CN117456563A - 一种利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了指纹检测技术领域的一种利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，包括设置于指纹识别面板下表面的压力检测组件，压力检测组件下方设置有光发射组件和光学传感器；还包括处理模块，处理模块用于记录指纹识别区域受到的压力，以及指纹识别区域受到不同压力下对应的指纹图像，根据指纹图像与指纹识别区域受到的压力输出指纹检测结果。本发明，基于对比指纹识别过程中的压力值与指纹图像对指纹识别进行验证，能够更加有效的对防伪指纹膜进行识别，提升指纹识别验证的安全性。
Description
技术领域
本发明属于指纹检测技术领域，具体是一种利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备。
背景技术
指纹识别技术是一种基于生物特征的身份认证技术，能够根据人体指纹的纹理特征来对个体进行识别；指纹作为人体表皮的一种特殊纹路，具有独特性、稳定性、普遍性和可测性等特点；指纹识别技术在现代安全领域得到了广泛应用，可以用于快速身份识别、门禁管理、金融交易等多个方面。
但由于指纹信息是静态的，比较容易被获取甚至被仿制等，因此存在一定的安全隐患；为此衍生出了诸多指纹检测技术，以提升指纹识别技术的安全性。例如，中国专利文献CN105205446B记载的一种指纹检测装置，包括电路板、处理器、导电基板、指纹传感芯片及活体识别组件；指纹传感芯片安装于导电基板上，并与导电基板电连接，指纹传感芯片用于采集待验证者的手指的指纹图案，并可将指纹图案传输给处理器；活体识别组件包括光源模块和光感测器，光源模块可发出光信号；光感测器可接收被待验证者的手指反射的光信号，并可将被手指反射的光信号传输至处理器；其中，处理器可将被手指反射的光信号转换成脉搏信号，处理器可根据该脉搏信号确定是否启动指纹传感芯片，处理器还可根据该指纹图案以确定待验证者的身份。
上述技术方案，基于对用户的脉搏检测是否为活体指纹，使得指纹验证身份更加的安全可靠，但是对于较薄的伪造指纹膜，其粘贴于指尖进行指纹识别时，识别者的脉搏信息依旧能够正常被检测到，从而通过伪造指纹膜成功的完成指纹识别，导致指纹识别验证依旧存在安全缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，解决识别者使用伪造指纹膜进行指纹识别时，依旧能够正常成功识别，导致指纹识别验证存在安全缺陷的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，包括设置于指纹识别面板下表面的压力检测组件，压力检测组件下方设置有光发射组件和光学传感器；
压力检测组件用于采集来自于指纹识别面板上的指纹识别区域的压力值；
光发射组件用于在指纹识别区域产生压力时，向指纹识别区域发射可见光，光学传感器用于接收指纹识别区域内的指纹的反射光信号，基于指纹的反射光信号获取指纹图像，并在指纹识别区域受到的压力变化时更新指纹图像；
还包括处理模块，处理模块用于记录指纹识别区域受到的压力，以及指纹识别区域受到不同压力下对应的指纹图像，根据指纹图像与指纹识别区域受到的压力输出指纹检测结果。
进一步，压力检测组件为框形结构设置于指纹识别区域边缘。
进一步，光学传感器用于对指纹图像的覆盖面积进行识别，处理模块用于对比指纹图像的覆盖面积与指纹识别区域受到的压力是否对应，输出指纹检测结果。
进一步，处理模块还用于对比指纹识别区域受到的压力变化速度与指纹图像的覆盖面积变化速度是否对应，对输出的指纹检测结果进行校正。
进一步，压力检测组件与指纹识别面板之间设置有应变传感组件，应变传感组件用于获取指纹识别区域受到压力时指纹识别面板应变量，处理模块用于记录指纹识别区域受到不同压力下对应的指纹识别面板应变量。
进一步，压力检测组件为透明柔性应变传感器。
进一步，光学传感器进光端设置有滤光片。
进一步，压力检测组件覆盖区域大于指纹识别区域。
进一步，压力检测组件设定有启动压力阈值，当来自于指纹识别面板上的指纹识别区域的压力值超过启动压力阈值时压力检测组件运行。
进一步，处理模块还用于存储录入指纹库，录入指纹库内容至少包括指纹识别区域受到压力以及指纹识别区域受到不同压力下对应的指纹图像。
采用上述方案有以下有益效果：
1、本发明，在用户进行指纹录入时，同时对其在指纹识别面板上的指纹识别区域形成的指纹图像和压力值进行采集，从而形成用户指纹信息，指纹信息包括指纹识别区域不同压力值下的指纹图像；在用户进行指纹识别时，随着用户手指指纹区域的压力逐渐增大，指纹在指纹识别区域逐渐增大，光学传感器所采集的指纹图像覆盖面积也逐渐增大，当用户手指指纹区域粘贴有指纹膜或者采用其他方式固定指纹膜进行指纹识别时，在压力相同的情况下光学传感器所采集的指纹图像覆盖面积与录入的指纹图像覆盖面积无法匹配，从而判断识别的知识是否为用户自主输入；相较于现有技术，能够更加有效的对防伪指纹膜进行识别，提升指纹识别验证的安全性。
