CN203930750U - 具有指纹识别功能的触控屏及终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有指纹识别功能的触控屏及终端设备。该具有指纹识别功能的触控屏包括：透明盖板；位置传感器，其贴合于所述透明盖板之下，包括一虚拟镂空区域；以及，指纹识别传感器，其形成于所述透明盖板之上，并与所述虚拟镂空区域关于所述透明盖板对称分布。本实用新型实施例的具有指纹识别功能的触控屏，通过与带有触摸功能的终端设备中的位置传感器兼容设计，可以实现在终端设备的可视区提供指纹识别区域。

Description

具有指纹识别功能的触控屏及终端设备

技术领域

本实用新型涉及生物识别技术领域，尤其涉及一种具有指纹识别功能的触控屏及包含其的终端设备。

背景技术

近年来，随着存储技术的发展，终端设备如智能手机、平板电脑等存储有大量个人信息等重要资料，其安全性变得更为重要。目前多使用口令、图形等形式来实现对其终端设备的密码保护。

然而，对于口令、图形等加密方式，用户需记住设定的口令和/或图形；此外，在公共场合，还存在密码泄露的危险。而为了提高安全性，往往需要增加口令和图形的复杂度，这无疑进一步增加了用户记忆的难度，造成安全与易用之间的冲突。

指纹是由手指表面皮肤凹凸不平的纹路组成，是人体独一无二的特征，其复杂程度可提供用于识别的足够特征。指纹识别即是利用指纹唯一性和稳定性的特点来实现身份识别，而无需用户记忆。

电容式指纹识别传感器在基材衬底上形成导电电路，当手指与传感器接触时，通过指纹脊的凸起和指纹谷的凹陷所产生的不同电容值来探测指纹图案。

在通过指纹识别传感器来进行指纹识别时，人的手指指纹面与指纹识别传感器之间的距离不能过远，如果距离过远，则很难形成准确的指纹图案。

实用新型内容

本实用新型提供了一种具有指纹识别功能的触控屏，可于包含其的终端设备的可视区实施指纹识别。

本实用新型的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本实用新型的实践而习得。

本实用新型一方面提供了一种具有指纹识别功能的触控屏，包括：透明盖板；位置传感器，其贴合于所述透明盖板之下，包括一虚拟镂空区域；以及，指纹识别传感器，其形成于所述透明盖板之上，并与所述虚拟镂空区域关于所述透明盖板对称分布。

于一个实施例中，该触控屏还包括：处理电路，所述处理电路包括：指纹识别电路子模块；以及，信号处理子模块，其与所述指纹识别电路子模块电连接，通过所述指纹识别电路子模块设置所述指纹识别传感器的工作模式。

于另一个实施例中，所述工作模式包括：指纹识别模式和位置识别模式；其中当所述指纹识别传感器被设置为所述指纹识别模式时，所示指纹识别传感器用于进行指纹识别；当所述指纹识别传感器被设置为所述位置识别模式时，用于反馈手指触碰区域的位置信息。

于再一个实施例中，位于所述虚拟镂空区域的位置传感器中的电极不用于所述虚拟镂空区域的位置信息检测。

于再一个实施例中，该触控屏还包括：保护层，其形成于所述指纹识别传感器之上。

于再一个实施例中，所述保护层的材料包括：类金刚石碳或UV胶。

于再一个实施例中，该触控屏还包括：填充层，其位于所述指纹识别传感器两侧，以对所述指纹识别传感器两侧形成的落差进行填充。

于再一个实施例中，所述填充层的材料包括：二氧化硅。

于再一个实施例中，所述触控屏的屏幕包括：可视区和非可视区；其中所述可视区包括：指纹识别提示区域，其大致对应于所述指纹识别传感器。

本实用新型另一方面公开了一种终端设备，包括上述任一种具有指纹识别功能的触控屏。

本实用新型实施例的具有指纹识别功能的触控屏，通过与带有触摸功能的终端设备中的位置传感器兼容设计，可以实现在终端设备的可视区提供指纹识别区域，并例如通过软件设计在可视区相应位置提示用户该指纹识别的区域，方便用户的使用；此外，当其应用于终端设备时，无需破坏终端设备一体化的透明盖板，保证了终端设备结构的原貌。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1为本实用新型实施例的具有指纹识别功能的触控屏的横截面示意图。

图2为本实用新型实施例中示例的指纹识别传感器的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中示例的位置传感器的结构图。

图4为本实用新型实施例的指纹识别处理模块的结构示意图。

图5为本实用新型实施例的包含具有指纹识别功能的触控屏的终端设备的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构。

所描述的特征或结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元等，也可以实践本实用新型的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本实用新型。

图1为本实用新型实施例的具有指纹识别功能的触控屏的横截面示意图。如图1所示，该触控屏包括：透明盖板11及指纹识别传感器12。

指纹识别传感器12，例如为电容式指纹识别传感器。

指纹识别传感器12形成于透明盖板11之上，指纹识别传感器12的结构例如为图2所示。图2为本实用新型实施例中示例的指纹识别传感器的结构示意图。如图2所示，指纹识别传感器12包括：第一导电层121和第二导电层122。

