CN114419680A - 指纹识别装置及方法、以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种指纹识别装置，应用于具有接触面板的电子设备，接触面板上包括检测区域，检测区域用于在检测时与被测的目标物体接触，指纹识别装置包括：指纹识别模块，被配置于接触面板的下方，用于透过接触面板感测目标物体的指纹信息；以及光感模块，被配置于接触面板的下方，用于透过接触面板感测经由目标物体返回的检测光线的光谱信息，光谱信息用于判断目标物体是否为活体。此外，本申请还提供了一种电子设备、以及指纹识别方法。本申请技术方案能够有效提升屏下指纹应用的安全性。

Description

指纹识别装置及方法、以及电子设备

技术领域

本申请涉及生物识别技术领域，尤其涉及一种指纹识别装置及方法、以及电子设备。

背景技术

目前，指纹识别的方式包括电容感测和光学感测。其中，电容感测通过电容式电路可以分辨真人手指和采样假手指。由于光学感测是通过光学原理来获取指纹信息进行特征识别，无法通过电气特性来辨别真人手指和采样假手指。因此，相较于电容感测，光学感测更容易被破解。

随着全面屏手机的普及，屏下指纹技术给用户提供了极大的便利。但由于伪造指纹技术的发展，采样假手指通过光学感测可以获得和真人手指高度相似的图像，导致屏下指纹应用存在较大的安全隐患。因此，提升屏下指纹应用的安全性是亟需解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种指纹识别装置及方法、以及电子设备，能够有效提升屏下指纹应用的安全性。

第一方面，本申请实施例提供一种指纹识别装置，应用于具有接触面板的电子设备，所述接触面板上包括检测区域，所述检测区域用于在检测时与被测的目标物体接触，所述指纹识别装置包括：

指纹识别模块，被配置于所述接触面板的下方，用于透过所述接触面板感测所述目标物体的指纹信息；以及

光感模块，被配置于所述接触面板的下方，用于透过所述接触面板感测经由所述目标物体返回的检测光线的光谱信息，所述光谱信息用于判断所述目标物体是否为活体。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：

接触面板，所述接触面板上包括检测区域，所述检测区域用于在检测时与被测的目标物体接触；

如上所述的指纹识别装置，所述指纹识别装置被配置在所述接触面板的下方；以及

处理模块，与所述指纹识别装置连接，用于：

根据感测到的光谱信息与预设光谱信息确认所述目标物体是否为活体；

判断感测到的指纹信息是否与预设的指纹信息模板匹配；

根据所述目标物体是否为活体以及所述指纹信息是否与预设的指纹信息模板匹配来确认所述目标物体的身份是否合法。

第三方面，本申请实施例提供一种指纹识别方法，应用于如上所述的电子设备，所述指纹识别方法包括：

检测被测的目标物体是否接触检测区域；

若检测到所述目标物体接触所述检测区域，则控制指纹识别模块感测所述目标物体的指纹信息，以及控制光感模块感测所述目标物体的光谱信息；以及

若所述指纹信息与预设的指纹信息模板匹配且所述光谱信息与预设光谱信息匹配，则确认所述目标物体的身份合法。

上述指纹识别装置及方法、以及电子设备，在不影响光感模块原有功能的前提下，利用光感模块感测目标物体的光谱信息，通过光谱信息判断目标物体是否为活体，从而与指纹识别模块配合对目标物体的身份进行识别。其中，指纹信息用于判断目标物体与电子设备是否相匹配，光谱信息用于判断目标物体是否为活体，如人的手指。当指纹信息与预设的指纹信息模板匹配，且确认目标物体为活体时，判断目标物体的身份合法。

在同一检测光束的作用下，不同类型的物体会形成不同的光谱信息，例如，活体与非活体在相同检测光束下形成的光谱信息中，不同颜色光的占比不同，基于这种区别，能够通过光谱信息区分目标物体是否为活体。因此，利用光谱信息判断目标物体是否为活体的识别率较高。在指纹识别模块识别指纹的基础上，利用光感模块进行防伪检测，能够有效提升屏下指纹应用的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电子设备的功能模块示意图。

图2为本申请实施例提供的电子设备的立体图。

图3为本申请实施例提供的指纹识别装置的功能模块示意图。

图4为图3所示的指纹识别装置的结构示意图。

图5a-5d为图3所示的指纹识别模块与光感模块的位置关系图。

图6a-6c为图3所示的指纹识别模块与光感模块的另一位置关系图。

图7为本申请实施例提供的指纹识别方法的示意性流程图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。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。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，换句话说，描述的实施例根据除了这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，还可以包含其他内容，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于只清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

应理解，本申请实施例可以应用在基于光学感测技术的指纹识别系统，例如光学指纹识别系统或其他基于光学感测技术的光学系统，本申请实施例以光学指纹系统为例进行描述，但同样适用于其他基于光学感测技术的系统，例如光学指纹感测的医疗诊断产品。

