指紋辨識(shí)裝置與具有指紋辨識(shí)功能的觸控裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種指紋辨識(shí)裝置與具有指紋辨識(shí)功能的觸控裝置，其中包含一可透光基板、多個(gè)感應(yīng)元件、一組導(dǎo)線以及一指紋辨識(shí)芯片。該多個(gè)感應(yīng)元件設(shè)置于該可透光基板的一上表面。該組導(dǎo)線設(shè)置于該可透光基板的該上表面。該指紋辨識(shí)芯片亦設(shè)置于該可透光基板的該上表面，并通過(guò)該組導(dǎo)線與該多個(gè)感應(yīng)元件相連接。該指紋辨識(shí)芯片用以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)感應(yīng)元件、接收該多個(gè)感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)感應(yīng)結(jié)果，并據(jù)此判斷一使用者指紋。
【專利說(shuō)明】
指紋辨識(shí)裝置與具有指紋辨識(shí)功能的觸控裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型與指紋辨識(shí)裝置相關(guān)，尤其與指紋辨識(shí)裝置內(nèi)部的元件配置方式相關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了提升資料安全性并免去記憶密碼的麻煩，近年來(lái)有許多電子產(chǎn)品提供了以指紋做為身份認(rèn)證依據(jù)的功能。典型的指紋辨識(shí)裝置通常包含一個(gè)指紋辨識(shí)芯片以及由多個(gè)感應(yīng)元件構(gòu)成的一感應(yīng)器。指紋辨識(shí)芯片用以驅(qū)動(dòng)這些感應(yīng)元件并接收這些感應(yīng)元件產(chǎn)生的信號(hào)。由于指紋凹處與指紋凸處對(duì)感應(yīng)元件會(huì)產(chǎn)生程度不同的影響，指紋辨識(shí)芯片能根據(jù)這些感應(yīng)元件產(chǎn)生的信號(hào)大小判斷指紋圖樣。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，上述感應(yīng)器與指紋辨識(shí)芯片的結(jié)合方式大致分為兩種。第一種結(jié)合方式為在指紋辨識(shí)芯片所屬集成電路的表面金屬層上刻蝕出電極圖樣來(lái)實(shí)現(xiàn)這些感應(yīng)元件，也就是將指紋辨識(shí)芯片與感應(yīng)器直接整合在同一個(gè)集成電路中。第二種結(jié)合方式則是將這些感應(yīng)元件設(shè)置在一塊基板(例如可透光基板、塑膠基板或是電路板)上，再以細(xì)間距球柵陣列(fine-pitch ball grid array，F(xiàn)BGA)封裝形式將該基板與指紋辨識(shí)芯片所屬集成電路封裝在一起。采用這兩種結(jié)合方式的指紋辨識(shí)裝置，其感應(yīng)器外觀都是不透明的或者透光性極低，因而對(duì)于指紋辨識(shí)裝置所屬電子產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)造成相當(dāng)大的限制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型提出一種新的指紋辨識(shí)裝置與具有指紋辨識(shí)功能的觸控裝置。于實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)本實(shí)用新型的指紋辨識(shí)裝置與觸控裝置可被整合在移動(dòng)電話、筆記本電腦、平板電腦等各種需要指紋辨識(shí)功能的電子產(chǎn)品中，或是被整合在門禁控制等更大型的身份認(rèn)證系統(tǒng)內(nèi)，但不以此為限。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例為一種指紋辨識(shí)裝置，其中包含一可透光基板、多個(gè)感應(yīng)元件構(gòu)成的一感應(yīng)器、一組導(dǎo)線以及一指紋辨識(shí)芯片。該多個(gè)感應(yīng)元件、該組導(dǎo)線與該指紋辨識(shí)芯片皆設(shè)置于該可透光基板的一上表面。該指紋辨識(shí)芯片通過(guò)該組導(dǎo)線與該多個(gè)感應(yīng)元件相連接。該指紋辨識(shí)芯片用以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)感應(yīng)元件、接收該多個(gè)感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)感應(yīng)結(jié)果，并據(jù)此判斷一使用者指紋。