CN108171186A - 一种指纹识别装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种指纹识别装置和方法。包括对合设置的第一基板和第二基板，在第一基板上形成有阵列排布的检测子单元，检测子单元包括发光模块和感光模块，装置还包括编码模块和解码模块；编码模块，分别与各发光模块连接，用于对各发光模块的发射频率进行编码，各发光模块的发射频率不同；发光模块，用于根据编码模块编码的发射频率发光；感光模块，形成在第一基板上朝向第二基板的一侧，用于根据发光模块发出光线的反射光产生感应电流；解码模块，分别与各感光模块连接，用于对各感光模块产生的感应电流进行解码，识别各发射频率对应的感应电流。通过本发明实施例，避免了不同反射光对指纹识别造成的干扰，提高了指纹识别的准确性。

Description

一种指纹识别装置和方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种指纹识别装置和方法。

背景技术

近年来，随着技术的高速发展，具有生物识别功能的移动产品已经逐渐进入人们的生活工作中。指纹识别技术凭借着其唯一身份特性，备受人们重视。现今，按压式和滑动式指纹识别技术已经应用于移动产品中，人们更关注显示区域的指纹识别技术在移动终端中的应用。

在显示区域进行指纹识别时，由于指纹谷脊间的差异，光源照射到手指上的光会产生不同的反射光，光敏器件根据反射光的光强生成不同的感应电流，根据不同的感应电流可以识别指纹谷脊。

由于手指与光敏器件之间的距离较远，不同的反射光之间会互相干扰，造成无法识别指纹。目前常采用的方案为小孔方案和准直器方案，但是小孔方案对光的损失巨大，准直器方案采用光纤，成本高并且影响显示效果。

发明内容

本发明提供一种指纹识别装置和方法，以解决现有技术中不同的反射光之间会互相干扰，造成无法识别指纹的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种指纹识别装置，所述装置包括对合设置的第一基板和第二基板，在所述第一基板上形成有阵列排布的检测子单元，所述检测子单元包括发光模块和感光模块，所述装置还包括编码模块和解码模块；

所述编码模块，分别与各所述发光模块连接，用于对各所述发光模块的发射频率进行编码，各所述发光模块的发射频率不同；

所述发光模块，用于根据所述编码模块编码的发射频率发光；

所述感光模块，形成在所述第一基板上朝向所述第二基板的一侧，用于根据所述发光模块发出光线的反射光产生感应电流；

所述解码模块，分别与各所述感光模块连接，用于对各所述感光模块产生的感应电流进行解码，识别各所述发射频率对应的感应电流。

可选地，所述装置还包括：

识别模块，用于根据各所述发射频率对应的感应电流进行指纹识别。

可选地，所述发光模块和所述编码模块均设置在所述第一基板上背离所述感光模块的一侧。

可选地，所述发光模块与所述感光模块设置在所述第一基板的同侧，所述编码模块设置在所述第一基板上背离所述感光模块的一侧，各所述发光模块通过形成在所述第一基板上的通孔分别与所述编码模块连接。

可选地，在所述第二基板上朝向所述第一基板的一侧形成有与所述发光模块一一对应的微透镜，所述微透镜在所述第一基板上的正投影覆盖所述发光模块在所述第一基板上的正投影。

可选地，所述发光模块包括红外激光器。

可选地，所述感光模块包括光敏二极管。

可选地，多个阵列排布的所述检测子单元组成一个检测单元，所述检测单元的长度和宽度均为1000μm。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种指纹识别方法，其特征在于，应用于上述指纹识别装置，所述方法包括：

编码模块对各个发光模块的发射频率进行编码；

所述发光模块根据所述发射频率发光；

感光模块根据所述发光模块发出光线的反射光产生感应电流；

解码模块对所述感光模块产生的感应电流进行解码，识别各个发射频率对应的感应电流。

可选地，所述方法还包括：

根据各所述发射频率对应的感应电流进行指纹识别。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

指纹识别装置包括对合设置的第一基板和第二基板，以及阵列排布的检测子单元、编码模块和解码模块，检测子单元包括发光模块和感光模块；编码模块对各发光模块的发射频率进行编码；发光模块根据编码模块编码的发射频率发光；感光模块根据发光模块发出光线的反射光产生感应电流；解码模块对各感光模块产生的感应电流进行解码，识别各发射频率对应的感应电流。通过本发明实施例，避免了不同反射光对指纹识别造成的干扰，提高了指纹识别的准确性。

