CN108108650B - 指纹识别模块，器件及其制造方法，以及电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及指纹识别模块，器件及其制造方法，以及电气设备。所述指纹识别器件包括指纹识别组件和压力检测组件。当压力检测组件的压力检测空间因指纹采集传感器被按压发生形变时，检测电容因压力检测空间的形变而发生电容变化。压力检测组件向指纹识别组件传输压力检测数据。本发明实现用一颗集成电路芯片同时实现指纹识别功能和压力检测功能，节省器件成本；本发明压力检测组件与指纹识别组件的整合度高，电路结构简单而提高器件工作稳定性，便于维护，使本发明指纹识别器件的应用场景更加丰富，用户体验效果更加完美。

Description

指纹识别模块，器件及其制造方法，以及电气设备

技术领域

本发明涉及信息采集装置，配置信息采集装置的器件及其制造方法，以及配置该器件的电气设备，特别是涉及芯片级的指纹识别模块、具有扩展功能的指纹识别器件及其制造方法，以及配置该指纹识别器件的电气设备。

背景技术

单纯的指纹识别技术方案已经不能适应对指纹识别应用场景越来越广泛的需求。现有技术指纹识别技术方案大多都不具备压力检测功能，要实现具有压力检测功能的三维触摸3D-Touch指纹识别方案通常使用专用于指纹识别的集成电路IC芯片，专用于压力检测集成电路IC芯片，以及用于处理两芯片数据的处理器芯片，方案采用至少两颗集成电路IC芯片得以实现。但是，此种两颗以上集成电路IC芯片解决方案成本高，电路复杂，器件占用空间大，数据处理设计复杂，难以避免两IC芯片之间出现兼容性问题，影响运行稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种只用一颗集成电路芯片就能够实现具有压力检测功能的指纹识别模块，应用该指纹识别模块的该指纹识别器件及其实现方法，以及配置所述指纹识别器件的电气设备。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种能够实现压力检测功能的指纹识别模块，包括数据处理控制电路，以及电连接该数据处理控制电路的指纹采集传感器和输入输出接口组。尤其是，所述输入输出接口组包括至少一用于电连接压力检测组件的压力检测输入输出接口。借助由压力检测组件输入的压力检测数据，指纹识别模块能够对施加在指纹采集传感器上的压力进行检测。

作为一种实现形式，所述指纹识别模块被封装成一芯片，压力检测组件设置在该芯片外部。

作为基于指纹识别模块的压力检测组件的实现方案是，所述压力检测组件够将侦测的压力变化量转换为电容变化量，该压力检测组件设置有用于形成检测电容的电极单元，该电极单元包括至少一用于形成检测电容的电极。压力检测组件设置有能够因指纹采集传感器被按压而发生形变的压力检测空间，所述电极单元设置在压力检测空间内而使电极能够形成检测电容，使得，当压力检测空间因指纹采集传感器被按压发生形变时，检测电容因压力检测空间的形变而发生电容容值变化。压力检测组件借助压力检测输入输出接口向指纹识别模块传输包括检测电容容值变化量的压力检测数据。

本发明解决所述技术问题还可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种具有压力检测功能的指纹识别器件，包括能够完成指纹识别功能的指纹识别组件。尤其是，指纹识别器件还包括能够将侦测的压力变化量转换为电容变化量的压力检测组件；该压力检测组件设置有电极单元，该电极单元包括至少一用于形成检测电容的电极。所述指纹识别组件包括指纹识别模块；该指纹识别模块包括数据处理控制电路，以及电连接该数据处理控制电路的指纹采集传感器和输入输出接口组；所述输入输出接口组包括至少一用于电连接压力检测组件的压力检测输入输出接口。压力检测组件设置有能够因指纹采集传感器被按压而发生形变的压力检测空间，所述电极单元设置在压力检测空间内而使电极能够形成检测电容，使得，当压力检测空间因指纹采集传感器被按压发生形变时，检测电容因压力检测空间的形变而发生电容容值变化；压力检测组件借助压力检测输入输出接口向指纹识别模块传输包括检测电容容值变化量的压力检测数据。

作为一种实现形式，所述指纹识别模块被封装成一芯片，压力检测组件设置在该芯片外部。

作为最直接且简单的压力检测空间的实现方案，所述电极单元设置在指纹采集传感器被按压方向上，压力检测组件的压力检测空间是电极单元的电极与指纹识别模块之间形成的间隙，使得，当指纹采集传感器被按压时，指纹识别模块与电极之间的间隙发生变化而使压力检测空间发生形变，进而使指纹识别模块与电极之间的检测电容的容值发生变化。

为实现组件间的电连接，所述指纹识别器件还包括柔性印刷电路。借助柔性印刷电路使压力检测组件电连接压力检测输入输出接口而能够向指纹识别组件传输压力检测数据。

为优化组件结构，所述电极单元的电极以柔性印刷电路为基板设置在该柔性印刷电路上。

为便于兼容和安装于各种应用指纹识别器件的电气设备，指纹识别器件还包括电连接在柔性印刷电路上的接口模块。借助该接口模块使指纹识别器件电连接电气设备。所述电气设备是移动通信终端、平板电脑、工业控制平台设备，或者车载电气设备。

