CN106529507A - 指纹识别装置及便携式移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种指纹识别装置及便携式移动终端。指纹识别装置包括前面板、指纹识别模块及设置于前面板和指纹识别模块之间的电泳开关模组，电泳开关模组包括电泳单元及至少两个电极，电泳单元包括电泳液及多个带电的电泳粒子，指纹识别模块设有光波发射单元、光波接收单元和控制单元，控制单元与光波发射单元和光波接收单元以及电极连接，电泳单元位于光波发射单元和/或光波接收单元与前面板之间的光路上。该指纹识别装置的前面板和指纹识别模块之间设置有控制光路开闭的电泳开关模组，因此可以在不需要指纹识别时，将前面板与指纹识别模块之间的光路关闭，从而防止误识别。
Description
技术领域
本发明涉及指纹识别技术，尤其涉及一种指纹识别装置及具有该指纹识别装置的便携式移动终端。
背景技术
随着手机技术的发展，指纹识别技术已逐步应用在手机的解锁技术中。目前手机上应用最多的指纹识别技术是电容式指纹识别技术，除此之外，红外指纹识别技术也开始得以应用。但是，红外指纹识别技术在应用时，由于不断发射红外光来进行识别，有时候会发生误识别而解锁。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明需要解决的技术问题是提供一种不易误识别的指纹识别装置及具有该指纹识别装置的便携式移动终端。
本发明实施例一方面提供一种指纹识别装置，其包括前面板、指纹识别模块及设置于前面板和指纹识别模块之间的电泳开关模组，所述前面板透明，所述电泳开关模组包括电泳单元及与所述电泳单元相配合的至少两个电极，所述电泳单元包括电泳液及悬浮于所述电泳液中的多个带电的电泳粒子，所述指纹识别模块设有光波发射单元、光波接收单元和控制单元，所述光波发射单元、光波接收单元朝向所述前面板，所述光波发射单元用于向所述前面板发射光波，所述光波接收单元用于接收从所述前面板外侧反射回来的光波，所述控制单元与所述光波发射单元和光波接收单元以及所述至少两个电极连接，用于控制所述光波发射单元和光波接收单元以及所述至少两个电极，以及根据所述光波接收单元的信号获得指纹信息，所述电泳单元位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上，所述至少两个电极用于向所述电泳单元施加电场，以控制所述电泳粒子在第一状态下打开所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路以及在第二状态下关闭所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路。
优选地，所述前面板设有按压检测单元，所述按压检测单元与所述控制单元连接，用于检测是否有手指按压到所述前面板上，如果是，则所述控制单元控制所述至少两个电极进入第一状态以及控制所述光波发射单元向所述前面板发射光波。
优选地，所述电泳开关模组包括两个电极，所述两个电极分别位于所述电泳单元的相对两侧，且位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外。
优选地，所述电泳单元包括两种带异性电荷的电泳粒子。
优选地，所述电泳开关模组包括两对电极，其中一对电极分别位于所述电泳单元的相对的两个侧面且位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外，用于控制所述电泳粒子打开所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路，另外一对电极透明、位于所述电泳单元的另外两个相对侧面且位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上，用于控制所述电泳粒子关闭所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路，每对电极具有相反极性。
优选地，位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外的一对电极垂直于所述前面板，位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上的一对电极平行于所述前面板。
优选地，所述电泳开关模组包括三个电极，其中两个电极分别位于所述电泳单元的相对的两个侧面且位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外，另外一个电极透明、位于所述电泳单元的另外一个侧面且位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上，位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外的两个电极与位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上的电极具有相反极性，位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外的两个电极在第一状态下吸引所述电泳粒子离开所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路，位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上的电极在第二状态下吸引所述电泳粒子遮挡所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路。
优选地，所述光波发射单元为红外光发射单元，所述光波接收单元为红外光接收单元。
优选地，所述电泳粒子呈黑色或白色。
本发明实施例另一方面提供一种便携式移动终端，其包括本体，所述本体的正面设置有显示屏，所述便携式移动终端还包括上述任一实施例所述的指纹识别装置。
