CN105893921A - 一种指纹检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种指纹检测装置及方法，该装置包括：检测单元阵列，包括M个按照预定排布规则排布的检测单元；所述检测单元阵列中的每个检测单元包括：识别模块，用于检测指纹信息；屏蔽环，包围所述识别模块，用于屏蔽所述识别模块之间的信号串扰；驱动层，所述驱动层与所述屏蔽环连接，用于驱动所述识别模块。指纹检测装置在每个识别模块的周围设置驱动层，驱动层只需驱动其所包围的识别模块即可，而不用像现有技术中的驱动环一样驱动整个检测单元阵列，因此，本发明实施例提供的指纹检测装置将驱动信号加载到围绕单个识别模块设置的驱动层上，从而减小了驱动信号需要驱动的负载，降低了指纹检测装置的功耗。

Description

一种指纹检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种指纹检测装置及方法。

背景技术

随着电子技术发展，各种便携式电子设备也越来越多，比如手机、平板电脑等便携式电子设备。

目前，部分电子设备上会设置指纹检测装置，如图1所示为现有技术中的一种指纹检测装置的结构示意图，图1中包含了检测单元阵列以及驱动环，驱动电路提供的驱动信号(例如：正弦信号、方波信号等)加载到驱动环上，在检测到电子设备的使用者的手指接触检测单元阵列中的检测单元时，驱动环驱动检测单元阵列，进而将驱动信号发射至使用者的手指的真皮层。驱动环在工作时，驱动信号将加载到整个驱动环上，驱动信号需要驱动的负载为整个检测单元阵列，增大了电子设备的功耗。

发明内容

本发明实施例提供了一种指纹检测装置及方法，用以解决现有技术中指纹检测装置将驱动信号加载到驱动环上，驱动信号需要驱动的负载较大，功耗较大的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种指纹检测装置，包括：

检测单元阵列，包括M个按照预定排布规则排布的检测单元，M为大于等于1的正整数；

其中，所述检测单元阵列中的每个检测单元包括：

识别模块，用于检测指纹信息；

屏蔽环，包围所述识别模块，用于屏蔽所述识别模块之间的信号串扰；

驱动层，所述驱动层与所述屏蔽环连接，用于驱动所述识别模块。

可选的，所述驱动层包围所述屏蔽环或者

所述识别模块设置于所述检测单元阵列的第一层，所述驱动层设置于所述检测单元阵列的第二层，其中，所述第一层位于所述第二层的上方。

可选的，所述指纹检测装置还包括：

指纹读出单元，与所述检测单元阵列连接；

所述指纹读出单元包括：

单位增益运放模块，一个单位增益运放模块对应所述检测单元阵列中的一个检测单元，与所述识别模块和所述屏蔽环连接，用于驱动所述屏蔽环，以使所述屏蔽环随所述识别模块变化；

多输入单输出开关，所述多输入单输出开关的一个输入刀头连接一个单位增益运放模块；

相关双采样解调器，与所述多输入单输出开关的输出刀头连接；

可变增益放大器，与所述相关双采样解调器连接；

模数转换模块，与所述可变增益放大器连接。

可选的，所述识别模块为矩形，矩形的识别模块按照预定排布规则排布为圆形或者矩形阵列。

可选的，所述识别模块与所述屏蔽环之间具有第一距离，所述屏蔽环与所述驱动层之间具有第二距离，相邻的所述驱动层之间的具有第三距离。

可选的，所述指纹检测装置还包括：

金属环，包围所述检测单元阵列，且所述金属环接地，用于保护所述检测单元阵列。

第二方面，本发明实施例提供了一种指纹检测方法，应用于一指纹检测装置，所述指纹检测装置包括：检测单元阵列，包括M个按照预定排布规则排布的检测单元，M为大于等于1的正整数；其中，所述检测单元阵列中的每个检测单元包括：识别模块，用于检测指纹信息；屏蔽环，包围所述识别模块，用于屏蔽所述识别模块之间的信号串扰；驱动层，所述驱动层与所述屏蔽环连接，用于驱动所述识别模块，所述方法包括：

