指紋識(shí)別檢測(cè)組件、終端設(shè)備及指紋驗(yàn)證方法
【專(zhuān)利摘要】本公開(kāi)提供了一種指紋識(shí)別檢測(cè)組件、終端設(shè)備及指紋驗(yàn)證方法。該指紋識(shí)別檢測(cè)組件包括：按壓式指紋檢測(cè)元件；擦劃式指紋檢測(cè)元件；安全級(jí)別獲取單元，用于獲取待驗(yàn)證事務(wù)的安全級(jí)別；驗(yàn)證方式切換單元，用于在獲取到的安全級(jí)別為第一安全級(jí)別時(shí)，啟用所述按壓式指紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋驗(yàn)證；以及在獲取到的安全級(jí)別為第二安全級(jí)別時(shí)，啟用所述擦劃式指紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋驗(yàn)證；其中所述第一安全級(jí)別不同于所述第二安全級(jí)別。本公開(kāi)既可以實(shí)現(xiàn)擦劃式指紋驗(yàn)證，也可以實(shí)現(xiàn)按壓式指紋驗(yàn)證。
【專(zhuān)利說(shuō)明】指紋識(shí)別檢測(cè)組件、終端設(shè)備及指紋驗(yàn)證方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)涉及指紋識(shí)別領(lǐng)域，特別涉及一種指紋識(shí)別檢測(cè)組件、具有指紋識(shí)別檢測(cè) 功能的終端設(shè)備以及指紋驗(yàn)證方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著便攜式終端在人們?nèi)粘Ｉ钪械膹V泛應(yīng)用，現(xiàn)在的便攜式終端的功能越來(lái)越 強(qiáng)大，且這種多樣化的功能方便了用戶(hù)。但是，便攜式終端在為用戶(hù)提供更多便利性的同 時(shí)，攜帶了太多的私人信息，如果這種便攜式終端一旦丟失或者被盜，則這些信息由于沒(méi)有 進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)，因此很容易泄漏出去，給用戶(hù)帶來(lái)不便。因此，在便攜式終端上做一些保 密方面的設(shè)置顯得非常必要。目前的便攜式終端多使用口令、圖形等形式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其終端 設(shè)備的密碼保護(hù)。
[0003] 然而，對(duì)于口令、圖形等加密方式，用戶(hù)需記住設(shè)定的口令和/或圖形；此外，在公 共場(chǎng)合，還存在密碼泄露的危險(xiǎn)。而為了提高安全性，往往需要增加口令和圖形的復(fù)雜度， 這無(wú)疑進(jìn)一步增加了用戶(hù)記憶的難度，造成安全與易用之間的沖突。
[0004] 指紋是由手指表面皮膚凹凸不平的紋路組成，是人體獨(dú)一無(wú)二的特征，其復(fù)雜程 度可提供用于識(shí)別的足夠特征。指紋識(shí)別即是利用指紋唯一性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)身份 識(shí)別，而無(wú)需用戶(hù)記憶。
[0005] 電容式指紋檢測(cè)識(shí)別組件在基材襯底上形成導(dǎo)電電路，當(dāng)手指與傳感器接觸時(shí)， 通過(guò)指紋脊的凸起和指紋谷的凹陷所產(chǎn)生的不同電容值來(lái)探測(cè)并形成指紋圖案。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中，電容式指紋識(shí)別技術(shù)包括擦劃式指紋指紋識(shí)別技術(shù)和按壓式指紋識(shí) 別技術(shù)。擦劃式指紋指紋識(shí)別技術(shù)具有成本較低、檢測(cè)面積大等特點(diǎn)，而按壓式指紋識(shí)別技 術(shù)具有識(shí)別精度高、但檢測(cè)面積通常較小等特點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本公開(kāi)的目的在于提供一種指紋識(shí)別檢測(cè)組件以及具有該指紋識(shí)別檢測(cè)組件的 終端設(shè)備，用于同時(shí)實(shí)現(xiàn)擦劃式指紋指紋識(shí)別功能和按壓式指紋識(shí)別功能；進(jìn)一步的，本公 開(kāi)還提供了 一種指紋驗(yàn)證方法。
[0008] 在例如便攜式終端設(shè)備等裝置上實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別功能。
[0009] 本公開(kāi)的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的詳細(xì)描述變得顯然，或部分地通過(guò)本公開(kāi) 的實(shí)踐而習(xí)得。
[0010] 根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，一種指紋識(shí)別檢測(cè)組件：
[0011] 一種指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于：
[0012] 按壓式指紋檢測(cè)元件；
[0013] 擦劃式指紋檢測(cè)元件；
[0014] 安全級(jí)別獲取單元，用于獲取待驗(yàn)證事務(wù)的安全級(jí)別；
[0015] 驗(yàn)證方式切換單元，用于在獲取到的安全級(jí)別為第一安全級(jí)別時(shí)，啟用所述按壓 式指紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋驗(yàn)證；以及在獲取到的安全級(jí)別為第二安全級(jí)別時(shí)，啟用所述擦 劃式指紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋驗(yàn)證；
