指纹识别装置以及指纹识别系统技术领域
本发明涉及光电领域，尤其涉及一种指纹识别装置以及指纹识别系统。
背景技术
指纹识别技术，是通过指纹传感器采集到人体的指纹图像，然后与系统
里的已有指纹成像信息进行比对，来判断正确与否，进而实现身份识别的技
术。由于其使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量
应用于各个领域，比如公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁系统，以及个
人电脑和手机等消费品领域等等。
光学式指纹成像系统是一种利用光的折射和反射原理采集指纹的系统。
如图1所示，现有光学式指纹成像系统主要由背光板10、光学指纹传感器12
和保护玻璃13组成。当采集指纹图像时，人体指头14放置于保护玻璃103
上。背光板10的出射光11(图1中方向向上的长箭头所示)透过光学指纹传
感器12和保护玻璃13，并在人体指头14与保护玻璃13的接触界面发生反射
和透射，形成反射光线15(图1中方向向下的短箭头所示)，反射光线15透
过保护玻璃13，照射到光学指纹传感器12上，光学指纹传感器12进行光电
转换和信号处理，从而实现指纹图像的采集。人体指头14与保护玻璃13的
接触面特征反映了人体的指纹特征，而且此接触面的特征会直接影响反射光
15的特征，因此，光学指纹传感器12采集到的图像直接反映了人体指纹的特
征。
目前的指纹识别系统可以在很小的体积上得到很高的拒真率(FAR)和认
假率(FRR)，但所采集用于识别的图像位于手指皮肤表面，易于被复制，不
能检验是否为活体本身的指纹，因此安全性不高。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种指纹识别装置以及指纹识别系统，所述指
纹识别装置不仅具有指纹识别的功能，还具有活体识别功能，因此，所述指
纹识别装置不但具有较高的FAR和FRR，还具有较高的安全性。
为解决上述问题，本发明提供一种指纹识别装置，包括：
第一光源，用于发出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一
检测光；
第二光源，用于发出第二出射光，所述第二出射光在手指表面发生反射，
形成第二检测光；
传感器，用于接收所述第一检测光，以进行活体判断；还用于接收第二
检测光，以进行指纹识别。
可选的，所述传感器包括CCD传感器、CMOS传感器以及玻璃基体传感
器。
可选的，所述传感器为平板传感器，包括基板和位于所述基板上的像素
单元阵列。
可选的，所述第一光源包括红外LED，用于发出波长在700到1000纳米
范围内的第一出射光。
可选的，所述第二光源包括可见光LED，用于发出波长在400到800纳
米范围内的第二出射光。
可选的，所述第一光源位于所述传感器上方，所述第一光源与传感器之
间具有用于容纳手指的空间，所述第二光源位于所述传感器下方；
或者，所述第二光源位于所述传感器两侧或一侧。
可选的，所述第一光源的数量为两组，两组所述第一光源位于所述传感
器上方且相对设置，用于发出相对照射的第一出射光，所述两组第一光源与
传感器之间具有用于容纳手指的空间；
所述第二光源位于所述传感器周边或者下方。
可选的，所述指纹识别装置还包括壳体，所述壳体包括底部壳体和位于
底部壳体上的两侧壁，所述底部壳体和两侧壁围成用于容纳手指的U形凹槽；
所述两组第一光源分别位于壳体的两侧壁上。
可选的，所述传感器位于所述底部壳体上，所述第二光源位于传感器两
侧的底部壳体上。
可选的，所述底部壳体上表面为平面，所述传感器为平板传感器且位于
所述底部壳体上；
所述第二光源为背光板，位于传感器与底部壳体之间，发出朝向所述传
感器的第二出射光。
本发明还提供一种指纹识别系统，包括：
本发明提供的指纹识别装置；
控制单元，与所述第一光源和第二光源相连，用于控制第一光源和第二
光源的开启和关闭，使所述传感器接收到第一检测光，并形成第一识别图像，
所述传感器接收到第二检测光，并形成第二识别图像；