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的另一具體實(shí)施例為一種具有指紋辨識(shí)功能的觸控裝置，其中包含一可透光基板、多個(gè)第一感應(yīng)元件、一組導(dǎo)線、一指紋辨識(shí)芯片、多個(gè)第二感應(yīng)元件，以及一觸控電路。該多個(gè)第一感應(yīng)元件設(shè)置于該可透光基板的一上表面的一第一區(qū)域。該組導(dǎo)線設(shè)置于該可透光基板的該上表面。該指紋辨識(shí)芯片設(shè)置于該可透光基板的該上表面，并通過(guò)該組導(dǎo)線與該多個(gè)第一感應(yīng)元件相連接。該指紋辨識(shí)芯片用以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)第一感應(yīng)元件、接收該多個(gè)第一感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)第一感應(yīng)結(jié)果，并據(jù)此判斷一使用者指紋。該多個(gè)第二感應(yīng)元件設(shè)置于該可透光基板的該上表面的一第二區(qū)域。該第二區(qū)域與該第一區(qū)域共同構(gòu)成一觸控范圍。該觸控電路用以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)第二感應(yīng)元件、接收該多個(gè)第二感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)第二感應(yīng)結(jié)果，并根據(jù)該多個(gè)第一感應(yīng)結(jié)果的至少一部分與該多個(gè)第二感應(yīng)結(jié)果判斷發(fā)生于該觸控范圍內(nèi)的一使用者觸控動(dòng)作。
【附圖說(shuō)明】
[0007]為讓本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明，其中:
[0008]圖1(A)為根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的指紋辨識(shí)裝置的元件配置的相對(duì)關(guān)系示意圖；圖1 (B)為該指紋辨識(shí)裝置的側(cè)視圖。
[0009]圖2呈現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中的電極層的詳細(xì)實(shí)施范例。
[0010]圖3呈現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中包含發(fā)光模塊的指紋辨識(shí)裝置的側(cè)視圖。
[0011]圖4(A)與圖4(B)呈現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的另外兩種實(shí)施例中的指紋辨識(shí)裝置的示意圖。
[0012]圖5(A)呈現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的指紋辨識(shí)裝置的一種殼體范例；圖5(B)呈現(xiàn)在該殼體內(nèi)部增設(shè)導(dǎo)電元件的范例。
[0013]圖6(A)呈現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的指紋辨識(shí)裝置的另一種殼體范例；圖6(B)呈現(xiàn)在該殼體內(nèi)部增設(shè)導(dǎo)電元件的范例。
[0014]圖7(A)為根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的觸控裝置的元件配置的相對(duì)關(guān)系示意圖；圖7(B)為其中一第二區(qū)域的輪廓示意圖；圖7(C)為該觸控裝置的剖視圖。
[0015]圖8(A)?圖8(C)用以表示不同感應(yīng)區(qū)域中相同單位面積包含不同數(shù)量感應(yīng)元件的情況。
[0016]須說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的附圖包含呈現(xiàn)多種彼此關(guān)聯(lián)的功能性模塊的功能方塊圖。這些附圖并非細(xì)部電路圖，且其中的連接線僅用以表示信號(hào)流。功能性元件及/或程序間的多種互動(dòng)關(guān)系不一定要通過(guò)直接的電性連接始能達(dá)成。此外，個(gè)別元件的功能不一定要如附圖中繪示的方式分配，且分散式的區(qū)塊不一定要以分散式的電子元件實(shí)現(xiàn)。
[0017]圖中元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0018]100、200、300:指紋辨識(shí)裝置 110:可透光基板
[0019]110A:可透光基板上表面120:感應(yīng)器
[0020]120A:覆蓋層120B:電極層
[0021]130:導(dǎo)線140:指紋辨識(shí)芯片
[0022]Ml:第一金屬層M2:第二金屬層
[0023]INl:第一絕緣層IN2:第二絕緣層
[0024]AD:粘著層Z、Z’:參考方向
[0025]150:發(fā)光模塊160:發(fā)光基板
