一種指紋檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種指紋檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的電子設(shè)備進(jìn)入人們的工作和生活中，比如智能手機(jī)、平板電腦等。為了提高電子設(shè)備的安全性，很多電子設(shè)備都設(shè)置有指紋識(shí)別裝置，通過(guò)識(shí)別用戶的指紋對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證，以提高電子設(shè)備的安全性。
[0003]但是本申請(qǐng)發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例中技術(shù)方案的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下技術(shù)問(wèn)題:
[0004]傳統(tǒng)的主動(dòng)式半導(dǎo)體指紋識(shí)別裝置如圖1所示，周?chē)球?qū)動(dòng)環(huán)，中間是感應(yīng)陣列，這樣的設(shè)計(jì)導(dǎo)致指紋識(shí)別裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，成本較高。且驅(qū)動(dòng)環(huán)在工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)將加載到整個(gè)驅(qū)動(dòng)環(huán)上，需要高壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這樣也增大了電子設(shè)備的功耗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種指紋檢測(cè)裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中指紋識(shí)別裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，需要高壓驅(qū)動(dòng)，功耗較高的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種指紋檢測(cè)裝置，所述裝置包括:
[0007]按照預(yù)定排布規(guī)則排布的多個(gè)檢測(cè)單元，所述多個(gè)檢測(cè)單元用于檢測(cè)用戶的指紋信息；
[0008]所述多個(gè)檢測(cè)單元中的每個(gè)檢測(cè)單元包括:
[0009]感應(yīng)模塊，保護(hù)環(huán)和驅(qū)動(dòng)模塊；其中，所述保護(hù)環(huán)設(shè)置在所述感應(yīng)模塊的周?chē)?，所述?qū)動(dòng)模塊與所述保護(hù)環(huán)連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊用于驅(qū)動(dòng)所述檢測(cè)單元。
[0010]可選的，所述多個(gè)檢測(cè)單元按照預(yù)定排布規(guī)則排布成矩形陣列。
[0011]可選的，所述感應(yīng)模塊設(shè)置于所述檢測(cè)單元的第一層，所述驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)置于所述檢測(cè)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(cè)單元還包括:
[0013]運(yùn)算放大器，所述運(yùn)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(yīng)模塊連接，所述第二輸入端與所述保護(hù)環(huán)連接，所述運(yùn)算放大器用于實(shí)現(xiàn)電容轉(zhuǎn)換為電壓后信號(hào)的緩沖輸出。
[0014]可選的，所述檢測(cè)單元還包括:
[0015]第一開(kāi)關(guān)裝置，第二開(kāi)關(guān)裝置，第一復(fù)位電路和第二復(fù)位電路；
[0016]其中，所述第一開(kāi)關(guān)裝置包括第一端和第二端，所述第一端與所述運(yùn)算放大器的第一輸入端連接，所述第二端與所述第一復(fù)位電路連接，所述第二開(kāi)關(guān)裝置包括第三端和第四端，所述第三端與所述運(yùn)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(fù)位電路連接，所述第一復(fù)位電路和所述第二復(fù)位電路用于對(duì)所述運(yùn)算放大器的第一輸入端、第二輸入端和輸出端的電壓值進(jìn)行復(fù)位，設(shè)置一復(fù)位參考電壓值。
[0017]可選的，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括:驅(qū)動(dòng)電路部分和驅(qū)動(dòng)電容部分，所述驅(qū)動(dòng)電容部分與所述感應(yīng)模塊和所述運(yùn)算放大器的第一輸入端連接，所述驅(qū)動(dòng)電路部分與所述驅(qū)動(dòng)電容部分連接，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路部分用于驅(qū)動(dòng)所述感應(yīng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)電容部分用于實(shí)現(xiàn)電荷在所述驅(qū)動(dòng)電容部分和第一感應(yīng)電容之間的電荷轉(zhuǎn)移，所述第一感應(yīng)電容為手指觸摸所述指紋識(shí)別裝置時(shí)，手指和所述感應(yīng)模塊間的感應(yīng)電容。
[0018]本申請(qǐng)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種技術(shù)效果:
[0019]本申請(qǐng)實(shí)施例的方案中，指紋檢測(cè)裝置的每個(gè)檢測(cè)單元由感應(yīng)模塊和其自身的保護(hù)環(huán)組成，在檢測(cè)單元檢測(cè)指紋信息時(shí)，通過(guò)在每個(gè)檢測(cè)單元的保護(hù)環(huán)上加載驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)該檢測(cè)單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得本方案中無(wú)需高壓驅(qū)動(dòng)，只需要加載穩(wěn)定的電源電壓，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，指紋檢測(cè)裝置需要高壓驅(qū)動(dòng)，功耗較高的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了降低指紋檢測(cè)裝置的功耗的技術(shù)效果。
[0020]另外，由于指紋檢測(cè)裝置的每個(gè)檢測(cè)單元由感應(yīng)模塊和其自身的保護(hù)環(huán)組成，再由多個(gè)這樣的檢測(cè)單元組成指紋檢測(cè)陣列，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中指紋識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例一中檢測(cè)單元陣列的示意圖；
