指紋識別裝置以及指紋識別系統的制作方法
【專利摘要】一種指紋識別裝置以及指紋識別系統，所述指紋識別裝置包括第一光源，用于發出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一檢測光；第二光源，用于發出第二出射光，所述第二出射光在手指表面發生反射，形成第二檢測光；傳感器，用于接收所述第一檢測光，以進行活體判斷；還用于接收第二檢測光，以進行指紋識別。本發明指紋識別裝置不但能夠進行指紋識別，還能進行活體判斷，鑒別放置于所述傳感器上方的物體是否為活體，在保證指紋檢測的FAR和FRR的同時，提高了安全性。
【專利說明】
指紋識別裝置以及指紋識別系統
技術領域
[0001]本發明涉及光電領域，尤其涉及一種指紋識別裝置以及指紋識別系統。
【背景技術】
[0002]指紋識別技術，是通過指紋傳感器采集到人體的指紋圖像，然后與系統里的已有指紋成像信息進行比對，來判斷正確與否，進而實現身份識別的技術。由于其使用的方便性，以及人體指紋的唯一性，指紋識別技術已經大量應用于各個領域，比如公安局、海關等安檢領域，樓宇的門禁系統，以及個人電腦和手機等消費品領域等等。
[0003]光學式指紋成像系統是一種利用光的折射和反射原理采集指紋的系統。如圖1所示，現有光學式指紋成像系統主要由背光板10、光學指紋傳感器12和保護玻璃13組成。當采集指紋圖像時，人體指頭14放置于保護玻璃103上。背光板10的出射光11(圖1中方向向上的長箭頭所示)透過光學指紋傳感器12和保護玻璃13，并在人體指頭14與保護玻璃13的接觸界面發生反射和透射，形成反射光線15 (圖1中方向向下的短箭頭所示)，反射光線15透過保護玻璃13，照射到光學指紋傳感器12上，光學指紋傳感器12進行光電轉換和信號處理，從而實現指紋圖像的采集。人體指頭14與保護玻璃13的接觸面特征反映了人體的指紋特征，而且此接觸面的特征會直接影響反射光15的特征，因此，光學指紋傳感器12采集到的圖像直接反映了人體指紋的特征。
[0004]目前的指紋識別系統可以在很小的體積上得到很高的拒真率(FAR)和認假率(FRR)，但所采集用于識別的圖像位于手指皮膚表面，易于被復制，不能檢驗是否為活體本身的指紋，因此安全性不高。
【發明內容】
[0005]本發明解決的問題是提供一種指紋識別裝置以及指紋識別系統，所述指紋識別裝置不僅具有指紋識別的功能，還具有活體識別功能，因此，所述指紋識別裝置不但具有較高的FAR和FRR，還具有較高的安全性。
[0006]為解決上述問題，本發明提供一種指紋識別裝置，包括:
[0007]第一光源，用于發出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一檢測光；
[0008]第二光源，用于發出第二出射光，所述第二出射光在手指表面發生反射，形成第二檢測光；
[0009]傳感器，用于接收所述第一檢測光，以進行活體判斷；還用于接收第二檢測光，以進行指紋識別。
[0010]可選的，所述傳感器包括CXD傳感器、CMOS傳感器以及玻璃基體傳感器。
[0011]可選的，所述傳感器為平板傳感器，包括基板和位于所述基板上的像素單元陣列。
[0012]可選的，所述第一光源包括紅外LED，用于發出波長在700到1000納米范圍內的第一出射光。
[0013]可選的，所述第二光源包括可見光LED，用于發出波長在400到800納米范圍內的第二出射光。
[0014]可選的，所述第一光源位于所述傳感器上方，所述第一光源與傳感器之間具有用于容納手指的空間，所述第二光源位于所述傳感器下方；
[0015]或者，所述第二光源位于所述傳感器兩側或一側。
[0016]可選的，所述第一光源的數量為兩組，兩組所述第一光源位于所述傳感器上方且相對設置，用于發出相對照射的第一出射光，所述兩組第一光源與傳感器之間具有用于容納手指的空間；
[0017]所述第二光源位于所述傳感器周邊或者下方。
[0018]可選的，所述指紋識別裝置還包括殼體，所述殼體包括底部殼體和位于底部殼體上的兩側壁，所述底部殼體和兩側壁圍成用于容納手指的U形凹槽；
[0019]所述兩組第一光源分別位于殼體的兩側壁上。
[0020]可選的，所述傳感器位于所述底部殼體上，所述第二光源位于傳感器兩側的底部殼體上。
