CN113158742B - 指纹识别电路及其驱动方法、指纹识别设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种指纹识别电路及其驱动方法、指纹识别设备。所述指纹识别电路包括:采样模块、存储模块、阈值补偿模块、第一输出控制模块及驱动模块;采样模块的第二端与驱动模块的控制端及存储模块电连接,控制端接入第一扫描信号;阈值补偿模块的第一端与驱动模块的第一端电连接,第二端与驱动模块的控制端电连接,控制端接入第二扫描信号;驱动模块的第二端接入参考电压;第一输出控制模块的第一端与驱动模块的第一端电连接,第二端作为指纹识别电路的信号输出端,控制端接入第三扫描信号。本发明实施例能够降低指纹识别电路的误差,提高多个指纹识别电路共同使用时指纹识别的均一性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及指纹识别技术,尤其涉及一种指纹识别电路及其驱动方法、指纹识别设备。
背景技术
指纹识别电路在现代电子技术,尤其是在指纹识别设备中有着重要的应用,相应地对指纹识别电路的要求也越来越高;
然而,现有的指纹识别电路识别指纹时所受到的误差较大,并且不同的指纹识别电路误差不一致,且在实际应用时需要多个指纹识别电路共同使用,导致多个指纹识别电路共同使用时识别指纹的均一性较差,严重影响指纹识别的精度。
发明内容
本发明提供一种指纹识别电路及其驱动方法、指纹识别设备,以降低指纹识别电路的误差,提高多个指纹识别电路共同使用时指纹识别的均一性。
第一方面,本发明实施例提供了一种指纹识别电路,所述指纹识别电路包括:采样模块、存储模块、阈值补偿模块、第一输出控制模块及驱动模块;所述采样模块与所述驱动模块的控制端及所述存储模块电连接,所述采样模块的控制端接入第一扫描信号,所述采样模块用于在采样阶段将压电信号写入所述存储模块;所述阈值补偿模块的第一端与所述驱动模块的第一端电连接,所述阈值补偿模块的第二端与所述驱动模块的控制端电连接,所述阈值补偿模块的控制端接入第二扫描信号,所述阈值补偿模块用于在阈值补偿阶段抓取所述驱动模块的阈值电压以使所述驱动模块的输出电流与所述驱动模块的阈值电压无关;所述驱动模块的第二端接入参考电压;所述第一输出控制模块的第一端与所述驱动模块的第一端电连接,所述第一输出控制模块的第二端作为所述指纹识别电路的信号输出端,所述第一输出控制模块的控制端接入第三扫描信号,所述第一输出控制模块用于在读取阶段将所述驱动模块的输出电流输出至所述信号输出端。
可选地,所述存储模块的第一端与所述采样模块电连接,所述存储模块的第二端接入所述第三扫描信号。
可选地,所述指纹识别电路还包括:初始化模块,所述初始化模块的第一端接入初始化信号,所述初始化模块的第二端与所述采样模块的第一端电连接,所述初始化模块的控制端接入第四扫描信号,所述初始化模块用于在初始化阶段将所述驱动模块的控制端初始化;检测模块,所述检测模块的第一端与所述采样模块的第一端电连接,所述检测模块的第二端用于在所述初始化阶段接入高频电信号以使所述检测模块发出超声波信号;
可选地,所述指纹识别电路还包括:第二输出控制模块,所述驱动模块的第二端通过所述第二输出控制模块接入所述参考电压,其中,所述第二输出控制模块的第一端与所述驱动模块的第二端电连接,所述第二输出控制模块的第二端接入所述参考电压,所述第二输出控制模块的控制端接入第五扫描信号,所述第二输出控制模块用于在所述阈值补偿阶段及所述读取阶段将所述参考电压写入所述驱动模块的第二端。
