CN204009948U - 指纹识别检测元件及其电子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了指纹识别检测元件及其电子装置，其中，指纹识别检测元件包括：指纹识别感应电极；多条指纹识别驱动电极，多条指纹识别驱动电极并排布置且彼此间隔开，多条指纹识别驱动电极分别与指纹识别感应电极间隔开地相对以形成多个检测间隙；以及第一调控电极组和第二调控电极组，第一调控电极组和第二调控电极组分别布置在全体指纹识别驱动电极的两侧；指纹识别检测元件检测垂直于指纹识别感应电极的第一方向上滑过的指纹；并检测经过第一调控电极组和第二调控电极组的第二方向上的划过动作，根据划过动作调节电子装置的参数或者操作电子装置，第二方向与第一方向交叉。本实用新型在电子装置上实现指纹识别，而且还集成了控制功能。

Description

指纹识别检测元件及其电子装置

技术领域

本实用新型涉及指纹识别领域，特别是一种指纹识别检测元件以及具有该指纹识别检测元件的电子装置。

背景技术

随着便携式终端在人们日常生活中的广泛应用，现在的便携式终端的功能越来越强大，且这种多样化的功能方便了用户。但是，便携式终端在为用户提供更多便利性的同时，携带了太多的私人信息，如果这种便携式终端一旦丢失或者被盗，则这些信息由于没有进行相关的保护，因此很容易泄漏出去，给用户带来不便。因此，在便携式终端上做一些保密方面的设置显得非常必要。

传统的具备触摸屏的便携式终端的保密功能无非是在便携式终端上设置如键盘锁等软件功能，并通过输入密码来实现保密。这种传统的具备触摸屏的便携式终端，通常键盘锁以按键形式突出地设置于便携式终端的边缘区域，因此用户在抓捏便携式终端时或无意间会按压键盘锁，从而驱动便携式终端，消耗便携式终端的电量。并且，由于在便携式终端的边缘区域设置了键盘锁，从而给人以不平滑、不整齐的感觉，降低便携式终端的外观品质。同时，当通过输入密码来实现保密时，每次都要输入密码，因此显得比较麻烦，而且密码容易被破解导致保密功能失效。

而且，现有的移动终端的音量键通常设置在一侧边，如果单手操作手机时，拇指去按侧边的音量键很不方便，容易造成手指肌肉酸胀。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种指纹识别检测元件以及具有该指纹识别检测元件的电子装置，在例如便携式终端等电子装置上实现指纹识别，并且集成了至少一项控制功能，能够方便地调节所述电子装置的参数或操作电子装置。

根据本实用新型的一个方面，提供一种指纹识别检测元件，包括：

第一指纹识别感应电极；

多条第一指纹识别驱动电极，所述多条第一指纹识别驱动电极并排布置且彼此间隔开，所述多条第一指纹识别驱动电极分别与所述第一指纹识别感应电极间隔开地相对以形成多个第一检测间隙；

第二指纹识别感应电极，与所述第一指纹识别感应电极平行设置并位于所述第一指纹识别感应电极的与所述多条第一指纹识别驱动电极相反的一侧；

多条第二指纹识别驱动电极，所述多条第二指纹识别驱动电极并排布置且彼此间隔开，所述多条第二指纹识别驱动电极分别与所述第二指纹识别感应电极间隔开地相对以形成多个第二检测间隙，所述多条第二指纹识别驱动电极与所述多条第一指纹识别驱动电极对应地设置在所述第二指纹识别感应电极的与所述第一指纹识别感应电极相反的一侧；以及

第一调控电极组和第二调控电极组，所述第一调控电极组和第二调控电极组分别布置在全体所述指纹识别驱动电极的两侧；

所述指纹识别检测元件检测垂直于所述第一和第二指纹识别感应电极的第一方向上滑过的指纹；并检测经过第一调控电极组和第二调控电极组的第二方向上的划过动作，根据所述划过动作调节具有所述指纹识别检测元件的电子装置的参数或者操作具有所述指纹识别检测元件的电子装置，所述第二方向与所述第一方向交叉。

优选地，所述第一调控电极组包括并排布置的第一调控感应电极和第一调控驱动电极，所述第一调控感应电极和第一调控驱动电极间隔开地相对以形成检测间隙；以及

所述第二调控电极组包括并排布置的第二调控感应电极和第二调控驱动电极，所述第二调控感应电极和第二调控驱动电极间隔开地相对以形成检测间隙；

所述第一调控感应电极、第一调控驱动电极、第二调控感应电极和第二调控驱动电极平行于所述指纹识别驱动电极。

优选地，所述指纹检测元件还包括第一参考电极和第二参考电极，所述第一参考电极与所述第一指纹识别感应电极平行地相对设置并位于所述第一指纹识别感应电极的与所述多条第一指纹识别驱动电极相反的一侧，所述第二参考电极与所述第二指纹识别感应电极平行地相对设置并位于所述第二指纹识别感应电极的与所述多条第二指纹识别驱动电极相反的一侧。

优选地，所述指纹检测元件还包括多条第一虚设驱动电极和多条第二虚设驱动电极，所述多条第一虚设驱动电极并排布置且彼此电连接，所述多条第一虚设驱动电极与所述多条第一指纹识别驱动电极对应地设置在所述第一参考电极的与所述第一指纹识别感应电极相反的一侧，所述多条第二虚设驱动电极并排布置且彼此电连接，所述多条第二虚设驱动电极与所述多条第二指纹识别驱动电极对应地设置在所述第二参考电极的与所述第二指纹识别感应电极相反的一侧。

