电容指纹识别方法、电容指纹识别装置和电子设备

技术领域

本申请涉及电容指纹技术领域，并且更具体地，涉及一种电容指纹识别 方法、电容指纹识别装置和电子设备。

背景技术

目前，随着生物识别传感器的发展，尤其指纹识别传感器的迅猛发展， 指纹识别传感器广泛应用于移动终端设备，智能家居，汽车电子等领域，市 场对生物识别传感器的需求与日俱增，市场需求体量越来越大，用户对产品 的要求不仅仅是高品质高性能的追求，已经扩展到外观需求的多样化，并且 不同的用户群体审美的眼光也是多样化的。

目前主流市场的电容指纹装置都是平面结构，外观上比较单一，没有立 体感，客户体验没有足够的新颖，另外，灰尘等物质经常会很容易吸附在平 面的电容指纹装置上，导致指纹识别出现误判等问题，且手机在摔落时，会 对整个电容指纹识别装置的平面造成损伤，影响指纹识别装置的性能。

因此，如何提升电容指纹识别装置的性能以及用户使用体验，是一项亟 待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种电容指纹识别方法、电容指纹识别装置和电子 设备，可以提高电容指纹识别的性能。

第一方面，提供一种电容指纹识别方法，应用于具有电容指纹识别装置 的电子设备，所述电容指纹识别装置用于设置在所述电子设备的异形表面， 所述电容指纹识别装置包括像素电极阵列，所述像素电极阵列用于与触摸所 述异形表面的手指形成电容，所述像素电极阵列包括M列像素电极，其中， 同一列像素电极中的每一个像素电极与所述异形表面的距离相同，M为大于 1的整数，所述方法包括：获取第i列像素电极的打码个数N(i)；根据所述 打码个数N(i)，对所述第i列像素电极进行打码以得到输出电压，所述输出 电压对应于所述电容，所述输出电压用于指纹识别；其中，所述第i列像素 电极对应的打码个数N(i)与所述第i列像素电极和所述异形表面之间的距 离D正相关，i为所述M列像素电极的序号数，i为大于或等于1的整数，且 i小于或等于M。

应理解，本申请实施例中的异形平面可以指表面形状不规则的平面。

在平面电容指纹识别中，一方面，平面结构外观单一，客户体验不好， 另一方面，灰尘等容易吸附在平面的电容指纹识别装置上，导致指纹识别出 现误判，本申请实施例提出了一种可以适用于具有异形平面的电子设备的电 容指纹识别方法，使得电容指纹识别装置可以适用于具有各种不同形状表面 的电子设备，从而可以提升客户的体验，同时，与平面结构不同，电子设备 的异形表面与电容指纹识别装置的距离不同，如果继续沿用现有技术中的平 面电容指纹识别方法，则会出现电容指纹识别装置获取的各部分的信号量差异较大，导致不能很好的进行指纹识别，从而影响指纹识别性能，而且，获 取的数据整体呈现弧形，数据容易上下饱和，不利于后期的算法处理，继而 也会影响指纹识别，基于此，本申请实施例提出的指纹识别方法可以根据像 素电极与异形表面之间的距离，为每一列像素电极分配单独的打码个数，这 样可以增大像素电极与异形表面之间距离大的位置的信号量，以利于指纹识 别，同时，还可以将电容指纹识别装置获取的对应于异形表面各部分的信号 量控制在相近的水平，以便于算法处理，同时，减少数据上下饱和的风险， 继而达到了提高指纹识别性能的目的。

应理解，本申请实施例中的一列像素电极，可以是指与异形表面之间的 距离相同的多个相邻的一行或一列像素电极，可以是本申请实施例中的纵向 的一列，也可以是横向的一行，具体行和列的定义可以根据实际情况设置， 本申请实施例对此不作限制。

在一种可能的实施方式中，所述第i列像素电极的打码个数N(i)的取 值与所述M列像素电极在使用相同打码个数时的平均输出电压值相关。

应理解，在本申请实施例的电容指纹识别中，像素电极与异形表面之间 距离的不同会导致检测得到的电容差距较大，在利用电荷检测方法时，这一 差异会体现在输出电压值中，因此，本申请实施例中的每一列像素电极对应 的打码个数与M列像素电极在使用相同打码个数时的平均输出电压值有关； 或者可选地，本申请实施例中的每一列像素电极的打码个数也可以不通过平 均输出电压反映，而是直接跟像素电极与异形表面之间的距离相关。通过根 据平均输出电压或者上述距离调整打码个数N的取值，可以使得电容指纹识别装置得到更加平整的数据，以便于算法处理，从而提高了电容指纹识别的 性能。

