指紋感測裝置以及電子設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種指紋感測裝置以及電子設備。本實用新型提供的指紋感測裝置包括：面板組件和設置于面板組件下方的指紋識別模組；指紋識別模組包括柔性元件和設置于柔性元件上方的指紋識別電路，柔性元件的內(nèi)部嵌套有開關模組，開關模組包括與柔性元件的上頂部接觸的支撐件和位于支撐件下方的非導電彈性元件，支撐件和非導電彈性元件的內(nèi)部形成導電凸臺，導電凸臺用于在該指紋感測裝置受到按壓時接觸柔性元件下底部的焊盤電路，通過開關模組的開啟導通柔性元件并與指紋識別電路形成電耦合。本實用新型實施例解決了現(xiàn)有技術中的指紋感測裝置在通過用戶手指的按壓生成電信號時，由于按壓產(chǎn)生的形變而導致對指紋感測裝置造成較大磨損的問題。
【專利說明】指紋感測裝置以及電子設備

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及指紋識別技術，尤其涉及一種指紋感測裝置以及電子設備。

【背景技術】
[0002]隨著電子技術和半導體技術的不斷發(fā)展，用戶對電子設備安全性的要求越來越高，指紋作為人體獨一無二的特征，以指紋特征為驗證碼的指紋識別技術已被普遍用于電子設備的安全驗證中。
[0003]指紋識別即是利用指紋唯一性和穩(wěn)定性的特征來實現(xiàn)用戶的身份識別，并且無需用戶記憶驗證碼，因此，指紋識別技術的應用日益普及。通常地指紋感測裝置例如包括電容式指紋傳感器，電容式指紋傳感器在基材襯底上形成導電電路，當手指與指紋傳感器電耦合時，通過指紋脊的凸起和指紋谷的凹陷所產(chǎn)生的不同電容值來探測并形成指紋圖案。
[0004]然而，現(xiàn)有技術中的指紋感測裝置在通過用戶手指的按壓生成電信號時，由于按壓產(chǎn)生的形變而導致對指紋感測裝置造成較大的磨損。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型提供一種指紋感測裝置以及電子設備，以解決現(xiàn)有技術中的指紋感測裝置在通過用戶手指的按壓生成電信號時，由于按壓產(chǎn)生的形變而導致對指紋感測裝置造成較大磨損的問題。
[0006]第一方面，本實用新型提供一種指紋感測裝置，包括:面板組件和設置于面板組件下方的指紋識別模組；
[0007]所述指紋識別模組包括柔性元件和設置于所述柔性元件上方的指紋識別電路，所述柔性元件的內(nèi)部嵌套有開關模組，所述開關模組包括與所述柔性元件的上頂部接觸的支撐件和位于所述支撐件下方的非導電彈性元件，所述支撐件和所述非導電彈性元件的內(nèi)部形成導電凸臺，所述導電凸臺用于在所述指紋感測裝置受到按壓時導通所述柔性元件下底部的焊盤電路，通過所述開關模組的開啟導通所述柔性元件并與所述指紋識別電路形成電凄里A
柄口 O
[0008]在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述非導電彈性元件中間設置有第一凹臺，所述第一凹臺的內(nèi)部設有通孔，位于所述非導電彈性元件上方的支撐件中間設置有向下凸出的第一凸臺，所述第一凸臺嵌套于所述第一凹臺內(nèi)并穿過所述第一凹臺的通孔，所述焊盤電路的上方設置有向上凸出的鍋仔片，所述支撐件的第一凸臺用于在所述指紋感測裝置受到按壓時向下產(chǎn)生位移使得所述鍋仔片發(fā)生形變，通過所述鍋仔片與所述柔性元件下底部的焊盤電路接觸來開啟所述開關模組。
[0009]根據(jù)第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述柔性元件下底部的焊盤電路的外徑大于所述鍋仔片的外徑。
[0010]根據(jù)第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述鍋仔片的行程在0.5mm到2mm之間。
[0011]在第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述非導電彈性元件中間設置有向下凸出第二凸臺，所述第二凸臺的底部設置有導電顆粒，所述導電顆粒用于在所述指紋感測裝置受到按壓時接觸所述柔性元件下底部的焊盤電路，通過所述開關模組的開啟導通所述柔性元件并與所述指紋識別電路形成電耦合。
[0012]根據(jù)第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式，在第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述柔性元件下底部的焊盤電路的外徑大于所述第二凸臺的外徑。
[0013]根據(jù)第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式，在第六種可能的實現(xiàn)方式中，所述焊盤電路的上方設置有向上凸出的鍋仔片，用于在所述指紋感測裝置受到按壓時，通過所述鍋仔片與所述第二凸臺底部的導電顆粒和所述柔性元件下底部的焊盤電路的接觸開啟所述開關模組。
