CN116959043A - 生物特征检测装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种生物特征检测装置和电子设备，该生物特征检测装置包括：超声波检测模组和触摸组件；所述超声波检测模组，用于透过所述触摸组件检测生物特征信号，并将所述生物特征信号发送给处理单元，以使所述处理单元根据所述生物特征信号进行指纹检测和/或心率检测；所述超声波检测模组中超声波收发平面与所述触摸组件上手指接触面之间的距离小于或等于2mm。本方案能够提高具有指纹检测和心率检测需求的电子设备的设计自由度。

Description

生物特征检测装置和电子设备

技术领域

本申请实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种生物特征检测装置和电子设备。

背景技术

由于指纹具有不变性、唯一性和方便性，指纹检测作为一种生物特征识别手段被广泛应用于电子设备解锁、电子支付和密码管理。在进行指纹检测时，通过指纹传感器采集指纹图像，将采集到的指纹图像与预先存储的指纹模板进行匹配，获得匹配结果，当匹配成功时用户身份验证通过，完成设备解锁、款项支付或密码自动填充。

目前，常用电子设备采用光学式、电容式或电感式指纹传感器采集指纹图像，进而基于采集到的指纹图像进行指纹检测。

然而，一些电子设备具有指纹检测和心率检测的需求，通过光学式、电容式或电感式指纹传感器仅能进行指纹检测，而无法进行心率检测，为了进行心率检测需要在电子设备中配备心率传感器，指纹传感器和心率传感器将占据电子设备内部较大的空间，导致电子设备的设计自由度较低。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种生物特征检测装置和电子设备，能够提高电子设备的安全性。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种生物特征检测装置，包括：超声波检测模组和触摸组件；所述超声波检测模组，用于透过所述触摸组件检测生物特征信号，并将所述生物特征信号发送给处理单元，以使所述处理单元根据所述生物特征信号进行指纹检测和/或心率检测；所述超声波检测模组中超声波收发平面与所述触摸组件上手指接触面之间的距离小于或等于2mm。

在一种可能的实现方式中，所述触摸组件为所述生物特征检测装置所在电子设备的按键或壳体的特定区域。

在一种可能的实现方式中，生物特征检测装置还包括发光组件；所述发光组件，用于透过所述触摸组件产生灯光信号，其中，所述灯光信号至少用于指示所述超声波检测模组的工作状态。

在一种可能的实现方式中，所述发光组件包括：第一电路板和多个LED；所述多个LED电连接在所述第一电路板上，所述第一电路板用于为所述多个LED供电；所述第一电路板上安装有所述LED的侧面与所述触摸组件相对。

在一种可能的实现方式中，所述触摸组件包括：按键帽；所述按键帽的内侧面设置有容纳腔，所述第一电路板上安装有所述LED的侧面通过灯板贴合胶与所述容纳腔的边缘粘接，所述多个LED位于所述容纳腔内。

在一种可能的实现方式中，所述按键帽包括：遮光罩和支撑体；所述遮光罩的内侧面设置有第一遮光层，所述第一遮光层上开设有第一透光孔，所述第一透光孔内印制有透光的第一标识图案；所述支撑体为导光材质，所述支撑体的外侧面与所述遮光罩的内侧面贴合，所述第一遮光层和所述第一标识图案被夹在所述支撑体与所述遮光罩之间，所述支撑体的内侧面设置有所述容纳腔；所述支撑体，用于将所述LED发出的光传导至所述第一透光孔，以使所述LED发出的至少部分光透过所述遮光罩上所述第一标识图案所在的区域，使所述第一标识图案显现。

在一种可能的实现方式中，所述超声波检测模组包括超声波传感器，所述超声波传感器通过传感器贴合胶粘贴在所述容纳腔的底部，且所述多个LED围绕所述超声波传感器分布。

在一种可能的实现方式中，所述触摸组件包括透明盖板，所述发光组件还包括导光板；所述透明盖板下表面的至少部分区域设置有第二遮光层，所述第二遮光层上开设有第二透光孔，所述第二透光孔内印制有透光的第二标识图案；所述第一电路板上开设有通孔，所述多个LED围绕所述通孔的边缘分布；所述导光板的上表面通过导光板贴合胶与所述透明盖板的下表面粘接，所述第二遮光层和所述第二标识图案被夹在所述导光板与所述透明盖板之间；所述超声波检测模组包括的超声波传感器通过传感器贴合胶粘接在所述导光板的下表面，沿所述通孔的轴线方向，所述超声波传感器至少部分位于所述通孔内，且所述导光板至少部分位于所述通孔外；所述导光板，用于将所述LED发出的光传导至所述第二透光孔，以使所述LED发出的至少部分光透过所述透明盖板上所述第二标识图案所在的区域，使所述第二标识图案显现。

