CN104408434A - 指纹感测装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种指纹感测装置以及电子设备。本发明提供的指纹感测装置包括：面板组件和设置于面板组件下方的指纹识别模组；指纹识别模组包括柔性元件和设置于该柔性元件上方的指纹识别电路，该柔性元件的内部嵌套有开关模组，该开关模组包括与柔性元件的上顶部接触的支撑件和位于支撑件下方的非导电弹性元件，支撑件和非导电弹性元件的内部形成导电凸台，导电凸台用于在该指纹感测装置受到按压时接触该柔性元件下底部的焊盘电路，通过开关模组的开启导通柔性元件并与该指纹识别电路形成电耦合。本发明实施例解决了现有技术中的指纹感测装置在通过用户手指的按压生成电信号时，由于按压产生的形变而导致对指纹感测装置造成较大磨损的问题。

Description

指纹感测装置以及电子设备

技术领域

本发明涉及指纹识别技术，尤其涉及一种指纹感测装置以及电子设备。

背景技术

随着电子技术和半导体技术的不断发展，用户对电子设备安全性的要求越来越高，指纹作为人体独一无二的特征，以指纹特征为验证码的指纹识别技术已被普遍用于电子设备的安全验证中。

指纹识别即是利用指纹唯一性和稳定性的特征来实现用户的身份识别，并且无需用户记忆验证码，因此，指纹识别技术的应用日益普及。通常地指纹感测装置例如包括电容式指纹传感器，电容式指纹传感器在基材衬底上形成导电电路，当手指与指纹传感器电耦合时，通过指纹脊的凸起和指纹谷的凹陷所产生的不同电容值来探测并形成指纹图案。

然而，现有技术中的指纹感测装置在通过用户手指的按压生成电信号时，由于按压产生的形变而导致对指纹感测装置造成较大的磨损。

发明内容

本发明提供一种指纹感测装置以及电子设备，以解决现有技术中的指纹感测装置在通过用户手指的按压生成电信号时，由于按压产生的形变而导致对指纹感测装置造成较大磨损的问题。

第一方面，本发明提供一种指纹感测装置，包括：面板组件和设置于面板组件下方的指纹识别模组；

所述指纹识别模组包括柔性元件和设置于所述柔性元件上方的指纹识别电路，所述柔性元件的内部嵌套有开关模组，所述开关模组包括与所述柔性元件的上顶部接触的支撑件和位于所述支撑件下方的非导电弹性元件，所述支撑件和所述非导电弹性元件的内部形成导电凸台，所述导电凸台用于在所述指纹感测装置受到按压时导通所述柔性元件下底部的焊盘电路，通过所述开关模组的开启导通所述柔性元件并与所述指纹识别电路形成电耦合。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述非导电弹性元件中间设置有第一凹台，所述第一凹台的内部设有通孔，位于所述非导电弹性元件上方的支撑件中间设置有向下凸出的第一凸台，所述第一凸台嵌套于所述第一凹台内并穿过所述第一凹台的通孔，所述焊盘电路的上方设置有向上凸出的锅仔片，所述支撑件的第一凸台用于在所述指纹感测装置受到按压时向下产生位移使得所述锅仔片发生形变，通过所述锅仔片与所述柔性元件下底部的焊盘电路接触来开启所述开关模组。

根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述柔性元件下底部的焊盘电路的外径大于所述锅仔片的外径。

根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述锅仔片的行程在0.5mm到2mm之间。

在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述非导电弹性元件中间设置有向下凸出第二凸台，所述第二凸台的底部设置有导电颗粒，所述导电颗粒用于在所述指纹感测装置受到按压时接触所述柔性元件下底部的焊盘电路，通过所述开关模组的开启导通所述柔性元件并与所述指纹识别电路形成电耦合。

根据第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述柔性元件下底部的焊盘电路的外径大于所述第二凸台的外径。

根据第一方面的第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述焊盘电路的上方设置有向上凸出的锅仔片，用于在所述指纹感测装置受到按压时，通过所述锅仔片与所述第二凸台底部的导电颗粒和所述柔性元件下底部的焊盘电路的接触开启所述开关模组。

根据第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述锅仔片的行程在0.5mm到2mm之间。

根据第一方面、第一方面的第一种到第七种可能的实现方式中任意一种，在第八种可能的实现方式中，所述非导电弹性元件包括支撑部分、形变部分和连接部分；

其中，所述支撑部分包括设置于所述支撑件下部的支撑座和围设在所述支撑座周围的环形底座，所述环形底座与所述支撑座连接的区域为所述形变部分，用于在所述指纹感测装置受到按压时产生形变，开启所述开关模组，所述支撑部分用于缓冲所述指纹感测装置受到按压时对所述指纹识别模组的产生的形变；

