CN109598178A - 超声波指纹识别模组和电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的超声波指纹识别模组包括基体、设置在基体上的超声波传感器、设置在基体上的触控检测组件、及与超声波传感器及触控检测组件均电连接的处理芯片，触控检测组件用于根据用户对基体的触控产生电信号，处理芯片根据电信号控制超声波传感器采集用户的指纹的超声波影像。超声波指纹识别模组通过设置触控检测组件及处理芯片，使触控检测模组在用户的触控操作下产生电信号后通过处理芯片控制超声波传感器采集用户的指纹的超声波影像；也就是说，用户在超声波传感器在需要使用时，才会开启超声波传感器进行采集用户的指纹的超声波影像，避免了误操作超声波指纹识别模组而开启超声波传感器采集用户的指纹的超声波影像。本发明还公开了一种电子装置。

Description

超声波指纹识别模组和电子装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种超声波指纹识别模组和电子装置。

背景技术

现有的具有超声波指纹传感器的电子装置中，当用户触控到超声波指纹传感器时，超声波传感器立即采集用户的指纹，从而超声波指纹传感器容易受到误触而采集用户的指纹。

发明内容

本发明的实施例提供了一种超声波指纹识别模组和电子装置。

本发明实施方式的超声波指纹识别模组包括基体、设置在所述基体上的超声波传感器、设置在所述基体上的触控检测组件、及与所述超声波传感器及所述触控检测组件均电连接的处理芯片，所述触控检测组件用于根据用户对所述基体的触控产生电信号，所述处理芯片根据所述电信号控制所述超声波传感器采集所述用户的指纹的超声波影像。

本发明实施方式的超声波指纹识别模组通过设置触控检测组件及处理芯片，使触控检测模组在用户的触控操作下产生电信号后通过处理芯片控制超声波传感器采集用户的指纹的超声波影像；也就是说，用户在超声波传感器在需要使用时，才会开启超声波传感器进行采集用户的指纹的超声波影像，避免了误操作超声波指纹识别模组而开启超声波传感器采集用户的指纹的超声波影像。

在某些实施方式中，所述触控检测组件包括金属片及与所述金属片连接的电路板，所述电路板与所述金属片间隔，所述电路板上设置有电感线路。如此，相较于压电元件或微机电压力芯片制成的触控检测组件，由金属片及电路板形成的触控检测组件的成本更低。

在某些实施方式中，所述触控检测模组还包括间隔片，在远离所述基体的方向上，所述超声波传感器、所述金属片、所述间隔片、及所述电路板依序排列，所述间隔片间隔所述电路板与所述金属片以使所述电路板与所述金属片之间形成形变空间。本实施方式的触控检测模组设置间隔片，当用户触控操作触控检测模组并使触控检测模组发生形变时便于金属片与电感线路发生相对移动，从而提高触控检测模组响应用户触控操作的灵敏度；其次，相较于超声波传感器及触控检测模组均错开设置在基体上，超声波传感器与触控检测模组层叠设置在基体上，使用户的一次触控操作既能够通过触控检测模组检测用户是否按压在触控检测模组上，又能够通过超声波传感器采集用户的指纹的超声波影像。

在某些实施方式中，所述触控检测模组还包括弹性体，在远离所述基体的方向上，所述超声波传感器、所述金属片、所述弹性体、及所述电路板依序排列，所述弹性体设置在所述电路板与所述金属片之间，所述弹性体间隔所述电路板与所述金属片，并使所述电路板与所述金属片之间形成形变空间。本实施方式的触控检测模组设置弹性体，当用户触控操作触控检测模组并使触控检测模组发生形变时便于金属片与电感线路发生相对移动，从而提高触控检测模组响应用户触控操作的灵敏度；其次，相较于由刚性材料制成的间隔片，由弹性材料制成的弹性体在用户的按压作用下能产生较大的形变，从而设置在弹性体上的金属片相对电感线路也能够产生较大位移。在用户撤销触控按压时，弹性体的回复力有利于金属片回复到初始状态。再者，相较于超声波传感器及触控检测模组均错开设置在基体上，超声波传感器与触控检测模组层叠设置在基体上，使用户的一次触控操作既能够通过触控检测模组检测用户是否按压在触控检测模组上，又能够在用户按压在触控检测模组上时通过超声波传感器采集用户的指纹的超声波影像。

