一种指纹采集装置的制作方法

1.本发明涉及指纹识别技术领域。更具体地，涉及一种指纹采集装置。


背景技术：

2.由于皮肤纹路例如指纹图案或掌纹图案的唯一性，结合光学成像的纹路识别技术逐渐被纹路识别装置采用以用于身份验证。该纹路识别装置可单独作为身份验证装置用于机场、银行等场合，或者该纹路识别装置也可以结合于移动终端以为移动终端提供身份验证、电子支付等功能。对此，如何设计更加优化的纹路识别装置是本领域关注的焦点问题；光学指纹传感器是实现指纹采集的关键器件，它将光信号转化为电信号，实现指纹采集。光学指纹采集器由于主要由光路实现指纹采集，因此环境中的光是很大的干扰。由于指纹采集器会在室外进行测试，因此外界强光的干扰是比较大的干扰，因此防止外界强光的能力为传感器重要的能力之一。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种指纹采集装置，该装置能够减小外界强光对传感器的干扰。
4.根据本发明的一个方面，提供了一种指纹采集装置，包括：
5.第一壳体，具有指纹采集模块，所述指纹采集模块具有暴露于所述第一壳体表面的采集面；
6.第二壳体，具有显示模块；以及
7.第三壳体，所述第三壳体的两端分别可转动地连接于所述第一壳体和第二壳体，以使所述第二壳体能够翻转至所述第一壳体上方，所述第一壳体与所述第二壳体的水平投影相重叠，所述第二壳体的水平投影覆盖所述采集面。
8.优选地，还包括主控制器，所述主控制器控制所述显示模块显示提示信息。
9.优选地，所述主控制器根据所述指纹采集模块的信号，控制所述显示模块显示使用者手指在所述指纹采集模块上位置的图像。
10.优选地，还包括发声部件，所述主控制器根据所述指纹采集模块的信号，控制所述发声部件发送声音信号。
11.优选地，所述第三壳体包括可转动连接的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板与所述第一壳体可转动连接，所述第二支撑板与所述第二壳体可转动连接。
12.优选地，所述第一壳体与第三壳体，以及所述第二壳体与第三壳体之间均通过铰链组件连接，所述铰链组件包括分别与所述第一壳体、第二壳体和第三壳体连接的铰链板，以及插接于所述铰链板之间的铰链轴。
13.优选地，所述指纹采集模块包括依次设置的fpga、背光和传感器，所述传感器远离背光的一侧表面设有用于吸收部分外界光的截止膜。
14.优选地，所述截止膜透射过的光的波长与所述背光发出的光的波长相同。
15.优选地，所述截止膜远离背光的一侧表面设有防静电层。
16.优选地，所述防静电层的边缘贴附有导电泡棉，所述导电泡棉与指纹采集模块的金属外壳接触。
17.本发明的有益效果如下：
18.本发明通过将第二壳体翻转至第一壳体的上方，使第二壳体能够遮挡住从上方照射过来的光线，避免外界的光线直射到第一壳体的采集面上，从而减少环境光对指纹采集模块的干扰。
附图说明
19.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
20.图1示出本发明采集状态的结构示意图。
21.图2示出本发明折叠状态的结构示意图。
22.图3示出本发明铰链组件的结构示意图。
23.图4示出本发明指纹采集模块的剖视图。
24.图5示出本发明指纹采集模块的结构示意图。
具体实施方式
25.为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
26.在图1所示本发明指纹采集装置的一种实施方式中，该指纹采集装置包括第一壳体10、第二壳体20和第三壳体30，其中第一壳体10设有指纹采集模块，所述指纹采集模块具有暴露于第一壳体10表面的采集面11，该指纹采集模块为光学指纹采集模块，用户将手指放置在采集面11上，从而采集该用户的指纹图像。指纹采集模块通过利用手指指纹凹凸不平的纹形来进行成像，通常我们把凸出的纹形称为“嵴”，而凹下去的纹形成称为“峪”，而指纹采集的过程本质上是指纹成像的过程。其原理是根据嵴与峪的几何特性、物理特征和生物特性的不同，以得到不同的光学反馈信号，根据反馈信号的量值利用不同算法的图像处理算法来绘成指纹图像。
27.第二壳体20设有显示模块21，用来显示采集时的相关信息。本公开的实施例的显示模块21可以包括显示面板、背光单元等，显示面板可以通过接收来自背光单元的光来显示图像。本公开的实施例不限定显示面板，在一些实施例中，例如，显示面板可以是透射或半透射显示面板(诸如液晶显示面板、电泳显示面板和/或电润湿显示面板)。
28.在一些实施例中，显示面板可以是具有弯曲显示表面的弯曲显示面板。根据本公开的实施例的显示面板的形状不受特别限制。
