CN104598893A - 指纹识别***、指纹识别***的运行方法和电子产品 - Google Patents

Abstract

一种指纹识别***、指纹识别***的运行方法和电子产品。其中，所述指纹识别***包括：指纹识别传感器；光源，所述光源包括呼吸灯；控制单元。所述指纹识别***在光源中设置呼吸灯，从而使所述指纹识别***能够在实现指纹识别的同时，实现呼吸灯的呼吸指示功能。

Description

指纹识别***、指纹识别***的运行方法和电子产品

技术领域

本发明涉及指纹识别领域，尤其涉及一种指纹识别***、指纹识别***的运行方法和电子产品。

背景技术

指纹识别技术，是通过指纹传感器采集到人体的指纹图像，然后与***里的已有指纹成像信息进行比对，来判断正确与否，进而实现身份识别的技术。由于其使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁***，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。

指纹识别技术有多种具体实现方法。其中，光学指纹识别方法通常包括：利用光源发出光束，光束照射按压在透明基板上的手指指纹；指纹的反射光线传到图像传感器，由图像传感器生成指纹图像数据，并对指纹图像数据进行指纹识别。

现有技术中，指纹识别***的功能存在不足，运用受到限制。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种指纹识别***、指纹识别***的运行方法和电子产品，以提高指纹识别***的功能，扩展指纹识别***的运用范围，并且拓展指纹识别***的运行方法，从而相应地提高具有所述指纹识别***的电子产品的功能。

为解决上述问题，本发明提供一种指纹识别***，包括：

指纹识别传感器；

光源，所述光源包括呼吸灯；

控制单元。

可选的，所述指纹识别***还包括保护基板，所述指纹识别传感器为TFT驱动指纹识别传感器，所述指纹识别传感器位于所述保护基板与所述光源之间。

可选的，所述控制单元包括电源管理单元和数据转换单元，所述电源管理单元电连接所述光源和所述指纹识别传感器，所述数据转换单元电连接所述指纹识别传感器。

可选的，所述指纹识别***还包括电连接所述控制单元的电源管理单元和数据转换单元，所述电源管理单元电连接所述光源，所述数据转换单元电连接所述指纹识别传感器。

可选的，所述电源管理单元和数据转换单元集成在同一单元。

可选的，所述光源具有一个或多个LED灯，至少一个所述LED灯为所述呼吸灯。

为解决上述问题，本发明还提供了一种指纹识别***的运行方法，所述指纹识别***为如上所述的指纹识别***，所述运行方法包括：

在指纹识别传感器实现指纹识别时，所述控制单元控制所述光源进行长亮发光或者频闪发光；

在指纹识别***进行呼吸显示时，所述控制单元控制所述光源的所述呼吸灯进行呼吸式发光，并且所述控制单元关闭所述指纹识别传感器。

可选的，通过控制所述光源的脉冲电压大小、脉冲电压占空比或脉冲电压的脉冲波形，使所述呼吸灯进行呼吸式发光。

为解决上述问题，本发明还提供了一种电子产品，所述电子产品包括如上所述的指纹识别***。

可选的，所述电子产品为手机、电脑、电子门禁或车载电子终端。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的技术方案中，在指纹识别***的光源中设置呼吸灯，从而使所述指纹识别***能够在实现指纹识别的同时，实现呼吸灯的呼吸指示功能。更加重要的是，由于具有呼吸灯，在指纹识别***未进行指纹识别时，可以通过使呼吸灯进行呼吸式发光而向用户显示其处于何种状态，从而可以先关闭指纹识别传感器，达到节省电源和提高指纹识别传感器使用期限的目的。并且，呼吸灯不仅可以指示指纹识别传感器的工作状态，也可以向用户指示使用指纹识别***的设备(此设备可以为电子产品，例如手机或者电脑等)的对应工作状态，并在用户使用指纹识别传感器时，再重新打开指纹识别传感器。此外，此指纹识别***光源中的呼吸灯也可以在指示指纹识别传感器使用时打开，在指示指纹识别传感器不使用时关闭，即指纹识别***可以整个的作为呼吸灯，从而使指纹识别***本身的使用功能增加，拓展了指纹识别***的运用范围。

进一步，将指纹识别传感器和呼吸灯两个分立的器件集成到指纹识别***中，减少了器件数目，并可以节省光源。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的指纹识别***结构示意图；

