CN221827363U - 正面图形发光指纹模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种正面图形发光指纹模组，包括透光指纹芯片、匀光层和电路板；所述透光指纹芯片包括透光基板、指纹识别阵列、IC芯片和图案层，所述指纹识别阵列设置在透光基板的感应区，所述指纹识别阵列设置在透光基板的非感应区，所述图案层覆盖在所述指纹识别阵列上；所述电路板上设有光源，所述匀光层设置在所述光源和所述图案层之间，所述光源发出的光依次经过所述匀光层、图案层、指纹识别阵列和透光基板。本实用新型的指纹模组无需设置导光圈，实现正面图形发光。
Description
技术领域
本实用新型涉及指纹识别模组技术领域，尤其涉及一种正面图形发光指纹模组。
背景技术
指纹识别技术是一种用于识别和验证个体身份的生物识别技术，它通过采集和分析指纹图像，将指纹特征转化为数字化的数据，以实现对个体身份的准确识别。指纹识别模组广泛应用于手机、平板电脑、电脑、门禁系统等领域，为用户提供了便捷、安全的身份验证方式。
现有的指纹识别模组上附带有发光元件作为指示和装饰，如图1和图2所示，现有的指纹识别模组包括电路板1、指纹芯片2、封装盖板3、光源5和导光圈5，其中指纹芯片2和光源5固定在电路板1上，封装盖板3盖合在指纹芯片2上，导光圈5套设在指纹芯片、封装盖板3和光源5的四周，光源5发出的光从导光圈5射出，即光线环绕在指纹芯片2的四周射出。现有发光的指纹识别模组存在以下缺陷：（1）需要增加导光圈，成本高：（2）光线只能从导光圈射出。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种正面图形发光指纹模组，无需设置导光圈，实现正面图形化发光。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种正面图形发光指纹模组，其特征在于，包括透光指纹芯片、匀光层和电路板；
所述透光指纹芯片包括透光基板、指纹识别阵列、IC芯片和图案层，所述指纹识别阵列设置在透光基板的感应区，所述指纹识别阵列设置在透光基板的非感应区，所述图案层覆盖在所述指纹识别阵列上；
所述电路板上设有光源，所述匀光层设置在所述光源和所述图案层之间，所述光源发出的光依次经过所述匀光层、图案层、指纹识别阵列和透光基板。
作为上述方案的改进，所述图案层包括图形区和非图形区，所述图形区透光，所述非图形区不透光。
作为上述方案的改进，所述图案层由挡光材料制成，其中，所述图形区为镂空区域，光线直接穿过所述图形区。
作为上述方案的改进，所述图案层为单层结构或多层结构；
若所述图案层为多层结构，则其中至少一层由挡光材料制成。
作为上述方案的改进，所述图案层的图形区由透光材料制成，所述图案层的非图形区由挡光材料制成。
作为上述方案的改进，所述图案层为单层结构或多层结构；
若所述图案层为多层结构，则图形区的每层要用透光材料制作，非图形区至少一层由挡光材料制成。
作为上述方案的改进，所述匀光层的材料选用匀光材料或有机硅扩散粉。
作为上述方案的改进，所述匀光层的厚度为1~10mm。
作为上述方案的改进，所述透光基板的介电常数≥3。
作为上述方案的改进，所述透光基板的透光率≥85%。
实施本实用新型，具有如下有益效果：
本实用新型的正面图形发光指纹模组结构简单，光源发出的光从直接从透光指纹芯片射出，实现了指纹模组的正面图形发光，还省去了导光圈，降低了成本。
附图说明
图1是现有技术中指纹识别模组的俯视图；
图2是图1的A-A方向上剖视图；
图3是本实用新型正面图形发光指纹模组的结构示意图；
图4是本实用新型透光指纹芯片的结构示意图；
图5是本实用新型匀光层的示意图；
图6是本实用新型电路板的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。
