CN112711975A - 产生指纹图像的方法以及指纹传感器 - Google Patents

Abstract

公开了一种产生指纹图像的方法，包括：基于连接到指纹传感器的多个检测电路中的每个检测电路的放大器特性，确定要从所述多个检测电路中的每个检测电路去除的电荷量；以及通过从输入到所述多个检测电路中的每个检测电路的第一电量中去除所述电荷量来获得第二电量；对所述第二电量进行积分以获得积分值；以及基于所述第二电量的所述积分值与预定阈值之间的比较来产生所述指纹图像。

Description

产生指纹图像的方法以及指纹传感器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月24日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2019-0133271的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文中。

技术领域

符合示例实施例的装置和方法涉及产生指纹图像以及指纹传感器。

背景技术

使用人的独有特性(例如指纹、语音、面部、手或虹膜)的个人认证的需求已逐渐扩大。个人认证功能主要用于银行设备、访问控制设备、移动设备或膝上型计算机。近来，随着诸如智能电话等移动电话已被广泛分布，用于个人认证的指纹识别装置被用于保护智能电话中存储的许多安全信息。

发明内容

示例实施例提供了一种产生指纹图像的方法、指纹传感器以及其上记录有用于执行该方法的程序的计算机可读记录介质。要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且可能会存在其他技术问题。

附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，并且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过实践本公开所呈现的实施例而获知。

根据示例实施例的一方面，提供了一种产生指纹图像的方法，包括：基于与指纹传感器连接的多个检测电路中的每个检测电路的放大器特性，确定要从所述多个检测电路中的每个检测电路去除的电荷量；通过从输入到多个检测电路中的每个检测电路的第一电量去除电荷量来获得第二电量；对所述第二电量进行积分以获得积分值；以及基于第二电量的积分值与预定阈值之间的比较来产生指纹图像。

多个检测电路中的每个检测电路可以包括电流源和开关，所述开关被配置为根据控制信号将电流源连接到多个检测电路。确定电荷量可以包括基于从多个检测电路中的每个检测电路中包括的电流源产生的电流量和开关的接通时间来确定电荷量。

预定阈值可以对应于多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压。

所述方法还可以包括：基于多个检测电路中的每个检测电路中包括的模数转换器(ADC)的输出值，确定放大器的输入偏移电压。

确定电荷量可以包括确定电荷量，使得第一电量的第一分量不小于放大器的输入偏移电压。

所述方法还可以包括：通过当固定从电流源产生的电流量的同时增加开关的最大接通时间，来确定开关的最大接通时间，来确定第一电量的第一分量不小于多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压的开关的最大接通时间；以及通过调节开关的接通时间和从电流源产生的电流量，来确定第一分量不小于放大器的输入偏移电压的电流源的最大电流量，其中获得第二电量可以包括：通过基于最大接通时间和最大电流量确定电荷量，以及通过从第一电量中去除所确定的电荷量，来获得第二电量。

所述方法还可以包括：通过当固定开关的接通时间的同时增加从电流源产生的电流量，来确定第一电量的第一分量不小于多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压的电流源的最大电流量；以及通过调节开关的接通时间和从电流源产生的电流量，来确定第一分量不小于输入偏移电压的开关的最大接通时间，其中获得第二电量可以包括：通过基于最大电流量和最大接通时间确定电荷量，以及通过从第一电量中去除电荷量，来获得第二电量。

所述方法还可以包括：基于积分值大于或等于预定阈值，至少重复一次确定电荷量并对第二电量进行积分。

预定阈值可以表示多个检测电路中的每个检测电路的信噪比。

根据另一示例实施例的一方面，提供了一种其上记录有用于执行产生指纹图像的方法的程序的非暂时性计算机可读记录介质。

根据另一示例实施例的一方面，提供了一种装置，包括：指纹传感器，包括多个驱动电极和多个检测电极；多个检测电路，连接到指纹传感器；以及至少一个处理器，被配置为：基于多个检测电路中的每个检测电路的放大器特性，确定要从多个检测电路中的每个检测电路去除的电荷量；通过从输入到多个检测电路中的每个检测电路的第一电量中去除电荷量来获得第二电量；对第二电量进行积分以获得积分值；以及基于第二电量的积分值与预定阈值之间的比较来产生指纹图像。

多个检测电路中的每个检测电路可以包括电流源和开关，所述开关被配置为根据控制信号将电流源连接到多个检测电路。所述至少一个处理器还可以被配置为基于从检测电路中的每一个中包括的电流源产生的电流量和开关的接通时间来确定电荷量。

多个检测电路中的每一个可以包括放大器。预定阈值可以对应于多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压。

所述至少一个处理器还可以被配置为基于多个检测电路中的每个检测电路中包括的模数转换器(ADC)的输出值来确定放大器的输入偏移电压。

所述至少一个处理器还可以被配置为确定电荷量，使得第一电量的第一分量不小于放大器的输入偏移电压。

所述至少一个处理器还可以被配置为：通过当固定从电流源产生的电流量的同时增加开关的接通时间，确定第一电量的第一分量不小于多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压的所述开关的最大接通时间；通过调节接通时间和从电流源产生的电流量，来确定第一分量不小于放大器的输入偏移电压的电流源的最大电流量，并且通过基于最大接通时间和最大电流量确定电荷量并通过从第一电量中去除所确定的电荷量来获得第二电量。

