CN109344797A - 一种用于指纹识别的壳体、电子设备和指纹识别方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于指纹识别的壳体、电子设备和指纹识别方法，该壳体包括：盖板；设置在盖板上的电极区，电极区包括多个第一电极和多个第二电极，第一电极与第二电极垂直相交以形成多个电容节点，其中，在手指对电极区进行触控操作时，电容节点产生一电容值。通过上述方式，本申请能够避免在电子设备的壳体上开孔，工艺简单易实现，能够提高防水防尘性能，并使壳体的外形更为美观。

Description

一种用于指纹识别的壳体、电子设备和指纹识别方法

技术领域

本申请涉及指纹识别技术领域，特别是涉及一种用于指纹识别的壳体、电子设备和指纹识别方法。

背景技术

目前电子设备的指纹识别模组通常为盖置、侧边或后置设置，其中，指纹识别模组前置时需要在电子设备的盖板处开设一通孔，而侧边设置或后置则需要在中框或后壳开孔。

本申请的发明人在长期的研发过程中，发现上述技术中，在盖板、中框或后壳开设通孔时会增加工序，造成成本上升，且容易导致产品良率下降。同时，由于通孔的存在，电子设备的整体强度也会下降，且其防水防尘性能下降。同时，由于通孔位置的局限性，只能在特定位置放置指纹模组，不利于电子设备的内部结构设计。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种用于指纹识别的壳体、电子设备和指纹识别方法，能够避免在电子设备的壳体上开孔，工艺简单易实现，能够提高防水防尘性能，并使壳体的外形更为美观。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种用于指纹识别的壳体，壳体包括：盖板；设置在盖板上的电极区，电极区包括多个第一电极和多个第二电极，第一电极与第二电极垂直相交以形成多个电容节点，其中，在手指对电极区进行触控操作时，电容节点产生一电容值。

其中，多个第一电极呈相互间隔且平行分布，多个第二电极呈相互间隔且平行分布。

其中，相邻的两个第一电极之间的间距小于或等于手指对应的指纹中相邻的脊与谷之间的间距；相邻的两个第二电极之间的间距小于或等于手指对应的指纹中相邻的脊与谷之间的间距。

其中，第一电极的材料和第二电极的材料为金属网格、银浆、石墨烯、碳纳米管或导电高分子材料中的至少一种。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电子设备，电子设备包括壳体、柔性电路板以及主板；壳体包括盖板以及设置在盖板上的电极区，电极区包括多个第一电极和多个第二电极，第一电极与第二电极垂直相交以形成多个电容节点，其中，在手指接触电容节点时，电容节点产生一电容值；多个第一电极和多个第二电极通过柔性电路板连接主板。

其中，多个第一电极通过第一引线与柔性电路板的第一柔性电路部分连接；多个第二电极通过第二引线与柔性电路板的第二柔性电路部分连接。

其中，多个第一电极通过导电胶与柔性电路板的第一柔性电路部分连接；多个第二电极通过导电胶与柔性电路板的第二柔性电路部分连接。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种指纹识别方法，适用于上述的电子设备，指纹识别方法包括：获取电极区上电容节点的电容值，其中，在手指对电极区进行触控操作时，电容节点的电容值发生变化；将电容节点的电容值通过柔性电路板发送给主板；通过主板采集电容值，并根据电容值得到手指对应的指纹图像；通过主板判断指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配。

其中，在通过主板判断指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配步骤之前，指纹识别方法进一步包括：判断电子设备当前是否处于预设安全状态；若电子设备当前处于预设安全状态，则通过主板判断指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配。

其中，在通过主板判断指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配步骤之后，指纹识别方法进一步包括：当指纹图像与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配时，则确定用户具有电子设备的操作权限。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请通过在盖板上设置一电极区，该电极区包括多个第一电极和多个第二电极，第一电极与第二电极垂直相交以形成多个电容节点，能够利用手指对该电极区进行触控操作时产生的电容值，得到手指对应的指纹图像，进而实现指纹识别。本申请能够避免在电子设备的壳体上开孔，工艺简单易实现，有效降低生产成本，能够提高防水防尘性能，并使壳体的外形更为美观。同时，由于指纹模组的放置位置不再受限于通孔的位置，有利于电子设备的内部结构设计。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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他的附图。其中：