在检测到使用者的手指接触所述检测单元阵列中的M个检测单元时，按照预设规则，获取所述M个检测单元中的第一个识别模块的第一指纹信息，其中，所述预设规则为所述M个检测单元中的第一个识别模块通过所述多输入单输出开关连接所述相关双采样解调器、所述可变增益放大器和所述模数转换模块，包围所述第一识别模块的第一驱动层连接到驱动电路；

按照所述预设规则，依次获取所述M个检测单元中的第二个识别模块至第M个识别模块检测到的指纹信息；

基于所述第一指纹信息以及所述所述M个检测单元中的第二个识别模块至第M个识别模块检测到的指纹信息，得到完整指纹信息。

可选的，所述按照预设规则，获取所述M个检测单元中的第一个识别模块的第一指纹信息，包括：

在检测到使用者的手指接触所述第一个识别模块时，包围所述第一个识别模块的第一层驱动层连接到驱动电路，所述驱动电路提供的驱动信号加载至所述第一层驱动层；

所述第一层驱动层驱动所述第一个识别模块，获得手指脊电压信号与手指谷电压信号之间的电压差信号；

所述指纹读出单元对所述电压差信号进行处理，得到所述第一指纹信息。

可选的，所述指纹读出单元对所述电压差信号进行处理，得到所述第一指纹信息，具体包括：

所述电压差信号传输至于所述第一个识别模块连接的所述单位增益运放模块，所述单位增益运放模块将所述电压差信号传输至所述多输入单输出开关；

所述电压差信号通过所述多输入单输出开关传输至所述相关双采样解调器，所述相关双采样解调器对前端电路进行调整后得到调整后的电压差信号，将所述调整后的电压差信号传输至所述可变增益放大器；

所述可变增益放大器对所述调整后的电压差信号进行放大，将放大后的电压差信号发送至所述模数转换模块；

所述模数转换模块对所述放大后的电压差信号进行模数转换，得到所述第一指纹信息。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供了一种指纹检测装置，包括：检测单元阵列，包括M个按照预定排布规则排布的检测单元，M为大于等于1的正整数；其中，所述检测单元阵列中的每个检测单元包括：识别模块，用于检测指纹信息；屏蔽环，包围所述识别模块，用于屏蔽所述识别模块之间的信号串扰；驱动层，所述驱动层与所述屏蔽环连接，用于驱动所述识别模块。

也就是说，本发明实施例提供的指纹检测装置不存在图1所示的指纹检测装置中的驱动环，而是在每个识别模块的周围设置驱动层，驱动层只需驱动其所包围的识别模块即可，而不用像现有技术中的驱动环一样驱动整个检测单元阵列，因此，本发明实施例提供的指纹检测装置将驱动信号加载到围绕单个识别模块设置的驱动层上，从而减小了驱动信号需要驱动的负载，降低了指纹检测装置的功耗。

另外，本发明实施例提供的指纹检测装置中的每个识别模块周围设置有屏蔽环，因此，在识别模块之间有相互独立的屏蔽环，降低了识别模块之间的信号串扰，提高了指纹图像的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种指纹检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种指纹检测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中指纹读出单元的结构示意图；

图4为本发明实施例中单位增益运放模块的一个实现结构图；

图5为本发明实施例中单位增益运放的工作原理示意图；

图6本发明实施例中一种指纹检测的方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种指纹检测装置及方法，用以解决现有技术中指纹检测装置将驱动信号加载到驱动环上，驱动信号需要驱动的负载较大，功耗较大的问题。

本发明实施例提供了一种指纹检测装置，包括：检测单元阵列，包括M个按照预定排布规则排布的检测单元，M为大于等于1的正整数；其中，所述检测单元阵列中的每个检测单元包括：识别模块，用于检测指纹信息；屏蔽环，包围所述识别模块，用于屏蔽所述识别模块之间的信号串扰；驱动层，所述驱动层与所述屏蔽环连接，用于驱动所述识别模块。

