CN107194327B - 一种指纹识别装置、方法及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种指纹识别装置、方法及移动终端，其中，指纹识别装置包括：曲面盖板、超声波指纹识别模组和填充介质，超声波指纹识别模组位于曲面盖板的内表面一侧，填充介质位于曲面盖板和超声波指纹识别模组之间，超声波指纹识别模组用于通过发射超声波信号以及接收反射的超声波信号，对指纹进行识别。从而有效降低了超声波指纹识别模组发射的超声波信号在不同介质之间传输时的损耗，解决了曲面屏移动终端中无法利用超声波指纹识别模组在曲面位置实现指纹识别功能的问题。

Description

一种指纹识别装置、方法及移动终端

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及一种指纹识别装置、方法及移动终端。

背景技术

目前指纹识别功能在移动终端上的应用越来越普遍，例如用于解锁、支付等功能，而且使用非常频繁。随着指纹识别技术的发展以及指纹识别模组成本的降低，指纹识别功能已经成为中高端手机的标配，甚至很多低端手机都配备有指纹识别功能。

同时，随着显示屏技术的发展，越来越多的移动终端配置了曲面盖板作为亮点。曲面盖板幕的移动终端，顾名思义，是指区别于传统移动终端屏幕是一个平面的特征，而是带有一定的弧度。

虽然指纹识别功能已应用于曲面盖板移动终端。然而，用于实现指纹识别功能的超声波指纹识别模组一般为平面结构，若将指纹识别装置设置在具有弧度的曲面位置，容易影响超声波信号的传输，进而导致指纹图像不清晰，无法实现指纹识别。因此，在将指纹识别功能应用于曲面盖板移动终端时，现有技术中只能将指纹识别模块设置在移动装置的首页按键或者是背面等平坦的位置，而无法利用超声波指纹识别模组在曲面位置实现指纹识别功能，从而极大地限制了指纹识别功能的应用范围，影响用户的使用体验。

发明内容

本发明实施例提供一种指纹识别装置、方法及移动终端，以解决无法利用超声波指纹识别模组在曲面位置实现指纹识别功能的问题。

第一方面，提供了一种指纹识别装置，包括：曲面盖板、超声波指纹识别模组和填充介质；

其中，所述超声波指纹识别模组位于所述曲面盖板的内表面一侧；

所述填充介质位于所述曲面盖板和所述超声波指纹识别模组之间；

所述超声波指纹识别模组，用于通过发射超声波信号，以及接收反射的超声波信号，对指纹进行识别。

第二方面，本发明实施例还提供了一种移动终端，采用如上所述的指纹识别装置。

第三方面，本发明实施例又提供了一种指纹识别方法，包括：

通过超声波指纹识别模组发射第一超声波信号，其中，所述超声波指纹识别模组中各位置发射第一超声波信号的强度是根据发射的位置与曲面盖板的垂直距离预先确定的，不同的垂直距离对超声波信号的衰减程度不同；

接收反射的第二超声波信号，其中，所述第二超声波信号是所述第一超声波信号穿过曲面盖板后反射回来的信号；

当所述第二超声波信号的强度超过预设阈值强度时，根据各位置的第二超声波信号进行指纹识别。

综上所述，本发明实施例中的指纹识别装置包括：曲面盖板、超声波指纹识别模组和填充介质。其中，超声波指纹识别模组位于曲面盖板的内表面一侧，填充介质位于曲面盖板和超声波指纹识别模组之间，填充介质的声阻系数与曲面盖板的声阻系数相近，从而有效降低了超声波指纹识别模组发射的超声波信号在不同介质之间传输时的损耗，保证了反射到超声波指纹识别模组的超声波信号的强度。进而使得采用该结构的指纹识别装置可以在不改变曲面盖板结构的情况下，便能够得到清晰的指纹图像，有效解决了曲面屏移动终端中无法利用超声波指纹识别模组在曲面位置实现指纹识别功能的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种指纹识别装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的另一种指纹识别装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的一种指纹识别方法的流程图；

图4是本发明实施例的另一种指纹识别方法的流程图。

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。

实施例一

本实施例所提供的后盖可以应用于移动终端，该移动终端包括但不限于手机、平板电脑等设备。

参照图1，示出了本发明实施例中一种指纹识别装置的结构示意图。

该指纹识别装置包括：曲面盖板101、超声波指纹识别模组102和填充介质103。

其中，曲面盖板101的外表面可以与用户的指纹接触，从而通过该装置对指纹进行识别。超声波指纹识别模组102位于曲面盖板101的内表面一侧，用于通过发射超声波信号，以及接收反射的超声波信号，对指纹进行识别。具体的，该超声波指纹识别模组102在接收到反射的超声波信号后，可以对反射的超声波信号进行分析获得指纹图像，并根据获得的指纹图像进行匹配，从而实现对指纹的识别。

