CN107766779A - 电子设备 - Google Patents

Abstract

一种电子设备，包括：外壳，所述外壳开设有一通孔；位于所述外壳中的光学式指纹成像单元，所述光学式指纹成像单元包括：指纹成像传感器，具有朝向所述通孔的触摸面，所述触摸面由所述通孔露出；光源，位于所述指纹成像传感器远离所述触摸面一侧。本发明技术方案中，所述光学式指纹成像单元省去了玻璃盖板的使用，降低了制造工艺难度，提高了生产良率，提高了生产效率，降低了制造成本。

Description

电子设备

技术领域

本发明涉及指纹识别领域，特别涉及一种电子设备。

背景技术

指纹识别技术通过成像器件组采集到人体的指纹图像，然后与指纹识别系统里已有指纹成像信息进行比对，以实现身份识别。由于使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、海关等安检领域、楼宇的门禁系统，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。

指纹识别技术中所采用的成像模组，有一种是通过光学图像传感器采集人体指纹图像的。在进行指纹感测时，手指按压在光学图像传感器的感测平面上，由光源产生的入射光透射至感测平面上的手指表面，在手指表面发生反射和折射，经手指反射形成的反射光投射至光学图像传感器上，由光学图像传感器采集获得手指的指纹图像。

但是现有技术中的通过光学图像传感器采集指纹图像的成像模组往往存在成本较高的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种的电子设备，以降低成本。

为解决上述问题，本发明提供一种电子设备，包括：

外壳，所述外壳开设有一通孔；位于所述外壳中的光学式指纹成像单元，所述光学式指纹成像单元包括：指纹成像传感器，具有朝向所述通孔的触摸面，所述触摸面由所述通孔露出；光源，位于所述指纹成像传感器远离所述触摸面一侧。

可选的，所述指纹成像传感器包括玻璃基底和位于所述玻璃基底上的感光器件。

可选的，所述光学式指纹成像单元还包括：导光板，位于所述指纹成像传感器远离所述触摸面的一侧；所述导光板包括朝向所述指纹成像传感器的出射面和与所述出射面相背的反射面以及位于所述出射面和所述反射面之间的侧面；所述光源的发光面朝向所述导光板的侧面。

可选的，所述指纹成像传感器具有感光器件的面为感光面；所述光学式指纹成像单元还包括：驱动芯片，位于所述感光面未形成有感光器件的区域；柔性电路板，所述柔性电路板的一端与所述感光面设置有驱动芯片的一侧相连，另一端弯折至所述感光面未设置有驱动芯片的一侧，在所述指纹成像传感器远离所述触摸面的一侧形成净空层；所述光源的发光面朝向所述净空层。

可选的，所述光学式指纹成像单元还包括：位于所述光源和所述指纹成像传感器之间的粘合层，用于固定所述光源。

可选的，所述粘合层的材料为泡棉胶带。

可选的，所述光源一侧固定于所述柔性电路板上，另一侧与所述指纹成像传感器相接触。

可选的，所述指纹成像传感器具有感光器件的面为感光面；所述光学式指纹成像单元还包括驱动芯片，位于所述感光面未形成有感光器件的区域；所述触摸面为所述感光面；所述外壳朝向所述光学式指纹成像单元的一面上还设置有盲孔，所述盲孔设置于与所述驱动芯片相对应的位置。

可选的，所述外壳的材料为金属或塑料。

可选的，所述光学式指纹成像单元还包括：覆盖所述感光面的强化膜。

可选的，所述指纹成像传感器具有感光器件的面为感光面以及与所述感光面相背的底面；所述光学式指纹成像单元还包括驱动芯片，位于所述感光面未形成有感光器件的区域；所述触摸面为所述底面；所述外壳朝向所述光学式指纹成像单元的一面为平面结构。

