指紋傳感器的制作方法

本公開涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種指紋傳感器。

背景技術(shù)：

指紋是手指表面皮膚凸凹不平形成的紋路，由多種嵴狀圖形構(gòu)成。指紋特征即手指表面的嵴和溝組成平滑紋理的模式，其隨機(jī)性很強(qiáng)。研究表明：指紋特征具有唯一性、穩(wěn)定性的特點，據(jù)此可實現(xiàn)身份識別。指紋表面積較小，且存在磨損，獲取優(yōu)質(zhì)指紋圖像較困難。指紋傳感器是獲取指紋圖像的專用器件,在各行各業(yè)的指紋自動識別系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用。

根據(jù)傳感器件不同，指紋傳感器主要包括光電式、熱導(dǎo)式、電容式、射頻式和觸敏式等?；旧希陨线@些傳感器包括基板、感測模塊和端子，所述基板上設(shè)置有數(shù)據(jù)處理模塊，感測模塊通過端子與基片上的數(shù)據(jù)處理模塊相連接，感測模塊將感測到的信息發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊，由數(shù)據(jù)處理模塊采用對應(yīng)的算法進(jìn)行處理。

關(guān)于感測模塊感測得到指紋信息的方式，根據(jù)操作方式，可分為滑動式和按壓式兩種。

按壓式：

將手指放置在感測模塊上，按壓(置放)手指，感測模塊會采集指紋圖像，當(dāng)將所述按壓式指紋傳感器與實體按鍵相整合時，顯得更加自然。在算法方面，在數(shù)據(jù)處理模塊中固化有指紋識別算法，直接識別選定面積區(qū)域的指紋特征。由于這種方式的指紋傳感器非常符合人的行為習(xí)慣，因而適合在任何情況下的使用者，普遍應(yīng)用在手機(jī)和門鎖等行業(yè)，其操作如圖1所示。但在指紋錄入環(huán)節(jié)，則顯得比較麻煩，現(xiàn)基于主流6mm x 6mm面積的傳感器，在錄入指紋時候普遍需要手指按壓10次左右。因而，指紋錄入速度慢，傳感器面積大，成本高。

滑動式：

為了錄入指紋，使用者必須在安裝有指紋傳器的識別器上滑動或拖動手指，或?qū)⑹种杆⑦^識別器。當(dāng)手指在傳感器表面上滑動時，傳感器的感測模塊會對手指連續(xù)進(jìn)行“快照”。然后，傳感器的感測模塊將這些快照“縫合”在一起，形成尺寸可如同前述按壓式傳感器得到的一般大甚至更大的指紋圖像。如圖2所示?；瑒邮娇蓪崿F(xiàn)讀取更大的指紋圖像的功能，使數(shù)據(jù)處理模塊能夠得到更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

滑動式傳感器的尺寸僅為按壓式傳感器的20％左右。與按壓式傳感器相比，滑動式傳感器“占地面積”更小這一特點符合了人體工程學(xué)的一個關(guān)鍵特性。在指紋錄入環(huán)節(jié)，由于一次滑動拼接出的圖片比較大，通常滑動3～5次即可完成錄入。指紋錄入速度快，傳感器面積小，成本低。

然而，在滑動過程中手指移動的速度和力度會影響圖像的采集?；瑒右淮危瑘D像僅被采集一次，普及面偏窄，需要使用者具備一定的學(xué)習(xí)能力和使用經(jīng)驗，比如適合筆記本電腦等稍微專業(yè)的使用者，一天開關(guān)電腦的次數(shù)相比手機(jī)開關(guān)屏幕要少很多，不適合手機(jī)使用者，與便利性相沖突。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開要解決的技術(shù)問題在于，提供一種傳感器面積小，同時可以穩(wěn)定采集指紋信息的指紋傳感器。

為解決上述技術(shù)問題，本公開提供了一種指紋傳感器，包括基板、數(shù)據(jù)處理模塊、感測模塊、蓋板、移動機(jī)構(gòu)及其控制機(jī)構(gòu)，其中，所述數(shù)據(jù)處理模塊和感測模塊固定在所述基板和所述蓋板之間，所述感測模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊電連接，所述移動機(jī)構(gòu)與所述感測模塊相連接，所述控制機(jī)構(gòu)與所述移動機(jī)構(gòu)相連接，控制所述可移動機(jī)構(gòu)帶動所述感測模塊呈直線或呈曲線移動。

本公開通過將傳統(tǒng)的傳感器固定、手指滑動的方式改變?yōu)槭种腹潭?，傳感器移動的方式，既具有滑動式指紋傳感器圖像大的特性，又解決了滑動式指紋傳感器指紋錄入不穩(wěn)定的問題，通過應(yīng)用場景的調(diào)整，可以很好地提高指紋圖像錄入的面積，同時保持使用方便的特點。

優(yōu)選地，所述移動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動器和連接件，所述連接件與所述感測模塊相連接，所述驅(qū)動器驅(qū)動所述連接件帶動所述感測模塊運動。

