專利名稱：帶有觸摸傳感器的usb指紋掃描儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利申請總體上涉及指紋掃描裝置，尤其涉及帶有觸摸傳感器的通用串行總線 (USB)指紋掃描儀。
背景技術(shù)：
隨著科學和技術(shù)的發(fā)展，在消費者的日常生活中使用越來越多的高科技產(chǎn)品。指 紋掃描儀就是廣泛應(yīng)用于諸如電子門入口、計算系統(tǒng)和金融系統(tǒng)中的ID驗證等領(lǐng)域的高 科技產(chǎn)品之一。但是，現(xiàn)有的指紋掃描儀未向用戶提供關(guān)于指紋掃描是否成功或者指紋掃 描裝置處于何種操作狀態(tài)的任何指示。因此，需要生產(chǎn)一種能夠指示在指紋掃描過程中指 紋掃描裝置的操作狀態(tài)以及指紋掃描是否成功的改進型指紋掃描裝置。提供上述背景技術(shù)的說明以幫助理解USB指紋掃描儀，但并不是用來說明或構(gòu)成 針對本專利申請中所公開的USB指紋掃描儀的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)，或?qū)⑷魏涡畔⒍伎醋髋c本專 利申請的權(quán)利要求書的專利性實質(zhì)相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種指紋掃描儀。該指紋掃描儀包括控制模塊，其用于檢測并控制信 號的傳輸；電連接器，其耦合到所述控制模塊，以將所述指紋掃描儀連接至外圍設(shè)備；多個 發(fā)光二極管(LED)指示器，其耦合至所述控制模塊，以指示所述指紋掃描儀的操作狀態(tài)；以 及指紋掃描模塊。所述指紋掃描模塊耦合至所述控制模塊以檢測指紋并感測觸摸，并且將 指紋信號和觸摸信號發(fā)送至所述控制模塊。所述指紋掃描模塊包括用于感測代表不同指令 信號的不同觸摸的觸摸傳感器；所述不同觸摸包括至少第一觸摸和第二觸摸，其中，第一觸 摸持續(xù)的觸摸時間比預(yù)定時間段短，而第二觸摸持續(xù)的觸摸時間比預(yù)定時間段長，如果檢 測到所述第一觸摸，則所述控制模塊運行第一模式，并且如果檢測到所述第二觸摸，則所述 控制模塊運行第二模式。所述指紋掃描模塊可包括柔性電路形式的指紋傳感器。所述指紋掃描模塊可包括射頻指紋掃描模塊。所述多個LED指示器可具有不同尺寸，并且按照其尺寸連續(xù)排列。所述多個LED指示器可與所述柔性電路分開設(shè)置。所述多個LED指示器可具有不同顏色以指示所述指紋掃描儀的不同掃描狀態(tài)。所述指紋掃描儀還可包括音頻指示器以指示所述指紋掃描儀的掃描狀態(tài)。所述音 頻指示器可以是揚聲器或蜂鳴器。
所述電連接器可以是USB連接器。所述指紋掃描模塊可采用垂直指紋掃描或水平指紋掃描。所述指紋掃描模塊可采用環(huán)形指紋掃描。所述環(huán)形指紋掃描時以手指移過超過20 度的方式，在順時針或者逆時針的方向上進行的指紋掃描。所述指紋掃描模塊可采用線性指紋掃描和環(huán)形指紋掃描的組合。所述控制模塊可從所述指紋掃描模塊接收指紋掃描信號，并且向主機發(fā)送與該指 紋掃描信號相對應(yīng)的命令。


現(xiàn)在將參照附圖以示例的方式說明本專利申請中公開的USB指紋掃描儀的具體 實施方式，在圖中圖1是根據(jù)本專利申請中公開的實施方式的USB指紋掃描儀的框圖；圖2是根據(jù)本專利申請中公開的實施方式的USB指紋掃描儀的俯視圖；圖3是USB指紋掃描儀的電路圖；圖4是USB指紋掃描儀的指紋傳感器的電路圖；圖5是USB指紋掃描儀的USB接口的電路圖；圖6是USB指紋掃描儀的音頻指示器的電路圖；以及圖7示出USB指紋掃描儀的工作流程圖。
具體實施例方式下面將詳細說明本專利申請中公開的USB指紋掃描儀的優(yōu)選實施方式，在下述說 明中提供其示例。雖然詳細描述了本專利申請中公開的USB指紋掃描儀的示例性實施方 式，但本領(lǐng)域技術(shù)員應(yīng)該明了，為了清楚起見，可能未示出對理解該USB指紋掃描儀不特別 重要的一些特征。此外，應(yīng)該理解，本專利申請中公開的USB指紋掃描儀并不限于下述精確的實施 方式，并且在不偏離所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對其 實現(xiàn)各種變化和修改。例如，在本公開和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，不同例示性實施方式的元 件和/或特征可以彼此組合和/或彼此替換。