可选地,所述采样模块包括第一晶体管,所述第一晶体管的控制端作为所述采样模块的控制端;所述存储模块包括存储电容;所述阈值补偿模块包括第二晶体管,所述第二晶体管的第一端作为所述阈值补偿模块的第一端,所述第二晶体管的第二端作为所述阈值补偿模块的第二端,所述第二晶体管的控制端作为所述阈值补偿模块的控制端;所述驱动模块包括驱动晶体管,所述驱动晶体管的第一端作为所述驱动模块的第一端,所述驱动晶体管的第二端作为所述驱动模块的第二端,所述驱动晶体管的控制端作为所述驱动模块的控制端;所述第一输出控制模块包括第三晶体管,所述第三晶体管的第一端作为所述第一输出控制模块的第一端,所述第三晶体管的第二端作为所述第一输出控制模块的第二端,所述第三晶体管的控制端作为所述第一输出控制模块的控制端。
第二方面,本发明实施例还提供了一种指纹识别设备,所述指纹识别设备包括第一方面所述的指纹识别电路。
第三方面,本发明实施例还提供了一种指纹识别电路的驱动方法,所述指纹识别电路包括第一方面所述的指纹识别电路,所述驱动方法包括:在阈值补偿阶段,控制所述阈值补偿模块导通,所述阈值补偿模块抓取所述驱动模块的阈值电压;在采样阶段,控制所述采样模块导通,所述采样模块将所述压电信号写入所述存储模块;在读取阶段,控制所述第一输出控制模块导通,所述第一输出控制模块将所述驱动模块的输出电流输出至所述信号输出端。
可选地,所述指纹识别电路还包括:初始化模块,所述初始化模块的第一端接入初始化信号,所述初始化模块的第二端与所述采样模块的第一端电连接,所述初始化模块的控制端接入第四扫描信号;在所述阈值补偿阶段之前还包括:初始化阶段;在所述初始化阶段,控制所述初始化模块及所述采样模块导通,所述初始化信号对所述驱动模块的控制端进行初始化;
优选地,所述指纹识别电路配置为在每一次指纹识别过程中,所述阈值补偿阶段,在所述采样阶段之前执行。
可选地,所述指纹识别电路还包括:检测模块,所述检测模块的第一端与所述采样模块的第一端电连接,所述驱动方法还包括:在所述初始化阶段,向所述检测模块的第二端输入高频电信号以使所述检测模块发出超声波信号。
可选地,所述指纹识别电路还包括:第二输出控制模块,所述驱动模块的第二端通过所述第二输出控制模块接入所述参考电压,其中,所述第二输出控制模块的第一端与所述驱动模块的第二端电连接,所述第二输出控制模块的第二端接入所述参考电压,所述第二输出控制模块的控制端接入第五扫描信号;所述驱动方法还包括:在所述阈值补偿阶段,控制所述第二输出控制模块导通,以将所述参考电压写入所述驱动模块的第二端;在所述读取阶段,控制所述第二输出控制模块导通,以将所述参考电压写入所述驱动模块的第二端。
本发明实施例的技术方案,采用的指纹识别电路包括:采样模块、存储模块、阈值补偿模块、第一输出控制模块及驱动模块;检测模块与采样模块的第一端电连接;采样模块的第二端与驱动模块的控制端及存储模块电连接,采样模块的控制端接入第一扫描信号,采样模块用于在采样阶段将压电信号写入存储模块;阈值补偿模块的第一端与驱动模块的第一端电连接,阈值补偿模块的第二端与驱动模块的控制端电连接,阈值补偿模块的控制端接入第二扫描信号,阈值补偿模块用于在阈值补偿阶段抓取驱动模块的阈值电压以使驱动模块的输出电流与驱动模块的阈值电压无关;驱动模块的第二端接入参考电压。指纹识别电路最终根据检测的指纹信息输出的驱动电流与驱动模块的阈值电压无关,从而极大地降低了指纹识别电路的误差,提高多个指纹识别电路共同使用时指纹识别的均一性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种指纹识别电路的电路结构示意图;
图2为本发明实施例提供的指纹识别电路的一种时序图;
图3为本发明实施例提供的又一种指纹识别电路的电路结构示意图;
图4为本发明实施例提供的指纹识别电路的又一种时序图;