为了确保压力检测空间的形变效果和获取稳定的检测电容，所述压力检测组件包括设置在指纹识别模块与电极单元的电极之间的、用导电材料制成的强度补充板。所述强度补充板承托指纹识别模块而在指纹识别模块与电极单元的电极之间形成压力检测空间，并且作为基准电位电极为电极单元的电极提供基准电位。

为给压力检测空间提供足够支撑，压力检测组件还包括弹性支撑胶体。所述弹性支撑胶体一端面围绕电极单元固定设置，该弹性支撑胶体的另一端面固定连接强度补充板，从而在强度补充板和电极单元之间形成作为压力检测空间的间隙。

作为指纹识别组件的具体实现结构，所述指纹识别组件还包括覆盖在指纹采集传感器上的盖板。

具体地，所述指纹识别组件还包括管状的围壁；所述指纹识别模块的指纹采集传感器和盖板设置在该围壁内。

本发明解决所述技术问题又可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种配置指纹识别器件的电气设备，包括指纹识别器件。所述指纹识别器件包括能够完成指纹识别功能的指纹识别组件，以及能够将侦测的压力变化量转换为电容变化量的压力检测组件。所述指纹识别组件包括指纹识别模块；该指纹识别模块包括数据处理控制电路，以及电连接该数据处理控制电路的指纹采集传感器和输入输出接口组；所述输入输出接口组包括至少一用于电连接压力检测组件的压力检测输入输出接口。所述压力检测组件包括电极单元，以及能够因指纹采集传感器被按压而发生形变的压力检测空间；所述电极单元包括至少一电极，设置在压力检测空间内而使电极能够形成检测电容，使得，当压力检测空间因指纹采集传感器被按压发生形变时，检测电容也因压力检测空间的形变而发生电容容值变化。压力检测组件借助压力检测输入输出接口向指纹识别模块传输包括检测电容容值变化量的压力检测数据。

本发明解决所述技术问题也可以通过采用以下技术方案来实现：

提出一种为指纹识别器件配置压力检测功能的方法，所述指纹识别器件包括用于完成指纹识别功能的指纹识别组件。该指纹识别组件包括指纹识别模块。所述指纹识别模块包括数据处理控制电路，以及电连接该数据处理控制电路的指纹采集传感器和输入输出接口组；所述方法包括如下步骤：

A. 将指纹识别模块的输入输出接口组的至少一输入输出接口配置为压力检测输入输出接口；

B. 设置借助压力检测输入输出接口向指纹识别组件传输压力检测数据的压力检测组件；所述压力检测数据包括检测电容容值变化量；

为压力检测组件设置能够因指纹采集传感器被按压而发生形变的压力检测空间，以及电极单元；为电极单元设置至少一用于形成检测电容的电极；使得，当压力检测空间因指纹采集传感器被按压发生形变时，检测电容也因压力检测空间的形变而发生电容容值变化。

作为最直接且简单的压力检测空间的实现方案，所述步骤B包括如下分步骤，

B1. 设置借助压力检测输入输出接口向指纹识别模块传输压力检测数据的压力检测组件；所述压力检测数据包括检测电容的容值变化量；

B2. 在指纹采集传感器被按压方向上设置电极单元，为电极单元设置至少一用于形成检测电容的电极，从而将电极单元的电极与指纹识别模块之间形成的间隙作为压力检测组件的压力检测空间；

当指纹采集传感器被按压时，指纹识别模块与电极之间的间隙发生变化而使压力检测空间发生形变，同时使指纹识别模块2与电极之间的检测电容的容值发生变化。

为实现压力检测组件与指纹识别组件之间的数据传输，所述分步骤B1包括如下分步骤，

B11. 采用柔性印刷电路使压力检测组件电连接压力检测输入输出接口而能够向指纹识别模块传输压力检测数据。

在分步骤B1之中还包括如下分步骤，

B12. 以柔性印刷电路为基板，将电极单元的电极设置在柔性印刷电路上。

为了确保压力检测空间的形变效果和获取稳定的检测电容，所述分步骤B2包括如下分步骤，

B21. 在指纹采集传感器被按压方向上设置电极单元，电极单元设置至少一用于形成检测电容的电极；

B22. 在指纹识别模块与电极单元之间设置用于承托指纹识别模块的、用导电材料制成的强度补充板，使该强度补充板与电极单元的电极之间形成间隙，从而将电极单元的电极与指纹识别模块之间形成的间隙作为压力检测组件的压力检测空间；所述强度补充板还作为提供基准电位的基准电位电极；使得，

