CN108256395A - 指纹识别按键及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹识别按键。指纹识别按键包括顺序依次设置的盖板、指纹识别模组、第一电路板、接地件、弹性件及第二电路板。指纹识别模组用于识别指纹信息。第一电路板与指纹识别模组电连接。第二电路板设置有压感线路。指纹识别按键还包括压力感测芯片。压力感测芯片用于根据压感线路上与接地件对应按压点处之间的电容变化感测按压点的受压力。上述指纹识别按键中，由于指纹识别按键包括接地件，第二电路板设置有压感线路，因此，指纹识别按键能够在识别指纹信息的同时，通过压力感测芯片根据由弹性件发生形变引起的压感线路上与接地件对应按压点处之间的电容变化感测按压点的受压力。此外，本发明还公开了一种电子装置。

Description

指纹识别按键及电子装置

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，特别涉及一种指纹识别按键及电子装置。

背景技术

现有的设有指纹识别模块的物理按键，只能识别出用户的指纹，而不能检测用户手指按压物理按键的力的大小，使得其应用范围受限，用户的使用体验未达到最佳。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种指纹识别按键及电子装置。

本发明实施方式的指纹识别按键，包括顺序依次设置的盖板、指纹识别模组、第一电路板、接地件、弹性件及第二电路板；所述指纹识别模组用于识别指纹信息；所述第一电路板与所述指纹识别模组电连接；所述第二电路板设置有压感线路；所述指纹识别按键还包括压力感测芯片，所述压力感测芯片用于根据由所述弹性件发生形变引起的所述压感线路上与所述接地件对应按压点处之间的电容变化感测所述按压点的受压力。

上述指纹识别按键中，由于指纹识别按键包括接地件，第二电路板设置有压感线路，因此，指纹识别按键能够在识别指纹信息的同时，通过压力感测芯片根据由弹性件发生形变引起的压感线路上与接地件对应按压点处之间的电容变化感测按压点的受压力。

在某些实施方式中，所述第一电路板与所述第二电路板为同一柔性电路板或同一软硬结合板弯折形成的两部分。

在某些实施方式中，所述第一电路板与所述第二电路板均为柔性电路板或软硬结合板。

在某些实施方式中，所述第一电路板为柔性电路板，所述第二电路板为软硬结合板；或所述第一电路板为软硬结合板，所述第二电路板为柔性电路板。

在某些实施方式中，所述压感线路设置在所述第二电路板的靠近所述弹性件的表面上。

在某些实施方式中，所述压力感测芯片设置在所述第二电路板的靠近所述弹性件的表面上，所述压力感测芯片与所述第一电路板及所述第二电路板电连接。

在某些实施方式中，所述压力感测芯片设置在所述同一柔性电路板或所述同一软硬结合板的靠近所述弹性件的表面上，所述压力感测芯片与所述同一柔性电路板或所述同一软硬结合板电连接。

在某些实施方式中，所述压力感测芯片集成在所述指纹识别模组中。

在某些实施方式中，所述接地件为接地的金属片。

在某些实施方式中，所述金属片的材料包括钢、铜、铝合金中的任意一种。

本发明实施方式的电子装置，所述电子装置包括本体及设置在所述本体内的所述指纹识别按键。

上述电子装置中，由于指纹识别按键包括接地件，第二电路板设置有压感线路，因此，指纹识别按键能够在识别指纹信息的同时，通过压力感测芯片根据由弹性件发生形变引起的压感线路上与接地件对应按压点处之间的电容变化感测按压点的受压力。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的电子装置的结构示意图。

图2是本发明实施方式的指纹识别按键的结构示意图。

图3是本发明另一个实施方式的指纹识别按键的结构示意图。

图4是本发明又一个实施方式的指纹识别按键的结构示意图。

主要元件及符号说明：

指纹识别按键10、盖板11、指纹识别模组12、第一电路板13、接地件14、弹性件15、第二电路板16、压感线路17、压力感测芯片18、本体20、孔22、电子装置100。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1及图2，本发明实施方式指纹识别按键10可以应用于电子装置100。具体地，电子装置100可以但不局限为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数字音视频播放器、电子阅读器、手持游戏机和车载电子设备等。电子装置100包括本体20和指纹识别按键10，指纹识别按键10设置在本体20内。指纹识别按键10包括顺序依次设置的盖板11、指纹识别模组12、第一电路板13、接地件14、弹性件15及第二电路板16。

