CN110929600A - 滑动式指纹识别方法及屏下光学指纹识别组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滑动式指纹识别方法及屏下光学指纹识别组件，屏下光学指纹识别组件包括盖板，光学指纹识别单元，触压感应单元，以及控制器。屏下光学指纹识别组件在指纹识别区域内按阵列布设光学感应器，使所有光学感应器都单独电连接所述驱动芯片。当触压感应单元侦测到手指触碰或者按压盖板时，驱动芯片驱动所有光学感应器同步地进行指纹图像信息采集，从而手指只需从A至B地滑过指纹识别区域即可完成指纹识别操作。本发明用触压感应单元和实现全局扫描驱动的光学指纹识别单元实现无需视觉辅助仅通过“滑扫”操作完成指纹识别操作，提升了用户的使用体验，提高了屏下光学指纹识别组件的效率。

Description

滑动式指纹识别方法及屏下光学指纹识别组件

技术领域

本发明涉及生物特征识别装置及其数据处理方法，特别是涉及指纹识别组件及其数据处理方法。

背景技术

现有技术屏下光学指纹识别组件包括盖板，以及设置在盖板下方的光学指纹识别单元。所述光学指纹识别单元在指纹识别区域内按阵列布设光学感应器，驱动光学感应器采集盖板上手指指纹信息。屏下光学指纹识别组件对采集的指纹信息进行比对而完成指纹识别处理。现有技术屏下光学指纹识别组件的光学指纹识别单元大多采用逐行驱动或者逐列驱动的方式进行指纹信息采集。以逐行驱动方式为例，对于n行光学感应器阵列，每行驱动采集指纹信息需要m秒，那么采集一帧完整的指纹信息至少需要n×m秒。同理，逐列驱动采集一帧完整的指纹信息也需要一段时间完成对所有光学感应器的驱动。因此，现有技术屏下光学指纹识别组件给使用者带来以下限制：

1. 由于盖板大多用光滑材质制成，无法通过触感找到指纹识别区域，为了确保手指准确放入指纹识别区域，即使对于一个有长期使用同一屏下光学指纹识别组件经验的使用者，都需要视觉观察辅助才能确保手指准确放入指纹识别区域，而很难实现不需要看屏幕的“盲操作”；

2. 使用者需要将手指在指纹识别区域内保持不动才能获得较好的指纹识别效果，无法通过“滑扫”指纹识别区域完成指纹识别。

由于上述限制，在使用现有技术屏下光学指纹识别组件时，需要至少两步操作：

第一步，通过按键等方式开启显示屏；

第二步，看着显示屏找到指纹识别区域，将手指放入指纹识别区域并保持，直到获得指纹识别结果反馈。

上述操作并没有给使用者带来很好的指纹识别操作体验。使用者更期待的体验是无需视觉辅助，凭借一个“滑扫”动作就能实现的指纹识别操作体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种无需视觉辅助的滑动式指纹识别方法，以及实现该方法的屏下光学指纹识别组件。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

提出一种滑动式指纹识别方法，用于屏下光学指纹识别组件，所述屏下光学指纹识别组件包括盖板，设置在盖板下方的光学指纹识别单元，为光学指纹识别单元采集指纹图像提供所需光照的光源，以及至少用于控制指纹识别及数据处理的控制器。为屏下光学指纹识别组件设置能够侦测手指对盖板触压动作的触压感应单元。为屏下光学指纹识别组件设置至少一驱动芯片，以及用于采集盖板上指纹光学图像信息的、两个以上的光学感应器；将光学感应器在指纹识别区域内按阵列布设，并且每个光学感应器都单独电连接所述驱动芯片，使驱动芯片能够驱动所有光学感应器同时进行指纹图像信息采集。在手指触压盖板并滑过指纹识别区域的操作中，控制器按照如下过程完成所述滑动式指纹识别方法：

当触压感应单元侦测到手指触碰或者按压盖板时，开启光学指纹识别单元，点亮光源，使驱动芯片驱动所有光学感应器同步地进行指纹图像信息采集，确保手指滑过指纹识别区域期间，光学指纹识别单元能够采集至少一帧指纹图像数据；

