CN117971059A - 触控感测模组与触控指纹识别装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种触控感测模组，其包括触控感应层与控制模组。触控感应层包括触控区与指纹区，指纹区包含多条第一驱动线和第一接收线，触控区包含多条第二驱动线和第二接收线。控制模组中包括触控识别电路与指纹识别电路。指纹识别电路连接多个第一驱动线与第一接收线，指纹识别电路按照预设的时序依次输出驱动信号至第一驱动线，且自多条第一接收线接收感测信号以识别指纹图像。触控识别电路连接多个第二驱动线与第二接收线，触控识别电路按照预设的时序依次输出驱动信号至第二驱动线，且自多条第二接收线接收感测信号以识别触摸操作。本申请还进一步提供包括前述触控感测模组的触控指纹识别装置。

Description

触控感测模组与触控指纹识别装置

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及到一种识别触摸操作与指纹图像的触控感测模组以及触控指纹识别装置。

背景技术

目前，随着科技的发展，具有生物识别功能的电子装置与产品逐渐进入人们的生活工作中。由于用户的指纹具有唯一性和不变性，可以用于个人身份鉴别，因而指纹识别技术备受人们重视。为了使电子装置实现同时具有触控检测与指纹识别的功能，采用同一个集成电路的控制模组来采集触控操作与指纹图像。由于一个控制模组需要同时执行触控检测与指纹图像的采集与识别，则导致控制模组的电路复杂度较高，触控检测与指纹图像采集的数据较为庞大与复杂，从而导致识别效率不佳。

发明内容

鉴于前述问题，本申请实施例提供了一种触控感测与指纹识别复杂程度较低且效率较高的触控感测模组与触控指纹识别装置。

第一方面，本申请实施例提供一种触控感测模组，包括触控感应层，包括触控区与指纹区，所述触控区用于检测触控操作，所述指纹区用于识别执行触摸操作用户的指纹，其中，所述指纹区包含多条相互交叉设置且绝缘的第一驱动线和第一接收线，所述触控区包含多条相互交叉设置且绝缘的第二驱动线和第二接收线。控制模组，包括触控识别电路与至少一个指纹识别电路。所述指纹识别电路连接多个所述第一驱动线以及多条所述第一接收线，所述指纹识别电路按照预设的时序依次输出驱动信号至所述第一驱动线，并且自多条所述第一接收线接收感测信号，依据接收多个感测信号识别指纹图像。所述触控识别电路连接多个所述第二驱动线以及多条所述第二接收线，所述触控识别电路按照预设的时序依次输出驱动信号至所述第二驱动线，并且自多条所述第二接收线接收感测信号，依据接收多个感测信号识别触摸操作。

本实施例中触控感应层中触控感测与指纹识别相互独立进行感测与识别，从而降低了成本且减少了触控识别与指纹识别的复杂度，从而有效提高了触控识别与指纹图像采集识别的效率。

其中一具体实施例中，所述触控感应层包括层叠设置且相互绝缘的触控感应层与指纹感应层。其中，所述触控感应层包括相对的第一表面与第二表面，所述指纹感应层设置于第一表面。多条所述第一驱动线沿第一方向延伸，多条所述第一接收线沿着第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向不同，所述多条所述第一驱动线与所述多条第一接收线形成多个指纹检测电容，并且所述多条第一驱动线与所述第一接收线对应所述指纹区设置于所述指纹感应层内并连接于所述指纹识别电路。多条所述第二驱动线沿着所述第一方向延伸，多条所述第二接收线沿着所述第二方向延伸，所述多条所述第一驱动线与所述多条第一接收线形成多个触控检测电容，并且多条所述第二驱动线与多条所述第二接收线对应所述触控区设置于所述触控感应层，且连接于所述触控识别电路。

其中一具体实施例中，所述指纹感应层在所述触控感应层的正投影与所述触控区相邻接但无交叠。

其中一具体实施例中，设置多条所述第一驱动线与所述第一接收线的所述指纹区与设置多条所述第二驱动线与所述第二接收线对应所述触控区位于同一个触控感应层的同一平面内。在所述指纹区内，多条所述第一驱动线沿第一方向延伸，多条所述第一接收线沿着第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向不同，所述多条所述第一驱动线与所述多条第一接收线形成多个指纹检测电容。在所述触控区内，多条所述第二驱动线沿着所述第一方向延伸，多条所述第二接收线沿着所述第二方向延伸，所述多条所述第一驱动线与所述多条第一接收线形成多个触控检测电容，其中，所述第二驱动线还与所述第一接收线交叉且相互绝缘构成所述触控检测电容，所述第二接收线还与所述第一驱动线交叉且相互绝缘构成所述触控检测电容。

其中一具体实施例中，所述至少一个指纹识别电路包括第一指纹识别电路与第二指纹识别电路，所述第一指纹识别电路连接于第一部分第一驱动线与第一部分第一接收线，其中，第一部分第一驱动线包括多条依次排列设置的所述第一驱动线，第一部分第一接收线包括多条依次排列设置的所述第一接收线。所述第二指纹识别电路连接于第二部分第一驱动线与第二部分第一接收线，其中，第二部分第一驱动线包括多条依次排列设置的所述第一驱动线，第二部分第一接收线包括多条依次排列设置的所述第一接收线。