應(yīng)當注意，在全篇說明書和權(quán)利要求書中，當一元件被描述為“耦合”或“連接”至 另一元件時，這并不一定表示該元件緊固到、固定到或以其他方式附接到另一元件。相反， 術(shù)語“耦合”或“連接”表示一元件直接或間接地連接到另一元件，或者與另一元件機械或 電通信。圖1示出了根據(jù)本專利申請中公開的實施方式的USB指紋掃描儀的框圖。USB指 紋掃描儀可包括外殼100 ；安裝在外殼100內(nèi)的控制模塊101 ；耦合至控制模塊101的指 紋掃描模塊102 ；耦合至控制模塊101的USB插頭或連接器103 ；耦合至控制模塊101以所 述指示指紋掃描儀的掃描狀態(tài)的一個或更多個LED指示器104 ；以及指示所述指紋掃描儀 的掃描狀態(tài)的音頻指示器105。如圖2所示，外殼100被形成為大小可在其中容納控制模塊101、指紋掃描模塊 102以及USB電氣連接器103。外殼100可由塑料或任何合適的材料制成。
控制模塊101可以是其上形成電路的板的形式?？刂颇K101能夠固定安裝在外 殼100內(nèi)部。控制模塊101包括用于檢測信號并控制檢測到的信號的傳輸?shù)碾娐?。例如?控制模塊101能夠接收并處理從指紋掃描模塊102發(fā)送來的指紋信號，并且通過USB電連 接器103將經(jīng)處理的指紋信號發(fā)送到諸如主機或電子門入口的外圍設(shè)備?？刂颇K101還 可接收來自指紋掃描模塊101的信號，并且將該信號發(fā)送到LED指示器104，以指示在指紋 掃描過程中指紋掃描儀102的操作狀態(tài)。圖3示出了本專利申請的USB指紋掃描儀的電路 圖。指紋掃描模塊102可包括用于檢測指紋并將該指紋信號發(fā)送到控制模塊101的指 紋傳感器。指紋掃描模塊102可以是任何現(xiàn)有指紋掃描模塊的形式。例如，指紋掃描模塊 102可以是射頻指紋掃描模塊的形式。指紋掃描模塊102可使用柔性電路作為用于檢測指 紋的傳感器。圖4示出了指紋掃描模塊102的指紋傳感器的電路圖。指紋掃描模塊102的 尺寸應(yīng)當足夠小以容納在外殼10內(nèi)部，使得本專利申請的USB指紋掃描儀尺寸小、重量輕、 簡潔并且便攜。指紋掃描模塊102可具有用于感測用戶的觸摸，并且將觸摸信號發(fā)送到控制模塊 101的觸摸傳感器。例如，當用戶用手指觸摸該傳感器的表面時，指紋掃描模塊102的傳感 器能夠感測該觸摸并且將相應(yīng)信號/命令發(fā)送到主機。能夠定義不同觸摸以代表不同命令 信號。例如，在傳感器表面上一次連續(xù)且快速的觸摸可定義為打開主機的信號，而在傳感器 表面上兩次連續(xù)且快速的觸摸可定義為打開主機的顯示器的信號等等。指紋掃描模塊102可采用水平指紋掃描或垂直指紋掃描。例如，當用戶將他或她 的手指放在指紋掃描模塊102的表面上時，指紋掃描模塊102可以執(zhí)行從左至右水平指紋 掃描，或從上至下垂直指紋掃描，或同時組合這兩種掃描。指紋掃描模塊102可以采用順時 針方向或逆時針方向的環(huán)形掃描。通過將手指在傳感器的表面上順時針或逆時針移過特定 角度(諸如超過20度)能夠?qū)崿F(xiàn)這種環(huán)形掃描。指紋掃描模塊102還可以采用線性指紋 掃描和環(huán)形指紋掃描的組合。本專利申請中的指紋掃描儀還可通過下述步驟來檢測手指揮擊方向1、通過使用能夠感測從手指觸摸傳感器的時刻到手指離開傳感器的時刻的線型 傳感器來捕捉指紋圖像。因此，所捕捉到的圖像將包含具有時間相關(guān)信息的指紋(即，手指 動作)。2、通過⑴向灰度級圖像應(yīng)用邊緣檢測算法以及(ii)確定各條線(邊緣)的斜 度來確定圖像的線條圖案的斜度(斜率)；3、基于所述線條圖案來確定手指揮擊方向。本專利申請的指紋掃描儀可包含非常小的RF發(fā)射器和RF接收器。當用戶觸摸傳 感器時，會影響傳感器中的阻抗。在檢測到阻抗變化之后，傳感器能夠識別用戶正在觸摸指 紋掃描儀的傳感器。USB連接器103耦合至控制模塊101，并且提供了指紋掃描儀與諸如主機的外圍設(shè) 備之間的接口。圖5示出了本專利申請的指紋掃描儀的USB接口的電路圖。本領(lǐng)域技術(shù)人 員應(yīng)該理解，可以采用任何其它形式的連接器，諸如IEEE1394連接器，或諸采用如紅外線 或藍牙的任何無線通信。 LED指示器104用于指示USB指紋掃描儀的操作狀態(tài)。根據(jù)圖2中的例示性實施方式，在USB指紋掃描儀的外殼100的上表面上設(shè)置有多個LED指示器104。