TW201743240A - 可感測體溫的指紋辨識模組及其封裝結構 - Google Patents

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Abstract

一種可感測體溫的指紋辨識模組包括控制單元、指紋感測裝置以及體溫偵測單元。指紋感測裝置用以接觸該人體而偵測該人體的該指紋，並產生至少一指紋資料且傳送該指紋資料至該控制單元。體溫偵測單元用以感測該人體的溫度，並產生至少一溫度訊號且傳送該至少一溫度訊號至該控制單元，該控制單元接收到該至少一溫度訊號後產生一溫度資料，並判斷該溫度資料是否落入一既定的範圍，若該溫度資料落入該既定的範圍，則該控制單元將該至少一指紋資料與一預先儲存的指紋資料做比對。

Description

可感測體溫的指紋辨識模組及其封裝結構
本發明係有關於一種指紋辨識模組及其封裝結構，特別是有關於一種可感測體溫的指紋辨識模組及其封裝結構。
某些行動裝置會配備指紋辨識裝置以便在使用者欲登入該行動裝置時藉由辨識其指紋是否為該行動裝置的擁有者而授權其登入，例如一些高階的商務手機。現有的指紋辨識裝置雖然可以辨識使用者的指紋，但是對於擁有者在死亡後才進行辨識(例如該使用者遭遇歹徒攻擊死亡)等的情況，則現有的指紋辨識裝置因無法辨別上述情況而仍然授權登入。
本發明提供一種可感測體溫的指紋辨識模組及其封裝結構，在採取使用者的指紋之同時，也偵測使用者的體溫，因此可以在確認使用者仍然活著的狀態之後，再進一步進行指紋辨識。
本發明所提供的可感測體溫的指紋辨識模組包括控制單元、指紋感測裝置以及體溫偵測單元。指紋感測裝置用以接觸該人體而偵測該人體的該指紋，並產生至少一指紋資料且傳送該指紋資料至該控制單元。體溫偵測單元用以感測該人體的溫度，並產生至少一溫度訊號且傳送該至少一溫度訊號至該控制單元，該控制單元接收到該至少一溫度訊號後產生一溫度資料，並判斷該溫度資料是否落入一既定的範圍，若該溫度資料落入該既定的範圍，則該控制單元將該至少一指紋資料與一預先儲存的指紋資料做比對。
在本發明的一實施例中，體溫偵測單元包括熱電偶堆(thermopile)以及熱敏電阻(thermistor)，熱電偶堆用以偵測人體的溫度並產生第一溫度訊號，熱敏電阻用以偵測環境的溫度並產生第二溫度訊號，做為熱電偶堆的參考值，第一溫度訊號以及第二溫度訊號傳送至控制單元而產生溫度資料。
在本發明的一實施例中，指紋感測裝置包括電容式感測陣列，電容式感測陣列包括複數個感測畫素。
本發明更提供一種可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，使體溫偵測組件設置於指紋感測裝置的附近，讓使用者在進行指紋辨識的同時，可以量測其體溫。
本發明所提供的可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，其包括：第一電路板、指紋感測裝置、填充材、容納件、體溫偵測元件以及保護片。指紋感測裝置係形成於第一電路板上，填充材係填充於指紋感測裝置周圍。容納件係設置於第一電路板上且鄰近於填充材，並具有一第一開口。體溫偵測元件係設置於第一電路板上並位於容納件中，保護片係覆蓋第一開口。其中體溫偵測單元與鏡片之間形成充滿空氣的間隙。
在本發明的一實施例中，保護片係由矽基材質製成。
在本發明的一實施例中，可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構更包括塗層，形成於填充材與容納件上，塗層係不透明且塗層包括一第二開口，第二開口係對應於第一開口。
在本發明的一實施例中，保護片係結合於容納件。
在本發明的一實施例中，保護片係覆蓋塗層。
在本發明的一實施例中，指紋感測裝置包括第二電路板以及指紋感測結構，第二電路板係設置於第一電路板上，指紋感測晶片係設置於第二電路板上且電性連接於第二電路板。
在本發明的一實施例中，第一電路板為一電路軟板，第二電路板為一電路硬板。
在本發明的一實施例中，指紋感測結構包括電容式感測陣列，電容式感測陣列包括複數個感測畫素。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
請參閱圖1，其表示本發明的可感測體溫的指紋辨識模組的一實施例。本發明的可感測體溫的指紋辨識模組的一實施例包括指紋感測裝置10、控制單元20以及體溫偵測單元30。當使用者將手指放置於本實施例的可感測體溫的指紋辨識模組時，指紋感測裝置10會偵測使用者的指紋並產生指紋資料，同時體溫偵測單元30會偵測使用者的手指的體溫，並傳送溫度訊號至控制單元20。指紋感測裝置10可為電容式的指紋感測裝置，即指紋感測裝置10例如包括複數個感測畫素，該等感測畫素形成一電容式感測陣列。指紋感測結構240的解析度足以辨識使用者的指紋特徵。各感測畫素的寬度為例如50微米。
在本實施例中，體溫偵測單元30例如包括熱電偶堆32以及熱敏電阻34，熱電偶堆32用來偵測人體手指的溫度，但由於熱電偶堆32量測到的是相對溫度，即人體的體溫與環境的溫度的差，而熱敏電阻34則可量測到環境的溫度，因此由熱電偶堆32以及熱敏電阻34所量測到的溫度訊號即可得出人體的溫度。藉此熱電偶堆32量測人體的手指的溫度後產生一第一溫度訊號St1，熱敏電阻34量測環境的溫度後產生一第二溫度訊號St2，第一溫度訊號St1與第二溫度訊號St2經由一類比/數位轉換單元40轉換成數位訊號後，傳送至控制單元20，控制單元20可根據第一溫度訊號St1與第二溫度訊號St2計算得到一溫度資料，該溫度資料即表示體溫偵測單元30所偵測到的人體的溫度。