活体判断单元，与所述传感器相连，用于根据所述第一识别图像进行活
体判断；
指纹识别单元，与所述传感器相连，用于根据所述第二识别图像进行指
纹识别。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明的技术方案中，指纹识别装置包括第一光源，用于发出第一出射
光，所述第一出射光穿透手指，形成第一检测光；第二光源，用于发出第二
出射光，所述第二出射光在手指表面发生反射，形成第二检测光；用于接收
所述第一检测光，以进行活体判断；接收第二检测光，以进行指纹识别。
当进行指纹识别时，将手指放置于所述传感器上方；开启第一光源，关
闭第二光源，所述传感器接收到第一检测光，并形成第一识别图像，以所述
第一识别图像进行活体判断；开启第二光源，关闭第一光源，所述传感器接
收到第二检测光，并形成第二识别图像，以所述第二识别图像进行指纹识别。
这样本发明指纹识别装置不但能够进行指纹识别，还能进行活体判断，鉴别
放置于所述传感器上方的物体是否为活体，在保证指纹检测的FAR和FRR的
同时，提高了安全性。
进一步的，所述指纹识别装置包括壳体，所述壳体包括底部壳体和位于
底部壳体上的两侧壁，所述底部壳体和两侧壁围成用于容纳手指的U形凹槽，
所述两组第一光源分别位于壳体的两侧壁上。所述两组第一光源发出的第一
出射光以相对的方向投射到手指上，穿透手指后形成的第一、第二检测光在
手指骨骼上发生反射，进入传感器中，由于手指放置于U形凹槽中，手指骨
骼反射回的第一、第二检测光被壳体阻挡，聚集在U形凹槽中，使得手指骨
骼反射回的第一、第二检测光大部分都进入所述传感器中，提高了指纹识别
装置的灵敏度。
附图说明
图1是现有光学指纹成像系统的示意图；
图2是本发明指纹识别装置一实施例的示意图；
图3是本发明指纹识别装置另一实施例的示意图；
图4是本发明指纹识别装置再一实施例的示意图；
图5是本发明指纹识别装置又一实施例的示意图；
图6是本发明指纹识别系统一实施例的示意图。
具体实施方式
如背景技术所述，现有光学指纹识别系统可以在很小的体积上得到很高
的拒真率(FAR)和认假率(FRR)，但所采集用于识别的图像位于手指皮肤
表面，易于被复制，不能检验是否为活体本身的指纹，因此安全性不高。
为此，本发明提供一种指纹识别装置及其检测方法，所述指纹识别装置
包括第一光源，用于发出第一出射光，所述第一出射光穿透手指，形成第一
检测光；第二光源，用于发出第二出射光，所述第二出射光在手指表面发生
反射，形成第二检测光；传感器，用于接收所述第一检测光和第二检测光，
并进行活体判断和指纹识别。
当进行指纹识别时，将手指放置于所述传感器上方；开启第一光源，关
闭第二光源，所述传感器接收到第一检测光，并形成第一识别图像，以所述
第一识别图像进行活体判断；开启第二光源，关闭第一光源，所述传感器接
收到第二检测光，并形成第二识别图像，以所述第二识别图像进行指纹识别。
这样本发明指纹识别装置不但能够进行指纹识别，还能进行活体判断，鉴别
放置于所述传感器上方的物体是否为活体，在保证指纹检测的FAR和FRR的
同时，提高了安全性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图
对本发明的具体实施例做详细的说明。
请参考图2，示出了本发明指纹识别装置一实施例的示意图。本实施例指
纹识别装置包括：
第一光源101，用于发出第一出射光103，所述第一出射光103穿透手指
200，形成第一检测光104。
第二光源102，用于发出第二出射光105，所述第二出射光105在手指表
面200发生反射，形成第二检测光106。
传感器100，用于接收所述第一检测光104，以进行活体判断；还用于接
收第二检测光106，以进行指纹识别。
当进行指纹识别时，将手指200放置于所述传感器100上方；开启第一
光源101，关闭第二光源102，所述传感器100接收到第一检测光，并形成第
一识别图像，以所述第一识别图像进行活体判断；开启第二光源102，关闭第
一光源101，所述传感器接收到第二检测光106，并形成第二识别图像，以所