其中一具体实施例中，所述第一指纹识别电路连接于第二指纹识别电路，所述第二指纹识别电路用于控制所述第一指纹识别电路依次输出指纹扫描驱动信号至所述第一部分第一驱动线中的多条所述第一驱动线，以及自所述第一部分第一接收线中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号；所述第一指纹识别电路依据接收到的多个所述指纹感测信号传输一第一识别结果至所述第二指纹识别电路。所述第二指纹识别电路依次输出指纹扫描驱动信号至所述第二部分第一驱动线中的多条所述第一驱动线，以及自所述第二部分第一接收线中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号，所述第二指纹识别电路依据接收的多个指纹感测信号与所述第一识别结果构建并识别指纹图像。

其中一具体实施例中，所述第一指纹识别电路与所述第二指纹识别电路连接于所述触控识别电路，所述触控识别电路控制所述第一指纹识别电路依次指纹扫描驱动信号至所述第一部分第一驱动线中的多条所述第一驱动线，以及自所述第一部分第一接收线中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号，以及控制所述第二指纹识别电路依次指纹扫描驱动信号至所述第二部分第一驱动线中的多条所述第一驱动线，以及自所述第二部分第一接收线中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号；所述第一指纹识别电路依据接收到的多个所述指纹感测信号传输一第一识别结果至所述触控识别电路；所述第二指纹识别电路依据接收到的多个所述指纹感测信号传输一第二识别结果至所述触控识别电路；所述触控识别电路依据所述第一识别结果与多少第二识别结果构建并识别指纹图像。

其中一具体实施例中，所述多条第一驱动线的相邻两者之间的距离小于所述多条第二驱动线的相邻两者之间的距离；所述多条第一接收线的相邻两者之间的距离小于所述多条第二接收线的相邻两者之间的距离。

其中一具体实施例中，所述触控感测模组还包括盖板层与发光层，所述盖板层与所述控制模组设置于所述触控感应层相对的两个表面，所述盖板层用于接收所述触摸操作并且将所述触摸操作传递至所述触控感应层；

所述发光层与所述控制模组间隔预设距离设置于所述触控感应层的同一表面，且所述发光层正对所述指纹区，用于在所述盖板层接收到触摸操作时出射光线至所述指纹区。

第二方面，本申请实施例提供一种触控指纹识别装置，包括显示屏与前述的触控感测模组，所述显示屏用于执行图像显示。触控指纹识别装置中触控感应层中触控感测与指纹识别相互独立进行感测与识别，从而降低了成本且减少了触控识别与指纹识别的复杂度，从而有效提高了触控识别与指纹图像采集识别的效率。

附图说明

图1为本申请一实施例中触控指纹识别装置的立体结构示意图；

图2为图1所示触控装置中触控感测模组沿着II-II线的剖面结构示意图；

图3为如图2所示触控层的侧面结构示意图；

图4为图3所示触控感应层与指纹感应层组合时的平面结构示意图；

图5为图3所示触控感应层与指纹感应层分解时的平面结构示意图；

图6为本申请第二实施例中如图2所示触控层的平面结构示意图；

图7为本申请第三实施例中如图2所示触控层的平面结构示意图；

图8为本申请实施例中触控指纹识别装置的功能模组结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

请参阅图1，图1为本申请一实施例中触控指纹识别装置10的立体结构示意图。触控指纹识别装置10包括触控感测模组110与显示屏120。

触控感测模组110包括相互邻接的触控区111与指纹区112。其中，触控区111用于检测用户的触控操作，也即是识别触控区是否接收到触控操作、触控操作所在的位置、触控操作的具体轨迹以及力度等。指纹区112用于采集并识别用户的指纹。

本实施例中，触控指纹识别装置10为笔记本电脑，在本申请其他实施例中，触控指纹识别装置10也可以为手机等装置，其中，显示屏120可以为液晶显示屏、OLED显示屏等。

请参阅图2为图1所示触控指纹识别装置10中触控感测模组110沿着II-II线的剖面结构示意图。

如图2所示，触控感测模组110包括层叠设置的盖板层12与触控层11，还包括控制模组13和发光层14，其中，控制模组13与发光层14相互间隔预设距离设置于触控层11远离盖板层12的表面。

具体地，盖板层12采用接收用户的触控操作，并将触控操作传递至触控层。本实施例中，盖板层12采用可穿透材质覆盖在触控层11表面，用以保护触控层11且达成装饰的作用。

触控层11则对应触控区111与指纹区112识别用户的触控操作以及采集用户指纹图像，并且将采集获得的触控信号与指纹信号传输至控制模组13。

控制模组13对触控层11收集到的触控信号与控制信号进行处理，以识别触控操作与指纹图像。可理解，控制模组13与触控指纹识别装置10中的主微处理单元(MCU)进行通信，已将触控操作与指纹图像的识别结果传输至MCU。

发光层14用于在触控指纹识别装置10识别到指纹区112接收到用户触摸时出射光线并发光，从而点亮指纹区112，以指示用户指纹区112的位置，同时还能够对应点亮指纹区112的标识，达成醒目化的目的。

