一種指紋檢測器及電子設備的製作方法

2023-06-23 00:19:41

本申請涉及電子技術領域，尤其涉及一種指紋檢測器及電子設備。

背景技術：

隨著電子技術發展，各種可攜式電子設備也越來越多，比如手機、平板電腦等可攜式電子設備。

當前的電子設備中都會這是一個指紋檢測器，該指紋檢測器中設置了一個指紋識別模塊，該指紋識別模塊可以檢測該電子設備的使用者的指紋信息，從而實現指紋解鎖等目的，這樣可以使得電子設備安全性更高，但是當期的指紋檢測器的功能較為單一，進而使得指紋檢測器的使用率較低。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種指紋檢測器及電子設備，用以解決現有技術中當期的指紋檢測器的功能較為單一，進而使得指紋檢測器的使用率較低的問題。

其具體的技術方案如下：

一種指紋檢測器，包括：

指紋識別模塊，用於識別使用者的指紋；

感測裝置，至少包含兩個導體對，所述至少兩個導體對中的每個導體對分別與提供驅動信號的驅動電路連接，所述導體對設置在所述指紋識別模塊的邊緣；

檢測電路，分別與每個導體對連接，用於檢測所述導體對上的電容值。

可選的，所述導體對包含兩個導體，所述兩個導體之間相互平行，並且所述兩個導體之間具有第一間距，所述驅動電路連接到所述導體對的一個導體上， 所述檢測電路連接到所述導體對的另一個導體上。

可選的，所述檢測裝置包含四個導體對，所述四個導體對圍成一個矩形。

可選的，所述檢測電路包括：

斬波穩定放大器，用於根據檢測到的所述電容值，輸出所述電容值對應的電壓信號；

解調電路，與所述斬波穩定放大器連接，用於解調所述斬波穩定放大器輸出的信號；

可編程增益放大器，與所述解調電路連接，用於對所述解調電路輸出的信號進行增益處理；

數字模數轉換器，與所述可編程增益放大器連接，用於對所述可編程增益放大器輸出的信號進行模數轉換處理；

濾波器，與所述數字模數轉換器連接，用於對所述數字模數轉換器輸出的信號進行濾波處理。

可選的，所述斬波穩定放大器包括：第一電容、運算放大器，其中，

所述第一電容的一端與預算放大器的第一輸入端連接，所述第一電容的另一端與所述運算放大器的輸出端連接；

所述預算放大器的第一輸入端連接所述導體對，所述運算放大器的第二輸入端接地，所述運算放大器的輸出端與所述解調電路連接。

一種電子設備，該電子設備包括：

殼體；

處理器，設置在所述殼體內；

指紋檢測器，與所述處理器連接，所述指紋檢測器上述的指紋檢測器。

本發明實施例提供了一種指紋檢測器，該指紋檢測器包括：指紋識別模塊，用於識別使用者的指紋；感測裝置，至少包含兩個導體對，至少兩個導體對中的每個導體對分別與提供驅動信號的驅動電路連接，導體對設置在指紋識別模塊的邊緣；檢測電路，分別與每個導體對連接，用於檢測導體對上的電容值。 通過該導體對可以上的電容值變化可以檢測使用者的手指在指紋檢測器上的移動以及移動方向，從而根據使用者的手指的移動以及移動方向進行對應的響應。

在本發明實施例中，該指紋檢測器不僅可以實現對指紋的檢測，還可以通過指紋檢測器上的感測裝置以及檢測電路確定出使用者的手指在指紋檢測器上的滑動操作，即使用者手指在指紋檢測器上是左滑還是右滑。從而使得指紋檢測器可以使用者手指的滑動操作，進而提升了指紋檢測的功能性以及實用性。