图5为本发明实施例提供的指纹识别电路的又一种时序图;
图6为本发明实施例提供的又一种指纹识别电路的电路结构示意图;
图7为本发明实施例提供的一种指纹识别电路的驱动方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
正如背景技术中提到的现有的指纹识别电路在指纹识别时存在误差较大,且多个指纹识别电路共同使用时均一性较差的问题,申请人经过仔细研究发现,产生此技术问题的原因在于:指纹识别电路采用驱动晶体管将检测到的指纹信息转化为驱动电流,也即该驱动电流中包含指纹检测到的指纹信息,通过检测驱动电流确定指纹信息;然而,驱动晶体管的驱动电流与其阈值电压有关,而驱动晶体管的驱动电流受其阈值电压影响较大,如外界环境变化(如温度变化)时阈值电压将会发生变化,进而使得检测出的指纹信息误差较大;且由于多个指纹识别电路共同使用时,即使驱动晶体管均使用同一制程工艺制成,不同指纹识别电路中驱动晶体管的阈值电压也存在差异,进而使得多个指纹识别电路共同使用时均一性较差。
基于上述技术问题,本申请提出如下解决方案:
图1为本发明实施例提供的一种指纹识别电路的电路结构示意图,参考图1,指纹识别电路包括:检测模块101、采样模块102、存储模块103、阈值补偿模块104、第一输出控制模块105及驱动模块106;检测模块101与采样模块102的第一端电连接,检测模块101用于检测超声波回波信号并生成压电信号;采样模块102的第二端与驱动模块106的控制端及存储模块103电连接,采样模块102的控制端接入第一扫描信号S1,采样模块102用于在采样阶段将压电信号写入存储模块103;阈值补偿模块104的第一端与驱动模块106的第一端电连接,阈值补偿模块104的第二端与驱动模块106的控制端电连接,阈值补偿模块104的控制端接入第二扫描信号S2,阈值补偿模块104用于在阈值补偿阶段抓取驱动模块106的阈值电压以使驱动模块106的输出电流与驱动模块106的阈值电压无关;驱动模块106的第二端接入参考电压DB。
具体地,检测模块101例如可以是换能器,换能器能够在电脉冲的激励下,产生机械振动,机械振动产生超声波脉冲,超声波脉冲在传播过程中,会被传播介质(如手指)一部分一部分地反射或者散射回来,使得换能器产生振动,这种振动能够被换能器转换为电信号,对于电信号进行处理,即可得到手指上不同的信息。在本实施例中,检测模块101也可以是只用于接收超声波回波的检测器,此时可由其它发生器发射超声波,本发明实施例对此不做具体限定。存储模块103用于在读取阶段维持住驱动模块106控制端的电位。指纹识别电路的识别过程可包括顺序进行的阈值补偿阶段、采样阶段及读取阶段,图2为本发明实施例提供的指纹识别电路的一种时序图,此处以采样模块102、阈值补偿模块104及第一输出控制模块105均在各自控制端接入低电平时将各自的第一端与第二端导通,而在各自控制端接入高电平时将其关断为例进行说明;当然,本领域技术人员可以理解的是,在其它一些实施方式中,也可设置采样模块102、阈值补偿模块104及第一输出控制模块105均在各自控制端接入高电平时将各自的第一端与第二端导通,而在各自控制端接入低电平时将其关断;
在阈值补偿阶段T1,第一扫描信号S1为高电平,第二扫描信号S2为低电平,第三扫描信号S3为高电平,此时阈值补偿模块104导通,采样模块102及第一输出控制模块105关断,且此时驱动模块106的控制端残留的电位(如上一指纹识别过程的读取阶段残留的电位)使得驱动模块仍处于导通状态,参考电压DB通过驱动模块106及阈值补偿模块104写入驱动模块106的控制端,使得驱动模块106控制端的电位发生变化,而当驱动模块106控制端的电位与驱动模块106第二端的电位之差等于驱动模块106的阈值电压时,驱动模块106关断,也即此时驱动模块106控制端的电位(同时也是存储模块103的电位)为DBAIS-|Vth|,从而抓取了驱动模块的阈值电压,其中,假设DB此时的值为DBAIS;Vth即为驱动模块的阈值电压。
