指纹识别装置、指纹密码锁及箱包的制作方法

本实用新型涉及箱包技术领域，具体而言，涉及一种指纹识别装置、指纹密码锁及箱包。

背景技术：

指纹，由于其具有终身不变性、唯一性和方便性，已几乎成为生物特征识别的代名词。指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。纹线有规律的排列形成不同的纹型。纹线的起点、终点、结合点和分叉点，称为指纹的细节特征点。指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。

现有技术中的指纹识别方式为：在半导体芯片内部制造出数十万个金属阵列，阵列的每一点是一个电极，充当电容的一极，芯片传感面上的手指则作为另一极，传感面作为电容两级之间的介电层。由于指纹的脊线和谷线相对于另一极之间的距离不同(纹路深浅不同)，导致芯片内部金属电容阵列的电容值各不相同，通过检测每一点的电容值，即可识别出指纹的图像。

然而，本申请发明人发现，指纹识别的准确率与识别面积正相关，若识别面积过小，会导致重码率增高，若单纯地增加识别面积，由于目前现有的指纹识别装置的识别区域(即半导体芯片内金属阵列的覆盖区域)均为方形或圆形，会导致识别区域大部分区域识别不到指纹，从而造成空间的浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种指纹识别装置、指纹密码锁及箱包，以缓解现有的指纹识别装置，由于指纹识别区域无法有效与使用者的手指指腹配合，导致无法准确识别或浪费不必要的空间的技术问题。

本实用新型提供一种指纹识别装置，包括：半导体基片，设置在所述半导体基片内的电容传感片组，绕设在所述电容传感片组外侧的金属环，以及与所述电容传感片组和所述金属环电连接的处理芯片，所述半导体基片为“跑道”形；所述“跑道”形包括：矩形，以及设置在所述矩形的相对的两侧的两段圆弧，两段所述圆弧对应的圆心角相等，且所述圆心角小于等于一百八十度；所述电容传感片组均匀分布在所述半导体基片内。

实际应用时，本实用新型提供的指纹识别装置还包括：设置在所述金属环外侧、用于表示本实用新型提供的指纹识别装置的工作状态的指示灯。

相对于现有技术，本实用新型提供的指纹识别装置具有以下优势：

本实用新型提供的指纹识别装置中，包括：半导体基片，设置在半导体基片内的电容传感片组，绕设在电容传感片组外侧的金属环，以及与电容传感片组和金属环电连接的处理芯片，半导体基片为“跑道”形；“跑道”形包括：矩形，以及设置在矩形的相对的两侧的两段圆弧，两段圆弧对应的圆心角相等，且圆心角小于等于一百八十度；电容传感片组均匀分布在所述半导体基片内。由此分析可知，使用本实用新型提供的指纹识别装置，当使用者将手指指腹贴放在半导体基片上时，手指指腹触碰到金属环，处理芯片内的发射电路通过金属环发射一个电信号，传导到手指指腹上，手指指腹作为电容的一极，与电容传感片组(作为电容的另一极)耦合，形成感应电容阵列，由于手指指腹的脊和谷与电容传感片组的距离不同，感应电容的大小也不同；处理芯片内部的检测电路通过检测电容传感片组中的每一个电容传感片的电容值，便可以得出纹线和特征点的分布情况，也就得到了指纹图像，并且由于正常人的指纹一般均近似为长方形，因此将半导体基片以及均匀分布在其中的电容传感片组设置为跑道形状，跑道形状包括：矩形，以及设置在矩形的相对的两侧的两段圆弧，两段圆弧对应的圆心角相等，且圆心角小于等于一百八十度，采用此种设置，能够使电容传感片组与手指指腹更匹配，在提高了手指指腹与电容传感片组的识别面积的同时，不容易造成电容传感片组的面积过大，尤其是识别区域以外的面积过大，从而导致占用空间的情况发生，因此使用本实用新型提供的指纹识别装置，能够缓解现有的指纹识别装置，由于指纹识别区域无法有效与使用者的手指指腹配合，导致无法准确识别或浪费不必要的空间的技术问题。

