CN105528574A - 偏移调节指纹检测装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏移调节指纹检测装置及其驱动方法，包括：多个传感器衬垫，接收随着驱动信号的施加而产生的来自手指的响应信号；传感电路，基于所述响应信号输出传感信号；及传感信号调节部，采样并维持从所述传感电路输出的传感信号，并且以基准电压为基础调节所述传感信号的平均电平。

Description

偏移调节指纹检测装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种指纹检测装置及其驱动方法，尤其涉及一种通过消除根据指纹检测装置的操作状态或根据构成指纹检测装置的各个传感器衬垫产生的不同程度的偏移，获得预定品质的指纹图像的指纹检测装置。

背景技术

每个人的指纹纹路都不一样，所以指纹被广泛地应用于身份识别领域。尤其是在金融、犯罪调查、安全等多个领域中，指纹作为身份认证手段被广泛地应用。

为了识别这样的指纹来分辨身份，被开发出了指纹检测装置。指纹检测装置是通过与人的手指接触而识别手指指纹的装置，其被广泛用于判断是否为授信用户的手段。

实现指纹检测装置的方式有：光学方式、热检测方式及静电容量方式等多种识别方式。其中静电容量方式的指纹检测装置通过人的手指表面与导电检测图案接触时，检测根据指纹的谷线和脊线而引起的静电容量的变化，从而得到指纹的形状(指纹图案)。

最近，便携式装置不仅提供通话、发送信息服务等通信功能，还提供金融、安全等利用个人信息的多种附加功能，所以便携式装置的锁定装置变得更加重要。为了提高这些便携式装置的锁定效果，安装有通过指纹识别的锁定装置的终端的开发在如火如荼地进行。

图1为概略地示出根据现有技术的指纹检测装置的构造的方块图。

现有的指纹检测装置中，即便是同一个手指的指纹与传感器衬垫20接触的情况下，成为构成指纹识别传感器的基本单位的指纹识别元件中发生的偏移，或者各传感器衬垫20中发生的偏移也会有差别，所以得到的电压值不同，据此最终会导致得到的指纹图像质量下降。

具体地说，采样及保持部(sample-and-hold)部50从传感器电路40得到的响应信号中包括各个传感器衬垫20分别产生的偏移，所以该偏移在可编程增益放大器(PGA)中放大的话，导致难以判断传感器衬垫20上接触的部分是手指的谷线还是脊线。

所以，为了解决上述的问题，需要一种能够高效地消除传感器衬垫20各自输出的不同的偏移，并且把所获得的电平转换成恒定的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的现有技术问题。

本发明的目的在于通过调节从传感器阵列产生的电压值的偏移，从而在一个指纹图像内也使整个指纹图像具有一定的品质。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例，提供一种指纹检测装置，包括：多个传感器衬垫，接收随着驱动信号的施加而产生的来自手指的响应信号；传感电路，基于所述响应信号输出传感信号；及传感信号调节部，采样并维持从所述传感电路输出的传感信号，并且以基准电压为基础调节所述传感信号的平均电平。

根据本发明的一实施例，提供一种指纹检测装置，其中所述传感信号调节部包括：数据采样及保持部，检测来自所述传感电路的传感信号并输出为第一采样信号；偏移采样及保持部，在所述传感电路的传感信号中检测偏移将该偏移输出为第二采样信号；及可编程增益放大器(PGA,ProgrammableGainAmplifier)，从所述第一采样信号中减去第二采样信号并放大。

提供一种指纹检测装置，其中所述偏移采样及保持部在施加所述驱动信号之前，把检测到的来自所述传感电路的输出信号与基准电压进行比较，从而检测所述偏移。

提供一种指纹检测装置，其中所述数据采样及保持部，在施加所述驱动信号的期间对检测到的来自所述传感电路的传感信号进行采样。

提供一种指纹检测装置，其中所述PGA在所述驱动信号的施加终止后从所述偏移采样及保持部及数据采样及保持部接收所述第一采样信号及所述第二采样信号。

提供一种指纹检测装置，其中所述PGA在第一区间从所述偏移采样及保持部接收所述第一采样信号，并且在第二区间从数据采样及保持部接收所述第二采样信号，并且所述第一区间及第二区间为时间上分隔的区间。

提供一种指纹检测装置，其中所述偏移采样及保持部在作为针对整个所述传感器衬垫进行指纹检测的单位的一个帧内，对各传感器衬垫进行一次采样。

提供一种指纹检测装置，其中所述传感电路包括：运算放大器、连接到所述运算放大器的第一输入端和输出端的反馈电容器、连接所述反馈电容器的两端的反馈开关、连接所述运算放大器的第一输入端和所述传感器衬垫的输入开关、连接所述运算放大器的输入端和所述数据采样及保持部和偏移采样及保持部的输出开关。

根据本发明的另一实施例，提供一种指纹检测装置，其中所述传感信号调节部包括：采样及保持部，对所述传感信号进行采样；及偏移消除部，消除采样的所述传感信号之间的偏移。

提供一种指纹检测装置，其中所述偏移消除部包括：基准电压提供部，提供基准电压；及偏移调节部，基于所述基准电压调节所述传感信号的平均电平。

提供一种指纹检测装置，还包括：开关，把连接有所述基准电压提供部的基准电压节点和接收来自所述多个传感器衬垫的响应信号的响应信号输入节点初始化为相同的电压。

提供一种指纹检测装置，其中所述基准电压提供部包括：晶体管，漏极被施加输入电压，栅极被施加所述基准电压并与基准电压节点连接；及电阻，一端与所述晶体管的源极连接，另一端与所述基准电压节点连接。

提供一种指纹检测装置，其中所述偏移调节部包括：晶体管，漏极与施加所述基准电压的基准电压节点连接，栅极与输入节点连接；第一电容器，连接接收来自所述传感器衬垫的响应信号的输入端和信号输入节点；第二电容器，连接所述基准电压节点和所述响应信号输入节点。

提供一种指纹检测装置，还包括：放大器，放大来自所述偏移调节部的输出信号。

为了实现上述目的，根据本发明的一实施例，提供一种指纹检测装置的操作方法，指纹检测装置包括分别检测随着驱动信号的施加而产生的来自手指的响应信号的多个传感器衬垫，包括如下步骤：从由各个传感器衬垫输出的被检测到的响应信号检测偏移；及输出反映所述偏移的传感信号。

提供一种指纹检测装置的操作方法，其中，所述检测偏移的步骤中，在施加所述驱动信号之前，比较基准电压和从所述各个传感器衬垫检测的输出信号，从而检测所述输出信号的偏移；在输出所述传感信号的步骤中，在施加所述驱动信号后，从所述各传感器衬垫输出的传感信号中减去所述偏移并放大。

