CN216647410U - 一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于生物特征识别技术领域，具体说是一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，设于指纹识别传感器上，包括：电致发光材料层、导电层、金属电极以及驱动电路；所述导电层的背面与指纹识别传感器采集窗口相粘接；所述导电层设有金属电极，所述金属电极与驱动电路连接；所述导电层正面上覆盖有薄膜电致发光层。本实用新型提供一种超薄、轻便的电致发光薄膜，具有可分辨指纹模制作的假指纹，对于干手指成像清晰，防止外界强光从传统的基于光学原理的指纹采集装置玻璃采集窗口射入，导致采集图像质量下降，保护传统的基于光学原理的指纹采集装置棱镜表面等多个优势。
Description
技术领域
本实用新型属于生物特征识别技术领域，具体说是一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置。
背景技术
传统的基于光学原理的指纹采集装置由光源、棱镜、透镜、图像传感器以及控制部件构成。其原理为，当手指接触棱镜表面时，光源的光透过棱镜照射到接触棱镜的手指。指纹凹陷处与棱镜未发生接触，将发生全反射；指纹凸起处于棱镜发生接触，发生散射，由此生成一副高对比的黑白图像。此黑白图像被图像传感器获取，将其转换成电气信号后输出。
传统的基于光学原理的指纹采集装置，由于手指直接接触棱镜的玻璃表面，存在无法分辨指纹模制作的假指纹；对于干手指成像模糊；光学系统很容易受到外界强光从玻璃采集窗口射入，导致采集图像质量下降；玻璃表面也容易因划伤导致成像受到表面划伤的干扰，更换棱镜成本较高的弊端。
实用新型内容
本实用新型目的是为了解决所述的问题点，提供一种电致发光膜装置，覆盖在传统的基于光学原理的指纹采集装置上一层,即介于采集手指与传统的基于光学原理的指纹采集装置之间。手指接触电致发光膜装置表面时,电致发光膜上接触手指，下表面通过电致发光原理，将上表面手指图像转换成光信号，光信号为手指图像的光学成像。传统的基于光学原理的指纹采集装置获取的图像为电致发光膜下表面的手指光学图像。电致发光膜装置的电路，利用人体导电的原理，要求可导电的人体才可触发电致发光膜装置工作，可以分辨指纹模制作的假指纹；不受手指表面皮肤对光学反射的影响，可提高干手指成像的清晰度；电致发光膜采用深色，可隔离外界光线，避免外界强光从玻璃采集窗口射入；电致发光膜采用低成本光学OCA胶固定于玻璃窗口之上，对棱镜起到保护作用，如果采集窗口有划伤，方便更换，成本很低。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种适用于光学原理的指纹识别传感器的电致发光膜装置，设于指纹识别传感器上，包括：电致发光材料层、导电层、金属电极以及驱动电路；
所述导电层的背面与指纹识别传感器的采集窗口相粘接；所述导电层设有金属电极，所述金属电极与驱动电路连接；所述导电层正面上覆盖有电致发光材料层。
所述导电层的背面通过光学OCA胶与指纹识别传感器的采集窗口相粘接，以使指纹识别传感器的光源透出采集窗口的折射率不变。
所述导电层为透光导电薄膜。
所述导电层的边缘覆盖有金属电极。
所述驱动电路，包括：顺次连接的FPGA芯片、运算放大器、逆变变压器；
FPGA芯片通过IO引脚与运算放大器的正向输入端连接，将输出端与反向输入端通过电阻分压的方式连接，以实现同相放大的工作模式；运算放大器的输出端与逆变变压器的线圈输入端子连接，所述逆变变压器的线圈输出端子通过金属电极与导电层连接。
所述导电层的厚度尺寸为100nm。
所述导电层的电极为铝电极。
所述电致发光材料层为黑色电致发光材料层。
所述电致发光材料层为电致发光薄膜。
所述指纹识别传感器为光学指纹识别传感器。
本实用新型具有以下有益效果及优点：
1.本实用新型通过薄膜电致发光材料、透明导电薄膜、金属电极、光学OCA胶、驱动电路五部分设计，提供一种超薄、轻便的电致发光薄膜，具有可分辨指纹模制作的假指纹，对于干手指成像清晰，防止外界强光从传统的基于光学原理的指纹采集装置玻璃采集窗口射入，导致采集图像质量下降，保护传统的基于光学原理的指纹采集装置棱镜表面等多个优势。
2.本实用新型电致发光膜采用深色，可隔离外界光线，避免外界强光从玻璃采集窗口射入。
3.本实用新型电致发光材料层采用低成本光学OCA胶固定于玻璃窗口之上，对棱镜起到保护作用，如果采集窗口有划伤，方便更换，成本很低。
4.本实用新型可以分辨指纹模制作的假指纹；不受手指表面皮肤对光学反射的影响，可提高干手指成像的清晰度。
附图说明
图1本实用新型的结构示意图；
图2本实用新型的驱动电路结构示意图；
其中，1为电致发光材料层，2为导电层，3为光学OCA胶，4指纹识别传感器的采集窗口，5为金属电极，6为驱动电路，601为FPGA芯片，602为运算放大器，603为逆变变压器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
如图1所示，为本实用新型的结构示意图；针对光学指纹识别传感器的采集窗口的电致发光膜装置，它包括电致发光材料层1、导电层2、金属电极5、光学OCA胶3、驱动电路6五部分。
导电层2的背面与指纹识别传感器的采集窗口4相粘接；导电层2设有金属电极3，金属电极3与驱动电路6连接；所述导电层2正面上覆盖有电致发光材料层1。
发光材料层1覆盖于导电层2(透明导电薄膜)上，发光材料层1采用半导体薄膜材料的旋涂技术，并加热固化。保证手指接触电致发光材料层1，可以在下表面发光成像。发光材料层1为黑色的电致发光薄膜，为现有技术，引用专利号CN201810678546.0，发明名称为：一种自发光式生物特征识别成像传感器及其制备方法中的电致发光薄膜。
导电层2为电致发光材料层1的载体，保证可承载电致发光材料层1，导电层2通过铝箔作为电极，并形成电极薄膜。用膜厚仪测量膜厚为100nm时停止。
