安全的人體指紋傳感器的制造方法
【專利摘要】提供了設(shè)備、系統(tǒng)和方法，以執(zhí)行人體指紋檢測(cè)和認(rèn)證以對(duì)訪問(wèn)配置有指紋檢測(cè)模塊的鎖定移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求進(jìn)行認(rèn)證。一方面，響應(yīng)于檢測(cè)物體對(duì)指紋檢測(cè)模塊的接觸，上述方法可用于確定所檢測(cè)的物體的接觸是否來(lái)自人體皮膚。當(dāng)確定所檢測(cè)到的物體的接觸來(lái)自人體皮膚，可以從接觸的物體檢測(cè)到人體指紋的存在?？梢詮乃鑫矬w獲得檢測(cè)到的指紋數(shù)據(jù)，并將所述指紋數(shù)據(jù)和與所述鎖定的移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)的指紋輪廓進(jìn)行比較?；谒霰容^，可以授權(quán)所述訪問(wèn)鎖定移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求。
【專利說(shuō)明】安全的人體指紋傳感器
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
申請(qǐng)要求于2013年11月22日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?1/908,026和2014年7月31日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?2/031，833的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。上述專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)弓I用結(jié)合在本申請(qǐng)中，作為本申請(qǐng)公開(kāi)的一部分。
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及用于安全訪問(wèn)移動(dòng)設(shè)備的指紋識(shí)別。
【背景技術(shù)】
[0002]電子設(shè)備，包括便攜式或移動(dòng)計(jì)算設(shè)備，如筆記本電腦、平板電腦、智能電話和游戲系統(tǒng)，可以使用用戶驗(yàn)證機(jī)制來(lái)保護(hù)個(gè)人數(shù)據(jù)，并防止未授權(quán)的訪問(wèn)。電子設(shè)備上的用戶認(rèn)證可以通過(guò)生物特征標(biāo)識(shí)中的一個(gè)或多個(gè)的形式實(shí)現(xiàn)，該生物特征標(biāo)識(shí)可以單獨(dú)使用或者與常規(guī)的密碼的認(rèn)證方法結(jié)合使用。生物特征標(biāo)識(shí)的一個(gè)普遍的形式是人體的指紋圖案。指紋傳感器可以內(nèi)置于電子設(shè)備中以讀取用戶的指紋圖案，以便該設(shè)備只能由該設(shè)備的授權(quán)用戶通過(guò)授權(quán)用戶的指紋圖案的認(rèn)證解鎖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例提供設(shè)備、系統(tǒng)和方法，執(zhí)行人體指紋檢測(cè)和認(rèn)證以對(duì)訪問(wèn)配置有指紋檢測(cè)模塊的鎖定移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求進(jìn)行認(rèn)證。一方面，提供一種指紋檢測(cè)系統(tǒng)，包括:觸摸傳感模塊，其包括觸摸傳感器(例如，金屬環(huán))和用于檢測(cè)與所述指紋檢測(cè)系統(tǒng)接觸的物體的傳感器電路;光學(xué)傳感器模塊，其包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源和至少一個(gè)光檢測(cè)元件;指紋圖案?jìng)鞲衅骱驼J(rèn)證處理器。所述觸摸傳感模塊與所述光學(xué)傳感器模塊耦接。如果所述觸摸傳感模塊檢測(cè)到物體，如，手指，所述觸摸傳感模塊激活所示光學(xué)傳感器模塊，使其隨之產(chǎn)生具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光，其中，由于皮膚以下血液的存在，用戶的皮膚針對(duì)所述探測(cè)光產(chǎn)生具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的不同光學(xué)響應(yīng)。所述光學(xué)傳感器模塊還包括:光學(xué)檢測(cè)單元，用于接收所述探測(cè)光的反射或傳輸，以生成對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光進(jìn)行光學(xué)測(cè)量的測(cè)量數(shù)據(jù)。所述不同波長(zhǎng)的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)可用于計(jì)算與標(biāo)準(zhǔn)或校正的人體血液吸收的值相比較的值，以確定所述物體是否為人體皮膚。所述計(jì)算、比較和確定操作都可以使用與所述光學(xué)傳感器模塊集成的片上信號(hào)處理單元來(lái)執(zhí)行。
[0004]進(jìn)一步地，所述光學(xué)傳感器模塊與所述指紋圖案?jìng)鞲衅黢罱?。如果所述光學(xué)傳感器模塊檢測(cè)到人體皮膚為產(chǎn)生接觸的物體時(shí)，所述光學(xué)傳感器模塊激活所述指紋圖案?jìng)鞲衅?所述指紋圖案?jìng)鞲衅靼ㄓ糜谑占讣y數(shù)據(jù)的傳感器陣列和用于確定收集的指紋數(shù)據(jù)是否與人體指紋吻合的指紋圖案處理器。所述指紋圖案?jìng)鞲衅髋c認(rèn)證處理器耦接。如果所述指紋圖案?jìng)鞲衅鳈z測(cè)到人體指紋，所述指紋圖案?jìng)鞲衅骷せ钏稣J(rèn)證處理器。所述認(rèn)證處理器從所述指紋圖案?jìng)鞲衅鹘邮帐占闹讣y數(shù)據(jù)，并基于存儲(chǔ)的具有授權(quán)用戶指紋圖案的指紋數(shù)據(jù)，對(duì)收集的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)證，且基于驗(yàn)證結(jié)果，生成認(rèn)證輸出以授權(quán)或拒絕所述訪問(wèn)請(qǐng)求。
[0005]在高安全性操作模式下，所述認(rèn)證處理器可以從所述光學(xué)傳感器模塊接收所述兩個(gè)或兩個(gè)以上光學(xué)波長(zhǎng)的所述光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)，并使用所述光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)檢測(cè)人體心跳信號(hào)。該心跳檢測(cè)提供了判斷檢測(cè)到的人體指紋是否來(lái)自活體另一重保障。所述認(rèn)證處理器隨后同時(shí)基于指紋認(rèn)證結(jié)果和心跳檢測(cè)結(jié)果，生成認(rèn)證決定。
[0006]—方面，對(duì)訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求進(jìn)行認(rèn)證的方法包括:檢測(cè)物體是否與所述指紋檢測(cè)模塊產(chǎn)生接觸。當(dāng)確定物體與所述指紋檢測(cè)模塊產(chǎn)生接觸時(shí)，該方法可以用于確定所述物體是否為人體皮膚；當(dāng)確定所述物體為人體皮膚時(shí)，該方法可以用于進(jìn)一步確定所述物體是否為與訪問(wèn)請(qǐng)求相關(guān)聯(lián)的人體指紋。當(dāng)確認(rèn)為人體指紋時(shí)，該方法可以用于收集來(lái)自物體的指紋數(shù)據(jù)，基于指紋輪廓對(duì)收集的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)證，然后基于收集的指紋數(shù)據(jù)的認(rèn)證結(jié)果授權(quán)或拒絕所述訪問(wèn)請(qǐng)求。
[0007]另一方面，對(duì)訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求進(jìn)行認(rèn)證的方法包括:響應(yīng)于檢測(cè)與所述指紋檢測(cè)模塊接觸的物體，確定所述物體是否為人體皮膚。當(dāng)確定所述物體為人體皮膚時(shí)，該方法可以用于確定所述物體是否為與訪問(wèn)請(qǐng)求相關(guān)聯(lián)的人體指紋。當(dāng)確認(rèn)為人體指紋時(shí)，該方法可以用于收集來(lái)自物體的指紋數(shù)據(jù)，并基于保存的指紋輪廓對(duì)收集的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)證。當(dāng)收集的指紋數(shù)據(jù)被認(rèn)證為有效指紋時(shí)，該方法可以用于確定所述物體是否與心跳信號(hào)關(guān)聯(lián)。當(dāng)確定所述物體與心跳信號(hào)關(guān)聯(lián)時(shí)，授權(quán)所述訪問(wèn)請(qǐng)求。否則，拒絕所述訪問(wèn)請(qǐng)求。
[0008]另一方面，對(duì)訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求進(jìn)行認(rèn)證的方法包括:檢測(cè)是否有物體與所述指紋檢測(cè)模塊產(chǎn)生接觸。當(dāng)確定所述物體與所述指紋檢測(cè)模塊產(chǎn)生接觸時(shí)，該方法可以用于確定所述物體是否為人體皮膚。當(dāng)確定所述物體為人體皮膚時(shí)，該方法以用于收集來(lái)自所述物體的指紋數(shù)據(jù)，并基于保存的指紋輪廓對(duì)收集的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)證。當(dāng)收集的指紋數(shù)據(jù)被認(rèn)證為有效指紋時(shí)，該方法可以用于確定所述物體是否與心跳信號(hào)關(guān)聯(lián)。當(dāng)確定所述物體與心跳信號(hào)關(guān)聯(lián)時(shí)，授權(quán)所述訪問(wèn)請(qǐng)求。否則，拒絕所述訪問(wèn)請(qǐng)求。
[0009]再一方面，一種指紋檢測(cè)模塊包括:基板載體和位于所述基板載體上用于收集指紋數(shù)據(jù)的指紋傳感器芯片。所述指紋檢測(cè)模塊還包括:設(shè)置于所述指紋傳感器芯片上方的保護(hù)層，用于保護(hù)所述指紋傳感器芯片;和設(shè)置于所述保護(hù)層周圍的金屬環(huán)，作為觸摸傳感器檢測(cè)是否有物體與所述指紋檢測(cè)模塊接觸。所述指紋檢測(cè)模塊還包括:光學(xué)檢測(cè)模塊。所述光學(xué)檢測(cè)模塊包括:位于所述基板載體上且位于所述保護(hù)層下的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源;位于所述基板載體上且位于所述保護(hù)層下的至少一個(gè)光檢測(cè)元件；以及和所述指紋傳感器芯片集成的信號(hào)處理電路。所述指紋檢測(cè)模塊還包括:涂覆在所述保護(hù)層底面的彩色層，其中，所述彩色層包含位于第一區(qū)域中的多個(gè)微孔，其中多個(gè)微孔直接位于所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源之上，以及直接位于所述至少一個(gè)光檢測(cè)元件之上的第二區(qū)域，以允許光通過(guò)所述第一區(qū)域和第二區(qū)域從彩色層穿過(guò)。
[0010]再一方面，指紋檢測(cè)系統(tǒng)包括:觸摸傳感器，其包括用于檢測(cè)與所述指紋檢測(cè)模塊接觸的物體的金屬環(huán)。所述指紋檢測(cè)系統(tǒng)還包括:指紋圖案?jìng)鞲衅?，其包括用于讀取指紋圖案的傳感器陣列和用于確定讀取的指紋圖案是否與授權(quán)用戶指紋圖案的存儲(chǔ)信息匹配的指紋圖案處理器，以提供指紋圖案認(rèn)證輸出。所述指紋檢測(cè)系統(tǒng)還包括:光學(xué)傳感器模塊，其產(chǎn)生具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光，其中，由于皮膚以下血液的存在，用戶的皮膚針對(duì)所述檢測(cè)光產(chǎn)生所述具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的不同的光學(xué)反應(yīng);所述光學(xué)傳感器模塊包括:光學(xué)檢測(cè)單元，用于接收所述探測(cè)光的反射或傳輸，以生成對(duì)所述具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光進(jìn)行光學(xué)測(cè)量的測(cè)量數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，所述指紋識(shí)別系統(tǒng)包括:認(rèn)證處理器，其用于從所述指紋圖案?jìng)鞲衅鹘邮账鲋讣y圖案認(rèn)證輸出，從所述光學(xué)傳感器模塊接收具有所述兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)，并用于合并所述指紋圖案認(rèn)證輸出和所述探測(cè)光的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)以確定是否接收或拒絕訪問(wèn)。
[0011 ]本文所描述的指紋檢測(cè)模塊和指紋傳感器模塊的各種示例均可以與移動(dòng)設(shè)備(例如，智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦)、計(jì)算設(shè)備(例如，個(gè)人電腦)以及其他電子設(shè)備集成，以在這些設(shè)備上執(zhí)行指紋認(rèn)證過(guò)程。
[0012]再一方面，提供了一種訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求的認(rèn)證方法，包括:獲得(I)用戶的接觸和(2)該用戶提供的指紋輸入的測(cè)量數(shù)據(jù);確定檢測(cè)到的用戶接觸是否來(lái)自活體;將獲得的指紋輸入中的指紋數(shù)據(jù)和與所述鎖定的移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的指紋輪廓進(jìn)行比較；同時(shí)基于(I)所述指紋數(shù)據(jù)中是否存在匹配項(xiàng)和(2)檢測(cè)到的接觸是否來(lái)自活體，確定授權(quán)或拒絕用戶的訪問(wèn)。
