CN105738016A - 手指按压压力的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种手指按压压力的检测方法，包括：提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有接触基板；在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之前，根据不同按压过程中指纹图像的面积变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小；在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之后，根据不同按压过程中指纹图像的灰度变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。由于直接利用光学指纹传感器实现对手指按压压力的检测，因而不必考虑光学指纹传感器与压电传感器集成，减少了系统的元器件数，简化系统的设计难度，并且节省了成本。

Description

手指按压压力的检测方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种手指按压压力的检测方法。

背景技术

手指压力传感器可以用于在游戏系统中反映动作的强弱，增强人机界面的友好程度。在手机游戏，掌上游戏方面有广泛的应用。压力传感器通常采用的是压电传感器。压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。压电材料它可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料。压电式传感器中用得最多的是属于压电多晶的各类压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体。其他压电单晶还有适用于高温辐射环境的铌酸锂、钽酸锂、镓酸锂和锗酸铋等。

然而，使用压电传感器检测手指按压压力的成本比较高，并且，专用的压电传感器由于材料比较特殊，结构复杂，因此和其他系统的集成性很差，不适合于集成度要求高，体积要求严格等移动电子产品。

特别是需要将光学指纹传感器的指纹识别功能与检测手指按压压力的功能集成在一起时，如果采用压电传感器与光学指纹传感器组合在一起的系统，会增加许多元器件，并且使系统的结构和使用方法均变得复杂，增加了系统的设计难度，提高了成本。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种手指按压压力的检测方法，即一种利用光学指纹传感器检测手指按压压力的方法，所述直接利用光学指纹传感器实现对手指按压压力的检测，从而不必考虑光学指纹传感器与压电传感器集成，减少了系统的元器件数，简化系统的设计难度，并且节省了成本。

为解决上述问题，本发明提供一种手指按压压力的检测方法，包括：

提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有接触基板；

在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之前，根据不同按压过程中指纹图像的面积变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小；

在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之后，根据不同按压过程中指纹图像的灰度变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。

可选的，在指纹图像面积变大的过程中，当所述面积变化速率较快则判断手指按压压力较大，当所述面积变化速率较小则判断手指按压压力较小；在指纹图像灰度增大的过程中，当所述灰度变化速率较快则判断手指按压压力较大，当所述灰度变化速率较小则判断手指按压压力较小。

可选的，设定指纹图像的标准面积变化速率；当所述面积变化速率小于或者等于标准面积变化速率的0.3倍时，判定此时手指按压压力为第一按压压力；当所述面积变化速率大于标准面积变化速率的0.3倍，且小于或者等于标准面积变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第二按压压力；当所述面积变化速率大于标准面积变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第三按压压力；设定指纹图像的标准灰度变化速率；当所述灰度变化速率小于或者等于标准灰度变化速率的0.3倍时，判定此时手指按压压力为第四按压压力；当所述灰度变化速率大于标准灰度变化速率的0.3倍，且小于或者等于标准灰度变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第五按压压力；当所述灰度变化速率大于标准灰度变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第六按压压力。

可选的，在手指完全覆盖所述接触基板的所述承压面积之前，采集用户以最快方式按压最大按压压力作为所述标准面积变化速率；在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之后，采集用户以最快方式按压最大按压压力作为所述标准灰度变化速率。

可选的，在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之前，同时根据不同按压过程中，所述面积变化速率的变化率，获得不同按压过程的按压压力相对大小；在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之后，同时根据不同按压过程中，所述灰度变化速率的变化率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。