所述至少一个处理器还可以被配置为：通过当固定开关的接通时间时增加从电流源产生的电流量，来确定第一电量的第一分量不小于多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压的电流源的最大电流量；通过调节开关的接通时间和从电流源产生的电流量，来确定第一分量不小于输入偏移电压的开关的最大接通时间，并且通过基于最大电流量和最大接通时间确定电荷量，以及通过从第一电量中去除电荷量，来获得第二电量。

所述至少一个处理器还可以被配置为基于积分值大于或等于预定阈值，重复至少一次确定电荷量的操作和对第二电量进行积分的操作。

预定阈值可以表示多个检测电路中的每个检测电路的信噪比。

根据另一示例实施例的一方面，提供了一种电子装置，包括：指纹传感器，包括多个驱动电极和多个检测电极；多个检测电路，被配置为分别从指纹传感器的多个检测电极接收第一电量，所述多个检测电路包括模数转换器(ADC)、电流源以及被配置为将电流源连接到ADC的开关；以及至少一个处理器，被配置为：基于ADC的输出电压，确定从多个检测电路的每个检测电路去除的候选电荷量；对通过从第一电量中去除候选电荷量而获得的第二电量进行第一次数积分，直到第一电量变得小于预定阈值为止；以及基于第二电量的积分值，确定要从多个检测电路中的每个检测电路去除的最终电荷量，所述第二电量的所述积分值是通过对第二电量进行第二次数积分而获得的，所述第二次数小于所述第一次数；以及通过从多个检测电路去除最终电荷量来产生指纹图像。

附图说明

通过参考附图来描述某些示例实施例，上述和/或其他方面将更加清楚明白，在附图中：

图1示出了根据示例实施例的用于产生指纹图像的装置的示例；

图2示出了根据示例实施例的与传感器的节点中的每个节点相对应的互电容的概念；

图3示出了根据示例实施例的包括在接收电路中的检测电路的示例；

图4是根据示例实施例的产生指纹图像的方法的示例的流程图；

图5是根据示例实施例的由处理器确定电荷量的示例的流程图；

图6示出了根据示例实施例的由处理器确定最终电荷量的示例；

图7是根据示例实施例的由处理器设置候选电荷量的示例的流程图；

图8详细示出了根据示例实施例的图7的流程图中所描述的方法；

图9是根据示例实施例的由处理器设置候选电荷量的另一示例的流程图；

图10示出了根据示例实施例的包括在接收电路中的检测电路的另一示例；以及

图11示出根据示例实施例的指纹图像和根据比较示例的指纹图像。

具体实施方式

考虑到本公开中的功能，从当前广泛使用的通用术语中选择了本公开中所使用的术语。然而，这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、案例先例以及新技术的出现而变化。此外，对于特殊情况，在描述部分中详细描述了申请人所选择的术语的含义。因此，本公开中所使用的术语是基于它们与整个说明书中所讨论的内容相关的含义来定义的，而不是通过其简单的含义来定义的。

除非另有指定，否则当一个部件可以“包括”特定组成元件时，不可以被解读为排除另一组成元件，而是可以被解读为还包括其他组成元件。此外，说明书中陈述的诸如“～部分”、“～单元”和“～模块”的术语可以表示用于处理至少一个功能或操作的单元，并且该单元可以由硬件、软件或硬件和软件的组合具体实施。

诸如“......中的至少一个”的表述在元件列表之前时修饰整个元件列表，而非修饰列表中的单独元件。例如，表述“a、b和c中的至少一个”应该被理解为仅包括a、仅包括b、仅包括c、包括a和b两者、包括a和c两者、包括b和c两者、包括a、b和c中的全部或包括上述示例的任何变型。

在下文中，将通过参考附图解释本公开的优选实施例来详细描述本公开。然而，本公开不限于此，并且将理解的是，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

在下面的描述中，参考附图详细描述了示例实施例。

图1示出了根据示例实施例的用于产生指纹图像的装置100的示例。装置100也可以被称为指纹读取器或指纹扫描仪。

参考图1，装置100可以包括传感器110、电子电路120、处理器123、存储器124和显示器125。此外，电子电路120可以包括发送电路121和接收电路122。尽管图1仅示出了与装置100有关的组成元件，但是本领域普通技术人员将理解的是，还可以包括其他的通用组成元件。

处理器123可以由多个逻辑门的阵列或通用微处理器和存储在该微处理器上可执行的程序的存储器的组合来具体实施。此外，本领域普通技术人员将理解的是，处理器123可以以不同形式的硬件具体实施。

传感器110可以包括多个驱动电极Tx和在与驱动电极Tx相交的方向上布置的多个检测电极Rx。尽管图1示出驱动电极Tx的数量和检测电极Rx的数量分别为10，但是本公开不限于此。

发送电路121可以将驱动信号施加到驱动电极Tx，并且接收电路122可以测量来自检测电极Rx的电信号。

传感器110的驱动电极Tx和检测电极Rx可以在彼此相交的方向上进行布置。尽管图1示例性地示出了驱动电极Tx和检测电极Rx被布置为彼此正交，但是本公开不限于此。换言之，布置驱动电极Tx的方向与布置检测电极Rx的方向之间的角度可以不是90°。