在某些实施方式中，所述触控检测模组还包括弹性体，在远离所述基体的方向上，所述超声波传感器、所述金属片、所述弹性体、及所述电路板依序排列，所述弹性体设置在所述电路板与所述金属片之间，所述弹性体完全覆盖所述电路板及所述金属片。本实施方式的触控检测模组设置弹性体，当用户触控操作触控检测模组并使触控检测模组发生形变时便于金属片与电感线路发生相对移动；其次，相较于将多个弹性体设置在金属片上，本实施方式的弹性体完全覆盖电路板及金属片更容易制作。进一步地，在用户撤销触控按压时，弹性体的回复力有利于金属片回复到初始状态。再者，相较于超声波传感器及触控检测模组均错开设置在基体上，超声波传感器与触控检测模组层叠设置在基体上，使用户的一次触控操作既能够通过触控检测模组检测用户是否按压在触控检测模组上，又能够在用户按压在触控检测模组上时通过超声波传感器采集用户的指纹的超声波影像。

在某些实施方式中，在远离所述基体的方向上，所述金属片、所述超声波传感器、及所述电路板依序排列。如此，金属片与电路板之间不需要额外设置其他元件，借用超声波传感器即可将金属片与电路板分隔开，从而减小了超声波指纹识别模组的厚度。

在某些实施方式中，所述基体由金属材料制成。当金属片设置在基体上，并且超声波传感器位于金属片与电路板之间时，金属片为基体的一部分。如此，金属片为基体的一部分，不仅节省了材料，还减小了超声波指纹识别模组的厚度。

在某些实施方式中，所述触控检测组件包括：

第一电路板，所述第一电路板上设置有第一电感线路；及

与所述第一电路板间隔设置的第二电路板，所述第二电路板上设置有第二感线路。相较于金属片与电感线路共同形成的触控检测模组，第一电感线路受到第二电感线路产生的磁场激励比较大，因而，本实施方式的触控检测模组检测用户的触控操作的灵敏度更高。

在某些实施方式中，所述第一电路板与所述第二电路板柔性连接。如此，第一电感线路与第二电感线路可以通过同一连接端子与其他电子元件(例如，处理芯片)电性连接。

在某些实施方式中，所述超声波传感器包括基材、多个像素电极、压电元件及导电电极。多个所述像素电极制作在所述基材上并呈阵列分布。所述压电元件设置在所述基材上并覆盖多个所述像素电极，所述压电元件用于发射超声波并在接收到用户反射的超声波后产生指纹识别信号，多个所述像素电极用于接收所述指纹识别信号。所述导电电极设置在所述压电元件上，所述压电元件位于所述基材与所述导电电极之间。所述处理芯片与多个所述像素电极连接，所述处理芯片处理所述指纹识别信号以形成所述超声波影像。本实施方式的超声波传感器的每个像素电极能够根据接收到的电信号确定手指按压在超声波传感器上的位置及压电元件在该位置上产生的电信号，从而减少了处理芯片需要处理的数据量、提升了超声波传感器的识别效率。

本发明实施方式的电子装置包括上述任意一项实施方式所述的超声波指纹识别模组；所述基体为所述电子装置的壳体，所述壳体包括顶壁、底壁及侧壁，所述顶壁与所述底壁相背，所述顶壁开设有收容腔，所述侧壁连接所述顶壁与所述底壁，所述侧壁包括相背的内表面和外表面，所述超声波传感器及所述触控检测组件均设置在所述侧壁上并收容在所述收容腔内。

本发明实施方式的电子装置通过设置触控检测组件及处理芯片，使触控检测模组在用户的触控操作下产生电信号后通过处理芯片控制超声波传感器采集用户的指纹的超声波影像；也就是说，用户在超声波传感器在需要使用时，才会开启超声波传感器进行采集用户的指纹的超声波影像，避免了误操作超声波指纹识别模组而开启超声波传感器采集用户的指纹的超声波影像。

本发明的附加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是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的平面示意图。

图2是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图3是本发明某些实施方式的微机电压阻式压力芯片的结构示意图。

图4是本发明某些实施方式的触控检测模组的剖视图。

图5是本发明某些实施方式的触控检测模组的剖视图。

图6是本发明某些实施方式的电路板的平面示意图。

图7是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图8是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图9是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图10是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图11是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图12是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图13是本发明某些实施方式的触控检测模组的剖视图。

图14是本发明某些实施方式的触控检测模组的剖视图。

图15是本发明某些实施方式的第一电路板及第二电路板的平面示意图。

图16是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图17是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图18是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图19是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的剖视图。

图20是本发明某些实施方式的超声波指纹识别模组的立体结构示意图。

图21是本发明某些实施方式的超声波传感器的剖视图。

图22是本发明某些实施方式的超声波传感器的分解示意图。

图23是本发明某些实施方式的超声波传感器的剖视图。

图24是本发明某些实施方式的超声波传感器的分解示意图。

图25是本发明某些实施方式的超声波传感器的剖视图。

图26是本发明某些实施方式的超声波传感器的分解示意图。

图27是本发明某些实施方式的电子装置的平面示意图。

图28是本发明某些实施方式的壳体及超声波指纹识别模组的立体示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1，本发明实施方式的超声波指纹识别模组100包括基体10、设置在基体10上的超声波传感器20、设置在基体10上的触控检测组件30、及与超声波传感器20及触控检测组件30均电连接的处理芯片40。触控检测组件30用于根据用户对基体10的触控产生电信号，处理芯片40根据该电信号控制超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像。