[0016] 其中所述第一安全級(jí)別不同于所述第二安全級(jí)別。
[0017] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，所述擦劃式指紋檢測(cè)元件的檢測(cè)寬度大于或者 等于所述按壓式指紋檢測(cè)元件的檢測(cè)寬度。
[0018] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，
[0019] 所述按壓式指紋檢測(cè)元件與擦劃式指紋檢測(cè)元件包括多個(gè)電極；
[0020] 所述多個(gè)電極中的部分電極被所述按壓式指紋檢測(cè)元件與擦劃式指紋檢測(cè)元件 共用。
[0021] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，所述按壓指紋檢測(cè)元件包括：
[0022] 由多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極組成的行列矩陣，其每行包括多個(gè)第一電極或多 個(gè)第二電極，每列包括多個(gè)第一電極和第二電極且每一列中相鄰的一對(duì)第一電極和第二電 極組成一個(gè)按壓式指紋識(shí)別單元；
[0023] 所述行列矩陣的每列中，各指紋識(shí)別單元的第一電極彼此電連接；
[0024] 所述行列矩陣由第二電極構(gòu)成的行中，所述第二電極彼此電連接；
[0025] 所述擦劃式指紋檢測(cè)元件包括：
[0026] 所述由第二電極構(gòu)成的行；
[0027] 第三電極，與各所述由第二電極構(gòu)成的行間隔開(kāi)地相對(duì)以形成多個(gè)第一檢測(cè)間 隙。
[0028] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，由第一電極構(gòu)成的行和由第二電極構(gòu)成的行相 間設(shè)置；
[0029] 每一按壓式指紋識(shí)別單元中的與第一電極與第二電極之間形成第二檢測(cè)間隙；所 述第二檢測(cè)間隙不大于一列中相鄰兩個(gè)指紋識(shí)別單元中心距離的一半。
[0030] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，在每個(gè)指紋識(shí)別單元列中，相鄰指紋識(shí)別單元 的第一電極和第二電極的設(shè)置次序相反。
[0031] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，每一列所述第一電極之間被連接電極串聯(lián)；
[0032] 所述由第二電極構(gòu)成的行與所述連接電極重疊的部分之間設(shè)置有絕緣層。
[0033] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，所述絕緣層包括二氧化硅或有機(jī)絕緣材料。
[0034] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，所述第一電極為所述按壓式指紋檢測(cè)元件的感 應(yīng)電極或驅(qū)動(dòng)電極之一，所述第二電極為所述按壓式指紋檢測(cè)元件的感應(yīng)電極或驅(qū)動(dòng)電極 之另一;
[0035] 所述第二電極為所述擦劃式指紋檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)電極，所述第三電極為所述擦劃 式指紋檢測(cè)元件的感應(yīng)電極。
[0036] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，所述第一電極、第二電極、第三電極以及連接電 極包括金屬顆粒、石墨烯、碳納米管或?qū)щ姼叻肿硬牧稀?br> [0037] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，所述擦劃式指紋檢測(cè)元件還包括：
[0038] 參考電極，與所述第三電極相對(duì)設(shè)置并位于所述第三電極的與所述多個(gè)由第二電 極構(gòu)成的行相反的一側(cè)。
[0039] 在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，所述擦劃式指紋檢測(cè)元件還包括：
[0040] 多條虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極，所述多條虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極并排布置且彼此電連接，所述多條虛 設(shè)驅(qū)動(dòng)電極與所述多條驅(qū)動(dòng)電極對(duì)應(yīng)的設(shè)置于所述參考電極的與所述第三電極相反的一 側(cè)。
[0041] 根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，一種具有指紋識(shí)別檢測(cè)功能的終端設(shè)備，包括上述的任 意一種指紋識(shí)別檢測(cè)組件。
[0042] 根據(jù)本公開(kāi)的再一方面，一種指紋驗(yàn)證方法，應(yīng)用于同時(shí)具有按壓式指紋檢測(cè)元 件和擦劃式指紋檢測(cè)元件的終端設(shè)備；所述方法包括：
[0043] 獲取待驗(yàn)證事務(wù)的安全級(jí)別；
[0044] 在獲取到的安全級(jí)別為第一安全級(jí)別時(shí)，啟用所述按壓式指紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋 驗(yàn)證；
[0045] 在獲取到的安全級(jí)別為第二安全級(jí)別時(shí)，啟用所述擦劃式指紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋 驗(yàn)證；