[0026]170:控制器171、172、173:連接線
[0027]175:主要電路板510、610:殼體
[0028]511、611:殼體頂壁511A:開口
[0029]512:傾斜部520、620:導(dǎo)電元件
[0030]700:觸控裝置710:可透光基板
[0031]711:第一區(qū)域712:第二區(qū)域
[0032]731:第一導(dǎo)線732:第二導(dǎo)線
[0033]740:指紋辨識(shí)芯片750:顯示器
[0034]760:觸控電路799:剖面線
【具體實(shí)施方式】
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例為一種指紋辨識(shí)裝置，其元件配置的相對(duì)關(guān)系示意圖是繪示于圖1(A)。指紋辨識(shí)裝置100包含一可透光基板110、多個(gè)感應(yīng)元件構(gòu)成的一感應(yīng)器120、一組導(dǎo)線130與一指紋辨識(shí)芯片140。如圖1 (A)所示，感應(yīng)器120中的多個(gè)感應(yīng)元件、導(dǎo)線130以及指紋辨識(shí)芯片140設(shè)置在可透光基板110的上表面110A。舉例而言但不以此為限，可透光基板110的材質(zhì)可為玻璃、塑膠或合成薄膜。
[0036]圖1(B)為指紋辨識(shí)裝置100的側(cè)視圖。于此實(shí)施例中，感應(yīng)器120包含上下相疊的一覆蓋層120A與一電極層120B。覆蓋層120A用以承受使用者的接觸，以保護(hù)電極層120B，其材質(zhì)可為但不限于玻璃或硬質(zhì)鍍膜(hard coating)。電極層120B可直接形成于可透光基板110上。圖2呈現(xiàn)電極層120B的一種詳細(xì)實(shí)施范例。電極層120B為一層疊結(jié)構(gòu)，由下而上包含一第一金屬層Ml、一第一絕緣層INl、一第二金屬層M2、一第二絕緣層IN2，以及一粘著層AD。第一金屬層Ml可被制作為包含多個(gè)接收電極圖樣，而第二金屬層M2可被制作為包含多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極圖樣，或者互相調(diào)換。接收電極與驅(qū)動(dòng)電極兩兩成對(duì)，構(gòu)成上述多個(gè)感應(yīng)元件。舉例而言，感應(yīng)器120可被設(shè)計(jì)為包含100*100個(gè)以矩陣形式排列的感應(yīng)元件。感應(yīng)元件的大小、電極形狀、數(shù)量和排列方式，可由電路制作者依感應(yīng)器120的大小和需要的感應(yīng)精細(xì)度決定。為避免圖面過(guò)于混亂，圖1(A)僅呈現(xiàn)6*6個(gè)感應(yīng)元件做為說(shuō)明范例。實(shí)務(wù)上，粘著層AD的材料可為具有良好透光率的光學(xué)膠(optical clear adhesive，0CA)，用以接合覆蓋層120A與電極層120B。實(shí)務(wù)上，若粘著層AD的材料具有足夠的絕緣能力，亦可省略第二絕緣層IN2。
[0037]導(dǎo)線130可包含多條形成于上表面IlOA的金屬走線。指紋辨識(shí)芯片140通過(guò)導(dǎo)線130與感應(yīng)器120相連接。指紋辨識(shí)芯片140負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)感應(yīng)器120中的感應(yīng)元件、接收這些感應(yīng)元件產(chǎn)生的感應(yīng)結(jié)果，并據(jù)此判斷一使用者指紋。實(shí)務(wù)上，指紋辨識(shí)芯片140可為具有一覆晶式封裝的一集成電路芯片，并通過(guò)導(dǎo)電膠與可透光基板110上的多個(gè)導(dǎo)電點(diǎn)相接合，借此連接到導(dǎo)線130。相較于先前技術(shù)中需于封裝廠將感應(yīng)元件所在基板與指紋辨識(shí)芯片整合為一細(xì)間距球柵陣列(FBGA)封裝體的做法，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式具有可節(jié)省封裝成本的優(yōu)點(diǎn)。于實(shí)際應(yīng)用中，指紋辨識(shí)芯片140可包含但不限于模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、噪聲過(guò)濾電路、比較器、存儲(chǔ)器等元件。須說(shuō)明的是，感應(yīng)元件的驅(qū)動(dòng)方式與根據(jù)感應(yīng)結(jié)果判斷使用者指紋的方法為實(shí)用新型本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，于此不贅述。
