CN216118574U - 一种终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种终端设备，所述终端设备包括：触摸显示屏，所述触摸显示屏集成指纹采集组件，所述指纹采集组件的指纹采集区域对应于所述触摸显示屏的触摸显示区域的部分区域；电容极板，位于所述触摸显示屏的下方，所述电容极板与所述指纹采集区域对应设置。

Description

一种终端设备

技术领域

本申请涉及电子技术，涉及但不限于终端设备。

背景技术

现有技术中，指纹传感器区域的任何物体，都会被采集到指纹图像中，也包括屏幕上残留的指纹印。在使用时一旦采集到指纹印，就有可能导致误解锁，即，其他人通过一定手段触发了指纹识别动作，指纹图像就会直接从上次用户在屏幕上留下的指纹印采集得到，进而成功破解。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供了一种终端设备，所述终端设备包括：触摸显示屏，所述触摸显示屏集成指纹采集组件，所述指纹采集组件的指纹采集区域对应于所述触摸显示屏的触摸显示区域的部分区域；电容极板，位于所述触摸显示屏的下方，所述电容极板与所述指纹采集区域对应设置。

在一些实施例中，所述指纹采集组件为采集接触所述触摸显示区域内的所述部分区域的操作体的指纹数据的传感器；所述电容极板为感应接触所述触摸显示区域内的所述部分区域的操作体的接触特征的感应器。

在一些实施例中，所述电容极板的电容阵列的密度，大于所述触摸显示屏的触控层的电容阵列的密度，其中，所述电容阵列包括多个电容单元。

在一些实施例中，所述触摸显示屏包括：所述触控层；显示层，所述触控层与所述显示层层叠设置；所述指纹采集组件，所述指纹采集组件与所述显示层层叠设置。

在一些实施例中，所述终端设备还包括：处理器，所述处理器具有在确定操作体的接触特征满足手指参数的情况下，控制所述指纹采集组件采集所述操作体的指纹数据的处理模块。

在一些实施例中，所述处理器还包括如下至少一种：基于锁屏指令控制所述电容极板处于工作状态的处理模块；基于身份验证请求控制所述电容极板处于工作状态的处理模块。

在一些实施例中，所述处理器还包括：基于所述指纹数据验证成功，控制所述电容极板处于非工作状态的处理模块，所述指纹数据验证成功为在所述操作体的接触特征满足手指参数的情况下，通过所述指纹采集组件采集所述操作体的指纹数据与身份模板匹配成功。

在一些实施例中，所述操作体的接触特征为接触形状或者接触面积。

在一些实施例中，所述电容极板上的多个电容单元采用环绕式不均密度分布。

在一些实施例中，所述终端设备还包括：防静电层，覆盖所述触摸屏的上方，用于与所述用户的人体表层组织接触，其中，所述防静电层为透明导电层，且接地设置。

本申请实施例提供的终端设备，包括：触摸显示屏，所述触摸显示屏集成指纹采集组件，所述指纹采集组件的指纹采集区域对应于所述触摸显示屏的触摸显示区域的部分区域；电容极板，位于所述触摸显示屏的下方，所述电容极板与所述指纹采集区域对应设置。这样，在触摸显示屏的下方安装电容极板，可以有效提升终端设备指纹识别的安全度，从而解决指纹采集组件在识别指纹中存在的误识别问题，特别是，在指纹采集组件为基于光学屏下指纹识别原理实现的情况下，存在屏上指纹传感器可能会误识别屏幕上残留的指纹印的问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种终端设备的组成结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种终端设备的组成结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种终端设备的平面示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

本申请实施例提供一种终端设备，在终端设备的触摸显示屏下方设置电容极板，以提升终端设备指纹识别的安全度。

图1为本申请实施例提供的终端设备的一种组成结构示意图，如图1所示，所述终端设备包括：触摸显示屏110和电容极板120，其中，

所述触摸显示屏110集成指纹采集组件111，所述指纹采集组件111的指纹采集区域对应于所述触摸显示屏的触摸显示区域的部分区域；

在一些实施例中，指纹采集组件111可以基于光学屏下指纹识别原理实现指纹采集与识别，该原理实现方法为在屏幕下方集成光学传感器，利用有机电激光显示(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)自发光照亮指纹，并利用指纹的折返光识别用户指纹纹路，该方法存在成像质量低，手指识别正确率低的问题。

在一些实施例中，指纹采集组件111可以基于超声波式屏下识别原理实现指纹采集与识别，该原理实现方法为通过超声波指纹模组发出的超声波扫描指纹，利用手指纹路对声波的接收情况与穿透差异对指纹的嵴与峪进行识别与判断，该方法存在体积大，识别率与识别速度低的问题。