[0046] 其中所述第一安全級(jí)別不同于所述第二安全級(jí)別。
[0047] 根據(jù)本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式所提供的指紋識(shí)別檢測(cè)組件及具有該指紋識(shí)別 檢測(cè)組件的終端設(shè)備中，由于集成了按壓式指紋檢測(cè)元件與擦劃式指紋檢測(cè)元件，從而在 一個(gè)指紋識(shí)別檢測(cè)組件中既可以實(shí)現(xiàn)擦劃式指紋驗(yàn)證，也可以實(shí)現(xiàn)按壓式指紋驗(yàn)證。在根 據(jù)本公開(kāi)的又一示例實(shí)施方式中，由于該按壓式指紋檢測(cè)元件與擦劃式指紋檢測(cè)元件共用 了部分電極結(jié)構(gòu)，因此一方面可以簡(jiǎn)化指紋識(shí)別檢測(cè)組件的結(jié)構(gòu)，減小指紋識(shí)別檢測(cè)組件 的空間占用，另一方面還可以簡(jiǎn)化工藝流程，降低制備成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0048] 通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述其示例實(shí)施方式，本公開(kāi)的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得 更加明顯。
[0049] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的用于指紋識(shí)別檢測(cè)的設(shè)備終端；
[0050] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中一種指紋識(shí)別檢測(cè)組件的框圖；
[0051] 圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例中一種指紋識(shí)別檢測(cè)組件的剖面圖；
[0052] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中指紋識(shí)別檢測(cè)組件的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中指紋識(shí)別檢測(cè)組件的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中指紋識(shí)別檢測(cè)組件的第三種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例中指紋識(shí)別檢測(cè)組件的第四種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例中指紋驗(yàn)證方法的流程圖。
[0057] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0058] 3、3' 指紋識(shí)別檢測(cè)組件
[0059] 7 保護(hù)層
[0060] 30 驅(qū)動(dòng)電路
[0061] 31 第三電極
[0062] 32 第二電極
[0063] 33 參考電極
[0064] 34 虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極
[0065] 35 第一檢測(cè)間隙
[0066] 36 第三檢測(cè)間隙
[0067] 37 差分濾波器
[0068] 38 差分放大器
[0069] 39 導(dǎo)線
[0070] 40 第一電極
[0071] 41 連接電極
[0072] 42 第二檢測(cè)間隙
[0073] Η 手指滑動(dòng)方向
[0074] D 距離

【具體實(shí)施方式】
[0075] 現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形 式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本公開(kāi)將 全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中相同的附 圖標(biāo)記表示相同或類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。
[0076] 此外，所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個(gè)或更多實(shí)施 例中。在下面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施例的充分理解。然而， 本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可以實(shí)踐本公開(kāi)的技術(shù)方案而沒(méi)有所述特定細(xì)節(jié)中的一個(gè)或更 多，或者可以采用其它的方法、組元、材料等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知結(jié)構(gòu)、 材料或者操作以避免模糊本公開(kāi)的各方面。
[0077] 圖1示出根據(jù)示例實(shí)施方式具有指紋識(shí)別檢測(cè)組件的設(shè)備終端。指紋識(shí)別檢測(cè)組 件可以設(shè)在其中的非顯示區(qū)域S區(qū)域，也可以設(shè)于S區(qū)域之上的顯示區(qū)域。
[0078] 圖2為根據(jù)示例實(shí)施方式的指紋識(shí)別檢測(cè)組件的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要包括按壓式 指紋檢測(cè)元件3b、擦劃式指紋檢測(cè)元件3a、安全級(jí)別獲取單元3c以及驗(yàn)證方式切換單元 3d。
