OPPO手机指纹识别技术专利解读:2重指纹采集匹配提高安全性

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05专利技术背景介绍

随着电子设备(如手机、平板电脑等等)的大量普及应用,电子设备能够支持的应用越来越多,功能越来越强大,电子设备向着多样化、个性化的方向发展,成为用户生活中不可缺少的电子用品。

指纹识别技术也成为电子设备的标配技术,随着指纹识别技术的发展,目前来看,指纹识别模组较多情况下,均能够进行指纹采集,因此,造成误触概率较高,且不够智能化。

本申请实施例提供了一种指纹识别方法及相关产品,可以降低指纹识别模组的误触概率,以及提升指纹识别模组的智能性。

步骤流程解读

具体看看OPPO工程师是如何构思的!

(图为硬件设备结构示意图)

上图是OPPO工程师概念中的指纹识别硬件设备,手指按硬件设备100,触发指纹获取、处理、匹配、解锁等后续动作。

电子设备100可以包括控制电路,该控制电路可以包括存储和处理电路110。

该存储和处理电路110可以存储器,例如硬盘驱动存储器,非易失性存储器(例如闪存或用于形成固态驱动器的其它电子可编程只读存储器等),易失性存储器(例如静态或动态随机存取存储器等)等。

存储和处理电路110中的处理电路可以用于控制电子设备100的运转。

电子设备100可以包括输入-输出电路150。

输入-输出电路150可用于使电子设备100实现数据的输入和输出,即允许电子设备100从外部设备接收数据和也允许电子设备100将数据从电子设备100输出至外部设备。

输入-输出电路150可以进一步包括传感器170。

传感器170可以包括超声波指纹识别模组和光学器件,还可以包括环境光传感器,基于光和电容的接近传感器,触摸传感器(例如,基于光触摸传感器和/或电容式触摸传感器。

其中,触摸传感器可以是触控显示屏的一部分,也可以作为一个触摸传感器结构独立使用),加速度传感器,和其它传感器等。

光学器件可以为摄像头,摄像头可以为前置摄像头或者后置摄像头,超声波指纹识别模组可以集成于屏幕下方,或者,超声波指纹识别模组可以设置于电子设备的侧面或者背面,在此不作限定,该超声波指纹识别模组可以用于采集指纹图像。

输入-输出电路150还可以包括一个或多个显示屏,例如显示屏130。

显示屏130可以包括液晶显示屏,有机发光二极管显示屏,电子墨水显示屏,等离子显示屏,使用其它显示技术的显示屏中一种或者几种的组合。

显示屏130可以包括触摸传感器阵列(即,显示屏130可以是触控显示屏)。

触摸传感器可以是由透明的触摸传感器电极(例如氧化铟锡(ITO)电极)阵列形成的电容式触摸传感器,或者可以是使用其它触摸技术形成的触摸传感器,例如音波触控,压敏触摸,电阻触摸,光学触摸等。

上面这些都是基础软硬件设备。

06超声波指纹识别模组

上述这套设备,其实最核心就是超声波指纹识别模组,它代表最新的超声波指纹识别技术。

超声波指纹识别技术已经广泛用语手机指纹识别领域,行业专家评论称,超声波识别和电容指纹识别的区别在于不需要在面板上开孔,其最大的优点是可以穿透和感知各种材料,比如金属和玻璃,其局限性相对电容指纹识别要小一些。

从技术层面来看,超声波指纹识别技术可以视为第三代指纹识别技术的代表。与第一代光学识别和第二代电容式指纹识别技术相比,进步相当明显。早年,一些手机和笔记本配备了第一代光学识别技术,即滑动指纹识别。

从实际效果来看,识别准确率太低,没有形成规模。直到第二代电容式指纹识别开始,技术才相对成熟。但无论是第一代还是第二代指纹识别,对脏手指或湿手指的识别率都比较低。

第三代指纹识别采用射频技术,分为无线电波检测和超声波检测。它的原理类似于声纳。它依靠特定频率的信号反射来找出指纹的特定形状。具体来说,它利用超声波穿透材料的能力,根据不同材料产生的回波来区分指纹峰谷的位置。

相比第一代和第二代,超声波指纹识别技术优势明显,手指不需要直接接触指纹模块,不会对手机外观造成太大影响。

从识别原理来看,它受手指污垢、油脂和汗液的影响较小,即使手有水有汗,它仍然可以准确识别。

在OPPO工程师的描述中,OPPO的超声波指纹识别模组可以包括:TFT Glass层、Pixel层、Ag Ink层和凝固胶层。TFT Glass层用于metal布线、材料涂布;Pixel层,用于嵌在TFT Glass上的Metal电极,作为超声波发射/接收的负极、Copolymer,也叫压电换能材料,可以“材料形变-电压”相互转换;Ag Ink层,用作超声波发射/接收的正极;DAF是凝固胶,用于保护超声波指纹识别模组;Adhesive层是将超声波指纹识别模组站在OLED屏底部的粘胶。

具体实现中,超声波指纹识别模组可以包括2个状态,TX状态(用于发射超声波)和RX状态(用于接收超声波)。

TX状态下,通过在Copolymer(压电材料)两端的电极(Pixel负电极和Ag Ink正电极)提供高频率(通常为10MHz级别)振荡信号,如正弦波,Copolymer会产生响应频率的振动并发出超声波,向上传输的超声波在透过OLED屏后,到达与屏幕表面接触的指纹,由于指纹谷脊与屏幕贴合时,由于指纹谷中的空气的声阻特性与屏表面玻璃声阻特性相差较大,指纹脊的皮肤组织的声阻特性与屏表面玻璃声阻特性差异相对较大,因此,指纹谷脊对超声波的反射信号强度不同。

RX状态下,当反射回来的超声波再次穿过显示屏到达超声波指纹识别模组(Pixel-Copolymer-Ag Ink)后,引起Copolymer振动产生电信号,不同位置的指纹谷脊对应的pixel区域的Copolymer振动强度大小不同,因此不同位置Pixel接收到的电势差也不相同(Ag Ink为等电势),将电势差转换为二维的图像信号,由此得到超声波指纹图像。

这部分解释过于技术化了,知情郎非该行业做指纹识别的工程师,自然不懂,只是精炼了这部分专利内容。

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