附圖說明

圖1為本發明實施例中一種指紋檢測器的結構示意圖之一；

圖2為本發明實施例中檢測電路的結構示意圖；

圖3為本發明實施例中斬波穩定放大器的電路結構示意圖；

圖4為本發明實施例中一種指紋檢測器的結構示意圖之二；

圖5為本發明實施例中一種指紋檢測器的結構示意圖之三。

具體實施方式

為了解決現有技術中指紋檢測器的功能單一以及使用率較低的問題，本發明實施例提供了一種指紋檢測器，該指紋檢測器包括：指紋識別模塊，用於識別使用者的指紋；感測裝置，至少包含兩個導體對，至少兩個導體對中的每個導體對分別與提供驅動信號的驅動電路連接，導體對設置在指紋識別模塊的邊緣；檢測電路，分別與每個導體對連接，用於檢測導體對上的電容值。該導體為互電容導體，當使用者的手指靠近該導體對時，該導體對上的電容值將發生改變，因此通過檢測導體對上的電容值變化可以檢測使用者的手指在指紋檢測器上的移動以及移動方向，從而根據使用者的手指的移動以及移動方向進行對應的響應。

上述的方案中說明本發明實施例中的指紋檢測器的主體方案，下面通過附圖以及具體實施例對本發明技術方案做詳細的說明，應當理解，本發明實施例 以及實施例中的具體技術特徵只是對本發明技術方案的說明，而不是限定，在不衝突的情況下，本發明實施例以及實施例中的具體技術特徵可以相互組合。

如圖1所示為本發明實施例中一種指紋檢測器的結構示意圖，該指紋檢測器包括：

指紋識別模塊101，指紋識別模塊101中包含了多個檢測子單元，每個檢測子單元用戶檢測手指的部分指紋信息，由這些檢測子單元組成的陣列可以該指紋識別模塊，從而實現對使用者的指紋檢測，進而通過該指紋識別可以得到使用者的指紋信息。

感測裝置102，該感測裝置102由至少兩個導體對組成，至少兩個導體對中的每個導體分別與提供驅動信號的驅動電路連接，導體對設置在指紋識別模塊101的邊緣。

檢測電路103，分別與每個導體對連接，用於檢測所述導體對上的電容值。

在圖1中，感測裝置102包含了第一導體對以及第二導體對，第一導體對以及第二導體對中每個導體對都包含了2個單獨的導體，且每個導體的長度以及寬度都基本相同，從使得第一導體對以及第二導體對形成互電容。若是要是對互電容的電容值進行檢測，則需要對第一導體對以及第二導體對施加一驅動信號，該驅動信號可以是電壓驅動信號。

因此，在本發明實施例中，第一導體對以及第二導體對連接至驅動電路，該驅動電路可以向第一導體對以及第二導體對施加一個電壓驅動信號，該電壓驅動信號能夠使得第一導體對以及第二導體對形成各自的一個電場。

在本發明實施例中，為了實現對第一導體對以及第二導體對的電容值檢測，因此，第一導體對以及第二導體對上都連接了檢測電路103，該檢測電路103用於檢測第一導體對以及第二導體對上的電容值。

下面對該指紋檢測器的工作原理進行詳細的說明。

首先來講，在進行檢測時，該電子設備將指示與第一導體對以及第二導體對的驅動電路向對導體對以及第二導體對施加一電壓驅動信號，此時第一導體 對以及第二導體對將被驅動。

若是使用者將手指靠近左邊的第一導體對時，該第一導體對上的電容值將發生改變，也就是，第一導體對上的電容值將增大。此時與第一導體對連接的檢測電路103可以檢測到第一導體對上的電容值的變化，也就是該檢測電路103可以具體檢測到第一導體對上的電容值，最後還檢測電路將以數值的形式輸出第一導體對的電容值，也就是以數值來表徵第二導體對上的電容值的大小。

當然，若是使用者的手指靠近右邊的第二導體對上，該第二導體對上的電容值也將發生改變，也就是，第二導體對上的電容值將增大，檢測電路103同樣的會檢測到第二導體對上的電容值，最後以數值的形式來表徵第二導體對的電容值大小。