[0013]本公開(kāi)技術(shù)的上述以及其他方面，及其實(shí)現(xiàn)和實(shí)例在下文的實(shí)施方式中結(jié)合附圖、說(shuō)明書和權(quán)利要求進(jìn)行詳細(xì)的描述。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1示出了指紋檢測(cè)模塊的剖視圖。
[0015]圖2示出了示例性的指紋傳感器檢測(cè)芯片。
[0016]圖3A示出了包括用于確定檢測(cè)到的物體是否為人體的光學(xué)傳感機(jī)制的指紋檢測(cè)模塊的透視圖和剖視圖。
[0017]圖3B示出了圖3A所示的指紋檢測(cè)模塊的另一透視圖和剖視圖。
[0018]圖3C示出了圖3A所示的整個(gè)指紋檢測(cè)模塊的透視圖。
[0019]圖4為使用指紋檢測(cè)模塊檢測(cè)和確定檢測(cè)到的物體是否為人體的概念示意圖。
[0020]圖5A示出了光源波長(zhǎng)與標(biāo)準(zhǔn)的人體皮膚反射率(單位:％)之間的函數(shù)關(guān)系的數(shù)據(jù)插圖。
[0021]圖5B示出了光源波長(zhǎng)與人體血液光吸收屬性(吸光系數(shù))之間的函數(shù)關(guān)系的數(shù)據(jù)插圖。
[0022]圖6A示出了使用指紋檢測(cè)模塊檢測(cè)和確定檢測(cè)到的物體是否為人體的過(guò)程的流程圖。
[0023]圖6B示出了使用具有金屬環(huán)的指紋檢測(cè)模塊進(jìn)行指紋檢測(cè)和認(rèn)證的過(guò)程的流程圖。
[0024]圖7示出了執(zhí)行指紋檢測(cè)和認(rèn)證的指紋檢測(cè)模塊的示意圖。
[0025]圖8A示出了集成有觸摸面板和指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的示意圖。
[0026]圖SB示出了集成有觸摸面板和指紋檢測(cè)模塊的另一移動(dòng)設(shè)備的示意圖。
[0027]圖9A示出了激活待機(jī)狀態(tài)下的指紋檢測(cè)模塊和使用指紋檢測(cè)模塊對(duì)鎖定移動(dòng)設(shè)備的訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行認(rèn)證的過(guò)程的流程圖。
[0028]圖9B示出了激活待機(jī)狀態(tài)下的指紋檢測(cè)模塊和在高安全性模式下使用指紋檢測(cè)模塊對(duì)鎖定移動(dòng)設(shè)備的訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行認(rèn)證的過(guò)程的流程圖。
[0029]圖10示出了使用指紋檢測(cè)模塊通過(guò)高安全性流程對(duì)鎖定移動(dòng)設(shè)備的訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行認(rèn)證的過(guò)程的流程圖。
[0030]圖1lA示出了作為指紋檢測(cè)模塊的變形且用于檢測(cè)和確定檢測(cè)到的物體是否為人體的指紋檢測(cè)模塊。
[0031]圖1lB示出了包括涂覆有彩色層的保護(hù)層的指紋檢測(cè)模塊。
[0032]圖12示出了執(zhí)行指紋檢測(cè)和認(rèn)證的指紋檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。
[0033]圖13A示出了顯示具有封裝在顯示屏玻璃蓋下的觸摸傳感器組件的示例性移動(dòng)設(shè)備的俯視圖。
[0034]圖13B示出了沿A-A面截取的移動(dòng)設(shè)備的剖視圖。
[0035]圖13C示出了圖13A和13B中位于顯示屏玻璃蓋1310下或者與其處于同一平面的觸摸傳感器組件的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]配置有指紋認(rèn)證機(jī)制的電子設(shè)備也會(huì)遭到惡意用戶的攻擊。惡意用戶會(huì)獲得授權(quán)用戶的指紋，從而將竊取的指紋圖案拷貝到與人體指紋吻合的載體物體上。這樣，這些惡意用戶就可以對(duì)目標(biāo)設(shè)備進(jìn)行解鎖。從而，盡管指紋圖案是唯一的生物特征標(biāo)識(shí)，但指紋圖案本身也并非完全可靠和安全的標(biāo)識(shí)。針對(duì)電子設(shè)備中使用的指紋認(rèn)證技術(shù)，本文公開(kāi)的方法、設(shè)備和系統(tǒng)做出安全性改進(jìn)或增強(qiáng)，具體地，通過(guò)提供額外的用于確定檢測(cè)到的物體的接觸是否來(lái)自活體的傳感機(jī)制，以盡可能地防止失竊的指紋被用于非法訪問(wèn)目標(biāo)設(shè)備。
[0037]在某些實(shí)施例中，可以使用觸摸傳感模塊檢測(cè)物體與觸摸傳感器的接觸，例如，金屬環(huán)和指紋檢測(cè)模塊。所述觸摸傳感模塊包括:設(shè)置于移動(dòng)設(shè)備的指紋檢測(cè)模塊周圍的觸摸傳感器(例如，通過(guò)金屬環(huán)或其他類似的導(dǎo)電材料和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn))和與所述觸摸傳感器通信耦接的關(guān)聯(lián)觸摸傳感電路。所述觸摸傳感模塊可以用于通過(guò)輕觸的方式激活處于省電/待機(jī)模式下的所述指紋檢測(cè)模塊和所述移動(dòng)設(shè)備，無(wú)需用戶額外輸入，如操作機(jī)械開(kāi)關(guān)或者按鈕。然而，在日常使用中，由于用戶通常手持或以其他方式攜帶移動(dòng)設(shè)備(例如，將其裝在近身的口袋中)，難免無(wú)意和偶爾接觸觸摸傳感模塊。從省電的角度來(lái)說(shuō)，用戶不希望任何手指或者身體某部分的輕微接觸所述觸摸傳感模塊就立即將所述指紋檢測(cè)模塊和/或所述移動(dòng)設(shè)備從省電/待機(jī)模式下激活。本文描述的實(shí)施例提供了設(shè)備、系統(tǒng)和方法，使得指紋檢測(cè)模塊可以通過(guò)光觸方式激活，同時(shí)又防止或減少待機(jī)模式下的指紋檢測(cè)模塊和/或移動(dòng)設(shè)備被無(wú)意和偶然的觸摸激活。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例提供設(shè)備、系統(tǒng)和方法，執(zhí)行人體指紋檢測(cè)和認(rèn)證以對(duì)請(qǐng)求訪問(wèn)配置有指紋檢測(cè)模塊的鎖定移動(dòng)設(shè)備的用戶進(jìn)行認(rèn)證。一方面，提供一種指紋檢測(cè)系統(tǒng)，包括:觸摸傳感模塊，其包括觸摸傳感器(例如，金屬環(huán))和用于檢測(cè)與所述指紋檢測(cè)系統(tǒng)接觸的物體的傳感器電路;光學(xué)傳感器模塊;指紋圖案?jìng)鞲衅骱驼J(rèn)證處理器。所述觸摸傳感模塊與所述光學(xué)傳感器模塊通信耦接。響應(yīng)于所述觸摸傳感模塊檢測(cè)到物體的接觸，如，手指，所述觸摸傳感模塊激活所述光學(xué)傳感器模塊，使其隨之產(chǎn)生具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光信號(hào)，其中，由于皮膚以下血液的存在，用戶的皮膚針對(duì)所述探測(cè)光信號(hào)產(chǎn)生具有所述兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的不同光學(xué)響應(yīng)。所述光學(xué)傳感器模塊還包括:光學(xué)檢測(cè)單元，用于接收所述探測(cè)光信號(hào)的反射或傳輸，以生成對(duì)具有所光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光信號(hào)進(jìn)行光學(xué)測(cè)量的測(cè)量數(shù)據(jù)。所述不同波長(zhǎng)的光學(xué)測(cè)量可用于計(jì)算與標(biāo)準(zhǔn)或校正的人體血液吸收的值相比較的值，以確定所述物體的接觸是否來(lái)自人體皮膚。所述計(jì)算、比較和確定操作都可以使用與所述光學(xué)傳感器模塊集成的片上信號(hào)處理單元來(lái)執(zhí)行。
[0039]進(jìn)一步地，所述光學(xué)傳感器模塊與所述指紋圖案?jìng)鞲衅黢罱?。響?yīng)于所述光學(xué)傳感器模塊檢測(cè)到所述接觸來(lái)自人體皮膚，所述光學(xué)傳感器模塊激活所述指紋圖案?jìng)鞲衅?；所述指紋圖案?jìng)鞲衅靼ㄓ糜谑占讣y數(shù)據(jù)的傳感器陣列和用于確定收集的指紋數(shù)據(jù)是否與人體指紋吻合的指紋圖案處理器。所述指紋圖案?jìng)鞲衅髋c認(rèn)證處理器通信耦接。響應(yīng)于所述指紋圖案?jìng)鞲衅鳈z測(cè)請(qǐng)求訪問(wèn)所述鎖定移動(dòng)設(shè)備的用戶的人體指紋，所述指紋圖案?jìng)鞲衅骷せ钏稣J(rèn)證處理器。所述認(rèn)證處理器從所述指紋圖案?jìng)鞲衅鹘邮帐占闹讣y數(shù)據(jù)，并通過(guò)基于存儲(chǔ)的具有授權(quán)用戶指紋圖案的指紋數(shù)據(jù)，對(duì)所述用戶進(jìn)行認(rèn)證?；谡J(rèn)證結(jié)果，所述認(rèn)證處理器可以生成認(rèn)證決定，以確定授權(quán)或拒絕對(duì)所述鎖定移動(dòng)設(shè)備的訪問(wèn)。
[0040]在高安全性操作模式下，所述認(rèn)證處理器可以從所述光學(xué)傳感器模塊接收所述兩個(gè)或兩個(gè)以上光學(xué)波長(zhǎng)的所述光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)，并使用接收到的所述光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)檢測(cè)人體心跳信號(hào)。該光學(xué)心跳檢測(cè)提供了判斷檢測(cè)到的人體指紋是否來(lái)自活體的另一重保障。所述認(rèn)證處理器隨后同時(shí)基于指紋比較結(jié)果和光學(xué)心跳檢測(cè)結(jié)果，生成認(rèn)證決定。
[0041]一方面，對(duì)請(qǐng)求訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的用戶進(jìn)行認(rèn)證的方法包括:檢測(cè)物體對(duì)指紋檢測(cè)模塊的接觸。響應(yīng)于確定檢測(cè)到的物體的接觸來(lái)自人體皮膚，該方法還可以用于確定檢測(cè)到的人體皮膚的接觸是否為與請(qǐng)求訪問(wèn)所述鎖定移動(dòng)設(shè)備的用戶關(guān)聯(lián)的人體指紋。響應(yīng)于確定檢測(cè)到的接觸來(lái)自人體指紋，該方法還可以用于從所述人體皮膚獲得指紋數(shù)據(jù)。得到的指紋數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)的指紋輪廓進(jìn)行比較，以嘗試對(duì)所述用戶進(jìn)行認(rèn)證。當(dāng)獲得的指紋與存儲(chǔ)的所述移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶關(guān)聯(lián)的指紋輪廓之一匹配時(shí)，可以授權(quán)用戶對(duì)所述鎖定的移動(dòng)設(shè)備的訪問(wèn)。
[0042]另一方面，對(duì)請(qǐng)求訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的用戶進(jìn)行認(rèn)證的方法包括:響應(yīng)于通過(guò)檢測(cè)物體對(duì)指紋檢測(cè)模塊的接觸，確定檢測(cè)到的物體的觸摸是否來(lái)自人體皮膚。響應(yīng)于檢測(cè)所述觸摸來(lái)自人體皮膚，該方法還可以用于確定檢測(cè)到的人體皮膚的觸摸是否和與請(qǐng)求訪問(wèn)所述移動(dòng)設(shè)備的用戶關(guān)聯(lián)的人體指紋吻合。響應(yīng)于確定所述接觸來(lái)自人體指紋，該方法還可以用于從所述人體指紋獲得指紋數(shù)據(jù)，并嘗試通過(guò)比較獲得的指紋數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的授權(quán)用戶的指紋輪廓，對(duì)所述用戶進(jìn)行認(rèn)證。響應(yīng)于匹配獲得的指紋數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的授權(quán)用戶的指紋輪廓，該方法還可以用于后續(xù)確定檢測(cè)到的物體是否與心跳信號(hào)關(guān)聯(lián)。響應(yīng)于關(guān)聯(lián)心跳與檢測(cè)到的物體，授權(quán)用戶的訪問(wèn)。否則，拒絕所述訪問(wèn)請(qǐng)求。
[0043]另一方面，對(duì)請(qǐng)求訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的用戶進(jìn)行認(rèn)證的方法包括:檢測(cè)物體對(duì)指紋檢測(cè)模塊的接觸。響應(yīng)于檢測(cè)所述接觸，該方法還可以用于確定所述物體的接觸是否來(lái)自人體皮膚。響應(yīng)于檢測(cè)人體皮膚的接觸，該方法還可以用于從所述人體皮膚獲得指紋數(shù)據(jù)，并比較獲得的指紋數(shù)據(jù)與授權(quán)用戶的指紋輪廓。響應(yīng)于發(fā)現(xiàn)獲得的指紋數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的授權(quán)用戶的指紋輪廓的匹配項(xiàng)，獲得的指紋數(shù)據(jù)被識(shí)別為授權(quán)用戶的有效指紋。該方法還可以用于后續(xù)確定所述產(chǎn)生接觸的物體是否與心跳信號(hào)關(guān)聯(lián)。響應(yīng)于檢測(cè)具有指紋的人體皮膚的心跳信號(hào)，授權(quán)所述用戶的訪問(wèn)。如果指紋檢測(cè)和心跳檢測(cè)都未進(jìn)行，則拒絕所述用戶的訪問(wèn)。