述第二识别图像进行指纹识别。这样本发明指纹识别装置不但能够进行指纹
识别，还能进行活体判断，鉴别放置于所述传感器100上方的物体是否为活
体，在保证指纹检测的FAR和FRR的同时，提高了安全性。
继续参考图2，在本实施例中，所述传感器100为平板传感器，包括基板
和位于所述基板上的像素单元阵列，所述像素单元阵列由多个光电二极管组
成。
本实施例中，所述像素单元阵列的制作工艺，可以是非晶硅工艺，也可
以是氧化物半导体工艺，还可以是低温多晶硅工艺。
但是本发明对所述传感器的类型不做限制，在其他实施例中，所述传感
器还可以为CCD传感器、CMOS传感器或者玻璃基体传感器。
继续参考图2，本实施例中，所述第一光源101为红外LED，发出的第
一出射光103为近红外光。当第一出射光103的波长过长或过短时，第一出
射光103透过手指200形成的第一检测光104光强都难以满足传感器100对
活体识别的要求，容易造成形成的第一识别图形不够清晰，因此，在本实施
例中发出波长在700到1000纳米范围内的第一出射光。
但是本发明对第一光源101的具体类型不做限制，在其他实施例中，所
述第一光源101还可以为其他能够发出透射手指的光的其他光源，例如紫外
LED。
所述第二光源102为可见光LED，发出波长在400到800纳米范围内的
第二出射光。当第二出射光的波长在400到800纳米范围内时，所述传感器
100上形成的第二识别图像较为清晰，有利于提高指纹识别的精度。但是本发
明对所述第二光源102的具体类型和第二出射光的波长范围均不做限制，仅
需满足指纹识别的一般要求即可。
继续参考图2，在本实施例中，所述第一光源101位于所述传感器100上
方，所述第一光源101与传感器100之间具有用于容纳手指200的空间。这
样的好处在于，在进行活体识别时，所述第一光源101位于手指200上方，
所述第一检测光104为透过手指200的近红外光，具有较强的光强，相应地，
所述传感器100上形成的第一识别图像较为清晰，能够更好地反应手指200
的静脉分布，有利于进行活体识别。
继续参考图2，在本实施例中，所述第二光源102位于所述传感器100两
侧。具体地，所述第二光源102包括两组可见光LED，分别位于所述传感器
100的两侧，所述第二光源102发出的第二出射光105从侧向入射到手指200
的表面并发生反射，形成第二检测光106。
但是本发明对所述第二光源102与所述传感器100的位置关系不做限制，
在其他实施例中，所述第二光源102可以进包括一组可见光LED，位于所述
传感器100的以侧。
当所述传感器100为透明的平板传感器时，所述第二光源102还可以位
于所述传感器100下方。所述第二光源102发出的第二出射光105从沿垂直
于所述传感器100的方向入射到手指200的表面并发生反射，形成第二检测
光106，这样设置的好处在于，有利于减小指纹识别装置的面积。
参考图3，示出了本发明指纹识别装置另一实施例的示意图。本实施例指
纹识别装置与上述实施例大致相同，与上述实施例的相同之处不再赘述，与
上述实施例的不同之处在于：
所述指纹识别装置包括两组第一光源101，两组所述第一光源101位于所
述传感器100上方且相对设置，两组所述第一光源101发出所述两组相对照
射的第一出射光103。所述两组第一光源101与传感器100之间具有用于容纳
手指200的空间。
所述两组第一光源101发出的第一出射光103以相对的方向投射到手指
200上，穿透手指200后形成的第一检测光104在手指骨骼201上发生反射，
进入传感器100中。这样设置的好处在于，有效减小了所述指纹识别装置的
高度，使所述指纹识别装置更容易集成在便携设备中。
需要说明的是，本实施例中，所述第二光源102与可以位于所述传感器
100的周边或者下方，本发明对此不作限制。
请参考图4，示出了本发明指纹识别装置再一实施例的示意图。本实施例
指纹识别装置与上述实施例大致相同，与上述实施例的相同之处不再赘述，
与上述实施例的不同之处在于：
所述指纹识别装置包括壳体300，所述壳体300包括底部壳体302和位于