提供一种指纹检测装置的操作方法，其中，在所述检测偏移的步骤中，比较来自所述多个传感器衬垫的所述传感信号的大小与基准电压而确定偏移调节值；在输出所述传感信号的步骤中，基于所述偏移调节值把来自所述多个传感器衬垫的传感信号的平均电平调节为所述基准电压。

根据本发明的一实施例，在施加驱动信号之前，提前检测偏移，从而可以检测不受驱动信号及其响应信号的影响的各个传感器衬垫的偏移。

根据本发明的另一实施例，通过把来自多个传感器衬垫的响应信号调节到一定的电压范围，可以得到一定品质的指纹图像。

根据本发明的又一实施例，通过对偏移得到调节的的输出值进行放大，可以把从指纹的谷线和脊线得到的信号差无噪声地放大。

根据本发明的指纹检测装置，可以得到一定品质的图像从而进一步提高对同一指纹的指纹识别率。

本发明的效果不限于上述效果，并且包括可以从本发明的详细说明或权利要求书中记载的本发明的构成可以推出的所有效果。

附图说明

图1为概略地示出根据现有技术的指纹检测装置的构造的图。

图2为概略地示出根据本发明的一实施例的指纹检测装置的整体构成的方块图。

图3为示出根据本发明的一实施例的指纹检测装置的构造中的一部分的图。

图4为示出根据本发明的一实施例的，由于各个传感器衬垫根据指纹检测装置的操作环境而产生的偏移的影响而变得不同的响应信号的形态的图。

图5为示出图3中的指纹检测装置的驱动信号、和根据传感电路内开关的操作而由传感电路检测的信号的时序图。

图6为概略地示出根据本发明的一实施例的通过数据采样及保持部及偏移采样及保持部进行偏移补偿的指纹检测装置的构造的方块图。

图7为示出根据本发明的一实施例的通过数据采样及保持部及偏移采样及保持部进行偏移补偿的指纹检测装置的操作的时序图。

图8为概略地示出根据本发明的实施例的通过偏移消除部进行偏移补偿的指纹检测装置的构造的方块图，

图9为示出根据本发明的一实施例的偏移消除部的形态的图。

图10为示出根据本发明的一实施例的偏移消除部中增设有放大器(Amplifer)的形态的图。

图11为概略性示出根据本发明的实施例的消除多种状态的偏移的形态的图。

符号说明

110：外圈120：传感器衬垫

130：传感器阵列140：传感电路

200：传感信号调节部210、220：采样及保持部

211：数据采样及保持部212：偏移采样及保持部

250：偏移消除部215：基准电压提供部

252：偏移调节部230、253：可编程增益放大器(PGA)

240：差动信号发生器(DSG)300：模拟数字转换器(ADC)

具体实施方式

以下，参考附图对本发明进行说明。但是，本发明可以通过多种不同的形态实现，所以不限于本说明书中说明的实施例。并且附图中为了对本发明进行更明确的说明，省略了与说明不相关的部分，并且在整个说明书中对类似的部分附加了类似的附图符号。

说明书全文中，提到某个部分与其他部分“连接”时，不仅包括“直接连接”的情况，还包括中间介有其他部件而“间接连接”的情况。并且提到某个部分“包括”某个构成要素的时候，在没有相反的说明的情况下，不排除其他构成并且意味着可以包括其他构成要素。

以下，参考附图对本发明的实施例进行详细的说明。

图2为概略地示出根据本发明的一实施例的指纹检测装置的整体构造的方块图。

参考图2，根据一实施例的指纹检测装置可以包括：传感器衬垫120、传感器阵列130、传感电路140、传感信号调节部200、模拟数字转换器(ADC)300。

外圈(bezel)110指的是围绕指纹检测装置边缘的部分，并且根据一实施例，驱动信号通过外圈110而施加到手指上，并且多个传感器衬垫120可从手指接收对驱动信号的响应信号。根据另一实施例，外圈110与接地端子连接，从而使周围的噪声不会影响各传感器衬垫，并且传感器衬垫120把驱动信号传递给与指纹检测装置接触的手指后，可以接收其响应信号。

外圈110可以由能够施加驱动信号的多种材料如塑料、金属等构成，并且可构成为在进行指纹检测的传感器的至少一部分的边缘突出的形态。

图2中示出了外圈110作为用于施加驱动信号的外部电极而配备的情形，但是根据本发明的另一实施例，部分电子设备中不存在外圈110，并且给多个传感器衬垫120传递驱动信号的功能可以由指纹检测装置内的其他构成要素(例如，配备于传感元件内部的电路元件等)来实现。

根据一实施例的传感器衬垫120是用于识别根据手指指纹的谷线和脊线引起的静电容量的变化的基本单位，并且至少一个传感器衬垫120连接于传感电路140，从而可以检测根据驱动信号的施加而产生的来自手指的响应信号。

多个传感器衬垫120可以是圆形、四边形或菱形形状，但是也可以是其他形态，并且可以是均匀形态的多边形形态。传感器衬垫120可以由邻接的多边形矩阵形态排列

人的手指与指纹检测装置接触的情况下，手指与传感器衬垫120之间形成的静电容量可以根据手指的哪个部位与传感器衬垫120接触而具有不同的值。

具体地，根据手指指纹的谷线(valley)和脊线(ridge)而形成的静电容量不同，并且指纹检测装置通过这样的静电容量的差异来获取指纹图像。

根据一实施例的传感器阵列130可以由形成多个行和列而布置的多个传感器衬垫120构成，并且传感器阵列130可以把多个传感器衬垫120输出的响应信号传递给传感器电路140。

根据一实施例的传感器电路140为接收来自传感器衬垫120的输出信号的电路，其把相关输出信号传递给传感信号调节部200。根据一实施例，传感器电路140包括至少一个放大器及至少一个阻抗元件，从而可基于放大器的增益及阻抗大小把响应信号放大输出。

根据一实施例，构成指纹检测装置的各传感器衬垫120可具有一个传感电路140，并且根据另一实施例，一个传感电路140可以接收来自多个传感器衬垫120的输出信号。

各传感器衬垫120自身的操作环境因在传感器阵列130内的传感器衬垫120的位置、根据工艺设计产生的传感器衬垫120的设计差异、温度和湿度等的环境差异而不同。从而，从传感电路140输出的响应信号数据包括各个传感器衬垫120分别产生的偏移(offset)。