優(yōu)選地，所述控制機(jī)構(gòu)包括控制器和線路板，所述驅(qū)動器通過所述線路板與所述控制電連接，所述感測模塊通過所述線路板與所述數(shù)據(jù)處理模塊電連接。

優(yōu)選地，所述連接件為伸縮桿，所述驅(qū)動器為伸縮桿驅(qū)動器，所述伸縮桿的一端固定在所述伸縮桿驅(qū)動器中，所述伸縮桿的另一端與所述感測模塊相連接。

優(yōu)選地，所述線路板為柔性電路板。

優(yōu)選地，所述連接件包括托盤，所述驅(qū)動器為微型電機(jī)，所述托盤的上表面與所述感測模塊相連接，所述托盤的下表面與微型電機(jī)的輸出軸固定連接。

優(yōu)選地，所述連接件還包括旋轉(zhuǎn)柱，所述旋轉(zhuǎn)柱的一端固定在所述托盤的下表面，所述旋轉(zhuǎn)柱的另一端與微型電機(jī)的輸出軸固定連接。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)柱為中空柱體，所述微型電機(jī)內(nèi)置于所述中空柱體內(nèi)。

本公開實現(xiàn)了以下有益技術(shù)效果：

通過在傳感器內(nèi)部增加移動機(jī)構(gòu)及其控制機(jī)構(gòu)，使用傳感器的感測模塊在工作時可以直線運動或曲線運動，不再需要使用者移動手指，因而避免了因移動手指時由于用力不均、速度不均帶來的指紋圖像錄入效果不好的問題，并且兼具移動式傳感器錄入指紋圖像面積大的特點。另外，本公開提供的方案可以針對不同的場景設(shè)置不同的指紋識別模式，在不需要精確識別指紋的情況下，只識別與感測模塊面積對應(yīng)的手指的指紋，錄入信息少，響應(yīng)快。而對于需要精確識別的場景，可以全面錄入整個指紋信息，提供全面的信息量，從而使得指紋識別更加精確。

附圖說明

通過參照以下附圖對本公開實施例的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中按壓式指紋傳感器的操作方式示意圖；

圖2A-2C為現(xiàn)有技術(shù)中滑動式指紋傳感器的操作方式示意圖；

圖3為本公開實施例一中感測模塊運動示意圖；

圖4為本公開實施例一進(jìn)行指紋錄入時的感測模塊運動示意圖；

圖5A-5B為本公開實施例一中所述滑動式指紋傳感器的部分結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖6為本公開實施例二中感測模塊運動示意圖；

圖7為本公開實施例二進(jìn)行指紋錄入時的感測模塊運動示意圖；

圖8為本公開實施例二中所述滑動式指紋傳感器的部分結(jié)構(gòu)原理示意圖。

具體實施方式

以下基于實施例對本公開進(jìn)行描述，但是本公開并不僅僅限于這些實施例。在下文對本公開的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本公開。為了避免混淆本公開的實質(zhì)，公知的方法、過程、流程沒有詳細(xì)敘述。另外附圖不一定是按比例繪制的。

本公開提供的指紋傳感器為滑動式指紋傳感器，包括基板、數(shù)據(jù)處理模塊、感測模塊、蓋板、移動機(jī)構(gòu)及其控制機(jī)構(gòu)，其中，所述數(shù)據(jù)處理模塊和感測模塊固定在所述基板和所述蓋板之間，所述感測模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊電連接，所述移動機(jī)構(gòu)與所述感測模塊相連接，所述控制機(jī)構(gòu)與所述移動機(jī)構(gòu)相連接，控制所述可移動機(jī)構(gòu)帶動所述感測模塊呈直線或呈曲線移動。

所述的基板、數(shù)據(jù)處理模塊、感測模塊、蓋板與現(xiàn)有技術(shù)中的對應(yīng)功能模塊相類似，如感測模塊可以為光電式、熱導(dǎo)式、電容式、射頻式和觸敏式等不同原理構(gòu)成的感測部件。數(shù)據(jù)處理模塊可以為一個控制芯片，內(nèi)部寫有針對采用不同感測原理構(gòu)成的感測模塊的處理算法。由于這些模塊均為現(xiàn)有技術(shù)，因而在以下實施例中不再重復(fù)說明。

實施例一

在本實施例中，所述感測模塊設(shè)置成條狀，感測模塊通過移動機(jī)構(gòu)可以直線運動，如圖3所示。當(dāng)使用者進(jìn)行指紋錄入時，如圖4所示，感測模塊通過移動機(jī)構(gòu)，從手指指腹的上端直線運動到手指指腹的下端，完成指紋錄入。

