CN106250882A - 指纹识别感测装置、电子设备和移动终端 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种指纹识别感测装置、电子设备及移动终端，指纹识别感测装置包括：设备元件；对用户手指触摸敏感的响应元件，所述响应元件设置在所述设备元件上，且至少部分凸出于所述设备元件的上表面；压力元件，所述压力元件层叠布置在所述设备元件的下方，用于检测用户手指按压的压力；指纹传感器，所述指纹传感器层叠布置在所述压力元件的下方，用于在所述压力元件检测到的压力大于预设值时启动。由此，通过响应元件与压力元件的与指纹传感器的结合，可以将指纹识别与HOME键功能集成，提高指纹识别感测装置的功能集成度，压力元件的设置也提高了指纹识别的可靠性。

Description

指纹识别感测装置、电子设备和移动终端

技术领域

本申请涉及识别和感测技术领域，尤其涉及一种指纹识别感测装置、电子设备和移动终端。

背景技术

指纹识别技术已经成为了主流移动终端厂商旗舰机型的标配，指纹识别不仅可以用于移动终端的解锁和唤醒等功能，同时也可以作为保护终端设备内资料信息的屏障，同时，随着终端技术的发展，利用指纹识别技术来实现移动安全支付也应用越来越广泛，因此，终端指纹识别的功能成为移动终端设计的重要考虑因素。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种指纹识别感测装置，该装置提高指纹识别感测装置的功能集成度以及指纹识别的可靠性。

本申请的第二个目的在于提出一种电子设备。

本申请的第三个目的在于提出一种移动终端。

为达上述目的，本申请实施例第一方面提出了一种指纹识别感测装置，包括：设备元件；对用户手指触摸敏感的响应元件，所述响应元件设置在所述设备元件上，且至少部分凸出于所述设备元件的上表面；压力元件，所述压力元件层叠布置在所述设备元件的下方，用于检测用户手指按压的压力；指纹传感器，所述指纹传感器层叠布置在所述压力元件的下方，用于在所述压力元件检测到的压力大于预设值时启动。

本申请实施例第一方面提供的指纹识别感测装置，由于将响应元件、压力元件与指纹传感器结合，可以使得整个指纹识别感测装置集成指纹识别和HOME键的功能，并且，压力元件的设置提高了指纹识别的可靠性，降低用户因误碰到指纹识别区域也开启指纹识别功能的误操作概率。

本申请实施例第二方面提出一种电子设备，包括如上所述的指纹识别感测装置。

本申请实施例第二方面提供的电子设备，由于包括上述的指纹识别感测装置，而上述的指纹识别感测装置由于将响应元件、压力元件与指纹传感器结合，可以使得整个指纹识别感测装置集成指纹识别和HOME键(起始键)的功能，并且，压力元件的设置提高了指纹识别的可靠性，降低用户因误碰到指纹识别区域也开启指纹识别功能的误操作概率，提高了用户体验。

本申请实施例第三方面提出一种移动终端，包括如上所述的指纹识别感测装置。

本申请实施例第三方面提供的移动终端，由于包括上述的指纹识别感测装置，而上述的指纹识别感测装置由于将响应元件、压力元件与指纹传感器结合，可以使得整个指纹识别感测装置集成指纹识别和HOME键(起始键)的功能，并且，压力元件的设置提高了指纹识别的可靠性，降低用户因误碰到指纹识别区域也开启指纹识别功能的误操作概率，提高了用户体验。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一个实施例的指纹识别感测装置的结构示意图；

图2是本申请另一个实施例的指纹识别感测装置的结构示意图；

图3是本申请一个实施例的移动终端的结构示意图。

附图标记：

100-指纹识别感测装置；

10-设备元件；

20-响应元件；

30-压力元件；

40-指纹传感器；

50-温度感应元件；

200-本体。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本申请一个实施例的指纹识别感测装置的结构示意图。

本实施例的指纹识别感测装置可以设置在电子设备或移动终端上，其中，电子设备可以包括台式电脑和电视等；移动终端可以包括手机、平板电脑、车载智能终端和可穿戴设备等，指纹识别感测装置用于识别用户的手指指纹信息，并将当前用户被检测的手指指纹信息与预先设置的指纹信息库进行比对，获得比对结果，将比对结果发送给电子设备或移动终端上的控制元件，以使得控制元件根据比对结果生成对应的控制指令，以控制电子设备或移动终端做出相应的响应操作，例如，解锁、支付成功、或者显示提示信息以提示用户“指纹验证失败，需重新验证”等等。具体的用途本实施例不做限定。

下面对本实施例提供的指纹识别感测装置进行详细描述，如图1所示，本实施例提供的指纹识别感测装置100包括：设备元件10、响应元件20、压力元件30和指纹传感器40。

其中，响应元件20具有对用户手指触摸敏感的特性，响应元件20设置在设备元件10上，且至少部分凸出于设备元件10的上表面。压力元件30层叠布置在设备元件10的下方，用于检测用户手指按压的压力。指纹传感器40层叠布置在压力元件30的下方，用于在压力元件30检测到的压力大于预设值时启动。