2、本发明，在用户进行指纹识别时，对指纹压力对指纹识别面板应变量造成的形变量进行采集，在指纹图像覆盖面积与压力的对应验证基础上，进行指纹识别面板应变量与压力的对应验证，从而使指纹识别安全性得到进一步提升。
综合上述，通过在指纹识别同时，通过收集用户指纹识别过程中对指纹识别面板的压力，以及指纹识别面板的应变量，能够有效检测指纹的真实性，从而减少虚假识别的风险。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备实施例的结构示意图；
图2为本发明利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备实施例的爆炸示意图；
图3为本发明利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备实施例的集成于移动终端内的结构示意图；
图4为本发明利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备实施例的指纹识别按压初期示意图；
图5为本发明利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备实施例的指纹识别按压后期示意图；
图6为本发明利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备实施例的验证流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：指纹识别面板1、指纹识别区域2、应变传感组件3、压力检测组件4、光发射组件5、光学传感器6、滤光片7。
实施例
如附图1-2所示：一种利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，包括设置于指纹识别面板1下表面的压力检测组件4，本实施例中的指纹识别面板1包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑等移动终端或非移动终端的显示屏幕或者透光面板。
压力检测组件4为框形结构，且其粘接固定于指纹识别区域2边缘，从而避免影响指纹识别效果，并确保压力检测组件4覆盖区域大于指纹识别区域2，压力检测组件4用于采集来自于指纹识别面板1上的指纹识别区域2的压力值。优选的，压力检测组件4设定有启动压力阈值，当来自于指纹识别面板1上的指纹识别区域2的压力值超过启动压力阈值时压力检测组件4运行，即当用户指纹识别过程中的按压力达到启动压力阈值时压力检测组件4才能够识别到压力值。
在指纹识别面板1的指纹识别区域2下方设置有应变传感组件3，应变传感组件3选用透明柔性应变传感器，且应变传感组件3粘贴于指纹识别面板1的指纹识别区域2下方，应变传感组件3用于获取指纹识别区域2受到压力时指纹识别面板1应变量，处理模块用于记录指纹识别区域2受到不同压力下对应的指纹识别面板1应变量。对于指纹识别面板1因变量会由于用户对指纹识别面板1的压力值而变化，压力值越大应变量越大，反之压力值越小应变量越小。
对于指纹识别部分，由压力检测组件4下方的光发射组件5和光学传感器6组成，优选光发射组件5为发光单元，光学传感器6为CCD；光发射组件5和光学传感器6组成之间形成一定角度，确保光发射组件5发射的光能够精确覆盖指纹识别区域2，光学传感器6能够精准接收来自于指纹识别区域2内指纹反射光信号。
并在光学传感器6光端粘接固定滤光片7，通过滤光片7可以选择特定波长范围的光线，使传感器只感知或测量特定波长的光，过滤指纹识别区域2内的其余杂散光，滤光片7可以帮助减少或消除这些杂散光干扰信号，从而提高传感器的精确性和稳定性。
光发射组件5用于在指纹识别区域2产生压力时(在压力检测组件4能够识别到压力值时)，向指纹识别区域2发射可见光，光学传感器6用于接收指纹识别区域2内的指纹的反射光信号，基于指纹的反射光信号获取指纹图像，并在指纹识别区域2受到的压力变化时更新指纹图像。
还包括处理模块，处理模块用于记录指纹识别区域2受到的压力，以及指纹识别区域2受到不同压力下对应的指纹图像，根据指纹图像与指纹识别区域2受到的压力输出指纹检测结果。
具体的，光学传感器6用于对指纹图像的覆盖面积进行识别，处理模块用于对比指纹图像的覆盖面积与指纹识别区域2受到的压力是否对应，输出指纹检测结果。
其次，处理模块还用于对比指纹识别区域2受到的压力变化速度与指纹图像的覆盖面积变化速度是否对应，对输出的指纹检测结果进行校正。
处理模块还用于存储录入指纹库，录入指纹库内容至少包括指纹识别区域2受到压力以及指纹识别区域2受到不同压力下对应的指纹图像。