附图说明

图1示出了本发明实施例一的一种指纹识别装置的结构示意图之一；

图2示出了本发明实施例一的一种指纹识别装置的结构示意图之二；

图3示出了本发明实施例一的感光模块的结构示意图；

图4示出了本发明实施例一的检测单元的结构示意图；

图5示出了本发明实施例的二种指纹识方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例提供的一种指纹识别装置的结构示意图。所述装置包括对合设置的第一基板101和第二基板102，在所述第一基板101上形成有阵列排布的检测子单元103，所述检测子单元103包括发光模块1031和感光模块1032，所述装置还包括编码模块104和解码模块105；

所述编码模块104，分别与各所述发光模块1031连接，用于对各所述发光模块1031的发射频率进行编码，各所述发光模块1031的发射频率不同；

所述发光模块1031，用于根据所述编码模块104编码的发射频率发光；

所述感光模块1032，形成在所述第一基板101上朝向所述第二基板102的一侧，用于根据所述发光模块1031发出光线的反射光产生感应电流；

所述解码模块105，分别与各所述感光模块1032连接，用于对各所述感光模块1032产生的感应电流进行解码，识别各所述发射频率对应的感应电流。

本实施例中，第一基板101上形成有阵列排布的检测子单元103，每个检测子单元103由发光模块1031和感光模块1032组成，发光模块1031和感光模块1032是一一对应的。感光模块1032可以设置在像素单元106的同侧，即形成在第一基板101上朝向第二基板102的一侧。编码模块104通过引线层107分别与各个发光模块1031连接，编码模块104对各发光模块的发射频率进行编码。例如，编码模块104将第一检测子单元中的发光模块F1的发射频率f1编码为A，将第二检测子单元中的发光模块F2的发射频率f2编码为B。发光模块1031根据编码模块104编码的发射频率发光。例如，发光模块F1根据发射频率f1发光，发光模块F2根据发射频率f2发光。感光模块1032根据发光模块1031发出光线的反射光产生感应电流。例如，第一检测子单元中的感光模块F1接收发光模块G1发出光线的反射光，并根据反射光产生感应电流I1；第二检测子单元中的感光模块G2接收发光模块F2发出光线的反射光，并根据反射光产生感应电流I2。但是，感光模块G1也可能会接收到一部分发光模块F2的反射光，从而产生感应电流I3。解码模块105分别连接各感光模块1032，对各感光模块1032产生的感应电流进行解码，识别各发射频率对应的感光电流。例如，解码模块对感光模块G1产生的感应电流I1和I3进行解码，识别出对应发射频率f1的感应电流I1，对应发射频率f2的感应电流I3。由于发射频率f1对应发光模块F1，因此可以得出感应电流I1为对应发光模块F1，从而在识别发光模块F1位置的用户指纹时根据感应电流I1进行识别。可见，通过对发光模块的发射频率进行编码，对感光模块产生的感应电流进行解码，即使同一感光模块接收到多个发光模块发出的光线，产生多个感应电流，也不会干扰指纹识别的准确性。同时，与现有技术中的小孔方案相比，减少了光量的损失，与准直器方案相比，降低了成本。

可选地，所述装置还包括：

识别模块，用于根据各所述发射频率对应的感应电流进行指纹识别。

本实施例中，识别模块根据解码模块105识别出的感应电流进行指纹识别。具体地，由于指纹谷脊不同，感应模块1032根据反射光生成不同的感应电流，即针对谷位置的反射光生成第一感应电流，根据脊位置的反射光生成第二感应电流，识别模块比较第一感应电流和第二感应电流，根据比较结果识别指纹。例如，识别模块比较对应发光模块F1的感应电流I1和对应发光模块F2的感应电流I2，根据感应电流I1和I2的差异识别指纹。

可选地，所述发光模块1031和所述编码模块104均设置在所述第一基板101上背离所述感光模块1032的一侧。

本实施例中，感光模块1032设置在第一基板101与第二基板102之间，发光模块1031和编码模块104可以设置在第一基板101背离感光模块1032的一侧。

可选地，参照图2所示的指纹识别装置的结构示意图，所述发光模块1031与所述感光模块1032设置在所述第一基板的同侧，所述编码模块104设置在所述第一基板101上背离所述感光模块1032的一侧，各所述发光模块1031通过形成在所述第一基板101上的通孔108分别与所述编码模块104连接。