请参阅图3，图3为如图2所示触控层11的侧面结构示意图。

触控层11包括层叠设置的触控感应层11a与指纹感应层11b，也即是指纹感应层11b位于触控感应层11a的其中一表面。

具体地，触控感应层11a包括相对的第一表面11a-1与第二表面11a-2，其中，第一表面11a-1邻近盖板层12，第二表面11a-2对应位于远离盖板层12。指纹感应层11b设置于第一表面11a-1，也即是指纹感应层11b位于触控层11的第一表面11a-1与盖板层12之间。

更具体地，请参阅图4-图5，图4为图3所示触控感应层11a与指纹感应层11b组合时的平面结构示意图，图5为图3所示触控感应层11a与指纹感应层11b分解时的平面结构示意图。

指纹感应层11b包括多条沿着第一方向X延伸且沿着第二方向Y间隔第一距离D1的第一驱动线TX1，以及多条第二方向Y延伸且沿着第一方向X间隔第二距离D2的第一接收线RX1。其中，第一方向X与第二方向Y相互垂直，且多条第一驱动线TX1与多条第一接收线RX1交叉且相互绝缘，从而构成多个指纹感应电容。在本申请其他实施例中，第一方向X与第二方向Y保证延伸方向不同即可，也即是可以相交为其他角度，并不以此角度为限。

本实施例中，第一距离D1与第二距离D2可以相同，也可以不同。

触控感应层11a包括多条沿着第一方向X延伸且沿着第二方向Y间隔第三距离D3的第二驱动线TX2，以及多条第二方向Y延伸且沿着第一方向X间隔第四距离D4的第二接收线RX2。其中，多条第二驱动线TX2与多条第二接收线RX2交叉且相互绝缘，从而构成多个触控感应电容。

本实施例中，第三距离D3与第四距离D4可以相同，也可以不同，但是，第三距离D3大于第一距离D1，同时，第四距离D4大于第二距离D2。也即是触控感应层11a中相邻第二驱动线TX2的间距大于指纹感应层11b中相邻第一驱动线TX1的间距，同时，触控感应层11a相邻第二接收线RX2的间距大于指纹感应层11b中相邻第一接收线RX1的间距，使得指纹感应层11b对应的指纹区112中驱动线、接收线的布线密度大于触控感应层11a对应的触控区111中驱动线、接收线的布线密度。

进一步，请继续参阅图4，本实施例中，触控感应层11a对应设置的多条第二驱动线TX2和多条第二接收线RX2均连接至控制模组13中的触控识别电路131，其中，触控识别电路131用于按照时序输出触控扫描驱动信号至第二驱动线TX2，触控感应电容依据接收到的触控扫描驱动信号对应通过第二接收线RX2输出触控感应信号至触控识别电路131。

触控感应层对应工作时，当触控指纹识别装置10未接收到任何触控操作时，触控感应电容在接收到触控扫描驱动信号会对应输出对应第一阈值范围内的触控感应信号，当触控指纹识别装置10接收到触控操作时，触控感应电容的电容值受到用户的影响而发生变化，从而输出第二阈值范围内的触控感应信号。触控识别电路131通过识别输出触控扫描驱动信号的时序所对应的第二驱动线TX2的位置，以及接收到第二阈值范围的触控感应信号的第二接收线RX2的位置，即可确定输出第二阈值范围内触控感应信号的触控感应电容所在的位置，进而识别到发生触控操作的位置。

同理，触控感应层11a对应设置的多条第一驱动线TX1和多条第一接收线RX1均连接至控制模组13中的指纹识别电路132，其中，指纹识别电路132用于按照时序输出指纹扫描驱动信号至第一驱动线TX1，指纹感应电容依据接收到的指纹扫描驱动信号对应通过第一接收线RX1输出指纹感应信号至指纹识别电路132。

需要说明是，当触控指纹识别装置10未接收到任何触控操作时，指纹感应电容在接收到指纹扫描驱动信号会对应输出对应第三阈值范围内的指纹感应信号，当触控指纹识别装置10接收到触控操作时，指纹感应电容的电容值受到用户的影响而发生变化，从而输出第四阈值范围内的触控感应信号。

其中，由于用户手指的指纹中脊、谷与指纹感应电容的距离不同，对应在不同位置的脊、谷会产生不同的电容值变化，由此，第四阈值范围内的指纹感应信号中包括对应指纹中脊、谷产生的不同电容值变化影响而产生的不同指纹感应信号。

指纹识别电路132通过识别输出指纹扫描驱动信号的时序所对应的第一驱动线TX1的位置，以及接收到第四阈值范围的指纹感应信号的第一接收线RX1的位置，即可确定输出第四阈值范围内指纹感应信号的触控感应电容所在的位置的脊、谷，进而识别到指纹所对应的指纹图像信号。

请参阅图6，图6为本申请第二实施例中如图2所示触控层11的平面结构示意图。如图6所示，本实施例中，触控感应层11a与指纹感应层11b设置于同一层的触控层11中，也即是指纹感应层11b与触控感应层11a共层设置，触控区111与指纹区112位于同一个平面内。

具体地，触控层11中，对于指纹区112，多条沿着第一方向X延伸且沿着第二方向Y间隔第一距离D1的第一驱动线TX1，以及多条第二方向Y延伸且沿着第一方向X间隔第二距离D2的第一接收线RX1。其中，多条第一驱动线TX1与多条第一接收线RX1交叉且相互绝缘，从而构成多个指纹感应电容。

