[实用新型]一种带虚拟按键的指纹识别装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及指纹识别装置技术领域。

背景技术

当前，指纹检测装置已经开始广泛应用于手机等智能终端中，图1是常见的手机正面结构图，很多手机在触摸屏和显示屏1的下方，都会包含电容式的虚拟按键2。典型情况下，指纹识别模块3会放在中间，而电容式虚拟按键2放置其两侧。

现有的指纹识别模块3与电容式虚拟按键2各自独立工作，但两者工作原理存在相似之处，电容式虚拟按键2相当于指纹识别模块3的简化结构，电容式虚拟按键2只需感应是否有手指触摸，也不识别指纹特征。

当前大多数指纹识别模块3采用电容式的检测方式，基本检测原理如图2中所示， Cfinger是手指和检测单元的检测电极之间的电容， Cref是放大器的反馈电容。在第一时相下，开关电路SW1和开关电路SW2闭合，开关电路SW3断开，此时处于复位状态，电荷放大器输出电压Vout输出0。在第二时相下，开关电路SW1和开关电路SW2断开，开关电路SW3闭合，此时电荷放大器的正输入端电位为Vin，则电荷放大器的输出电压Vout=（1+Cfinger/Cref）*Vin。电荷放大器的输出电压Vout经过采样保持电路（S/H）和数模转换单元ADC后，转换为数字信号输出给数字信号处理器进行进一步处理。

电容式虚拟按键的基本原理和指纹识别检测单元的基本原理相同，区别只在于电容Cfinger和电容Cref的大小不同。电容式虚拟按键的功能，可以非常简单地集成进指纹识别模块中。如果采用二者完全独立的电路结构，成本高，存在不必要的资源浪费。

发明内容

综上所述，本实用新型的目的在于解决现有手机等智能终端上的指纹识别模块与电容式虚拟按键各自独立工作，存在资源浪费，成本高的技术不足，而提出一种带虚拟按键的指纹识别装置。

为解决本实用新型所提出技术问题，采用的技术方案为：一种带虚拟按键的指纹识别装置，包括有指纹检测单元，连接指纹检测单元的指纹前置放大电路，连接指纹前置放大电路的采样保持电路，连接采样保持电路的数模转换单元，以及连接数模转换单元的数字信号处理器；其特征在于：所述的指纹前置放大电路与采样保持电路之间设有模拟信号多路复合器，所述的模拟信号多路复合器的信号输入端连接有虚拟按键前置放大电路，虚拟按键前置放大电路的信号输入端连接有一个以上的虚拟按键电极。

还包括有LED驱动模块，LED驱动模块连接有为所述的各虚拟按键电极提供背光的LED灯。

所述的LED驱动模块为开漏驱动电路，输出脉宽调制信号驱动开漏的NMOS管的栅极，NMOS管的栅极控制LED灯的开关和亮度调整。

所述的虚拟按键电极包括有两个，分别分布在指纹检测单元左右两侧。

本实用新型的有益效果为：本实用新型只需要在现有指纹识别模块中增加虚拟按键所用的前置放大电路和模拟信号多路复合器，就可以集成电容式虚拟按键，大部分电路可以共用，降低成本，节省资源，在花费很少代价的情况下，丰富了指纹模组的功能，增加了用户的使用可能性。

附图说明

图1为常见的手机正面结构示意图；

图2为现有的指纹识别模块的电路原理示意图；

图3为本实用新型的电路原理方框图。

具体实施方式

以下结合附图和本实用新型优选的具体实施例对实用新型的结构作进一步地说明。

参照图3中所示，本实用新型带虚拟按键的指纹识别装置，包括有指纹检测单元，连接指纹检测单元的指纹前置放大电路，连接指纹前置放大电路的采样保持电路S/H，连接采样保持电路S/H的数模转换单元ADC，以及连接数模转换单元ADC的数字信号处理器；所述的指纹前置放大电路与采样保持电路S/H之间设有模拟信号多路复合器，所述的模拟信号多路复合器的信号输入端连接有虚拟按键前置放大电路，虚拟按键前置放大电路的信号输入端连接有一个以上的虚拟按键电极；本实施例中虚拟按键电极以两个为例，分别分布在指纹检测单元左右两侧；根据需要虚拟按键电极可以分布在手机等智能终端上的任何部位。也即是本实用新型集成现有的指纹识别模块与电容式虚拟按键，通过模拟信号多路复合器将两路或多路电容式虚拟按键的模拟信号复合后输出到一套采样保持电路S/H，相当于二者共用一套采样保持电路S/H、数模转换单元ADC和数字信号处理器，简化电路，降低成本，提升产品可靠性。

为了便于在光线较暗的环境中，能够准确地触控到相应的虚拟按键电极，本实用新型还包括有LED驱动模块，LED驱动模块连接有为所述的各虚拟按键电极提供背光的LED灯。所述的LED驱动模块可以为开漏驱动电路，输出脉宽调制信号驱动开漏的NMOS管的栅极，NMOS管的栅极控制LED灯的开关和亮度调整。当然也可以采用其它LED驱动模块控制LED灯。