CN104657715A - 一种指纹检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种指纹检测装置，包括电源组件、电容式指纹传感器、微控制器和信号处理器，所述电源组件分别与电容式指纹传感器、微控制器和信号处理器电连接，所述电容式指纹传感器一端与微控制器相连，另一端与信号处理器相连，所述电容式指纹传感器由多个传感单元按照阵列式排列组成，所述电容式指纹传感器用于采集指纹信息并将所述指纹信息传输给信号处理器，所述信号处理器用于对所述指纹信息进行处理，所述微控制器用于根据信号处理器的处理结果对电容式指纹传感器和信号处理器进行控制。本发明的电容式指纹传感器采集到指纹信息时，指纹会组成一个电容阵列，与多个传感单元组成多个微型电容器，从而得到高精度指纹图像。

Description

一种指纹检测装置
技术领域
本发明涉及指纹检测领域，尤其涉及一种指纹检测装置。
背景技术
随着社会的进步和技术的发展，近年来，移动银行、手机钱包、网络购物等电子商务业务在智能移动设备上的应用日趋广泛。相对的，公众对于集成的电子元器件性能以及网络信息安全的要求也越来越高。指纹由于具有唯一性和稳定性而使其成为个人身份识别的一种有效手段。目前，获取指纹图像的手段主要有两种，一种是使用墨水和纸，另一种是利用设备取像，第一种方法不仅需要花费大量的时间和精力，所取得的指纹图像的质量还不高，因此，利用设备提取指纹图像在各个领域已经有着广泛的应用。设备取像可以分为光学设备取像、超声波取像、晶体传感器取像等几种情况，光学设备取像是利用光的全反射原理，然后使用CCD器件获取指纹图像，光学设备取像的优点是指纹图像质量好，器件耐磨损能力强，缺点是设备体积大、成本高；超声波取像是一种新兴的提取指纹手段，它是利用超声波直接对真皮组织进行扫描，从而获取图像，但是这种方法的成本十分高，并且技术还不太成熟，因此没有得到广泛的应用；而电容式传感器具有获取指纹图像质量高、设备体积小、成本低等的优点，具有非常好的发展前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何克服现有的指纹检测装置成本高、获取指纹图像质量不高、器件耐磨损能力差、设备体积大等的缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种指纹检测装置，包括电源组件、电容式指纹传感器、微控制器和信号处理器，所述电源组件分别与电容式指纹传感器、微控制器和信号处理器电连接，所述电容式指纹传感器一端与微控制器相连，另一端与信号处理器相连，所述电容式指纹传感器由多个传感单元按照阵列式排列组成，所述电容式指纹传感器用于采集指纹信息并将所述指纹信息传输给信号处理器，所述信号处理器用于对所述指纹信息进行处理，所述微控制器用于根据信号处理器的处理结果对电容式指纹传感器和信号处理器进行控制。
进一步地，所述信号处理模块包括信号放大单元和计算单元，所述信号放大单元用于将电容式指纹传感器采集的指纹信息进行放大并将放大后的指纹信息传输给计算单元，所述计算单元用于将采集指纹信息之前的传感单元电容两端的电压与采集指纹信息之后的传感单元电容两端的电压进行比对，得出电压差。
进一步地，所述信号处理模块还包括模数转换单元，所述模数转换单元用于将所述电容差转换为数字信号并将所述数字信息传输给微控制器。
进一步地，所述装置还包括图像生成模块和图像读取模块，所述图像生成模块一端与模数转换单元相连，另一端与图像读取模块相连，所述图像读取模块一端与图像生成模块相连，另一端与微控制器相连，所述图像生成模块用于根据所述电容差生成整幅指纹图像或区域指纹图像，所述图像读取模块用于读取所述整幅指纹图像或区域指纹图像。
进一步地，所述微控制器包括存储模块和通讯模块，所述存储模块用于将所述整幅指纹图像或区域指纹图像存储，所述通讯模块用于将模块转换单元传输的数字信号发送出去。
进一步地，所述微控制器还包括验证模块和显示模块，所述验证模块用于验证被测者的指纹信息与存储模块中存储的整幅指纹图像或区域指纹图像是否一致；若一致，则在显示模块上显示验证通过信息，若不一致，则在显示模块上显示是否新增用户提示。
进一步地，所述微控制器还包括语音模块，所述语音模块用于将显示模块上的信息以语音方式进行提示。
进一步地，所述装置还包括终端服务器，所述终端服务器用于接收微控制器传输的指纹信息并显示。
其中，电容式指纹传感器包括阵列排布的多个检测单元，当手指触摸检测单元时，指纹单元相当于电容器的阳极，手指的皮肤变成了电容另一极，手指的纹路深浅(即手指的“峰”和“谷”)与检测单元的实际距离不同，电容也不同，根据该原理检测到手指的纹路深浅形成指纹图像。
本发明的指纹检测装置，具有如下有益效果：
1、本发明的电容式指纹传感器是由多个传感单元按照阵列式排列组成，当采集到指纹信息时，指纹会组成一个电容阵列，与多个传感单元组成多个微型电容器，从而得到高精度指纹图像，与现有技术中的单个传感器与指纹之间形成的电容器相比，极大提高了指纹识别的精度。
2、本发明的逻辑控制比较简单，因此占用芯片面积较小，且该指纹检测装置功耗非常低，实现节能的效果。