当指纹采集传感器被按压时，指纹识别模块与电极之间的间隙发生变化而使压力检测空间发生形变，同时使指纹识别模块与电极之间的检测电容的容值发生变化。

为给压力检测空间提供足够支撑，所述方法的分步骤B22包括如下分步骤，

B221. 在指纹识别模块与电极单元之间设置用于承托指纹识别模块的、用导电材料制成的强度补充板；

B222. 设置弹性支撑胶体；弹性支撑胶体一端面围绕电极单元固定设置，将该弹性支撑胶体的另一端面固定连接强度补充板，使该强度补充板与电极单元的电极之间形成间隙，从而将电极单元的电极与指纹识别模块之间形成的间隙作为压力检测组件的压力检测空间；所述强度补充板还作为提供基准电位的基准电位电极；使得，

当指纹采集传感器被按压时，指纹识别模块与电极之间的间隙发生变化而使压力检测空间发生形变，同时使指纹识别模块与电极之间的检测电容的容值发生变化。

同现有技术相比较，本发明“指纹识别模块，器件及其制造方法，以及电气设备”的技术效果在于：

能够用一颗集成电路IC芯片同时实现指纹识别功能和压力检测功能，节省器件成本；

本发明压力检测组件与指纹识别组件的整合度高，在基本不改变指纹识别器件物理尺寸的情况下实现具有压力检测功能的指纹识别器件，并且本发明简单的电路结构提高器件工作稳定性，便于维护，数据处理流程简单，使本发明指纹识别器件的应用场景更加丰富，用户体验效果更加完美。

附图说明

图1是本发明第一实施例的指纹识别模块2被封装在一芯片内的硬件构成示意图；

图2是本发明第一实施例的指纹识别器件在没有被按压时的正投影主视剖视示意图；

图3是所述第一实施例在被按压时的正投影主视剖视示意图；

图4是所述第一实施例的柔性印刷电路FPC被展开后的正投影俯视示意图；

图5是所述第一实施例的柔性印刷电路FPC被展开后的正投影主视示意图；

图6是本发明第二实施例的电极单元12的所在部分的正投影俯视示意图；

图7是本发明第三实施例的电极单元12的所在部分的正投影俯视示意图；

图8是本发明第一实施例的电气设备8的正投影俯视示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示各实施例作进一步详述。

本发明主要通过第一实施例的推演展示提出一种指纹识别模块2，一种具有压力检测功能的指纹识别器件7，一种配置指纹识别器件的电气设备，以及为指纹识别器件7配置压力检测功能的方法。本发明第二实施例和第三实施例以第一实施例为基础提出部分改进方案。

本发明提出一种能够实现压力检测功能的指纹识别模块2，如图1所示，包括数据处理控制电路23，以及电连接该数据处理控制电路23的指纹采集传感器21和输入输出接口组22。所述输入输出接口组22包括至少一输入输出接口222。为实现压力检测功能，所述输入输出接口组22还包括至少一用于电连接压力检测组件的压力检测输入输出接口221。借助由压力检测组件输入的压力检测数据，指纹识别模块2能够对施加在指纹采集传感器21上的压力进行检测。所述数据处理控制电路23应当包括对采集数据进行处理的数据处理器或者功能相当的分立元件电路，以及为指纹识别模块2所有用电元件配置的电路。所述压力检测数据输入输出接口221是用于完成压力检测数据的输入输出接口，参荐后文指纹识别器件7，其所电连接的压力检测组件应当是压力侦测的器件，而不是现有技术专用的、芯片级的压力检测IC芯片。所述专用的、芯片级的压力检测IC芯片自身具备数据处理能力，其与指纹识别模块2结合使用应当不能通过简单的输入输出接口级电连接完成，还应当配置协处理器对指纹识别模块2和压力检测IC芯片的数据进行数据处理。与专用的、芯片级的压力检测IC芯片不同的是，本发明指纹识别模块2通过压力检测输入输出接口221电连接的压力检测组件提供压力检测数据，即将压力采集转化为电信号的原始数据，通过数据处理控制电路23将该原始数据和指纹采集传感器21采集的数据一起处理以实现兼具压力检测的指纹识别功能。与现有技术专用的、芯片级的压力检测IC芯片相比，用于指纹识别模块2的压力检测组件的实现成本低，组成结构简单，运行稳定性高。因此，本发明指纹识别模块2既实现压力检测功能，并较现有技术的解决方案大幅减少成本，降低数据处理量，避免出现芯片级的兼容性问题，运行稳定性高。

本发明第一实施例，如图1所示，所述指纹识别模块2被封装成一芯片，以一颗芯片的物理形式被应用，压力检测组件是设置在该芯片外部的外设组件。因而，本发明实现用单颗芯片完成兼具压力检测的指纹识别功能。

能够为指纹识别模块2的压力检测输入输出接口221提供压力检测数据的压力检测组件可以有多种实现方案，多种压力采集方式，以及转换成电信号的方式方法和电信号的类型也可以有多种多样。本发明第一实施例提出一种最优方案实现压力检测组件，参考本发明第一实施例后文提出的指纹识别器件7，如图2和图3所示，所述压力检测组件1够将侦测的压力变化量转换为电容变化量，该压力检测组件1设置有用于形成检测电容的电极单元12，该电极单元12包括至少一用于形成检测电容的电极121。压力检测组件1设置有能够因指纹采集传感器21被按压而发生形变的压力检测空间11，所述电极单元12设置在压力检测空间11内而使电极121能够形成检测电容，使得，当压力检测空间11因指纹采集传感器21被按压发生形变时，检测电容因压力检测空间11的形变而发生电容容值变化。压力检测组件1借助压力检测输入输出接口221向指纹识别模块传输包括检测电容容值变化量的压力检测数据。借助数据处理控制电路23，指纹识别模块2既能够对指纹采集传感器21所采集的数据进行处理，还能够完成对压力检测数据的处理，并且将两者结合而控制指纹识别模块2输出必要的数据，实现本发明指纹识别模块2的3D-Touch功能。

