[发明专利]指纹检测电路及其电容式指纹传感器、移动终端

说明书

技术领域

本发明涉及身份识别技术领域，尤其是涉及一种指纹检测电路及其电容式指纹传感器、移动终端。

背景技术

随着社会的进步和技术的发展，近年来，移动银行、手机钱包、网络购物等电子商务业务在智能移动设备上的应用日趋广泛。相对的，公众对于集成的电子元器件性能以及网络信息安全的要求也越来越高。指纹由于具有唯一性和稳定性而使其成为个人身份识别的一种有效手段。指纹传感器有很多种类型，目前主流的有三种类型：光学取像指纹传感器、晶体电容式(或者压感式)指纹传感器和超声波取像指纹传感器。光学设备取像是利用全反射原理并使用CCD器件来获取指纹图像，效果较好、器件本身耐磨损但成本高、体积大，不适用于集成度要求很高的移动终端上。超声波取像直接扫描真皮组织，积累在皮肤表面的赃物或油脂对获得图像影响不大，但器件成本极高，目前没有成熟的产品市场。晶体电容式指纹传感器生产采用标准CMOS技术，获取图像质量比较好(可以通过软件调整来改善增益的图像质量)且体积和功耗都比较小，成本相对于另两种传感器低廉很多。

晶体电容式指纹传感器包括阵列排布的多个检测单元，当手指触摸检测单元时，指纹单元相当于电容器的阳极，手指的皮肤变成了电容另一极，手指的纹路深浅(即手指的“峰”和“谷”)与检测单元的实际距离不同，电容(或电感)也不同，根据该原理可检测到手指的纹路深浅形成指纹图像。指纹检测系统中常用的指纹检测电路如图1所示，来自手指的输入信号VIN_1和来自高精度信号源的抵消信号VCAN同时输入到指纹检测单元，检测单元的输出信号VPXL_1中，虚线部分为代表指纹信息的有用信号幅度，实线部分为基底信号幅度。这种方法的问题在于，首先，高精度信号源输出VCAN的幅度无法跟随可能动态变化的VIN_1(这是因为VIN_1～VIN_n由手指和指纹检测单元之间的耦合电容大小决定，这个电容是可能动态变化的)，所以VPXL_1的信号幅度中仍可能包含相当一部分的基底信号幅度，经过放大器之后的最终输出信号VOUT_1中也是一样。其次，假设在VIN_1固定的情况下，要获得理想的基底消除效果，对于高精度信号源的指标要求很高，在芯片内部实现相应的信号源会消耗更多的成本和功耗。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种指纹检测电路及其电容式指纹传感器、移动终端，提高了基底信号的消除能力，进一步提高了指纹识别精度。

为达以上目的，本发明提出一种指纹检测电路，包括阵列排列的多个检测单元和求和单元，所述检测单元包括第一检测单元和第二检测单元，所述第一检测单元和第二检测单元分别与所述求和单元连接，所述求和单元将每个第二检测单元的输出信号与所述第一检测单元的输出信号进行求和运算以消除每个第二检测单元的输出信号中的基底信号，得到包含指纹信息的有用信号。

一实施例中，所述第二检测单元与所述求和单元的正相输入端连接，所述第一检测单元与所述求和单元的反相输入端连接。

进一步地，所述的指纹检测电路还包括第一放大器，所述第一放大器对所述求和单元输出的信号进行放大。

优选地，所述第一检测单元的数量为一个。

一实施例中，所述检测单元包括第二放大器、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容一端接手指的输入信号，另一端与所述第二放大器的反相输入端连接；所述第二电容连接在所述第二放大器的反相输入端和正相输入端之间；所述第三电容一端连接所述第二放大器的反相输入端，另一端连接所述第二放大器的输出端；所述第二放大器的正相输入端接地。

一实施例中，所述检测单元包括第二放大器、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容和第二电容均一端接地，另一端与所述第二放大器的反相输入端连接；所述第三电容一端连接所述第二放大器的反相输入端，另一端与所述第二放大器的输出端连接；所述第二放大器的正相输入端接手指的输入信号。

一实施例中，所述求和单元包括第三放大器，所述第三放大器的正相输入端与所述第二检测单元的输出端连接，反相输入端与所述第一检测单元的输出端连接。

进一步地，所述求和单元还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻连接在所述第一检测单元的输出端和所述第三放大器的反相输入端之间；所述第二电阻连接在所述第二检测单元的输出端和所述第三放大器的正相输入端之间；所述第三电阻一端与所述第三放大器的正相输入端连接，另一端接地；所述第四电阻一端连接所述第三放大器的反相输入端，另一端与所述第三放大器的输出端连接。