TWI649696B - 具有指示功能之指紋辨識模組 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種具有指示功能之指紋辨識模組，包括電路板、指紋感應元件、發光元件以及導光結構。指紋感應元件以及發光元件皆設置於電路板上。導光結構環繞指紋感應元件且接近於發光元件，其可引導發光元件所產生之光束，且使光束於導光結構內移動。由於環繞指紋感應元件之導光結構產生發光效果，而可顯示出指紋感應元件之位置。

Description

具有指示功能之指紋辨識模組

本發明係關於一種身份辨識元件，尤其係有關於藉由指紋辨識使用者身份之指紋辨識模組。

近年來，指紋辨識技術應用於各種電子產品上，令使用者可輸入自己的指紋於電子裝置內且令電子裝置存檔，之後使用者可藉由指紋辨識模組輸入自己的指紋，以進行電子裝置的解鎖。利用指紋辨識技術來解鎖電子裝置比以往手動輸入密碼的解鎖方式更快速、更方便，故受到使用者的青睞，且指紋辨識模組的需求亦隨之大增。

請參閱圖1，其為習知指紋辨識模組設置於電子裝置上之結構側視示意圖。圖1顯示出電子裝置1以及習知指紋辨識模組10，電子裝置1具有玻璃蓋板11，設置於電子裝置1之上表面上，以保護電子裝置1。玻璃蓋板11具有開孔111，且開孔111之形狀與習知指紋辨識模組10之形 狀相符，以容納習知指紋辨識模組10於其中。藉由開孔111，可使習知指紋辨識模組10被固定於電子裝置1上，且習知指紋辨識模組10得以顯露於玻璃蓋板11之外，其中，習知指紋辨識模組10電性連接於電子裝置1。習知指紋辨識模組10顯露於玻璃蓋板11之外可提供兩個功能：第一，可令使用者以肉眼觀看到習知指紋辨識模組10的所在位置，而便於讓其手指與習知指紋辨識模組10接觸而提供手指之指紋影像。第二，由於玻璃蓋板11之厚度較大，若習知指紋辨識模組10被設置於玻璃蓋板11之下方，習知指紋辨識模組10將無法擷取手指之指紋影像。

隨著科技之進步，同時兼具低厚度以及高強度的玻璃蓋板已可被製造出來，而指紋辨識模組之效能亦提升，故得以設置指紋辨識模組於電子裝置之上表面上，且玻璃蓋板覆蓋指紋辨識模組以及電子裝置，以具有較美觀的外型，此種配置方式被稱為IFS(Invisible Fingerprint Sensor)。然而，指紋辨識模組被玻璃蓋板所覆蓋，使用者無法以肉眼觀看到指紋辨識模組的位置，故難以將手指對準指紋辨識模組，反而無法進行手指之指紋影像的擷取工作。

因此，需要一種具有指示功能之指紋辨識模組，同時兼具功能性以及美觀外型。

本發明之目的在於提供一種具有指示功能之指紋辨識模組。

於一較佳實施例中，本發明提供一種具有指示功能之指紋辨識模組，設置於一電子裝置以及一玻璃蓋板之間，該具有指示功能之指紋 辨識模組包括一電路板、一指紋感應元件、一發光元件以及一導光結構。該指紋感應元件設置於該電路板上，用以偵測一手指之一指紋影像。該發光元件設置於該電路板上且位於該指紋感應元件之下方，用以產生一光束。該導光結構環繞該指紋感應元件且接近於該發光元件，用以引導該光束且使該光束於該導光結構內移動，而顯示出該指紋感應元件之位置。

於一較佳實施例中，該導光結構包括一環繞部、一入光部、一反射部以及延伸部。該環繞部環繞該指紋感應元件，用以供該光束於該環繞部內移動，而使該環繞部發光。該入光部接近於該發光元件，用以供該光束進入，該反射部接近於該入光部，用以反射該光束。該延伸部位於該環繞部以及該反射部之間，用以使該光束通過而投射至該環繞部。其中，該導光結構可根據發光之該環繞部而顯示出該指紋感應元件之位置。