可选的，所述外壳的材料为金属、塑料、玻璃或蓝宝石。

可选的，所述通孔的形状为圆形或方形。

可选的，所述光源为发光二极管。

可选的，所述电子设备还包括覆盖所述触摸面的上色层。

可选的，所述电子设备为手机，所述外壳为手机外壳。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案中，所述指纹成像传感器具有朝向所述通孔的触摸面，所述触摸面由所述通孔露出。在进行指纹成像时，手指直接触摸触摸面，从而实现指纹图像的获取。本发明技术方案中，所述光学式指纹成像单元省去了玻璃盖板的使用，降低了制造工艺难度，提高了生产良率，提高了生产效率，降低了制造成本。

附图说明

图1是一种电子设备的剖面结构示意图；

图2是另一种电子设备的剖面结构示意图；

图3是本发明电子设备第一实施例的剖面结构示意图；

图4是本发明电子设备第二实施例的剖面结构示意图；

图5是本发明电子设备第三实施例的剖面结构示意图；

图6是本发明电子设备第四实施例的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中的指纹成像模组存在成本较高的问题。现结合现有技术中一种电子设备的结构分析成本高问题的原因：

参考图1，示出了一种电子设备的剖面结构示意图。

如图1所示，所述电子设备包括：

外壳10，所述外壳10上具有通孔11；位于所述外壳10内的电容式指纹成像单元12；所述电容式指纹成像单元12包括：指纹成像传感器12a，所述指纹成像传感器12a用于感测指纹图像；玻璃盖板12b，所述玻璃盖板12b覆盖所述指纹成像传感器12a。

由于所述电子设备通过电容式指纹成像单元12实现指纹感测，所以电容式指纹成像单元12中，指纹成像传感器12a通常为指纹芯片。在进行指纹成像时，指纹芯片容易受到手指表面油脂或汗液的影响，所以所述玻璃盖板12b覆盖所述指纹成像传感器12a，以实现手指与所述指纹成像传感器12a的隔离，保护所述指纹成像传感器12a。

参考图2，示出了另一种电子设备的剖面结构示意图。

如图2所示电子设备与图1所示电子设备的不同之处在于，所述电子设备通过光学式指纹成像单元22实现指纹感测。

所述光学式指纹成像单元22包括：指纹成像传感器22a，包括朝向通孔21的感测面22s；驱动芯片22b，用于实现所述指纹成像传感器22a中感光器件的驱动；玻璃盖板22c，覆盖所述感测面22s。

由于所述电子设备通过光学式指纹成像单元22实现指纹感测，所以所述光学式指纹成像单元22中，所述驱动芯片22b位于所述感测面22s上。为了防止机构干涉，所述玻璃盖板位于所述感测面22s表面，使所述指纹成像传感器22a与外壳20之间具有足够的空间以设置驱动芯片22b。

所以电子设备中往往包括玻璃盖板。但是玻璃盖板厚度较薄，强度较差，从而影响了电子设备的加工生产效率和良率，从而造成成本增加。

为解决所述技术问题，本发明提供一种电子设备，包括：

外壳，所述外壳开设有一通孔；位于所述外壳中的光学式指纹成像单元，所述光学式指纹成像单元包括：指纹成像传感器，具有朝向所述通孔的触摸面以，所述触摸面由所述通孔露出；光源，位于所述指纹成像传感器远离所述触摸面一侧。

本发明技术方案中，所述指纹成像传感器具有朝向所述通孔的触摸面，所述触摸面由所述通孔露出。在进行指纹成像时，手指直接触摸触摸面，从而实现指纹图像的获取。本发明技术方案中，所述光学式指纹成像单元省去了玻璃盖板的使用，降低了制造工艺难度，提高了生产良率，提高了生产效率，降低了制造成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图3，示出了本发明电子设备第一实施例的剖面结构示意图。

外壳110，所述外壳110开设有一通孔111；位于所述外壳110中的光学式指纹成像单元120，所述光学式指纹成像单元120包括：指纹成像传感器121，具有朝向所述通孔111的触摸面121t，所述触摸面121t由所述通孔111露出；光源122，位于所述指纹成像传感器121远离所述触摸面121t一侧。