本实用新型还提供一种指纹密码锁，包括：本实用新型提供的指纹识别装置，与所述指纹识别装置电连接的驱动装置，与所述驱动装置连接的锁舌，以及与所述锁舌匹配设置的锁扣板。

实际应用时，本实用新型提供的指纹密码锁还包括：与所述锁舌连接的机械锁芯。

本实用新型还提供一种箱包，包括：箱体，设置在所述箱体上的本实用新型提供的指纹密码锁，以及与所述指纹密码锁电连接的电源，所述电源固定设置在所述箱体内。

实际应用时，所述箱体为上下壳等分式箱体，所述指纹密码锁设置在上箱壳和下箱壳的交界处；且所述锁舌与所述指纹识别装置设置在同侧箱壳上，所述锁扣板设置在与所述锁舌相对的另一侧箱壳上。。

其中，所述箱体还可以为宽中框式箱体，所述宽中框式箱体包括：中框，以及分别设置在所述中框相对的两侧的上箱壳和下箱壳，所述指纹识别装置设置在中框的顶面或侧面；所述锁舌包括多个，且多个所述锁舌均设置在所述中框上，且位于所述中框与上箱壳和下箱壳的交界处；多个所述锁扣板与多个所述锁舌匹配设置，且均位于上箱壳和下箱壳上。

具体地，所述箱体还可以为上下壳不等分式箱体，所述指纹密码锁设置在上箱壳和下箱壳的交界处；且所述锁舌与所述指纹识别装置设置在同侧箱壳上，所述锁扣板设置在与所述锁舌相对的另一侧箱壳上。

实际应用时，所述电源包括：电池盒，以及与所述电池盒可拆卸连接的电池。

其中，本实用新型提供的箱包还包括：光伏电池板，所述光伏电池板设置在所述箱包的外表面，且所述光伏电池板与所述电源电连接。

上述指纹密码锁以及箱包与本实用新型提供的指纹识别装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例提供的指纹识别装置的结构示意图；

图2为本实施例提供的指纹识别装置的原理图；

图3为本实施例提供的指纹密码锁的结构示意图；

图4为图3中A方向示意图；

图5为本实施例提供的指纹密码锁上锁时的结构示意图；

图6为本实施例提供的指纹密码锁开锁时的结构示意图；

图7为本实施例提供的箱包的结构示意图；

图8为本实施例提供的另一种箱包的结构示意图；

图9为本实施例提供的再一种箱包的结构示意图；

图10为常见的几种指纹的形状示意图。

图标：1－指纹识别装置；10－半导体基片；11－电容传感片组；111－矩形；112－圆弧；20－金属环；30－处理芯片；40－指示灯；5－指纹密码锁；50－驱动装置；51－锁舌；52－锁扣板；521－传感器；53－传动杆；60－机械锁芯；70－上箱壳；71－下箱壳；72－中框；80－手指指腹。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实施例提供的指纹识别装置的结构示意图；图2为本实施例提供的指纹识别装置的原理图；图3为本实施例提供的指纹密码锁的结构示意图；图4为图3中A方向示意图；图5为本实施例提供的指纹密码锁上锁时的结构示意图；图6为本实施例提供的指纹密码锁开锁时的结构示意图；图7为本实施例提供的箱包的结构示意图；图8为本实施例提供的另一种箱包的结构示意图；图9为本实施例提供的再一种箱包的结构示意图；图10为常见的几种指纹的形状示意图。

本实用新型实施例提供一种指纹识别装置1，如图1－图2所示，包括：半导体基片10，设置在半导体基片10内的电容传感片组11，绕设在电容传感片组11外侧的金属环20，以及与电容传感片组11和金属环20电连接的处理芯片30，半导体基片10为“跑道”形；“跑道”形包括：矩形111，以及设置在矩形111的相对的两侧的两段圆弧112，两段圆弧112对应的圆心角相等，且圆心角小于等于一百八十度；电容传感片组11均匀分布在半导体基片10内。