在采样阶段T2,第一扫描信号S1为低电平,第二扫描信号S2及第三扫描信号S3均为高电平,此时采样模块102导通,阈值补偿模块104关断,并且此时检测模块101向采样模块102的第一端输出压电信号Rx,压电信号Rx写入存储模块103,假设压电信号的值为FS,则在此阶段结束后驱动模块106的控制端以及存储模块103的电位均变为DBAIS-|Vth|+FS;需要说明的是,在此阶段,即使驱动模块106导通,由于第一输出控制模块106关断,驱动电流也不会流入指纹识别电路的信号输出端Read,不会影响识别结果;
在读取阶段,此时,第一扫描信号S1为高电平,第二扫描信号S2为高电平,第三扫描信号S3为低电平,也即此时采样模块102及阈值补偿模块104关断,第一输出控制模块105导通,驱动模块106第一端输出的驱动电流(即输出电流)与其控制端的电位、其第二端的电位以及其阈值电压Vth有关,驱动电流I=K(Vsg-Vth)=K(DBAIS-(DBAIS-|Vth|+FS)-Vth)2=K*FS2,K为与驱动模块有关的常数;从而使得驱动电流与驱动模块的阈值电压无关,进而极大地降低了指纹识别电路的误差,提高多个指纹识别电路共同使用时指纹识别的均一性。
本实施例的技术方案,采用的指纹识别电路包括:采样模块、存储模块、阈值补偿模块、第一输出控制模块及驱动模块;采样模块的第二端与驱动模块的控制端及存储模块电连接,采样模块的控制端接入第一扫描信号,采样模块用于在采样阶段将压电信号写入存储模块;阈值补偿模块的第一端与驱动模块的第一端电连接,阈值补偿模块的第二端与驱动模块的控制端电连接,阈值补偿模块的控制端接入第二扫描信号,阈值补偿模块用于在阈值补偿阶段抓取驱动模块的阈值电压以使驱动模块的输出电流与驱动模块的阈值电压无关;驱动模块的第二端接入参考电压。指纹识别电路最终根据检测的指纹信息输出的驱动电流与驱动模块的阈值电压无关,从而极大地降低了指纹识别电路的误差,提高多个指纹识别电路共同使用时指纹识别的均一性。
进一步地,在本实施例中,在每一次指纹识别过程中,阈值补偿阶段在采样阶段之前执行。阈值补偿过程不需要采用检测模块输出的压电信号来采集驱动模块的阈值电压,由于检测模块输出的压电信号变化范围较大,当压电信号较高时可能造成阈值电压的过补偿,而压电信号较低时则可能造成欠补偿;本实施例可以采用初始化信号(将在后续描述)先进行阈值补偿,随后再进行采样,利用初始化信号进行阈值电压的侦测,初始化信号可以选择为固定值,从而提高阈值补偿的效果。
可选地,存储模块的第一端与采样模块电连接,存储模块的第二端接入第三扫描信号。
具体地,在本实施例中,存储模块的第二端可不接入固定电位,而是采用一个交变电位,避免存储模块的一端长期处于一个偏置电位而缩短存储模块的使用寿命;另外,还能够减少指纹识别电路中信号线的数量,从而降低指纹识别电路所占用的版图空间,更有利于提高指纹识别电路在指纹识别设备(如显示面板等)中的集成度,从而降低成本。
可选地,图3为本发明实施例提供的又一种指纹识别电路的电路结构示意图,图4为本发明实施例提供的指纹识别电路的又一种时序图,图4可与图3对应,结合图3和图4,指纹识别电路还包括:初始化模块107,初始化模块107的第一端接入初始化信号,初始化模块107的第二端与采样模块102的第一端电连接,初始化模块107的控制端接入第四扫描信号S4,初始化模块107用于在初始化阶段将驱动模块106的控制端初始化。