3、本发明的指纹检测装置具有学习功能，不断存储新用户的指纹信息，非常智能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的指纹检测装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种指纹检测装置，包括电源组件、电容式指纹传感器、微控制器和信号处理器，所述电源组件分别与电容式指纹传感器、微控制器和信号处理器电连接，所述电容式指纹传感器一端与微控制器相连，另一端与信号处理器相连，所述电容式指纹传感器由多个传感单元按照阵列式排列组成，所述电容式指纹传感器用于采集指纹信息并将所述指纹信息传输给信号处理器，所述信号处理器用于对所述指纹信息进行处理，所述微控制器用于根据信号处理器的处理结果对电容式指纹传感器和信号处理器进行控制。
所述信号处理模块包括信号放大单元、计算单元和模数转换单元，所述信号放大单元用于将电容式指纹传感器采集的指纹信息进行放大并将放大后的指纹信息传输给计算单元，所述计算单元用于将采集指纹信息之前的传感单元电容两端的电压与采集指纹信息之后的传感单元电容两端的电压进行比对，得出电压差，所述模数转换单元用于将所述电容差转换为数字信号并将所述数字信息传输给微控制器。
所述装置还包括图像生成模块和图像读取模块，所述图像生成模块一端与模数转换单元相连，另一端与图像读取模块相连，所述图像读取模块一端与图像生成模块相连，另一端与微控制器相连，所述图像生成模块用于根据所述电容差生成整幅指纹图像或区域指纹图像，所述图像读取模块用于读取所述整幅指纹图像或区域指纹图像。
所述微控制器包括存储模块、通讯模块、验证模块和显示模块，所述存储模块用于将所述整幅指纹图像或区域指纹图像存储，所述通讯模块用于将模块转换单元传输的数字信号发送出去，所述验证模块用于验证被测者的指纹信息与存储模块中存储的整幅指纹图像或区域指纹图像是否一致；若一致，则在显示模块上显示验证通过信息，若不一致，则在显示模块上显示是否新增用户提示。
所述微控制器还包括语音模块，所述语音模块用于将显示模块上的信息以语音方式进行提示。
所述装置还包括终端服务器，所述终端服务器用于接收微控制器传输的指纹信息并显示。
其中，电容式指纹传感器包括阵列排布的多个检测单元，当手指触摸检测单元时，指纹单元相当于电容器的阳极，手指的皮肤变成了电容另一极，手指的纹路深浅(即手指的“峰”和“谷”)与检测单元的实际距离不同，电容也不同，根据该原理检测到手指的纹路深浅形成指纹图像。
本发明的指纹检测装置，具有如下有益效果：
1、本发明的电容式指纹传感器是由多个传感单元按照阵列式排列组成，当采集到指纹信息时，指纹会组成一个电容阵列，与多个传感单元组成多个微型电容器，从而得到高精度指纹图像，与现有技术中的单个传感器与指纹之间形成的电容器相比，极大提高了指纹识别的精度。
2、本发明的逻辑控制比较简单，因此占用芯片面积较小，且该指纹检测装置功耗非常低，实现节能的效果。
3、本发明的指纹检测装置具有学习功能，不断存储新用户的指纹信息，非常智能。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种指纹检测装置，其特征在于，包括电源组件、电容式指纹传感器、微控制器和信号处理器，所述电源组件分别与电容式指纹传感器、微控制器和信号处理器电连接，所述电容式指纹传感器一端与微控制器相连，另一端与信号处理器相连，
所述电容式指纹传感器由多个传感单元按照阵列式排列组成，所述电容式指纹传感器用于采集指纹信息并将所述指纹信息传输给信号处理器，所述信号处理器用于对所述指纹信息进行处理，所述微控制器用于根据信号处理器的处理结果对电容式指纹传感器和信号处理器进行控制。
2.根据权利要求1所述的指纹检测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括信号放大单元和计算单元，所述信号放大单元用于将电容式指纹传感器采集的指纹信息进行放大并将放大后的指纹信息传输给计算单元，所述计算单元用于将采集指纹信息之前的传感单元电容两端的电压与采集指纹信息之后的传感单元电容两端的电压进行比对，得出电压差。
3.根据权利要求2所述的指纹检测装置，其特征在于，所述信号处理模块还包括模数转换单元，所述模数转换单元用于将所述电容差转换为数字信号并将所述数字信息传输给微控制器。
4.根据权利要求3所述的指纹检测装置，其特征在于，所述装置还包括图像生成模块和图像读取模块，所述图像生成模块一端与模数转换单元相连，另一端与图像读取模块相连，所述图像读取模块一端与图像生成模块相连，另一端与微控制器相连，所述图像生成模块用于根据所述电容差生成整幅指纹图像或区域指纹图像，所述图像读取模块用于读取所述整幅指纹图像或区域指纹图像。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述微控制器包括存储模块和通讯模块，所述存储模块用于将所述整幅指纹图像或区域指纹图像存储，所述通讯模块用于将模块转换单元传输的数字信号发送出去。
6.根据权利要求5所述的指纹检测装置，其特征在于，所述微控制器还包括验证模块和显示模块，所述验证模块用于验证被测者的指纹信息与存储模块中存储的整幅指纹图像或区域指纹图像是否一致；若一致，则在显示模块上显示验证通过信息，若不一致，则在显示模块上显示是否新增用户提示。
7.根据权利要求6所述的指纹检测装置，其特征在于，所述微控制器还包括语音模块，所述语音模块用于将显示模块上的信息以语音方式进行提示。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述装置还包括终端设备，所述终端设备用于接收微控制器传输的指纹信息并显示。
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