[0044]再一方面，一種指紋檢測(cè)模塊包括:基板載體和位于所述基板載體上用于收集指紋數(shù)據(jù)的指紋傳感器芯片。所述指紋檢測(cè)模塊還包括:設(shè)置于所述指紋傳感器芯片上方的保護(hù)層，用于保護(hù)所述指紋傳感器芯片;和設(shè)置于所述保護(hù)層周圍的觸摸傳感器，用于檢測(cè)來(lái)自物體的與觸摸傳感器的接觸。所述觸摸傳感器可以由導(dǎo)電材料制作，其與所述保護(hù)層的輪廓毗鄰或者接近，其可以設(shè)置為與所述保護(hù)層輪廓吻合的形狀。對(duì)于圓形保護(hù)層，所述傳感器，例如，可以為金屬環(huán)。對(duì)于矩形保護(hù)層，所述傳感器，例如，可以為矩形金屬框。另夕卜，所述指紋檢測(cè)模塊包括:光學(xué)檢測(cè)模塊。所述光學(xué)檢測(cè)模塊包括:位于所述基板載體上且位于所述保護(hù)層下的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源;位于所述基板載體上且位于所述保護(hù)層下的至少一個(gè)光檢測(cè)元件；以及與所述指紋傳感器芯片集成的信號(hào)處理電路。此外，所述指紋檢測(cè)模塊包括:涂覆在所述保護(hù)層底面的彩色層。所述彩色層包含位于第一區(qū)域中的多個(gè)微孔，其中第一區(qū)域直接位于所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源之上，以及直接位于所述至少一個(gè)光檢測(cè)元件之上的第二區(qū)域，以允許光通過(guò)所述第一區(qū)域和第二區(qū)域從彩色層穿過(guò)。。
[0045]再一方面，指紋檢測(cè)系統(tǒng)包括:觸摸傳感器，例如，金屬環(huán)，其用于檢測(cè)物體對(duì)指紋檢測(cè)模塊的接觸。另外，所述指紋檢測(cè)系統(tǒng)包括:指紋圖案?jìng)鞲衅?，用于檢測(cè)指紋圖案。所述指紋圖案?jìng)鞲衅?，例如，可以使用傳感器陣列?lái)實(shí)現(xiàn)。所述指紋檢測(cè)系統(tǒng)還可以包括:指紋圖案處理器，用于確定檢測(cè)到的指紋圖案是否與存儲(chǔ)的具有授權(quán)用戶指紋圖案的指紋信息匹配，以提供指紋圖案認(rèn)證輸出。另外，所述指紋檢測(cè)系統(tǒng)還包括:光學(xué)傳感器模塊，用于產(chǎn)生具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光信號(hào)，其中，由于皮膚以下血液的存在，用戶的皮膚針對(duì)所述探測(cè)光產(chǎn)生具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的不同光學(xué)響應(yīng)。所述光學(xué)傳感器模塊還包括:光學(xué)檢測(cè)單元，用于接收所述探測(cè)光信號(hào)的反射或傳輸，以生成對(duì)具有兩個(gè)或多個(gè)光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光信號(hào)的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，所述指紋檢測(cè)系統(tǒng)還包括:認(rèn)證處理器，用于從所述指紋圖案?jìng)鞲衅鹘邮账鲋讣y圖案認(rèn)證輸出，并從所述光學(xué)傳感器模塊接收具有所述兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光信號(hào)的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)。所述指紋檢測(cè)系統(tǒng)可以將所述指紋圖案認(rèn)證輸出與所述探測(cè)光信號(hào)的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，以確定授權(quán)或拒絕訪問(wèn)。
[0046]本文所描述的實(shí)施例提供了設(shè)備、系統(tǒng)和方法，可以應(yīng)用用于人體指紋檢測(cè)和認(rèn)證的各個(gè)指紋檢測(cè)模塊。進(jìn)一步地，本文所描述的實(shí)施例還提供了設(shè)備、系統(tǒng)和方法，可以應(yīng)用確定檢測(cè)到的物體是否為人體的各個(gè)指紋檢測(cè)模塊，在這些模塊中可包含光學(xué)傳感單元。具體地，本文公開(kāi)的技術(shù)使用額外的測(cè)量或傳感機(jī)制，在對(duì)提取的用戶指紋進(jìn)行感測(cè)之夕卜，進(jìn)行其他的測(cè)量，從而將其與用戶的指紋圖案檢測(cè)相結(jié)合，作為組合認(rèn)證方法以識(shí)別授權(quán)用戶是否正在訪問(wèn)所述設(shè)備。
[0047]本文公開(kāi)的技術(shù)在另外的傳感機(jī)制下使用具有兩個(gè)或者兩個(gè)以上不同探測(cè)光波長(zhǎng)的探測(cè)光。在該傳感機(jī)制下，人體皮膚發(fā)出不同的針對(duì)所述兩個(gè)或兩個(gè)以上不同波長(zhǎng)的探測(cè)光的響應(yīng)。這種具有所述兩個(gè)或兩個(gè)以上不同波長(zhǎng)光學(xué)響應(yīng)的測(cè)量用于和用戶的指紋圖案的正確識(shí)別相結(jié)合，以對(duì)訪問(wèn)進(jìn)行認(rèn)證。增加的認(rèn)證機(jī)制可以提高認(rèn)證等級(jí)和安全性，這是單獨(dú)使用指紋圖案無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。在下文所描述的具體示例中，選擇所述兩個(gè)或者兩個(gè)以上不同探測(cè)光波長(zhǎng)，從而使得用戶皮膚由于血液和血氧等級(jí)的存在產(chǎn)生的反射和吸收導(dǎo)致人體皮膚在選擇的兩個(gè)或者兩個(gè)以上不同波長(zhǎng)的反射光和傳輸光下產(chǎn)生不同的光學(xué)響應(yīng)。在具體實(shí)現(xiàn)中，所述設(shè)備可以包括兩個(gè)傳感器設(shè)備。(I)指紋圖案識(shí)別傳感器和(2)探測(cè)光光學(xué)檢測(cè)模塊，其產(chǎn)生具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同波長(zhǎng)且用于測(cè)量手指探測(cè)光的反射或者傳輸從而測(cè)量所述兩個(gè)或者兩個(gè)以上不同補(bǔ)償?shù)氖种傅墓鈱W(xué)響應(yīng)。將所述兩個(gè)傳感器設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)合并，以對(duì)請(qǐng)求訪問(wèn)所述設(shè)備的用戶進(jìn)行認(rèn)證。在具體實(shí)現(xiàn)中，這兩個(gè)傳感器設(shè)備可以集成到位于設(shè)備表面的指紋ID模塊中，使用戶訪問(wèn)所述設(shè)備前輸入用戶指紋。指紋ID模塊的外觀與其他指紋ID模塊相似，其僅檢測(cè)和處理指紋圖案。而基于具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同波長(zhǎng)的探測(cè)光測(cè)量而增加的光學(xué)檢測(cè)模塊，在接收合法用戶訪問(wèn)方面，提供唯一增強(qiáng)的安全性和準(zhǔn)確性。
[0048]圖1示出了指紋檢測(cè)模塊100的剖視圖(圖中未示出手指)。如圖1所示，指紋檢測(cè)模塊100包括:基板載體102和設(shè)置于所述基板載體102頂上的指紋傳感器檢測(cè)芯片104。指紋傳感器檢測(cè)芯片104可以使用電容傳感收集指紋數(shù)據(jù)和檢測(cè)指紋。然而，指紋傳感器檢測(cè)芯片104也可以用于收集指紋數(shù)據(jù)并通過(guò)非電容方式檢測(cè)指紋。指紋檢測(cè)模塊100還包括:保護(hù)層106，其設(shè)置于指紋傳感器檢測(cè)芯片104之上，用于保護(hù)指紋傳感器檢測(cè)芯片104。保護(hù)層106還可以作為電介質(zhì)隔片使用。保護(hù)層106可以由高介電常數(shù)材料制成，例如，陶瓷、藍(lán)寶石、氧化鋯或者其他類似材料。保護(hù)層104還可以具有硬質(zhì)涂層，例如，類鉆石碳。需要注意的是，在圖1所述的實(shí)施例中，保護(hù)層106的邊緣延在所有方向均延伸出指紋傳感器探測(cè)芯片104的邊緣。
[0049]指紋檢測(cè)模塊100還包括:金屬環(huán)108，其設(shè)置于基板載體102上且設(shè)置于保護(hù)層106周圍，用于保護(hù)保護(hù)層106的邊緣。金屬環(huán)108還可以作為信號(hào)電極使用。需要注意的是，當(dāng)手指110按壓在指紋檢測(cè)模塊100上用于指紋檢測(cè)時(shí)，手指110(并非指紋檢測(cè)模塊100的構(gòu)成部分)可以與金屬環(huán)108接觸。
[0050]圖2示出了示例性的指紋傳感器檢測(cè)芯片200。需要注意的是，指紋傳感器檢測(cè)芯片200(或稱之為“傳感器芯片200”)可以作為傳感器芯片104使用在指紋檢測(cè)模塊100中，或者與下文所述的其他類型的指紋檢測(cè)模塊結(jié)合使用。
[0051 ]如圖2所示，指紋傳感器檢測(cè)芯片200包括:像素化傳感元件陣列202，其占據(jù)傳感器芯片的大部分。像素化傳感元件陣列202中的每個(gè)傳感元件可以是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，簡(jiǎn)稱CMOS)電容傳感器或其他類型的可以感應(yīng)指紋特征的傳感器。指紋傳感器檢測(cè)芯片還可以包括:用于處理從像素化傳感元件陣列202接收的信號(hào)的信號(hào)處理單元204，和耦接到信號(hào)處理單元204的連接單元206。連接單元206可以包括:多個(gè)電極，其可以通過(guò)線鍵合、凸點(diǎn)鍵合或其他連接方式連接到外部電路。連接單元206可以沿傳感器芯片200的邊緣設(shè)置，這樣方便與指紋檢測(cè)模塊的其他部件連接。
[0052]需要注意的是，傳感器芯片200還包括:一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)元件208，其可以設(shè)置在傳感器芯片200的一個(gè)或者多個(gè)部分。光檢測(cè)元件208可以包括，但不限于:CMOS光檢測(cè)器、電荷耦合器件(CCD)光檢測(cè)器、發(fā)光二極管(LED)光檢測(cè)器、光電阻、光伏光檢測(cè)器和光二極管。在所示的實(shí)施例中，兩個(gè)光檢測(cè)元件沿傳感器芯片的一邊緣部分設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，可以僅使用一個(gè)單獨(dú)的光檢測(cè)元件，也可以使用兩個(gè)以上的光檢測(cè)元件。多個(gè)光檢測(cè)元件可以設(shè)置于硅芯片的不同邊緣，而非都設(shè)置于芯片的同一側(cè)。需要注意的是，圖2示出了光檢測(cè)元件208與像素化傳感元件陣列202集成于同一芯片上;在其他實(shí)施例中，光檢測(cè)元件也可以不設(shè)置于傳感器芯片上，而設(shè)置于指紋傳感器模塊的不同區(qū)域。
[0053]圖3A示出了包括用于確定檢測(cè)到的物體是否為人體的光學(xué)傳感機(jī)制的指紋檢測(cè)模塊300的透視圖和剖視圖。與指紋檢測(cè)模塊100類似，指紋檢測(cè)模塊300包括:基板載體302，指紋傳感器檢測(cè)芯片304，保護(hù)層306和金屬環(huán)308。指紋傳感器檢測(cè)芯片304可以為指紋傳感器檢測(cè)芯片200，包括一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)元件。然而，在某些實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)元件設(shè)置于傳感器芯片200外，且設(shè)置于基板載體303的其他區(qū)域或者保護(hù)層306的腔體中。保護(hù)層可以有透明材料制成，例如，藍(lán)寶石或者氧化鋯。如果對(duì)保護(hù)層進(jìn)行了化品著色，可以在保護(hù)層306上使用透明窗口，以允許光從中穿過(guò)。需要注意的是，在本實(shí)施例中，保護(hù)層306覆蓋傳感器芯片304的整個(gè)表面。
[0054]指紋檢測(cè)模塊300還包括:一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源310，其可以設(shè)置于金屬環(huán)308的腔體312中。發(fā)光源310可以包括:一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)芯片，一個(gè)或多個(gè)二極管激光器，或者一個(gè)或多個(gè)其他微型發(fā)光設(shè)備。此應(yīng)用場(chǎng)景下的一個(gè)示例性LED芯片可以具有?200μπιΧ200μπι的面積和?200μπι的厚度。在所示的實(shí)施例中，腔體312具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)圍繞金屬環(huán)308的下側(cè)形成。然而，金屬環(huán)308中的腔體312可以具有很多其他的配置，例如，僅公開(kāi)了圍繞發(fā)光源310配置的方式。
[0055]響應(yīng)于人體手指或者物體與指紋檢測(cè)模塊300產(chǎn)生接觸，發(fā)光源310可以用于發(fā)射具有所需波長(zhǎng)的檢測(cè)光。例如，金屬環(huán)308可以作為傳感電極使用，以檢測(cè)人體手指或物體的接觸。發(fā)光源310可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)發(fā)光窗口發(fā)射光，該發(fā)光窗口穿過(guò)金屬環(huán)308連接至腔體312。如圖3Α所示，發(fā)光窗口 314直接設(shè)置于腔體312內(nèi)任一個(gè)發(fā)光源310之上。在某些實(shí)施例中，發(fā)光源310包括調(diào)制的光源。
[0056]圖3Β示出了指紋檢測(cè)模塊300的另一透視圖和剖視圖。圖3C示出了整個(gè)指紋檢測(cè)模塊300的透視圖。
[0057]圖4示出了使用指紋檢測(cè)模塊檢測(cè)400(其與指紋檢測(cè)模塊300基本一致)和確定檢測(cè)到的物體是否為人體的概念。在參考指紋檢測(cè)模塊400描述圖4的情況下，所述的方法基本適用于很多指紋檢測(cè)模塊400的變形，其中某些變形將在下文進(jìn)行描述。