[0079] 其中，擦劃式指紋檢測(cè)元件3a可以在用戶(hù)在其上擦劃的過(guò)程中，逐行得到用戶(hù)的 指紋信息，最后組合成為完整的指紋信息。由于擦劃式指紋檢測(cè)元件3a獲取用戶(hù)指紋信息 的面積為其檢測(cè)寬度和用戶(hù)擦劃長(zhǎng)度之積，因此可獲取豐富的指紋信息。在本示例實(shí)施方 式中，所述擦劃式指紋檢測(cè)元件3a的檢測(cè)寬度可以大于或者等于所述按壓式指紋檢測(cè)元 件3b的檢測(cè)寬度。當(dāng)然，本示例實(shí)施方式中并不以此為限。此外，由于獲取的指紋信息豐 富，因此擦劃式指紋檢測(cè)元件3a可以采用比對(duì)特征點(diǎn)的方式進(jìn)行驗(yàn)證，而無(wú)需圖像比對(duì)。
[0080] 按壓式指紋檢測(cè)元件3b可以在用戶(hù)在其上按壓的過(guò)程中，一次性或逐行掃描得 到用戶(hù)的指紋信息，而無(wú)需用戶(hù)移動(dòng)手指。按壓式指紋檢測(cè)元件3b獲取用戶(hù)指紋信息的面 積不大于按壓式指紋檢測(cè)元件3b的面積，這樣，按壓式指紋檢測(cè)元件3b獲取的指紋信息可 能較少，因此，可能無(wú)法采用比對(duì)特征點(diǎn)的方式進(jìn)行驗(yàn)證，而需要圖像比對(duì)，需要更多的計(jì) 算時(shí)間。
[0081] 安全級(jí)別獲取單元3c用于獲取待驗(yàn)證事務(wù)的安全級(jí)別；驗(yàn)證方式切換單元3d用 于在獲取到的安全級(jí)別為第一安全級(jí)別時(shí)，啟用所述按壓式指紋檢測(cè)元件3b進(jìn)行指紋驗(yàn) 證；以及在獲取到的安全級(jí)別為第二安全級(jí)別時(shí)，啟用所述擦劃式指紋檢測(cè)元件3a進(jìn)行指 紋驗(yàn)證；其中所述第一安全級(jí)別不同于所述第二安全級(jí)別。
[0082] 在上述指紋識(shí)別檢測(cè)組件中，由于集成了按壓式指紋檢測(cè)元件3b與擦劃式指紋 檢測(cè)元件3a，并且設(shè)置了安全級(jí)別獲取單元3c和驗(yàn)證方式切換單元3d，如此一方面可以在 一個(gè)指紋識(shí)別檢測(cè)組件中既可以實(shí)現(xiàn)擦劃式指紋驗(yàn)證，也可以實(shí)現(xiàn)按壓式指紋驗(yàn)證，另一 方面可以依據(jù)不同的安全級(jí)別提供不同的指紋驗(yàn)證方式。
[0083] 進(jìn)一步的，所述按壓式指紋檢測(cè)元件與擦劃式指紋檢測(cè)元件包括多個(gè)電極，例如 可以包括驅(qū)動(dòng)電極以及感應(yīng)電極等等；在本公開(kāi)的一種示例實(shí)施方式中，所述多個(gè)電極中 的部分電極被所述按壓式指紋檢測(cè)元件與擦劃式指紋檢測(cè)元件共用。例如共用驅(qū)動(dòng)電極或 者共用感應(yīng)電極等等。由于該按壓式指紋檢測(cè)元件與擦劃式指紋檢測(cè)元件共用了部分電 路，因此一方面可以簡(jiǎn)化指紋識(shí)別檢測(cè)組件的結(jié)構(gòu)，減小指紋識(shí)別檢測(cè)組件的體積，另一方 面還可以簡(jiǎn)化工藝流程，降低制備成本。
[0084] 下面以一示例實(shí)施方式對(duì)上述指紋識(shí)別檢測(cè)組件3進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0085] 如圖3-圖7中所示，本示例實(shí)施方式中的指紋識(shí)別檢測(cè)組件3同時(shí)包括按壓式指 紋檢測(cè)元件與擦劃式指紋檢測(cè)元件。除此之外還可以包括保護(hù)層7、引線、指紋識(shí)別芯片以 及主電路板等其他結(jié)構(gòu)。舉例而言：
[0086] 如圖4中所示，本示例實(shí)施方式中，所述按壓式指紋檢測(cè)元件包括由多個(gè)第一電 極40和多個(gè)第二電極32組成的行列矩陣，其每行包括多個(gè)第一電極40或多個(gè)第二電極 32,每列包括多個(gè)第一電極40和第二電極32且每一列中相鄰的一對(duì)第一電極和第二電極 可構(gòu)成一個(gè)基本電容器，每一該電容器即為一簡(jiǎn)單的指紋識(shí)別單元。所有所述按壓式指紋 識(shí)別單元矩陣分布。所述行列矩陣的每列中，各指紋識(shí)別單元的第一電極40彼此電連接； 所述行列矩陣由第二電極40構(gòu)成的行中，所述第二電極40彼此電連接。
[0087] 該第一電極40可以作為按壓式指紋檢測(cè)元件的感應(yīng)電極也可以作為按壓式指紋 檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)電極。本示例實(shí)施方式中，所述第一電極40用作按壓式指紋檢測(cè)元件的感 應(yīng)電極。相應(yīng)的，所述按壓式指紋檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)電極為所述第二電極32。各所述第一電 極40分別與相鄰的第二電極32之間形成第二檢測(cè)間隙42。
[0088] 進(jìn)一步的，如果每一所述第一電極40和第二電極32均分別與一引線連接，則會(huì)大 幅度增加電路的復(fù)雜程度；因此，本示例實(shí)施方式中，每一列所述第一電極40之間被連接 電極41串聯(lián)，最后同一列第一電極40連接至一個(gè)引線即可。每一列中的所述第一電極40 和連接電極41可以為一體式結(jié)構(gòu)也可以分別為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。同樣的，每一行所述第二電極 32之間串聯(lián)，最后同一行第二電極32連接至一個(gè)引線即可。本示例實(shí)施方式中，每一行中 的所述第二電極32可以為一體式結(jié)構(gòu)，當(dāng)然在其他示例實(shí)施方式中，其也可以分別為獨(dú)立 的結(jié)構(gòu)。