对采集的指纹图像数据进行指纹识别处理。

手指触压盖板并滑过指纹识别区域的操作包括手指直接触压盖板上的指纹识别区域的操作。

本发明解决所述技术问题还可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种屏下光学指纹识别组件，用于电子设备，包括盖板，设置在盖板下方的光学指纹识别单元，为光学指纹识别单元采集指纹图像提供所需光照的光源，以及至少用于控制指纹识别及数据处理的控制器。屏下光学指纹识别组件还包括能够侦测手指对盖板触压动作的触压感应单元。所述屏下光学指纹识别组件还设置有至少一驱动芯片，以及用于采集屏幕上指纹图像信息的、两个以上的光学感应器。光学感应器在指纹识别区域内按阵列布设，并且每个光学感应器都单独电连接所述驱动芯片，使驱动芯片能够驱动所有光学感应器同时进行指纹图像信息采集。所述控制器分别电连接所述光源、触压感应单元和驱动芯片。

具体而言，所述电子设备设置有显示屏，通过该显示屏可显示特定内容提示用户指纹识别区域所在。显示屏包括从上至下依次叠放液晶显示模组和背光模组，盖板覆盖着液晶显示模组，光学指纹识别单元设于背光模组下方。

所述光源设于显示屏的下方。

作为光源的替换实现方案，所述光源是指纹识别区域所对应的显示屏的显示器件。

为实现侦测触碰动作，所述触压感应单元是能够侦测手指触碰动作及触碰位置的触摸感应单元，该触摸感应单元设置在盖板的背面。

对于设置有显示屏的电子设备，所述触压感应单元是能够侦测手指触碰动作及触碰位置的触摸感应单元，该触摸感应单元集成于液晶显示模组。

为实现侦测按压动作，所述触压感应单元是能够侦测手指按压盖板动作的压力感应单元，该压力感应单元设置在盖板的正面或者背面上。

具体地，所述电子设备包括显示器、移动通信终端、计算机、掌上计算机、平板电脑、视/音频播放设备和电子手表。

同现有技术相比较，本发明“滑动式指纹识别方法及屏下光学指纹识别组件”的技术效果在于：

本发明用触压感应单元和实现全局扫描驱动的光学指纹识别单元实现无需视觉辅助仅通过“滑扫”操作完成指纹识别操作，提升了用户的使用体验，提高了屏下光学指纹识别组件的效率。

附图说明

图1是本发明“滑动式指纹识别方法及屏下光学指纹识别组件”优选实施例的电器原理示意框图；

图2是所述优选实施例的光学指纹识别单元1的布设示意图；

图3是所述优选实施例的侧面剖视示意图；

图4是所述优选实施例的正面操作示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示优选实施例作进一步详述。

本发明提出一种滑动式指纹识别方法，用于屏下光学指纹识别组件，如图1至图4所示，所述屏下光学指纹识别组件包括用透光材料制成的盖板7，设置在盖板7下方的光学指纹识别单元1，为光学指纹识别单元1采集指纹图像提供所需光照的光源4，以及至少用于控制指纹识别及数据处理的控制器5。所述屏下光学指纹识别组件设置能够侦测手指9对盖板7触压动作的触压感应单元2。如图1和图2所示，所述屏下光学指纹识别组件还设置至少一驱动芯片12，及设置用于采集盖板7上指纹图像信息的、两个以上的光学感应器11。驱动芯片12和所有光学感应器11是光学指纹识别单元1的组成部分。将光学感应器11在指纹识别区域6内按阵列布设，并且每个光学感应器11都单独电连接所述驱动芯片12，使驱动芯片12能够驱动所有光学感应器11同时进行指纹图像信息采集，从而实现所有光学感应器11同时开始感光，同时结束感光的全局扫描驱动。让所有的光学感应器11在同一个时间段完成指纹扫描, 可以避免逐行扫描的行与行之间信号紊乱的问题，只要扫描时间间隔相比用户手指移动速度足够快, 就可以获得足够清晰的指纹图像。

指纹识别区域6是为用户设定的用于进行指纹识别操作的区域，该指纹识别区域6既可以以视觉可见的方式标识在盖板7上，也可以通过其它方式显现，甚至不需要为用户标识，而通过说明书形式予以指明。指纹识别区域6可以位于盖板7上的一部分，也可以是整个盖板7。

在本发明中，控制器5应当至少具有控制指纹识别及数据处理的能力，除此之外，根据使用屏下光学指纹识别组件的电子设备的实际需求，控制器5还能够具有其它数据处理和控制能力。本发明优选实施例，如图1所示，控制器5电连接显示屏3，其应当具备对显示屏3的控制和数据处理能力。

如图4所示，在手指触压盖板7并滑过指纹识别区域6的操作中，控制器5按照如下过程完成所述滑动式指纹识别方法：

当触压感应单元2侦测到手指9触碰或者按压盖板7时，开启光学指纹识别单元1，点亮光源4，使驱动芯片12驱动所有光学感应器11同步地进行指纹图像信息采集，确保手指从A点至B点滑过指纹识别区域6期间，光学指纹识别单元1能够采集至少一帧指纹图像数据；