图2是图1所示指纹识别***中指纹传感器结构示意图；

图3是图1所示指纹识别***中的电路结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有指纹识别***存在功能缺陷。通常现有指纹识别***包括光源和指纹识别传感器，光源发出的光线在经过手指指纹反射之后，被指纹识别传感器接收，指纹识别传感器根据接收到的反射光线形成指纹信号，在形成控制单元的读取，获得相应的指纹图像以用于指纹识别。但是，在很多情况下，指纹识别***长时间处于工作状态，而指纹识别传感器一直处于工作状态，不仅浪费电，而且使指纹识别传感器的使用期限缩短。此外，现有指纹识别***还存在用户难以知道指纹识别***是否能够立即进行指纹识别的问题。

为此，本发明提供一种新的指纹识别***，所述指纹识别***包括指纹识别传感器、光源和控制单元，其中所述光源包括呼吸灯。由于所述光源包括呼吸灯，因此，所述指纹识别***能够同时实现呼吸灯的呼吸指示功能。更加重要的是，由于具有呼吸灯，在指纹识别***未进行指纹识别是，可以通过使呼吸灯进行呼吸式发光而向用户显示其处于待机状态，从而可以先关闭指纹识别传感器，达到节省电源和提高指纹识别传感器使用期限的目的，在用户使用时，再重新打开指纹识别传感器。

此外，将指纹识别传感器和呼吸灯两个分立的器件集成到指纹识别***中，减少了器件数目，并可以节省光源。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例提供一种指纹识别***，请结合参考图1至图3。

请参考图1，所述指纹识别***包括指纹识别传感器140、光源130(Lightsource)和控制单元110。其中，所述光源130包括呼吸灯。本实施例中，所述指纹识别***还包括导光板(light guide)131，光源130发出的光线通过导光板131均匀分散。所述指纹识别***还包括保护基板150，所述指纹识别传感器140位于所述保护基板150与所述光源130之间。同时，所述指纹识别***还包括处理单元120(处理单元120包括电源管理单元和数据转换单元，请参考图3)，并且处理单元120与指纹识别传感器140、光源130和控制单元110分别电连接。

请参考图2，所述指纹识别传感器140为TFT驱动指纹识别传感器，图2为TFT驱动指纹识别传感器的结构示意图。

利用TFT驱动图像传感器形成的指纹识别传感器称为TFT驱动指纹识别传感器。而TFT驱动图像传感器是指基于场效应的薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，TFT)的图像传感器。TFT驱动图像传感器不同于传统CMOS图像传感器。传统CMOS图像传感器受晶圆大小的影响，而TFT驱动图像传感器是将不同层的薄膜沉积在例如玻璃平板上(玻璃平板的厚度可以小于1mm)，因此可以做成任意大小。并且，TFT驱动图像传感器可以做到非常薄，质量又轻，有利于集成到其他设备中，也易制成便携式产品，可应用于支付终端、消费类数码产品和汽车终端等各个领域。而TFT驱动图像传感器被用在指纹识别领域。

请继续参考图2，TFT驱动指纹识别传感器(即指纹识别传感器140)包括底部玻璃基板141，顶部玻璃基板142和位于它们之间的一系列光敏元件。这些光敏元件包括多个像素(pixel)143，像素143通常可以包括光电二极管(photodiode)，光电二极管为像素143的感光部分，光电二极管可以采用TFT作为开关。像素143通过平行的成行或成列的地址线(address line)连接在一起。当进行图像感测时(例如本实施例中进行指纹图像感测)，给其中一行像素143的地址线加电压，连接在那一行上的TFT开关打开，光电二极管中的电信号经由数据线(data line)读出。

请继续参考图2，光源130产生的均匀分散光线(光线如图2中斜向上的箭头所示，未标注)透过像素143之间的间隙，并透过保护基板150照射到放在保护基板150上的手指上，手指指纹的峰(ridge)161和谷(vally)162对照射光线形成有差异的反射，反射光线(反射光线如图2中斜向下的箭头所示，未标注)透过保护基板150照射到TFT驱动图像传感器像素143表面，光信号被读出，即可进行指纹识别。

本实施例中，所述控制单元110可以是微电脑，例如CPU。

本实施例中，呼吸灯是指呼吸灯的灯光在控制单元110的控制之下，完成由亮到暗或由暗到亮的逐渐变化过程，感觉像是在呼吸。呼吸灯本身具体可以是荧光灯或者LED灯。呼吸灯的使用可以使整个***更加省电。而***的光源130包括呼吸灯，也可以使整个指纹识别***除了进行指纹识别功能之外，起到其它的功能，例如通知提醒用户相应信息的功能。

本实施例中，保护基板150的材料可以有机材料基板，也可以是无机材料基板，例如具体可以为氟化塑料光纤(Plastic optical fiber)导板或防污玻璃基板等。