[0014]根據(jù)第一方面的第六種可能的實現(xiàn)方式，在第七種可能的實現(xiàn)方式中，所述鍋仔片的行程在0.5mm到2mm之間。
[0015]根據(jù)第一方面、第一方面的第一種到第七種可能的實現(xiàn)方式中任意一種，在第八種可能的實現(xiàn)方式中，所述非導電彈性元件包括支撐部分、形變部分和連接部分；
[0016]其中，所述支撐部分包括設置于所述支撐件下部的支撐座和圍設在所述支撐座周圍的環(huán)形底座，所述環(huán)形底座與所述支撐座連接的區(qū)域為所述形變部分，用于在所述指紋感測裝置受到按壓時產(chǎn)生形變，開啟所述開關模組，所述支撐部分用于緩沖所述指紋感測裝置受到按壓時對所述指紋識別模組的產(chǎn)生的形變；
[0017]所述連接部分具體設置于所述環(huán)形底座的下部，用于連接所述環(huán)形底座和所述柔性元件的下底部。
[0018]根據(jù)第一方面、第一方面的第一種到第七種可能的實現(xiàn)方式中任意一種，在第九種可能的實現(xiàn)方式中，所述導電凸臺與所述焊盤電路的中心位置重疊。
[0019]根據(jù)第一方面、第一方面的第一種到第七種可能的實現(xiàn)方式中任意一種，在第十種可能的實現(xiàn)方式中，所述非導電彈性元件為硅膠；和/或，
[0020]所述非導電彈性元件通過預置模具整體澆注形成。
[0021]根據(jù)第一方面、第一方面的第一種到第七種可能的實現(xiàn)方式中任意一種，在第i^一種可能的實現(xiàn)方式中，所述指紋識別電路為電容式指紋識別電路、電阻式指紋識別電路或電感式指紋識別電路。
[0022]根據(jù)第一方面、第一方面的第一種到第七種可能的實現(xiàn)方式中任意一種，在第十二種可能的實現(xiàn)方式中，所述面板元件包括設置為向下凹陷的指紋識別區(qū)域，用于指示用戶手指放置于所述指紋識別電路的上。
[0023]第二方面，本實用新型提供一種電子設備，設備外殼和設置于所述設備外殼中的如上述任一項所述的指紋感測裝置；
[0024]所述指紋感測裝置嵌入所述設備外殼的內(nèi)部，其中，所述設備外殼在所述指紋感測裝置的上方設置有指紋識別面板；或者，
[0025]所述設備外殼中設置有開口，所述指紋感測裝置嵌入所述設備外殼的開口處，所述面板元件在所述開口的位置與所述設備外殼緊密貼合。
[0026]在第二方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述指紋識別電路電耦合到電子設備的處理器，用于將所述指紋識別電路通過對用戶指紋的電耦合產(chǎn)生的電信號傳輸?shù)剿鎏幚砥髦羞M行處理，以獲取所述電信號對應的指紋圖形信息。
[0027]本實用新型所提供的指紋感測裝置以及電子設備，設置于面板組件下的指紋識別模組由柔性元件、設置于該柔性元件上方的指紋識別電路，以及設置于柔性元件內(nèi)部的開關模組構成，其中，開關模組包括支撐件和非導電性彈性元件，支撐件和非導電性彈性元件的內(nèi)部形成導電凸臺，在指紋感測裝置的面板元件受到用戶手指的按壓時，通過該開關模組的導電凸臺更容易導通柔性元件下底部的焊盤電路以開啟該開關模組，從而導通該柔性元件并與指紋識別電路形成電耦合；本實施例中柔性元件以及柔性元件內(nèi)部開關模組的結構有利于在指紋感測裝置受到按壓時，提供較好的緩沖作用以降低指紋識別電路的形變，解決了現(xiàn)有技術中的指紋感測裝置在通過用戶手指的按壓生成電信號時，由于按壓產(chǎn)生的形變而導致對指紋感測裝置造成較大磨損的問題，相應地提高了指紋感測裝置的使用壽命O

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本實用新型實施例一所提供的一種指紋感測裝置的結構示意圖；
[0029]圖2為本實用新型實施例所提供的另一種指紋感測裝置的結構示意圖；
[0030]圖3為本實用新型實施例所提供的又一種指紋感測裝置的結構示意圖；
[0031]圖4為本實用新型實施例三所提供的一種指紋感測裝置的結構示意圖；
[0032]圖5為本實用新型實施例所提供的再一種指紋感測裝置的結構示意圖；
[0033]圖6為本實用新型實施例所提供的還一種指紋感測裝置的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0034]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0035]實施例一