其中，第一导电层121包括多个相互绝缘分布的第一电极1211；第二导电层122，位于第一导电层121之下，包括多个相互绝缘分布的第二电极1221；并且第一电极1211与第二电极1221之间绝缘设置。

需要说明的是，图2中所示的指纹识别传感器仅为一示例性的指纹识别传感器的结构，任何能基本实现本实用新型的功能，并能达到基本相同的技术效果的指纹识别传感器结构都应属于本实用新型的保护范围。

本实用新型实施例的具有指纹识别功能的触控屏1可应用于具有触控功能的终端设备中，例如智能手机、平板电脑等。将指纹识别传感器置于终端设备的盖板上，可缩小手指与指纹识别传感器接触的距离，提升指纹识别的精确度。

为了使具有指纹识别功能的触控屏1中的指纹识别传感器13与触控屏1中的位置传感器(TP sensor)协同工作，指纹识别传感器13与位置传感器之间需进行协同设计。

继续参考图1，如图1所示，触控屏1的位置传感器13位于透明盖板11的下方，即位于透明盖板11的、与指纹识别传感器12相反的一侧。

位置传感器13包括一虚拟镂空区域14，虚拟镂空区域14为指纹识别传感器12关于透明盖板11的对称区域，即虚拟镂空区域14与指纹识别传感器12的形状、大小皆相同，且其位置与指纹识别传感器12关于透明盖板11对称。

上述虚拟镂空是指位置传感器13在此区域并未被真正的挖空，而仅是使位于该区域的位置传感器13不能工作，即位于该区域的位置传感器13中的电极不用于该区域的位置信息检测，具体方法将在下文中详述。

位置传感器13的结构例如为图3所示。图3为本实用新型实施例中示例的位置传感器的结构图。如图3所示，本实用新型实施例的触控屏1中采用的位置传感器13包括：由多条TP的发射电极(TP Tx)组成的发射层和多条TP的接收电极(TP Rx)组成的接收层。

同样需要说明的是，图3中所示的位置传感器仅为一示例性的位置传感器的结构，任何能基本实现本实用新型的功能，并能达到基本相同的技术效果的位置传感器结构都应属于本实用新型的保护范围。

指纹识别传感器12的引线例如通过在透明盖板上设置导电通孔的方式，将引线电连接导电通孔，再将透明盖板下方与导电通孔电连接的引线穿插在位置传感器13的引线中，以电连接指纹识别传感器12的外部电路。

在一些实施例中，于透明盖板11上形成有多个通孔，多个通孔中分别设置有导电材料，如银、铜、金、铝等金属或者其组合。

每个通孔的形状优选圆形，由于在其制程中，如果通孔的直径制作的过大会导致基片面板容易断裂，而如果直径过小又无法实现填充工艺，因此通孔的直径范围优选在20μm-45μm，但本实用新型不以此为限。当通孔为多边形时，其直径是指其外接圆的直径。

形成多个通孔于透明盖板11上的制造工艺包括镭射蚀刻技术、化学蚀刻技术或者深反应离子蚀刻技术。

为了使指纹识别传感器12与位置传感器13之间协同工作，该触控屏1还包括：指纹识别处理模块17。

图4为本实用新型实施例的指纹识别处理模块的结构示意图。如图4所示，指纹识别处理模块17包括：信号处理子模块171及指纹识别电路子模块172。

信号处理子模块171与指纹识别电路子模块172电连接；指纹识别电路子模块172与指纹识别传感器12电连接。

指纹识别处理模块17的工作原理如下：

信号处理子模块171将指纹识别传感器12的工作模式分为指纹识别模式(FP模式)及位置识别模式(TP模式)。

在需要进行指纹识别时，信号处理子模块171通过指纹识别电路子模块172将指纹识别传感器12的工作模式设置为FP模式，在该模式下，指纹识别传感器12具备指纹图像扫描功能，用于收集用户指纹的图像信息，确定用户指纹的实质性特征。

而在无需进行指纹识别时，信号处理子模块171通过指纹识别电路子模块172将指纹识别传感器12的工作模式设置为TP模式，在该模式现，指纹识别传感器12具备位置传感器13的功能，即当感应到在指纹识别传感器12对应位置的手指触碰时，反馈手指按压的位置信息，以实现位置传感器的功能。例如，指纹识别传感器12感受指纹脊所处的位置，并反馈该位置信息。而位置传感器13中位于虚拟镂空区域的发射电极和接收电极则进行工作，该操作例如由信号处理子模块171通过软件的方式实现，本实用新型不以此为限。