在一种可能的实施方式中，所述第i列像素电极的打码个数N(i)表示 为：

通过根据M列像素电极使用相同的固定打码个数时的每一列像素电极的 平均输出电压获取每一列像素电极对应的打码个数，而每一列像素电极的平 均输出电压本质上与像素电极和异形表面之间形成的电容相关，而电容与像 素电极和异形表面之间的距离相关，因此，本申请实施例中的每一列像素电 极的打码个数是根据距离来确定的，通过像素电极和异形表面之间的距离为 每一列像素电极分配打码个数，可以将距离大的位置的像素电极分配更大的 打码个数，从而可以增大相应的获取的信号量，以利于指纹识别，同时，通 过根据距离为每一列像素电极分配打码个数，可以将对应于异形表面各个位 置获取的信号量控制在相近的水平，以利于后期的算法处理，同时，避免了 数据上下饱和的方向，继而提高了指纹识别性能。

在一种可能的实施方式中，所述电容指纹识别装置还包括模数转换模块， 用于将所述输出电压进行转换，其中，所述目标值为所述模数转换模块的最 大输出值的二分之一。

通过将目标值设置在模数转换模块的最大输出值的二分之一，可以使得 电容指纹识别装置获取的输出电压的数据处于模数转换模块的数据处理范围 的中间位置，这样，输出电压数据的小范围波动都可以涵盖在模数转换模块 的处理范围之内，以便于算法处理，从而提高指纹识别性能。

应理解，本申请实施例中可以将目标值设置为模数转换模块的最大输出 值的二分之一，或者，也可以扩大其设置范围，如三分之二到三分之一的范 围，具体设置可以根据实际情况确定，本申请实施例对此不作限定。

在一种可能的实施方式中，所述电容指纹识别装置还包括：M个寄存器， 所述M个寄存器中的每一寄存器用于存储每一列像素电极的打码个数N，所 述方法还包括：根据所述每一寄存器存储的每一列像素电极的打码个数N， 对所述M列像素电极分别进行打码。

本申请实施例中的打码个数可以存储在寄存器中，电容指纹识别装置可 以根据寄存器中存储的打码个数，对像素电极进行打码。

可选地，本申请实施例中可以包括M个寄存器，此时，每一列像素电极 可以配置有一个寄存器，打码模块进行打码时，可以从每一列的寄存器中读 取相应的打码个数，然后对相应的一列像素电极进行打码。

在一种可能的实施方式中，所述电容指纹识别装置还包括：异形触摸界 面，所述异形触摸界面用于接受手指的触摸。

在一种可能的实施方式中，所述异形触摸界面为弧形触摸界面。

本申请实施例中的电容指纹识别装置也可以包括与电子设备的异形表面 匹配的异形触摸界面，可选地，该异形触摸界面可以为弧形触摸界面。

第二方面，提供一种电容指纹识别装置，用于设置在电子设备的异形表 面，所述装置包括：像素电极阵列，用于与触摸所述异形表面的手指形成电 容，所述像素电极阵列包括M列像素电极，其中，同一列像素电极中的每一 个像素电极与所述异形表面的距离相同，M为大于1的整数；打码模块，用 于根据第i列像素电极的打码个数N(i)对所述i列像素电极进行打码以得 到输出电压，所述输出电压对应于所述电容，所述输出电压用于指纹识别； 其中，所述第i列像素电极对应的打码个数N(i)与所述第i列像素电极和 所述异形表面之间的距离D正相关，i为所述M列像素电极的序号数，i为大 于或等于1的整数，且i小于或等于M。

本申请实施例的电容指纹识别装置可以应用于具有异形表面的电子设备， 一方面可以提高用户的体验，另一方面，通过为每一列像素电极单独配置打 码个数的方式，并且，配置的打码个数和像素电极与异形之间的距离正相关， 这样使得电容指纹识别装置中的对应于大距离的异形表面的像素电极可以具 有更高的打码个数，从而使得其可以获取更大的信号量，以利于指纹识别， 同时，通过为对应于与异形表面具有不同距离的像素电极分配不同的打码个 数，可以使获取的数据更加平整，降低了算法处理的难度，降低数据饱和的 风险，从而可以达到提高指纹识别性能的作用。

