[發明專利]透明面板指紋識別裝置及指紋識別器

在審

• 申請號: 201710712408.5
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107563315A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 姜璦珂;葉志;劉旸;元永剛
• 申請（專利權）人: 浙江大學;杭州雷賽微科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 杭州知通專利代理事務所(普通合伙)33221
• 代理人: 姚宇吉

技術領域

本發明屬于指紋認證領域，涉及指紋檢測與識別技術，特別涉及一種透明面板指紋識別裝置及指紋識別器。

背景技術

隨著智能手機和平板電腦的普及，為了信息安全以及便于使用，這些電子產品的解鎖方式也呈多元化發展。指紋解鎖作為目前常見的一種解鎖方式，只需將手指放置在掃描區，等待短暫的掃描比對，一旦吻合就可自動進行解鎖。

在指紋認證領域，主要基于光電、電容和超聲波檢測這三種技術實現指紋識別。其中，電容式指紋傳感器由于其具有更高的靈敏度和識別精度，被廣泛地應用于各種電子設備和安保系統中。目前，市面上的大多電容式指紋識別器是利用單晶硅或者多晶硅基工藝進行加工和制造的，其成本較低，體積較小。但是，由于指紋識別模塊加入了金屬構成的電極以及導線，其無法與電子設備中的透明觸摸面板集成，使其在電子設備中需要占據一定的額外面積。

因此，人們希望能將指紋傳感器也做成透明面板，從而完美結合于各種顯示屏中。例如，申請公開號為CN104834423A的中國專利申請中披露了上述的器件。其公開了一種透明指紋識別面板陣列結構，該陣列結構能夠實現指紋傳感器和顯示屏透明導電面板一體式結合的目的。當手指按壓在導電面板上時，手指與導電面板的電極之間將形成一個小型電容。該電容的電容值大小由導電面板的面積大小以及手指與面板電極的間距所決定。當控制每個電極的面積相等，則電容大小就由電極與手指的間距所決定。眾所周知，指紋是由脊線和谷線相互排列而成。當手指接觸玻璃面板時，指紋中凸出的脊線與面板電極之間的距離就會小于谷線的，從而使得不同指紋位置形成不同大小的電容。再用薄膜晶體管作為放大器將電容儲存的電荷進行放大，從而方便采集信號。然而，該發明也存在不足之處，即該陣列結構所能獲得的電容值往往很小，并且薄膜晶體管的信號放大作用不足以區分信號之間的差別。此外，當微弱的信號受到外界噪聲的干擾時，致使疊加隨機噪聲后的信號之間的差異更小，從而導致了指紋采集的精度不高以及可能出現許多偽特征點，給后期的指紋識別認證帶來巨大的麻煩。

發明內容

本發明的目的是提出一種透明面板指紋識別裝置及指紋識別器，可以應用到指紋認證領域上，實現指紋的精準識別，并具有較好的抗干擾性。

為了解決上述技術問題，本發明采用了下述技術方案：

本發明提出一種透明面板指紋識別裝置，其包括開關模塊、電容電極和反相器。開關模塊，包括第一端和第二端，第一端與第一掃描線連接，第二端和電容電極連接；當第一端的電位為第一電平時，開關模塊處于導通狀態，當第一端的電位為第二電平時，開關模塊處于斷開狀態。電容電極與反相器連接，電容電極用于在指紋接觸處形成感應電容。反相器與第二掃描線連接，輸入端與電容電極連接，輸出端與第一輸出線連接，反相器用于將電容電極形成的感應電容的電平進行反向跳變操作后輸出。

優選的，透明面板指紋識別裝置還包括時間數字轉換模塊。時間數字轉換模塊連接第一輸出線，時間數字轉換模塊用于計算兩個脈沖信號預設電壓下的時間間隔，兩種感應電容的放電信號經反相器輸出得到兩個脈沖信號。

優選的，開關模塊包括第一薄膜晶體管，第一薄膜晶體管的漏極與電容電極連接，第一薄膜晶體管的柵極、源極分別與第一掃描線連接。

優選的，反相器包括第二薄膜晶體管和第三薄膜晶體管，第二薄膜晶體管的柵極與電容電極連接，第二薄膜晶體管的源極連接地線，第二薄膜晶體管的漏極與第一輸出線連接。

優選的，第三薄膜晶體管的柵極、源極分別與第二薄膜晶體管的漏極連接，第三薄膜晶體管的漏極與第二掃描線連接。

優選的，第三薄膜晶體管的源極與第二薄膜晶體管的漏極連接，第三薄膜晶體管的柵極、漏極分別與第二掃描線連接。

優選的，反相器包括第二薄膜晶體管和上拉電阻，第二薄膜晶體管的柵極與電容電極連接，第二薄膜晶體管的源極連接地線，第二薄膜晶體管的漏極與第一輸出線連接；上拉電阻一端與第二掃描線連接，另一端與第二薄膜晶體管的漏極連接。

優選的，反相器和第一輸出線之間還設有信號放大模塊。信號放大模塊，一端與反相器連接，另一端與第一輸出線連接，信號放大模塊用于將反相器輸出的信號進行放大。