Идентифицирующий отпечаток пальца датчик с интегрированным нажимным выключателем

 

Датчик для измерения отпечатков пальцев содержит биометрический чувствительный элемент (2) и выполнен с возможностью его активации за счет механического его нажатия и дезактивации при отпускании чувствительного элемента, что способствует экономии энергии. Приведено конструктивное выполнение датчика. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к идентифицирующему отпечаток пальца датчику с биометрическим чувствительным элементом для измерения отпечатков пальцев согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, как он известен из ЕР 0805247 A1.

Для идентификации, например, временного пользователя прибора можно использовать личные идентификационные номера. Кроме того, известен способ измерения специфичных личных признаков, например отпечатков пальцев (индивидуальных признаков папиллярных линий человеческой кожи), с помощью биометрических чувствительных элементов и в зависимости от результата измерения разрешения или воспрещения доступа к прибору, в помещение и т.д. Такое измерение биометрических признаков человека можно использовать само по себе или в соединении с идентификационным номером и дополнительно повышает защиту от злоупотреблений.

В качестве биометрических чувствительных элементов известны элементы с пьезоэлектрическим слоем, которые, управляемые полем электродов, определяют локальные различия в емкости, которые можно использовать для распознавания отпечатков пальцев. Кроме того, известен способ прямого считывания отпечатка пальца с помощью конденсаторного поля, в котором используют различие по высоте папиллярных линий относительно поля противоположного электрода.

Идентифицирующий отпечаток пальца датчик такого типа уже по соображениям экономии энергии должен быть электрически активирован и считываться только во время прикосновения. Для этого, как известно, предусматривают дополнительный сенсорный выключатель, который связан с биометрическим чувствительным элементом. Однако это связано с относительно большими затратами.

Поэтому в основе изобретения положена задача создать идентифицирующий отпечаток пальца датчик указанного в начале типа, активация, соответственно, дезактивация которого при нажатии, соответственно, отпускании чувствительного элемента происходит особенно простым и благоприятным с точки зрения стоимости образом.

Эта задача решается согласно изобретению с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения описаны в других пунктах формулы изобретения.

В идентифицирующим отпечаток пальца датчике согласно изобретению корпус датчика состоит из нижней части и выполненной с возможностью сдвига относительно нижней части верхней части, на которой закреплен чувствительный элемент. Чувствительный элемент и/или верхняя часть взаимодействуют с пружиной, которая создает предварительное усилие, которое удерживает чувствительный элемент и верхнюю часть на расстоянии от нижней части. Кроме того, на нижней части предусмотрен коммутирующий контакт для активации, соответственно, дезактивации идентифицирующего отпечаток пальца датчика, который замыкается при нажатии на чувствительный элемент, что приводит к его активации, и который открыт при ненажатом чувствительном элементе, так что чувствительный элемент дезактивируется.

Идентифицирующий отпечаток пальца датчик позволяет проводить активацию и дезактивацию особенно простым и благоприятным с точки зрения стоимости способом. При этом особенно предпочтительным является то, что пользователь может на ощупь определить середину сенсорного поля, причем в этой области необходим минимальный нажим пальца. За счет этого обеспечивается надежное измерение отпечатка пальца. При этом пользователь получает механическую (ограниченно акустическую) "квитанцию" правильного соприкосновения, когда чувствительный элемент упрется в коммутирующий контакт. Используют время вибрации контакта для обеспечения достаточно длительного касания датчика. Кроме того, является предпочтительным, что идентифицирующий отпечаток пальца датчик может быть встроен в пульт управления обычных телефонов, в частности мобильных телефонов.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения пружина состоит из плоской пружины, которая закреплена на нижней части и имеет выпукло-изогнутую в направлении чувствительного элемента среднюю область, которая прилегает к задней стенке чувствительного элемента. Такие плоские пружины имеют низкую стоимость и позволяют осуществлять плоскую конструкцию. Такую плоскую пружину можно одновременно использовать в качестве коммутирующего элемента для замыкания коммутирующего контакта, так что нет необходимости в дополнительных электронных средствах.

Верхняя часть имеет целесообразно круговой, направленный к сенсорному полю скос. Тем самым можно легко на ощупь определить середину сенсорного поля, что обеспечивает легкое нахождение правильного положения пальца.

Верхняя часть в своей краевой области предпочтительно направляется механически внутри вырезов в нижней части. Это обеспечивает очень простой вариант выполнения без необходимости приклеивания или сварки отдельных направляющих элементов.

Корпус может состоять из простых деталей, изготовленных литьем под давлением, например, из АБС-пластика. Цвет верхней части выбирается в соответствии с дизайном прибора.

Изобретение поясняется ниже подробней на примере выполнения с помощью чертежей, на которых изображено: фиг. 1 - поперечное сечение идентифицирующего отпечаток пальца датчика согласно изобретению в ненажатом состоянии чувствительного элемента, т.е. в дезактивированном состоянии, фиг.2 - вид сверху на идентифицирующий отпечаток пальца датчик по фиг.1, фиг. 3 - идентифицирующий отпечаток пальца датчик по фиг.1 в нажатом состоянии чувствительного элемента, т.е. в активированном состоянии идентифицирующего отпечаток пальца датчика.