所述连接部分具体设置于所述环形底座的下部，用于连接所述环形底座和所述柔性元件的下底部。

根据第一方面、第一方面的第一种到第七种可能的实现方式中任意一种，在第九种可能的实现方式中，所述导电凸台与所述焊盘电路的中心位置重叠。

根据第一方面、第一方面的第一种到第七种可能的实现方式中任意一种，在第十种可能的实现方式中，所述非导电弹性元件为硅胶；和/或，

所述非导电弹性元件通过预置模具整体浇注形成。

根据第一方面、第一方面的第一种到第七种可能的实现方式中任意一种，在第十一种可能的实现方式中，所述指纹识别电路为电容式指纹识别电路、电阻式指纹识别电路或电感式指纹识别电路。

根据第一方面、第一方面的第一种到第七种可能的实现方式中任意一种，在第十二种可能的实现方式中，所述面板元件包括设置为向下凹陷的指纹识别区域，用于指示用户手指放置于所述指纹识别电路的上。

第二方面，本发明提供一种电子设备，设备外壳和设置于所述设备外壳中的如上述任一项所述的指纹感测装置；

所述指纹感测装置嵌入所述设备外壳的内部，其中，所述设备外壳在所述指纹感测装置的上方设置有指纹识别面板；或者，

所述设备外壳中设置有开口，所述指纹感测装置嵌入所述设备外壳的开口处，所述面板元件在所述开口的位置与所述设备外壳紧密贴合。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述指纹识别电路电耦合到电子设备的处理器，用于将所述指纹识别电路通过对用户指纹的电耦合产生的电信号传输到所述处理器中进行处理，以获取所述电信号对应的指纹图形信息。

本发明所提供的指纹感测装置以及电子设备，设置于面板组件下的指纹识别模组由柔性元件、设置于该柔性元件上方的指纹识别电路，以及设置于柔性元件内部的开关模组构成，其中，开关模组包括支撑件和非导电性弹性元件，支撑件和非导电性弹性元件的内部形成导电凸台，在指纹感测装置的面板元件受到用户手指的按压时，通过该开关模组的导电凸台更容易导通柔性元件下底部的焊盘电路以开启该开关模组，从而导通该柔性元件并与指纹识别电路形成电耦合；本实施例中柔性元件以及柔性元件内部开关模组的结构有利于在指纹感测装置受到按压时，提供较好的缓冲作用以降低指纹识别电路的形变，解决了现有技术中的指纹感测装置在通过用户手指的按压生成电信号时，由于按压产生的形变而导致对指纹感测装置造成较大磨损的问题，相应地提高了指纹感测装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一所提供的一种指纹感测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的另一种指纹感测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的又一种指纹感测装置的结构示意图；

图4为本发明实施例三所提供的一种指纹感测装置的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的再一种指纹感测装置的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的还一种指纹感测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明实施例一所提供的一种指纹感测装置的结构示意图。如图1所示，该指纹感测装置10包括：面板组件100和设置于面板组件100下方的指纹识别模组200；该指纹识别模组200包括柔性元件210和设置于该柔性元件210上方的指纹识别电路220，该柔性元件210的内部嵌套有开关模组230，该开关模组230包括与柔性元件210的上顶部接触的支撑件231和位于该支撑件231下方的非导电弹性元件232，该支撑件231和非导电弹性元件232的内部形成导电凸台，该导电凸台用于在指纹感测装置10受到按压时导通柔性元件210下底部的焊盘电路210a，通过开关模组230的开启导通该柔性元件210并与指纹识别电路220形成电耦合。支撑件231例如可以为钢片，用以在用户按压该指纹感测装置10时，支撑所述柔性元件210。需要说明的是，图1示出了一种具体的开关模组230的结构，本发明提供的开关模组230，以及开关模组230中支撑件231和非导电弹性元件232形成的导电凸台并不限于图1中的具体结构。

本实施例提供的指纹感测装置10，具体设置于电子设备中，用于作为电子设备的密码锁验证用户身份，保护用户的隐私。本实施例中的指纹识别模组200中，柔性元件210例如为柔性电路板(Flexible Printed Circuit board，简称为：FPC)，通过FPC上的焊盘电路210a在该柔性元件210导通时，与指纹识别电路220形成电耦合，从而可以接收到指纹识别电路220与用户手指的脊和谷的电耦合所形成的电信号。在具体实现中，该柔性元件210的截面例如为U形结构，具体包括上顶板、下底板和侧壁，该形结构的柔性元件210可以有效的保护指纹识别模组200的内部结构，并对受到按压的指纹识别电路220形成一定的缓冲作用，降低按压时对指纹识别电路220造成的磨损。