[0089] 由于上述連接電極41與由第二電極32構(gòu)成的行之間存在重疊的區(qū)域，因此，在所 述由第二電極32構(gòu)成的行與所述連接電極41重疊的部分之間設(shè)置有絕緣層，從而實(shí)現(xiàn)第 一電極40與由第二電極32構(gòu)成的行之間的電氣隔離。該絕緣層可以包括二氧化硅或有機(jī) 絕緣材料等等。在具體實(shí)施中，可以是所述由第二電極32構(gòu)成的行在所述連接電極41之 上，也可以是所述由第二電極32構(gòu)成的行在所述連接電極41之下，本示例實(shí)施方式中并不 以此為限。
[0090] 由于列方向上一個(gè)指紋識(shí)別單元的驅(qū)動(dòng)電極（第二電極32)與另一個(gè)指紋識(shí)別 單元的感應(yīng)電極（第一電極40)相鄰，因此可能對(duì)該另一個(gè)指紋識(shí)別單元的感應(yīng)電極造成 影響，導(dǎo)致難以從相應(yīng)感應(yīng)電極列上讀出的信號(hào)精確判斷指紋圖像。這個(gè)問(wèn)題可通過(guò)使列 方向上相鄰的電容型指紋識(shí)別單元中心距離D的一半大于上述第二檢測(cè)間隙42而得到解 決；如圖5中所示，即令一個(gè)指紋識(shí)別單元的感應(yīng)元件相對(duì)遠(yuǎn)離其他指紋識(shí)別單元的感應(yīng) 元件。
[0091] 除此之外，上述問(wèn)題還可以如圖6中所示，通過(guò)將每?jī)尚兴龅谝浑姌O40設(shè)于兩 行所述第二電極32之間而解決。這是因?yàn)?，每個(gè)指紋識(shí)別單元的第一電極40與相鄰指紋 識(shí)別單元的第一電極40相鄰，第二電極32與另一相鄰指紋識(shí)別單元的第二電極32相鄰。 這樣，由于每個(gè)指紋識(shí)別單元中的第一電極40僅與本單元中的第二電極32相鄰，而不會(huì)與 另一第二電極32相鄰，因此，不會(huì)產(chǎn)生不同單元中的第一電極40和第二電極32干擾的問(wèn) 題，有利于精確定位產(chǎn)生指紋圖像的單元。
[0092] 如圖4-圖7中所示，所述擦劃式指紋檢測(cè)元件與所述按壓式指紋檢測(cè)元件共用所 述由第二電極32構(gòu)成的行；所述擦劃式指紋檢測(cè)元件還包括垂直設(shè)置（當(dāng)然，其也可以成 特定的角度）的第三電極31。本示例實(shí)施方式中，第三電極31可以用作擦劃式指紋檢測(cè)元 件的感應(yīng)電極，其具體可以為一條狀電極。由第二電極32構(gòu)成的行可以用作擦劃式指紋檢 測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)電極。各所述由第二電極32構(gòu)成的行分別與所述第三電極31間隔開(kāi)地相對(duì) 以形成多個(gè)第一檢測(cè)間隙35。每一由第二電極32構(gòu)成的行和所述第三電極31可構(gòu)成一個(gè) 基本電容器，每一該電容器即為一簡(jiǎn)單的指紋識(shí)別單元。
[0093] 圖4-圖6中所示的指紋識(shí)別檢測(cè)組件3的多個(gè)電極雖然提供了滿(mǎn)意的性能，但是 其中的擦劃式指紋檢測(cè)元件易受寄生耦合和由人類(lèi)身體聚集的噪聲以及來(lái)自第一檢測(cè)間 隙35外的指脊紋的通過(guò)手指的主要部分而耦合的干擾的影響。為了優(yōu)化指紋識(shí)別的準(zhǔn)確 性，消除來(lái)自第一檢測(cè)間隙35外的指脊紋部分的耦合干擾，即消除差分噪聲，在圖6中示出 了改良的指紋識(shí)別檢測(cè)組件3'的多個(gè)電極。
[0094] 與圖4-圖6中相同地，圖7中的擦劃式指紋檢測(cè)元件包括多個(gè)由第二電極32構(gòu) 成的行和第三電極31。由第二電極32構(gòu)成的行實(shí)質(zhì)上彼此平行，并且連接至驅(qū)動(dòng)電路30。 第三電極31實(shí)質(zhì)上垂直于由第二電極32構(gòu)成的行布置。每個(gè)由第二電極32構(gòu)成的行通 過(guò)第一檢測(cè)間隙35自檢測(cè)板間隔開(kāi)。因此，指紋識(shí)別檢測(cè)組件3'的多個(gè)電極包括位于各 個(gè)由第二電極32構(gòu)成的行和第三電極31之間的線性排列的第一檢測(cè)間隙35。驅(qū)動(dòng)電路 30以驅(qū)動(dòng)信號(hào)順序地激勵(lì)由第二電極32構(gòu)成的行。
[0095] 擦劃式指紋檢測(cè)元件還可以包括參考電極33和多條虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34(參見(jiàn)圖7)， 參考電極33與第三電極31相對(duì)設(shè)置并位于第三電極31的與多個(gè)由第二電極32構(gòu)成的行 相反的一側(cè)。多條虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34并排布置且彼此電連接，多條虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34與多個(gè) 由第二電極32構(gòu)成的行對(duì)應(yīng)地設(shè)置在參考電極33的與第三電極31相反的一側(cè)。