优选地，所述第二方向垂直于所述第一方向。

优选地，所述电子装置的参数为声音、亮度、对比度、饱和度、播放速度中的至少一种或组合；所述操作电子装置为打开/关闭WIFI、打开/关闭飞行模式、打开/关闭手电筒、拍摄照片、解锁、进入休眠状态中的至少一种或组合。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种指纹识别检测元件，包括：

指纹识别感应电极；

多条指纹识别驱动电极，所述多条指纹识别驱动电极并排布置且彼此间隔开，所述多条指纹识别驱动电极分别与所述指纹识别感应电极间隔开地相对以形成多个检测间隙；以及

第一调控电极组和第二调控电极组，所述第一调控电极组和第二调控电极组分别布置在全体所述指纹识别驱动电极的两侧；

所述指纹识别检测元件检测垂直于指纹识别感应电极的第一方向上滑过的指纹；并检测经过第一调控电极组和第二调控电极组的第二方向上的划过动作，根据所述划过动作调节具有所述指纹识别检测元件的电子装置的参数或者操作具有所述指纹识别检测元件的电子装置，所述第二方向与所述第一方向交叉。

优选地，所述第一调控电极组包括并排布置的第一调控感应电极和第一调控驱动电极，所述第一调控感应电极和第一调控驱动电极间隔开地相对以形成检测间隙；以及

所述第二调控电极组包括并排布置的第二调控感应电极和第二调控驱动电极，所述第二调控感应电极和第二调控驱动电极间隔开地相对以形成检测间隙；

所述第一调控感应电极、第一调控驱动电极、第二调控感应电极和第二调控驱动电极平行于所述指纹识别驱动电极。

优选地，所述指纹识别检测元件还包括参考电极，所述参考电极与所述指纹识别感应电极相对设置并位于所述指纹识别感应电极的与所述多条指纹识别驱动电极相反的一侧。

优选地，所述指纹识别检测元件还包括多条虚设电极，所述多条虚设电极并排布置且彼此电连接，所述多条虚设电极与所述多条指纹识别驱动电极对应地设置于所述参考电极的与所述指纹识别感应电极相反的一侧。

优选地，所述第二方向垂直于所述第一方向。

优选地，所述电子装置的参数为声音、亮度、对比度、饱和度、播放速度中的至少一种或组合；所述操作电子装置为打开/关闭WIFI、打开/关闭飞行模式、打开/关闭手电筒、拍摄照片、解锁、进入休眠状态中的至少一种或组合。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种指纹识别检测元件，包括：

指纹识别区域，检测第一方向上滑过的指纹，所述指纹识别区域内设有指纹识别感应电极以及指纹识别驱动电极；以及

方向检测区域，检测第二方向上的划过动作，所述第二方向与所述第一方向相交，所述方向检测区域分别位于所述指纹识别区域的两侧，或者位于所述指纹识别区域的下侧，或者位于所述指纹识别区域的上侧。

优选地，所述方向检测区域中设有检测电极、或者红外线检测器件、或者超声波检测器件、或者压敏检测器件。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种具有指纹识别检测功能的电子装置，包括上述的指纹识别检测元件。

根据本实用新型公开的技术方案，可以实现在例如便携式终端等电子装置上实现指纹识别，既可以应用于实体按键，也可以应用于触摸式按键，并且集成了至少一项控制功能，能够方便地调节所述电子装置的参数，例如调整声音、亮度、对比度、饱和度、播放速度中的至少一种或组合；或能够方便地操作电子装置，例如打开/关闭WIFI、打开/关闭飞行模式、打开/关闭手电筒、拍摄照片、解锁、进入休眠状态中的至少一种或组合。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1为本实用新型实施例的具有指纹识别检测功能的电子装置；

图2为本实用新型实施例中指纹识别检测元件的第一种电路原理图；

图3为本实用新型实施例中指纹识别检测元件的第二种电路原理图；

图4为本实用新型实施例中指纹识别检测元件的第三种电路原理图；

图5为本实用新型实施例中指纹识别检测元件的第四种电路原理图；

图6为本实用新型实施例中指纹识别检测元件的第五种电路模块图；

图7为本实用新型实施例中指纹识别检测元件的第六种电路模块图；以及

图8为本实用新型实施例中指纹识别检测元件的第七种电路模块图。

其中，附图标记说明如下：

1 手机

2 屏幕

3、3′ 指纹识别检测元件

30 指纹识别区域

300 驱动电路

301 指纹识别感应电极

302 指纹识别驱动电极

303 检测间隙

304 差分放大器

305 差分滤波器

306 参考电极

307 虚设电极

308 间隙

309 导线

310 调控电路

311 第一调控驱动电极

312 第一调控感应电极

313 检测间隙

314 第二调控驱动电极

315 第二调控感应电极

316 检测间隙

A 指纹检测的方向

B 调控手机的方向

C 调控手机的方向

300′ 指纹识别检测元件

302′ 第一指纹识别驱动电极

303′ 第一指纹识别感应电极

306′ 第一检测间隙

309′ 第二指纹识别驱动电极

310′ 第二指纹识别感应电极

313′ 第二检测间隙

300” 指纹识别检测元件

302” 第一指纹识别驱动电极

303” 第一指纹识别感应电极

304” 第一参考电极

305” 第一虚设驱动电极

306” 第一检测间隙

307” 差分滤波器

308” 差分放大器

309” 第二指纹识别驱动电极

310” 第二指纹识别感应电极

311” 第二参考电极

312” 第二虚设驱动电极

313” 第二检测间隙

314” 差分滤波器

315” 差分放大器

5 指纹识别区域

61 第一超声波检测器件

62 第二超声波检测器件

7 红外线检测器件

8 压敏检测器件

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本实用新型的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型。