与现有技术不同的，本实施例通过在柔性元件210的内部设置的具有导电凸台的开关模组230，在指纹感测装置10受到按压时，该开关模组230的导电凸台与柔性元件210的下底部的焊盘电路210a接触开启该开关模组230，从而导通该柔性元件210与指纹识别电路220形成电耦合。本实施例对柔性元件210的结构设计，以及对柔性元件210内部开关模组230的结构设计，对受到按压的指纹感测装置10中容易磨损的指纹识别电路220提供了更好的缓冲作用，有利于提高指纹识别电路的使用寿命。

进一步地，本实施例提供的指纹感测装置10在受到按压时，由于柔性元件210内部开关模组230的具体设计为向下凸出的结构，支撑件231靠近指纹识别电路220的位置，具体接触柔性元件210的上顶部，在指纹感测装置10受到按压时可以提供一定的应力，非导电弹性元件232用于支撑该支撑件231，并且非导电弹性元件232具体为非导电的弹性材料制备而成，例如可以为硅胶，通常需要具有较好的弹性形变性能，置于柔性元件210内部的开关模组230为U形结构的柔性元件210提供稳固的支撑效果，并且可以缓冲指纹识别电路220在受到按压时所产生的形变，降低指纹识别电路220产生形变时的磨损，保证了指纹识别电路220的有效性和实用性，相应地提高了该指纹识别电路220的使用寿命；并且，开关模组230的导电凸台与柔性元件210的下底部之间的间距较小，仅需用户手指提供较小的按压力或者形成较小的形变即可导通该柔性元件210，也就是说，开关模组230中的非导电弹性元件232仅需较小的弹性形变就可以开启该开关模组230，进而提高了柔性元件210导通的灵敏度，相应地提高了指纹感测装置10对指纹感测的灵敏度。

在本实施例中，指纹识别电路220具有感测用户指纹的脊和谷所形成的二维(2Dimensional，简称为：2D)图像的能力，通常地，该指纹识别电路220被设置在与用户手指相对靠近的位置，具体通过对用户手指的脊和谷的响应，对用户手指上的每一个点进行测量，并收集指纹图形信息。本实施例以指纹识别电路220为电容式指纹识别电路为例予以示出，具体地，该指纹识别电路220例如包括半导体集成电路(Integrated Circuit，简称为：IC)，该集成电路中包括阵列排布的一个或多个电容极板，每个电容极板在受到用户手指的按压时，根据用户手指的脊和谷形成电容耦合，收集用户手指在极板间产生的电信号；具体地，当每一个电容极板在其阵列中收集的指纹图像信息的一个或多个像素时，这些电容极板集体接收2D阵列的指纹图像信息。例如，2D阵列的指纹图像信息可以用来确定用户的指纹的实质性特征，这些特征可以用来在数据库中注册用户的指纹，并在用户每次登陆时，将当前手机的指纹特征与已经注册的指纹图像信息进行比较，以识别用户的验证信息，从而实现仅能成功验证已注册指纹图像信息的用户，提高采用本实施例提供的指纹感测装置10的电子设备的安全性能。

通常地，本实施例提供的指纹感测装置10中，面板组件100包括用于用户手指按压的区域，即指纹识别区域110，在其中一种具体的实施例中，该纹识别区域110例如可以为透镜110，并且该透镜110在面板组件100的表面呈向下凹陷的形状，透镜110的四周设置有基环120，用于将该透镜110固定于指纹识别模组200的上方，使得该透镜110与指纹识别电路220在垂直方向上重叠，提供更加准确的指纹识别效果。

本实施例所提供的指纹感测装置，设置于面板组件下的指纹识别模组由柔性元件、设置于该柔性元件上方的指纹识别电路，以及设置于柔性元件内部的开关模组构成，其中，开关模组包括支撑件和非导电性弹性元件，支撑件和非导电性弹性元件的内部形成导电凸台，在指纹感测装置的面板元件受到用户手指的按压时，通过该开关模组的导电凸台更容易导通柔性元件下底部的焊盘电路以开启该开关模组，从而导通该柔性元件并与指纹识别电路形成电耦合；本实施例中柔性元件以及柔性元件内部开关模组的结构有利于在指纹感测装置受到按压时，提供较好的缓冲作用以降低指纹识别电路的形变，解决了现有技术中的指纹感测装置在通过用户手指的按压生成电信号时，由于按压产生的形变而导致对指纹感测装置造成较大磨损的问题，相应地提高了指纹感测装置的使用寿命。