可选的，所述光学指纹传感器对指纹图像的采集频率为每秒5帧到每秒100帧。

可选的，所述接触基板的所述承压面积范围为3mm×3mm到12mm×12mm。

可选的，在手指完全覆盖所述接触基板的所述承压面积之后，采用红外光或可见光作为所述光学指纹传感器的光源。

可选的，所述不同按压过程由同一手指操作。

可选的，以手指离开所述接触基板作为不同按压过程的间隔，或者以连续100ms以上获得的指纹图像相同时，作为不同次按压的间隔。

为解决上述问题，本发明还提供了另一种手指按压压力的检测方法，包括：

提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有接触基板；

根据不同按压过程中指纹图像的面积大小，获得不同按压过程的按压压力相对大小；

根据不同按压过程中指纹图像的灰度大小，获得不同按压过程的按压压力相对大小。

可选的，所述接触基板的所述承压面积范围为3mm×3mm到12mm×12mm。

可选的，在手指完全覆盖所述接触基板的所述承压面积之后，采用红外光或可见光作为所述光学指纹传感器的光源。

可选的，所述不同按压过程由同一手指操作。

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，提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有接触基板；在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之前，根据不同按压过程中指纹图像的面积变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小；在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之后，根据不同按压过程中指纹图像的灰度变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。由于直接利用光学指纹传感器实现对手指按压压力的检测，因而不必考虑光学指纹传感器与压电传感器集成，减少了系统的元器件数，简化系统的设计难度，并且节省了成本。

进一步，接触基板的所述承压面积范围为3mm×3mm到12mm×12mm。一方面，所述承压面积需要达到3mm×3mm以上，以便能够对指纹进行采集(即保证采集的指纹图像能够用于保证指纹的识别)；另一方面，如果所述承压面积超过12mm×12mm，图像传感器芯片的感光区域需要相应增大，会大幅提高成本。

附图说明

图1是本发明实施例一所提供的光学指纹传感器示意图；

图2是本发明实施例二所提供的光学指纹传感器示意图；

图3是本发明实施例三所提供的光学指纹传感器示意图；

图4是本发明实施例四所提供的光学指纹传感器示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，如果通过将压电传感器与光学指纹传感器组合在一起，实现手指指纹和手指按压压力的同时检测时，需要复杂的系统，不仅成本提高，而且结构复杂，无法实施产品的轻薄化。

为此，本发明提供一种手指按压压力的检测方法，所述方法包括：提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有接触基板；在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之前，根据不同按压过程中指纹图像的面积变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小；在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之后，根据不同按压过程中指纹图像的灰度变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。由于直接利用光学指纹传感器实现对手指按压压力的检测，因而不必考虑光学指纹传感器与压电传感器集成，减少了系统的元器件数，简化系统的设计难度，并且节省了成本。

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。

本发明实施例一提供一种手指按压压力的检测方法，即一种利用光学指纹传感器检测手指按压压力的方法。

请参考图1，所述方法首先提供光学指纹传感器。所述光学指纹传感器具有接触基板105、光源101、棱镜103、接触基板105、棱镜109、透镜111和图像传感器芯片113。

光学指纹传感器的指纹采集过程可以为：光源101发射出的光线经过棱镜103折射后，穿过接触基板105照射在位于接触基板105上的手指17，手指17表面对光线具有反射作用，因此会产生反射光线。并且，手指17表面不同位置的纹理不同(手指17表面纹理为指纹)，导致反射光的强度在空间分布上不同。在反射光线再次穿过接触基板105后，经过位于接触基板105内侧的另外一组棱镜109的折射，到达透镜111，并经由透镜111汇集到图像传感器芯片113(图像传感器芯片113可以是CMOS图像传感器或CCD图像传感器)上，产生最终的图像。

本实施例中，接触基板105的所述承压面积(承压面积即接触基板105与手指17相接触表面的面积)范围可以为3mm×3mm到12mm×12mm，例如具体的承压面积可以为3mm×3mm、3mm×5mm、3mm×10mm、4mm×5mm、4mm×6mm、4mm×10mm、5mm×5mm、6mm×10mm、7mm×12mm、9mm×10mm、11mm×11mm或者12mm×12mm等。一方面，所述承压面积需要达到3mm×3mm以上，以便能够对指纹进行采集(即保证采集的指纹图像能够用于保证指纹的识别)；另一方面，如果所述承压面积超过12mm×12mm，图像传感器芯片113的感光区域需要相应增大，会大幅提高成本。但是，在不考虑上述因素，或者上述因素能够通过其它条件的调整改变时，所述承压面积的范围可以相应地进行拓展。

本实施例中，所述光学指纹传感器对指纹图像的采集频率可以为每秒5帧到每秒100帧。如果所述光学指纹传感器对指纹图像的采集频率低于每秒5帧，不利于后续对手指按压压力的检测。如果采集频率超过每秒100帧，不仅使得所述光学指纹传感器功耗太大，而且传输速度太慢，同样影响指纹的采集和手指按压压力的检测。