填充介质103位于曲面盖板101和超声波指纹识别模组102之间，且该填充介质103的声阻系数与曲面盖板101的声阻系数之差小于预设声阻系数，即该填充介质103的声阻系数与曲面盖板101的声阻系数相近。从而避免曲面盖板101和超声波指纹识别模组102之间的空气对超声波信号传输的影响，进而有效降低了超声波指纹识别模组102发射的超声波信号在不同介质之间传输时的损耗。

具体的，由于超声波指纹识别模组102通常为平面结构，而曲面盖板101的内表面为曲面结构，在曲面盖板101内表面一侧直接设置超声波指纹识别模组102后，若曲面盖板101和超声波指纹识别模组102之间充斥空气，由于空气的声阻系数与曲面盖板101的声阻系数差异较大，根据超声波传输原理，当超声波信号在两种介质界面处传播时，如果两种介质的声阻系数差异很大，在界面处超声波信号将会大部分被反射，因此可能导致手指在曲面盖板101上接触时，部分超声波信号在传输至手指前便被损耗掉，并使得到达手指处的超声波信号强度将会很弱，而且从手指反射回超声波指纹识别模组102的超声波信号经再次损耗后将会更加弱，从而导致无法识别出清晰的指纹图像。

因此，在本发明实施例中，曲面盖板101和超声波指纹识别模组102之间填充了与曲面盖板101的声阻系数相近的填充介质103，使得超声波信号从超声波指纹识别模组102发出后，在超声波信号达到手指前损失相对较小，从而保证了到达手指处的超声波信号的强度，即使得从手指处反射的超声波信号强度能满足超声波指纹识别模组102识别指纹信息需要的强度。进而能够得到清晰的指纹图像。

综上所述，本发明实施例中的指纹识别装置包括：曲面盖板101、超声波指纹识别模组102和填充介质103。其中，超声波指纹识别模组102位于曲面盖板101的内表面一侧，填充介质103位于曲面盖板101和超声波指纹识别模组102之间，填充介质103的声阻系数与曲面盖板101的声阻系数相近，从而有效降低了超声波指纹识别模组102发射的超声波信号在不同介质之间传输时的损耗，保证了反射到超声波指纹识别模组102的超声波信号的强度。进而使得采用该结构的指纹识别装置可以在不改变曲面盖板101结构的情况下，便能够得到清晰的指纹图像，有效解决了曲面屏移动终端中无法利用超声波指纹识别模组102在曲面位置实现指纹识别功能的问题。

实施例二

参照图2，示出了本发明实施例中另一种指纹识别装置的结构示意图，本实施例所提供的指纹识别装置是在实施例一的基础上，具备校准功能的优选实施例。

该指纹识别装置具体包括：曲面盖板101、曲面显示面板104、超声波指纹识别模组102和填充介质103。

其中，曲面显示面板104位于曲面盖板101和填充介质103之间，该曲面显示面板104可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)面板或液晶显示面板等各种能够以曲面形式进行显示的面板。位于该曲面显示面板104和超声波指纹识别模组102之间的填充介质103，可以选用与曲面显示面板104声阻系数相近的材料，从而减少超声波信号在填充介质103与显示面板界面处的传输损耗。

由于不同发射模块发射超声波信号的强度与该发射模块所处的位置相关，因此该超声波指纹识别模组102可以包括多个发射模块和与该多个发射模块一一对应的多个接收模块，其中，发射模块用于发射超声波信号，接收模块用于对反射的超声波信号进行接收。从而实现对超声波信号发射与接收的精确控制。

由于超声波指纹识别模组102中各位置与曲面盖板101的垂直距离不同，导致处于不同位置的发射模块发射的超声波信号在指纹识别装置中的损耗程度也不同，为了更精准地反映指纹的凹凸形状所产生的差异，可以由该指纹识别装置的校准模块对各发射模块发射超声波信号的强度进行调整，以降低指纹识别装置中不同位置对超声波信号损耗不同引发的差异。