在一种可能的实现方式中，所述透明盖板包括所述生物特征检测装置所在电子设备中的触控区和/或显示区；和/或，所述第一电路板包括所述生物特征检测装置所在电子设备中的电路板。

在一种可能的实现方式中，所述传感器贴合胶包括导电箔和粘贴在所述导电箔两侧的双面胶，所述导电箔一侧的双面胶与所述超声波传感器粘接。

在一种可能的实现方式中，所述导电箔用于在手指接近所述触摸组件的外侧面时，向所述处理单元发送接近信号，以使所述处理单元在接收到所述接近信号后，控制所述超声波检测模组切换至工作状态。

在一种可能的实现方式中，所述导电箔包括铜箔。

在一种可能的实现方式中，所述超声波检测模组包括：所述超声波传感器、第二电路板和连接器；所述超声波传感器和所述连接器通过所述第二电路板电连接，所述连接器用于与所述处理单元电连接；所述超声波传感器，用于检测所述生物特征信号，并通过所述第二电路板将所述生物特征信号传输给所述连接器；所述连接器，用于将接收到的所述生物特征信号和所述心率信号传输给所述处理单元。

在一种可能的实现方式中，所述第二电路板包括柔性电路板。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括如上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式提供的生物特征检测装置。

由上述技术方案可知，超声波检测模组可以透过触摸组件检测生物特征信号，并将检测到的生物特征信号发送给处理单元，处理单元根据生物特征信号可以进行指纹检测和/或心率检测。由于超声波检测模组可用于采集指纹信号和心率信号，所以在具有指纹检测和心率检测需求的电子设备中，配备本申请实施例提供的超声波检测模组即可实现指纹检测和心率检测，无需分别配备指纹传感器和心率传感器，减少了对电子设备内部空间的占用，从而可以提高电子设备设计的自由度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A是本申请一个实施例的生物特征检测装置的示意图；

图1B是本申请另一个实施例的生物特征检测装置的示意图；

图2是本申请一个实施例的发光组件的示意图；

图3是本申请一个实施例的按键帽的截面示意图；

图4A是本申请一个实施例的按键帽的内侧面结构的示意图；

图4B是本申请一个实施例的按键帽的外侧面结构的示意图；

图5是本申请一个实施例的生物特征检测装置的截面示意图；

图6是本申请另一个实施例的生物特征检测装置的截面示意图；

图7是本申请一个实施例的包括按键帽的生物特征检测装置的示意图；

图8是本申请一个实施例的包括透明盖板的生物特征检测装置的示意图；

图9是本申请一个实施例的电子设备的示意图；

图10是本申请另一个实施例的电子设备的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

生物特征检测装置

图1A是本申请一个实施例的生物特征检测装置的示意图，该生物特征装置可用于指纹和心率检测。如图1A所示，该生物特征检测装置100包括超声波检测模组110和触摸组件130。超声波检测模组110可以透过触摸组件130检测生物特征信号，并将检测到的生物特征信号发送给处理单元，以使处理单元根据生物特征信号进行指纹检测和/或心率检测。超声波检测模组110中超声波收发平面与触摸组件130上手指接触面之间的距离小于或等于2mm。

根据实际业务需求，生物特征信号可以包括指纹信号和心率信号中的任意一个或两个，根据指纹信号可以进行指纹检测，根据心率信号可以进行心率检测。

超声波检测模组110可以发射超声波，并接收被外部结构发射回来的超声波信号。当用户手指放置于触摸组件130上后，超声波检测模组110发射的超声波穿过触摸组件130后到达手指，手指对到达的至少部分超声波进行反射，被反射的超声波穿过触摸组件130后被超声波检测模组110接收。由于不同指纹对超声波的反射作用不同，心率的有无也会对超声波的反射造成影响，因此超声波检测模组110可以从被反射回来的超声波中提取指纹信号和心率信号，基于指纹信号可以进行指纹检测，基于心率信号可以进行心率检测。

超声波检测模组110在获取到指纹信号和心率信号后，可以将指纹信号和心率信号发送给处理单元，由处理单元根据指纹信号进行指纹检测，并根据心率信号进行心率检测。处理单元可以是生物特征检测装置100外部任意的处理单元，比如，处理单元可以是生物特征检测装置100所在电子设备中的处理单元。处理单元基于指纹信号进行指纹检测，并基于心率信号进行心率检测，进而根据指纹检测结果和心率检测结果确定是否验证通过，比如在指纹匹配成功且检测到心率时验证通过，而指纹匹配但未检测到心率时验证不通过。