对于触控区111，多条沿着第一方向X延伸且沿着第二方向Y间隔第三距离D3的第二驱动线TX2，以及多条第二方向Y延伸且沿着第一方向X间隔第四距离D4的第二接收线RX2。其中，多条第二驱动线TX2与多条第二接收线RX2交叉且相互绝缘，从而构成多个触控感应电容。

其中，部分第一接收线RX1与多条第二驱动线TX2绝缘相交，部分第二驱动线RX2与多条第一接收线RX1绝缘相交。

进一步，请继续参阅图5，本实施例中，控制模组13中包括两个指纹识别电路，两个指纹识别电路具体可分别定义为第一指纹识别电路132-1与第二指纹识别电路132-2。对应地，多条依次排列的第一驱动线分为第一部分第一驱动线T1与第二部分第一驱动线T2；多条第一接收线分为第一部分第一接收线R1与第二部分第一接收线R2。

第一指纹识别电路132-1连接于第一部分第一驱动线T1与第一部分第一接收线R1。其中，第一部分第一驱动线T1包括多条依次排列设置的第一驱动线TX1，第一部分第一接收线R1包括多条依次排列设置的第一接收线RX1。

第二指纹识别电路132-2连接于第二部分第一驱动线T2与第二部分第一接收线R2，其中，第二部分第一驱动线T2包括多条依次排列设置的第一驱动线TX1，第二部分第一接收线R2包括多条依次排列设置的第一接收线RX1。

第一指纹识别电路132-1电性连接于第二指纹识别电路132-2，第二指纹识别电路132-2用于控制所述第一指纹识别电路132-1依次指纹扫描驱动信号至第一部分第一驱动线T1中的多条所述第一驱动线TX1，以及自所述第一部分第一接收线R1中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号。

第一指纹识别电路132-1依据接收到的多个所述指纹感测信号传输一第一识别结果至所述第二指纹识别电路132-2。

第二指纹识别电路132-2依次指纹扫描驱动信号至所述第二部分第一驱动线T2中的多条所述第一驱动线TX1，以及自所述第二部分第一接收线R2中的多条第一接收线RX1接收多个指纹感测信号。

第二指纹识别电路132-2依据接收的多个指纹感测信号与所述第一识别结果共同识别指纹图像。

控制模组13启动后对触控区111与指纹区112同时进行触控检测。

本实施例中，对于触控区111，对应设置的多条第二驱动线TX2和多条第二接收线RX2均连接至控制模组13中的触控识别电路131，其中，触控识别电路131用于按照时序输出触控扫描驱动信号至第二驱动线TX2，触控感应电容依据接收到的触控扫描驱动信号对应通过第二接收线RX2输出触控感应信号至触控识别电路131。

触控区111中的驱动线与接收线工作时，触控识别电路131依次输出触控驱动信号至多条第二驱动线TX2，触控感应电容依据接收到的触控扫描驱动信号对应通过第二接收线RX2输出触控感应信号至触控识别电路131。

与此同时，第一指纹识别电路132-1、第二指纹识别电路132-2也同时依次指纹扫描驱动信号至第一部分第一驱动线T1中的多条所述第一驱动线TX1和第二部分第一驱动线T2中的多条第一驱动线TX1，以及自所述第一部分第一接收线R1中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号。

对于指纹区112而言，当触控指纹识别装置10未接收到任何触控操作时，触控感应电容在接收到触控扫描驱动信号会对应输出对应第一阈值范围内的触控感应信号。当触控指纹识别装置10接收到触控操作时，触控区111中的触控感应电容的电容值受到用户的影响而发生变化，从而输出第二阈值范围内的触控感应信号。

同时，触控区111对应的触控感应电容在接收到触控扫描驱动信号会对应输出对应第一阈值范围内的触控感应信号，当触控指纹识别装置10接收到触控操作时，触控感应电容的电容值受到用户的影响而发生变化，从而输出第二阈值范围内的触控感应信号。

第一指纹识别电路132-1、第二指纹识别电路132-2以及触控识别电路131通过识别输出触控扫描驱动信号的时序所对应的第二驱动线TX2的位置，以及接收到第二阈值范围的触控感应信号的第二接收线RX2的位置，即可确定输出第二阈值范围内触控感应信号的触控感应电容所在的位置，进而识别到发生触控操作的位置。

请参阅图7，图7为本申请第三实施例中如图2所示触控层11的平面结构示意图。本实施例中，触控感应层11a与指纹感应层11b设置于同一层的触控层11中，也即是指纹感应层11b与触控感应层11a共层设置，触控区111与指纹区112位于同一个平面内。

具体地，触控层11中，对于指纹区112，多条沿着第一方向X延伸且沿着第二方向Y间隔第一距离D1的第一驱动线TX1，以及多条第二方向Y延伸且沿着第一方向X间隔第二距离D2的第一接收线RX1。其中，多条第一驱动线TX1与多条第一接收线RX1交叉且相互绝缘，从而构成多个指纹感应电容。

对于触控区111，多条沿着第一方向X延伸且沿着第二方向Y间隔第三距离D3的第二驱动线TX2，以及多条第二方向Y延伸且沿着第一方向X间隔第四距离D4的第二接收线RX2。其中，多条第二驱动线TX2与多条第二接收线RX2交叉且相互绝缘，从而构成多个触控感应电容。

