一种指纹检测器及电子设备的制作方法

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种指纹检测器及电子设备。

背景技术：

随着电子技术发展，各种便携式电子设备也越来越多，比如手机、平板电脑等便携式电子设备。

当前的电子设备中都会这是一个指纹检测器，该指纹检测器中设置了一个指纹识别模块，该指纹识别模块可以检测该电子设备的使用者的指纹信息，从而实现指纹解锁等目的，这样可以使得电子设备安全性更高，但是当期的指纹检测器的功能较为单一，进而使得指纹检测器的使用率较低。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种指纹检测器及电子设备，用以解决现有技术中当期的指纹检测器的功能较为单一，进而使得指纹检测器的使用率较低的问题。

其具体的技术方案如下：

一种指纹检测器，包括：

指纹识别模块，用于识别使用者的指纹；

感测器，至少包含两个导体，所述至少两个导体中的每个导体分别与提供驱动信号的驱动电路连接，所述至少两个导体设置在所述指纹识别模块的边缘；

检测电路，分别与每个导体连接，用于检测所述导体上的待处理信号。

可选的，所述检测装置包含四个导体，所述四个导体围成一个矩形。

可选的，所述检测电路包括：

数据选择器，分别与每个导体连接，用于选择一导体上检测到的待处理信 号；

斩波稳定放大器，用于对所述数据选择器输出的所述待处理信号进行运算处理，输出第一处理信号；

解调电路，与所述斩波稳定放大器连接，用于解调所述斩波稳定放大器输出的第一处理信号，并输出解调后的第二处理信号；

可编程增益放大器，与所述解调电路连接，用于对所述解调电路输出的所述第二处理信号进行增益处理，并输出第三处理信号；

数字模数转换器，与所述可编程增益放大器连接，用于对所述可编程增益放大器输出的所述第三处理信号进行模数转换处理，并得到第四处理信号；

滤波器，与所述数字模数转换器连接，用于对所述数字模数转换器输出的所述第四处理信号进行滤波处理，并得到第五处理信号。

可选的，所述斩波稳定放大器包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电容、第二电容、第一积分器、第二积分器，其中，

所述第一开关的一端连接所述第一积分器的输入端，另一端连接所述数据选择器；

所述第二开关的一端连接所述第二积分器的输入端，另一端连接所述数据选择器；

所述第三开关与所述第一电容并联后，两端分别连接到所述第一积分器的所述输入端以及输出端；

所述第四开关与所述第二电容并联后，两端分别连接到所述第二积分器的所述输入端以及输出端；

所述第一积分器的另一输入端接第一电源，输出端连接到解调电路；

所述第二积分器的另一输入端接第二电源，输出端连接到解调电路。

可选的，所述解调电路，具体用于消除所述斩波稳定放大器输出的第一处理信号中的直流分量，并对消除了直流分量的第一处理信号进行解调处理，输出第二处理信号。

一种电子设备，该电子设备包括：

壳体；

处理器，设置在所述壳体内；

指纹检测器，与所述处理器连接，所述指纹检测器为上述的指纹检测器。

本发明实施例提供了一种指纹检测器，该指纹检测器包括：指纹识别模块，用于识别使用者的指纹；感测装置，至少包含两个导体，导体设置在指纹识别模块的边缘；检测电路，分别与每个导体连接，用于检测导体上的电容值。该导体为自电容导体，在使用者的手指靠近该导体时，该导体上将产生对应的自电容，从而通过检测导体上的电容值变化，就可以检测使用者的手指在指纹检测器上的移动以及移动方向，从而根据使用者的手指的移动以及移动方向进行对应的响应。

在本发明实施例中，该指纹检测器不仅可以实现对指纹的检测，还可以通过指纹检测器上的感测装置以及检测电路确定出使用者的手指在指纹检测器上的滑动操作，即使用者手指在指纹检测器上是左滑还是右滑。从而使得指纹检测器可以使用者手指的滑动操作，进而提升了指纹检测的功能性以及实用性。