请参考图3，示出了指纹识别***的电路结构。从图3中可以看到，处理单元120包括电连接所述控制单元110的电源管理单元和数据转换单元，所述电源管理单元电连接所述光源130，所述数据转换单元电连接所述指纹识别传感器140。即所述电源管理单元和数据转换单元集成在同一单元，这种方式可以简化整个***的电路结构。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，所述控制单元可以直接包括电源管理单元和数据转换单元，而所述电源管理单元仍然电连接所述光源，所述数据转换单元仍然电连接所述指纹识别传感器。也就是说，电源管理单元和数据转换单元可以直接集成在所述控制单元中。这种方式能够使指纹识别***的整体结构更加简单，从而使指纹识别***体积更小，更易集成在相应的电子产品中。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，所述光源可以具有多个灯，所述灯具体可为LED灯或荧光灯。在其它实施例中，可以将多个所述灯中的一个或者两个以上作为所述呼吸灯。本发明对此不作限定。

本实施例所提供的指纹识别***中，由于所述光源130包括呼吸灯，因此，所述指纹识别***能够同时实现呼吸灯的呼吸指示功能。更加重要的是，由于具有呼吸灯，在指纹识别***未进行指纹识别是，可以通过使呼吸灯进行呼吸式发光而向用户显示其处于待机状态，从而可以先关闭指纹识别传感器140，达到节省电源和提高指纹识别传感器140使用期限的目的。

本实施例所提供的指纹识别***中，所述呼吸灯不仅可以指示指纹识别传感器的工作状态，也可以向用户指示使用指纹识别***的设备(此设备可以为电子产品，例如手机或者电脑等)的对应其它工作状态，所述其它工作状态可以包括与指纹识别无关的工作状态。例如当所述设备为具有此指纹识别***的手机时，所述呼吸灯还可以显示用户手机是否有未接来电或者未读短信等。

本实施例所提供的指纹识别***中，由于光源中存在呼吸灯，因此，当指纹识别***在一段时间(所述一段时间可以为30秒，60秒或者90秒等)未接收到任何手指指纹的信号时，自动关闭指纹识别传感器，从而节省电源。同时，此时可以用特定的呼吸灯信号来告知用户此时指纹识别传感器处于关闭状态。而在用户要重新使用指纹识别传感器时，可以通过在指纹识别***中设置一个电容传感器来重新打开指纹识别传感器，当然，也可以在指纹识别***中设置一个机械按键，来重新打开指纹识别传感器。并且，在打开指纹识别传感器之后，相应的呼吸灯信号可以关闭或改变，从而克服现有指纹识别***中用户难以知道指纹识别***是否能够立即进行指纹识别的问题，使得指纹识别***运用更加灵活。

本实施例所提供的指纹识别***中，光源130中的呼吸灯也可以在指示指纹识别传感器使用时打开，也可以在指示指纹识别传感器不使用时关闭。即可以将指纹识别***整个的作为呼吸灯，从而使指纹识别***本身的使用功能增加，拓展了指纹识别***的运用范围。

此外，将指纹识别传感器和呼吸灯两个分立的器件集成到指纹识别***中，减少了器件数目，节省光源的数量。

本发明另一实施例还提供了一种指纹识别***的运行方法，所述指纹识别***可以为前述实施例所提供的指纹识别***。

所述运行方法包括：在指纹识别传感器实现指纹识别时，所述控制单元控制所述光源进行长亮发光或者频闪发光；在指纹识别***进行呼吸显示时，所述控制单元控制所述光源的所述呼吸灯进行呼吸式发光，并且所述控制单元关闭所述指纹识别传感器。具体可以通过控制所述光源的脉冲电压大小、脉冲电压占空比或脉冲电压的脉冲波形，使所述呼吸灯进行呼吸式发光。

请结合参考图3，所述控制单元接收到指纹识别指令的时候，向所述电源管理单元发布命令，所述电源管理单元为指纹识别***和光源提供电源(power)，并且，所述数据转换单元将指纹识别采集的数据转化成所述控制单元可识别的信息，传达给所述控制单元处理进行指纹识别。

具体可以参考以下两个运用例子：

例一，直接将指纹识别***的光源设置为呼吸灯，但此呼吸灯仍然可以以其它方式发光。

当所述控制单元指示指纹识别状态的时候，所述电源管理单元为呼吸灯提供支持指纹识别的电源信号，从而使呼吸灯进行连续的或频闪的发光。同时，所述电源管理单元为指纹识别传感器提供电源，指纹识别数据通过所述数据转换单元读出，并且所述数据转换单元将所述指纹识别数据转换为所述控制单元可处理的信号输出到所述控制单元，完成指纹识别功能。