[0096] 擦劃式指紋檢測(cè)元件還包括可以實(shí)質(zhì)上平行于第三電極31并與第三電極31分離 開(kāi)的參考電極33。參考電極33位于與由第二電極32構(gòu)成的行相對(duì)的第三電極31的一側(cè)， 并因而通過(guò)比第三電極31更大的距離與由第二電極32構(gòu)成的行隔開(kāi)。參考電極33應(yīng)該 通過(guò)一段距離與由第二電極32構(gòu)成的行間隔開(kāi)，此距離足以為共模噪聲消除提供噪聲和 寄生耦合參考。在一些實(shí)施方案中，參考電極33和第三電極31可以具有相等的長(zhǎng)度和寬 度，并且可以并排地平行布置。參考電極33類(lèi)似于第三電極31那樣感測(cè)脊/谷信號(hào)，但其 實(shí)質(zhì)上強(qiáng)度減弱。因?yàn)閰⒖茧姌O33和第三電極31緊密地間隔并且具有類(lèi)似的尺寸，兩個(gè) 電極產(chǎn)生了大致相等的噪聲和寄生信號(hào)。從參考電極33上的信號(hào)中減去第三電極31上的 信號(hào)產(chǎn)生了與感測(cè)的信號(hào)之間的差成比例的脊/谷信號(hào)，由于來(lái)自第一檢測(cè)間隙35上的兩 個(gè)電極的相對(duì)間距，這是顯著的。但是，相等耦合的噪聲和寄生信號(hào)可以通過(guò)減去兩個(gè)電極 上的信號(hào)而被消除。
[0097] 第三電極31和參考電極33通過(guò)差分濾波器37耦合至差分放大器38。尤其，第三 電極31可以通過(guò)差分濾波器37耦合至差分放大器38的正向輸入，而參考電極33可以通 過(guò)差分濾波器37耦合至差分放大器38的反向輸入。差分放大器38通過(guò)電子方式減去第 三電極31和參考電極33上的信號(hào)，使得噪聲和寄生信號(hào)被消除。
[0098] 擦劃式指紋檢測(cè)元件還可以包括與參考電極33間隔開(kāi)地虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電路30。如圖 6中所示，虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電路30可以包括實(shí)質(zhì)上平行的虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34,其與參考電極33垂直 地放置并由第三檢測(cè)間隙36與參考電極33間隔開(kāi)。平行虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34由導(dǎo)線39互相 電連接，并且通過(guò)導(dǎo)線39連接至驅(qū)動(dòng)電路30。在一些實(shí)施方案中，相對(duì)于參考電極33的平 行虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34的排列匹配相對(duì)于第三電極31的由第二電極32構(gòu)成的行的排列。因 此，平行虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34的寬度、平行虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34之間的間距、和第三檢測(cè)間隙36的 大小可以分別與由第二電極32構(gòu)成的行的寬度、由第二電極32構(gòu)成的行之間的間距、和第 一檢測(cè)間隙35的大小相同。
[0099] 虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電路30可以在指紋圖像感測(cè)期間連接至參考電位，例如接地。因此，在 指紋圖像感測(cè)的任何瞬間時(shí)間，由第二電極32構(gòu)成的行中的一個(gè)可以被驅(qū)動(dòng)信號(hào)激勵(lì)，并 且剩余的由第二電極32構(gòu)成的行耦合至參考電位，例如接地。對(duì)于擦劃式指紋檢測(cè)元件具 有個(gè)由第二電極32構(gòu)成的行的例子，在任何給定時(shí)刻，除了個(gè)由第二電極32構(gòu)成的行中的 一個(gè)以外的所有由第二電極32構(gòu)成的行連接至接地，并且在圖像感測(cè)期間的任何給定時(shí) 亥IJ，虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電路30的所有平行虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34連接至接地。利用該布置，接地導(dǎo)體上的 噪聲實(shí)質(zhì)上等價(jià)地耦合至第三電極31和參考電極33。耦合的噪聲通過(guò)差分放大器38被減 去，并從而被消除。所關(guān)心的指紋圖像信號(hào)在第三電極31和參考電極33之間被檢測(cè)，并且 不被差分放大器38消除。本實(shí)施例中，第三電極31、由第二電極32構(gòu)成的行、參考電極33 和虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34都可以利用傳統(tǒng)的沉積、蝕刻和光刻技術(shù)形成。
[0100] -般，第一檢測(cè)間隙35的大小小于典型指紋的脊間距，并且一般在25至50 μ m的 范圍內(nèi)。本實(shí)施例中，相鄰的由第二電極32構(gòu)成的行之間的節(jié)距彼此相等且在50至60 μ m 范圍內(nèi)，由第二電極32構(gòu)成的行的寬度彼此相等且在20至45 μ m范圍內(nèi)，第一檢測(cè)間隙35 的大小彼此相等且在20至40 μ m范圍內(nèi)。
[0101] 擦劃式指紋檢測(cè)元件的一個(gè)例子中，由第二電極32構(gòu)成的行具有25 μ m(微米） 的寬度，并且相鄰的由第二電極32構(gòu)成的行之間的間距是25 μ m。第一檢測(cè)間隙35的大小 為25 μ m。第三電極31和參考電極33之間的間距為25 μ m。虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電路30的平行虛設(shè) 驅(qū)動(dòng)電極34的寬度為25 μ m并且相鄰的虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極34之間的間距為25 μ m。第三檢測(cè) 間隙36的大小為32 μ m。這里的工藝尺寸參數(shù)僅僅作為例子給出，并不限制關(guān)于本發(fā)明的 范圍。