盖板11用于承受待检测组织，例如手指的按压。本体20可以在盖板11所在的区域对应开孔22，以使得盖板11露出本体20外，便于指纹识别按键10在手指进行按压操作时进行指纹识别和压力感测。盖板11的材质可以为陶瓷或玻璃，例如，氧化锆陶瓷、钢化玻璃等。氧化锆陶瓷具有指纹识别灵敏、抗摔、成本低和厚度薄等优点。而钢化玻璃具有制备工艺简单和成本低等优点。

指纹识别模组12采用LGA(Land Grid Array，栅格阵列封装)技术进行封装。指纹识别模组12内部集成有指纹识别芯片。指纹识别芯片可以在手指按压时进行图像采集、特征提取、特征比对以识别指纹信息，然后将指纹信息传送给电子装置100的其他元件(图未示)。

请参阅图3，为了便于线路连接和简化结构，第一电路板13与第二电路板16可以为同一柔性电路板(FPC)或同一软硬结合板(FPC+PCB)弯折形成的两部分。例如，在一些应用中，电子装置100包括主板，第一电路板13和第二电路板16还需要与主板连接，如此，当第一电路板13与第二电路板16为同一柔性电路板或同一软硬结合板弯折形成的两部分时，只需要将第一电路板13或第二电路板16其中一个连接至主板即可，简化了线路连接，也减少线路的占用空间。

当第一电路板13和第二电路板16为分开的两个电路板时，第一电路板13与第二电路板16可以都为柔性电路板，或者都为软硬结合板。或者还可以是：第一电路板13为柔性电路板，第二电路板16为软硬结合板；或第一电路板13为软硬结合板，第二电路板16为柔性电路板。

柔性电路板和软硬结合板的优点在于可弯曲，当第一电路板13和第二电路板16因手指按压而发生形变时，其中的电路结构不会发生改变。柔性电路板具有高度可靠性和可挠性，以及配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。而软硬结合版既有一定的挠性区域，也有一定的刚性区域，对节省产品内部空间，减少成品体积，提高产品性能有很大的帮助。

可以理解，第一电路板13与指纹识别模组12电连接。

第二电路板16上设置有压感线路17。压感线路17可以设置在第二电路板16的靠近弹性件15的表面上。

指纹识别按键10还包括压力感测芯片18。压力感测芯片18用于根据由弹性件15发生形变引起的压感线路17上与接地件14对应按压点处之间的电容变化感测按压点的受压力，然后将受压力的值发送给电子装置100的其他元件。

如此，指纹识别按键10可以根据识别的指纹信息和感测的按压力接收多样化的组合指令。例如，当电子装置100为数字音视频播放器时，若指纹识别通过且按压力较小，指令可以表现为播放下一音频或视频，若指纹识别通过且按压力较大，指令可以表现为暂停播放。当然，在其他例子中，指纹识别和压力感测还可以搭配使用以呈现其他的功能。例如，压力感测芯片18用于感测手指的按压力，当压力感测芯片18感测到的手指的按压力达一个到预定阈值，如10牛顿时，指纹识别模组12开始识别指纹信息。如此，当手指不小心触碰到指纹识别按键10时，指纹识别模组12不会立即开始识别指纹信息而造成不必要的困扰，并有利于延长指纹识别模组12的使用寿命。

当第一电路板13和第二电路板16为分开的两块电路板时，压力感测芯片18可以设置在第二电路板16的靠近弹性件15的表面上。压力感测芯片18同时与第一电路板13及第二电路板16电连接。

当第一电路板13与第二电路板16为同一柔性电路板或同一软硬结合板弯折形成的两部分时，压力感测芯片18可以设置在同一柔性电路板或同一软硬结合板的靠近弹性件15的表面上，压力感测芯片18与同一柔性电路板或同一软硬结合板电连接。也即是说，压力感测芯片18设置在第一电路板13或第二电路板16靠近弹性件15的表面上，压力感测芯片18与第一电路板13或第二电路板16其中一个电连接即可。