相对于现有技术，本实用新型实施例提供的指纹识别装置1具有以下优势：

本实用新型实施例提供的指纹识别装置1中，如图1－图2所示，包括：半导体基片10，设置在半导体基片10内的电容传感片组11，绕设在电容传感片组11外侧的金属环20，以及与电容传感片组11和金属环20电连接的处理芯片30，半导体基片10为“跑道”形；“跑道”形包括：矩形111，以及设置在矩形111的相对的两侧的两段圆弧112，两段圆弧112对应的圆心角相等，且圆心角小于等于一百八十度；电容传感片组11均匀分布在半导体基片10内。由此分析可知，使用本实用新型实施例提供的指纹识别装置1，当使用者将手指指腹80贴放在半导体基片10上时，手指指腹80触碰到金属环20，处理芯片30内的发射电路通过金属环20发射一个电信号，传导到手指指腹80上，手指指腹80作为电容的一极，与电容传感片组11(作为电容的另一极)耦合，形成感应电容阵列，由于手指指腹80的脊和谷与电容传感片组11的距离不同(如图2所示)，感应电容的大小也不同；处理芯片30内部的检测电路通过检测电容传感片组11中的每一个电容传感片的电容值，便可以得出纹线和特征点的分布情况，也就得到了指纹图像，并且由于正常人的指纹一般均近似为长方形(如图10所示)，因此将半导体基片10以及均匀分布在其中的电容传感片组11设置为跑道形状，跑道形状包括：矩形111，以及设置在矩形111的相对的两侧的两段圆弧112，两段圆弧112对应的圆心角相等，且圆心角小于等于一百八十度，采用此种设置，能够使电容传感片组11与手指指腹80更匹配，在提高了手指指腹80与电容传感片组11的识别面积的同时，不容易造成电容传感片组11的面积过大，尤其是识别区域(即手指指腹80与半导体基片10贴合的区域)以外的面积过大，从而导致占用空间的情况发生，因此使用本实用新型实施例提供的指纹识别装置1，能够缓解现有的指纹识别装置，由于指纹识别区域无法有效与使用者的手指指腹80配合，导致无法准确识别或浪费不必要的空间的技术问题。

实际应用时，为了准确告知使用者识别的情况，如图1所示，本实用新型实施例提供的指纹识别装置1还包括：设置在金属环20外侧、用于表示本实用新型实施例提供的指纹识别装置1的工作状态的指示灯40，通过指示灯40的闪烁等变化，准确告知使用者目前识别的情况，例如，当指示灯40绿色常亮时表示目前处于识别过程中；当指示灯40绿色间隔闪烁时，表示识别结束，且当前识别的指纹与预留的指纹一致；当指示灯40红色间隔闪烁时，表示识别结束，且当前识别的指纹与预留的指纹不一致。

此处需要补充说明的是，指示灯40可独立设置，也可环绕设置在金属环20外侧(如图1所示)，指示灯40内可设置多个微型LED灯泡。

本实用新型实施例还提供一种指纹密码锁5，如图3－图6所示，包括：本实用新型实施例提供的指纹识别装置1，与指纹识别装置1电连接的驱动装置50，与驱动装置50连接的锁舌51，以及与锁舌51匹配设置的锁扣板52，当指纹识别装置1识别检测中的指纹与预留的指纹一致时，指纹识别装置1向驱动装置50发送一个控制信号，驱动装置50通过传动杆53带动锁舌51从锁扣板52中伸出(如图6所示)，从而完成开锁过程，传动杆53和锁舌51可以为齿轮齿条啮合(如图5－图6所示)。

此处需要补充说明的是，实际应用时，可在锁扣板52侧面，以及锁体上与锁扣板52对应的位置，分别设置传感器521，且传感器521与驱动装置50电连接，当两个传感器521接近时(如图5所示)，传感器521向驱动装置50发送一个控制信号，控制驱动装置50将锁舌51伸入锁扣板52中，完成上锁操作，从而缩短了开锁与上锁的流程，提升用户体验。