[0023]圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例一中感應(yīng)模塊與保護(hù)環(huán)之間的感應(yīng)電容的示意圖；
[0024]圖4A-圖4B為本申請(qǐng)實(shí)施例一中手指透過(guò)介質(zhì)層與單個(gè)感應(yīng)單元間形成感應(yīng)電容的不意圖；
[0025]圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例一中電容檢測(cè)電路的連接關(guān)系框圖；
[0026]圖6A-圖6B為本申請(qǐng)實(shí)施例一中輸入控制信號(hào)和輸出信號(hào)的示意圖；
[0027]圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例一中電容檢測(cè)電路的轉(zhuǎn)化輸出波形圖；
[0028]圖8為本申請(qǐng)實(shí)施例一中電容檢測(cè)電路的細(xì)化轉(zhuǎn)化輸出波形圖；
[0029]圖9為本申請(qǐng)實(shí)施例二中指紋檢測(cè)方法的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，指紋檢測(cè)裝置的每個(gè)檢測(cè)單元由感應(yīng)模塊和其自身的保護(hù)環(huán)組成，在檢測(cè)單元檢測(cè)指紋信息時(shí)，通過(guò)在每個(gè)檢測(cè)單元的保護(hù)環(huán)上加載驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)該檢測(cè)單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得本方案中無(wú)需高壓驅(qū)動(dòng)，只需要加載穩(wěn)定的電源電壓，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，指紋檢測(cè)裝置需要高壓驅(qū)動(dòng)，功耗較高的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了降低指紋檢測(cè)裝置的功耗的技術(shù)效果。
[0031]本文中術(shù)語(yǔ)“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示:單獨(dú)存在A，同時(shí)存在A和B，單獨(dú)存在B這三種情況。另夕卜，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”的關(guān)系。
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例技術(shù)方案的主要實(shí)現(xiàn)原理、【具體實(shí)施方式】及其對(duì)應(yīng)能夠達(dá)到的有益效果進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
[0033]實(shí)施例一
[0034]本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種指紋檢測(cè)裝置，如圖2和圖5所示，所述裝置包括:
[0035]按照預(yù)定排布規(guī)則排布的多個(gè)檢測(cè)單元10，所述多個(gè)檢測(cè)單元10用于檢測(cè)用戶的指紋信息；
[0036]所述多個(gè)檢測(cè)單元中的每個(gè)檢測(cè)單元包括:
[0037]感應(yīng)模塊101，保護(hù)環(huán)102和驅(qū)動(dòng)模塊103 ;其中，所述保護(hù)環(huán)102設(shè)置在所述感應(yīng)模塊101的周?chē)?，所述?qū)動(dòng)模塊103與所述保護(hù)環(huán)102連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊103用于驅(qū)動(dòng)所述檢測(cè)單元10。
[0038]具體來(lái)講，多個(gè)檢測(cè)單元10可以按照預(yù)定排布規(guī)則排布成如圖2所示的矩形陣列，在具體實(shí)施過(guò)程中，也可以排列成圓形陣列等排布結(jié)構(gòu)，本申請(qǐng)對(duì)此不做限制。
[0039]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，由于檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以將這些檢測(cè)單元進(jìn)行單獨(dú)放置，在具體實(shí)施過(guò)程中，為了使指紋檢測(cè)裝置的尺寸減小，檢測(cè)單元可以分為上下兩層結(jié)構(gòu)，上層結(jié)構(gòu)為感應(yīng)模塊，即感應(yīng)面板，下層結(jié)構(gòu)為該檢測(cè)單元的檢測(cè)電路，使得每個(gè)檢測(cè)單元可以單獨(dú)放置其檢測(cè)電路。
[0040]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，檢測(cè)電路包括所述檢測(cè)單元的驅(qū)動(dòng)模塊103在內(nèi)，也包括該檢測(cè)單元的其他元器件，例如:開(kāi)關(guān)、運(yùn)算放大器等，本申請(qǐng)?jiān)诖瞬灰灰焕e。
[0041]接下來(lái)，對(duì)每個(gè)檢測(cè)單元的感應(yīng)模塊101與保護(hù)環(huán)102之間的感應(yīng)電容進(jìn)行分析，如圖3所示，感應(yīng)模塊101即為感應(yīng)手指指紋的感應(yīng)面板，當(dāng)手指接觸介質(zhì)層后，感應(yīng)模塊101與組成指紋的指紋脊和指紋谷形成對(duì)地電容，即手指與感應(yīng)模塊101之間的感應(yīng)電容。而保護(hù)環(huán)102的作用在于保護(hù)感應(yīng)模塊101的側(cè)面環(huán)境，使得感應(yīng)模塊101的側(cè)面環(huán)境一致，不會(huì)受到其他感應(yīng)單元的干擾，使得檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確，圖中的Cb1, Cb2，Cb3，Cb4為感應(yīng)模塊101與保護(hù)環(huán)102間四個(gè)方向的感應(yīng)電容，本申請(qǐng)實(shí)施例中，感應(yīng)電容的和等效為Cb=CbACbfCbJCb4。
[0042]進(jìn)一步，在手指觸摸指紋識(shí)別裝置時(shí)，如圖4A和圖4B所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例中手指透過(guò)介質(zhì)層與單個(gè)感應(yīng)單元間形成感應(yīng)電容的示意圖。
[0043]其中，Cfinger為手指表面與檢測(cè)單元間的感應(yīng)電容，由于指紋脊為凸起表面，而指紋谷為凹陷表面，介質(zhì)層表面均勻，所述根據(jù)平行板間電容計(jì)算公式C = ε S + d，可以等效為
[0044]C 脊=eS + d