然後，安裝了該指紋檢測器的電子設備通過將檢測到的電容值與預設閾值進行比較判定是否有物體靠近第一導體對或者是第二導體對，比如說檢測到第一導體對上的電容值超過預設閾值時，則說明有物體靠近第一導體對，此時該電子設備將進行對應的響應，若是檢測到第二導體對上的電容值超過預設閾值時，則說明有物體靠近第二導體對，此時該電子設備也將進行對應的響應。

進一步，在本發明實施例中，通過第一導體對以及第二導體對還可以實現使用者手指在指紋檢測器上的滑動操作。具體來講，當驅動電路向第一導體對以及第二導體對上施加電壓驅動信號之後，若是使用者將手指由指紋檢測器的左邊向右邊滑動時，使用者手指首先會靠近第一導體對，此時第一導體對上的電容值將增加，在使用者的手指逐漸向右滑動時，使用者的手指將遠離第一導體對，並且逐漸的接近第二導體對，此時第一導體對上的電容值將減小，而第二導體對的電容值將逐漸增加。該指紋檢測器通過檢測到第一導體對上的電容值由大減小的過程可以確定使用者是在進行滑動的操作，進一步根據第二導體對上的電容值由小增大的過程可以確定出使用者的手指是自左向右的滑動。

同理，對於從右往左滑動的過程也一樣，也就是首先會檢測到第二導體對的電容值從大到小的過程，然後會檢測到第一導體的電容值從小變大的過程， 最後通過該電容值的變化就可以確定該使用者的手指在指紋檢測器上自右向左的滑動操作。

進一步，為了保證檢測電路103對第一導體對以及第二導體對的電容值的檢測，因此如圖2所示，該檢測電路103中包含了斬波穩定放大器201、解調電路202、可編程增益放大器203、數字模數轉換器204、濾波器205。

具體來講，斬波穩定放大器201，用於根據檢測到的電容值，輸出該電容值對應的電壓信號。如圖3所示，該斬波穩定放大器201包含了第一電容301、運算放大器302，該第一電容301的一端與運算放大器302的第一輸入端連接，第一電容301的另一端與運算放大器302的輸出端連接。運算放大器302的第一輸入端連接導體對，運算放大器302的第二輸入端接地，運算放大器302的輸出端與解調電路連接。通過該電路結構，可以使得斬波穩定放大器201的輸出結果與導體對上的電容值成正比，從而通過斬波穩定放大器201的輸出結果就能夠確定出該導體對上的電容值的變化。

另外，需要說明的是，為了保證斬波穩定放大器201輸出的信號的信噪比較好，因此需要保證驅動電路輸出的驅動電壓信號的幅度要儘可能的大，從而保證斬波穩定放大器201輸出的信號的信噪比較好，並且也可以保證後續得到的信號的信噪比較好。

由於最後輸出的結果需要為表徵導體上電容值的數值，因此在斬波穩定放大器201輸出一個電容值對應的電壓信號之後，解調電路202將接收到該電壓信號，並解調該電壓信號，然後將結果輸出給可編程增益放大器203，然後可編程增益放大器203對該解調電路輸出的信號進行增益處理，也就是成倍的放大該信號。

在可編程增益放大器203對該信號進行增益處理之後，輸出的信號將被傳輸到數字模數轉換器204，該數字模數轉換器204用於對可編程增益放大器203輸出的信號進行模數轉換處理。具體來講，由於最後該電容值是以數值的形式得到，所以需要將可編程增益放大器203輸出的數位訊號轉換為模擬信號，因 此該數字模數轉換器204就將可編程增益放大器203輸出的經過增益處理的數位訊號轉換為模擬信號。

數字模擬轉換器204將數位訊號轉換為模擬信號之後，數字模擬轉換器204會將模擬信號發送至濾波器205進行處理，該濾波器205用於對數字模擬轉換器204輸出的信號進行濾波處理，也就是說數字模擬轉換器204輸出的信號可能不是純的模擬信號，因此需要通過濾波器205濾除掉模擬信號中的數位訊號，以及濾波掉可能產生的噪聲等等，這樣可以是的最後輸出的模擬信號更加準確完整。