具体的，可以在用户的手指未触摸该指纹识别装置的曲面盖板101外表面时，即未检测到指纹时，通过调整各对应的发射模块发射超声波信号的强度，对该超声波指纹识别模组102进行校准，使得在该状态下超声波指纹识别模组102各接收模块接收的超声波信号强度的差异在阈值强度范围内，即使得各接收模块接收的超声波信号的强度趋于一致。从而保证在用户的手指触摸该指纹识别装置时，可以通过手指波峰波谷反射回来的超声波信号强度相对差值，真实反映手指纹路的差异，以识别出清晰的指纹图像。例如，若在未检测到指纹时，超声波指纹识别模组102在A、B两个位置的接收模块接收的超声波信号强度的差异超过阈值强度范围，则可以对这两个位置的发射模块发射超声波信号的强度进行调节，以使两个位置接收模块接收的超声波信号强度的差异降低至阈值范围内。

为了保证指纹识别的准确性，除出厂时可以对超声波指纹识别模组102进行校准外，也可以在使用预设时长后自动校准、或在用户根据实际情况主动进行校准。若各接收模块接收的超声波信号强度的差异超过阈值强度范围，则可以根据反射的超声波信号对各发射模块进行校准，以提升指纹识别的准确度。

在具体实现中，可以通过设置至少两个超声波指纹识别模组102，识别多个指纹。其中，各超声波指纹识别模组102的尺寸根据需要对尺寸进行相应调整，例如，在安全等级要求较高的应用场景下，可以通过设置与手掌尺寸匹配的超声波指纹识别模组102，对掌纹也进行识别，同时通过验证时才能为相关应用授权，从而进一步提升安全防护能力。

综上所述，本发明实施例中的指纹识别装置包括：曲面盖板101、曲面显示面板104、超声波指纹识别模组102和填充介质103。通过在未检测到指纹时，对超声波指纹识别模组102中各位置发射模块发射超声波信号强度的校准，有效避免了超声波指纹识别模组102中各位置与曲面盖板101的垂直距离不同造成的差异，使得在未检测到指纹时各接收模块接收的超声波信号的强度趋于一致。从而保证在用户的手指触摸该指纹识别装置时，可以通过手指波峰波谷反射回来的超声波信号强度相对差值，真实反映手指纹路的差异，以识别出清晰的指纹图像。

实施例三

本发明实施例提供一种移动终端，采用上述实施例所述的指纹识别装置。则该移动终端包括设备本体和指纹识别装置。

该指纹识别装置包括：曲面盖板、超声波指纹识别模组和填充介质。

其中，曲面盖板的外表面可以与用户的手指接触。超声波指纹识别模组位于曲面盖板的内表面一侧，用于通过发射超声波信号，以及接收反射的超声波信号，对指纹进行识别。

填充介质位于曲面盖板和超声波指纹识别模组之间，且该填充介质的声阻系数与曲面盖板的声阻系数之差小于预设声阻系数，即该填充介质的声阻系数与曲面盖板的声阻系数相近。从而避免曲面盖板和超声波指纹识别模组之间的空气对超声波信号传输的影响，进而有效降低了超声波指纹识别模组发射的超声波信号在不同介质之间传输时的损耗。

可见，本发明实施例中的移动终端通过使用该具有填充介质的指纹识别装置，可以有效降低超声波指纹识别模组发射的超声波信号在不同介质之间传输时的损耗，保证了反射到超声波指纹识别模组的超声波信号的强度。从而使得采用该指纹识别装置的移动终端可以在不改变曲面盖板结构的情况下，便能够得到清晰的指纹图像，有效解决了曲面屏移动终端中无法利用超声波指纹识别模组在曲面位置实现指纹识别功能的问题。

实施例四

参照图3，示出了本发明实施例中一种指纹识别方法的流程图。

步骤401，通过超声波指纹识别模组发射第一超声波信号。

其中，超声波指纹识别模组中各位置发射第一超声波信号的强度是根据发射的位置与曲面盖板的垂直距离预先确定的。由于不同的垂直距离对超声波信号的衰减程度不同，因此各位置发射第一超声波信号的强度也需要对应调整。例如，若超声波指纹识别模组A、B两个位置与曲面盖板的垂直距离不同，且位置A与曲面盖板的垂直距离相对较远，则位置A处发射的第一超声波信号被衰减的程度会更高，为了使得在未检测到指纹时超声波指纹识别模组各接收模块接收的超声波信号强度的差异在阈值强度范围内，可以相应提高A位置发射超声波信号的强度。

