CN105989342A - 指纹识别装置以及指纹识别*** - Google Patents

Abstract

一种指纹识别装置以及指纹识别***，所述指纹识别装置包括第一光源，用于发出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一检测光；第二光源，用于发出第二出射光，所述第二出射光在手指表面发生反射，形成第二检测光；传感器，用于接收所述第一检测光，以进行活体判断；还用于接收第二检测光，以进行指纹识别。本发明指纹识别装置不但能够进行指纹识别，还能进行活体判断，鉴别放置于所述传感器上方的物体是否为活体，在保证指纹检测的FAR和FRR的同时，提高了安全性。

Description

指纹识别装置以及指纹识别***

技术领域

本发明涉及光电领域，尤其涉及一种指纹识别装置以及指纹识别***。

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。

光学式指纹成像***是一种利用光的折射和反射原理采集指纹的***。如图1所示，现有光学式指纹成像***主要由背光板10、光学指纹传感器12和保护玻璃13组成。当采集指纹图像时，人体指头14放置于保护玻璃103上。背光板10的出射光11(图1中方向向上的长箭头所示)透过光学指纹传感器12和保护玻璃13，并在人体指头14与保护玻璃13的接触界面发生反射和透射，形成反射光线15(图1中方向向下的短箭头所示)，反射光线15透过保护玻璃13，照射到光学指纹传感器12上，光学指纹传感器12进行光电转换和信号处理，从而实现指纹图像的采集。人体指头14与保护玻璃13的接触面特征反映了人体的指纹特征，而且此接触面的特征会直接影响反射光15的特征，因此，光学指纹传感器12采集到的图像直接反映了人体指纹的特征。

目前的指纹识别***可以在很小的体积上得到很高的拒真率(FAR)和认假率(FRR)，但所采集用于识别的图像位于手指皮肤表面，易于被复制，不能检验是否为活体本身的指纹，因此安全性不高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种指纹识别装置以及指纹识别***，所述指纹识别装置不仅具有指纹识别的功能，还具有活体识别功能，因此，所述指纹识别装置不但具有较高的FAR和FRR，还具有较高的安全性。

为解决上述问题，本发明提供一种指纹识别装置，包括：

第一光源，用于发出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一检测光；

第二光源，用于发出第二出射光，所述第二出射光在手指表面发生反射，形成第二检测光；

传感器，用于接收所述第一检测光，以进行活体判断；还用于接收第二检测光，以进行指纹识别。

可选的，所述传感器包括CCD传感器、CMOS传感器以及玻璃基体传感器。

可选的，所述传感器为平板传感器，包括基板和位于所述基板上的像素单元阵列。

可选的，所述第一光源包括红外LED，用于发出波长在700到1000纳米范围内的第一出射光。

可选的，所述第二光源包括可见光LED，用于发出波长在400到800纳米范围内的第二出射光。

可选的，所述第一光源位于所述传感器上方，所述第一光源与传感器之间具有用于容纳手指的空间，所述第二光源位于所述传感器下方；

或者，所述第二光源位于所述传感器两侧或一侧。

可选的，所述第一光源的数量为两组，两组所述第一光源位于所述传感器上方且相对设置，用于发出相对照射的第一出射光，所述两组第一光源与传感器之间具有用于容纳手指的空间；

所述第二光源位于所述传感器周边或者下方。

可选的，所述指纹识别装置还包括壳体，所述壳体包括底部壳体和位于底部壳体上的两侧壁，所述底部壳体和两侧壁围成用于容纳手指的U形凹槽；

所述两组第一光源分别位于壳体的两侧壁上。

可选的，所述传感器位于所述底部壳体上，所述第二光源位于传感器两侧的底部壳体上。

可选的，所述底部壳体上表面为平面，所述传感器为平板传感器且位于所述底部壳体上；

所述第二光源为背光板，位于传感器与底部壳体之间，发出朝向所述传感器的第二出射光。

本发明还提供一种指纹识别***，包括：

本发明提供的指纹识别装置；

控制单元，与所述第一光源和第二光源相连，用于控制第一光源和第二光源的开启和关闭，使所述传感器接收到第一检测光，并形成第一识别图像，所述传感器接收到第二检测光，并形成第二识别图像；

活体判断单元，与所述传感器相连，用于根据所述第一识别图像进行活体判断；

指纹识别单元，与所述传感器相连，用于根据所述第二识别图像进行指纹识别。

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，指纹识别装置包括第一光源，用于发出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一检测光；第二光源，用于发出第二出射光，所述第二出射光在手指表面发生反射，形成第二检测光；用于接收所述第一检测光，以进行活体判断；接收第二检测光，以进行指纹识别。