[0102] 上述的第一電極40、第二電極32、第三電極31以及連接電極41的材質(zhì)可以相同， 也可以不同。形成第一電極40、第二電極32、第三電極31以及連接電極41的材料可選自 ITO(氧化銦錫）、或金屬單質(zhì)顆粒如金、銀、銅、鋅、鋁的一種或兩種以上、金屬合金導(dǎo)電材 料、石墨烯、碳納米管材料、納米導(dǎo)電材料如納米銀等，但本公開(kāi)不限于此。
[0103] 根據(jù)一不例實(shí)施方式，第一電極40、第二電極32以及第三電極31可以包括導(dǎo)電網(wǎng) 格。通過(guò)采用導(dǎo)電網(wǎng)格，降低了成本，但仍可達(dá)到指紋識(shí)別的良好效果。此外，指紋檢測(cè)識(shí) 別組件還可以包括引線（未示出），與擦劃式指紋檢測(cè)元件及按壓式指紋檢測(cè)元件連接，用 于將指紋檢測(cè)元件連接到外部電路，例如指紋識(shí)別電路。引線同樣可以包括導(dǎo)電網(wǎng)格。
[0104] 進(jìn)一步的，本示例實(shí)施方式中還提供了一種具有指紋識(shí)別檢測(cè)功能的終端設(shè)備， 該終端設(shè)備具有一顯示屏以及上述的任意一種指紋識(shí)別檢測(cè)組件，該顯示屏可以為觸控屏 也可以為非觸控屏。借由本示例實(shí)施方式中的指紋檢測(cè)識(shí)別組件，該終端設(shè)備既可以實(shí)現(xiàn) 擦劃式指紋指紋識(shí)別，也可以實(shí)現(xiàn)按壓式指紋識(shí)別。容易理解的是，本示例實(shí)施方式中的指 紋識(shí)別檢測(cè)組件同樣可以應(yīng)用于不具有顯示屏的終端設(shè)備，因此并不以此為限。
[0105] 鑒于具有擦劃式指紋指紋識(shí)別技術(shù)和按壓式指紋識(shí)別技術(shù)兩種不同的指紋識(shí)別 方式。因此，本示例實(shí)施方式中還據(jù)此提供了一種指紋驗(yàn)證方法，該指紋驗(yàn)證方法應(yīng)用于上 述同時(shí)具有擦劃式指紋檢測(cè)元件和按壓式指紋檢測(cè)元件的終端設(shè)備；如圖8中所示，其主 要包括步驟：
[0106] S11.獲取待驗(yàn)證事務(wù)的安全級(jí)別；
[0107] S12-S13.在獲取到的安全級(jí)別為第一安全級(jí)別時(shí)，啟用所述擦劃式指紋檢測(cè)元件 進(jìn)行指紋驗(yàn)證；
[0108] S14-S15.在獲取到的安全級(jí)別為第二安全級(jí)別時(shí)，啟用所述按壓式指紋檢測(cè)元件 進(jìn)行指紋驗(yàn)證；
[0109] 其中所述第一安全級(jí)別不同于所述第二安全級(jí)別。
[0110] 以手機(jī)支付為例，用戶(hù)在進(jìn)行手機(jī)支付過(guò)程中，輸入交易數(shù)額后，系統(tǒng)會(huì)判斷此交 易為小額支付事務(wù)或者大額支付事務(wù)。在判斷此交易為小額支付事務(wù)時(shí)，則獲取當(dāng)前事務(wù) 的安全級(jí)別為第一安全級(jí)別，此時(shí)可以通過(guò)上述控制單元啟用所述擦劃式指紋檢測(cè)元件進(jìn) 行指紋驗(yàn)證。在判斷此交易為大額支付事務(wù)時(shí)，則獲取當(dāng)前事務(wù)的安全級(jí)別為第二安全級(jí) 另|J，此時(shí)可以通過(guò)上述控制單元啟用所述按壓式指紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋驗(yàn)證。
[0111] 容易理解的是，本示例實(shí)施方式中的所述待驗(yàn)證事務(wù)的安全級(jí)別可以根據(jù)需要而 預(yù)先設(shè)置；例如，預(yù)先設(shè)置解鎖開(kāi)機(jī)界面、啟動(dòng)相機(jī)等事務(wù)的安全級(jí)別為第一安全級(jí)別，預(yù) 先設(shè)置打開(kāi)相冊(cè)、打開(kāi)指定文件夾以及查看短信記錄等事務(wù)的安全級(jí)別為第二安全級(jí)別等 等。
[0112] 由上可知，通過(guò)本示例實(shí)施方式所提供的指紋驗(yàn)證方法，在進(jìn)行安全級(jí)別較低的 事務(wù)驗(yàn)證時(shí)，可以由擦劃式指紋檢測(cè)元件完成；在進(jìn)行安全級(jí)別較高的事務(wù)驗(yàn)證時(shí)，可以由 按壓式指紋檢測(cè)元件完成。
[0113] 本公開(kāi)已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本公開(kāi)的范例。 必需指出的是，已揭露的實(shí)施例并未限制本公開(kāi)的范圍。相反地，在不脫離本公開(kāi)的精神和 范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均屬本公開(kāi)的專(zhuān)利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于： 按壓式指紋檢測(cè)元件； 擦劃式指紋檢測(cè)元件； 安全級(jí)別獲取單元，用于獲取待驗(yàn)證事務(wù)的安全級(jí)別； 驗(yàn)證方式切換單元，用于在獲取到的安全級(jí)別為第一安全級(jí)別時(shí)，啟用所述按壓式指 紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋驗(yàn)證；以及在獲取到的安全級(jí)別為第二安全級(jí)別時(shí)，啟用所述擦劃式 指紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋驗(yàn)證； 其中所述第一安全級(jí)別不同于所述第二安全級(jí)別。