[发明专利]一种电容式指纹探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物识别，特别是涉及一种电容式指纹探测装置。

背景技术

现有的指纹探测装置，有些是在待机状态背光一直点亮的，既不利于环保，也不省电；有些是在待机状态可关闭背光灯的，在有人影晃过探测窗口时会出现自动点亮背光灯的所谓“自语”现象；而采用红外探测技术实现背光灯自动控制功能的，又存在印制电路板（Printed Circuit Board，缩略词为PCB）布板繁杂、器件稍有偏差会产生误判，以及在高低温环境下不稳定的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种电容式指纹探测装置。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种电容式指纹探测装置，包括印制电路板PCB、主控单元，以及分别与所述主控单元连接的图像采集单元、背光单元和检测单元，所述图像采集单元、背光单元和检测单元由所述主控单元控制。

所述主控单元包括微控制单元（Micro Control Unit，缩略词为MCU）和晶体振荡电路，所述图像采集单元包括互补金属氧化物半导体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，缩略词为CMOS）传感器，所述CMOS传感器由所述主控单元提供时钟信号、复位信号RST、同步信号和I²C信号进行控制，将采集到的指纹图像转换成电信号输出至配套使用的上位机进行处理，所述背光单元包含发光二极管（Light Emitting Diode，缩略词为LED）。

这种电容式指纹探测装置的特点是：

所述检测单元包括感应电极，所述感应电极是镶嵌在所述PCB上的一块铜箔，在探测指纹时用户手指即受测手指与所述感应电极之间的感应电容，使所述感应电极与所述PCB及周边地层之间的固有电容即本身电容的电容量增加。

所述微控制单元MCU设有感应电容容量比较模块。

如果感应电容容量比较模块的比较结果是感应电容的容量超过设定的容量阈值，表明用户手指接近指纹探测装置的探测窗口，所述微控制单元MCU输出背光控制信号控制所述背光单元立即点亮背光灯，还输出采集控制信号控制所述图像采集单元进行指纹采集；

如果感应电容容量比较模块的比较结果是感应电容的容量未超过设定的容量阈值，表明用户手指尚未接近或者是无用户手指接近指纹探测装置的探测窗口，所述背光单元保持关闭背光灯或者是将点亮的背光灯关闭。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述微控制单元MCU是采用型号为CY8C20236-24LKXI主控芯片的MCU，所述MCU分别与CMOS传感器、背光单元和感应电极连接，用于实现指纹采集、数据通讯和背光灯控制。

所述CMOS传感器是型号为GC0303的30万像素黑白CMOS传感器。

所述CMOS传感器与所述上位机之间设有降压集成电路（Integrated Circuit，缩略词为IC），所述降压IC用于由所述上位机向所述CMOS传感器提供适配的工作电源。

所述主控单元与所述上位机连接，由所述上位机向所述主控单元提供适配的工作电源。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明通过检测感应电容容量变化自动控制背光灯的亮灭，有效地解决现有指纹装置的背光常亮或出现“自语”现象、印制电路板布板繁杂、器件稍有偏差会产生误判，以及在高低温环境下不稳定的问题，简化了产品制造过程。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的剖面图；

图2是本发明具体实施方式的电路方框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。

一种如图1~2所示的电容式指纹探测装置，包括PCB3、主控单元，以及分别与主控单元连接的图像采集单元、背光单元4和检测单元，图像采集单元、背光单元4和检测单元由主控单元控制。检测单元包括感应电极2，感应电极2是镶嵌在PCB3上的一块铜箔。在探测指纹时用户手指9即受测手指与感应电极2之间的感应电容，使感应电极2与PCB3及周边地层之间的固有电容的电容量增加。