作为一种常见的应用场景，本申请实施例的指纹识别装置可以应用在智能手机、平板电脑、智能门锁以及其他具有接触面板的电子设备上。更具体地，在上述电子设备中，指纹识别装置可以设置在接触面板下方的局部区域或者全部区域，从而形成屏下(Under-display)指纹系统。

图1示出了本申请实施例可以适用的电子设备的功能模块示意图。图2示出了本申请实施例提供的电子设备的立体图。如图1和图2所示，所述电子设备1000上具有接触面板300，所述接触面板300上包括检测区域310，例如但不限于所述接触面板的外侧表面上形成有所述检测区域310。所述检测区域310用于在检测时与目标物体F，例如手指，接触。所述检测区域310例如可以配置为位于接触面板300的上表面的任意位置或位于接触面板300的侧面。指纹识别装置100设置在接触面板300的下方，指纹识别装置100的具体位置例如可以与检测区域310相对，或者可以与检测区域310相错。当指纹识别装置100与检测区域310的位置为相错时，在检测区域310与指纹识别装置100之间可以通过光路设计将经过检测区域310返回的至少部分光信号引导至指纹识别装置100进行检测。

基于光学感测技术的指纹识别装置100，由于光学感测是通过获取经由手指返回的光线来获取指纹影像，无法通过电气特征来辨别指纹的真假，因而更加容易被假手指攻击。基于此，本申请旨在提供一种基于光学感测技术的指纹识别装置，在识别指纹信息时还能够辨别被测手指的真伪。

图3示出了本申请实施例的指纹识别装置100的功能模块示意图。参照图3，指纹识别装置100包括指纹识别模块10和光感模块20。指纹识别模块10被配置在接触面板300的下方，用于透过接触面板300感测目标物体F的指纹信息。光感模块20被配置在接触面板300的下方，用于透过接触面板300感测经由目标物体F返回的检测光线的光谱信息。其中，目标物体F的光谱信息可以用于判断目标物体F是否为活体。

应理解，在本申请实施例中，以所述目标物体F为手指进行举例说明，但同样适用掌纹、血管或其他具有生物特征的物体。

应理解，目标物体F的光谱信息例如为目标物体F的表面形成的反射光的反射光谱信息或经过目标物体F内部散射而形成的散射光的散射光谱信息，为便于描述，所述反射光形成的反射光谱信息和所述散射光形成的散射光谱信息均被描述为光谱信息。

在同一检测光束的作用下，不同类型的物体会形成不同的光谱信息，例如，活体与非活体在相同检测光束下形成的光谱信息中，不同颜色光的占比不同，基于这种区别，能够通过光谱信息区分目标物体F是否为活体。具体示例性说明，所述指纹信息与所述光谱信息结合可以用于判断目标物体F的身份是否合法，其中，当所述指纹信息与预设的指纹信息模板匹配，且通过所述目标物体F的光谱信息确认所述目标物体F为活体时，判断所述目标物体的身份合法。因此，通过确认目标物体F是否为活体可以在指纹识别时辅助辨别指纹信息的真假，以提高安全性。

在可选的实施例中，上述判断目标物体F的身份是否合法的程序可以通过处理器执行，所述处理器可以选择为指纹识别装置的处理器，如微控制器(Micro Control Unit,MCU)，用于处理或分析所述指纹识别模块和/或光感模块获取的信息并控制所述指纹识别模块和/或光感模块的工作；或者，所述处理器也可以为电子设备中的处理器，例如主控(HOST)模块。

图4为本申请实施例的指纹识别装置100的结构示意图，结合图3对本申请实施例的指纹识别装置100进行说明。

指纹识别模块10与光感模块20并排地设置在接触面板300的下方。可选地，指纹识别模块10与光感模块20在接触面板300上的正投影位于检测区域310内。

可以理解，在进行指纹识别时，目标物体F与检测区域310接触，指纹识别模块10和光感模块20分别感测到部分经由目标物体F返回的检测光线，进而分别采集到目标物体F的指纹信息和光谱信息，当指纹识别模块10与光感模块20配置在本实施例的位置时，检测区域310与指纹识别装置100之间的光路得到简化，光学系统的复杂度会明显降低。

需要注意的是，若将指纹识别模块10与光感模块20的位置进行一些简单的调整，例如：使指纹识别模块10与光感模块20在检测区域310上的正投影略微大于检测区域310，或者使指纹识别模块10和/或光感模块20相对检测区域310略微相错开，以及其他主要利用本申请实施例的构思而进行的调整，这些应在本申请的保护范围之内。

可选地，指纹识别装置100应用在接触面板300下方时，指纹识别模块10和光感模块20可以与接触面板300之间具有一定的间距。

为此，在本申请一个可选的实施例中，指纹识别装置100内开设有空腔，所述空腔配置在检测区域310的下方，指纹识别模块10和光感模块20均设置在同一个所述空腔内。

在本申请另一个可选的实施例中，指纹识别装置100内分别开设有第一空腔410和第二空腔420，第一空腔410和第二空腔420均配置在检测区域310的下方，指纹识别模块10设置在第一空腔410内，光感模块20设置在第二空腔420内。其中，第一空腔410和第二空腔420被配置为相互分隔，以减少指纹识别模块10与光感模块20之间的光串扰，有利于提高感测的质量。