所述外壳110用于保护所述电子设备的硬件。本实施例中，所述电子设备为手机，所述外壳150为手机外壳。本实施例中，所述外壳150的材料为金属或蓝宝石。所以所述外壳150为手机后壳。

所述外壳110上的通孔111贯穿所述外壳110，用于进行指纹识别。具体的，所述通孔151的形状包括圆形或方形。在本发明其他实施例中，所述通孔151的形状还可以是其他规律或不规律的形状。

所述光学式指纹成像单元120用于获取指纹图像。具体的，所述光学式指纹成像单元120包括：指纹成像传感器121和光源122。

所述指纹成像传感器121用于采集经手指反射携带有指纹信息的光信号以获取指纹图像；所述光源122用于产生入射光。由光源122产生的入射光投射至手指表面，经手指反射形成反射光；由于所述反射光经手指表面反射，所以所述反射光携带有指纹信息；所述反射光经手指反射投射至所述指纹成像传感器121上，被所述指纹成像传感器121采集。

所述指纹成像传感器121为光学式图像传感器，包括玻璃基底以及位于所述玻璃基底上的感光器件。由于感光器件形成于玻璃基底上，所以根据形成工艺以及基底材料的特性，所述指纹成像传感器121中的感光器件和基底的耐刮擦、耐腐蚀性能较好。

所述指纹成像传感器121具有朝向所述通孔111的触摸面121t，所述触摸面121t由所述通孔111露出。由于所述通孔111露出所述触摸面121t，所以进行指纹成像时，所述触摸面121t朝向手指。

具体的，所述指纹成像传感器121具有感光器件的面为感光面121p。本实施例中，所述感光面121p为所述触摸面121t，也就是说，所述指纹成像传感器121形成有感光器件的感光面121p朝向所述通孔111，由所述通孔111露出从而进行指纹感测。

需要说明的是，如图3所述，本实施例中，所述光学式指纹成像单元120还包括：驱动芯片123，所述驱动芯片123位于所述指纹成像传感器121的感光面121p未形成有感光器件的区域，用于驱动所述感光面121p上的感光器件。

由于本实施例中，所述感光面121p为所述触摸面121t，所述感光面121p朝向所述通孔111，所述感光面121p未被所述通孔111露出的部分朝向所述外壳110，所以设置所述驱动芯片123的部分感光面121p朝向所述外壳110。所以为了避免所述驱动芯片123和所述外壳110之间出现机构干涉，所述外壳110朝向所述光学式指纹成像单元120的一面上还设置有盲孔124，所述盲孔124设置于与所述驱动芯片123相对应的位置。

由于所述外壳110的材料为金属或塑料，因此所述盲孔124可以通过简单的加工或注模的方法形成，所以所述盲孔124的设置并不会增加所述电子设备的制造难度。

所述光源122位于所述指纹成像传感器121远离所述触摸面121t的一侧。也就是说，通孔111与所述光源122分别位于指纹成像传感器121的两侧。进行指纹成像时，光源产生的入射光，透射所述指纹成像传感器121，经过所述通孔111出射，投射至手指；手指反射而形成的反射光，再穿过所述通孔111投射至指纹成像传感器121的感光面121p而被感光器件采集。具体的，本实施例中，所述光源122为发光二极管。

如图3所示，本实施例中，所述光学式指纹成像单元120还包括导光板125，位于所述指纹成像传感器121远离所述触摸面121t的一侧。所述导光板125用于提高投射至手指表面光线的强度和均匀程度，从而提高所获得指纹图像的质量。

具体的，所述导光板125包括朝向指纹成像传感器121的出射面和与所述出射面相背的反射面以及位于所述出射面和所述反射面之间的侧面。本实施例中，所述导光板125的出射面与所述指纹成像传感器121向接触，所述光源122的发光面朝向所述导光板125的侧面。所以所述光源产生的入射光经所述导光板125的侧面进入所述导光板125；入射光进入导光板125后，部分经所述反射面的反射，从所述导光板125出射面出射，从而投射至手指。