超声波检测模组110将心率信号发送给处理单元后，处理单元可以根据心率信号确定用户的心率数据，进而通过显示屏显示心率数据，或通过音频播放设备播放心率数据，使得用户可以在工作、学习过程中随时掌握自己的健康状态，提高了用户的使用满意度，提高产品的竞争力。

触摸组件130作为生物特征检测装置100与用户的交互载体，用于可以将手指放置在触摸组件130上，以实现指纹检测和心率检测。触摸组件130可以对超声波检测模组110进行保护，避免用户直接接触超声波检测模组110，保证用户使用过程的安全性，及生物特征检测装置100的工作稳定性和可靠性。

超声波检测模组110透过触摸组件130发射超声波，并接收被反射的超声波，在进行指纹识别时用户的手指按压在触摸组件130的手指接触面上，超声波的强度会随着传播距离的增大而衰减，为了保证对指纹和心率进行检测的准确性，超声波检测模组110中超声波收发平面与触摸组件130上手指接触面之间的距离小于或等于2mm，保证发出的超声波能够达到手指接触面，且能够接收到被手指接触面上按压的手指反射的超声波。

在本申请实施例中，超声波检测模组110可以透过触摸组件130检测生物特征信号，并将检测到的生物特征信号发送给处理单元，处理单元根据生物特征信号可以进行指纹检测和/或心率检测。由于超声波检测模组110可用于采集指纹信号和心率信号，所以在具有指纹检测和心率检测需求的电子设备中，配备本申请实施例提供的超声波检测模组即可实现指纹检测和心率检测，无需分别配备指纹传感器和心率传感器，减少了对电子设备内部空间的占用，从而可以提高电子设备设计的自由度。

当超声波检测模组110采集指纹信号和心率信号，即生物特征信号包括指纹信号和心率信号时，处理单元所以可以结合指纹和心率进行生物特征验证，在指纹和心率均验证通过后再完成设备解锁、款项支付或密码自动填充等，避免了通过平面指纹图像解锁的情况发生，从而可以提高电子设备的安全性。

在一种可能的实现方式中，触摸组件130可以是生物特征检测装置100所在电子设备的按键或壳体的特定区域，从而将生物特征检测装置100部署在电子设备中的不同位置，提高了生物特征检测装置100的适用性，而且可以使电子设备设计的自由度更高。

图1B是本申请另一个实施例的生物特征检测装置的示意图。如图1B所示，生物特征检测装置100除了包括超声波检测模组110和触摸组件130外，还包括发光组件120，发光组件120可以透过触摸组件130产生灯光信号，灯光信号至少可以指示超声波检测模组110的工作状态。

发光组件120可以透过触摸组件130产生灯光信号，灯光信号可以指示超声波检测模组110的工作状态。比如，在超声波检测模组110处于工作状态时，发光组件120透过触摸组件130产生灯光信号，而在超声波检测模组110处于非工作状态时，发光组件120不会发光。发光组件120发出的灯光信号除了可以指示超声波检测模组110的工作状态外，还可以指示指纹和心率的验证结果，比如在指纹和心率均验证通过时发光组件120通过触摸组件130产生灯光信号，而在指纹或心率验证不通过时不产生灯光信号。

发光组件120可以发出不同颜色的光，从而可以透过触摸组件130产生不同颜色的灯光信号，以通过不同颜色的灯光信号指示不同的信息。发光组件120可以在处理单元的控制下工作，即由处理单元控制发光组件120的发光及发光颜色。

在本申请实施例中，发光组件120可以透过触摸组件130产生灯光信号，以通过灯光信号指示超声波检测模组110的工作状态。发光组件120产生的灯光信号可以指示超声波检测模组110的工作状态，用户基于灯光信号可以方便地确定超声波检测模组110的工作状态，提升了用户的使用体验。

图2是本申请一个实施例的发光组件的示意图。如图2所示，发光组件120包括第一电路板121和多个LED(发光二极管)122，多个LED122电连接在第一电路板121上，第一电路板121用于为多个LED122供电。第一电路板121上安装有LED122的侧面与触摸组件130相对。

第一电路板121上设置有多个LED122，第一电路板121可在处理单元的控制下为LED122供电，以使LED122发光或熄灭。第一电路板121可以通过排线与处理单元相同，或者处理单元连接在第一电路板121上。各LED122可以发出相同或不同颜色的光，当各LED122发出相同颜色的光时，可以控制LED122以不同的频率导通，以产生按照不同频率闪烁的光，以不同频率闪烁的光指示不同的信息。当各LED122可以发出至少两种颜色的光时，可以控制不同的LED122导通，以产生不同颜色的光，通过不同颜色的光指示不同的信息。

