一种具有红外光源的光学指纹门锁系统及电子设备的制作方法

1.本实用新型属于指纹识别领域，具体涉及一种具有红外光源的光学指纹门锁系统及电子设备。


背景技术：

2.现有的光学指纹门锁系统如图1，包括面板1、均光板2、cmos组件3、 fpc基板5和插件器件6，其中，cmos组件3设置在fpc基板5上，均光板2 位于面板1与cmos组件3之间。现有的光学指纹门锁系统使用时，在外置的光源(如普通led或日光)的光照(即环境光的光照)下，进行指纹采集及检测。
3.由于光学指纹对环境光非常敏感，因此不同环境下指纹采集信号差异较大，出现图像模糊不清的现象，影响用户使用。


技术实现要素：

4.为了解决上述缺陷，本实用新型提供一种具有红外光源的光学指纹门锁系统，该具有红外光源的光学指纹门锁系统在不同环境下指纹采集信号基本无差异，能够快速且高效的指纹图像的检测，为后续指纹识别提高了可靠数据保障。
5.一种具有红外光源的光学指纹门锁系统，包括面板、基板、插件器件和将从面板反射而来的光转换为电信号传输到基板的cmos组件，其中，面板位于 cmos组件上方，cmos组件和插件器件安装在基板上，该具有红外光源的光学指纹门锁系统还包括安装在基板上的至少1个红外led和位于cmos组件与面板之间的均光板。
6.可选地，所述基板为fpc基板。
7.可选地，所述红外led为8个，呈圆形分布在基板上，将cmos组件包围在中间。
8.可选地，所述cmos组件包括镜头和位于其下方的光学传感器芯片，其中，镜头将从面板反射回来的光线聚集透过到光学传感器芯片，光学传感器芯片将接受的信息转换为电学信号输出到基板。
9.可选地，所述cmos组件还包括用于安装镜头和光学传感器芯片的固定座上，固定座安装在基板上。
10.可选地，所述cmos组件还包括位于镜头上方的将从面板反射回来的光红外过滤的红外ir滤光结构。
11.可选地，所述均光板的出光面通过为凹凸不平的出光面。
12.可选地，所述基板布设有1uf和100nf并联滤波电路和/或双向tvs的esd 静电保护电路。
13.本实用新型还提供一种电子设备。
14.一种电子设备，所述电子设备包括上述的具有红外光源的光学指纹门锁系统。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是背景技术结构示意图；
17.图2是本实用新型整体结构示意图；
18.图3是cmos组件与红外led的位置关系图；
19.图4是实施例1cmos组件整体结构示意图；
20.图5本实用新型的光线传输线路示意图；
21.图6是实施例2cmos组件整体结构示意图；
22.图7为实施例3均光板的整体结构示意图；
23.图8为图7中a处放大图；
24.图9为实施例4的滤波电路图；
25.图10为实施例5的esd保护电路；
26.图中：1、面板，2、均光板，3、cmos组件，31、镜头，32、光学传感器芯片，33、固定座，34、红外ir滤光结构，4、红外led，5、fpc基板，6、插件器件，7、手指。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.实施例1
29.请参考图2，图2为本实用新型的一种具有红外光源的光学指纹门锁系统的整体结构示意图。
30.本实用新型提供一种光学指纹门锁系统，光学指纹门锁系统是利用光的反射，将手指放在屏幕上时，从设置的光源或屏幕发出的光线照射在手指表面，光线在指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就不一样，从而形成光强的分布图像，在传感器件上就得到多灰度的指纹图像，将该指纹图像与预先保存的指纹图像进行比对即实现了对指纹的识别。
31.在本实施例中，光学指纹门锁系统包括面板1、均光板2、cmos组件3、fpc 基板5和插件器件6，其中，cmos组件3设置在fpc基板5上，均光板2位于面板1与cmos组件3之间，光学指纹门锁系统还包括安装在fpc基板5上的至少1个红外led4。cmos组件3将从面板1反射而来的光转换为电信号传输到fpc基板5。
32.本实施例通过将至少1个红外led4安装在fpc基板5上，通过红外led4 发射出红外光线，可以避免外界光对指纹识别的干扰，在不同环境下指纹采集信号基本无差异。
33.本实施例中，为了使传输到面板1上任一点的光均匀相同及足够光强，请参考图3，图3为cmos组件3与红外led4的位置关系图，红外led4至少3 个上，呈圆形分布在fpc基板5
上，将cmos组件3包围在中间。
34.本实施例中，为了进一步使传输到面板1上任一点的光均匀相同，红外 led4的个数为8个较好。