在一种可能的实施方式中，所述第i列像素电极的打码个数N(i)的取 值与所述M列像素电极在使用相同打码个数时的平均输出电压值相关。

在一种可能的实施方式中，所述第i列像素电极的打码个数N(i)表示 为：

在一种可能的实施方式中，所述电容指纹识别装置还包括模数转换模块， 用于将所述输出电压进行转换，其中，所述目标值为所述模数转换模块的最 大输出值的二分之一。

在一种可能的实施方式中，所述电容指纹识别装置还包括：M个寄存器， 所述M个寄存器中的每一寄存器用于存储每一列像素电极的打码个数N，所 述打码模块具体用于：根据所述每一寄存器存储的每一列像素电极的打码个 数N，对所述M列像素电极分别进行打码。

在一种可能的实施方式中，所述电容指纹识别装置包括M个所述寄存器， M个所述寄存器与所述M列像素电极一一对应。

在一种可能的实施方式中，所述电容指纹识别装置还包括：异形触摸界 面，所述异形触摸界面用于接受手指的触摸。

在一种可能的实施方式中，所述异形触摸界面为弧形触摸界面。

第三方面，提供一种电子设备，包括处理装置；以及，第二方面或者第 二方面中任一种可能的实施方式中的电容指纹识别装置，该电容指纹识别装 置设置于所述电子设备的异形表面，所述处理装置对所述电容指纹识别装置 输出的数据进行处理，以实现电容指纹识别。

在一种可能的实施方式中，所述异形表面为弧形表面。

本申请实施例中的电容指纹识别装置可以应用于具有不同厚度的各种异 形表面的电子设备，只要为对应于与异形表面具有相同距离的像素电极单独 分配打码个数，就可以实现本申请实施例的电容指纹识别方法。

在一种可能的实施方式中，所述电容指纹识别装置位于所述电子设备的 侧面。

通过将电容指纹识别装置设置在电子设备的侧面，可以提高用户的体验。

附图说明

图1是本申请可以适用的电子设备的平面示意图。

图2是一种平面电容指纹识别装置的示意图。

图3是像素电极和手指与像素电极之间电容的示意图。

图4是电荷检测法的电路示意图。

图5是本申请实施例的一个弧形表面电容指纹识别装置的示意图。

图6是平面电容结构及输出电压示意图。

图7是弧面电容结构及输出电压示意图。

图8是像素电极的列方向的示意图。

图9是本申请实施例的一个电容指纹识别装置的示意图。

图10是本申请实施例的一个电容指纹识别方法的示意图。

图11是本申请实施例的一个N列像素电极的列输出电压均值的示意图。

图12是打码个数和像素电极的列输出电压的关系的示意图。

图13是本申请实施例的一个橡胶砝码按压的示意图。

图14是本申请实施例的打码个数与列输出电压均值的关系示意图。

图15是现有技术中的平面电容指纹识别的电路图和打码流程示意图。

图16是本申请实施例的一个弧面电容识别的电路图和打码流程示意图。

图17是本申请实施例的一个异形弧面电容指纹装置的示意图。

图18是本申请实施例的电子设备的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的电容指纹识别装置可以 应用在智能手机、平板电脑以及其他类型的移动终端或者其他电子设备中。 更具体地，在上述电子设备中，电容指纹系统可以设置于电子设备与用户交 互的任意面，包括但不限于是电子设备的正面、背面或者侧面。

在智能手机的发展中全面屏的趋势越来越明显，目前OLED屏幕搭配屏 下光学指纹的全面屏设计给用户带来了良好的使用体验。出于成本及可行性 考虑，LCD屏幕则主要还是以电容指纹为主。为了适应全面屏发展，同时尽 量优化用户的使用体验，电容指纹识别被放到手机侧边的趋势越来越强。

作为示例，如图1示出了本申请实施例可以使用的一个电子设备的平面 示意图。如图1所示，本申请实施例的电容指纹识别装置所在的电子设备为 手机，该电容指纹识别装置设置在手机的侧面的画圈位置。