[0058]如上所述，指紋檢測(cè)模塊400包括:基板載體402，保護(hù)層406，金屬環(huán)408和傳感器芯片404;還可以包括電容傳感陣列，用于感應(yīng)指紋的脊和谷的圖案。指紋檢測(cè)模塊400包括:發(fā)光源410，其位于金屬環(huán)408下方的腔體中。在某些實(shí)施方案中，發(fā)光源410可以通過(guò)金屬環(huán)408的光發(fā)射窗口 414發(fā)射至少兩種不同波長(zhǎng)的光。指紋檢測(cè)模塊400還包括:一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器416，其既可以集成在傳感器芯片404上，也可以單獨(dú)設(shè)置于基板載體402上。在所示的實(shí)施例中，光檢測(cè)器416設(shè)置于傳感器芯片404的邊緣。
[0059]在某些實(shí)施方案中，當(dāng)物體420(并非指紋檢測(cè)模塊400的組成部分)與指紋檢測(cè)模塊400接觸時(shí)，發(fā)光源400通過(guò)發(fā)光窗口 414發(fā)射檢測(cè)光。檢測(cè)光被物體420反射，之后反射的光可被光檢測(cè)器416接收和測(cè)量。在特別的實(shí)施方案中，檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)可以由發(fā)光源410發(fā)射。為了進(jìn)行心跳檢測(cè)，檢測(cè)光的一個(gè)波長(zhǎng)已經(jīng)足夠使用。為了檢測(cè)活體手指的觸摸，當(dāng)檢測(cè)光的一個(gè)波長(zhǎng)足夠使用時(shí)，兩個(gè)或兩個(gè)以上波長(zhǎng)的效果更好。例如，對(duì)于一個(gè)波長(zhǎng)，所選波長(zhǎng)可以為660nm。對(duì)于兩個(gè)或兩個(gè)以上的波長(zhǎng)，一個(gè)所選波長(zhǎng)可以為660nm，另一個(gè)所選波長(zhǎng)可以為905nm、910nm或940nm。在其他實(shí)施例中，所述兩個(gè)所選波長(zhǎng)可以分別為590nm和805nm。在其他實(shí)施例中，所述兩個(gè)所選波長(zhǎng)可以分別為520nm和575nm。在某些實(shí)施例中，僅需要一個(gè)波長(zhǎng)，且其他任何上述已經(jīng)明確定義的波長(zhǎng)或者其它本應(yīng)用(如，心跳檢測(cè))適用的波長(zhǎng)均可以使用。
[0060]圖5A示出了光源波長(zhǎng)與標(biāo)準(zhǔn)的人體皮膚反射率(單位:％)之間的函數(shù)關(guān)系的數(shù)據(jù)插圖。需要注意的是，針對(duì)不同的波長(zhǎng)，人體皮膚具有不同的反射率。波長(zhǎng)與反射率的關(guān)系可以通過(guò)測(cè)量得到。最終，與所選的兩個(gè)波長(zhǎng)的反射光對(duì)應(yīng)的光檢測(cè)器信號(hào)之間可以存在較大差別。在某些實(shí)施方案中，光檢測(cè)器416可以用于測(cè)量上述兩個(gè)波長(zhǎng)的反射光。上述兩種測(cè)量的比率可以通過(guò)計(jì)算得到，且可與標(biāo)準(zhǔn)或校正的人體手指/皮膚的值做比較，以確定物體420是否為人體手指。所述計(jì)算、比較和確定都可以使用片上信號(hào)處理單元來(lái)執(zhí)行，例如，如圖2所示的信號(hào)處理單元204。
[0061]圖5B示出了光源波長(zhǎng)與人體血液光吸收屬性(吸光系數(shù))之間的函數(shù)關(guān)系的數(shù)據(jù)插圖。需要注意的是，針對(duì)不同的波長(zhǎng)，人體血液具有不同的吸收率。進(jìn)一步地，對(duì)于血紅蛋白缺氧(下文稱之為“Hb”狀態(tài))和血紅蛋白與氧結(jié)合(下文稱之為“Hb02狀態(tài)”)，吸收行為也截然不同。其結(jié)果是，與所選的兩個(gè)波長(zhǎng)的反射光對(duì)應(yīng)的光檢測(cè)器信號(hào)之間也截然不同，與Hb和Hb02狀態(tài)下相同波長(zhǎng)的反射光對(duì)應(yīng)的光檢測(cè)器信號(hào)也可以截然不同。在某些實(shí)施方案中，光檢測(cè)器416可以用于測(cè)量上述兩個(gè)波長(zhǎng)的通過(guò)物體420傳輸?shù)墓?。上述兩種測(cè)量的比率可以計(jì)算得到，且可與標(biāo)準(zhǔn)或校正的人體血液吸收的值做比較，以確定物體420是否為人體手指。所述計(jì)算、比較和確定都可以使用片上信號(hào)處理單元來(lái)執(zhí)行，例如，如圖2所示的信號(hào)處理單元204。
[0062]光檢測(cè)器416還可以用于測(cè)量經(jīng)物體420傳輸?shù)脑贖b和Hb02狀態(tài)下的一個(gè)或兩個(gè)波長(zhǎng)的光。上述每種狀態(tài)下兩種不同波長(zhǎng)的兩種測(cè)量的比率可以通過(guò)計(jì)算得到，且可與標(biāo)準(zhǔn)或校正的人體血液吸收的值做比較，以確定物體420是否為人體手指。所述計(jì)算、比較和確定都可以使用片上信號(hào)處理單元來(lái)執(zhí)行，例如，如圖2所示的信號(hào)處理單元204。
[0063]鑒于心臟栗的效應(yīng)，圖5A或5B或者圖5A和5B所示的兩個(gè)不同光學(xué)波長(zhǎng)下的上述測(cè)量可以用于基于血液中由于心臟搏動(dòng)產(chǎn)生的含氧等級(jí)測(cè)量用戶的心跳。兩個(gè)不同波長(zhǎng)可以是分別在紅色光譜范圍和紅外光譜范圍內(nèi)?；谘醯难褐械娘柡秃跛降臏y(cè)量，心跳測(cè)量用于一些脈沖血氧計(jì)裝置或心臟速率監(jiān)測(cè)。紅色(由含氧血液吸收)和紅外(由缺氧血吸收)的相對(duì)吸收率與動(dòng)脈血氧飽和度相關(guān)。執(zhí)行并處理相對(duì)光吸收的測(cè)量，以產(chǎn)生心臟跳動(dòng)速率。當(dāng)指紋圖案被呈現(xiàn)給要訪問(wèn)的目標(biāo)設(shè)備時(shí)，該心跳測(cè)量還可以用于檢查用戶是否存在。
[0064]如上所述，指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的觸摸傳感器，例如，指紋檢測(cè)模塊400中的金屬環(huán)408可以用于檢測(cè)物體的初始接觸，如用戶的手指。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬環(huán)可以是用于初始接觸檢測(cè)和模塊激活電路的一部分。在一些實(shí)施例中，指紋檢測(cè)模塊在檢測(cè)到新的接觸前可以處于待機(jī)模式(即，省電模式)。在檢測(cè)到新的接觸時(shí)，金屬環(huán)電路激活指紋檢測(cè)模塊的主電路。當(dāng)前的指紋檢測(cè)和認(rèn)證過(guò)程完成時(shí)，指紋檢測(cè)模塊的主電路可被關(guān)斷或去激活，指紋檢測(cè)模塊返回待機(jī)模式，同時(shí)金屬環(huán)電路保持激活狀態(tài)，并準(zhǔn)備檢測(cè)下一次接觸。
[0065]圖6A示出了使用指紋檢測(cè)模塊檢測(cè)和確定檢測(cè)到的物體是否為人體的過(guò)程600的流程圖。過(guò)程600可以在指紋檢測(cè)模塊400的上下文中來(lái)理解。當(dāng)指紋檢測(cè)模塊檢測(cè)到的物體正在與指紋檢測(cè)模塊接觸時(shí)(602)，可以啟動(dòng)該過(guò)程。在一個(gè)實(shí)施例中，指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的金屬環(huán)及其關(guān)聯(lián)的電路(例如，模塊400中的金屬環(huán)408)可以用于接觸檢測(cè)。需要注意的是，此時(shí)指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的發(fā)光源可以設(shè)置為關(guān)閉模式，而在檢測(cè)到接觸時(shí)，發(fā)光源可以被激活。響應(yīng)于檢測(cè)到接觸物體，指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的發(fā)光源開(kāi)始發(fā)射具有兩個(gè)選擇的波長(zhǎng)的檢測(cè)光(604)。所述指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器測(cè)量光信號(hào)，該光信號(hào)可以包括一部分由接觸物體反射的檢測(cè)光和/或一部分穿過(guò)接觸物體的檢測(cè)光(即，傳輸光)(606)。需要注意的是穿過(guò)接觸物體的檢測(cè)光的部分可被用來(lái)確定接觸物體的光吸收特性。信號(hào)處理模塊處理與所選的兩個(gè)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光檢測(cè)信號(hào)，并通過(guò)對(duì)計(jì)算出的所選兩個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)比率和人體手指相同參數(shù)的特征值進(jìn)行比較，來(lái)確定檢測(cè)到的物體是否為人體(608)。當(dāng)檢測(cè)和認(rèn)證過(guò)程結(jié)束時(shí)，可以關(guān)閉發(fā)光源，以節(jié)省電能(610)。
[0066]如上所述，指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的金屬環(huán)，例如，指紋檢測(cè)模塊400中的金屬環(huán)408可以用于檢測(cè)手指或物體的初始接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬環(huán)可以是用于初始接觸檢測(cè)和模塊激活電路的一部分。在一些實(shí)施例中，指紋檢測(cè)模塊可以在檢測(cè)到新的接觸前處于待機(jī)模式(即，省電模式)。在檢測(cè)到新的接觸時(shí)，金屬環(huán)電路激活指紋檢測(cè)模塊的主電路。當(dāng)電流指紋檢測(cè)和認(rèn)證過(guò)程完成時(shí)，指紋檢測(cè)模塊的主電路可被關(guān)斷或去激活，指紋檢測(cè)模塊返回待機(jī)模式，同時(shí)金屬環(huán)電路保持激活狀態(tài)，并準(zhǔn)備檢測(cè)下一次接觸。
[0067]圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用具有金屬環(huán)電路的指紋檢測(cè)模塊(例如，指紋檢測(cè)模塊400)進(jìn)行指紋檢測(cè)和認(rèn)證的過(guò)程620的流程圖。在該過(guò)程開(kāi)始之前，指紋檢測(cè)模塊的主指紋傳感器和關(guān)聯(lián)電路(其可以包括指紋傳感器芯片和/或發(fā)光源和光檢測(cè)器)處于待機(jī)模式(即，省電模式)。此時(shí)，只有金屬環(huán)電路處于激活或工作狀態(tài)。需要注意的是，金屬環(huán)電路既包括作為傳感器的金屬環(huán)，還包括耦接到金屬環(huán)的關(guān)聯(lián)電路，以在物體與金屬環(huán)產(chǎn)生接觸時(shí)，生成檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)指紋檢測(cè)模塊基于金屬環(huán)電路生成的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)到物體與指紋檢測(cè)模塊接觸時(shí)，該過(guò)程開(kāi)始運(yùn)行(622)。接下來(lái)，指紋檢測(cè)模塊激活主指紋傳感器和關(guān)聯(lián)電路，并收集指紋傳感器數(shù)據(jù)(例如，通過(guò)對(duì)物體進(jìn)行掃描)(614)。然后，指紋檢測(cè)模塊處理收集的指紋傳感器數(shù)據(jù)，以確認(rèn)已經(jīng)檢測(cè)到指紋(616)。在616中，當(dāng)指紋傳感器模塊無(wú)法確認(rèn)該過(guò)程中的指紋數(shù)據(jù)時(shí)，指紋檢測(cè)模塊可以繼續(xù)收集指紋傳感器數(shù)據(jù)。指紋檢測(cè)模塊對(duì)收集的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，以驗(yàn)證指紋數(shù)據(jù)是否與注冊(cè)指紋匹配，從而授權(quán)或拒絕訪問(wèn)(618)。認(rèn)證過(guò)程結(jié)束之后，指紋檢測(cè)模塊切換到待機(jī)模式，以節(jié)約電能。此時(shí)，金屬環(huán)電路依然處于工作狀態(tài)(620)。
[0068]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的執(zhí)行指紋檢測(cè)和認(rèn)證的示例性指紋檢測(cè)模塊700的示意圖。如圖7所示，指紋檢測(cè)模塊700包括:指紋圖案?jìng)鞲衅?02和光學(xué)傳感器模塊704，兩者都與認(rèn)證處理器706耦接。指紋圖案?jìng)鞲衅?02包括:用于讀取指紋圖案的傳感器陣列，和與傳感器陣列通信的用于確定讀取的指紋圖案是否與授權(quán)用戶指紋圖案的存儲(chǔ)信息匹配的指紋圖案處理器，以提供指紋圖案認(rèn)證輸出708。光傳感器模塊704產(chǎn)生具有一個(gè)或多個(gè)光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光，其中，由于皮膚以下血液的存在，用戶的皮膚針對(duì)所述檢測(cè)光產(chǎn)生所述具有一個(gè)或多個(gè)光學(xué)波長(zhǎng)的不同的光學(xué)反應(yīng)。光學(xué)傳感器模塊704還包括:光學(xué)檢測(cè)單元，用于接收所述探測(cè)光的反射或傳輸，以生成指示對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光進(jìn)行光學(xué)測(cè)量710的數(shù)據(jù)。所述指示對(duì)光學(xué)測(cè)量710的數(shù)據(jù)可以被提供給認(rèn)證處理器706。認(rèn)證處理器706從所述指紋圖案?jìng)鞲衅?02接收所述指紋圖案認(rèn)證輸出708，從所述光學(xué)傳感器模塊704接收具有所述一個(gè)或多個(gè)不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光的光學(xué)測(cè)量710的數(shù)據(jù)，以合并所述指紋圖案認(rèn)證輸出708和所述探測(cè)光的光學(xué)測(cè)量710的數(shù)據(jù)以確定是否接收或拒絕訪問(wèn)。