35.需要说明的是，在本实施例中，对红外led4在fpc基板5上的具体安装位置不做具体地限定，只要在指纹识别时，从红外led4发出的光线透过均光板2到达面板1，均光板2过滤掉部分杂光或者弱光，在面板1反射镜均光板 2进入cmos组件3经聚焦感光成像，再经fpc基板5输出，形成清晰的指纹图像即可。
36.需要说明的是，在本实施例中，面板1的材质包括玻璃但不限于玻璃，也可以是其它可以成型的材质在本实施例中不做限制。
37.需要说明的是，在本实施例中，面板1的厚度不做具体地规定，只要能将照射到指纹的光反射下传到cmos组件3经聚焦感光，再经fpc基板5输出，形成清晰的指纹图像即可。
38.请参考图4，图4为本实施例cmos组件3的整体结构示意图，本实施例中，cmos组件3包括镜头31和位于其下方的光学传感器芯片32，镜头31将从面板1反射回来的光线聚集透过到光学传感器芯片32，光学传感器芯片32将接受的信息转换为电学信号输出到fpc基板5，fpc基板5将电学信号传输到外部，实现指纹图像的采集。
39.为了方便固定镜头31和光学传感器芯片32，图4的cmos组件3还包括固定座33，固定座33开设有内腔，固定座33顶面开设有与内腔连通的通孔，光学传感器芯片32安装在内腔中，镜头31的下端安装在通孔上。
40.请参考图5，图5为本实用新型光学指纹门锁系统的光线传输线路示意图。
41.图5的光学指纹门锁系统中，红外led4发射的红外光发射到均光板2，从均光板2中透过照射到面板1上，经过面板1上手指7的反射后再进入cmos 组件3的镜头31聚焦并照射到光学传感器芯片32上，光学传感器芯片32将光信号转换为电信号传输到fpc基板5，fpc基板5将电信号传输到系统外的处理系统处理，获得指纹图像。
42.实施例2
43.进一步地，在实施例1的基础上，请参考图6，图6为本实施例cmos组件 3整体结构示意图结构示意图，在本实施例中，cmos组件3还包括红外ir滤光结构34，红外ir滤光结构34将从面板1反射回来的光过滤，仅允许红外光线通过，环境杂光被自动滤除，增强光源来源的稳定性，ir滤光结构位于镜头 31的上方，过滤后的红外光经聚焦后传输到光学传感器芯片32进行光信号转换。
44.进一步地，红外ir滤光结构34通过涂覆的方式涂覆在镜头31的上表面上，将红外ir滤光结构34涂覆在镜头31的上表面，缩短了镜头31与红外ir 滤光结构34的距离，有效的减小了cmos组件3的厚度，且缩小了光的传输距离。
45.实施例3
46.进一步地，在实施例1或2的基础上，请参考图7-8，图7为本实施例的均光板2的整体结构示意图，图8为图7中a处放大图。
47.本实施例中，均光板2材质为pmma、ps或pc，为减少反光，均光板2的出光面通过为凹凸不平的出光面，凹凸不平的出光面可以通过磨砂的方式形成。
48.实施例4
49.进一步地，在实施例1、2或3的基础上，请参考图9，图9为本实施例的滤波电路。滤
波电路通过印制线路制作布设在基板中。
50.本实施例的滤波电路，考虑到芯片稳定性，avdd设计1uf和100nf并联滤波电路，1uf电容可以滤除低频干扰信号，100nf可以滤除高频干扰信号；dvdd 为cmos传感器核电压，需要保持电源的稳定性，也是设计了1uf和100nf并联滤波电路；其余电源电压均为cmos传感器内部电源电压，增加外挂电容进行滤波，增强芯片内部电压的稳定性。
51.实施例5
52.进一步地，在实施例1、2、3或4的基础上，请参考图10，图9为本实施例的esd保护电路，esd保护电路通过印制线路制作布设在基板中。
53.本实施例的esd静电保护电路，采用的是双向tvs，当外部环境中有esd 产生时，esd进入芯片引脚或芯片电路，esd电路可立即将产生的esd进行消除，避免对芯片产生损伤。本实施例中针对每一个信号引脚均设计了esd静电保护电路，增强静电的释放能力，确保芯片的稳定性。
54.基于上述实施例1-5任一的光学指纹门锁系统，本实用新型还提供一种电子设备。
55.一种电子设备，该电子设备包括上述的光学指纹门锁系统。
56.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
57.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
58.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
59.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。