也就是说，本发明实施例提供的指纹检测装置不存在图1所示的指纹检测装置中的驱动环，而是在每个识别模块的周围设置驱动层，驱动层只需驱动其所包围的识别模块即可，而不用像现有技术中的驱动环一样驱动整个检测单元阵列，因此，本发明实施例提供的指纹检测装置将驱动信号加载到围绕单个识别模块设置的驱动层上，从而减小了驱动信号需要驱动的负载，降低了指纹检测装置的功耗。

另外，本发明实施例提供的指纹检测装置中的每个识别模块周围设置有屏蔽环，因此，在识别模块之间有相互独立的屏蔽环，降低了识别模块之间的信号串扰，提高了指纹图像的质量。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。

如图2所示为本发明实施例中一种指纹检测模组的结构示意图，指纹检测装置包括：检测单元阵列20，包括M个按照预定排布规则排布的检测单元，M为大于等于1的正整数，检测单元阵列20的大小可以为128乘以128，或者是其他任意值。

其中，检测单元阵列20中的每个检测单元201包括：识别模块2011，屏蔽环2012和驱动层2013，屏蔽环2012包围识别模块2011，驱动层2013与屏蔽环2012连接。

本发明实施例中，驱动层2013与屏蔽环2012连接，具体有以下两种实施方式：

第一种实施方式为：驱动层2013包围所述屏蔽环2012；

第二种实施方式为：所述识别模块2011设置于所述检测单元阵列的第一层，所述驱动层2013设置于所述检测单元阵列的第二层，其中，所述第一层位于所述第二层的上方。

具体来讲，如图2所示为上述第一种实施方式的示意图。驱动层2013包围屏蔽环2012，由于屏蔽环2012包围识别模块2011，所以驱动层2013也包围识别模块2011，此时，驱动层2013与识别模块2011位于同一层。

当然，驱动层2013应该是不局限于包围在屏蔽环2012的四周，即不限于包围在识别模块2011的四周，与识别模块2011位于同一层，在第二种实施方式中，驱动层2013可以位于整个检测单元阵列的外围，具体的，位于识别模块2011的下方，也就是说，检测单元阵列在第一层，驱动层2013在第二层，第二层位于第一层下方，此时，驱动层2013可以连成片，也可以位于与每个识别模块2011正对的下方。

本发明实施例中，识别模块2011用于检测指纹信息，屏蔽环2012用于屏蔽识别模块2011之间的信号串扰，驱动层2013用于驱动识别模块。其中，为了符合主流指纹图像508PPI(中文：像素数目；英文：Pixels Per Inch)，识别模块2011的尺寸为50微米。识别模块2011具体为电容式传感器。识别模块2011和屏蔽环2012均可在半导体工艺中采用top metal来实现，驱动层2013的材质为：半导体工艺中的第二层金属，或是半导体工艺中除所述第二层金属外的其他层金属，或是半导体工艺中的poly层。

如图2所示，由于每个识别模块2011都被屏蔽环2012包围，所以屏蔽环2012消除了相邻识别模块2011之间的信号串扰，提高了指纹图像的空间分辨率。

本发明实施例中，识别模块2011为矩形，矩形的识别模块按照预定排布规则排布为圆形或者矩形阵列。

具体来讲，识别模块2011会按照预定排布规则进行有序的排布，比如说排布为图2所示的矩形阵列，或者是排布为圆形阵列，还或者是排布为椭圆形阵列，当然还有其他的排布方式或者是排布结构，在本发明实施例中就不一一例举。

识别模块2011可以按照一定的间距来排布，这里的间距可以进行设定，从而形成图2所示的结构，这样就保证了识别模块有规律的排布。

本发明实施例中，识别模块2011与屏蔽环2012之间具有第一距离，屏蔽环2012与驱动层2013之间具有第二距离，相邻的驱动层2013之间的具有第三距离。

具体来讲，单个检测单元包括三部分：识别模块2011、屏蔽环2012及驱动层2013，三部分之间彼此都有一定间距：识别模块2011与屏蔽环2012之间具有第一距离，屏蔽环2012与驱动层2013之间具有第二距离，相邻的驱动层2013之间的具有第三距离，相应的，相邻的识别模块2011之间具有一定距离，这样可以保证在进行指纹检测时，相邻的识别模块2011之间不会产生较大的影响；相邻的驱动层2013之间具有一定距离，这样也可以保证在进行指纹检测时，相邻驱动层之间不会产生较大的影响；识别模块2011与驱动层2013之间具有一定距离，这样保证在进行指纹检测时，驱动层2013与识别模块2011之间不会相互影响。当然，第一距离、第二距离以及第三距离可以是相同的。这样可以使得指纹检测装置生成较为简单，并且易操作。