29.第三壳体30的两端分别可转动地与第一壳体10、第二壳体20连接，即第一壳体10、第三壳体30和第二壳体20依次连接，第一壳体10和第二壳体20分别位于第三壳体30的两侧。由于第一壳体、第二壳体和第三壳体30之间为可转动连接结构，第二壳体20可以翻转至第一壳体10的上方，此时，指纹采集装置大体呈c型结构，在图1示出的方向中，第一壳体10和第二壳体20相互平行均为水平方向，第三壳体30位于第一壳体10和第二壳体20的一侧，
呈竖直方向。此种状态也为采集状态，采集面11位于第一壳体10和第二壳体20之间，第一壳体10与第二壳体20之间的距离为第三壳体30的高度，用户能够将手指伸入第一壳体10与第二壳体20之间，并与采集面11接触进行指纹采集。显示模块21位于第二壳体20的顶面，便于用户查看相关信息。
30.在将第二壳体20翻转至第一壳体10的上方时，第二壳体20与第一壳体10的水平投影相重叠，即第一壳体10与第二壳体20相互平行，第二壳体20的水平投影覆盖第一壳体10上的采集面11，也就是说第二壳体20能够遮挡住从上方照射过来的光线，避免外界的光线直射到采集面11上，从而减少环境光对指纹采集模块的干扰。通常来说，外界的光线是从上方照射过来，例如，户外使用时，太阳光从上方照射，在室内使用时，照明灯具也都是设置在天花板上，也是从上方照射。因此，第二壳体20翻转至第一壳体10的上方后，第二壳体20可遮挡其上方的强光，减小外界强光对指纹采集装置的影响，提高指纹采集的准确性。
31.第一壳体10与第二壳体20之间也可以具有一定的角度，使第一壳体10朝向外界光源的方向，从而提高其遮挡效果，可以理解的是，此时，也要使用户能够看到第二壳体20上的显示模块。
32.本发明的指纹采集装置还可以包括主控制器，主控制区分别可与指纹采集模块和显示模块电性连接。
33.在一些实施例中，主控制器控制显示模块显示提示信息，具体地，主控制器内预先存储有提示信息，例如，提示用户放置手指的位置信息，主控制器控制显示模块显示手指的位置图像，指导用户在采集面11的对应位置处放置手指，提高用户的使用体验。
34.由于用户需要将其手指伸入第一壳体10与第二壳体20之间，不便于用户查看其位置，因此在一些实施例中，主控制器根据指纹采集模块的信号，控制显示模块显示使用者手指在指纹采集模块上位置的图像。具体地，在用户将手指接触到采集面11时，指纹采集模块将采集到的信号发送至主控制器，主控制器根据该信号控制显示模块在其对应位置处显示手指图像。并且主控制器可控制显示模块显示一手指轮廓，以引导用户将手指移至该手指轮廓所对应的采集面11上的位置，进一步提高用户的使用体验。
35.在一些实施例中，所述指纹采集装置还可包括发声部件，主控制区与发声部件连接，主控制器根据指纹采集模块的信号，控制所述发声部件发送声音信号。例如，在上述用户将手指移至手指轮廓所对应的采集面11的位置后，主控制器向发声部件发送信号，以使发声部件发出声音信号，从而提示用户。
36.本公开实施例的主控制器和发声部件可以设置在第一壳体10、第二壳体20或第三壳体30内，本公开的实施例的主控制器、发声部件的设置位置不受特别限制。
37.如图1和图2所示，本实施例中第三壳体30包括第一支撑板31和第二支撑板32，第一支撑板31与第二支撑板32之间采用可转动连接方式，第一支撑板31与第一壳体10，以及第二支撑板32与第二壳体20之间均为可转动连接。从而在图1所示的采集状态时，第二壳体20可翻转至第一壳体10上方，在如图2所示的折叠状态时，第一壳体10、第一支撑板31与第二壳体20、第二支撑板32贴合，此时的折叠状态为携带时状态，减小了指纹采集装置的体积，便于携带。同时将采集面11包裹在其内部，避免采集模块受外部冲击损坏。
38.需要说明的是，第一壳体10与第二壳体20，以及第一支撑板31与第二支撑板32的形状大小相同，折叠后第一壳体10、第一支撑板31与第二壳体20、第二支撑板32能够对齐，
使得指纹采集装置的外形较为美观。
39.在一些实施例中，第一壳体10与第二壳体20，以及第一支撑板31与第二支撑板32的形状大小也可以不相同，设计人员可根据实际需求进行选择，本技术对此不作限定。
40.如图3所示，第一壳体10与第一支撑板31、第二壳体20与第二支撑板32，以及第一支撑板31与第二支撑板32之间均通过铰链组件40连接，铰链组件40包括多个交错设置的铰链板41和插接于铰链板41之间的铰链轴42，铰链板41能够围绕铰链轴42转动。铰链板41分别与第一壳体10、第二壳体20、第一支撑板31和第二支撑板32连接，从而实现第二壳体20、第三壳体30能够相对第一壳体10转动，以使第二壳体20能够翻转至第一壳体10的上方。
