指纹检测电路及指纹检测方法及电子装置的制造方法
指纹检测电路及指纹检测方法及电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及于指纹检测领域，更具体而言，涉及一种指纹检测电路及一种指纹检测方法及一种电子装置。
【背景技术】
[0002]在指纹检测领域中，由于电容芯片式的指纹检测电路由于体积小、功耗低等优势，因此，此类检测电路在手机及平板市场上快速突围，成为首选。
[0003]上述检测电路检测手指的指纹脊谷信息，由于指纹的脊线与指纹检测电路的感应单元之间的距离较近，指纹的谷线处与指纹检测检测电路的感应单元之间的距离较远，所以脊线与感应单元之间形成的电容和谷线与感应单元之间形成的电容是有差异的，只要检测到上述电容(下称手指电容)，就可以分出指纹信息的脊谷特征。
[0004]发明人发现，现有技术中至少存在以下缺陷，上述指纹检测电路输出的电压是与手指电容(待测电容)为线性正比关系，最后的结果对应于脊线的手指电容的输出电压和对应于谷线的的手指电容的输出电压的数值差距一般都很小，而手指电容对应的输出电压需放大一定倍数进行处理，放大倍数一般是根据经验设一个固定的数值。由于每个人的手指有很大差异性，固定的放大倍数会在算法处理时影响效果，不能使效果达到最优化。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种指纹检测电路及一种指纹检测方法及一种电子装置。
[0006]一种指纹检测电路，该指纹检测电路用于向手指传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容，该指纹检测电路包括指纹采集模块及处理模块，该指纹采集模块包括多个采集单元;每个采集单元配置有调节电压，该指纹采集模块用于根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压;该处理模块用于对所述第一电压及所述第二电压放大设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值，及判断该差值是否大于等于设定值;若是，该处理模块用于根据该第一电压，计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压，计算该谷线电容的电容值;若否，该处理模块用于根据该设定值及该差值，调整该指纹检测电路的激励电压、所述设定倍数及该调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到该指纹检测电路中，该激励电压为该激励信号的电压幅值。
[0007]上述指纹检测电路中，若放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值小于设定值，处理模块通过调整激励电压、设定倍数及调节电压中的至少一个参数来调整该差值，使得能够得到期望的差值，这样可使采集到的放大后的第一电压及放大后的第二电压的差距更大，信噪比更高，使后续算法更容易识别，进而提高了指纹检测效果。
[0008]在一个实施方式中，当调整后的参数为所述设定倍数时，所述处理模块用于重新依次对第一电压及所述第二电压放大调整后设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值；当调整后的参数为所述激励电压和调节电压的至少一个参数或所述设定倍数，激励电压和调节电压三者时，所述对应的采集单元用于重新根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压，所述处理模块用于对所述第一电压及所述第二电压重新放大设定倍数或调整后的设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值。
[0009]在一个实施方式中，所述多个第一电压与所述脊线电容的电容值的关系为非线性关系，及所述多个第二电压与所述谷线电容的电容值的关系为非线性关系。
[0010]在一个实施方式中，每个采集单元包括信号放大器、电路电容及开关单元;该信号放大器的负向输入端连接该脊线电容或该谷线电容，该信号放大器的正向输入端连接参考电压端，该信号放大器根据该脊线电容或该谷线电容的电容值及该调节电压，从该信号放大器的输出端输出该第一电压或该第二电压;该开关单元分别与该信号放大器的负向输入端和该信号放大器的输出端连接，用于控制该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。
[0011]在一个实施方式中，该参考电压端为地端，该采集单元还包括电源，该电路电容两端的电压为该调节电压。该电源通过该开关单元与该电路电容连接，该开关单元用于控制该电源为该电路电容充电及控制该电路电容与该电源断开。
[0012]在一个实施方式中，该开关单元包括第一开关及第二开关。该第一开关包括第一选择端、第一电源端及第一连接端，该第一选择端连接该电路电容的一端，该第一电源端连接该电源的第一极，该第一连接端连接该信号放大器的负向输入端。该第二开关包括第二选择端、第二电源端及第二连接端，该第二选择端连接该电路电容的另一端，该第二电源端连接该电源的第二极，该第二连接端连接该信号放大器的输出端。该第一选择端连接该第一连接端并与该第一电源端断开，该第二选择端连接该第二连接端并与该第二电源端断开，使得该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间，及使得该电路电容与该电源断开。或该第一选择端连接该第一电源端并与该第一连接端断开，该第二选择端连接该第二电源端并与该第二连接端断开，使得该电源为该电路电容充电。
[0013]在一个实施方式中，该采集单元还包括电源，该参考电压端是该电源的输出端，该开关单元与该电路电容并联，该电源的电压为该调节电压。该开关单元断开使该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。该开关单元闭合使该电路电容不连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。
[0014]在一个实施方式中，该脊线电容或该谷线电容的电容值由以下公式确定:Vo=(Vs_Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为该第一电压或该第二电压，Vt为该激励电压，Cx为该脊线电容或该谷线电容的电容值，Ci为该电路电容的电容值，Vs为该调节电压。
[0015]在一个实施方式中，该指纹采集模块包括多个采集单元，每个采集单元包括信号放大器、电路电容、可变电阻及开关单元。该信号放大器的负向输入端连接该脊线电容或该谷线电容，该信号放大器的正向输入端接地端，该信号放大器根据该脊线电容或该谷线电容的电容值及该调节电压，从该信号放大器的输出端输出该第一电压或该第二电压。该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。该开关单元与该可变电阻串联并控制该可变电阻与该电路电容并联。
[0016]在一个实施方式中，该脊线电容或该谷线电容的电容值由以下公式确定:Vo=(Vs_Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为该第一电压或该第二电压，Vt为该激励电压，Cx为该脊线电容或该谷线电容的电容值，Ci为该电路电容的电容值，Vs为该调节电压，且Vs=Vt*Cx*Ts/(Ci*Ci*Rs)，Rs为该可变电阻的阻值，Ts为检测时间。
[0017]在一个实施方式中，该处理模块还包括采样保持电路及模数转换器，该采样保持电路连接在该信号放大器的输出端与该模数转换器之间。
[0018]一种指纹检测方法，包括以下步骤:
S10:向手指传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容；
S11:指纹采集模块包括多个采集单元，每个采集单元配置有调节电压，以及根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压；
S12:处理模块对该第一电压及该第二电压放大设定倍数并计算放大后的该第一电压与放大后的该第二电压之间的差值，及判断该差值是否大于等于设定值，若是，进入步骤S13，若否，进入步骤S14;
S13:该处理模块根据所述第一电压计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压计算该谷线电容的电容值；
S14:该处理模块根据所述设定值及该差值，调整激励电压、该设定倍数及该调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到该指纹检测方法中，该激励电压为该激励信号的电压幅值，并返回步骤S10。
[0019]在一个实施方式中，步骤S14包括以下步骤:
S41:该处理模块根据该设定值及该差值，计算需要的放大倍数；
S42:该处理模块根据该放大倍数，调整该激励电压和该设定倍数中至少一个以获得该激励电压与该设定倍数的组合；
S43:该处理模块根据调整后的该激励电压及调整后的该设定倍数，调整该调节电压。
[0020]—种电子装置，包括如上所述的指纹检测电路。
[0021]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0022]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中:
图1是本发明较佳实施方式的指纹检测电路的示意图；
图2是本发明较佳实施方式的指纹检测电路采集指纹的示意图；
图3是本发明较佳实施方式的指纹检测方法的流程示意图；
图4是本发明较佳实施方式的指纹检测电路的另一示意图；及图5是本发明较佳实施方式的指纹检测电路的又一示意图；及图6是本发明较佳实施方式的电子装置的平面图。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0025]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0026]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来 实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0027]请参阅图1，本发明第一较佳实施方式的指纹检测电路100包括指纹采集模块102及处理模块104。采集指纹时，请结合图2，该指纹检测电路100可向手指500传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容。例如，指纹检测电路100可通过信号发生器106输出该激励信号，并通过发射电极(图未示)向手指500传递交流信号。该激励信号可为交流信号，如正弦波、方波或者三角波的交流信号。该交流信号的电压幅值为Vt(下称激励电压)，该交流信号的频率为S。
[0028]该脊线电容是指手指500指纹的脊线与指纹传感器502之间形成的电容，该谷线电容是指手指500指纹的谷线与指纹传感器502之间形成的电容。脊线电容及谷线电容可统称为手指电容107。
[0029]例如，请结合图2，指纹传感器502包括边框504及由多个指纹感应单元506通过排列组成的二维检测阵列508。
[0030]该边框504环绕在该二维检测阵列508的周围，并在指纹检测时向手指500提供激励信号(例如交流信号)。例如，边框504可与发射电极连接以输出该激励信号。
[0031]一个指纹感应单元506完成对指纹图像的单个像素的采集。例如，每个指纹感应单元506的大小一般约为50um*50um。位于指纹感应单元506与手指500之间形成的电容Cx的电容值大小就代表了指纹的脊线或谷线的特征，所以检测阵列508的所有感应单元506与手指500形成的多个手指电容Cx的电容值大小就代表了指纹图像的脊谷特征。
[0032]该指纹采集模块102包括多个采集单元112，每个采集单元112对应于一个指纹感应单元506，每个采集单元112配置有调节电压，该指纹采集模块102用于根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压。