对采集的指纹图像数据进行指纹识别处理。

本发明优选实施例，如图4所示，将指纹识别区域6设置在盖板7的边沿中部。使用者将手指9触碰或者按压盖板7的A点，触压感应单元2感应到盖板7被触碰或按压后反馈至控制器5，控制器5控制光源4点亮、光学指纹识别单元1开启；在手指9沿箭头方向从A点移动至B点过程中，手指滑过指纹识别区域6期间，无需手指9停留，采用全局扫描驱动方式的光学指纹识别单元1就能够获取至少一帧指纹图像。那么，使用者只需要经过短暂的练习和熟悉，就能够实现无需视觉辅助的、“一扫而过”的滑动指纹识别操作。从而，本发明用触压感应单元2和实现全局扫描驱动的光学指纹识别单元1实现无需视觉辅助仅通过“滑扫”操作完成指纹识别操作，提升了用户的使用体验，提高了屏下光学指纹识别组件的效率。本发明可采用独立的一个或多个光源4用于点亮指纹识别区域6，也可借助显示屏的显示器件产生的光线用于照亮指纹识别区域6。光学感应器11将拍摄到指纹光学图像传输至驱动芯片12或控制器5进行比对。如果比对成功, 则控制器5解锁设备或完成指纹识别进行支付。

触压感应单元2的侦测方式包括能够侦测对盖板7触碰动作的触碰感应方式，能够侦测对盖板7按压动作的按压感应方式，以及既能够侦测对盖板7触碰动作也能够侦测对盖板7按压动作的触压感应方式。采用阵列式布设电容感应器，对盖板7的触碰和/或按压动作能够使电容感应器的容值变化，通过侦测电容感应器的容值变化判断触碰和/或按压动作的发生与否。

手指9触压盖板7并滑过指纹识别区域6的操作包括手指直接触压盖板7上的指纹识别区域6的操作，那么此种情况下，手指无需滑动即可实现指纹识别操作，是更加便捷的操作方式。

基于上述方法，本发明还提出一种屏下光学指纹识别组件，用于电子设备，如图1和图3所示，所示，包括盖板7，设置在盖板7下方的光学指纹识别单元1，为光学指纹识别单元1采集指纹图像提供所需光照的光源4，以及至少用于控制指纹识别及数据处理的控制器5。所述控制器5可以是单独用于实现所述滑动式指纹识别方法的器件，也可以是不仅用于所述滑动式指纹识别方法，还用于控制整个电子设备运行和数据处理的数据处理器。所述电子设备包括显示器、移动通信终端、计算机、掌上计算机、平板电脑、视/音频播放设备和电子手表。本发明屏下光学指纹识别组件还包括能够侦测手指对盖板7触压动作的触压感应单元2。如图1和图2所示，所述屏下光学指纹识别组件还设置有至少一驱动芯片12，以及用于采集屏幕上指纹图像信息的、两个以上的光学感应器11。驱动芯片12和所有光学感应器11是光学指纹识别单元1的组成部分。光学感应器11在指纹识别区域6内按阵列布设，并且每个光学感应器11都单独电连接所述驱动芯片12，使驱动芯片12能够驱动所有光学感应器11同时进行指纹图像信息采集。所述控制器5分别电连接所述光源4、触压感应单元2和驱动芯片12。本发明优选实施例的电子设备设置有显示屏3，所述控制器5还电连接该显示屏3，既用于完成指纹识别控制及数据处理，也参与显示屏3的数据处理。

本发明优选实施例，如图1和图3所示，所述电子设备设置有显示屏3，通过该显示屏3可显示特定内容提示用户指纹识别区域6所在。所述特定内容例如：指纹状图形，示出指纹识别区域6的矩形、圆形或者椭圆形线条，文字说明等。如图3所示，显示屏3包括从上至下依次叠放液晶显示模组31和背光模组32。显示屏3还应当包括盖板，在本实施例中，显示屏3与屏下光学指纹识别组件共用盖板7。盖板7覆盖着液晶显示模组31，光学指纹识别单元1设于背光模组32下方。

本发明优选实施例，如图3所示，所述光源4设于显示屏3的下方。

作为光源4的另一种实现方式，所述光源4是指纹识别区域6所对应的显示屏3的显示器件，显示屏3的显示器件包括液晶显示模组31和背光模组32，运用它们发出的光为光学指纹识别单元1提供采集指纹图像所需光照。指纹识别区域所对应的显示屏是指指纹识别区域投射在显示屏上形成的投影区域。