其中，部分第一接收线RX1与多条第二驱动线TX2绝缘相交，部分第二驱动线RX2与多条第一接收线RX1绝缘相交。

进一步，请继续参阅图5，本实施例中，控制模组13中包括两个指纹识别电路，两个指纹识别电路具体可分别定义为第一指纹识别电路132-1与第二指纹识别电路132-2。对应地，多条依次排列的第一驱动线分为第一部分第一驱动线T1与第二部分第一驱动线T2；多条第一接收线分为第一部分第一接收线R1与第二部分第一接收线。

其中，第一指纹识别电路132-1连接于第一部分第一驱动线T1与第一部分第一接收线R1。其中，第一部分第一驱动线T1包括多条依次排列设置的第一驱动线TX1，第一部分第一接收线R1包括多条依次排列设置的第一接收线RX1。

第二指纹识别电路132-2连接于第二部分第一驱动线T2与第二部分第一接收线R2，其中，第二部分第一驱动线T2包括多条依次排列设置的第一驱动线TX1，第二部分第一接收线R2包括多条依次排列设置的第一接收线RX1。

第一指纹识别电路132-1与第二指纹识别电路132-2连接于触控识别电路131。

控制模组13启动后对触控区111与指纹区112同时进行触控检测。

本实施例中，对于触控区111，对应设置的多条第二驱动线TX2和多条第二接收线RX2均连接至控制模组13中的触控识别电路131，其中，触控识别电路131用于按照时序输出触控扫描驱动信号至第二驱动线TX2，触控感应电容依据接收到的触控扫描驱动信号对应通过第二接收线RX2输出触控感应信号至触控识别电路131。

触控区111中的驱动线与接收线工作时，触控识别电路131依次输出触控驱动信号至多条第二驱动线TX2，触控感应电容依据接收到的触控扫描驱动信号对应通过第二接收线RX2输出触控感应信号至触控识别电路131。

与此同时，第一指纹识别电路132-1、第二指纹识别电路132-2也同时依次指纹扫描驱动信号至第一部分第一驱动线T1中的多条所述第一驱动线TX1和第二部分第一驱动线T2中的多条第一驱动线TX1，以及自所述第一部分第一接收线R1中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号。

对于指纹区112而言，当触控指纹识别装置10未接收到任何触控操作时，触控感应电容在接收到触控扫描驱动信号会对应输出对应第一阈值范围内的触控感应信号。当触控指纹识别装置10接收到触控操作时，触控区111中的触控感应电容的电容值受到用户的影响而发生变化，从而输出第二阈值范围内的触控感应信号。

同时，触控区111对应的触控感应电容在接收到触控扫描驱动信号会对应输出对应第一阈值范围内的触控感应信号，当触控指纹识别装置10接收到触控操作时，触控感应电容的电容值受到用户的影响而发生变化，从而输出第二阈值范围内的触控感应信号。

第一指纹识别电路132-1、第二指纹识别电路132-2以及触控识别电路131通过识别输出触控扫描驱动信号的时序所对应的第二驱动线TX2的位置，以及接收到第二阈值范围的触控感应信号的第二接收线RX2的位置，即可确定输出第二阈值范围内触控感应信号的触控感应电容所在的位置，进而识别到发生触控操作的位置。

请参阅图8，其为本申请实施例中触控指纹识别装置的功能模组结构示意图。

如图8所示，触控指纹识别装置10在包括触控感测模组110、显示屏120的同时，还包括处理器210、外部存储器接口220、内部存储器221、充电管理模块240、电源管理模块241、电池242、移动通信模块250、音频模块260、传感器模块280等。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对触控指纹识别装置10的具体限定。在本申请另一些实施例中，触控指纹识别装置10可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

处理器210可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器210可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的部件，也可以集成在一个或多个处理器中。

在一些实施例中，触控指纹识别装置10也可以包括一个或多个处理器210。其中，控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。在其他一些实施例中，处理器210中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。示例性地，处理器210中的存储器可以为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器210刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器210需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。这样就避免了重复存取，减少了处理器210的等待时间，因而提高了触控指纹识别装置10处理数据或执行指令的效率。

在一些实施例中，处理器210可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路间(inter-integrated circuit，I2C)接口、集成电路间音频(inter-integrated circuitsound，I2S)接口、脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口、通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，UART)接口、移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，MIPI)、用输入输出(general-purpose input/output，GPIO)接口、SIM卡接口和/或USB接口等。其中，USB接口是符合USB标准规范的接口，具体可以是Mini USB接口、Micro USB接口、USB Type C接口等。USB接口可以用于连接充电器为触控指纹识别装置10充电，也可以用于触控指纹识别装置10与外围设备之间传输数据。该USB接口也可以用于连接耳机，通过耳机播放音频。

可以理解的是，本申请实施例示意的各模块间的接口连接关系，只是示意性说明，并不构成对触控指纹识别装置10的结构限定。在本申请另一些实施例中，触控指纹识别装置10也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式，或多种接口连接方式的组合。

充电管理模块240用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中，充电管理模块240可以通过USB接口接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中，充电管理模块240可以通过触控指纹识别装置10的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块240为电池242充电的同时，还可以通过电源管理模块241为触控指纹识别装置10供电。