图1是本申请用于指纹识别的壳体一实施方式的结构示意图；

图2是图1中电极区的局部结构示意图；

图3是本申请电子设备一实施方式的局部结构示意图；

图4是本申请电子设备另一实施方式的局部结构示意图；

图5是本申请指纹识别方法一实施方式的流程示意图；

图6是本申请指纹识别方法另一实施方式的流程示意图；

图7是本申请具有存储功能的装置一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1-2，图1是本申请用于指纹识别的壳体一实施方式的结构示意图，图2是图1中电极区的局部结构示意图。该用于指纹识别的壳体10包括：盖板11；设置在盖板11上的电极区12。电极区12包括多个第一电极121和多个第二电极122，第一电极121与第二电极122垂直相交以形成多个电容节点，其中，在手指对电极区12进行触控操作时，电容节点产生一电容值。

具体的，电子设备(图未示出)包括设备本体(图未示出)及盖板 11，盖板11盖设于设备本体上。盖板11可以为电子设备的前盖板11，层叠于电子设备的显示面板上方，用于对显示面板进行保护。并且，盖板11还可以为不同的颜色，进而增加电子设备的外观效果。盖板11还可以为后盖板11，用于保护电子设备的内部各元件，并能增加电子设备的外观效果。

在盖板11作为电子设备的前盖板11时，前盖板11可以为透明玻璃板或透明塑料板。其中，透明塑料板可以为亚克力板(PMMA)或者聚碳酸酯塑料(PC)板。本实施方式中，前盖板11包括显示区101及与显示区 101相邻设置的非显示区102，且非显示区102围绕显示区101设置，非显示区102位于前盖板11的边缘。电极区12设置在前盖板11的非显示区102上。

在其他实施方式中，盖板11可以作为电子设备的后盖板11。由于后盖板11不需要进行画面显示，因此后盖板11不包括显示区101和非显示区102，即电极区12可以设置在后盖板11的全部区域或任一区域。

可以通过镀膜工艺在盖板11上沿X轴方向和Y轴方向分别制备两层垂直交叉的多个第一电极121和多个第二电极122，第一电极121与第二电极122中的一个可作为驱动电极且另一个可作为感应电极，例如，第一电极121可以作为感应电极，第二电极122可以作为驱动电极。进一步地，第一电极121与第二电极122之间可以相互电性绝缘，例如，多个第一电极121可以位于盖板11的第一表面上，多个第二电极122 可以位于盖板11的第二表面上。

第一电极121与第二电极122垂直相交以形成多个电容节点，其中，在手指对电极区12进行触控操作时，电容节点将产生一电容值，通过在电极区12设置第一电极121与第二电极122，可以用以感应手指对电极区12进行的触控操作。

第一电极121与第二电极122均由导电材料制成，其中，第一电极 121的材料和第二电极122的材料可以为金属网格、银浆、石墨烯、碳纳米管或导电高分子材料中的至少一种。例如，本申请中的第一电极121 与第二电极122可以由银浆、石墨烯、碳纳米管或导电高分子材料等通过蚀刻工艺或者涂布工艺或者镭射工艺制成；也可以通过热转印形成凹槽，然后在凹槽里面填充银浆形成的金属网格材料制成；也可以由导电镀层经过黄光工艺制成。在此不做限定。

区别于现有技术的情况，本实施方式通过在盖板11上设置一电极区12，该电极区12包括多个第一电极121和多个第二电极122，第一电极121与第二电极122垂直相交以形成多个电容节点，能够利用手指对该电极区12进行触控操作时产生的电容值，得到手指对应的指纹图像，进而实现指纹识别。本申请能够避免在电子设备的壳体10上开孔，工艺简单易实现，有效降低生产成本，能够提高防水防尘性能，并使壳体10的外形更为美观。同时，由于指纹模组的放置位置不再受限于通孔的位置，有利于电子设备的内部结构设计。

