專利名稱：一種電容式指紋探測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物識別，特別是涉及一種電容式指紋探測裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的指紋探測裝置，有些是在待機狀態(tài)背光一直點亮的，既不利于環(huán)保，也不省電；有些是在待機狀態(tài)可關(guān)閉背光燈的，在有人影晃過探測窗口時會出現(xiàn)自動點亮背光燈的所謂“自語”現(xiàn)象；而采用紅外探測技術(shù)實現(xiàn)背光燈自動控制功能的，又存在印制電路板 (Printed Circuit Board，縮略詞為PCB)布板繁雜、器件稍有偏差會產(chǎn)生誤判，以及在高低溫環(huán)境下不穩(wěn)定的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是彌補上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電容式指紋探測裝置。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。這種電容式指紋探測裝置，包括印制電路板PCB、主控單元，以及分別與所述主控單元連接的圖像采集單元、背光單元和檢測單元，所述圖像采集單元、背光單元和檢測單元由所述主控單元控制。所述主控單元包括微控制單元(Micro Control Unit,縮略詞為MCU)和晶體振蕩電路，所述圖像采集單元包括互補金屬氧化物半導(dǎo)體(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor,縮略詞為CMOS)傳感器,所述CMOS傳感器由所述主控單元提供時鐘信號、復(fù)位信號RST、同步信號和I2C信號進行控制，將采集到的指紋圖像轉(zhuǎn)換成電信號輸出至配套使用的上位機進行處理，所述背光單元包含發(fā)光二極管(Light EmittingDiode，縮略詞為LED)。這種電容式指紋探測裝置的特點是所述檢測單元包括感應(yīng)電極,所述感應(yīng)電極是鑲嵌在所述PCB上的一塊銅箔,在探測指紋時用戶手指即受測手指與所述感應(yīng)電極之間的感應(yīng)電容，使所述感應(yīng)電極與所述PCB及周邊地層之間的固有電容即本身電容的電容量增加。所述微控制單元MCU設(shè)有感應(yīng)電容容量比較模塊。如果感應(yīng)電容容量比較模塊的比較結(jié)果是感應(yīng)電容的容量超過設(shè)定的容量閾值，表明用戶手指接近指紋探測裝置的探測窗口，所述微控制單元MCU輸出背光控制信號控制所述背光單元立即點亮背光燈，還輸出采集控制信號控制所述圖像采集單元進行指紋采集;如果感應(yīng)電容容量比較模塊的比較結(jié)果是感應(yīng)電容的容量未超過設(shè)定的容量閾值，表明用戶手指尚未接近或者是無用戶手指接近指紋探測裝置的探測窗口，所述背光單元保持關(guān)閉背光燈或者是將點亮的背光燈關(guān)閉。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下進一步的技術(shù)方案予以解決。
所述微控制單元MCU是采用型號為CY8C20236-24LKXI主控芯片的MCU，所述MCU分別與CMOS傳感器、背光單元和感應(yīng)電極連接，用于實現(xiàn)指紋采集、數(shù)據(jù)通訊和背光燈控制。所述CMOS傳感器是型號為GC0303的30萬像素黑白CMOS傳感器。所述CMOS傳感器與所述上位機之間設(shè)有降壓集成電路(Integrated Circuit,縮略詞為1C)，所述降壓IC用于由所述上位機向所述CMOS傳感器提供適配的工作電源。所述主控單元與所述上位機連接，由所述上位機向所述主控單元提供適配的工作電源。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是本發(fā)明通過檢測感應(yīng)電容容量變化自動控制背光燈的亮滅，有效地解決現(xiàn)有指紋 裝置的背光常亮或出現(xiàn)“自語”現(xiàn)象、印制電路板布板繁雜、器件稍有偏差會產(chǎn)生誤判，以及在高低溫環(huán)境下不穩(wěn)定的問題，簡化了產(chǎn)品制造過程。


圖I是本發(fā)明具體實施方式
的剖面圖；圖2是本發(fā)明具體實施方式
的電路方框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施方式
并對照附圖對本發(fā)明進行說明。一種如圖廣2所示的電容式指紋探測裝置，包括PCB3、主控單元，以及分別與主控單元連接的圖像采集單元、背光單元4和檢測單元，圖像采集單元、背光單元4和檢測單元由主控單元控制。檢測單元包括感應(yīng)電極2，感應(yīng)電極2是鑲嵌在PCB3上的一塊銅箔。在探測指紋時用戶手指9即受測手指與感應(yīng)電極2之間的感應(yīng)電容，使感應(yīng)電極2與PCB3及周邊地層之間的固有電容的電容量增加。主控單元包括采用型號為CY8C20236-24LKXI的主控芯片的微控制單元MCU10和晶體振蕩電路13，圖像采集單元包括型號為GC0303的30萬像素黑白CMOS傳感器5，由主控單元提供時鐘信號、復(fù)位信號RST、同步信號和I2C信號進行控制，將采集到的指紋圖像轉(zhuǎn)換成電信號輸出至配套使用的上位機12進行處理，背光單元4包含兩組背光LED以及限流電阻。