图2示出了一种电容指纹识别装置200的示意图，该电容指纹识别装置 200可以设置在图1中所示的画圈位置。该电容指纹识别装置可以为设置于 电子设备的平面的装置。

如图2所示，该电容指纹识别装置200可以包括：电容指纹芯片210， 基板220，封装材料层230、涂覆层240以及电连接件250。

其中，电容指纹芯片210用于根据指纹的纹脊和纹谷与感应电极形成的 电容值大小不同，来判断什么位置是纹脊什么位置是纹谷；其工作过程是通 过对每个像素电极点上的电容感应电极预先充电到某一参考电压。当手指接 触到半导体电容指纹传感器表面上时，手指指纹与像素电极阵列之间会形成 一个电容阵列；其中，电容阵列的各个指纹电容的电容值会随着导体之间距 离的增加而变小，因为纹脊是凸起的，而纹谷是凹下，根据电容值与距离的 关系，会在纹脊和纹谷分别形成不同的电容值。

简单来说，电容指纹芯片210可以包括许多像素电极(pixel)电路，每 一个像素电极电路都会有一个像素电极(即感应极板)来跟手指表面的纹路 来产生指纹电容，所有像素电极构成一个像素电极阵列。其中，指纹的纹脊 和纹谷与像素电极之间距离不同因此形成的指纹电容的电容值是不同的，通 过检测电容值便可以识别出像素电极所在位置是纹脊还是纹谷，间接得到手 指的成像，如图3(a)所示的像素电极阵列310，图3(b)所示的手指320 与像素电极330之间形成电容的示意图。

由于直接检测电容来获取手指的指纹图像比较复杂，通常的电容检测方 法是电荷检测法，如图4示出了电荷检测法的电路示意图，使用电荷检测法 检测每个像素电极pixel的电容时，需要施加一定的电压周期来累积电荷，俗 称打码，其中施加的电压周期个数即为打码个数，其中，利用电荷检测法对 电容进行检测的具体过程可以参见现有技术，本申请实施例对此不作过多赘 述。

如图4所以，其中的Tx为驱动信号，Cx为待测电容，Cf为固定电容， Vout为对像素电极进行打码之后的输出电压Vout，N为打码个数，其中，输 出电压Vout与打码个数N以及待测电容Cx相关，如公式(1)所示，从公 式(1)可以推出，打码个数N越大，输出电压Vout越大，对应获取的信号 量就越大，通过检测输出电压Vout就可以间接得到待测电容Cx的大小，进 一步地，电容指纹识别装置200可以利用模数转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)将输出电压Vout进行转换，以转换为数字信号，并将数字 信号发送给宿主host(例如手机)端，从而实现指纹识别。

如图2所示，电容指纹芯片210可以为一种传感器芯片，其可以通过胶 层，例如芯片粘接薄膜(die attach film，DAF)胶层，设置于基板220上， 并通过电连接件250(例如，金线)连接至基板220的焊盘上，以将其转换 得到的数字信号通过电连接件250传输至基板220的电路中，进一步的将数 字信号传输至基板220上的其它电子模块，或者传输至与基板220电连接的 其它电子模块，该其它电子模块包括但不限于是处理模块或者是存储模块等等。

进一步地，电容指纹芯片210的周围包覆有封装材料层230，该封装材 料层230用于保护电容指纹芯片210以及其电连接件250，该封装材料层230 的表面为平面。

此外，在该电容指纹识别装置200中，在封装材料层230上方还设置有 涂覆层240，该涂覆层240的表面同样为平面。可选地，该涂覆层240可以 为具有颜色的涂覆层，用于进一步保护电容指纹识别装置200，并提升其外 观美观度。在指纹识别过程中，手指放置于涂覆层240的表面，以影响电容 指纹芯片210检测的电容值，该涂覆层240中对应于电容指纹芯片210的区 域，可以称之为电容指纹识别装置200的指纹检测区域。

目前，如图1所示，在终端电子设备中，为了便于用户握持提升用户体 验，或者提升电子设备的外观的美观度，大部分终端电子设备的侧面会设计 为弧面，在此情况下，由于目前的电容指纹识别装置多数应用于具有平面结 构的电子设备中(例如，图2中所示的电容指纹识别装置200)，若将该平面 电容指纹装置嵌入手机侧边的弧面中，不仅会影响电子设备的外观的美观度， 也会影响用户的使用手感。此外，在风沙、粉尘等恶劣环境下，灰尘经常会 很容易吸附在电容指纹装置的平面上，导致指纹识别出现误判等问题。并且， 在手机在摔落时，且手机在摔落时，会对整个电容指纹识别装置的平面造成 损伤，会影响指纹识别装置的性能，进一步地，目前的平面电容指纹识别中， 由于电容指纹装置中的各个像素电极与平面结构的表面的距离相同，因此， 对应于各部分，指纹识别装置获取的信号量基本一致，但是，对于具有异形 表面的电子设备来说，对应于与异形表面具有小距离的像素电极来说，其获 取的信号量很低，这将影响指纹的识别，而且，由于像素电极与异形表面之 间的距离不同，导致电容指纹识别装置获取的各部分的信号量偏差较大，不 利于算法处理，数据上下波动范围容易饱和，影响了指纹识别的性能。