当进行指纹识别时，将手指放置于所述传感器上方；开启第一光源，关闭第二光源，所述传感器接收到第一检测光，并形成第一识别图像，以所述第一识别图像进行活体判断；开启第二光源，关闭第一光源，所述传感器接收到第二检测光，并形成第二识别图像，以所述第二识别图像进行指纹识别。这样本发明指纹识别装置不但能够进行指纹识别，还能进行活体判断，鉴别放置于所述传感器上方的物体是否为活体，在保证指纹检测的FAR和FRR的同时，提高了安全性。

进一步的，所述指纹识别装置包括壳体，所述壳体包括底部壳体和位于底部壳体上的两侧壁，所述底部壳体和两侧壁围成用于容纳手指的U形凹槽，所述两组第一光源分别位于壳体的两侧壁上。所述两组第一光源发出的第一出射光以相对的方向投射到手指上，穿透手指后形成的第一、第二检测光在手指骨骼上发生反射，进入传感器中，由于手指放置于U形凹槽中，手指骨骼反射回的第一、第二检测光被壳体阻挡，聚集在U形凹槽中，使得手指骨骼反射回的第一、第二检测光大部分都进入所述传感器中，提高了指纹识别装置的灵敏度。

附图说明

图1是现有光学指纹成像***的示意图；

图2是本发明指纹识别装置一实施例的示意图；

图3是本发明指纹识别装置另一实施例的示意图；

图4是本发明指纹识别装置再一实施例的示意图；

图5是本发明指纹识别装置又一实施例的示意图；

图6是本发明指纹识别***一实施例的示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，现有光学指纹识别***可以在很小的体积上得到很高的拒真率(FAR)和认假率(FRR)，但所采集用于识别的图像位于手指皮肤表面，易于被复制，不能检验是否为活体本身的指纹，因此安全性不高。

为此，本发明提供一种指纹识别装置及其检测方法，所述指纹识别装置包括第一光源，用于发出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一检测光；第二光源，用于发出第二出射光，所述第二出射光在手指表面发生反射，形成第二检测光；传感器，用于接收所述第一检测光和第二检测光，并进行活体判断和指纹识别。

当进行指纹识别时，将手指放置于所述传感器上方；开启第一光源，关闭第二光源，所述传感器接收到第一检测光，并形成第一识别图像，以所述第一识别图像进行活体判断；开启第二光源，关闭第一光源，所述传感器接收到第二检测光，并形成第二识别图像，以所述第二识别图像进行指纹识别。这样本发明指纹识别装置不但能够进行指纹识别，还能进行活体判断，鉴别放置于所述传感器上方的物体是否为活体，在保证指纹检测的FAR和FRR的同时，提高了安全性。

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。

请参考图2，示出了本发明指纹识别装置一实施例的示意图。本实施例指纹识别装置包括：

第一光源101，用于发出第一出射光103，所述第一出射光103穿透手指200，形成第一检测光104。

第二光源102，用于发出第二出射光105，所述第二出射光105在手指表面200发生反射，形成第二检测光106。

传感器100，用于接收所述第一检测光104，以进行活体判断；还用于接收第二检测光106，以进行指纹识别。

当进行指纹识别时，将手指200放置于所述传感器100上方；开启第一光源101，关闭第二光源102，所述传感器100接收到第一检测光，并形成第一识别图像，以所述第一识别图像进行活体判断；开启第二光源102，关闭第一光源101，所述传感器接收到第二检测光106，并形成第二识别图像，以所述第二识别图像进行指纹识别。这样本发明指纹识别装置不但能够进行指纹识别，还能进行活体判断，鉴别放置于所述传感器100上方的物体是否为活体，在保证指纹检测的FAR和FRR的同时，提高了安全性。

继续参考图2，在本实施例中，所述传感器100为平板传感器，包括基板和位于所述基板上的像素单元阵列，所述像素单元阵列由多个光电二极管组成。

本实施例中，所述像素单元阵列的制作工艺，可以是非晶硅工艺，也可以是氧化物半导体工艺，还可以是低温多晶硅工艺。

但是本发明对所述传感器的类型不做限制，在其他实施例中，所述传感器还可以为CCD传感器、CMOS传感器或者玻璃基体传感器。

继续参考图2，本实施例中，所述第一光源101为红外LED，发出的第一出射光103为近红外光。当第一出射光103的波长过长或过短时，第一出射光103透过手指200形成的第一检测光104光强都难以满足传感器100对活体识别的要求，容易造成形成的第一识别图形不够清晰，因此，在本实施例中发出波长在700到1000纳米范围内的第一出射光。