該多個LED指 示器104可具有不同的形狀、尺寸或顏色以向用戶指示在指紋掃描過程中USB指紋掃描儀 的不同操作狀況。如圖2中的示例性實施方式所示，有四個長方形LED指示器104，其延長邊橫向延 伸穿過外殼100。可以看出四個LED指示器104能夠具有類似的形狀但不同的尺寸，并且 根據(jù)其尺寸連續(xù)排列在外殼100上。四個LED指示器104可用于指示指紋掃描儀的操作狀 態(tài)。例如，當指紋掃描不成功時，LED指示器104中的一個指示器點亮，而當指紋掃描成功 時，LED指示器104中的兩個指示器點亮。LED指示器104中的一個或更多個可閃爍以指示 指紋掃描正在進行中。所有LED指示器104的光可關(guān)閉以指示指紋掃描過程的完成。LED指示器104可具有不同顏色以指示指紋掃描儀的不同操作狀況。例如，當指紋 掃描成功時，LED指示器104可以點亮為綠色，而當指紋掃描不成功時，LED指示器104可以 點亮為紅色。除了四個LED指示器104，還有一個LED指示器，其具有指向外殼100 —端的箭頭 形狀或者三角架形狀。這個LED指示器可用于指示指紋掃描儀的操作指令或操作位置。例 如，該LED指示器可以點亮為綠色以指示指紋掃描儀處于準備好指紋掃描的“ 開啟”位置， 或者該LED指示器104可用于指向在外殼100末端的位置，在此位置用戶能夠接近指紋掃 描儀的指紋掃描表面。接著，用戶能夠在指紋掃描表面上放置他/她的手指以開始指紋掃 描過程。指紋掃描儀還可包括音頻指示器105。音頻指示器105可連接至控制模塊101以 指示指紋掃描裝置的掃描狀態(tài)。音頻指示器105可以是揚聲器或蜂鳴器的形式，只要其能 夠生成可聽聲音即可。例如，短的可聽聲音可代表掃描成功，而長的可聽聲音可代表掃描失 敗。圖6是USB指紋掃描儀的音頻指示器105的電路圖。在一實施方式中，觸摸傳感器能夠檢測至少兩種不同類型的觸摸命令。兩種不同 類型的觸摸命令包括第一觸摸和第二觸摸。第一觸摸持續(xù)的觸摸時間比預(yù)定時間段短，而 第二觸摸持續(xù)的觸摸時間比預(yù)定時間段長。如圖7所示，如果觸摸傳感器檢測到第一觸摸， 則指紋掃描模塊102向控制模塊101發(fā)送第一觸摸信號，并且控制模塊101運行第一模式。 如果觸摸傳感器檢測到第二觸摸，則指紋掃描模塊102向控制模塊101發(fā)送第二觸摸信號， 并且控制模塊101運行第二模式。預(yù)定時間段可變化。例如，預(yù)定時間段可以是1秒，1.5 秒或2秒。在另一實施方式中，指紋掃描儀可連接至計算機。如果在觸摸傳感器上的觸摸時 間比預(yù)定時間段(例如，1.5秒)短，則指紋掃描模塊向控制模塊101發(fā)送第一觸摸信號。 運行控制模塊101的第一模式；并且控制模塊101通過電連接器(例如，USB連接器)向計 算機發(fā)送第一控制信號。接著，計算機立即鎖定其屏幕。如果指紋掃描模塊檢測到與第一 觸摸的指紋相同的指紋，則計算機解鎖其屏幕。如果在觸摸傳感器上的觸摸時間比預(yù)定時間段(例如，1. 5秒)長，則指紋掃描模 塊向控制模塊101發(fā)送第二觸摸信號。運行控制模塊101的第二模式，并且控制模塊101 通過電連接器向計算機發(fā)送第二控制信號。接著，計算機將其屏幕圖像從第一屏幕圖像改 變?yōu)榈诙聊粓D像。如果指紋掃描模塊檢測到與第二觸摸的指紋相同的指紋，則計算機將 其屏幕圖像改變回第一屏幕圖像。
雖然已經(jīng)參照本申請的多個優(yōu)選實施方式示出并說明了本專利申請中公開的USB指紋掃描儀，但應(yīng)該注意，在不偏離所附權(quán)利要求的范圍的情況下，可進行各種其它改變或 修改。
權(quán)利要求
一種指紋掃描儀，該指紋掃描儀包括控制模塊，其用于檢測并控制信號的傳輸；電連接器，其耦合至所述控制模塊，以用于將所述指紋掃描儀連接至外圍設(shè)備；多個發(fā)光二極管(LED)指示器，其耦合至所述控制模塊，以指示所述指紋掃描儀的操作狀態(tài)；以及指紋掃描模塊，其耦合至所述控制模塊以檢測指紋并感測觸摸，并且將指紋信號和觸摸信號發(fā)送到所述控制模塊，所述指紋掃描模塊包括用于感測代表不同命令信號的不同觸摸的觸摸傳感器；其中，所述不同觸摸包括至少第一觸摸和第二觸摸，所述第一觸摸持續(xù)的觸摸時間比預(yù)定時間段短，而所述第二觸摸持續(xù)的觸摸時間比預(yù)定時間段長，如果檢測到所述第一觸摸，則所述控制模塊運行第一模式，如果檢測到所述第二觸摸，則所述控制模塊運行第二模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述指紋掃描模塊包括柔性電路形式的 