超声波传感器20及触控检测模组30可均设置在基体10上并相互错开(如图1所示)；或者，超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置并一起设置在基体10上(如图2所示)，此时，超声波传感器20的中心位置及触控检测模组30的中心位置可为对应。触控检测模组30包含有压电元件、微机电压力芯片、两个电感线路形成的模组、或电感线路与金属片共同形成的模组。

若触控检测模组30包括压电元件，当压电元件受到外力作用时会发生机械形变，机械形变后的压电元件会出现符号为正负的束缚电荷，从而产生电信号。

若触控检测模组30包括微机电压力芯片，微机电压力芯片包括微机电压阻式压力芯片和微机电电容式压力芯片中的任意一种。其中，微机电压阻式压力芯片是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯通电桥作为力电变换测量电路的，具有较高的测量精度、较低的功耗和较低的成本。具体地，微机电压阻式压力芯片的结构如图3所示。微机电压阻式压力芯片由两层玻璃体和一层硅片组成，硅片置于两层玻璃体之间，硅片中部做成一应力杯，应力杯形成有应力硅薄膜，应力硅薄膜与上层玻璃体之间形成有一真空腔。应力硅薄膜与真空间接触的一面经光刻形成电阻应变片电桥电路，当外面的压力进入应力杯中，应力硅薄膜因受外力作用而微微向上鼓起，发声弹性形变，四个电阻应变片因应力硅薄膜的形变而发声电阻变化，破坏原先的惠斯通电桥电路平衡，输出与压力成正比的电压信号。如此，当用户触控操作微机电压阻式压力芯片时，微机电压阻式压力芯片即可输出与用户的触控操作相应的电压信号。

微机电电容式压力芯片是利用微机电技术在硅片上制造出横格栅状，上下两根横格栅成为一组电容式压力传感器，上横格栅受压力作用向下移动，改变了上下两根横格栅的间距，也就改变了电容量的大小，从而输出对应电容量大小的电信号。如此，当用户触控操作微机电电容式压力芯片时，微机电电容式压力芯片即可输出与用户的触控操作对应的电信号。

本发明实施方式的超声波指纹识别模组100通过设置触控检测组件30及处理芯片40，使触控检测模组30在用户的触控操作下产生电信号后通过处理芯片40控制超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像；也就是说，用户在超声波传感器20在需要使用时，才会开启超声波传感器20进行采集用户的指纹的超声波影像，避免了误操作超声波指纹识别模组100而开启超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像。

请参阅图1，本发明实施方式的超声波指纹识别模组100包括基体10、超声波传感器20、触控检测组件30、及处理芯片40。

基体10，基体10可以为由非金属材料制成的片状结构。

请参阅图21及图22，超声波传感器20设置在基体10上，超声波传感器20可用于采集用户的指纹的超声波影像。超声波传感器20包括基材21、多个像素电极22、压电元件23及导电电极24。超声波传感器20设置在基体10上时，沿着远离基体10的方向，导电电极24、压电元件23、多个像素电极22及基材21依序设置在基体10上。多个像素电极22制作在基材21上并呈阵列分布。压电元件23设置在基材21上并覆盖多个像素电极22，压电元件23用于发射超声波并在接收到用户反射的超声波后产生指纹识别信号，多个像素电极22用于接收该指纹识别信号。导电电极24设置在压电元件23上，压电元件23位于基材21与导电电极24之间。处理芯片40与多个像素电极22连接，处理芯片40处理该指纹识别信号以形成超声波影像。压电元件23可以为压电材料制成的整体的层状结构。导电电极24可以为整体的层状结构。在其他实施方式中，声波传感器20设置在基体10上时，沿着远离基体10的方向，还可以是：基材21、多个像素电极22、压电元件23及导电电极24依序设置在基体10上。

触控检测组件30设置在基体10上。超声波传感器20及触控检测模组30可均设置在基体10上并相互错开(如图1所示)；或者，超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置并一起设置在基体10上(如图2所示)，此时，超声波传感器20的中心位置及触控检测模组30的中心位置可对应。触控检测模组30用于根据用户对基体10的触控产生电信号。触控检测模组30包含有压电元件、微机电压力芯片、电感线路、或电感线路与金属片共同形成的模组。

