具有指纹识别功能的终端的制作方法
本公开是关于计算机技术领域，尤其是关于一种具有指纹识别功能的终端。
背景技术：
随着计算机技术的发展，手机等终端逐渐成为现代人的必备品，终端越来越多的新功能给用户的生活带来了更多的便利。在使用终端的过程中，为了保证用户信息的安全性，终端中设置了指纹识别功能，用于在终端上进行解锁或支付等安全性要求较高的操作。
现有技术中，终端中实现指纹识别功能的部件为指纹检测部件，指纹检测部件为电容式传感器，由于电容式传感器的穿透能力较弱，无法穿透终端的显示屏上方的玻璃盖板，因此通常需要在终端的玻璃盖板上打孔，以设置电容式传感器。这样，由于终端的玻璃盖板上有孔，破坏了玻璃盖板的整体结构，使终端的承压能力比较差。
技术实现要素：
为了克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种具有指纹识别功能的终端和一种指纹识别的方法。所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种具有指纹识别功能的终端，所述终端包括处理器、超声波传感器和玻璃盖板，所述超声波传感器包括接收器和多个发射器，其中：
所述超声波传感器设置在所述玻璃盖板的下层，所述处理器与所述超声波传感器电性连接；
所述超声波传感器，用于在接收到所述处理器发送的指纹检测指令后，控制所述发射器按照不同的发射角度发射超声波信号；控制所述接收器接收被物体反射回来的超声波信号；根据每个超声波信号的发射时间点、接收时间点、发射角度，以及每个超声波信号对应的接收器与发射器之间的距离，确定指纹图像数据，向所述处理器发送所述指纹图像数据；
所述处理器，用于如果所述指纹图像数据与预先存储的基准指纹图像数据匹配，则执行预设的控制指令。
可选的，所述超声波传感器还包括封装盖板，所述多个发射器等间隔设置在所述封装盖板的边缘位置处。
可选的，所述超声波传感器还包括封装盖板，所述封装盖板的形状为长方体或正方体，所述多个发射器为四个发射器；
所述多个发射器分别设置在所述封装盖板的上表面的四个顶点位置处。
可选的，所述超声波传感器设置在所述玻璃盖板的下层且靠近所述终端的下边缘处。
可选的，所述处理器，还用于：
当检测到对应所述超声波传感器的开启指令时，向所述超声波传感器发送指纹检测指令。
可选的，所述超声波传感器，用于：
使用方程式
基于确定出的每个距离，确定所述指纹图像数据。
可选的，所述超声波传感器，还用于：
基于所述每个距离与预设基准距离的差值，确定所述指纹图像数据。
可选的，所述超声波传感器，还用于：
基于所述每个距离与所述每个距离中的最小值的差值，确定所述指纹图像数据。
可选的，所述处理器还用于：
在所述预设的控制指令执行完成后，控制所述超声波传感器关闭。
这样，可以节约终端的耗电量。
可选的，所述处理器还用于：
在所述预设的控制指令执行完成后，控制所述超声波传感器进入休眠状态。
这样，可以节约终端的耗电量。
可选的，所述不同的发射角度满足将超声波信号发射至所述玻璃盖板的上表面的检测区域的条件，所述检测区域为所述玻璃盖板的上表面中对应发射超声波信号的发射器的上方的预设区域。
这样，可以使指纹检测更准确。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种指纹识别的方法，所述方法应用于终端中，所述终端包括处理器、超声波传感器和玻璃盖板，所述超声波传感器包括接收器和多个发射器，所述超声波传感器设置在所述玻璃盖板的下层，所述处理器与所述超声波传感器电性连接，所述方法包括：
通过所述发射器按照不同的发射角度发射超声波信号，并通过所述接收器接收被物体反射回来的超声波信号；
根据每个超声波信号的发射时间点、接收时间点、发射角度，以及每个超声波信号对应的接收器与发射器之间的距离，确定指纹图像数据；
如果所述指纹图像数据与预先存储的基准指纹图像数据匹配，则执行预设的控制指令。
可选的，所述根据每个超声波信号的发射时间点、接收时间点、发射角度，以及每个超声波信号对应的接收器与发射器之间的距离，确定指纹图像数据，包括：
使用方程式
基于确定出的每个距离，确定所述指纹图像数据。
可选的，所述基于确定出的每个距离，确定所述指纹图像数据，包括：
基于所述每个距离与预设基准距离的差值，确定所述指纹图像数据；或者，
基于所述每个距离与所述每个距离中的最小值的差值，确定所述指纹图像数据。
可选的，所述方法还包括：