本实施例中，所述不同按压过程由同一手指操作。因此，检测不同按压过程中按压压力相对大小时，检测到的是同一手指不同按压过程的按压压力相对大小。并且，是否为同一手指操作可以通过所述光学指纹传感器将相应的指纹图像进行对比来确认。

请继续参考图1，所述方法在利用光学指纹传感器检测手指按压压力的过程中，在手指17完全覆盖所述接触基板105的承压面积之前，根据不同按压过程中指纹图像的面积变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。

所述指纹图像可以根据上述指纹采集过程获得。

指纹图像的面积变化速率是指单位时间内指纹图像面积的变化速率。具体的，可以根据相邻两帧指纹图像的面积之差为被除数，以相邻两帧指纹图像相隔的时间为除数，通过求商获得所述面积变化速率。并且，在其它情况下，也可以用多帧指纹图像面积的平均变化速率作为所述面积变化速率。

本实施例中，在指纹图像面积变大的过程中，当所述面积变化速率较快则判断手指按压压力较大；当所述面积变化速率较小则判断手指按压压力较小。反之，在指纹图像面积变小的过程中，当所述面积变化速率较快，则判断手指离开接触基板105的速度越快；当所述面积变化速率较小，则判断手指离开接触基板105的速度越慢。

请继续参考图1，所述方法在利用光学指纹传感器检测手指按压压力的过程中，在手指17完全覆盖所述接触基板105的承压面积之后，根据不同按压过程中指纹图像的灰度变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。

所述指纹图像可以根据上述指纹采集过程获得。

在手指完全覆盖承压面积后，手指的按压压力和指纹图像的灰度值(灰度值其它位置简称灰度)呈正相关的关系，并且呈线性关系，因此，可以利用指纹图像的灰度来检测手指的按压压力。

照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量。指纹图像的灰度因指纹传感器检测到的光线的照度不同而不同。一般指纹图像的灰度通常与光线的照度成正相关的关系，并且在通常情况下可认为两者是正比关系。

指纹图像的灰度变化速率是指单位时间内指纹图像灰度的变化速率。具体的，可以根据相邻两帧指纹图像的灰度之差为被除数，以相邻两帧指纹图像相隔的时间为除数，通过求商获得所述灰度变化速率。并且，在其它情况下，也可以用多帧指纹图像灰度的平均变化速率作为所述灰度变化速率。

本实施例中，在指纹图像灰度增大的过程中，当所述灰度变化速率较快则判断手指按压压力较大；当所述灰度变化速率较小则判断手指按压压力较小。反之，在指纹图像灰度变小的过程中，当所述灰度变化速率较快，则判断手指离开接触基板105的速度越快(虽然手指处理离开的过程中，但这个阶段中手指仍然完全覆盖整个承压面积)；当所述灰度变化速率较小，则判断手指离开接触基板105的速度越慢(虽然手指处理离开的过程中，这个阶段中手指仍然完全覆盖整个承压面积)。

本实施例中，在手指完全覆盖所述接触基板105的所述承压面积之后，可以采用红外光或可见光作为所述光学指纹传感器的光源。

本实施例中，以手指离开所述接触基板105作为不同按压过程的间隔。但是，当手指每次进行操作之后，若不完全离开接触基板105时，可以以连续100ms以上获得的指纹图像相同时，作为不同次按压的间隔。采取后一种确定不同次按压间隔的方式特别适合在游戏操作过程中实现压力的检测，因为此时不要求操作者在每次按压后手指都离开接触基板。

本实施例所提供的光学指纹传感器检测手指按压压力的方法中，在手指17完全覆盖接触基板105的承压面积之前，根据不同按压过程中指纹图像的面积变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小，在手指完全覆盖接触基板105的承压面积之后，根据不同按压过程中指纹图像的灰度变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。因此，能够直接利用光学指纹传感器实现对手指按压压力的检测，因而不必考虑光学指纹传感器与压电传感器集成，减少了系统的元器件数，简化系统的设计难度，并且节省了成本。