[0036]圖1為本實用新型實施例一所提供的一種指紋感測裝置的結構示意圖。如圖1所示，該指紋感測裝置10包括:面板組件100和設置于面板組件100下方的指紋識別模組200 ;該指紋識別模組200包括柔性元件210和設置于該柔性元件210上方的指紋識別電路220，該柔性元件210的內(nèi)部嵌套有開關模組230，該開關模組230包括與柔性元件210的上頂部接觸的支撐件231和位于該支撐件231下方的非導電彈性元件232，該支撐件231和非導電彈性元件232的內(nèi)部形成導電凸臺，該導電凸臺用于在指紋感測裝置10受到按壓時導通柔性元件210下底部的焊盤電路210a，通過開關模組230的開啟導通該柔性元件210并與指紋識別電路220形成電耦合。支撐件231例如可以為鋼片，用以在用戶按壓該指紋感測裝置10時，支撐所述柔性元件210。需要說明的是，圖1示出了一種具體的開關模組230的結構，本實用新型提供的開關模組230，以及開關模組230中支撐件231和非導電彈性元件232形成的導電凸臺并不限于圖1中的具體結構。
[0037]本實施例提供的指紋感測裝置10，具體設置于電子設備中，用于作為電子設備的密碼鎖驗證用戶身份，保護用戶的隱私。本實施例中的指紋識別模組200中，柔性元件210例如為柔性電路板(Flexible Printed Circuit board，簡稱為:FPC)，通過FPC上的焊盤電路210a在該柔性元件210導通時，與指紋識別電路220形成電耦合，從而可以接收到指紋識別電路220與用戶手指的脊和谷的電耦合所形成的電信號。在具體實現(xiàn)中，該柔性元件210的截面例如為U形結構，具體包括上頂板、下底板和側壁，該形結構的柔性元件210可以有效的保護指紋識別模組200的內(nèi)部結構，并對受到按壓的指紋識別電路220形成一定的緩沖作用，降低按壓時對指紋識別電路220造成的磨損。
[0038]與現(xiàn)有技術不同的，本實施例通過在柔性元件210的內(nèi)部設置的具有導電凸臺的開關模組230，在指紋感測裝置10受到按壓時，該開關模組230的導電凸臺與柔性元件210的下底部的焊盤電路210a接觸開啟該開關模組230，從而導通該柔性元件210與指紋識別電路220形成電耦合。本實施例對柔性元件210的結構設計，以及對柔性元件210內(nèi)部開關模組230的結構設計，對受到按壓的指紋感測裝置10中容易磨損的指紋識別電路220提供了更好的緩沖作用，有利于提高指紋識別電路的使用壽命。
[0039]進一步地，本實施例提供的指紋感測裝置10在受到按壓時，由于柔性元件210內(nèi)部開關模組230的具體設計為向下凸出的結構，支撐件231靠近指紋識別電路220的位置，具體接觸柔性元件210的上頂部，在指紋感測裝置10受到按壓時可以提供一定的應力，非導電彈性元件232用于支撐該支撐件231，并且非導電彈性元件232具體為非導電的彈性材料制備而成，例如可以為硅膠，通常需要具有較好的彈性形變性能，置于柔性元件210內(nèi)部的開關模組230為U形結構的柔性元件210提供穩(wěn)固的支撐效果，并且可以緩沖指紋識別電路220在受到按壓時所產(chǎn)生的形變，降低指紋識別電路220產(chǎn)生形變時的磨損，保證了指紋識別電路220的有效性和實用性，相應地提高了該指紋識別電路220的使用壽命；并且，開關模組230的導電凸臺與柔性元件210的下底部之間的間距較小，僅需用戶手指提供較小的按壓力或者形成較小的形變即可導通該柔性元件210，也就是說，開關模組230中的非導電彈性元件232僅需較小的彈性形變就可以開啟該開關模組230，進而提高了柔性元件210導通的靈敏度，相應地提高了指紋感測裝置10對指紋感測的靈敏度。
[0040]在本實施例中，指紋識別電路220具有感測用戶指紋的脊和谷所形成的二維(2DimenS1nal，簡稱為:2D)圖像的能力，通常地，該指紋識別電路220被設置在與用戶手指相對靠近的位置，具體通過對用戶手指的脊和谷的響應，對用戶手指上的每一個點進行測量，并收集指紋圖形信息。本實施例以指紋識別電路220為電容式指紋識別電路為例予以示出，具體地，該指紋識別電路220例如包括半導體集成電路(Integrated Circuit，簡稱為:IC)，該集成電路中包括陣列排布的一個或多個電容極板，每個電容極板在受到用戶手指的按壓時，根據(jù)用戶手指的脊和谷形成電容耦合，收集用戶手指在極板間產(chǎn)生的電信號；具體地，當每一個電容極板在其陣列中收集的指紋圖像信息的一個或多個像素時，這些電容極板集體接收2D陣列的指紋圖像信息。例如，2D陣列的指紋圖像信息可以用來確定用戶的指紋的實質(zhì)性特征，這些特征可以用來在數(shù)據(jù)庫中注冊用戶的指紋，并在用戶每次登陸時，將當前手機的指紋特征與已經(jīng)注冊的指紋圖像信息進行比較，以識別用戶的驗證信息，從而實現(xiàn)僅能成功驗證已注冊指紋圖像信息的用戶，提高采用本實施例提供的指紋感測裝置10的電子設備的安全性能。
[0041]通常地，本實施例提供的指紋感測裝置10中，面板組件100包括用于用戶手指按壓的區(qū)域，即指紋識別區(qū)域110，在其中一種具體的實施例中，該紋識別區(qū)域110例如可以為透鏡110，并且該透鏡110在面板組件100的表面呈向下凹陷的形狀，透鏡110的四周設置有基環(huán)120，用于將該透鏡110固定于指紋識別模組200的上方，使得該透鏡110與指紋識別電路220在垂直方向上重疊，提供更加準確的指紋識別效果。