在所述预设的控制指令执行完成后，控制所述超声波传感器关闭；或者，
在所述预设的控制指令执行完成后，控制所述超声波传感器进入休眠状态。
这样，可以节约终端的电量。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开实施例中，终端包括处理器、超声波传感器和玻璃盖板，超声波传感器包括接收器和多个发射器，其中：超声波传感器设置在玻璃盖板的下层，处理器与超声波传感器电性连接，超声波传感器，用于在接收到处理器发送的指纹检测指令后，控制发射器按照不同的发射角度发射超声波信号；控制接收器接收被物体反射回来的超声波信号，根据每个超声波信号的发射时间点、接收时间点、发射角度，以及每个超声波信号对应的接收器与发射器之间的距离，确定指纹图像数据，向处理器发送指纹图像数据，处理器，用于如果指纹图像数据与预先存储的基准指纹图像数据匹配，则执行预设的控制指令。这样，由于指纹检测部件为超声波传感器，超声波传感器设置在玻璃盖板的下层，不会破坏玻璃盖板的整体结构，从而使玻璃盖板的承压能力比较强。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种具有指纹识别功能的终端的结构示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种超声波传感器的结构示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种超声波传感器的结构示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种超声波信号的传输示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种超声波信号的传输示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种指纹识别的方法流程图。
图例说明
1、处理器2、超声波传感器
21、接收器22、发射器
23、封装盖板3、玻璃盖板
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本公开实施例提供了一种具有指纹识别功能的终端，该终端可以为手机等移动终端，如图1所示，终端包括处理器1、超声波传感器2和玻璃盖板3，超声波传感器2包括接收器21和多个发射器22，其中：超声波传感器2设置在玻璃盖板3的下层，处理器1与超声波传感器2电性连接；超声波传感器2，用于在接收到处理器1发送的指纹检测指令后，控制发射器22按照不同的发射角度发射超声波信号；控制接收器21接收被物体反射回来的超声波信号；根据每个超声波信号的发射时间点、接收时间点、发射角度，以及每个超声波信号对应的接收器21与发射器22之间的距离，确定指纹图像数据，向处理器1发送指纹图像数据；处理器1，用于如果指纹图像数据与预先存储的基准指纹图像数据匹配，则执行预设的控制指令。
在实施中，终端中可以包括处理器1、超声波传感器2和玻璃盖板3，其中，超声波传感器2包括接收器21和多个发射器22。超声波传感器2设置在玻璃盖板3的下层，例如，可以设置在玻璃盖板3的下表面。使用这种结构，玻璃盖板3没有开孔，这样，可以提高玻璃盖板3的强度，使玻璃盖板3的承压能力比较强。
超声波传感器2与处理器1电性连接，超声波传感器2可以在接收到处理器1发送的指纹检测指令后，控制开启发射器22，并控制每个发射器22依次按照不同的发射角度多次发射超声波信号(如第一个发射器22发射完，第二个发射器22再发射，依次进行发射等，每个时间点仅有一个发射器22在工作)，并在发射的超声波信号中携带发射时间点，以及将发射时间点与发射角度对应存储。超声波传感器2还可以控制接收器21接收被物体反射回来的超声波信号，并控制接收器21接收到超声波信号时，记录接收时间点，此处的物体指手指，由于手指的指纹表面是凹凸不平的，超声波信号会被手指反射或散射。对于每次发射的超声波信号，超声波传感器2可以获取超声波信号中携带的发射时间点、以及接收器21接收到超声波信号的接收时间点，然后对应发射时间点查找到发射角度，并确定超声波信号对应的接收器21与发射器22之间的距离。然后根据每个超声波信号的发射时间点、接收时间点、发射角度、以及每个超声波信号对应的接收器21与发射器22之间的距离，确定出物体上反射超声波信号的各位置点与超声波传感器2之间的距离，进而使用确定出的每个距离，确定出指纹图像数据，然后向处理发送指纹图像数据。
