CN205540642U - 触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种触控显示装置，其包括主机、触摸板、指纹识别模组以及触控控制芯片；所述触摸板包括触控区域，所述触控区域包括多个呈矩阵均匀排布的子区域，每个子区域内设置一个触控电极；所述指纹识别模组包括：指纹识别区域、设置在所述指纹识别区域的多个呈矩阵均匀分布的指纹识别电极；所述指纹识别区域位于所述触摸板的触控区域内；所述触控控制芯片分别与所述触摸板的触控电极、所述指纹识别模组的指纹识别电极和所述主机相连。本实用新型公开的一种触控显示装置将指纹识别模组设置在触摸板上，不需要单独开设模块，结构简单，节省了空间，并且极大地节省了成本。

Description

触控显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，特别涉及一种触控显示装置。

背景技术

指纹是人体与生俱来的独一无二的并可与他人相区别的不变特征。它由指端皮肤表面上的一系列山脊和山谷组成。指纹纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的，并且终生不变。依靠这种唯一性和稳定性，由之发展起来的指纹识别技术是较早被用作个人身份验证的技术。

根据指纹采集、输入方式的不同，目前广泛应用并被熟知的指纹识别技术有：光学识别，电容式识别等。光学识别由于光不能穿透皮肤表层(死性皮肤层)，所以只能够扫描手指皮肤的表面，或者扫描到死性皮肤层，但不能深入真皮层。在这种情况下，手指表面的干净程度，直接影响到识别的效果。如果用户手指上粘了较多的灰尘，可能就会出现识别出错的情况。并且，如果人们按照手指，做一个指纹手模，也可能通过识别，因此对于用户而言，光学识别使用起来不是很安全和稳定。电容式识别是采用电容传感器感知手指表面的微小电导率变化。手指皮肤的最外层是不导电的，而指纹里面的皮下层是导电的。当手指按在传感器上时，传感器会测量出指纹引起的极小的电导率变化信号，然后用这些测得的信号形成指纹的图像，电容式识别大大提高了指纹识别的安全性，因此是目前指纹识别的主导方法。

目前触控显示装置的应用也越来越广泛，用户通过触摸屏就可以与显示装置进行交互，操作十分方便。为了保障触控显示装置信息的安全性，采用指纹识别技术用于触控显示装置用户登录时的身份鉴定是未来的发展趋势。然而目前的触控显示装置大多不具备指纹识别功能，或者为了实现指纹识别功能，现有的触控显示装置通常是将指纹识别模组作为一个单独的部分安装在触控显示装置的盖板的下方，以达到指纹识别的目的，但是，现有这种指纹识别模组会使得触控显示装置结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种触控显示装置，节省空间，成本较低。

所述技术方案如下：

本实用新型提供了一种触控显示装置，其包括主机、触摸板、指纹识别模组以及触控控制芯片；所述触摸板包括触控区域，所述触控区域包括多个呈矩阵均匀排布的子区域，每个子区域内设置一个触控电极；所述指纹识别模组包括：指纹识别区域、设置在所述指纹识别区域的多个呈矩阵均匀分布的指纹识别电极；所述指纹识别区域位于所述触摸板的触控区域内；所述触控控制芯片分别与所述触摸板的触控电极、所述指纹识别模组的指纹识别电极和所述主机相连。

在本实用新型的一个实施例中，所述指纹识别模组的指纹识别区域占用所述触摸板的触控区域的至少一个所述子区域。

在本实用新型的一个实施例中，多个所述指纹识别电极沿着所述指纹识别区域的行方向和列方向排列且相互独立，沿列方向排列的每个所述指纹识别电极与所述触控控制芯片相连。

在本实用新型的一个实施例中，所述指纹识别电极的形状为矩形，菱形或圆形。

在本实用新型的一个实施例中，所述触控控制芯片集成在FPC上，所述触控控制芯片通过所述FPC连接所述触摸板和所述主机。

在本实用新型的一个实施例中，所述主机包括控制所述触控控制芯片在触控和指纹识别之间切换的控制接口，所述控制接口与所述触控控制芯片相连。

在本实用新型的一个实施例中，其特征在于，所述控制接口为GPIO接口。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在触摸板上的触控区域内设置指纹识别模组，指纹识别模组包括在指纹识别区域设置多个呈矩阵均匀分布且沿着指纹识别区域的行方向和列方向排列的相互独立的指纹识别电极，沿列方向排列的每个指纹识别电极与触控控制芯片相连。本实用新型采用电容式指纹识别技术，从而大大提高了触控显示装置的安全性，并且还将指纹识别和触控功能集成到同一颗触控控制芯片，无需单独设置控制芯片，即可实现触控和指纹识别功能，还将指纹识别模组设置在触摸板上，不需要单独开设模块，结构简单，节省了更多空间，并且极大地节省了成本。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的触控显示装置的结构示意图；