所述导光板125的设置能够使部分投射至导光板125反射面的光线经反射面反射而从出射面出射，从而投射至手指，进而提高投射至手指光线的强度；而且所述导光板125的设置也能够传导入射光，从而提高投射至手指光线的均匀程度。

需要说明的是，本实施例中，所述光学式指纹成像单元120还包括覆盖所述感光面121p的强化膜(图中未示出)。所述强化膜为表面强度较大的软质膜层，用于保护所述感光面121p上的感光器件，从而提高所述光学式指纹成像单元120的耐腐蚀和耐刮擦性能。未形成强化膜时，所述感光面121p的硬度在3H到4H范围内，而具有强化膜覆盖的所述感光面121p的硬度可以达到10H左右。

此外，为了提高所述电子设备的美观程度，使所述通孔111露出的所述触摸面121t的颜色与所述电子设备的外观颜色相匹配，所述电子设备还可以包括覆盖所述触摸面121t的上色层(图中未示出)。所述上色层具有一定的颜色，从而使所述通孔111露出的所述触摸面121t的颜色与所述电子设备的外观设计相适应。具体的，所述上色层可以通过丝网印刷或物理气相沉积的方式形成。

参考图4，示出了本发明电子设备第二实施例的剖面结构示意图。

本实施例与第一实施例相同之处在此不再赘述。本实施例与前述实施例不同之处在于，本实施例中，所述光学式指纹成像单元220中省去了导光板。此外，本实施例中，光学式指纹成像单元220还包括柔性电路板226，用于实现所述指纹成像传感器221与外部电路的连接。

所述柔性电路板226的一端与所述指纹成像传感器221感光面221p设置有驱动芯片223的一侧相连，另一端弯折至所述感光面221p未设置有驱动芯片223的一侧。所以，所述柔性电路板226和所述指纹成像传感器221之间形成净空层227，所述净空层227位于所述指纹成像传感器221远离所述触摸面221t的一侧。

所述光源222的发光面朝向所述净空层222。由于所述光源222为发光二极管。发光二极管具有较大的出光角度，发光二极管所产生的光线直接投射至手指表面，有利于提高入射光强度及准直度，提高所述指纹成像传感器所获得的光信号的强度，改善指纹图像质量。

此外，所述电子设备还包括粘合层228，位于所述光源222与所述指纹成像传感器221之间，用于固定所述光源222。具体的，所述光源222一侧固定于所述柔性电路板226上，另一侧通过所述粘合层228实现与所述指纹成像传感器221之间实现固定，从而实现柔性电路板226未与所述感光面221p相连一端的固定，以形成所述净空层227。具体的，所述粘合层228的材料可以为泡面胶带。

需要说明的是，通过泡棉胶带实现所述柔性电路板226未与所述感光面221p相连一端固定的做法仅为一示例。本发明其他实施例中，所述光源还可以一侧固定于所述柔性电路板上，另一侧与所述指纹成像传感器相接触，从而减小所形成净空层在垂直感光面方向上的尺寸，从而减小所形成光学式指纹成像单元的尺寸。

此外，本实施例中，所述电子设备还包括位于所述柔性电路板226上的连接器229，用于实现所述柔性电路板226与外部电路的连接。具体的，所述连接器229位于所述柔性电路板226上，且位于所述光源222远离所述指纹成像传感器221的一侧。

参考图5，示出了本发明电子设备第三实施例的剖面结构示意图。

本实施例中与前述实施例不同之处在于，所述指纹成像传感器320具有感光器件的感光面321p以及与所述感光面321p相背的底面321b，所述触摸面321t为所述底面321b。

所以如图5所示，所述触摸面321t为所述底面321b，所以底面321b朝向所述通孔311，所述感光面321p背向所述通孔311。所述通孔311露出的触摸面321t为所述底面321b。

由于所述驱动芯片323位于所述感光面321p上，所以所述驱动芯片323位于所述指纹成像传感器321远离所述触摸面321t的一侧。所以，本实施例中，所述外壳310朝向所述光学式指纹成像单元320的一面为平面结构。具体的，所述指纹成像传感器321未被所述通孔311露出的部分底面321b(触摸面321t)与所述外壳310直接接触。