以本发明指纹识别模块2为基础，本发明进一步提出一种具有压力检测功能的指纹识别器件7，如图2和图3所示，包括能够完成指纹识别功能的指纹识别组件4，以及能够将侦测的压力变化量转换为电容变化量的压力检测组件1。该压力检测组件1设置有电极单元12，该电极单元12包括至少一用于形成检测电容的电极121。所述指纹识别组件4包括指纹识别模块2。如图1所示，该指纹识别模块2包括数据处理控制电路23，以及电连接该数据处理控制电路23的指纹采集传感器21和输入输出接口组22。所述输入输出接口组22包括至少一用于电连接压力检测组件1的压力检测输入输出接口221。压力检测组件1设置有能够因指纹采集传感器21被按压而发生形变的压力检测空间11，所述电极单元12设置在压力检测空间11内而使电极121能够形成检测电容，使得，当压力检测空间11因指纹采集传感器21被按压发生形变时，检测电容因压力检测空间11的形变而发生电容容值变化。压力检测组件1借助压力检测输入输出接口221向指纹识别模块2传输包括检测电容容值变化量的压力检测数据。压力检测数据还可以包括但不限于压力施加时间、压力施加区域等数据。

本发明第一实施例，所述指纹识别模块2被封装成一芯片，压力检测组件1设置在该芯片外部。因而，本发明用一颗芯片实现兼具压力检测功能的指纹识别。

所述压力检测组件1可以设置在能够将对指纹识别组件4的按压转化为压力检测空间11形变的任何位置，其可实现的方案多种多样，例如将压力检测空间11设置在相对远离指纹识别组件4的位置，通过压力传递结构使作用与指纹采集传感器21上的压力传递至压力检测空间11。压力检测空间11的实现方式也可以多种多样。作为最直接且简单的实现方案，本发明第一实施例，如图2和图3所示，所述电极单元12设置在指纹采集传感器21被按压方向上，压力检测组件1的压力检测空间11是电极单元12的电极121与指纹识别模块2之间形成的间隙，使得，当指纹采集传感器21被按压时，指纹识别模块2与电极121之间的间隙发生变化而使压力检测空间11发生形变，进而使指纹识别模块2与电极121之间的检测电容的容值发生变化。

为实现指纹识别模块2与压力检测组件1电连接，本发明第一实施例，如图2至图5所示，指纹识别器件7还包括柔性印刷电路Flexible Printed Circuit 5。借助柔性印刷电路FPC 5使压力检测组件1电连接压力检测输入输出接口221而能够向指纹识别模块2传输压力检测数据。

柔性印刷电路FPC 5不仅为指纹识别模块2与压力检测组件1电连接提供媒介，如图2和图3所示，还通过其可弯曲、具有一定弹性和伸缩延展性的特点，为构建压力检测空间11提供了辅助结构。经过至少一次弯折的柔性印刷电路FPC 5为构建压力检测空间11提供了两个相对的支撑面。

基于柔性印刷电路FPC 5所构建的压力检测空间11，压力检测组件1以较简单结构融合柔性印刷电路FPC 5，本发明第一实施例，如图2和图3所示，所述电极单元12的电极121以柔性印刷电路FPC 5为基板设置在该柔性印刷电路FPC 5上。使柔性印刷电路FPC 5既用于实现指纹识别模块2与压力检测组件1电连接，电极121通过柔性印刷电路12将反映检测电容容值和检测电容容值变化量的电信号直接传输至指纹识别模块2的压力检测输入输出接口221，同时，柔性印刷电路FPC 5还作为压力检测组件1的一部分用于构建压力检测空间11。本发明第一实施例以一个相当简单优化的结构实现压力检测组件1并与指纹识别模块2融合。如图4和图5所示，指纹识别模块2和电极单元12分别设置在柔性印刷电路FPC 5的两面，柔性印刷电路FPC 5经过一次弯折而使电极单元12的电极121位于指纹采集传感器21被按压方向上，并在它们之间形成作为压力检测空间11的间隙，而形成图2所示结构。如图3所示，当指纹采集传感器21被按压时，具有弹性、可伸缩延展、弯曲的柔性印刷电路FPC 5也被向着电极121按压弯曲，从而压力检测空间11发生形变，导致由电极121形成的检测电容容值产生变化量，并将反映电容容值变化量的电信号通过压力检测输入输出接口221发送至数据处理控制电路23，从而实现兼具压力检测的指纹识别。

