TWI596505B - 指紋辨識模組及包括指紋辨識模組的行動電子裝置 - Google Patents

Description

指紋辨識模組及包括指紋辨識模組的行動電子裝置

本案是關於一種指紋辨識模組，特別是一種防盜竊的指紋辨識模組。

智慧型手機為現代人所不可或缺的設備。但智慧型手機也因價值高，往往容易成為竊賊瞄準下手的首要目標。目前大多數的情形是，若有人撿走智慧型手機，且想試著對智慧型手機解鎖的話，只要是辨識失敗，智慧型手機就會自行鎖定而無法再被啟動。但這對於找回智慧型手機以及警告竊賊皆無助益，因此，習知的智慧型手機針對防竊的功能仍需要改善。

本發明之主要目的在於提供一種指紋辨識模組，只要有不是正確擁有者的人嘗試以手指按壓輸入指紋以解鎖，指紋辨識模組會變形而凝固住手指。

本發明之主要目的在於提供一種包括指紋辨識模組的行動電子裝置，只要有不是正確擁有者的人嘗試以手指按壓輸入指紋以解鎖，指紋辨識模組會變形以凝固住手指，且同時行動電子裝置發出一GPS訊號至一雲端資料中心。

本案之一較佳實施概念，在於提供一種指紋辨識模組，用以辨識一手指的一指紋，該指紋辨識模組包括：一電路板；一感測芯片，設置於該電路板上方，且與該電路板電性連接，其中，該感測芯片感測該指紋而產生一指紋感測特徵資訊，且將該指紋感測特徵資訊傳送至一微處理器，並與儲存於一儲存記憶體的一指紋資料進行比對；一熱變形層，設置於該感測芯片上方，該熱變形層具有一指紋感測區，該指紋感測區供該手指置放於其上，以使該手指的該指紋被該指紋感測器感測，其中，於該熱變形層高於一預定溫度時，該熱變形層為熔解狀態，於該熱變形層低於該預定溫度時，該熱變形層為凝固狀態；以及一溫控模組，鄰設於該熱變形層，該溫控模組用以接收來自該微處理器的一比對結果資料，並依據該比對結果資料控制該熱變形層的溫度，該溫控模組於尚未接收該比對結果資料之前，該溫控模組控制該熱變形層低於該預定溫度；其中，若該溫控模組所接收的該比對結果資料為辨識成功時，該溫控模組控制該熱變形層保持低於該預定溫度；若該溫控模組所接收的該比對結果資料為辨識失敗時，該溫控模組控制該熱變 形層於一預定時間內昇溫至高於該預定溫度後再降溫至低於該預定溫度，使該熱變形層先達到熔解狀態後再回復至凝固狀態，以固著該手指。

於一較佳實施例中，該溫控模組以及該感測芯片並排設置於該電路板上，且該溫控模組以及該感測芯片電性連結於該電路板。

於一較佳實施例中，該熱變形層係塗佈於該溫控模組的一上表面。

於一較佳實施例中，該溫控模組包括一加熱器以及一致冷晶片，於該溫控模組所接收的該比對結果資料為辨識失敗時，於該預定時間內，該加熱器先啟動以加熱該熱變形層，其後該加熱器關閉而該致冷晶片再啟動以冷卻該熱變形層。

於一較佳實施例中，該熱變形層係由形狀記憶高分子複合材料所製成。

於一較佳實施例中，該預定溫度係為攝式40~200℃。

本案之另一較佳實施概念，在於提供一種包括指紋辨識模組的行動電子裝置，該指紋辨識模組用以辨識一手指的一指紋，該包括指紋辨識模組的行動電子裝置包括：一指紋辨識模組，包括：一電路板；一感測芯片，設置於該電路板上方，且與該電路板電性連接，其中，該感測芯片感測該指紋而產生一指紋感測特徵資 訊，且將該指紋感測特徵資訊傳送至一微處理器，並與儲存於一儲存記憶體的一指紋資料進行比對；一熱變形層，設置於該感測芯片上方，該熱變形層具有一指紋感測區，該指紋感測區供該手指置放於其上，以使該手指的該指紋被該指紋感測器感測，其中，於該熱變形層高於一預定溫度時，該熱變形層為熔解狀態，於該熱變形層低於該預定溫度時，該熱變形層為凝固狀態；以及一溫控模組，鄰設於該熱變形層，該溫控模組用以接收來自該微處理器的一比對結果資料，並依據該比對結果資料控制該熱變形層的溫度，該溫控模組於尚未接收該比對結果資料之前，該溫控模組控制該熱變形層低於該預定溫度；以及一全球定位系統模組，訊號連接於該微處理器；其中，若該溫控模組所接收的該比對結果資料為正確時，該溫控模組控制該熱變形層保持低於該預定溫度；若該溫控模組所接收的該比對結果資料為錯誤時，該全球定位系統模組傳送一定位訊號至一雲端資料中心，且該溫控模組控制該熱變形層於一預定時間內昇溫至高於該預定溫度後再降溫至低於該預定溫度，使該熱變形層先達到熔解狀態後再回復至凝固狀態，以固著該手指。