本實施例的具體結(jié)構(gòu)如圖5A-5B所示，為本公開實施例一中所述滑動式指紋傳感器的部分結(jié)構(gòu)原理示意圖。

在本實施例中，底部的基板為承載鋼片1a，給傳感器其他部分提供加強(qiáng)和支撐。頂部是蓋板2a，與所述承載鋼片1a扣合在一起。伸縮桿驅(qū)動器3a和伸縮桿4a構(gòu)成了移動機(jī)構(gòu)，控制器5a和柔性電路板6a構(gòu)成了控制機(jī)構(gòu)。伸縮桿驅(qū)動器3a、感測模塊7a和控制器5a通過柔性電路板6a電連接。所述伸縮桿4a的一端固定在所述伸縮桿驅(qū)動器3a中，所述伸縮桿4a的另一端與所述感測模塊7a相連接。控制器5a可為一控制芯片，內(nèi)置有控制程序?？刂破?a發(fā)送控制信號給伸縮桿驅(qū)動器3a，伸縮桿驅(qū)動器3a收到所述控制信號后，控制與其連接的伸縮桿4a伸出或縮回，從而帶動感測模塊7a在圖中位置A和位置B之間移動。如圖5A所示，為感測模塊7a在位置A時的示意圖，如圖5B所示，為感測模塊7a在位置B時的示意圖，可以根據(jù)程序設(shè)定，這兩個位置為伸縮桿4的行程最小值和最大值，在開始進(jìn)行指紋錄入時，手指F按壓在傳感器上，從位置A開始，伸縮桿4a帶動感測模塊7a開始運動，在感測模塊7a從位置A運行到位置B的過程中，感測模塊7a錄入使用者手指的指紋。由于此移動機(jī)構(gòu)可以設(shè)置成勻速運動，因而，錄入指紋時的速度均勻，圖像特征全面。

實施例二

在本實施例中，如圖6所示，所述感測模塊設(shè)置成扇形，感測模塊通過移動機(jī)構(gòu)可以旋轉(zhuǎn)運動。當(dāng)使用者進(jìn)行指紋錄入時，如圖7所示，感測模塊通過移動機(jī)構(gòu)，以手指指腹為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)動一周完成指紋錄入。

本實施例的具體結(jié)構(gòu)如圖8所示，為本實施例二中所述滑動式指紋傳感器的部分結(jié)構(gòu)原理示意圖。

在本實施例中，底部的基板為承載鋼片1b，用以提供加強(qiáng)和支撐的作用，在基板上設(shè)置有電路板，最上層是蓋板2b，用以保護(hù)內(nèi)部元器件。

托盤3b和旋轉(zhuǎn)柱4b構(gòu)成了移動機(jī)構(gòu)，感測模塊5b安裝在所述托盤3b的上表面，旋轉(zhuǎn)柱4b安裝在所述托盤3b的下表面，微型電機(jī)(圖中未示出)為移動機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)柱4b的另一端與微型電機(jī)的輸出軸固定連接。其中，為了節(jié)省空間，所述旋轉(zhuǎn)柱4b為中空，將所述微型電機(jī)置于所述旋轉(zhuǎn)柱內(nèi)。當(dāng)進(jìn)行指紋錄入時，微型電機(jī)轉(zhuǎn)動，其輸出軸帶動所述旋轉(zhuǎn)柱4b旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)柱4b帶動托盤3b旋轉(zhuǎn)。扇形的感測模塊5b繞著托盤3b中心旋轉(zhuǎn)，從而掃描得到使用者的指紋。

在以上兩個實施例中，通過控制機(jī)構(gòu)控制移動機(jī)構(gòu)，帶動感測模塊直線運動或旋轉(zhuǎn)運動。其中的控制機(jī)構(gòu)中的控制器可以為單獨的一塊控制芯片，內(nèi)置控制移動機(jī)構(gòu)運動的程序和算法，也可以與進(jìn)行指紋圖像處理的數(shù)據(jù)處理模塊合在一起，既完成指紋圖像的處理，也執(zhí)行對移動機(jī)構(gòu)的控制。

關(guān)于對移動機(jī)構(gòu)運動的控制方式，可以設(shè)置多個模式，如在某些對圖像要求低的場景，如解鎖，可以讓傳感器靜止，只采集一塊指紋圖像，從而減少圖像的采集時間，提高響應(yīng)時間。而對于圖像要求較高的場景，如支付場景，可以控制感測模塊運動，獲得盡可能大面積的圖像，提高識別精度。

在進(jìn)行指紋識別時，具體識別過程如下：

檢測到有手指信息時，根據(jù)設(shè)置的識別模式，控制感測模塊掃描手指的指紋；

對錄入的指紋進(jìn)行處理，輸出識別信息。

當(dāng)所述識別模式為全面識別時，控制移動機(jī)構(gòu)帶動感測模塊直線運動或旋轉(zhuǎn)運動，使感測模塊與手指呈相對運動狀態(tài)，掃描手指的全部指紋。

當(dāng)所述識別模式為局部識別時，感測模塊與手指呈相對靜止?fàn)顟B(tài)，掃描與感測模塊面積對應(yīng)的手指的指紋。

通過上述實施例可見，兩個實施例均具有滑動式指紋傳感器圖像大的特性，又解決了滑動式指紋傳感器由于用戶手指按壓力度和速度而造成的問題。通過配合所述的指紋識別方式，針對不同的應(yīng)用場景，設(shè)置不同的模式，既可以很好提高圖像面積，同時又保持了使用的方便性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有各種改動和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。