指纹识别模组及基于指纹识别的触控屏.pdf

一种指纹识别模组，包括：指纹传感器、控制元件、至少一个发光元器件、金属细线环及透光环；所述发光元器件、金属细线环及指纹传感器电连接所述控制元件，所述指纹传感器包括指纹感应区，所述透光环和所述金属细线环从内至外套在所述指纹感应区的四周边缘处。还公开一种基于指纹识别的触控屏。本发明成本低且能直观体现是否解锁成功。

权利要求书
1.  一种指纹识别模组，其特征在于，包括：指纹传感器、控制元件、至少 一个发光元器件、金属细线环及透光环；所述发光元器件、金属细线环及指纹 传感器电连接至所述控制元件，所述指纹传感器包括指纹感应区，所述透光环 和所述金属细线环从内至外套在所述指纹感应区的四周边缘处。

2.  根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述发光元器件的 数量为两个。

3.  根据权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述两个发光元器 件分别为红色发光二极管和绿色发光二极管。

4.  根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述金属细线环为 铜细线环或银细线环。

5.  根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述指纹感应区表 面呈内凹曲面状或外凸曲面状。

6.  根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述指纹传感器包 括第一表面和第二表面，所述第一表面用于被配置成感应用户手指的指纹，所 述第二表面用于固定焊接在所述柔性电路板上。

7.  根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述指纹传感器为 滑擦式指纹传感器或按压式指纹传感器。

8.  根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述指纹传感器为 一维电容式像素矩阵或二维电容式像素矩阵。

9.  根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，还包括柔性电路板， 所述控制元件通过所述柔性电路板与所述指纹传感器连接。

10.  根据权利要求9所述的指纹识别模组，其特征在于，所述柔性电路板 的材料为聚酰亚胺薄膜。

11.  根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，还包括填充在所 述指纹传感器与所述控制元件之间的黏合层。

12.  根据权利要求11所述的指纹识别模组，其特征在于，所述黏合层采用 光学透明树脂或光学胶带。

13.  一种基于指纹识别的触控屏，包括触控盖板和底板，其特征在于，还 包括权利要求1～12任一项所述的指纹识别模组，所述指纹传感器夹在所述触 控盖板与所述底板之间。