进一步地，本实施例中柔性元件内部设置的开关模组，其导电凸台与柔性元件的下底部具有较小的间距，实现了在开关模组中的弹性元件仅产生较小的形变即可开启该开关模组，从而使得该柔性元件下底部的焊盘电路导通，即，本实施例提供的指纹感测装置在受到较小的按压力时或者产生较小的形变时就可以通过指纹识别电路识别用户的指纹，提高了指纹感测装置的灵敏度。

需要说明的是，本发明实施例不限制设置于柔性元件210上方的指纹识别电路220的类型，例如可以是上述实施例所述的电容式指纹识别电路，还可以是电阻式指纹识别电路或电感式指纹识别电路，只要是可以实现对用户指纹的脊和谷的感测以生成相应的电信号，并可以通过对该电信号的处理形成指纹图像信息的指纹识别电路都可以用于本发明的实施例中。

实施例二

图2为本发明实施例所提供的另一种指纹感测装置的结构示意图。本实施例提供的指纹感测装置10在上述图1所示实施例的基础上，示出开关模组230的一种具体结构，其中，开关模组230中的非导电弹性元件232中间设置有第一凹台232a，该第一凹台232a的内部设有通孔，位于该非导电弹性元件232上方的支撑件231中间设置有向下凸出的第一凸台231a，该第一凸台231a嵌套于第一凹台232a内并穿过该第一凹台232a的通孔，焊盘电路210a的上方设置有向上凸出的锅仔片233，支撑件231的第一凸台231a用于在指纹感测装置10受到按压时向下产生位移并使得锅仔片233发生形变，具体通过锅仔片233与柔性元件210下底部的焊盘电路210a接触来开启开关模组230，从而导通柔性元件210与指纹识别电路220形成电耦合。需要说明的是，本实施例通过第一凸台231a与第一凹台232a的组合结构具体形成上述实施例所述的导电凸台，具有与上述导电凸台类似的结构，并可以实现相同的技术效果，故在此不再赘述。

在本实施例中，提供了一种具体的开关模组230的结构，其中，构成开关模组230的元件同样为上述实施例中的支撑件231和非导电弹性元件232，该支撑件231和非导电弹性元件232的作用与上述实施例相同；具体地，将非导电弹性元件232设置为具有第一凹台232a的形状，例如，该第一凹台232a的顶部可以高出非导电弹性元件232的周边，如图2所示，支撑件231的第一凸台231a在嵌套与该第一凹台232a时，通过第一凹台232a的顶部将支撑件231支撑起来，以使支撑件231除第一凸台231a之外的其它部分与柔性元件210的上顶部接触，该第一凸台231a向下穿过非导电弹性元件232的第一凹台232a的通孔，显然地，支撑件231的第一凸台231a与焊盘电路210a上方的锅仔片233之间具有更小的间距，锅仔片233与焊盘电路210a之间具有较小的间距，在指纹感测装置10受到用户手指按压时，锅仔片233更容易接触到柔性元件210下底部的焊盘电路210a以开启开关模组230并导通该柔性元件210，进而使得本实施例提供的指纹感测装置10具有较高的灵敏度。

还需要说明的是，本实施例中柔性元件210下底部的焊盘电路210a的外径通常大于锅仔片233的外径，具体地，焊盘电路210a与锅仔片233的外径之差至少为0.5mm，以保证指纹感测装置10受到按压时，开关模组230的导电部位可以平稳的与柔性元件210下底部的焊盘电路210a接触，提高柔性元件210与开关模组230的导通性。

本实施例在具体实现中，锅仔片233的行程通常在0.5mm到2mm之间，该行程为制作锅仔片233时已设计好的，即，第一凸台231a受到按压时接触到锅仔片233并向其施加按压力，直到锅仔片233的行程达到0.5mm到2mm时，与柔性元件210下底部的焊盘电路210a接触，从而开启开关模组230。

需要说明的是，上述各实施例提供的指纹感测装置10中，无论是通过开关模组230内部设置的导电凸台导通柔性元件210下底部的焊盘电路210a，还是地通过支撑件231的第一凸台231a导通柔性元件210下底部的焊盘电路210a，还是具体地通过锅仔片233与支撑件231的第一凸台231a和柔性元件210下底部的焊盘电路210a接触导通该焊盘电路210a，实现柔性元件210的导通的方式都是开启该开关模组230，其目的都在于通过柔性元件210与内部嵌套的开关模组230实现与指纹识别电路220形成电耦合的同时，缓冲指纹感测装置10在受到按压力时对指纹识别电路220产生的形变，以及缩短导通柔性元件210所需形变的范围，即降低了导通柔性元件210所需的按压力，相应地提高了指纹感测装置10的灵敏度。