[0021]可選的，所述底部殼體上表面為平面，所述傳感器為平板傳感器且位于所述底部殼體上；
[0022]所述第二光源為背光板，位于傳感器與底部殼體之間，發出朝向所述傳感器的第二出射光。
[0023]本發明還提供一種指紋識別系統，包括:
[0024]本發明提供的指紋識別裝置；
[0025]控制單元，與所述第一光源和第二光源相連，用于控制第一光源和第二光源的開啟和關閉，使所述傳感器接收到第一檢測光，并形成第一識別圖像，所述傳感器接收到第二檢測光，并形成第二識別圖像；
[0026]活體判斷單元，與所述傳感器相連，用于根據所述第一識別圖像進行活體判斷；
[0027]指紋識別單元，與所述傳感器相連，用于根據所述第二識別圖像進行指紋識別。
[0028]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點:
[0029]本發明的技術方案中，指紋識別裝置包括第一光源，用于發出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一檢測光；第二光源，用于發出第二出射光，所述第二出射光在手指表面發生反射，形成第二檢測光；用于接收所述第一檢測光，以進行活體判斷；接收第二檢測光，以進行指紋識別。
[0030]當進行指紋識別時，將手指放置于所述傳感器上方；開啟第一光源，關閉第二光源，所述傳感器接收到第一檢測光，并形成第一識別圖像，以所述第一識別圖像進行活體判斷；開啟第二光源，關閉第一光源，所述傳感器接收到第二檢測光，并形成第二識別圖像，以所述第二識別圖像進行指紋識別。這樣本發明指紋識別裝置不但能夠進行指紋識別，還能進行活體判斷，鑒別放置于所述傳感器上方的物體是否為活體，在保證指紋檢測的FAR和FRR的同時，提高了安全性。
[0031]進一步的，所述指紋識別裝置包括殼體，所述殼體包括底部殼體和位于底部殼體上的兩側壁，所述底部殼體和兩側壁圍成用于容納手指的U形凹槽，所述兩組第一光源分別位于殼體的兩側壁上。所述兩組第一光源發出的第一出射光以相對的方向投射到手指上，穿透手指后形成的第一、第二檢測光在手指骨骼上發生反射，進入傳感器中，由于手指放置于U形凹槽中，手指骨骼反射回的第一、第二檢測光被殼體阻擋，聚集在U形凹槽中，使得手指骨骼反射回的第一、第二檢測光大部分都進入所述傳感器中，提高了指紋識別裝置的靈敏度。
【附圖說明】
[0032]圖1是現有光學指紋成像系統的示意圖；
[0033]圖2是本發明指紋識別裝置一實施例的示意圖；
[0034]圖3是本發明指紋識別裝置另一實施例的示意圖；
[0035]圖4是本發明指紋識別裝置再一實施例的示意圖；
[0036]圖5是本發明指紋識別裝置又一實施例的示意圖；
[0037]圖6是本發明指紋識別系統一實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0038]如【背景技術】所述，現有光學指紋識別系統可以在很小的體積上得到很高的拒真率(FAR)和認假率(FRR)，但所采集用于識別的圖像位于手指皮膚表面，易于被復制，不能檢驗是否為活體本身的指紋，因此安全性不高。
[0039]為此，本發明提供一種指紋識別裝置及其檢測方法，所述指紋識別裝置包括第一光源，用于發出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一檢測光；第二光源，用于發出第二出射光，所述第二出射光在手指表面發生反射，形成第二檢測光；傳感器，用于接收所述第一檢測光和第二檢測光，并進行活體判斷和指紋識別。
[0040]當進行指紋識別時，將手指放置于所述傳感器上方；開啟第一光源，關閉第二光源，所述傳感器接收到第一檢測光，并形成第一識別圖像，以所述第一識別圖像進行活體判斷；開啟第二光源，關閉第一光源，所述傳感器接收到第二檢測光，并形成第二識別圖像，以所述第二識別圖像進行指紋識別。這樣本發明指紋識別裝置不但能夠進行指紋識別，還能進行活體判斷，鑒別放置于所述傳感器上方的物體是否為活體，在保證指紋檢測的FAR和FRR的同時，提高了安全性。
[0041]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。