为便于兼容和安装于各种应用指纹识别器件7的电气设备，本发明第一实施例，如图2至图5，以及图8所示，指纹识别器件7还包括电连接在柔性印刷电路FPC 5上的接口模块6。借助该接口模块6使指纹识别器件电连接电气设备。所述电气设备包括但不限于移动通信终端、平板电脑、工业控制平台设备，或者车载电气设备。移动通信终端的最常用实现形式就是被人们称作手机的终端。工业控制平台设备是用于工业生产实施自动化控制的设备。车载电气设备包括整车出厂时就安装在车内的自带电气设备，以及在整车出厂后，除自带电气设备外，为车内另外配置的电气设备。本发明第一实施例，如图8所示，将指纹识别器件7用于平板电脑8，该平板电脑8包括显示屏81。指纹识别器件7通过接口模块6电连接在平板电脑8内，并在物理结构上设置在显示屏81的一侧。

无论是否采用柔性印刷电路FPC 5构建压力检测空间11，为了确保压力检测空间11的形变效果和获取稳定的检测电容，本发明第一实施例，如图2和图3所示，所述压力检测组件1包括设置在指纹识别模块2与电极单元12的电极121之间的、用导电材料制成的强度补充板13。所述强度补充板13承托指纹识别模块2而在指纹识别模块2与电极单元12的电极121之间形成压力检测空间11，并且作为基准电位电极为电极单元12的电极121提供基准电位。如图2和图3所示，在实施例中强度补充板13接地而提供基准零电位。如图2和3所示，当采用柔性印刷电路FPC 5时，强度补充板13设置柔性印刷电路FPC 5位于指纹识别模块2背面的位置以支撑该指纹识别模块2，同时，经过弯折的柔性印刷电路FPC 5正对强度补充板13的部分设置电极单元12，从而强度补充板13设置在柔性印刷电路FPC 5构建的压力检测空间11内，不仅为压力检测空间11提供物理支撑，还为电极板121提供基准电位，形成稳定的检测电容。

为给压力检测空间11提供足够支撑，本发明第一实施例，如图2和图3所示，压力检测组件1还包括弹性支撑胶体14。所述弹性支撑胶体14一端面围绕电极单元12固定设置，该弹性支撑胶体的另一端面固定连接强度补充板13，从而在强度补充板13和电极单元12之间形成作为压力检测空间11的间隙。如图2和3所示，当采用柔性印刷电路FPC 5时，弹性支撑胶体14两端面分别连接强度补充板13和柔性印刷电路FPC 5的用于电连接电极单元12的一面。在实施例中，所述弹性支撑胶体14采用具有弹性的双面胶体。

电极单元12设置的电极121的数量，以及电极121的形状可以根据应用需求设计成多种方案。本发明第一实施例，如图4和图5所示，电极单元12仅设置一个横截面呈矩形的电极121。本发明第二实施例，如图6所示，电极单元12仅设置一个横截面呈椭圆形的电极121。本发明第三实施例，如图7所示，电极单元12设置两电极121，该两电极121的横截面呈三角形。显然，电极121还可以设计成其横截面呈圆形、多边形、或者任意一种平面几何形状。并且，在电极121的边缘设置两个以上的凹陷边，相邻两凹陷边之间形成凸起边，从而形成其横截面是具有锯齿状边缘的平面图形的电极121，此种电极121的形状方案也可以运用于本发明。

所述压力检测组件1应当不仅能够检测到压力施加与否，还应当通过对电极单元12的结构设计和对指纹识别组件2的数据处理模块的数据处理方法的设计实现对压力值的精确量化。本发明所述电极121的形状，数量，以及电极121布设结构使得检测电容的变化量能够分级地反映使压力检测空间11产生的形变量的压力值。

作为一种指纹识别组件4的具体实现结构，本发明第一实施例，如图2和图3所示，所述指纹识别组件4还包括覆盖在指纹采集传感器21上的盖板31。

本发明第一实施例，如图2和图3所示，所述指纹识别组件4还包括管状的围壁32。所述指纹识别模块2的指纹采集传感器21和盖板31设置在该围壁32内。围壁23可为金属环，用于接收驱动信号，从而实现指纹感测。

本发明还提出配置指纹识别器件7的电气设备，包括指纹识别器件7。如图1至图5，以及图8所示，指纹识别器件7包括能够完成指纹识别功能的指纹识别组件4，以及能够将侦测的压力变化量转换为电容变化量的压力检测组件1。所述指纹识别组件4包括指纹识别模块2。该指纹识别模块2包括数据处理控制电路23，以及电连接该数据处理控制电路23的指纹采集传感器21和输入输出接口组22。所述输入输出接口组22包括至少一用于电连接压力检测组件1的压力检测输入输出接口221。所述压力检测组件1包括电极单元12，以及能够因指纹采集传感器21被按压而发生形变的压力检测空间11。所述电极单元12包括至少一电极121，设置在压力检测空间11内而使电极121能够形成检测电容，使得，当压力检测空间11因指纹采集传感器21被按压发生形变时，检测电容也因压力检测空间11的形变而发生电容容值变化。压力检测组件1借助压力检测输入输出接口221向指纹识别模块2传输包括检测电容容值变化量的压力检测数据。所述电气设备包括但不限于移动通信终端、平板电脑、工业控制平台设备，或者车载电气设备。移动通信终端的最常用实现形式就是被人们称作手机的终端。工业控制平台设备是用于工业生产实施自动化控制的设备。车载电气设备包括整车出厂时就安装在车内的自带电气设备，以及在整车出厂后，除自带电气设备外，为车内另外配置的电气设备。本发明第一实施例，如图8所示，电气设备采用平板电脑8，该平板电脑8包括显示屏81。指纹识别器件7通过接口模块6电连接在平板电脑8内，并在物理结构上设置在显示屏81的一侧。

