一体化指纹模组的制作方法

1.本实用新型涉及指纹识别技术领域，具体的，涉及一体化指纹模组。


背景技术：

2.指纹识别是一种较为先进而得到广泛应用的方法。指纹识别是指通过指纹传感器扫描使用者的指纹以获得其图像信息，然后通过识别软件将获得的指纹图像信息与预先存储的具有使用或管理等相关权限的使用者的指纹进行特征对比，以确定被验证指纹的当前使用者是否具有相关权限。由于每个人的指纹都是独一无二的，因此指纹识别认证方法的安全性很高，并且使用起来也很方便，可以省去记忆和输入密码的繁琐操作。
3.指纹模组一般由采集单元和识别单元组成，采集单元用于采集指纹，识别单元用于验证、存储指纹信息。现有指纹模组中，采集单元和识别单元为独立式设计，采集单元通过排线与识别单元连接，这种指纹模组通过排线连接使用不便，且存在电路复杂以及体积大的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提出一体化指纹模组，解决了现有技术中指纹模组使用不便、电路复杂以及体积大的问题。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.一体化指纹模组，包括指纹采集单元、指纹识别单元和基板，还包括第一接口j1和第二接口j7，所述指纹采集单元设置在所述基板正面，所述指纹识别单元设置在所述基板反面，所述指纹采集单元包括指纹传感器u4，所述指纹识别单元包括处理器u3，所述指纹传感器u4用于采集指纹，所述指纹传感器u4连接所述处理器u3的输入端，所述处理器u4的输出端通过所述第一接口j1或所述第二接口j7连接控制终端。
7.进一步，本实用新型中还包括控制电路和唤醒电路，所述控制电路包括模拟开关u6、电阻r18、电阻r20和二极管d16，所述模拟开关u6的常开端连接所述指纹传感器u4，所述模拟开关u6的公共端通过所述电阻r18连接所述模拟开关u6的常开端，所述模拟开关u6的公共端通过所述电阻r20连接所述指纹传感器u4，所述模拟开关u6的公共端连接所述指纹传感器的金属外壳，所述模拟开关的常闭端连接所述唤醒电路，所述模拟开关u6的电源端连接所述二极管d16的阴极，所述二极管d16的阳极连接所述第二接口j7。
8.进一步，本实用新型中所述唤醒电路包括触摸芯片u2、二极管d2和电阻r1，所述触摸芯片u2的电源端连接tp_vcc电源，所述触摸芯片u2的输入端通过所述电阻r1连接所述模拟开关u6的常闭端，所述触摸芯片u2的输出端连接所述二极管d2的阳极，所述二极管d2的阴极连接所述第二接口j7。
9.进一步，本实用新型中还包括开关电路，所述开关电路包括场效应管q8、电阻r24、电阻r17和双向抑制管d3，所述场效应管q8的栅极连接tp_vcc电源，所述场效应管q8的栅极通过所述电阻r17接地，所述场效应管q8的漏极连接所述双向抑制管d3的第一端，所述双向
抑制管d3的第二端接地，所述场效应管q8的源极通过所述电阻r24接地。
10.本实用新型的工作原理及有益效果为：
11.本实用新型中，指纹传感器u4用于采集指纹，然后将采集的指纹信息以spi总线通信方式送至处理器u3，指纹信息经处理器u3处理后通过第二接口j7与控制终端进行通讯，处理器u3可以对指纹信息进行存储或识别判断处理。本实施例中，包括两种通讯方式，一种是第二接口j7通过fpc排线连接控制终端；另一种是第一接口j1通过usb线与控制终端连接。指纹采集单元设置在基板正面，指纹识别单元设置在基板反面，指纹采集单元通过基板上的走线连接指纹识别单元，省去了传统指纹模组中指纹采集单元和指纹识别单元之间的排线，这种一体化系统指纹芯片封装结构不仅使得指纹模组超薄化、简单化，而且具有更好的可靠性和使用性。一体化指纹模组，具有体积小、接口简单、产品结构灵活等特点。
12.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
13.图1为本实用新型正面结构示意图；
14.图2为本实用新型侧面结构示意图；
15.图3为本实用新型指纹采集单元的电路图；
16.图4为本实用新型指纹识别单元的电路图；
17.图5为本实用新型控制电路的电路图；
18.图6为本实用新型唤醒电路的电路图；
19.图7为本实用新型开关电路的电路图。
20.图中：1、指纹采集单元，2、指纹识别单元，3、基板。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
22.实施例1
23.如图1～图4所示，本实施例提出了一体化指纹模组，包括指纹采集单元、指纹识别单元和基板，还包括第一接口j1和第二接口j7，指纹采集单元设置在基板正面，指纹识别单元设置在基板反面，指纹采集单元包括指纹传感器u4，指纹识别单元包括处理器u3，指纹传感器u4用于采集指纹，指纹传感器u4连接处理器u3的输入端，处理器u3的输出端通过第一接口j1或第二接口j7连接控制终端。
24.本实施例中，指纹传感器u4的第2引脚通过电阻r7连接处理器u3的第10引脚；指纹传感器u4的第7引脚通过电阻r9连接处理器u3的第12引脚；指纹传感器u4的第11引脚通过电阻r8连接处理器u3的第11引脚；指纹传感器u4的第15引脚通过电阻r10连接处理器u3的第13引脚；指纹传感器u4的第14引脚通过电阻r12连接处理器u3的第14引脚。