本实施例中，发光模块1031也可以与感光模块1032均设置在第一基板101和第二基板102之间，编码模块104设置在第一基板101上背离感光模块1032的一侧。此时，需在第一基板101上各个发光模块1031的位置都形成通孔108，发光模块1031通过通孔108与引线层107连接，引线层107与编码模块104连接，从而实现各发光模块1031与编码模块104连接。

可选地，参照图2所示的指纹识别装置的结构示意图，在所述第二基板102上朝向所述第一基板101的一侧形成有与所述发光模块1031一一对应的微透镜111，所述微透镜111在所述第一基板101上的正投影覆盖所述发光模块1031在所述第一基板101上的正投影。

本实施例中，在第二基板102上，朝向第一基板101的一侧对应发光模块1031形成多个微透镜111，微透镜111的作用是聚拢发光模块1031发出的光，进一步避免反射光之间的干扰。

可选地，所述发光模块1031包括红外激光器。

本实施例，发光模块1031可以包括红外激光器，即发光模块1031发出的光线为红外光。红外激光器可以制作成红外像素单元，与感光模块1032设置在第一基板101的同侧.

可选地，所述感光模块包括光敏二极管。

本实施例中，见图3所示的感光模块的结构示意图，在第一基板101上还可以形成有纵横交叉排布的扫描线109和数据线110，感光模块1032可以包括开关管10321和光敏元件10322，其中开关管10321的控制极连接扫描线109，开关管10321的第一极连接光敏元件10322，开关管10321的第二极连接数据线110。光敏元件10322可以是光敏二极管。扫描线109上的扫描信号控制开关管10321开启时，光敏元件10322产生的感应电流流入数据线110，从而使得解码模块105可以对数据线110收集的感应电流进行解码。

可选地，参照图4所示的检测单元的结构示意图，多个阵列排布的所述检测子单元1031组成一个检测单元，所述检测单元的长度和宽度均为1000μm。

本实施例中，阵列排布的检测子单元103组成一个检测单元，可以将每一行检测子单元103中的感光模块1032连接同一条扫描线，通过控制多条扫描线上的扫描信号控制多行感光模块1032中的开关管10321依次开启，进而依次获取各行感光模块1032的光敏元件10322产生的感应电流。例如，第一行扫描线控制第一行感光模块中的开关管开启，其他行的开关管均关闭，此时可以获取到第一行感光模块中光敏元件产生的感应电流；第二行扫描线控制第二行感光模块中的开关管开启，其他行的开关管均关闭，此时可以获取到第二行感光模块中光敏元件产生的感应电流。在用户手指与感光模块1032之间的距离为0.5mm时，距离手指水平1000μm以外光强基本为0，所以每个检测单元的尺寸可以设置为长度和宽度均为1000μm。

综上所述，本发明实施例中，指纹识别装置包括对合设置的第一基板和第二基板，以及阵列排布的检测子单元、编码模块和解码模块，检测子单元包括发光模块和感光模块；编码模块对各发光模块的发射频率进行编码；发光模块根据编码模块编码的发射频率发光；感光模块根据发光模块发出光线的反射光产生感应电流；解码模块对各感光模块产生的感应电流进行解码，识别各发射频率对应的感应电流。通过本发明实施例，避免不同的反射光对指纹识别造成的干扰，提高了指纹识别的准确性。

实施例二

参照图5，示出了本发明实施例提供的一种指纹识别方法的步骤流程图。应用于实施例一所述的指纹识别装置，所述指纹识别方法包括：

步骤201，编码模块对各个发光模块的发射频率进行编码。

本实施例中，编码模块104对各个发光模块1031的发射频率进行编码，各发光模块1031的发射频率不同。例如，编码模块104将发光模块F1的发射频率f1编码为A，将发光模块F2的发射频率f2编码为B，其中f1与f2是不同的发射频率。以此类推，对阵列排布的检测子单元103中的发光模块1031的发射光线进行编码。

步骤202，所述发光模块根据所述发射频率发光。

本实施例中，发光模块1031接收到编码模块104的编码后，根据发射频率发光。例如，发光模块F1根据发射频率f1发出光线X，发光模块F2根据发射频率f2发出光线Y。