如图2所示，本发明实施例中，指纹检测装置还包括：

金属环21，包围检测单元阵列20，且金属环21接地，用于保护检测单元阵列20。

具体来讲，由于金属环21包围检测单元阵列20，且金属环21接地，如图2所示，所以金属环21能够保护检测单元阵列20不受外界信号的干扰，提高了指纹检测的准确度及精度。

本发明实施例中，指纹检测装置还包括：指纹读出单元23，与检测单元阵列21连接。

如图3所示，图3为本发明实施例中指纹读出单元的结构示意图。指纹读出单元23包括：单位增益运放模块231，多输入单输出开关232，相关双采样解调器233，可变增益放大器234和模数转换模块235。

其中，一个单位增益运放模块231对应检测单元阵列20中的一个检测单元201，与其所对应的检测单元201中的识别模块2011和屏蔽环2012连接，多输入单输出开关232的一个输入刀头连接一个单位增益运放模块231，由于多输入单输出开关232有多个输入刀头，所以可以连接多个检测单元201中的识别模块2011和屏蔽环2012，进而连接检测单元阵列20，多输入单输出开关232的输出刀头连接相关双采样解调器233，相关双采样解调器233连接可变增益放大器234，可变增益放大器234连接模数转换模块235。

单位增益运放模块231用于驱动其所连接的屏蔽环2012，以使屏蔽环2012随识别模块2011变化。

具体来讲，请参考图4，图4为本发明实施例中单位增益运放模块的一个实现结构图。本发明实施例中，通过源极退化技术，降低了第一级负载的热噪声，实现了低噪声读出。图4所示为低噪声运放的结构示意图。应当说明的是，本发明实施例中的单位增益运放模块231的实现结构不限于图4，图4仅为举例说明，在实际应用过程中，凡是具有降低噪声的电路结构，均可作为本发明实施例中的单位增益运放模块231，在此就不再一一赘述。

请参考图5，图5为本发明实施例中单位增益运放的工作原理示意图。图4中G为电子设备的使用者的手指。当检测到使用者的手指接触到检测单元阵列20中的M个检测单元时，具体的，检测到使用者的手指接触到检测单元阵列20中的检测单元A时，相应的，使用者的手指接触到检测单元A的识别模块A，则驱动电路提供的驱动信号(例如：正弦信号、方波信号等)会加载到检测单元A的驱动层D，进而将驱动信号发射至使用者的手指的真皮层。

为了降低检测单元A的识别模块A和屏蔽环B之间电容引入的影响，单位增益运放E将驱动屏蔽环B，使屏蔽环B随识别模块A变化，消除了识别模块A和屏蔽环B之间寄生电容的影响，提高了指纹图像的分辨率。驱动信号F加载到驱动层D上，则识别模块A处的电压为电容分压信号：

$V=\mathrm{VF}*\frac{\mathrm{Cad}}{\mathrm{Cad}+\mathrm{Cag}}$

其中，VF为驱动信号的幅度，Cad为驱动层D和识别模块A之间的电容，Cag为识别模块A和手指之间的电容，Cag随着手指真皮层脊或谷的变化为变化，例如：识别模块A与手指脊之间的电容Cag为1.1f，识别模块A与手指谷之间的电容Cag为1f，f为常量。

手指脊电压和手指谷电压与驱动信号的幅度成正比。举例来讲，当驱动信号为5伏特时，手指脊电压伏特，手指谷电压伏特；当驱动信号为10伏特时，手指脊电压 $V_{\_\mathrm{ridge}}=10*\frac{40f}{40f+1.1f}=9.732$ 伏特，手指谷电压 $V_{\_\mathrm{valley}}=10*\frac{40f}{40f+1f}=9.756$ 伏特。