於一較佳實施例中，該溫控模組包括一加熱器以及一致冷晶片，於該溫控模組所接收的該比對結果資料為辨識失敗時，於該預定時間內，該加熱器先啟動以加熱該熱變形層，其後該加熱器關閉該致冷晶片再啟動以冷卻該熱變形層。

於一較佳實施例中，該指紋辨識模組可接收該雲端 資料中心回傳的一解除指令，使該溫控模組的該加熱器啟動電壓加熱該熱變形層，使該熱變形層呈熔解狀態。

1‧‧‧指紋辨識模組

11‧‧‧電路板

12‧‧‧感測芯片

13‧‧‧熱變形層

130‧‧‧指紋感測區

14‧‧‧溫控模組

141‧‧‧加熱器

142‧‧‧致冷晶片

15‧‧‧封裝層

16‧‧‧微處理器

17‧‧‧儲存記憶體

2‧‧‧全球定位系統模組

21‧‧‧傳送模組

3‧‧‧行動電子裝置

5‧‧‧雲端資料中心

S1‧‧‧指紋感測特徵資訊

S2‧‧‧比對結果資料

S3‧‧‧定位訊號

圖1係為本案指紋辨識模組的立體示意圖。

圖2係為本案指紋辨識模組的爆炸示意圖。

圖3係為本案指紋辨識模組的剖面示意圖。

圖4係為本案包括指紋辨識模組的行動電子裝置的立體示意圖。

請合併參閱圖1至圖3，圖1係為本案指紋辨識模組的立體示意圖，圖2係為本案指紋辨識模組的爆炸示意圖，圖3係為本案指紋辨識模組的剖面示意圖。本案指紋辨識模組1係用以辨識一手指的一指紋，指紋辨識模組1包括一電路板11、一感測芯片12、一熱變形層13以及一溫控模組14。感測芯片12以及溫控模組14並排設置於電路板11上，且與電路板11電性連接。溫控模組14鄰設於熱變形層13，較佳為接抵於熱變形層13，以便於溫控模組14將其所產生的熱能迅速傳導至熱變形層13。感測芯片12以及溫控模組14被封裝層15所封裝，且熱變形層13設置於封裝層15的上方。

熱變形層13係塗佈於溫控模組14以及封裝層15的一 上表面，並顯露於最外。其中，熱變形層13具有一指紋感測區130，位於熱變形層13的一上表面，指紋感測區130的功用是可供手指置放於其上，以使手指的指紋能夠被指紋感測器感測。

進一步而言，感測芯片12感測位於指紋感測區的手指的指紋而產生一指紋感測特徵資訊S1，接者，指紋感測特徵資訊S1被傳送至一微處理器16進行比對，比對完後即產生一比對結果資料S2，溫控模組14即接收來自微處理器16的比對結果資料S2，並依據比對結果資料S2控制熱變形層13的溫度。於一較佳實施態樣中，指紋辨識模組1包括微處理器16以及一儲存記憶體17，儲存記憶體17儲存有一指紋辨識資料，而微處理器16依據該指紋辨識資料比對指紋感測特徵資訊S1以產生比對結果資料S2。需特別說明者為，微處理器16可以係內建於指紋辨識模組1的一微控制器，或是非內建於指紋辨識模組1的其它中央處理器，於此不作限制。