指纹采集组件111的指纹采集区域对应于触摸显示屏的触摸显示区域的部分区域，这里，触摸显示区域的部分区域可以是触摸显示屏的全屏，也可以是设置于触摸显示屏任意位置的，且面积大小为能够采集用户指纹的区域，当然还可以根据用户的需求将指纹采集区域进行位置和面积的调整，这里不做具体限定。

所述电容极板120，位于所述触摸显示屏110的下方，所述电容极板120与所述指纹采集区域对应设置。

在实施过程中，电容极板120可以设置在触摸显示屏110的下方，即屏幕下方，安装一块电容极板120，由于安装电容极板120是用于获取用户的指纹信息，所以可以将电容极板120安装在指纹采集区域的下方。这样，可以利用电容极板准确的识别出触发指纹采集的操作体为用户的手指。

这里，在触摸显示屏的下方安装电容极板，可以有效提升终端设备指纹识别的安全度，从而解决指纹采集组件在识别指纹中存在的误识别问题，特别是，在指纹采集组件为基于光学屏下指纹识别原理实现的情况下，存在屏上指纹传感器可能会误识别屏幕上残留的指纹印的问题。

基于图1所示的终端设备，所述指纹采集组件111为采集接触所述触摸显示区域内的所述部分区域的操作体的指纹数据的传感器；

这里，操作体可以是用户的手指，也可以是可导电的金属或其它导电物体，还可以是模拟手指触摸的效果的任意物体。

在实施过程中，指纹采集组件可以用于采集接触触摸显示区域的操作体的指纹数据。基于以上实施例所述，该传感器可以为光学传感器，也可以为超声波式屏下识别传感器，当然也可以是任意用于采集指纹数据的传感器。

所述电容极板120为感应接触所述触摸显示区域内的所述部分区域的操作体的接触特征的感应器。

在实施过程，电容极板120同样也用于感应接触触摸显示区域的操作体的接触特征，这里，接触特征可以是利用电容极板120检测到的电容信号，结合手指按压屏幕的特征，识别出的手指按压特征。

在指纹采集组件为光学式指纹识别传感器的情况下，所述电容极板的电容阵列的密度，大于所述触摸显示屏的触控层的电容阵列的密度。这样，电容极板的识别率要求高于触摸板的识别率，有效提升终端设备的指纹识别安全度。

所述电容极板上的多个电容单元采用以下至少之一方式分布：均匀阵列分布、环绕式分布、不均密度分布。其中，采用均匀阵列分布的电容极板可以为固定宽间距的电容单元阵列，由于均匀阵列分布对制作工艺和软件算法要求都较低，实现成本低；环绕式分布的电容极板可以是与人的手指指纹图像类似的分布方式的电容极板；不均密度分布的电容极板可以是不固定宽间距的电容单元阵列。这里，环绕式分布和不均密度分布可以结合使用，以实现模拟人的手指指纹图像，提升电容极板识别安全度的效果。

在一些实施例中，容极板上的多个电容单元可以采用环绕式分布，即电容单元的分布方式可以类似于用户的手指的指纹形状，这样，可以利用环绕式分布的电容单元可以更精确高效的识别操作体的接触特征。

在一些实施例中，电容极板上的多个电容单元可以采用不均密度分布，即电容极板中心部分布置的电容单元密度高，边缘部分布置的电容单元密度低。这样，由于可以与用户的手指指纹分布相匹配，可以更精确地识别到操作体的接触特征。

所述终端设备还包括：防静电层，覆盖所述触摸屏的上方，用于与所述用户的人体表层组织接触，其中，所述防静电层为透明导电层，且接地设置。这样，可以有效实现保护终端设备的受到静电的损害。

所述终端设备还包括：粘合层，所述粘合层夹设于所述触摸屏和所述电容极板之间。

基于图1所示的终端设备，触摸显示屏110，包括触控层、显示层和指纹采集组件111，其中：所述触控层与所述显示层层叠设置；所述指纹采集组件111与所述显示层层叠设置。

在一些实施例中，所述终端设备的结构可以如图2所示，所述终端设备的触控层112与显示层113层叠设置；指纹采集组件111与所述显示层113层叠设置。

在一些实施例中，所述终端设备的结构可以如图3所示，所述终端设备的指纹采集组件111集成于触摸显示屏110内，与显示层层叠设置。这样，可以极大节省终端设备的硬件空间。