如图3所示，为本发明实施例所提供的又一种指纹感测装置的结构示意图。本实施例具体可以在上述图1和图2所示实施例的结构基础上进行扩展，在图3所示的指纹感测装置10中，非导电弹性元件232具体包括支撑部分2321、形变部分2322和连接部分2323；其中，该支撑部分2321包括设置于支撑件231下部的支撑座和围设在支撑座周围的环形底座，该环形底座与该支撑座连接的区域为形变部分2322，用于在该指纹感测装置10受到按压时产生形变，开启开关模组230；该支撑部分2322用于缓冲该指纹感测装置10受到按压时对该指纹识别模组200产生的形变；该连接部分2323设置于环形底座的下部，用于连接该环形底座和柔性元件210的下底部，该连接部分2323例如可以为固态胶体。请参考图3，显然地，形变部分2322的厚度相比与非导电弹性元件232其它部分的厚度较薄，在受力时更容易产生形变。图3以在图2所示实施例的结构基础上为例予以示出。

需要说明的是，请参考图1到图3所示实施例，指纹感测装置10的各元件、具体为面板元件100、指纹识别电路220，支撑件231、非导电弹性元件232、焊盘电路210a，以及锅仔片233的中心位置重叠，尽可能的减少构成指纹感测装置10的各个元件的垂向偏移量，以达到接触平稳，导通性强，回弹稳定、手感好等优点，提高指纹感测装置导通灵敏度及用户的使用感。

实施例三

图4为本发明实施例三所提供的一种指纹感测装置的结构示意图。如图4所示，在上述图1所示实施例提供的指纹感测装置的结构基础上，本实施例提供的指纹感测装置10中，开关模组230同样包括支撑件231和非导电弹性元件232，不同的是，将图1中的支撑件231和非导电弹性元件232用以下结构替换，具体地，非导电弹性元件232中间设置有向下凸出第二凸台232b，该第二凸台232b的底部设置有导电颗粒234，该导电颗粒234用于在指纹感测装置10受到按压时接触柔性元件210下底部的焊盘电路210a，通过开关模组230的开启导通该柔性元件210并与指纹识别电路220形成电耦合。需要说明的是，本实施例通过第二凸台232b和导电颗粒234的组合结构具体形成实施例一中所述的导电凸台，为一种具体的导电凸台的结构，其实现的有益效果与上述实施例相同，故在此不再赘述。

在本实施例中，提供了另一种具体的开关模组230的结构，其中，构成开关模组230的元件具体仍为图1所示实施例中的支撑件231和非导电弹性元件232，该支撑件231和非导电弹性元件232的作用与上述实施例相同；与上述实施例不同的是支撑件231和非导电弹性元件232的具体结构。本实施例在具体实现中，支撑件231为片状结构，置于非导电弹性元件232的顶部，非导电弹性元件232中间设置为具有向下凸出的第二凸台232b的形状，例如，该第二凸台232b的底部的周边相对于该第二凸台232b为凹陷的结构，使得非导电弹性元件232中该第二凸台232b与柔性元件210的下底部之间的距离最小，即，在指纹感测装置10受到按压时，该第二凸台232b最容易接触到柔性元件210的下底部，由于该第二凸台232b为非导电弹性元件232的一部分，其材料也与非导电弹性元件232相同，不具备导电的特性，因此，在该第二凸台232b的底部设置有导电颗粒234，即，在指纹感测装置10受到用户手指按压时，具体通过导电颗粒234与柔性元件210下底部焊盘电路210a的接触开启开关模组230，从而导通该柔性元件210并使得导通的柔性元件210与指纹识别电路220形成电耦合。需要说明的是，本实施例中柔性元件210下底部的焊盘电路210a的外径通常大于第二凸台232b的外径，具体地，焊盘电路210a与第二凸台232b的外径之差至少为0.5mm，以保证指纹感测装置10受到按压时，开关模组230的导电部位可以平稳的与柔性元件210下底部的焊盘电路210a接触，提高柔性元件210与开关模组230的导通性。