另一方面，溫控模組14於尚未接收到比對結果資料S2之前，溫控模組14不會對熱變形層13加熱或減冷，此時控制熱變形層13處於一般常溫狀態而低於預定溫度，熱變形層13不變形。其中，於熱變形層13高於預定溫度時，熱變形層13為熔解狀態，於熱變形層13低於預定溫度時，熱變形層13為凝固狀態。其原理是，熱變形層13的材料由兩種在同溫度下變形程度不同原料組成，在高過預定溫度時，部分高分子結晶熔解就能變形；冷卻後又回到穩定的結晶狀態，變得堅硬固定。若再度加熱，結晶則 又熔解而失去固定力。

進一步而言，溫控模組14包括一加熱器141以及一致冷晶片142。若溫控模組14所接收的比對結果資料S2為代表辨識成功時，溫控模組14不會對熱變形層13升溫或降溫而繼續保持在一常溫狀態。但若溫控模組14所接收的該比對結果資料為代表辨識失敗時，於一預定時間內，如五秒鐘內，舉例但不作限制地，加熱器141先啟動以加熱熱變形層13，隨後加熱器141關閉而致冷晶片142再啟動以冷卻熱變形層13。此即，溫控模組14控制熱變形層13於該預定時間內昇溫至高於該預定溫度後再降溫至低於該預定溫度，使熱變形層13先達到熔解狀態後再回復至凝固狀態，若於預定時間內手指未離開熱變形層13，熱變形層則會固著以抓住手指。其中，熱變形層13係由形狀記憶高分子複合材料所製成，其預定溫度一般係為攝式40~200℃。於此需特別說明的是，這裡所指的變形可以是物理上的變形或化學上的相變，皆屬本案包含的範疇。

另一方面，本案的指紋辨識模組1更包括一結構補強片19，結構補強片19位於電路板11的下方，電路板11與結構補強片19之間使用一黏膠黏合。藉此設置，以提高指紋辨識模組1的整體結構強度，於指紋辨識模組1被欲解鎖者按壓時，就不容易有部份零件變形或脫落的情事發生。

請參閱圖4，圖4係為本案包括指紋辨識模組的行動電子裝置的立體示意圖。本案行動電子裝置3包括有如前幾段所述 的指紋辨識模組1以及一全球定位系統模組2。

承前所述，若溫控模組14所接收的該比對結果資料為錯誤時，表示欲解鎖者並非擁有者，此時，欲解鎖者會被認定可能為竊賊，此時除了溫控模組14控制使熱變形層13先達到熔解狀態後再回復至凝固狀態，以固著該手指之外，全球定位系統模組2透過一傳送模組21無線傳送一定位訊號S3至一雲端資料中心5，公開欲解鎖者的位置，於此同時，指紋辨識模組1所感測到的欲解鎖者的指紋亦可同步被拷貝而傳送至雲端資料中心5。後續若要解除固著手指，需另外傳送資料至雲端資料中心5進行身份比對，待雲端資料中心5回傳訊號至行動電子裝置3之後，啟動溫控模組14控制熱變形層13升溫，以便鬆開手指。

綜上所述，本案指紋辨識模組藉由設置有溫控模組以及熱變形層，於欲解鎖者的指紋辨識失敗時，欲解鎖者的手指就會被固著，藉此以達到防盜竊的效果。當指紋辨識模組裝設於行動電子裝置時，除了指紋辨識模組會固著於欲解鎖者的手指之外，行動電子裝置亦會發送出定位訊號，以公開欲解鎖者的位置。

上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，以及闡釋本發明之技術特徵，而非用於限制本發明之保護範疇。任何熟悉本技術者之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神的情況下，可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍。因此，本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧指紋辨識模組

11‧‧‧電路板

12‧‧‧感測芯片

13‧‧‧熱變形層

130‧‧‧指紋感測區

14‧‧‧溫控模組

16‧‧‧微處理器

17‧‧‧儲存記憶體

S1‧‧‧指紋感測特徵資訊

S2‧‧‧比對結果資料

Claims (9)