以上所有涉及指纹识别模块2，指纹识别组件4，以及指纹识别器件7的内容都适用所述电气设备。

以本发明指纹识别器件7为基础，本发明还提出一种为指纹识别器件7配置压力检测功能的方法，如图2和图5所示，所述指纹识别器件7包括用于完成指纹识别功能的指纹识别组件4。该指纹识别组件4包括指纹识别模块2。所述指纹识别模块2包括数据处理控制电路，以及电连接该数据处理控制电路的指纹采集传感器21和输入输出接口组22。所述方法包括如下步骤：

A. 将指纹识别模块2的输入输出接口组22的至少一输入输出接口配置为压力检测输入输出接口221；

B. 设置借助压力检测输入输出接口221向指纹识别组件4传输压力检测数据的压力检测组件1；所述压力检测数据包括检测电容容值变化量；

为压力检测组件1设置能够因指纹采集传感器21被按压而发生形变的压力检测空间11，以及电极单元12；电极单元12设置至少一用于形成检测电容的电极121；使得，当压力检测空间11因指纹采集传感器21被按压发生形变时，检测电容也因压力检测空间11的形变而发生电容变化。

作为最直接且简单的压力检测空间11的实现方案，如图2和图3所示，所述为指纹识别器件配置压力检测功能的方法的步骤B包括如下分步骤，

B1. 设置借助压力检测输入输出接口221向指纹识别模块2传输压力检测数据的压力检测组件1；所述压力检测数据包括检测电容容值变化量；

B2. 在指纹采集传感器21被按压方向上设置电极单元12，电极单元12设置至少一用于形成检测电容的电极121，从而将电极单元12的电极121与指纹识别模块2之间形成的间隙作为压力检测组件1的压力检测空间11；

当指纹采集传感器21被按压时，指纹识别模块2与电极121之间的间隙发生变化而使压力检测空间11发生形变，同时使指纹识别模块2与电极121之间的检测电容的容值发生变化。

为实现压力检测组件1与指纹识别模块2之间的数据传输，如图2和图3所示，所述为指纹识别器件配置压力检测功能的方法的分步骤B1包括如下分步骤，

B11. 采用柔性印刷电路FPC 5使压力检测组件电连接压力检测输入输出接口221而能够向指纹识别模块2传输压力检测数据。

为以较为简单优化的结构实现压力检测组件1，在上述分步骤B1中还增加以下分步骤B12，

B12. 以柔性印刷电路FPC 5为基板，将电极单元12的电极121设置在柔性印刷电路FPC5上。

为了确保压力检测空间11的形变效果和获取稳定的检测电容，如图2至图5所示，所述为指纹识别器件配置压力检测功能的方法的分步骤B2包括如下分步骤，

B21. 在指纹采集传感器21被按压方向上设置电极单元12，电极单元12设置至少一用于形成检测电容的电极121；

B22. 在指纹识别模块2与电极单元12之间设置用于承托指纹识别模块2的、用导电材料制成的强度补充板13，使该强度补充板13与电极单元12的电极121之间形成间隙，从而将电极单元12的电极121与指纹识别模块2之间形成的间隙作为压力检测组件1的压力检测空间11；所述强度补充板13还作为提供基准电位的基准电位电极；

当指纹采集传感器21被按压时，指纹识别模块2与电极121之间的间隙发生变化而使压力检测空间11发生形变，同时使指纹识别模块2与电极121之间的检测电容的容值发生变化。

为给压力检测空间11提供足够支撑，如图1和图2所示，所述为指纹识别器件配置压力检测功能的方法的分步骤B22包括如下分步骤，

B221. 在指纹识别模块2与电极单元12之间设置用于承托指纹识别模块2的、用导电材料制成的强度补充板13；

B222. 设置弹性支撑胶体14；弹性支撑胶体14一端面围绕电极单元12固定设置，将该弹性支撑胶体14的另一端面固定连接强度补充板13，使该强度补充板13与电极单元12的电极121之间形成间隙，从而将电极单元12的电极121与指纹识别模块2之间形成的间隙作为压力检测组件的压力检测空间11；所述强度补充板13还作为提供基准电位的基准电位电极；使得

当指纹采集传感器21被按压时，指纹识别模块2与电极121之间的间隙发生变化而使压力检测空间11发生形变，同时使指纹识别模块2与电极121之间的检测电容的容值发生变化。