在一实施方式中，多个第一电极121呈相互间隔且平行分布，多个第二电极122呈相互间隔且平行分布。

具体的，多个第一电极121之间可以保持一定的第一安全距离，多个第二电极122之间可以保持一定的第二安全距离，例如，该第一安全距离可以为第一电极121的宽度，该第二安全距离可以为第二电极122 的宽度。

在一实施方式中，相邻的两个第一电极121之间的间距小于或等于手指对应的指纹中相邻的脊与谷之间的间距；相邻的两个第二电极122 之间的间距小于或等于手指对应的指纹中相邻的脊与谷之间的间距。

具体的，本申请提供的用于指纹识别的壳体利用自电容的原理，在有用户手指靠近电极区12时，由于手指皮肤表面具有凹凸不平的脊和谷，因此皮肤表面各点距离各第一电极121和/或第二电极122的远近也不同，从而影响了电容节点产生的电容值。通过检测在手指对电极区12 进行触控操作的过程中，每个时刻各电容节点产生的电容值大小差异，就可以检测出对应手指由脊和谷构成的指纹二维图样，从而实现指纹识别。需要注意的是，各第一电极121之间和/或各第二电极122之间越密越利于指纹识别。其中，已知手指指纹中谷与谷之间的间距一般在 300-650μm之间，即指纹中相邻的脊与谷之间的间距一般在150-325μm 之间。因此，相邻的两个第一电极121之间的间距可以小于或等于 40-325μm，例如，40μm、50μm、80μm、150μm、325μm；相邻的两个第一电极121之间的间距可以小于或等于40-325μm，例如，40μm、50μm、 80μm、150μm、325μm。

参阅图3，图3是本申请电子设备一实施方式的局部结构示意图。本申请还提供一种电子设备30，电子设备30可以为智能手机、个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动上网设备(mobile Internetdevice，MID)等电子设备 30。电子设备30包括壳体10、柔性电路板13以及主板14。壳体10包括盖板11以及设置在盖板11上的电极区12，电极区12包括多个第一电极121和多个第二电极122，第一电极121与第二电极122垂直相交以形成多个电容节点，其中，在手指接触电容节点时，电容节点产生一电容值；多个第一电极121和多个第二电极122通过柔性电路板13连接主板14。

具体的，多个第一电极121和多个第二电极122可以通过柔性电路板13连接到主板14上的指纹识别芯片或连接到主板14上的可支持指纹数据处理的处理器。处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列 (FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

当手指按压对电极区12进行触控操作时，指纹识别芯片或可支持指纹数据处理的处理器采集电容节点的电容值，并分析每个时刻各电容节点产生的电容值大小差异，由此可以检测出对应手指由脊和谷构成的二维指纹图像。进一步地，指纹识别芯片或处理器可以对该二维指纹图像进行匹配，以便电子设备30进行解锁、在线支付或考勤记录等。其中，壳体10为上述实施方式中的用于指纹识别的壳体10，在此不再赘述。

区别于现有技术的情况，本实施方式的电子设备30通过在盖板1111 上设置一电极区12，该电极区12包括多个第一电极121和多个第二电极122，第一电极121与第二电极122垂直相交以形成多个电容节点，能够利用手指对该电极区12进行触控操作时产生的电容值，得到手指对应的指纹图像，进而实现指纹识别。本申请能够避免在电子设备30 的壳体10上开孔，工艺简单易实现，有效降低生产成本，能够提高防水防尘性能，并使壳体10的外形更为美观。同时，由于指纹模组的放置位置不再受限于通孔的位置，有利于电子设备30的内部结构设计。

参阅图4，图4是本申请电子设备另一实施方式的局部结构示意图。多个第一电极121通过第一引线(图未示出)与柔性电路板13的第一柔性电路部分131连接；多个第二电极122通过第二引线(图未示出) 与柔性电路板13的第二柔性电路部分132连接。