但是本发明对第一光源101的具体类型不做限制，在其他实施例中，所述第一光源101还可以为其他能够发出透射手指的光的其他光源，例如紫外LED。

所述第二光源102为可见光LED，发出波长在400到800纳米范围内的第二出射光。当第二出射光的波长在400到800纳米范围内时，所述传感器100上形成的第二识别图像较为清晰，有利于提高指纹识别的精度。但是本发明对所述第二光源102的具体类型和第二出射光的波长范围均不做限制，仅需满足指纹识别的一般要求即可。

继续参考图2，在本实施例中，所述第一光源101位于所述传感器100上方，所述第一光源101与传感器100之间具有用于容纳手指200的空间。这样的好处在于，在进行活体识别时，所述第一光源101位于手指200上方，所述第一检测光104为透过手指200的近红外光，具有较强的光强，相应地，所述传感器100上形成的第一识别图像较为清晰，能够更好地反应手指200的静脉分布，有利于进行活体识别。

继续参考图2，在本实施例中，所述第二光源102位于所述传感器100两侧。具体地，所述第二光源102包括两组可见光LED，分别位于所述传感器100的两侧，所述第二光源102发出的第二出射光105从侧向入射到手指200的表面并发生反射，形成第二检测光106。

但是本发明对所述第二光源102与所述传感器100的位置关系不做限制，在其他实施例中，所述第二光源102可以进包括一组可见光LED，位于所述传感器100的以侧。

当所述传感器100为透明的平板传感器时，所述第二光源102还可以位于所述传感器100下方。所述第二光源102发出的第二出射光105从沿垂直于所述传感器100的方向入射到手指200的表面并发生反射，形成第二检测光106，这样设置的好处在于，有利于减小指纹识别装置的面积。

参考图3，示出了本发明指纹识别装置另一实施例的示意图。本实施例指纹识别装置与上述实施例大致相同，与上述实施例的相同之处不再赘述，与上述实施例的不同之处在于：

所述指纹识别装置包括两组第一光源101，两组所述第一光源101位于所述传感器100上方且相对设置，两组所述第一光源101发出所述两组相对照射的第一出射光103。所述两组第一光源101与传感器100之间具有用于容纳手指200的空间。

所述两组第一光源101发出的第一出射光103以相对的方向投射到手指200上，穿透手指200后形成的第一检测光104在手指骨骼201上发生反射，进入传感器100中。这样设置的好处在于，有效减小了所述指纹识别装置的高度，使所述指纹识别装置更容易集成在便携设备中。

需要说明的是，本实施例中，所述第二光源102与可以位于所述传感器100的周边或者下方，本发明对此不作限制。

请参考图4，示出了本发明指纹识别装置再一实施例的示意图。本实施例指纹识别装置与上述实施例大致相同，与上述实施例的相同之处不再赘述，与上述实施例的不同之处在于：

所述指纹识别装置包括壳体300，所述壳体300包括底部壳体302和位于底部壳体302上的两侧壁301，所述底部壳体302和两侧壁301围成用于容纳手指200的U形凹槽(未标出)，所述两组第一光源101分别位于壳体300的两侧壁301上。

所述两组第一光源101发出的第一出射光(未标出)的方向投射到手指上，穿透手指200后形成的第一检测光(未标出)在手指骨骼上发生反射，进入传感器100中，由于手指200放置于U形凹槽中，手指骨骼反射回的第一检测光被壳体300阻挡，聚集在U形凹槽中，使得手指骨骼反射回的第一检测光大部分都进入所述传感器100中，提高了指纹识别装置的灵敏度。

需要说明的是，在本实施例中，所述传感器100位于所述底部壳体302上，所述第二光源102位于传感器100两侧的底部壳体302上。

所述底部壳体302上表面为平面，所述传感器100为平板传感器且位于所述底部壳体302上。这样的好处在于，有利于减小所述指纹识别装置的体积，但是本发明对所述传感器100和壳体300的具体形状不做限制。

参考图5，示出了本发明指纹识别装置又一实施例的示意图。本实施例指纹识别装置与上述实施例大致相同，与上述实施例的相同之处不再赘述，与上述实施例的不同之处在于：

所述第二光源102为背光板，位于传感器100与底部壳体302之间，发出朝向所述传感器100的第二出射光。这样的好处在于，减小了U形凹槽的底面积，进一步减小了所述指纹识别装置的体积。

