它電容，該電路電容204的電容值一般是固定的。 該開關單元206分別與該信號放大器202的負向輸入端和該信號放大器202的輸出端連接，用於控制該電路電容204連通在該信號放大器202的負向輸入端與該信號放大器202的輸出端之間，使得該電壓與該手指電容214的電容值的關係為非線性關係。 具體地，該開關單元206與該電路電容204並聯。該開關單元206斷開使該電路電容204連通在該信號放大器202的負向輸入端與該信號放大器202的輸出端之間。 該開關單元206閉合使該電路電容204不連通在該信號放大器202的負向輸入端與該信號放大器202的輸出端之間。連通可以理解為連接和導通，在本實施方式中，當開關單元206閉合時，電路電容204雖然連接在信號放大器202的負向輸入端及信號放大器202的輸出端之間，但電路電容204被開關單元206短接，使電路電容204沒有導通在信號放大器202的負向輸入端及信號放大器202的輸出端之間。 開關單元206包括第一連接端D1及第二連接端D2。 第一連接端D1連接電路電容204的一端及連接在手指電容214與信號放大器202的負向輸入端之間。第二連接端D2連接電路電容204的另一端及連接在信號放大器202的輸出端。 該開關單元206斷開使該電路電容204連通在該信號放大器202的負向輸入端與該信號放大器202的輸出端之間，即，第一連接端D1與第二連接端D2斷開。 該開關單元206閉合使該電容不連通在該信號放大器202的負向輸入端與該信號放大器202的輸出端之間，即，第一連接端D1連接第二連接端D2。這樣，信號放大器202的輸出端輸出的電壓與電源的電壓相等。電路電容204被短接而不連通在該信號放大器202的負向輸入端與該信號放大器202的輸出端之間，對信號放大器202的輸出端輸出的電壓沒有影響。 該採樣保持電路210連接在該信號放大器202的輸出端及該模數轉換器212之間。該採樣保持電路210用於以設定倍數對信號放大器202的輸出端輸出的該電壓進行放大。該模數轉換器212用於將放大後的該電壓轉化為數值並保存下來。該指紋檢測電路200還可包括處理數位信號的數位訊號處理器（圖未示出），該數位訊號處理器連接在模數轉換器212的輸出端。數位化信號放大器202的輸出端輸出的該電壓，可方便後續的計算。 該手指電容214的電容值由以下公式確定：Vo=(Vs-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo為信號放大器202的輸出端輸出的電壓，Vt為該激發信號的電壓幅值（激發電壓），Cx為該手指電容214的電容值，Ci為該電路電容204的電容值，Vs為該電源的電壓。由該公式可知，信號放大器202輸出的電壓Vo與手指電容214的電容值Cx的關係是非線性關係。 當指紋檢測電路100初始化時，開關單元206閉合，手指電容214初始化時兩端接地，信號發生器218接地（Vt接地）。這時信號放大器202的輸出端輸出的電壓Vo=Vs，初始化動作完成。 在指紋檢測電路200採集指紋的過程中，開關單元206斷開，信號發生器218使激發電壓Vt上升，上升的過程中為手指電容214充電，充入的電荷為電量Q=Vt*Cx，由於運放的虛短虛斷的原理，信號放大器202輸出的電壓Vo會下降，對電路電容204充同樣多的電荷來保證運放的輸入端保持到Vs電位。這時對電路電容204充的電量Q為（Vs-Vo）*Ci=Vt*Cx，所以信號放大器202輸出的電壓Vo=Vs-Vt*Cx/Ci。電壓Vo進入採樣保持電路210時進行放大設定倍數n倍，進入模數轉換器212的最終的檢測電壓Va=n*(Vs-Vt*Cx/Ci)。因此，可以通過調整激發電壓Vt及電源的電壓Vs中的至少一個參數，來調整信號放大器202輸出的電壓Vo。 綜上所述，上述指紋檢測電路200中，信號放大器202輸出的電壓與手指電容214的關係為非線性關係，在後續處理時，對信號放大器202輸出的電壓是進行局部線性的放大，使輸出的脊線對應的電壓和谷線對應的電壓之間的差值變大，信噪比更高，使後續演算法更容易識別，進而提高了指紋檢測效果。 請參第4圖並結合第1圖至第3圖，本發明第三較佳實施方式的電子裝置300包括指紋檢測電路（圖未示出）。該指紋檢測電路可設置在電子裝置300的內部。該指紋檢測電路可為以上任一實施方式的指紋檢測電路。 本實施方式中，該電子裝置300以手機為例進行說明。可以理解，在其它實施方式中，電子裝置300可還為平板電腦、筆記型電腦、智慧穿戴設備、音訊播放機或視訊播放機等對指紋檢測有需求的電子裝置。 指紋感測器502的採集視窗302設置在電子裝置300的前面板304，方便採集用戶指紋。當然，採集視窗302還可根據其它需求設置在電子裝置300的側面及背面等的其它位置。 綜上所述，上述電子裝置300能夠提高指紋檢測效果。 在本說明書的描述中，參考術語“一個實施方式”、“一些實施方式”、“示意性實施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施方式或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施方式或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施方式或示例中以合適的方式結合。 此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，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特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個、三個等，除非另有明確具體的限定。 流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用於實現特定邏輯功能或過程的步驟的可執行指令的代碼的模組、片段或部分，並且本發明的較佳實施方式的範圍包括另外的實現，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執行功能，這應被本發明的實施例所屬技術領域的技術人員所理解。 在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯及/或步驟，例如，可以被認為是用於實現邏輯功能的可執行指令的定序列表，可以具體實現在任何電腦可讀介質中，以供指令執行系統、裝置或設備（如基於電腦的系統、包括處理器的系統或其他可以從指令執行系統、裝置或設備取指令並執行指令的系統）使用，或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用。就本說明書而言，“電腦可讀介質”可以是任何可以包含、儲存、通信、傳播或傳輸程式以供指令執行系統、裝置或設備或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用的裝置。電腦可讀介質的更具體的示例（非窮盡性列表）包括以下：具有一個或多個佈線的電連接部（電子裝置）、可攜式電腦盤盒（磁裝置）、隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、可抹除可編輯唯讀記憶體（EPROM或快閃記憶體）、光纖裝置，以及可攜式光碟唯讀記憶體（CDROM）。另外，電腦可讀介質甚至可以是可在其上列印該程式的紙或其他合適的介質，因為可以例如通過對紙或其他介質進行光學掃描，接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得該程式，然後將其儲存在電腦記憶體中。 應當理解，本發明的各部分可以用硬體、軟體、韌體或它們的組合來實現。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用儲存在記憶體中且由合適的指令執行系統執行的軟體或韌體來實現。例如，如果用硬體來實現，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現：具有用於對資料信號實現邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路、具有合適的組合邏輯門電路的專用積體電路、可程式設計閘陣列（PGA）、現場可程式設計閘陣列（FPGA）等。 本技術領域的普通技術人員可以理解實現上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程式來指令相關的硬體完成，所述的程式可以儲存於一種電腦可讀儲存介質中，該程式在執行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。 此外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模組中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模組中。上述集成的模組既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模組的形式實現。該集成的模組如果以軟體功能模組的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，也可以儲存在一個電腦可讀取儲存介質中。 上述提到的儲存介質可以是唯讀記憶體、磁片或光碟等。儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。

