[发明专利]柔性线路板的指纹识别装置

说明书

技术领域

本发明涉及指纹识别技术，特别涉及采用柔性线路板部分代替硅片的指纹识别装置。

背景技术

目前指纹识别技术基本上是以下介绍的几种技术：光学技术：借助光学技术采集指纹是历史最久远、使用最广泛的技术。将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，用棱镜将其投射在电荷耦合器件（CCD）上，进而形成脊线（指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线）呈黑色、谷线（纹线之间的凹陷部分）呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图象。光学的指纹采集设备有明显的优点：它已经过较长时间的应用考验，一定程度上适应温度的变异，较为廉价，可达到500DPI的较高分辨率等。缺点是：由于要求足够长的光程，因此要求足够大的尺寸，而且过分干燥和过分油腻的手指也将使光学指纹产品的效果变坏。

硅技术：英文：CMOS，20世纪90年代后期，基于半导体硅电容效应的技术趋于成熟。硅传感器成为电容的一个极板，手指则是另一极板，利用手指纹线的脊和谷相对于平滑的硅传感器之间的电容差，形成8bit的灰度图像。硅技术优点是可以在较小的表面上获得比光学技术更好的图像质量，在1cm×1.5cm的表面上获得200~300倍的分辨率（较小的表面也导致成本的下降和能被集成到更小的设备中）。缺点是易受干扰，可靠性相对差。

超声波技术：为克服光学技术设备和硅技术设备的不足，一种新型的超声波指纹采集设备已经出现。其原理是利用超声波具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波（超声波到达不同材质表面时，被吸收、穿透与反射的程度不同），因此，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹脊与谷所在的位置。超声波技术所使用的超声波频率为1×104Hz~1×109Hz，能量被控制在对人体无损的程度（与医学诊断的强度相同）。超声波技术产品能够达到最好的精度，它对手指和平面的清洁程度要求较低，但其采集时间会明显地长于前述两类产品。

光学指纹采集器：是最早的指纹采集器也是使用最为普遍的，光学指纹采集器使用时间长，它采集指纹表层纹理图像。手指接触棱镜的表面，发光二级管提供一个光源,图像是通过电荷偶合器件集成电路采集。光学指纹传感器可靠，价格也很便宜，但对脏手指和干手指表面有覆盖物的指纹图像识别率很低，对温度等环境因素的适应能力差。但是由于受光路限制，无畸变型采集器尺寸较大。通常有较严重的光学畸变；采集窗口表面往往有痕迹遗留现象。CCD器件可能因寿命老化，有降低图像质量、假指纹等缺陷。

热敏式传感器：指纹表面图像形成的基础是指纹脊和沟随着散发的热量变化而变化的。在一个典型的热敏传感器,一个小型加热元件是直接附属于一套热量传感元件。因为“读取”指纹是第一要素，脊和沟被加热。热量传感元件检测出脊和沟与人工合成指纹复合图像的温度不同。虽然价格便宜，体积小，但相对于其它竞争技术热敏式传感器往往消耗较多的能量，并且在酷热的环境或者是炎热的天气里，图像采集很不清晰。

生物射频指纹识别技术：射频传感器技术是通过传感器本身发射出微量射频信号，穿透手指的表皮层去控测里层的纹路，来获得最佳的指纹图像。因此对干指，汗手指，干手指等困难手指通过可高达99.5%，防伪指纹能力强，指纹敏感器的识别原理只手对人的真皮皮肤有反应，从根本上杜绝了人造指纹的问题，宽温区：适合特别寒冷或特别酷热的地区。因为射频传感器产生高质量的图像，因此射频技术是最可靠，最有力有解决方案。而上述技术都各自存在一些不同的缺陷，例如：

光学技术：结构尺寸大，识别时间长，过分干燥或过分油腻的手指识别困难。

硅技术：识别区域过小，识别区域与生产成本之前有不可调和的矛盾，体积小但成本高。

超声波技术：设备相对复杂，成本较高。

而现有的电容式指纹识别芯片，主要采用整体用半导体工艺实现指纹识别的模拟前端电路、数据的传输存储等数字电路、指纹识别传感器全部集成在一块芯片上，因为芯片的高集成度与传感器的大面积存在矛盾，而面积小意味着识别区小或识别困难，而大面积意味着高成本，因此其最大的缺点是成本居高不下，无法实现大批量生产。

发明内容

本发明提供一种柔性线路板制成的指纹识别装置，采用柔性线路板部分代替硅片的做法，解决现有技术中电容式指纹识别器成本高以及不适应大批量生产的技术问题。