[0069]圖8A示出了集成有觸摸屏組件和指紋檢測(cè)模塊的示例性移動(dòng)設(shè)備800的剖視圖。如圖8A所示，移動(dòng)設(shè)備800(例如，智能手機(jī))包括:指紋檢測(cè)模塊802，其具有觸摸傳感器，例如，金屬環(huán)804，其基本上與移動(dòng)設(shè)備800的表面平行設(shè)置，且與暴露給用戶的頂部玻璃蓋806平行設(shè)置。觸摸傳感器可以使用任何導(dǎo)電材料實(shí)現(xiàn)，例如，任何已知的金屬。除此之外，觸摸傳感器的形狀可以基于指紋檢測(cè)模塊的形狀和設(shè)置而不同。觸摸傳感器可以設(shè)計(jì)為與指紋檢測(cè)模塊的輪廓毗鄰或者接近，從而基本上環(huán)繞暴露給用戶的指紋檢測(cè)模塊的那部分。例如，對(duì)于圓形的指紋檢測(cè)模塊，金屬環(huán)可以作為觸摸傳感器使用。對(duì)于矩形的指紋檢測(cè)模塊，觸摸傳感器可以設(shè)計(jì)為矩形框的形狀。移動(dòng)設(shè)備800的頂部玻璃蓋806包括:允許指紋檢測(cè)模塊802穿過(guò)且暴露在其表面的開(kāi)口。此外，頂部玻璃蓋806可以使用玻璃之外的透明材料實(shí)現(xiàn)，包括:各種晶體結(jié)構(gòu)，例如，藍(lán)寶石，其在至少允許可見(jiàn)光穿過(guò)的同時(shí)還可以保護(hù)移動(dòng)設(shè)備800。移動(dòng)設(shè)備800還包括:觸摸面板808和設(shè)置于電容式觸摸面板808下方的LCD顯示模塊810。觸摸面板808可以使用各種觸摸技術(shù)實(shí)現(xiàn)，包括:電容式觸摸傳感器、電感式觸摸傳感器和其他觸摸傳感器。觸摸面板和LCD顯示模塊810—起形成了觸摸屏組件。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備800被鎖定時(shí)，IXD顯示模塊810被關(guān)閉，移動(dòng)設(shè)備800的主處理器和指紋檢測(cè)模塊802處于待機(jī)模式。為了對(duì)移動(dòng)設(shè)備800進(jìn)行解鎖，用戶可以，例如，用手指接觸指紋檢測(cè)模塊802。觸摸傳感器，例如金屬環(huán)804，和通信耦接到金屬環(huán)804的關(guān)聯(lián)電路，可以用于通過(guò)使用指紋檢測(cè)模塊802來(lái)檢測(cè)物體812的接觸。觸摸傳感器和關(guān)聯(lián)電路可以用于通過(guò)光接觸激活指紋檢測(cè)模塊802，無(wú)需用戶額外輸入，如操作機(jī)械開(kāi)關(guān)或者按鈕。
[0070]圖SB示出了集成有觸摸屏組件和指紋檢測(cè)模塊的另一示例性移動(dòng)設(shè)備820的剖視圖。與圖8A所示的移動(dòng)設(shè)備類似，移動(dòng)設(shè)備820包括:指紋檢測(cè)模塊822，其包括觸摸傳感器，例如，金屬環(huán)824。然而，與移動(dòng)設(shè)備800不同，移動(dòng)設(shè)備820的頂部玻璃蓋826沒(méi)有暴露指紋檢測(cè)模塊822頂面(例如，暴露給用戶的表面)的開(kāi)口。指紋檢測(cè)模塊822設(shè)置于頂部玻璃蓋826下，用于感應(yīng)手指的指紋，且無(wú)需與手指832接觸。
[0071]在圖8B所示的實(shí)施例中，頂部玻璃蓋826保護(hù)觸摸屏組件的觸摸面板828和LCD顯示模塊830和移動(dòng)設(shè)備820頂面與超出觸摸面板的觸摸感應(yīng)區(qū)域的頂部玻璃蓋826基本平行的其他區(qū)域，包括指紋檢測(cè)模塊822之上的位置。觸摸面板828嵌入頂部玻璃蓋826下的玻璃支撐件834中。頂部玻璃蓋826和玻璃支撐件834可以使用與頂部玻璃蓋806類似的材料實(shí)現(xiàn)。玻璃支撐件834包括:允許指紋檢測(cè)模塊822穿過(guò)且位于頂部玻璃蓋826下方的開(kāi)口。玻璃支撐件834中開(kāi)口的位置可以更加靠近玻璃支撐件834的一端，與圖8A所示的頂部玻璃蓋806中的開(kāi)口的相對(duì)位置類似。如此設(shè)計(jì)的指紋檢測(cè)模塊822可以通過(guò)硬質(zhì)頂部玻璃蓋826的頂面(例如，暴露給用戶的表面)感應(yīng)到手指832的指紋的接觸，無(wú)需物體，如手指832，直接接觸指紋檢測(cè)模塊822的表面。這使得頂部玻璃蓋826可以完全將觸摸屏組件和指紋傳感器蓋沒(méi)有開(kāi)口的且在空間上連續(xù)的保護(hù)面之下。
[0072]在一個(gè)實(shí)施例中，頂部玻璃蓋826和玻璃支撐件834相互粘結(jié)在一起，形成一個(gè)整體的玻璃蓋結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的厚度及機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單個(gè)的頂部玻璃蓋826和玻璃支撐件834。所述兩個(gè)玻璃層可以與一薄粘合層粘結(jié)在一起，例如，樹(shù)脂粘合層。該粘合結(jié)構(gòu)的總厚度與圖8A所示的頂部玻璃蓋基本相當(dāng)。設(shè)置于玻璃支撐件834的開(kāi)口內(nèi)的指紋檢測(cè)模塊822可以直接附著在頂部玻璃蓋826的下方。
[0073]在日常使用中，由于用戶通常手持或以其他方式攜帶移動(dòng)設(shè)備800或移動(dòng)設(shè)備820(例如，將其裝在近身的口袋中)，難免無(wú)意和偶爾接觸金屬環(huán)804或直接位于金屬環(huán)824之上的表面區(qū)域。由于無(wú)意間與觸摸傳感器的接觸，將指紋檢測(cè)模塊802或822和/移動(dòng)設(shè)備800或820的主處理器從待機(jī)模式激活，難免會(huì)增加移動(dòng)設(shè)備的功耗。本發(fā)明實(shí)施例所描述的設(shè)備、系統(tǒng)和方法盡可能使得指紋檢測(cè)模塊802或822通過(guò)光接觸而激活，同時(shí)又防止該指紋檢測(cè)模塊802或822和/移動(dòng)設(shè)備800或820被無(wú)意間的接觸從待機(jī)模式激活。
[0074]圖9A示出了激活備用狀態(tài)下的指紋檢測(cè)模塊和使用指紋檢測(cè)模塊對(duì)用戶訪問(wèn)鎖定移動(dòng)設(shè)備的訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行鑒權(quán)的示例性過(guò)程900的流程圖。參考指紋檢測(cè)模塊400和移動(dòng)設(shè)備800或820，對(duì)圖9A所示的示例性過(guò)程900進(jìn)行描述。處于待機(jī)模式的指紋檢測(cè)模塊(例如，指紋檢測(cè)模塊400)具有觸摸傳感器，可以使該觸摸傳感器連續(xù)的從觸摸傳感器接收觸摸傳感器信號(hào)(例如，從金屬環(huán)觸摸傳感器接收金屬環(huán)信號(hào))，其中該觸摸傳感器信號(hào)指示對(duì)觸摸傳感器(例如，金屬環(huán))和指紋檢測(cè)模塊的物體的接觸(902)。在一個(gè)實(shí)施例中，指紋檢測(cè)模塊的金屬環(huán)觸摸傳感器(例如，指紋檢測(cè)模塊400中的金屬環(huán)408)和關(guān)聯(lián)的觸摸傳感電路(可以與傳感器芯片404集成)用于觸摸檢測(cè)。例如，響應(yīng)于金屬環(huán)上物體，例如，手指，與金屬環(huán)接觸導(dǎo)致的電容負(fù)載增加，關(guān)聯(lián)的觸摸傳感電路可以生成信號(hào)。需要注意的是，指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的發(fā)光源此時(shí)并未開(kāi)啟。直到在902中檢測(cè)到金屬環(huán)信號(hào)時(shí)，指紋檢測(cè)模塊處于待機(jī)模式，并在此模式下等待指示如圖9A所示的檢測(cè)到的物體的金屬環(huán)信號(hào)。
[0075]響應(yīng)于指紋檢測(cè)模塊從觸摸傳感器和關(guān)聯(lián)的觸摸傳感電路接收金屬環(huán)信號(hào)，指紋檢測(cè)模塊激活光學(xué)檢測(cè)模塊，并開(kāi)啟發(fā)光源，例如，指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的LED光源，以發(fā)射具有兩個(gè)所選波長(zhǎng)的檢測(cè)光(904)。光學(xué)檢測(cè)模塊包括:指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器(例如，指紋檢測(cè)模塊400中的光檢測(cè)器416)，以測(cè)量與接觸物體反射出的發(fā)射的檢測(cè)光關(guān)聯(lián)的光信號(hào)和/或穿過(guò)接觸物體的發(fā)射的檢測(cè)光(906)。穿過(guò)接觸物體的檢測(cè)光可以被用來(lái)確定接觸對(duì)象的光吸收特性。信號(hào)處理模塊處理與所測(cè)量的具有兩個(gè)預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的光信號(hào)對(duì)應(yīng)的光檢測(cè)信號(hào)。至少基于處理的光檢測(cè)信號(hào)，信號(hào)處理模塊通過(guò)將計(jì)算得到的處理的具有兩個(gè)選擇波長(zhǎng)的光檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)比率與人體皮膚相同參數(shù)的特征值進(jìn)行比較，來(lái)確定檢測(cè)到的接觸是否來(lái)自人體皮膚。在一些實(shí)施方案中，光學(xué)檢測(cè)模塊與指紋傳感器芯片集成。
[0076]當(dāng)在908中確定檢測(cè)到的接觸并非來(lái)自人體皮膚，指紋檢測(cè)模塊切換回待機(jī)模式(902)。例如，所述檢測(cè)到的接觸可以基于與金屬環(huán)接觸的非人體皮膚物體，例如，通過(guò)衣服與金屬環(huán)接觸的人體。在一種事實(shí)方案中，返回待機(jī)模式還包括關(guān)閉發(fā)光源。然而，當(dāng)在908中確定檢測(cè)到的接觸來(lái)自人體皮膚，指紋檢測(cè)模塊激活指紋檢測(cè)模塊中的主指紋傳感器和關(guān)聯(lián)電路，并開(kāi)始從人體皮膚獲得指紋傳感器數(shù)據(jù)(910)。
[0077]指紋檢測(cè)模塊處理獲得的指紋傳感器數(shù)據(jù)，以確定是否檢測(cè)到人體指紋(912)。這一步驟在完全的指紋驗(yàn)證之前進(jìn)行，以將人體指紋和與指紋檢測(cè)模塊接觸的人體皮膚的其他部分區(qū)別開(kāi)來(lái)，例如人手、胳膊、人臉等的其他部分。在某些實(shí)施方案中，在902中人體指紋的初始確定過(guò)程并未獲得和處理全指紋數(shù)據(jù)，以達(dá)到省電和節(jié)省處理時(shí)間的目的。例如，指紋傳感器測(cè)量一維(ID)人體皮膚輪廓，關(guān)聯(lián)的檢測(cè)鏈路確定所測(cè)量到的ID皮膚輪廓是否基本與人體指紋匹配。與指紋傳感器關(guān)聯(lián)的檢測(cè)電路可以將測(cè)量到的ID皮膚輪廓與典型的ID指紋輪廓進(jìn)行比較，并確定測(cè)量到的ID皮膚輪廓是否與人體指紋吻合，其中，典型的ID指紋輪廓包括脊和谷的周期性的圖案。進(jìn)一步地，用于執(zhí)行912中人體指紋初始確定的檢測(cè)電路可以為指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的低功耗檢測(cè)電路，例如，集成有傳感器芯片的電路。這樣，執(zhí)行912中人體指紋初始確定不需要移動(dòng)設(shè)備的主處理器(例如，應(yīng)用處理器)，該處理器可以保持在待機(jī)模式，直到需要進(jìn)行全指紋驗(yàn)證。使用部分指紋數(shù)據(jù)和低功耗電路可以保證910和912中的功耗較低。
[0078]當(dāng)在912中確定檢測(cè)到的接觸并非來(lái)自人體皮膚，指紋檢測(cè)模塊切換回待機(jī)模式(902)。例如，檢測(cè)到的人體皮膚的并未留下指紋的接觸可以是用戶手、胳膊或臉的一側(cè)與金屬環(huán)接觸產(chǎn)生的。在一種實(shí)施方案中，902中返回待機(jī)模式還包括關(guān)閉發(fā)光源。
[0079]當(dāng)在912中確定檢測(cè)到的接觸來(lái)自人體指紋，指紋檢測(cè)模塊隨之通過(guò)指紋傳感器獲得全指紋數(shù)據(jù)，并將獲得的全指紋數(shù)據(jù)發(fā)送到主處理單元以備處理(914)。這一過(guò)程可能涉及從待機(jī)模式下喚醒主處理單元。全指紋傳感器數(shù)據(jù)由主處理單元進(jìn)行處理，以驗(yàn)證獲得的全指紋數(shù)據(jù)是否與存儲(chǔ)的移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶的指紋數(shù)據(jù)匹配?；谏鲜鲵?yàn)證的結(jié)果，主處理單元授權(quán)或拒絕對(duì)鎖定移動(dòng)設(shè)備的訪問(wèn)(916)。如果訪問(wèn)被拒絕，指紋檢測(cè)模塊切換回902中的待機(jī)模式。否則，如果訪問(wèn)被授權(quán)，指紋檢測(cè)模塊同樣切換回待機(jī)狀態(tài)，但不需要返回902。