簡言之，本發明具有指示功能之指紋辨識模組係將發光元件與導光結構與指紋感應元件以及電路板結合，且導光結構部份環繞指紋感應元件。當發光元件被驅動時，發光元件所產生的光束可投射至導光結構，且藉由發光的導光結構而顯示出指紋感應元件的位置，以提示使用者可提供手指的指紋影像。因此，本發明指紋辨識模組可於IFS配置之結構下，提供指示功能，以兼具功能性以及美觀的外型。

1、3‧‧‧電子裝置

2、4、10‧‧‧指紋辨識模組

20、40‧‧‧指紋感應元件

11、31‧‧‧玻璃蓋板

12、21、41‧‧‧電路板

22、42‧‧‧發光元件

23、43‧‧‧導光結構

111‧‧‧開孔

231、431‧‧‧環繞部

232、432‧‧‧入光部

233、433‧‧‧反射部

234、434‧‧‧延伸部

B‧‧‧光束

D‧‧‧垂直方向

圖1係習知指紋辨識模組設置於電子裝置上之結構側視示意圖。

圖2係本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中設置於電子裝置之結 構側視示意圖。

圖3係本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中之結構分解側視示意圖。

圖4係本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中之結構側視示意圖。

圖5係本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中之結構上視示意圖。

圖6係本發明指紋辨識模組於第二較佳實施例中之結構分解側視示意圖。

本發明提供一種可解決習知技術問題之指紋辨識模組。請同時參閱圖2以及圖3，圖2係為本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中設置於電子裝置之結構側視示意圖，而圖3係為本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中之結構分解側視示意圖。圖2顯示出指紋辨識模組2設置於電子裝置3與玻璃蓋板31之間，亦即IFS配置方式。指紋辨識模組2包括指紋感應元件20、電路板21、複數發光元件22以及導光結構23，指紋感應元件20設置於電路板21之上表面上且電性連接於電路板21，其功能為偵測手指之指紋影像。其中，指紋感應元件20係藉由表面黏著技術(SMT)而與電路板30結合。複數發光元件22設置於電路板21之下表面上且位於指紋感應元件20之下方，其可產生光束B。導光結構23環繞指紋感應元件20且接近於複數發光元件22，其可引導光束B且使光束於導光結構23內移動，而顯示出指紋感應元件20之位置。

於本較佳實施例中，指紋感應元件20係以柵格陣列(LGA) 方式或球柵陣列(BGA)方式而封裝之，電路板30可選用軟性電路板(FPC)或軟硬複合板，而發光元件22係為側向式發光二極體。

請同時參閱圖3、圖4以及圖5，圖4係為本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中之結構側視示意圖，而圖5係為本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中之結構上視示意圖。導光結構23包括環繞部231、複數入光部232、複數反射部233以及複數延伸部234。環繞部231之形狀係與指紋感應元件20之形狀相符，而得以環繞指紋感應元件20，環繞部231可供光束B於環繞部231內移動，環繞部231因而可產生發光效果。每一入光部232對應於一個發光元件22，且接近於相對應的發光元件22，使得光束B可藉由入光部232而進入導光結構23內。反射部233接近於入光部232，其可反射光束B，延伸部234則位於環繞部231以及反射部233之間且沿垂直方向D延伸，其可使光束B通過而投射至環繞部231。於本較佳實施例中，導光結構23中之環繞部231、複數入光部232以及複數延伸部234係為一體成型的結構。

其中，導光結構23更可提供指示指紋感應元件20之位置的功能，亦即可根據發光的環繞部231而顯示出指紋感應元件20之位置。使用者可以肉眼觀察到發光的環繞部231，而環繞部231之內側即為指紋感應元件20的位置。於本較佳實施例中，反射部233係為入光部232與延伸部234之間的斜面部，且於斜面部上設置高反射鍍膜而形成，其僅為例示之用，而非以此為限。於另一較佳實施例中，反射部亦可採用設置於斜面部上的反射片。