本发明实施例二提供另一种手指按压压力的检测方法。

请参考图2，提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括接触基板210、背光源230以及位于接触基板210和背光源230之间的图像传感器芯片220。图像传感器芯片220的表面(此表面指图像传感器芯片220面向接触基板210的表面)还包括像素阵列区域220A和围绕像素阵列区域220A的外围区域220B，外围区域220B和像素阵列区域220A之间以虚线(未标注)隔开。像素阵列区域220A包括阵列排布的多个像素区(图2中未标注)。像素区即一个像素221所在的表面区域，本实施例中，像素221如图2中虚线框(未标注)包围的部分所示。图2中显示手指21按压在接触基板210上表面(此上表面的面积即为承压面积)。

请继续参考图2，像素221的剖面结构显示每个像素221包括感光元件222。本实施例中，感光元件222具体可以为感光二极管。每个像素221还包括通孔223，通孔223贯穿图像传感器芯片220厚度，背光源230发出的光线能够经由通孔223穿过图像传感器芯片220到达接触基板210。

本实施例中，接触基板210和图像传感器芯片220之间可以通过粘贴方式直接层叠贴合在一起。其它实施例中，两者也可以通过胶贴合，并使两者之间保留一定的空间。其它实施例中，两者还可以是通过的外壳(未示出)将组装在一起。

本实施例中，接触基板210可以为玻璃基板、塑料基板、光纤基板、陶瓷基板或者蓝宝石基板。接触基板210用于接受手指21的按压操作。

本实施例中，图像传感器芯片220可以为CMOS指纹图像传感器芯片。CMOS指纹图像传感器芯片通常制作在硅晶圆上，因此位于像素下方的部分通常为不透明的硅衬底。图像传感器芯片220也可以为非晶硅TFT指纹图像传感器芯片220，非晶硅指纹图像传感器芯片价格便宜，可降低整个传感器的成本。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，图像传感器芯片220也可以是制作在透明基板上的芯片，当为制作在透明基板上的芯片时，通孔223不必贯穿透明基板，而只需要贯穿未透明的芯片本体部分即可。

请继续参考图2，所述方法在利用光学指纹传感器检测手指按压压力的过程中，在手指完全覆盖所述接触基板210的承压面积之前，根据不同按压过程中指纹图像的面积变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。本实施例中，所述不同按压过程由同一手指操作。

一般而言，手指从接触传感器表面得到完全覆盖大概需要10ms以上时间，假设光学指纹传感器对指纹图像的采集频率为100帧/秒，在预设阀值时，通常手指最快在10帧内做到覆盖整个感光区域，因此，可以据此判断实际使用过程中的手指按压速率。

具体的，本实施例设定指纹图像的标准面积变化速率，并且当所述面积变化速率小于或者等于标准面积变化速率的0.3倍时，判定此时手指按压压力为第一按压压力；当所述面积变化速率大于标准面积变化速率的0.3倍，且小于或者等于标准面积变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第二按压压力；当所述面积变化速率大于标准面积变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第三按压压力。

本实施例中，可以在手指完全覆盖所述接触基板210的所述承压面积之前，采集用户以最快方式按压最大按压压力作为所述标准面积变化速率。

通过本实施例所提供的方法实现对第一按压压力、第二按压压力和第三按压压力的判定，一旦检测到相应的按压压力，后续可以进一步进行对应的操作和反馈。例如在用户使用具有此光学指纹传感器的电子产品玩游戏时，根据上述方法可以检测到用户在接触基板210上的按压压力是第一按压压力、第二按压压力还是第三按压压力，并且根据对应的按压压力进行相应的游戏指令。

需要说明的是，在其它实施例中，可以在设定了标准面积变化速率之后，将按压压力分为更多等级类别，例如将小于或者等于标准面积变化速率的0.1倍时，判定此时手指按压压力为第一按压压力；当所述面积变化速率大于标准面积变化速率的0.1倍，且小于或者等于标准面积变化速率的0.2倍时，判定此时手指按压压力为第二按压压力；如此往复判定，直至当所述面积变化速率大于标准面积变化速率的0.9倍，且小于或者等于标准面积变化速率的1.0倍时，判定此时手指按压压力为第十按压压力。