[0042]本實施例所提供的指紋感測裝置，設置于面板組件下的指紋識別模組由柔性元件、設置于該柔性元件上方的指紋識別電路，以及設置于柔性元件內(nèi)部的開關模組構成，其中，開關模組包括支撐件和非導電性彈性元件，支撐件和非導電性彈性元件的內(nèi)部形成導電凸臺，在指紋感測裝置的面板元件受到用戶手指的按壓時，通過該開關模組的導電凸臺更容易導通柔性元件下底部的焊盤電路以開啟該開關模組，從而導通該柔性元件并與指紋識別電路形成電耦合；本實施例中柔性元件以及柔性元件內(nèi)部開關模組的結構有利于在指紋感測裝置受到按壓時，提供較好的緩沖作用以降低指紋識別電路的形變，解決了現(xiàn)有技術中的指紋感測裝置在通過用戶手指的按壓生成電信號時，由于按壓產(chǎn)生的形變而導致對指紋感測裝置造成較大磨損的問題，相應地提高了指紋感測裝置的使用壽命。
[0043]進一步地，本實施例中柔性元件內(nèi)部設置的開關模組，其導電凸臺與柔性元件的下底部具有較小的間距，實現(xiàn)了在開關模組中的彈性元件僅產(chǎn)生較小的形變即可開啟該開關模組，從而使得該柔性元件下底部的焊盤電路導通，即，本實施例提供的指紋感測裝置在受到較小的按壓力時或者產(chǎn)生較小的形變時就可以通過指紋識別電路識別用戶的指紋，提高了指紋感測裝置的靈敏度。
[0044]需要說明的是，本實用新型實施例不限制設置于柔性元件210上方的指紋識別電路220的類型，例如可以是上述實施例所述的電容式指紋識別電路，還可以是電阻式指紋識別電路或電感式指紋識別電路，只要是可以實現(xiàn)對用戶指紋的脊和谷的感測以生成相應的電信號，并可以通過對該電信號的處理形成指紋圖像信息的指紋識別電路都可以用于本實用新型的實施例中。
[0045]實施例二
[0046]圖2為本實用新型實施例所提供的另一種指紋感測裝置的結構示意圖。本實施例提供的指紋感測裝置10在上述圖1所示實施例的基礎上，示出開關模組230的一種具體結構，其中，開關模組230中的非導電彈性元件232中間設置有第一凹臺232a，該第一凹臺232a的內(nèi)部設有通孔，位于該非導電彈性元件232上方的支撐件231中間設置有向下凸出的第一凸臺231a，該第一凸臺231a嵌套于第一凹臺232a內(nèi)并穿過該第一凹臺232a的通孔，焊盤電路210a的上方設置有向上凸出的鍋仔片233，支撐件231的第一凸臺231a用于在指紋感測裝置10受到按壓時向下產(chǎn)生位移并使得鍋仔片233發(fā)生形變，具體通過鍋仔片233與柔性元件210下底部的焊盤電路210a接觸來開啟開關模組230，從而導通柔性元件210與指紋識別電路220形成電耦合。需要說明的是，本實施例通過第一凸臺231a與第一凹臺232a的組合結構具體形成上述實施例所述的導電凸臺，具有與上述導電凸臺類似的結構，并可以實現(xiàn)相同的技術效果，故在此不再贅述。
[0047]在本實施例中，提供了一種具體的開關模組230的結構，其中，構成開關模組230的元件同樣為上述實施例中的支撐件231和非導電彈性元件232，該支撐件231和非導電彈性元件232的作用與上述實施例相同；具體地，將非導電彈性元件232設置為具有第一凹臺232a的形狀，例如，該第一凹臺232a的頂部可以高出非導電彈性元件232的周邊，如圖2所示，支撐件231的第一凸臺231a在嵌套與該第一凹臺232a時，通過第一凹臺232a的頂部將支撐件231支撐起來，以使支撐件231除第一凸臺231a之外的其它部分與柔性元件210的上頂部接觸，該第一凸臺231a向下穿過非導電彈性元件232的第一凹臺232a的通孔，顯然地，支撐件231的第一凸臺231a與焊盤電路210a上方的鍋仔片233之間具有更小的間距，鍋仔片233與焊盤電路210a之間具有較小的間距，在指紋感測裝置10受到用戶手指按壓時，鍋仔片233更容易接觸到柔性元件210下底部的焊盤電路210a以開啟開關模組230并導通該柔性元件210，進而使得本實施例提供的指紋感測裝置10具有較高的靈敏度。
[0048]還需要說明的是，本實施例中柔性元件210下底部的焊盤電路210a的外徑通常大于鍋仔片233的外徑，具體地，焊盤電路210a與鍋仔片233的外徑之差至少為0.5mm，以保證指紋感測裝置10受到按壓時，開關模組230的導電部位可以平穩(wěn)的與柔性元件210下底部的焊盤電路210a接觸，提高柔性元件210與開關模組230的導通性。
[0049]本實施例在具體實現(xiàn)中，鍋仔片233的行程通常在0.5mm到2mm之間，該行程為制作鍋仔片233時已設計好的，即，第一凸臺231a受到按壓時接觸到鍋仔片233并向其施加按壓力，直到鍋仔片233的行程達到0.5mm到2mm時，與柔性元件210下底部的焊盤電路210a接觸，從而開啟開關模組230。