[0042]請參考圖2，示出了本發明指紋識別裝置一實施例的示意圖。本實施例指紋識別裝置包括:
[0043]第一光源101，用于發出第一出射光103，所述第一出射光103穿透手指200，形成第一檢測光104。
[0044]第二光源102，用于發出第二出射光105，所述第二出射光105在手指表面200發生反射，形成第二檢測光106。
[0045]傳感器100，用于接收所述第一檢測光104，以進行活體判斷；還用于接收第二檢測光106，以進行指紋識別。
[0046]當進行指紋識別時，將手指200放置于所述傳感器100上方；開啟第一光源101，關閉第二光源102，所述傳感器100接收到第一檢測光，并形成第一識別圖像，以所述第一識別圖像進行活體判斷；開啟第二光源102，關閉第一光源101，所述傳感器接收到第二檢測光106，并形成第二識別圖像，以所述第二識別圖像進行指紋識別。這樣本發明指紋識別裝置不但能夠進行指紋識別，還能進行活體判斷，鑒別放置于所述傳感器100上方的物體是否為活體，在保證指紋檢測的FAR和FRR的同時，提高了安全性。
[0047]繼續參考圖2，在本實施例中，所述傳感器100為平板傳感器，包括基板和位于所述基板上的像素單元陣列，所述像素單元陣列由多個光電二極管組成。
[0048]本實施例中，所述像素單元陣列的制作工藝，可以是非晶硅工藝，也可以是氧化物半導體工藝，還可以是低溫多晶硅工藝。
[0049]但是本發明對所述傳感器的類型不做限制，在其他實施例中，所述傳感器還可以為CXD傳感器、CMOS傳感器或者玻璃基體傳感器。
[0050]繼續參考圖2，本實施例中，所述第一光源101為紅外LED，發出的第一出射光103為近紅外光。當第一出射光103的波長過長或過短時，第一出射光103透過手指200形成的第一檢測光104光強都難以滿足傳感器100對活體識別的要求，容易造成形成的第一識別圖形不夠清晰，因此，在本實施例中發出波長在700到1000納米范圍內的第一出射光。
[0051]但是本發明對第一光源101的具體類型不做限制，在其他實施例中，所述第一光源101還可以為其他能夠發出透射手指的光的其他光源，例如紫外LED。
[0052]所述第二光源102為可見光LED，發出波長在400到800納米范圍內的第二出射光。當第二出射光的波長在400到800納米范圍內時，所述傳感器100上形成的第二識別圖像較為清晰，有利于提高指紋識別的精度。但是本發明對所述第二光源102的具體類型和第二出射光的波長范圍均不做限制，僅需滿足指紋識別的一般要求即可。
[0053]繼續參考圖2，在本實施例中，所述第一光源101位于所述傳感器100上方，所述第一光源101與傳感器100之間具有用于容納手指200的空間。這樣的好處在于，在進行活體識別時，所述第一光源101位于手指200上方，所述第一檢測光104為透過手指200的近紅外光，具有較強的光強，相應地，所述傳感器100上形成的第一識別圖像較為清晰，能夠更好地反應手指200的靜脈分布，有利于進行活體識別。
[0054]繼續參考圖2，在本實施例中，所述第二光源102位于所述傳感器100兩側。具體地，所述第二光源102包括兩組可見光LED，分別位于所述傳感器100的兩側，所述第二光源102發出的第二出射光105從側向入射到手指200的表面并發生反射，形成第二檢測光106。
[0055]但是本發明對所述第二光源102與所述傳感器100的位置關系不做限制，在其他實施例中，所述第二光源102可以進包括一組可見光LED，位于所述傳感器100的以側。
[0056]當所述傳感器100為透明的平板傳感器時，所述第二光源102還可以位于所述傳感器100下方。所述第二光源102發出的第二出射光105從沿垂直于所述傳感器100的方向入射到手指200的表面并發生反射，形成第二檢測光106，這樣設置的好處在于，有利于減小指紋識別裝置的面積。
[0057]參考圖3，示出了本發明指紋識別裝置另一實施例的示意圖。本實施例指紋識別裝置與上述實施例大致相同，與上述實施例的相同之處不再贅述，與上述實施例的不同之處在于:
[0058]所述指紋識別裝置包括兩組第一光源101，兩組所述第一光源101位于所述傳感器100上方且相對設置，兩組所述第一光源101發出所述兩組相對照射的第一出射光103。所述兩組第一光源101與傳感器100之間具有用于容納手指200的空間。