可选地，图5为本发明实施例所提供的再一种指纹感测装置的结构示意图。在上述图4所示实施例的基础上，柔性元件210的下底部同样可以设置有向上凸出的锅仔片233，用于在指纹感测装置10受到按压时，通过该锅仔片233与第二凸台232b底部的导电颗粒234和柔性元件210下底部的焊盘电路210a的接触开启开关模组230，从而导通柔性元件210并与指纹识别电路220形成电耦合。本实施例在具体实现中，锅仔片233的行程同样可以在0.5mm到2mm之间，即，第二凸台232b受到按压时接触到锅仔片233并向其施加按压力，直到锅仔片233的行程达到0.5mm到2mm时，与柔性元件210下底部的焊盘电路210a接触，从而开启开关模组230。

需要说明的是，虽然图4和图5所示实施例与上述图1到图3所示实施例中开关模组230中导电凸台的具体结构不同，但是本发明实施例中开关模组230中部设置的导电凸台的结构和作用都是相同的。具体地，其一、开关模组230都是通过支撑件231和非导电弹性元件232形成的，具备与上述实施例中相同的物理特性；其二、都形成向下凸出的凸台结构，并且该凸台结构都具有与柔性元件210下底部更小的间距，使得指纹感测装置10受到的按压力较小时，也能通过该导电凸台的结构开启开关模组230以实现导通柔性元件210的目的，即获得了灵敏度较高的指纹感测装置10；其三、凸台结构都具有导电特性，以实现导通柔性元件210的目的；其四、均可以通过在柔性元件210的下底部设置锅仔片233，进一步提高指纹感测装置10的灵敏度。

需要说明的是，图4和图5所示实施例提供的指纹感测装置10中，无论是通过开关模组230内部设置的第二凹台232b底部的导电颗粒234与柔性元件210下底部的焊盘电路210a接触，还是具体通过锅仔片233与该第二凹台232b底部的导电颗粒234和柔性元件210下底部的焊盘电路210a接触，实现柔性元件210的导通的方式都是开启该开关模组230，其目的都在于通过柔性元件210与内部嵌套的开关模组230实现与指纹识别电路220电耦合的同时，缓冲指纹感测装置10在受到按压力时对指纹识别电路220产生的形变，以及缩短导通柔性元件210所需形变的范围，即降低了导通柔性元件210所需的按压力，即提高指纹感测装置10的灵敏度。

如图6所示，为本发明实施例所提供的还一种指纹感测装置的结构示意图。本实施例具体可以在上述图4和图5所示实施例的结构基础上进行扩展，在图6所示的指纹感测装置10中，非导电弹性元件232具体包括支撑部分2321、形变部分2322和连接部分2323；其中，该支撑部分2321包括设置于支撑件231下部的支撑座和围设在支撑座周围的环形底座，该环形底座与该支撑座连接的区域为形变部分2322，用于在该指纹感测装置10受到按压时产生形变，开启开关模组230；该支撑部分2322用于缓冲该指纹感测装置10受到按压时对该指纹识别模组200产生的形变；该连接部分2323设置于环形底座的下部，用于连接该环形底座和柔性元件210的下底部，该连接部分2323例如可以为固态胶体。请参考图6，显然地，形变部分2322的厚度相比与非导电弹性元件232其它部分的厚度较薄，在受力时更容易产生形变。图6以在图5所示实施例的结构基础上为例予以示出。

需要说明的是，请参考图4到图6所示实施例，指纹感测装置10的各元件、具体为面板元件100、指纹识别电路220，支撑件231、非导电弹性元件232、焊盘电路210a，以及锅仔片233的中心位置重叠，尽可能的减少构成指纹感测装置10的各个元件的垂向偏移量，以达到接触平稳，导通性强，回弹稳定、手感好等优点，提高指纹感测装置导通灵敏度及用户的使用感；另外，本发明实施例中所述的第二凹台232b底部的导电颗粒234可以为一层或多层，该导电颗粒234的材质例如可以包括乙炔碳黑、高导电碳黑、银粉、铜粉或锡球等的一种或多种，图4到图6所示实施例以上述导电颗粒234为一层为例予以示出。

进一步地，本发明上述各实施例中，非导电弹性元件232由非导电材料制备，具体可以通过预置的模具整体浇注而成，形成一体成型的支撑结构，该非导电弹性元件232例如可以为硅胶制品。

实施例四

本实施例提供一种电子设备，该电子设备包括设备外壳和设置于该设备外壳中的如上述任一实施例所提供的指纹感测装置10，本实施例所提供的指纹感测装置10可以设置于任意需要实现指纹识别能力的电子设备中，例如设置于结构较为简单的员工打卡器中，该打卡器为功能较为单一的电子设备，其重要功能就是对员工的身份通过指纹特征进行验证，因此可以不具备显示器；还可以设置为智能电话、笔记本电脑等电子设备的输入机制中，以指纹识别验证作为辅助的安全验证功能。具体地，无论将指纹感测装置10用于哪种类型的电子设备中，都可以将指纹感测装置10设置为输入或输出设备的设备外壳中的一部分，例如具体设置在车辆的显示面板或机身中，或者具体设置在具有触摸显示屏的电子设备中，或者设置于其它电子设备的指纹识别面板中。