步骤402，接收反射的第二超声波信号。

其中，该第二超声波信号是所述第一超声波信号穿过曲面盖板后反射回来的信号。

在接收反射的第二超声波信号后，执行步骤403，即当第二超声波信号的强度超过预设阈值强度时，根据各位置的第二超声波信号，对指纹进行识别。

其中，第二超声波信号的强度与曲面盖板是否检测到指纹相关，通常在曲面盖板检测到指纹时，第二超声波信号的强度较强，而在曲面盖板未检测到指纹时，反射回来的信号强度较弱。并且曲面屏的不同位置会影响信号传输过程中的损耗，因此本申请实施例，为了提高识别指纹的准确性，可以在曲面屏上无手指触摸的情况下，根据该第二超声波信号的强度分布，对各位置发射第一超声波信号的强度进行进行校准，并确定是否需要对各位置发射第一超声波信号的强度进行调整。若各位置的第二超声波信号强度的差异超过阈值强度范围，即该第二超声波信号的强度分布差异较大，则可以对各位置发射第一超声波信号的强度进行调整，以实现校准。

步骤403，当第二超声波信号的强度超过预设阈值强度时，根据各位置的第二超声波信号，对指纹进行识别。

当第二超声波信号的强度超过预设阈值强度时，即曲面盖板检测到指纹时，可以根据各位置的第二超声波信号，确定指纹中波峰和波谷的位置，形成指纹图像。再将指纹图像与预存的指纹数据进行匹配，确定与指纹对应的身份信息。具体的，当超声波指纹识别模组发射的第一超声波信号到达手指后，该第一超声波信号在手指的波峰和波谷处反射路径不同，从而可以通过接收到的第二超声波信号来反映手指波峰与波谷的图像，该图像即为指纹图像。

综上所述，本发明实施例通过超声波指纹识别模组发射第一超声波信号，并接收反射的第二超声波信号，当该第二超声波信号的强度超过预设阈值强度时，根据各位置的第二超声波信号，对指纹进行识别。由于超声波指纹识别模组中各位置发射第一超声波信号的强度，是根据发射的位置与曲面盖板的垂直距离确定的，因此可以有效避免曲面盖板对超声波信号传输的影响，进而有效解决曲面屏移动终端中无法利用超声波指纹识别模组在曲面位置实现指纹识别功能的问题。

实施例五

参照图4，示出了本发明实施例中另一种指纹识别方法的流程图。

步骤501，通过超声波指纹识别模组发射第一超声波信号。

由于平面结构的超声波指纹识别模组位于曲面盖板下方，为了使在曲面盖板未检测到指纹的状态下超声波指纹识别模组各接收模块接收的超声波信号强度的差异在阈值强度范围内，超声波指纹识别模组中各位置发射第一超声波信号的强度需要根据发射的位置与曲面盖板的垂直距离预先确定。即根据不同的垂直距离对超声波信号的衰减程度不同，对各位置发射第一超声波信号的强度进行对应调整。

步骤502，接收反射的第二超声波信号。

具体的，可以根据接收的第二超声波信号的分布和强度，确定超声波指纹识别模组对该第二超声波信号的处理方式。

步骤503，判断第二超声波信号的强度是否超过预设阈值强度。

具体的，在曲面盖板检测到指纹时，反射回来的第二超声波信号的强度较强，可以用于对指纹进行识别。而在曲面盖板未检测到指纹时，反射回来的第二超声波信号的强度虽然较弱，但在未收到指纹起伏影响的情况下，该第二超声波信号的强度分布较平均，可以在该情况下确定是否需要对各位置发射第一超声波信号的强度进行校准。

因此，若第二超声波信号的强度未超过预设阈值强度，则执行步骤504，进而判断是否需要对各位置发射第一超声波信号的强度进行校准。

若第二超声波信号的强度未超过预设阈值强度，则执行步骤506，根据各位置的第二超声波信号，对指纹进行识别。

步骤504，判断各位置的第二超声波信号强度的差异是否超过阈值强度范围。

具体的，为了保证在用户的手指触摸该指纹识别装置时，可以通过手指波峰波谷反射回来的超声波信号强度相对差值，真实反映手指纹路的差异，以识别出清晰的指纹图像，需要各位置的第二超声波信号强度的差异在阈值强度范围内。