当采用触碰感应方式侦测手指对盖板7的触碰动作时，所述触压感应单元2是能够侦测手指触碰动作及触碰位置的触摸感应单元，该触摸感应单元设置在盖板7的背面。当显示屏集成有侦测触碰功能时，该触摸感应单元可集成于液晶显示模组31，并将显示屏作为触摸感应单元为控制器5提供触碰动作信息。

当采用按压感应方式侦测手指对盖板7的按压动作时，所述触压感应单元2是能够侦测手指按压盖板7动作的压力感应单元，该压力感应单元设置在显示屏3的正面或者背面上。当显示屏集成有侦测按压功能时，可以将显示屏作为压力感应单元为控制器5提供按压动作信息。

显然，当显示屏既能够侦测触碰动作又能够侦测按压动作时，那么该显示屏能够作为触压感应单元2为控制器5提供触压动作信息。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种滑动式指纹识别方法，用于屏下光学指纹识别组件，所述屏下光学指纹识别组件包括盖板，设置在盖板下方的光学指纹识别单元，为光学指纹识别单元采集指纹图像提供所需光照的光源，以及至少用于控制指纹识别及数据处理的控制器；其特征在于：

为屏下光学指纹识别组件设置能够侦测手指对盖板触压动作的触压感应单元；

为屏下光学指纹识别组件设置至少一驱动芯片，以及用于采集盖板上指纹图像信息的、两个以上的光学感应器；将光学感应器在指纹识别区域内按阵列布设，并且每个光学感应器都单独电连接所述驱动芯片，使驱动芯片能够驱动所有光学感应器同时进行指纹图像信息采集；

在手指触压盖板并滑过指纹识别区域的操作中，控制器按照如下过程完成所述滑动式指纹识别方法，

当触压感应单元侦测到手指触碰或者按压盖板时，开启光学指纹识别单元，点亮光源，使驱动芯片驱动所有光学感应器同步地进行指纹图像信息采集，确保手指滑过指纹识别区域期间，光学指纹识别单元能够采集至少一帧指纹图像数据；

对采集的指纹图像数据进行指纹识别处理。

2.根据权利要求1所述的滑动式指纹识别方法，其特征在于：

手指触压盖板并滑过指纹识别区域的操作包括手指直接触压盖板上的指纹识别区域的操作。

3.一种屏下光学指纹识别组件，用于电子设备；包括盖板，设置在盖板下方的光学指纹识别单元，为光学指纹识别单元采集指纹图像提供所需光照的光源，以及至少用于控制指纹识别及数据处理的控制器；其特征在于：

还包括能够侦测手指对盖板触压动作的触压感应单元；

还设置有至少一驱动芯片，以及用于采集屏幕上指纹图像信息的、两个以上的光学感应器；光学感应器在指纹识别区域内按阵列布设，并且每个光学感应器都单独电连接所述驱动芯片，使驱动芯片能够驱动所有光学感应器同时进行指纹图像信息采集；

所述控制器分别电连接所述光源、触压感应单元和驱动芯片。

4.根据权利要求3所述的屏下光学指纹识别组件，其特征在于：

所述电子设备设置有显示屏，通过该显示屏可显示特定内容提示用户指纹识别区域所在；

显示屏包括从上至下依次叠放液晶显示模组和背光模组，盖板覆盖着液晶显示模组，光学指纹识别单元设于背光模组下方。

5.根据权利要求4所述的屏下光学指纹识别组件，其特征在于：

所述光源设于显示屏的下方。

6.根据权利要求4所述的屏下光学指纹识别组件，其特征在于：

所述光源是指纹识别区域所对应的显示屏的显示器件。

7.根据权利要求3所述的屏下光学指纹识别组件，其特征在于：

所述触压感应单元是能够侦测手指触碰动作及触碰位置的触摸感应单元，该触摸感应单元设置在盖板的背面。

8.根据权利要求4所述的屏下光学指纹识别组件，其特征在于：

所述触压感应单元是能够侦测手指触碰动作及触碰位置的触摸感应单元，该触摸感应单元集成于液晶显示模组。

9.根据权利要求3所述的屏下光学指纹识别组件，其特征在于：

所述触压感应单元是能够侦测手指按压盖板动作的压力感应单元，该压力感应单元设置在盖板的正面或者背面上。

10.根据权利要求3所述的屏下光学指纹识别组件，其特征在于：

所述电子设备包括显示器、移动通信终端、计算机、掌上计算机、平板电脑、视/音频播放设备和电子手表。

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