[0059]所述兩組第一光源101發出的第一出射光103以相對的方向投射到手指200上，穿透手指200后形成的第一檢測光104在手指骨骼201上發生反射，進入傳感器100中。這樣設置的好處在于，有效減小了所述指紋識別裝置的高度，使所述指紋識別裝置更容易集成在便攜設備中。
[0060]需要說明的是，本實施例中，所述第二光源102與可以位于所述傳感器100的周邊或者下方，本發明對此不作限制。
[0061]請參考圖4，示出了本發明指紋識別裝置再一實施例的示意圖。本實施例指紋識別裝置與上述實施例大致相同，與上述實施例的相同之處不再贅述，與上述實施例的不同之處在于:
[0062]所述指紋識別裝置包括殼體300，所述殼體300包括底部殼體302和位于底部殼體302上的兩側壁301，所述底部殼體302和兩側壁301圍成用于容納手指200的U形凹槽(未標出)，所述兩組第一光源101分別位于殼體300的兩側壁301上。
[0063]所述兩組第一光源101發出的第一出射光(未標出)的方向投射到手指上，穿透手指200后形成的第一檢測光(未標出)在手指骨骼上發生反射，進入傳感器100中，由于手指200放置于U形凹槽中，手指骨骼反射回的第一檢測光被殼體300阻擋，聚集在U形凹槽中，使得手指骨骼反射回的第一檢測光大部分都進入所述傳感器100中，提高了指紋識別裝置的靈敏度。
[0064]需要說明的是，在本實施例中，所述傳感器100位于所述底部殼體302上，所述第二光源102位于傳感器100兩側的底部殼體302上。
[0065]所述底部殼體302上表面為平面，所述傳感器100為平板傳感器且位于所述底部殼體302上。這樣的好處在于，有利于減小所述指紋識別裝置的體積，但是本發明對所述傳感器100和殼體300的具體形狀不做限制。
[0066]參考圖5，示出了本發明指紋識別裝置又一實施例的示意圖。本實施例指紋識別裝置與上述實施例大致相同，與上述實施例的相同之處不再贅述，與上述實施例的不同之處在于:
[0067]所述第二光源102為背光板，位于傳感器100與底部殼體302之間，發出朝向所述傳感器100的第二出射光。這樣的好處在于，減小了 U形凹槽的底面積，進一步減小了所述指紋識別裝置的體積。
[0068]本發明還提供一種指紋識別系統，本發明指紋識別系統包括本發明所提供的所述指紋識別裝置。
[0069]在本實施例中，具體地，請參考圖6，所述指紋識別裝置包括:
[0070]第一光源101'，用于發出第一出射光103'，所述第一出射光103'穿透手指，形成第一檢測光104'。
[0071]第二光源102'，用于發出第二出射光105'，所述第二出射光105'在手指表面發生反射，形成第二檢測光106'。
[0072]傳感器100'，用于接收所述第一檢測光104'和第二檢測光106'，并進行活體判斷和指紋識別。
[0073]繼續參考圖6，本實施例指紋識別系統包括:
[0074]控制單元301，與所述第一光源101'和第二光源相連102'，用于控制第一光源101'和第二光源102'的開啟和關閉，使所述傳感器100'接收到第一檢測光104'，并形成第一識別圖像，所述傳感器100'接收到第二檢測光106'，并形成第二識別圖像。
[0075]活體判斷單元302，與所述傳感器100'相連，用于根據所述第一識別圖像進行活體判斷。
[0076]指紋識別單元303，與所述傳感器100'相連，用于根據所述第二識別圖像進行指紋識別。
[0077]運用本實施例提供的指紋識別系統進行指紋識別的方法包括:
[0078]將手指200'放置于所述傳感器100'上方；
[0079]調節所述控制單元301，開啟第一光源101'，關閉第二光源102'，使所述傳感器100'接收到第一檢測光104'，并形成第一識別圖像。
[0080]所述活體判斷單元302接收第一識別圖像，以所述第一識別圖像進行活體判斷。
[0081]調節所述控制單元301，開啟第二光源102'，關閉第一光源101'，所述傳感器100'接收到第二檢測光106'，并形成第二識別圖像。
[0082]所述指紋識別單元303接收第二識別圖像，以所述第二識別圖像進行指紋識別。