[0038]綜觀圖1(A)、圖1(B)與圖2，在指紋辨識(shí)裝置100中，可透光基板110與覆蓋層120A皆可被設(shè)計(jì)為具有良好的透光性，而感應(yīng)器120中的第一絕緣層IN1、第二絕緣層IN2以及粘著層AD亦可利用透光性佳的材質(zhì)實(shí)現(xiàn)。另一方面，感應(yīng)器120中的第一金屬層Ml與第二金屬層M2所具有的電極圖樣的鏤空部分亦可被光線穿透。因此，若適當(dāng)設(shè)計(jì)感應(yīng)器120中的電極圖樣，令其包含較多的鏤空部分，或者甚至是以透明導(dǎo)電材料制成電極，順著圖1(B)中標(biāo)示的方向Z前進(jìn)或是逆著方向Z前進(jìn)的光線便有相當(dāng)可觀的一部分可穿透指紋辨識(shí)裝置100。另一方面，即使導(dǎo)線130本身是由多條不透光的金屬細(xì)線構(gòu)成，其走線之間的間隙仍可供光線穿透。因此，從使用者的視角觀看，指紋辨識(shí)裝置100上除了指紋辨識(shí)芯片140的所在位置之外，其他部分皆可具有相當(dāng)程度的透光性。
[0039]相較于現(xiàn)有技術(shù)，指紋辨識(shí)裝置100的透光特性能提供給各類產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)師更大的設(shè)計(jì)彈性。舉例而言，若將指紋辨識(shí)裝置100應(yīng)用在門禁控制系統(tǒng)，可透光基板110可即為玻璃門片本身。于實(shí)際應(yīng)用中，指紋辨識(shí)芯片140可通過(guò)設(shè)置在可透光基板110上的連接線(未繪示)，例如金手指(golden finger)，連接到其他外部電路，以接收電力供應(yīng)或是將使用者指紋判斷結(jié)果提供給后續(xù)電路。
[0040]圖3呈現(xiàn)指紋辨識(shí)裝置100的一種變化型的側(cè)視圖。指紋辨識(shí)裝置200與指紋辨識(shí)裝置100的主要差異在于，指紋辨識(shí)裝置200進(jìn)一步包含一發(fā)光模塊150。發(fā)光模塊150設(shè)置于一發(fā)光基板160上，可利用一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管元件實(shí)現(xiàn)，但不以此為限。如圖3所示，發(fā)光基板160大致平行于可透光基板110，并與可透光基板110的一下表面I1B相對(duì)。發(fā)光模塊150提供的光線可穿透可透光基板110與感應(yīng)區(qū)120，抵達(dá)使用者的視線范圍內(nèi)。舉例而言，發(fā)光模塊150發(fā)出的光線可做為輔助指示，讓使用者較容易注意到感應(yīng)區(qū)120的所在位置。實(shí)務(wù)上，發(fā)光模塊150可包含一個(gè)控制單元與一發(fā)光二極管陣列(由多個(gè)光線色彩相同或不同的發(fā)光二極管構(gòu)成)。該控制單元負(fù)責(zé)配合指紋辨識(shí)裝置200的運(yùn)作模式來(lái)控制這些發(fā)光二極管的開關(guān)、亮度或色彩。
[0041]圖4(A)呈現(xiàn)指紋辨識(shí)裝置200的一種變化型的示意圖。指紋辨識(shí)裝置300進(jìn)一步包含一控制器170，設(shè)置于一主要電路板175上，并且分別通過(guò)連接線171、172耦接至指紋辨識(shí)芯片140與發(fā)光模塊150。于實(shí)際應(yīng)用中，主要電路板175可為一印刷電路板，通過(guò)軟性電路板或軟性排線與可透光基板110、發(fā)光基板160電性連接。換句話說(shuō)，連接線171、172可各自包含數(shù)段在軟性電路板、主要電路板175、可透光基板110與發(fā)光基板160上的走線。連接線171、172亦可包含電力線(Power line)，負(fù)責(zé)將電力自主要電路板175傳遞至指紋辨識(shí)芯片140與發(fā)光模塊150。
[0042]控制器170用以根據(jù)指紋辨識(shí)芯片140判斷出的使用者指紋控制發(fā)光模塊150。舉例而言，控制器170中可儲(chǔ)存有一特定指紋圖樣。當(dāng)目前指紋辨識(shí)芯片140檢測(cè)到的使用者指紋與該特定指紋圖樣相符，控制器170便控制發(fā)光模塊150發(fā)出某一種顏色(例如綠色)的光線，并且執(zhí)行身份認(rèn)證成功時(shí)的對(duì)應(yīng)動(dòng)作(例如將行動(dòng)電話解鎖)。相對(duì)地，當(dāng)目前指紋辨識(shí)芯片140檢測(cè)到的使用者指紋不符合該特定指紋圖樣，控制器170便控制發(fā)光模塊150發(fā)出另一種顏色(例如紅色)的光線，并且執(zhí)行身份認(rèn)證不成功時(shí)的對(duì)應(yīng)動(dòng)作(例如在移動(dòng)電話屏幕上顯示解鎖失敗的文字訊息)。實(shí)務(wù)上，控制器170可被實(shí)現(xiàn)為固定式及/或可編程數(shù)字邏輯電路，包含可編程邏輯門陣列、特定應(yīng)用集成電路、微控制器、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器，與其他必要電路。