传感信号调节部200可通过在所输出的传感信号中适当调节偏移，从而调节传感信号的电平。

根据本发明的一实施例，传感信号调节部200可通过如下方法调节传感信号：在施加驱动信号之前检测偏移，从而在随着施加驱动信号而产生的传感信号中减去所述偏移。

并且，根据本发明的另一实施例，传感信号调节部200可以利用把传感信号的电平上升或下降到基准电平的方法来调节传感信号。根据本发明的一实施例的传感信号调节部200包括采样及保持部，该采样及保持部对从传感电路140输出的响应信号(即传感信号)的数据进行取样并保留，并且保存该值部。并且根据本发明的另一实施例的传感信号调节部200可以包括编程增益放大器(PGA)和差动信号发生器(DSG)中的一个或两个，所述可编程增益放大器(PGA)把传感信号数据以一定比例放大，所述差动信号发生器(DSG)把从PGA接收的放大信号转换成差动信号(DifferentialSignal)。

模拟数字转换器(ADC，AnalogtoDigitalConverter)可以实现把模拟形态的传感数据转换成数字信号的功能。通过ADC转换成数字形态的数据被储存于指纹检测装置的存储器中，并且指纹检测装置可以通过转换成数字形态的相关数据得到指纹图像。

根据一实施例的指纹检测装置可以包括驱动装置，并且驱动装置可以包括：指纹信息处理部、存储器及控制部，并且可以由一个以上的集成电路(IC)芯片实现。

存储器可以存储通过ADC转换成数字形态的数据及用于指纹位置检测、指纹面积计算、指纹图像的谷线和脊线区分等的预定的数据或实时收到的数据。

指纹情报处理部可以通过存储于存储器的数字形式的数据的电压值计算手指指纹的接触与否、接触的指纹的面积及指纹的谷线和脊线的区分等，从而生成必要的信息。

控制部可以包括微控制单元(microcontrolunit，MCU)，并且可以控制传感信号调节部200、ADC300、指纹信息处理部、存储器等执行自身功能，具体地，可以控制包含于指纹检测装置的开关的开/关等。控制部可以通过固件进行预定的信号处理。

图3为示出根据本发明的一实施例的指纹检测装置的构造中的一部分的图。

图3中示出的指纹检测装置采用静电容量方式，并且包括：包括多个传感器衬垫120的传感器阵列130及传感电路140。

为了在指纹检测装置中检测根据指纹的谷线和脊线而引起的静电容量的变化，把驱动信号V_drv施加到手指，并且在传感电路140中通过传感器衬垫120检测手指的响应信号。

根据一实施例，所述驱动信号V_drv可以通过外部电极(例如布置于指纹检测装置的周围的外圈等的驱动电极)施加到手指，或者根据另一实施例，驱动信号V_drv也可以在没有外部电极的情况下施加到手指。

传感电路140可以根据手指的谷线和脊线与传感器衬垫之间的距离引起的静电容量的差异输出不同的检测信号。

【数学式1】

$V_{out}=V_{ref}-\left(\frac{C_{finger}}{C_{FB}}\right)\×V_{drv}$

数学式1为图3的指纹检测装置中，求出根据手指指纹的谷线和脊线的电压大小的公式。

参考数学式1，V_out指的是输出电压、V_ref指的是基准电压、C_FB指的是反馈电容器的静电容量。V_drv指的是驱动信号、C_finger指的是手指接触传感器衬垫时形成的静电容量。

图4为示出根据本发明的一实施例的由于各个传感器衬垫120根据指纹检测装置的操作环境而产生的的偏移的影响而变得不同的响应信号的形态的图。

图4中寄生电容C_p指的是传感器衬垫120中附带的电容，并且是因传感器衬垫120、构成指纹检测装置的信号排线、传感器衬垫和手指间的保护层等形成的一种寄生电容。寄生电容C_p可以包括由传感器阵列130或周边部产生的任意的寄生电容。

图4中的空气电容C_air指的是形成于手指指纹的谷线和脊线与传感器衬垫120之间的静电容量。静电容量的大小随着间距的减少而增大，所以指纹的谷线(valley)和传感器衬垫120之间的距离增大的话，空气电容C_air会变小。

假设图4中的(a)为平均的指纹识别情况。据此，通常手指指纹的脊线(ridge)和传感器衬垫120之间形成的静电容量C_ridge和寄生电容C_p的和，大于手指指纹的谷线(valley)和传感器衬垫120之间形成的空气电容C_air和寄生电容C_p的和。

上述的数学式1中，C_finger指的是手指与传感器衬垫120接触时形成的静电电容，其根据与手指的谷线和脊线中的哪一部分接触而分为C_{figer_ridge}和C_{figer_valley}值。数学式1中，输出的电压V_out根据C_{figer_ridge}和C_{figer_valley}中的哪一个值适用于C_finger而输出如V_ridge和V_valley值等不同的值。

即，指纹检测装置通过V_ridge和V_valley值的差异来判别谷线和脊线与传感器衬垫120接触时的差异。

但是，指纹的脊线与传感器衬垫120之间所形成的静电容量和指纹的谷线与传感器衬垫120之间所形成的静电容量的差根据手指指纹的状态、指纹检测装置的操作状况、外部环境或各传感器衬垫120的环境(例如传感器衬垫的位置、因工艺设计而产生的传感器衬垫之间的差异)等的变化而可能不同。

并且，形成于指纹的脊线与传感器衬垫120之间的静电电容和指纹的谷线与传感器衬垫120之间所形成的静电容量的差在相同的情况下，两个电压值的平均电平也可能不同。

例如，V_ridge与V_valley之差虽然维持0.2V，但是在某些情况下，各值可以是1.0V和0.8V(平均电平0.9V)，并且在另一情况下随着维持0.6V和0.4V(平均电平0.5V)，其差可以维持0.2V。根据这些电压的平均电平之差(即，偏移)而由指纹检测装置得到的指纹图像的一部分会变得较深或者模糊。即，根据传感器阵列130的操作环境或设计工艺，会产生各传感器衬垫120自身的变化(Pixelvariation)从而产生响应信号的偏移变化，其结果，即便把同一个手指持续置于传感器阵列中，输出的指纹图像的品质也不均匀。

即，如图4的(b)中所示，根据指纹检测装置的内部设计的差异、或者各传感器衬垫120自身的操作环境引起的变化(pixelvariation)，各传感器衬垫120得到的电平及偏移等级也会不同。并且，把这些输出信号的电平不恒定的指纹图像直接提取成数据或放大的情况下，无法有效地消除噪声，并且会导致输出的指纹图像品质的降低。

所以，根据手指指纹与传感器衬垫之间的静电容量变化，在不同操作环境下的指纹检测装置为了使在传感器阵列130内的各个传感器衬垫120的位置处所得到的电平变得恒定，需要以基准电压为基础消除从传感器衬垫120得到的电平的偏移的传感信号调节部200。