图2是图1的触控显示装置的子区域的结构示意图；

图3a是图1的触控显示装置的指纹识别区域内的指纹识别电极的结构示意图；

图3b是图3a的指纹识别电极的走线示意图；

图4是图3a的指纹识别电极采集指纹的原理示意图；

图5是图1的触控显示装置的主机与触控控制芯片相连的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的触控显示装置其具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

图1是本实用新型实施例提供的触控显示装置的结构图。图2是图1的触控显示装置的子区域的结构示意图。图3a是图1的触控显示装置的指纹识别区域内的指纹识别电极的结构示意图。图3b是图3a的指纹识别电极的走线示意图。请参考图1至图3b，所述触控显示装置包括：触摸板10、指纹识别模组20、触控控制芯片(Touch IC)30以及主机40。

本实用新型基于电容传感器技术，将指纹识别模组20设置在触摸板10上，将指纹识别功能集成到触控控制芯片30中，实现了触控和指纹识别功能一体化，大大节省了空间和成本。

具体地，触摸板10包括触控区域101，触控区域101用于进行触控显示，其可以是触摸板10的整个触控面。触控区域101包括多个子区域103，本实施例中，多个子区域103呈矩阵排布在触控区域101内。每个子区域103内设置一个触控电极(图中未示出)，触控电极与触控控制芯片30相连，以实现触控功能。本实施例中，多个子区域103大小形状可以相同，多个子区域103的形状可以为矩形等形状，若为矩形，则其边长的尺寸范围大致为5000微米，如图2所示。

指纹识别模组20，用于采集指纹信息，并将采集的指纹信息提供给触控控制芯片30。指纹识别模组20包括指纹识别区域201、设置在指纹识别区域201的多个呈矩阵均匀分布且沿着指纹识别区域201的行方向和列方向排列的相互独立的指纹识别电极203，其中，沿列方向排列的每个指纹识别电极203与触控控制芯片30相连。指纹识别区域201位于触控区域101内，且占用触控区域101的至少一个子区域103，该至少一个子区域103内能容纳至少一个手指指纹，例如若子区域103为矩形，其边长为5000微米，则指纹识别区域201占用4个子区域103即可，占用4个子区域103的指纹识别区域201的边长范围为1cm，以容纳一个手指指纹，本实施例可以在触摸板10的触控区域101内的任意位置选择大小至少约1cm*1cm的区域作为指纹识别区域201，这一区域内既能够满足触控正常功能，又可以完成指纹识别功能。在指纹识别区域201内设置的指纹识别电极203的个数越多，则指纹识别的精度越高，因此本实施例中，若指纹识别区域201的边长为1cm，则相应指纹识别电极203的个数可以设置为400个，呈矩阵均匀分布在指纹识别区域201内，每个指纹识别电极203的边长为500um，如此，则整个指纹识别区域共400个指纹识别电极203，如图3a所示。如图3b所示，图3a中的每个指纹识别电极203需单独采用走线301与触控控制芯片30相连，每一列需要走线20根，共计20列，400根走线301，以实现沿列方向排列的每个指纹识别电极203与触控控制芯片30相连，需要说明的是，为了更清楚地展示图3b中的走线301，图3b中仅示出了部分指纹识别电极203与触控控制芯片30之间相连的走线。

其中，上述相互独立的指纹识别电极203是指在指纹识别区域201中各个指纹识别电极203是相互绝缘的。在具体实施时，本实用新型提供的各指纹识别电极203的具体形状并不限于图3a所示的矩形，还可以是菱形或圆形等形状。指纹识别电极203作为指纹传感器作用，其可以采集指纹信息，并将采集的指纹信息提供给触控控制芯片30。

图4是图3a的指纹识别电极采集指纹的原理示意图。本实施例设置于指纹识别区域201内的指纹识别电极203采用电容式采集指纹的基本原理为：如图4所示，在有用户手指403靠近指纹识别电极203时，由于手指皮肤表面具有凹凸不平的山脊和山谷，因此皮肤表面各点距离各指纹识别电极203的远近不同，从而影响了指纹识别电极203的电容值，造成施加在指纹识别电极203上的指纹信号的充电时间延长，通过检测在手指碰触到指纹识别电极203的过程中，每个时刻各指纹识别电极203接收到的指纹信号大小差异，就可以检测出对应手指由山脊和山谷构成的指纹二维图样，从而实现指纹识别。本实施例中，指纹识别区域201设置于触摸板10的触控区域101，而无需占用触控显示装置的其他单独区域，如此设置能够节省空间，使触控显示装置的制备成本降低。当手指在上述指纹识别区域201时，由于在指纹识别区域201中各指纹识别电极203均匀排列，因此指纹识别区域201中的指纹识别电极203可以检测到完整的指纹信息，提升了指纹识别的灵敏性，进一步降低了成本。