第一电路板121可以是印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)或柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，对此本申请实施例不作限定。

在本申请实施例中，第一电路板121上安装有LED122的侧面与触摸组件130相对，即LED122和触摸组件130位于第一电路板121的同一侧，从而在LED122发光时，LED122发出的光可以透过触摸组件130，以使用户能够观察LED122发出的光，从而确定LED122所发出光指示的信息，提升了用户的使用体验。

在一种可能的实现方式中，触摸组件130可以包括按键帽，当生物特征检测装置100所在的电子设备为笔记本电脑时，按键帽可以部署在笔记本电脑的按键区、键盘区上部、掌托区等。按键帽作为生物特征检测装置100的组成部分，在作为指纹检测和心率检测过程中手指载体的基础上，还可以作为键帽使用，比如可以作为开机键的键帽使用。

按键帽作为超声波检测模组110和发光组件120的承载体，内部不能有气泡和微孔等影响性能的因素存在，按键帽的材质可以是金属、玻璃、陶瓷或塑料等。

图3是本申请一个实施例的按键帽的截面示意图。如图3所示，按键帽131的内侧面设置有容纳腔1311，第一电路板121上安装有LED122的侧面通过灯板贴合胶1312与容纳腔1311的边缘粘接，各LED122位于容纳腔1311内。

按键帽131的外侧面为用户可以接触的面，即在进行指纹检测和心率检测时，用户将手指按压在按键帽131的外侧面上。第一电路板121通过灯板贴合胶1312粘接在按键帽131的内侧面，LED122发出的光从按键帽131的内侧透射到按键帽131的外侧。按键帽131的内侧面设置有容纳腔1311，容纳腔1311可以是截面为圆角矩形的凹坑，在垂直于第一电路板121的方向上，LED122的高度小于或等于容纳腔1311的深度，保证第一电路板121粘接在按键帽131的内侧面上时，容纳腔1311能够容纳各LED122。

灯板贴合胶1312可以是胶水、胶带或胶膜等。灯板贴合胶1312沿第一电路板121的边缘设置，第一电路板121的边缘与容纳腔1311的边缘相粘接，设置于第一电路板121上的LED122位于容纳腔1311内。由于第一电路板121粘接在按键帽131上，所以按键帽131可以带动第一电路板121运动，当按键帽131作为键帽使用时，第一电路板121上未安装LED122的侧面与按键开关的相接触，当按键帽131被按下后，第一电路板121驱动按键开关运动，达到触发按键的目的。

在本申请实施例中，按键帽131的外侧面为进行指纹和心率检测时手指的贴合面，按键帽131的内侧面设置有容纳腔1311，第一电路板121上安装有LED122的侧面与容纳腔1311的边缘粘接，使得第一电路板121上安装的各LED122位于容纳腔1311内，从而LED122不单独占用生物特征检测装置100的高度，使得生物特征检测装置100具有较薄的厚度，减小生物特征检测装置100部署所需的安装空间，从而可以提高生物特征检测装置100的适用性。

图4A和图4B是本申请另一个实施例的按键帽的示意图。如图4A和图4B所示，按键帽131包括遮光罩1313和支撑体1314。遮光罩1313的内侧面设置有第一遮光层，第一遮光层上开设有第一透光孔，第一透光孔内印制有透光的第一标识图案1315。支撑体1314为导光材质，支撑体1314的外侧面与遮光罩1313的内侧面贴合，第一遮光层和第一标识图案被夹在支撑体1314与遮光罩1313之间，支撑体1314的内侧面设置有容纳腔1311。支撑体1314可以将LED122发出的光传导至第一透光孔，以使LED122发出的至少部分光透过遮光罩1313上第一标识图案1315所在的区域，使第一标识图案1315显现。

遮光罩1313可以通过在透明膜材上印制遮光层和标识图案获得，透明膜材的材质可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Glycol Terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)等，透明膜材的厚度小于或等于2mm。在透明膜材下表面上需要透光的区域(第一透光孔所在区域)丝印可以透光的第一标识图案1315，第一标识图案1315可以是指纹图案，在透明膜材下表面上其他区域丝印或喷涂遮光油墨形成第一遮光层，然后将透明膜材热压形成所需形状，获得遮光罩1313。将热压成型的遮光罩1313放入模具内，在内部注塑填充一层可导光塑料形成支撑体1314，使遮光罩1313与支撑体1314成为一体，遮光层和第一标识图案1315被夹在遮光罩1313与支撑体1314之间。支撑体1314的材质可以是透明的PET、PC或聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)。