接著控制單元20再判斷該溫度資料是否落入一預設的範圍內，上述預設的範圍可以是例如以人體正常體溫為中心的正負2度的範圍，即人體正常體溫是攝氏37度，因此上述預設的範圍可以是攝氏35度至攝氏39度之間的範圍。當該溫度資料落入上述預設的範圍時，表示該人體為活體，控制單元20將指紋感測裝置10所偵測到的指紋資料與預先儲存的指紋資料做比對，當偵測到的指紋資料與預先儲存的指紋資料吻合時，授權使用者登入。
請參閱圖2，其表示本發明的可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構的一實施例。本發明的可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構包括一第一電路板100、一指紋感測裝置200、一填充材300、一容納件400、一體溫偵測元件500以及一保護片600。指紋感測裝置200設置於第一電路板100上，填充材300形成於第一電路板100上並填充於指紋感測裝置200的周圍，在本實施例中，填充材300可以是塑膠，容納件400設置於第一電路板100上且鄰近於填充材300，在本實施例中，容納件400係鄰接於填充材300，容納件400具有一第一開口420，體溫偵測元件500設置於第一電路板100上且位於容納件400中，體溫偵測元件500係電性連接於第一電路板100，保護片600設置於容納件400的頂端並覆蓋第一開口420，而將體溫偵測組件500密封於容納件400中，體溫偵測元件500與保護片600之間形成充滿空氣的間隙440。在本實施例中，體溫偵測元件500可以是例如熱電偶堆(thermopile)。
本實施例的可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構可更包括一塗層700，塗層700形成於填充材300與容納件400上，塗層700係不透明且包括一第二開口720，第二開口720係對應於第一開口420，塗層700可以遮蔽第一電路板100以及設置在其上的指紋感測裝置200，以達到美觀的效果。
上述的指紋感測裝置200包括一第二電路板220以及一指紋感測結構240，第二電路板220係設置於第一電路板100上，指紋感測結構240係設置於第二電路板220上且電性連接於第二電路板220。在本實施例中，第一電路板100例如是一電路軟板，第二電路板220例如是一電路硬板。
在本實施例中，指紋感測結構240可為電容式的指紋感測結構。指紋感測結構240例如包括複數個感測畫素，該等感測畫素形成一電容式感測陣列。指紋感測結構240的解析度足以辨識使用者的指紋特徵。各感測畫素的寬度為例如50微米。
當人體的手指放置于本發明的可感測體溫的指紋辨識模組的塗層700上時，指紋感測結構240可以偵測到手指的指紋，而手指因體溫所發出的紅外線可穿過保護片600而到達體溫偵測元件500，藉此體溫偵測元件500可測得人體的溫度。
請參閱圖3，其表示本發明的可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構的另一實施例。本實施例的構造與圖2的實施例的構造大致上相同，因此相同的元件給予相同的符號並省略其說明。本實施例與圖2所示的實施例的差異在於本實施例的保護片600’係將尺寸放大並覆蓋于塗層700上，當人體的手指放置於保護片600’時，指紋感測結構240可以偵測到手指的指紋，而手指因體溫所發出的紅外線可穿過保護片600’而到達體溫偵測元件500，體溫偵測元件500可測得人體的溫度。
保護片600或保護片600’可以選用容易使紅外線穿透的材質，請參閱圖4，其中曲線I表示玻璃的光的穿透率與波長的關係，曲線II表示藍寶石玻璃的光的穿透率與波長的關係，曲線III表示矽基材質的光的穿透率與波長的關係，由於矽基材質可容許2微米至14微米的紅外線通過，因此本實施例選用矽基材質來製造保護片600或保護片600’，以容許較大範圍的波長的紅外線通過。
藉由本發明的可感測體溫的指紋辨識模組，在進行指紋辨識之前，先偵測被辨識的手指的體溫，以確認被辨識的手指仍然是活體，也就是說先確認使用者仍然處於存活的狀態，然後才進行指紋的比對。另外，藉由本發明的可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，使體溫偵測組件設置於指紋感測裝置的附近，讓使用者在進行指紋辨識的同時，可以量測其體溫。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為准。
10‧‧‧指紋感測裝置
20‧‧‧控制單元
30‧‧‧體溫偵測單元
32‧‧‧熱電偶堆
34‧‧‧熱敏電阻
40‧‧‧類比/數位轉換單元
100‧‧‧第一電路板
200‧‧‧指紋感測裝置
220‧‧‧第二電路板
300‧‧‧填充材
400‧‧‧容納件
420‧‧‧第一開口
440‧‧‧間隙
500‧‧‧體溫偵測組件
600、600’‧‧‧保護片
700‧‧‧塗層
720‧‧‧第二開口
St1‧‧‧第一溫度訊號
St2‧‧‧第二溫度訊號
圖1為本發明的可感測體溫的指紋辨識模組的一實施例的系統方塊圖。 圖2為本發明的可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構的一實施例的示意圖。 圖3為本發明的可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構的另一實施例的示意圖。 圖4為三種材質對不同波長的紅外線的穿透率的曲線圖。
10‧‧‧指紋感測裝置
20‧‧‧控制單元
30‧‧‧體溫偵測單元
32‧‧‧熱電偶堆
34‧‧‧熱敏電阻
40‧‧‧類比/數位轉換單元
St1‧‧‧第一溫度訊號
St2‧‧‧第二溫度訊號