底部壳体302上的两侧壁301，所述底部壳体302和两侧壁301围成用于容纳
手指200的U形凹槽(未标出)，所述两组第一光源101分别位于壳体300的
两侧壁301上。
所述两组第一光源101发出的第一出射光(未标出)的方向投射到手指
上，穿透手指200后形成的第一检测光(未标出)在手指骨骼上发生反射，
进入传感器100中，由于手指200放置于U形凹槽中，手指骨骼反射回的第
一检测光被壳体300阻挡，聚集在U形凹槽中，使得手指骨骼反射回的第一
检测光大部分都进入所述传感器100中，提高了指纹识别装置的灵敏度。
需要说明的是，在本实施例中，所述传感器100位于所述底部壳体302
上，所述第二光源102位于传感器100两侧的底部壳体302上。
所述底部壳体302上表面为平面，所述传感器100为平板传感器且位于
所述底部壳体302上。这样的好处在于，有利于减小所述指纹识别装置的体
积，但是本发明对所述传感器100和壳体300的具体形状不做限制。
参考图5，示出了本发明指纹识别装置又一实施例的示意图。本实施例指
纹识别装置与上述实施例大致相同，与上述实施例的相同之处不再赘述，与
上述实施例的不同之处在于：
所述第二光源102为背光板，位于传感器100与底部壳体302之间，发
出朝向所述传感器100的第二出射光。这样的好处在于，减小了U形凹槽的
底面积，进一步减小了所述指纹识别装置的体积。
本发明还提供一种指纹识别系统，本发明指纹识别系统包括本发明所提
供的所述指纹识别装置。
在本实施例中，具体地，请参考图6，所述指纹识别装置包括：
第一光源101`，用于发出第一出射光103`，所述第一出射光103`穿透手
指，形成第一检测光104`。
第二光源102`，用于发出第二出射光105`，所述第二出射光105`在手指
表面发生反射，形成第二检测光106`。
传感器100`，用于接收所述第一检测光104`和第二检测光106`，并进行
活体判断和指纹识别。
继续参考图6，本实施例指纹识别系统包括：
控制单元301，与所述第一光源101`和第二光源相连102`，用于控制第
一光源101`和第二光源102`的开启和关闭，使所述传感器100`接收到第一检
测光104`，并形成第一识别图像，所述传感器100`接收到第二检测光106`，
并形成第二识别图像。
活体判断单元302，与所述传感器100`相连，用于根据所述第一识别图像
进行活体判断。
指纹识别单元303，与所述传感器100`相连，用于根据所述第二识别图像
进行指纹识别。
运用本实施例提供的指纹识别系统进行指纹识别的方法包括:
将手指200`放置于所述传感器100`上方；
调节所述控制单元301，开启第一光源101`，关闭第二光源102`，使所
述传感器100`接收到第一检测光104`，并形成第一识别图像。
所述活体判断单元302接收第一识别图像，以所述第一识别图像进行活
体判断。
调节所述控制单元301，开启第二光源102`，关闭第一光源101`，所述
传感器100`接收到第二检测光106`，并形成第二识别图像。
所述指纹识别单元303接收第二识别图像，以所述第二识别图像进行指
纹识别。
这样采用本发明指纹识别装置的检测方法不但能够进行指纹识别，还能
进行活体判断，鉴别放置于所述传感器上方的物体是否为活体，在保证指纹
检测的FAR和FRR的同时，提高了安全性。
可选的，在进行指纹检测时，调节所述控制单元301，先开启第一光源
101`，关闭第二光源102`，所述活体判断单元302接收第一识别图像，在判
断所述手指为活体后，开启第二光源102`，关闭第一光源101`，所述指纹识
别单元303接收第二识别图像，进行指纹识别。这样的好处在于，在进行活
体识别后，如果判断在传感器100`上的物体非活体的手指，则可以省略指纹
识别的步骤，节省时间和能源。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，
在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保
护范围应当以权利要求所限定的范围为准。