本發(fā)明涉及指紋識別領(lǐng)域，尤其涉及一種在顯示屏中嵌入指紋識別功能的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著指紋識別在手機等移動終端中的應(yīng)用的推廣，越來越多的指紋硬件設(shè)備中都開始植入指紋模組，但是在指紋模組的植入過程中，手機的結(jié)構(gòu)勢必要留出空間安放指紋模組，尤其在目前最求高屏占比的條件下，會導(dǎo)致給手機的整體設(shè)計帶來不可阻擾的變化。如圖1和圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中的電極為雙層電極，其依次包括第一電極10、薄膜11以及第二電極12，而電極加間隙在6mm左右，這樣的電極分辨遠遠不夠識別指紋間的電容電勢差，也就是說，現(xiàn)有的顯示屏無法實現(xiàn)指紋識別功能。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種在顯示屏中嵌入指紋識別功能的方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的指紋識別設(shè)備中指紋模組占用空間大、給設(shè)計帶來不便的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種在顯示屏中嵌入指紋識別功能的方法，其中，包括步驟：

對觸控電極進行細分，將觸控電極分為若干等份的細電極；

當(dāng)顯示屏檢測到指紋時，通過增強電壓和電流來驅(qū)動電子波移動，以獲取指紋峰谷間的電容，然后進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，得到指紋圖形，實現(xiàn)指紋識別。

所述的在顯示屏中嵌入指紋識別功能的方法，其中，將觸控電極分為100等份。

所述的在顯示屏中嵌入指紋識別功能的方法，其中，當(dāng)顯示屏處于未解鎖狀態(tài)時，在顯示屏的指紋偵測區(qū)顯示指紋區(qū)域，并提示用戶進行指紋解鎖。

所述的在顯示屏中嵌入指紋識別功能的方法，其中，當(dāng)顯示屏處于解鎖狀態(tài)時，根據(jù)識別的指紋進行觸控操作。

所述的在顯示屏中嵌入指紋識別功能的方法，其中，所述顯示屏包括雙層觸控電極、以及位于雙層觸控電極之間的薄膜。

一種在顯示屏中嵌入指紋識別功能的系統(tǒng)，其中，包括：

細分模塊，用于對觸控電極進行細分，將觸控電極分為若干等份的細電極；

識別模塊，用于當(dāng)顯示屏檢測到指紋時，通過增強電壓和電流來驅(qū)動電子波移動，以獲取指紋峰谷間的電容，然后進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，得到指紋圖形，實現(xiàn)指紋識別。

所述的在顯示屏中嵌入指紋識別功能的系統(tǒng)，其中，將觸控電極分為100等份。

所述的在顯示屏中嵌入指紋識別功能的系統(tǒng)，其中，當(dāng)顯示屏處于未解鎖狀態(tài)時，在顯示屏的指紋偵測區(qū)顯示指紋區(qū)域，并提示用戶進行指紋解鎖。

所述的在顯示屏中嵌入指紋識別功能的系統(tǒng)，其中，當(dāng)顯示屏處于解鎖狀態(tài)時，根據(jù)識別的指紋進行觸控操作。

所述的在顯示屏中嵌入指紋識別功能的系統(tǒng)，其中，所述顯示屏包括雙層觸控電極、以及位于雙層觸控電極之間的薄膜。

有益效果：本發(fā)明直接將指紋識別嵌入到顯示屏中，在不減少屏占比的設(shè)計條件下，同樣能夠進行指紋識別，同時能夠讓指紋在顯示屏任意指定的地方進行讀取并且解鎖，增加了新的功能。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中觸控電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中A-A面的截面示意圖。

圖3為本發(fā)明中觸控電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中B部分的局部放大圖。

圖5為本發(fā)明中電子運動方向原理圖。

圖6為本發(fā)明中觸控電極實現(xiàn)指紋識別功能的原理圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種在顯示屏中嵌入指紋識別功能的方法及系統(tǒng)，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明所提供的一種在顯示屏中嵌入指紋識別功能的方法較佳實施例，其包括步驟：

對觸控電極進行細分，將觸控電極分為若干等份的細電極；

當(dāng)顯示屏檢測到指紋時，通過增強電壓和電流來驅(qū)動電子波移動，以獲取指紋峰谷間的電容，然后進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，得到指紋圖形，實現(xiàn)指紋識別。

本發(fā)明直接把指紋識別嵌入到顯示屏（觸摸屏）中，在不減少屏占比的設(shè)計條件下同樣能夠進行指紋識別，同時讓指紋能在顯示屏任意指定的地方進行讀取并且解鎖，提高相關(guān)的用戶體驗。本發(fā)明在原理及結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，利用當(dāng)前觸控技術(shù)，通過對觸控電極的處理達到在算法上同時能夠使用指紋識別及觸控。

下面對本發(fā)明的原理進行詳細說明。

本發(fā)明的顯示屏包括雙層觸控電極、以及位于雙層觸控電極之間的薄膜，具體可參見圖6，依次包括第一電極10（即第一觸控電極）、薄膜11、第二電極12（即第二觸控電極），第二電極12上設(shè)置有玻璃13。指紋有波峰和波谷之分，相鄰的波峰和波谷之間的間隙在0.5mm左右，由于線太多不利于芯片對其動力進行驅(qū)動。如圖3和圖4所示，單個觸控電極本身的寬度a為3mm，相鄰觸控電極的間隙b為6mm，所以本發(fā)明選擇在觸控電極的一個電極進行細分，6mm間隙的電極寬度按照30μm/30μm(電極粗為30μm及電極間的空隙分別為30μm)大約可以細分出100個細電極（稱作為光柵電極）。即本發(fā)明可將觸控電極中的一個電極分為100等份。