通過上述實施例中的描述，該指紋檢測器不僅可以實現對指紋的檢測，還可以通過指紋檢測器上的感測裝置102以及檢測電路103確定出使用者的手指在指紋檢測器上的滑動操作，即使用者手指在指紋檢測器上是左滑還是右滑。從而使得指紋檢測器可以使用者手指的滑動操作，進而提升了指紋檢測的功能性以及實用性。

進一步，在上述的實施例中，該指紋檢測器的感測裝置102包含的是兩個導體對，從而保證感測裝置102能夠檢測到使用者手指在指紋檢測器上的左右滑動操作。

為了使得指紋檢測器上的感測裝置102能夠檢測到使用者的手指在指紋檢測器上的四個方向上的滑動操作，因此感測裝置102除了包含第一導體對以及第二導體對之外，還可以包含第三導體對以及第四導體對(如圖4所示)，在圖4中，該第三導體對以及第四導體對都設置在指紋識別模塊101的邊緣，第三導體對以及第四導體對與第一導體對以及第二導體對圍成一個矩形區域，而指紋識別模塊101位於該矩形區域內。

通過第一導體對以及第二導體對組成的感測裝置102可以檢測到使用者手指在指紋檢測器上的左滑以及右滑，通過第三導體對以及第四導體對可以實現對使用者手指的上滑以及下滑，當然，對第三導體對以及第四導體對的電容值的檢測與第一導體對的檢測方法相同，此處就不再贅述。

因此，圖4所示的指紋檢測器可以檢測到使用者手指在指紋檢測器上的自左向右的滑動操作、自右向左的滑動操作、自上而下的滑動操作以及自下而上的滑動操作。進而保證指紋檢測器可以檢測到使用者的手指在指紋檢測器上的各個方向的滑動操作。

進一步，在本發明實施例中，該指紋檢測器還可以是如圖5所示的結構，在圖3所示的結構中，該指紋檢測器中的感測裝置102包含了6個導體對，這6個導體對形成了一個正6邊形，通過該正6邊形上的結構可以更加準確的對使用者的手指在指紋檢測器上的滑動檢測，比如說手指在指紋檢測器的左上角向右下角滑動，通過圖5所示的指紋檢測器就能夠較為準確的檢測到該滑動操作。

當然，在本發明實施例中，該指紋檢測器的除了可以是圖4以及圖5所示的結構之外，還可以是其他結果，比如說將感測裝置102調整為包含8個導體對，或者是將感測裝置102調整為包含10個導體對的指紋檢測器。從而可以使得該指紋檢測器可以更加全面的檢測到使用者的手指在指紋檢測器上的各個方向上的滑動操作。

另外，還需要說明是，在本發明實施例中，檢測電路103除了本實施例所例舉的電路結構之外，其他可以實現相同功能的電路結構也包含在本發明技術方案的所保護的範圍內。

綜上所述，在本發明實施例中，該指紋檢測器中除了包含指紋識別模塊之外，還包含可以檢測使用者手指在指紋檢測器上的滑動操作的感測裝置，並且通過與感測裝置連接的檢測電路可以較為準確的分析出該使用者的手指的滑動方向，從而使得設置該指紋檢測器的電子設備可以較為準確的根據使用者的手指的滑動方向來進行對應的響應。

進一步，在本發明實施例中，還提供了一種電子設備，該電子設備包含了殼體、處理器、指紋檢測器，其中，

處理器設置在該殼體內，處理器與指紋檢測器連接，此處的指紋檢測器就為上述的指紋檢測器。該指紋檢測器的具體結構以及實現原理在上述的實施例 中進行了詳細的描述，此處就不再多餘贅述。

儘管已描述了本申請的優選實施例，但本領域內的普通技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本申請範圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和範圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬於本申請權利要求及其等同技術的範圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。