[0043]或者，如圖4(B)所示，控制器170的功能可被分散實(shí)現(xiàn)于指紋辨識(shí)芯片140與發(fā)光模塊150本身的控制單元(未繪示)。易言之，發(fā)光模塊150可通過(guò)連接線173與指紋辨識(shí)芯片140相連，并且直接受到指紋辨識(shí)芯片140的控制，執(zhí)行上述發(fā)出不同顏色光線的任務(wù)。
[0044]圖5(A)呈現(xiàn)指紋辨識(shí)裝置300的一種殼體范例。于此范例中，可透光基板110、發(fā)光基板160、主要電路板175及其上的元件皆容置于殼體510內(nèi)部。殼體510的頂壁511具有一開口511A，用以將覆蓋層120A的感應(yīng)表面露出，接受使用者碰觸。如圖5(A)所示，在垂直可透光基板110且遠(yuǎn)離其上表面的參考方向Z’上，指紋辨識(shí)芯片140的高度通常會(huì)高于感應(yīng)區(qū)120。若以指紋辨識(shí)芯片140的高度為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)殼體510的厚度，覆蓋層120A的感應(yīng)表面在參考方向Z’上會(huì)低于殼體510的頂壁511。配合此高度相對(duì)關(guān)系，殼體510可被設(shè)計(jì)為令開口511A具有一傾斜部512，自頂壁511下斜向覆蓋層120A的感應(yīng)表面。相對(duì)于為開口511A及覆蓋層120A的交接處采用垂直式側(cè)壁，傾斜部512可讓使用者在按壓覆蓋層120A時(shí)更為舒適。
[0045]請(qǐng)參閱圖5(B)。在殼體510具有導(dǎo)電性的實(shí)施例中，指紋辨識(shí)裝置300可進(jìn)一步包含一導(dǎo)電元件520，電性連接于殼體510內(nèi)側(cè)與主要電路板175之間。更明確地說(shuō)，導(dǎo)電元件520電性連接至主要電路板175上的一個(gè)固定電壓端，例如接地端。于實(shí)際應(yīng)用中，殼體510可能是因?yàn)橥坎加薪饘賴娖岫哂形⑷醯膶?dǎo)電性。即使在導(dǎo)電性微弱的情況下，因殼體510可等效于一個(gè)相當(dāng)大的電容，將殼體510連接至主要電路板175上的固定電壓端可幫助消除指紋辨識(shí)芯片140檢測(cè)到的背景噪聲、提高檢測(cè)結(jié)果的正確性。實(shí)務(wù)上，導(dǎo)電元件520可為但不限于一導(dǎo)電泡棉或一金屬?gòu)椘?br>[0046]圖6(A)呈現(xiàn)指紋辨識(shí)裝置300的另一種殼體范例。于此范例中，殼體610的頂壁611同樣具有一開口，用以將覆蓋層120A的感應(yīng)表面露出。本實(shí)施例的特點(diǎn)在于，在垂直可透光基板110的參考方向Z’上，覆蓋層120A的厚度被特意增加，使其感應(yīng)表面與殼體的頂壁611大致等高，亦即讓覆蓋層120A大致密合于頂壁611的開口。這種做法的好處在于能達(dá)成全平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。實(shí)務(wù)上，利用一玻璃平板或一硬質(zhì)鍍膜來(lái)實(shí)現(xiàn)覆蓋層120A皆可方便地控制其厚度。須說(shuō)明的是，也可借由加厚電極層120B或是局部加厚電極層120B下方的可透光基板110，來(lái)達(dá)到令覆蓋層120A的感應(yīng)表面與頂壁611大致等高的效果。
[0047]如圖6(B)所示，在殼體610具有導(dǎo)電性的實(shí)施例中，殼體610內(nèi)側(cè)與主要電路板175之間亦可設(shè)置一個(gè)導(dǎo)電元件620，以提高指紋辨識(shí)芯片140的檢測(cè)結(jié)果正確性。
[0048]根據(jù)本實(shí)用新型的另一具體實(shí)施例為一種具有指紋辨識(shí)功能的觸控裝置，其元件配置的相對(duì)關(guān)系示意圖是繪示于圖7(A)。觸控裝置700包含一可透光基板710、位于第一區(qū)域711內(nèi)的多個(gè)第一感應(yīng)元件、位于第二區(qū)域712內(nèi)的多個(gè)第二感應(yīng)元件、一組第一導(dǎo)線731、一組第二導(dǎo)線732、一指紋辨識(shí)芯片740、一觸控電路760，以及設(shè)置于可透光基板710下方的一個(gè)顯示器750(呈現(xiàn)于圖7(C))。
[0049]于此實(shí)施例中，第一區(qū)域711與第二區(qū)域712共同構(gòu)成一個(gè)矩形的觸控范圍。如圖7(B)所示，配合第一區(qū)域711的形狀及位置，第二區(qū)域712的輪廓為具有一凹陷區(qū)域的矩形。實(shí)務(wù)上，這些第二感應(yīng)元件可為以透明或可透光導(dǎo)電材料制成的多組電極。圖7(B)中的虛線用以標(biāo)示這些第二感應(yīng)元件彼此之間的區(qū)隔。實(shí)務(wù)上，這些第二感應(yīng)元件的大小、電極形狀、數(shù)量和排列方式，可由電路制作者依觸控裝置700的大小和所需的感應(yīng)精細(xì)度(fineness)、感應(yīng)解析度等要件決定。