附图说明

图1为本发明实施例中一种指纹检测器的结构示意图之一；

图2为本发明实施例中检测电路的结构示意图；

图3为本发明实施例中斩波稳定放大器的电路结构示意图；

图4为本发明实施例中一种指纹检测器的结构示意图之二；

图5为本发明实施例中一种指纹检测器的结构示意图之三。

具体实施方式

为了解决现有技术中指纹检测器的功能单一以及使用率较低的问题，本发明实施例提供了一种指纹检测器，该指纹检测器包括：指纹识别模块，用于识 别使用者的指纹；感测装置，至少包含两个导体，导体设置在指纹识别模块的边缘；检测电路，分别与每个导体连接，用于检测导体上的电容值。该导体为自电容导体，在使用者的手指靠近该导体时，该导体上将产生对应的自电容，从而通过检测导体上的电容值变化，就可以检测使用者的手指在指纹检测器上的移动以及移动方向，从而根据使用者的手指的移动以及移动方向进行对应的响应。

上述的方案中说明本发明实施例中的指纹检测器的主体方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本发明技术方案的说明，而不是限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

如图1所示为本发明实施例中一种指纹检测器的结构示意图，该指纹检测器包括：

指纹识别模块101，指纹识别模块101中包含了多个检测子单元，每个检测子单元用户检测手指的部分指纹信息，由这些检测子单元组成的阵列可以该指纹识别模块，从而实现对使用者的指纹检测，进而通过该指纹识别可以得到使用者的指纹信息。

感测装置102，该感测装置102由至少两个导体组成，导体设置在指纹识别模块101的边缘。

检测电路103，分别与每个导体连接，用于检测所述导体上的电容值。

在图1中，感测装置102包含了第一导体以及第二导体，第一导体以及第二导体为自电容导体。

在本发明实施例中，为了实现对第一导体以及第二导体的电容值检测，因此，第一导体以及第二导体上都连接了检测电路103，该检测电路103用于检测第一导体以及第二导体上的电容值。

下面对该指纹检测器的工作原理进行详细的说明。

首先来讲，在进行检测时，该指纹检测器上的检测电路将实时的对第一导 体以及第二导体上的电容值进行检测。

若是使用者将手指靠近左边的第一导体时，由于第一导体为自电容导体，因此该第一导体上的电容值将发生改变，也就是，第一导体上的电容值将增大。此时与第一导体连接的检测电路103可以检测到第一导体上的电容值的变化，也就是该检测电路103可以具体检测到第一导体上的电容值，最后还检测电路103将以数值的形式输出第一导体的电容值，也就是以数值来表征第二导体上的电容值的大小。

当然，若是使用者的手指靠近右边的第二导体上，该第二导体上的电容值也将发生改变，也就是，第二导体上的电容值将增大，检测电路103同样的会检测到第二导体上的电容值，最后以数值的形式来表征第二导体的电容值大小。

然后，安装了该指纹检测器的电子设备通过将检测到的电容值与预设阈值进行比较判定是否有物体靠近第一导体或者是第二导体，比如说检测到第一导体上的电容值超过预设阈值时，则说明有物体靠近第一导体，此时该电子设备将进行对应的响应，若是检测到第二导体上的电容值超过预设阈值时，则说明有物体靠近第二导体，此时该电子设备也将进行对应的响应。

进一步，在本发明实施例中，通过第一导体以及第二导体还可以实现使用者手指在指纹检测器上的滑动操作。具体来讲，若是使用者将手指由指纹检测器的左边向右边滑动时，使用者手指首先会靠近第一导体，此时第一导体上的电容值将增加，在使用者的手指逐渐向右滑动时，使用者的手指将远离第一导体，并且逐渐的接近第二导体，此时第一导体上的电容值将减小，而第二导体的电容值将逐渐增加。该指纹检测器通过检测到第一导体上的电容值由大减小的过程可以确定使用者是在进行滑动的操作，进一步根据第二导体上的电容值由小增大的过程可以确定出使用者的手指是自左向右的滑动。