本实用新型的附图仅用于示意相对位置关系和电连接关系，某些部位的层厚采用了夸示的绘图方式以便于理解，附图中的层厚并不代表实际层厚的比例关系。

实施例1

如图1所示，本实用新型的一种具有指纹识别检测功能的手机1，(但不限于手机，也可以是IPAD等便携式终端或门禁装置)，屏幕2的下方设有指纹识别检测元件3。本实用新型的指纹识别检测元件3可以是集成在手机1的实体按键上，也可以是集成在手机1的触摸式按键上。

如图2所示，指纹识别检测元件3包括多个指纹识别驱动电极302(参见图2)、指纹识别感应电极301、第一调控电极组和第二调控电极组，第一调控电极组和第二调控电极组分别布置在全体指纹识别驱动电极302的两侧。指纹识别检测元件3检测沿垂直于指纹识别感应电极301的第一方向(A方向)上移动的指纹，进行指纹验证；并检测沿垂直于第一调控电极组和第二调控电极组的第二方向(B方向或者是C方向)上的划过动作，根据划过动作调节手机的参数。第二方向与第一方向交叉，优选地，第二方向垂直于第一方向。(指纹识别区域30内的电极主要用于指纹识别，而第一调控电极组和第二调控电极组的所在的区域为方向检测区域)

在一个变化例中，可以调整第一调控电极组和第二调控电极组相对于全体指纹识别驱动电极302的位置关系，使得第二方向可以不垂直于第一方向，比如说检测手指斜向运动，也能实现本实用新型中的功能，但不以此为限。

在另一个变化例中，还可以在第一调控电极组和第二调控电极组的基础上，环绕着全体指纹识别驱动电极302的位置来增设其他的调控电极组，使得可以检测手指在指纹识别检测元件3表面的第三个方向上的运动，第三个方向上的运动可以控制相同或者是不同于第二个方向所对应的手机的参数，但不以此为限。可见，增设多组调控电极组，以控制多种手机的参数的方案也落在本案的保护范围之内。

多条指纹识别驱动电极302并排布置且彼此间隔开，多条指纹识别驱动电极302分别与指纹识别感应电极301间隔开地相对以形成多个检测间隙303。指纹识别驱动电极302实质上彼此平行，并且连接至驱动电路300。指纹识别感应电极301实质上垂直于指纹识别驱动电极302而布置。每个指纹识别驱动电极302通过检测间隙303与指纹识别感应电极301分隔开。因此，指纹识别检测元件3包括位于各个指纹识别驱动电极302和指纹识别感应电极301之间的线性排列的检测间隙303。

当用户在垂直于指纹识别感应电极301的方向上移动或挥动手指时(例如：沿A方向滑动手指)，驱动电路300以驱动信号顺序地激励指纹识别驱动电极302。当指纹的指纹脊和指纹谷掠过检测间隙303时，施加至指纹识别驱动电极302的驱动信号根据单个检测间隙303的电容被电容性地耦合至指纹识别感应电极301。电容根据掠过检测间隙303的指纹脊和指纹谷而变化。电容性耦合的驱动信号被耦合至指纹识别感应电极301，并由一感应电路检测来提供一行指纹图像。通过组合多片指纹图形可以形成完整的指纹图像。

第一调控电极组包括并排布置的第一调控感应电极312和第一调控驱动电极311，第一调控感应电极312和第一调控驱动电极311间隔开地相对以形成检测间隙313；以及第二调控电极组包括并排布置的第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314，第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314间隔开地相对以形成检测间隙316。第一调控感应电极312、第一调控驱动电极311、第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314平行于指纹识别驱动电极。第一调控感应电极312以及第二调控感应电极315比第一调控驱动电极311以及第二调控驱动电极314更接近指纹识别驱动电极，但不以此为限。或者，第一调控驱动电极311以及第二调控驱动电极314比第一调控感应电极312以及第二调控感应电极315更接近指纹识别驱动电极。

第一调控感应电极312、第一调控驱动电极311、第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314分别连接到调控电路310；指纹识别驱动电极分别连接到驱动电路。

当手指划过第一调控电极组中的检测间隙313时，第一调控驱动电极311上的驱动信号会被电容性地耦合至第一调控感应电极312，而被调控电路310检测到，其原理与指纹识别感应电极301以及指纹识别驱动电极302的工作原理类似，不再赘述。同样地，当手指划过第二调控电极组中的检测间隙316时，第二调控驱动电极314上的驱动信号会被电容性地耦合至第二调控感应电极315，而被调控电路310检测到。

所以，当手指沿着B方向或是C方向依次滑过第一调控电极组中的检测间隙313和第二调控电极组中的检测间隙316时，都会被调控电路310检测到。由于划过的时间点存在先后，调控电路310以此判断手指是先划过第一调控电极组，后划过第二调控电极组(图2中B方向)；还是先划过第二调控电极组，后划过第一调控电极组(图2中C方向)。由此，本实用新型可以通过检测指纹识别检测元件3表面的手指动作来调节手机的参数，例如声音、亮度、对比度、饱和度、播放速度中的至少一种或组合，但不以此为限。具体对应哪种参数可以预先设定，也可以随时更改，方便灵活。

第一调控电极组以及第二调控电极组也可以分布在指纹识别区域30的上侧或者是下侧，不以本实施例为限。

此外，还可以进一步设定每次划过第一调控电极组和第二调控电极组时，调节手机的参数的幅度，例如：每次沿B方向划过第一调控电极组和第二调控电极组，则增大总音量的10％；或者是每次沿C方向划过第二调控电极组和第一调控电极组，则减小总亮量的20％等等，不以此为限。