本发明实施例的指纹识别装置，由于前面板和指纹识别模块之间设置有控制光路开闭的电泳开关模组，因此可以在不需要指纹识别时，将前面板与指纹识别模块之间的光路关闭，从而防止指纹识别装置误识别。
下面结合附图详细说明本发明,其作为本说明书的一部分,通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。
附图说明
图1和图2为本发明第一实施例的指纹识别装置的两种状态的示意图。
图3和图4为第一实施例的指纹识别装置的两种状态的电信号示意图。
图5和图6为本发明第二实施例的指纹识别装置的两种状态的示意图。
图7和图8为本发明第三实施例的指纹识别装置的两种状态的示意图。
图9为本发明第四实施例的指纹识别装置的两种状态的示意图。
图10和图11为本发明第五实施例的指纹识别装置的两种状态的示意图。
图12和图13为本发明第六实施例的指纹识别装置的两种状态的示意图。
图14是本发明实施例中电泳开关模组的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参考图1至图13，本发明实施例一方面提供一种指纹识别装置，其包括前面板30、指纹识别模块10及设置于前面板30和指纹识别模块10之间的电泳开关模组20。前面板30是透明的，可以用玻璃、塑料等材料制成，前面板30作为指纹识别装置对外的部件，手指60放在前面板30的外表面上进行识别。指纹识别模块10则可以是电路板。
指纹识别模块10上设有光波发射单元11、光波接收单元12和控制单元13。光波发射单元11和光波接收单元12均朝向前面板，光波发射单元11用于向前面板发射光波，光波接收单元12则用于接收从前面板30一侧反射回来的光波。控制单元13与光波发射单元11和光波接收单元12连接，用于控制光波发射单元11和光波接收单元12，以根据光波接收单元12的信号获得指纹信息。具体来说，在本实施例中，光波发射单元11为红外光发射单元，光波接收单元12为红外光接收单元，控制单元可以是一个或多个芯片。现在以红外光为例，来说明该指纹识别装置的工作原理。将手指放在前面板30的外表面上，光波发射单元11向前面板30发射红外光，红外光被手指60反射，光波接收单元12接收到反射光，形成指纹图像，控制单元13通过对指纹图像进行分析处理，来识别指纹。
电泳开关模组20包括电泳单元21及与电泳单元21相配合的至少两个电极22，电泳单元21包括电泳液及悬浮于电泳液中的多个带电的电泳粒子211。电泳单元21位于光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路上。具体来说，电泳开关模组20可以具有一个或多个可控制光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路的开关的电泳开关单元，每个电泳开关单元包括至少一个电泳单元21及与电泳单元21相配合的至少两个电极22。图1至图13示出了电泳开关模组20具有一个电泳开关单元的实施例，图14则示出了电泳开关模组20具有多个电泳开关单元的实施例。
请参考图1至图4，在优选实施例中，电泳开关模组20包括两个电极22，电泳单元21为微胶囊，也即电泳液填充在柔性的圆形或类椭圆形囊壁内，两个电极22分别位于电泳单元21的左右两侧，前面板30和指纹识别模块10则位于电泳单元21的上下两侧。电泳单元21位于光波发射单元11和光波接收单元12与前面板30之间的光路上，两个电极22则位于光波发射单元11和光波接收单元12与前面板30之间的光路之外。此处所指的“光路”用于表达光波的传播路径。电泳单元21位于光路上是指光波发射单元11发射至前面板30的光会穿过该电泳单元21，两个电极22位于光路之外则是指光波发射单元11发射至前面板30的光不会穿过该两个电极22。请参考图9至图13，在其他实施例中，电泳单元21也可以为微杯结构，也即电泳液填充在刚性的方形封闭凹槽内。
现在以光波发射单元11发射红外光、电泳粒子带负电为例，来说明该指纹识别装置的工作原理。请参考图1，初始状态时，电泳粒子211分散在电泳单元21内的电泳液中，遮挡光波发射单元11和光波接收单元12与前面板30之间的光路，此时光波发射单元11发出的红外光会被电泳粒子211所反射，无法到达前面板30上的手指60处，即使光波接收单元12接收到了电泳粒子211所反射的红外光，也无法识别出指纹信息，此时光波发射单元11和光波接收单元12与前面板30之间的光路是关闭状态。请参考图2和图3，在第一状态时，两个电极22在电泳单元21的两侧施加+15V的电压，从而在电泳单元21内形成电场，电泳粒子211在电场作用下离开光波发射单元11和光波接收单元12与前面板30之间的光路，积聚到电泳单元21中靠近其中一个电极22的位置，此时光波发射单元11向前面板30发射的红外光不会被电泳粒子211所遮挡，此时光波发射单元11和光波接收单元12与前面板30之间的光路处于打开状态，红外光被手指60反射至被光波接收单元12，光波接收单元12生成与接收的红外光对应的电信号，并传输给控制单元13，控制单元13根据光波接收单元12的电信号识别手指60的指纹信息。请参考图1和图4，当不需要识别指纹信息时，两个电极22施加多个交替的+15V、-15V的脉冲信号，此时原本积聚在靠近其中一个电极22的位置的电泳粒子211，在电场作用下往复运动，最后分散在电泳液中，然后再停止施加电信号，使电泳粒子211不再移动，遮挡光波发射单元11和光波接收单元12与前面板30之间的光路，即为第二状态，光波发射单元11和光波接收单元12与前面板30之间的光路关闭。此时即使光波发射单元11向前面板30发射红外光，光波接收单元12也无法接收到从手指60反射的红外光，也即控制单元13无法识别指纹信息。