同理，对于从右往左滑动的过程也一样，也就是首先会检测到第二导体的电容值从大到小的过程，然后会检测到第一导体的电容值从小变大的过程，最后通过该电容值的变化就可以确定该使用者的手指在指纹检测器上自右向左的 滑动操作。

进一步，为了保证检测电路103对第一导体以及第二导体的电容值的检测，因此如图2所示，该检测电路103中包含了数据选择器201斩波稳定放大器202、解调电路203、可编程增益放大器204、数字模数转换器205、滤波器206。

具体来讲，数据选择器201用于选择输出某一个导体上检测到的信号。简单来讲，该数据选择器201就是信号进行选择输出。

斩波稳定放大器202，用于根据检测到的电容值，输出该电容值对应的第一处理信号。如图3所示，该斩波稳定放大器202包含了第一开关301、第二开关302、第三开关303、第四开关304、第一电容305、第二电容306、第一积分器307、第二积分器308，第一开关301的一端连接第一积分器307的输入端，另一端连接数据选择器201。

第二开关302的一端连接第二积分器308的输入端，另一端连接数据选择器201。

第三开关303与第一电容305并联后，两端分别连接到第一积分器307的输入端以及输入端。

第四开关304与第二电容306并联后，两端分别连接到第二积分器308的输入端以及输出端。

第一积分器307的另一输入端连接第一电源，输出端连接到解调电路203。

第二积分器308的另一输入端连接第二电源，输出端连接到解调电路203。

当数据选择器201输出的信号从第一积分器307输入时，第一开关301和第二开关302闭合，第三开关303和第四开关304断开，第二积分器308进行复位，此时第一积分器307的输出为Vint1，这里的Vint1可以通过如下的公式得到：

Vint1＝Vup+(Vup-Vdw)*Cs/C1

其中，Vup表征了与第一积分器307连接的第一电源的电压值，Vdw表征了与第二积分器308连接的第二电源的电压值，Cs表征了导体上的电容值，C1 表征了第一积分器307上的积分电容值。

同理，当数据选择器201输出的信号从第二积分器308输入时，第一开关301和第二开关302断开，第三开关303和第四开关304闭合，第一积分器307进行复位，此时第二积分器308输出为Vint2，这里的Vint可以通过如下公式得到：

Vint2＝Vdw+(Vdw-Vup)*Cs/C2

其中，Vup表征了与第一积分器307连接的第一电源的电压值，Vdw表征了与第二积分器308连接的第二电源的电压值，Cs表征了导体上的电容值，C2表征了第二积分器308上的积分电容值。

进一步，为了提高检测电路的抗噪声能力，需要将Vdw-Vup最大化，因此Vup要尽量接近电源电压，而Vdw要尽量的接近地电压，同时保证积分器运放正常工作。

通过该电路结构，可以使得斩波稳定放大器202的输出结果与导体上的电容值成正比，从而通过斩波稳定放大器202的输出结果就能够确定出该导体上的电容值的变化。

由于最后输出的结果需要为表征导体上电容值的数值，因此在斩波稳定放大器202输出一个电容值对应的第一处理信号之后，解调电路203将接收到该第一处理信号，并解调该第一处理信号，得到第二处理信号，然后将第二处理信号输出给可编程增益放大器204，然后可编程增益放大器204对该解调电路输出的信号进行增益处理，也就是成倍的放大该信号，从而得到第三处理信号。

在可编程增益放大器204对该信号进行增益处理之后，输出的第三处理信号将被传输到数字模数转换器205，该数字模数转换器205用于对可编程增益放大器204输出的第三处理信号进行模数转换处理。具体来讲，由于最后该电容值是以数值的形式得到，所以需要将可编程增益放大器204输出的数字信号转换为模拟信号，因此该数字模数转换器205就将可编程增益放大器204输出的经过增益处理的数字信号转换为模拟信号。