请参阅图4及图6，本实施方式的触控检测模组30包括金属片31及电路板32。金属片31设置在基体10上，电路板32设置在金属片31的远离基体10的一侧并与金属片31间隔，以便金属片31与电路板32能够发生相对移动。例如，电路板32与金属片31之间可以有空气间隙(如图4所示)；或者，电路板32与金属片31之间设置有易发生形变的元件(如图5所示)，例如，电路板32与金属片31之间设置有泡棉或胶体。电路板32上设置有电感线路322，电感线路322可以为螺旋形线路。当电感线路322通电并且触控检测模组30受到用户触控操作时，金属片31发生形变并相对电感线路322发生移动；此时，金属片31在电感线路322的作用下会产生涡流，金属片31上的涡流会产生电感并使电感线路322的电感发生变化，并使电感线路322产生电信号。金属片31为金属材料制成的片状结构，金属片31可以为铜片、铝片、钢片、铁片、或者多种金属材料构成的合金片中的任意一种。

处理芯片40与超声波传感器20及触控检测模组30均电性连接。处理芯片40还可以用于控制导电电极24及像素电极22的通电。处理芯片40接收触控检测模组30由用户触控基体10产生的电信号，处理芯片40根据该电信号控制超声波传感器20开启并采集用户的指纹的超声波影像。

具体地，当处理芯片40控制导电电极24与像素电极22通电以使导电电极24与像素电极22上施加有高频电压(例如：频率大于20KHZ的电压)时，其中导电电极24施加高频电压而像素电极22接地，压电元件23在高频电压的作用下产生超声波并向外发射超声波；若手指放置在超声波传感器20上，则手指会反射压电元件23发射的超声波并传递回压电元件23，由于手指上存在指纹，因而压电元件23上各个位置接收到的手指反射超声波不完全相同，从而压电元件23各个位置在超声波作用下产生的电信号(或逆压电信号)也不完全相同，压电元件23上各个位置产生的电信号能够共同形成手指的指纹图案；处理芯片40控制多个像素电极22接收压电元件23的各个位置上产生的该电信号，多个像素电极22将该电信号传递到处理芯片40上，处理芯片40处理该电信号以形成待检测物的超声波影像(包括手指的指纹图案)，从而识别出待检测物的指纹。

本发明实施方式的超声波指纹识别模组100通过设置触控检测组件30及处理芯片40，使触控检测模组30在用户的触控操作下产生电信号后通过处理芯片40控制超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像；也就是说，用户在超声波传感器20在需要使用时，才会开启超声波传感器20进行采集用户的指纹的超声波影像，避免了误操作超声波指纹识别模组100而开启超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像。

本实施方式的超声波指纹识别模组100还具有以下有益效果：第一，超声波传感器20的每个像素电极22能够根据接收到的电信号确定手指按压在超声波传感器20上的位置及压电元件23在该位置上产生的电信号，从而减少了处理芯片40需要处理的数据量、提升了超声波传感器20的识别效率。

第二，相较于压电元件或微机电压力芯片制成的触控检测组件30，由金属片31及电路板32形成的触控检测组件30的成本更低。

请参阅图23及图24，压电元件23包括多个压电柱232及填充在多个压电柱232之间的填充材料234。多个压电柱232设置在基材21上并呈阵列分布。多个压电柱232与多个像素电极22对应。每个压电柱232覆盖对应的像素电极22。压电柱232的上端面与导电电极24连接，压电柱232的下端面与像素电极22连接。由于压电元件23上的多个压电柱232阵列设置，因此每个压电柱232受到相邻的压电柱232产生的电性干扰及振动干扰较小，从而相较于由压电材料制成的整体的层状结构，本实施方式的压电元件23在超声波作用下产生的电信号更准确，进而处理芯片40处理该电信号形成的超声波影像更准确。压电柱232的材料可以为聚偏氟乙烯，填充材料234可以为环氧树脂。

请参阅图25及图26，上述实施方式的导电电极24包括多个间隔设置的条状结构的导电电极24，每个条状结构的导电电极24与同一列上的像素电极22对应。在其他实施方式中，每个条状结构的导电电极24与同一行上的像素电极22对应。像素电极22与条状结构的导电电极24对应便于像素电极22与导电电极24在压电元件23上施加高频电压(例如：频率大于20KHZ的电压)，同时便于像素电极22及导电电极24用于将压电元件23在压电效应下产生的电信号传递到其他元件上。相对于层状结构的导电电极24，条状结构的导电电极24更便于处理芯片40控制导电电极24的信号输入及输出，从而提升了超声波传感器20识别指纹的精度。

请参阅图7，在某些实施方式中，上述实施方式的触控检测模组30还包括间隔片33，在远离基体10的方向上，超声波传感器20、金属片31、间隔片33、及电路板32依序排列，间隔片33间隔电路板32与金属片31以使电路板32与金属片31之间形成形变空间301。也就是说，超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置在基体10上。间隔片33的数量为多个，多个间隔片33设置在金属片31的相对两端。间隔片33的一端设置在金属片31的端部上，间隔片33的另一端与电路板32连接。