На фиг.1-3 показан идентифицирующий отпечаток пальца датчик 1 с биометрическим чувствительным элементом 2.

Биометрический чувствительный элемент 2 имеет верхнюю сенсорную поверхность 3, которая выполнена так, что при наложении пальца на сенсорную поверхность 3 могут измеряться отличительные признаки капиллярных линий, т.е. отпечаток пальца. Электропитание биометрического чувствительного элемента 2 и электрическое соединение между верхней сенсорной поверхностью 3 с неизображенным электронным блоком оценки происходит через гибкие проводники 4, которые соединены с соответствующими контактами 5 на верхней сенсорной поверхности 3.

Биометрический чувствительный элемент 2 расположен в корпусе, который состоит в основном из нижней части 6 и верхней части 7. Нижняя часть выполнена по существу чашеобразно и имеет плоское дно 8 прямоугольной формы, а также боковые стенки 9, которые проходят вертикально вверх от краевых областей дна 8.

Верхняя часть 7 состоит из верхней горизонтальной крышки 10 с расположенным посередине прямоугольным вырезом 11, из вертикальных боковых стенок 12, которые проходят вниз от внешнего края горизонтальной крышки 10, а также из направляющих 13, которые от нижнего края боковых стенок 12 проходят горизонтально внутрь, т.е. в направлении биометрического чувствительного элемента 2.

Как показано на фиг.1 и 3, горизонтальные направляющие 13 верхней части проходят через неизображенные направляющие прорези в боковых стенках 9 нижней части 6. Эти направляющие прорези проходят от расширенной верхней области 14 боковых стенок 9 нижней части на некоторое расстояние вертикально вниз. На основе такого выполнения направляющие 13 верхней части 7 могут сдвигаться вертикально в направляющих прорезях боковых стенок 9 нижней части, так что вся верхняя часть и тем самым биометрический чувствительный элемент 2, закрепленный на нижней стороне горизонтальной крышки 10, может сдвигаться относительно нижней части 6 вертикально.

Биометрический чувствительный элемент 2 выполнен в виде плоской прямоугольной пластинки, которая больше выреза 11 в верхней части 7, так что она проходит по сторонам за вырез 11 и в краевой области ее поверхности может быть закреплена на нижней стороне горизонтальной крышки 10. Таким образом, сенсорная поверхность 3 внутри выреза 11 в верхней части 7 образует то сенсорное поле, которое является свободно доступным сверху и на которое может быть наложен палец.

Между плоским нижним участком 8 нижней части 6 и чувствительным элементом 2 расположена пружина 15 в виде плоской пружины, которая проходит по всей ширине нижнего участка 8 и, как показано на фиг.1 и 3, закреплена в противоположных боковых стенках 9 нижней части 6. Эта пружина 15 пронизывает вертикальные боковые стенки 9 и проходит далее наружу, причем ее конечные участки 16 отогнуты вертикально вверх. Эти вертикальные конечные участки 16 проходят вверх на небольшом расстоянии от вертикальных боковых стенок 12 верхней части 7, так что они могут слегка перемещаться в горизонтальном положении без соприкосновения с боковыми стенками 12. Выступающие вверх конечные участки 16 пружины 15 служат для удерживания идентифицирующего отпечаток пальца датчика 1 в прорези не изображенного корпуса. За счет этого возможно вдавливать идентифицирующий отпечаток пальца датчик 1 в соответствующую прорезь в корпусе, так что выступающие наружу утолщения 17 конечных участков 16 обеспечивают соответствующее фиксирование в корпусе.

Формула изобретения

1. Идентифицирующий отпечаток пальца датчик, содержащий биометрический чувствительный элемент для фиксации отпечатков пальцев, выполненный с возможностью его активации за счет его механического нажатия и дезактивации при его отпускании, отличающийся тем, что датчик имеет корпус, состоящий из нижней части, выполненной с возможностью сдвига относительно верхней части корпуса, на которой закреплен биометрический чувствительный элемент, биометрический чувствительный элемент и/или верхняя часть выполнены с возможностью взаимодействия с пружиной для создания усилия, удерживающего на расстоянии биометрический чувствительный элемент и верхнюю часть от нижней части, при этом на нижней части расположен коммутирующий контакт, замкнутый при активации биометрического чувствительного элемента и разомкнутый при его дезактивации.

2. Идентифицирующий отпечаток пальца датчик по п.1, отличающийся тем, что пружина выполнена в виде плоской пружины, которая закреплена на нижней части и имеет выпукло изогнутую в направлении биометрического чувствительного элемента среднюю область, прилегающую к задней его стороне.

3. Идентифицирующий отпечаток пальца датчик по п.1 или 2, отличающийся тем, что коммутирующий контакт расположен по середине нижней части под биометрическим чувствительным элементом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3