100、200‧‧‧指紋檢測電路
102、202‧‧‧信號放大器
104、204‧‧‧電路電容
106、206‧‧‧開關單元
108‧‧‧電源
110、210‧‧‧採樣保持電路
112、212‧‧‧模數轉換器
114、214‧‧‧手指電容
116、218‧‧‧信號發生器
118、216‧‧‧參考電壓端
300‧‧‧電子裝置
302‧‧‧採集視窗
304‧‧‧前面板
500‧‧‧手指
502‧‧‧指紋感測器
504‧‧‧邊框
506‧‧‧指紋感應單元
508‧‧‧二維檢測陣列
A1‧‧‧第一選擇端
A2‧‧‧第二選擇端
B1‧‧‧第一電源端
B2‧‧‧第二電源端
C1、D1‧‧‧第一連接端
C2、D2‧‧‧第二連接端
Ci‧‧‧電路電容的電容值
Cx‧‧‧手指電容的電容值
S‧‧‧交流信號的頻率
S1‧‧‧第一開關
S2‧‧‧第二開關
Va‧‧‧檢測電壓
Vo‧‧‧電壓
Vs‧‧‧電源的電壓
Vt‧‧‧激發電壓

本發明的上述及/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中： 第1圖是本發明較佳實施方式的指紋檢測電路的示意圖； 第2圖是本發明較佳實施方式的指紋檢測電路採集指紋時的示意圖； 第3圖是本發明較佳實施方式的指紋檢測電路的另一示意圖；及 第4圖是本發明較佳實施方式的電子裝置的平面示意圖。

100‧‧‧指紋檢測電路

102‧‧‧信號放大器

104‧‧‧電路電容

106‧‧‧開關單元

108‧‧‧電源

110‧‧‧採樣保持電路

112‧‧‧模數轉換器

114‧‧‧手指電容

116‧‧‧信號發生器

118‧‧‧參考電壓端

A1‧‧‧第一選擇端

A2‧‧‧第二選擇端

B1‧‧‧第一電源端

B2‧‧‧第二電源端

C1‧‧‧第一連接端

C2‧‧‧第二連接端

Ci‧‧‧電路電容的電容值

Cx‧‧‧手指電容的電容值

S‧‧‧交流信號的頻率

S1‧‧‧第一開關

S2‧‧‧第二開關

Va‧‧‧檢測電壓

Vo‧‧‧電壓

Vs‧‧‧電源的電壓

Vt‧‧‧激發電壓

Claims (11)