可选地，指纹感测装置10例如可以是完全嵌入到设备外壳的内部，相应地，该设备外壳位于该指纹感测装置10上方的位置具体可以设置有指纹识别面板。在具体实现中，该指纹识别面板例如可以是一个具体的按钮，也可以是一片超薄透明盖板，将指纹识别面板作为所述设备外壳的一部分，该指纹感测装置10具体被安装在具有指纹识别面板的下方，指纹识别面板的边缘可以与指纹感测装置10的面板元件100对齐，以限定进行指纹识别时用户手指的接触范围。

在本实施例的另一种可能的实现方式中，与上述实施例不同的，该设备外壳中设置有开口，指纹感测装置10嵌入该设备外壳的开口处，面板元件100在该开口的位置与该设备外壳紧密贴合。在本实施例中，设备外壳并未完全包围指纹感测装置10，指纹感测装置10的面板元件100被配置为可以直接被用户手指接触按压的材料，面板元件100中向凹陷的透镜110例如可以为玻璃材料，或者为硬度较高的蓝宝石材料。也就是说，本实施例提供的电子设备中，指纹感测装置10部分暴露在电子设备的外表面，具体为可以被用户手指直接接触按压的面板元件100，在具体实现中，为了电子设备的密封性，以及满足对指纹感测装置10的封装要求，面板元件100在设备外壳的开口位置与设备外壳紧密贴合，实际上，面板元件100具体为设备外壳的一部分。

需要说明的是，本发明实施例都仅说明电子设备的一部分，即，设备外壳中用于安装指纹感测装置10的部分，如上所述，电子设备例如可以是智能手机、笔记本电脑等，具有显示器和输入装置，例如键盘、鼠标等。

进一步地，本实施例提供的电子设备中，指纹识别电路220电耦合到电子设备的处理器，用于将该指纹识别电路220通过对用户指纹的电耦合产生的电信号传输到该处理器中进行处理，以获取该电信号对应的指纹图形信息；具体地，以电容式指纹识别电路为例予以说明，指纹识别电路220中的电容极板受到用户手指的按压时，对手指上不同位置的脊和谷产生相应的电信号，通常为电容极板的充电和电荷数量，指纹识别电路220将其产生的电信号传输给电子设备的处理器，由该处理器对电信号进行处理，以生成对电信号对应的指纹图像信息，进而实现了通过用户手指的指纹对其进行身份验证。

需要说明的是，在本发明上述各实施例提供的指纹感测装置10或电子设备的指纹感测装置10中，指纹识别电路220可以是滑擦式指纹识别电路，也可以是按压式指纹识别传感器220。

具体地，对于滑擦式指纹识别电路，用户在面板元件100的上方滑动手指时，例如在透镜110的表面上滑动手指，或者，在电子设备上设置有按钮形式的指纹识别面板，那么则在按钮表面滑动手指，指纹识别电路220在用户滑动过程中采集指纹信息进行识别。对于按压式指纹识别电路220，用户手指通过按压指纹识别电路220上方的面板元件100或者电子设备表面的按钮，来使指纹识别电路220获取用户指纹信息，按压面板元件100的透镜110或按钮时产生压力，压力使得指纹识别模组200产生形变，从而导通柔性元件210，通过已导通的柔性元件210与指纹识别电路220的耦合，将指纹识别电路220产生的电信号传输到电子设备的处理器中进行处理。

本发明上述各实施例在具体实现中，用于与用户手指的脊和谷所接触的面板元件100中的透镜110或设备外壳的按钮表面通常为平整的表面。

指纹识别电路220例如可以为对用户的指纹进行光学感测、红外感测或其它感测，以获取用户的指纹特征。例如：一种指纹识别电路，基于用户指纹中的脊和谷在滑擦或按压指纹感测装置10时产生的不同电容进行感应，根据获取的感应信号对用户指纹进行成像。

需要说明的是，图1到图6所述的各实施例中，指纹识别电路220通常包括具有对用户手指的脊和谷进行识别的半导体IC，并且本发明各实施例中的指纹识别电路220可以是通过光刻、刻蚀、溅射和注入等工艺集成到半导体晶圆上。另外，还可以利用面板元件100的透镜110的透光特性等光学元件协助进行指纹识别。例如，光学元件可以获得用户手指的表皮光学视图，可以相对于在用户手指的脊和谷之间检测到光学差异，来处理该光学视图。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种指纹感测装置，其特征在于，包括：面板组件和设置于面板组件下方的指纹识别模组；