触控控制芯片30，分别与指纹识别模组20的指纹识别电极203和主机40相连，用于对指纹识别模组20提供的采集的指纹信息进行处理(例如进行滤波等处理)，以获得处理后的指纹信息，并将处理后的指纹信息提供给主机40。

本实用新型将电容式指纹识别技术集成到触控显示装置触摸板10上，由于触控技术和指纹识别技术在此均采用感应式电容实现，故只需使用一颗触控控制芯片30，便能实现两个功能。在触控板10正常工作时，该指纹识别区域和周边其它区域功能相同，均能正常实现触控功能，当电脑处于睡眠模式再唤醒时，该指纹识别区域可以进行指纹识别功能。因此，优选地，触控控制芯片30还可以包括唤醒与睡眠模式切换端，其与主机40相连，用于在主机40控制下，处于睡眠模式时被唤醒后进行指纹识别功能，指纹识别通过后，触控控制芯片30可以启动触控功能。

优选地，触控控制芯片30可以集成在FPC(Flexible Printed Circuit，软性线路板)上，触控控制芯片30通过FPC连接触摸板10和主机40。

主机40，包括控制触控控制芯片30在触控和指纹识别之间切换的控制接口401，例如GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)接口，控制接口401与触控控制芯片30相连。如图5所示，控制接口401与触控控制芯片30的唤醒与睡眠模式切换端WAKE UP/SHUTDOWN相连。主机40将触控控制芯片30提供的处理后的指纹信息与存储的指纹基准信息进行比对，并在比对结果一致时发送成功确认指令给触控控制芯片30，以允许用户能对触摸板10进行触控操作(例如鼠标触控或手动触摸等操作)，从而提高了对该触控显示装置进行触控操作的安全性。

具体地，主机40可以如下方式控制触控控制芯片30在触控和指纹识别模式之间切换：如果主机40的控制接口401输出低电平给触控控制芯片30的唤醒与睡眠模式切换端WAKE UP/SHUTDOWN，触控控制芯片30进入睡眠模式，消耗最少的功率。当需要唤醒触控控制芯片30时，主机40可以发送高电平给触控控制芯片30的唤醒与睡眠模式切换端WAKEUP/SHUTDOWN，触控控制芯片30启动工作并进行的指纹识别准备，初次使用时先要进行指纹信息基准的导入，即将主机40后续作为比对的指纹基准信息存入主机40的固态存储设备中。后续使用时主机40将调出存储的指纹基准信息与触控控制芯片30提供的处理后的指纹信息进行比对，比对成功后主机40发送成功确认指令给触控控制芯片30，触控控制芯片30启动正常触控工作状态，，并且主机40控制触控显示装置进入正常使用画面，后续用户可以对触控显示装置进行触控操作。

综上所述，本实施例提供的触控显示装置，通过在触摸板上的触控区域内设置指纹识别模组，指纹识别模组包括在指纹识别区域设置多个呈矩阵均匀分布且沿着指纹识别区域的行方向和列方向排列的相互独立的指纹识别电极，沿列方向排列的每个指纹识别电极与触控控制芯片相连。本实用新型采用电容式指纹识别技术，从而大大提高了触控显示装置的安全性，并且还将指纹识别和触控功能集成到同一颗触控控制芯片，无需单独设置控制芯片，即可实现触控和指纹识别功能，还将指纹识别模组设置在触摸板上，不需要单独开设模块，结构简单，节省了更多空间，并且极大地节省了成本。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种触控显示装置，其特征在于，其包括主机、触摸板、指纹识别模组以及触控控制芯片；所述触摸板包括触控区域，所述触控区域包括多个呈矩阵均匀排布的子区域，每个子区域内设置一个触控电极；所述指纹识别模组包括：指纹识别区域、设置在所述指纹识别区域的多个呈矩阵均匀分布的指纹识别电极；所述指纹识别区域位于所述触摸板的触控区域内；所述触控控制芯片分别与所述触摸板的触控电极、所述指纹识别模组的指纹识别电极和所述主机相连。

2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述指纹识别模组的指纹识别区域占用所述触摸板的触控区域的至少一个所述子区域。

3.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，多个所述指纹识别电极沿着所述指纹识别区域的行方向和列方向排列且相互独立，沿列方向排列的每个所述指纹识别电极与所述触控控制芯片相连。

4.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，所述指纹识别电极的形状为矩形，菱形或圆形。

5.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控控制芯片集成在FPC上，所述触控控制芯片通过所述FPC连接所述触摸板和所述主机。

6.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述主机包括控制所述触控控制芯片在触控和指纹识别之间切换的控制接口，所述控制接口与所述触控控制芯片相连。

7.根据权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，所述控制接口为GPIO接口。