基于图1所示的终端设备，所述终端设备还包括：处理器，所述处理器具有确定操作体的接触特征满足手指参数，控制所述指纹采集组件采集所述操作体的指纹数据的处理模块。

所述操作体的接触特征包括以下至少之一：接触形状、接触面积、接触力度曲线。

在一些实施例中，操作体的接触特征可以是类似于用户的手指接触终端设备触控层产生的接触形状，即，手指按压产生的形状。

在一些实施例中，操作体的接触特征可以是用户的手指接触终端设备触控层的面积，即，手指按压产生的面积。

在一些实施例中，操作体的接触特征可以以接触力度曲线的形式表征。

在一些实施例中，还可以任一组合接触形状、接触面积、接触力度曲线，以表征操作体的接触特征。

这样，可以预设一个预设形状或者预设面积，在操作体的接触特征与预设形状或者预设面积匹配的情况下，确定操作体的接触特征满足手指参数。

在一些实施例中，操作体的接触特征还可以同时包括接触形状和接触中心，在所述操作体的接触特征满足接触形状，且按压中心为接触中心的情况下，确定操作体的接触特征满足手指参数。其中，可以确定电容极板中电容值最大的电容单元对应的位置为接触中心。这样，由于用户的手指在接触触控层的情况下，电容极板的中心位置压力最大，所以可以有效确定接触中心，基于该接触中心可以更准确的确定操作体的接触特征满足手指参数。

在一些实施例中，处理器可以在确定操作体的接触特征满足手指参数的情况下，再控制所述指纹采集组件采集所述操作体的指纹数据。这样，如果操作体的接触特征不满足手指参数，则不需要采集组件再进行指纹识别，有效减少了采集组件的识别能耗。

在一些实施例中，处理器可以同时确定操作体的接触特征是否满足手指参数，和控制所述指纹采集组件采集所述操作体的指纹数据。这样，如果用户的手指接触触摸显示屏的时长较短，处理器可以同时完成接触特征和指纹数据的识别，在接触特征或指纹数据任一不满足要求的情况下，处理器可以有效确定识别失败；在接触特征或指纹数据同时满足要求的情况下，处理器可以有效确定识别成功，提升了识别效率。

在一些实施例中，所述处理器还包括如下至少一种：

基于锁屏指令控制所述电容极板处于工作状态的处理模块；

在一些实施例中，在终端设备处于锁屏指令的情况下，整个终端设备的触摸屏都是处于未工作状态，即，触摸屏处于黑屏的状态。由于用户有随时需要解锁的需求，电容极板需要处于工作状态，以处理用户为了解锁该终端设备进行的指纹识别。这样，用户在不使用终端设备的情况下，处理器需要基于锁屏指令控制电容极板处于工作状态，以实现在准确识别指纹的情况下，有效提升用户解锁终端设备的响应速度。

在一些实施例中，在终端设备的触摸屏处于黑屏的状态下，即，触摸屏处于低功耗工作状态，电容极板也可以处于非工作状态，在用户可以触发终端设备的显示屏点亮用于识别用户指纹的触摸显示区域的情况下，处理器可以控制所述电容极板处于工作状态，这样，在识别用户的指纹之前才控制电容极板处于工作状态可以有效节省电容极板的能耗，当然处理器也可以选择在用户触发点亮屏幕的情况下，控制电容极板处于工作状态，同样能够达到节省电容极板能够的作用。

基于身份验证请求控制所述电容极板处于工作状态的处理模块。

这里，在用户使用终端设备的一些需要验证身份的功能的情况下，处理器可以基于身份验证请求再次控制电容极板处于工作状态。这样，由于增加了电容极板确定接触特征是否满足手指参数，可以在用于身份验证的情况下，提升指纹识别的安全度。

在一些实施例中，基于所述指纹数据验证成功或验证结束，控制所述电容极板处于非工作状态的处理模块，其中，所述指纹数据验证成功为所述操作体的接触特征满足手指参数，通过所述指纹采集组件采集所述操作体的指纹数据与身份模板匹配成功；所述指纹数据验证结束可以为指纹数据验证失败，结束验证。这样，由于电容极板完成了接触特征的识别，处理器可以控制电容极板处于非工作状态，以节省电容极板的能耗。

现有技术中终端设备的指纹采集方法包括屏下指纹(Fingerprint UnderDisplay)和屏上指纹(Fingerprint On Display)，其中，屏下指纹，即指纹传感器在屏幕下方，与屏独立；屏上指纹，即屏幕集成指纹传感器。

这里，屏上指纹传感器无法集成镜头，所以也就无法对焦。这种情况下，指纹传感器区域的任何物体，都会被采集到指纹图像中，也包括屏幕上残留的指纹印。指纹传感器一旦采集到指纹印，就有可能导致误解锁，即，其他人通过一定手段触发了指纹识别动作，指纹图像就会直接从上次用户在屏幕上留下的指纹印采集得到，进而成功破解。