基于上述问题，本申请实施例提出了一种电容指纹识别方法、电容指纹 识别装置和电子设备，该电容指纹识别方法和电容指纹识别装置可以应用于 具有异形表面的电子设备，因此，一方面，可以提高用户的体验，另一方面， 本申请实施例可以通过根据像素电极与异形表面之间的距离，为不同列的像 素电极单独分配打码个数，从而可以使得对应于与异形表面具有更小距离的 像素电极具有更高的打码个数，增大相应的信号量，以便于指纹识别，同时， 可以将电容指纹识别装置获取的信号量控制在相近的水平，以便于算法处理， 而且降低了数据上下饱和的风险，提高了指纹识别的性能。

为了便于描述，本申请实施例以下在进行描述时，以电子设备的异形表 面为弧形表面为例，但本申请实施例并不限于此。

下面将结合附图，详细描述本申请实施例的电容指纹识别装置。

图5示出了本申请实施例的设置有电容指纹识别装置500的电子设备10 示意图，如图5所示，该电子设备10包括弧形表面11，该电容指纹识别装 置500包括像素电极阵列510和打码模块520。

不同于图2中示出的平面电容指纹识别装置200，由于电子设备10的弧 形表面11的中间厚两边薄，导致弧形表面11下方设置的电容指纹识别装置 500的中间区域获取的信号量偏低，而这不利于电容指纹识别。

为了便于理解，本申请实施例中以每一列的像素电极的输出电压的平均 值为例，对异形(本申请实施例中以弧面为例)电容指纹识别中出现的问题 进行描述。

在如图2所示的传统的平面电容指纹识别中，采集一帧指纹图像时，打 码个数N一般为定值，即所有的像素电极pixel都是使用相同的打码个数， 而且，由于平面电容指纹识别装置中的像素电极与手指的触摸界面的距离相 同，此时输出的Vout相对比较平整，如图6所示。

然而，在图5所示的应用于具有异形表面的电子设备10的电容指纹识别 装置500中，由于弧形表面11的中间厚两边薄，电容指纹识别装置500获取 的中间区域等效电容Cx小，根据公式(1)，在使用相同打码个数N的情况 下，对应于中间区域的像素电极输出的平均输出电压Vout就偏小。整体来看， 数据整体呈现中间小两边大的弧形，如图7所示。

在使用相同的打码个数N的情况下，电容指纹识别装置500中间区域的 像素电极与弧形表面11的距离更大，检测得到的电容值小，相应输出的输出 电压Vout就偏小，这样会导致如下两个问题：

1)中间区域获取的信号量偏小，导致指纹识别性能下降；

2)输出数据整体呈现弧形，不利于算法处理，且数据容易上下饱和，影 响指纹识别性能。

而本申请实施例中提出的电容指纹识别装置500可以解决上述问题，使 得电容指纹识别装置可以应用于具有异形表面的电子设备中，一方面提高了 用户体验，另一方面，通过根据像素电极与异形表面之间的距离，为不同列 的像素电极配置不同的打码个数，可以增大电容指纹识别装置500中间区域 获取的信号量，以利于指纹识别，同时，可以将电容指纹识别装置500获取 的数据控制在相近的水平，这有利于算法处理，而且降低了数据上下饱和的 风险，从而提高了指纹识别的性能。

以下对本申请实施例中的电容指纹识别装置500进行详细描述。

应理解，本申请实施例中的像素电极阵列510和打码模块520可以是前 述实施例中提到的电容指纹芯片的一部分，可选地，本申请实施例的电容指 纹芯片除了包括像素电极阵列510和打码模块520之外，还可以包括用于数 据转换、传输和处理的功能模块，例如，该功能模块可以包括将输出电压转 换为数字信号的ADC，此外，该电容指纹芯片还可以包括存储模块，用于将 转换后的数字信号进行存储等，本申请对此不做限定。