需要说明的是，本实施例中所描述的响应元件20设置在设备元件10上，并不限定为响应元件20的全部结构均位于设备元件10的上表面上，而仅表示响应元件20能够从设备元件10上表面露出，即，至少部分凸出于设备元件10的上表面。

另外，“下方”是以图1箭头所指示的上、下为参考，用户在操作该指纹识别感测装置时，是从图1所示从上至下按压的，其压力从响应元件20、设备元件10、压力元件30逐渐传递。

设备元件10包括控制按钮和/或显示元件。响应元件20可以感应到用户手指的触摸，由此，当用户触摸到该响应元件20时，响应元件20可以发出响应信号，以触发其他控制元件进行功能控制，实现响应控制的功能。

在具体使用时，用户的手指首先触摸到响应元件20，由于指纹识别感测装置设置有压力元件30，而压力元件30检测用户手指施加的压力，若用户的手指不施加压力或者施加的压力较小时，不会触发指纹传感器40工作，此时，还不会进行指纹的验证，由此，可以尽量避免因用户的误操作而触发的指纹检测，可以提高启动指纹检测功能的可靠性。

本实施例提供的指纹识别感测装置由于从上至下的布置顺序为响应元件20、设备元件10、压力元件30和指纹传感器40，响应元件20相较于指纹传感器40更靠近用户的手指，对用户的手指接触敏感度较好，因此整个指纹识别感测装置具有较好的响应速度。

并且，本实施例提供的指纹识别感测装置由于将响应元件20、压力元件30与指纹传感器40结合，可以使得整个指纹识别感测装置集成指纹识别和HOME键(起始键)的功能，并且，压力元件30的设置提高了指纹识别的可靠性，降低用户因误碰到指纹识别区域也开启指纹识别功能的误操作概率，提高了用户体验。

具体地，作为一种优选的实施方式，响应元件20可以为ITO膜(也可以称为ITO导电膜)，ITO膜涂覆在设备元件10的上表面，且ITO膜与指纹传感器40电连接。ITO膜具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和良好的化学稳定性。需要说明的是，在制备ITP膜时，可以在透明有机薄膜材料上溅射透明氧化铟锡(ITO)导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品。另外，ITO膜也可以通过采用蒸发、反应离子镀、化学气相沉积、热解喷涂等方法制备。ITO膜的厚度不同，其导电性能和透光性能也不同。

本实施例中在设备元件10上通过直接涂覆的ITO膜形成响应元件20，ITO膜与指纹传感器40通过导线电连接。

当用户手指触摸到ITO膜表面时，便会有一定量的电荷转移到人体，为了恢复这些转移的电荷损失，电荷能够从显示屏幕的其他位置补充进来，各方向的电荷量和触摸点的距离成比例。由此，可以通过该种方式定位用户的触摸位置，而通常用户进行指纹解锁的时候是用户需要对终端进行总控或起始控制之时，因此，在该指纹识别感测装置上的设备元件10上涂覆ITO膜作为响应元件20，如此一来，可以实现将HOME键(起始键)和指纹识别的功能集成，并且具有结构简单，性能可靠的优点。

另外，响应元件20还可以通过其他的方式形成，例如，响应元件20为金属环，金属环的一部分嵌设在设备元件10内，金属环的另一部分凸出于设备元件的上表面；在设备元件10上可以开设有用于嵌设金属环的凹槽，金属环的一部分可以设置于该凹槽内，而另外一部分可以凸出于设备元件10的上表面，以供用户的手指接触。需要说明的是，本实施例中的金属环，不一定为圆环状，还可以为方形环或其他形状。类似的，当用户手指接触到金属环时，金属环感应到电荷变化，并以此作为手指接触的信号，触发其他控制元件进行功能控制，实现响应控制的功能。

或者，响应元件20还可以是以icon(图标)走线的形式设置于设备元件10内。具体而言，在设备元件10内可以开设有盲孔，由此，便于icon走线安装，响应元件20可以以任意形状布置，例如可以采用如方形、圆环状等连续的形状，或者以散点式分布的形式布置，在此，本实施例不作限定。

指纹传感器40包括能够以电容方式耦合到用户手指的指纹的电容性元件。具体的，指纹传感器40的电容性元件是通过电容耦合到用户手指上的指纹脊线来感测指纹的。

在上述实施例中，设备元件10可以由陶瓷材料、玻璃材料、PET材料(Polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸类塑料)、蓝宝石材料中的至少一种制成。具体采用何种或几种材料制成，可以根据实际情况具体选用，在此，本实施例不做限定。其中，蓝宝石材料具有极高的硬度、极好的电气特性和介电特性，并且拥有防化学腐蚀，耐高温，导热好，硬度高，透红外，化学稳定性好等特性，因此较为适合做为设备元件10的优选材料。

压力元件30可以为各种压力传感器，例如包括压电材料膜或光学压力传感器。

其中，压电材料膜测量压力的方法是基于压电效应，压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出，由此可以测得压力大小。具有频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。

光学压力传感器是利用弹性膜片在压力作用下变形，通过光学系统测量弹性膜片的变形，该种变形变成电信号，这样通过电压的变化便可测得压力，其具有灵敏度高、测量速度快等优点。