[0080]圖9B示出了激活待機(jī)狀態(tài)下的指紋檢測(cè)模塊和在高安全性模式下使用指紋檢測(cè)模塊對(duì)請(qǐng)求訪問(wèn)鎖定移動(dòng)設(shè)備的用戶進(jìn)行認(rèn)證的示例性過(guò)程901的流程圖。圖9B所示的過(guò)程901包括基本上于圖9A的過(guò)程900，包括(902)到(904)相似的指紋檢測(cè)過(guò)程。對(duì)獲得的全指紋傳感器數(shù)據(jù)(904)進(jìn)行處理，以驗(yàn)證獲得的全指紋數(shù)據(jù)是否與存儲(chǔ)的鎖定移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶的指紋數(shù)據(jù)匹配(926)。當(dāng)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何匹配項(xiàng)時(shí)，用戶訪問(wèn)移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求被拒絕，指紋檢測(cè)模塊切換回待機(jī)模式(902)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)匹配項(xiàng)時(shí)，指紋檢測(cè)模塊激活包括發(fā)光源和光檢測(cè)器的光學(xué)檢測(cè)模塊，以檢測(cè)是否存在人體心跳信號(hào)(928)。在檢測(cè)是否存在人體心跳信號(hào)(930)的步驟中，可以檢測(cè)或者不檢測(cè)人體真實(shí)的心率。如上所述，發(fā)光源發(fā)射的所述兩個(gè)光學(xué)波長(zhǎng)可以用于基于血液中由于心跳搏動(dòng)產(chǎn)生的含氧等級(jí)測(cè)量用戶的心跳。該心跳測(cè)量還可以檢查活體是否與檢測(cè)到的人體指紋關(guān)聯(lián)。
[0081]當(dāng)檢測(cè)到心跳信號(hào)時(shí)(903)，用戶訪問(wèn)鎖定移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求被授權(quán)，指紋檢測(cè)模塊切換回待機(jī)模式(932)。否則，用戶訪問(wèn)鎖定移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求被拒絕，指紋檢測(cè)模塊切換回待機(jī)模式(902)。心跳檢查與指紋檢測(cè)相結(jié)合，可以為用戶認(rèn)證程序提供額外的安全性。
[0082]圖10示出了激活待機(jī)狀態(tài)下的指紋檢測(cè)模塊和在高安全性模式下使用指紋檢測(cè)模塊對(duì)請(qǐng)求訪問(wèn)鎖定移動(dòng)設(shè)備的用戶進(jìn)行認(rèn)證的另一示例性過(guò)程1000的流程圖。
[0083]待機(jī)模式下的指紋檢測(cè)模塊可以持續(xù)監(jiān)測(cè)物體對(duì)指紋檢測(cè)模塊的接觸(1002)。當(dāng)指紋檢測(cè)模塊檢測(cè)到來(lái)物體對(duì)指紋檢測(cè)模塊的接觸時(shí)，指紋檢測(cè)模塊確定檢測(cè)到的接觸是否來(lái)自人體皮膚(1004) ο如果確定該接觸并非來(lái)自人體皮膚，則指紋檢測(cè)模塊返回待機(jī)模式，并繼續(xù)檢測(cè)下一次接觸(1002)。當(dāng)檢測(cè)到人體皮膚的接觸，指紋檢測(cè)模塊從產(chǎn)生接觸的物體獲得數(shù)據(jù)，以確定從物體獲得的數(shù)據(jù)是否與人體指紋吻合(1006)。在不進(jìn)行指紋檢測(cè)的情況下，指紋檢測(cè)模塊返回待機(jī)模式，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)下一次接觸(1002) ο當(dāng)確定檢測(cè)到的接觸來(lái)自人體指紋時(shí)，主處理單元嘗試認(rèn)證所獲得的指紋數(shù)據(jù)，以確定獲得的指紋數(shù)據(jù)是否與存儲(chǔ)的移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶的指紋圖案匹配(1008)。當(dāng)獲得的指紋數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶的指紋圖案不匹配時(shí)，指紋檢測(cè)模塊返回待機(jī)模式，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)下一次接觸(1002)。當(dāng)獲得的指紋數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶的指紋圖案匹配時(shí)，指紋檢測(cè)模塊通過(guò)檢測(cè)是否負(fù)載心跳信號(hào)確定檢測(cè)到移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶的指紋是否與活體相關(guān)(1010)。當(dāng)檢測(cè)到存在心跳信號(hào)時(shí)，授權(quán)用戶訪問(wèn)鎖定移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求。當(dāng)檢測(cè)到不存在心跳信號(hào)時(shí)，拒絕用戶訪問(wèn)鎖定移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求，指紋檢測(cè)模塊返回待機(jī)模式，并繼續(xù)等待下一次接觸(1002)。在各實(shí)施例中，增加的與1010中授權(quán)用戶指紋檢測(cè)關(guān)聯(lián)的心跳信號(hào)檢測(cè)的驗(yàn)證可以實(shí)現(xiàn)為一可選過(guò)程，可以僅基于1008中對(duì)授權(quán)用戶指紋的檢測(cè)來(lái)授權(quán)或拒絕用戶訪問(wèn)鎖定移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求。在某些實(shí)施例中，用戶認(rèn)證過(guò)程1000可以直接從產(chǎn)生接觸的物體獲得指紋數(shù)據(jù)，無(wú)需識(shí)別檢測(cè)的物體來(lái)自人體皮膚(1004)和確定是否在識(shí)別出的人體皮膚發(fā)現(xiàn)指紋(1006)這兩個(gè)過(guò)程。在某些實(shí)現(xiàn)方案中，心跳檢測(cè)過(guò)程(1010)可以在檢測(cè)物體的接觸(1002)之后且在確定是否可以在與指紋檢測(cè)器的觸摸傳感器接觸的人體皮膚檢測(cè)到授權(quán)用戶的指紋數(shù)據(jù)之后執(zhí)行。
[0084]圖1lA示出了作為指紋檢測(cè)模塊400的變形且用于檢測(cè)和確定檢測(cè)到的物體的接觸是否來(lái)自人體皮膚物的示例性指紋檢測(cè)模塊1100。
[0085]與指紋檢測(cè)模塊400類似，指紋檢測(cè)模塊1100包括:基板載體1102，保護(hù)層1106，觸摸傳感器，如，金屬環(huán)1108，以及傳感器芯片1104;還可以包括電容傳感陣列，用于感應(yīng)指紋的脊和谷的圖案。指紋檢測(cè)模塊1100包括:一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器1116，其既可以集成在傳感器芯片1104上，也可以單獨(dú)設(shè)置于基板載體1102上。用于檢測(cè)物體的接觸的觸摸傳感器可以使用具有與指紋檢測(cè)模塊對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電材料實(shí)現(xiàn)，例如，設(shè)置于保護(hù)層周圍并稍微設(shè)置于其上方的金屬環(huán)1108，以保護(hù)保護(hù)層的邊界部分。觸摸傳感器可以作為傳感電極，檢測(cè)物體1120對(duì)指紋檢測(cè)模塊1100的觸摸。在指紋檢測(cè)模塊1100中，一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源1100可以直接設(shè)置在保護(hù)層1106之上，在保護(hù)層1106與基板載體1103的縫隙之中，并靠近傳感器芯片1104的邊緣。如此，與指紋檢測(cè)模塊400不同，指紋檢測(cè)模塊1100中的金屬環(huán)1108不包括容納發(fā)光源1110的腔體。在某些實(shí)施方案中，發(fā)光源1110可以發(fā)射至少兩種波長(zhǎng)的光。
[0086]為了允許發(fā)光源1110發(fā)射的檢測(cè)光信號(hào)穿過(guò)保護(hù)層1106到達(dá)物體1120，保護(hù)層1106對(duì)檢測(cè)信號(hào)設(shè)置為透明狀。當(dāng)為了外觀需求，保護(hù)層1106在其底面涂覆有彩色層時(shí)，該層可以對(duì)于發(fā)光源1110發(fā)射的光的設(shè)置為不透明狀，發(fā)光源直接設(shè)置在彩色層之下。
[0087]圖1lB示出了包括涂覆有彩色層的保護(hù)罩的示例性指紋檢測(cè)模塊1101。如圖1lB所示，指紋檢測(cè)模塊1101包絡(luò):基板載體1102，傳感器芯片1104，保護(hù)層1106，金屬環(huán)1108，一個(gè)或者多個(gè)位于保護(hù)層1106下方的發(fā)光源，以及一個(gè)或者多個(gè)光檢測(cè)器1116。彩色層1112涂覆在保護(hù)層1106的底面上，以提供所需的彩色外觀。彩色層112針對(duì)發(fā)光源1112發(fā)射的光設(shè)置為透明狀，以允許發(fā)射的光穿過(guò)彩色層1112到達(dá)與保護(hù)層1106接觸的物體。進(jìn)一步地，彩色層1112針對(duì)與保護(hù)層1106接觸的物體發(fā)射的反射光設(shè)置為透明狀，使得發(fā)射光可以到達(dá)同樣位于彩色層1112下方的光檢測(cè)器1116。在圖1lB所示的實(shí)施例中，對(duì)發(fā)射光和反射光的透光度可以通過(guò)在發(fā)光源1110和光檢測(cè)器1116上方的區(qū)域的彩色層1112中開(kāi)設(shè)的多個(gè)微孔1114實(shí)現(xiàn)。這些微孔1114可以足夠的小，使得其對(duì)于用戶不可見(jiàn)但卻可以允許發(fā)光源1110發(fā)射的光從其中穿過(guò)并最終達(dá)到物體，也可以物體反射的光從中穿過(guò)最終到達(dá)光檢測(cè)器1116。例如，多個(gè)微孔的大小可以為ιμπι到幾μπι。在某些實(shí)施方案中，微孔1114可以通過(guò)使用激光形成于彩色層1112中。
[0088]在本發(fā)明的指紋檢測(cè)模塊(例如，指紋檢測(cè)模塊100、300、400、1100和1101)的各個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)指紋檢測(cè)模塊中的指紋傳感器芯片可以具有200μπι-500μπι的厚度。各個(gè)指紋檢測(cè)模塊中的基板可以具有0.的厚度。各個(gè)指紋檢測(cè)模塊中的金屬環(huán)可以具有
0.的厚度。各個(gè)指紋檢測(cè)模塊中的保護(hù)層可以具有100μηι-500μηι的厚度。保護(hù)層，例如，保護(hù)層106，可以完全有單一材料制成，例如，藍(lán)寶石、氧化鋯或陶瓷。然而，在某些實(shí)施方案中，保護(hù)層可以由至少兩層制成:頂層，由相對(duì)堅(jiān)硬的更加昂貴的具有高介電常數(shù)的材料(例如，藍(lán)寶石、氧化鋯或者類鉆石碳)制成;底層，由相對(duì)便宜的具有高介電常數(shù)的材料(例如，陶瓷，如氮化鋁(AIN))制成。例如，如果保護(hù)層的總厚度為450μπι，頂層可以由150μπι厚的藍(lán)寶石制成，底層可以由300μπι的AIN制成。這樣的雙層結(jié)構(gòu)可以降低整個(gè)保護(hù)層的成本，同時(shí)也能保持足夠高的硬度和介電強(qiáng)度。
[0089]圖12示出了執(zhí)行指紋檢測(cè)和鑒權(quán)的示例性指紋檢測(cè)系統(tǒng)1200的示意圖。如圖12所示，指紋檢測(cè)系統(tǒng)1200包括:觸摸傳感模塊1202，其包括觸摸傳感器(例如，金屬環(huán))和傳感器電路，用于檢測(cè)物體對(duì)指紋檢測(cè)系統(tǒng)1200接觸。另外，指紋檢測(cè)系統(tǒng)1200還包括:光學(xué)傳感器模塊1204，指紋圖案?jìng)鞲衅?206和認(rèn)證處理器1208。觸摸傳感模塊1202通信耦接到光學(xué)傳感模塊1204，以合并來(lái)自觸摸傳感器和光學(xué)傳感器的傳感器數(shù)據(jù)。當(dāng)觸摸傳感模塊1202檢測(cè)到物體的接觸時(shí)，例如，手指，觸摸傳感模塊1202激活光學(xué)傳感器模塊1204以執(zhí)行指紋分析。光傳感器模塊1204產(chǎn)生具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光，其中，由于皮膚以下血液的存在，用戶的皮膚針對(duì)所述檢測(cè)光產(chǎn)生所述具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的不同的光學(xué)反應(yīng)。光學(xué)傳感器模塊1204中的光學(xué)檢測(cè)單元接收來(lái)自所述物體進(jìn)行接觸的探測(cè)光的反射或傳播來(lái)檢測(cè)表示具有所述兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光學(xué)波長(zhǎng)的反射探測(cè)光的反應(yīng)的光學(xué)測(cè)量。所述不同波長(zhǎng)的反射探測(cè)光的光學(xué)測(cè)量可用于計(jì)算與標(biāo)準(zhǔn)或校正的人體血液吸收的值相比較的值，以確定檢測(cè)到的接觸來(lái)自人體皮膚。所述反射的探測(cè)光的計(jì)算、比較和確定操作都可以使用集成有所述光學(xué)傳感器模塊的片上信號(hào)處理單元來(lái)執(zhí)行。
[0090]光學(xué)傳感器模塊1204通信耦接到指紋圖案?jìng)鞲衅?206。當(dāng)檢測(cè)到人體皮膚作為進(jìn)行接觸的物體時(shí)，光學(xué)傳感器模塊1204啟動(dòng)指紋圖案?jìng)鞲衅?206。指紋圖案?jìng)鞲衅?206包括用于獲得指紋圖案的傳感器陣列和用于確定獲得的指紋圖案是否人體指紋吻合的指紋圖案處理器。指紋圖案?jìng)鞲衅?206通信耦接到認(rèn)證處理器1208。當(dāng)指紋圖案?jìng)鞲衅?206檢測(cè)到人體指紋時(shí)，指紋圖案?jìng)鞲衅?206激活認(rèn)證處理器1208。認(rèn)證處理器1208從指紋圖案?jìng)鞲衅?206接受獲得的指紋數(shù)據(jù)，并驗(yàn)證所獲得的指紋數(shù)據(jù)是否與存儲(chǔ)的具有授權(quán)用于的指紋圖案的指紋數(shù)據(jù)匹配?；谠擈?yàn)證結(jié)果，所述認(rèn)證處理器生成授權(quán)決定1210以確定用戶要求訪問(wèn)的鎖定移動(dòng)設(shè)備是否被授權(quán)或拒絕。