数字模拟转换器205将数字信号转换为模拟信号之后，数字模拟转换器205会将第四处理信号，即:模拟信号，发送至滤波器206进行处理，该滤波器206用于对数字模拟转换器205输出的模拟信号进行滤波处理，也就是说数字模拟转换器205输出的模拟信号可能不是纯的模拟信号，因此需要通过滤波器206滤除掉模拟信号中的数字信号，以及滤波掉可能产生的噪声等等，这样可以是的最后输出的模拟信号更加准确完整。

通过上述实施例中的描述，该指纹检测器不仅可以实现对指纹的检测，还可以通过指纹检测器上的感测装置102以及检测电路103确定出使用者的手指在指纹检测器上的滑动操作，即使用者手指在指纹检测器上是左滑还是右滑。从而使得指纹检测器可以使用者手指的滑动操作，进而提升了指纹检测的功能性以及实用性。

进一步，在上述的实施例中，该指纹检测器的感测装置102包含的是两个导体，从而保证感测装置102能够检测到使用者手指在指纹检测器上的左右滑动操作。

为了使得指纹检测器上的感测装置102能够检测到使用者的手指在指纹检测器上的四个方向上的滑动操作，因此感测装置102除了包含第一导体以及第二导体之外，还可以包含第三导体以及第四导体(如图4所示)，在图4中，该第三导体以及第四导体都设置在指纹识别模块101的边缘，第三导体以及第四导体与第一导体以及第二导体围成一个矩形区域，而指纹识别模块101位于该矩形区域内。

通过第一导体以及第二导体组成的感测装置102可以检测到使用者手指在指纹检测器上的左滑以及右滑，通过第三导体以及第四导体可以实现对使用者手指的上滑以及下滑，当然，对第三导体以及第四导体的电容值的检测与第一导体的检测方法相同，此处就不再赘述。

因此，图4所示的指纹检测器可以检测到使用者手指在指纹检测器上的自左向右的滑动操作、自右向左的滑动操作、自上而下的滑动操作以及自下而上 的滑动操作。进而保证指纹检测器可以检测到使用者的手指在指纹检测器上的各个方向的滑动操作。

进一步，在本发明实施例中，该指纹检测器还可以是如图5所示的结构，在图5所示的结构中，该指纹检测器中的感测装置102包含了6个导体，这6个导体形成了一个正6边形，通过该正6边形上的结构可以更加准确的对使用者的手指在指纹检测器上的滑动检测，比如说手指在指纹检测器的左上角向右下角滑动，通过图5所示的指纹检测器就能够较为准确的检测到该滑动操作。

当然，在本发明实施例中，该指纹检测器的除了可以是图4以及图5所示的结构之外，还可以是其他结果，比如说将感测装置102调整为包含8个导体，或者是将感测装置102调整为包含10个导体的指纹检测器。从而可以使得该指纹检测器可以更加全面的检测到使用者的手指在指纹检测器上的各个方向上的滑动操作。

另外，还需要说明是，在本发明实施例中，检测电路103除了本实施例所例举的电路结构之外，其他可以实现相同功能的电路结构也包含在本发明技术方案的所保护的范围内。

综上所述，在本发明实施例中，该指纹检测器中除了包含指纹识别模块之外，还包含可以检测使用者手指在指纹检测器上的滑动操作的感测装置，并且通过与感测装置连接的检测电路可以较为准确的分析出该使用者的手指的滑动方向，从而使得设置该指纹检测器的电子设备可以较为准确的根据使用者的手指的滑动方向来进行对应的响应。

进一步，在本发明实施例中，还提供了一种电子设备，该电子设备包含了壳体、处理器、指纹检测器，其中，

处理器设置在该壳体内，处理器与指纹检测器连接，此处的指纹检测器就为上述的指纹检测器。该指纹检测器的具体结构以及实现原理在上述的实施例中进行了详细的描述，此处就不再多余赘述。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知 了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。