具体地，在一些实施例中，所述指纹识别装置100还包括电路板110及设置在所述电路板110上的间隔层120。所述指纹识别模块10和光感模块20设置在电路板110上，并可以通过电路板110与外部电连接。所述间隔层120对应电路板110上指纹识别模块10和光感模块20所在的位置开设有所述空腔，所述指纹模块10和光感模块20位于所述空腔内。所述指纹识别装置100应用在所述接触面板300下方时，所述间隔层120远离电路板110的一侧表面与接触面板300朝向指纹识别装置100的底面相抵。可选地，所述间隔层120由软质材料制成，以起到缓冲和保护所述指纹识别装置100的作用。可选地，所述间隔层120可以不透光。所述间隔层120例如可以为泡棉。

可以理解的是，在一些实施例中，若指纹识别模块10和光感模块20与接触面板300之间具有一定间距，所述间隔层120的厚度大于所述指纹识别模块10和光感模块20的厚度，以使得所述间隔层120与接触面板300相抵时所述指纹识别模块10和光感模块20与接触面板300之间仍具有一定间距。

可以理解的是，在其他一些实施例中，所述指纹识别模块10和/或光感模块20也可以与所述接触面板300直接接触，此种情况下所述间隔层120的厚度与所述指纹识别模块10和/或光感模块20的厚度相当。

应理解，指纹识别模块10的数量不必限定为一个，也可以为两个或多个，光感模块20的数量也不必限定为一个，也可以为两个或多个，本申请对此不限定。以指纹识别模块10和光感模块20均为一个进行举例说明，光感模块20可以位于指纹识别模块10的下方(如图5a所示)；光感模块20可以位于指纹识别模块10的上方(如图5b所示)；光感模块20可以位于指纹识别模块10的左边(如图5c所示)；光感模块20可以位于指纹识别模块10的右边(如图5d所示)；指纹识别模块10和光感模块20也可以为其他合适的方式排布，本申请对此不做限定。以指纹识别模块10为一个且光感模块20为多个进行举例说明，多个光感模块20例如可以围绕在指纹识别模块20的周边，或者多个光感模块20与指纹识别模块10均并排，或者为其他合适的方式排布，本申请对此不作限定。举例来说，指纹识别模块10为一个且光感模块20为两个，两个光感模块20可以分别位于指纹识别模块10的上方和下方(如图6a所示)；两个光感模块20可以分别位于指纹识别模块10的左边和右边(如图6b所示)；两个光感模块20可以间隔设置于指纹识别模块10的下方(如图6c所示)。

在本申请实施例中，指纹识别模块10与光感模块20之间的距离D的取值范围为0～10mm。检测区域310为便于手指充分按压，检测区域310的面积例如为覆盖10mm×10mm大小的区域，指纹识别模块10与光感模块20之间的距离D可以确保能够采集到良好的指纹信息和光谱信息。当距离D的取值为0mm时，指纹识别模块10和光感模块20相邻设置；当距离D的取值大于0mm时，指纹识别模块10和光感模块20间隔设置。可选地，在一些实施例中，距离D的取值范围为0～7mm。即是说，当指纹识别模块10和光感模块20间隔设置时，指纹识别模块10与光感模块20中距离最近的两条边之间的最大距离不超过7mm。

在一些实施例中，在指纹识别装置100或指纹识别装置100所应用的电子设备1000中可以配置有发射模块30，以向目标物体F投射检测光线，该检测光线经由目标物体F返回后被指纹识别模块10和光感模块20感测。

在本申请的一个实施例中，指纹识别装置100还包括发射模块30，发射模块30用于在检测时向目标物体F投射检测光线以照射目标物体F。指纹识别模块10用于接收经由目标物体F返回的检测光线以感测目标物体F的指纹信息，光感模块20用于接收目标物体F反射回来的检测光线以感测目标物体F的光谱信息。本实施例中，发射模块30例如可以集成在指纹识别模块10中、或者可以集成在光感模块20中、或者可以独立于指纹识别模块10和光感模块20配置在指纹识别装置100中，本申请对此不作限定。发射模块30可以为一个，即一个发射模块30投射的检测光线经由目标物体F返回后分别被指纹识别模块10和光感模块20接收。发射模块30也可以为两个甚至是多个，即两个或多个发射模块30分别向目标物体F投射检测光线，经由目标物体F返回的检测光线分别被指纹识别模块10和光感模块20接收。

在本申请的另一个实施例中，发射模块30配置在电子设备中除所述指纹识别装置100外的其他部位，在识别指纹信息时，发射模块30与指纹识别模块10、光感模块20配合进行感测，例如在检测时，电子设备1000或具体为电子设备1000的处理器控制发射模块30向目标物体F投射检测光线，指纹识别模块10和光感模块20分别接收经由目标物体F返回的检测光线以分别感测指纹信息和光谱信息。

在考虑如何配置发射模块30时，接触面板300的类型是一个重要的参考因素。本申请实施例主要以接触面板300为自发光显示面板、被动发光显示面板和透光盖板三种情形进行描述。