[0050]如圖7(A)所示，該多個(gè)第一感應(yīng)元件、該多個(gè)第二感應(yīng)元件、第一導(dǎo)線731、第二導(dǎo)線732、指紋辨識(shí)芯片740與觸控電路760皆設(shè)置于可透光基板710的上表面。指紋辨識(shí)芯片740通過(guò)該組第一導(dǎo)線731與第一區(qū)域711內(nèi)的這些第一感應(yīng)元件相連接。觸控電路760通過(guò)該組第二導(dǎo)線732與第二區(qū)域712內(nèi)的這些第二感應(yīng)元件相連接。指紋辨識(shí)芯片740負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)第一區(qū)域711內(nèi)的這些第一感應(yīng)元件，并接收這些第一感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)第一感應(yīng)結(jié)果。觸控電路760負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)第二區(qū)域712內(nèi)的這些第二感應(yīng)元件，并接收該多個(gè)第二感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)第二感應(yīng)結(jié)果。
[0051]圖7(C)為觸控裝置700沿著剖面線799的剖視圖。前述設(shè)置于可透光基板710下方的顯示器750的大小可大致相同于第一區(qū)域711與第二區(qū)域712共同構(gòu)成的觸控范圍，且位于該觸控范圍的正下方。與圖1中的感應(yīng)器120相同，圖7(A)與圖7(C)中的第一區(qū)域711也具有相當(dāng)程度的透光性，因此可讓顯示器750發(fā)出的光線透出第一區(qū)域711。由于第一區(qū)域711與第二區(qū)域712皆可透光(雖然透光程度可能不完全相同)，使用者可以通過(guò)第一區(qū)域711與第二區(qū)域712完整看到顯示器750呈現(xiàn)的畫面。
[0052]當(dāng)觸控裝置700處于指紋辨識(shí)模式時(shí)，顯示器750可在第一區(qū)域711下方顯示圖樣或線條，指示第一區(qū)域711的范圍供使用者參考，以得知應(yīng)于何處按壓指紋。與圖1中的指紋辨識(shí)芯片140相同，指紋辨識(shí)芯片740會(huì)根據(jù)這些第一感應(yīng)結(jié)果判斷一使用者指紋。在這個(gè)情況下，觸控電路760可暫不工作。
[0053]于此實(shí)施例中，指紋辨識(shí)芯片740與觸控電路760可協(xié)同運(yùn)作，借此令第一區(qū)域711與第二區(qū)域712共同構(gòu)成的觸控范圍等效于一個(gè)完整的矩形觸控區(qū)域。更明確地說(shuō)，當(dāng)觸控裝置700需要檢測(cè)更大范圍的使用者觸控動(dòng)作時(shí)，指紋辨識(shí)芯片740負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)第一區(qū)域711內(nèi)的這些第一感應(yīng)元件、接收這些第一感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)第一感應(yīng)結(jié)果，而觸控電路760負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)第二區(qū)域712內(nèi)的這些第二感應(yīng)元件、接收該多個(gè)第二感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)第二感應(yīng)結(jié)果。并且，指紋辨識(shí)芯片740接收到的這些第一感應(yīng)結(jié)果會(huì)被提供給觸控電路760。接著，觸控電路760即可根據(jù)該多個(gè)第一感應(yīng)結(jié)果與該多個(gè)第二感應(yīng)結(jié)果判斷發(fā)生于該矩形觸控范圍內(nèi)的一使用者觸控動(dòng)作。實(shí)務(wù)上，指紋辨識(shí)芯片740與觸控電路760各自產(chǎn)生的感應(yīng)結(jié)果亦可被提供至另一后端控制器(未繪示)加以綜合研判、處理。該后端控制器可以是綜合處理觸控裝置700通用應(yīng)用程序的中央處理器、專司處理顯示器750顯示圖像的繪圖處理器、亦可為一獨(dú)立的觸控指紋處理器。由后端控制器綜合研判、處理在某些應(yīng)用上具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。舉例而言，若該后段控制器為中央處理器，中央處理器可于指紋辨識(shí)芯片740與觸控電路760其中之一提供該多個(gè)第一感應(yīng)結(jié)果或該多個(gè)第二感應(yīng)結(jié)果給中央處理器時(shí)，即預(yù)先啟動(dòng)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序或預(yù)先自存儲(chǔ)器下載相對(duì)應(yīng)的資料，因而在該使用者觸控動(dòng)作未被判斷出來(lái)前，即可處理部分相對(duì)應(yīng)的任務(wù)，使得使用者觸控的反應(yīng)速度加快。