在一个优化的实施例中，本实用新型可以预设在音乐播放界面下，预设每次沿B方向划过第一调控电极组和第二调控电极组时，增大音量10％；每次沿C方向划过第一调控电极组和第二调控电极组时，减小音量10％，则当指纹识别检测元件3检测的相应的动作时，进行预设操作。并且，本实用新型预设在浏览网页界面下，预设每次沿B方向划过第一调控电极组和第二调控电极组时，刷新网页；每次沿C方向划过第一调控电极组和第二调控电极组时，打开新的空白页，则当指纹识别检测元件3检测的相应的动作时，进行预设操作。

可见，本实用新型可以在不同的界面，定义不同的操作或是调整不同的参数，灵活多变，将指纹识别检测元件3变成为自定义按键，大大增强人性化体验。

实施例2

图2中所示类型的指纹识别检测元件3虽然提供了满意的性能，但是易受寄生耦合和由人类身体聚集的噪声以及来自间隙外的指纹的通过手指的主要部分而耦合的干扰的影响。为了优化指纹识别的准确性，消除来自间隙外的指纹部分的耦合干扰，即消除差分噪声，在图3中示出了改良的指纹识别检测元件3′。

与图2中相同地，指纹识别检测元件3′(图3)包括多个指纹识别驱动电极302、指纹识别感应电极301、第一调控电极组和第二调控电极组，第一调控电极组和第二调控电极组分别布置在全体指纹识别驱动电极302的两侧。指纹识别检测元件检测垂直于指纹识别感应电极301的第一方向(A方向)上的指纹；并检测垂直于第一调控电极组和第二调控电极组的第二方向(B方向或者是C方向)上的划过动作，根据划过动作操作手机，第二方向垂直于第一方向。(指纹识别区域30内的电极主要用于指纹识别，而第一调控电极组和第二调控电极组的所在的区域为方向检测区域)

指纹识别驱动电极302实质上彼此平行，并且连接至驱动电路300。指纹识别感应电极301实质上垂直于指纹识别驱动电极302布置。每个指纹识别驱动电极302通过检测间隙303自检测板间隔开。因此，指纹识别检测元件3′包括位于各个指纹识别驱动电极302和指纹识别感应电极301之间的线性排列的检测间隙303。驱动电路300以驱动信号顺序地激励指纹识别驱动电极302。

指纹识别检测元件3′还可以包括参考电极306和多条虚设电极307(参见图3)，参考电极306与指纹识别感应电极301相对设置并位于指纹识别感应电极301的与多条指纹识别驱动电极302相反的一侧。多条虚设电极307并排布置且彼此电连接，多条虚设电极307与多条指纹识别驱动电极302对应地设置在参考电极306的与指纹识别感应电极301相反的一侧。参考电极306通过比指纹识别感应电极301更大的距离与指纹识别驱动电极302隔开，此距离足以为共模噪声消除提供噪声和寄生耦合参考。在一些实施方案中，参考电极306和指纹识别感应电极301可以具有相等的长度和宽度，并且可以并排地平行布置。参考电极306类似于指纹识别感应电极301那样感测脊/谷信号。因为参考电极306和指纹识别感应电极301紧密地间隔，并且具有类似的尺寸，两个电极产生了大致相等的噪声和寄生信号。从参考电极306上的信号中减去指纹识别感应电极301上的信号产生了与感测的信号之间的差成比例的脊/谷信号，由于来自检测间隙303上的两个电极的相对间距，这是显著的。但是，相等耦合的噪声和寄生信号可以通过减去两个电极上的信号而被消除。

指纹识别感应电极301和参考电极306通过差分滤波器304耦合至差分放大器305。尤其，指纹识别感应电极301可以通过差分滤波器304耦合至差分放大器305的正向输入，而参考电极306可以通过差分滤波器304耦合至差分放大器305的反向输入。差分放大器305通过电子方式减去指纹识别感应电极301和参考电极306上的信号，使得噪声和寄生信号被消除。

指纹识别检测元件3′还可以包括与参考电极306间隔开的虚设驱动电路。如图3中所示，虚设驱动电路可以包括实质上平行的虚设电极307，其与参考电极306垂直地放置并由间隙308与参考电极306间隔开。平行虚设电极307由导线309互相电连接，并且通过导线309连接至驱动电路300。在一些实施方案中，相对于参考电极306的平行虚设电极307的排列匹配相对于指纹识别感应电极301的指纹识别驱动电极302的排列。因此，平行虚设电极307的宽度、平行虚设电极307之间的间距、和间隙308的大小可以分别与指纹识别驱动电极302的宽度、指纹识别驱动电极302之间的间距、和检测间隙303的大小相同。

虚设驱动电路可以在指纹图像感测期间连接至参考电位，例如接地。因此，在指纹图像感测的任何瞬间时间，指纹识别驱动电极302中的一个可以被驱动信号激励，并且剩余的指纹识别驱动电极302耦合至参考电位，例如接地。对于指纹识别检测元件3′具有300个指纹识别驱动电极302的例子，在任何给定时刻，除了300个指纹识别驱动电极302中的一个以外的所有指纹识别驱动电极302连接至接地，并且在图像感测期间的任何给定时刻，虚设驱动电路的所有平行虚设电极307连接至接地。利用该布置，接地导体上的噪声实质上等价地耦合至指纹识别感应电极301和参考电极306。耦合的噪声通过差分放大器305被减去，并从而被消除。所关心的指纹图像信号在指纹识别感应电极301和参考电极306之间被检测，并且不被差分放大器305消除。本实施例中，指纹识别感应电极301、指纹识别驱动电极302、参考电极306和虚设电极307都可以利用传统的沉积、蚀刻和光刻技术形成。