若接触面板300为自发光显示面板时，例如接触面板300为有机发光显示器面板(Organic Light Emitting Display Panel,OLED Panel)、次毫米发光二极管显示面板(Mini-LED Display Panel)、微型发光二极管显示面板(Micro-LED Display Panel)，在一些示例中，例如可以选择：所述目标物体F与检测区域310接触时接触面板300发射检测光线以照亮目标物体F，所述指纹识别模块10接收经由所述目标物体F返回的检测光线以感测目标物体F的指纹信息，所述光感模块20接收所述目标物体F反射回来的检测光线以感测所述目标物体F的光谱信息。

如图4所示，在一些实施例中如，OLED面板300内部具有用于发出显示光线的显示单元301，所述显示单元301可以被驱动以发出显示光线来显示画面，由此，所述OLED面板300上与显示单元301对应的区域为显示区域。因OLED面板300可以透过部分可见光，所述检测区域310可以位于OLED面板300的显示区域内。因而，本实施例中，可以选择应用OLED面板300中的显示单元301作为上述发射模块30，以在检测时照射检测区域310(即向目标物体F投射检测光线)。具体地，例如当目标物体F接触检测区域310时，驱动与检测区域310对应的显示单元301向目标物体F投射检测光线。

若接触面板300为被动发光显示面板，例如接触面板300为液晶显示器(LiquidCrystal Display,LCD)面板。由于被动发光显示面板自身不能发光，因而可以选择配置额外的发射模块30来向目标物体F投射检测光线。额外的发射模块30例如可以配置于指纹识别装置100中；或者，额外的发射模块30例如可以配置在电子设备1000内除了指纹识别装置100以外的其他位置；或者，额外的发射模块30例如可以选择为独立于电子设备1000的外置式。

在本申请一个具体的示例中，若接触面板300为被动发光显示面板时，发射模块30配置于指纹识别装置100中。即指纹识别装置100还包括发射模块30。所述发射模块30用于在检测时向目标物体F投射检测光线以照射所述目标物体F。所述指纹识别模块10用于接收经由所述目标物体F返回的检测光线以感测所述目标物体F的指纹信息。所述光感模块20用于接收所述目标物体F反射回来的检测光线以感测所述目标物体F的光谱信息。可选地，在一些实施例中，所述发射模块30可以为具有一个或多个发光单元的发光模组，所述发射模块30可以与指纹识别模块10和光感模块20设置在同一个电路板110上，并位于在间隔层120上对应开设的空腔内。

若接触面板300为透光盖板时，透光盖板自身不会发光，可以选择配置额外的发射模块30，例如可以选择配置于指纹识别装置100中，或者可以选择选择在电子设备1000内除了指纹识别装置100以外的其他位置配置，或者可以选择配置外置式发射模块30。可选地，在一些实施例中，所述透光盖板可以由可透光材料制成，例如但不限于为玻璃或树脂等。

可选地，在一些实施例中，为了避免从外侧看到透光盖板下的指纹识别装置100，所述透光盖板与指纹识别装置100对应的表面处还可以设置能够阻挡可见光但透过检测光线的遮蔽膜层。此种情况下，所述发射模块30发出的检测光线可以为非可见光，从而能够透过所述遮蔽膜层进行感测。例如：所述发射模块30发出的检测光线为红外或近红外光，所述遮蔽膜层为能够透过红外光但可以阻挡可见光的红外油墨。

不同类型的接触面板300对于可见光的透过性不同，发射模块30投射的检测光线相应也不相同，例如，OLED面板300可以透过可见光，因而发射模块30投射的检测光线例如可以选择为可见光、红外光、近红外光或其他波长的光线。LCD面板不透可见光，因而发射模块30投射的检测光线例如可以选择为红外光、近红外光或其他可透过的光线。透光盖板可以透过可见光，发射模块30投射的检测光线例如可以为可见光、红外光、近红外光或其他波长的光线，但如果考虑到透光盖板上设置有所述遮蔽膜层，发射模块30投射的检测光线为红外光、近红外光或其他非可见光。

在本申请可选的实施例中，指纹识别模块10和光感模块20可以选择同时工作，或者可以选择为分时工作。指纹识别模块10和光感模块20分别对应检测区域310中不同的区域，在配置检测区域310时，可以进一步对检测区域310进行划分。例如，在本申请的一个示例中，检测区域310包括第一子检测区域311和第二子检测区域312，第一子检测区域311与指纹识别模块10相对应，所述第二子检测区域312与光感模块20相对应；或者在某些实施例中，第一子检测区域311与第一空腔410相对应，第二子检测区域312与第二空腔420相对应。可以理解的是，第一空腔410的尺寸可以与第一子检测区域311相当也可以大于第一子检测区域311，所述第二空腔420的尺寸可以与第二子检测区域312相当也可以大于第二子检测区域312，所述指纹识别模块10和光感模块20在各自对应的空腔内的位置可以正对各自对应的子检测区域，也可以与各自对应的子检测区域相错开，只要使得经由所述目标物体F返回的检测光线能够对应被指纹识别模块10和光感模块20接收即可。