遮光层不能透光，位于遮光层上第一透光孔内的第一标识图案1315可以透光，当LED122发光时，支撑体1314可以将LED122发出的光传导至第一透光孔，使LED122发出的至少部分光从第一透光孔透过第一标识图案1315后从遮光罩1313射出，从而使第一标识图案1315显现。应理解，第一标识图案1315由连续或不连续的不透光线条绘制而成，当LED122发光时，第一标识图案1315中的线条区域不透光，非线条区域透光，从而使第一标识图案1315显现。

在本申请实施例中，按键帽131为包括遮光罩1313和支撑体1314的两层结构，遮光层和第一标识图案1315被夹在遮光罩1313与支撑体1314之间，用户使用指纹识别和心率识别功能时不会直接接触第一标识图案1315，使得按键帽131上的标识图案具有较强的耐摩擦性，避免标识图案磨损后影响产品的美观性，保证生物特征检测装置100的耐用性，并可以提高用户的使用体验。

图5是本申请另一个实施例的生物特征检测装置的截面示意图。如图5所示，超声波检测模组110包括超声波传感器111，超声波传感器111通过传感器贴合胶112粘贴在容纳腔1311的底部，且多个LED122围绕超声波传感器111分布。

超声波检测模组110包括超声波传感器111，超声波传感器111可以是超声波芯片，超声波传感器111可以朝向按键帽131的外侧面发射产生波，并接收被反射回的超声波。超声波传感器111通过传感器贴合胶112粘贴在按键帽131的内侧面，具体可以粘贴在容纳腔1311的底部。传感器贴合胶112可以是胶水、胶带或胶膜等。

超声波传感器111的尺寸小于容纳腔1311底部的尺寸，超声波传感器111粘贴在容纳腔1311底部的中间区域，第一电路板121粘贴到容纳腔1311的边缘后，各LED122围绕超声波传感器111分布，即LED122与容纳腔1311之间没有遮挡物，使得LED122发出的光能够传导到支撑体1314内。图5中的箭头指示了LED122发出的光的传导方向。

超声波传感器111粘贴在容纳腔1311的底部后，按键帽131的接触面(遮光罩1313的外侧面)与超声波传感器111之间的距离小于或等于2mm。

在本申请实施例中，超声波传感器111粘贴在容纳腔1311的底部，使得超声波传感器111与按键帽131的接触面之间具有较小的距离，使得超声波传感器111能够有效采集放置于按键帽131接触面上手指的指纹信号和心率信号，保证指纹检测和心率检测的准确性。超声波传感器111位于容纳腔1311内，超声波传感器111不单独占用生物特征检测装置100的高度，使得生物特征检测装置100具有较薄的厚度，减小生物特征检测装置100部署所需的安装空间，从而可以提高生物特征检测装置100的适用性。LED122围绕超声波传感器111分布，使得LED122发出的光能够顺利传导到支撑体1314中，进而支撑体1314将光传导至第一标识图案1315处，使第一标识图案1315显现。第一标识图案1315位于遮光罩1313的中部区域，即第一标识图案1315位于超声波传感器111的正上方，而LED122围绕超声波传感器111分布，使得不同LED122发出的光在支撑体1314中均匀分布，进而可以使第一标识图案1315以均匀地亮度显现，保证生物特征检测装置100所显示标识图案的美观性。

图6是本申请又一个实施例的生物特征检测装置的截面示意图。如图6所示，触摸组件130包括透明盖板132，发光组件120包括第一电路板121、多个LED122和导光板123。

透明盖板132下表面的至少部分区域设置有第二遮光层1321，第二遮光层1321上开设有第二透光孔，第二透光孔内印制有透光的第二标识图案1322。第一电路板121上开设有通孔1211，多个LED122围绕通孔1211的边缘分布。导光板123上表面通过导光板贴合胶124与透明盖板132的下表面粘结，第二遮光层1321和第二标识图案1322被夹在导光板123与透明盖板132之间。超声波检测模组110包括的超声波传感器111通过传感器贴合胶112粘贴在导光板123的下表面。沿通孔1211的轴线方向，超声波传感器111至少部分位于通孔1211内，且导光板123至少部分位于通孔1211外。

导光板123可以将LED122发出的光传导至第二透光孔，以使LED122发出的至少部分光透过透明盖板132上第二标识图案1322所在的区域，使第二标识图案1322显现。