具体地,如图4所示,指纹识别过程在阈值补偿阶段之前还包括:初始化阶段T4,在初始化阶段T4时,第一扫描信号S1及第四扫描信号S4为低电平,第二扫描信号S2及第三扫描信号S3为高电平,也即此时初始化模块107及采样模块102导通,初始化信号Vref经过初始化模块107及采样模块102写入驱动模块106的控制端,对驱动模块106的控制端进行初始化,从而保证下一阶段(即阈值补偿阶段T1)时驱动模块106能够导通,保证指纹识别电路工作的可靠性。
进一步地,继续参考图3和图4,检测模块101的第一端与采样模块102的第一端电连接,检测模块101的第二端用于在初始化阶段T4接入高频电信号以使检测模块101发出超声波信号。
具体地,在本实施例中,检测模块101不仅能够检测超声波回波,还能够发射超声波,也即在初始化阶段T4,初始化信号Vref不仅送入驱动模块106的控制端,还送入检测模块101的第一端,检测模块101例如可以是换能器,其第一端可以是换能器的下电极,第二端相应地为换能器的上电极,此时向换能器的上电极输出高频电信号Tx,同时初始化信号Vref例如可以是低电平,换能器在其上电极及下电极信号的控制下发射超声波。本实施例中,通过在初始化阶段T4同时对驱动模块的控制端进行初始化,以及控制检测模块101发射超声波,提高了时序利用率,从而有利于提高检测频率,检测结果也更为准确。
可选地,继续参考图3及图4,指纹识别电路还包括:第二输出控制模块108,驱动模块106的第二端通过第二输出控制模块108接入参考电压DB,其中,第二输出控制模块108的第一端与驱动模块106的第二端电连接,第二输出控制模块108的第二端接入参考电压DB,第二输出控制模块108的控制端接入第五扫描信号S5,第二输出控制模块108用于在阈值补偿阶段T1及读取阶段T3将参考电压写入驱动模块106的第二端。
具体地,驱动模块106仅需要在阈值补偿阶段T1及读取阶段T3导通,而在初始化阶段T4及采样阶段T2导通可能会导致驱动模块106控制端电位不稳定,使得最终识别结果准确性较低;因而,本实施例可设置第二输出控制模块108在阈值补偿阶段T1及读取阶段T3导通,而在初始化阶段T4及采样阶段T2关断,从而保证在初始化阶段T4和采样阶段T2驱动模块106不会导通,从而稳定驱动模块106控制端的电位,极大地提高指纹识别电路识别的准确性。
可选地,图5为本发明实施例提供的指纹识别电路的又一种时序图,图5可与图3相对应,与图4中所示的时序不同的是,本实施例中,参考信号DB可以是交流信号,仅在阈值补偿阶段T1为低电平,而在初始化阶段T4、采样阶段T2及读取阶段T3均为高电平,这样设置,可避免驱动模块第二端的电位长期处于相同的电位而影响驱动模块的性能,进一步提高指纹识别电路识别的准确性。
可选地,继续参考图5,本实施例中,初始化信号Vref也可以是交流信号,在初始化阶段T4,初始化信号Vref为低电平,而在阈值补偿阶段T1、采样阶段T2及读取阶段T3,初始化信号Vref均为高电平,这样设置,可避免初始化模块107第一端的电位长期处于相同的电位而影响初始化模块107的性能,进一步提高指纹识别电路之别的准确性。