本实施方式的触控检测模组30设置间隔片33，当用户触控操作触控检测模组30并使触控检测模组30发生形变时便于金属片31与电感线路322发生相对移动，从而提高触控检测模组30响应用户触控操作的灵敏度；其次，相较于超声波传感器20及触控检测模组30均错开设置在基体10上，超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置在基体10上，使用户的一次触控操作既能够通过触控检测模组30检测用户是否按压在触控检测模组30上，又能够在用户按压在触控检测模组30上时通过超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像。在其他实施方式中，间隔片33的数量为多个，多个间隔片33设置在金属片31的四周边缘位置上；或者，间隔片33为一个，间隔片33呈环状。

请参阅图7，在某些实施方式中，上述实施方式的触控检测模组30还包括弹性体34，在远离基体10的方向上，超声波传感器20、金属片31、弹性体34、及电路板32依序排列，弹性体34设置在电路板32与金属片31之间，弹性体34间隔电路板32与金属片31，并使电路板32与金属片31之间形成形变空间301。也就是说，上述实施方式的间隔片33可以替换为弹性体34，超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置在基体10上。具体地，弹性体34的数量为多个，多个弹性体34设置在金属片31的相对两端。弹性体34的一端设置在金属片31的端部上，弹性体34的另一端与电路板32连接。弹性体34由弹性材料制成，弹性体34包括泡棉及胶体(例如，双面胶)。

本实施方式的触控检测模组30设置弹性体34，当用户触控操作触控检测模组30并使触控检测模组30发生形变时便于金属片31与电感线路322发生相对移动，从而提高触控检测模组30响应用户触控操作的灵敏度；同时，相较于由刚性材料制成的间隔片33，由弹性材料制成的弹性体34在用户的按压作用下能产生较大的形变，从而设置在弹性体34上的金属片31相对电感线路322也能够产生较大位移。在用户撤销触控按压时，弹性体34的回复力有利于金属片31回复到初始状态。再者，相较于超声波传感器20及触控检测模组30均错开设置在基体10上，超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置在基体10上，使用户的一次触控操作既能够通过触控检测模组30检测用户是否按压在触控检测模组30上，又能够通过超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像。在其他实施方式中，弹性体34的数量为多个，多个弹性体34设置在金属片31的四周边缘位置上；或者，弹性体34为一个，弹性体34呈环状。

请参阅图8，在某些实施方式中，上述实施方式的触控检测模组30还包括弹性体34，在远离基体10的方向上，超声波传感器20、金属片31、弹性体34、及电路板32依序排列，弹性体34设置在电路板32与金属片31之间，弹性体34完全覆盖电路板32及金属片31。也就是说，超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置在基体10上。具体地，当用户触控操作基体10时，金属片31会随着基体10发生形变，并且金属片31发生形变时，弹性体34也会发生形变，由此，金属片31与电感线路322发生相对移动。弹性体34由弹性材料制成，弹性体34包括泡棉及胶体(例如，双面胶)。本实施方式的触控检测模组30设置弹性体34，当用户触控操作触控检测模组30并使触控检测模组30发生形变时便于金属片31与电感线路322发生相对移动；其次，相较于将多个弹性体34设置在金属片31上，本实施方式的弹性体34完全覆盖电路板32及金属片31更容易制作。进一步地，在用户撤销触控按压时，弹性体34的回复力有利于金属片31回复到初始状态。再者，相较于超声波传感器20及触控检测模组30均错开设置在基体10上，超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置在基体10上，使用户的一次触控操作既能够通过触控检测模组30检测用户是否按压在触控检测模组30上，又能够通过超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像。

请参阅图4，在某些实施方式中，上述实施方式的触控检测模组30包括金属片31、电路板32及保护元件38，金属片31设置在基体10上，电路板32设置在金属片31的远离基体10的一侧并与金属片31间隔，以便金属片31与电路板32能够发生相对移动。保护元件38设置在电路板32的远离金属片31的一侧上以避免电路板32容易受到力的作用发生形变。保护元件38包括泡棉及胶体。

请参阅图9，在某些实施方式中，上述实施方式的超声波指纹识别模组100在远离基体10的方向上，金属片31、超声波传感器20、及电路板32依序排列。也就是说，超声波传感器20与触控检测模组30交叠设置在基体10上。如此，金属片31与电路板32之间不需要额外设置其他元件，借用超声波传感器20就能使得金属片31与电路板32间隔开，从而减小了超声波指纹识别模组100的厚度。其次，相较于超声波传感器及触控检测模组均错开设置在基体上，超声波传感器20与触控检测模组30交叠设置在基体上，使用户的一次触控操作既能够通过触控检测模组30检测用户是否按压在触控检测模组30上，又能够通过超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像。在其他实施方式中，超声波传感器20与电路板32之间还可以设置间隔片33，间隔片33间隔电路板32与超声波传感器20以使电路板32与超声波传感器20之间形成形变空间301(如图10所示)；或者，超声波传感器20与电路板32之间还可以设置弹性体34，弹性体34间隔电路板32与超声波传感器20以使电路板32与超声波传感器20之间形成形变空间301(如图10所示)；或者，超声波传感器20与电路板32之间还可以设置弹性体34，弹性体34完全覆盖电路板32及金超声波传感器20(如图11所示)。