[0033]该处理模块104用于对所述第一电压及所述第二电压放大设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值，及判断该差值是否大于等于设定值。处理模块104可根据对电压的数值化结果来寻找电容与电压的对应关系，例如多个采集单元112会输出多个第一电压或和第二电压，一般认为第一电压或和第二电压中的小电压为与谷线电容对应的电压，大电压为脊线电容对应的电压，本实施例中，第一电压为与脊线电容对应的电压，第二电压为与谷线电容对应的电压。
[0034]若该差值大于等于设定值，该处理模块104用于，根据该第一电压，计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压，计算该谷线电容的电容值。对于符合条件的指纹数据，指纹检测电路100利用这些数据进行手指电容107的电容值的计算及后续应用。
[0035]若该差值不大于等于设定值，该处理模块104用于根据该设定值及该差值，调整该指纹检测电路100的激励电压、设定倍数及调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到指纹检测电路100中，该激励电压为该激励信号的电压幅值。
[0036]本实施方式中，该处理模块104包括采样保持电路108及模数转换器110，该采样保持电路108连接在指纹采集模块102及该模数转换器110之间。该采样保持电路108用于以该设定倍数对该第一电压或该第二电压放大。该模数转换器110用于将放大后的该第一电压及放大后的该第二电压转化为数值并保存下来。该处理模块104还可包括处理数字信号的数字信号处理器(图未示)，该数字信号处理器连接在模数转换器110的输出端。数字化指纹采集模块102输出的电压，可方便后续的计算。
[0037]本实施方式中，该指纹采集模块102包括多个采集单元112，每个采集单元112对应于一个指纹感应单元506。图1只示出其中一个采集单元112。在本实施方式中，采样保持电路108与采集单元112——对应，也就是说，处理模块104包括多个采样保持电路108，该多个采样保持电路108的输出端均连接至模数转换器110。因此，该第一电压是与所有脊线电容对应的电压的均值，该第二电压是所有谷线电容对应的电压的均值。
[0038]进一步地，第一电压与脊线电容的电容值的关系为非线性关系，及第二电压与谷线电容的电容值的关系为非线性关系。具体地，在本发明的一个实施例中，每个采集单元112包括信号放大器114、电路电容116、电源118及开关单元120。
[0039]该信号放大器114的负向输入端连接该脊线电容或该谷线电容。也就是说，在指纹检测电路100中，信号放大器114的负向输入端连接手指电容107。该信号放大器114的正向输入端接地端(参考电压端)。信号放大器根据该手指电容107的电容值及该调节电压，从信号放大器114的输出端输出电压，例如输出第一电压或第二电压。具体地，该信号放大器114的输出端连接该采样保持电路108，采样保持电路108连接在该信号放大器114的输出端及该模数转换器110之间。因此，信号放大器114输出的电压可进入采样保持电路108。
[0040]电路电容116可以是指纹传感器的内部电容或其它电容，该电路电容116的电容值一般是固定的。该电路电容116两端的电压为该调节电压。
[0041 ]该开关单元120分别与该信号放大器114的负向输入端和该信号放大器114的输出端连接，用于控制该电路电容116连通在该信号放大器114的负向输入端与该信号放大器114的输出端之间。
[0042]具体地，该电源118通过该开关单元120与该电路电容116连接，该开关单元120用于控制该电源118为该电路电容116充电及控制该电路电容116与该电源118断开。电源118可为指纹检测电路100的内部电源，例如，电源118的第一极为负极，电源的第二极为正极。
[0043]进一步地，该开关单元120包括第一开关122及第二开关124。
[0044]第一开关122包括第一选择端A1、第一电源端B1及第一连接端Cl，该第一选择端A1连接该电路电容116的一端，该第一电源端B1连接该电源118的第一极，该第一连接端C1连接该信号放大器114的负向输入端。
[0045]该第二开关124包括第二选择端A2、第二电源端B2及第二连接端C2，该第二选择端A2连接该电路电容116的另一端，该第二电源端B2连接该电源118的第二极，该第二连接端C2连接该信号放大器114的输出端。
[0046]该第一选择端A1连接该第一连接端C1并与该第一电源端B1断开，该第二选择A2端连接该第二连接端C2并与该第二电源端B2断开，使得该电路电容116连通在该信号放大器114的负向输入端与该信号放大器114的输出端之间，及使得该电路电容116与该电源118断开。
[0047]或该第一选择端A1连接该第一电源端B1并与该第一连接端C1断开，该第二选择端A2连接该第二电源端B2并与该第二连接端C2断开，使得该电源118为该电路电容116充电。
[0048]例如，当指纹检测电路100初始化时或需对差值进行调整时，该处理模块104控制该开关单元120将该电路电容116的一端连接该电源118的第一极并与该信号放大器114的负向输入端断开连接，及将该电路电容116的另一端连接该电源118的第二极并与该信号放大器114的输出端断开连接。这样，电源118为电路电容116充电，使电路电容116两端具有一定的电压(调节电压)。此时，该第一选择端A1连接该第一电源端B1并与该第一连接端C1断开，该第二选择端A2连接第二电源端B2并与该第二连接端C2断开。
[0049]在指纹检测电路100采集指纹的过程中，处理模块104控制该开关单元120将该电路电容116的一端连接该信号放大器114的负向输入端，及将该电路电容116的另一端连接该信号放大器114的输出端。这样，带有调节电压的电路电容116接入到信号放大器114的负向输入端及信号放大器114的输出端之间。因此，处理模块104可通过调整调节电压的大小使得信号放大器114的输出端输出的电压发生变化。此时，该第一选择端A1连接该第一连接端C1并与该第一电源端B1断开，该第二选择端A2连接第二连接端C2并与该第二电源端B2断开。
[0050]该手指电容107(脊线电容或该谷线电容)的电容值由以下公式确定:Vo=(Vs_Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为该第一电压或该第二电压，Vt为该激励电压，Cx为该手指电容的电容值，Ci为该电路电容116的电容值，Vs为该调节电压。因此，进入到模数转换器110的电压Va=n*(Vs-Vt*Cx/Ci)，n为该采样保持电路108对该第一电压及该第二电压的放大倍数。
[0051]由以上公式可知，主要有三个参数可以调节输入到模数转换器110的电压相应的增益，分别是激励电压Vt，调节电压Vs和设定倍数n，这三个参数共同决定了输入到模数转换器110的最终电压(即放大后的第一电压或放大后第二电压)，并最终决定了指纹信号的脊谷差值。
[0052]当调整后的参数为设定倍数η时，处理模块104用于重新依次对第一电压及第二电压放大调整后设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值；
例如，当指纹检测电路100初始化时，第一选择端Α1连接到第一电源端Β1，第二选择端Α2连接到第二电源端Β2，由电源118为电路电容116充电。充电后电容116两端的电压为Vs。手指电容107初始化时两端接地，信号发生器114接地(Vt接地)。然后第一选择端A1连接到第一连接端Cl，第二选择端A2连接到第二连接端C2，这时信号放大器114的输出端输出的电压Vo为Vs，初始化动作完成。
[0053]在指纹检测电路100采集指纹的过程中，信号发生器106使激励电压Vt上升，上升的过程中为手指电容107充电，充入的电荷为电量Q=Vt*Cx，由于运放的虚短虚断的原理，信号放大器114输出的电压Vo会下降，对电路电容116充同样多的电荷来保证运放的输入端保持到地电位。这时对电容116充的电量Q为(Vs-Vo) *Ci=Vt*Cx，所以信号放大器114输出的电压Vo=Vs-Vt*Cx/Ci。电压Vo在采样保持电路108进行放大设定倍数η倍，进入模数转换器110的最终的检测电压Va=n*(Vs-Vt*Cx/Ci)。
[0054]举个例子，比如一个手指500放在指纹传感器502上，传统的电路检测时，与脊线电容对应的第一电压Vol=-2V，假设对于这个手指，与谷线电容对应的第二电压比第一电压差15%，即第二电压Vo2=-1.7V。如果模数转换器110的输入范围是0—5V，那采样保持电路108最多可以放大2.5倍(n=2.5)，放大后的第一电压Val=-5V，放大后的第二电压Va2=-4.25V，Val-Va2=-0.75V。
[0055]在利用本发明的指纹检测电路100检测指纹时，假设电路电容116初始化时两端的电压Vs=l.5V，那检测时，第一电压Vol=l.5-2=-0.5V，而第二电压Vo2=l.5-1.7=-0.2V，这时采样保持电路108就可以放大10倍，放大后的第一电压Val=-5V，放大后的第二电压Va2=-2V，Val-Va2=-3V，这个差值比上述差值放大了-3/-0.75=4倍。第二电压与第一电压差60%，放大了 4倍。这时处理模块104采集到的放大后的第一电压与放大后的第二电压的差距就比较大，信噪比更高，后续算法就更容易识别。
[0056]当调整后的参数为激励电压Vt和调节电压Vs的至少一个参数或所述设定倍数n，激励电压Vt和调节电压Vs三者时，对应的采集单元用于重新根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压，处理模块104用于对第一电压及第二电压重新放大设定倍数或调整后的设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值。
[0057]例如，在上面的例子里，如果激励电压Vt在5V的情况下，调节电压Vs为0，n为1倍，第一电压Vol=-2V，第二电压Vo2=-1.7V。假设模数转换器110的输入范围为0—5V，一般上下各留IV的余量，S卩-1?-4V。由于在量化的时候(模数转换器110采集电压时)取得是电压的绝对值，所以处理模块104设定放大后的第一电压与放大后的第二电压的差值为3V，即该设定值为3V，也就是之前的差值放大10倍。从上述公式中可以看出如果想放大差值，处理模块104可调整激励电压Vt和设定倍数η中的一项或两项。如果想把激励电压Vt放大10倍，激励电压Vt就会达到50V。这个电压很高，超过人体安全电压，是不能直接触摸的。而且电路产生这种高压也会增加难度。所以激励电压Vt—般不会太高。假设处理模块104调整激励电压Vt提高到10V，这时激励电压Vt变成2倍，对应地，调整设定倍数η放大5倍。这时放大后的第一电压Val的期望值为-4V(即减去余量后，模数转换器110的输入范围的上限值)。激励电压Vt和设定倍数η都确定了，通过上述公式解出调节电压Vs。在上面的例子中，开始时Vt=5V，Vs=0￥，11=1，放大后的第一电压￥&1=-2￥，即1*(0-5礼1/(^)=-2，8扣1/(^=0.4，而处理模块104调整激励电压Vt及设定倍数η后Vt=10V，n=5，放大后的第一电压Val=-4V，公式为5*(Vs -10*Cx/Ci )=_4，算出Vs=3.2V。也就是说当Vt=10V，n=5，Vs=3.2V时，放大后的第一电压Val=-4V，而根据上述设定值，放大后的第二电压Va2=-lV，两者相差-3V，上下各有IV的余量，并经模数转换器110采集后该差值等于设定值。这种情况就达到了差值尽可能大，又不会超出模数转换器110的测量范围的要求。因此，当调整激励电压，设定倍数及调节电压后，处理模块104以调整后的这三个参数配置到指纹检测电路中，指纹检测电路100以调整后的三个参数作为这个手指指纹再次检测时的参数值，即，该指纹采集模块102用于根据调整后的该激励电压及调整后的调节电压重新输出该第一电压或该第二电压，采样保持电路108根据调整后的设定倍数重新输出放大后的第一电压或放大后的第二电压。
[0058]综上所述，上述指纹检测电路100中，若放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值小于设定值，处理模块104通过调整激励电压、设定倍数及调节电压中的至少一个参数来调整该差值，使得能够得到期望的差值，这样可使采集到的放大后的第一电压及放大后的第二电压的差距更大，信噪比更高，使后续算法更容易识别，进而提高了指纹检测效果。
[0059]请参图3，本发明较佳实施方式的指纹检测方法，包括以下步骤:
S10:向手指传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容；
S11:指纹采集模块102包括多个采集单元，每个采集单元配置有调节电压，该指纹采集模块102根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压；
S12:处理模块104对该第一电压及该第二电压放大设定倍数并计算放大后的第一电压与放大后的第二电压的差值，及判断该差值是否大于等于设定值，若是，进入步骤S13，若否，进入步骤S14;
S13:该处理模块104根据所述第一电压计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压计算该谷线电容的电容值；
S14:该处理模块104根据所述设定值及该差值，调整激励电压、设定倍数及调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到指纹检测方法中，该激励电压为该激励信号的电压幅值，并返回步骤S10。
[0060]可以理解，上述指纹检测方法可由以上实施方式的指纹检测电路100实现。
[0061]在开始指纹采集前，处理模块104按照宽范围的参数设置指纹检测电路100。宽范围的参数设置是为了保证指纹检测电路100采集的到的指纹数据能够适应更多的指纹特性，例如，宽范围就是检测量程很大的范围，一般指电压适中而放大倍数比较小的范围。这样能保证绝大部分的手指指纹图像都在模数转换器110的检测范围以内，不会出现数据溢出的情况。设置完成后，进入步骤S10。步骤S10及S11可以理解为采集指纹的步骤。在步骤S12中，处理模块104对采集到的指纹数据进行分析时，处理模块104判断放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值是否大于等于设定值。
[0062]在步骤S13中，当放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值大于等于设定值时，处理模块104就利用第一电压及第二电压计算脊线电容的电容值及谷线电容的电容值，及后续指纹图像的形成。
[0063]步骤S14包括以下步骤:
S41:该处理模块104根据该设定值及该差值，计算需要的放大倍数；
S42:该处理模块104根据该放大倍数，调整该激励电压和该设定倍数中至少一个以获得该激励电压与该设定倍数的组合；
S43:该处理模块104根据调整后的该激励电压与该设定倍数的组合，调整该调节电压； 进一步，步骤S14还包括以下步骤:
S44:该处理模块104将调整后的该激励电压、调整后的该设定倍数及调整后的该调节电压配置到该指纹采集模块102及该处理模块104中，并返回步骤S10。
[0064]在步骤S41中，当放大后的第一电压与放大后的第二电压的差值小于设定值时，处理模块104根据该差值及该设定值，计算出需要的放大倍数，如该差值-0.5V，而设定值为-3V，处理模块104需要对该差值放大6倍。
[0065]在步骤S42中，放大倍数是由Vt*n决定的。所以一个放大倍数对应的是一个Vt和η的数列。比如放大倍数为10倍，处理模块104可以选择Vt不放大，η放大10倍;也可以选择Vt放大2倍，η放大5倍;也可以选择Vt放大4倍，η放大2.5倍等等。
[0066]但是，一般来说，在指纹检测电路100中，Vt的电压设置和η的取值都是有固定设定的，是有限的，不能任意取值。那么这些有限的Vt和η就组合成一个可以达到所需要的放大倍数的一个数组。在这些数组中根据相应的条件选择出一个对指纹检测电路100效果最好的一个组合，这样就确定了 Vt和η的值。例如，想对差值放大10倍，处理模块104对设定倍数η有2、3、4、5、6、7、8、9八个选项，而对激励电压￥丨有3￥，4￥，5￥，6￥，7￥、8￥、9￥、10￥八个选项。处理模块104用这些电压和刚开始的5V电压比较，分别为0.6倍、0.8倍，1倍，1.2倍，1.4倍、1.6倍、1.8倍、2倍。如果想对差值放大10倍，那么接近10倍的组合有:(n=5，Vt=10V，放大10倍)，(n=6，Vt=8V，放大9.6倍)，(n=7，Vt=7V，放大9.8倍)，(n=8，Vt=6V，放大9.6倍)，(n=9，Vt=6V，放大10.8倍)，(11=10，￥〖=5￥，放大10倍)。在这些组合里，￥〖越大，信噪比越高，但是功耗越大，所以处理模块104在选择这些组合时会根据用户对功耗的需求，选择信噪比尽量高。
[0067]在步骤S43中，确定的Vt和η的值后，处理模块104根据调整后的Vt和n，就可以得到Vs的数值。
[0068]在步骤S44中，处理模块104把Vt、n和Vs这些新参数再配置回指纹检测电路100。之后返回步骤S10，指纹检测电路100再次采集手指指纹，得到一个新的指纹数据，再根据这个数据判断放大后的第一电压与放大后的第二电压的差值是否符合条件，如果符合就结束指纹采集流程进入步骤S13。如果不符合就重复上面的步骤S10?S12，达到适合为止。这样，指纹检测电路100就完成了对手指的自适应。当遇到潮湿的手指或者谷线很浅的手指等效果不好的手指时，处理模块104会重新配置指纹检测电路100以进行再次采集手指指纹数，以达到更高的对比度、更高的信噪比和更高的脊谷线差值。让后续算法的出错率更低，用户体验更方便快捷，同时也提供了指纹检测效果。
[0069]综上所述，上述指纹检测方法中，若放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值小于设定值，处理模块104通过调整激励电压、设定倍数及该调节电压中的至少一个参数来调整该差值，使得能够得到期望的差值，这样可使采集到的放大后的第一电压与第放大后的二电压的差距更大，信噪比更高，使后续算法更容易识别，进而提高了指纹检测效果。
[0070]请参图4，本发明第二较佳实施方式提供一种指纹检测电路200。本实施方式的指纹检测电路200与第一较佳实施方式的指纹检测电路100基本相同，其不同之处在于:本实施方式的采 集单元201不同。
[0071]本实施方式的采集单元201包括信号放大器202、电路电容204、开关单元206及电源(图未示)。该电源的电压为该调节电压。
[0072]本实施方式的指纹检测电路200可利用第一较佳实施方式所揭示的指纹传感器502向手指500传递激励信号以采集手指电容(脊线电容及谷线电容)。
[0073]该信号放大器202的负向输入端用于连接手指电容208，该信号放大器202的正向输入端连接电源的输出端(参考电压端209)，该信号放大器202根据该手指电容208的电容值及调节电压，从该信号放大器202的输出端输出电压至采样保持电路210。
[0074]该电路电容204可以是指纹传感器的内部电容或其它电容，该电路电容204的电容值一般是固定的。
[0075]该开关单元206分别与该信号放大器202的负向输入端和该信号放大器202的输出端连接，用于控制该电路电容204连通在该信号放大器202的负向输入端与该信号放大器202的输出端之间，使得该第一电压与该脊线电容的电容值的关系为非线性关系，及该第二电压与该谷线电容的电容值的关系为非线性关系。
[0076]具体地，该开关单元206与该电路电容204并联。开关单元206包括第一连接端D1及第二连接端D2。
[0077]第一连接端D1连接电路电容204的一端及连接信号放大器202的负向输入端。第二连接端D2连接电路电容204的另一端及连接信号放大器202的输出端。
[0078]该开关单元206断开使该电路电容204连通在该信号放大器202的负向输入端与该信号放大器202的输出端之间。即，第一连接端D1与第二连接端D2断开。
[0079]该开关单元206闭合使该电路电容204不连通在该信号放大器202的负向输入端与该信号放大器202的输出端之间。即，第一连接端D1连接第二连接端D2。连通可以理解为连接和导通，在本实施方式中，当开关单元206闭合时，电路电容204虽然连接在信号放大器202的负向输入端及信号放大器202的输出端之间，但电路电容204被开关单元206短接，使电路电容204没有导通在信号放大器202的负向输入端及信号放大器202的输出端之间。[°08°]这样，信号放大器202的输出端输出的电压与电源的电压相等。电路电容204被短接而不连通在该信号放大器202的负向输入端与该信号放大器202的输出端之间，对信号放大器202的输出端输出的电压没有影响。
[0081 ]该手指电容208的电容值由以下公式确定:Vo=(VS-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为信号放大器202的输出端输出的电压，Vt为该激励信号的电压幅值(激励电压)，Cx为该手指电容208的电容值，Ci为该电路电容204的电容值，Vs为该电源的电压(调节电压)。由该公式可知，信号放大器202输出的电压Vo与手指电容208的电容值Cx的关系是非线性关系。
[0082]当指纹检测电路100初始化时，开关单元206闭合，手指电容208初始化时两端接地，信号发生器212接地(Vt接地)。这时信号放大器202的输出端输出的电压Vo=Vs，初始化动作完成。
[0083]在指纹检测电路200采集指纹的过程中，开关单元206断开，信号发生器212使激励电压Vt上升，上升的过程中为手指电容208充电，充入的电荷为电量Q=Vt*Cx，由于运放的虚短虚断的原理，信号放大器202输出的电压Vo会下降，对电路电容204充同样多的电荷来保证运放的输入端保持到Vs电位。这时对电路电容204充的电量Q为(Vs-Vo)*Ci=Vt*Cx，所以信号放大器202输出的电压Vo=Vs-Vt*Cx/Ci。电压Vo进入采样保持电路210时进行放大设定倍数η倍，进入模数转换器214的最终的检测电压Va=n*(Vs-Vt*Cx/Ci)。因此，可以通过调整激励电压Vt、电源的电压Vs及设定倍数η中的至少一个参数，来调整放大后的信号放大器202输出的电压Vo，即调整放大后的第一电压或放大后的第二电压，进而调整放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值。
[0084]本实施方式的指纹检测电路200的具体调整过程可参第一较佳实施方式的指纹检测电路100的具体调整过程，在此不再赘述。
[0085]综上所述，上述指纹检测电路200中，若放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值小于设定值，处理模块通过调整激励电压、设定倍数及该调节电压中的至少一个参数来调整该差值，使得能够得到期望的差值，这样可使采集到的放大后的第一电压与放大后的第二电压的差距更大，信噪比更高，使后续算法更容易识别，进而提高了指纹检测效果。
[0086]请参图5，本发明第三较佳实施方式提供一种指纹检测电路300。本实施方式的指纹检测电路300与第一较佳实施方式的指纹检测电路100基本相同，其不同之处在于:本实施方式的采集单元301不同。
[0087]本实施方式的指纹检测电路300可利用第一较佳实施方式所揭示的指纹传感器502向手指500传递激励信号以采集手指电容(脊线电容及谷线电容)。
[0088]本实施方式的采集单元301包括信号放大器302、电路电容304、可变电阻306及开关单元308。
[0089]该信号放大器302的负向输入端连接该手指电容310，该信号放大器的302正向输入端接地端(参考电压端312)，该信号放大器302根据该手指电容310的电容值及调节电压，从该信号放大器302的输出端输出该第一电压或该第二电压；
该电路电容304可以是指纹传感器的内部电容或其它电容，该电路电容304的电容值一般是固定的。该电路电容304连通在该信号放大器302的负向输入端与该信号放大器302的输出端之间。该开关单元308与该可变电阻306串联并控制该可变电阻306与该电路电容304并联。
[0090]具体地，开关单元308包括第一连接端E1及第二连接端E2。该开关单元308闭合使该可变电阻306与电路电容304并联，使得该第一电压与该脊线电容的电容值的关系为非线性关系，及该第二电压与该谷线电容的电容值的关系为非线性关系。即，第一连接端E1与第二连接端E2连接。
[0091]该开关单元308断开使该可变电阻306没有连通到电路电容304的放电回路。即，第一连接端E1与第二连接端E2断开。开关单元308可在指纹检测电路300按照宽范围的参数采集指纹数据时断开。
[0092]指纹检测电路300工作时，处理模块控制开关单元308闭合，电路电容304不充电，手指电容310初始化时两端接地，信号发生器314接地(Vt接地)。这时信号放大器302的输出端输出电压为Vo=0。