示例性地,图6为本发明实施例提供的又一种指纹识别电路的电路结构示意图,参考图6,采样模块102包括第一晶体管M1,第一晶体管M1的第一端作为采样模块102的第一端,第一晶体管M1的第二端作为采样模块102的第二端,第一晶体管M1的控制端作为采样模块102的控制端;存储模块103包括存储电容,存储电容的第一端与驱动模块的控制端电连接,存储电容的第一端可接入第三扫描信号S3,或者存储电容的第二端也可接入一固定电压,该固定电压可以是参考地等;阈值补偿模块104包括第二晶体管M2,第二晶体管M2的第一端作为阈值补偿模块104的第一端,第二晶体管M2的第二端作为阈值补偿模块104的第二端,第二晶体管M2的控制端作为阈值补偿模块104的控制端;驱动模块106包括驱动晶体管DTFT,驱动晶体管DTFT的第一端作为驱动模块106的第一端,驱动晶体管DTFT的第二端作为驱动模块106的第二端,驱动晶体管DTFT的控制端作为驱动模块106的控制端;第一输出控制模块105包括第三晶体管M3,第三晶体管M3的第一端作为第一输出控制模块105的第一端,第三晶体管M3的第二端作为第一输出控制模块105的第二端,第三晶体管M3的控制端作为第一输出控制模块105的控制端;初始化模块107包括第四晶体管M4,第四晶体管M4的第一端作为初始化模块107的第一端,第四晶体管M4的第二端作为初始化模块107的第二端,第四晶体管M4的控制端作为初始化模块107的控制端;第二输出控制模块108包括第五晶体管M5,第五晶体管M5的第一端作为第二输出控制模块108的第一端,第五晶体管M5的第二端作为第二输出控制模块108的第二端,第五晶体管M5的控制端作为第二输出控制模块108的控制端。
具体地,在本实施例中,第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5及驱动晶体管DTFT均可为P型的薄膜晶体管,P型的薄膜晶体管具有成本低廉,制程成熟等优势,有利于降低指纹识别电路的成本,在其它一些实施方式中,第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5及驱动晶体管DTFT也可为N型晶体管;可结合图5及图6,在初始化阶段T4,第四晶体管M4及第一晶体管M1导通,初始化电压Vref此时为低电平,写入换能器的下电极,便于换能器发出超声波,同时初始化电压Vref写入驱动晶体管DTFT的控制端,便于驱动晶体管DTFT在阈值补偿阶段T1导通;在阈值补偿阶段T1,第二晶体管M2及第五晶体管M5导通,此时参考电压DB的值为DBAIS,参考电压DB经过第五晶体管M5、驱动晶体管DTFT及第二晶体管M2写入驱动晶体管DTFT的控制端,当驱动晶体管DTFT的控制端与第二端的电压差VGS=Vth时,驱动晶体管DTFT关断,此时驱动晶体管DTFT控制端的电位为DBAIS-|Vth|;在采样阶段,第一晶体管M1导通,换能器产生的压电信号的值为FS,此时换能器通过第一晶体管M1向存储电容充电,使得存储电容的电位为DBAIS+FS-|Vth|;在读取阶段,第五晶体管M5、驱动晶体管DTFT及第三晶体管M3导通,存储电容维持驱动晶体管DTFT控制端的电位一直为DBAIS+FS-|Vth|,此时,参考电压DB的值为VDD,根据晶体管驱动电流的公式,可得驱动晶体管的驱动电流 从而可知驱动晶体管的驱动电流与其阈值电压无关,实现了对阈值电压的补偿;其中,μ为驱动晶体管DTFT的迁移率,Cox为驱动晶体管的电容常数。
本发明实施例还提供了一种指纹识别设备,指纹识别设备包括本发明任意实施例提供的指纹识别电路。指纹识别设备例如可以是手机、平板电脑、显示器、MP3、MP4、智能手环、智能头盔或者各种门禁系统等,因其包括本发明任意实施例提供的指纹识别电路,因而也具有相同的有益效果,在此不再赘述。
图7为本发明实施例提供的一种指纹识别电路的驱动方法的流程图,参考图7,指纹识别电路的驱动方法包括:
步骤S201,在阈值补偿阶段,控制阈值补偿模块导通,阈值补偿模块抓取驱动模块的阈值电压;
步骤S202,在采样阶段,控制采样模块导通,采样模块将压电信号写入存储模块;