以下，参考图5至图7，对根据本发明的一实施例，由传感信号调节部200在施加驱动信号之前检测偏移，从而从施加有驱动信号时的传感信号中减去所述偏移的传感信号调节方法进行说明。

此时，作为传感信号调节部200的一个构成要素的采样及保持部210由数据采样及保持部211及偏移采样及保持部212的并联连接来构成，并且作为传感信号调节部200的另一构成要素还可以包括PGA230。

图5为图3的指纹检测装置的驱动信号V_drv和、根据传感电路140内开关的操作而由传感电路140输出的检测信号的时序图。

图5中对于各开关S1～S3用高电平(high)表示的是接通状态，用低电平(low)表示的是断开状态。并且对于驱动信号V_drv用高电平表示的是施加有驱动信号V_drv，用低电平表示的是没有施加驱动信号V_drv的状态。根据一实施例，驱动信号V_drv可以是被时钟信号控制的脉冲信号，也可以是具有预定的频率的AC电压或者DC电压等。

参考图5，S1为连接传感器衬垫120及传感电路140的输入开关，S2为连接于反馈电容器C_FB的两端的反馈开关，S3为把传感电路140的输出即检测信号OUTPUT(或输出信号)传递给后端的采样及保持部等的输出开关。

指纹检测装置每一帧可接收至少一次的驱动信号V_drv。本说明书中，“帧”指的是完成针对包含于传感器阵列130的所有传感器衬垫120的指纹检测动作的时间单位。

参考图5，其中示出了针对两帧(F1、F2)的开关的操作、驱动信号V_drv及据此从传感电路140中检测的输出信号OUTPUT。

观察输出开关S1的操作的话，在帧开始的同时被接通，并且从驱动信号V_drv的施加开始直至结束为止维持接通状态。如果输入开关S1被断开(off)，则来自传感器衬垫120的响应信号不会传递到传感信号140的后端，所以输入开关S1在一帧的大部分时间内维持接通状态。

反馈开关S2在施加驱动信号Vdrv之前被接通，并且同样地在施加驱动信号Vdrv之前被关闭。在反馈开关S2维持接通状态的时间内，反馈电容器C_FB的两端拥有相同的电势，并且为了起到反馈电容器C_FB的作用，需要断开反馈开关S2。即，反馈开关S2在每个帧开始时使反馈电容器C_FB两端的电势差变为0，从而使充电到反馈电容器C_FB的电荷量变成0，从而初始化传感器电路140。

输出开关S3如输入开关S1那样在帧开始时转换成接通状态。但是，与输入开关S1不同的是，输出开关S3在驱动信号V_drv的施加被终止前断开，这是为了使由驱动信号V_drv的施加所引起的输出信号OUTPUT的变化充分施加到连接于传感电路140的输出端的采样及保持部等，然后在驱动信号V_drv的施加终止之前断开输出开关S3，这是因为如果在输出开关S3维持接通状态的时候终止驱动信号V_drv，则随之引起的不期望的偏移、噪声等也有可能会传递给传感电路140的输出端。

图3的指纹检测装置中，即使在施加驱动信号V_drv之前，传感电路140也可以检测到来自传感器衬垫120的响应信号。优选地，反馈开关S2断开之后直至驱动信号V_drv施加之前，由传感电路140检测的输出信号OUTPUT应当维持恒定的值，但是根据每个传感器衬垫120产生的任意的偏移，如图5的A领域那样输出信号OUTPUT有可能发生变化。A领域中示出的偏移为例示的波形，其有可能在反映偏移之前的基准电压值上增加或者减少，并且可以检测到多样的波形的偏移。

各个传感器衬垫120产生的偏移会随着指纹检测装置的操作状况、工艺设计中产生的传感器衬垫120的构造差异、指纹检测装置内各传感器衬垫120布置的位置等而可能不同。

如上所述，由于传感器衬垫120之间产生的相异的偏移被包含于跟随驱动信号的响应信号，因而基于指纹的谷线(valley)和脊线(ridge)输出的电压值在各个传感器衬垫120中变得不一样，其结果导致检测的指纹图像质量的下降。

图6为概略地示出根据本发明的一实施例的通过传感信号调节部200进行偏移补偿的指纹检测装置的构造的方块图。

参考图6，根据本发明的一实施例的进行偏移补偿的指纹检测装置可以包括：传感器衬垫120、传感器阵列130、传感电路140、传感信号调节部200、ADC300。并且传感信号调节部200可以包括数据采样及保持部211、偏移采样及保持部212、PGA230、DSG240。

根据本发明的另一实施例，可以省略PGA300及DSG240中的至少一个。此时，指纹检测装置根据一实施例可以包括用于施加驱动电压的专门的外圈110，并且根据另一实施例，也可以在没有专门的外圈110的情况下对手指施加驱动电压。图6中示出的指纹检测装置的传感电路140为检测来自传感器衬垫120的输出信号的电路，其把检测信号传递给数据采样及保持部211及偏移采样及保持部212。传感电路140可以包括：反馈电容器C_FB；反馈开关S2，连接反馈电容器C_FB的两端；输入开关S1，连接运算放大器的第一输入端和所述传感器衬垫120；输出开关S3，连接运算放大器的输出端和采样及保持部210。

根据本发明的一实施例，从传感电路140输出的检测信号可以分别施加到数据采样及保持部211及偏移采样及保持部。

根据一实施例，本发明的数据采样及保持部211的功能为对从传感电路140输出的检测信号进行采样并保持，并且存储其值，这与现有的指纹检测装置相同，随着驱动信号V_drv的施加而在一定时间内对由传感电路140中输出的检测信号进行采样。所以，数据采样及保持部211采样并储存的响应信号中可能包括各传感器衬垫120中发生的不同的偏移。

根据一实施例，偏移采样及保持部212在施加驱动信号V_drv之前检测从传感电路140输出的检测信号的偏移，并保留及储存其值。如图3及图5中所示，传感电路140的构造中，反馈开关S2从接通状态转换成断开状态且在施加驱动信号V_drv之前产生偏移，所以偏移采样及保持部212可以检测并储存该偏移。

即，数据采样及保持部211和偏移采样及保持部212在一个帧内操作的时间可以不同。数据采样及保持部211在施加驱动信号V_drv之后进行操作的话，偏移采样及保持部212可以在施加驱动信号V_drv之前进行操作。

如上文所述，观察偏移采样及保持部212与数据采样及保持部211在不同的时间进行操作的理由的话，偏移采样及保持部212如果与数据采样及保持部211同时在驱动信号Vdrv施加后进行操作的话，因品偏移采样及保持部212的动作的影响，数据采样及保持部211得到的数据的值会相异。