当用户的手指接近传感器110时，传感器110的驱动电极Tx中的每一个和检测电极Rx中的每一个之间的互电容可以变化。例如，传感器110中的驱动电极Tx和检测电极Rx彼此相交的每个节点处的互电容可以根据用户的指纹图案而变化。随着驱动电极Tx之间的间隔和检测电极Rx之间的间隔减小，指纹传感器的分辨率可以增加。还可以在传感器110中包括用于保护驱动电极Tx和检测电极Rx的钝化层。

例如，驱动电极Tx和检测电极Rx可以包括线电极。此外，驱动电极Tx中的每一个还可以包括设置在驱动电极Tx和检测电极Rx彼此相交的节点之间的某些图案。上述图案可以具有各种形状，例如多边形或圆形。同样，检测电极Rx中的每一个还可以包括设置在上述节点之间的某些图案。

发送电路121可以将驱动信号施加到驱动电极Tx。例如，发送电路121可以将电压脉冲施加到驱动电极Tx中的每一个。接收电路122可以测量来自检测电极Rx的电信号。作为示例，接收电路122可以测量在检测电极Rx中的每一个中流动的电流。作为另一示例，接收电路122可以测量检测电极Rx中的每一个的电位。

处理器123通常控制装置100中包括的发送电路121和接收电路122的操作。例如，处理器123可以控制由发送电路121施加到驱动电极Tx中的每一个的电压脉冲的幅度和施加持续时间。此外，处理器123可以控制发送电路121，使得可以将电压脉冲选择性地施加到驱动电极Tx中的一些。

处理器123可以使用接收电路122所接收的电流或电位来产生和处理与指纹有关的数据。例如，处理器123可以使用接收电路122所接收的电流或电位来产生与指纹图像相对应的数据，并且可以使用数据中包括的像素值来产生指纹图像。

图2示出了根据示例实施例的与传感器110的每个节点相对应的互电容的概念。

参考图2，驱动电极Tx与检测电极Rx之间的互电容可以对应于驱动电极Tx和检测电极Rx彼此相交的节点。

例如，可以从第一驱动电极Tx1和第一检测电极Rx1彼此相交的节点N11检测第一驱动电极Tx1和第一检测电极Rx1之间的互电容C11。同样，可以从第m驱动电极Txm和第n检测电极Rxn彼此相交的节点Nmn检测第m驱动电极Txm和第n检测电极Rxn之间的互电容Cmn。在此，“m”和“n”表示自然数。在下面的描述中，节点Nmn处的互电容是指第m驱动电极Txm与第n检测电极Rxn之间的互电容。

传感器110的多个通道可以由驱动电极Tx和检测电极Rx来限定。例如，多个通道可以分别对应于形成在驱动电极Tx和检测电极Rx的相交处的多个节点。例如，通道CHl1可以对应于节点N11。

例如，为了测量多个节点中的每个节点处的互电容，发送电路121可以将不同的驱动信号顺序地施加到相应的驱动电极Tx。此外，接收电路122可以测量来自检测电极Rx中的每一个的单独的电信号。例如，当要测量互电容C11时，可以将驱动信号施加到第一驱动电极Tx1，并且可以测量来自第一检测电极Rx1的电信号。同样，当要测量互电容Cmn时，可以将驱动信号施加到第m驱动电极Txm，并且可以测量来自第n检测电极Rxn的电信号。

接收电路122可以包括分别连接到检测电极Rx的检测电路。下面参考图3描述了示例检测电路。

图3示出了根据示例实施例的包括在接收电路122中的检测电路300的示例。

参考图3，检测电路300可以包括第一部分310和第二部分320。尽管仅示出了与图3的检测电路300有关的组成元件，但是本领域技术人员将理解的是，还可以包括其他的通用组成元件。

第一部分310可以处理从检测电极Rx中的一个接收的输入电信号，并且可以包括至少一个放大器AMP和反馈电容器Cf。所述至少一个放大器AMP可以被实现为运算放大器。从检测电极Rx接收的输入电信号可以被表示为指示传感器110所检测到的对象的电量。在这种情况下，电量可以用于描述可以通过某种测量量化的某种电气特性、参数或属性。例如，电量可以包括电荷、电流、电压、阻抗、电容(互电容)或电阻。当假设传感器110所检测到的对象是指纹时，从检测电极Rx输出的电量可以被表示为与指纹的脊相对应的电压和与指纹的谷相对应的电压之间的电压差，或者脊与谷之间的电容差，即与脊相对应的互电容和与谷相对应的互电容之间的电容差ΔCm。

第二部分320可以产生要从输入到第一部分310的电量中去除的电荷量，并且可以包括电流源Tdc和开关SW。电荷Q由从电流源Id提供的电流I和在其间接通开关SW的开关连接时间(或开关接通时间)t来产生。电荷量Q可以等于电流I与开关连接时间的乘积(即Q＝I×t)。从检测电路300提供的电荷可以减少与第二部分320所产生的电荷量一样多。换言之，从输入到第一部分310的电量中去除第二部分320所产生的电荷量，并且去除的结果通过经由第一部分310输出到输出端子Vout。因此，随着开关SW的闭合时间延长，从第二部分320产生的电荷量可以增加，并且从检测电路300产生的电荷总量可以减少。此外，随着电流源Tdc所产生的电流量增加，从第一部分310所产生的电量中去除的电量增加。