[0091 ]在高安全性操作模式下，所述鑒權(quán)處理器1208可以從所述光學(xué)傳感器模塊1204接收所述兩個(gè)或兩個(gè)以上光學(xué)波長(zhǎng)的所述光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)，并使用接收到的所述光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)檢測(cè)人體心跳信號(hào)。該心跳檢測(cè)增強(qiáng)了在判斷活體是否與檢測(cè)到的人體指紋相關(guān)聯(lián)方面的安全性。所述鑒權(quán)處理器1208隨后同時(shí)基于指紋鑒權(quán)結(jié)果和心跳檢測(cè)結(jié)果，生成鑒權(quán)決定
1210ο
[0092]圖13Α示出了顯示具有屏玻璃罩下的觸摸傳感器組件的示例性移動(dòng)設(shè)備1300的俯視圖。移動(dòng)裝置1300包括示例性厚度在0.55-0.75mm之間的顯示屏玻璃蓋1310。觸摸傳感器組件1312被封裝，將在顯示屏玻璃蓋1310下進(jìn)行設(shè)置。圖13B是移動(dòng)設(shè)備1300沿A-A線截取的剖視圖。顯示屏玻璃蓋1310的剖視圖與在顯示屏玻璃蓋1310下封裝或設(shè)置的觸摸傳感器裝置部分1312的剖視圖一起示出。
[0093]圖13C示出了圖13A和13B中封裝于顯示屏玻璃罩1310下或者與其處于同一平面的觸摸傳感器組件1312的剖視圖。顯示屏玻璃蓋1310的厚度可以在0.55-0.7 5mm之間。觸摸傳感器組件1312包括示例性厚度為0.25mm的傳感器芯片1332。傳感器芯片1332設(shè)置在示例性厚度在0.3-0.5mm之間的印刷電路板(printed circuit board，PCB) 1334的上方。填充材料，例如環(huán)氧樹(shù)脂等，1340可設(shè)置在傳感器芯片1332和PCB1334之間以將傳感器芯片1332連接到PCB1334。示例性厚度在0.1-0.3mm之間的傳感器玻璃蓋1330可設(shè)置在傳感器芯片1332的上方。傳感器玻璃蓋1330可以結(jié)合期望的顏色以達(dá)到所需的視覺(jué)外觀。一種柔性印刷電路(FPC)連接器1336可被膠粘到傳感器玻璃蓋1330和傳感器芯片1332之間。傳感器玻璃蓋1330的示例性厚度大約為0.03毫米。除了填充材料1338，例如環(huán)氧樹(shù)脂等，其余的可以被設(shè)置于FPC連接器1336和傳感器芯片1332之間。金屬層1342可以粘結(jié)到傳感器玻璃蓋1330的每一側(cè)，并且可以連接到所述傳感器芯片1330的TX。一個(gè)或多個(gè)壓縮焊球1346可以設(shè)置于FPC連接器1336和傳感器芯片1332之間的傳感器芯片1332的邊緣。一個(gè)或多個(gè)焊料球1344可以設(shè)置于FPC連接器1336和填充材料之間，例如環(huán)氧樹(shù)脂等，1340設(shè)置在印刷電路板1334的上方。
[0094]圖13A，13B和13C示出的觸摸傳感器組件的封裝可以應(yīng)用于除了移動(dòng)設(shè)備800和820之外的指紋探測(cè)模塊100、300、400、1100和1101。
[0095]—方面，一種指紋檢測(cè)模塊包括:基板載體和位于所述基板載體上用于收集指紋數(shù)據(jù)的指紋傳感器芯片。指紋檢測(cè)模塊還包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源，該一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源位于所述基板載體上，并用于發(fā)射包含至少一個(gè)波長(zhǎng)的檢測(cè)光。指紋檢測(cè)模塊還包括至少一種光檢測(cè)元件，該至少一種光檢測(cè)元件位于所述基板載體上，并且用于接收和檢測(cè)與指紋傳感器模塊進(jìn)行接觸的物體反射出的至少一部分的檢測(cè)光。該至少一種光檢測(cè)元件產(chǎn)生輸出信號(hào)以響應(yīng)檢測(cè)到的光，其中該輸出信號(hào)被用來(lái)確定所述物體是否是人。
[0096]在一些實(shí)施方式中，該至少一種光檢測(cè)元件被集成在指紋傳感器芯片上。例如，該至少一種光檢測(cè)元件可以設(shè)置在指紋傳感器芯片的邊緣處。在某些其它實(shí)施中，該至少一種光檢測(cè)元件從指紋傳感器芯片分離并位于基板載體的不同區(qū)域。
[0097]在一些實(shí)施方式中，所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)芯片。所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源可以發(fā)出檢測(cè)光以響應(yīng)某個(gè)物體正在與指紋傳感器模塊接觸的檢測(cè)。此外，該至少一種光檢測(cè)元件可以被用于檢測(cè)穿過(guò)與指紋傳感器模塊接觸的物體的一部分檢測(cè)光，其中所述檢測(cè)到的光可以被用于確定物體的光吸收屬性。所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源可以是可調(diào)制光源。
[0098]在一些實(shí)施方式中，指紋傳感器芯片包括像素化傳感元件陣列和用于處理所收集的指紋數(shù)據(jù)的信號(hào)處理單元。信號(hào)處理單元可以被用于處理兩個(gè)輸出信號(hào)，該兩個(gè)輸出信號(hào)由對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)光的波長(zhǎng)的所述至少一種光檢測(cè)元件產(chǎn)生。例如，信號(hào)處理單元可以計(jì)算出兩個(gè)輸出信號(hào)的比率，并將計(jì)算出的比率與被校準(zhǔn)為人的手指或皮膚預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，以確定該物體是否為人體。
[0099]在一些實(shí)施方式中，指紋檢測(cè)模塊還包括設(shè)置于指紋傳感器芯片上方，以保護(hù)指紋傳感器芯片與設(shè)置于保護(hù)層周圍并稍微在保護(hù)層之上的金屬環(huán)，以保護(hù)該保護(hù)層的邊緣。所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源可以設(shè)置于金屬環(huán)中的一個(gè)空腔內(nèi)，以通過(guò)位于所述金屬環(huán)的頂端的一個(gè)或多個(gè)窗口發(fā)射檢測(cè)光。另外，金屬環(huán)可以作為一個(gè)傳感電極，以檢測(cè)該物體是否正在與指紋傳感器模塊接觸。
[0100]在一些實(shí)施方式中，基板載體的厚度可以在0.5mm到2mm之間。指紋傳感器芯片的厚度可以在200μπι到500μπι之間。保護(hù)層芯片的厚度可以在ΙΟΟμπι到500μπι之間。金屬環(huán)的厚度可以在0.5mm到2mm之間。
[0101]再一方面，一種指紋傳感器模塊包括:基板載體和位于所述基板載體上用于收集指紋數(shù)據(jù)的指紋傳感器芯片。指紋傳感器模塊還包括設(shè)置于指紋傳感器芯片上方以保護(hù)指紋傳感器芯片的保護(hù)層。指紋傳感器模塊還包括夾在保護(hù)層與所述指紋傳感器芯片之間的高介質(zhì)常數(shù)層，以隔開(kāi)保護(hù)層與指紋傳感器芯片。此外，指紋傳感器芯片的至少一個(gè)邊緣被延伸，并超出了高介電常數(shù)層的邊界以在保護(hù)層與指紋傳感器芯片之間創(chuàng)建一個(gè)空間以引線鍵合所述指紋傳感器芯片。
[0102]在一些實(shí)施方式中，高介電常數(shù)層是由介電常數(shù)大于8的陶瓷材料制成的。例如，該高介質(zhì)常數(shù)層可以由介電常數(shù)在20到30之間的的陶瓷材料制成。高介電常數(shù)層的厚度可以大于ΙΟΟμπι。
[0103]再一方面，一種指紋傳感器模塊包括:基板載體和位于所述基板載體上用于收集指紋數(shù)據(jù)的指紋傳感器芯片。指紋傳感器模塊還包括設(shè)置于在指紋傳感器芯片上方以保護(hù)指紋傳感器芯片的保護(hù)層，其中所述指紋傳感器芯片的至少一個(gè)邊緣被延伸，并超出了保護(hù)層的邊界以直接允許引線鍵合所述指紋傳感器芯片的至少一個(gè)邊緣不受到保護(hù)層的干擾。
[0104]再一方面，一種指紋傳感器模塊包括:基板載體和位于所述基板載體上用于收集指紋數(shù)據(jù)的指紋傳感器芯片。指紋傳感器模塊還包括位于指紋傳感器芯片上方用于保護(hù)指紋傳感器芯片的保護(hù)層，其中所述指紋傳感器芯片包括至少兩層:頂層，頂層由堅(jiān)硬的更加昂貴的具有高介電常數(shù)的材料制成;底層，底層由相對(duì)便宜的具有高介電常數(shù)的材料制成。頂層的厚度可以大大小于底層的厚度。
[0105]再一方面，一種指紋檢測(cè)模塊包括:基板載體和位于所述基板載體上用于收集指紋數(shù)據(jù)的指紋傳感器芯片。指紋檢測(cè)模塊還包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源，該一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源位于所述基板載體上，并用于發(fā)射包含至少一個(gè)波長(zhǎng)的檢測(cè)光。指紋檢測(cè)模塊還包括至少一種光檢測(cè)元件，該至少一種光檢測(cè)元件位于所述基板載體上，并且被配置為檢測(cè)與指紋傳感器模塊進(jìn)行接觸的物體反射出的至少一部分的檢測(cè)光。該至少一種光檢測(cè)元件產(chǎn)生輸出信號(hào)以響應(yīng)檢測(cè)到的光，其中該輸出信號(hào)被用來(lái)確定所述物體是否為人體。指紋檢測(cè)模塊還包括放置在指紋傳感器芯片上方以保護(hù)指紋傳感器芯片的保護(hù)層。此外，指紋傳感器模塊還包括夾在保護(hù)層與所述指紋傳感器芯片之間的高介質(zhì)常數(shù)層，以隔開(kāi)保護(hù)層與指紋傳感器芯片。其中指紋傳感器芯片的至少一個(gè)邊緣被延伸，并超出了高介電常數(shù)層的邊界以在保護(hù)層與指紋傳感器芯片之間創(chuàng)建一個(gè)空間以引線鍵合所述指紋傳感器芯片。
[0106]另一方面，描述一種確定與指紋傳感器模塊進(jìn)行接觸的物體是否為人體的方法。此方法包括以下步驟:響應(yīng)檢測(cè)與指紋傳感器模塊進(jìn)行接觸的物體;使用指紋檢測(cè)模塊中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源發(fā)射出至少兩種選擇波長(zhǎng)的檢測(cè)光;使用指紋檢測(cè)模塊中的至少一種光檢測(cè)元件檢測(cè)與指紋傳感器模塊進(jìn)行接觸的物體反射出的至少一部分的檢測(cè)光;至少檢測(cè)在被反射離開(kāi)使得與使用指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的至少一種光檢測(cè)元件的指紋傳感器模塊接觸的物體的檢測(cè)光的一部分;處理對(duì)應(yīng)于兩種選擇波長(zhǎng)的至少一種光檢測(cè)元件的輸出信號(hào);并確定所檢測(cè)的物體是否是人，通過(guò)比較對(duì)應(yīng)于兩種選擇波長(zhǎng)與來(lái)自人校準(zhǔn)相同的信號(hào)比率的一預(yù)定值的信號(hào)比率。
[0107]本文所描述的指紋檢測(cè)模塊和指紋傳感器模塊的各種示例均可以與移動(dòng)設(shè)備(例如，智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦)、計(jì)算設(shè)備(例如，個(gè)人電腦)以及其他電子設(shè)備集成，以在這些設(shè)備上執(zhí)行指紋鑒權(quán)過(guò)程。
[0108]除了指紋圖案識(shí)別傳感器之外，本發(fā)明還提供了使用光學(xué)檢測(cè)模塊執(zhí)行人體指紋識(shí)別和認(rèn)證的方法、系統(tǒng)和設(shè)備。所公開(kāi)的人類指紋檢測(cè)和驗(yàn)證技術(shù)可以與移動(dòng)設(shè)備(例如，智能手機(jī)和平板電腦)和其他裝置(例如，諸如計(jì)算機(jī)監(jiān)視器)，以提高指紋認(rèn)證技術(shù)在現(xiàn)有裝置中的使用。
[0109]雖然該專利文獻(xiàn)包含許多細(xì)節(jié)，但這些不應(yīng)被解釋為對(duì)任何發(fā)明或要求保護(hù)的范圍的限制，而是作為特征的描述，可能是特定發(fā)明的特定實(shí)施例的具體描述。在這篇專利文獻(xiàn)中在單獨(dú)實(shí)施例的上下文中描述的某些特征也可以結(jié)合單個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。相反地，在單個(gè)實(shí)施例的上下文中描述的各種特征也可以在單獨(dú)的多個(gè)實(shí)施例或在任何適當(dāng)?shù)淖咏M合實(shí)現(xiàn)。此外，雖然以上描述的特征與在某些組合中所起的作用相同，甚至最初主張如此，但是要求的組合中的一個(gè)或多個(gè)特征在一些情況下可以從組合中刪除，并且要求保護(hù)的組合可以針對(duì)一個(gè)子組合或一個(gè)子組合的變體。
[0110]類似地，雖然操作是以特定的順序在附圖中被描述，但這不應(yīng)該被理解為要求這些操作以所示的特定順序或以連續(xù)順序被執(zhí)行，或者要求所有示出的操作都被執(zhí)行，以達(dá)到期望的結(jié)果。此外，在該專利文獻(xiàn)中描述的實(shí)施例的各種系統(tǒng)組件的分離不應(yīng)被理解為要求所有這些分離。