请参阅图12，在某些实施方式中，上述实施方式的基体10由金属材料制成。基体10的金属材料包括铝、铜、铁、铝合金、铜合金、铁合金中的任意一种。当金属片31设置在基体10上，并且超声波传感器20位于金属片31与电路板32之间时，金属片31为基体10的一部分。如此，金属片31为基体10的一部分，不仅节省了材料，还减小了超声波指纹识别模组100的厚度。

请参阅图13-15，在某些实施方式中，触控检测组件30包括第一电路板35及与第一电路板35间隔设置的第二电路板36，第一电路板35上设置有第一电感线路352，第二电路板36上设置有第二感线路362，第一电路板35设置在基体10与第二电路板36之间。当基体10受到按压作用而发生形变时，第一电路板35会随着基体10发生形变并相对第二电路板36发生相对位移。在第二电感线路362通过电流时，第二电感线路362的周围将产生圆形磁场，且第二电感线路362中流过的电流越大，产生的磁场越强。而当用户触控操作基体10(触控检测模组30)而使第一感线路352靠近第二电感线路362时，第一感线路352置于第二电感线路362产生的磁场中，被磁场激励产生电感。第一电感线路352与第二感线路362之间的距离是决定电感大小的关键因素，也即是说，若第一电感线路352与第二感线路362之间的距离改变，则电感会产生变化，电感的变化量表现为电信号输出。该电信号可以是电流信号，也可以是电压信号等。因此，通过检测第一电感线路352的电感是否变化即可判定用户是否触控操作触控检测膜30。相较于金属片31与电感线路322共同形成的触控检测模组30，第一电感线路352受到第二电感线路362产生的磁场激励比较大，因而，本实施方式的触控检测模组30检测用户的触控操作的灵敏度更高。

请参阅图13及图15，在某些实施方式中，触控检测组件30包括第一电路板35及与第一电路板35间隔设置的第二电路板36，第一电路板35上设置有第一电感线路352，第二电路板36上设置有第二感线路362，第一电路板35设置在基体10与第二电路板36之间。第一电路板35与第二电路板36之间还可以设置间隔片33，间隔片33间隔第一电路板35与第二电路板36以使第一电路板35与第二电路板36之间形成形变空间301。当超声波传感器20与触控检测模组30均设置在基体10上并相互错开时，在远离基体10的方向上，第一电路板35、间隔片33及第二电路板36依序排列(如图13所示)；当超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置在一起时，在远离基体10的方向上，超声波传感器20、第一电路板35、间隔片33及第二电路板36依序排列(如图16所示)；或者，当超声波传感器20与触控检测模组30交叠设置在一起时，在远离基体10的方向上，第一电路板35、超声波传感器20、间隔片33及第二电路板36依序排列(如图17所示)。

请参阅图13及图15，在某些实施方式中，触控检测组件30包括第一电路板35及与第一电路板35间隔设置的第二电路板36，第一电路板35上设置有第一电感线路352，第二电路板36上设置有第二感线路362，第一电路板35设置在基体10与第二电路板36之间。第一电路板35与第二电路板36之间还可以设置弹性体34，弹性体34间隔第一电路板35与第二电路板36以使第一电路板35与第二电路板36之间形成形变空间301。当超声波传感器20与触控检测模组30均设置在基体10上并相互错开时，在远离基体10的方向上，第一电路板35、弹性体34及第二电路板36依序排列(如图13所示)；当超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置在一起时，在远离基体10的方向上，超声波传感器20、第一电路板35、弹性体34及第二电路板36依序排列(如图16所示)；或者，当超声波传感器20与触控检测模组30交叠设置在一起时，在远离基体10的方向上，第一电路板35、超声波传感器20、弹性体34及第二电路板36依序排列(如图17所示)。

请参阅图14及图15，在某些实施方式中，触控检测组件30包括第一电路板35及与第一电路板35间隔设置的第二电路板36，第一电路板35上设置有第一电感线路352，第二电路板36上设置有第二感线路362，第一电路板35设置在基体10与第二电路板36之间。第一电路板35与第二电路板36之间还可以设置弹性体34，弹性体34完全覆盖第一电路板35及第二电路板36。当超声波传感器20与触控检测模组30均设置在基体10上并相互错开时，在远离基体10的方向上，第一电路板35、弹性体34及第二电路板36依序排列(如图14所示)；当超声波传感器20与触控检测模组30层叠设置在一起时，在远离基体10的方向上，超声波传感器20、第一电路板35、弹性体34及第二电路板36依序排列(如图18所示)；或者，当超声波传感器20与触控检测模组30交叠设置在一起时，在远离基体10的方向上，第一电路板35、超声波传感器20、弹性体34及第二电路板36依序排列(如图19所示)。