1. 一種指紋辨識模組，用以辨識一手指的一指紋，該指紋辨識模組包括：一電路板；一感測芯片，設置於該電路板上方，且與該電路板電性連接，其中，該感測芯片感測該指紋而產生一指紋感測特徵資訊，且傳送該指紋感測特徵資訊至一微處理器，並與儲存於一儲存記憶體的一指紋資料進行比對；一熱變形層，設置於該感測芯片上方，該熱變形層具有一指紋感測區，該指紋感測區供該手指置放於其上，以使該手指的該指紋被該指紋感測器感測，其中，於該熱變形層高於一預定溫度時，該熱變形層為熔解狀態，於該熱變形層低於該預定溫度時，該熱變形層為凝固狀態；以及一溫控模組，鄰設於該熱變形層，該溫控模組用以接收來自該微處理器的一比對結果資料，並依據該比對結果資料控制該熱變形層的溫度，該溫控模組於尚未接收該比對結果資料之前，該溫控模組控制該熱變形層低於該預定溫度；其中，若該溫控模組所接收的該比對結果資料為辨識成功時，該溫控模組控制該熱變形層保持低於該預定溫度；若該溫控模組所接收的該比對結果資料為辨識失敗時，該溫控模組控制該熱變形層於一預定時間內昇溫至高於該預定溫度後再降溫至低於該預定溫度，使該熱變形層先達到熔解狀態後再回復至凝固狀態，以固著該手指。
2. 如申請專利範圍第1項所述的指紋辨識模組，其中該溫控模組以及該感測芯片並排設置於該電路板上，且該溫控模組以及該感測芯片電性連結於該電路板。
3. 如申請專利範圍第2項所述的指紋辨識模組，其中該熱變形層係塗佈於該溫控模組的一上表面。
4. 如申請專利範圍第1項所述的指紋辨識模組，其中該溫控模組包括一加熱器以及一致冷晶片，於該溫控模組所接收的該比對結果資料為辨識失敗時，於該預定時間內，該加熱器先啟動以加熱該熱變形層，其後該加熱器關閉而該致冷晶片再啟動以冷卻該熱變形層。
5. 如申請專利範圍第1項所述的指紋辨識模組，其中該熱變形層係由形狀記憶高分子複合材料所製成。
6. 如申請專利範圍第1項所述的指紋辨識模組，其中該預定溫度係為攝式40~200℃。
7. 一種包括指紋辨識模組的行動電子裝置，該指紋辨識模組用以辨識一手指的一指紋，該包括指紋辨識模組的行動電子裝置包括：一指紋辨識模組，包括：一電路板；一感測芯片，設置於該電路板上方，且與該電路板電性連接，其中，該感測芯片感測該指紋而產生一指紋感測特徵資訊，且將該指紋感測特徵資訊傳送至一微處理器，並與儲存於一儲存記憶體的一指紋資料進行比對； 一熱變形層，設置於該感測芯片上方，該熱變形層具有一指紋感測區，該指紋感測區供該手指置放於其上，以使該手指的該指紋被該指紋感測器感測，其中，於該熱變形層高於一預定溫度時，該熱變形層為熔解狀態，於該熱變形層低於該預定溫度時，該熱變形層為凝固狀態；以及一溫控模組，鄰設於該熱變形層，該溫控模組用以接收來自該微處理器的一比對結果資料，並依據該比對結果資料控制該熱變形層的溫度，該溫控模組於尚未接收該比對結果資料之前，該溫控模組控制該熱變形層低於該預定溫度；以及一全球定位系統模組，訊號連接於該微處理器；其中，若該溫控模組所接收的該比對結果資料為正確時，該溫控模組控制該熱變形層保持低於該預定溫度；若該溫控模組所接收的該比對結果資料為錯誤時，該全球定位系統模組傳送一定位訊號至一雲端資料中心，且該溫控模組控制該熱變形層於一預定時間內昇溫至高於該預定溫度後再降溫至低於該預定溫度，使該熱變形層先達到熔解狀態後再回復至凝固狀態，以固著該手指。
8. 如申請專利範圍第7項所述的包括指紋辨識模組的行動電子裝置，其中該溫控模組包括一加熱器以及一致冷晶片，於該溫控模組所接收的該比對結果資料為辨識失敗時，於該預定時間內，該加熱器先啟動以加熱該熱變形層，其後該加熱器關閉而該致冷晶片再啟動以冷卻該熱變形層。
9. 如申請專利範圍第8項所述的包括指紋辨識模組的行動電子裝置，其中該指紋辨識模組可接收該雲端資料中心回傳的一解除指 令，使該溫控模組的該加熱器啟動電壓加熱該熱變形層，使該熱變形層呈熔解狀態。