当所述控制单元未指示指纹识别状态的时候，即处在非指纹识别状态的时候，所述控制单元提示所述电源管理单元只向呼吸灯供电，并根据不同的状态，提供不同的电压脉冲。所述状态可以根据运用此指纹识别***的不同而不同。如电脑休眠，手机有短信提醒，或有来电等向呼吸灯的电压脉冲或电流，通过脉冲强度(intensity)及脉冲电压的脉冲宽度调制(pulse widthmodulation，PWM)改变，调制呼吸灯的强度和变化节奏，向用户指示不同信息。

例二，光源除了有指纹识别所需要的呼吸灯外，还可以同时有多个其它的灯，并且其它的灯可以显示各种不同颜色。由于可以具有多种不同颜色的灯，因此，可以采用将不同颜色的灯作为呼吸灯，或者将不同颜色的灯作为长亮灯和频闪灯，以提供更多不同的信号提示。

当所述控制单元指示指纹识别状态的时候，所述控制单元控制只有指纹识别需要用到的LED灯亮，其他灯关闭。

当所述控制单元未指示指纹识别状态的时候，即处在非指纹识别状态的时候，所述控制单元指示所述电源管理单元为其中的部分或者全部灯提供电源，并可以通过控制电压脉冲的占空比或电流来调制不同颜色灯的亮或暗的变化，实现闪烁或不同频率的亮度变化，实现呼吸灯功能。其中，所述电源管理单元可以产生任意占空比的电压脉冲，也可以产生任意波形的电压来控制光源各灯的亮暗状态，从而使各灯实现不同频率的闪烁或光强度的变化，并可对单个或多个LED灯进行调制。

本实施例所提供的运用方法中，通过控制所述指纹识别***中各灯的亮暗状态，达到节省电源的目的，并且使所述指纹识别***具有各种提醒功能。

本发明另一实施例还提供一种电子产品，所述电子产品包括本说明书前述实施例所提供的指纹识别***。因此，所述电子产品具有上述指纹识别***的各种功能。

本实施例中，所述电子产品可以为手机、电脑、电子门禁或车载电子终端。在具体运用上述指纹***的过程中，如果电子产品是手机或电脑，则当手机或电脑处于休眠状态的时候，所述控制单元可以处于不活动或低功耗状态，即手机或电脑可以有使用和休眠的模式。手机或电脑不使用的时候，可以通过手动或自动检测使手机或电脑处于休眠状态，从而节省电量，而且也易于唤醒。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种指纹识别***，其特征在于，包括：

指纹识别传感器；

光源，所述光源包括呼吸灯；

控制单元。

2.如权利要求1所述的指纹识别***，其特征在于，所述指纹识别***还包括保护基板，所述指纹识别传感器为TFT驱动指纹识别传感器，所述指纹识别传感器位于所述保护基板与所述光源之间。

3.如权利要求1或2所述的指纹识别***，其特征在于，所述控制单元包括电源管理单元和数据转换单元；所述电源管理单元电连接所述光源和指纹识别传感器；所述数据转换单元电连接所述指纹识别传感器。

4.如权利要求1或2所述的指纹识别***，其特征在于，所述指纹识别***还包括电连接所述控制单元的电源管理单元和数据转换单元，所述电源管理单元电连接所述光源，所述数据转换单元电连接所述指纹识别传感器。

5.如权利要求4所述的指纹识别***，其特征在于，所述电源管理单元和数据转换单元集成在同一单元。

6.如权利要求1或2所述的指纹识别***，其特征在于，所述光源具有一个或多个LED灯，至少一个所述LED灯为所述呼吸灯。

7.一种指纹识别***的运行方法，其特征在于，所述指纹识别***为如权利要求1至6任意一项所述的指纹识别***，所述运行方法包括：

在指纹识别传感器实现指纹识别时，所述控制单元控制所述光源进行长亮发光或者频闪发光；

在指纹识别***进行呼吸显示时，所述控制单元控制所述光源的所述呼吸灯进行呼吸式发光，并且所述控制单元关闭所述指纹识别传感器。

8.如权利要求7所述的运行方法，其特征在于，通过控制所述光源的脉冲电压大小、脉冲电压占空比或脉冲电压的脉冲波形，使所述呼吸灯进行呼吸式发光。

9.一种电子产品，其特征在于，所述电子产品包括如权利要求1至6任意一项所述的指纹识别***。

10.如权利要求9所述的电子产品，其特征在于，所述电子产品为手机、电脑、电子门禁或车载电子终端。