[0050]需要說明的是，上述各實施例提供的指紋感測裝置10中，無論是通過開關模組230內(nèi)部設置的導電凸臺導通柔性元件210下底部的焊盤電路210a，還是地通過支撐件231的第一凸臺231a導通柔性元件210下底部的焊盤電路210a，還是具體地通過鍋仔片233與支撐件231的第一凸臺23Ia和柔性元件210下底部的焊盤電路210a接觸導通該焊盤電路210a，實現(xiàn)柔性元件210的導通的方式都是開啟該開關模組230，其目的都在于通過柔性元件210與內(nèi)部嵌套的開關模組230實現(xiàn)與指紋識別電路220形成電耦合的同時，緩沖指紋感測裝置10在受到按壓力時對指紋識別電路220產(chǎn)生的形變，以及縮短導通柔性元件210所需形變的范圍，即降低了導通柔性元件210所需的按壓力，相應地提高了指紋感測裝置10的靈敏度。
[0051]如圖3所示，為本實用新型實施例所提供的又一種指紋感測裝置的結構示意圖。本實施例具體可以在上述圖1和圖2所示實施例的結構基礎上進行擴展，在圖3所示的指紋感測裝置10中，非導電彈性元件232具體包括支撐部分2321、形變部分2322和連接部分2323 ;其中，該支撐部分2321包括設置于支撐件231下部的支撐座和圍設在支撐座周圍的環(huán)形底座，該環(huán)形底座與該支撐座連接的區(qū)域為形變部分2322，用于在該指紋感測裝置10受到按壓時產(chǎn)生形變，開啟開關模組230 ;該支撐部分2322用于緩沖該指紋感測裝置10受到按壓時對該指紋識別模組200產(chǎn)生的形變；該連接部分2323設置于環(huán)形底座的下部，用于連接該環(huán)形底座和柔性元件210的下底部，該連接部分2323例如可以為固態(tài)膠體。請參考圖3，顯然地，形變部分2322的厚度相比與非導電彈性元件232其它部分的厚度較薄，在受力時更容易產(chǎn)生形變。圖3以在圖2所示實施例的結構基礎上為例予以示出。
[0052]需要說明的是，請參考圖1到圖3所示實施例，指紋感測裝置10的各元件、具體為面板元件100、指紋識別電路220，支撐件231、非導電彈性元件232、焊盤電路210a，以及鍋仔片233的中心位置重疊，盡可能的減少構成指紋感測裝置10的各個元件的垂向偏移量，以達到接觸平穩(wěn)，導通性強，回彈穩(wěn)定、手感好等優(yōu)點，提高指紋感測裝置導通靈敏度及用戶的使用感。
[0053]實施例三
[0054]圖4為本實用新型實施例三所提供的一種指紋感測裝置的結構示意圖。如圖4所示，在上述圖1所示實施例提供的指紋感測裝置的結構基礎上，本實施例提供的指紋感測裝置10中，開關模組230同樣包括支撐件231和非導電彈性元件232，不同的是，將圖1中的支撐件231和非導電彈性元件232用以下結構替換，具體地，非導電彈性元件232中間設置有向下凸出第二凸臺232b，該第二凸臺232b的底部設置有導電顆粒234，該導電顆粒234用于在指紋感測裝置10受到按壓時接觸柔性元件210下底部的焊盤電路210a，通過開關模組230的開啟導通該柔性元件210并與指紋識別電路220形成電耦合。需要說明的是，本實施例通過第二凸臺232b和導電顆粒234的組合結構具體形成實施例一中所述的導電凸臺，為一種具體的導電凸臺的結構，其實現(xiàn)的有益效果與上述實施例相同，故在此不再贅述。
[0055]在本實施例中，提供了另一種具體的開關模組230的結構，其中，構成開關模組230的元件具體仍為圖1所示實施例中的支撐件231和非導電彈性元件232，該支撐件231和非導電彈性元件232的作用與上述實施例相同；與上述實施例不同的是支撐件231和非導電彈性元件232的具體結構。本實施例在具體實現(xiàn)中，支撐件231為片狀結構，置于非導電彈性元件232的頂部，非導電彈性元件232中間設置為具有向下凸出的第二凸臺232b的形狀，例如，該第二凸臺232b的底部的周邊相對于該第二凸臺232b為凹陷的結構，使得非導電彈性元件232中該第二凸臺232b與柔性元件210的下底部之間的距離最小，即，在指紋感測裝置10受到按壓時，該第二凸臺232b最容易接觸到柔性元件210的下底部，由于該第二凸臺232b為非導電彈性元件232的一部分，其材料也與非導電彈性元件232相同，不具備導電的特性，因此，在該第二凸臺232b的底部設置有導電顆粒234，即，在指紋感測裝置10受到用戶手指按壓時，具體通過導電顆粒234與柔性元件210下底部焊盤電路210a的接觸開啟開關模組230，從而導通該柔性元件210并使得導通的柔性元件210與指紋識別電路220形成電耦合。需要說明的是，本實施例中柔性元件210下底部的焊盤電路210a的外徑通常大于第二凸臺232b的外徑，具體地，焊盤電路210a與第二凸臺232b的外徑之差至少為0.5mm，以保證指紋感測裝置10受到按壓時，開關模組230的導電部位可以平穩(wěn)的與柔性元件210下底部的焊盤電路210a接觸，提高柔性元件210與開關模組230的導通性。