由于所述外壳310无需开设盲孔，也就是说，所述外壳310无需进行额外加工，所以所述外壳的材料可以为金属、塑料、玻璃或蓝宝石。具体的，本实施例中，所述电子设备为手机，其中具有显示屏幕的一面为正面，与所述正面相背的一面为背面，所以所述外壳310可以为手机背面的背壳，也可以是手机正面的手机外壳。

此外，本实施例中，所述导光板326的出射面与所述指纹成像传感器321相接触，所述柔性电路板325弯折后与所述导光板326的反射面相接触，实现固定。

参考图6，示出了本发明电子设备第四实施例的剖面结构示意图。

本实施例与前述实施例相同之处不再赘述，本实施例与前述实施例不同之处在于，本实施例中，所述触摸面421t为所述指纹成像传感器421的底面421b，且所述光学式指纹成像单元420内不具有导光板。

所述柔性电路板425与所述指纹成像传感器421之间形成净空层427。所述指纹成像传感器421的感光面421p朝向所述净空层427。

综上，本发明技术方案中，所述指纹成像传感器具有朝向所述通孔的触摸面，所述触摸面由所述通孔露出。在进行指纹成像时，手指直接触摸触摸面，从而实现指纹图像的获取。本发明技术方案通过直接在所述指纹成像传感器上进行触摸，省去了玻璃盖板的使用，降低了制造工艺难度，提高了生产良率，提高了生产效率，降低了制造成本。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (16)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳开设有一通孔；

位于所述外壳中的光学式指纹成像单元，所述光学式指纹成像单元包括：

指纹成像传感器，具有朝向所述通孔的触摸面，所述触摸面由所述通孔露出；

光源，位于所述指纹成像传感器远离所述触摸面一侧。

2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述指纹成像传感器包括玻璃基底和位于所述玻璃基底上的感光器件。

3.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述光学式指纹成像单元还包括：导光板，位于所述指纹成像传感器远离所述触摸面的一侧；

所述导光板包括朝向所述指纹成像传感器的出射面和与所述出射面相背的反射面以及位于所述出射面和所述反射面之间的侧面；

所述光源的发光面朝向所述导光板的侧面。

4.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述指纹成像传感器具有感光器件的面为感光面；

所述光学式指纹成像单元还包括：驱动芯片，位于所述感光面未形成有感光器件的区域；柔性电路板，所述柔性电路板的一端与所述感光面设置有驱动芯片的一侧相连，另一端弯折至所述感光面未设置有驱动芯片的一侧，在所述指纹成像传感器远离所述触摸面的一侧形成净空层；

所述光源的发光面朝向所述净空层。

5.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述光学式指纹成像单元还包括：位于所述光源和所述指纹成像传感器之间的粘合层，用于固定所述光源。

6.如权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述粘合层的材料为泡棉胶带。

7.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述光源一侧固定于所述柔性电路板上，另一侧与所述指纹成像传感器相接触。

8.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述指纹成像传感器具有感光器件的面为感光面；

所述光学式指纹成像单元还包括驱动芯片，位于所述感光面未形成有感光器件的区域；所述触摸面为所述感光面；

所述外壳朝向所述光学式指纹成像单元的一面上还设置有盲孔，所述盲孔设置于与所述驱动芯片相对应的位置。

9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述外壳的材料为金属或塑料。

10.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述光学式指纹成像单元还包括：覆盖所述感光面的强化膜。

11.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述指纹成像传感器具有感光器件的面为感光面以及与所述感光面相背的底面；

所述光学式指纹成像单元还包括驱动芯片，位于所述感光面未形成有感光器件的区域；所述触摸面为所述底面；

所述外壳朝向所述光学式指纹成像单元的一面为平面结构。

12.如权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述外壳的材料为金属、塑料、玻璃或蓝宝石。

13.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述通孔的形状为圆形或方形。

14.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述光源为发光二极管。

15.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括覆盖所述触摸面的上色层。

16.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为手机，所述外壳为手机外壳。