导电层2为透明导电薄膜，且因透明导电薄膜可透光，指纹成像图像可被传统的基于光学原理的指纹采集装置捕捉到光学图像，因导电层2可导电，可在透明导电薄膜上利用半导体材料蒸发工艺增加金属电极和电路设计，保证设备的集成度更高，体积更小。
金属电极5覆盖于导电层2边缘，与驱动电路6连接，保证电路连接的可靠性。
导电层2的背面通过光学OCA胶3与指纹识别传感器的采集窗口4相粘接，保证透明导电层2与传统的基于光学原理的指纹采集装置棱镜采集窗口紧密连接与固定，其间不含有空气。且光学OCA胶3光学折射率与棱镜玻璃折射率一致，传统的基于光学原理的指纹采集装置获取图像的准确性。
导电层2的电极为铝电极。电致发光材料层1为黑色的电致发光材料层。电致发光材料层1为电致发光薄膜。
本实施例的电致发光膜装置设置在指纹识别传感器上，该指纹识别传感器为光学指纹识别传感器。
如图2所示，为本实用新型的驱动电路结构示意图；
驱动电路6，包括：顺次连接的FPGA芯片601、运算放大器602、逆变变压器603；
FPGA芯片601通过IO引脚与运算放大器602的正向输入端连接，将输出端与反向输入端通过电阻分压的方式连接，形成反馈，实现同相放大的工作模式。运算放大器602的输出端与逆变变压器603的线圈输入端子连接，逆变变压器603的线圈输出端子通过金属电极与导电层连接。
FPGA芯片601通过IO引脚输出PWM波形信号，各PWM波形信号波形不同相位和占空比，连接到运算放大器同一输入端。FPGA芯片601输出电压为1.5V，通过运算放大器602，放大为0-5V信号，并通过叠加构成50KHz正弦波信号。正弦波信号连接逆变变压器输入端子，通过逆变变压器603线圈将0-5V信号放大至100V有效值的交流信号，且波形频率保持不变，在逆变变压器603输出端子输出。逆变变压器603输出端子连接至电致发光膜，实现驱动电致发光膜工作。
FPGA芯片601的内部就是生成方波。通过io引脚输出。
驱动电路6通过金属电极5与导电层2(透明导电薄膜)连接，信号可加载于旋涂于导电层2表面的薄膜电致发光材料。手指接触电致发光材料层1时，驱动电路的电流，流经导电层2、电致发光材料层1、人体、大地，组成一个电路回路。电致发光材料层1电阻为1M欧姆，流经人体电路小于0.1mA，不存在对人体伤害的危险。
本实用新型设于指纹识别传感器上，指纹识别传感器为光学指纹识别传感器。
本实用新型的工作原理如下：
手指接触电致发光膜装置表面的电致发光材料层1时,电致发光材料层1上表面接触手指，下表面通过电致发光原理，将上表面手指图像转换成光信号，光信号为手指图像的光学成像。当电致发光材料层1上表面接触手指时，驱动电路产生交流信号通过电致发光材料下表面、电致发光材料上表面、人体手指表面、人体躯干、大地形成回路，导致手指表面与电致发光材料层1上表面接触的指纹脊部部位转换成光信号，手指表面的指纹谷部部位由于未与与电致发光材料上表面接触，不转换成光信号。发光的手指表面的指纹脊部部位与不发光的谷部形成了指纹图像。
Claims (10)
1.一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，设于指纹识别传感器上，其特征在于，包括：电致发光材料层(1)、导电层(2)、金属电极(5)以及驱动电路(6)；
所述导电层(2)的背面与指纹识别传感器的采集窗口(4)相粘接；所述导电层(2)设有金属电极(5)，所述金属电极(5)与驱动电路(6)连接；所述导电层(2)正面上覆盖有电致发光材料层(1)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，其特征在于，所述导电层(2)的背面通过光学OCA胶(3)与指纹识别传感器的采集窗口(4)相粘接，以使指纹识别传感器的光源透出采集窗口(4)的折射率不变。
3.根据权利要求1所述的一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，其特征在于，所述导电层(2)为透光导电薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，其特征在于，所述导电层(2)的边缘覆盖有金属电极(5)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，其特征在于，所述驱动电路(6)，包括：顺次连接的FPGA芯片(601)、运算放大器(602)、逆变变压器(603)；
FPGA芯片(601)通过IO引脚与运算放大器(602)的正向输入端连接，将输出端与反向输入端通过电阻分压的方式连接，以实现同相放大的工作模式；运算放大器(602)的输出端与逆变变压器(603)的线圈输入端子连接，所述逆变变压器(603)的线圈输出端子通过金属电极(5)与导电层(2)连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，其特征在于，所述导电层(2)的厚度尺寸为100nm。
7.根据权利要求1所述的一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，其特征在于，所述导电层(2)的电极为铝电极。
8.根据权利要求1所述的一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，其特征在于，所述电致发光材料层(1)为黑色的电致发光材料层。
9.根据权利要求1所述的一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，其特征在于，所述电致发光材料层(1)为电致发光薄膜。
10.根据权利要求1所述的一种适用于指纹识别传感器的电致发光膜装置，其特征在于，所述指纹识别传感器为光学指纹识别传感器。
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