请参阅图4，当第一电路板13和第二电路板16为分开的两块电路板或为同一柔性电路板或同一软硬结合板弯折形成的两部分时，压力感测芯片18可以集成在指纹识别模组12中。

接地件14可以为接地的金属片。金属片的材料可以是钢、铜或铝合金等。这些金属材料具有导电性好、成本低等优点，可以较好地实现接地的功能。

压感线路17与接地件14形成自容。具体为：压感线路17上设置有横向和纵向的电极阵列，这些横向和纵向的电极分别与地构成电容，这个电容就是自容，也即是电极对地的电容。

弹性件15设置在接地件14和压感线路17之间。弹性件15在受压时可以发生形变，并根据手指的按压力的大小产生不同程度的形变，特点为：在有压力作用下被压缩，在无压力下恢复原状。弹性件15厚度的变化可以引起压感线路17上与接地件14对应按压点处之间的电容变化。然后，压力感测芯片18根据电容变化感测按压点的受压力的大小。

弹性件15具体可以为弹性双面胶、弹性橡胶或其他在外力的作用下会发生形变而当外力撤消后会恢复原状的弹性体，在此不作限制。当弹性件15为弹性双面胶等能够起到连接作用的弹性体时，弹性双面胶可将第一电路板13和第二电路板16组装在一起；当弹性件15为弹性橡胶等无连接作用的弹性体时，可以使用另外的连接方式，例如双面胶、固化胶、光学胶等，将第一电路板13和第二电路板16组装在一起。

上述电子装置100中，由于指纹识别按键10包括接地件14，第二电路板16设置有压感线路17，因此，指纹识别按键10能够在识别指纹信息的同时，通过压力感测芯片18根据由弹性件15发生形变引起的压感线路17上与接地件14对应按压点处之间的电容变化感测按压点的受压力，提升了用户体验。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少某些实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种指纹识别按键，其特征在于，包括顺序依次设置的盖板、指纹识别模组、第一电路板、接地件、弹性件及第二电路板；所述指纹识别模组用于识别指纹信息；所述第一电路板与所述指纹识别模组电连接；所述第二电路板设置有压感线路；所述指纹识别按键还包括压力感测芯片，所述压力感测芯片用于根据由所述弹性件发生形变引起的所述压感线路上与所述接地件对应按压点处之间的电容变化感测所述按压点的受压力。

2.如权利要求1所述的指纹识别按键，其特征在于，所述第一电路板与所述第二电路板为同一柔性电路板或同一软硬结合板弯折形成的两部分。

3.如权利要求1所述的指纹识别按键，其特征在于，所述第一电路板与所述第二电路板均为柔性电路板或软硬结合板。

4.如权利要求1所述的指纹识别按键，其特征在于，所述第一电路板为柔性电路板，所述第二电路板为软硬结合板；或所述第一电路板为软硬结合板，所述第二电路板为柔性电路板。

5.如权利要求1所述的指纹识别按键，其特征在于，所述压感线路设置在所述第二电路板的靠近所述弹性件的表面上。

6.如权利要求1所述的指纹识别按键，其特征在于，所述压力感测芯片设置在所述第二电路板的靠近所述弹性件的表面上，所述压力感测芯片与所述第一电路板及所述第二电路板电连接。

7.如权利要求2所述的指纹识别按键，其特征在于，所述压力感测芯片设置在所述同一柔性电路板或所述同一软硬结合板的靠近所述弹性件的表面上，所述压力感测芯片与所述同一柔性电路板或所述同一软硬结合板电连接。

8.如权利要求6或7所述的指纹识别按键，其特征在于，所述压力感测芯片集成在所述指纹识别模组中。

9.如权利要求1所述的指纹识别按键，其特征在于，所述接地件为接地的金属片。

10.如权利要求9所述的指纹识别按键，其特征在于，所述金属片的材料包括钢、铜、铝合金中的任意一种。

11.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括本体及设置在所述本体内的如权利要求1-10任意一项所述的指纹识别按键。