[实用新型]一种指纹检测电路和指纹检测传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及指纹检测领域，尤其是一种指纹检测电路和指纹检测传感器。

背景技术

电容型指纹传感器由于使用方便快捷，而且具有很高的安全性，能够实现安全支付，因而已经越来越多地用于各种电子产品中，尤其是各种智能终端。

现有的电容型指纹检测装置，主要有两种检测方式，一种是主动式，另一种是被动式。其中，主动式穿透力强，但需要额外的控制芯片，成本相对被动式的高；而被动式穿透力虽然弱，但是不需要额外的控制芯片，因而成本相对较低。为了解决这个问题，很多公司会分别针对不同情况，设计不同的芯片，因而导致设计周期、费用，以及量产后的备货费用大大增加。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种兼容主动式工作方式和被动式工作方式的指纹检测电路，相应地，还提供一种指纹检测传感器。

本实用新型所采用的技术方案是：一种指纹检测电路，包括至少两层金属层、主控电路、外部信号源、第一信号源、第二信号源、第三信 号源和多个指纹检测单元，所述指纹检测单元包括第一开关、第二开关、第三开关和电荷放大器，所述主控电路用于输出第一时钟信号、第二时钟信号、第三时钟信号，用来分别控制第一开关、第二开关、第三开关的开关状态，并输出外部模拟信号、第一模拟信号、第二模拟信号、第三模拟信号，用来分别作为外部信号源、第一信号源、第二信号源、第三信号源；

手指与顶层金属之间形成指纹电容，所述第二信号源、第一信号源加在第a层金属上并分别与顶层金属形成第一电容、第二电容，所述第a层金属为顶层金属以下的任何一层金属，所述顶层金属与地之间形成第三电容，所述顶层金属与第a层金属之间形成基准电容，所述第三信号源通过第三开关与电荷放大器的正相输入端连接，所述第二开关的左侧接地，所述第二开关的右侧与电荷放大器的正相输入端连接，所述电荷放大器的反相输入端与顶层金属连接，所述电荷放大器的反相输入端与第一开关的左侧连接，所述第一开关的右侧与电荷放大器的输出端连接，所述电荷放大器的输出端与第a层金属连接，所述多个电荷放大器的输出端作为指纹检测电路的输出端输出信号。

进一步地，所述指纹检测电路还包括保护层，所述保护层设置于顶层金属之上，所述手指通过保护层与顶层金属形成指纹电容。

进一步地，所述主控电路包括控制电路和数字模拟转换器，所述控制电路用于控制第一开关、第二开关、第三开关的开关状态和输出外部模拟信号以及控制数字模拟转换器输出第一模拟信号、第二模拟信号和第三模拟信号，所述数字模拟转换器用于输出第一模拟信号、第二模拟 信号和第三模拟信号，所述控制电路的输出端与数字模拟转换器的输入端连接。

进一步地，所述保护层包括涂层、玻璃或陶瓷。

进一步地，所述指纹检测电路还包括主动式控制电路，所述外部信号源与主动式控制电路的输入端连接，所述主动式控制电路的输出端与指纹检测电路的地连接，用于根据外部模拟信号控制指纹检测电路的地的电压。

进一步地，所述基准电容和第一电容的电容值大小属于同一量级。

进一步地，所述基准电容和第一电容的电容值大小属于同一量级，所述第二电容和第三电容的电容值大小属于同一量级。

本实用新型采用的另一技术方案是：一种指纹检测传感器，包括所述的指纹检测电路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中一种指纹检测电路包括至少两层金属层、主控电路、外部信号源、第一信号源、第二信号源、第三信号源和多个指纹检测单元，指纹检测单元包括第一开关、第二开关、第三开关和电荷放大器，手指与顶层金属之间形成指纹电容，第二信号源、第一信号源加在第a层金属上并分别与顶层金属形成第一电容、第二电容，第a层金属为顶层金属以下的任何一层金属，顶层金属与地之间形成第三电容，顶层金属与第a层金属之间形成基准电容，第三信号源通过第三开关与电荷放大器的正相输入端连接，第二开关的左侧接地，第二开关的右侧与电荷放大器的正相输入端连接，电荷放大器的反相输入端与顶层金属连接，电荷放大器的反相输入端与第一开关的左侧连接， 第一开关的右侧与电荷放大器的输出端连接，电荷放大器的输出端与第a层金属连接；本实用新型的指纹检测电路将主动式和被动式结构合在一起，使指纹检测电路的应用设计可以根据不同的需求进行不同的设计，主控电路根据不同的设计需求向手指和指纹检测单元输入不同的时钟控制信号，进而可以封装成主动式或被动式方案，大大节约了指纹检测芯片的设计、验证、备货等各种成本。另外，本实用新型一种指纹检测传感器，包括指纹检测电路，相比较分别设计主动式芯片和被动式芯片来说，设计周期短且费用少。