请继续参考图2，所述方法在利用光学指纹传感器检测手指按压压力的过程中，在手指完全覆盖所述接触基板210的承压面积之后，根据不同按压过程中指纹图像的灰度变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。本实施例中，所述不同按压过程由同一手指操作。

在手指完全覆盖所述接触基板210的承压面积之后，可以使用红外光作为光源，用于检测手指的按压压力。

具体的，本实施例设定指纹图像的标准灰度变化速率。当所述灰度变化速率小于或者等于标准灰度变化速率的0.3倍时，判定此时手指按压压力为第四按压压力。当所述灰度变化速率大于标准灰度变化速率的0.3倍，且小于或者等于标准灰度变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第五按压压力。当所述灰度变化速率大于标准灰度变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第六按压压力。

本实施例中，可以在手指完全覆盖所述接触基板210的承压面积之后，采集用户以最快方式按压最大按压压力作为所述标准灰度变化速率。

通过本实施例所提供的方法实现对第四按压压力、第五按压压力和第六按压压力的判定，一旦检测到相应的按压压力，后续可以进一步进行对应的操作和反馈。例如在用户使用具有此光学指纹传感器的电子产品玩游戏时，根据上述方法可以检测到用户在接触基板210上的按压压力是第四按压压力、第五按压压力还是第六按压压力，并且根据对应的按压压力进行相应的游戏指令。

需要说明的是，在其它实施例中，可以在设定了标准灰度变化速率之后，将按压压力分为更多等级类别，例如将小于或者等于标准灰度变化速率的0.1倍时，判定此时手指按压压力为第一按压压力；当所述灰度变化速率大于标准灰度变化速率的0.1倍，且小于或者等于标准灰度变化速率的0.2倍时，判定此时手指按压压力为第二按压压力；如此往复，直至当所述灰度变化速率大于标准灰度变化速率的0.9倍，且小于或者等于标准灰度变化速率的1.0倍时，判定此时手指按压压力为第十按压压力。

本实施例中，在手指完全覆盖所述接触基板210的所述承压面积之后，采用红外光或可见光作为所述光学指纹传感器的光源。具体的，背光源230可以为可见光源、红外光源和紫外光源中的一种或多种。例如背光源230可以是例如面状LED灯或者LED导光板等。

本实施例中，所述光学指纹传感器对指纹图像的采集频率可以为每秒5帧到每秒100帧，其选择原因可以参考前述实施例相应内容。

本实施例中，所述接触基板210的所述承压面积范围可以为3mm×3mm到12mm×12mm，其选择原因可以参考前述实施例相应内容。

本实施例中，以手指离开所述接触基板210作为不同按压过程的间隔，或者以连续100ms以上获得的指纹图像相同时，作为不同次按压的间隔，其原因可以参考前述实施例相应内容。本实施例所指的一个按压过程是指：手指一次用力按压的过程，例如手指以一定按压压力和一定速率挤压接触基板210的过程。

本实施例所提供的手指按压压力的检测方法中，采用对所要检测的手指按压压力预先分等级的方法，从而拓展了所述方法的运用范围，提高了所述方法的运用灵活性。

本发明实施例三提供另一种手指按压压力的检测方法。

请参考图3，提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有接触基板302、光源301和图像传感器芯片303，更多结构可以参考前述实施例相应内容，并且所述光学指纹传感器实现指纹图像采集的过程可以参考实施例一相应内容。

本实施例中，不同按压过程由同一手指操作。具体如图3所示，在手指31完全覆盖接触基板302的承压面积之前，根据不同按压过程中指纹图像的面积变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。在手指31完全覆盖接触基板302的承压面积之后，根据不同按压过程中指纹图像的灰度变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。

与实施例一不同的是，本实施例中，在手指31完全覆盖接触基板302的承压面积之前，同时根据不同按压过程中，所述面积变化速率的变化率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。在手指31完全覆盖接触基板302的承压面积之后，同时根据不同按压过程中，所述灰度变化速率的变化率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。

由于进一步采用面积变化速率的变化率来获得不同按压过程的按压压力相对大小，因此，所述方法对按压压力的检测更加灵敏，例如当实施例一所采用的方法区分不出两次按压的压力相对大小时，可以采用本实施例所提供的方法进行检测。同样的，由于进一步采用灰度变化速率的变化率来获得不同按压过程的按压压力相对大小，因此，所述方法对按压压力的检测更加灵敏。