[0056]可選地，圖5為本實用新型實施例所提供的再一種指紋感測裝置的結構示意圖。在上述圖4所示實施例的基礎上，柔性元件210的下底部同樣可以設置有向上凸出的鍋仔片233，用于在指紋感測裝置10受到按壓時，通過該鍋仔片233與第二凸臺232b底部的導電顆粒234和柔性元件210下底部的焊盤電路210a的接觸開啟開關模組230，從而導通柔性元件210并與指紋識別電路220形成電耦合。本實施例在具體實現(xiàn)中，鍋仔片233的行程同樣可以在0.5mm到2mm之間，即，第二凸臺232b受到按壓時接觸到鍋仔片233并向其施加按壓力，直到鍋仔片233的行程達到0.5mm到2mm時，與柔性元件210下底部的焊盤電路210a接觸，從而開啟開關模組230。
[0057]需要說明的是，雖然圖4和圖5所示實施例與上述圖1到圖3所示實施例中開關模組230中導電凸臺的具體結構不同，但是本實用新型實施例中開關模組230中部設置的導電凸臺的結構和作用都是相同的。具體地，其一、開關模組230都是通過支撐件231和非導電彈性元件232形成的，具備與上述實施例中相同的物理特性；其二、都形成向下凸出的凸臺結構，并且該凸臺結構都具有與柔性元件210下底部更小的間距，使得指紋感測裝置10受到的按壓力較小時，也能通過該導電凸臺的結構開啟開關模組230以實現(xiàn)導通柔性元件210的目的，即獲得了靈敏度較高的指紋感測裝置10 ;其三、凸臺結構都具有導電特性，以實現(xiàn)導通柔性元件210的目的；其四、均可以通過在柔性元件210的下底部設置鍋仔片233，進一步提高指紋感測裝置10的靈敏度。
[0058]需要說明的是，圖4和圖5所示實施例提供的指紋感測裝置10中，無論是通過開關模組230內(nèi)部設置的第二凹臺232b底部的導電顆粒234與柔性元件210下底部的焊盤電路210a接觸，還是具體通過鍋仔片233與該第二凹臺232b底部的導電顆粒234和柔性元件210下底部的焊盤電路210a接觸，實現(xiàn)柔性元件210的導通的方式都是開啟該開關模組230，其目的都在于通過柔性元件210與內(nèi)部嵌套的開關模組230實現(xiàn)與指紋識別電路220電耦合的同時，緩沖指紋感測裝置10在受到按壓力時對指紋識別電路220產(chǎn)生的形變，以及縮短導通柔性元件210所需形變的范圍，即降低了導通柔性元件210所需的按壓力，即提高指紋感測裝置10的靈敏度。
[0059]如圖6所示，為本實用新型實施例所提供的還一種指紋感測裝置的結構示意圖。本實施例具體可以在上述圖4和圖5所示實施例的結構基礎上進行擴展，在圖6所示的指紋感測裝置10中，非導電彈性元件232具體包括支撐部分2321、形變部分2322和連接部分2323 ;其中，該支撐部分2321包括設置于支撐件231下部的支撐座和圍設在支撐座周圍的環(huán)形底座，該環(huán)形底座與該支撐座連接的區(qū)域為形變部分2322，用于在該指紋感測裝置10受到按壓時產(chǎn)生形變，開啟開關模組230 ;該支撐部分2322用于緩沖該指紋感測裝置10受到按壓時對該指紋識別模組200產(chǎn)生的形變；該連接部分2323設置于環(huán)形底座的下部，用于連接該環(huán)形底座和柔性元件210的下底部，該連接部分2323例如可以為固態(tài)膠體。請參考圖6，顯然地，形變部分2322的厚度相比與非導電彈性元件232其它部分的厚度較薄，在受力時更容易產(chǎn)生形變。圖6以在圖5所示實施例的結構基礎上為例予以示出。
[0060]需要說明的是，請參考圖4到圖6所示實施例，指紋感測裝置10的各元件、具體為面板元件100、指紋識別電路220，支撐件231、非導電彈性元件232、焊盤電路210a，以及鍋仔片233的中心位置重疊，盡可能的減少構成指紋感測裝置10的各個元件的垂向偏移量，以達到接觸平穩(wěn)，導通性強，回彈穩(wěn)定、手感好等優(yōu)點，提高指紋感測裝置導通靈敏度及用戶的使用感；另外，本實用新型實施例中所述的第二凹臺232b底部的導電顆粒234可以為一層或多層，該導電顆粒234的材質(zhì)例如可以包括乙炔碳黑、高導電碳黑、銀粉、銅粉或錫球等的一種或多種，圖4到圖6所示實施例以上述導電顆粒234為一層為例予以示出。
[0061]進一步地，本實用新型上述各實施例中，非導電彈性元件232由非導電材料制備，具體可以通過預置的模具整體澆注而成，形成一體成型的支撐結構，該非導電彈性元件232例如可以為娃妝制品。
[0062]實施例四
[0063]本實施例提供一種電子設備，該電子設備包括設備外殼和設置于該設備外殼中的如上述任一實施例所提供的指紋感測裝置10，本實施例所提供的指紋感測裝置10可以設置于任意需要實現(xiàn)指紋識別能力的電子設備中，例如設置于結構較為簡單的員工打卡器中，該打卡器為功能較為單一的電子設備，其重要功能就是對員工的身份通過指紋特征進行驗證，因此可以不具備顯示器；還可以設置為智能電話、筆記本電腦等電子設備的輸入機制中，以指紋識別驗證作為輔助的安全驗證功能。具體地，無論將指紋感測裝置10用于哪種類型的電子設備中，都可以將指紋感測裝置10設置為輸入或輸出設備的設備外殼中的一部分，例如具體設置在車輛的顯示面板或機身中，或者具體設置在具有觸摸顯示屏的電子設備中，或者設置于其它電子設備的指紋識別面板中。