步骤203，感光模块根据所述发光模块发出光线的反射光产生感应电流。

本实施例中，发光模块1031发出光线后，光线照射到用户手指上反射，感光模块1032根据反射光产生感应电流。例如，感光模块G1根据发光模块F1的反射光产生感应电流I1，感光模块G2根据发光模块F2的反射光产生感应电流I2。同时，感光模块G1接收到发光模块F2的部分反射光产生感应电流I3，感光模块G2也接收到发光模块F1的部分反射光产生感应电流I4。

步骤204，解码模块对所述感光模块产生的感应电流进行解码，识别各个发射频率对应的感应电流。

本实施例中，解码模块105对感光模块1032产生的感应电流解码。例如，对感光模块G1产生的感应电流I1和I3解码，识别出发射频率f1对应感应电流I1，发射频率f2对应感应电流I3；对感光模块G2产生的感应电流I2和I2解码，识别出发射频率f2对应感应电流I2，发射频率f1对应感应电流I4。感光模块G1对应发光模块F1，发光模块F1的发射频率f1对应的感应电流I1为感光模块G1的有效电流，发光模块F2的发射频率f2对应的感应电流I3为感光模块G1的无效电流。同理，感光模块G2对应发光模块F2，发光模块F2的发射频率f2对应的感应电流I2为感光模块G2的有效电流，发光模块F1的发射频率f1对应的感应电流I4为感光模块G2的无效电流。

可选地，所述方法还包括：

根据各所述发射频率对应的感应电流进行指纹识别。

本实施例中，解码模块识别出各发射频率对应的感应电流后，比较各个感应电流的大小，根据比较结果确定指纹的谷脊位置，从而识别出指纹。可见，同一感光模块接收到多个发光模块发出的光，但是通过编码和解码可以识别出对应发光模块的感光模块产生的感应电流，从而根据识别出的感应电流识别用户指纹，提高了指纹识别的准确性。

综上所述，本发明实施例中，编码模块对各个发光模块的发射频率进行编码；发光模块根据发射频率发光；感光模块根据发光模块发出光线的反射光产生感应电流；解码模块对感光模块产生的感应电流进行解码，识别各个发射频率对应的感应电流。通过本发明实施例，避免了不同的反射光对指纹识别造成的干扰，提高了指纹识别的准确性。

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。

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、商品或者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、商品或者设备所固有的要素。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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种指纹识别装置和方法，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 (10)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，所述装置包括对合设置的第一基板和第二基板，在所述第一基板上形成有阵列排布的检测子单元，所述检测子单元包括发光模块和感光模块，所述装置还包括编码模块和解码模块；

所述编码模块，分别与各所述发光模块连接，用于对各所述发光模块的发射频率进行编码，各所述发光模块的发射频率不同；

所述发光模块，用于根据所述编码模块编码的发射频率发光；

所述感光模块，形成在所述第一基板上朝向所述第二基板的一侧，用于根据所述发光模块发出光线的反射光产生感应电流；

所述解码模块，分别与各所述感光模块连接，用于对各所述感光模块产生的感应电流进行解码，识别各所述发射频率对应的感应电流。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

识别模块，用于根据各所述发射频率对应的感应电流进行指纹识别。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发光模块和所述编码模块均设置在所述第一基板上背离所述感光模块的一侧。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发光模块与所述感光模块设置在所述第一基板的同侧，所述编码模块设置在所述第一基板上背离所述感光模块的一侧，各所述发光模块通过形成在所述第一基板上的通孔分别与所述编码模块连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述第二基板上朝向所述第一基板的一侧形成有与所述发光模块一一对应的微透镜，所述微透镜在所述第一基板上的正投影覆盖所述发光模块在所述第一基板上的正投影。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发光模块包括红外激光器。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感光模块包括光敏二极管。

8.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，多个阵列排布的所述检测子单元组成一个检测单元，所述检测单元的长度和宽度均为1000μm。

9.一种指纹识别方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述指纹识别装置，所述方法包括：

编码模块对各个发光模块的发射频率进行编码；

所述发光模块根据所述发射频率发光；

感光模块根据所述发光模块发出光线的反射光产生感应电流；

解码模块对所述感光模块产生的感应电流进行解码，识别各个发射频率对应的感应电流。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据各所述发射频率对应的感应电流进行指纹识别。