基于检测区域310的上述配置方式，第一子检测区域311与第二子检测区域312可具有不同的工作方式。例如：第一子检测区域311和第二子检测区域312同时被照射，即发射模块30投射的检测光线同时透过第一子检测区域311和第二子检测区域312照射与之接触的目标物体F；或者，第一子检测区域311和第二子检测区域312分时被照射，对于OLED面板，控制OLED面板对应的显示单元301的工作即可，对于其他类型的面板，可以通过控制对应的多个发射模块30来实现分时照射第一子检测区域311和第二子检测区域312，或者通过对同一个发射模块30的检测光线的投射位置进行调节而实现。

配备了合适的接触面板300和发射模块30，在检测时，当目标物体F接触检测区域310，发射模块30向目标物体F投射合适的检测光线，该检测光线透过检测区域310被投射到目标物体F上后，经由目标物体F并透过检测区域310返回至指纹识别装置100。其中，指纹识别模块10接收经由目标物体F返回的检测光线以感测目标物体F的指纹信息，所述指纹信息用于与预设的指纹信息模板进行比对以判断目标物体F的身份。光感模块20接收从目标物体F返回的检测光线以感测目标物体F的光谱信息，所述光谱信息用于与预设的光谱信息进行比对以判断目标物体F是否为活体。当指纹信息与预设的光谱信息相匹配，则确认目标物体F为活体，当指纹信息与预设的指纹信息模板相匹配且已确认目标物体F为活体时，则可以确认目标物体F的身份合法。

下面详细描述光感模块20感测目标物体F的光谱信息的原理。

光感模块20包括光谱通道，所述光谱通道用于采集目标物体F返回检测光线中预设频段的光信号，并输出与预设频段的光信号的能量对应的电信号。

以红光通道为例，红光通道能够滤除采集的检测光线中除红颜色频段外的其他颜色频段的光信号，并允许红光信号通过，红色频段光信号在红光通道中被捕获，红光通道将捕获到的红色频段光信号转化为相应的电信号，输出的电信号与该红光信号的能量相关，若手指相比于其他非活体，返回的检测光线形成的光谱信息中，红色频段光信号的能量不同，则可以此区别该目标物体F是否为活体。

研究表明，人体皮肤组织对一些波长光线的反射性能与例如硅胶、纸张等非活体材料具有显著差别，这些可能是受到人体皮肤组织的皮层厚度、血红蛋白浓度、黑色素含量等因素的影响。因而基于手指反射光信号相对非活体反射光信号的差异，能够辨别出目标物体F是否为活体。

一般而言，单个光谱通道能够辨别出大部分的非活体，但仍存在少量材料，在单个颜色频段的光谱信息与手指非常接近。为此，在可选的实施例中，光感模块20包括多个光谱通道，多个光谱通道分别采集不同预设频段的光信号，并输出与预设频段的光信号的能量对应的电信号作为所述光谱信息，本申请实施例利用目标物体F的光谱信息中不同预设频段部分的能量的占比用于判断所述目标物体F是否为活体。采用多个光谱通道可以有效解决某些材料在单个颜色频段的光谱信息与手指接近而难以辨别的问题，从而提高识别的准确性。

可选地，在一些实施例中，光谱通道的类型应至少具有两种，具有两种光谱通道时，可以选择为蓝光通道和红光通道，也可以为其他光通道，光谱通道的类型增加可以提高辨别非活体的准确性，但会引起计算量增加，物理结构更复杂，因而实际中可以考虑应用场合进行选取。

在本申请的一些实施例中，光感模块20包括红光通道、绿光通道和蓝光通道，所述红光通道用于采集红光信号并输出与红光信号的能量对应的电信号，所述绿光通道用于采集绿光信号并输出与绿光信号的能量对应的电信号，所述蓝光通道用于采集蓝光信号并输出与蓝光信号的能量对应的电信号。所述光感模块获取的目标物体F的红、绿、蓝光谱信息可以用于与预设的光谱信息进行比对以判断目标物体F是否为活体。可以理解的是，所获取的目标物体F的光谱信息与预设的光谱信息之间的比对内容可以包括单个颜色的光谱数值或数值范围和多个不同颜色的光谱数值比例，也可以包括其他能够体现出活体与非活体之间光谱信息差异的内容，本申请对此不做限定。

当接触面板300无法透过可见光时，光谱通道的类型可以在不可见光中进行选取，例如红外光谱通道，发射模块30被配置为向目标物体F投射相应的包含该不可见光的检测光线。当接触面板300可以透过可见光时，光谱通道的类型可以在可见光和不可见光中选取，也可以同时包含可见光和不可见光，发射模块30相应进行配置即可。