[0093]在指纹采集时，信号发生器314使激励电压Vt电压上升，上升的过程中为手指电容310充电，充入的电荷为电量Q=Vt*Cx，由于运放的虚短虚断的原理，信号放大器302输出的电压Vo会下降，对电路电容304充同样多的电荷来保证运放的输入端保持到地电位。这时冲的电量Q为(0-Vo)*Ci=Vt*Cx，所以输出电压Vo=-Vt*Cx/Ci。这时电路电容304两端的电压为-Vo，即电容左端电压为0，右端电压为-Vo，与电路电容304并联的可变电阻306会放电，点电流I=-Vo/Rs，(负号表示方向，电流是从左流向右边)。经过一个短暂时间Ts后(其实随着可变电阻306放电的过程，电压Vo的绝对值就会下降。下降后电流就会变小。但是时间很短的情况下下降的并不多，所以这里做了一个近似)，放出的电流Qs=I*Ts，因为放电的电压全部来自电路电容304，所以电路电容304的电压会下降，下降的幅度Vs=Qs/Ci，所以最后输出的电压Vo= -Vt*Cx/C1- (-Vs) =Vs-Vt*Cx/Ci。电压Vo进入采样保持电路316时进行放大η倍，进入模数转换器318的最终的检测电压就是Va=n*(Vs-Vt*Cx/Ci)。而Vs=Qs/Ci =I*Ts/Ci =Vo/Rs*Ts/Ci =Vt*Cx*Ts/ (Ci*Ci*Rs)。其中检测时间Ts是定值，指纹检测电路300可预先设定，例如Ts=2.5微秒，Ts小于激励信号的周期。所以处理模块可调整可变电阻306的阻值大小来控制电路电容电压的下降幅度Vs(调节电压)，进而控制信号放大器302的输出端输出的电压Vo。
[0094]本实施方式的指纹检测电路300的具体调整过程可参第一较佳实施方式的指纹检测电路100的具体调整过程，在此不再赘述。
[0095]请参图6并结合图1?5，本发明较佳实施方式的电子装置400包括指纹检测电路。该指纹检测电路可设置在电子装置400的内部。该指纹检测电路可为以上任一实施方式的指纹检测电路。
[0096]本实施方式中，该电子装置400以手机为例进行说明。可以理解，在其它实施方式中，电子装置400可还为平板电脑、笔记本电脑、智能穿戴设备、音频播放器或视频播放器等对指纹检测有需求的电子装置。
[0097]指纹传感器502的采集窗口402设置在电子装置400的前面板404，方便采集用户指纹。当然，采集窗口 402还可根据其它需求设置在电子装置400的侧面及背面等的其它位置。
[0098]综上所述，上述电子装置400能够提高指纹检测效果。
[0099]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0100]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0101]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据 所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0102]在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，〃计算机可读介质〃可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDR0M)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0103]应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0104]本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0105]此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0106]上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种指纹检测电路，该指纹检测电路用于向手指传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容，其特征在于，该指纹检测电路包括指纹采集模块及处理模块，该指纹采集模块包括多个采集单元； 每个采集单元配置有调节电压，该指纹采集模块用于根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压； 该处理模块用于对所述第一电压及所述第二电压放大设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值，及判断该差值是否大于等于设定值； 若是，该处理模块用于根据该第一电压，计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压，计算该谷线电容的电容值； 若否，该处理模块用于根据该设定值及该差值，调整该指纹检测电路的激励电压、所述设定倍数及该调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到该指纹检测电路中，该激励电压为该激励信号的电压幅值。2.如权利要求1所述的指纹检测电路，其特征在于: 当调整后的参数为所述设定倍数时，所述处理模块用于重新依次对第一电压及所述第二电压放大调整后设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值； 当调整后的参数为所述激励电压和调节电压的至少一个参数或所述设定倍数，激励电压和调节电压三者时，所述对应的采集单元用于重新根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压，所述处理模块用于对所述第一电压及所述第二电压重新放大设定倍数或调整后的设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值。3.如权利要求1所述的指纹检测电路，其特征在于，第一电压与所述脊线电容的电容值的关系为非线性关系，及第二电压与所述谷线电容的电容值的关系为非线性关系。4.如权利要求3所述的指纹检测电路，其特征在于，每个采集单元包括信号放大器、电路电容及开关单元； 该信号放大器的负向输入端连接该脊线电容或该谷线电容，该信号放大器的正向输入端连接参考电压端，该信号放大器根据该脊线电容或该谷线电容的电容值及该调节电压，从该信号放大器的输出端输出该第一电压或该第二电压； 该开关单元分别与该信号放大器的负向输入端和该信号放大器的输出端连接，用于控制该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。5.如权利要求4所述的指纹检测电路，其特征在于，该参考电压端为地端，每个采集单元还包括电源，该电路电容两端的电压为该调节电压； 该电源通过该开关单元与该电路电容连接，该开关单元用于控制该电源为该电路电容充电及控制该电路电容与该电源断开。6.如权利要求5所述的指纹检测电路，其特征在于，该开关单元包括第一开关及第二开关; 该第一开关包括第一选择端、第一电源端及第一连接端，该第一选择端连接该电路电容的一端，该第一电源端连接该电源的第一极，该第一连接端连接该信号放大器的负向输入端； 该第二开关包括第二选择端、第二电源端及第二连接端，该第二选择端连接该电路电容的另一端，该第二电源端连接该电源的第二极，该第二连接端连接该信号放大器的输出端； 该第一选择端连接该第一连接端并与该第一电源端断开，该第二选择端连接该第二连接端并与该第二电源端断开，使得该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间，及使得该电路电容与该电源断开； 或该第一选择端连接该第一电源端并与该第一连接端断开，该第二选择端连接该第二电源端并与该第二连接端断开，使得该电源为该电路电容充电。7.如权利要求4所述的指纹检测电路，其特征在于，该采集单元还包括电源，该参考电压端是该电源的输出端，该开关单元与该电路电容并联，该电源的电压为该调节电压； 该开关单元断开使该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间； 该开关单元闭合使该电路电容不连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。8.如权利要求5或7所述的指纹检测电路，其特征在于，该脊线电容或该谷线电容的电容值由以下公式确定:Vo=(VS-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为该第一电压或该第二电压，Vt为该激励电压，Cx为该脊线电容或该谷线电容的电容值，Ci为该电路电容的电容值，Vs为该调节电压。9.如权利要求3所述的指纹检测电路，其特征在于，每个采集单元包括信号放大器、电路电容、可变电阻及开关单元； 该信号放大器的负向输入端连接该脊线电容或该谷线电容，该信号放大器的正向输入端接地端，该信号放大器根据该脊线电容或该谷线电容的电容值及该调节电压，从该信号放大器的输出端输出该第一电压或该第二电压； 该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间； 该开关单元与该可变电阻串联并控制该可变电阻与该电路电容并联。10.如权利要求9所述的指纹检测电路，其特征在于，该脊线电容或该谷线电容的电容值由以下公式确定:Vo=(Vs-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为该第一电压或该第二电压，Vt为该激励电压，Cx为该脊线电容或该谷线电容的电容值，Ci为该电路电容的电容值，Vs为该调节电压，且Vs=Vt*Cx*Ts/(Ci*Ci*Rs)，Rs为该可变电阻的阻值，Ts为检测时间。11.如权利要求4或9所述的指纹检测电路，其特征在于，该处理模块还包括采样保持电路及模数转换器，该采样保持电路连接在该信号放大器的输出端与该模数转换器之间。12.一种指纹检测方法，其特征在于，包括以下步骤: S10:向手指传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容； S11:指纹采集模块包括多个采集单元，每个采集单元配置有调节电压，以及根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压； S12:处理模块对该第一电压及该第二电压放大设定倍数并计算放大后的该第一电压与放大后的该第二电压之间的差值，及判断该差值是否大于等于设定值，若是，进入步骤S13，若否，进入步骤S14; S13:该处理模块根据所述第一电压计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压计算该谷线电容的电容值； S14:该处理模块根据所述设定值及该差值，调整激励电压、该设定倍数及该调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到该指纹检测方法中，该激励电压为该激励信号的电压幅值，并返回步骤S10。13.如权利要求12所述的指纹检测方法，其特征在于，步骤S14包括以下步骤: S41:该处理模块根据该设定值及该差值，计算需要的放大倍数； S42:该处理模块根据该放大倍数，调整该激励电压和该设定倍数中至少一个以获得该激励电压与该设定倍数的组合； S43:该处理模块根据调整后的该激励电压及调整后的该设定倍数，调整该调节电压。14.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1?11任一项所述的指纹检测电路。
【专利摘要】在本发明公开的指纹检测电路中，指纹采集模块输出脊线的第一电压或谷线的第二电压。处理模块计算放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值，并判断差值是否大于等于设定值。若否，该处理模块用于根据该设定值及该差值，调整该指纹检测电路的激励电压、所述设定倍数及该调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到该指纹检测电路中，该激励电压为该激励信号的电压幅值。上述指纹检测电路，若差值小于设定值，通过调整激励电压、设定倍数及调节电压中的至少一个参数来调整该差值，使得能够得到期望的差值，提高指纹检测效果。本发明还公开一种指纹检测方法及一种电子装置。
【IPC分类】G06K9/00