电源管理模块241用于连接电池242，充电管理模块240与处理器210。电源管理模块241接收电池242和/或充电管理模块240的输入，为处理器210、内部存储器221、外部存储器、移动通信模块250、显示屏120和触控感测模组110等供电。电源管理模块241还可以用于监测电池容量、电池循环次数、电池健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块241也可以设置于处理器210中。在另一些实施例中，电源管理模块241和充电管理模块240也可以设置于同一个器件中。

触控指纹识别装置10的无线通信功能可以通过天线与移动通信模块250、调制解调处理器以及基带处理器等实现。

其中，天线用于发射和接收电磁波信号。触控指纹识别装置10中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。例如：可以将天线复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。

移动通信模块250可以提供应用在触控指纹识别装置10上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块250可以包括至少一个滤波器，开关，功率放大器，低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)等。移动通信模块250可以由天线接收电磁波，并对接收的电磁波进行滤波，放大等处理，传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块250还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大，经天线转为电磁波辐射出去。在一些实施例中，移动通信模块250的至少部分功能模块可以被设置于处理器210中。在一些实施例中，移动通信模块250的至少部分功能模块可以与处理器210的至少部分模块被设置在同一个器件中。

另外，移动通信模块250还可以包括无线通信模块来提供应用在触控指纹识别装置10上的包括无线局域网(wireless local area networks，WLAN)(如无线保真(wirelessfidelity，Wi-Fi)网络)、蓝牙(blue tooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigationsatellite system，GNSS)、调频(frequency modulation，FM)、近距离无线通信技术(nearfield communication，NFC)、红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块经由天线接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器210。无线通信模块还可以从处理器210接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线转为电磁波辐射出去。

触控指纹识别装置10通过GPU，显示屏120，以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器，连接显示屏120和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器210可包括一个或多个GPU，其执行程序指令以生成或改变显示信息。

显示屏120用于显示图像、视频等。显示屏120包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display，LCD)、有机发光二极管(organic light-emittingdiode，OLED)、有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrixorganic light emitting diode的，AMOLED)、柔性发光二极管(flex light-emittingdiode，FLED)、迷你发光二极管(mini light-emitting diode，miniled)、MicroLed、Micro-oLed、量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes，QLED)等。在一些实施例中，触控指纹识别装置10可以包括1个或多个显示屏120。

触控指纹识别装置10可以通过ISP、摄像头、视频编解码器、GPU、显示屏120以及应用处理器等实现拍摄功能。

ISP用于处理摄像头反馈的数据。例如，拍照时，打开快门，光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上，光信号转换为电信号，摄像头感光元件将所述电信号传递给ISP处理，转化为肉眼可见的图像。ISP还可以对图像的噪点、亮度等进行算法优化。ISP还可以对拍摄场景的曝光、色温等参数优化。在一些实施例中，ISP可以设置在摄像头中。

摄像头用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB，YUV等格式的图像信号。在一些实施例中，触控指纹识别装置10可以包括1个或多个摄像头。

数字信号处理器用于处理数字信号，除了可以处理数字图像信号，还可以处理其他数字信号。例如，当触控指纹识别装置10在频点选择时，数字信号处理器用于对频点能量进行傅里叶变换等。

视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩。触控指纹识别装置10可以支持一种或多种视频编解码器。这样，触控指纹识别装置10可以播放或录制多种编码格式的视频，例如：动态图像专家组(moving picture experts group，MPEG)1、MPEG2、MPEG3、MPEG4等。

NPU为神经网络(neural-network，NN)计算处理器，通过借鉴生物神经网络结构，例如借鉴人脑神经元之间传递模式，对输入信息快速处理，还可以不断的自学习。通过NPU可以实现触控指纹识别装置10的智能认知等应用，例如：图像识别、人脸识别、语音识别、文本理解等。

外部存储器接口220可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展触控指纹识别装置10的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口220与处理器210通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频等文件保存在外部存储卡中。

内部存储器221可以用于存储一个或多个计算机程序，该一个或多个计算机程序包括指令。处理器210可以通过运行存储在内部存储器221的上述指令，从而使得触控指纹识别装置10执行本申请一些实施例中所提供的显示页面元素的方法，以及各种应用以及数据处理等。内部存储器221可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统；该存储程序区还可以存储一个或多个应用(比如图库、联系人等)等。存储数据区可存储触控指纹识别装置10使用过程中所创建的数据(比如照片，联系人等)等。此外，内部存储器221可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储部件，闪存部件，通用闪存存储器(universal flash storage，UFS)等。在一些实施例中，处理器210可以通过运行存储在内部存储器221的指令，和/或存储在设置于处理器210中的存储器的指令，来使得触控指纹识别装置10执行本申请实施例中所提供的显示页面元素的方法，以及其他应用及数据处理。触控指纹识别装置10可以通过音频模块、扬声器、受话器、麦克风、耳机接口、以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放、录音等。

传感器模块280可以包括压力传感器280A、陀螺仪传感器280B、气压传感器280C、磁传感器280D、加速度传感器280E、距离传感器280F、接近光传感器280G、温度传感器280J、环境光传感器280L、骨传导传感器280M等。

其中，压力传感器280A用于感受压力信号，可以将压力信号转换成电信号。在一些实施例中，压力传感器280A可以设置于显示屏120与触摸感测模组110上，用于感测触控指纹识别装置10是否接收到触摸操作。