请参阅图20，在某些实施方式中，触控检测组件30包括第一电路板35及与第一电路板35间隔设置的第二电路板36，第一电路板35上设置有第一电感线路352，第二电路板36上设置有第二感线路362，第一电路板35设置在基体10与第二电路板36之间。第一电路板35与第二电路板36柔性连接。具体地，第一电路板35与第二电路板36柔性连接在一起并形成有收容空间，该收容空间使第一电感线路352与第二电感线路362间隔设置。第一电路板35上的第一电感线路352可通过设置在第二电路板36上的线路与其他电子元件(例如，处理芯片40)电性连接；或者，第二电路板36上的第二电感线路362可通过设置在第一电路板35上的线路与其他电子元件(例如，处理芯片40)电性连接。第一电路板35与第二电路板36可以均为硬式电路板。如此，第一电感线路352与第二电感线路362可以通过同一连接端子与其他电子元件(例如，处理芯片40)电性连接。在其他实施方式中，第一电路板35为柔性电路板，第二电路板36为硬式电路板；或者，第一电路板35为硬式电路板，第二电路板36为柔性电路板；或者，第一电路板35为柔性电路板，第二电路板36为柔性电路板。如此，便于第一电路板35与第二电路板36柔性连接在一起。

请参阅图20，在某些实施方式中，触控检测组件30包括第一电路板35、与第一电路板35间隔设置的第二电路板36、及保护元件38，第一电路板35上设置有第一电感线路352，第二电路板36上设置有第二感线路362，第一电路板35设置在基体10与第二电路板36之间。保护元件38设置在第二电路板36的远离第一电路板35的一侧上以避免第二电路板36容易受到力的作用发生形变。保护元件38包括泡棉及胶体。

在某些实施方式中，触发与超声波传感器20开启并用于采集用户的指纹的触发条件包括用户按压触控检测模组30的按压力度大于或等于预设压力值，和/或用户按压触控检测模组30的按压时间大于或等于预设时间。

也即是说，触控检测模组30感测到用户的触控操作后需要满足一定的触发条件才能触发超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹。触发条件可以是在用户按压触控检测模组30的力度大于或等于预设压力值时才触发超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹；或者是在用户按压触控检测模组30的按压时间大于或等于预设时间时才触发超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹；或者是在用户按压触控检测模组30的按压力度大于或等于预设压力值，且用户按压触控检测模组30的按压时间大于预设时间或等于时才触发超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹。

以手机为例，用户平常使用手机时有时需要轻握住手机的侧壁64(图28所示)以防止手机掉落，此时，触控检测模组30仍旧能感测到用户的触控操作，但实际上用户并未想触发超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹。因此，为防止用户误触发的情况，设定预设压力值或与预设时间的触发条件可以避免因用户的误操作导致超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹被触发的问题，改善用户的使用体验。在其他实施方式中，触发超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹的触发条件也可以包括用户按压触控检测模组30的按压力度大于或等于预设压力值，和/或用户按压触控检测模组30的按压时间大于或等于预设时间。

在某些实施方式中，触控操作包括：用户一次按压触控检测模组30；和/或用户以第一预设间隔时间多次按压触控检测模组30。

也即是说，用户触控操作触控检测模组30时，可以是一次按压一个触控检测模组30并使按压力度或按压时间满足触发条件以触发超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹；或者，用户触控操作触控检测模组30时，可以是多次按压触控检测模组30并使每次按压触控检测模组30的按压力度或按压时间满足触发条件以触发超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹，其中，相邻两次按压之间的时间间隔为第一预设时间间隔，第一预设时间间隔的取值不宜过大，例如，第一预设时间间隔的取值可为0.5s、1s等值，如此，以避免触发超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹所需的时间过长而影响用户的使用体验。

具体地，以手机为例说明触控操作与超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹的对应关系。例如，当手机处于息屏(手机显示屏不显示图像画面)状态时，用户一次按压与触控检测模组30(或超声波指纹识别传感器100)并使按压力度大于或等于预设压力值时即可触发手机亮屏(手机显示屏显示图像画面)同时可触发超声波传感器20开启并使超声波传感器20采集用户的指纹。