[0111]本文僅描述一些實(shí)施方案和示例，其他試試方案、改進(jìn)和變型都可以基于本文的描述獲得。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求的認(rèn)證方法，所述方法包括: 響應(yīng)于檢測(cè)物體對(duì)指紋檢測(cè)模塊的接觸，確定所檢測(cè)的物體的接觸是否來(lái)自人體皮膚； 響應(yīng)于確定所檢測(cè)的物體的接觸來(lái)自人體皮膚，從人體皮膚檢測(cè)指紋數(shù)據(jù)； 獲得從人體皮膚檢測(cè)到的指紋數(shù)據(jù)； 將獲得的指紋數(shù)據(jù)和與所述鎖定的移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)的指紋輪廓進(jìn)行比較； 基于針對(duì)獲得的指紋數(shù)據(jù)和與所述鎖定的移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)的指紋輪廓的比較，授權(quán)或拒絕訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括:檢測(cè)來(lái)所述指紋檢測(cè)模塊上的金屬環(huán)觸摸傳感器的信號(hào)，所述信號(hào)指示所述物體的接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述檢測(cè)信號(hào)包括:使用集成有所述指紋檢測(cè)模塊的電路檢測(cè)耦接到所述金屬環(huán)的電容負(fù)載的增加。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸包括人體手指觸摸。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述確定所檢測(cè)的物體的接觸是否來(lái)自人體皮膚包括: 使用所述指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源發(fā)射具有至少一個(gè)選擇波長(zhǎng)的檢測(cè)光；使用所述指紋檢測(cè)模塊內(nèi)的至少一個(gè)光檢測(cè)元件檢測(cè)至少一部分所述發(fā)射的檢測(cè)光，所述發(fā)射的檢測(cè)光由與所述指紋檢測(cè)模塊接觸的物體反射出來(lái)； 處理響應(yīng)于檢測(cè)所述至少一部分來(lái)自與所述至少一個(gè)選擇波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的所述至少一個(gè)光檢測(cè)元件的檢測(cè)光的輸出信號(hào)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述至少一個(gè)選擇波長(zhǎng)包括兩個(gè)波長(zhǎng)； 將對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)選擇波長(zhǎng)的輸出信號(hào)的信號(hào)比與由人體皮膚校正的相同信號(hào)比的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)使用集成有所述指紋檢測(cè)模塊的信號(hào)處理電路，執(zhí)行所述確定所檢測(cè)的物體的接觸是否來(lái)自人體皮膚。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述從人體皮膚檢測(cè)指紋數(shù)據(jù)包括: 測(cè)量人體皮膚的一維(ID)皮膚輪廓； 確定所述ID皮膚輪廓是否與人體指紋基本匹配。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述檢測(cè)來(lái)人體皮膚的指紋數(shù)據(jù)包括:使用集成有所述指紋檢測(cè)模塊的檢測(cè)電路。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述將獲得的指紋數(shù)據(jù)和與所述鎖定的移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)的指紋輪廓進(jìn)行比較包括:使用所述移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用處理器。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基于所述比較，授權(quán)或拒絕訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求包括: 基于所述比較，從人體皮膚檢測(cè)心跳信號(hào)； 基于所檢測(cè)到的心跳信號(hào)，授權(quán)訪問(wèn)鎖定的移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述從人體皮膚檢測(cè)心跳信號(hào)包括:測(cè)量對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)選擇波長(zhǎng)的檢測(cè)光的人體皮膚相對(duì)光反射，所述檢測(cè)光由所述一個(gè)或發(fā)光源發(fā)射。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述從人體皮膚檢測(cè)心跳信號(hào)指示活體是否與所檢測(cè)到的人體指紋關(guān)聯(lián)。14.根據(jù)權(quán)利要求1所示的方法，其中，所述發(fā)光源包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)燈。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述發(fā)光源在一預(yù)設(shè)頻率進(jìn)行調(diào)制，且檢測(cè)電路對(duì)該頻率進(jìn)行解調(diào)。16.一種指紋檢測(cè)模塊，包括 印刷電路板； 指紋傳感器芯片，設(shè)置于所述印刷電路板上并用于收集指紋數(shù)據(jù)； 保護(hù)層，設(shè)置于所述指紋傳感器芯片上，用于保護(hù)所述指紋傳感器芯片； 觸摸傳感器，基本緊挨所述保護(hù)層設(shè)置，用于檢測(cè)物體所述指紋檢測(cè)模塊的接觸。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的指紋檢測(cè)模塊，其中，所述觸摸傳感器包括導(dǎo)電電極。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的指紋檢測(cè)模塊，還包括:觸摸傳感電路，與所述觸摸傳感器通信耦接，用于檢測(cè)指示與所述觸摸傳感器接觸的物體的信號(hào)。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的指紋檢測(cè)模塊，其中，所述觸摸傳感電路用于，通過(guò)檢測(cè)耦接到所述導(dǎo)電電極的電容負(fù)載的增加，檢測(cè)物體的接觸。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的指紋檢測(cè)模塊，還包括:集成有指紋傳感器芯片的檢測(cè)電路，用于從物體檢測(cè)指紋數(shù)據(jù)。21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的指紋檢測(cè)模塊，還包括:光學(xué)檢測(cè)模塊，其包括: 一個(gè)或多個(gè)位于襯底載體上且位于保護(hù)層下的發(fā)光源； 至少一個(gè)集成有所述指紋傳感器芯片且位于所述保護(hù)層之下的光檢測(cè)元件； 集成有所述指紋傳感器芯片的信號(hào)處理電路。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的指紋檢測(cè)模塊，還包括:涂覆在所述保護(hù)層底面的彩色層，其中，所述彩色層包含直接位于所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源之上的第一區(qū)域和直接位于所述至少一個(gè)光檢測(cè)元件之上的第二區(qū)域內(nèi)的微孔，以允許光從所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的彩色層穿過(guò)。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的指紋檢測(cè)模塊，還包括:涂覆在所述保護(hù)層底面的彩色層，其中，所述彩色層為透明層，在直接位于所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源之上的第一區(qū)域和直接位于所述至少一個(gè)光檢測(cè)元件之上的第二區(qū)域內(nèi)具有不可見(jiàn)波長(zhǎng)，以允許光從所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的彩色層穿過(guò)。24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的指紋檢測(cè)模塊， 其中，所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光源用于發(fā)射包含至少一個(gè)波長(zhǎng)的檢測(cè)光； 其中，所述至少一個(gè)光檢測(cè)元件用于接收和檢測(cè)至少一部分所述檢測(cè)光，所述檢測(cè)光由與所述指紋檢測(cè)模塊接觸的物體反射出來(lái)。25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的指紋檢測(cè)模塊，其中，響應(yīng)于檢測(cè)到的光的所述至少一個(gè)光檢測(cè)元件的輸出信號(hào)用于確定以下之一或兩者: 檢測(cè)到的所述物體的接觸是否來(lái)自人體皮膚； 是否從所述物體檢測(cè)到心跳。26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的指紋檢測(cè)模塊，其中，所述指紋檢測(cè)模塊用于合并從所述指紋傳感器芯片收集到的信息和從所述觸摸傳感器檢測(cè)到的接觸，且當(dāng)所述收集到的指紋數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的具有授權(quán)用戶的指紋圖案的指紋數(shù)據(jù)匹配且所述檢測(cè)到的接觸并未指示所述接觸來(lái)自活體時(shí)，拒絕用戶的訪問(wèn)。27.根據(jù)權(quán)利要求16所述的指紋檢測(cè)模塊，還包括: 認(rèn)證處理器，與所述指紋傳感器芯片耦接，并用于合并從所述指紋傳感器芯片收集到的信息和從所述觸摸傳感器檢測(cè)到的接觸，且當(dāng)當(dāng)所述收集到的指紋數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的具有授權(quán)用戶的指紋圖案的指紋數(shù)據(jù)匹配且所述檢測(cè)到的接觸指示所述接觸來(lái)自活體時(shí)，對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證。28.一種指紋檢測(cè)模塊，包括 觸摸傳感器，包括金屬環(huán)，用于檢測(cè)物體對(duì)所指紋檢測(cè)模塊的接觸； 指紋圖案?jìng)鞲衅?，包括用于讀取指紋圖案的傳感器陣列和用于確定讀取的指紋圖案是否與授權(quán)用戶指紋圖案的存儲(chǔ)信息匹配的指紋圖案處理器，以提供指紋圖案認(rèn)證輸出； 光學(xué)傳感器模塊，產(chǎn)生具有一個(gè)或多個(gè)光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光，其中，由于皮膚以下血液的存在，用戶的皮膚針對(duì)所述探測(cè)光產(chǎn)生具有一個(gè)或多個(gè)光學(xué)波長(zhǎng)的不同光學(xué)響應(yīng)，所述光學(xué)傳感器模塊包括:光學(xué)檢測(cè)單元，用于接收所述探測(cè)光的反射或傳輸，以生成對(duì)具有所述一個(gè)或多個(gè)不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光進(jìn)行光學(xué)測(cè)量的測(cè)量數(shù)據(jù)； 認(rèn)證處理器，用于從所述指紋圖案?jìng)鞲衅鹘邮账鲋讣y圖案認(rèn)證輸出，從所述光學(xué)傳感器模塊接收具有所述一個(gè)或多個(gè)不同光學(xué)波長(zhǎng)的探測(cè)光的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)，并用于合并所述指紋圖案認(rèn)證輸出和所述探測(cè)光的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)以確定是否接收或拒絕訪問(wèn)。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的指紋檢測(cè)模塊，其中: 所述認(rèn)證處理器用于合并從所述指紋傳感器芯片收集的指紋數(shù)據(jù)和從所述觸摸傳感器檢測(cè)的觸摸，以在所述收集的指紋數(shù)據(jù)與保存的具有授權(quán)用戶的指紋圖案的指紋數(shù)據(jù)匹配時(shí)，對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證;并且，在所述收集的指紋數(shù)據(jù)與保存的具有授權(quán)用戶的指紋圖案的指紋數(shù)據(jù)匹配且所述檢測(cè)到的接觸并未指示所述接觸來(lái)自活體時(shí)，拒絕用戶的訪問(wèn)。30.—種訪問(wèn)鎖定的配置有指紋檢測(cè)模塊的移動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求的認(rèn)證方法，所述方法包括: 獲得(I)用戶提供的接觸和(2)該用戶提供的指紋輸入的測(cè)量數(shù)據(jù)； 確定檢測(cè)到的用戶提供的接觸是否來(lái)自活體； 將獲得的指紋輸入中的指紋數(shù)據(jù)和與所述鎖定的移動(dòng)設(shè)備的授權(quán)用戶關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的指紋輪廓進(jìn)行比較； 同時(shí)基于(I)所述指紋數(shù)據(jù)中是否存在匹配項(xiàng)和(2)檢測(cè)到的接觸指示所示接觸來(lái)自活體，確定授權(quán)或拒絕用戶的訪問(wèn)。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，當(dāng)所述指紋數(shù)據(jù)中存在匹配項(xiàng)且所述檢測(cè)到的接觸指示所示接觸來(lái)自活體時(shí)，授權(quán)所述訪問(wèn)。32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，當(dāng)所述指紋數(shù)據(jù)中存在匹配項(xiàng)且所述檢測(cè)到的接觸并未指示所示接觸來(lái)自活體時(shí)，拒絕所述訪問(wèn)。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK105981039SQ201480064040
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2014年11月24日
【發(fā)明人】波·皮, 毅·何
【申請(qǐng)人】深圳市匯頂科技股份有限公司