并且，偏移采样及保持部212与数据采样及保持部211一起在驱动信号Vdrv施加后操作(工作)的话，来自传感器衬垫120的响应信号会包括偏移，所以偏移采样及保持部212也会采样合成有响应信号和偏移信号的信号，从而对只检测偏移信号造成困难。

如上述实施例，偏移采样及保持部212在施加驱动信号Vdrv之前启动，从而使偏移更容易地被检测到。具体地，传感电路140的反馈开关S2从开启状态转换到关闭状态的情况下，如上文所述，优选地把一定的电压值输出到输出端。偏移采样及保持部212把在反馈开关S2关闭并且驱动信号V_drv施加之前产生的输出信号与不存在偏移的理想的电压值进行比较，从而可以只检测出输出信号中包含的偏移。

另外，数据采样及保持部211及偏移采样及保持部212的采样周期可以被预定的时钟信号控制。

根据一实施例，偏移采样及保持部212的采样周期可以被控制为，在一个帧的期间内对每个传感器衬垫120进行一次采样。采样及保持部一般情况下会包括电容器，并且随着电容器的信号的施加，会积存电荷，从而基于积存的电荷量确定采样及保持部的输出。并且，采样周期被控制成在检测偏移的时间间隔内使偏移采样及保持部212进行一次的采样，从而可以对偏移的总量进行采样。

PGA230执行对传感到的数据进行放大的功能。构成指纹检测装置的各个传感器衬垫120中，根据指纹的脊线接触还是指纹的谷线接触会产生不同的输出数据，在此可通过提高或降低PGA230的增益而放大不同大小的输出数据之间的差。

根据一实施例的PGA230可以包括数据输入部和偏移输入部，并且通过偏移输入部接收来自偏移采样及保持部212的偏移，并且通过数据输入部收到来自采样及保持部211的根据驱动信号V_drv的施加引起的针对传感电路140的检测信号的数据。然后，PGA230在放大从数据采样及保持部211接收的数据时，可以减掉从偏移采样及保持部212接收的偏移后进行放大。即，PGA230从数据采样及保持部211接收的第一采样信号中，减掉从偏移采样及保持部212收到的第二采样信号，从而可以在根据驱动信号的施加而由传感电路140输出的检测信号中消除偏移。

PGA230从偏移采样及保持部212及数据采样及保持部211接收偏移及数据信号时，可以不同时接收，而是以一定的时间间隔接收。具体地，PGA230在第一区间内接收来自偏移采样及保持部212的第一采样信号，并且在与第一区间时间上分隔的第二区间，接收来自数据采样及保持部211的第二采样信号。如此，PGA230以一定时间间隔接收两种信号的原因是为了消除根据各个传感器衬垫120的特性而任意产生的偏移。

DSG240执行把从PGA230接收的放大信号转换成差动信号的功能。差动信号指的是一对互相相反形态的信号，并且在一个信号具有正电压时，另一个信号具有大小相同的负电压。使用差动信号的优点为：即使发生噪声，也会同时影响一对差动信号，所以差动信号之差可以得到保持，从而可以提高对噪声的耐性，并且减少与信号的时间相关的误差产生的概率，并且不容易受到周围其他排线引起的干涉影响。

另外，指纹检测装置的传感信号调节部200可以不包括所述PGA230及DSG240中的至少一个。在此情况下，消除偏移的信号从采样及保持部210直接传送给ADC300。图7为示出根据本发明的一实施例的，通过数据采样及保持部211及偏移采样及保持部212进行偏移补偿的指纹检测装置的操作的时序图。

参考图7，其中示出了驱动信号V_drv的施加时间、输入开关S1、反馈开关S2、输出开关S3等的接通/断开时间及传感电路140的输出端中检测的输出信号OUTPUT的变化。

图7中的S/Hoffset指的是向偏移采样及保持部212施加的有效(enable)信号，S/HoffsetOUT表示由偏移采样及保持部212保留后进行输出的信号。与此相同地，S/Hdata表示向数据采样及保持部211施加的有效信号，并且S/HdataOUT表示由数据采样及保持部211保留后进行输出的信号。PGAoffset指的是PGA230从偏移采样及保持部212接收的信号，并且PGAdata指的是PGA230从数据采样及保持部211接收的信号。

以下，参考图7，对在一个帧中施加驱动信号V_drv，并基于此由传感器衬垫120检测的响应信号通过由放大器、反馈电容器、多个开关组成的传感电路140而经过数据采样及保持部211及偏移采样及保持部212后在PGA230中被放大的过程进行说明。图7中示出了两个帧F1、F2的时序图，但是因为动作是重复的，所以为了简便只对第一帧F1进行说明。

图7中，驱动信号V_drv的施加及输入开关S1、反馈开关S2、输出开关S3的操作与基于这些的输出信号OUTPUT的变化与图5中参考图3进行说明的情况相同。

如上文所述，在T1区间内，反馈开关S2维持接通状态。据此，因在相关帧F1之前进行的指纹检测操作而储存有电荷的反馈电容器C_FB等可以被初始化。在T1区间内，输入开关S1和输出开关S3维持接通的状态，并且从传感器衬垫120检测的输出信号OUTPUT也维持恒定的值。

如果反馈开关S2断开，则开始进入T2区间。T2区间虽然是施加驱动信号V_drv之前，但随着反馈开关S2从接通状态转换到断开状态，如A区域所示那样，在传感器衬垫120产生的任意的偏移可能包含于输出信号OUTPUT。

在T2区间内，如B区域那样，有效信号施加到偏移采样及保持部212，偏移采样及保持部212据此检测输出信号OUTPUT中包含的偏移。偏移采样及保持部212对在没有发生偏移的理想的情况下将会在T2区间内检测到的电压值进行存储，并且从采样的数据值中减去该值，从而可以只检测到因各传感器衬垫120的特性等发生的偏移。

如T2区间的A区域中所示，从传感器衬垫120产生的偏移可以不以很定的曲线波状发生。根据一实施例，在该情况下，偏移采样及保持部212的采样周期可以控制成T2区间的时间间隔，并且对不恒定的偏移的信号进行加法运算来采样其总和之后将其输出。

偏移采样及保持部212在一个帧F1内，反馈开关S2关闭之后，在施加驱动信号V_drv之前的T2区间内进行采样，并且把通过采样保留并储存的值在作为驱动信号V_drv的施加被终止的时间点的T4区间内输出，以使PGA230接收该值。即，本发明中，偏移采样及保持部212检测偏移的操作可以在维持接通状态的反馈开关S2因为被断开而使反馈电容器得到初始化之后进行。PGA230接收的偏移数据可以与C区域中图示的相同，并且该数据为采样及保持部212在T2区间内采样的值。

