[发明专利]一种指纹识别传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种指纹识别传感器，集成于电容式触摸屏或触摸装置之中，通过检测手指触摸引起的电极互电容值的变化来得到指纹信息。

背景技术

电容式指纹识别传感器的基本感应原理如图1所示,通过检测传感器电极间的电容大小得到指纹信息。如图1所示，两个电极S1，S2之间形成平面电容，电极通常形成于透明基板之中。当手指触碰到感测区域的基板时，指纹脊或指纹谷接触到电极S1，S2之间，会改变介质的介电常数，从而改变电极间平面电容的大小。检测芯片将电容值转换为电信号，以获得指纹息。

现有的电容式指纹识别传感器如图2所示。该传感器的驱动电极Tx(Txl～Txl60)与感应电极Rx(Rxl)之间形成平面电容，当手指触摸时，指纹脊和指纹谷接触电极所在的透明基板，电极之间的各个平面电容值产生不同变化。在驱动电极Tx各端依次施加方波或其他波形驱动，感应电极Rx端接收电信号并输入到检测芯片，对电容值进行量化以及处理分析，从而通过对手指滑动的捕捉得到完整的指纹图像。这类指纹识别传感器的缺点是驱动电极的数目较多。以8mm长的感应区域为例，500dpi解析精度的指纹识别传感器，需要设置驱动电极Tx的数目达到8mm/50um，即160根。这就使得指纹识别检测芯片也需要160个Tx驱动管脚，过多的芯片管脚会带来封装及引线的困难，并使芯片的面积受到芯片管脚的约束。

此外，因为指纹识别传感器的感应电容变化量非常小，电极之间的串扰和耦合都可能会导致指纹图像质量下降甚至失效，因此必须对感应电极Rx进行屏蔽优化，避免其它信号的干扰。感应电极Rx数目越多，系统屏蔽设计就越困难。

发明内容

本发明提出了一种新的指纹识别传感器以及指纹识别方法，可以整合于现有的各种智能终端上的电容式触摸屏或触摸装置之中，利用触摸区域检测手指指纹信息，根据各个实施例，该指纹识别传感器包括了用于检测手指触摸的指纹图像感测阵列，其包括以适当方式排列的多个驱动电极以及感应电极，以及一个处理器，其与感测阵列配合，对感测阵列扫描并基于感测信号生成完整的指纹图像，其通过产生不同的调制信号，并应用于多个驱动电极，以获得合成的信号，并利用该调制信号对感应电极的感测信号进行解调，得到指示指纹信息的电感测信号，根据对感测信号进行处理，生成完整的指纹图像。

本发明提出的指纹识别传感器，可以配置在现有的各种智能终端设备上的电容式触摸屏或触摸装置之中，这些智能终端设备包括但不限于:各种智能手机，个人数据助理(PDA)，移动电视接收机，无线设备，手持式或便携计算机，家用计算机，平板电脑，笔记本，打印机，复印机，GPS接收机或导航设备等任何涉及用户交互或输入的电子设备。

本发明所述的指纹识别传感器，通过对感应电极的复用，有效减少了处理器电路芯片封装的管脚数目，降低了管脚数目对芯片面积设计的制约，优化了系统设计。

本发明所述的指纹识别传感器，通过将触摸区域感测阵列的驱动电极集成于电容触摸屏的电极层，并可以进一步复用触摸屏的驱动电极，进一步优化系统设计，降低成本。

本发明所述的指纹识别传感器，对多个感应电极得到的感测信号进行分组处理，从而进一步降低感应电极感测信号之间的串扰和耦合。

本发明所述的指纹识别传感器，基于得到的感测信号，感应到手指相同位置信息在时间上的差异，对其数据进行比对既可以实现手指速度、移动方向的判断。

本发明所述的指纹识别传感器，设置多个第一感应电极以及多个第二感应电极，所述第一感应电极和第二感应电极平行放置，通过将第二感应电极的中部感测区域或靠近中部感测区域与第一感应电极的边缘感测区域在正交方向对齐，从而对第一感应电极边缘感测区域的感测信号进行补偿校正，有效解决了电容触摸边缘效应带来的非线性失真。

本发明所述的指纹识别传感器，基于第一感应电极的第一感应信号以及第二感应电极的第二感应信号，实现触摸信号在感应电极上位置偏移的判断，进而在拼接成指纹图像时对图像的偏移量进行修正补偿，提高识别精度。

本发明所述的指纹识别传感器，触摸阵列的感应电极与驱动电极可以采用常用的电极材料如氧化铟锡ITO。感应电极与驱动电极阵列可以形成于同层或不同层透明基板之中。感应图形可以直接制作在智能设备的盖板玻璃或防爆膜的下表面；也可以制作在同层/不同层的薄膜上，并置于盖板玻璃或防爆膜之下。

附图说明

图1示出了电容式指纹识别传感器的基本感应原理。

图2为现有的电容式指纹识别传感器结构框图。