【公开号】CN105488496
【申请号】CN201610004315
【发明人】李振刚, 徐坤平, 杨云
【申请人】比亚迪股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月5日
【技术领域】
[0001]本发明涉及于指纹检测领域，更具体而言，涉及一种指纹检测电路及一种指纹检测方法及一种电子装置。
【背景技术】
[0002]在指纹检测领域中，由于电容芯片式的指纹检测电路由于体积小、功耗低等优势，因此，此类检测电路在手机及平板市场上快速突围，成为首选。
[0003]上述检测电路检测手指的指纹脊谷信息，由于指纹的脊线与指纹检测电路的感应单元之间的距离较近，指纹的谷线处与指纹检测检测电路的感应单元之间的距离较远，所以脊线与感应单元之间形成的电容和谷线与感应单元之间形成的电容是有差异的，只要检测到上述电容(下称手指电容)，就可以分出指纹信息的脊谷特征。
[0004]发明人发现，现有技术中至少存在以下缺陷，上述指纹检测电路输出的电压是与手指电容(待测电容)为线性正比关系，最后的结果对应于脊线的手指电容的输出电压和对应于谷线的的手指电容的输出电压的数值差距一般都很小，而手指电容对应的输出电压需放大一定倍数进行处理，放大倍数一般是根据经验设一个固定的数值。由于每个人的手指有很大差异性，固定的放大倍数会在算法处理时影响效果，不能使效果达到最优化。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种指纹检测电路及一种指纹检测方法及一种电子装置。
[0006]一种指纹检测电路，该指纹检测电路用于向手指传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容，该指纹检测电路包括指纹采集模块及处理模块，该指纹采集模块包括多个采集单元;每个采集单元配置有调节电压，该指纹采集模块用于根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压;该处理模块用于对所述第一电压及所述第二电压放大设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值，及判断该差值是否大于等于设定值;若是，该处理模块用于根据该第一电压，计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压，计算该谷线电容的电容值;若否，该处理模块用于根据该设定值及该差值，调整该指纹检测电路的激励电压、所述设定倍数及该调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到该指纹检测电路中，该激励电压为该激励信号的电压幅值。
[0007]上述指纹检测电路中，若放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值小于设定值，处理模块通过调整激励电压、设定倍数及调节电压中的至少一个参数来调整该差值，使得能够得到期望的差值，这样可使采集到的放大后的第一电压及放大后的第二电压的差距更大，信噪比更高，使后续算法更容易识别，进而提高了指纹检测效果。
[0008]在一个实施方式中，当调整后的参数为所述设定倍数时，所述处理模块用于重新依次对第一电压及所述第二电压放大调整后设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值；当调整后的参数为所述激励电压和调节电压的至少一个参数或所述设定倍数，激励电压和调节电压三者时，所述对应的采集单元用于重新根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压，所述处理模块用于对所述第一电压及所述第二电压重新放大设定倍数或调整后的设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值。
[0009]在一个实施方式中，所述多个第一电压与所述脊线电容的电容值的关系为非线性关系，及所述多个第二电压与所述谷线电容的电容值的关系为非线性关系。
[0010]在一个实施方式中，每个采集单元包括信号放大器、电路电容及开关单元;该信号放大器的负向输入端连接该脊线电容或该谷线电容，该信号放大器的正向输入端连接参考电压端，该信号放大器根据该脊线电容或该谷线电容的电容值及该调节电压，从该信号放大器的输出端输出该第一电压或该第二电压;该开关单元分别与该信号放大器的负向输入端和该信号放大器的输出端连接，用于控制该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。
[0011]在一个实施方式中，该参考电压端为地端，该采集单元还包括电源，该电路电容两端的电压为该调节电压。该电源通过该开关单元与该电路电容连接，该开关单元用于控制该电源为该电路电容充电及控制该电路电容与该电源断开。
[0012]在一个实施方式中，该开关单元包括第一开关及第二开关。该第一开关包括第一选择端、第一电源端及第一连接端，该第一选择端连接该电路电容的一端，该第一电源端连接该电源的第一极，该第一连接端连接该信号放大器的负向输入端。该第二开关包括第二选择端、第二电源端及第二连接端，该第二选择端连接该电路电容的另一端，该第二电源端连接该电源的第二极，该第二连接端连接该信号放大器的输出端。该第一选择端连接该第一连接端并与该第一电源端断开，该第二选择端连接该第二连接端并与该第二电源端断开，使得该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间，及使得该电路电容与该电源断开。或该第一选择端连接该第一电源端并与该第一连接端断开，该第二选择端连接该第二电源端并与该第二连接端断开，使得该电源为该电路电容充电。
[0013]在一个实施方式中，该采集单元还包括电源，该参考电压端是该电源的输出端，该开关单元与该电路电容并联，该电源的电压为该调节电压。该开关单元断开使该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。该开关单元闭合使该电路电容不连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。
[0014]在一个实施方式中，该脊线电容或该谷线电容的电容值由以下公式确定:Vo=(Vs_Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为该第一电压或该第二电压，Vt为该激励电压，Cx为该脊线电容或该谷线电容的电容值，Ci为该电路电容的电容值，Vs为该调节电压。
[0015]在一个实施方式中，该指纹采集模块包括多个采集单元，每个采集单元包括信号放大器、电路电容、可变电阻及开关单元。该信号放大器的负向输入端连接该脊线电容或该谷线电容，该信号放大器的正向输入端接地端，该信号放大器根据该脊线电容或该谷线电容的电容值及该调节电压，从该信号放大器的输出端输出该第一电压或该第二电压。该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。该开关单元与该可变电阻串联并控制该可变电阻与该电路电容并联。
[0016]在一个实施方式中，该脊线电容或该谷线电容的电容值由以下公式确定:Vo=(Vs_Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为该第一电压或该第二电压，Vt为该激励电压，Cx为该脊线电容或该谷线电容的电容值，Ci为该电路电容的电容值，Vs为该调节电压，且Vs=Vt*Cx*Ts/(Ci*Ci*Rs)，Rs为该可变电阻的阻值，Ts为检测时间。
[0017]在一个实施方式中，该处理模块还包括采样保持电路及模数转换器，该采样保持电路连接在该信号放大器的输出端与该模数转换器之间。
[0018]一种指纹检测方法，包括以下步骤:
S10:向手指传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容；
S11:指纹采集模块包括多个采集单元，每个采集单元配置有调节电压，以及根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压；
S12:处理模块对该第一电压及该第二电压放大设定倍数并计算放大后的该第一电压与放大后的该第二电压之间的差值，及判断该差值是否大于等于设定值，若是，进入步骤S13，若否，进入步骤S14;
S13:该处理模块根据所述第一电压计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压计算该谷线电容的电容值；
S14:该处理模块根据所述设定值及该差值，调整激励电压、该设定倍数及该调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到该指纹检测方法中，该激励电压为该激励信号的电压幅值，并返回步骤S10。
[0019]在一个实施方式中，步骤S14包括以下步骤:
S41:该处理模块根据该设定值及该差值，计算需要的放大倍数；
S42:该处理模块根据该放大倍数，调整该激励电压和该设定倍数中至少一个以获得该激励电压与该设定倍数的组合；
S43:该处理模块根据调整后的该激励电压及调整后的该设定倍数，调整该调节电压。
[0020]—种电子装置，包括如上所述的指纹检测电路。
[0021]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0022]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中:
图1是本发明较佳实施方式的指纹检测电路的示意图；
图2是本发明较佳实施方式的指纹检测电路采集指纹的示意图；
图3是本发明较佳实施方式的指纹检测方法的流程示意图；
图4是本发明较佳实施方式的指纹检测电路的另一示意图；及图5是本发明较佳实施方式的指纹检测电路的又一示意图；及图6是本发明较佳实施方式的电子装置的平面图。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0025]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0026]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来 实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0027]请参阅图1，本发明第一较佳实施方式的指纹检测电路100包括指纹采集模块102及处理模块104。采集指纹时，请结合图2，该指纹检测电路100可向手指500传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容。例如，指纹检测电路100可通过信号发生器106输出该激励信号，并通过发射电极(图未示)向手指500传递交流信号。该激励信号可为交流信号，如正弦波、方波或者三角波的交流信号。该交流信号的电压幅值为Vt(下称激励电压)，该交流信号的频率为S。
[0028]该脊线电容是指手指500指纹的脊线与指纹传感器502之间形成的电容，该谷线电容是指手指500指纹的谷线与指纹传感器502之间形成的电容。脊线电容及谷线电容可统称为手指电容107。
[0029]例如，请结合图2，指纹传感器502包括边框504及由多个指纹感应单元506通过排列组成的二维检测阵列508。
[0030]该边框504环绕在该二维检测阵列508的周围，并在指纹检测时向手指500提供激励信号(例如交流信号)。例如，边框504可与发射电极连接以输出该激励信号。
[0031]一个指纹感应单元506完成对指纹图像的单个像素的采集。例如，每个指纹感应单元506的大小一般约为50um*50um。位于指纹感应单元506与手指500之间形成的电容Cx的电容值大小就代表了指纹的脊线或谷线的特征，所以检测阵列508的所有感应单元506与手指500形成的多个手指电容Cx的电容值大小就代表了指纹图像的脊谷特征。
[0032]该指纹采集模块102包括多个采集单元112，每个采集单元112对应于一个指纹感应单元506，每个采集单元112配置有调节电压，该指纹采集模块102用于根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压。