观察T3A区间的操作的话，在该区间内驱动信号V_drv得到施加，并且来自传感器衬垫120的响应信号经过传感电路140而被检测为输出端的输出信号OUTPUT。图7中，虽然在T3区间的输出信号OUTPUT的波形中没有示出，但是输出信号OUTPUT包括手指指纹的接触与否及传感器衬垫120上发生的偏移，所以可被检测为多种形态。

在T3区间内观察S/Hdata的话，数据采样及保持部211在该区间内收到有效信号，从而随着驱动信号V_drv的施加，可以进行对由传感电路140检测的输出信号OUTPUT的采样。然后，数据采样及保持部211把通过采样保留并储存的值在终止驱动信号V_drv的施加的T5区间内输出，并传送给PGA230。

数据采样及保持部211采样并输出的数据中可包含偏移，并且只有从该数据中消除偏移采样及保持部212输出的偏移，才能得到消除根据各传感器衬垫120的特性任意发生的偏移的数据。

观察T4区间及T5区间的操作的话，驱动信号V_drv的施加终止、输入开关S1及输出开关S3被断开，并且不能检测到输出信号OUTPUT。

在该区间内，PGA230可把从针对数据采样及保持部211接收的响应信号的数据中减去从偏移采样及保持部212接收的偏移后，对剩下的数据信号进行放大。

具体地，PGA230在T4区间，通过偏移输入部接收从偏移采样及保持部212输出的偏移，并且在T5区间内通过数据输入部接收从数据采样及保持部212输出的数据信号。

参考图7的话，在T4区间，S/HoffsetOUT信号与PGAoffset信号一致，这是因为偏移采样及保持部212的输出直接输入到PGA230，并且与此相同地可以确认，在T5区间，S/HdataOUT信号与PGAdata信号一致。

根据一实施例，如图7所示，PGA230可优先收到偏移，并在一段时间后接收与响应信号对应的数据，并且在响应信号的数据中消除偏移后，对消除偏移的数据进行放大。

如上文所述，根据PGA230而偏移被调节且被放大的数据经过ADC300被转换成数字信号，并且指纹检测装置组合经转换的数字信号而得到指纹图像。得到的指纹图像是由各传感器衬垫120的操作环境、在工艺上产生的构造的差异、各传感器衬垫120的在传感器阵列130内的位置等产生的任意的偏移引起的影响被最小化的具有一定品质的图像。

以下，参考图8及图10，对根据本发明的另一实施例的如下方法进行说明：偏移消除部250作为传感信号调节部200的一个构成要素被包含于信号调节部200，并且以基准电压为基础调节传感信号的平均电平，从而消除偏移。

图8为概略地示出根据本发明的一实施例的通过偏移消除部250进行偏移补偿的指纹检测装置的构造的方块图。

图8中示出的根据一实施例的指纹检测装置由传感器衬垫120、传感器阵列130、传感电路140、传感信号调节部200、ADC300构成，并且传感信号调节部200可以包括采样及保持部220及偏移消除部250。

采样及保持部220的功能为对从传感电路140输出的响应信号的数据进行采样并保留，然后储存其值。并且采样及保持部220的采样周期被预定的时钟信号控制。

偏移消除部250的功能为调节采样及保持部220的输出数据的偏移。具体地，偏移消除部250可以包括：基准电压提供部251，提供一定电平的基准电压、偏移调节部252，把从采样及保持部220得到的响应信号的平均电平调节成基准电压提供部251提供的基准电平。

基准电压提供部251把从指纹检测装置内的电压提供电路输入的电压调节到一定的电平，从而提供基准电压以消除偏移。

例如，夹设指纹检测装置内的电压供给电路提供5V到偏移消除部250，则根据指纹检测装置的操作状态及外部环境等，所输入的5V的电压可能变为4.8V或5.1V等。此时，偏移调节部252在基准电压提供部251提供的基准电压为5V时，从采样及保持部220得到的响应信号的平均电平高于基准电压的话降低该电压，并且在响应信号的平均电平低于基准电压的话提升该电压，如上所述的用于稳定所述响应信号的平均电平的偏移调节部252的负反馈功能的执行是以基准电压提供部251提供的基准电压为基础进行的。

如此，偏移消除部250把根据指纹检测装置的操作状态而出现的响应信号的不稳定的平均电平变化中包含的偏移以基准电压为基础进行消除，从而可以提高指纹检测装置中得到的指纹图像的品质。

偏移调节部252可以以基准电压提供部251提供的基准电压为基础，调节来自各传感器衬垫120的响应信号的平均电平。

指纹检测装置中接触有同一个手指的期间内，各个传感器衬垫120中输出的响应信号的平均电平也会因传感器衬垫120、传感器阵列130、传感电路140而而可能持续变化。

各传感器衬垫120自身的操作环境会因传感器阵列130内的传感器衬垫120的位置、由工艺设计产生的传感器衬垫120的设计差异、温度和湿度等环境的差异而不同。据此，各传感器衬垫120中输出的响应信号的偏移会变得不同，并且一个传感器衬垫120的偏移也会随着时间的不同而不同。

偏移调节部252实时调节因上述理由产生的偏移，把从各传感器衬垫120的响应信号的平均电平调节为基准电压，从而消除偏移。

根据上文所述，因偏移消除部250的操作，同一个指纹与指纹检测装置接触时，可以消除随着传感器衬垫120的自身操作产生的偏移，并且可以消除因人而异的手指特性及外部环境等引起的偏移的变化。

根据本发明的一实施例的偏移消除部250的输出端中增设了放大器，从而可以放大从基准电压消除偏移的输出电压。所述放大器可以相当于PGA253，并且此时PGA253可以包含于偏移消除部250。

图9为示出根据本发明的一实施例的偏移消除部250的形态的图。

参考图9，偏移消除部250可以由基准电压提供部251及偏移调节部252组成。

根据一实施例，基准电压提供部251可以由第二晶体管M2及电阻R1组成，并且偏移调节部252可以由第一晶体管M1、第一及第二电容器C1、C2组成。

本发明的第一及第二晶体管M1、N2为场效应晶体管(fieldeffecttransistor)，并且可以包括：栅(gate)、源(source)、漏(drain)电极。

观察偏移消除部250的布置的话，基准电压提供部251内的第二晶体管M2的漏极可以施加输入电压V_DD，并且输入电压V_DD可以被指纹检测装置的控制部控制。第二晶体管M2的源极可以连接有电阻R1，并且电阻的另一端可以与第二晶体管M2的栅极一起连接到第二节点N2(基准电压节点)。

