一種觸摸上電指紋讀頭組件及指紋識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體指紋識(shí)別技術(shù)和電容式觸摸感應(yīng)技術(shù)及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]指紋讀頭，是利用人體生物特征指紋來(lái)進(jìn)行身份安全識(shí)別，具有不可替代，不可復(fù)制和唯一性的特點(diǎn)，其采用高科技的數(shù)字圖像處理、生物識(shí)別及DSP算法等技術(shù)，用于門禁安全、進(jìn)出人員識(shí)別控制，是符合現(xiàn)代安防要求的新一代門禁系統(tǒng)。指紋讀頭以手指取代傳統(tǒng)的鑰匙及現(xiàn)有的IC、ID卡功能，它利用人體指紋的各異性和不變性，為用戶提供安全可靠的加密手段，使用時(shí)只需將手指平放在指紋采集面板上，即可完成開鎖任務(wù)，操作十分簡(jiǎn)便。而且避免了傳統(tǒng)機(jī)械鎖、識(shí)別卡、密碼鎖等由于鑰匙的丟失與盜用、識(shí)別卡的偽造或密碼鎖的破譯所造成的損失。
[0003]帶有指紋讀頭的指紋識(shí)別系統(tǒng)還可具有顯示屏漢字顯示功能和鍵盤導(dǎo)航功能，從而增強(qiáng)門禁的防護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)安全、方便的管理。
[0004]鍵盤和/或顯示屏作為指紋讀頭的輔助設(shè)備，構(gòu)成指紋識(shí)別系統(tǒng)的一部分，用于對(duì)指紋采集過(guò)程進(jìn)行提示或者顯示，提高用戶完成指紋識(shí)別過(guò)程的便利性。另外，位于指紋采集區(qū)或鍵盤區(qū)的背光光源用于突出顯示指紋采集的位置或按鍵的位置。然而，現(xiàn)有的指紋識(shí)別系統(tǒng)中，顯示屏及/或背光光源是通過(guò)指紋識(shí)別系統(tǒng)的總開關(guān)進(jìn)行控制，工作模式為常開或者常閉，在一些工作場(chǎng)合，為了降低系統(tǒng)功耗，通常將系統(tǒng)工作模式設(shè)置為常開。因此，使用者直接將手放在指紋采集區(qū)不能使系統(tǒng)開始工作，也就是說(shuō)不能僅通過(guò)將手指放在指紋采集區(qū)來(lái)點(diǎn)亮顯示屏及/或背光光源。實(shí)際的情況是，進(jìn)行指紋識(shí)別操作之前，需要先通過(guò)觸摸顯示屏或輔助鍵盤來(lái)啟動(dòng)系統(tǒng)電源、點(diǎn)亮顯示屏及/或背光光源，繼而根據(jù)屏幕顯示或系統(tǒng)語(yǔ)音播報(bào)的指紋采集指示，將手指放置在指紋采集區(qū)域進(jìn)行掃描采集。這一過(guò)程需要用戶進(jìn)行兩次手部動(dòng)作，用戶體驗(yàn)較差。
[0005]人們希望通過(guò)技術(shù)改進(jìn)提升這一體驗(yàn)，希望僅僅將手指放在指紋采集區(qū)域就能啟動(dòng)系統(tǒng)電源、點(diǎn)亮顯示屏及/或背光光源，繼而進(jìn)行掃描采集。
[0006]CN102681777A(公開日2012年9月19日，申請(qǐng)人華為終端有限公司)公開了一種移動(dòng)終端，包括指紋傳感器、處理器、顯示屏，其特征在于:所述指紋傳感器，用于采集指紋數(shù)據(jù)；所述處理器，用于若所述指紋傳感器采集到指紋數(shù)據(jù)，則執(zhí)行點(diǎn)亮顯示屏的指令，點(diǎn)亮所述顯示屏。該方案可以隨著人手指的感應(yīng)點(diǎn)亮顯示屏，缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)時(shí)需要對(duì)CPU進(jìn)行復(fù)雜程序設(shè)計(jì)，程序運(yùn)行功耗大。
[0007]對(duì)于采用電池供電的指紋識(shí)別系統(tǒng)而言，功耗過(guò)大將極大影響用戶體驗(yàn)，甚至使得產(chǎn)品無(wú)法正常使用。以裝配有該指紋識(shí)別系統(tǒng)的智能門鎖為例，該門鎖通常由電池供電并采用小型液晶顯示屏降低功耗，以保證一組電池能夠支撐智能鎖正常工作數(shù)年時(shí)間。如果系統(tǒng)功耗過(guò)大，則需要頻繁更換電池或者因電池電量過(guò)低而無(wú)法正常開鎖，為人們的生活帶來(lái)極大不便。因此華為終端有限公司的上述技術(shù)方案不能解決某些應(yīng)用場(chǎng)合下對(duì)降低功耗的實(shí)施要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在指紋采集過(guò)程中隨著人手指的感應(yīng)來(lái)點(diǎn)亮顯示屏及/或背光光源的觸摸上電指紋讀頭組件，以及一種觸摸上電指紋識(shí)別系統(tǒng)。