检测电路300的输入端子Vin可以连接到传感器110中包括的检测电极Rx中的任意一个。换言之，假设传感器110包括n个检测电极Rx，则接收电路122可以包括n个检测电路300。

如上面参考图1所描述的，钝化层可以沉积在传感器110上。通常，在采用电容式传感器的系统中，随着传感器的厚度增加，获得高质量图像可能会更加困难。当电容式传感器系统检测到用户指纹时，与指纹的峰与谷之间的电容差相对应的互电容ΔCm与钝化厚度的平方成反比。因此，当钝化厚度大于或等于特定条件时，可能难以检测与指纹的脊与谷之间的电容差相对应的互电容ΔCm。

指纹图像的质量可以与互电容ΔCm量成比例，互电容ΔCm与指纹脊与谷之间的电容差相对应。因此，随着与指纹的脊与谷之间的电容差相对应的互电容ΔCm量减小，指纹图像的质量降低。

因此，通常采用电容式传感器的系统通过对输入到图3的输入端子Vin的信号(即，来自检测电极Rx的信号)进行几次至几百次积分来累积与指纹的脊与谷之间的电容差相对应的互电容ΔCm。

由于存在第一部分310可使用的最大电压Vdd，因此上述积分的可用数量可以是受限的。换言之，可以重复执行上述积分，直到根据通过积分而获得的电荷量的输出Vout变得大于或等于第一部分310可使用的最大电压Vdd为止，或者直到通过积分而获得的电荷量变得等于第一部分310的反馈电容Cf的电容为止。通常，随着积分数量的增加，从输出端子Vout输出的信号的信噪比提高。然而，如上所述，由于积分数量受到最大电压Vdd的限制，因此可以从通过积分而获得的电荷量或互电容ΔCm中尽可能多地去除不必要的电荷量。

根据示例实施例的检测电路300可以包括第二部分320，并且当第二部分320的开关SW闭合时，从电流源Idc到第一部分310的电荷被去除，从而减少了输入到第一部分310的电荷。因此，即使当由第一部分310重复执行积分时，通过积分而获得的电荷量也可能不会超过积分极限值。因此，要执行的积分数量增加，这引起指纹图像的质量的提高。在以下描述中，为了便于解释，输入到第一部分310的电荷的减少被表示为输入到第一部分310的电荷的去除。

特别地，检测电路300的第二部分320单独地连接到第一部分310。换言之，虽然单个第二部分未连接到多个第一部分，但是每个第二部分320均连接到每个第一部分310。因此，即使当连接到传感器110的检测电路300的规格和/或参数彼此不同时，也可以针对检测电路300中的每一个去除最优电荷量。

参考图4至图10描述了当装置100针对检测电路300中的每一个去除最优电荷量时产生传感器110所检测到的对象的图像并对去除了不必要电荷的电荷量进行积分的示例。

图4是根据示例实施例的产生指纹图像的方法的示例的流程图。

参考图4，产生指纹图像的方法可以包括由图1至图3中所示的装置100、传感器110和电子电路120按时间顺序处理的操作。因此，可以看出，尽管下面省略了描述，但是上面所呈现的关于图1至图3中所示的装置100、传感器110和电子电路120的描述也适用于图4的图像产生方法。

在操作410中，处理器123可以基于电子电路120中包括的检测电路300的规格和/或参数来确定每个检测电路300所检测到的电荷量。例如，检测电路300的规格和参数可以包括检测电路300中的每一个的放大器的相位裕度、增益裕度、差分电压增益、输入电容和输入偏移电压，但是不限于此。

例如，处理器123可以基于检测电路300的偏移(例如，检测电路300的放大器的输入偏移电压)来确定电荷量。偏移可以通过在检测电路300的后端处的模数转换器(ADC)的输出值来确定。例如，处理器123可以确定电荷量，使得输入到检测电路300的第一电量的第一分量不小于检测电路300的偏移。例如，假设传感器110是用于检测指纹的传感器，则第一分量可以是与指纹的脊相对应的电压，但是本公开不限于此。

处理器123调节在检测电路300中包括的电流源Idc中产生的电流量以及连接到电流源Idc的开关SW的操作时间，以便对应于所确定的电荷量。例如，处理器123通过调节在电流源Idc中产生的电流量和开关SW的操作时间来计算电荷量。例如，电荷量Q可以通过电流量I与电流流动的时间T的乘积来确定。因此，处理器123可以基于在电流源Idc中产生的电流量和开关SW的操作时间来计算电荷量。

开关SW的操作时间是指开关SW闭合并变为接通状态的时间。例如，参考图3的检测电路300，基于期间开关SW闭合的时间来确定要从第一部分310去除的电流。

下面参考图5至图9来描述处理器123确定与检测电路300相对应的电荷量并将电流源Idc的电流量和开关SW的操作时间调节为对应于所确定的电荷量的示例。

在操作420中，处理器123对通过从输入到检测电路300中的每一个的第一电量中去除在操作410中确定的电荷量而获得的第二电量进行积分。

例如，当传感器110是用于检测指纹的传感器时，第一电量可以是与指纹的脊相对应的电压和与指纹的谷相对应的电压之间的差，或者脊与谷之间的电容差，即与脊相对应的互电容和与谷相对应的互电容之间的差ΔCm。