所述指纹识别模组包括柔性元件和设置于所述柔性元件上方的指纹识别电路，所述柔性元件的内部嵌套有开关模组，所述开关模组包括与所述柔性元件的上顶部接触的支撑件和位于所述支撑件下方的非导电弹性元件，所述支撑件和所述非导电弹性元件的内部形成导电凸台，所述导电凸台用于在所述指纹感测装置受到按压时导通所述柔性元件下底部的焊盘电路，通过所述开关模组的开启导通所述柔性元件并与所述指纹识别电路形成电耦合。

2.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述非导电弹性元件中间设置有第一凹台，所述第一凹台的内部设有通孔，位于所述非导电弹性元件上方的支撑件中间设置有向下凸出的第一凸台，所述第一凸台嵌套于所述第一凹台内并穿过所述第一凹台的通孔，所述焊盘电路的上方设置有向上凸出的锅仔片，所述支撑件的第一凸台用于在所述指纹感测装置受到按压时向下产生位移使得所述锅仔片发生形变，通过所述锅仔片与所述柔性元件下底部的焊盘电路接触来开启所述开关模组。

3.根据权利要求2所述的指纹感测装置，其特征在于，所述柔性元件下底部的焊盘电路的外径大于所述锅仔片的外径。

4.根据权利要求2所述的指纹感测装置，其特征在于，所述锅仔片的行程在0.5mm到2mm之间。

5.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述非导电弹性元件中间设置有向下凸出第二凸台，所述第二凸台的底部设置有导电颗粒，所述导电颗粒用于在所述指纹感测装置受到按压时接触所述柔性元件下底部的焊盘电路，通过所述开关模组的开启导通所述柔性元件并与所述指纹识别电路形成电耦合。

6.根据权利要求5所述的指纹感测装置，其特征在于，所述柔性元件下底部的焊盘电路的外径大于所述第二凸台的外径。

7.根据权利要求5所述的指纹感测装置，其特征在于，所述焊盘电路的上方设置有向上凸出的锅仔片，用于在所述指纹感测装置受到按压时，通过所述锅仔片与所述第二凸台底部的导电颗粒和所述柔性元件下底部的焊盘电路的接触开启所述开关模组。

8.根据权利要求7所述的指纹感测装置，其特征在于，所述锅仔片的行程在0.5mm到2mm之间。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的指纹感测装置，其特征在于，所述非导电弹性元件包括支撑部分、形变部分和连接部分；

其中，所述支撑部分包括设置于所述支撑件下部的支撑座和围设在所述支撑座周围的环形底座，所述环形底座与所述支撑座连接的区域为所述形变部分，用于在所述指纹感测装置受到按压时产生形变，开启所述开关模组，所述支撑部分用于缓冲所述指纹感测装置受到按压时对所述指纹识别模组的产生的形变；

所述连接部分具体设置于所述环形底座的下部，用于连接所述环形底座和所述柔性元件的下底部。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的指纹感测装置，其特征在于，所述导电凸台与所述焊盘电路的中心位置重叠。

11.根据权利要求1～8中任一项所述的指纹感测装置，其特征在于，所述非导电弹性元件为硅胶；和/或，

所述非导电弹性元件通过预置模具整体浇注形成。

12.根据权利要求1～8中任一项所述的指纹感测装置，其特征在于，所述指纹识别电路为电容式指纹识别电路、电阻式指纹识别电路或电感式指纹识别电路。

13.根据权利要求1～8中任一项所述的指纹感测装置，其特征在于，所述面板元件包括设置为向下凹陷的指纹识别区域，用于指示用户手指放置于所述指纹识别电路的上。

14.一种电子设备，其特征在于，包括：设备外壳和设置于所述设备外壳中的如上述权利要求1～13中任一项所述的指纹感测装置；

所述指纹感测装置嵌入所述设备外壳的内部，其中，所述设备外壳在所述指纹感测装置的上方设置有指纹识别面板；或者，

所述设备外壳中设置有开口，所述指纹感测装置嵌入所述设备外壳的开口处，所述面板元件在所述开口的位置与所述设备外壳紧密贴合。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述指纹识别电路电耦合到电子设备的处理器，用于将所述指纹识别电路通过对用户指纹的电耦合产生的电信号传输到所述处理器中进行处理，以获取所述电信号对应的指纹图形信息。