[0083]這樣采用本發明指紋識別裝置的檢測方法不但能夠進行指紋識別，還能進行活體判斷，鑒別放置于所述傳感器上方的物體是否為活體，在保證指紋檢測的FAR和FRR的同時，提尚了安全性。
[0084]可選的，在進行指紋檢測時，調節所述控制單元301，先開啟第一光源101'，關閉第二光源102'，所述活體判斷單元302接收第一識別圖像，在判斷所述手指為活體后，開啟第二光源102'，關閉第一光源101'，所述指紋識別單元303接收第二識別圖像，進行指紋識另O。這樣的好處在于，在進行活體識別后，如果判斷在傳感器100'上的物體非活體的手指，貝IJ可以省略指紋識別的步驟，節省時間和能源。
[0085]雖然本發明披露如上，但本發明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
【主權項】
1.一種指紋識別裝置，其特征在于，包括: 第一光源，用于發出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一檢測光； 第二光源，用于發出第二出射光，所述第二出射光在手指表面發生反射，形成第二檢測光; 傳感器，用于接收所述第一檢測光，以進行活體判斷；還用于接收第二檢測光，以進行指紋識別。2.如權利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述傳感器包括CCD傳感器、CMOS傳感器以及玻璃基體傳感器。3.如權利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述傳感器為平板傳感器，包括基板和位于所述基板上的像素單元陣列。4.如權利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述第一光源包括紅外LED，用于發出波長在700到1000納米范圍內的第一出射光。5.如權利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述第二光源包括可見光LED，用于發出波長在400到800納米范圍內的第二出射光。6.如權利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述第一光源位于所述傳感器上方，所述第一光源與傳感器之間具有用于容納手指的空間，所述第二光源位于所述傳感器下方； 或者，所述第二光源位于所述傳感器兩側或一側。7.如權利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述第一光源的數量為兩組，兩組所述第一光源位于所述傳感器上方且相對設置，用于發出相對照射的第一出射光，所述兩組第一光源與傳感器之間具有用于容納手指的空間； 所述第二光源位于所述傳感器周邊或者下方。8.如權利要求7所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述指紋識別裝置還包括殼體，所述殼體包括底部殼體和位于底部殼體上的兩側壁，所述底部殼體和兩側壁圍成用于容納手指的U形凹槽； 所述兩組第一光源分別位于殼體的兩側壁上。9.如權利要求8所述的指紋識別裝置，其特征在于， 所述傳感器位于所述底部殼體上，所述第二光源位于傳感器兩側的底部殼體上。10.如權利要求8所述的指紋識別裝置，其特征在于， 所述底部殼體上表面為平面，所述傳感器為平板傳感器且位于所述底部殼體上； 所述第二光源為背光板，位于傳感器與底部殼體之間，發出朝向所述傳感器的第二出射光。11.一種指紋識別系統，其特征在于，包括: 如權利要求1至10中任意一項所述的指紋識別裝置； 控制單元，與所述第一光源和第二光源相連，用于控制第一光源和第二光源的開啟和關閉，使所述傳感器接收到第一檢測光，并形成第一識別圖像，所述傳感器接收到第二檢測光，并形成第二識別圖像； 活體判斷單元，與所述傳感器相連，用于根據所述第一識別圖像進行活體判斷； 指紋識別單元，與所述傳感器相連，用于根據所述第二識別圖像進行指紋識別。
【文檔編號】G06K9/00GK105989342SQ201510086627
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月17日
【發明人】蘇林, 朱虹
【申請人】上海籮箕技術有限公司