一般，检测间隙303的大小小于典型指纹的脊间距，并且一般在25至50μm的范围内。本实施例中，相邻的指纹识别驱动电极302之间的节距彼此相等且在50至60μm范围内，指纹识别驱动电极302的宽度彼此相等且在20至45μm范围内，检测间隙303的大小彼此相等且在20至40μm范围内。

在指纹识别检测元件3′的一个例子中，指纹识别驱动电极302具有25μm(微米)的宽度，并且相邻的指纹识别驱动电极302之间的间距是25μm。检测间隙303的大小为32μm。指纹识别感应电极301和参考电极306之间的间距为32μm。虚设驱动电路的平行虚设电极307的宽度为25μm并且相邻的虚设电极307之间的间距为25μm。间隙308的大小为32μm。这里的工艺尺寸参数仅仅作为例子给出，并不限制关于本实用新型的范围。

同样地，第一调控电极组包括并排布置的第一调控感应电极312和第一调控驱动电极311，第一调控感应电极312和第一调控驱动电极311间隔开地相对以形成检测间隙313；以及第二调控电极组包括并排布置的第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314，第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314间隔开地相对以形成检测间隙316。第一调控感应电极312、第一调控驱动电极311、第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314分别连接到调控电路310。

第一调控感应电极312、第一调控驱动电极311、第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314平行于指纹识别驱动电极。第一调控感应电极312、第一调控驱动电极311、第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314分别连接到调控电路；指纹识别驱动电极分别连接到驱动电路。

当手指划过第一调控电极组中的检测间隙313时，第一调控驱动电极311上的驱动信号会被电容性地耦合至第一调控感应电极312，而被调控电路310检测到，其原理与指纹识别感应电极301以及指纹识别驱动电极302的工作原理类似，不再赘述。同样地，当手指划过第二调控电极组中的检测间隙316时，第二调控驱动电极314上的驱动信号会被电容性地耦合至第二调控感应电极315，而被调控电路310检测到。

所以，当手指沿着B方向或是C方向依次滑过第一调控电极组中的检测间隙313和第二调控电极组中的检测间隙316时，都会被调控电路310检测到。由于划过的时间点存在先后，调控电路310以此判断手指是先划过第一调控电极组，后划过第二调控电极组(图2中B方向)；还是先划过第二调控电极组，后划过第一调控电极组(图2中C方向)。

第一调控感应电极312以及第二调控感应电极315比第一调控驱动电极311以及第二调控驱动电极314更接近指纹识别驱动电极，但不以此为限。或者，第一调控驱动电极311以及第二调控驱动电极314比第一调控感应电极312以及第二调控感应电极315更接近指纹识别驱动电极。

本实用新型可以通过检测指纹识别检测元件3表面的手指动作来操作手机，例如打开/关闭WIFI、打开/关闭飞行模式、打开/关闭手电筒、拍摄照片、解锁、进入休眠状态等等的至少一种或组合，但不以此为限。具体对应哪种参数可以预先设定，也可以随时更改，方便灵活。

此外，可以进一步设定每次划过第一调控电极组和第二调控电极组时，根据划过动作操作手机，例如：每次沿B方向划过第一调控电极组和第二调控电极组，则打开WIFI；或者，每次沿C方向划过第二调控电极组和第一调控电极组，则拍摄一张照片，不以此为限。

实施例3

参见图4，指纹检测元件300′可包括一条第一指纹识别感应电极303′、对应第一指纹识别感应电极303′的多条第一指纹识别驱动电极302′、一条第二指纹识别感应电极310′以及对应第二指纹识别感应电极310′的多条第二指纹识别驱动电极309′。第一指纹识别驱动电极302′并排布置且彼此间隔开，并且第一指纹识别驱动电极302′分别与第一指纹识别感应电极303′间隔开地相对以形成多个第一检测间隙306′。第二指纹识别感应电极310′与第一指纹识别感应电极303′平行设置并位于第一指纹识别感应电极303′的与多条第一指纹识别驱动电极302′相反的一侧。第二指纹识别驱动电极309′并排布置且彼此间隔开，并且第二指纹识别驱动电极309′分别与第二指纹识别感应电极310′间隔开地相对以形成多个第二检测间隙313′。第二指纹识别驱动电极309′与多条第一指纹识别驱动电极302′对应地设置在第二指纹识别感应电极310′与第一指纹识别感应电极303′相反的一侧。(指纹识别区域30内的电极主要用于指纹识别，而第一调控电极组和第二调控电极组的所在的区域为方向检测区域)

本实施例中，相邻第一指纹识别驱动电极302′之间的节距及相邻第二指纹识别驱动电极309′之间的节距彼此相等且在50至60μm范围内，但不以此为限。第一指纹识别驱动电极302′的宽度及第二指纹识别驱动电极309′的宽度彼此相等且在20至45μm范围内，但不以此为限。第一检测间隙306′和第二检测间隙313′的大小彼此相等且在20至40μm范围内，但不以此为限。

指纹影像可透过在手指扫过第一指纹识别驱动电极302′分别与第一指纹识别感应电极303′之间的第一检测间隙306′和第二指纹识别驱动电极309′分别与第二指纹识别感应电极310′之间的第二检测间隙313′而产生。这些信号可组合成指纹影像，与使用逐行扫描产生传真影像的方式相似。

在某些实施例中，第一指纹识别驱动电极302′设定为逐个顺序发送探测信号。此探测信号可在第一指纹识别感应电极303′上感测。与第一指纹识别驱动电极302′相似，第一指纹识别感应电极303′可以是与驱动电路300连接的一导电电极。

