CN109492471A - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子设备，包括后壳。所述后壳内表面设有超声波指纹识别模组。所述超声波指纹识别模组包括超声波传感器。所述超声波传感器的顶面朝向所述后壳，且所述超声波传感器能够发射超声波，并能够检测反射的超声波。并且，所述后壳的材料能够传导超声波。由于超声波具有穿透材料的能力，因此无需对后壳进行镂空处理，而直接将超声波指纹识别模组放置于电子设备内，并设于后壳内表面即可，从而提高了制程良率。

Description

电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种电子设备。

背景技术

电子设备如智能手机、平板电脑等通常存储有大量个人资料，因此电子设备的安全性尤为重要。基于上述情况，指纹识别技术应运而生。指纹识别技术是通过指纹传感器来实现的，其把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。

然而，对于传统的指纹传感器，例如电容式指纹传感器，如果安装在电子设备的后壳，则需要将电子设备的后壳进行镂空处理，从而降低了制程良率。

发明内容

基于此，有必要针对安装传统指纹传感器需要将电子设备的后壳进行镂空处理的问题，提供一种电子设备。

一种电子设备，包括后壳；所述后壳内表面设有超声波指纹识别模组；所述超声波指纹识别模组包括超声波传感器；所述超声波传感器的顶面朝向所述后壳，且所述超声波传感器能够发射超声波，并能够检测反射的超声波；并且，所述后壳的材料能够传导超声波。由于超声波具有穿透材料的能力，因此无需对后壳进行镂空处理，而直接将超声波指纹识别模组放置于电子设备内，并设于后壳内表面即可，从而提高了制程良率。

在其中一个实施例中，所述后壳外表面上与所述超声波指纹识别模组相对的位置处设有标记单元。通过设置标记单元，能够便于用户识别指纹识别区域。

在其中一个实施例中，所述标记单元为丝印图案。

在其中一个实施例中，所述标记单元为设于所述后壳外表面的凹槽。

在其中一个实施例中，所述后壳外表面开设有环状凹槽；所述标记单元包括环状结构，且所述环状结构安装于所述环状凹槽内。

在其中一个实施例中，所述超声波指纹识别模组还包括保护结构，且所述保护结构与所述超声波传感器的底部和侧面之间存在间隙；所述间隙内的物质能够减弱超声波。通过设置保护结构及间隙，从而可以对朝超声波传感器下方或侧面传播的超声波进行衰减，即减弱这些超声波的能量，尽量减少这些超声波反射回至超声波传感器的概率，以避免对超声波传感器造成干扰，从而提高指纹识别的精确性。

在其中一个实施例中，所述保护结构的材料为金属。保护结构220不仅能够遮挡外部光线，还能够屏蔽外部电磁波的干扰。

在其中一个实施例中，所述超声波传感器包括TFT基板、压电层及电极层；所述压电层及所述电极层依次覆盖于所述TFT基板上。

在其中一个实施例中，所述后壳的材料为玻璃，且所述后壳的厚度为0.8mm。该厚度可以保证超声波能够穿透后壳。

在其中一个实施例中，所述后壳的材料为金属，且所述后壳的厚度为0.7mm。该厚度可以保证超声波能够穿透后壳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施方式提供的电子设备中与后壳及超声波指纹识别模组相关的剖面示意图；

图2为图1所示实施方式的电子设备中与标记单元相关的其中一个实施例的剖面示意图；

图3为图1所示实施方式的电子设备中与标记单元相关的另一个实施例的立体示意图；

图4为图3所示实施例的电子设备中与标记单元相关的剖面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式提供了一种电子设备，该电子设备例如为平板电脑、个人数字助理、手机等。请参考图1，该电子设备包括后壳100。在本发明的一些实施例中，该电子设备还包括显示屏(图中未示出)。其中，显示屏、后壳100分别位于电子设备的前端、后端。显示屏用于显示图像及色彩，例如为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)显示屏等。后壳100的材料能够传导超声波。后壳100的材料例如为玻璃、金属等。

具体地，当后壳100的材料为玻璃时，后壳100的厚度为0.8mm，该厚度可以保证超声波能够穿透后壳100。当后壳100的材料为金属时，后壳100的厚度为0.7mm，该厚度同样可以保证超声波能够穿透后壳100。

本实施方式中，后壳100内表面设有超声波指纹识别模组200，因此超声波指纹识别模组200位于电子设备内。其中，后壳100内表面位于电子设备的内部，而后壳100外表面裸露在外。因此，本实施方式中在安装超声波指纹识别模组200时，无需对后壳100进行镂空处理，只需将超声波指纹识别模组200安装于电子设备内，并设于后壳100内表面即可。