处理器123从第一电量中去除在操作410中确定的电量。处理器123对通过从第一电量中去除一些电荷量而获得的第二电量进行积分。因此，与指纹的脊与谷之间的差相对应的互电容ΔCm量可能会增加。

如上面参考图3所描述的，作为积分退出的极限值，可以限制上述积分的可用数量。然而，随着处理器123对第二电量进行积分，积分的可用数量增加。因此，至少因为传感器110的每个节点的互电容被去除了根据规格/参数(例如，检测电路300中的每一个的放大器的输入偏移电压)针对检测电路300中的每一个而调节的量，所以改善了处理器123所生成的图像的质量。

在操作430中，处理器123根据操作420的积分结果是否满足特定条件来产生与连接到电子电路120的传感器110的检测相对应的图像。

例如，仅当操作420的积分结果满足特定条件时，处理器123才可以产生与传感器110的检测相对应的图像。特定条件可以是特定的信噪比，例如10dB或更大。然而，特定条件不限于上面的描述。

当操作420的积分结果不满足特定条件时，处理器123可以至少重复一次操作410和操作420。例如，当积分结果不满足特定的信噪比时，处理器123基于通过对第二电量进行积分而获得的第三电量再次确定电荷量。换言之，处理器123再次确定电荷量，使得第三电量的第一分量不小于检测电路300的偏移。

处理器123重新调节在检测电路300中包括的电流源Idc中产生的电流量以及连接到电流源Idc的开关SW的操作时间，以对应于重新确定的电荷量。

处理器123对通过从第三电量中去除重新确定的电荷量而获得的第四电量重新积分。仅当重新积分的结果满足特定条件时，处理器123才产生与传感器110的检测相对应的图像。当重新积分的结果不满足特定条件时，重复确定电荷量、去除电荷量和对电量进行积分的上述处理。

处理器123可以通过上述处理产生表示传感器110所检测到的对象的高质量图像。

图5是根据示例实施例的由处理器确定电荷量的示例的流程图。

在操作510中，处理器123检查检测电路300中的每一个的偏移。例如，当不执行对电量的积分时，处理器123可以将检测电路300中包括的ADC的输出值确定为偏移。

在操作520中，处理器123检查检测电路300的各个输入之中的第一分量。例如，处理器123可以从输入到检测电路300的电量中检查第一分量。当传感器110是用于检测指纹的传感器时，第一分量可以是与指纹的脊相对应的电压，本公开不限于此。

在操作530中，处理器123设置候选电荷量。例如，处理器123可以通过调节检测电路300的第二部分320的电流源Idc和开关SW的参数来设置候选电荷量。详细地，处理器123可以通过将电流源Idc的电流量和开关SW的操作时间增加一定量来设置候选电荷量。

在操作540中，处理器123确定去除了候选电荷量的第一分量的量是否小于偏移量。例如，当第一分量是与指纹的脊相对应的电压时，处理器123确定与去除了候选电荷量的指纹的脊相对应的电压量是否小于偏移量。当去除了候选电荷量的第一分量的量小于偏移量时，处理进行到操作550；否则，处理进行到操作530，从而重新设置候选电荷量。

在操作550中，处理器123确定最终电荷量。处理器123可以确定最终电荷量，使得去除了电荷量的第一分量的量不小于偏移量。例如，处理器123可以在去除了候选电荷的第一分量的量小于偏移之前将候选电荷量确定为最终电荷量。

尽管处理器123重复执行操作530和540，直到去除了电荷量的第一分量的量不小于偏移，但是处理器123可以将候选电荷量中的每一个存储在存储器124中并以在操作530中施加候选电荷量的顺序为每个候选电荷量分配参考编号。参考编号可以指示操作530和540中的每个操作被执行的次数。当处理器123在操作540的第n次操作确定满足操作540的条件时，处理器123可以基于与操作530的第n-1次操作相关联的参考编号第n-1来检索在操作530的第n-1次操作设置的候选电荷量。例如，处理器127可以控制存储器124存储以下数据：

下面参考图6详细描述处理器123确定最终电荷量的示例。

图6示出了根据示例实施例的由处理器确定最终电荷量的示例。

首先，处理器123将检测电路300的ADC的输出值确定为偏移610。然后，处理器123从输入到检测电路300的电量中检查第一分量620。

处理器123通过调节检测电路300的电流源Idc的电流量和开关SW的操作时间来设置候选电荷量。例如，处理器123可以通过将电流量和操作时间增加一定量来增加候选电荷量。

处理器123检查通过从第一分量620去除候选电荷量而获得的结果631、632和633是否小于偏移量610。处理器123执行设置候选电荷量的处理m次，其中m为自然数，并且检查通过从第一分量620去除候选电荷量而获得的结果631、632和633是否小于偏移量610。

例如，当从第一分量620中去除第一候选电荷量的结果631大于偏移量610时，处理器123设置第二候选电荷量并重复上述处理。以此方式，当从第一分量620中去除第(n+1)候选电荷量的结果633首次小于偏移610时(其中n为自然数)，处理器123将第n候选电荷量确定为最终电荷量。换言之，当从第一分量620中去除第n候选电荷量的结果632最接近地超过偏移610时，处理器123将第n候选电荷量确定为最终电荷量。

