[发明专利]电场式指纹识别装置及其状态控制方法和假体识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及指纹识别装置及其数据处理方法，特别是涉及电场式指纹识别装置及其数据处理方法。

背景技术

现有技术电场式指纹识别装置，如图13所示，包括至少一个指纹识别基本单元。所述指纹识别基本单元包括电极板71，作为受控开关器件的第一晶体管72，作为另一受控开关器件的第二晶体管73，以及电荷放大器74。在指纹识别过程中，首先开启第一晶体管72，给电极板71充电，并对电荷放大器74完成复位；然后关断第一晶体管72，开启第二晶体管73，令电极板71上的电荷转移到电荷放大器74的输出端，通过电荷变化量大小的不同，确定指纹的特征图像。现有技术电场式指纹识别装置还存在以下的缺陷和不足之处：

1. 采用两个作为受控开关器件的晶体管才实现基本的指纹识别功能，指纹识别基本单元结构较复杂，器件成本偏高；

2. 电路构成形式单一，不能根据应用要求构成多样化的设计方案；

3. 各指纹识别基本单元之间的存在电场互相干扰的问题；在指纹识别基本单元之间存在寄生电容，在对电极板充放电过程中，寄生电容也参与到电荷量变化过程中，并且因寄生电容导致的电荷变化量不可测，造成各指纹识别基本单元之间存在的电场互相干扰问题并影响电荷变化量的准确测量，进而影响指纹识别结果和准确性；

4. 现有技术指纹识别装置不能判断区分假体手指指纹。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种简化基本单元，有效防止基本单元之间互相干扰，能够适用于多种应用需求的电场式指纹识别装置，以及用于该电场式指纹识别装置的识别假体手指指纹的方法。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种电场式指纹识别装置，包括信号采集模块和信号处理模块。尤其是，所述信号采集模块包括至少两个信号采集单元，所有信号采集单元填充整个手指触碰区域，从而构成信号采集单元阵列。所述信号采集单元包括一传感电容。所述信号处理模块包括能够通过对传感电容充放电从信号采集单元获取因指纹凹凸纹路导致的电容变化量的测量状态信号处理单元，以及仅能够对信号采集单元的传感电容实施充放电的待测状态信号处理单元。所述测量状态信号处理单元和待测状态信号处理单元都受控地电连接各信号采集单元。当测量状态信号处理单元电连接至少一信号采集单元而令该信号采集单元处于测量状态时，所述待测状态信号处理单元至少电连接所述测量状态信号采集单元周边的至少一信号采集单元而令这些信号采集单元处于待测状态。通过控制测量状态信号处理单元和待测状态信号处理单元，协调它们电连接的传感电容的充放电过程，抑制测量状态信号采集单元与待测状态信号采集单元之间的寄生电容的充放电量。

具体地，在所述信号采集单元阵列上覆盖有用于被手指触碰的介质层。

针对芯片设计方案，所述信号采集模块和信号处理模块都设置在同一集成电路芯片内。或者，所述信号采集模块设置在第一集成电路芯片内，所述信号处理模块设置在第二集成电路芯片内。所述设置有信号采集模块的第一集成电路芯片采用薄膜晶体管Thin Film Transistor制备工艺制成。

用于两种状态信号处理单元的具体方案，所述测量状态信号处理单元包括至少一个用于检测各传感电容所在支路的电容变化量的采集处理子单元，以及至少一个用于控制各传感电容与采集处理子单元电连接通断的采集驱动子单元。所述待测状态信号处理单元包括至少一个用于对传感电容支路实施充放电的电位随动子单元，以及至少一个用于控制各传感电容与电位随动子单元电连接通断的待测驱动子单元。对于需要被测量的信号采集单元，所述采集驱动子单元控制各信号采集单元的传感电容与采集处理子单元电连通，从而采集处理子单元侦测出传感电容所形成电场区域内因手指纹路的凹凸变化而导致的电容变化量；对于需要工作在待测状态的信号采集单元，所述待测驱动子单元控制各传感电容与电位随动子单元电连通，以使待测状态信号采集单元的传感电容的电位变化随测量状态信号采集单元的传感电容的电位变化而变化。

为实现采集驱动子单元控制各传感电容与采集处理子单元电连接通断，所述信号采集单元还包括受控采集开关子单元。所述受控采集开关子单元的输入端电连接传感电容的一端，该传感电容的另一端接地。所述受控采集开关子单元的输出端输出信号至采集处理子单元；所述受控采集开关子单元的受控端电连接所述采集驱动子单元。