相应的，在获得手指脊电压和手指谷电压之后，可以获得手指可以获得手指脊电压与手指谷电压之间的电压差信号。例如：驱动信号的幅度为5伏特时，手指脊电压与手指谷电压之间的电压差信号为12毫伏特。

本发明实施例中，由于单位增益运放E还与多输入单输出开关232、相关双采样解调器233、可变增益放大器234和模数转换模块235连接，所以电压差信号会传输至多输入单输出开关，进而传输至相关双采样解调器233，相关双采样解调器233可以有效消除前端电路的失调电压和低频噪声，进一步提高指纹图像的质量，电压差信号经相关双采样解调器233调整后传输至可变增益放大器234，例如：PGA可变增益放大器，可变增益放大器234将调整后的电压差信号进行放大，调整即将输入到模数转换模块的电压差信号的幅度，降低模数转换模块的实现难度。可变增益放大器234将放大后的电压差信号传输至模数转换模块235，模数转换模块235将放大后的电压差信号转换为数字信号，通过对数字信号进行分析，即可得到指纹信息。

综上所述，本发明实施例提供的指纹检测装置与现有技术中的指纹检测装置相比，不再将驱动信号加载到围绕检测单元阵列设置的金属环上，而是将驱动信号加载到围绕单个识别模块设置的驱动层上，减小了驱动信号需要驱动的负载，降低了指纹检测装置的功耗。同时每个识别模块被一个屏蔽环包围，即各个识别模块之间有相互独立的屏蔽层，降低了识别模块之间的信号串扰，提高了指纹图像的质量。指纹读出单元采用相关双采样技术，消除了低频噪声，进一步提高了指纹图像的质量。

基于同一发明构思，对应本发明实施例中的一种指纹检测装置，本发明实施例中还提供了一种指纹检测的方法，该方法应用到上述的指纹检测装置中，如图6所示为本发明实施例中一种指纹检测的方法的流程图，该方法包括：

步骤61：在检测到使用者的手指接触所述检测单元阵列中的M个检测单元时，按照预设规则，获取所述M个检测单元中的第一个识别模块的第一指纹信息，其中，所述预设规则为所述M个检测单元中的第一个识别模块通过所述多输入单输出开关连接所述相关双采样解调器、所述可变增益放大器和所述模数转换模块，包围所述第一识别模块的第一驱动层连接到驱动电路。

首先来讲，指纹检测装置包括：检测单元阵列，包括M个按照预定排布规则排布的检测单元，M为大于等于1的正整数；其中，所述检测单元阵列中的每个检测单元包括：识别模块，用于检测指纹信息；屏蔽环，包围所述识别模块，用于屏蔽所述识别模块之间的信号串扰；驱动层，所述驱动层与所述屏蔽环连接，用于驱动所述识别模块。

在本发明实施例中，预设规则可以为M个检测单元中的第一个识别模块通过所述多输入单输出开关连接所述相关双采样解调器、所述可变增益放大器和所述模数转换模块，包围所述第一识别模块的第一驱动层连接到驱动电路。

步骤62：按照所述预设规则，依次获取所述M个检测单元中的第二个识别模块至第M个识别模块检测到的指纹信息。

在步骤61中已经通过上述的方式已经得到到了第一识别模块对应的指纹信息，按照同样的方式，第二识别模块也可以对应的检测到指纹信息，然后是第三识别模块进行指纹信息的检测，最后第M个识别模块进行指纹信息的检测。

这里需要说明的是，指纹信息的检测过程一般是第一排的第一个识别模块作为最先检测的识别模块，然后横向的一个一个的依次进行指纹信息的检测，当然也可以是竖向的一个一个的依次进行指纹信息的检测，直至最后第M个识别模块。