处理器1中预先存储有基准指纹图像数据，基准指纹图像数据可以是通过多次进行指纹识别，得到的用户的指纹图像数据的平均值。终端的指纹设置页面中显示有指纹设置选项，用户可以点击指纹设置选项，终端则会接收到指纹设置指令，处理器1可以向超声波传感器2发送指纹检测指令，超声波传感器2接收到指纹检测指令后，可以多次(如3次等)确定指纹图像数据，超声波传感器2可以将多次确定的指纹图像数据发送至处理器1，处理器1可以计算多次确定的指纹图像数据的平均值，作为基准指纹图像数据。
处理器1接收到超声波传感器2发送的指纹图像数据后，可以将接收到的指纹图像数据与基准指纹图像数据进行对比，确定接收到的指纹图像数据与基准指纹图像数据的相似度，如果确定出的相似度在预设的相似度范围内(如相似度大于百分之九十五等)，则确定指纹图像数据与基准指纹图像匹配，可以结合终端当前的状态，执行预设的控制指令。例如，处理器1确定出的相似度在预设的相似度范围内，如果终端当前的状态为待解锁状态，处理器1可以执行解锁处理，如果终端当前的状态为待支付状态，则处理器1可以执行支付处理。
另外，处理器1在控制多个发射器22发射超声波信号时，还可以控制多个发射器22同时发射超声波信号，如果是同时发射超声波信号，超声波信号中还需要添加每个发射器22的标识，这样，处理器1才可以确定出发射超声波信号的发射器22。
可选的，不同的发射角度满足将超声波信号发射至玻璃盖板的上表面的检测区域的条件，检测区域为玻璃盖板的上表面中对应发射超声波信号的发射器的上方的预设区域。
在实施中，对于每个发射器22，发射的超声波信号只能到达与自己对应的玻璃盖板3的上表面的检测区域，也就是发射角度满足将超声波信号发射至玻璃盖板的上表面的检测区域的条件，检测区域为玻璃盖板的上表面中对应发射超声波信号的发射器的上方的预设区域，一般是发射器22上方的区域，如超声波传感器2包括封装盖板23，封装盖板23的形状为长方体，多个发射器22为四个发射器22，多个发射器22分别设置在封装盖板23的上表面的四个顶点位置处，将封装盖板23划分为四个小的矩形，每个发射器22发射的超声波信号的能到达的区域是在封装盖板23上所属的小矩形区域正上方的区域，且大小与小矩形区域相同。
在本公开实施例中，对于一个发射器22，每次进行指纹检测时，发射的超声波信号的发射角度都是相同的，可以由技术人员预设，并且存储在终端中。
需要说明的是，技术人员确定发射角度的方法一般是在检测区域中设置多个检测点，将每个检测点与该检测区域对应的发射器22进行连线，得到多个发射角度。
可选的，超声波传感器2包括的发射器22的数目可以是一个，本公开实施例中以接收器21的数目为一个为例进行说明。
可选的，超声波传感器2还包括封装盖板23，多个发射器22等间隔设置在封装盖板23的边缘位置处。
在实施中，超声波传感器2还可以包括封装盖板23，多个发射器22可以设置在封装盖板23上，多个发射器22可以等间隔的设置在封装盖板23的边缘位置处。例如，封装盖板23的上表面为圆形，多个发射器22可以设置在两条相互垂直的直径的两侧。另外，超声波传感器2包括的一个接收器22可以设置在封装盖板23的中心位置处。
可选的，超声波传感器2还包括封装盖板23，封装盖板23的形状为长方体或正方体，多个发射器22为四个发射器22；多个发射器22分别设置在封装盖板23的上表面的四个顶点位置处。
在实施中，如图2所示，超声波传感器2还可以包括封装盖板23，封装盖板23的形状可以是正方体或长方体，多个发射器22可以分别设置在封装盖板23的上表面的四个顶点位置处，即正方体的上表面的四个顶点位置处或者长方体的上表面的四个顶点的位置处。对于只有一个接收器21的情况，接收器21可以设置在封装盖板23的上表面的中心位置处。
可选的，超声波传感器2设置在玻璃盖板3的下层且靠近终端的下边缘处。
在实施中，超声波传感器2可以设置在玻璃盖板3的下层，且可以是设置在靠近终端的下边缘处，例如，如图3所示，超声波传感器2设置在玻璃盖板3的下层，且设置靠近下边缘的中心位置处。
可选的，处理器1，还用于：当检测到对应超声波传感器2的开启指令时，向超声波传感器2发送指纹检测指令。
在实施中，为了节约终端的电量，超声波传感器2在被触发后再开启，用户可以使用手指双击玻璃盖板3，或者单击电源按键，或者，使用手指按压超声波传感器2正上方的玻璃盖板3，处理器1则会检测到超声波传感器2的开启指令，然后向超声波传感器2发送指纹检测指令。