压力传感器280A的种类很多，如电阻式压力传感器，电感式压力传感器，电容式压力传感器等。电容式压力传感器可以是包括至少两个具有导电材料的平行板。当有力作用于压力传感器280A，电极之间的电容改变。触控指纹识别装置10根据电容的变化确定压力的强度。当有触摸操作作用于触控指纹识别装置10，触控指纹识别装置10根据压力传感器280A检测所述触摸操作强度。触控指纹识别装置10根可以根据压力传感器280A的检测信号计算触摸的位置。在一些实施例中，作用于相同触摸位置，但不同触摸操作强度的触摸操作，可以对应不同的操作指令。例如：当有触摸操作强度小于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时，执行查看短消息的指令。当有触摸操作强度大于或等于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时，执行新建短消息的指令。

陀螺仪传感器280B可以用于确定触控指纹识别装置10的运动姿态。在一些实施例中，可以通过陀螺仪传感器280B确定触控指纹识别装置10围绕三个轴(即X、Y和Z轴)的角速度。陀螺仪传感器280B可以用于拍摄防抖。示例性的，当按下快门，陀螺仪传感器280B检测触控指纹识别装置10抖动的角度，根据角度计算出镜头模组需要补偿的距离，让镜头通过反向运动抵消触控指纹识别装置10的抖动，实现防抖。陀螺仪传感器280B还可以用于导航，体感游戏场景。

加速度传感器280E可检测触控指纹识别装置10在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。当触控指纹识别装置10静止时可检测出重力的大小及方向。还可以用于识别触控指纹识别装置10姿态，应用于横竖屏切换，计步器等应用。

环境光传感器280L用于感知环境光亮度。触控指纹识别装置10可以根据感知的环境光亮度自适应调节显示屏120亮度。环境光传感器280L也可用于拍照时自动调节白平衡。环境光传感器280L还可以与接近光传感器280G配合，检测触控指纹识别装置10是否在口袋里、是否有人接近等，以防误触。

温度传感器280J用于检测温度。在一些实施例中，触控指纹识别装置10利用温度传感器280J检测的温度，执行温度处理策略。例如，当温度传感器280J上报的温度超过阈值，触控指纹识别装置10执行降低位于温度传感器280J附近的处理器的性能，以便降低功耗实施热保护。在另一些实施例中，当温度低于另一阈值时，触控指纹识别装置10对电池242加热，以避免低温导致触控指纹识别装置10异常关机。在其他一些实施例中，当温度低于又一阈值时，触控指纹识别装置10对电池242的输出电压执行升压，以避免低温导致的异常关机。

下面结合图1-图7具体说明触控指纹识别装置10的工作过程。

启动并触发触控指纹识别装置10。

在触控指纹识别装置10锁屏或者关机状态下，当触控指纹识别装置10通过传感器模块280中多个传感器识别到用户的启动触发、或者锁屏用户靠近、或者触碰键盘和触控板时，处理器210驱动发光层14出射光线从而指纹区112所在区域，同时触发触控感测模组110指纹功能，当用户手指靠近指纹区112时即识别进行指纹解锁。

识别触摸操作或者识别指纹图像。

当触控指纹识别装置10启动工作后，具有指纹支付或者验证需求的应用程序App向处理器210中的应用系统OS发出支付信号，当用户通过手指靠近指纹区112时，通过第一驱动线TX1与第一接收线RX1采集指纹图像信号，控制模组内指纹识别电路132对所述指纹图像信号进行识别处理后形成指纹图像传输至处理器210，处理器通过指纹图像即可判定当前用户的合法性，完成指纹支付与安全性验证。

当用户通过手指靠近触控区111时，通过位于触控区111的第一驱动线TX1、第一接收线RX1以及第二驱动线TX2与第二接收线RX2，识别发生触控操作的位置，并且将发生触摸操作的位置的坐标信息传输至处理器210，处理器通过发生触摸操作的坐标信息确定对应的响应，例如在显示屏120的图像显示区内中打开相应的界面、文件等。

综合上述，本实施例公开的触控指纹识别装置10，触控识别电路与指纹识别电路相互独立设置，以使得触控感测与指纹识别相互独立进行感测与识别，从而降低了成本且减少了触控识别与指纹识别的复杂度，从而有效提高了触控识别与指纹图像采集识别的效率，从而降低了成本且减少了操作触控指纹识别装置10的复杂度，并且使得触控指纹识别装置10的外观更为简单而大方。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种触控感测模组，其特征在于，包括：

触控感应层，包括触控区与指纹区，所述触控区用于检测触控操作，所述指纹区用于识别执行触摸操作用户的指纹，其中，所述指纹区包含多条相互交叉设置且绝缘的第一驱动线和第一接收线，所述触控区包含多条相互交叉设置且绝缘的第二驱动线和第二接收线；

控制模组，包括触控识别电路与至少一个指纹识别电路，

所述指纹识别电路连接多个所述第一驱动线以及多条所述第一接收线，所述指纹识别电路按照预设的时序依次输出驱动信号至所述第一驱动线，并且自多条所述第一接收线接收感测信号，依据接收多个感测信号识别指纹图像；

所述触控识别电路连接多个所述第二驱动线以及多条所述第二接收线，所述触控识别电路按照预设的时序依次输出驱动信号至所述第二驱动线，并且自多条所述第二接收线接收感测信号，依据接收多个感测信号识别触摸操作。