例如，录入的指纹信息为：当指纹识别区域2受到的压力为20克时，用户指纹图像面积为6.4mmx3mm，当指纹识别区域2受到的压力为25克时，用户指纹图像面积为6.4mmx5.6mm。在识别指纹过程中，若指纹识别区域2受到的压力为20克时，指纹图像面积与6.4mmx3mm不匹配，则判定本次指纹识别为非正常指纹识别。其次，可根据需求设定指纹识别面积或压力误差范围，即在允许误差范围内判定指纹识别为正常指纹识别，当指纹识别区域2受到的压力与指纹图像面积不匹配，且超过温差范围时，判定本次指纹识别为非正常指纹识别。
且在指纹识别的过程中可基于指纹识别面板1应变量以及压力变化和指纹图像面积变化速度，对识别的结果进行校正。
具体实施过程如下：结合附图3所示，本实施例将手机作为该检测设备的使用对象，将整个检测设备嵌设于手机屏幕下方，当用户按压手机屏幕上的指纹识别区域2进行指纹识别时，指纹识别区域2内的压力大于启动压力阈值时，压力检测组件4即开始运行，同时光发射组件5和光学传感器6同步运行，光学传感器6将采集的指纹图像经过图像处理后识别指纹图像面积。结合附图4所示，用户指纹识别过程中，指纹与指纹识别面板1接触初期，其指尖被挤压的量为A1，结合附图5所示，用户指纹识别过程中，指纹与指纹识别面板1接触后期，其指尖被挤压的量为A2；指纹与指纹识别面板1接触初期和后期指纹图像的面积也随之发生变化，指纹识别面板1受到的压力也随之变化，根据压力值与指纹图像的面积变化是否与数据库内指纹信息匹配从而能够判断用户是否为正常指纹识别。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，其特征在于：包括设置于指纹识别面板下表面的压力检测组件，压力检测组件下方设置有光发射组件和光学传感器；
压力检测组件用于采集来自于指纹识别面板上的指纹识别区域的压力值；
光发射组件用于在指纹识别区域产生压力时，向指纹识别区域发射可见光，光学传感器用于接收指纹识别区域内的指纹的反射光信号，基于指纹的反射光信号获取指纹图像，并在指纹识别区域受到的压力变化时更新指纹图像；
还包括处理模块，处理模块用于记录指纹识别区域受到的压力，以及指纹识别区域受到不同压力下对应的指纹图像，根据指纹图像与指纹识别区域受到的压力输出指纹检测结果。
2.根据权利要求1所述的利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，其特征在于：压力检测组件为框形结构设置于指纹识别区域边缘。
3.根据权利要求1所述的利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，其特征在于：光学传感器用于对指纹图像的覆盖面积进行识别，处理模块用于对比指纹图像的覆盖面积与指纹识别区域受到的压力是否对应，输出指纹检测结果。
4.根据权利要求3所述的利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，其特征在于：处理模块还用于对比指纹识别区域受到的压力变化速度与指纹图像的覆盖面积变化速度是否对应，对输出的指纹检测结果进行校正。
5.根据权利要求1所述的利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，其特征在于：压力检测组件与指纹识别面板之间设置有应变传感组件，应变传感组件用于获取指纹识别区域受到压力时指纹识别面板应变量，处理模块用于记录指纹识别区域受到不同压力下对应的指纹识别面板应变量。
6.根据权利要求5所述的利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，其特征在于：压力检测组件为透明柔性应变传感器。
7.根据权利要求1所述的利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，其特征在于：光学传感器进光端设置有滤光片。
8.根据权利要求1所述的利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，其特征在于：压力检测组件覆盖区域大于指纹识别区域。
9.根据权利要求1所述的利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，其特征在于：压力检测组件设定有启动压力阈值，当来自于指纹识别面板上的指纹识别区域的压力值超过启动压力阈值时压力检测组件运行。
10.根据权利要求1所述的利用光电子传感器的扫描型成像器的指纹检测设备，其特征在于：处理模块还用于存储录入指纹库，录入指纹库内容至少包括指纹识别区域受到压力以及指纹识别区域受到不同压力下对应的指纹图像。
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