透明盖板132的材质可以是透明的玻璃、塑料等，透明盖板132的厚度大于或等于0.2mm。在透明盖板132的下表面上需要透光的区域(第二透光孔所在的区域)丝印可以透光的标识图案，形成第二标识图案1322，第二标识图案1322可以是指纹图案。在透明盖板132下表面上的其他区域丝印或喷涂遮光油墨形成第二遮光层1321。LED122发出的光可通过第二标识图案1322所在区域穿过透明盖板132，而无法穿过透明盖板132上第二遮光层1321所在的区域，从而使第二标识图案1322显现。

由于LED122发出的光需要穿过导光板贴合胶124到达第二标识图案1322，所以导光板贴合胶124保证LED122发出的光可穿透，且可以传导LED122发出的光，导光板贴合胶124可以是OCA光学胶(Optically Clear Adhesive)膜、液态光学胶水等。

导光板123具有导光和匀光的作用，导光板123可以改变LED122发出的光的传播方向，使LED122发出的光穿过透明盖板132下表面上的第二标识图案1322后，从过透明盖板132的下表面穿过透明盖板132，从而使第二标识图案1322显现。图6中箭头指示了LED122发出光的传导路径。导光板123的材质可以是PC、PMMA、PET等，为了保证导光板123的导光效果，导光板123的厚度大于或等于0.2mm。

传感器贴合胶112用于粘接导光板123与超声波传感器111，传感器贴合胶112可以是胶水、胶带或胶膜等。透明盖板132与超声波传感器111之间依次叠置有第二遮光层1321、导光板贴合胶124、导光板123和传感器贴合胶112，为了保证超声波传感器111能够准确采集指纹信号和心率信号，超声波传感器111上表面与透明盖板132上表面之间的距离小于或等于2mm。

沿通孔1211的轴线方向，超声波传感器111至少部分位于通孔1211内，且导光板123至少部分位于通孔1211内。超声波传感器111至少部分位于通孔1211内，可以减少超声波传感器111在生物特征检测装置100内所占用的空间，从而可以使生物特征检测装置100具有较小的厚度，方便生物特征检测装置100在电子设备中的安装，提高了生物特征检测装置100的适用性。导光板123至少部分位于通孔1211外，使得LED122发出的光能入射到导光板123中，从而通过导光板123将LED122发出的光传导至第二标识图案1322所在的区域，保证第二标识图案1322能够正常显现。

在本申请实施例中，透明盖板132、导光板123和超声波传感器111采用层叠结构，超声波传感器111至少部分位于第一电路板121上开设的通孔1211中，使得生物特征检测装置100的整体结构更加紧凑，减小生物特征检测装置100厚度的同时，减小生物特征检测装置100占用的空间，使得生物特征检测装置100可以应用于小尺寸、轻薄、紧凑的电子设备中，保证生物特征检测装置100具有较强的适用性。

在一种可能的实现方式中，如图6所示，透明盖板132可以是生物特征检测装置100所在电子设备中触控区和/或显示区。

在本申请实施例中，当生物特征检测装置100被部署在笔记本电脑等电子设备时，生物特征检测装置100包括的透明盖板132可以是电子设备中触控区和/或显示区的面板，比如可以是键盘上部区域设置的功能触摸和显示区载体，以电子设备中触控区和/或显示区的面板作为生物特征检测装置100的透明盖板132，使生物特征检测装置100融入电子设备的整体设计，可以提高电子设备的美观性，而且可以降低生物特征检测装置100的重量。

在一种可能的实现方式中，如图6所示，第一电路板121可以是生物特征检测装置100所在电子设备中的电路板。

在本申请实施例中，当生物特征检测装置100被部署在笔记本电脑等电子设备时，生物特征检测装置100包括的第一电路板121可以是电子设备中触控区和/或显示区的电路板，比如可以是键盘上部区域设置的功能触摸和显示区的电路板，以电子设备中触控区和/或显示区的电路板作为生物特征检测装置100中LED的电路板，不需要单独为生物特征检测装置100设置LED的电路板，减小生物特征检测装置100占用的空间，方便将生物特征检测装置100安装到电子设备中。

在一种可能的实现方式中，如图5和图6所示，传感器贴合胶112包括导电箔和粘贴在导电箔两侧的双面胶，导电箔一侧的双面胶与超声波传感器111粘接，导电箔另一侧的双面胶与容纳腔1311的底部或导光板123的下表面粘接，保证能够将超声波传感器111牢固的粘接在容纳腔1311的底部或导光板123的下表面。