步骤63：基于所述第一指纹信息以及所述所述M个检测单元中的第二个识别模块至第M个识别模块检测到的指纹信息，得到完整指纹信息。

最后基于第一指纹信息以及所有检测到的第二个识别模块至第M个识别模块检测到的指纹信息，得到用户的手指的完整指纹信息。

进一步，在本发明实施例中，上述的方法是一种识别模块进行检测指纹的方式，当然也可以是通过如下的方式来进行指纹信息的检测：

在检测到使用者的手指接触所述第一个识别模块时，包围所述第一个识别模块的第一层驱动层连接到驱动电路，所述驱动电路提供的驱动信号加载至所述第一层驱动层；

所述第一层驱动层驱动所述第一个识别模块，获得手指脊电压信号与手指谷电压信号之间的电压差信号；

所述指纹读出单元对所述电压差信号进行处理，得到所述第一指纹信息。

其中，所述指纹读出单元对所述电压差信号进行处理，得到所述第一指纹信息，具体包括：

所述电压差信号传输至于所述第一个识别模块连接的所述单位增益运放模块，所述单位增益运放模块将所述电压差信号传输至所述多输入单输出开关；

所述电压差信号通过所述多输入单输出开关传输至所述相关双采样解调器，所述相关双采样解调器对前端电路进行调整后得到调整后的电压差信号，将所述调整后的电压差信号传输至所述可变增益放大器；

所述可变增益放大器对所述调整后的电压差信号进行放大，将放大后的电压差信号发送至所述模数转换模块；

所述模数转换模块对所述放大后的电压差信号进行模数转换，得到所述第一指纹信息。

比如说：如图5所示，在检测到使用者的手指接触到检测单元阵列20中的检测单元A时，相应的，使用者的手指接触到检测单元A的识别模块A，由于识别模块A与单位增益运放E连接，而单位增益运放E又与多输入单输出开关的一个输入刀头连接，所以通过多输入单输出开关，可以将识别模块A与相关双采样解调器、可变增益放大器及模数转换模块连接起来。同时包围识别模块A的驱动层D会接收到驱动电路提供的驱动信号(例如：正弦信号、方波信号等)，进而会加载到检测单元A的驱动层D，进而将驱动信号发射至使用者的手指的真皮层，从而识别模块A就能够检测到对应的指纹信息。

在识别模块A检测完成之后，识别模块A横向相邻的识别模块B继续检测指纹信息，然后按照横向检测的规律，每个模块依次的进行检测，直至最后一个检测模块。当然，在本发明实施例中，在识别模块A检测完成之后，识别模块A竖向相邻的识别模块S继续检测指纹信息，然后按照竖向检测的规律，每个模块依次的进行检测，直至最后一个检测模块。也就是说在本发明实施例中可以通过不同的检测方式来检测用户的手指的指纹信息，这样保证指纹检测模组检测指纹的准确性。

进一步，在本发明实施例中，通过上述的方式检测时，驱动信号F加载到驱动层D上，则识别模块A处的电压为电容分压信号：

$V=\mathrm{VF}*\frac{\mathrm{Cad}}{\mathrm{Cad}+\mathrm{Cag}}$

其中，VF为驱动信号的幅度，Cad为驱动层D和识别模块A之间的电容，Cag为识别模块A和手指之间的电容。

在上述介绍指纹检测装置时已经介绍，利用上述公式可以获得手指脊电压V__ridge和手指谷电压V__valley，在获得手指脊电压和手指谷电压之后，可以获得手指可以获得手指脊电压与手指谷电压之间的电压差信号。

电压差信号会传输至多输入单输出开关，进而传输至相关双采样解调器233，相关双采样解调器233可以有效消除前端电路的失调电压和低频噪声，进一步提高指纹图像的质量，电压差信号经相关双采样解调器233调整后传输至可变增益放大器234，例如：PGA可变增益放大器，可变增益放大器234将调整后的电压差信号进行放大，调整即将输入到模数转换模块的电压差信号的幅度，降低模数转换模块的实现难度。可变增益放大器234将放大后的电压差信号传输至模数转换模块235，模数转换模块235将放大后的电压差信号转换为数字信号，通过对数字信号进行分析，即可得到指纹信息。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种指纹检测装置，其特征在于，包括：