参见图3和图4，本实用新型的正面图形发光指纹模组，包括透光指纹芯片1、匀光层2和电路板3，透光指纹芯片1包括透光基板11、指纹识别阵列12、IC芯片13和图案层14，指纹识别阵列12设置在透光基板11的感应区，指纹识别阵列12设置在透光基板11的非感应区，图案层14覆盖在指纹识别阵列12上；电路板3上设有光源，匀光层2设置在光源和图案层14之间，光源发出的光依次经过匀光层2、图案层14、指纹识别阵列12和透光基板11。
需要说明的是，本实用新型的指纹识别阵列12用于采集指纹信号，IC芯片13用于接收指纹识别阵列12采集到的指纹信号，并进行信号处理和分析。另外，本实用新型的透光基板11不仅作为指纹识别阵列12的载体，还作为透光指纹芯片1的封装盖板。
具体的，指纹识别阵列12和IC芯片13为导电连接，两者可以设置在透光基板11的同一面，也可以设置在透光基板11的不同面。优选地，指纹识别阵列12和IC芯片13设置在透光基板11的同一面可以便于两者形成导电连接，简化两者的连接结构，降低生产成本，提高生产效率。
参见图4，透光基板11具有相背设置的接触面101和非接触面102，其中，手指按压在透光基板11的接触面101上，为了保护指纹识别阵列12和IC芯片13，以使透光基板11作为透光指纹芯片1的封装盖板，本实用新型将指纹识别阵列12和IC芯片13设置在透光基板11的非接触面102上。
需要说明的是，透光基板11的感应区和非感应区是一个相对的区域，其中设置有指纹识别阵列12的区域为感应区，感应区以外的区域则为非感应区，为了减少其它结构对指纹识别阵列12的影响，透光指纹芯片1的其它结构均设置在非感应区，如IC芯片13、用于连接IC芯片13和指纹识别阵列12的连接线路、IC芯片13与外部电路的连接点等结构均设置在非感应区。
基于上述结构，本实用新型电容式指纹模组的工作原理如下：人体皮肤和指纹识别阵列12之间存在电容耦合，导致指纹识别阵列12周围电场分布发生变化，从而产生电容变化。由于本实用新型透光基板11夹在人体皮肤和指纹识别阵列12之间，透光基板11的介电常数越高，透光基板11对人体皮肤与指纹识别阵列12之间的电容耦合影响越小。优选地，透光基板11的介电常数≥3。另外，透光基板11的透光率对指纹模组的发光效果起着重要的作用。优选地，透光基板11的透光率≥85%。本实用新型的透光基板11可以为单层结构，也可以为多层结构。若透光基板11为多层结构，则透光激光的整体透光率≥85%即可。具体的，所述透光基板11的材料可以选用玻璃、蓝宝石、PC、PET、PP、TPU等。
本实用新型的指纹识别阵列12通过增材的方法形成，例如3D打印、喷墨打印、丝网印刷等，而指纹识别阵列12的原料可以为导电浆料，例如导电银浆、金浆、铜浆、碳浆、透明氧化物（ITO）、石墨烯等。
参见图5，图案层14包括图形区141和非图形区142，图形区141透光，非图形区142不透光。其中，图案层14的非图形区142用于遮挡图形区141以外的光线，以使光线只从图形区141射出，以使透光基板11显示出目标图形。为了指引用户准确地将手指按压在感应区，提高解锁率，本实用新型的图形区141对应设置在感应区。
在本实用新型的一实施例中，图案层14由挡光材料制成，其中，图形区141为镂空区域，光线直接穿过图形区141。在这一实施例中，本实用新型的图案层14可以是单层结构，也可以是多层结构。若图案层14为多层结构，其中至少一层由挡光材料制成。
在本实用新型的另一实施例中，图案层14的图形区141由透光材料制成，图案层14的非图形区142由挡光材料制成。同样地，在这一实施例中，图案层14可以是单层结构，也可以是多层结构。若图案层14为多层结构，图形区141的每层要用透光材料制作，非图形区142至少一层由挡光材料制成。
本实用新型的图案层14主要用于保护指纹识别阵列12，防止水汽、灰尘、静电等影响指纹识别阵列12的识别效果，同时起到挡光和透光的作用，最终使指纹模组实现目标图形发光。因此，本实用新型的图案层14覆盖在指纹识别阵列12上，此外，图案层14还可以延伸覆盖在非感应区上。
由于设置在电路板3上的光源与透光基板11的距离很短，若光源发出的光直接从透光基板11射出，目标图形的发光效果不佳，主要表现在目标图形的发光不均匀，出现明显的明暗区域。