41.如图4和图5所示，指纹采集模块包括依次设置的fpga12、背光13和传感器14，传感器14远离背光13的一侧表面设有用于吸收部分外界光的截止膜，即传感器14的顶面设有截止膜，该截止膜在接收外界入射的光线时，只允许特定波长的光通过，而吸收其它波长的光，从而无论外界光线多强，外界光线透过手指到达传感器14的光线都不影响正常采集指纹，光学指纹采集器不局限于某一个工作环境，采集结果较为准确。
42.具体地，背光13发出的光的波长与截止膜允许通过的光的波长相等，即截止膜仅允许与背光13发出的光的波长相同的光通过。背光13发出的光照射至手指，并经手指反射至截止膜后，透射过该截止膜照射至传感器14表面，传感器14采集光信号后输出电信号，实现指纹图像的采集。截止膜的膜材为类金刚材料，例如sio2和sic组合实现，能够使整体硬度达到9h，实现抗划伤的功能。
43.fpga12控制传感器14的roic(读出电路)以及gate ic从而驱动传感器14工作，背光13也是受fpga12调控，输出不同的光强。背光13点亮，光线透过传感器14到达手指，手指反射的光进入传感器14，从而实现指纹谷脊的识别。
44.具体实现时，本公开实施例的fpga12设有两组roic，分布在黑色胶框所在的非检测区上，第一组roic和第二组roic相对设置，第一组roic中的每个roic分别与第二组roic中的每个roic交错设置。fpga在整个模组的设置示意如图5所示，中间区域为分辨率为1600
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1500的探测区，上下分别为3颗roic cof(chip on film)，roic的作用是读取数据，分别放在上下两侧且交错设计实现了等电阻布线，提高信号的均一性；上边第一颗roic读取的为1-256列的信号，下边第二个读取的为256-512列的信号，上侧第二个是读取的512-768列的信号，依次往下实现6颗roic读取所有列的信号。其中roic与像素的连接是mo/al的金属连接，连接的距离大于5.11mm；左侧为两个gate ic和1颗fpc(flexible printed circuit)，其中一个gate ic控制像素行的开关，fpc与gate ic通过金属线连接，控制gate ic，(其中两颗gateic和fpc可以设计为gate ic cof)fpc与roic与fpga连接，通过fpga输出的信号打开关闭像素阵列，读取像素的信号。
45.四周为黑色框胶，与外壳粘连，中间区(也称为aa区)是开窗状态，保证aa区接收信号，即中间区为采集区，该采集区的顶面为采集面11，也防止四周光线的干扰。图4增加外壳15后的整个指纹采集模块的剖视图，由下至上分别由fpga12、背光13、传感器14组成，传感器14上方有黑色框胶与外壳15贴合。整个模组的厚度在3-7mm之间。传感器的尺寸最小设计为91.5mm
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90.2mm，整个模组的最小尺寸为92.1mm
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90.8mm。在不影响便携的情况下尺寸可以根据实际情况增加。
46.由于手指直接接触指纹采集模块，也很容易产生静电，因此防esd的能力为光学指
纹采集模块重要的能力之一。本公开实施例在传感器14表面设有防静电层，避免静电对传感器14产生影响。
47.进一步地，在传感器14表面防静电层的边缘设有导电泡棉16，导电泡棉16与外壳15粘接，从而使得静电通过外壳15释放，提高了指纹采集模块的esd能力。
48.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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发明和简化描述，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发明的限制。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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
50.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。