对于光感模块20而言，在一些实施例中，光感模块20可以包括一个或多个光感像素，其中的一个光感像素可以形成上述多个光谱通道，例如为红光通道、绿光通道、蓝光通道、红外光谱通道等。由此可将光感模块20上的一个或多个像素配置为用于感测目标物体F的光谱信息，以实现对目标物体F是否为活体的辨别。可以理解的是，在其他一些实施例中，光感模块20上的光谱通道也可以兼用于获取其他光信号的光谱信息，以进行分析来实现相应的控制功能。例如，但不限于，光感模块上的光谱通道兼用于获取环境光的光谱信息，以进行分析后得到环境光的光强度和色温值，进而可以据此调节显示的亮度和显示的色温，或者根据环境光的光强度变化来实现接近感测。

由此，在本申请实施例中，将光感模块20与指纹识别模块10整合在接触面板300的同一个检测区域310的下方，在未额外增加器件的情况下，兼用光感模块20来获取目标物体F的光谱信息以在指纹识别中引入了辨别目标物体F是否为活体的功能，不仅提高了指纹识别的准确性和安全性，还避免提高整体成本。而且，将光感模块20与指纹模块10一起设置在接触面板300的下方，可以尽可能避免与接触面板300争夺电子设备1000的正面面积，有利于提高整体设计的美观度。

以上对本申请实施例的指纹识别装置进行了详细描述，下面对其工作过程进行描述，以助于进一步理解本申请实施例的指纹识别装置。

当目标物体F接触检测区域310时，处理器控制接触面板300或发射模块30向目标物体F投射检测光线。指纹识别模块10接收经由目标物体F返回的检测光线以感测目标物体F的指纹信息，处理器根据感测到的指纹信息与预先储存的指纹信息模板进行匹配，若匹配成功，则指纹信息合法，若匹配失败，则指纹信息不合法，可据此确认目标物体F的身份是否合法。光感模块20接收目标物体F反射回来的检测光线以感测目标物体F的光谱信息，处理器根据感测到的光谱信息与预先储存的光谱信息进行匹配，若匹配成功，则确认目标物体F为活体，若匹配失败，则确认目标物体F为非活体，可据此确认目标物体F是否为活体。当指纹信息合法且目标物体F为活体时，则确认目标物体F的身份合法。

指纹识别与活体识别可以同时执行，也可以分时执行，例如先执行指纹识别再执行活体识别，或者先执行活体识别再执行指纹识别。对于不同的应用场合，不同的执行方式分别具有积极的应用意义，例如指纹识别与活体识别同时执行时，处理的数据量大，资源占用多，但是识别过程耗时短，适用于要求快速处理的场合；指纹识别与活体识别分时执行时，在先执行的识别过程如果匹配失败，则无需再进行下一个识别过程，可以减少处理的数据量，降低资源占用。

指纹识别与活体识别分时执行时，可以选择对检测区域310进行同时照射或分时照射，例如：分时照射第一子检测区域311和第二子检测区域312，或者同时照射第一子检测区域311和第二子检测区域312。当先执行指纹识别时，可以控制先照射第一子检测区域311，或者说先经过第一子检测区域311向目标物体F投射检测光线，在指纹识别结束后进行活体识别时，再照射第二子检测区域312，或者说经过第二子检测区域312向目标物体F投射检测光线，同理，当先执行活体识别时，先照射第二子检测区域312或先经过第二子检测区域312投射检测光线至目标物体F，在后续进行指纹识别时再照射第一子检测区域311或经过第一子检测区域311投射检测光线至目标物体F。

光感模块20除在指纹识别过程中识别目标物体F是否为活体外，还可以感测外部环境光的相关信息，以供电子设备1000进行相应地调整做参考，该感测的过程可以在进行指纹识别时或在不进行指纹识别时执行。与指纹识别过程同时执行时，感测到的外部环境光的相关信息，例如：光强度值、色温值、是否有目标接近等也可以用于为指纹识别进一步提供外部环境参数信息，以更加精准对目标物体F进行识别。

本申请实施例还提供一种电子设备1000，所述电子设备1000包括接触面板300、指纹识别装置100以及处理模块500，接触面板300上包括检测区域310，所述检测区域310用于在检测时与被测的目标物体F接触；所述指纹识别装置100可以为上文实施例所述的指纹识别装置100，其中所述指纹识别装置100被配置在所述接触面板300的下方，所述处理模块500用于：根据感测到的光谱信息与预设光谱信息确认目标物体是否为活体；判断感测到的指纹信息是否与预设的指纹信息模板匹配；根据所述目标物体F是否为活体以及所述指纹信息是否与预设的指纹信息模板匹配来确认所述目标物体F的身份是否合法。

在本申请实施例中，所述电子设备1000例如为便携式电子产品、家居式电子产品、车载式电子或其他合适类型的电子产品。所述便携式电子产品可以为移动终端，例如：手机、平板电脑、笔记本电脑、穿戴式产品或其他合适类型的电子产品；所述家居式电子产品可以为智能门锁、电视、冰箱、台式电脑或其他合适类型的电子产品；所述车载式电子产品可以为车载导航仪、车载DVD或其他合适类型的电子产品。