在优选实施例中，前面板30上设有按压检测单元，按压检测单元与控制单元13连接，用于检测是否有手指按压到前面板30上，如果是，则控制单元13控制上述实施例中的电极22进入第一状态。具体地，按压检测单元可以是电容式触摸检测装置或者压力传感器等。当手指60按压到前面板30上时，按压检测单元向控制单元13发送信号，控制单元13控制上述实施例中的电极22进入第一状态，打开光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路，同时控制光波发射单元11向前面板30发射光波，并根据手指60反射的光波识别指纹信息。当按压检测单元检测到没有手指60按压在前面板30上时，向控制单元13发送信号，控制单元13控制电极22进入第二状态，关闭光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路，也即光波发射单元11发射的光波无法穿过电泳单元21到达前面板30。当然，控制单元13也可以同时控制光波发射单元11停止向前面板30发射光波。
请参考图5和图6，在优选实施例中，电泳单元21包括两种带异性电荷的电泳粒子。具体来说，电泳单元21包括带正电的黑色电泳粒子211a和带负电的白色电泳粒子211b。在第二状态下，黑色电泳粒子211a和白色电泳粒子211b散布在电泳液中，在第一状态下，黑色电泳粒子211a在电场作用下积聚到其中一个电极22附近，白色电泳粒子211b积聚到另一个电极22附近。在其他实施例中，两种带异性电荷的电泳粒子可以均为黑色或白色，也可以呈现不同的彩色。
请参考图10和图11，电泳开关模组20包括三个电极22，其中两个电极22分别位于电泳单元21的相对的两个侧面，且位于光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路之外，用于控制电泳粒子211离开光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路，另外一个电极22透明、位于电泳单元21的另外一个侧面且位于光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路上，用于控制电泳粒子211遮挡光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路。位于光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路之外的两个电极22与位于光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路上的电极22具有相反极性。具体来说，该电泳单元21为微杯结构，其中两个电极22分别位于电泳单元21的左右两侧，另一电极22位于电泳单元21的下侧，也即电泳单元21与指纹识别模块10之间。当然在其他实施方式中，另一电极22也可以位于电泳单元21的上侧，也即电泳单元21与前面板30之间。电泳粒子211可以带负电，位于左右两侧的电极22与位于下侧的电极22的极性相反，也即当左右两侧的电极22为正极时，位于下侧的电极22为负极，反之亦然。请参考图11，在第一状态时，在左右两侧的电极22与下侧的电极22之间施加+15V电压，使电泳粒子211被吸引到左右两侧电极22的附近，此时光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路是打开的。请参考图10，在第二状态时，在左右两侧的电极22与下侧的电极22之间施加-15V电压，使电泳粒子211被吸引到下侧电极22的附近，遮挡光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路，此时光路是关闭的。
请参考图7和图8，在优选实施例中，电泳单元21位于光波发射单元11与前面板30之间的光路上，通过控制该光路的打开与关闭，同样可以决定光波接收单元12是否能接收到手指60从前面板30外侧反射回来的光。类似地，也可以将电泳单元21设置于光波接收单元12与前面板30之间的光路上。
请参考图12和图13，电泳开关模组20包括两对电极22，其中一对电极22分别位于电泳单元21的相对的两个侧面，且位于光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路之外，用于控制电泳粒子211离开光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路，另外一对电极22透明、位于电泳单元21的另外两个相对侧面且位于光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路上，用于控制电泳粒子211遮挡光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路，每对电极22具有相反极性。与图11和图12所示的实施例不同之处在于，一对电极22设置在电泳单元21的左右两侧，另一对电极设置在电泳单元21的上下两侧，左右两侧的电极22具有相反极性，上下两侧的电极22也具有相反极性。请参考图13，第一状态时，左右两侧的电极22施加+15V电压，而上下两侧的电极22不施加电压，使电泳粒子21被吸附到左侧电极22的附近，将光路打开。请参考图12，第二状态时，上下两侧的电极22施加-15V电压，而左右两侧的电极22不施加电压，使电泳粒子21被吸附到下侧电极22的附近，将光路关闭。
请参考图12和图13，在优选实施例中，位于光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路之外的一对电极22垂直于前面板30，位于光波发射单元11和/或光波接收单元12与前面板30之间的光路上的一对电极22平行于前面板30。
图14为一优选实施例中电泳开关模组20的俯视图，该电泳开关模组20包括多个平行设置的长方形电泳开关单元，长方形电泳开关单元沿平行于前面板30的方向延伸。每个电泳开关单元中具有两个长电极22以及位于该两个长电极22之间的多个电泳单元21。这多个电泳开关单元可以同时开或者关，实现光波发射单元11和光波接收单元12与前面板30之间的光路的开和关。