在第一指纹识别感应电极303′处，可因应探测信号而产生响应信号。回应信号的幅度可取决于多个因素，例如指纹传感区域上是否存在手指，特别是在某第一指纹识别驱动电极302′和第一指纹识别感应电极303′之间的第一检测间隙306′上是否刚好有指纹的脊或谷。在第一指纹识别感应电极303′处产生的响应信号之幅度可与该第一指纹识别驱动电极302′和第一指纹识别感应电极303′之间的第一检测间隙306′上手指之脊或谷的射频阻抗直接相关。

指纹传感区域(包括第一指纹识别驱动电极302′和第一指纹识别感应电极303′)可能与驱动电路300电连接但实际分离。将第一指纹识别感应电极303′和第二指纹识别感应电极310′定位于硅芯片之外，或可减小传感器的静电放电、磨损及破碎可能性，从而改善指纹检测元件300′的可靠性。如此亦可按照传统的芯片缩小路线图，让指纹检测元件300′的成本随时日而降低。此架构与直接接触传感器(整合到硅芯片上的传感器)相比有一明显优点，因为直接接触传感器不能收缩到比行业标准指纹宽度更小。

本实施例中，通过共用第一指纹识别驱动电极302′、第二指纹识别驱动电极309′、第一指纹识别感应电极303′和第二指纹识别感应电极310′构成一双线成像器，用于产生准确的无变形指纹影像。通过手指先通过第一指纹识别感应电极303′或是第二指纹识别感应电极310′来确定手指扫过指纹传感区域时的方向，并且，通过比对第一指纹识别感应电极303′和第二指纹识别感应电极310′的信号变化来确定手指扫过指纹传感区域时的速度(例如：通过计算相同的指纹区域通过第一指纹识别感应电极303′和第二指纹识别感应电极310′的时间差来获得手指速度)，以此来得到更准确的指纹影像。

而且，指纹检测元件300′也包括第一调控电极组和第二调控电极组。第一调控电极组包括并排布置的第一调控感应电极312和第一调控驱动电极311，第一调控感应电极312和第一调控驱动电极311间隔开地相对以形成检测间隙313；以及第二调控电极组包括并排布置的第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314，第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314间隔开地相对以形成检测间隙316。第一调控感应电极312、第一调控驱动电极311、第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314平行于指纹识别驱动电极。第一调控感应电极312、第一调控驱动电极311、第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314分别连接到调控电路310；指纹识别驱动电极分别连接到驱动电路。

所以，当手指沿着B方向或是C方向依次滑过第一调控电极组中的检测间隙313和第二调控电极组中的检测间隙316时，都会被调控电路310检测到。由于划过的时间点存在先后，调控电路310以此判断手指是先划过第一调控电极组，后划过第二调控电极组(图2中B方向)；还是先划过第二调控电极组，后划过第一调控电极组(图2中C方向)。由此，本实用新型可以通过检测指纹识别检测元件3表面的手指动作来调节手机的参数，例如声音、亮度、对比度、饱和度、播放速度中的至少一种或组合，但不以此为限。具体对应哪种参数可以预先设定，也可以随时更改，方便灵活。

实施例4

参见图5，指纹检测元件300"可包括一条第一指纹识别感应电极303"、对应第一指纹识别感应电极303"的多条第一指纹识别驱动电极302"、一条第二指纹识别感应电极310"以及对应第二指纹识别感应电极310"的多条第二指纹识别驱动电极309"。第一指纹识别驱动电极302"和第二指纹识别驱动电极309"分别连接驱动电路300。第一指纹识别驱动电极302"并排布置且彼此间隔开，并且第一指纹识别驱动电极302"分别与第一指纹识别感应电极303"间隔开地相对以形成多个第一检测间隙306"。第二指纹识别感应电极310"与第一指纹识别感应电极303"平行设置并位于第一指纹识别感应电极303"的与多条第一指纹识别驱动电极302"相反的一侧。第二指纹识别驱动电极309"并排布置且彼此间隔开，并且第二指纹识别驱动电极309"分别与第二指纹识别感应电极310"间隔开地相对以形成多个第二检测间隙313"。第二指纹识别驱动电极309"与多条第一指纹识别驱动电极302"对应地设置在第二指纹识别感应电极310"与第一指纹识别感应电极303"相反的一侧。(指纹识别区域30内的电极主要用于指纹识别，而第一调控电极组和第二调控电极组的所在的区域为方向检测区域)

而与图4不同的是，图5中的指纹检测元件300"的第一指纹识别感应电极和第二指纹识别感应电极均设有对应的参考电极、虚设驱动电极、差分滤波器以及差分放大器。

第一参考电极304"与第一指纹识别感应电极303"平行地相对设置并位于第一指纹识别感应电极303"的与多条第一指纹识别驱动电极302"相反的一侧。同样地，第二参考电极311"与第二指纹识别感应电极310"平行地相对设置并位于第二指纹识别感应电极310"的与多条第二指纹识别驱动电极309"相反的一侧。