[0009]為了達(dá)到上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種觸摸上電指紋讀頭組件，包括壓板、保護(hù)殼以及半導(dǎo)體指紋讀頭，所述壓板及所述保護(hù)殼通過(guò)匹配的卡扣將所述半導(dǎo)體指紋讀頭夾持在所述壓板與所述保護(hù)殼之間，其中所述保護(hù)殼設(shè)有第一鏤空區(qū)，所述第一鏤空區(qū)與所述半導(dǎo)體指紋讀頭的采集面板形狀匹配，便于進(jìn)行指紋采集；其特征在于:
[0011]在所述半導(dǎo)體指紋讀頭與所述保護(hù)殼之間還設(shè)有感應(yīng)片，所述感應(yīng)片也夾持在所述壓板與所述保護(hù)殼之間，并設(shè)有與所述第一鏤空區(qū)形狀匹配的第二鏤空區(qū)，且所述感應(yīng)片適合于與用于點(diǎn)亮顯示屏及/或背光光源的電源管理模塊電連接，所述感應(yīng)片用于在手指穿過(guò)所述第二鏤空區(qū)時(shí)驅(qū)動(dòng)電源管理模塊點(diǎn)亮顯示屏及/或背光光源。
[0012]優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體指紋讀頭與所述感應(yīng)片之間還設(shè)有絕緣片，所述絕緣片也夾持在所述壓板與所述保護(hù)殼之間，并設(shè)有與所述第一鏤空區(qū)及第二鏤空區(qū)形狀匹配的第三鏤空區(qū)。
[0013]優(yōu)選地，所述絕緣片采用PVC材料制成。
[0014]優(yōu)選地，所述絕緣片的厚度為0.2毫米至0.5毫米，優(yōu)選0.4毫米。
[0015]優(yōu)選地，所述感應(yīng)片采用銅材料制成。
[0016]為了達(dá)到上述目的本發(fā)明還提出如下技術(shù)方案:
[0017]—種指紋識(shí)別系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體指紋讀頭、與之電連接的顯示屏和/或鍵盤、以及控制主板，所述半導(dǎo)體指紋讀頭包括采集面板和邊框，所述控制主板包括主芯片和用于點(diǎn)亮顯示屏及/或背光光源的電源管理模塊，其特征在于:
[0018]所述邊框上面設(shè)置一感應(yīng)片，所述感應(yīng)片與所述邊框之間設(shè)置一絕緣層；
[0019]所述控制主板還包括一電容檢測(cè)芯片，所述電容檢測(cè)芯片的輸入端與所述感應(yīng)片連接，所述電容檢測(cè)芯片的輸出端與所述主芯片連接；所述電容檢測(cè)芯片用于檢測(cè)感應(yīng)片與人體手指之間的電容變化，并將所述電容變化轉(zhuǎn)化為信號(hào)發(fā)送至所述主芯片；
[0020]所述主芯片用于根據(jù)所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述電源管理模塊。
[0021]優(yōu)選地，所述感應(yīng)片至少覆蓋所述邊框中易于被人體手指碰觸的位置。
[0022]優(yōu)選地，所述絕緣層為一絕緣片，或者為形成在所述感應(yīng)片下表面或所述邊框上表面的絕緣涂層。
[0023]優(yōu)選地，所述電容檢測(cè)芯片的電源電壓為3-5V，優(yōu)選3.3V。
[0024]優(yōu)選地，所述電容檢測(cè)芯片的電源在主芯片驅(qū)動(dòng)所述電源管理模塊完成顯示屏和/或背光光源的觸摸上電后，由主芯片控制其處于斷開狀態(tài)直至所述指紋識(shí)別系統(tǒng)待機(jī)后閉合。