步骤S203,在读取阶段,控制第一输出控制模块导通,第一输出控制模块将驱动模块的输出电流输出至信号输出端。
具体地,可通过配置第一扫描信号、第二扫描信号及第三扫描信号采样模块、阈值补偿模块及第一输出控制模块的导通状态,具体控制过程可参考本发明实施例关于指纹识别电路部分的描述,在此不再赘述。
本实施例的技术方案,采用的指纹识别电路的驱动方法包括:在阈值补偿阶段,控制阈值补偿模块导通,阈值补偿模块抓取驱动模块的阈值电压;在采样阶段,控制采样模块导通,采样模块将压电信号写入存储模块;在读取阶段,控制第一输出控制模块导通,第一输出控制模块将驱动模块的输出电流输出至信号输出端。指纹识别电路最终根据检测的指纹信息输出的驱动电流与驱动模块的阈值电压无关,从而极大地降低了指纹识别电路的误差,提高多个指纹识别电路共同使用时指纹识别的均一性。
可选地,指纹识别电路还包括初始化模块;在阈值补偿阶段之前还包括:初始化阶段;在初始化阶段,控制初始化模块及采样模块导通,初始化信号对驱动模块的控制端进行初始化。
具体地,初始化阶段初始化模块及采样模块导通,初始化信号经过初始化模块及采样模块写入驱动模块的控制端,对驱动模块的控制端进行初始化,从而保证下一阶段(即阈值补偿阶段)时驱动模块能够导通,保证指纹识别电路工作的可靠性。
可选地,检测模块的第一端与采样模块的第一端电连接,所述的驱动方法还包括:在初始化阶段,想检测模块的第二端输入高频电信号以使检测模块发出超声波信号。通过在初始化阶段同时对驱动模块的控制端进行初始化,以及控制检测模块发射超声波,提高了时序利用率,从而有利于提高检测频率,检测准确性也更高。
可选地,指纹识别电路还包括:第二输出控制模块;所述的驱动方法还包括:在阈值补偿阶段,控制第二输出控制模块导通,以将参考电压写入驱动模块的第二端;在读取阶段,控制第二输出控制模块导通,以将参考电压写入驱动模块的第二端。可设置第二输出控制模块在阈值补偿阶段及读取阶段导通,而在初始化阶段及采样阶段关断,从而保证在初始化阶段和采样阶段驱动模块不会导通,从而稳定驱动模块控制端的电位,极大地提高指纹识别电路识别的准确性。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (11)
1.一种指纹识别电路,其特征在于,所述指纹识别电路包括:采样模块、存储模块、阈值补偿模块、第一输出控制模块及驱动模块;
所述采样模块与所述驱动模块的控制端及所述存储模块电连接,所述采样模块的控制端接入第一扫描信号,所述采样模块用于在采样阶段将压电信号写入所述存储模块;
所述阈值补偿模块的第一端与所述驱动模块的第一端电连接,所述阈值补偿模块的第二端与所述驱动模块的控制端电连接,所述阈值补偿模块的控制端接入第二扫描信号,所述阈值补偿模块用于在阈值补偿阶段抓取所述驱动模块的阈值电压以使所述驱动模块的输出电流与所述驱动模块的阈值电压无关;
所述驱动模块的第二端接入参考电压;
所述第一输出控制模块的第一端与所述驱动模块的第一端电连接,所述第一输出控制模块的第二端作为所述指纹识别电路的信号输出端,所述第一输出控制模块的控制端接入第三扫描信号,所述第一输出控制模块用于在读取阶段将所述驱动模块的输出电流输出至所述信号输出端。
2.根据权利要求1所述的指纹识别电路,其特征在于,所述存储模块的第一端与所述采样模块电连接,所述存储模块的第二端接入所述第三扫描信号。
3.根据权利要求1所述的指纹识别电路,其特征在于,所述指纹识别电路还包括:
检测模块,所述检测模块的第一端与所述采样模块的第一端电连接,所述检测模块的第二端用于在初始化阶段接入高频电信号以使所述检测模块发出超声波信号;