在另一個(gè)例子里，若該后端控制器為繪圖處理器，繪圖處理器可控制指紋辨識(shí)芯片740于指紋辨識(shí)的過(guò)程中陸續(xù)送出對(duì)應(yīng)感應(yīng)位置的多個(gè)第一感應(yīng)結(jié)果。在指紋辨識(shí)的過(guò)程中，繪圖處理器不僅可以控制顯示器750在第一區(qū)域711下方靜態(tài)顯示圖樣或線條，甚至可以動(dòng)態(tài)地于對(duì)應(yīng)感應(yīng)位置顯示不同的圖樣，以標(biāo)示已完成辨識(shí)的對(duì)應(yīng)感應(yīng)位置；自然地，此例亦可由中央處理器做為后端控制器，并同時(shí)控制繪圖處理器實(shí)現(xiàn)，并且在觸控電路760感應(yīng)具有連續(xù)性的動(dòng)態(tài)手勢(shì)時(shí)也能有相類似的應(yīng)用。此外，該后段控制器亦可動(dòng)態(tài)地由多核心處理器中較不忙碌的其中一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)。
[0054]一般而言，辨識(shí)指紋所需要的感應(yīng)解析度高于辨識(shí)使用者觸控動(dòng)作的感應(yīng)解析度。實(shí)務(wù)上，第一區(qū)域711內(nèi)每單位面積中的感應(yīng)元件數(shù)量可被設(shè)計(jì)為高于第二區(qū)域712內(nèi)每單位面積中的感應(yīng)元件數(shù)量。因此，當(dāng)指紋辨識(shí)芯片740與觸控電路760協(xié)同運(yùn)作以檢測(cè)使用者觸控動(dòng)作時(shí)，觸控電路760可選擇性地僅采用一部分(而非所有)的第一感應(yīng)結(jié)果來(lái)代表第一區(qū)域711內(nèi)的感應(yīng)結(jié)果。請(qǐng)參閱圖8 (A)與圖8 (B)。以第一區(qū)域711內(nèi)每單位面積包含4*4個(gè)第一感應(yīng)元件，且第二區(qū)域712內(nèi)每單位面積包含2*2個(gè)第二感應(yīng)元件的情況為例，觸控電路760可僅采用圖8(C)中標(biāo)有斜線圖樣的四個(gè)第一感應(yīng)元件的感應(yīng)結(jié)果來(lái)代表這個(gè)單位面積內(nèi)的感應(yīng)結(jié)果，借此減少資料處理量。舉例來(lái)說(shuō)，就圖8(C)中的第一感應(yīng)元件00、O1、10、11而言，觸控電路760可不考慮第一感應(yīng)元件O1、10、11的感應(yīng)結(jié)果，而是將第一感應(yīng)元件00的感應(yīng)量乘以四，來(lái)代表這四個(gè)第一感應(yīng)元件所在區(qū)域內(nèi)的感應(yīng)結(jié)果。在其他的例子里，第一感應(yīng)元件00可被第一感應(yīng)元件O1、1、11其中之一代換，亦可于第一感應(yīng)元件00、01、10、11當(dāng)中選擇其二或其三。此外，觸控電路760于不同單位面積區(qū)域內(nèi)亦可因應(yīng)需求采用不同相對(duì)位置或數(shù)量的第一感應(yīng)元件的感應(yīng)量計(jì)算感應(yīng)結(jié)果。
[0055]本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者可理解，先前在介紹指紋辨識(shí)裝置100時(shí)描述的各種操作變化亦可應(yīng)用至觸控裝置700，其細(xì)節(jié)不再贅述。
[0056]不同于先前技術(shù)中總是將觸控區(qū)域與指紋感應(yīng)區(qū)域分開來(lái)獨(dú)立設(shè)置的情況，由于圖7(A)中的第一區(qū)域711可具有良好的透光性，觸控裝置700的指紋感應(yīng)區(qū)域(亦即第一區(qū)域711)也是觸控區(qū)域的一部分。這種做法的好處在于觸控裝置700在顯示器750范圍外的邊框可以被縮小。
[0057]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種指紋辨識(shí)裝置，其特征在于包含: 一可透光基板； 多個(gè)感應(yīng)元件構(gòu)成的一感應(yīng)器，設(shè)置于該可透光基板的一上表面； 一組導(dǎo)線，設(shè)置于該可透光基板的該上表面；以及 一指紋辨識(shí)芯片，設(shè)置于該可透光基板的該上表面，通過(guò)該組導(dǎo)線與該多個(gè)感應(yīng)元件相連接，用以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)感應(yīng)元件、接收該多個(gè)感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)感應(yīng)結(jié)果，并據(jù)此判斷一使用者指紋。