而其他种压力传感器例如应用应变片来实现压力的测量，应变片的制造原理是依据桥式电路，应变片为很薄的薄片，其上表面镶嵌两个有电阻丝制成的电阻，同时下表面也有两个同样的电阻，在连接上形成桥式电路，当应变片上没有压力时，输出的电压为零，当受到压力作用时，应变片上表面的电阻变大，下表面的电阻变小，电桥不平恒，输出的电压与电阻的变化量成线性关系，这样通过电阻的变化就可以测量出压力的大小。

更进一步的，图2是本申请另一个实施例的指纹识别感测装置的结构示意图；如图2所示，本实施例提供的指纹识别感测装置还可以包括温度感应元件50，温度感应元件50可以设置在设备元件10上，用于检测用户手指的温度信息。由于人体本身的温度维持在一定范围内，当人的手指接触指纹识别感测装置时，通过温度感应元件50感应的温度可以判断到当前所进行指纹检测的对象是否为人体，由此，可以尽可能地避免他人采用橡皮、人造皮革或其他方式仿造指纹也可以验证通过的现象，从而提高了指纹验证的可靠性。

指纹传感器40可以基于压力元件30所检测的压力信息和温度感应元件50所检测的温度信息来启动指纹识别。具体的，指纹传感器40用于在压力元件30检测到的压力大于预设值，且在温度感应元件50检测到的温度在预设范围内时启动。

其中，压力的预设值的选取可以根据一般用户按压按键的压力而确定，当然，为提高用户体验，该预设的压力值不应过大，并且为保证排除误操作的可能，该预设的压力值也应至少大于用户触摸时的误操作压力。温度的预设范围应根据人体温度的大致范围以及传递到温度感应元件50所损失的热量综合决定。

需要说明的是，温度感应元件50可以如图2所示设置在设备元件10内，较接近于人体的手指，因此，可以尽可能地更真实地感测到人体的温度，以更为精确地判断当前被检测对象是否为人体。

本领域技术人员可以理解的是，当温度感应元件50所检测到的被检测对象的温度不在预设的范围内时，此时可以判断为当前的被检测对象不为人体，此时所指的“用户手指”则为假的用户手指。

本实施例的指纹识别感测装置通过获取压力元件30所检测的压力信息和温度感应元件50所检测的温度信息来启动指纹识别，以此进一步提高指纹识别的可靠性，实现降低用户因误碰到指纹识别区域也开启指纹识别功能的误操作概率，提高了用户体验的时，同时能够对被检测对象进行判断，降低他人伪造指纹信息进行指纹解锁的风险，提高了指纹识别的安全性。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述实施例所提供的指纹识别感测装置100。本实施例提供的电子设备中的指纹识别感测装置100的结构和功能与上述实施例相同，在此不再赘述。

图3是本申请一个实施例的移动终端的结构示意图。如图3所示，本申请实施例还提供一种移动终端，该移动终端包括本体200，以及包括上述实施例提供的指纹识别感测装置100。本实施例提供的移动终端中的指纹识别感测装置100的结构和功能与上述实施例相同，在此不再赘述。

“发明施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种指纹识别感测装置，其特征在于，包括：

设备元件；

对用户手指触摸敏感的响应元件，所述响应元件设置在所述设备元件上，且至少部分凸出于所述设备元件的上表面；

压力元件，所述压力元件层叠布置在所述设备元件的下方，用于检测用户手指按压的压力；

指纹传感器，所述指纹传感器层叠布置在所述压力元件的下方，用于在所述压力元件检测到的压力大于预设值时启动。

2.根据权利要求1所述的指纹识别感测装置，其特征在于，所述响应元件为ITO膜，所述ITO膜涂覆在所述设备元件的上表面，且所述ITO膜与所述指纹传感器电连接。

3.根据权利要求1所述的指纹识别感测装置，其特征在于，所述响应元件为金属环，所述金属环的一部分嵌设在所述设备元件内，所述金属环的另一部分凸出于所述设备元件的上表面；

或者，所述响应元件以icon走线的形式设置于所述设备元件内。

4.根据权利要求1所述的指纹识别感测装置，其特征在于，所述指纹传感器包括能够以电容方式耦合到用户手指的指纹的电容性元件。

5.根据权利要求1所述的指纹识别感测装置，其特征在于，所述设备元件由陶瓷材料、玻璃材料、PET材料、蓝宝石材料中的至少一种制成。

6.根据权利要求1所述指纹识别感测装置，其特征在于，所述压力元件为压电材料膜或光学压力传感器。

7.根据权利要求1-6任一项所述指纹识别感测装置，其特征在于，所述设备元件包括控制按钮和/或显示元件。

8.根据权利要求1-6任一项所述指纹识别感测装置，其特征在于，还包括温度感应元件，所述温度感应元件设置在设备元件上，用于检测用户手指的温度信息；

所述指纹传感器用于在所述压力元件检测到的压力大于预设值，且所述温度感应元件检测到的温度在预设范围内时启动。

9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的指纹识别感测装置。

10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的指纹识别感测装置。