指紋傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述指紋掃描模塊包括射頻指紋掃描模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述多個LED指示器具有不同尺寸，并按 照其尺寸連續(xù)排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的指紋掃描儀，其中，所述多個LED指示器與所述柔性電路分開設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述多個LED指示器具有不同顏色，以指 示所述指紋掃描儀的不同掃描狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，所述指紋掃描儀還包括音頻指示器，以指示所 述指紋掃描儀的掃描狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的指紋掃描儀，其中，所述音頻指示器包括揚聲器或蜂鳴器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述電連接器包括USB連接器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述指紋掃描模塊采用垂直指紋掃描或 水平指紋掃描。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述指紋掃描模塊采用環(huán)形指紋掃描。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的指紋掃描儀，其中，所述環(huán)形指紋掃描是以手指移過超過 20度的方式，在順時針方向或逆時針方向進行的指紋掃描。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述指紋掃描模塊采用線性指紋掃描和 環(huán)形指紋掃描的組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述控制模塊從所述指紋掃描模塊接收 指紋掃描信號，并且向主機發(fā)送與所述指紋掃描信號相對應(yīng)的命令。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中在所述觸摸傳感器上的一次連續(xù)觸摸被定義為第一信號；并且在所述觸摸傳感器上的兩次連續(xù)觸摸被定義為與所述第一信號不同的第二信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述預(yù)定時間段為1.5秒。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述外圍設(shè)備包括計算機，如果運行所述控制模塊的所述第一模式，則所述計算機鎖定其屏幕；而如果所述指紋掃描模塊檢測到 與所述第一觸摸的指紋相同的指紋，則所述計算機解鎖其屏幕。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋掃描儀，其中，所述外圍設(shè)備包括計算機，如果運行所 述控制模塊的所述第二模式，則所述計算機將其屏幕圖像從第一屏幕圖像改變?yōu)榈诙聊?圖像；而如果所述指紋掃描模塊檢測到與所述第二觸摸的指紋相同的指紋，則所述計算機 將其屏幕圖像改變回所述第一屏幕圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種指紋掃描儀。該指紋掃描儀包括控制模塊，其用于檢測并控制信號的傳輸；電連接器，其耦合至控制模塊，以用于將指紋掃描儀連接至外圍設(shè)備；多個發(fā)光二極管(LED)指示器，其耦合至控制模塊，以指示指紋掃描儀的操作狀態(tài)；以及指紋掃描模塊。所述指紋掃描模塊耦合至所述控制模塊以檢測指紋并感測觸摸，并且將指紋信號和觸摸信號發(fā)送至所述控制模塊。所述指紋掃描模塊包括用于感測代表不同指令信號的不同觸摸的觸摸傳感器。
文檔編號G06K9/20GK101840512SQ20101000164
公開日2010年9月22日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者王國芳, 程佩儀 申請人:耀光聯(lián)有限公司