[0064]可選地，指紋感測裝置10例如可以是完全嵌入到設備外殼的內(nèi)部，相應地，該設備外殼位于該指紋感測裝置10上方的位置具體可以設置有指紋識別面板。在具體實現(xiàn)中，該指紋識別面板例如可以是一個具體的按鈕，也可以是一片超薄透明蓋板，將指紋識別面板作為所述設備外殼的一部分，該指紋感測裝置10具體被安裝在具有指紋識別面板的下方，指紋識別面板的邊緣可以與指紋感測裝置10的面板元件100對齊，以限定進行指紋識別時用戶手指的接觸范圍。
[0065]在本實施例的另一種可能的實現(xiàn)方式中，與上述實施例不同的，該設備外殼中設置有開口，指紋感測裝置10嵌入該設備外殼的開口處，面板元件100在該開口的位置與該設備外殼緊密貼合。在本實施例中，設備外殼并未完全包圍指紋感測裝置10，指紋感測裝置10的面板元件100被配置為可以直接被用戶手指接觸按壓的材料，面板元件100中向凹陷的透鏡110例如可以為玻璃材料，或者為硬度較高的藍寶石材料。也就是說，本實施例提供的電子設備中，指紋感測裝置10部分暴露在電子設備的外表面，具體為可以被用戶手指直接接觸按壓的面板元件100，在具體實現(xiàn)中，為了電子設備的密封性，以及滿足對指紋感測裝置10的封裝要求，面板元件100在設備外殼的開口位置與設備外殼緊密貼合，實際上，面板元件100具體為設備外殼的一部分。
[0066]需要說明的是，本實用新型實施例都僅說明電子設備的一部分，S卩，設備外殼中用于安裝指紋感測裝置10的部分，如上所述，電子設備例如可以是智能手機、筆記本電腦等，具有顯示器和輸入裝置，例如鍵盤、鼠標等。
[0067]進一步地，本實施例提供的電子設備中，指紋識別電路220電耦合到電子設備的處理器，用于將該指紋識別電路220通過對用戶指紋的電耦合產(chǎn)生的電信號傳輸?shù)皆撎幚砥髦羞M行處理，以獲取該電信號對應的指紋圖形信息；具體地，以電容式指紋識別電路為例予以說明，指紋識別電路220中的電容極板受到用戶手指的按壓時，對手指上不同位置的脊和谷產(chǎn)生相應的電信號，通常為電容極板的充電和電荷數(shù)量，指紋識別電路220將其產(chǎn)生的電信號傳輸給電子設備的處理器，由該處理器對電信號進行處理，以生成對電信號對應的指紋圖像信息，進而實現(xiàn)了通過用戶手指的指紋對其進行身份驗證。
[0068]需要說明的是，在本實用新型上述各實施例提供的指紋感測裝置10或電子設備的指紋感測裝置10中，指紋識別電路220可以是滑擦式指紋識別電路，也可以是按壓式指紋識別傳感器220。
[0069]具體地，對于滑擦式指紋識別電路，用戶在面板元件100的上方滑動手指時，例如在透鏡110的表面上滑動手指，或者，在電子設備上設置有按鈕形式的指紋識別面板，那么則在按鈕表面滑動手指，指紋識別電路220在用戶滑動過程中采集指紋信息進行識別。對于按壓式指紋識別電路220，用戶手指通過按壓指紋識別電路220上方的面板元件100或者電子設備表面的按鈕，來使指紋識別電路220獲取用戶指紋信息，按壓面板元件100的透鏡110或按鈕時產(chǎn)生壓力，壓力使得指紋識別模組200產(chǎn)生形變，從而導通柔性元件210，通過已導通的柔性元件210與指紋識別電路220的耦合，將指紋識別電路220產(chǎn)生的電信號傳輸?shù)诫娮釉O備的處理器中進行處理。
[0070]本實用新型上述各實施例在具體實現(xiàn)中，用于與用戶手指的脊和谷所接觸的面板元件100中的透鏡110或設備外殼的按鈕表面通常為平整的表面。
[0071]指紋識別電路220例如可以為對用戶的指紋進行光學感測、紅外感測或其它感測，以獲取用戶的指紋特征。例如:一種指紋識別電路，基于用戶指紋中的脊和谷在滑擦或按壓指紋感測裝置10時產(chǎn)生的不同電容進行感應，根據(jù)獲取的感應信號對用戶指紋進行成像。
[0072]需要說明的是，圖1到圖6所述的各實施例中，指紋識別電路220通常包括具有對用戶手指的脊和谷進行識別的半導體1C，并且本實用新型各實施例中的指紋識別電路220可以是通過光刻、刻蝕、濺射和注入等工藝集成到半導體晶圓上。另外，還可以利用面板元件100的透鏡110的透光特性等光學元件協(xié)助進行指紋識別。例如，光學元件可以獲得用戶手指的表皮光學視圖，可以相對于在用戶手指的脊和谷之間檢測到光學差異，來處理該光學視圖。
[0073]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種指紋感測裝置，其特征在于，包括:面板組件和設置于面板組件下方的指紋識別豐旲組; 所述指紋識別模組包括柔性元件和設置于所述柔性元件上方的指紋識別電路，所述柔性元件的內(nèi)部嵌套有開關模組，所述開關模組包括與所述柔性元件的上頂部接觸的支撐件和位于所述支撐件下方的非導電彈性元件，所述支撐件和所述非導電彈性元件的內(nèi)部形成導電凸臺，所述導電凸臺用于在所述指紋感測裝置受到按壓時導通所述柔性元件下底部的焊盤電路，通過所述開關模組的開啟導通所述柔性元件并與所述指紋識別電路形成電耦入口 O