14.  根据权利要求13所述的基于指纹识别的触控屏，其特征在于，所述触 控盖板的厚度小于所述底板的厚度。

15.  根据权利要求13所述的基于指纹识别的触控屏，其特征在于，所述触 控盖板和底板为玻璃或塑料材质。

16.  根据权利要求13所述的基于指纹识别的触控屏，其特征在于，所述触 控盖板的厚度不大于100微米。

17.  根据权利要求13所述的基于指纹识别的触控屏，其特征在于，所述底 板的厚度为300～400微米。

18.  根据权利要求13所述的基于指纹识别的触控屏，其特征在于，所述触 控盖板的四周边缘处涂有导电的油墨层，所述指纹传感器设于所述油墨层的下 方。

说明书指纹识别模组及基于指纹识别的触控屏
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，特别是涉及一种指纹识别模组及基于指纹 识别的触控屏。
背景技术
指纹识别是指通过比较不同指纹的细节特征点来进行身份鉴别的技术。随 着科学技术的发展，指纹识别的应用领域越来越广泛，除了门禁、考勤系统之 外，笔记本电脑、手机等带有触控屏的设备都已实现了指纹识别功能。
现有的指纹识别模组中一般分为有金属环和无金属环两种。然而，有金属 环的指纹识别模块在一定程度上增加了生产成本；另外，当利用指纹识别进行 解锁的过程中，功能有限，无法直观地体现是否解锁成功。
发明内容
基于此，有必要提供一种成本低且能直观体现是否解锁成功的指纹识别模 块。
此外，还提供一种基于指纹识别的触控屏。
一种指纹识别模组，包括：指纹传感器、控制元件、至少一个发光元器件、 金属细线环及透光环；所述发光元器件、金属细线环及指纹传感器电连接至所 述控制元件，所述指纹传感器包括指纹感应区，所述透光环和所述金属细线环 从内至外套在所述指纹感应区的四周边缘处。
在其中一个实施例中，所述发光元器件的数量为两个。
在其中一个实施例中，所述两个发光元器件分别为红色发光二极管和绿色 发光二极管。
在其中一个实施例中，所述金属细线环为铜细线环或银细线环。
在其中一个实施例中，所述指纹感应区表面呈内凹曲面状或外凸曲面状。
在其中一个实施例中，所述指纹传感器包括第一表面和第二表面，所述第 一表面用于被配置成感应用户手指的指纹，所述第二表面用于固定焊接在所述 柔性电路板上。
在其中一个实施例中，所述指纹传感器为滑擦式指纹传感器或按压式指纹 传感器。
在其中一个实施例中，所述指纹传感器为一维电容式像素矩阵或二维电容 式像素矩阵。
在其中一个实施例中，还包括柔性电路板，所述控制元件通过所述柔性电 路板与所述指纹传感器连接。
在其中一个实施例中，所述柔性电路板的材料为聚酰亚胺薄膜。
在其中一个实施例中，还包括填充在所述指纹传感器与所述控制元件之间 的黏合层。
在其中一个实施例中，所述黏合层采用光学透明树脂或光学胶带。
一种基于指纹识别的触控屏，包括触控盖板和底板，还包括上述的指纹识 别模组，所述指纹传感器夹在所述触控盖板与所述底板之间。
在其中一个实施例中，所述触控盖板的厚度小于所述底板的厚度。
在其中一个实施例中，所述触控盖板和底板为玻璃或塑料材质。
在其中一个实施例中，所述触控盖板的厚度不大于100微米。
在其中一个实施例中，所述底板的厚度为300～400微米。
在其中一个实施例中，所述触控盖板的四周边缘处涂有导电的油墨层，所 述指纹传感器设于所述油墨层的下方。
上述指纹识别模组及基于指纹识别的触控屏，通过设置金属细线环来替代 传统的金属环，这样降低了生产成本；另外，还设置了至少一个发光元器件及 透光环，这样，当利用指纹识别进行解锁的过程中，控制元件会根据解锁是否 成功来控制所述至少一个发光元器件的工作状态，如果发光元器件被点亮，则 用户通过透光环可以非常直观地判断解锁是否成功。
附图说明
图1为一实施例中指纹识别模组的结构示意图；
图2为图1所示实施例中指纹识别模组的剖面示意图；
图3为一实施例中基于指纹识别的触控屏的结构示意图；
图4为一实施例中应用基于指纹识别的触控屏的电子设备示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对指纹识别模组及基于指纹识 别的触控屏进行更全面的描述。附图中给出了指纹识别模组的首选实施例。但 是，指纹识别模组可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施 例。相反地，提供这些实施例的目的是使对指纹识别模组的公开内容更加透彻 全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一 个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元 件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目 的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1和图2，分别为一实施例中指纹识别模组的结构示意图和剖面示 意图。
该指纹识别模组包括柔性电路板110、指纹传感器120、控制元件130、至 少一个发光元器件(图中未示出)、金属细线环140及透光环150。所述发光元 器件和指纹传感器120电连接至控制元件130。指纹传感器120包括指纹感应区， 透光环150和金属细线环140从内至外套在所述指纹感应区的四周边缘处。
具体地，在本实施例中，柔性电路板(Flexible Printed Circuit board，FPC) 110的基材为聚酰亚胺薄膜(Polyimide film，PI film)。可以理解，在其他实施例 中，柔性电路板110的基材还可以为聚酯薄膜。进一步地，柔性电路板110的 基材可采用两层聚酰亚胺树脂(Polyimide resin，PI resin)组成，其也可由一层 聚酰亚胺基材结合一层其他材质的保护层树脂构成。本发明不以此为限。