本实施例中，在手指31完全覆盖接触基板302的所述承压面积之后，采用红外光或可见光作为所述光学指纹传感器的光源。具体的，光源301可以为可见光源、红外光源和紫外光源中的一种或多种。

本实施例中，所述光学指纹传感器对指纹图像的采集频率可以为每秒5帧到每秒100帧，其选择原因可以参考第一实施例相应内容。

本实施例中，接触基板302的所述承压面积范围可以为3mm×3mm到12mm×12mm，其选择原因可以参考第一实施例相应内容。

本实施例中，以手指离开接触基板302作为不同按压过程的间隔，或者以连续100ms以上获得的指纹图像相同时，作为不同次按压的间隔，其原因可以参考第一实施例相应内容。

本实施例所提供的手指按压压力的检测方法中，由于采用指纹图像的面积变化速率，同时还采用了面积变化速率的变化速率，因此，对手指按压压力的检测灵敏度进一步提高，同样的，由于采用指纹图像的灰度变化速率，同时还采用了灰度变化速率的变化速率，因此，对手指按压压力的检测灵敏度进一步提高。

本发明实施例四提供另一种手指按压压力的检测方法。

请参考图4，所述方法首先提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有接触基板402、光源401和图像传感器芯片403，更多结构可以参考前述实施例相应内容，并且所述光学指纹传感器实现指纹图像采集的过程可以参考实施例一相应内容。

与前述实施例不同的是，本实施例中，根据不同按压过程中指纹图像的面积大小，获得不同按压过程的按压压力相对大小；根据不同按压过程中指纹图像的灰度大小，获得不同按压过程的按压压力相对大小。其中，本实施例的不同按压过程也由同一手指操作。

请继续参考图4，对于同一手指而言，在手指41完全覆盖接触基板402的承压面积之前，也可以以一次按压的最终按压时刻指纹图像的面积大小，判断按压压力的相对大小。即对于同一手指而言，在手指41完全覆盖接触基板402的承压面积之前，一次按压最终时刻形成的指纹图像面积越大，则手指的按压压力越大。这是因为：对于同一手指而言，手指41按压压力较小时，指肚与接触基板402的接触面积较小，使得所成指纹图像面积较小；手指41按压压力较大时，指肚与接触基板402的接触面积较大，使得所成指纹图像面积较大。

请继续参考图4，对于同一手指而言，在手指41完全覆盖接触基板402的承压面积之后，也可以以一次按压的最终按压时刻指纹图像的灰度大小，判断按压压力的相对大小。即对于同一手指而言，在手指41完全覆盖接触基板402的承压面积之后，一次按压最终时刻形成的指纹图像灰度越大，则手指41的按压压力越大。这是因为：对于同一手指而言，手指41按压压力较小时，指肚与接触基板402的接触面积较小，即相应的反射面积较小，比较多的光线在空气中散射消失，有效反射到图像传感器上的光线较少，所成的指纹图像偏暗，即指纹图像的灰度较小；手指41按压压力较大时，指肚与接触基板402的接触面积较大，即相应的反射面积较大，使得散射损失的光较少，有效反射到图像传感器上的光线较多，所成的指纹图像偏亮，即指纹图像的灰度较大。

需要说明的是，在其它实施例中，当手指41以最大压力按压在接触基板402上，且手指41仍然未完全覆盖接触基板402的承压面积时，可以以此最大压力对应的指纹图像面积为标准面积。然后，将按压压力分为多个等级类别。例如将小于或者等于标准面积的0.1倍时，判定此时手指按压压力为第一按压压力；当所述面积大于标准面积的0.1倍，且小于或者等于标准面积的0.2倍时，判定此时手指按压压力为第二按压压力；如此往复判定，直至当所述面积大于标准面积的0.9倍，且小于或者等于标准面积的1.0倍时，判定此时手指按压压力为第十按压压力。