2.如權(quán)利要求1所述的指紋辨識(shí)裝置，其特征在于，該指紋辨識(shí)芯片為具有一覆晶式封裝的一集成電路芯片，并通過(guò)一導(dǎo)電膠與該可透光基板相接合。3.如權(quán)利要求1所述的指紋辨識(shí)裝置，其特征在于進(jìn)一步包含: 一發(fā)光模塊，設(shè)置于一發(fā)光基板上，該發(fā)光基板被設(shè)置為大致平行于該可透光基板，并與該可透光基板的一下表面相對(duì)。4.如權(quán)利要求3所述的指紋辨識(shí)裝置，其特征在于進(jìn)一步包含: 一控制器，分別耦接至該指紋辨識(shí)芯片與該發(fā)光模塊，用以根據(jù)該指紋辨識(shí)芯片判斷出的該使用者指紋控制該發(fā)光模塊。5.如權(quán)利要求1所述的指紋辨識(shí)裝置，其特征在于，該感應(yīng)器包含用以接受使用者碰觸的一覆蓋層以及受該覆蓋層保護(hù)的一電極層，該指紋辨識(shí)裝置進(jìn)一步包含: 一殼體，用以容置該可透光基板、該感應(yīng)器、該組導(dǎo)線以及該指紋辨識(shí)芯片，該殼體的頂壁具有一開口，用以將該覆蓋層的一感應(yīng)表面露出；于垂直該可透光基板且遠(yuǎn)離其上表面的一參考方向上，該覆蓋層的該感應(yīng)表面低于該殼體的該頂壁;該開口具有一傾斜部，自該頂壁下斜向該感應(yīng)表面。6.如權(quán)利要求1所述的指紋辨識(shí)裝置，其特征在于，該感應(yīng)器包含用以接受使用者碰觸的一覆蓋層與受該覆蓋層保護(hù)的一電極層，該指紋辨識(shí)裝置進(jìn)一步包含: 一殼體，用以容置該可透光基板、該感應(yīng)器、該組導(dǎo)線以及該指紋辨識(shí)芯片，該殼體的頂壁具有一開口，用以將該覆蓋層的一感應(yīng)表面露出；于垂直該可透光基板的一參考方向上，該覆蓋層的該感應(yīng)表面與該殼體的該頂壁大致等高。7.如權(quán)利要求1所述的指紋辨識(shí)裝置，其特征在于，該感應(yīng)器包含用以接受使用者碰觸的一覆蓋層與受該覆蓋層保護(hù)的一電極層，該指紋辨識(shí)裝置進(jìn)一步包含: 一殼體，用以容置該可透光基板、該感應(yīng)器、該組導(dǎo)線以及該指紋辨識(shí)芯片，該殼體的頂壁具有一開口，用以將該覆蓋層的一感應(yīng)表面露出； 一主要電路板；以及 一導(dǎo)電元件，電性連接于該殼體內(nèi)側(cè)與該主要電路板的一固定電壓端之間。8.一種具有指紋辨識(shí)功能的觸控裝置，其特征在于包含: 一可透光基板； 多個(gè)第一感應(yīng)元件，設(shè)置于該可透光基板的一上表面的一第一區(qū)域； 一組導(dǎo)線，由設(shè)置于該可透光基板的該上表面； 一指紋辨識(shí)芯片，設(shè)置于該可透光基板的該上表面，通過(guò)該組導(dǎo)線與該多個(gè)第一感應(yīng)元件相連接，用以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)第一感應(yīng)元件、接收該多個(gè)第一感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)第一感應(yīng)結(jié)果，并據(jù)此判斷一使用者指紋； 多個(gè)第二感應(yīng)元件，設(shè)置于該可透光基板的該上表面的一第二區(qū)域，該第二區(qū)域與該第一區(qū)域共同構(gòu)成一觸控范圍；以及 一觸控電路，用以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)第二感應(yīng)元件、接收該多個(gè)第二感應(yīng)元件產(chǎn)生的多個(gè)第二感應(yīng)結(jié)果，并根據(jù)該多個(gè)第一感應(yīng)結(jié)果的至少一部分與該多個(gè)第二感應(yīng)結(jié)果判斷發(fā)生于該觸控范圍內(nèi)的一使用者觸控動(dòng)作。9.如權(quán)利要求8所述的觸控裝置，其特征在于，該指紋辨識(shí)芯片為一覆晶式封裝集成電路芯片，并通過(guò)一導(dǎo)電膠與該可透光基板相接合。10.如權(quán)利要求8所述的觸控裝置，其特征在于進(jìn)一步包含: 一發(fā)光模塊，設(shè)置于一發(fā)光基板上，該發(fā)光基板被設(shè)置為大致平行于該可透光基板，并與該可透光基板的一下表面相對(duì)。11.如權(quán)利要求10所述的觸控裝置，其特征在于進(jìn)一步包含: 一控制器，分別耦接至該指紋辨識(shí)芯片與該發(fā)光模塊，用以根據(jù)該指紋辨識(shí)芯片判斷出的該使用者指紋控制該發(fā)光模塊。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK205665715SQ201620483766
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】張家瑋, 劉子維
【申請(qǐng)人】晨星半導(dǎo)體股份有限公司