具体的，该柔性电路板13包括第一柔性电路部分131和第二柔性电路部分132。第一引线的一端与多个第一电极121连接，另一端与第一柔性电路部分131绑定连接，进而实现多个第一电极121与第一柔性电路部分131的电连接；第二引线的一端与多个第二电极122连接，另一端与第二柔性电路部分132绑定连接，进而实现多个第二电极122与第二柔性电路部分132的电连接。

在一实施方式中，多个第一电极121通过导电胶与柔性电路板13 的第一柔性电路部分131连接；多个第二电极122通过导电胶与柔性电路板13的第二柔性电路部分132连接。

具体的，多个第一电极121包括第一绑定区(图未示出)，可以通过贴服机在第一绑定区的焊盘上贴附AFC胶(图未示出)，形成AFC胶层，再将第一柔性电路部分131与焊盘一一对位并进行热压处理，进而使多个第一电极121通过导电胶与柔性电路板13的第一柔性电路部分 131连接。同样的，多个第二电极122包括第二绑定区(图未示出)，可以通过贴服机在第二绑定区的焊盘上贴附AFC胶，形成AFC胶层，再将第二柔性电路部分132与焊盘一一对位并进行热压处理，进而使多个第二电极122通过导电胶与柔性电路板13的第二柔性电路部分132连接。

参阅图5，图5是本申请指纹识别方法一实施方式的流程示意图。本申请还提供一种指纹识别方法，该指纹识别方法适用于上述的电子设备，该指纹识别方法包括以下步骤：

S11：获取电极区上电容节点的电容值。其中，在手指对电极区进行触控操作时，电容节点的电容值发生变化。

具体的，如前文已述，在手指对电极区进行触控操作的过程中，各电容节点会产生一电容值，电子设备实时检测触摸屏上各电容节点的电容值。为了避免用户误操作，本申请可以设置一电容预设阈值，当电容值大于或等于该电容预设阈值时，确定手指对电极区进行触控操作，则进入步骤S12。

S12：将电容节点的电容值通过柔性电路板发送给主板。

具体的，多个第一电极和多个第二电极可以通过柔性电路板连接到主板上的指纹识别芯片或连接到主板上的可支持指纹数据处理的处理器(Central Processing Unit，CPU)。通过电极区上电容节点可检测到用户的触碰操作，并将将电容节点的电容值通过柔性电路板发送给主板。

S13：通过主板采集电容值，并根据电容值得到手指对应的指纹图像。

具体的，多个第一电极和多个第二电极可以通过柔性电路板连接到主板上的指纹识别芯片或连接到主板上的可支持指纹数据处理的处理器。当手指按压对电极区进行触控操作时，指纹识别芯片或可支持指纹数据处理的处理器采集电容节点的电容值，并分析每个时刻各电容节点产生的电容值大小差异，由此可以检测出对应手指由脊和谷构成的二维指纹图像。

S14：通过主板判断指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配。

具体的，预设指纹信息库中包括有对电子设备有操作权限的用户的指纹。主板上的指纹识别芯片或连接到主板上的处理器可以将二维指纹图像与预设指纹信息库中的预设指纹信息进行比较，判断指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配。预设指纹信息可以是指纹特征点，例如指纹纹路中经常出现中断点、分叉点或转折点；预设指纹信息也可以是指纹总体特征，指纹总体特征可以是指纹纹形(比如，环形、弓形及螺旋形)、纹数等，在此不做限定。

区别于现有技术的情况，本实施方式通过在盖板上设置一电极区，该电极区包括多个第一电极和多个第二电极，第一电极与第二电极垂直相交以形成多个电容节点，能够利用手指对该电极区进行触控操作时产生的电容值，得到手指对应的指纹图像，进而实现指纹识别。

参阅图6，图6是本申请指纹识别方法一实施方式的流程示意图。在步骤S14之前，指纹识别方法进一步包括以下步骤：

S21：判断电子设备当前是否处于预设安全状态。

具体的，当在手指对电极区进行触控操作时，电子设备可以检测并判断电子设备当前是否处于预设安全状态。例如，当用户尝试通过指纹识别进行在线支付时，可以检测并判断电子设备的操作系统平台、与支付场景对应的支付软件或者电子设备当前接入的网络是否安全。当操作系统平台、支付软件或者电子设备当前接入的网络不安全时，判定电子设备当前不处于预设安全状态。