可以将候选电荷量设置为检测电路300的电流源Idc的电流量，并且调节开关SW的操作时间。例如，处理器123可以通过执行两步式调节处理来设置候选电荷量。

作为示例，当电流源Idc的电流量固定时，处理器123可以通过增加开关SW的操作时间来执行第一步调节处理，以确定开关SW的最大操作时间。处理器123可以执行第二步调节处理，以通过总体上调节电流源Idc的电流量和开关SW的操作时间来确定电流源Idc的最大电流重。

作为另一示例，当开关SW的操作时间固定时，处理器123可以执行第一步调节处理，以通过增加电流源Idc的电流量来确定电流源Idc的最大电流量。处理器123可以执行第二步调节处理，以通过总体上调节电流源Idc的电流量和开关SW的操作时间来确定开关SW的最大操作时间。

下面参考图7、图8和图9来详细描述处理器通过执行两步式调节处理来设置候选电荷量的示例。

图7是根据示例实施例的由处理器1123设置候选电荷量的示例的流程图。

参考图7，第一步调节处理可以包括操作710至740。此外，第二步调节处理可以包括操作750至770。

在操作710中，处理器123将从电流源Idc提供的电流量固定为特定值。例如，特定值可以是装置100的缺省值，并且可以根据传感器110所检测到的对象或积分数量而自适应地改变。此外，特定值可以由用户改变。

在操作720中，处理器123增加开关SW的操作时间。换言之，处理器123增加期间开关SW闭合并变为接通状态的时间。

在操作730中，处理器123确定去除了第一候选电荷量的第一分量的量是否小于偏移量。例如，处理器123可以通过将从电流源Idc提供的电流量乘以开关SW的操作时间来计算第一候选电荷量。当去除了第一候选电荷量的第一分量的量大于偏移量时，处理进行到操作720；否则，处理进行到操作740。

在操作740中，处理器123确定开关SW的最大操作时间。例如，处理器123在去除了第一候选电荷的第一分量的量首次小于偏移量之前，选择候选电荷量。处理器123将用于计算所选择的候选电荷量的运算时间确定为最大运算时间。上面参考图5和图6描述了由处理器123选择候选电荷量的处理。

总之，在操作710中，确定从电流源Idc提供的电流量，并且在操作740中，确定开关SW的操作时间。然而，在执行操作710至740时确定的电流量和操作时间可能不会是最优结果。这是因为，在操作710中，假设电流量被固定为特定值。因此，处理器123可以通过执行通过第一步调节处理的粗调节和通过第二步调节处理的细调节来确定最优电流量和最优操作时间。

在操作750中，处理器123调节开关SW的操作时间和从电流源Idc提供的电流量。在操作760中，处理器123确定去除了第二候选电荷量的第一分量的量是否小于偏移量。例如，处理器123可以通过将在操作750中调节的电流量和操作时间相乘来计算第二候选电荷量。当去除了第一候选电荷量的第一分量的量大于偏移量时，处理进行到操作750；否则，处理进行到操作770。

在操作770中，处理器123确定电流源Idc的最大电流量。例如，处理器123在去除了第二候选电荷的第一分量的量首次小于偏移量之前，选择候选电荷量。处理器123将用于计算所选择的候选电荷量的电流量确定为最大电流量。上面参考图5和图6描述了由处理器123选择候选电荷量的处理。

图8详细示出了根据示例实施例的在图7的流程图中描述的方法。

图8示出了电流源Idc的电流量I、开关SW的操作时间T和电荷量Q组成的表格的示例。通过将电流量I与操作时间T相乘来计算电荷量Q。

假设操作时间T可以以一为单位从1改变为20，并且电流量I可以以一为单位从1改变为20。此外，假设从1到20的范围指示操作时间T和电流量I各自从最小值到最大值的相对量。在这种情况下，要由处理器123选择的[操作时间T、电流量I]的组合的总数为400。因此，可能需要进行大量计算才能确定最优操作时间T和最优电流量I。当处理器123执行第一步调节和第二步调节时，确定最优操作时间T和最优电流量I所需的计算量可以减少。

处理器123可以通过增加电流量I和操作时间T中的一个，同时将另一个固定为特定值，来执行第一步调节。例如，处理器123可以执行第一步调节，其中在将电流量I固定为14的同时增加操作时间T的量。例如，图8示出了根据第一步调节将最大操作时间T确定为12。

在图8中，由于在第一步调节中电流量I被假设为固定为14，所以作为第一步调节的结果的6.72C的电荷量Q可能不会是最优电荷量。换言之，最优电荷量Q可以为6.72C至7.28C范围内的任意值，因此最优电荷量Q可以不固定为6.72C。

处理器123可以通过调节电流量I和操作时间T来执行第二步调节。在图8中，当执行第二步骤调节时，可以检查最优电荷量Q为7.2C，并且因此可以将最大操作时间T确定为12，并且可以将最大电流量I确定为15。

根据上面参考图7和图8的描述，处理器123可以在固定从电流源Idc供应的电流量I的同时执行第一步调节，但是本公开不限于此。

下面参考图9来描述在固定开关SW的操作时间T的同时由处理器123执行第一步调节的示例。

图9是根据示例实施例的由处理器设置候选电荷量的另一示例的流程图。

参考图9，第一步调节处理可以包括操作910至940。此外，第二步调节处理可以包括操作950至970。

在操作910中，处理器123将开关SW的操作时间固定为特定值。例如，特定值可以是装置100的缺省值，或者可以根据传感器110所检测到的对象或积分数量而自适应地改变。此外，特定值可以由用户改变。