具体地，超声波指纹识别模组200紧贴于后壳100内表面上，以避免空气对超声波造成的衰减，从而可以提高超声波传导的效果。具体地，超声波指纹识别模组200可以通过胶粘剂400(例如液态胶)贴合于后壳100内表面上。

超声波指纹识别模组200包括超声波传感器210。超声波传感器210的顶面朝向后壳100，且超声波传感器210能够发射超声波，并能够检测反射的超声波。其中，超声波传感器210的顶面在图1中为超声波传感器210位于上方的表面。由于后壳100能够传导超声波，因此，当用户接触到后壳100外表面上与超声波指纹识别模组200相对的位置时，超声波传感器210发射的超声波即会通过后壳100传导至用户的手指，之后即可利用从手指反射的超声波对用户进行指纹识别。

综上所述，在上述电子设备中，后壳100内表面设有超声波指纹识别模组200，从而可以利用超声波进行指纹识别。由于超声波具有穿透材料的能力，因此无需对后壳100进行镂空处理，而直接将超声波指纹识别模组200放置于电子设备内，并设于后壳100内表面即可，从而提高了制程良率。此外，由于无需在后壳100上开孔，也可以提高电子设备的防水性能。

在其中一个实施例中，后壳100外表面上与超声波指纹识别模组200相对的位置处设有标记单元。换言之，在与标记单元正对的后壳100内表面设有超声波指纹识别模组200，故，超声波指纹识别模组200发射的超声波至少会传导至标记单元所处的位置处。因此，通过设置标记单元，能够便于用户识别指纹识别区域。

具体地，请参考图2，标记单元可以为设于后壳100外表面的凹槽310。因此，用户将手指放置于凹槽内，即可进行指纹识别。

具体地，凹槽310例如为弧形凹槽、半球形凹槽或其他类型底面和侧面均为弧面的凹槽。或者，凹槽310的形状与手指具有指纹的表面的形状类似，从而使用户的手指完全接触到凹槽310的内表面，以使得更多的超声波能够接触到用户的手指，可以提高指纹识别的精确性。具体地，凹槽310开口的边缘设有倒角，以避免划伤手指。

进一步地，凹槽310的开口面积大于或等于超声波指纹识别模组200中用于发射超声波的结构(例如由压电材料构成的层状结构)的AA区域的面积，并且该AA区域在后壳100的投影位于凹槽310的开口轮廓内(即AA区域发射的超声波都能传导至凹槽310的表面)。其中，AA区，是指形成超声波影像的有效区域。上述设置方式能够在用户手指触摸范围内使尽可能多的超声波接触到用户手指，从而可以提高指纹识别的精确性。

具体地，请参考图3和图4，后壳100外表面开设有环状凹槽110。并且，标记单元包括环状结构320，且环状结构320安装于环状凹槽110内。其中，环状结构320例如为金属环。由此可见，后壳100上位于环状结构320内环所包围区域的结构的高度与后壳100的没有安装标记单元的结构的高度相同。用户将手指放置于环状结构320的内部，即可进行指纹识别。

进一步地，环状结构320的颜色与后壳100的颜色不同，从而可以提高指纹识别区域的辨识度。进一步地，环状结构320的内环所包围区域的面积大于或等于超声波指纹识别模组200中用于发射超声波的结构(例如由压电材料构成的层状结构)的AA区域的面积，并且该AA区域在后壳100的投影位于环状结构320的内环内(即AA区域发射的超声波都能传导至后壳100上位于环状结构320内环所包围区域的外表面)，从而能够使尽可能多的超声波接触到用户的手指，可以提高指纹识别的精确性。

可以理解的是，标记单元的设置方式不限于上述情况，例如标记单元还可以为丝印图案。其中，丝印图案是指利用丝印的方式印刷的图案。

在其中一个实施例中，请继续参考图1，超声波指纹识别模组200还包括保护结构220，且保护结构220与超声波传感器210的底部和侧面之间存在间隙230。间隙230内的物质能够减弱超声波。其中，侧面可以包括超声波传感器210的所有方位的侧面，也可以只包括部分方位的侧面，例如超声波传感器210的形状如果为长方体，则上述侧面可以包括4个侧面或数量小于4的侧面。