1. 一種指紋檢測電路，該指紋檢測電路用於向手指傳遞激發信號以採集手指電容，其特徵在於，該指紋檢測電路包括信號放大器、電路電容及開關單元；         該信號放大器的負向輸入端連接該手指電容，該信號放大器的正向輸入端連接參考電壓端，該信號放大器根據該手指電容的電容值，從該信號放大器的輸出端輸出電壓；         該開關單元分別與該信號放大器的負向輸入端和該信號放大器的輸出端連接，用於控制該電路電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間，使得該電壓與該手指電容的電容值的關係為非線性關係。
2. 如申請專利範圍第1項所述的指紋檢測電路，其特徵在於，該參考電壓端為地端，該指紋檢測電路還包括電源；         該電源通過該開關單元與該電路電容連接，該開關單元用於控制該電源為該電路電容充電及控制該電路電容與該電源斷開。
3. 如申請專利範圍第2項所述的指紋檢測電路，其特徵在於，該開關單元包括第一開關及第二開關；         該第一開關包括第一選擇端、第一電源端及第一連接端，該第一選擇端連接該電路電容的一端，該第一電源端連接該電源的第一極，該第一連接端連接該信號放大器的負向輸入端；         該第二開關包括第二選擇端、第二電源端及第二連接端，該第二選擇端連接該電路電容的另一端，該第二電源端連接該電源的第二極，該第二連接端連接該信號放大器的輸出端；         該第一選擇端連接該第一連接端並與該第一電源端斷開，該第二選擇端連接該第二連接端並與該第二電源端斷開，使得該電路電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間，及使得該電路電容與該電源斷開；         或該第一選擇端連接該第一電源端並與該第一連接端斷開，該第二選擇端連接該第二電源端並與該第二連接端斷開，使得該電源為該電路電容充電。
4. 如申請專利範圍第2項所述的指紋檢測電路，其特徵在於，該手指電容的電容值由以下公式確定：Vo=(Vc-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo為該電壓，Vt為該激發信號的電壓幅值，Cx為該手指電容的電容值，Ci為該電路電容的電容值，Vc為該電路電容兩端的電壓。
5. 如申請專利範圍第1項所述的指紋檢測電路，其特徵在於，該指紋檢測電路還包括電源，該參考電壓端是該電源的輸出端，該開關單元與該電路電容並聯；         該開關單元斷開使該電路電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間；         該開關單元閉合使該電路電容不連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述的指紋檢測電路，其特徵在於，該手指電容的電容值由以下公式確定：Vo=(Vs-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo為該電壓，Vt為該激發信號的電壓幅值，Cx為該手指電容的電容值，Ci為該電路電容的電容值，Vs為該電源的電壓。
7. 如申請專利範圍第1項所述的指紋檢測電路，其特徵在於，該指紋檢測電路還包括採樣保持電路及模數轉換器，該採樣保持電路連接在該信號放大器的輸出端與該模數轉換器之間。
8. 一種電子裝置，包括指紋檢測電路，該指紋檢測電路用於向手指傳遞激發信號以採集手指電容，其特徵在於，該指紋檢測電路包括信號放大器、電路電容及開關單元；         該信號放大器的負向輸入端連接該手指電容，該信號放大器的正向輸入端連接參考電壓端，該信號放大器根據該手指電容的電容值，從該信號放大器的輸出端輸出電壓；         該開關單元分別與該信號放大器的負向輸入端和該信號放大器的輸出端連接，用於控制該電路電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間，使得該電壓與該手指電容的電容值的關係為非線性關係。
9. 如申請專利範圍第8項所述的電子裝置，其特徵在於，該參考電壓端為地端，該指紋檢測電路還包括電源；         該電源通過該開關單元與該電路電容連接，該開關單元用於控制該電源為該電路電容充電及控制該電路電容與該電源斷開。
10. 如申請專利範圍第8項所述的電子裝置，其特徵在於，該指紋檢測電路還包括電源，該參考電壓端是該電源的輸出端，該開關單元與該電路電容並聯；         該開關單元斷開使該電路電容連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間；         該開關單元閉合使該電路電容不連通在該信號放大器的負向輸入端與該信號放大器的輸出端之間。
11. 如申請專利範圍第8項所述的電子裝置，其特徵在於，該指紋檢測電路還包括採樣保持電路及模數轉換器，該採樣保持電路連接在該信號放大器的輸出端與該模數轉換器之間。