在一些实施例中，当无需进行指纹识别时，信号处理子模块171还可以通过指纹识别电路子模块172使指纹识别传感器12不工作，即利用位置传感器13来进行位置识别操作。

信号处理子模块171例如通过相应的应用软件来判断何时需要进行指纹识别。例如，当需要进行指纹识别的应用软件被启动，且提示用户进行指纹识别时，该提示还可以包括显示指纹识别提示区域，该区域大体上对应于指纹识别传感器12所在位置，信号处理子模块171接收该应用软件的指示，将指纹识别传感器12设置为FP模式；而当指纹识别过程结束后，信号处理子模块171再次接收应用软件的指示，设置指纹识别传感器12的模式为TP模式。

继续参考图1，由于在透明盖板11上制作了指纹识别传感器12，导致在指纹识别传感器12的两侧形成高低落差，为了消除该高低落差，触控屏1还包括填充层15，例如采用二氧化硅(SiO₂)材料进行填充，使填充层15的高度与指纹识别传感器12的高度相同，即使填充层15与指纹识别传感器12的上表面呈一水平面。

此外，在指纹识别传感器12上，还形成有保护层16，以对指纹识别传感器12进行保护。

保护层16例如通过喷涂技术或印刷技术形成，保护层的材料包括：类金刚石碳(DLC)或光敏胶(UV胶)。

本实用新型实施例的具有指纹识别功能的触控屏，通过与带有触摸功能的终端设备中的位置传感器兼容设计，可以实现在终端设备的可视区提供指纹识别区域，并例如通过软件设计在可视区相应位置提示用户该指纹识别的区域，方便用户的使用；此外，当其应用于终端设备时，无需破坏终端设备一体化的透明盖板，保证了终端设备结构的原貌。

图5为本实用新型实施例的包含具有指纹识别功能的触控屏的终端设备的示意图。如图5所示，终端设备2例如为智能手机，其屏幕可分为可视区21和非可视区22。指纹识别传感器12可设置于可视区21中，例如如图5所示设置于可视区21的中间偏下的位置。

在需要进行指纹识别时，即指纹识别传感器12工作于FP模式时，可通过软件向用户显示指纹识别提示区域211，该区域大体上对应于指纹识别传感器12所在区域，以通过例如按压指纹识别传感器12等操作进行指纹识别。该大体上对应包括：该指纹识别区域可以略大于或略小于指纹识别传感器12，该指纹识别区域的中心与指纹识别传感器12的中心可以略有偏移等。

指纹识别提示区域211例如可以为类似手指的椭圆形，还可以为圆形、方形、长方形等，本实用新型不以此为限。

本实用新型实施例的包含具有指纹识别功能的触控屏的终端设备，通过与其中的位置传感器兼容设计，可以实现在该终端设备的可视区提供指纹识别区域，并例如通过软件设计在可视区相应位置提示用户该指纹识别的区域，方便用户的使用。

以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims (10)

1.一种具有指纹识别功能的触控屏，其特征在于，包括：

透明盖板；

位置传感器，其贴合于所述透明盖板之下，包括一虚拟镂空区域；以及，

指纹识别传感器，其形成于所述透明盖板之上，并与所述虚拟镂空区域关于所述透明盖板对称分布。

2.根据权利要求1所述的具有指纹识别功能的触控屏，其特征在于，还包括：处理电路，所述处理电路包括：

指纹识别电路子模块；以及，

信号处理子模块，其与所述指纹识别电路子模块电连接，通过所述指纹识别电路子模块设置所述指纹识别传感器的工作模式。

3.根据权利要求2所述的具有指纹识别功能的触控屏，其特征在于，所述工作模式包括：指纹识别模式和位置识别模式；其中当所述指纹识别传感器被设置为所述指纹识别模式时，所示指纹识别传感器用于进行指纹识别；当所述指纹识别传感器被设置为所述位置识别模式时，用于反馈手指触碰区域的位置信息。

4.根据权利要求1所述的具有指纹识别功能的触控屏，其特征在于，位于所述虚拟镂空区域的位置传感器中的电极不用于所述虚拟镂空区域的位置信息检测。

5.根据权利要求1或2所述的具有指纹识别功能的触控屏，其特征在于，还包括：保护层，其形成于所述指纹识别传感器之上。

6.根据权利要求5所述的具有指纹识别功能的触控屏，其特征在于，所述保护层的材料包括：类金刚石碳或UV胶。

7.根据权利要求1或2所述的具有指纹识别功能的触控屏，其特征在于，还包括：填充层，其位于所述指纹识别传感器两侧，以对所述指纹识别传感器两侧形成的落差进行填充。

8.根据权利要求7所述的具有指纹识别功能的触控屏，其特征在于，所述填充层的材料包括：二氧化硅。

9.根据权利要求1或2所述的具有指纹识别功能的触控屏，其特征在于，所述触控屏的屏幕包括：可视区和非可视区；其中所述可视区包括：指纹识别提示区域，其大致对应于所述指纹识别传感器。

10.一种终端设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的具有指纹识别功能的触控屏。