具体地，在一些实施例中，所述接触面板300为显示面板，例如为自发光显示面板或被动发光显示面板。所述电子设备1000可以为手机、显示器、智能手表、平板电脑或笔记本电脑等配置有显示装置的电子设备。可选地，在另外一些实施例中，所述接触面板300可以为不具有显示功能的透光盖板，所述电子设备1000可以为智能门锁，所述接触面板300为智能门锁的玻璃盖板，所述指纹识别装置100设在玻璃盖板下方，从而可以在玻璃盖板不开孔的前提下提供能够辨别活体的指纹识别功能。

在一些实施例中，所述处理模块500例如为处理器，所述处理器可以选择为指纹识别装置的处理器，如微控制器(Micro Control Unit,MCU)，用于处理或分析所述指纹识别模块和/或光感模块获取的信息并控制所述指纹识别模块、光感模块和/或发射模块的工作；或者，所述处理器也可以为电子设备中的处理器，例如主控(HOST)模块。

应理解，本申请实施例的处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述相关步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或软件形成的指令完成。所述处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或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。可以实现或执行本申请实施例中的公开的各步骤。通用处理器可以是微处理器或该处理器也可以是任何常规的处理器等。本申请实施例的指纹识别装置还可以包括存储器，存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器。

可选地，接触面板300为自发光显示面板，所述处理模块500还用于：在目标物体F接触到检测区域310时控制接触面板300照射检测区域310，以发射检测光线照射目标物体F。

可选地，电子设备1000还包括与处理模块500电连接的触摸检测模块600。触摸检测模块600用于检测目标物体F是否接触检测区域310。当目标物体F接触检测区域310时，触摸检测模块600产生触摸信号，并将触摸信号发送至处理模块500。在一些实施例中，触摸检测模块600包括但不限于压力传感器、电容式触摸传感器、电阻式触摸传感器、红外触摸传感器、以及表面声波触摸传感器等。触摸检测模块600可以为指纹识别装置的触摸检测模块，可以为电子设备中的触摸检测模块，也可以为指纹识别装置以及电子设备的触摸检测模块。

可选地，处理模块500先根据感测到的光谱信息确认目标物体是否为活体后再控制指纹识别模块10感测目标物体F的指纹信息。

应理解，上述接触面板300的类型及处理模块的处理流程仅为本申请可选的示例，并非限定电子设备仅以上述形式配置，参照上文指纹识别装置的描述，可以理解其他形式的配置方式也可应用在本申请实施例的电子设备中。

上文结合图1至图6，详细描述了本申请的装置实施例，下面结合图7，详细描述本申请的方法实施例。应理解，装置实施例的描述与方法实施例的描述相互对应，因此，未详细描述的部分可以参见前面装置实施例。

图7为本申请实施例的指纹识别方法的示意性流程图，所述方法应用于如上所述的电子设备，所述方法包括如下步骤：

S100，检测目标物体是否接触检测区域；

S200，若检测到所述目标物体接触所述检测区域，则控制指纹识别模块感测所述目标物体的指纹信息，以及控制光感模块感测所述目标物体的光谱信息；以及

S300，若所述指纹信息与预设的指纹信息模板匹配且所述光谱信息与预设光谱信息匹配，则确认所述目标物体的身份合法。

具体的，若检测到所述目标物体F接触所述检测区域310，可以先控制指纹识别模块10感测所述目标物体F的指纹信息，若感测到的指纹信息与预设的指纹信息模板不匹配，则直接确认所述目标物体F的身份不合法，也可以先控制光感模块20感测目标物体F的光谱信息，若感测到的光谱信息与预设光谱信息不匹配，则目标物体F为非活体，可以直接确认目标物体F的身份不合法，或者也可以同时控制指纹识别模块10感测目标物体的指纹信息、光感模块20感测目标物体F的光谱信息，如上确认目标物体F的身份是否合法。

具体的，控制指纹识别模块10与光感模块20分时感测时，可以选择分时照射检测区域310中的第一子检测区域311和第二子检测区域312，或者说分时经过第一子检测区域311向目标物体F投射检测光线和经过第二子检测区域312向目标物体F投射检测光线，例如，先执行指纹信息的感测时，先控制照射第一子检测区域311，感测结束且确认指纹信息匹配时，控制照射第二子检测区域312，并控制光感模块20感测目标物体F的光谱信息；又如，先执行光谱信息的感测时，先控制照射第二子检测区域312，感测结束且确认目标物体F为活体时，控制照射第一子检测区域311，并控制指纹识别模块10感测目标物体F的指纹信息。

可选地，步骤S200中，所述控制光感模块感测所述目标物体的光谱信息具体包括：控制多个光谱通道分别感测从所述目标物体F反射回来的光线中不同预设频段的光信号，以输出与预设频段的光信号的能量对应的电信号作为所述光谱信息。

具体的，多个光谱通道可以为光感模块中的像素，每个像素可以形成一组光谱通道，其中一组光谱通道可以感测目标物体F返回的检测光线而生成对应的光谱信息。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘且本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

以上所列举的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (19)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，应用于具有接触面板的电子设备，所述接触面板上包括检测区域，所述检测区域用于在检测时与被测的目标物体接触，所述指纹识别装置包括：