在一种可能的实现方式中，导电箔可以在手指接近触摸组件的外侧面时，向处理单元发送接近信号，以使处理单元在接收到接近信号后，控制超声波检测模组110切换至工作状态。

传感器贴合胶112包括两层双面胶和夹在两层双面胶之间的导电箔，通过两层双面胶可以实现超声波传感器111的固定，导电箔可以作为触摸电极，当手指靠近触摸组件130的外侧面时，导电箔将产生电信号形式的接近信号，并将接近信号发送给处理单元。导电箔通过导线与处理单元相连接，以便导电箔将接近信号发送给处理单元。

导电箔为导电金属材质的箔材，比如导电箔可以是铜箔、银箔、镍合金箔等。

在本申请实施例中，通过在传感器贴合胶112中设置导电箔，可以实现手指接近感应功能，当感应到手指接近触摸组件130后，处理单元可以使超声波检测模组110从非工作状态切换至工作状态，以进行指纹检测和心率检测，而在未感应到手指接近触摸组件130时，处理单元使超声波检测模组110进入非工作状态，从而可以降低生物特征检测装置100的功耗，并提升生物特征检测装置100的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，传感器贴合胶112中的导电箔可以是铜箔，即传感器贴合胶112为铜箔胶。

在本申请实施例中，由于铜具有良好的延展性和导电性能，采用铜箔作为传感器贴合胶112中的导电箔，可以使导电箔具有较薄的厚度和柔韧性，而且可以灵敏的感应手指接近触摸组件130，从而可以在实现手指接近感应功能的同时，保证生物特征检测装置100具有较低的成本。

图7是本申请一个实施例的包括按键帽的生物特征检测装置的示意图，图8是本申请一个实施例的包括透明盖板的生物特征检测装置的示意图。如图7和图8所示，超声波检测模组110包括超声波传感器111、第二电路板113和连接器114。

超声波传感器111和连接器114通过第二电路板113电连接，连接器114用于电连接处理单元。超声波传感器111可以检测生物特征信号，并通过第二电路板113将生物特征信号传输给连接器114，连接器114可以将接收到的生物特征信号传输给处理单元。

在本申请实施例中，超声波传感器111可以检测生物特征信号，生物特征信号可以柏阔指纹信号和心率信号，将生物特征信号发送给处理单元后，处理单元可以根据指纹信号进行指纹检测，并可以根据心率信号进行心率检测，所以通过一个超声波传感器111便可以实现指纹检测功能和心率检测功能，减少了检测指纹和心率所需器件的数量，而且整个生物特征检测装置100结构简单，占用的安装空间较小，使得电子设备的设计自由度更大。

在一种可能的实现方式中，如图7和图8所示，第二电路板113可以是柔性电路板。

在本申请实施例中，由于超声波传感器111通过第二电路板113与连接器114相连接，连接器114用于电连接处理单元，处理单元设置于电子设备的主板上，为了便于将连接器114与处理单元电连接，第二电路板113采用柔性电路板，使得生物特征检测装置100在电子设备中的安装位置具有更高的自由度，提高了生物特征检测装置100的适用性。

需要说明的是，图7和图8分别示出了两种结构的生物特征检测装置100，图7所示生物特征检测装置100中触摸组件130为按键帽131，图8所示生物特征检测装置100中触摸组件130为透明盖板132，图7和图8分别示出了生物特征检测装置100所包括各部件的层叠关系，图7所示生物特征检测装置100中各部件的结构及连接关系可参见上述实施例中对于附图3、4A、4B和5的说明，图8所示生物特征检测装置100中各部件的结构及连接关系可参见上述实施例中对于附图6的说明，在此不再进行赘述。

基于本申请各实施例提供的生物特征检测装置100，通过一个超声波传感器111进行指纹检测和心率检测，减少了检测指纹和心率所需器件的数量，而且整个生物特征检测装置100结构简单，占用的安装空间较小，使得电子设备的设计自由度更大。超声波传感器111用于指纹检测时，可以同时检测心率，而心率检测可以辅助指纹检测，防止假指纹的入侵，提高了电子设备的安全性和稳定性。通过发光组件120产生的灯光信号，用户可以在黑暗环境中快速找到生物特征检测装置100的位置，提高了用户的使用体验。超声波的穿透能力较强，可以穿透2mm以内的盖板，使得生物特征检测装置100的结构强度更好，同时可以使安装生物特征检测装置100的电子设备具有较高的设计自由度。

电子设备

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任一实施例中的生物特征检测装置100。电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、考勤机等各种合适的设备。以电子设备为笔记本电脑为例，图9和图10示出了电子设备的两个示例。如图9所示，当生物特征检测装置100的结构如图7所示时，生物特征检测装置100可以部署在笔记本电脑的键盘区上部、按键区902或掌托区903。如图10所示，当生物特征检测装置100的结构如图8所示时，生物特征检测装置100可以部署在键盘上部的触摸/显示区1001。