应理解，本申请实施例只是示例性的描述了电容指纹识别装置500中的 部分组成，电容指纹识别装置500也可以包括其他部分，例如图2中示出的 基板、电连接件等，本申请实施例的主要侧重点在于对于打码方式的改进， 对电容指纹识别装置中的组件并不做过多的限制，因此，此处不再做重复赘 述。

其中，电容指纹识别装置500设置于弧形表面11的下方，其中的像素电 极阵列510用于余触摸弧形表面11的手指形成电容，像素电极阵列510包括 M列像素电极，其中，同一列像素电极中的每一个像素电极与弧形表面11 的距离相同，M为大于1的整数。

应理解，本申请实施例中描述的一列像素电极是针对像素电极与弧形表 面11之间的距离相等的纵向的一列像素电极，如图8所示的像素电极的列方 向的示意图。或者，本申请实施例中的一列像素电极也可以是针对像素电极 与弧形表面11之间的距离相等的横向的一行像素电极，只要是像素电极与弧 形触摸界面之间的距离相等的多个相邻的横向或者纵向的一排像素电极都可 以适用于本申请实施例所描述的分配打码个数的方法，本申请实施例行和列 的设定不作限制。

打码模块520用于根据第i列像素电极的打码个数N(i)对所述第i列 像素电极进行打码已得到输出电压，所述输出电压对应于所述电容，所述输 出电压用于指纹识别。

其中，第i列像素电极对应的打码个数N(i)与所述第i列像素电极和 所述弧形表面11之间的距离D正相关，i为所述M列像素电极的序号数，i 为大于或等于1的整数，且i小于或等于M。

应理解，为了提高电容指纹识别装置500的中间区域获取的信号量，可 以设置电容指纹识别装置500的中间区域的像素电极对应较大的打码个数， 具体地，第i列像素电极和弧形表面11之间的距离越大，第i列像素电极对 应的打码个数越大。

通过为像素电极与弧形表面11之间的距离大的像素电极配置更大的打 码个数N，使得电容指纹识别装置500的中间区域可以获取更大的信号量， 从而提高电容指纹识别性能，同时，可以获取更加平整的电容指纹信号，以 便算法处理，从而提高指纹识别性能。

作为一个实施例，本申请实施例中的第i列像素电极的打码个数N(i) 的取值可以与所述M列像素电极在使用相同打码个数时的平均输出电压值相 关。

具体地，所述第i列像素电极的打码个数N(i)表示为：

可选地，为了便于算法处理，以及将输出电压控制在相近的范围内，降 低数据上下饱和风险，本申请实施例中的预定义的目标值可以与装置中的转 换装置的输出范围相关，具体地，所述电容指纹识别装置还包括模数转换模 块，用于将所述输出电压进行转换，其中，所述目标值为所述模数转换模块 的最大输出值的二分之一。

作为一个实施例，本申请实施例中的打码个数可以存储于寄存器中，具 体地，所述电容指纹识别装置还包括：M个寄存器，所述M个寄存器中的每 一寄存器用于存储每一列像素电极的打码个数N，所述打码模块具体用于： 根据所述每一寄存器存储的每一列像素电极的打码个数N，对所述M列像素 电极分别进行打码。

可选地，本申请实施例中的电容指纹识别装置500可以包括M个寄存器， 此时，每列像素电极可以具有1个寄存器，并且每个寄存器中存储该列对应 的打码个数N，具体地，所述电容指纹识别装置包括M个所述寄存器，M个 所述寄存器与所述M列像素电极一一对应。

可选地，本申请实施例的电容指纹识别装置500还可以包括异形触摸界 面，以用于与电子设备10的异形表面相匹配，从而进行异形电容指纹识别， 具体地，所述电容指纹识别装置还包括：异形触摸界面，所述异形触摸界面 用于接受手指的触摸。

作为一个实施例，所述异形触摸界面为弧形触摸界面。

如图9示出了本申请实施例的一个弧面电容指纹识别装置900的示意图。 与图2中的不同之处在于，电容指纹识别装置900包括用于接收用户手指触 摸的表面形状为弧形的弧形触摸界面922，其余组件与图2中的大致相同， 如包括电容指纹芯片911、基板912、封装材料层913以及电连接件914，本 申请实施例对此不作限制。

通过本申请实施例的为像素电极按列分配打码个数的方式，可以增大电 容指纹识别装置获取的中间区域的信号量，从而提高指纹识别的性能，同时， 可以将每一列像素电极的输出电压Vout的平均值控制到相近的水平，以便于 算法处理，同时，可以降低数据上下饱和的风险，继而提高了电容指纹识别 的性能。