在操作920中，处理器123增加电流源Idc的电流量。在操作930中，处理器123确定去除了第三候选电荷量的第一分量的量是否小于偏移量。当去除了第三候选电荷量的第一分量的量大于偏移量时，处理进行到操作920；否则，处理进行到操作940。

在操作940中，处理器123确定电流源Idc的最大电流量。例如，处理器123在去除了第一候选电荷的第一分量的量首次小于偏移量之前，选择候选电荷量。处理器123将用于计算所选择的候选电荷量的电流量确定为最大电流量。上面参考图5和图6描述了由处理器123选择候选电荷量的处理。

在操作950中，处理器123调节开关SW的操作时间和从电流源Idc提供的电流量。在操作960中，处理器123确定去除了第四候选电荷量的第一分量的量是否小于偏移量。当去除了第四候选电荷量的第一分量的量大于偏移量时，处理进行到操作950；否则，处理进行到操作970。

在操作970中，处理器123确定开关SW的最大操作时间。例如，处理器123在去除了第二候选电荷的第一分量的量首次小于偏移量之前，选择候选电荷量。处理器123将用于计算所选择的候选电荷量的运算时间确定为最大运算时间。上面参考图5和图6描述了由处理器123选择候选电荷量的处理。

图10示出了根据示例实施例的接收电路中包括的检测电路1000的另一示例。

图10示出了检测电路1000的示例。当将图3的检测电路300与图10的检测电路1000彼此比较时，第一部分310可以对应于第一部分1010，第二部分320可以对应于第二部分1020。第一部分1010还可以包括ADC。

检测电路1000可以包括第三部分1030，并且第三部分1030可以控制第二部分1020中包括的开关的操作时间和电流源的电流量。尽管图10示出了第三部分1030包括单独的处理器1033，并且处理器1033控制开关的操作时间和电流源的电流量，但是本公开不限于此。当在第三部分1030中省略处理器1033时，处理器1033的上述功能可以由处理器123执行。

第三部分1030可以包括与开关相对应的第一寄存器1031和与电流源相对应的第二寄存器1032。参考图3至图9，可以将开关的操作时间的设置存储在寄存器1031中，并且将电流源的电流量的设置存储在第二寄存器1032中。此外，第一寄存器1031和第二寄存器1032均可以作为单个配置被包括在第三部分1030中。

根据以上描述，装置100可以针对每个检测电路确定最优电荷量，并且根据所确定的电荷量来设置电流源的电流量和开关的操作时间。因此，在没有积分极限值的限制的情况下，装置100可以相对于产生图像所需的有效电荷量执行足够数量的积分。因此，装置100可以产生传感器所检测到的对象的高质量图像。

图11示出根据示例实施例的指纹图像和根据比较示例的指纹图像。

根据示例实施例，根据多个检测电路300中的每个检测电路的放大器特性(例如，输入放大器偏移电压)针对多个检测电路300中的每个检测电路优化要从多个检测电路300中的每个检测电路去除的电荷量。

根据比较示例1，没有从多个检测电路300去除电荷。根据比较例2，无需优化过程就从多个检测电路300中的每个检测电路中去除了相同量的电荷。

参考指示积分数量与分别从多个检测电路300输出的输出电压VOUT1至VOUT4之间的关系的示例实施例的曲线图，与比较示例1和2相比，能够执行更多的积分。因此，与比较示例1和2相比，根据示例实施例可以产生更高质量的指纹图像。

而且，如图11中所示，根据示例实施例的在装置100的显示器125上产生并显示的指纹图像A具有比根据比较示例1和2产生和显示的指纹图像B和C更高的分辨率。

可以将上述方法编写为计算机程序，并且可以在使用计算机可读记录介质执行所述程序的通用数字计算机中实现。此外，在上述方法中使用的数据结构可以通过各种手段记录在计算机可读记录介质上。计算机可读记录介质的示例包括：磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)、光记录介质(例如，CD-ROM或DVD)等。

应理解的是，本文中所描述的示例实施例应被认为仅是描述性的，而非处于限制的目的。对每个示例实施例中的特征或方面的描述应被典型地认为是可用于其他示例实施例中的其他类似特征或方面。尽管已参考附图描述了一个或多个示例实施例，但本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。

Claims (20)

1.一种产生指纹图像的方法，所述方法包括：

基于与指纹传感器连接的多个检测电路中的每个检测电路的放大器特性，确定要从所述多个检测电路中的每个检测电路去除的电荷量；

通过从输入到所述多个检测电路中的每个检测电路的第一电量去除所述电荷量来获得第二电量；

对所述第二电量进行积分以获得积分值；以及

基于所述第二电量的所述积分值与预定阈值之间的比较来产生所述指纹图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个检测电路中的每个检测电路包括：电流源；以及开关，被配置为根据控制信号将所述电流源连接到所述多个检测电路；并且

其中确定所述电荷量包括：基于从所述多个检测电路中的每个检测电路中包括的所述电流源产生的电流量和所述开关的接通时间来确定所述电荷量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定阈值对应于所述多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于所述多个检测电路中的每个检测电路中包括的模数转换器ADC的输出值，确定所述放大器的所述输入偏移电压。