指纹检测元件300"包括多条第一虚设驱动电极305"和多条第二虚设驱动电极312"，多条第一虚设驱动电极305"并排布置且彼此电连接，多条第一虚设驱动电极305"与多条第一指纹识别驱动电极302"对应地设置在第一参考电极304"的与第一指纹识别感应电极303"相反的一侧，多条第二虚设驱动电极312"并排布置且彼此电连接，多条第二虚设驱动电极312"与多条第二指纹识别驱动电极309"对应地设置在第二参考电极311"的与第二指纹识别感应电极310"相反的一侧。在本实施例中，第一虚设驱动电极305"和第二虚设驱动电极312"可以全部接地，但不以此为限。指纹检测元件300"还包括差分滤波器307"、差分放大器308"、差分滤波器314"以及差分放大器315"。在一个实施例中，差分滤波器307"、差分放大器308"、差分滤波器314以及差分放大器315"也可以形成于指纹检测元件300"之中(通过半导体芯片生产技术)。第一指纹识别感应电极303"和第一参考电极304"分别经过差分滤波器307"连接到差分放大器308"的正向输入端和反向输入端，差分放大器307"通过电子方式减去第一指纹识别感应电极303"和第一参考电极304"上的信号，使得噪声和寄生信号被消除。同样地，第二指纹识别感应电极310"和第二参考电极311"分别经过差分滤波器314"连接到差分放大器315"的正向输入端和反向输入端。差分放大器315"通过电子方式减去第二指纹识别感应电极310"和第二参考电极311"上的信号，使得噪声和寄生信号被消除。

可见，图5中指纹检测元件300"能够在图4的指纹检测元件300′的基础上，有效消除噪声和寄生信号，从而得到更加准确的指纹图像。

而且，指纹检测元件300"也包括第一调控电极组和第二调控电极组。第一调控电极组包括并排布置的第一调控感应电极312和第一调控驱动电极311，第一调控感应电极312和第一调控驱动电极311间隔开地相对以形成检测间隙313；以及第二调控电极组包括并排布置的第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314，第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314间隔开地相对以形成检测间隙316。第一调控感应电极312、第一调控驱动电极311、第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314平行于指纹识别驱动电极。第一调控感应电极312、第一调控驱动电极311、第二调控感应电极315和第二调控驱动电极314分别连接到调控电路310；指纹识别驱动电极分别连接到驱动电路。

所以，当手指沿着B方向或是C方向依次滑过第一调控电极组中的检测间隙313和第二调控电极组中的检测间隙316时，都会被调控电路310检测到。由于划过的时间点存在先后，调控电路310以此判断手指是先划过第一调控电极组，后划过第二调控电极组(图2中B方向)；还是先划过第二调控电极组，后划过第一调控电极组(图2中C方向)。

第一调控感应电极312以及第二调控感应电极315比第一调控驱动电极311以及第二调控驱动电极314更接近指纹识别驱动电极，但不以此为限。或者，第一调控驱动电极311以及第二调控驱动电极314比第一调控感应电极312以及第二调控感应电极315更接近指纹识别驱动电极。

本实用新型可以通过检测指纹识别检测元件3表面的手指动作来操作手机，例如打开/关闭WIFI、打开/关闭飞行模式、打开/关闭手电筒、拍摄照片、解锁、进入休眠状态等等的至少一种或组合，但不以此为限。具体对应哪种参数可以预先设定，也可以随时更改，方便灵活。

此外，可以进一步设定每次划过第一调控电极组和第二调控电极组时，根据划过动作操作手机，例如：每次沿B方向划过第一调控电极组和第二调控电极组，则打开WIFI；或者，每次沿C方向划过第二调控电极组和第一调控电极组，则拍摄一张照片，不以此为限。

其它实施例

在另一个变化例中，如图6所示，方向检测区域中包括在指纹识别区域5的左右两侧分别设置的第一超声波检测器件61和第二超声波检测器件62。

指纹识别区域5检测第一方向上滑过指纹，指纹识别区域内设有指纹识别感应电极以及指纹识别驱动电极。

第一超声波检测器件61和第二超声波检测器件62，检测第二方向上的划过动作，第二方向与第一方向相交。通过检测划过动作经过第一超声波检测器件61和第二超声波检测器件62的先后，来判断划过动作的方向，根据划过动作调节电子装置的参数或者操作电子装置。

在另一个变化例中，如图7所示，方向检测区域中包括在指纹识别区域5的下侧设置的红外线检测器件7，由红外线检测器件7来判断经过其上的滑动动作的方向，相关实现原理此处不再赘述。

在另一个变化例中，如图8所示，方向检测区域中包括在指纹识别区域5的上侧设置的两个压敏检测器件8，由通过判断滑动动作经过两个压敏检测器件8的先后来检测经过其上的滑动动作的方向，相关实现原理此处不再赘述。

综上可知，本实用新型的指纹识别检测元件及其电子装置可以实现在例如便携式终端等电子装置上实现指纹识别，既可以应用于实体按键，也可以应用于触摸式按键，并且集成了至少一项控制功能，能够方便地调节所述电子装置的参数，例如调整声音、亮度、对比度、饱和度、播放速度中的至少一种或组合；或能够方便地操作电子装置，例如打开/关闭WIFI、打开/关闭飞行模式、打开/关闭手电筒、拍摄照片、解锁、进入休眠状态中的至少一种或组合。

以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims (15)

1.一种指纹识别检测元件，其特征在于，包括：

第一指纹识别感应电极；

多条第一指纹识别驱动电极，所述多条第一指纹识别驱动电极并排布置且彼此间隔开，所述多条第一指纹识别驱动电极分别与所述第一指纹识别感应电极间隔开地相对以形成多个第一检测间隙；

第二指纹识别感应电极，与所述第一指纹识别感应电极平行设置并位于所述第一指纹识别感应电极的与所述多条第一指纹识别驱动电极相反的一侧；

多条第二指纹识别驱动电极，所述多条第二指纹识别驱动电极并排布置且彼此间隔开，所述多条第二指纹识别驱动电极分别与所述第二指纹识别感应电极间隔开地相对以形成多个第二检测间隙，所述多条第二指纹识别驱动电极与所述多条第一指纹识别驱动电极对应地设置在所述第二指纹识别感应电极的与所述第一指纹识别感应电极相反的一侧；以及