可选的，超声波传感器2，用于：
使用方程式
在实施中，本公开实施例中的物体指手指，发射器22向外发射超声波信号，由于指纹的表面的凹凸不平，会使超声波信号被反射或散射，被接收器21接收到，该过程的侧面图为图4所示。
本公开实施例中，以手指上任一位置点为例进行说明，如图5所示，手指上的任一位置点为t，发射超声波信号的发射器22所在位置点为p，接收器21所在位置点为a，接收器21与发射超声波信号的发射器22之间的距离使用c表示(一般是预先存储的)，m和n都表示发射角度，m为pa与投影的夹角，n为投影与pt的夹角，投影sp为pt在接收器21和多个发射器22所在平面内的垂直投影，t在接收器21和多个发射器22所在平面内的垂直投射点为s，过s作ap的垂线sd，连接ts、以及td，由于s是t在接收器21和多个发射器22所在平面内的垂直投射点，所以ts垂直于平面aps，ts垂直于ap，sd也垂直于ap，则有ap垂直于tds所构成的平面，进而ap垂直于td。
在三角形tsp中，由于ts垂直于sp，因此
在三角形sdp中，由于sd垂直于pd，因此结合式(1)，
在三角形aps中，结合式(4)，
在三角形asd中，由于有sd垂直于ad，因此as2＝ad2+sd2(6)；
在三角形ats中，由于有ts垂直于as，因此at2＝as2+ts2＝as2+h2(7)；
结合式(6)和式(7)，at2＝as2+ts2＝ad2+sd2+h2(8)；
结合式(8)、式(3)和式(5)，可以得到方程式
由于d为超声波信号的传输距离，因此d＝at+tp(10)；
结合式(2)、式(9)和式(10)可得，
对式(11)进行化简可得方程式
由于d为超声波信号的传输距离，在图4中等于tp+ta，可以等于δt*v。δt为超声波信号的接收时间点与发射时间点之差，v为超声波信号的传输速度。
这样，式(12)中仅有一个未知数h，所以可以求得h，即可得到物体上反射超声波信号的每个位置点与超声波传感器2的距离。
超声波传感器2在使用式(12)确定出物体上反射超声波信号的每个位置点与超声波传感器2的距离后，可以计算出
基于上述计算，既可以得到物体上的每个位置点与超声波传感器2的距离，也可以计算得到每个位置点的位置坐标，然后使用确定出的每个距离、以及每个位置点的位置坐标，就可以确定出指纹图像数据。
另外，对于每个发射器22将超声波信号发射至玻璃盖板23的上表面的预设区域的情况，处理器1基于m和n，就可以确定出反射超声波信号的位置点。
可选的，对于上述每个发射器22发射的超声波信号只能到达与自己对应的玻璃盖板3的上层的检测区域，基于发射角度，即可确定t的位置坐标。
可选的，使用确定出的每个距离，来确定指纹图像数据的方式有两种，以下进行详细叙述：
方式一：基于每个距离与预设基准距离的差值，确定指纹图像数据。
在实施中，超声波传感器2中存储有预设基准距离，在终端出厂之前，技术人员可以在终端中设置基准距离。超声波传感器2确定出反射超声波信号的多个位置点对应的多个距离后，使用确定出的每个距离减去基准距离，得到每个距离与基准距离的差值，如果某个位置点对应的差值与指纹的山脊对应的数值的差值小于预设数值(预设数值可以由技术人员预设，并且存储至终端中)，则确定该位置点为指纹的山脊，如果某个位置点对应的差值与指纹的山谷对应的数值的差值大于预设数值，则确定该位置点为指纹的山谷，这样，就可以确定出每个位置点是山谷还是山脊，进而确定出指纹图像数据，指纹图像数据为由山脊和山脊组成图像数据。
需要说明的是，指纹的山脊对应的数值可以由技术人员预设，如0.05mm等，指纹的山谷对应的数值也可以由技术人员预设，如0.07mm等，在确定基准指纹图像数据时，在确定出多个距离后，也使用与预设基准距离的差值来确定，确定方法与上面的方法相同。
方式二：基于每个距离与每个距离中的最小值的差值，确定指纹图像数据。
在实施中，超声波传感器2确定出反射超声波信号的多个位置点对应的多个距离后，使用确定出的每个距离减去这些距离中的最小距离，得到每个距离与最小距离的差值，如果某个位置点对应的差值与指纹的山脊对应的数值的差值小于预设数值(预设数值可以由技术人员预设，并且存储至终端中)，则确定该位置点为山脊，如果某个位置点对应的差值与指纹的山谷对应的数值的差值大于预设数值，则确定该位置点为山谷，这样，就可以确定出每个位置点是山谷还是山脊，进而确定出指纹图像数据，指纹图像数据为由山脊和山脊组成图像数据。