[0033]该处理模块104用于对所述第一电压及所述第二电压放大设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值，及判断该差值是否大于等于设定值。处理模块104可根据对电压的数值化结果来寻找电容与电压的对应关系，例如多个采集单元112会输出多个第一电压或和第二电压，一般认为第一电压或和第二电压中的小电压为与谷线电容对应的电压，大电压为脊线电容对应的电压，本实施例中，第一电压为与脊线电容对应的电压，第二电压为与谷线电容对应的电压。
[0034]若该差值大于等于设定值，该处理模块104用于，根据该第一电压，计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压，计算该谷线电容的电容值。对于符合条件的指纹数据，指纹检测电路100利用这些数据进行手指电容107的电容值的计算及后续应用。
[0035]若该差值不大于等于设定值，该处理模块104用于根据该设定值及该差值，调整该指纹检测电路100的激励电压、设定倍数及调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到指纹检测电路100中，该激励电压为该激励信号的电压幅值。
[0036]本实施方式中，该处理模块104包括采样保持电路108及模数转换器110，该采样保持电路108连接在指纹采集模块102及该模数转换器110之间。该采样保持电路108用于以该设定倍数对该第一电压或该第二电压放大。该模数转换器110用于将放大后的该第一电压及放大后的该第二电压转化为数值并保存下来。该处理模块104还可包括处理数字信号的数字信号处理器(图未示)，该数字信号处理器连接在模数转换器110的输出端。数字化指纹采集模块102输出的电压，可方便后续的计算。
[0037]本实施方式中，该指纹采集模块102包括多个采集单元112，每个采集单元112对应于一个指纹感应单元506。图1只示出其中一个采集单元112。在本实施方式中，采样保持电路108与采集单元112——对应，也就是说，处理模块104包括多个采样保持电路108，该多个采样保持电路108的输出端均连接至模数转换器110。因此，该第一电压是与所有脊线电容对应的电压的均值，该第二电压是所有谷线电容对应的电压的均值。
[0038]进一步地，第一电压与脊线电容的电容值的关系为非线性关系，及第二电压与谷线电容的电容值的关系为非线性关系。具体地，在本发明的一个实施例中，每个采集单元112包括信号放大器114、电路电容116、电源118及开关单元120。
[0039]该信号放大器114的负向输入端连接该脊线电容或该谷线电容。也就是说，在指纹检测电路100中，信号放大器114的负向输入端连接手指电容107。该信号放大器114的正向输入端接地端(参考电压端)。信号放大器根据该手指电容107的电容值及该调节电压，从信号放大器114的输出端输出电压，例如输出第一电压或第二电压。具体地，该信号放大器114的输出端连接该采样保持电路108，采样保持电路108连接在该信号放大器114的输出端及该模数转换器110之间。因此，信号放大器114输出的电压可进入采样保持电路108。
[0040]电路电容116可以是指纹传感器的内部电容或其它电容，该电路电容116的电容值一般是固定的。该电路电容116两端的电压为该调节电压。
[0041 ]该开关单元120分别与该信号放大器114的负向输入端和该信号放大器114的输出端连接，用于控制该电路电容116连通在该信号放大器114的负向输入端与该信号放大器114的输出端之间。
[0042]具体地，该电源118通过该开关单元120与该电路电容116连接，该开关单元120用于控制该电源118为该电路电容116充电及控制该电路电容116与该电源118断开。电源118可为指纹检测电路100的内部电源，例如，电源118的第一极为负极，电源的第二极为正极。
[0043]进一步地，该开关单元120包括第一开关122及第二开关124。
[0044]第一开关122包括第一选择端A1、第一电源端B1及第一连接端Cl，该第一选择端A1连接该电路电容116的一端，该第一电源端B1连接该电源118的第一极，该第一连接端C1连接该信号放大器114的负向输入端。
[0045]该第二开关124包括第二选择端A2、第二电源端B2及第二连接端C2，该第二选择端A2连接该电路电容116的另一端，该第二电源端B2连接该电源118的第二极，该第二连接端C2连接该信号放大器114的输出端。
[0046]该第一选择端A1连接该第一连接端C1并与该第一电源端B1断开，该第二选择A2端连接该第二连接端C2并与该第二电源端B2断开，使得该电路电容116连通在该信号放大器114的负向输入端与该信号放大器114的输出端之间，及使得该电路电容116与该电源118断开。
[0047]或该第一选择端A1连接该第一电源端B1并与该第一连接端C1断开，该第二选择端A2连接该第二电源端B2并与该第二连接端C2断开，使得该电源118为该电路电容116充电。
[0048]例如，当指纹检测电路100初始化时或需对差值进行调整时，该处理模块104控制该开关单元120将该电路电容116的一端连接该电源118的第一极并与该信号放大器114的负向输入端断开连接，及将该电路电容116的另一端连接该电源118的第二极并与该信号放大器114的输出端断开连接。这样，电源118为电路电容116充电，使电路电容116两端具有一定的电压(调节电压)。此时，该第一选择端A1连接该第一电源端B1并与该第一连接端C1断开，该第二选择端A2连接第二电源端B2并与该第二连接端C2断开。
[0049]在指纹检测电路100采集指纹的过程中，处理模块104控制该开关单元120将该电路电容116的一端连接该信号放大器114的负向输入端，及将该电路电容116的另一端连接该信号放大器114的输出端。这样，带有调节电压的电路电容116接入到信号放大器114的负向输入端及信号放大器114的输出端之间。因此，处理模块104可通过调整调节电压的大小使得信号放大器114的输出端输出的电压发生变化。此时，该第一选择端A1连接该第一连接端C1并与该第一电源端B1断开，该第二选择端A2连接第二连接端C2并与该第二电源端B2断开。
[0050]该手指电容107(脊线电容或该谷线电容)的电容值由以下公式确定:Vo=(Vs_Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为该第一电压或该第二电压，Vt为该激励电压，Cx为该手指电容的电容值，Ci为该电路电容116的电容值，Vs为该调节电压。因此，进入到模数转换器110的电压Va=n*(Vs-Vt*Cx/Ci)，n为该采样保持电路108对该第一电压及该第二电压的放大倍数。
[0051]由以上公式可知，主要有三个参数可以调节输入到模数转换器110的电压相应的增益，分别是激励电压Vt，调节电压Vs和设定倍数n，这三个参数共同决定了输入到模数转换器110的最终电压(即放大后的第一电压或放大后第二电压)，并最终决定了指纹信号的脊谷差值。
[0052]当调整后的参数为设定倍数η时，处理模块104用于重新依次对第一电压及第二电压放大调整后设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值；
例如，当指纹检测电路100初始化时，第一选择端Α1连接到第一电源端Β1，第二选择端Α2连接到第二电源端Β2，由电源118为电路电容116充电。充电后电容116两端的电压为Vs。手指电容107初始化时两端接地，信号发生器114接地(Vt接地)。然后第一选择端A1连接到第一连接端Cl，第二选择端A2连接到第二连接端C2，这时信号放大器114的输出端输出的电压Vo为Vs，初始化动作完成。
[0053]在指纹检测电路100采集指纹的过程中，信号发生器106使激励电压Vt上升，上升的过程中为手指电容107充电，充入的电荷为电量Q=Vt*Cx，由于运放的虚短虚断的原理，信号放大器114输出的电压Vo会下降，对电路电容116充同样多的电荷来保证运放的输入端保持到地电位。这时对电容116充的电量Q为(Vs-Vo) *Ci=Vt*Cx，所以信号放大器114输出的电压Vo=Vs-Vt*Cx/Ci。电压Vo在采样保持电路108进行放大设定倍数η倍，进入模数转换器110的最终的检测电压Va=n*(Vs-Vt*Cx/Ci)。
[0054]举个例子，比如一个手指500放在指纹传感器502上，传统的电路检测时，与脊线电容对应的第一电压Vol=-2V，假设对于这个手指，与谷线电容对应的第二电压比第一电压差15%，即第二电压Vo2=-1.7V。如果模数转换器110的输入范围是0—5V，那采样保持电路108最多可以放大2.5倍(n=2.5)，放大后的第一电压Val=-5V，放大后的第二电压Va2=-4.25V，Val-Va2=-0.75V。
[0055]在利用本发明的指纹检测电路100检测指纹时，假设电路电容116初始化时两端的电压Vs=l.5V，那检测时，第一电压Vol=l.5-2=-0.5V，而第二电压Vo2=l.5-1.7=-0.2V，这时采样保持电路108就可以放大10倍，放大后的第一电压Val=-5V，放大后的第二电压Va2=-2V，Val-Va2=-3V，这个差值比上述差值放大了-3/-0.75=4倍。第二电压与第一电压差60%，放大了 4倍。这时处理模块104采集到的放大后的第一电压与放大后的第二电压的差距就比较大，信噪比更高，后续算法就更容易识别。
[0056]当调整后的参数为激励电压Vt和调节电压Vs的至少一个参数或所述设定倍数n，激励电压Vt和调节电压Vs三者时，对应的采集单元用于重新根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压，处理模块104用于对第一电压及第二电压重新放大设定倍数或调整后的设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值。
[0057]例如，在上面的例子里，如果激励电压Vt在5V的情况下，调节电压Vs为0，n为1倍，第一电压Vol=-2V，第二电压Vo2=-1.7V。假设模数转换器110的输入范围为0—5V，一般上下各留IV的余量，S卩-1?-4V。由于在量化的时候(模数转换器110采集电压时)取得是电压的绝对值，所以处理模块104设定放大后的第一电压与放大后的第二电压的差值为3V，即该设定值为3V，也就是之前的差值放大10倍。从上述公式中可以看出如果想放大差值，处理模块104可调整激励电压Vt和设定倍数η中的一项或两项。如果想把激励电压Vt放大10倍，激励电压Vt就会达到50V。这个电压很高，超过人体安全电压，是不能直接触摸的。而且电路产生这种高压也会增加难度。所以激励电压Vt—般不会太高。假设处理模块104调整激励电压Vt提高到10V，这时激励电压Vt变成2倍，对应地，调整设定倍数η放大5倍。这时放大后的第一电压Val的期望值为-4V(即减去余量后，模数转换器110的输入范围的上限值)。激励电压Vt和设定倍数η都确定了，通过上述公式解出调节电压Vs。在上面的例子中，开始时Vt=5V，Vs=0￥，11=1，放大后的第一电压￥&1=-2￥，即1*(0-5礼1/(^)=-2，8扣1/(^=0.4，而处理模块104调整激励电压Vt及设定倍数η后Vt=10V，n=5，放大后的第一电压Val=-4V，公式为5*(Vs -10*Cx/Ci )=_4，算出Vs=3.2V。也就是说当Vt=10V，n=5，Vs=3.2V时，放大后的第一电压Val=-4V，而根据上述设定值，放大后的第二电压Va2=-lV，两者相差-3V，上下各有IV的余量，并经模数转换器110采集后该差值等于设定值。这种情况就达到了差值尽可能大，又不会超出模数转换器110的测量范围的要求。因此，当调整激励电压，设定倍数及调节电压后，处理模块104以调整后的这三个参数配置到指纹检测电路中，指纹检测电路100以调整后的三个参数作为这个手指指纹再次检测时的参数值，即，该指纹采集模块102用于根据调整后的该激励电压及调整后的调节电压重新输出该第一电压或该第二电压，采样保持电路108根据调整后的设定倍数重新输出放大后的第一电压或放大后的第二电压。
[0058]综上所述，上述指纹检测电路100中，若放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值小于设定值，处理模块104通过调整激励电压、设定倍数及调节电压中的至少一个参数来调整该差值，使得能够得到期望的差值，这样可使采集到的放大后的第一电压及放大后的第二电压的差距更大，信噪比更高，使后续算法更容易识别，进而提高了指纹检测效果。