偏移调节部252内的第一晶体管M1的漏极与第二节点N2(基准电压节点)连接，并且第二节点N2(基准电压节点)维持基准电压提供部251提供的基准电压V_ref后，随着偏移消除部250的输入值V_in而变化，从而可以具有偏移消除部250的输出值V_out。第一晶体管M1的源极与接地电势连接，并且栅极与第一节点N1(响应信号输入节点)连接而与第一及第二电容器C1、C2的电极连接。

根据本发明的一实施例的指纹检测装置中，来自采样及保持部220的响应信号变成偏移消除部250的输入值V_in，从而通过第一电容器C1输入给第一节点N1(相应信号输入节点)。

第二电容器C2可以与通过第一电容器C1输入有输入值V_in的第一节点N1(响应信号节点)和形成成为偏移消除部250的最终输出的输出值V_out的第二节点N2(基准电压节点)连接。

以下，对构成偏移消除部250的基准电压提供部251及偏移调节部252进行说明。

基准电压提供部251内的第二晶体管M2可以起到如下作用，即，令从漏极接收的输入电压V_DD经过第二晶体管M2及电阻R1而形成的基准电压V_ref维持为一定。例如，基准电压V_ref减少的话，第二晶体管M2的栅电压也一起减少，据此漏极的电流减小，从而电阻R1上的电压降会减少，所以基准电压V_ref上升，从而维持基准电压V_ref。

与此相反，基准电压V_ref增加的话，第二晶体管M2的栅电压也一起增加，并且漏极电流也会增加，从而电阻R1上的电压降也会增加而使基准电压V_ref再次减少。

如此，基准电压提供部251内的第二晶体管M2与可变电阻一起操作，从而防止基准电压V_ref随着指纹检测装置的操作环境及各传感器衬垫120自身的差异而变化。

根据一实施例的偏移调节部252由第一晶体管M1、第一及第二电容器C1、C2组成。偏移调节部252使偏移消除部250的输入值V_in位于基准电压提供部251提供的基准电压V_ref电平值，从而可以调节输出电压V_out的偏移。

以偏移调节部252的操作为例说明的话，偏移消除部250在进行初始操作之前的第一及第二节点N1、N2(响应信号输入节点、基准电压节点)可以被设定成同一电势。随着第一及第二节点N1、N2(响应信号输入节点、基准电压节点)具有相同电势，第二电容器C2中可以不存在充电的电荷量。

根据一实施例，为了使第一及第二节点N1、N2(响应信号输入节点、基准电压节点)的电位相同，存在如图中S1的开关，从而在偏移消除部250进行初始操作之前可以成短路状态，并且在偏移消除部250的操作时转换成断开状态。开关S1可以根据指纹检测装置内的控制部而进行实现接通/断开。

在如上所述的状态下，施加有偏移消除部250的输入值V_in的话，通过输入值V_in和基准电压V_ref之间的差充电到第一及第二电容器C1、C2的电荷量会变化，并且第一晶体管M1可输出使输入值V_in的变化量以将基准电压V_ref作为为平均值而变化的电压值。

具体地，根据从采样及保持部220施加到偏移消除部250的输入值V_in与作为第一节点N1(响应信号输入节点)的初始电压的基准电压V_ref之间的差而在电容器C1中充电有电荷，据此第一节点N1(响应信号输入节点)的电压也会变化。第一节点N1(响应信号输入节点)与第一晶体管M1的栅极连接着，所以随着第一晶体管M1的栅极电压的变化，漏极的电流值也会变，据此第二节点N2(基准电压节点)的电压V_ref也会变化，并且变化的电压值可以成为偏移消除部250的输出值V_out。但是由第二晶体管M2和电阻R1组成的基准电压提供部251倾向于在第二节点N2(基准电压节点)维持一定的电压，所以仅输入值V_in的变化量会反映到第二节点N2(基准电压节点)，据此，输入值V_in和基准电压V_ref的差，即输出电压V_out的偏移得到消除。

如此输出的输出值V_out从偏移消除部250传递到ADC300，并且在ADC300中转换成数字数据，从而可以用于指纹图像的获得。

通过如上方法可以通过偏移消除部250提高从指纹检测装置中得到的指纹图像的品质。具体地，随着偏移消除部250的输入值V_in的平均电平调节到基准电压V_ref，可以使获得的指纹图像的品质得到提高。

指纹检测装置内的各传感器衬垫120优选为具有统一的规格并且具有同样的性能，但是可能因为传感器阵列130内的传感器衬垫120的位置、传感器衬垫120的制造工艺上产生的差异、指纹检测装置的操作状况、外部环境等因素在传感器衬垫的输出信号中产生偏移。如果这些偏移没有被消除，则即便是一个指纹内某些部分也会变得模糊，某些部分会变得较深，从而引起指纹图像的品质的下降，并且在没有消除偏移的状态下放大输出的话，无法有效地消除噪声，从而得到的指纹图像中可能包含与手指指纹无关的噪声图像。

如上文所述，通过本发明的偏移消除部250把响应信号的平均电平调成基准电压，所以即使指纹检测装置在任何情况下动作，都能最小化各传感器衬垫120的自身操作环境引起的变化(pixelvariation)。所以可以得到均等品质的指纹图像。

图10为示出根据本发明的一实施例的偏移消除部250中增设有放大器(Amplifer)的形态的图。

根据图10的实施例，偏移消除部250的输出端中增设有放大器，从而可以放大从基准电压消除偏移的输出电压。放大器对输入进行放大而输出，并且除了信号放大功能可以实现降低输出电阻的功能。根据另一实施例，放大器可以被实现信号放大或者信号固定功能的多个缓冲器等元件替换。

根据一实施例，由于偏移消除部250内的放大器，偏移得到消除并以一定的基准电压而输出的响应信号得到放大，从而可以只放大手指指纹的谷线和脊线的不同而导致的变化差，并且检测该变化差引起的电容的变化而得到指纹图像，并得到指纹的谷线和脊线部分的区别明显的图像。

根据本发明的一实施例，放大器可以由多个串联而形成。例如，通过利用串联两个放大器的两级放大器，可以得到更高的电压增益，并且相比应用一个放大器的情况可以减少噪声。

图11为概略地示出根据本发明的一实施例的消除多种状态的偏移的形态的图。

参考图11的(a)，来自传感器衬垫120的响应信号可以根据指纹检测装置的内部设计、操作环境及外部环境等而形成不同的偏移等级。

首先，观察根据数据采样及保持部211及偏移采样及保持部212的消除偏移的情况。

参考图11的(b)，所述响应信号(即传感信号)在经过数据采样及保持部211及偏移采样及保持部212而在PGA230中放大之前，偏移可以得到调节。如上文所述，PGA230从数据采样及保持部211的输出信号中减去偏移采样及保持部212的输出信号，从而可以消除传感电路140中检测的输出信号OUTPUT中包含的偏移。