指纹传感器120通过柔性电路板110与控制元件130连接。具体地，所述 指纹传感器包括第一表面和第二表面，所述第一表面用于被配置成感应用户手 指的指纹，以生成模拟信号。在本实施例中，所述第二表面用于固定焊接在柔 性电路板110上。可以理解，在其他实施例中，所述指纹传感器还可以通过其 他方式与柔性电路板110连接。所述指纹传感器可以为传感电路或芯片。
指纹传感器120可以为具备指纹感应功能的任意元件，例如，指纹传感器 120可以为一维指纹传感器(如一维电容式像素矩阵)，也可以为二维指纹传感 器(如二维电容式像素矩阵)；指纹传感器120可以为滑擦式指纹传感器，也可 以为按压式指纹传感器。
具体的，对于滑擦式指纹传感器来说，在进行指纹识别时，当用户手指在 所述指纹传感器上方滑动时，所述指纹传感器采集多幅指纹图像，并通过检测 手指的初始位置、手指滑动的速度和方向重构整个指纹图像，最终形成整个手 指的指纹图像。对于按压式指纹传感器来说，当用户手指在所述指纹传感器上 方按压时，所述指纹传感器即可获取相应的指纹图像。此外，所述指纹传感器 可以与执行对用户指纹的光学感测、红外感测、或其他感测的元件结合或组合 地工作，这些元件本身可以耦合到用户手指的表皮、用户手指的皮下部分或者 表示用户手指指纹的其他特征。
另外，指纹传感器120中的指纹感应区表面设置为内凹曲面状或外凸曲面 状，这样在触摸时，用户可以很好地辨认出指纹感应区。
在本实施例中，指纹传感器120采用陶瓷材料作为基材。
控制元件130与柔性电路板110电连接，用于被配置成控制指纹传感器120 和所述发光元器件。控制元件130可采用控制芯片或可实现控制功能的控制电 路，如特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)。控制 元件130上通常会设置有至少一个焊点，因此可选的，可以通过焊接将所述控 制元件贴附在柔性电路板110上。所述焊点可由任意适合的材料，例如金属制 成，进一步具体来说，所述焊点可以由锡、铝、铜、银等材料制成，这里不对 其进行限制。可以理解，所述控制元件与柔性电路板110的连接方式还可以采 用硅通孔结构或倒装方式，这里也不进行特别限制。
在本实施例中，所述发光元器件为两个，分别为红色发光二极管和绿色发 光二极管。这样，当利用指纹识别进行解锁的过程中，如果解锁成功，则控制 元件130会控制绿色发光二极管亮，红色发光二极管灭；如果解锁失败，则控 制绿色发光二极管灭，红色发光二极管亮，非常直观地体现了解锁是否成功。 可以理解，在其他实施例中，可以根据个人喜好任意选择这两个发光元器件的 颜色。
当然，在其他实施例中，还可以只使用一个发光二极管。这样，当利用指 纹识别进行解锁的过程中，如果解锁成功，则控制元件130会控制发光二极管 亮；如果解锁失败，则控制发光二极管灭，也能非常直观地体现了解锁是否成 功。当然也可以相反控制，即解锁失败，则控制发光二极管亮，否则控制发光 二极管灭。对此不作严格限制。
用金属细线环140代替传统的金属环，可以在一定程度上节约成本。金属 细线环120为铜细线环或银细线环。
进一步地，还包括填充在所述指纹传感器和所述控制元件之间的黏合层(图 未示出)。所述黏合层可采用光学透明树脂(Optical Clear Resin，OCR)或光学胶 带(Optical Clear Adhesive，OCA)。
请参照图3，还提供一种基于指纹识别的触控屏，包括触控盖板210、底板 220及上述的指纹识别模组。
指纹传感器230夹于触控盖板210与底板220之间。触控盖板210和底板 220为玻璃或塑料材质。具体地，底板220可采用玻璃、蓝宝石、透明树脂中的 任意一种制成，触控盖板210可采用玻璃、蓝宝石、透明树脂中的任意一种制 成，触控盖板210的厚度小于底板220的厚度。较优的，底板220可采用蓝宝 石材料制成，底板220的厚度为300～400微米。触控盖板210的厚度为100微 米。可以理解，在其他实施例中，应该控制触控盖板210不大于100微米即可。
可以理解的是，所述触控盖板210与底板220可采用相同或不同的材料制 成，如触控盖板210与底板220可均采用蓝宝石材料或玻璃材料制成，也可采 用蓝宝石+玻璃等组合。当触控盖板210与底板220均采用玻璃制成时，底板220 可采用强化玻璃制成，而触控盖板210可采用普通玻璃制成。
在本实施例中，触控盖板210的四周边缘处涂有导电的油墨层，所述指纹 传感器设于所述油墨层的下方。
请参照图4，为一实施例中应用基于指纹识别的触控屏的电子设备示意图。 其中所述电子设备为智能手机或平板计算机。在上述电子设备中，指纹识别模 组100设置在电子设备的非可视区域，用于电子设备人机交互的其中之一的I/O 设备。可以理解，在本发明的指纹识别模组100还可应用于行动电话、移动通 信电话、电视、平板电脑、笔记本电脑、包含触摸显示屏的工业机床、航空触 摸显示电子装置、GPS电子装置、一体化计算机及超级本等计算机设备。
上述指纹识别模组及基于指纹识别的触控屏，通过设置金属细线环来替代 传统的金属环，这样降低了生产成本；另外，还设置了至少一个发光元器件及 透光环，这样，当利用指纹识别进行解锁的过程中，控制元件会根据解锁是否 成功来控制所述至少一个发光元器件的工作状态，如果发光元器件被点亮，则 用户通过透光环可以非常直观地判断解锁是否成功。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。