[0059]请参图3，本发明较佳实施方式的指纹检测方法，包括以下步骤:
S10:向手指传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容；
S11:指纹采集模块102包括多个采集单元，每个采集单元配置有调节电压，该指纹采集模块102根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压；
S12:处理模块104对该第一电压及该第二电压放大设定倍数并计算放大后的第一电压与放大后的第二电压的差值，及判断该差值是否大于等于设定值，若是，进入步骤S13，若否，进入步骤S14;
S13:该处理模块104根据所述第一电压计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压计算该谷线电容的电容值；
S14:该处理模块104根据所述设定值及该差值，调整激励电压、设定倍数及调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到指纹检测方法中，该激励电压为该激励信号的电压幅值，并返回步骤S10。
[0060]可以理解，上述指纹检测方法可由以上实施方式的指纹检测电路100实现。
[0061]在开始指纹采集前，处理模块104按照宽范围的参数设置指纹检测电路100。宽范围的参数设置是为了保证指纹检测电路100采集的到的指纹数据能够适应更多的指纹特性，例如，宽范围就是检测量程很大的范围，一般指电压适中而放大倍数比较小的范围。这样能保证绝大部分的手指指纹图像都在模数转换器110的检测范围以内，不会出现数据溢出的情况。设置完成后，进入步骤S10。步骤S10及S11可以理解为采集指纹的步骤。在步骤S12中，处理模块104对采集到的指纹数据进行分析时，处理模块104判断放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值是否大于等于设定值。
[0062]在步骤S13中，当放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值大于等于设定值时，处理模块104就利用第一电压及第二电压计算脊线电容的电容值及谷线电容的电容值，及后续指纹图像的形成。
[0063]步骤S14包括以下步骤:
S41:该处理模块104根据该设定值及该差值，计算需要的放大倍数；
S42:该处理模块104根据该放大倍数，调整该激励电压和该设定倍数中至少一个以获得该激励电压与该设定倍数的组合；
S43:该处理模块104根据调整后的该激励电压与该设定倍数的组合，调整该调节电压； 进一步，步骤S14还包括以下步骤:
S44:该处理模块104将调整后的该激励电压、调整后的该设定倍数及调整后的该调节电压配置到该指纹采集模块102及该处理模块104中，并返回步骤S10。
[0064]在步骤S41中，当放大后的第一电压与放大后的第二电压的差值小于设定值时，处理模块104根据该差值及该设定值，计算出需要的放大倍数，如该差值-0.5V，而设定值为-3V，处理模块104需要对该差值放大6倍。
[0065]在步骤S42中，放大倍数是由Vt*n决定的。所以一个放大倍数对应的是一个Vt和η的数列。比如放大倍数为10倍，处理模块104可以选择Vt不放大，η放大10倍;也可以选择Vt放大2倍，η放大5倍;也可以选择Vt放大4倍，η放大2.5倍等等。
[0066]但是，一般来说，在指纹检测电路100中，Vt的电压设置和η的取值都是有固定设定的，是有限的，不能任意取值。那么这些有限的Vt和η就组合成一个可以达到所需要的放大倍数的一个数组。在这些数组中根据相应的条件选择出一个对指纹检测电路100效果最好的一个组合，这样就确定了 Vt和η的值。例如，想对差值放大10倍，处理模块104对设定倍数η有2、3、4、5、6、7、8、9八个选项，而对激励电压￥丨有3￥，4￥，5￥，6￥，7￥、8￥、9￥、10￥八个选项。处理模块104用这些电压和刚开始的5V电压比较，分别为0.6倍、0.8倍，1倍，1.2倍，1.4倍、1.6倍、1.8倍、2倍。如果想对差值放大10倍，那么接近10倍的组合有:(n=5，Vt=10V，放大10倍)，(n=6，Vt=8V，放大9.6倍)，(n=7，Vt=7V，放大9.8倍)，(n=8，Vt=6V，放大9.6倍)，(n=9，Vt=6V，放大10.8倍)，(11=10，￥〖=5￥，放大10倍)。在这些组合里，￥〖越大，信噪比越高，但是功耗越大，所以处理模块104在选择这些组合时会根据用户对功耗的需求，选择信噪比尽量高。
[0067]在步骤S43中，确定的Vt和η的值后，处理模块104根据调整后的Vt和n，就可以得到Vs的数值。
[0068]在步骤S44中，处理模块104把Vt、n和Vs这些新参数再配置回指纹检测电路100。之后返回步骤S10，指纹检测电路100再次采集手指指纹，得到一个新的指纹数据，再根据这个数据判断放大后的第一电压与放大后的第二电压的差值是否符合条件，如果符合就结束指纹采集流程进入步骤S13。如果不符合就重复上面的步骤S10?S12，达到适合为止。这样，指纹检测电路100就完成了对手指的自适应。当遇到潮湿的手指或者谷线很浅的手指等效果不好的手指时，处理模块104会重新配置指纹检测电路100以进行再次采集手指指纹数，以达到更高的对比度、更高的信噪比和更高的脊谷线差值。让后续算法的出错率更低，用户体验更方便快捷，同时也提供了指纹检测效果。
[0069]综上所述，上述指纹检测方法中，若放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值小于设定值，处理模块104通过调整激励电压、设定倍数及该调节电压中的至少一个参数来调整该差值，使得能够得到期望的差值，这样可使采集到的放大后的第一电压与第放大后的二电压的差距更大，信噪比更高，使后续算法更容易识别，进而提高了指纹检测效果。
[0070]请参图4，本发明第二较佳实施方式提供一种指纹检测电路200。本实施方式的指纹检测电路200与第一较佳实施方式的指纹检测电路100基本相同，其不同之处在于:本实施方式的采 集单元201不同。
[0071]本实施方式的采集单元201包括信号放大器202、电路电容204、开关单元206及电源(图未示)。该电源的电压为该调节电压。
[0072]本实施方式的指纹检测电路200可利用第一较佳实施方式所揭示的指纹传感器502向手指500传递激励信号以采集手指电容(脊线电容及谷线电容)。
[0073]该信号放大器202的负向输入端用于连接手指电容208，该信号放大器202的正向输入端连接电源的输出端(参考电压端209)，该信号放大器202根据该手指电容208的电容值及调节电压，从该信号放大器202的输出端输出电压至采样保持电路210。
[0074]该电路电容204可以是指纹传感器的内部电容或其它电容，该电路电容204的电容值一般是固定的。
[0075]该开关单元206分别与该信号放大器202的负向输入端和该信号放大器202的输出端连接，用于控制该电路电容204连通在该信号放大器202的负向输入端与该信号放大器202的输出端之间，使得该第一电压与该脊线电容的电容值的关系为非线性关系，及该第二电压与该谷线电容的电容值的关系为非线性关系。
[0076]具体地，该开关单元206与该电路电容204并联。开关单元206包括第一连接端D1及第二连接端D2。
[0077]第一连接端D1连接电路电容204的一端及连接信号放大器202的负向输入端。第二连接端D2连接电路电容204的另一端及连接信号放大器202的输出端。
[0078]该开关单元206断开使该电路电容204连通在该信号放大器202的负向输入端与该信号放大器202的输出端之间。即，第一连接端D1与第二连接端D2断开。
[0079]该开关单元206闭合使该电路电容204不连通在该信号放大器202的负向输入端与该信号放大器202的输出端之间。即，第一连接端D1连接第二连接端D2。连通可以理解为连接和导通，在本实施方式中，当开关单元206闭合时，电路电容204虽然连接在信号放大器202的负向输入端及信号放大器202的输出端之间，但电路电容204被开关单元206短接，使电路电容204没有导通在信号放大器202的负向输入端及信号放大器202的输出端之间。[°08°]这样，信号放大器202的输出端输出的电压与电源的电压相等。电路电容204被短接而不连通在该信号放大器202的负向输入端与该信号放大器202的输出端之间，对信号放大器202的输出端输出的电压没有影响。
[0081 ]该手指电容208的电容值由以下公式确定:Vo=(VS-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为信号放大器202的输出端输出的电压，Vt为该激励信号的电压幅值(激励电压)，Cx为该手指电容208的电容值，Ci为该电路电容204的电容值，Vs为该电源的电压(调节电压)。由该公式可知，信号放大器202输出的电压Vo与手指电容208的电容值Cx的关系是非线性关系。
[0082]当指纹检测电路100初始化时，开关单元206闭合，手指电容208初始化时两端接地，信号发生器212接地(Vt接地)。这时信号放大器202的输出端输出的电压Vo=Vs，初始化动作完成。
[0083]在指纹检测电路200采集指纹的过程中，开关单元206断开，信号发生器212使激励电压Vt上升，上升的过程中为手指电容208充电，充入的电荷为电量Q=Vt*Cx，由于运放的虚短虚断的原理，信号放大器202输出的电压Vo会下降，对电路电容204充同样多的电荷来保证运放的输入端保持到Vs电位。这时对电路电容204充的电量Q为(Vs-Vo)*Ci=Vt*Cx，所以信号放大器202输出的电压Vo=Vs-Vt*Cx/Ci。电压Vo进入采样保持电路210时进行放大设定倍数η倍，进入模数转换器214的最终的检测电压Va=n*(Vs-Vt*Cx/Ci)。因此，可以通过调整激励电压Vt、电源的电压Vs及设定倍数η中的至少一个参数，来调整放大后的信号放大器202输出的电压Vo，即调整放大后的第一电压或放大后的第二电压，进而调整放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值。
[0084]本实施方式的指纹检测电路200的具体调整过程可参第一较佳实施方式的指纹检测电路100的具体调整过程，在此不再赘述。
[0085]综上所述，上述指纹检测电路200中，若放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值小于设定值，处理模块通过调整激励电压、设定倍数及该调节电压中的至少一个参数来调整该差值，使得能够得到期望的差值，这样可使采集到的放大后的第一电压与放大后的第二电压的差距更大，信噪比更高，使后续算法更容易识别，进而提高了指纹检测效果。
[0086]请参图5，本发明第三较佳实施方式提供一种指纹检测电路300。本实施方式的指纹检测电路300与第一较佳实施方式的指纹检测电路100基本相同，其不同之处在于:本实施方式的采集单元301不同。
[0087]本实施方式的指纹检测电路300可利用第一较佳实施方式所揭示的指纹传感器502向手指500传递激励信号以采集手指电容(脊线电容及谷线电容)。
[0088]本实施方式的采集单元301包括信号放大器302、电路电容304、可变电阻306及开关单元308。
[0089]该信号放大器302的负向输入端连接该手指电容310，该信号放大器的302正向输入端接地端(参考电压端312)，该信号放大器302根据该手指电容310的电容值及调节电压，从该信号放大器302的输出端输出该第一电压或该第二电压；
该电路电容304可以是指纹传感器的内部电容或其它电容，该电路电容304的电容值一般是固定的。该电路电容304连通在该信号放大器302的负向输入端与该信号放大器302的输出端之间。该开关单元308与该可变电阻306串联并控制该可变电阻306与该电路电容304并联。
[0090]具体地，开关单元308包括第一连接端E1及第二连接端E2。该开关单元308闭合使该可变电阻306与电路电容304并联，使得该第一电压与该脊线电容的电容值的关系为非线性关系，及该第二电压与该谷线电容的电容值的关系为非线性关系。即，第一连接端E1与第二连接端E2连接。
[0091]该开关单元308断开使该可变电阻306没有连通到电路电容304的放电回路。即，第一连接端E1与第二连接端E2断开。开关单元308可在指纹检测电路300按照宽范围的参数采集指纹数据时断开。