5.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述电荷量包括：确定所述电荷量，使得所述第一电量的第一分量不小于所述放大器的所述输入偏移电压。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括：

通过当固定从所述电流源产生的所述电流量的同时增加所述开关的所述接通时间，确定期间所述第一电量的第一分量不小于多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压的所述开关的最大接通时间；以及

通过调节所述开关的所述接通时间以及从所述电流源产生的所述电流量，确定所述第一分量不小于所述放大器的所述输入偏移电压的所述电流源的最大电流量，

其中获得所述第二电量包括：通过基于所述最大接通时间和所述最大电流量确定所述电荷量，以及通过从所述第一电量中去除所确定的电荷量，来获得所述第二电量。

7.根据权利要求2所述的方法，还包括：

通过当固定所述开关的所述接通时间时增加从所述电流源产生的所述电流量，来确定所述第一电量的第一分量不小于所述多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压的所述电流源的最大电流量；以及

通过调节所述开关的所述接通时间和从所述电流源产生的所述电流量，来确定所述第一分量不小于所述输入偏移电压的所述开关的最大接通时间，

其中获得所述第二电量包括：通过基于所述最大电流量和所述最大接通时间确定所述电荷量，以及通过从所述第一电量中去除所述电荷量，来获得所述第二电量。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述积分值大于或等于所述预定阈值，重复至少一次确定所述电荷量并对所述第二电量进行积分。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定阈值表示所述多个检测电路中的每个检测电路的信噪比。

10.一种非暂时性计算机可读记录介质，其上记录有用于执行根据权利要求1所述的方法的程序。

11.一种装置，包括：

指纹传感器，包括多个驱动电极和多个检测电极；

多个检测电路，连接到所述指纹传感器；以及

至少一个处理器，被配置为：

基于所述多个检测电路中的每个检测电路的放大器特性，确定要从所述多个检测电路中的每个检测电路去除的电荷量；

通过从输入到所述多个检测电路中的每个检测电路的第一电量中去除所述电荷量来获得第二电量；

对所述第二电量进行积分以获得积分值；以及

基于所述第二电量的所述积分值与预定阈值之间的比较来产生指纹图像。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述多个检测电路中的每个检测电路包括电流源和开关，所述开关被配置为根据控制信号将所述电流源连接到所述多个检测电路；以及

其中所述至少一个处理器还被配置为基于从包括在所述多个检测电路中的每个检测电路中的所述电流源产生的电流量和所述开关的接通时间来确定所述电荷量。

13.根据权利要求11所述的装置，其中所述多个检测电路中的每个检测电路包括放大器，以及

其中所述预定阈值对应于所述多个检测电路中的每个检测电路中包括的所述放大器的输入偏移电压。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为基于所述多个检测电路中的每个检测电路中包括的模数转换器ADC的输出值来确定所述放大器的所述输入偏移电压。

15.根据权利要求13所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为确定所述电荷量，使得所述第一电量的第一分量不小于所述放大器的所述输入偏移电压。

16.根据权利要求12所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：

通过当固定从所述电流源产生的所述电流量的同时增加所述开关的所述接通时间，确定期间所述第一电量的第一分量不小于所述多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压的所述开关的最大接通时间；

通过调节所述接通时间以及从所述电流源产生的所述电流量，确定所述第一分量不小于所述放大器的所述输入偏移电压的所述电流源的最大电流量；以及

通过基于所述最大接通时间和所述最大电流量确定所述电荷量并从所述第一电量中去除所确定的电荷量来获得所述第二电量。

17.根据权利要求12所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：

通过当固定所述开关的所述接通时间时增加从所述电流源产生的所述电流量，来确定所述第一电量的第一分量不小于所述多个检测电路中的每个检测电路中包括的放大器的输入偏移电压的所述电流源的最大电流量；

通过调节所述开关的所述接通时间和从所述电流源产生的所述电流量，来确定所述第一分量不小于所述输入偏移电压的所述开关的最大接通时间；以及

通过基于所述最大电流量和所述最大接通时间确定所述电荷量，并且从所述第一电量中去除所述电荷量，来获得所述第二电量。

18.根据权利要求11所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为基于所述积分值大于或等于所述预定阈值，重复至少一次确定所述电荷量的操作和对所述第二电量进行积分的操作。

19.根据权利要求11所述的装置，其中所述预定阈值表示所述多个检测电路中的每个检测电路的信噪比。

20.一种电子装置，包括：

指纹传感器，包括多个驱动电极和多个检测电极；

多个检测电路，被配置为分别从所述指纹传感器的所述多个检测电极接收第一电量，所述多个检测电路包括模数转换器ADC、电流源以及被配置为将所述电流源连接到所述ADC的开关；以及

至少一个处理器，被配置为：

基于所述ADC的输出电压，确定要从所述多个检测电路中的每个检测电路去除的候选电荷量；

对通过从所述第一电量中去除所述候选电荷量而获得的第二电量进行第一次数积分，直到所述第一电量变为小于预定阈值为止；以及

基于所述第二电量的积分值，确定要从所述多个检测电路中的每个检测电路去除的最终电荷量，所述第二电量的所述积分值是通过对所述第二电量进行第二次数积分而获得的，所述第二次数小于所述第一次数；以及

通过从所述多个检测电路去除所述最终电荷量来产生指纹图像。

Images