2.根据权利要求1所述的触控感测模组，其特征在于，

所述触控感应层包括层叠设置且相互绝缘的触控感应层与指纹感应层，其中，所述触控感应层包括相对的第一表面与第二表面，所述指纹感应层设置于第一表面；

多条所述第一驱动线沿第一方向延伸，多条所述第一接收线沿着第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向不同，所述多条所述第一驱动线与所述多条第一接收线形成多个指纹检测电容，并且所述多条第一驱动线与所述第一接收线对应所述指纹区设置于所述指纹感应层内并连接于所述指纹识别电路；

多条所述第二驱动线沿着所述第一方向延伸，多条所述第二接收线沿着所述第二方向延伸，所述多条所述第一驱动线与所述多条第一接收线形成多个触控检测电容，并且多条所述第二驱动线与多条所述第二接收线对应所述触控区设置于所述触控感应层，且连接于所述触控识别电路。

3.根据权利要求2所述的触控感测模组，其特征在于，

所述指纹感应层在所述触控感应层的正投影与所述触控区相邻接但无交叠。

4.根据权利要求1所述的触控感测模组，其特征在于，

设置多条所述第一驱动线与所述第一接收线的所述指纹区与设置多条所述第二驱动线与所述第二接收线对应所述触控区位于同一个触控感应层的同一平面内；

在所述指纹区内，多条所述第一驱动线沿第一方向延伸，多条所述第一接收线沿着第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向不同，所述多条所述第一驱动线与所述多条第一接收线形成多个指纹检测电容；

在所述触控区内，多条所述第二驱动线沿着所述第一方向延伸，多条所述第二接收线沿着所述第二方向延伸，所述多条所述第一驱动线与所述多条第一接收线形成多个触控检测电容，其中，所述第二驱动线还与所述第一接收线交叉且相互绝缘构成所述触控检测电容，所述第二接收线还与所述第一驱动线交叉且相互绝缘构成所述触控检测电容。

5.根据权利要求4所述的触控感测模组，其特征在于，

所述至少一个指纹识别电路包括第一指纹识别电路与第二指纹识别电路，

所述第一指纹识别电路连接于第一部分第一驱动线与第一部分第一接收线，其中，第一部分第一驱动线包括多条依次排列设置的所述第一驱动线，第一部分第一接收线包括多条依次排列设置的所述第一接收线；

所述第二指纹识别电路连接于第二部分第一驱动线与第二部分第一接收线，其中，第二部分第一驱动线包括多条依次排列设置的所述第一驱动线，第二部分第一接收线包括多条依次排列设置的所述第一接收线。

6.根据权利要求5所述的触控感测模组，其特征在于，

所述第一指纹识别电路连接于第二指纹识别电路，所述第二指纹识别电路用于控制所述第一指纹识别电路依次输出指纹扫描驱动信号至所述第一部分第一驱动线中的多条所述第一驱动线，以及自所述第一部分第一接收线中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号；

所述第一指纹识别电路依据接收到的多个所述指纹感测信号传输一第一识别结果至所述第二指纹识别电路；

所述第二指纹识别电路依次输出指纹扫描驱动信号至所述第二部分第一驱动线中的多条所述第一驱动线，以及自所述第二部分第一接收线中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号，

所述第二指纹识别电路依据接收的多个指纹感测信号与所述第一识别结果构建并识别指纹图像。

7.根据权利要求5所述的触控感测模组，其特征在于，

所述第一指纹识别电路与所述第二指纹识别电路连接于所述触控识别电路，

所述触控识别电路控制所述第一指纹识别电路依次指纹扫描驱动信号至所述第一部分第一驱动线中的多条所述第一驱动线，以及自所述第一部分第一接收线中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号，以及控制所述第二指纹识别电路依次指纹扫描驱动信号至所述第二部分第一驱动线中的多条所述第一驱动线，以及自所述第二部分第一接收线中的多条所述第一接收线接收多个指纹感测信号；

所述第一指纹识别电路依据接收到的多个所述指纹感测信号传输一第一识别结果至所述触控识别电路；

所述第二指纹识别电路依据接收到的多个所述指纹感测信号传输一第二识别结果至所述触控识别电路；

所述触控识别电路依据所述第一识别结果与多少第二识别结果构建并识别指纹图像。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的触控感测模组，其特征在于，

所述多条第一驱动线的相邻两者之间的距离小于多条所述第二驱动线的相邻两者之间的距离；

所述多条第一接收线的相邻两者之间的距离小于多条所述第二接收线的相邻两者之间的距离。

9.根据权利要求8所述的触控感测模组，其特征在于，所述触控感测模组还包括盖板层与发光层，所述盖板层与所述控制模组设置于所述触控感应层相对的两个表面，所述盖板层用于接收所述触摸操作并且将所述触摸操作传递至所述触控感应层；

所述发光层与所述控制模组间隔预设距离设置于所述触控感应层的同一表面，且所述发光层正对所述指纹区，用于在所述盖板层接收到触摸操作时出射光线至所述指纹区。

10.一种触控指纹识别装置，其特征在于，包括显示屏与权利要求1-9任意一项所述的触控感测模组，所述显示屏用于执行图像显示。