因此，若各位置的第二超声波信号强度的差异超过阈值强度范围，则需要执行步骤505，对各位置发射第一超声波信号的强度进行校准。

若各位置的第二超声波信号强度的差异未超过阈值强度范围，则可以无需进行校准。

步骤505，对各位置发射第一超声波信号的强度进行校准。

具体的，可以根据各位置的第二超声波信号强度的差值，确定各位置对第一超声波信号发射强度的调整幅度。再按照该调整幅度，对各位置发射第一超声波信号的强度进行校准，以使在曲面盖板未检测到指纹时，各位置接收的第二超声波信号的强度趋于一致。

步骤506，根据各位置的第二超声波信号，对指纹进行识别。

当第二超声波信号的强度超过预设阈值强度时，即曲面盖板检测到指纹时，可以根据各位置的第二超声波信号，确定指纹中波峰和波谷的位置，形成指纹图像。再将指纹图像与预存的指纹数据进行匹配，确定与指纹对应的身份信息。

综上所述，本发明实施例通过判断第二超声波信号的强度是否超过预设阈值强度，以及在第二超声波信号的强度未超过预设阈值强度情况下，判断各位置的第二超声波信号强度的差异是否超过阈值强度范围，从而使得在需要对各位置发射第一超声波信号的强度进行校准时，可以对各位置发射第一超声波信号的强度进行调整，进而保证在用户的手指触摸该指纹识别装置时，可以通过手指波峰波谷反射回来的超声波信号强度相对差值，真实反映手指纹路的差异，以识别出清晰的指纹图像。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：曲面盖板、超声波指纹识别模组和填充介质；

其中，所述超声波指纹识别模组位于所述曲面盖板的内表面一侧；

所述填充介质位于所述曲面盖板和所述超声波指纹识别模组之间；

所述超声波指纹识别模组，用于通过发射超声波信号，以及接收反射的超声波信号，对指纹进行识别；

所述超声波指纹识别模组，包括多个发射模块和与所述多个发射模块一一对应的多个接收模块；

其中，所述发射模块用于发射超声波信号，所述接收模块用于对反射的超声波信号进行接收，其中，不同发射模块发射超声波信号的强度与所述发射模块所处的位置相关。

2.根据权利要求1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：

校准模块，用于在所述曲面盖板的外表面未接触到指纹，且各所述接收模块接收的超声波信号强度的差异超过阈值强度范围，则根据所述反射的超声波信号对各所述发射模块进行校准。

3.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，

所述校准模块，具体用于根据各所述接收模块接收的超声波信号的强度，调整各对应的所述发射模块发射超声波信号的强度，以使在所述曲面盖板未检测到指纹时，各所述接收模块接收的超声波信号的强度趋于一致。

4.根据权利要求1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：曲面显示面板；

所述曲面显示面板位于所述曲面盖板和填充介质之间。

5.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，

所述超声波指纹识别模组至少为两个；

各所述超声波指纹识别模组之间通过所述填充介质物理连接。

6.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1至5任一所述的指纹识别装置。

7.一种指纹识别方法，其特征在于，所述方法包括：

通过超声波指纹识别模组发射第一超声波信号，其中，所述超声波指纹识别模组中各位置发射第一超声波信号的强度是根据发射的位置与曲面盖板的垂直距离预先确定的，不同的垂直距离对超声波信号的衰减程度不同；

接收反射的第二超声波信号，其中，所述第二超声波信号是所述第一超声波信号穿过曲面盖板后反射回来的信号；

当所述第二超声波信号的强度超过预设阈值强度时，根据各位置的第二超声波信号进行指纹识别。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据各位置的第二超声波信号进行指纹识别的步骤，包括：

根据各位置的所述第二超声波信号，确定指纹中波峰和波谷的位置，形成指纹图像；

将所述指纹图像与预存的指纹数据进行匹配，确定与所述指纹对应的身份信息。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第二超声波信号的强度未超过预设阈值强度时，根据各位置的所述第二超声波信号，确定是否对所述第一超声波信号的强度进行校准。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据各位置的第二超声波信号，确定是否对所述第一超声波信号的强度进行校准的步骤，包括：

判断各位置的所述第二超声波信号强度的差异是否超过阈值强度范围；

若超过阈值强度范围，则对各位置发射所述第一超声波信号的强度进行校准。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述对各位置发射第一超声波信号的强度进行校准的步骤，包括：

根据各位置的第二超声波信号强度的差值，确定各位置对所述第一超声波信号发射强度的调整幅度；

按照所述调整幅度，对各位置发射所述第一超声波信号的强度进行校准，以使在所述曲面盖板未检测到指纹时，各位置接收的所述第二超声波信号的强度趋于一致。