需要说明的是，在其它实施例中，当手指41以最大压力按压在接触基板402上，且手指41已完全覆盖接触基板402的承压面积时，可以以此最大压力对应的指纹图像的灰度为标准灰度。并且根据标准灰度按压压力分为不同等级。例如将小于或者等于标准灰度的0.1倍时，判定此时手指按压压力为第一按压压力；当所述灰度大于标准灰度的0.1倍，且小于或者等于标准灰度的0.2倍时，判定此时手指按压压力为第二按压压力；如此继续判定，直至当所述灰度大于标准灰度的0.9倍，且小于或者等于标准灰度的1.0倍时，判定此时手指按压压力为第十按压压力。

本实施例中，接触基板402的所述承压面积范围可以为3mm×3mm到12mm×12mm，其选择原因可以参考第一实施例相应内容。

本实施例中，以手指离开接触基板402作为不同按压过程的间隔，或者以连续100ms以上获得的指纹图像相同时，作为不同次按压的间隔，其原因可以参考第一实施例相应内容。

本实施例中，在手指41完全覆盖接触基板402的所述承压面积之后，采用红外光或可见光作为所述光学指纹传感器的光源。具体的，光源401可以为可见光源、红外光源和紫外光源中的一种或多种。

本实施例所提供的手指按压压力的检测方法中，利用光学指纹传感器采集的指纹图像，并具体利用指纹图像的面积大小和灰度大小作为手指按压压力的检测依据，实现对手指按压压力的检测，不需要集成压电传感器，减少了系统的元器件数，简化系统的设计难度，并且节省了成本。

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 (14)

1.一种手指按压压力的检测方法，其特征在于，包括：

提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有接触基板；

在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之前，根据不同按压过程中指纹图像的面积变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小；

在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之后，根据不同按压过程中指纹图像的灰度变化速率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在指纹图像面积变大的过程中，当所述面积变化速率较快则判断手指按压压力较大，当所述面积变化速率较小则判断手指按压压力较小；

在指纹图像灰度增大的过程中，当所述灰度变化速率较快则判断手指按压压力较大，当所述灰度变化速率较小则判断手指按压压力较小。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

设定指纹图像的标准面积变化速率；当所述面积变化速率小于或者等于标准面积变化速率的0.3倍时，判定此时手指按压压力为第一按压压力；当所述面积变化速率大于标准面积变化速率的0.3倍，且小于或者等于标准面积变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第二按压压力；当所述面积变化速率大于标准面积变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第三按压压力；

设定指纹图像的标准灰度变化速率；当所述灰度变化速率小于或者等于标准灰度变化速率的0.3倍时，判定此时手指按压压力为第四按压压力；当所述灰度变化速率大于标准灰度变化速率的0.3倍，且小于或者等于标准灰度变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第五按压压力；当所述灰度变化速率大于标准灰度变化速率的0.5倍时，判定此时手指按压压力为第六按压压力。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：

在手指完全覆盖所述接触基板的所述承压面积之前，采集用户以最快方式按压最大按压压力作为所述标准面积变化速率；

在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之后，采集用户以最快方式按压最大按压压力作为所述标准灰度变化速率。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之前，同时根据不同按压过程中，所述面积变化速率的变化率，获得不同按压过程的按压压力相对大小；

在手指完全覆盖所述接触基板的承压面积之后，同时根据不同按压过程中，所述灰度变化速率的变化率，获得不同按压过程的按压压力相对大小。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学指纹传感器对指纹图像的采集频率为每秒5帧到每秒100帧。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接触基板的所述承压面积范围为3mm×3mm到12mm×12mm。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在手指完全覆盖所述接触基板的所述承压面积之后，采用红外光或可见光作为所述光学指纹传感器的光源。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同按压过程由同一手指操作。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以手指离开所述接触基板作为不同按压过程的间隔，或者以连续100ms以上获得的指纹图像相同时，作为不同次按压的间隔。

11.一种手指按压压力的检测方法，其特征在于，包括：

提供光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有接触基板；

根据不同按压过程中指纹图像的面积大小，获得不同按压过程的按压压力相对大小；

根据不同按压过程中指纹图像的灰度大小，获得不同按压过程的按压压力相对大小。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接触基板的所述承压面积范围为3mm×3mm到12mm×12mm。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在手指完全覆盖所述接触基板的所述承压面积之后，采用红外光或可见光作为所述光学指纹传感器的光源。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同按压过程由同一手指操作。