指纹识别模块，被配置于所述接触面板的下方，用于透过所述接触面板感测所述目标物体的指纹信息；以及

光感模块，被配置于所述接触面板的下方，用于透过所述接触面板感测经由所述目标物体返回的检测光线的光谱信息，所述光谱信息用于判断所述目标物体是否为活体。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹信息与所述光谱信息用于判断所述目标物体的身份是否合法，其中，当所述指纹信息与预设的指纹信息模板匹配，且通过所述目标物体的光谱信息确认所述目标物体为活体时，判断所述目标物体的身份合法。

3.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别模块与所述光感模块并排地设置在所述接触面板的下方，其中，所述指纹识别模块与所述光感模块在所述接触面板上的正投影位于所述检测区域内。

4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置设有空腔，所述空腔配置在所述检测区域的下方，所述指纹识别模块与所述光感模块均设置在所述空腔内。

5.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置设有第一子空腔与第二子空腔，所述指纹识别模块设置在所述第一子空腔内，所述光感模块设置在所述第二子空腔内，其中，所述第一子空腔与所述第二子空腔被配置为相互分隔。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别模块与所述光感模块之间的距离的取值范围为0～10mm。

7.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述接触面板为自发光显示面板，所述目标物体与所述检测区域接触时所述接触面板发射检测光线以照亮所述目标物体，所述指纹识别模块接收经由所述目标物体返回的检测光线以感测所述目标物体的指纹信息，所述光感模块接收所述目标物体返回的检测光线以感测所述目标物体的光谱信息。

8.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述接触面板为被动发光显示面板，所述指纹识别装置还包括发射模块，所述发射模块用于在检测时发出检测光线以照射所述目标物体，所述指纹识别模块用于接收经由所述目标物体返回的检测光线以感测所述目标物体的指纹信息，所述光感模块用于接收所述目标物体反射回来的检测光线以感测所述目标物体的光谱信息。

9.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述接触面板为透光盖板，所述指纹识别装置还包括发射模块，所述发射模块用于在检测时发出检测光线以照射所述目标物体，所述指纹识别模块用于接收经由所述目标物体返回的检测光线以感测所述目标物体的指纹信息，所述光感模块用于接收所述目标物体反射回来的检测光线以感测所述目标物体的光谱信息。

10.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光感模块包括多个光谱通道，每个所述光谱通道分别用于采集不同预设频段的光信号，并输出与所述预设频段的光信号的能量对应的电信号作为所述光谱信息。

11.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光感模块包括红光通道、绿光通道和蓝光通道，所述红光通道用于采集红光信号并输出与红光信号的能量对应的电信号，所述绿光通道用于采集绿光信号并输出与绿光信号的能量对应的电信号，所述蓝光通道用于采集蓝光信号并输出与蓝光信号的能量对应的电信号。

12.根据权利要求10所述的指纹识别装置，其特征在于，所述目标物体的光谱信息中不同预设频段部分的能量占比用于判断所述目标物体是否为活体。

13.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光感模块还用于：

感测外部环境光的光强度值，以供调节显示的亮度提供参考；和/或，

感测外部环境光的色温值，以供调节显示的色温提供参考；和/或，

根据接收光线的强度变化进行接近感测。

14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

接触面板，所述接触面板上包括检测区域，所述检测区域用于在检测时与被测的目标物体接触；

如权利要求1至13中任一项所述的指纹识别装置，所述指纹识别装置被配置在所述接触面板的下方；以及

处理模块，与所述指纹识别装置连接，用于：

根据感测到的光谱信息与预设光谱信息确认所述目标物体是否为活体；

判断感测到的指纹信息是否与预设的指纹信息模板匹配；

根据所述目标物体是否为活体以及所述指纹信息是否与预设的指纹信息模板匹配来确认所述目标物体的身份是否合法。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述接触面板为自发光显示面板，所述处理模块还用于：在所述目标物体接触到所述检测区域时控制所述接触面板照射所述检测区域，以发射检测光线照射所述目标物体。

16.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述处理模块先根据感测到的光谱信息确认所述目标物体是否为活体后再控制所述指纹识别模块感测所述目标物体的指纹信息。

17.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述处理模块根据所述目标物体的光谱信息中不同预设频段部分的能量占比来判断所述目标物体是否为活体。

18.一种指纹识别方法，其特征在于，应用于如权利要求14至17中任一项所述的电子设备，所述指纹识别方法包括：

检测被测的目标物体是否接触检测区域；

若检测到所述目标物体接触所述检测区域，则控制指纹识别模块感测所述目标物体的指纹信息，以及控制光感模块感测所述目标物体的光谱信息；以及

若所述指纹信息与预设的指纹信息模板匹配且所述光谱信息与预设光谱信息匹配，则确认所述目标物体的身份合法。

19.根据权利要求18所述的指纹识别方法，其特征在于，所述光感模块包括多个光谱通道，所述控制光感模块感测所述目标物体的光谱信息包括：

控制多个光谱通道分别感测从所述目标物体反射回来的光线中不同预设频段的光信号，以输出与预设频段的光信号的能量对应的电信号作为所述光谱信息。

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