需要说明的是，指纹的山脊对应的数值可以由技术人员预设，如0.05mm等，指纹的山谷对应的数值也可以由技术人员预设，如0.07mm等，在确定基准指纹图像数据时，在确定出多个距离后，也使用与确定出的多个距离中最小距离的差值来确定，确定方法与上面的方法相同。
可选的，在预设的控制指令执行完成后，为了节约终端的功耗，处理器1还用于：在预设的控制指令执行完成后，控制超声波传感器2关闭。
在实施中，处理器1控制执行完预设的控制指令后，处理器1可以向超声波传感器2发送关闭指令，超声波传感器2接收到关闭指令后，可以进行断电操作。这样，可以节约终端的电量。例如，处理器1确定出的指纹图像数据与基准指纹图像数据匹配，处理器1确定当前的状态为待解锁状态后，可以执行解锁指令，然后处理器1向超声波传感器2发送关闭指令，超声波传感器2接收到关闭指令后，可以进行断电操作。
可选的，在预设的控制指令执行完成后，为了节约终端的功耗，处理器1还用于：在预设的控制指令执行完成后，控制超声波传感器2进入休眠状态。
在实施中，处理器1控制执行完预设的控制指令后，处理器1可以向超声波传感器2发送待机指令，超声波传感器2接收到待机指令后，可以控制自身进入休眠状态。这样，可以节约终端的电量。
本公开实施例中，终端包括处理器1、超声波传感器2和玻璃盖板3，超声波传感器2包括接收器21和多个发射器22，其中：超声波传感器2设置在玻璃盖板3的下层，处理器1与超声波传感器2电性连接，超声波传感器2，用于在接收到处理器1发送的指纹检测指令后，控制发射器22按照不同的发射角度发射超声波信号；控制接收器21接收被物体反射回来的超声波信号，根据每个超声波信号的发射时间点、接收时间点、发射角度，以及每个超声波信号对应的接收器21与发射器22之间的距离，确定指纹图像数据，向处理器1发送指纹图像数据，处理器1，用于如果指纹图像数据与预先存储的基准指纹图像数据匹配，则执行预设的控制指令。这样，由于指纹检测部件为超声波传感器2，超声波传感器2设置在玻璃盖板的下层，不会破坏玻璃盖板3的整体结构，从而使玻璃盖板3的承压能力比较强。
实施例二
本公开实施例提供了一种指纹识别的方法，该方法的执行主体为终端，该终端可以为手机等移动终端，终端包括处理器1、超声波传感器2和玻璃盖板3，超声波传感器2包括接收器21和多个发射器22，超声波传感器2设置在玻璃盖板3的下层，处理器1与超声波传感器2电性连接。
如图6所示，该方法的执行流程可以如下：
在步骤601中，通过发射器22按照不同的发射角度发射超声波信号，并通过接收器21接收被物体反射回来的超声波信号。
在步骤602中，根据每个超声波信号的发射时间点、接收时间点、发射角度，以及每个超声波信号对应的接收器21与发射器22之间的距离，确定指纹图像数据。
可选的，确定指纹图像数据的方法如下：
使用方程式
可选的，基于确定出的每个距离，确定指纹图像数据方法可以如下：
基于每个距离与预设基准距离的差值，确定指纹图像数据；或者，基于每个距离与每个距离中的最小值的差值，确定指纹图像数据。
在步骤603中，如果指纹图像数据与预先存储的基准指纹图像数据匹配，则执行预设的控制指令。
可选的，终端还可以控制超声波传感器2关闭或休眠，相应的处理可以如下：
在预设的控制指令执行完成后，控制超声波传感器2关闭；或者，在预设的控制指令执行完成后，控制超声波传感器2进入休眠状态。
上述方法过程的详细执行过程参见实施例一，此处不再赘述。
本公开实施例中，终端包括处理器1、超声波传感器2和玻璃盖板3，超声波传感器2包括接收器21和多个发射器22，其中：超声波传感器2设置在玻璃盖板3的下层，处理器1与超声波传感器2电性连接，超声波传感器2，用于在接收到处理器1发送的指纹检测指令后，控制发射器22按照不同的发射角度发射超声波信号；控制接收器21接收被物体反射回来的超声波信号，根据每个超声波信号的发射时间点、接收时间点、发射角度，以及每个超声波信号对应的接收器21与发射器22之间的距离，确定指纹图像数据，向处理器1发送指纹图像数据，处理器1，用于如果指纹图像数据与预先存储的基准指纹图像数据匹配，则执行预设的控制指令。这样，由于指纹检测部件为超声波传感器2，超声波传感器2设置在玻璃盖板的下层，不会破坏玻璃盖板3的整体结构，从而使玻璃盖板3的承压能力比较强。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
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