微控制單元MCU10分別與CMOS傳感器5、背光單元4和感應(yīng)電極2連接，用于實現(xiàn)指紋采集、數(shù)據(jù)通訊和背光燈控制。CMOS傳感器5與上位機12之間設(shè)有降壓IClI，降壓ICll用于由上位機12向CMOS傳感器5提供適配的工作電源。主控單元與上位機12連接，由上位機12向主控單元提供適配的工作電源。微控制單元MCU10設(shè)有感應(yīng)電容容量比較模塊。如果感應(yīng)電容容量比較模塊的比較結(jié)果是感應(yīng)電容的容量超過設(shè)定的容量閾值，表明用戶手指9接近指紋探測裝置的探測窗口，微控制單元MCU10輸出背光控制信號控制背光單元4立即點亮兩組背光LED，還輸出采集控制信號控制圖像采集單元進行指紋采集；背光單元4發(fā)出的光經(jīng)棱鏡I的小端面進入棱鏡1，被按壓在棱鏡I的大端面上的手指9反射光線的一部分，由棱鏡I的下側(cè)面射出通過場鏡8校正梯形畸變后射到平面反射鏡7上，再經(jīng)平面反射鏡7全反射進入成像物鏡6，成像于CMOS傳感器5的圖像接收面上，CMOS傳感器5將采集到的指紋圖像轉(zhuǎn)換成電信號輸出至配套使用的上位機12進行處理。如果感應(yīng)電容容量比較模塊的比較結(jié)果是感應(yīng)電容的容量未超過設(shè)定的容量閾值，表明用戶手指9尚未接近或者是無用戶手指接近指紋探測裝置的探測窗口，背光單元4保持關(guān)閉兩組背光LED或者是將點亮的兩組背光LED關(guān)閉。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種電容式指紋探測裝置，包括印制電路板PCB、主控單元，以及分別與所述主控單元連接的圖像采集單元、背光單元和檢測單元，所述圖像采集單元、背光單元和檢測單元由所述主控單元控制，所述主控單元包括微控制單元MCU和晶體振蕩電路，所述圖像采集單元包括互補金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS傳感器，所述CMOS傳感器由所述主控單元提供時鐘信號、復(fù)位信號RST、同步信號和I2C信號進行控制，將采集到的指紋圖像轉(zhuǎn)換成電信號輸出至配套使用的上位機進行處理，所述背光單元包含發(fā)光二極管LED，其特征在于 所述檢測單元包括感應(yīng)電極，所述感應(yīng)電極是鑲嵌在所述PCB上的一塊銅箔,在探測指紋時用戶手指即受測手指與所述感應(yīng)電極之間的感應(yīng)電容，使所述感應(yīng)電極與所述PCB及周邊地層之間的固有電容即本身電容的電容量增加。
2.如權(quán)利要求I所述的電容式指紋探測裝置，其特征在于 所述微控制單元MCU設(shè)有感應(yīng)電容容量比較模塊； 如果感應(yīng)電容容量比較模塊的比較結(jié)果是感應(yīng)電容的容量超過設(shè)定的容量閾值，所述微控制單元MCU輸出背光控制信號控制所述背光單元立即點亮背光燈，還輸出采集控制信號控制所述圖像采集單元進行指紋采集； 如果感應(yīng)電容容量比較模塊的比較結(jié)果是感應(yīng)電容的容量未超過設(shè)定的容量閾值，所述背光單元保持關(guān)閉背光燈或者是將點亮的背光燈關(guān)閉。
3.如權(quán)利要求I所述的電容式指紋探測裝置，其特征在于 所述微控制單元MCU是采用型號為CY8C20236-24LKXI主控芯片的MCU，所述MCU分別與CMOS傳感器、背光單元和感應(yīng)電極連接，用于實現(xiàn)指紋采集、數(shù)據(jù)通訊和背光燈控制。
4.如權(quán)利要求3所述的電容式指紋探測裝置，其特征在于 所述CMOS傳感器是型號為GC0303的30萬像素黑白CMOS傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的電容式指紋探測裝置，其特征在于 所述CMOS傳感器與所述上位機之間設(shè)有降壓集成電路1C，所述降壓IC用于由所述上位機向所述CMOS傳感器提供適配的工作電源。
6.如權(quán)利要求5所述的電容式指紋探測裝置，其特征在于 所述主控單元與所述上位機連接，由所述上位機向所述主控單元提供適配的工作電源。
全文摘要
一種電容式指紋探測裝置，包括印制電路板PCB、主控單元，以及分別與所述主控單元連接的圖像采集單元、背光單元和檢測單元，所述圖像采集單元、背光單元和檢測單元由所述主控單元控制，所述主控單元包括微控制單元MCU和晶體振蕩電路，所述圖像采集單元包括互補金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS傳感器，所述背光單元包含發(fā)光二極管LED，其特征在于所述檢測單元包括感應(yīng)電極，所述感應(yīng)電極是鑲嵌在所述PCB上的一塊銅箔。本發(fā)明通過檢測感應(yīng)電容容量變化自動控制背光燈的亮滅，有效地解決現(xiàn)有指紋裝置的背光常亮或出現(xiàn)“自語”現(xiàn)象、印制電路板布板繁雜、器件稍有偏差會產(chǎn)生誤判，以及在高低溫環(huán)境下不穩(wěn)定的問題，簡化了產(chǎn)品制造過程。
文檔編號G06K9/00GK102750520SQ20121018410
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者李治農(nóng), 車全宏, 魏亞敏 申請人:東莞市中控電子技術(shù)有限公司