一種觸摸上電指紋讀頭組件及指紋識別系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體指紋識別技術和電容式觸摸感應技術及其應用。
【背景技術】
[0002]指紋讀頭，是利用人體生物特征指紋來進行身份安全識別，具有不可替代，不可復制和唯一性的特點，其采用高科技的數字圖像處理、生物識別及DSP算法等技術，用于門禁安全、進出人員識別控制，是符合現代安防要求的新一代門禁系統。指紋讀頭以手指取代傳統的鑰匙及現有的IC、ID卡功能，它利用人體指紋的各異性和不變性，為用戶提供安全可靠的加密手段，使用時只需將手指平放在指紋采集面板上，即可完成開鎖任務，操作十分簡便。而且避免了傳統機械鎖、識別卡、密碼鎖等由于鑰匙的丟失與盜用、識別卡的偽造或密碼鎖的破譯所造成的損失。
[0003]帶有指紋讀頭的指紋識別系統還可具有顯示屏漢字顯示功能和鍵盤導航功能，從而增強門禁的防護措施，實現安全、方便的管理。
[0004]鍵盤和/或顯示屏作為指紋讀頭的輔助設備，構成指紋識別系統的一部分，用于對指紋采集過程進行提示或者顯示，提高用戶完成指紋識別過程的便利性。另外，位于指紋采集區或鍵盤區的背光光源用于突出顯示指紋采集的位置或按鍵的位置。然而，現有的指紋識別系統中，顯示屏及/或背光光源是通過指紋識別系統的總開關進行控制，工作模式為常開或者常閉，在一些工作場合，為了降低系統功耗，通常將系統工作模式設置為常開。因此，使用者直接將手放在指紋采集區不能使系統開始工作，也就是說不能僅通過將手指放在指紋采集區來點亮顯示屏及/或背光光源。實際的情況是，進行指紋識別操作之前，需要先通過觸摸顯示屏或輔助鍵盤來啟動系統電源、點亮顯示屏及/或背光光源，繼而根據屏幕顯示或系統語音播報的指紋采集指示，將手指放置在指紋采集區域進行掃描采集。這一過程需要用戶進行兩次手部動作，用戶體驗較差。
[0005]人們希望通過技術改進提升這一體驗，希望僅僅將手指放在指紋采集區域就能啟動系統電源、點亮顯示屏及/或背光光源，繼而進行掃描采集。
[0006]CN102681777A(公開日2012年9月19日，申請人華為終端有限公司)公開了一種移動終端，包括指紋傳感器、處理器、顯示屏，其特征在于:所述指紋傳感器，用于采集指紋數據；所述處理器，用于若所述指紋傳感器采集到指紋數據，則執行點亮顯示屏的指令，點亮所述顯示屏。該方案可以隨著人手指的感應點亮顯示屏，缺點是實現時需要對CPU進行復雜程序設計，程序運行功耗大。
[0007]對于采用電池供電的指紋識別系統而言，功耗過大將極大影響用戶體驗，甚至使得產品無法正常使用。以裝配有該指紋識別系統的智能門鎖為例，該門鎖通常由電池供電并采用小型液晶顯示屏降低功耗，以保證一組電池能夠支撐智能鎖正常工作數年時間。如果系統功耗過大，則需要頻繁更換電池或者因電池電量過低而無法正常開鎖，為人們的生活帶來極大不便。因此華為終端有限公司的上述技術方案不能解決某些應用場合下對降低功耗的實施要求。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種在指紋采集過程中隨著人手指的感應來點亮顯示屏及/或背光光源的觸摸上電指紋讀頭組件，以及一種觸摸上電指紋識別系統。
[0009]為了達到上述目的本發明采用如下技術方案:
[0010]一種觸摸上電指紋讀頭組件，包括壓板、保護殼以及半導體指紋讀頭，所述壓板及所述保護殼通過匹配的卡扣將所述半導體指紋讀頭夾持在所述壓板與所述保護殼之間，其中所述保護殼設有第一鏤空區，所述第一鏤空區與所述半導體指紋讀頭的采集面板形狀匹配，便于進行指紋采集；其特征在于:
[0011]在所述半導體指紋讀頭與所述保護殼之間還設有感應片，所述感應片也夾持在所述壓板與所述保護殼之間，并設有與所述第一鏤空區形狀匹配的第二鏤空區，且所述感應片適合于與用于點亮顯示屏及/或背光光源的電源管理模塊電連接，所述感應片用于在手指穿過所述第二鏤空區時驅動電源管理模塊點亮顯示屏及/或背光光源。
[0012]優選地，所述半導體指紋讀頭與所述感應片之間還設有絕緣片，所述絕緣片也夾持在所述壓板與所述保護殼之間，并設有與所述第一鏤空區及第二鏤空區形狀匹配的第三鏤空區。
[0013]優選地，所述絕緣片采用PVC材料制成。
[0014]優選地，所述絕緣片的厚度為0.2毫米至0.5毫米，優選0.4毫米。
[0015]優選地，所述感應片采用銅材料制成。
[0016]為了達到上述目的本發明還提出如下技術方案:
[0017]—種指紋識別系統，包括半導體指紋讀頭、與之電連接的顯示屏和/或鍵盤、以及控制主板，所述半導體指紋讀頭包括采集面板和邊框，所述控制主板包括主芯片和用于點亮顯示屏及/或背光光源的電源管理模塊，其特征在于:
[0018]所述邊框上面設置一感應片，所述感應片與所述邊框之間設置一絕緣層；
[0019]所述控制主板還包括一電容檢測芯片，所述電容檢測芯片的輸入端與所述感應片連接，所述電容檢測芯片的輸出端與所述主芯片連接；所述電容檢測芯片用于檢測感應片與人體手指之間的電容變化，并將所述電容變化轉化為信號發送至所述主芯片；
[0020]所述主芯片用于根據所述信號驅動所述電源管理模塊。
[0021]優選地，所述感應片至少覆蓋所述邊框中易于被人體手指碰觸的位置。
[0022]優選地，所述絕緣層為一絕緣片，或者為形成在所述感應片下表面或所述邊框上表面的絕緣涂層。
[0023]優選地，所述電容檢測芯片的電源電壓為3-5V，優選3.3V。
[0024]優選地，所述電容檢測芯片的電源在主芯片驅動所述電源管理模塊完成顯示屏和/或背光光源的觸摸上電后，由主芯片控制其處于斷開狀態直至所述指紋識別系統待機后閉合。
[0025]本發明提供的觸摸上電指紋讀頭組件和指紋識別系統，對顯示屏及/或背光光源的控制更加智能化，在系統通電的情況下，通過人手指的感應來點亮顯示屏及/或背光光源，無需先對系統的屏幕或鍵盤區進行觸摸上電，一方面本發明為使用者帶來了更好的操作體驗；第二方面本發明所采用的方案能耗極低，所附加的部件和電路不會降低設備的續航能力；第三方面本發明的指紋讀頭組件無需改變現有指紋讀頭的結構，模塊化生產成本以及針對現有指紋讀頭組件的改造成本低；第四方面本發明可廣泛應用于各類指紋識別門禁系統，例如智能指紋鎖；銀行、證券、保險等金融行業工作人員的簽到、簽退、授權；會員管理指紋身份網絡認證；考生身份識別的指紋認證；政府辦公自動化的安全認證管理等，具有廣闊的應用前景和巨大的商業價值。
【附圖說明】
[0026]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明的不當限定，在附圖中:
[0027]圖1是本發明觸摸上電指紋讀頭組件的第一實施例的分層爆炸視圖；
[0028]圖2是本發明觸摸上電指紋讀頭組件的第一實施例的裝配示意圖；
[0029]圖3是本發明觸摸上電指紋識別系統的電路原理圖；
[0030]圖4是本發明觸摸上電指紋讀頭組件的第二實施例的分層爆炸視圖；
[0031]圖5-6是本發明觸摸上電指紋讀頭組件替換例中絕緣涂層的示意圖；
[0032]圖7是本發明觸摸上電指紋讀頭組件的第三實施例的分層爆炸視圖。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，在此以本發明的示意性實施例及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0034]如圖1-圖2顯示了本發明的第一實施例，一種觸摸上電指紋讀頭組件，包括壓板5、保護殼I以及指紋讀頭4，所述指紋讀頭4包括采集面板41和邊框42，從圖示形式可以看出為一般的半導體指紋讀頭結構，本發明不對其型號作出限制。所述壓板5及所述保護殼I通過匹配的卡扣將所述指紋讀頭夾持在所述壓板5與所述保護殼I之間，其中所述保護殼I設有第一鏤空區10，所述第一鏤空區與所述指紋讀頭的采集面板41形狀匹配，便于進行指紋采集；在所述指紋讀頭4與所述保護殼I之間還設有感應片2，所述感應片2也夾持在所述壓板5與所述保護殼I之間，并設有與所述第一鏤空區10形狀匹配的第二鏤空區20，且所述感應片2與用于點亮顯示屏及/或背光光源的電源管理模塊電連接，用于在手指穿過所述第二鏤空區時通過所述感應片2驅動電源管理模塊點亮顯示屏及/或背光光源，必要時可通過編寫程序進行控制。優選地，該感應片2為銅片。
[0035]在本發明的指紋讀頭組件結構中，所述半導體指紋讀頭4與所述感應片2之間還夾設有絕緣片3，所述絕緣片3設有與所述第一鏤空區及第二鏤空區形狀匹配的第三鏤空區30，所述絕緣片3用來隔開指紋讀頭4與感應片2或2’，避免指紋讀頭的信息采集區電流作用于感應片產生電容變化，從而避免造成系統不期望的上電。
[0036]所述絕緣片3的材質、厚度和面積的選擇以使指紋采集區電流對感應片的干擾降低到越小越好。例如所述絕緣片3的覆蓋面積大于或等于感應片2或2’的面積，以使感應片2或2’的所有區域與指紋讀頭的邊框之間均隔離