实际应用时，为了提高本实用新型实施例提供的指纹密码锁5的可靠性，如图3－图5所示，本实用新型实施例提供的指纹密码锁5还包括：与锁舌51连接的机械锁芯60，机械锁芯60为一具有特殊形状的腔体(例如图4中所示的六角星形状)，当本实施例提供的指纹识别装置1或指纹密码锁5中的电子设备出现问题，或电源电量用尽时，可通过机械锁芯60以及与机械锁芯60的形状相匹配的钥匙，完成手动解锁上锁操作，提高本实用新型实施例提供的指纹密码锁5的可靠性。

本实用新型还提供一种箱包，如图7－图9所示，包括：箱体，设置在箱体上的本实用新型提供的指纹密码锁5，以及与指纹密码锁5电连接的电源，电源固定设置在箱体内，通过在箱体上设置指纹密码锁5，能够提高箱体在使用过程中的安全性。

实际应用时，如图7所示，箱体可以为上下壳等分式箱体，指纹密码锁5(只要指指纹密码锁5中的锁舌51和锁扣板52部分，下同)设置在上箱壳70和下箱壳71的交界处；且锁舌51与指纹识别装置1设置在同侧箱壳上，锁扣板52设置在与锁舌51相对的另一侧箱壳上，即当锁舌51与指纹识别装置1均设置在上箱壳70上时，锁扣板52设置在下箱壳71上；当锁舌51与指纹识别装置1均设置在下箱壳71上时，锁扣板52设置在上箱壳70上，将指纹识别装置1和锁舌51设置在同侧，能够便于连接驱动装置50与指纹识别装置1，降低加工难度。

其中，如图8所示，箱体还可以为宽中框式箱体，宽中框式箱体包括：中框72，以及分别设置在中框72相对的两侧的上箱壳70和下箱壳71，指纹识别装置1设置在中框72的顶面或侧面；锁舌51包括多个，且多个锁舌51均设置在中框72上，且位于中框72与上箱壳70和下箱壳71的交界处；多个锁扣板52与多个锁舌51匹配设置，且均位于上箱壳70和下箱壳71上，将指纹识别装置1和锁舌51均设置在中框72上，能够便于连接驱动装置50与指纹识别装置1，降低加工难度，同时锁舌51以及锁扣板52设置有多组，且均设置在中框72与上箱壳70和下箱壳71的交界处，能够便于本实施例提供的指纹密码锁5将上箱壳70和下箱壳71解锁。

具体地，如图9所示，箱体还可以为上下壳不等分式箱体，指纹密码锁5设置在上箱壳70和下箱壳71的交界处；且锁舌51与指纹识别装置1设置在同侧箱壳上，锁扣板52设置在与锁舌51相对的另一侧箱壳上，即当锁舌51与指纹识别装置1均设置在上箱壳70上时，锁扣板52设置在下箱壳71上；当锁舌51与指纹识别装置1均设置在下箱壳71上时，锁扣板52设置在上箱壳70上，将指纹识别装置1和锁舌51设置在同侧，能够便于连接驱动装置50与指纹识别装置1，降低加工难度。

实际应用时，为了实现在电源充电时，本实用新型实施例提供的箱包还能够正常使用，电源包括：电池盒，以及与所述电池盒可拆卸连接的电池，当电源电量耗尽时，只需将电池从电池盒内取出，换上备用电池，即可在充电过程中，正常使用本实施例提供的箱包，避免由于充电线的长度，限制了箱包在充电过程中的移动距离。

其中，为了降低在户外使用本实用新型实施例提供的箱包时，由于无法及时更换电池，导致电源电量用尽的几率，本实用新型实施例提供的箱包还包括：光伏电池板，光伏电池板设置在箱包的外表面，且光伏电池板与电源电连接，采用此种设置，在户外时，通过太阳光或其他光源即可实现对电源的充电，大大降低了由于没有携带备用电池，导致电源电量耗尽，从而使本实施例提供的箱包无法正常开启的几率。

上述指纹密码锁5以及箱包与本实用新型提供的指纹识别装置1相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。