所述压力检测组件1应当不仅能够检测到压力，还应当通过对电极单元12的结构设计和对指纹识别组件4的数据处理控制电路的数据处理方法的设计实现对压力值的精确量化。所述为指纹识别器件配置压力检测功能的方法在电极单元12内设置电极121过程中，所述电极121的形状，数量，以及电极121布设结构使得检测电容的变化量能够分级地反映使压力检测空间11产生的形变量的压力值。

本发明第一实施例是最优实施方案，但本发明所主张范围并不仅限于第一实施例，任何与上述各实施例等同或者实质相同的方案都应当在本发明所主张范围之内。

Claims (17)

1.一种能够实现压力检测功能的指纹识别模块，包括数据处理控制电路，以及电连接该数据处理控制电路的指纹采集传感器和输入输出接口组；其特征在于：

所述输入输出接口组包括至少一用于电连接压力检测组件的压力检测输入输出接口；

借助由压力检测组件输入的压力检测数据，指纹识别模块能够对施加在指纹采集传感器上的压力进行检测；

所述指纹识别模块被封装成一芯片，压力检测组件设置在该芯片外部；

所述压力检测组件够将侦测的压力变化量转换为电容变化量，该压力检测组件设置有用于形成检测电容的电极单元，该电极单元包括至少一用于形成检测电容的电极；

压力检测组件设置有能够因指纹采集传感器被按压而发生形变的压力检测空间，所述电极单元设置在压力检测空间内而使电极能够形成检测电容，使得，当压力检测空间因指纹采集传感器被按压发生形变时，检测电容因压力检测空间的形变而发生电容容值变化；

压力检测组件借助压力检测输入输出接口向指纹识别模块传输包括检测电容容值变化量的压力检测数据。

2.一种具有压力检测功能的指纹识别器件，包括能够完成指纹识别功能的指纹识别组件；其特征在于：

还包括能够将侦测的压力变化量转换为电容变化量的压力检测组件；该压力检测组件设置有用于形成检测电容的电极单元，该电极单元包括至少一用于形成检测电容的电极；

所述指纹识别组件包括指纹识别模块；该指纹识别模块包括数据处理控制电路，以及电连接该数据处理控制电路的指纹采集传感器和输入输出接口组；所述输入输出接口组包括至少一用于电连接压力检测组件的压力检测输入输出接口；

压力检测组件设置有能够因指纹采集传感器被按压而发生形变的压力检测空间，所述电极单元设置在压力检测空间内而使电极能够形成检测电容，使得，当压力检测空间因指纹采集传感器被按压发生形变时，检测电容因压力检测空间的形变而发生电容容值变化；压力检测组件借助压力检测输入输出接口向指纹识别模块传输包括检测电容容值变化量的压力检测数据；

所述指纹识别模块被封装成一芯片，压力检测组件设置在该芯片外部。

3.根据权利要求2所述的具有压力检测功能的指纹识别器件，其特征在于：

所述电极单元设置在指纹采集传感器被按压方向上，压力检测组件的压力检测空间是电极单元的电极与指纹识别模块之间形成的间隙，使得，当指纹采集传感器被按压时，指纹识别模块与电极之间的间隙发生变化而使压力检测空间发生形变，进而使指纹识别模块与电极之间的检测电容的容值发生变化。

4.根据权利要求3所述的具有压力检测功能的指纹识别器件，其特征在于：

还包括柔性印刷电路；

借助柔性印刷电路使压力检测组件电连接压力检测输入输出接口而能够向指纹识别模块传输压力检测数据。

5.根据权利要求4所述的具有压力检测功能的指纹识别器件，其特征在于：

所述电极单元的电极以柔性印刷电路为基板设置在该柔性印刷电路上。

6.根据权利要求4所述的具有压力检测功能的指纹识别器件，其特征在于：

还包括电连接在柔性印刷电路上的接口模块；

借助该接口模块使指纹识别器件电连接电气设备；

所述电气设备是移动通信终端、平板电脑、工业控制平台设备，或者车载电气设备。

7.根据权利要求3至6之任一所述的具有压力检测功能的指纹识别器件，其特征在于：

所述压力检测组件包括设置在指纹识别模块与电极单元的电极之间的、用导电材料制成的强度补充板；

所述强度补充板承托指纹识别模块而在指纹识别模块与电极单元的电极之间形成压力检测空间，并且作为基准电位电极为电极单元的电极提供基准电位。

8.根据权利要求7所述的具有压力检测功能的指纹识别器件，其特征在于：

压力检测组件还包括弹性支撑胶体；

所述弹性支撑胶体一端面围绕电极单元固定设置，该弹性支撑胶体的另一端面固定连接强度补充板，从而在强度补充板和电极单元之间形成作为压力检测空间的间隙。

9.根据权利要求2所述的具有压力检测功能的指纹识别器件，其特征在于：

所述指纹识别组件还包括覆盖在指纹采集传感器上的盖板。

10.根据权利要求9所述的具有压力检测功能的指纹识别器件，其特征在于：

所述指纹识别组件还包括管状的围壁；所述指纹识别模块的指纹采集传感器和盖板设置在该围壁内。

11.一种配置指纹识别器件的电气设备，其特征在于：

包括指纹识别器件；

所述指纹识别器件包括能够完成指纹识别功能的指纹识别组件，以及能够将侦测的压力变化量转换为电容变化量的压力检测组件；

所述指纹识别组件包括指纹识别模块；该指纹识别模块包括数据处理控制电路，以及电连接该数据处理控制电路的指纹采集传感器和输入输出接口组；所述输入输出接口组包括至少一用于电连接压力检测组件的压力检测输入输出接口；