各元件組裝完成的指紋辨識模組2係如圖4所示。其中，雖然複數發光元件22位於指紋感應元件20之下方，但由於導光結構23中之複數延伸部234係沿著垂直方向D延伸，故可將複數發光元件22所產生的 光束B由指紋感應元件20之下方引導至環繞指紋感應元件20的環繞部231，使得指紋辨識模組2可產生發光效果，同時可提供指示功能。

需特別說明的是，指紋感應元件20以及複數發光元件22皆藉由電路板21而電性連接於外部的控制單元(未顯示於圖中)，外部的控制單元例如為電子裝置3內的處理器。當外部的控制單元判斷電子裝置3需要進行身份辨識時，外部的控制單元驅動複數發光元件22產生光束B，使光束B經由入光部232、反射部233以及延伸部234而被投射進入環繞部231。換言之，本發明指紋辨識模組2之提示功能係由外部的控制單元經由軟體或韌體之運作來判斷是否啟動，而不需於指紋辨識模組2上設置偵測手指接近的偵測元件，故可降低指紋辨識模組2之厚度。當然，本發明指紋辨識模組並非限定不可設置偵測元件於其中，偵測元件亦可為驅動指示功能之手段之一。

此外，本發明更可提供與上述不同配置的指紋辨識模組。請參閱圖6，其為本發明指紋辨識模組於第二較佳實施例中之結構分解側視示意圖。指紋辨識模組4包括指紋感應元件40、電路板41、複數發光元件42以及導光結構43，且導光結構43包括環繞部431、複數入光部432、複數反射部433以及複數延伸部434。該些元件之結構以及功能皆與前述較佳實施例相同，而不再贅述。與前述較佳實施例不同之處在於，指紋感應元件40以及複數發光元件42皆設置於電路板41之上表面，且指紋感應元件40之厚度略增大，而複數延伸部434之長度略縮短。簡言之，該些元件可根據實際需求進行相對應的位置變動，且不影響各元件之正常運作。

根據上述可知，本發明指紋辨識模組係將發光元件與導光結構與指紋感應元件以及電路板結合，且導光結構部份環繞指紋感應元件。當發光元件被驅動時，發光元件所產生的光束可投射至導光結構，且藉由 發光的導光結構而顯示出指紋感應元件的位置，以提示使用者可提供手指的指紋影像。因此，本發明指紋辨識模組可於IFS配置之結構下，提供指示功能，以兼具功能性以及美觀的外型。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

Claims (7)

1. 一種具有指示功能之指紋辨識模組，設置於一電子裝置以及一玻璃蓋板之間，該具有指示功能之指紋辨識模組包括：一電路板；一指紋感應元件，設置於該電路板上，用以偵測一手指之一指紋影像；一發光元件，設置於該電路板上且位於該指紋感應元件之下方，用以產生一光束；以及一導光結構，環繞該指紋感應元件且接近於該發光元件，用以引導該光束且使該光束於該導光結構內移動，而顯示出該指紋感應元件之位置，其中該導光結構包括：一環繞部，環繞該指紋感應元件，用以供該光束於該環繞部內移動，而使該環繞部發光；一入光部，接近於該發光元件，用以供該光束進入；一反射部，接近於該入光部，用以反射該光束；以及一延伸部，位於該環繞部以及該反射部之間，用以使該光束通過而投射至該環繞部；其中，該導光結構可根據發光之該環繞部而顯示出該指紋感應元件之位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有指示功能之指紋辨識模組，其中該反射部係該入光部與該延伸部之間之一斜面部，且於該斜面部上設置高反射鍍膜而形成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有指示功能之指紋辨識模組，其中該 指紋感應元件設置於該電路板之一上表面上，而該發光元件設置於該電路板之一下表面上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有指示功能之指紋辨識模組，其中該指紋感應元件以及該發光元件皆設置於該電路板之一上表面上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有指示功能之指紋辨識模組，其中該指紋感應元件係以表面黏著技術(SMT)而設置於該電路板上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有指示功能之指紋辨識模組，其中該指紋感應元件係以柵格陣列(Land Grid Array，LGA)方式或球柵陣列(Ball Grid Array，BGA)方式而封裝之。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具有指示功能之指紋辨識模組，其中該電路板係軟性電路板(FPC)。