S22：若电子设备当前处于预设安全状态，则通过主板判断指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配。

当操作系统平台、支付软件或者电子设备当前接入的网络安全时，则通过主板判断指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配。

在一实施方式中，在步骤S14之后，指纹识别方法进一步包括以下步骤：当指纹图像与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配时，则确定用户具有电子设备的操作权限。

具体的，当指纹图像与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配时，可以确定用户具有电子设备的操作权限，例如，控制电子设备进行解锁，并进入具有用户权限的工作状态，或者控制电子设备进行在线支付，又或者控制电子设备进行考勤记录，在此不做限定。

参阅图7，图7是本申请具有存储功能的装置一实施方式的结构示意图，具有存储功能的装置70中存储有至少一个程序71或指令，程序 71或指令用于执行如上述实施方式所示的指纹识别方法。具有存储功能的装置70可以是但不局限于U盘、SD卡、PD光驱、移动硬盘、大容量软驱、闪存、多媒体记忆卡等，还可以是服务器等等。需要说明的是，本实施方式的装置70可以执行上述方法中的步骤，相关内容的详细说明请参见上述方法部分，在此不再赘叙。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于指纹识别的壳体，其特征在于，所述壳体包括：

盖板；

设置在所述盖板上的电极区，所述电极区包括多个第一电极和多个第二电极，所述第一电极与所述第二电极垂直相交以形成多个电容节点，其中，在手指对所述电极区进行触控操作时，所述电容节点产生一电容值。

2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，

多个所述第一电极呈相互间隔且平行分布，多个所述第二电极呈相互间隔且平行分布。

3.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，

相邻的两个所述第一电极之间的间距小于或等于所述手指对应的指纹中相邻的脊与谷之间的间距；

相邻的两个所述第二电极之间的间距小于或等于所述手指对应的指纹中相邻的脊与谷之间的间距。

4.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，

所述第一电极的材料和所述第二电极的材料为金属网格、银浆、石墨烯、碳纳米管或导电高分子材料中的至少一种。

5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体、柔性电路板以及主板；

所述壳体包括盖板以及设置在所述盖板上的电极区，所述电极区包括多个第一电极和多个第二电极，所述第一电极与所述第二电极垂直相交以形成多个电容节点，其中，在手指接触所述电容节点时，所述电容节点产生一电容值；

多个所述第一电极和多个所述第二电极通过所述柔性电路板连接所述主板。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，

多个所述第一电极通过第一引线与所述柔性电路板的第一柔性电路部分连接；

多个所述第二电极通过第二引线与所述柔性电路板的第二柔性电路部分连接。

7.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，

多个所述第一电极通过导电胶与所述柔性电路板的第一柔性电路部分连接；

多个所述第二电极通过导电胶与所述柔性电路板的第二柔性电路部分连接。

8.一种指纹识别方法，其特征在于，适用于如权利要求5-7任一项所述的电子设备，所述指纹识别方法包括：

获取电极区上电容节点的电容值，其中，在手指对所述电极区进行触控操作时，所述电容节点的电容值发生变化；

将所述电容节点的电容值通过柔性电路板发送给主板；

通过所述主板采集所述电容值，并根据所述电容值得到所述手指对应的指纹图像；

通过所述主板判断所述指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配。

9.根据权利要求8所述的指纹识别方法，其特征在于，在所述通过所述主板判断所述指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配步骤之前，所述指纹识别方法进一步包括：

判断所述电子设备当前是否处于预设安全状态；

若所述电子设备当前处于所述预设安全状态，则通过主板判断所述指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配。

10.根据权利要求8所述的指纹识别方法，其特征在于，在所述通过所述主板判断所述指纹图像是否与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配步骤之后，所述指纹识别方法进一步包括：

当所述指纹图像与预设指纹信息库中的至少一个预设指纹信息相匹配时，则确定用户具有所述电子设备的操作权限。