图10示出了本申请实施例的电容指纹识别方法1000的示意图。该方法 1000可以应用于具有电容指纹识别装置的电子设备，所述电容指纹识别装置 用于设置在所述电子设备的异形表面，所述电容指纹识别装置包括像素电极 阵列，所述像素电极阵列用于与触摸所述异形表面的手指形成电容，所述像 素电极阵列包括M列像素电极，其中，同一列像素电极中的每一个像素电极 与所述异形表面的距离相同，M为大于1的整数。

如图10所示，该方法1000包括步骤S1010和步骤S1020。

S1010，获取第i列像素电极的打码个数N(i)。

S1020，根据所述打码个数N(i)，对所述第i列像素电极进行打码以得到 输出电压。

作为一个实施例，所述输出电压对应于所述电容，所述输出电压用于指 纹识别。

作为一个实施例，其中，所述第i列像素电极对应的打码个数N(i)与 所述第i列像素电极和所述异形表面之间的距离D正相关，i为所述M列像 素电极的序号数，i为大于或等于1的整数，且i小于或等于M。

可选地，本申请实施例中的低打码个数可以对应于像素电极与弧形表面 距离小的一列像素电极，具体地，第i列像素电极和弧形表面之间的距离越 大，第i列像素电极对应的打码个数越大。

如图11示出了本申请实施例的电容指纹识别装置的M列像素电极对应 的列平均输出电压Vout的示意图。

通过为像素电极和弧形表面之间的距离更大的一列像素电极分配更大的 打码个数，可以提高中间区域的输出电压的值，从而提高电容指纹识别装置 中间区域获取的信号量，从而提高了指纹识别的性能，同时，使得平均输出 电压可以控制在相近的水平，以便于算法处理，从而提高了指纹识别的性能。

作为一个实施例，本申请实施例中的第i列像素电极的打码个数N(i) 的取值可以与电容指纹识别装置中的所有像素电极在使用相同的打码个数时 的输出电压相关，具体地，所述第i列像素电极的打码个数N(i)的取值与 所述M列像素电极在使用相同打码个数时的平均输出电压值相关。

具体地，所述第i列像素电极的打码个数N(i)表示为：

下面给出所有像素电极利用相同打码个数时的每一列像素电极的输出电 压值来确定本申请实施例中的打码个数N(i)的方法。

如上所述，本申请实施例中的第i列像素电极的打码个数N(i)可以通 过所有像素电极在使用相同打码个数N的情况下获取的输出电压Vout来确定， 具体地，根据前述公式(1)，电容指纹识别装置500中的像素电极的输出电 压Vout和打码个数N相关，该结论也可以应用于每一列的像素电极的输出电 压Vout和打码个数N，具体地，可以表示为如下公式(2)：

其中，V

然而，由于实际情况中器件存在的各类误差及非线性，输出电压Vout和 打码个数N的关系并非完全正比，而是在一定范围内是线性相关的，即满足 y＝kx+b的关系，因此修正式(2)为式(3)。

根据公式(3)，可以推导出打码个数N(i)和输出电压Vout的关系，一 条和纵轴相交于b(i)的直线，如图12所示，具体地：

因为两点确定一条直线，要找到该直线，可以使用两个固定打码个数Na 和Nb，得到每一列像素电极的VoutA(i)和VoutB(i)。假定我们期望得到的每 一列像素电极的输出为V

其中，N(i)为第i列像素电极的打码个数，V

实际操作时，可以按照以下步骤来获取每一列像素电极的打码个数N(i)：

1)使用平头砝码按压到模组表面，如图13所示(砝码材料可以为导电 橡胶，用于模拟手指按压)。

2)使用固定打码个数Na采集一帧数据，每一列像素电极的输出电压Vout 的均值记为avgA(i)(其中，每一列像素电极的平均输出电压值可以等效于每 一列像素电极的输出电压值)。