为了解决上述问题，本实用新型在电路板3和图案层14之间设置匀光层2，以使光源发出的光均匀的从图案层14的图形区141射出到透光盖板上，同时保持一定的亮度。
优选地，匀光层2的材料可以选用匀光材料和/或有机硅扩散粉。其中，匀光材料可以在环氧树脂胶中添加有机硅、丙烯酸塑料、聚碳酸酯、玻璃中的一种或几种来制成；有机硅扩散粉可以在有机硅胶中添加有机硅、碳酸钙颗粒、硫酸钡、硫酸钙、二氧化硅中的一种或几种来制成。
需要说明的是，匀光层2的厚度对出光效果具有重要的作用，若匀光层2的厚度太薄，则目标图形的发光不均匀，出现明显的明暗区域；若匀光层2的厚度太厚，不仅会降低亮度，还会增加指纹模组的整体厚度。优选地，匀光层2的厚度为1~10mm。更优地，匀光层2的厚度为1~6mm。
优选地，接触面101上设有保护层（图中未示出），保护层的透光率≥40%。保护层一方面可以保护透光基板11，另一方面可以遮挡指纹模组的内部结构。更优地，保护层的透光率为40%~70%。在不亮灯的情况下，用户看不到指纹模组的内部结构，只看到保护层本身的颜色，保护层的颜色可以与指纹模组的应用环境保持一致，例如指纹模组应用在门锁上，保护层的颜色与门锁的颜色一致；在亮灯的情况下，光线可以透过保护层射出，显示出目标图形。
参见图6，电路板3包括PCB（Printed Circuit Board）31和FPC（Flexible PrintedCircuit）32，光源33设置在PCB31上。优选地，为了图形的亮度，光源33设置在PCB31朝向匀光层2的一侧上。具体的，FPC32用于连接IC芯片13和PCB31。光源33的数量可以根据具体的使用场景进行设定，可以是1颗，也可以是多颗。优选的，光源33采用LED光源，可以发出单色光，也可以发出白光或其他颜色的光。
以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.正面图形发光指纹模组，其特征在于，包括透光指纹芯片、匀光层和电路板；
所述透光指纹芯片包括透光基板、指纹识别阵列、IC芯片和图案层，所述指纹识别阵列设置在透光基板的感应区，所述指纹识别阵列设置在透光基板的非感应区，所述图案层覆盖在所述指纹识别阵列上；
所述电路板上设有光源，所述匀光层设置在所述光源和所述图案层之间，所述光源发出的光依次经过所述匀光层、图案层、指纹识别阵列和透光基板。
2.如权利要求1所述的正面图形发光指纹模组，其特征在于，所述图案层包括图形区和非图形区，所述图形区透光，所述非图形区不透光。
3.如权利要求2所述的正面图形发光指纹模组，其特征在于，所述图案层由挡光材料制成，其中，所述图形区为镂空区域，光线直接穿过所述图形区。
4.如权利要求3所述的正面图形发光指纹模组，其特征在于，所述图案层为单层结构或多层结构；
若所述图案层为多层结构，则其中至少一层由挡光材料制成。
5.如权利要求2所述的正面图形发光指纹模组，其特征在于，所述图案层的图形区由透光材料制成，所述图案层的非图形区由挡光材料制成。
6.如权利要求5所述的正面图形发光指纹模组，其特征在于，所述图案层为单层结构或多层结构；
若所述图案层为多层结构，则图形区的每层要用透光材料制作，非图形区至少一层由挡光材料制成。
7.如权利要求1所述的正面图形发光指纹模组，其特征在于，所述匀光层的材料选用匀光材料或有机硅扩散粉。
8.如权利要求1或7所述的正面图形发光指纹模组，其特征在于，所述匀光层的厚度为1~10mm。
9.如权利要求1所述的正面图形发光指纹模组，其特征在于，所述透光基板的介电常数≥3。
10.如权利要求1所述的正面图形发光指纹模组，其特征在于，所述透光基板的透光率≥85%。
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| GR01 | Patent grant | ||
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