25.处理器u3的第22引脚通过电阻r15连接第二接口j7的第4引脚；处理器u3的第21引脚通过电阻r14连接第二接口j7的第11引脚；处理器u3的第31引脚连接第二接口j7的第5引
脚；处理器u3的第30引脚连接第二接口j7的第6引脚；处理器u3的第7引脚连接第二接口j7的第8引脚；处理器u3的第24引脚通过电阻r3连接第二接口j7的第9引脚；处理器u3的第23引脚通过电阻r4连接第二接口j7的第10引脚；处理器u3的第4引脚连接第二接口j7的第12引脚。
26.指纹传感器u4用于采集指纹，然后将采集的指纹信息以spi总线通信方式送至处理器u3，指纹信息经处理器u3处理后通过第二接口j7与控制终端进行通讯，处理器u3可以对指纹信息进行存储或识别判断处理。本实施例中，包括两种通讯方式，一种是第二接口j7通过fpc排线连接控制终端；另一种是第一接口j1通过usb线与控制终端连接。指纹采集单元设置在基板正面，指纹识别单元设置在基板反面，本实施例中，基板为双面pcb板，指纹采集单元通过pcb板上的走线连接指纹识别单元，省去了传统指纹模组中指纹采集单元和指纹识别单元之间的排线，这种一体化系统指纹芯片封装结构不仅使得指纹模组超薄化、简单化，而且具有更好的可靠性和使用性。一体化指纹模组，具有体积小、接口简单、产品结构灵活等特点。
27.如图5所示，本实施例中还包括控制电路和唤醒电路，控制电路包括模拟开关u6、电阻r18、电阻r20和二极管d16，模拟开关u6的常开端连接指纹传感器u4，模拟开关u6的公共端通过电阻r18连接模拟开关u6的常开端，模拟开关u6的公共端通过电阻r20连接指纹传感器u4，模拟开关u6的公共端连接指纹传感器的金属外壳，模拟开关的常闭端连接唤醒电路，模拟开关u6的电源端连接二极管d16的阴极，二极管d16的阳极连接第二接口j7。
28.本实施例中，控制电路用于控制一体化指纹模组的工作和停止。模拟开关u6的常开端连接指纹传感器u4第18引脚；模拟开关u6的公共端通过电阻r20连接指纹传感器u4第6引脚；二极管d16的阳极连接第二接口j7的第2引脚。一体化指纹模组工作时，第二接口j7通过fpc排线连接控制终端，即当第二接口j7的第2引脚接入外部电源时，模拟开关u6的1脚和模拟开关u6的4脚接通，指纹传感器u4外壳作为电极，指纹传感器u4内部设有触摸传感器，当有人接触到指纹传感器u4外壳时，指纹传感器u4可正常进行指纹采集，此时一体化指纹模组处于持续工作模式。
29.一体化指纹模组还可以工作在唤醒模式，当指纹传感器u4长时间没有识别到指纹，外部电源断开，此时模拟开关u6的3脚和模拟开关u6的第4引脚接通，进入唤醒模式。因此，一体化指纹模组具有低功耗的特点。
30.如图6所示，本实施例中唤醒电路包括触摸芯片u2、二极管d2和电阻r1，触摸芯片u2的电源端连接tp_vcc电源，触摸芯片u2的输入端通过电阻r1连接模拟开关u6的常闭端，触摸芯片u2的输出端连接二极管d2的阳极，二极管d2的阴极连接第二接口j7。
31.唤醒模式下，第二接口j7的第2引脚的外部电源断开，此时模拟开关u6断电，模拟开关u6的第三引脚连接模拟开关u6的第4引脚，当有手指触碰到指纹传感器u4的外壳时，相当于为电极引入了新的电容，会使总感应电容值增加，从而改变了接收电极测量的电荷大小。此时指纹传感器u4内部的触摸传感器断开，指纹传感器u4无法采集指纹。手指触碰到指纹传感器u4的外壳时，该触摸信号由模拟开关u6的4脚进入模拟开关u6的3脚，然后进入触摸芯片u2的输入端，此时触摸芯片u2唤醒，输出高电平信号至第二接口j7的第7引脚，最后由第二接口j7的第7引脚将该信号送至外部终端，外部终端收到该信号时可接通外部电源，此时模拟开关u6的1脚再次和模拟开关u6的4脚接通，指纹传感器u4可正常采集指纹。
32.如图7所示，本实施例中还包括开关电路，开关电路包括场效应管q8、电阻r24、电阻r17和双向抑制管d3，场效应管q8的栅极连接tp_vcc电源，场效应管q8的栅极通过电阻r17接地，场效应管q8的漏极连接双向抑制管d3的第一端，双向抑制管d3的第二端接地，场效应管q8的源极通过电阻r24接地。
33.本实施例中，通过场效应管q8的导通和截止，可以切换一体化指纹模组工作于持续工作模式或唤醒模式。
34.场效应管q8的栅极连接tp_vcc电源，如图3示，一体化指纹模组处于持续工作模式时，第二接口j7的第2引脚连接外部电源，即场效应管q8的源极连接外部电源，所以场效应管q8导通。场效应管q8导通时，tp_vcc电源通过电阻r24接地，tp_vcc电源被拉低，该电平不足以使触摸芯片u2正常工作，因此唤醒模式关闭。
35.一体化指纹模组处于唤醒模式时，第二接口j7的第2引脚与外部电源断开，此时场效应管q8截止，触摸芯片u2的供电端连接tp_vcc电源，此时一体化指纹模组处于唤醒模式。
36.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。