3)使用固定打码个数Nb采集一帧数据，每一列像素电极的输出电压的 均值记为avgB(i)(其中，Nb>Na)。

4)打码个数N和列均值存在如图14所示关系，根据该关系可以得到每 一列像素电极对应的打码个数N(i)，如下式(5)：

为了控制本申请实施例的电容指纹识别装置的列平均输出电压值保持在 相近的水平，以便于算法处理，可以预定义上述目标值，其中，可以设置该 目标值为模数转换器的最大输出值的一半，这样便可以使得输出电压Vout的 上下波动可以涵盖在模数转换器的输出范围内，从而保证了输出数据的后续 处理，提高了电容指纹识别的性能。具体地，所述电容指纹识别装置800还 包括模数转换模块，用于将所述电容指纹信号进行转换，其中，所述目标值 为所述模数转换模块的最大输出值的二分之一。

例如，该模数转换模块可以为模数转换器ADC，该ADC的输出范围可 以为0～4095，因此，上述目标值可以设置为2000，以便于数据处理，进而实 现指纹识别。

或者可选地，该目标值也可以设置为ADC电压输出范围的三分之二到三 分之一之间，具体可以根据实际情况设置，本申请实施例对此不作限制。

作为一个实施例，上述M个打码个数可以存储在寄存器中，具体地，所 述电容指纹识别装置还包括：M个寄存器，所述M个寄存器中的每一寄存器 用于存储每一列像素电极的打码个数N，所述方法还包括：根据所述每一寄 存器存储的每一列像素电极的打码个数N，对所述N列像素电极分别进行打 码。

作为一种实现方式，本申请实施例中的电容指纹识别装置可以包括M个 寄存器，此时，该M个寄存器可以对应于M列像素电极，每个寄存器可以 用于存储对应的打码个数N。具体地，所述电容指纹识别装置包括M个所述 寄存器，M个所述寄存器与所述M列像素电极一一对应。

在平面电容指纹识别中，由于所有像素电极使用相同的打码个数，因此 其打码流程相对比较简单，如图15示出了现有技术中的平面电容指纹识别的 电路图15a和打码流程示意图15b，如图15a所示，该电路图包括打码电路 1510和像素电极阵列1520，其中，该打码电路1510只有一个打码个数N， 即所有像素电极使用同一个打码个数N，对应于流程图15b，具体可以参见 步骤S1501至S1505。

与平面电容指纹不同，图16示出了本申请实施例的按列分配打码个数的 电路示意图16a以及打码流程示意图16b。

如图16a所示，与图15a的不同之处在于，本申请实施例的打码电路1610 包括对应于每一列像素电极的打码个数N(i)，由于像素电极阵列1620具有 M列像素电极，因此，打码电路1610可以存储M个打码个数N。

如图16b所示，本申请实施例的打码流程示意图包括：

S1601，从寄存器获取打码起始列i(i初始值默认为1)。

S1602，从寄存器获取对应列i的打码个数N(i)。

S1603，对第i列像素电极进行N(i)次打码得到输出电压，完成后对输 出电压做AD转换，然后将数据存入先进先出(First Input First Output，FIFO) 模块。

S1604，判断i是否小于或等于总列数M。

S1605，确定i小于或等于总列数M，则继续进行S1602的操作。

S1606，确定i大于总列数M，则结束本次打码流程。

本申请实施例的电容指纹识别方法，通过为像素电极按列分配打码个数， 并且，打码个数与像素电极和异形表面之间的距离呈正相关，这样，便可以 使得指纹识别装置的对应于与异形表面距离大的位置获取更大的输出电压， 从而可以提高电容指纹识别性能，同时，有利于将输出电压的平均值控制在 相近的水平，以便于算法处理，而且可以降低数据上下饱和的风险，达到改 善指纹识别性能的目的。

应理解，本申请实施例中的电容指纹识别方法可以应用于如图5和图9 所示的规则的弧形界面中，也可以应用于不规则的弧形界面中，只要其中一 列(行)像素电极与弧形表面之间的距离相同就可以实现，如图17所示的异 形弧面电容指纹装置的示意图，本申请实施例对可以适用的异形表面的具体 形状并不做限定。

应理解，本申请实施例的方法1000可以由电子设备中的电容指纹识别装 置执行。图18示出了本申请实施例的电子设备1800的示意性框图。如图18 所示，该电子设备1800包括电容指纹识别装置1810和处理装置1820。其中， 处理装置1820可以对电容指纹识别装置1810输出的数据进行处理，以实现 电容指纹识别，该电容指纹识别装置1810可以对应于图5和图9中的电容指 纹识别装置，并适用于电容指纹识别装置的相关描述，为了简洁，在此不再 赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各 示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结 合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特 定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方 法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描 述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应 过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易 想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围 之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。