Claims (11)

  1. 一種可感測體溫的指紋辨識模組，用於辨識一人體的指紋，該可感測體溫的指紋辨識模組包括： 一控制單元； 一指紋感測裝置，用以接觸該人體而偵測該人體的該指紋，並產生至少一指紋資料且傳送該指紋資料至該控制單元；以及 一體溫偵測單元，用以感測該人體的溫度，並產生至少一溫度訊號且傳送該至少一溫度訊號至該控制單元，該控制單元接收到該至少一溫度訊號後產生一溫度資料，並判斷該溫度資料是否落入一既定的範圍，若該溫度資料落入該既定的範圍，則該控制單元將該至少一指紋資料與一預先儲存的指紋資料做比對。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可感測體溫的指紋辨識模組，其中該體溫偵測單元包括一熱電偶堆(thermopile)以及一熱敏電阻(thermistor)，該熱電偶堆用以偵測該人體的溫度並產生一第一溫度訊號，該熱敏電阻用以偵測環境的溫度並產生一第二溫度訊號，做為該熱電偶堆的參考值，該第一溫度訊號以及該第二溫度訊號傳送至該控制單元而產生該溫度資料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可感測體溫的指紋辨識模組，其中該指紋感測裝置包括一電容式感測陣列，該電容式感測陣列包括複數個感測畫素。
  4. 一種可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，包括： 一第一電路板； 一指紋感測裝置，形成於該第一電路板上； 一填充材，填充於該指紋感測裝置周圍； 一容納件，設置於該第一電路板上且鄰近於該填充材，並具有一第一開口； 一體溫偵測元件，設置於該第一電路板上並位於該容納件中；以及 一保護片，覆蓋該第一開口，其中該體溫偵測元件與該保護片之間形成一充滿空氣的間隙。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，其中該保護片係由矽基材質製成。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，其更包括一塗層，形成於該填充材與該容納件上，該塗層係不透明且該塗層包括一第二開口，該第二開口係對應於該第一開口。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，其中該保護片係嵌合於該容納件。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，其中該保護片係覆蓋該塗層。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，其中該指紋感測裝置包括一第二電路板以及一指紋感測結構，該第二電路板係設置於該第一電路板上，該指紋感測結構係設置於該第二電路板上且電性連接於該第二電路板。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，其中該第一電路板為一電路軟板，該第二電路板為一電路硬板。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之可感測體溫的指紋辨識模組的封裝結構，其中該指紋感測結構包括一電容式感測陣列，該電容式感測陣列包括複數個感測畫素。
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