[0092]指纹检测电路300工作时，处理模块控制开关单元308闭合，电路电容304不充电，手指电容310初始化时两端接地，信号发生器314接地(Vt接地)。这时信号放大器302的输出端输出电压为Vo=0。
[0093]在指纹采集时，信号发生器314使激励电压Vt电压上升，上升的过程中为手指电容310充电，充入的电荷为电量Q=Vt*Cx，由于运放的虚短虚断的原理，信号放大器302输出的电压Vo会下降，对电路电容304充同样多的电荷来保证运放的输入端保持到地电位。这时冲的电量Q为(0-Vo)*Ci=Vt*Cx，所以输出电压Vo=-Vt*Cx/Ci。这时电路电容304两端的电压为-Vo，即电容左端电压为0，右端电压为-Vo，与电路电容304并联的可变电阻306会放电，点电流I=-Vo/Rs，(负号表示方向，电流是从左流向右边)。经过一个短暂时间Ts后(其实随着可变电阻306放电的过程，电压Vo的绝对值就会下降。下降后电流就会变小。但是时间很短的情况下下降的并不多，所以这里做了一个近似)，放出的电流Qs=I*Ts，因为放电的电压全部来自电路电容304，所以电路电容304的电压会下降，下降的幅度Vs=Qs/Ci，所以最后输出的电压Vo= -Vt*Cx/C1- (-Vs) =Vs-Vt*Cx/Ci。电压Vo进入采样保持电路316时进行放大η倍，进入模数转换器318的最终的检测电压就是Va=n*(Vs-Vt*Cx/Ci)。而Vs=Qs/Ci =I*Ts/Ci =Vo/Rs*Ts/Ci =Vt*Cx*Ts/ (Ci*Ci*Rs)。其中检测时间Ts是定值，指纹检测电路300可预先设定，例如Ts=2.5微秒，Ts小于激励信号的周期。所以处理模块可调整可变电阻306的阻值大小来控制电路电容电压的下降幅度Vs(调节电压)，进而控制信号放大器302的输出端输出的电压Vo。
[0094]本实施方式的指纹检测电路300的具体调整过程可参第一较佳实施方式的指纹检测电路100的具体调整过程，在此不再赘述。
[0095]请参图6并结合图1?5，本发明较佳实施方式的电子装置400包括指纹检测电路。该指纹检测电路可设置在电子装置400的内部。该指纹检测电路可为以上任一实施方式的指纹检测电路。
[0096]本实施方式中，该电子装置400以手机为例进行说明。可以理解，在其它实施方式中，电子装置400可还为平板电脑、笔记本电脑、智能穿戴设备、音频播放器或视频播放器等对指纹检测有需求的电子装置。
[0097]指纹传感器502的采集窗口402设置在电子装置400的前面板404，方便采集用户指纹。当然，采集窗口 402还可根据其它需求设置在电子装置400的侧面及背面等的其它位置。
[0098]综上所述，上述电子装置400能够提高指纹检测效果。
[0099]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0100]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0101]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据 所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0102]在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，〃计算机可读介质〃可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDR0M)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0103]应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0104]本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0105]此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0106]上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种指纹检测电路，该指纹检测电路用于向手指传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容，其特征在于，该指纹检测电路包括指纹采集模块及处理模块，该指纹采集模块包括多个采集单元； 每个采集单元配置有调节电压，该指纹采集模块用于根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压； 该处理模块用于对所述第一电压及所述第二电压放大设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值，及判断该差值是否大于等于设定值； 若是，该处理模块用于根据该第一电压，计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压，计算该谷线电容的电容值； 若否，该处理模块用于根据该设定值及该差值，调整该指纹检测电路的激励电压、所述设定倍数及该调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到该指纹检测电路中，该激励电压为该激励信号的电压幅值。2.如权利要求1所述的指纹检测电路，其特征在于: 当调整后的参数为所述设定倍数时，所述处理模块用于重新依次对第一电压及所述第二电压放大调整后设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值； 当调整后的参数为所述激励电压和调节电压的至少一个参数或所述设定倍数，激励电压和调节电压三者时，所述对应的采集单元用于重新根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压，所述处理模块用于对所述第一电压及所述第二电压重新放大设定倍数或调整后的设定倍数并计算放大后的该第一电压及对应的放大后的该第二电压之间的差值。3.如权利要求1所述的指纹检测电路，其特征在于，第一电压与所述脊线电容的电容值的关系为非线性关系，及第二电压与所述谷线电容的电容值的关系为非线性关系。4.如权利要求3所述的指纹检测电路，其特征在于，每个采集单元包括信号放大器、电路电容及开关单元； 该信号放大器的负向输入端连接该脊线电容或该谷线电容，该信号放大器的正向输入端连接参考电压端，该信号放大器根据该脊线电容或该谷线电容的电容值及该调节电压，从该信号放大器的输出端输出该第一电压或该第二电压； 该开关单元分别与该信号放大器的负向输入端和该信号放大器的输出端连接，用于控制该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。5.如权利要求4所述的指纹检测电路，其特征在于，该参考电压端为地端，每个采集单元还包括电源，该电路电容两端的电压为该调节电压； 该电源通过该开关单元与该电路电容连接，该开关单元用于控制该电源为该电路电容充电及控制该电路电容与该电源断开。6.如权利要求5所述的指纹检测电路，其特征在于，该开关单元包括第一开关及第二开关; 该第一开关包括第一选择端、第一电源端及第一连接端，该第一选择端连接该电路电容的一端，该第一电源端连接该电源的第一极，该第一连接端连接该信号放大器的负向输入端； 该第二开关包括第二选择端、第二电源端及第二连接端，该第二选择端连接该电路电容的另一端，该第二电源端连接该电源的第二极，该第二连接端连接该信号放大器的输出端； 该第一选择端连接该第一连接端并与该第一电源端断开，该第二选择端连接该第二连接端并与该第二电源端断开，使得该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间，及使得该电路电容与该电源断开； 或该第一选择端连接该第一电源端并与该第一连接端断开，该第二选择端连接该第二电源端并与该第二连接端断开，使得该电源为该电路电容充电。7.如权利要求4所述的指纹检测电路，其特征在于，该采集单元还包括电源，该参考电压端是该电源的输出端，该开关单元与该电路电容并联，该电源的电压为该调节电压； 该开关单元断开使该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间； 该开关单元闭合使该电路电容不连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间。8.如权利要求5或7所述的指纹检测电路，其特征在于，该脊线电容或该谷线电容的电容值由以下公式确定:Vo=(VS-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为该第一电压或该第二电压，Vt为该激励电压，Cx为该脊线电容或该谷线电容的电容值，Ci为该电路电容的电容值，Vs为该调节电压。9.如权利要求3所述的指纹检测电路，其特征在于，每个采集单元包括信号放大器、电路电容、可变电阻及开关单元； 该信号放大器的负向输入端连接该脊线电容或该谷线电容，该信号放大器的正向输入端接地端，该信号放大器根据该脊线电容或该谷线电容的电容值及该调节电压，从该信号放大器的输出端输出该第一电压或该第二电压； 该电路电容连通在该信号放大器的负向输入端与该信号放大器的输出端之间； 该开关单元与该可变电阻串联并控制该可变电阻与该电路电容并联。10.如权利要求9所述的指纹检测电路，其特征在于，该脊线电容或该谷线电容的电容值由以下公式确定:Vo=(Vs-Vt*Cx/Ci)，其中，Vo为该第一电压或该第二电压，Vt为该激励电压，Cx为该脊线电容或该谷线电容的电容值，Ci为该电路电容的电容值，Vs为该调节电压，且Vs=Vt*Cx*Ts/(Ci*Ci*Rs)，Rs为该可变电阻的阻值，Ts为检测时间。11.如权利要求4或9所述的指纹检测电路，其特征在于，该处理模块还包括采样保持电路及模数转换器，该采样保持电路连接在该信号放大器的输出端与该模数转换器之间。12.一种指纹检测方法，其特征在于，包括以下步骤: S10:向手指传递激励信号以采集脊线电容及谷线电容； S11:指纹采集模块包括多个采集单元，每个采集单元配置有调节电压，以及根据该脊线电容的电容值、该谷线电容的电容值及该调节电压，输出第一电压或第二电压； S12:处理模块对该第一电压及该第二电压放大设定倍数并计算放大后的该第一电压与放大后的该第二电压之间的差值，及判断该差值是否大于等于设定值，若是，进入步骤S13，若否，进入步骤S14; S13:该处理模块根据所述第一电压计算该脊线电容的电容值，及根据该第二电压计算该谷线电容的电容值； S14:该处理模块根据所述设定值及该差值，调整激励电压、该设定倍数及该调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到该指纹检测方法中，该激励电压为该激励信号的电压幅值，并返回步骤S10。13.如权利要求12所述的指纹检测方法，其特征在于，步骤S14包括以下步骤: S41:该处理模块根据该设定值及该差值，计算需要的放大倍数； S42:该处理模块根据该放大倍数，调整该激励电压和该设定倍数中至少一个以获得该激励电压与该设定倍数的组合； S43:该处理模块根据调整后的该激励电压及调整后的该设定倍数，调整该调节电压。14.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1?11任一项所述的指纹检测电路。
【专利摘要】在本发明公开的指纹检测电路中，指纹采集模块输出脊线的第一电压或谷线的第二电压。处理模块计算放大后的第一电压及放大后的第二电压的差值，并判断差值是否大于等于设定值。若否，该处理模块用于根据该设定值及该差值，调整该指纹检测电路的激励电压、所述设定倍数及该调节电压中的至少一个参数，并将调整后的该至少一个参数配置到该指纹检测电路中，该激励电压为该激励信号的电压幅值。上述指纹检测电路，若差值小于设定值，通过调整激励电压、设定倍数及调节电压中的至少一个参数来调整该差值，使得能够得到期望的差值，提高指纹检测效果。本发明还公开一种指纹检测方法及一种电子装置。
【IPC分类】G06K9/00
【公开号】CN105488496
【申请号】CN201610004315
【发明人】李振刚, 徐坤平, 杨云
【申请人】比亚迪股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月5日
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