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，所述擦劃式指紋檢測(cè)元件 的檢測(cè)寬度大于或者等于所述按壓式指紋檢測(cè)元件的檢測(cè)寬度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于： 所述按壓式指紋檢測(cè)元件與擦劃式指紋檢測(cè)元件包括多個(gè)電極； 所述多個(gè)電極中的部分電極被所述按壓式指紋檢測(cè)元件與擦劃式指紋檢測(cè)元件共用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，所述按壓指紋檢測(cè)元件包 括： 由多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極組成的行列矩陣，其每行包括多個(gè)第一電極或多個(gè)第 二電極，每列包括多個(gè)第一電極和第二電極且每一列中相鄰的一對(duì)第一電極和第二電極組 成一個(gè)按壓式指紋識(shí)別單元； 所述行列矩陣的每列中，各指紋識(shí)別單元的第一電極彼此電連接； 所述行列矩陣由第二電極構(gòu)成的行中，所述第二電極彼此電連接； 所述擦劃式指紋檢測(cè)元件包括： 所述由第二電極構(gòu)成的行； 第三電極，與各所述由第二電極構(gòu)成的行間隔開(kāi)地相對(duì)以形成多個(gè)第一檢測(cè)間隙。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，由第一電極構(gòu)成的行和由 第二電極構(gòu)成的行相間設(shè)置； 每一按壓式指紋識(shí)別單元中的與第一電極與第二電極之間形成第二檢測(cè)間隙；所述第 二檢測(cè)間隙不大于一列中相鄰兩個(gè)指紋識(shí)別單元中心距離的一半。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，在每個(gè)指紋識(shí)別單元列中， 相鄰指紋識(shí)別單元的第一電極和第二電極的設(shè)置次序相反。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，每一列所述第一電極之間 被連接電極串聯(lián)； 所述由第二電極構(gòu)成的行與所述連接電極重疊的部分之間設(shè)置有絕緣層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，所述絕緣層包括二氧化硅 或有機(jī)絕緣材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，所述第一電極為所述按壓 式指紋檢測(cè)元件的感應(yīng)電極或驅(qū)動(dòng)電極之一，所述第二電極為所述按壓式指紋檢測(cè)元件的 感應(yīng)電極或驅(qū)動(dòng)電極之另一； 所述第二電極為所述擦劃式指紋檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)電極，所述第三電極為所述擦劃式指 紋檢測(cè)元件的感應(yīng)電極。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，所述第一電極、第二電極、 第三電極以及連接電極包括金屬顆粒、石墨烯、碳納米管或?qū)щ姼叻肿硬牧稀?br> 11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，所述擦劃式指紋檢測(cè)元件 還包括： 參考電極，與所述第三電極相對(duì)設(shè)置并位于所述第三電極的與所述多個(gè)由第二電極構(gòu) 成的行相反的一側(cè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，所述擦劃式指紋檢測(cè)元 件還包括： 多條虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極，所述多條虛設(shè)驅(qū)動(dòng)電極并排布置且彼此電連接，所述多條虛設(shè)驅(qū) 動(dòng)電極與所述多條驅(qū)動(dòng)電極對(duì)應(yīng)的設(shè)置于所述參考電極的與所述第三電極相反的一側(cè)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的指紋識(shí)別檢測(cè)組件，其特征在于，所述第一電極、第二電極 以及第三電極形成的圖案至少一部分由導(dǎo)電網(wǎng)格構(gòu)成。
14. 一種具有指紋識(shí)別檢測(cè)功能的終端設(shè)備，包括如權(quán)利要求1-13中任意一項(xiàng)所述的 指紋識(shí)別檢測(cè)組件。
15. -種指紋驗(yàn)證方法，應(yīng)用于同時(shí)具有按壓式指紋檢測(cè)元件和擦劃式指紋檢測(cè)元件 的終端設(shè)備；其特征在于，所述方法包括： 獲取待驗(yàn)證事務(wù)的安全級(jí)別； 在獲取到的安全級(jí)別為第一安全級(jí)別時(shí)，啟用所述按壓式指紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋驗(yàn) 證； 在獲取到的安全級(jí)別為第二安全級(jí)別時(shí)，啟用所述擦劃式指紋檢測(cè)元件進(jìn)行指紋驗(yàn) 證； 其中所述第一安全級(jí)別不同于所述第二安全級(jí)別。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK104156709SQ201410424156
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】唐根初, 劉偉, 蔣芳 申請(qǐng)人:南昌歐菲生物識(shí)別技術(shù)有限公司, 南昌歐菲光科技有限公司, 深圳歐菲光科技股份有限公司, 蘇州歐菲光科技有限公司