现有技术依赖触摸屏来检测手指是否完全覆盖到了指纹传感器区域。如果手指完全覆盖了指纹传感器区域，指纹印一般就会因手指触摸而被自然破坏。但是，这种处理方式的效果，依赖于触摸屏的感应灵敏度和精度。以目前触摸屏的现状看，并不能完全保证指纹印不被采集到指纹图像中。而且，攻击者会转而去攻击触摸屏，用金属或其它导电物质，模拟手指触摸的效果，同时又保留指纹印不被破坏，进而完成指纹破解。

本申请实施例提供一种终端设备，该终端设备包括电容极板和屏上指纹传感器，其中，电容极板安装在终端设备的屏上指纹传感器的下方，即屏幕下方，当手指按压到屏幕上时，电容极板与人体电场形成一个电容；屏上指纹传感器可以是一个光感应指纹检测器件。电容极板，用于检测电容信号，结合手指按压屏幕的特征，来过滤出(或识别出)有效的手指按压解锁动作，进而触发指纹解锁。

在一些实施例中，电容极板可以贴合到屏幕上，作为屏幕的最下面一层，跟屏幕整合为一体，以实现更高的集成度。

在一些实施例中，电容极板无法获取指纹图像，只能根据电容信号的变化确定按压中心和按压形状。

在一些实施例中，终端设备还包括处理器，处理器利用电容极板上电容单元收到外界压力时电容值的变化，确定接触触摸屏的物体的形状和压力最大的位置；

终端设备的处理器采集电容极板上的电容信号，其中，电容极板的阵列电容信号的分布会反映手指按压部位，按压着力中心的电容值是峰值。

这里，电容极板位于屏幕下方，与电容单元的布局无关(或不受其制约)，在硬件布局的情况下，可以根据手指按压屏幕的特征，进行电容极板硬件形式、布局、是否采用阵列形态的灵活配置。举例来说，区别于触摸屏的固定、宽间距电容单元阵列，电容极板上的电容单元可以采用环绕式分布、不均密度分布(例如中心电容单元密度高，边缘密度低)等，采用能准确区分手指和其它带电/导电物体的硬件设计。

处理器在根据物体的形状和压力最大的位置确定接触触摸屏的物体为手指的情况下，利用原有的屏上指纹传感器获取指纹图像；

处理器根据指纹图像确定是否与预设的指纹图像匹配，实现指纹解锁。

在实施过程中，软件方面，也可以与灵活的硬件配置一起，以实现最优的识别效果。举例来说，可以建模后进行大数据自学习算法训练。根据硬件设计建立对应的有效模型，然后采集足够多的电容特征样本，进行自学习算法训练。最终输出优化后的模型和参数值。

本申请实施例提供的终端设备，电容极板位于屏幕下方，攻击者不能直接触碰到，安全级别较触摸屏要高，且增加了电容极板可以提升指纹识别的安全度。

本申请实施例所述终端设备可以为智能手机、平板电脑等电子设备。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种终端设备，所述终端设备包括：触摸显示屏，所述触摸显示屏集成指纹采集组件，所述指纹采集组件的指纹采集区域对应于所述触摸显示屏的触摸显示区域的部分区域；

电容极板，位于所述触摸显示屏的下方，所述电容极板与所述指纹采集区域对应设置。

2.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述指纹采集组件为采集接触所述触摸显示区域内的所述部分区域的操作体的指纹数据的传感器；

所述电容极板为感应接触所述触摸显示区域内的所述部分区域的操作体的接触特征的感应器。

3.如权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述电容极板的电容阵列的密度，大于所述触摸显示屏的触控层的电容阵列的密度，其中，所述电容阵列包括多个电容单元。

4.如权利要求3所述的终端设备，其特征在于，所述触摸显示屏包括：

所述触控层；

显示层，所述触控层与所述显示层层叠设置；

所述指纹采集组件，所述指纹采集组件与所述显示层层叠设置。

5.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括：

处理器，所述处理器具有确定操作体的接触特征满足手指参数，控制所述指纹采集组件采集所述操作体的指纹数据的处理模块。

6.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述处理器还包括如下至少一种：

基于锁屏指令控制所述电容极板处于工作状态的处理模块；

基于身份验证请求控制所述电容极板处于工作状态的处理模块。

7.如权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述处理器还包括：

基于所述指纹数据验证成功或验证结束，控制所述电容极板处于非工作状态的处理模块，所述指纹数据验证成功为所述操作体的接触特征满足手指参数，通过所述指纹采集组件采集所述操作体的指纹数据与身份模板匹配成功。

8.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述操作体的接触特征包括以下至少之一：接触形状、接触面积、接触力度曲线。

9.如权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述电容极板上的多个电容单元采用以下至少之一方式分布：均匀阵列分布、环绕式分布、不均密度分布。

10.如权利要求1至7任一项所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括：

防静电层，覆盖所述触摸显示屏的上方，用于与用户的人体表层组织接触，其中，所述防静电层为透明导电层，且接地设置。

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