[0025]本發(fā)明提供的觸摸上電指紋讀頭組件和指紋識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)顯示屏及/或背光光源的控制更加智能化，在系統(tǒng)通電的情況下，通過(guò)人手指的感應(yīng)來(lái)點(diǎn)亮顯示屏及/或背光光源，無(wú)需先對(duì)系統(tǒng)的屏幕或鍵盤區(qū)進(jìn)行觸摸上電，一方面本發(fā)明為使用者帶來(lái)了更好的操作體驗(yàn)；第二方面本發(fā)明所采用的方案能耗極低，所附加的部件和電路不會(huì)降低設(shè)備的續(xù)航能力；第三方面本發(fā)明的指紋讀頭組件無(wú)需改變現(xiàn)有指紋讀頭的結(jié)構(gòu)，模塊化生產(chǎn)成本以及針對(duì)現(xiàn)有指紋讀頭組件的改造成本低；第四方面本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各類指紋識(shí)別門禁系統(tǒng)，例如智能指紋鎖；銀行、證券、保險(xiǎn)等金融行業(yè)工作人員的簽到、簽退、授權(quán)；會(huì)員管理指紋身份網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證；考生身份識(shí)別的指紋認(rèn)證；政府辦公自動(dòng)化的安全認(rèn)證管理等，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0026]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中:
[0027]圖1是本發(fā)明觸摸上電指紋讀頭組件的第一實(shí)施例的分層爆炸視圖；
[0028]圖2是本發(fā)明觸摸上電指紋讀頭組件的第一實(shí)施例的裝配示意圖；
[0029]圖3是本發(fā)明觸摸上電指紋識(shí)別系統(tǒng)的電路原理圖；
[0030]圖4是本發(fā)明觸摸上電指紋讀頭組件的第二實(shí)施例的分層爆炸視圖；
[0031]圖5-6是本發(fā)明觸摸上電指紋讀頭組件替換例中絕緣涂層的示意圖；
[0032]圖7是本發(fā)明觸摸上電指紋讀頭組件的第三實(shí)施例的分層爆炸視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此以本發(fā)明的示意性實(shí)施例及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0034]如圖1-圖2顯示了本發(fā)明的第一實(shí)施例，一種觸摸上電指紋讀頭組件，包括壓板5、保護(hù)殼I以及指紋讀頭4，所述指紋讀頭4包括采集面板41和邊框42，從圖示形式可以看出為一般的半導(dǎo)體指紋讀頭結(jié)構(gòu)，本發(fā)明不對(duì)其型號(hào)作出限制。所述壓板5及所述保護(hù)殼I通過(guò)匹配的卡扣將所述指紋讀頭夾持在所述壓板5與所述保護(hù)殼I之間，其中所述保護(hù)殼I設(shè)有第一鏤空區(qū)10，所述第一鏤空區(qū)與所述指紋讀頭的采集面板41形狀匹配，便于進(jìn)行指紋采集；在所述指紋讀頭4與所述保護(hù)殼I之間還設(shè)有感應(yīng)片2，所述感應(yīng)片2也夾持在所述壓板5與所述保護(hù)殼I之間，并設(shè)有與所述第一鏤空區(qū)10形狀匹配的第二鏤空區(qū)20，且所述感應(yīng)片2與用于點(diǎn)亮顯示屏及/或背光光源的電源管理模塊電連接，用于在手指穿過(guò)所述第二鏤空區(qū)時(shí)通過(guò)所述感應(yīng)片2驅(qū)動(dòng)電源管理模塊點(diǎn)亮顯示屏及/或背光光源，必要時(shí)可通過(guò)編寫程序進(jìn)行控制。優(yōu)選地，該感應(yīng)片2為銅片。
[0035]在本發(fā)明的指紋讀頭組件結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體指紋讀頭4與所述感應(yīng)片2之間還夾設(shè)有絕緣片3，所述絕緣片3設(shè)有與所述第一鏤空區(qū)及第二鏤空區(qū)形狀匹配的第三鏤空區(qū)30，所述絕緣片3用來(lái)隔開指紋讀頭4與感應(yīng)片2或2’，避免指紋讀頭的信息采集區(qū)電流作用于感應(yīng)片產(chǎn)生電容變化，從而避免造成系統(tǒng)不期望的上電。
[0036]所述絕緣片3的材質(zhì)、厚度和面積的選擇以使指紋采集區(qū)電流對(duì)感應(yīng)片的干擾降低到越小越好。例如所述絕緣片3的覆蓋面積大于或等于感應(yīng)片2或2’的面積，以使感應(yīng)片2或2’的所有區(qū)域與指紋讀頭的邊框之間均隔離