需要说明的是，为了说明生物特征检测装置100的可部署区域，在图9所示的电子设备中示出了多个生物特征检测装置100，实际电子设备产品中可以包括一个或多个生物特征检测装置100。

还需要说明的是，由于电子设备是生物特征检测装置100的具体应用产品，生物特征检测装置100在电子设备的结构和连接关系，可参见前述生物特征检测装置实施例中的描述，且电子设备实施例具有与生物特征检测装置100相对应的有益效果，在此不再进行赘述。

应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围。

应理解，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“所述”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者所述技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种生物特征检测装置，其特征在于，包括：超声波检测模组和触摸组件；

所述超声波检测模组，用于透过所述触摸组件检测生物特征信号，并将所述生物特征信号发送给处理单元，以使所述处理单元根据所述生物特征信号进行指纹检测和/或心率检测；

所述超声波检测模组中超声波收发平面与所述触摸组件上手指接触面之间的距离小于或等于2mm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述触摸组件为所述生物特征检测装置所在电子设备的按键或壳体的特定区域。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：发光组件；

所述发光组件，用于透过所述触摸组件产生灯光信号，其中，所述灯光信号至少用于指示所述超声波检测模组的工作状态。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述发光组件包括：第一电路板和多个LED；

所述多个LED电连接在所述第一电路板上，所述第一电路板用于为所述多个LED供电；

所述第一电路板上安装有所述LED的侧面与所述触摸组件相对。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述触摸组件包括：按键帽；

所述按键帽的内侧面设置有容纳腔，所述第一电路板上安装有所述LED的侧面通过灯板贴合胶与所述容纳腔的边缘粘接，所述多个LED位于所述容纳腔内。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述按键帽包括：遮光罩和支撑体；

所述遮光罩的内侧面设置有第一遮光层，所述第一遮光层上开设有第一透光孔，所述第一透光孔内印制有透光的第一标识图案；

所述支撑体为导光材质，所述支撑体的外侧面与所述遮光罩的内侧面贴合，所述第一遮光层和所述第一标识图案被夹在所述支撑体与所述遮光罩之间，所述支撑体的内侧面设置有所述容纳腔；

所述支撑体，用于将所述LED发出的光传导至所述第一透光孔，以使所述LED发出的至少部分光透过所述遮光罩上所述第一标识图案所在的区域，使所述第一标识图案显现。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述超声波检测模组包括超声波传感器，所述超声波传感器通过传感器贴合胶粘贴在所述容纳腔的底部，且所述多个LED围绕所述超声波传感器分布。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述触摸组件包括透明盖板，所述发光组件还包括导光板；

所述透明盖板下表面的至少部分区域设置有第二遮光层，所述第二遮光层上开设有第二透光孔，所述第二透光孔内印制有透光的第二标识图案；

所述第一电路板上开设有通孔，所述多个LED围绕所述通孔的边缘分布；

所述导光板的上表面通过导光板贴合胶与所述透明盖板的下表面粘接，所述第二遮光层和所述第二标识图案被夹在所述导光板与所述透明盖板之间；

所述超声波检测模组包括的超声波传感器通过传感器贴合胶粘接在所述导光板的下表面，沿所述通孔的轴线方向，所述超声波传感器至少部分位于所述通孔内，且所述导光板至少部分位于所述通孔外；

所述导光板，用于将所述LED发出的光传导至所述第二透光孔，以使所述LED发出的至少部分光透过所述透明盖板上所述第二标识图案所在的区域，使所述第二标识图案显现。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述透明盖板包括所述生物特征检测装置所在电子设备中的触控区和/或显示区；

和/或，

所述第一电路板包括所述生物特征检测装置所在电子设备中的电路板。

10.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述传感器贴合胶包括导电箔和粘贴在所述导电箔两侧的双面胶，所述导电箔一侧的双面胶与所述超声波传感器粘接。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述导电箔，用于在手指接近所述触摸组件的外侧面时，向所述处理单元发送接近信号，以使所述处理单元在接收到所述接近信号后，控制所述超声波检测模组切换至工作状态。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述导电箔包括铜箔。

13.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述超声波检测模组包括：所述超声波传感器、第二电路板和连接器；

所述超声波传感器和所述连接器通过所述第二电路板电连接，所述连接器用于与所述处理单元电连接；

所述超声波传感器，用于检测所述生物特征信号，并通过所述第二电路板将所述生物特征信号传输给所述连接器；

所述连接器，用于将接收到的所述生物特征信号传输给所述处理单元。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二电路板包括柔性电路板。

15.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1-14中任一项所述的生物特征检测装置。