参考图11的(c)，偏移得到调节的状态的输出信号被PGA230放大，从而可以使与指纹检测装置接触的手指指纹的谷线和脊线产生的区别更明显。

如上文所述，从随着驱动信号Vdrv的施加而从传感电路140中检测的输出信号OUTPUT中减去由偏移采样及保持部212检测的偏移，并且在PGA230中，偏移得到调节且信号被放大。

通过偏移消除部250消除偏移的情况下，图11的(b)中的响应信号(即传感信号)经过采样及保持部220而在偏移消除部160中以基准电压为中心，其偏移得到调节。根据一实施例，响应信号所具有的电压的平均可以是基准电压，并且偏移可被调节成向偏移消除部250施加的响应信号的初始电压变为基准电压。

具体地，偏移消除部250内的偏移调节部比较基准电压提供部提供的基准电平与来自多个传感器衬垫120的响应信号的电平，如果响应信号的电压小于基准电压的话把响应信号的电压提高相应的差，并且反之降低响应信号的电压。

参考图11的(c)，电压偏移被调节后的响应信号被偏移消除部250中包含的放大器放大，从而可以使响应信号里的差异变得明显。

根据上述的实施例，偏移得到调节且放大的响应信号通过ADC300被转换成数字信号，并且指纹检测装置通过组合转换的数字信号而得到指纹图像。通过如上所述的响应信号(传感信号)的调节，得到的指纹图像为根据各传感器衬垫120操作环境的变化而引起的偏移得到最小化的具有一定品质的图像，并且指纹图像中可以明显地区分出谷线和脊线。并且，通过得到一定质量的图像，可以迅速进行通过指纹检测装置进行的身份认证等，从而可以减少用户的手指基与指纹检测装置接触的时间。

上述的本发明的说明只是为了举例说明，并且在相关领域具有一般知识的人可以在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下把本发明转变成其他具体的实施形态。所以上述的实施例只是为了举例说明而不具有限制本发明的范围的作用。例如，说明中一体的各构成要素可以通过分散而被实施，并且说明中分散的构成要素可以以结合的形态被实施。

本发明的范围被权利要求书的范围界定，并且从权利要求书的意思及范围及其相同概念导出的所有改变或者变形的形态应属于本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种指纹检测装置，其特征在于，包括：

多个传感器衬垫，接收随着驱动信号的施加而产生的来自手指的响应信号；

传感电路，基于所述响应信号输出传感信号；及

传感信号调节部，采样并维持从所述传感电路输出的传感信号，并且以基准电压为基础调节所述传感信号的平均电平。

2.如权利要求1所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述传感信号调节部包括：

数据采样及保持部，检测来自所述传感电路的传感信号并输出为第一采样信号；

偏移采样及保持部，在所述传感电路的传感信号中检测偏移，将该偏移输出为第二采样信号；及

可编程增益放大器，从所述第一采样信号中减去第二采样信号并放大。

3.如权利要求2所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述偏移采样及保持部在施加所述驱动信号之前，把检测到的来自所述传感电路的输出信号与基准电压进行比较，从而检测所述偏移。

4.如权利要求2所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述数据采样及保持部，在施加所述驱动信号的期间对检测到的来自所述传感电路的传感信号进行采样。

5.如权利要求2所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述可编程增益放大器在所述驱动信号的施加终止后从所述偏移采样及保持部及数据采样及保持部接收所述第一采样信号及所述第二采样信号。

6.如权利要求5所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述可编程增益放大器在第一区间从所述偏移采样及保持部接收所述第一采样信号，并且在第二区间从数据采样及保持部接收所述第二采样信号，并且所述第一区间及第二区间为时间上分隔的区间。

7.如权利要求2所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述偏移采样及保持部在作为针对整个所述传感器衬垫进行指纹检测的单位的一个帧内，对各传感器衬垫进行一次采样。

8.如权利要求2所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述传感电路包括：运算放大器、连接到所述运算放大器的第一输入端和输出端的反馈电容器、连接所述反馈电容器的两端的反馈开关、连接所述运算放大器的第一输入端和所述传感器衬垫的输入开关、连接所述运算放大器的输入端和所述数据采样及保持部和偏移采样及保持部的输出开关。

9.如权利要求1所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述传感信号调节部包括：

采样及保持部，对所述传感信号进行采样；及

偏移消除部，消除采样的所述传感信号之间的偏移。

10.如权利要求9所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述偏移消除部包括：

基准电压提供部，提供基准电压；及

偏移调节部，基于所述基准电压调节所述传感信号的平均电平。

11.如权利要求9所述的指纹检测装置，其特征在于，还包括：开关，把连接有所述基准电压提供部的基准电压节点和接收来自所述多个传感器衬垫的响应信号的响应信号输入节点初始化为相同的电压。

12.如权利要求9所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述基准电压提供部包括：

晶体管，漏极被施加输入电压，栅极被施加所述基准电压并与基准电压节点连接；及

电阻，一端与所述晶体管的源极连接，另一端与所述基准电压节点连接。

13.如权利要求9所述的指纹检测装置，其特征在于，

所述偏移调节部包括：

晶体管，漏极与施加所述基准电压的基准电压节点连接，栅极与输入节点连接；

第一电容器，连接接收来自所述传感器衬垫的响应信号的输入端和信号输入节点；

第二电容器，连接所述基准电压节点和所述响应信号输入节点。

14.如权利要求9所述的指纹检测装置，其特征在于，还包括，

放大器，放大来自所述偏移调节部的输出信号。

15.一种指纹检测装置的操作方法，指纹检测装置包括分别检测随着驱动信号的施加而产生的来自手指的响应信号的多个传感器衬垫，其特征在于包括如下步骤：

从由各个传感器衬垫输出的被检测到的响应信号检测偏移；及

输出反映所述偏移的传感信号。

16.如权利要求15所述的指纹检测装置的操作方法，其特征在于，

所述检测偏移的步骤中，在施加所述驱动信号之前，比较基准电压和从所述各个传感器衬垫检测的输出信号，从而检测所述输出信号的偏移，

在输出所述传感信号的步骤中，在施加所述驱动信号后，从所述各传感器衬垫输出的传感信号中减去所述偏移并放大。

17.如权利要求15所述的指纹检测装置的操作方法，其特征在于，

在所述检测偏移的步骤中，比较来自所述多个传感器衬垫的所述传感信号的大小与基准电压而确定偏移调节值，

在输出所述传感信号的步骤中，基于所述偏移调节值把来自所述多个传感器衬垫的传感信号的平均电平调节为所述基准电压。