初始化模块,所述初始化模块的第一端接入初始化信号,所述初始化模块的第二端与所述采样模块的第一端电连接,所述初始化模块的控制端接入第四扫描信号,所述初始化模块用于在初始化阶段将所述驱动模块的控制端初始化。
4.根据权利要求1所述的指纹识别电路,其特征在于,所述指纹识别电路还包括:
第二输出控制模块,所述驱动模块的第二端通过所述第二输出控制模块接入所述参考电压,其中,所述第二输出控制模块的第一端与所述驱动模块的第二端电连接,所述第二输出控制模块的第二端接入所述参考电压,所述第二输出控制模块的控制端接入第五扫描信号,所述第二输出控制模块用于在所述阈值补偿阶段及所述读取阶段将所述参考电压写入所述驱动模块的第二端。
5.根据权利要求1所述的指纹识别电路,其特征在于,所述采样模块包括第一晶体管,所述第一晶体管的控制端作为所述采样模块的控制端;
所述存储模块包括存储电容;
所述阈值补偿模块包括第二晶体管,所述第二晶体管的第一端作为所述阈值补偿模块的第一端,所述第二晶体管的第二端作为所述阈值补偿模块的第二端,所述第二晶体管的控制端作为所述阈值补偿模块的控制端;
所述驱动模块包括驱动晶体管,所述驱动晶体管的第一端作为所述驱动模块的第一端,所述驱动晶体管的第二端作为所述驱动模块的第二端,所述驱动晶体管的控制端作为所述驱动模块的控制端;
所述第一输出控制模块包括第三晶体管,所述第三晶体管的第一端作为所述第一输出控制模块的第一端,所述第三晶体管的第二端作为所述第一输出控制模块的第二端,所述第三晶体管的控制端作为所述第一输出控制模块的控制端。
6.一种指纹识别设备,其特征在于,所述指纹识别设备包括权利要求1-5任一项所述的指纹识别电路。
7.一种指纹识别电路的驱动方法,其特征在于,所述指纹识别电路包括权利要求1-5任一项所述的指纹识别电路,所述驱动方法包括:
在阈值补偿阶段,控制所述阈值补偿模块导通,所述阈值补偿模块抓取所述驱动模块的阈值电压;
在采样阶段,控制所述采样模块导通,所述采样模块将所述压电信号写入所述存储模块;
在读取阶段,控制所述第一输出控制模块导通,所述第一输出控制模块将所述驱动模块的输出电流输出至所述信号输出端。
8.根据权利要求7所述的驱动方法,其特征在于,所述指纹识别电路还包括:初始化模块,所述初始化模块的第一端接入初始化信号,所述初始化模块的第二端与所述采样模块的第一端电连接,所述初始化模块的控制端接入第四扫描信号;
在所述阈值补偿阶段之前还包括:初始化阶段;
在所述初始化阶段,控制所述初始化模块及所述采样模块导通,所述初始化信号对所述驱动模块的控制端进行初始化。
9.根据权利要求8所述的驱动方法,其特征在于,所述指纹识别电路配置为在每一次指纹识别过程中,所述阈值补偿在所述采样阶段之前执行。
10.根据权利要求8所述的驱动方法,其特征在于,所述指纹识别电路还包括:检测模块,所述检测模块的第一端与所述采样模块的第一端电连接,所述驱动方法还包括:
在所述初始化阶段,向所述检测模块的第二端输入高频电信号以使所述检测模块发出超声波信号。
11.根据权利要求7所述的驱动方法,其特征在于,所述指纹识别电路还包括:第二输出控制模块,所述驱动模块的第二端通过所述第二输出控制模块接入所述参考电压,其中,所述第二输出控制模块的第一端与所述驱动模块的第二端电连接,所述第二输出控制模块的第二端接入所述参考电压,所述第二输出控制模块的控制端接入第五扫描信号;
所述驱动方法还包括:
在所述阈值补偿阶段,控制所述第二输出控制模块导通,以将所述参考电压写入所述驱动模块的第二端;
在所述读取阶段,控制所述第二输出控制模块导通,以将所述参考电压写入所述驱动模块的第二端。
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