第一调控电极组和第二调控电极组，所述第一调控电极组和第二调控电极组分别布置在全体所述指纹识别驱动电极的两侧；

所述指纹识别检测元件检测垂直于所述第一和第二指纹识别感应电极的第一方向上滑过的指纹；并检测经过第一调控电极组和第二调控电极组的第二方向上的划过动作，根据所述划过动作调节具有所述指纹识别检测元件的电子装置的参数或者操作具有所述指纹识别检测元件的电子装置，所述第二方向与所述第一方向交叉。

2.如权利要求1所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述第一调控电极组包括并排布置的第一调控感应电极和第一调控驱动电极，所述第一调控感应电极和第一调控驱动电极间隔开地相对以形成检测间隙；以及

所述第二调控电极组包括并排布置的第二调控感应电极和第二调控驱动电极，所述第二调控感应电极和第二调控驱动电极间隔开地相对以形成检测间隙；

所述第一调控感应电极、第一调控驱动电极、第二调控感应电极和第二调控驱动电极平行于所述指纹识别驱动电极。

3.如权利要求2所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述指纹检测元件还包括第一参考电极和第二参考电极，所述第一参考电极与所述第一指纹识别感应电极平行地相对设置并位于所述第一指纹识别感应电极的与所述多条第一指纹识别驱动电极相反的一侧，所述第二参考电极与所述第二指纹识别感应电极平行地相对设置并位于所述第二指纹识别感应电极的与所述多条第二指纹识别驱动电极相反的一侧。

4.如权利要求3所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述指纹检测元件还包括多条第一虚设驱动电极和多条第二虚设驱动电极，所述多条第一虚设驱动电极并排布置且彼此电连接，所述多条第一虚设驱动电极与所述多条第一指纹识别驱动电极对应地设置在所述第一参考电极的与所述第一指纹识别感应电极相反的一侧，所述多条第二虚设驱动电极并排布置且彼此电连接，所述多条第二虚设驱动电极与所述多条第二指纹识别驱动电极对应地设置在所述第二参考电极的与所述第二指纹识别感应电极相反的一侧。

5.如权利要求1所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述第二方向垂直于所述第一方向。

6.如权利要求1所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述电子装置的参数为声音、亮度、对比度、饱和度、播放速度中的至少一种或组合；所述操作电子装置为打开/关闭WIFI、打开/关闭飞行模式、打开/关闭手电筒、拍摄照片、解锁、进入休眠状态中的至少一种或组合。

7.一种指纹识别检测元件，其特征在于，包括：

指纹识别感应电极；

多条指纹识别驱动电极，所述多条指纹识别驱动电极并排布置且彼此间隔开，所述多条指纹识别驱动电极分别与所述指纹识别感应电极间隔开地相对以形成多个检测间隙；以及

第一调控电极组和第二调控电极组，所述第一调控电极组和第二调控电极组分别布置在全体所述指纹识别驱动电极的两侧；

所述指纹识别检测元件检测垂直于指纹识别感应电极的第一方向上 滑过的指纹；并检测经过第一调控电极组和第二调控电极组的第二方向上的划过动作，根据所述划过动作调节具有所述指纹识别检测元件的电子装置的参数或者操作具有所述指纹识别检测元件的电子装置，所述第二方向与所述第一方向交叉。

8.如权利要求7所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述第一调控电极组包括并排布置的第一调控感应电极和第一调控驱动电极，所述第一调控感应电极和第一调控驱动电极间隔开地相对以形成检测间隙；以及

所述第二调控电极组包括并排布置的第二调控感应电极和第二调控驱动电极，所述第二调控感应电极和第二调控驱动电极间隔开地相对以形成检测间隙；

所述第一调控感应电极、第一调控驱动电极、第二调控感应电极和第二调控驱动电极平行于所述指纹识别驱动电极。

9.如权利要求8所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述指纹识别检测元件还包括参考电极，所述参考电极与所述指纹识别感应电极相对设置并位于所述指纹识别感应电极的与所述多条指纹识别驱动电极相反的一侧。

10.如权利要求9所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述指纹识别检测元件还包括多条虚设电极，所述多条虚设电极并排布置且彼此电连接，所述多条虚设电极与所述多条指纹识别驱动电极对应地设置于所述参考电极的与所述指纹识别感应电极相反的一侧。

11.如权利要求7所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述第二方向垂直于所述第一方向。

12.如权利要求7所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述电子装置的参数为声音、亮度、对比度、饱和度、播放速度中的至少一种或组合；所述操作电子装置为打开/关闭WIFI、打开/关闭飞行模式、打开/关闭手电筒、拍摄照片、解锁、进入休眠状态中的至少一种或组合。

13.一种指纹识别检测元件，其特征在于，包括：

指纹识别区域，检测第一方向上滑过的指纹，所述指纹识别区域内设有指纹识别感应电极以及指纹识别驱动电极；以及

方向检测区域，检测第二方向上的划过动作，所述第二方向与所述第一方向相交，所述方向检测区域分别位于所述指纹识别区域的两侧，或者位于所述指纹识别区域的下侧，或者位于所述指纹识别区域的上侧。

14.如权利要求13所述的指纹识别检测元件，其特征在于：所述方向检测区域中设有检测电极、或者红外线检测器件、或者超声波检测器件、或者压敏检测器件。

15.一种具有指纹识别检测功能的电子装置，包括如权利要求1至14中任意一项所述的指纹识别检测元件。