检测单元阵列，包括M个按照预定排布规则排布的检测单元，M为大于等于1的正整数；

其中，所述检测单元阵列中的每个检测单元包括：

识别模块，用于检测指纹信息；

屏蔽环，包围所述识别模块，用于屏蔽所述识别模块之间的信号串扰；

驱动层，所述驱动层与所述屏蔽环连接，用于驱动所述识别模块。

2.如权利要求1所述的指纹检测装置，其特征在于，所述驱动层包围所述屏蔽环或者

所述识别模块设置于所述检测单元阵列的第一层，所述驱动层设置于所述检测单元阵列的第二层，其中，所述第一层位于所述第二层的上方。

3.如权利要求1所述的指纹检测装置，其特征在于，所述指纹检测装置还包括：

指纹读出单元，与所述检测单元阵列连接；

所述指纹读出单元包括：

单位增益运放模块，一个单位增益运放模块对应所述检测单元阵列中的一个检测单元，与所述识别模块和所述屏蔽环连接，用于驱动所述屏蔽环，以使所述屏蔽环随所述识别模块变化；

多输入单输出开关，所述多输入单输出开关的一个输入刀头连接一个单位增益运放模块；

相关双采样解调器，与所述多输入单输出开关的输出刀头连接；

可变增益放大器，与所述相关双采样解调器连接；

模数转换模块，与所述可变增益放大器连接。

4.如权利要求1所述的指纹检测装置，其特征在于，所述识别模块为矩形，矩形的识别模块按照预定排布规则排布为圆形或者矩形阵列。

5.如权利要求1-4中任一权项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述识别模块与所述屏蔽环之间具有第一距离，所述屏蔽环与所述驱动层之间具有第二距离，相邻的所述驱动层之间的具有第三距离。

6.如权利要求1-4中任一权项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述指纹检测装置还包括：

金属环，包围所述检测单元阵列，且所述金属环接地，用于保护所述检测单元阵列。

7.一种指纹检测方法，其特征在于，应用于一指纹检测装置，所述指纹检测装置包括：检测单元阵列，包括M个按照预定排布规则排布的检测单元，M为大于等于1的正整数；其中，所述检测单元阵列中的每个检测单元包括：识别模块，用于检测指纹信息；屏蔽环，包围所述识别模块，用于屏蔽所述识别模块之间的信号串扰；驱动层，所述驱动层与所述屏蔽环连接，用于驱动所述识别模块，所述方法包括：

在检测到使用者的手指接触所述检测单元阵列中的M个检测单元时，按照预设规则，获取所述M个检测单元中的第一个识别模块的第一指纹信息，其中，所述预设规则为所述M个检测单元中的第一个识别模块通过所述多输入单输出开关连接所述相关双采样解调器、所述可变增益放大器和所述模数转换模块，包围所述第一识别模块的第一驱动层连接到驱动电路；

按照所述预设规则，依次获取所述M个检测单元中的第二个识别模块至第M个识别模块检测到的指纹信息；

基于所述第一指纹信息以及所述所述M个检测单元中的第二个识别模块至第M个识别模块检测到的指纹信息，得到完整指纹信息。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述按照预设规则，获取所述M个检测单元中的第一个识别模块的第一指纹信息，包括：

在检测到使用者的手指接触所述第一个识别模块时，包围所述第一个识别模块的第一层驱动层连接到驱动电路，所述驱动电路提供的驱动信号加载至所述第一层驱动层；

所述第一层驱动层驱动所述第一个识别模块，获得手指脊电压信号与手指谷电压信号之间的电压差信号；

所述指纹读出单元对所述电压差信号进行处理，得到所述第一指纹信息。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述指纹读出单元对所述电压差信号进行处理，得到所述第一指纹信息，具体包括：

所述电压差信号传输至于所述第一个识别模块连接的所述单位增益运放模块，所述单位增益运放模块将所述电压差信号传输至所述多输入单输出开关；

所述电压差信号通过所述多输入单输出开关传输至所述相关双采样解调器，所述相关双采样解调器对前端电路进行调整后得到调整后的电压差信号，将所述调整后的电压差信号传输至所述可变增益放大器；

所述可变增益放大器对所述调整后的电压差信号进行放大，将放大后的电压差信号发送至所述模数转换模块；

所述模数转换模块对所述放大后的电压差信号进行模数转换，得到所述第一指纹信息。