所述压力检测组件包括电极单元，以及能够因指纹采集传感器被按压而发生形变的压力检测空间；所述电极单元包括至少一电极，设置在压力检测空间内而使电极能够形成检测电容，使得，当压力检测空间因指纹采集传感器被按压发生形变时，检测电容也因压力检测空间的形变而发生电容容值变化；

压力检测组件借助压力检测输入输出接口向指纹识别模块传输包括检测电容容值变化量的压力检测数据；

所述指纹识别模块被封装成一芯片，压力检测组件设置在该芯片外部。

12.一种为指纹识别器件配置压力检测功能的方法，所述指纹识别器件包括用于完成指纹识别功能的指纹识别组件；该指纹识别组件包括指纹识别模块；所述指纹识别模块包括数据处理控制电路，以及电连接该数据处理控制电路的指纹采集传感器和输入输出接口组；所述指纹识别模块被封装成一芯片，压力检测组件设置在该芯片外部；其特征在于所述方法包括如下步骤：

A. 将指纹识别模块的输入输出接口组的至少一输入输出接口配置为压力检测输入输出接口；

B. 设置借助压力检测输入输出接口向指纹识别组件传输压力检测数据的压力检测组件；所述压力检测数据包括检测电容容值变化量；

为压力检测组件设置能够因指纹采集传感器被按压而发生形变的压力检测空间，以及电极单元；为电极单元设置至少一用于形成检测电容的电极；使得，当压力检测空间因指纹采集传感器被按压发生形变时，检测电容也因压力检测空间的形变而发生电容容值变化。

13.根据权利要求12所述的为指纹识别器件配置压力检测功能的方法，其特征在于：

所述步骤B包括如下分步骤，

B1. 设置借助压力检测输入输出接口向指纹识别模块传输压力检测数据的压力检测组件；所述压力检测数据包括检测电容的容值变化量；

B2. 在指纹采集传感器被按压方向上设置电极单元，为电极单元设置至少一用于形成检测电容的电极，从而将电极单元的电极与指纹识别模块之间形成的间隙作为压力检测组件的压力检测空间；

当指纹采集传感器被按压时，指纹识别模块与电极之间的间隙发生变化而使压力检测空间发生形变，同时使指纹识别模块与电极之间的检测电容的容值发生变化。

14.根据权利要求13所述的为指纹识别器件配置压力检测功能的方法，其特征在于：

所述分步骤B1包括如下分步骤，

B11. 采用柔性印刷电路使压力检测组件电连接压力检测输入输出接口而能够向指纹识别模块传输压力检测数据。

15.根据权利要求14所述的为指纹识别器件配置压力检测功能的方法，其特征在于：

所述分步骤B1还包括如下分步骤，

B12. 以柔性印刷电路为基板，将电极单元的电极设置在柔性印刷电路上。

16.根据权利要求13至15之任一所述的为指纹识别器件配置压力检测功能的方法，其特征在于：

所述分步骤B2包括如下分步骤，

B21. 在指纹采集传感器被按压方向上设置电极单元，电极单元设置至少一用于形成检测电容的电极；

B22. 在指纹识别模块与电极单元之间设置用于承托指纹识别模块的、用导电材料制成的强度补充板，使该强度补充板与电极单元的电极之间形成间隙，从而将电极单元的电极与指纹识别模块之间形成的间隙作为压力检测组件的压力检测空间；所述强度补充板还作为提供基准电位的基准电位电极；使得，

当指纹采集传感器被按压时，指纹识别模块与电极之间的间隙发生变化而使压力检测空间发生形变，同时使指纹识别模块与电极之间的检测电容的容值发生变化。

17.根据权利要求16所述的为指纹识别器件配置压力检测功能的方法，其特征在于：

所述分步骤B22包括如下分步骤，

B221. 在指纹识别模块与电极单元之间设置用于承托指纹识别模块的、用导电材料制成的强度补充板；

B222. 设置弹性支撑胶体；弹性支撑胶体一端面围绕电极单元固定设置，将该弹性支撑胶体的另一端面固定连接强度补充板，使该强度补充板与电极单元的电极之间形成间隙，从而将电极单元的电极与指纹识别模块之间形成的间隙作为压力检测组件的压力检测空间；所述强度补充板还作为提供基准电位的基准电位电极；使得，

当指纹采集传感器被按压时，指纹识别模块与电极之间的间隙发生变化而使压力检测空间发生形变，同时使指纹识别模块与电极之间的检测电容的容值发生变化。

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