每一個細電極其識別的，其中0.236為6mm相對應(yīng)的英寸。按上述公式計算出的PPI=423，大于常規(guī)指紋識別PPI=308的要求。

由于在電極非常細的情況下，由電容公式C=εS/4πkd（ε介電常數(shù)，S電極板之間面積，k為靜電力常量，d為極板間的距離）可知，在電極變細的情況下唯一的變量是S，變?yōu)樵姌O的1/100，也就是電容信號衰減為原來的1/100。那么手指的指紋信號在當(dāng)前條件下是無法被識別的。故本發(fā)明關(guān)鍵就在于怎樣增強相關(guān)的信號，并且同時把電極整合成電容電極，同時實現(xiàn)觸控與指紋識別。

電容量C=Q/U，Q是電子電量單位庫侖，U是極板間的電壓。而電極間電場強度E=QU/2。所以要保持電容量不變，同時電場強度增加，就需要Q，U以相同倍數(shù)的增加。因為Q=It（I是電流，t是時間），在時間一定的情況下增加電子電量就是增加電流。在高電場及電壓下，會產(chǎn)生電子波，及電子漂移現(xiàn)象。如圖5所示，電子方向會沿著電場線的反方向運動。

所以本發(fā)明就通過增強電壓和電流來驅(qū)動電子波移動，以獲取指紋峰谷間的電容，然后進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，得到指紋圖形，實現(xiàn)指紋識別。

具體地，電子粒子具有波粒二相性，電子波的波長, h為普朗克常量，m為電子質(zhì)量，v是電子發(fā)射初速度。因為，e是電子所帶電荷，為常量。所以，即波長是電壓成反比，電子在玻璃介質(zhì)中以電場力的作用下同光傳播效果一樣，有折射和反射效果。

如圖6所示，當(dāng)電子波接觸到指紋波峰時電子波進行反射，由接受層（第一電極10）接受電子由C=Q/U，得出該位置上的電容值，然后通過ADC進行轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。如果電子波遇到指紋波谷時，電子波產(chǎn)生折射后被皮膚吸收，在節(jié)點上電容值為0。這樣就采集到指紋圖形。根據(jù)采集到的指紋圖形進行功能上的指紋配對及驗證。

進一步，當(dāng)顯示屏處于未解鎖狀態(tài)時，在顯示屏的指紋偵測區(qū)顯示指紋區(qū)域，并提示用戶進行指紋解鎖。

也就是說，在顯示屏處于鎖定狀態(tài)時，若檢測到指紋輸入，則在指紋偵測區(qū)顯示指紋區(qū)域，從而提示用戶在指紋區(qū)域進行指紋輸入，以便進行解鎖。

進一步，當(dāng)顯示屏處于解鎖狀態(tài)時，根據(jù)識別的指紋進行觸控操作。

也就是說，當(dāng)顯示屏處于解鎖狀態(tài)時，那么根據(jù)識別的指紋進行觸控操作。也就是說，分配給指紋的細電極短路成一個觸控電極，作為觸控傳感器。

本發(fā)明通過100份的細電極來檢測指紋峰谷間的微弱電容變化，由于普通的常規(guī)電容檢測無法檢測這么微弱的電壓變化。所以本發(fā)明可通過高壓驅(qū)動電子波移動，利用電場力來顯著區(qū)分峰谷間的電壓，由于峰谷皮膚和電極的距離不一樣，所以兩者的電容電場電壓也不一樣。從而識別和區(qū)分指紋峰谷的難題。也就是說本發(fā)明通過電壓管理及電場力對電子波的驅(qū)動，來實現(xiàn)現(xiàn)有顯示屏無法實現(xiàn)的功能。

基于上述方法，本發(fā)明還提供一種在顯示屏中嵌入指紋識別功能的系統(tǒng)較佳實施例，其包括：

細分模塊，用于對觸控電極進行細分，將觸控電極分為若干等份的細電極；

識別模塊，用于當(dāng)顯示屏檢測到指紋時，通過增強電壓和電流來驅(qū)動電子波移動，以獲取指紋峰谷間的電容，然后進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，得到指紋圖形，實現(xiàn)指紋識別。

進一步，將觸控電極分為100等份。

進一步，當(dāng)顯示屏處于未解鎖狀態(tài)時，在顯示屏的指紋偵測區(qū)顯示指紋區(qū)域，并提示用戶進行指紋解鎖。

進一步，當(dāng)顯示屏處于解鎖狀態(tài)時，根據(jù)識別的指紋進行觸控操作。

進一步，所述顯示屏包括雙層觸控電極、以及位于雙層觸控電極之間的薄膜。

綜上所述，本發(fā)明直接將指紋識別嵌入到顯示屏中，在不減少屏占比的設(shè)計條件下，同樣能夠進行指紋識別，同時能夠讓指紋在顯示屏任意指定的地方進行讀取并且解鎖，增加了新的功能。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。