本发明实施例还提供一种便携式移动终端，其包括本体，本体的正面设置有显示屏，该便携式移动终端还包括上述任一实施例所述的指纹识别装置。该便携式移动终端根据指纹识别装置的检测结果来决定是否将该便携式移动终端解锁。该便携式移动终端可以是手机、平板电脑或笔记本电脑。当该便携式移动终端是手机或平板电脑时，可以将该指纹识别装置与Home键集成。
本发明实施例的指纹识别装置，由于前面板和指纹识别模块之间设置有控制光路开闭的电泳开关模组，因此可以在不需要指纹识别时，将前面板与指纹识别模块之间的光路关闭，从而防止指纹识别装置误识别。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种指纹识别装置，其特征在于，包括前面板、指纹识别模块及设置于前面板和指纹识别模块之间的电泳开关模组，所述前面板透明，所述电泳开关模组包括电泳单元及与所述电泳单元相配合的至少两个电极，所述电泳单元包括电泳液及悬浮于所述电泳液中的多个带电的电泳粒子，所述指纹识别模块设有光波发射单元、光波接收单元和控制单元，所述光波发射单元、光波接收单元朝向所述前面板，所述光波发射单元用于向所述前面板发射光波，所述光波接收单元用于接收从所述前面板外侧反射回来的光波，所述控制单元与所述光波发射单元和光波接收单元以及所述至少两个电极连接，用于控制所述光波发射单元和光波接收单元以及所述至少两个电极，以及根据所述光波接收单元的信号获得指纹信息，所述电泳单元位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上，所述至少两个电极用于向所述电泳单元施加电场，以控制所述电泳粒子在第一状态下打开所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路以及在第二状态下关闭所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路。
2.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述前面板设有按压检测单元，所述按压检测单元与所述控制单元连接，用于检测是否有手指按压到所述前面板上，如果是，则所述控制单元控制所述至少两个电极进入第一状态以及控制所述光波发射单元向所述前面板发射光波。
3.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述电泳开关模组包括两个电极，所述两个电极分别位于所述电泳单元的相对两侧，且位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外。
4.如权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述电泳单元包括两种带异性电荷的电泳粒子。
5.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述电泳开关模组包括两对电极，其中一对电极分别位于所述电泳单元的相对的两个侧面且位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外，用于控制所述电泳粒子打开所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路，另外一对电极透明、位于所述电泳单元的另外两个相对侧面且位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上，用于控制所述电泳粒子关闭所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路，每对电极具有相反极性。
6.如权利要求5所述的指纹识别装置，其特征在于，位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外的一对电极垂直于所述前面板，位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上的一对电极平行于所述前面板。
7.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述电泳开关模组包括三个电极，其中两个电极分别位于所述电泳单元的相对的两个侧面且位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外，另外一个电极透明、位于所述电泳单元的另外一个侧面且位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上，位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外的两个电极与位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上的电极具有相反极性，位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路之外的两个电极在第一状态下吸引所述电泳粒子离开所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路，位于所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路上的电极在第二状态下吸引所述电泳粒子遮挡所述光波发射单元和/或光波接收单元与所述前面板之间的光路。
8.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光波发射单元为红外光发射单元，所述光波接收单元为红外光接收单元。
9.如权利要求1至8任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述电泳粒子呈黑色或白色。
10.一种便携式移动终端，其包括本体，所述本体的正面设置有显示屏，其特征在于，还包括如权利要求1至9任一项所述的指纹识别装置。
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