在该超声波指纹识别模组200中，超声波传感器210产生的超声波可以多向传播，超声波既可以向超声波传感器210上方传播从而到达接触对象，又可以向超声波传感器210下方或侧面传播。其中，朝超声波传感器210上方传播的超声波为有用的超声波，当传播至接触对象后被反射回来并被超声波传感器210接收后，即可进行指纹识别。朝超声波传感器210下方或侧面传播的超声波为不利的超声波，一旦这些超声波遇到异物、脏污或者其它障碍物也会被反射回至超声波传感器210，就会对超声波传感器210造成干扰，影响指纹识别的精确性。因此，本实施例中，通过设置保护结构220及间隙230，从而可以对朝超声波传感器210下方或侧面传播的超声波进行衰减，即减弱这些超声波的能量，尽量减少这些超声波反射回至超声波传感器210的概率，以避免对超声波传感器210造成干扰，从而提高指纹识别的精确性。

此外，保护结构220与超声波传感器210之间存在间隙，如此，既可以减轻保护结构220与超声波传感器210之间存在的摩擦现象，又可以减小超声波指纹识别模组200受碰撞时对超声波传感器210的冲击力，从而进一步可以提高超声波指纹识别模组的性能。

具体地，间隙230内的物质可以为空气。由于基于介质的粘滞性、热传导、介质的实际结构及介质的微观动力学过程中引起的弛豫效应等因素，决定了超声波在气体、液体、固体中传播时，衰减程度分别为最厉害、较弱、最小(即空气对超声波的衰减程度最大)，因此，本实施例中，朝超声波传感器210下方或侧面传播的超声波进入到具有空气的间隙230后，就会被空气衰减，而由于空气对超声波的衰减程度较大，因此可以尽可能多地去掉不需要的超声波，进一步提高指纹识别的精确性。

具体地，保护结构220的材料为金属。如此，保护结构220不仅能够遮挡外部光线，还能够屏蔽外部电磁波的干扰。

在其中一个实施例中，请继续参考图1，超声波传感器210包括TFT基板211、压电层212及电极层213。其中，压电层212及电极层213依次覆盖于TFT基板211上。需要指出的是，超声波传感器210内各层自上而下的顺序可以为：电极层213、压电层212、TFT基板211(如图1所示)；或者为：压电层212、电极层213、TFT基板211(图中未示出)。进一步地，电子设备还包括与超声波传感器210电连接的电路板500。

其中，TFT基板211上设有若干按照阵列方式排布的薄膜晶体管及连接各薄膜晶体管的线路，TFT基板211可以对电信号进行放大等处理。压电层212由压电材料构成。电极层213由导电材料构成，导电材料例如为银浆。电路板500上设有驱动芯片，驱动芯片例如为ASIC(Application Specific Integrated Circuit)芯片。驱动芯片向超声波传感器210提供控制信号(例如向超声波传感器210发送高频电信号)，以使得超声波传感器210发射超声波；此外，驱动芯片还接收超声波传感器210将反射的超声波转换得到的电信号，以对指纹进行识别。

上述超声波传感器210的工作原理为：驱动芯片向电极层213施加相应的高频电信号。在电极层213被施加了高频电信号后，使得压电层212发射超声波。超声波向上传播直至到达后壳100的外表面(例如上述标记单元所在的区域)接触手指后反射，之后，压电层212接收反射的超声波，并转换为电信号，该电信号再经TFT基板211经过相应的处理(例如放大)后传送至驱动芯片，以对指纹进行识别。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电子设备，包括后壳；其特征在于，所述后壳内表面设有超声波指纹识别模组；所述超声波指纹识别模组包括超声波传感器；所述超声波传感器的顶面朝向所述后壳，且所述超声波传感器能够发射超声波，并能够检测反射的超声波；并且，所述后壳的材料能够传导超声波。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述后壳外表面上与所述超声波指纹识别模组相对的位置处设有标记单元。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述标记单元为丝印图案。

4.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述标记单元为设于所述后壳外表面的凹槽。

5.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述后壳外表面开设有环状凹槽；所述标记单元包括环状结构，且所述环状结构安装于所述环状凹槽内。

6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的电子设备，其特征在于，所述超声波指纹识别模组还包括保护结构，且所述保护结构与所述超声波传感器的底部和侧面之间存在间隙；所述间隙内的物质能够减弱超声波。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述保护结构的材料为金属。

8.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的电子设备，其特征在于，所述超声波传感器包括TFT基板、压电层及电极层；所述压电层及所述电极层依次覆盖于所述TFT基板上。

9.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的电子设备，其特征在于，所述后壳的材料为玻璃，且所述后壳的厚度为0.8mm。

10.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的电子设备，其特征在于，所述后壳的材料为金属，且所述后壳的厚度为0.7mm。