2.根據(jù)權利要求1所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述非導電彈性元件中間設置有第一凹臺，所述第一凹臺的內(nèi)部設有通孔，位于所述非導電彈性元件上方的支撐件中間設置有向下凸出的第一凸臺，所述第一凸臺嵌套于所述第一凹臺內(nèi)并穿過所述第一凹臺的通孔，所述焊盤電路的上方設置有向上凸出的鍋仔片，所述支撐件的第一凸臺用于在所述指紋感測裝置受到按壓時向下產(chǎn)生位移使得所述鍋仔片發(fā)生形變，通過所述鍋仔片與所述柔性元件下底部的焊盤電路接觸來開啟所述開關模組。
3.根據(jù)權利要求2所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述柔性元件下底部的焊盤電路的外徑大于所述鍋仔片的外徑。
4.根據(jù)權利要求2所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述鍋仔片的行程在0.5mm到2mm之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述非導電彈性元件中間設置有向下凸出第二凸臺，所述第二凸臺的底部設置有導電顆粒，所述導電顆粒用于在所述指紋感測裝置受到按壓時接觸所述柔性元件下底部的焊盤電路，通過所述開關模組的開啟導通所述柔性元件并與所述指紋識別電路形成電耦合。
6.根據(jù)權利要求5所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述柔性元件下底部的焊盤電路的外徑大于所述第二凸臺的外徑。
7.根據(jù)權利要求5所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述焊盤電路的上方設置有向上凸出的鍋仔片，用于在所述指紋感測裝置受到按壓時，通過所述鍋仔片與所述第二凸臺底部的導電顆粒和所述柔性元件下底部的焊盤電路的接觸開啟所述開關模組。
8.根據(jù)權利要求7所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述鍋仔片的行程在0.5mm到2mm之間。
9.根據(jù)權利要求1?8中任一項所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述非導電彈性元件包括支撐部分、形變部分和連接部分； 其中，所述支撐部分包括設置于所述支撐件下部的支撐座和圍設在所述支撐座周圍的環(huán)形底座，所述環(huán)形底座與所述支撐座連接的區(qū)域為所述形變部分，用于在所述指紋感測裝置受到按壓時產(chǎn)生形變，開啟所述開關模組，所述支撐部分用于緩沖所述指紋感測裝置受到按壓時對所述指紋識別模組的產(chǎn)生的形變； 所述連接部分具體設置于所述環(huán)形底座的下部，用于連接所述環(huán)形底座和所述柔性元件的下底部。
10.根據(jù)權利要求1?8中任一項所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述導電凸臺與所述焊盤電路的中心位置重疊。
11.根據(jù)權利要求1?8中任一項所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述非導電彈性元件為硅膠；和/或， 所述非導電彈性元件通過預置模具整體澆注形成。
12.根據(jù)權利要求1?8中任一項所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述指紋識別電路為電容式指紋識別電路、電阻式指紋識別電路或電感式指紋識別電路。
13.根據(jù)權利要求1?8中任一項所述的指紋感測裝置，其特征在于，所述面板元件包括設置為向下凹陷的指紋識別區(qū)域，用于指示用戶手指放置于所述指紋識別電路的上。
14.一種電子設備，其特征在于，包括:設備外殼和設置于所述設備外殼中的如上述權利要求I?13中任一項所述的指紋感測裝置； 所述指紋感測裝置嵌入所述設備外殼的內(nèi)部，其中，所述設備外殼在所述指紋感測裝置的上方設置有指紋識別面板；或者， 所述設備外殼中設置有開口，所述指紋感測裝置嵌入所述設備外殼的開口處，所述面板元件在所述開口的位置與所述設備外殼緊密貼合。
15.根據(jù)權利要求14所述的電子設備，其特征在于，所述指紋識別電路電耦合到電子設備的處理器，用于將所述指紋識別電路通過對用戶指紋的電耦合產(chǎn)生的電信號傳輸?shù)剿鎏幚砥髦羞M行處理，以獲取所述電信號對應的指紋圖形信息。
【文檔編號】G06K9/00GK204215417SQ201420752133
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權日:2014年12月3日
【發(fā)明者】丁國棟 申請人:南昌歐菲生物識別技術有限公司, 南昌歐菲光科技有限公司, 深圳歐菲光科技股份有限公司, 蘇州歐菲光科技有限公司