本发明还提供一种指纹识别***，本发明指纹识别***包括本发明所提供的所述指纹识别装置。

在本实施例中，具体地，请参考图6，所述指纹识别装置包括：

第一光源101`，用于发出第一出射光103`，所述第一出射光103`穿透手指，形成第一检测光104`。

第二光源102`，用于发出第二出射光105`，所述第二出射光105`在手指表面发生反射，形成第二检测光106`。

传感器100`，用于接收所述第一检测光104`和第二检测光106`，并进行活体判断和指纹识别。

继续参考图6，本实施例指纹识别***包括：

控制单元301，与所述第一光源101`和第二光源相连102`，用于控制第一光源101`和第二光源102`的开启和关闭，使所述传感器100`接收到第一检测光104`，并形成第一识别图像，所述传感器100`接收到第二检测光106`，并形成第二识别图像。

活体判断单元302，与所述传感器100`相连，用于根据所述第一识别图像进行活体判断。

指纹识别单元303，与所述传感器100`相连，用于根据所述第二识别图像进行指纹识别。

运用本实施例提供的指纹识别***进行指纹识别的方法包括:

将手指200`放置于所述传感器100`上方；

调节所述控制单元301，开启第一光源101`，关闭第二光源102`，使所述传感器100`接收到第一检测光104`，并形成第一识别图像。

所述活体判断单元302接收第一识别图像，以所述第一识别图像进行活体判断。

调节所述控制单元301，开启第二光源102`，关闭第一光源101`，所述传感器100`接收到第二检测光106`，并形成第二识别图像。

所述指纹识别单元303接收第二识别图像，以所述第二识别图像进行指纹识别。

这样采用本发明指纹识别装置的检测方法不但能够进行指纹识别，还能进行活体判断，鉴别放置于所述传感器上方的物体是否为活体，在保证指纹检测的FAR和FRR的同时，提高了安全性。

可选的，在进行指纹检测时，调节所述控制单元301，先开启第一光源101`，关闭第二光源102`，所述活体判断单元302接收第一识别图像，在判断所述手指为活体后，开启第二光源102`，关闭第一光源101`，所述指纹识别单元303接收第二识别图像，进行指纹识别。这样的好处在于，在进行活体识别后，如果判断在传感器100`上的物体非活体的手指，则可以省略指纹识别的步骤，节省时间和能源。

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 (11)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：

第一光源，用于发出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一检测光；

第二光源，用于发出第二出射光，所述第二出射光在手指表面发生反射，形成第二检测光；

传感器，用于接收所述第一检测光，以进行活体判断；还用于接收第二检测光，以进行指纹识别。

2.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述传感器包括CCD传感器、CMOS传感器以及玻璃基体传感器。

3.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述传感器为平板传感器，包括基板和位于所述基板上的像素单元阵列。

4.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一光源包括红外LED，用于发出波长在700到1000纳米范围内的第一出射光。

5.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二光源包括可见光LED，用于发出波长在400到800纳米范围内的第二出射光。

6.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一光源位于所述传感器上方，所述第一光源与传感器之间具有用于容纳手指的空间，所述第二光源位于所述传感器下方；

或者，所述第二光源位于所述传感器两侧或一侧。

7.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一光源的数量为两组，两组所述第一光源位于所述传感器上方且相对设置，用于发出相对照射的第一出射光，所述两组第一光源与传感器之间具有用于容纳手指的空间；

所述第二光源位于所述传感器周边或者下方。

8.如权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括壳体，所述壳体包括底部壳体和位于底部壳体上的两侧壁，所述底部壳体和两侧壁围成用于容纳手指的U形凹槽；

所述两组第一光源分别位于壳体的两侧壁上。

9.如权利要求8所述的指纹识别装置，其特征在于，

所述传感器位于所述底部壳体上，所述第二光源位于传感器两侧的底部壳体上。

10.如权利要求8所述的指纹识别装置，其特征在于，

所述底部壳体上表面为平面，所述传感器为平板传感器且位于所述底部壳体上；

所述第二光源为背光板，位于传感器与底部壳体之间，发出朝向所述传感器的第二出射光。

11.一种指纹识别***，其特征在于，包括：

如权利要求1至10中任意一项所述的指纹识别装置；

控制单元，与所述第一光源和第二光源相连，用于控制第一光源和第二光源的开启和关闭，使所述传感器接收到第一检测光，并形成第一识别图像，所述传感器接收到第二检测光，并形成第二识别图像；

活体判断单元，与所述传感器相连，用于根据所述第一识别图像进行活体判断；

指纹识别单元，与所述传感器相连，用于根据所述第二识别图像进行指纹识别。