请参阅图27及图28，本发明实施方式的电子装置200包括上述任意一实施方式的超声波指纹识别模组100。基体10为电子装置200的壳体60，壳体60包括顶壁62、底壁66及侧壁64。顶壁62与底壁66相背，顶壁62开设有收容腔622，侧壁64连接顶壁62与底壁66，侧壁64包括相背的内表面642和外表面644，超声波传感器20及触控检测组件30均设置在侧壁64上并收容在收容腔622内。电子装置200可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表、智能眼镜、智能头盔等中的任意一种。

本发明实施方式的电子装置200通过设置触控检测组件30及处理芯片40，使触控检测模组30在用户的触控操作下产生电信号被处理芯片40接收，然后，处理芯片40根据该电信号控制超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像；也就是说，用户在超声波传感器20需要使用时，才会开启超声波传感器20进行采集用户的指纹的超声波影像，避免了误操作超声波指纹识别模组100而开启超声波传感器20采集用户的指纹的超声波影像。同时，基体10为电子装置200的壳体60能够减小超声波指纹识别模组100占用收容腔622的空间。

请参阅图7及图28，在其他实施方式中，侧壁64由金属材料制成，当金属片31设置在侧壁64上，并且超声波传感器20位于金属片31与电路板32之间时，金属片31为侧壁64的一部分。如此，金属片31为侧壁64的一部分，不仅节省了材料，还减小了超声波指纹识别模组100的厚度；同时，进一步减小了超声波指纹识别模组100占用收容腔622的空间。

请参阅图28，在某些实施方式中，电子装置200还包括定位元件(图未示)，定位元件设置在外表面844上并与超声波指纹识别模组100对应。如此，定位元件能够提示用户超声波指纹识别模组100所处的位置，以便用户能够快速找到超声波指纹识别模组100所处的位置，容易精准触控。定位元件包括凹槽、凸起、文字、图形、符号中的任意一种或多种。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种超声波指纹识别模组，其特征在于，所述超声波指纹识别模组包括基体、设置在所述基体上的超声波传感器、设置在所述基体上的触控检测组件、及与所述超声波传感器及所述触控检测组件均电连接的处理芯片，所述触控检测组件用于根据用户对所述基体的触控产生电信号，所述处理芯片根据所述电信号控制所述超声波传感器采集所述用户的指纹的超声波影像。

2.根据权利要求1所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述触控检测组件包括：

金属片；及

与所述金属片连接的电路板，所述电路板与所述金属片间隔，所述电路板上设置有电感线路。

3.根据权利要求2所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述触控检测模组还包括间隔片，在远离所述基体的方向上，所述超声波传感器、所述金属片、所述间隔片、及所述电路板依序排列，所述间隔片间隔所述电路板与所述金属片以使所述电路板与所述金属片之间形成形变空间。

4.根据权利要求2所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述触控检测模组还包括弹性体，在远离所述基体的方向上，所述超声波传感器、所述金属片、所述弹性体、及所述电路板依序排列，所述弹性体设置在所述电路板与所述金属片之间，所述弹性体间隔所述电路板与所述金属片，并使所述电路板与所述金属片之间形成形变空间。

5.根据权利要求2所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述触控检测模组还包括弹性体，在远离所述基体的方向上，所述超声波传感器、所述金属片、所述弹性体、及所述电路板依序排列，所述弹性体设置在所述电路板与所述金属片之间，所述弹性体完全覆盖所述电路板及所述金属片。

6.根据权利要求2所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，在远离所述基体的方向上，所述金属片、所述超声波传感器、及所述电路板依序排列。

7.根据权利要求2所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述基体由金属材料制成。

8.根据权利要求1所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述触控检测组件包括：

第一电路板，所述第一电路板上设置有第一电感线路；及

与所述第一电路板间隔设置的第二电路板，所述第二电路板上设置有第二感线路。

9.根据权利要求8所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述第一电路板与所述第二电路板柔性连接。

10.根据权利要求1所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述超声波传感器包括：

基材；

多个像素电极，多个所述像素电极制作在所述基材上并呈阵列分布；

压电元件，所述压电元件设置在所述基材上并覆盖多个所述像素电极，所述压电元件用于发射超声波并在接收到用户反射的超声波后产生指纹识别信号，多个所述像素电极用于接收所述指纹识别信号；及

导电电极，所述导电电极设置在所述压电元件上，所述压电元件位于所述基材与所述导电电极之间；

所述处理芯片与多个所述像素电极连接，所述处理芯片处理所述指纹识别信号以形成所述超声波影像。

11.一种电子装置，其特征在于，包括：

权利要求1-10任意一项所述的超声波指纹识别模组；所述基体为所述电子装置的壳体，所述壳体包括顶壁、底壁及侧壁，所述顶壁与所述底壁相背，所述顶壁开设有收容腔，所述侧壁连接所述顶壁与所述底壁，所述侧壁包括相背的内表面和外表面，所述超声波传感器及所述触控检测组件均设置在所述侧壁上并收容在所述收容腔内。