指紋識(shí)別裝置和移動(dòng)終端的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種指紋識(shí)別裝置和移動(dòng)終端，所述指紋識(shí)別裝置包括指紋傳感器以及與指紋傳感器電連接的光學(xué)模塊，光學(xué)模塊包括用于發(fā)射特定波長(zhǎng)的光信號(hào)的光發(fā)射器，用于接收光發(fā)射器發(fā)射的并經(jīng)觸控物作用后的光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器，以及用于驅(qū)動(dòng)和控制光發(fā)射器，并對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析處理的光學(xué)電路模塊，光學(xué)電路模塊分別與光發(fā)射器和光電轉(zhuǎn)換器電連接。當(dāng)手指觸摸指紋傳感器的同時(shí)也可以作用到光學(xué)模塊的光發(fā)射器和光電轉(zhuǎn)換器，這樣就可以同時(shí)采集到手指的指紋信號(hào)和光學(xué)信號(hào)，從而可以判斷是否為真正的手指指紋，降低了指紋識(shí)別裝置被仿造的假指紋破解的風(fēng)險(xiǎn)，提高了安全性。
【專利說(shuō)明】
指紋識(shí)別裝置和移動(dòng)終端
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及指紋識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種指紋識(shí)別裝置和移動(dòng)終端。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)終端的智能化程度越來(lái)越高，移動(dòng)終端的功能也越來(lái)越豐富，人們可以在移動(dòng)終端上利用社交軟件發(fā)布和分享信息，可以拍攝照片，可以瀏覽網(wǎng)頁(yè)，還可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)支付，從而使得移動(dòng)終端上保存了用戶越來(lái)越多的隱私信息和敏感信息，移動(dòng)終端的安全性逐漸成為人們關(guān)注的重要問(wèn)題。
[0003]鑒于指紋作為人體的重要生物特征，并具有唯一性特點(diǎn)，因此指紋識(shí)別裝置目前已廣泛應(yīng)用于移動(dòng)終端，主要用于終端解鎖、文件加解密、安全支付等功能。但現(xiàn)有的指紋識(shí)別裝置，只能對(duì)采集到的指紋信息與預(yù)存的指紋信息進(jìn)行比較，判斷二者是否匹配，卻無(wú)法判斷當(dāng)前是真實(shí)的手指指紋還是仿造的假指模指紋，因此現(xiàn)有的指紋識(shí)別裝置有被仿造的假指紋破解的風(fēng)險(xiǎn)，從而降低了移動(dòng)終端的安全性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種指紋識(shí)別裝置和移動(dòng)終端，旨在降低指紋識(shí)別裝置被仿造的假指紋破解的風(fēng)險(xiǎn)，提高安全性。
[0005]為達(dá)以上目的，本實(shí)用新型提出一種指紋識(shí)別裝置，包括指紋傳感器以及與所述指紋傳感器電連接的光學(xué)模塊，所述光學(xué)模塊包括用于發(fā)射特定波長(zhǎng)的光信號(hào)的光發(fā)射器，用于接收所述光發(fā)射器發(fā)射的并經(jīng)觸控物作用后的光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器，以及用于驅(qū)動(dòng)和控制所述光發(fā)射器，并對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行分析處理的光學(xué)電路模塊，所述光學(xué)電路模塊分別與所述光發(fā)射器和所述光電轉(zhuǎn)換器電連接。
[0006]可選地，所述光學(xué)電路模塊和所述指紋傳感器集成于一個(gè)芯片，所述芯片為指紋芯片。
[0007]可選地，所述指紋傳感器單獨(dú)集成于一個(gè)芯片，所述光學(xué)電路模塊通過(guò)數(shù)據(jù)接口與所述指紋傳感器電連接，所述芯片為指紋芯片。
[0008]可選地，所述光學(xué)電路模塊、光電轉(zhuǎn)換器和指紋傳感器集成于一個(gè)芯片，所述芯片為指紋芯片。
[0009]本實(shí)用新型同時(shí)提出一種移動(dòng)終端，所述移動(dòng)終端包括一指紋識(shí)別裝置，所述指紋識(shí)別裝置包括指紋傳感器以及與所述指紋傳感器電連接的光學(xué)模塊，所述光學(xué)模塊包括用于發(fā)射特定波長(zhǎng)的光信號(hào)的光發(fā)射器，用于接收所述光發(fā)射器發(fā)射的并經(jīng)觸控物作用后的光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器，以及用于驅(qū)動(dòng)和控制所述光發(fā)射器，并對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行分析處理的光學(xué)電路模塊，所述光學(xué)電路模塊分別與所述光發(fā)射器和所述光電轉(zhuǎn)換器電連接。
[0010]本實(shí)用新型所提供的一種指紋識(shí)別裝置，通過(guò)將光學(xué)模塊和指紋傳感器一起集成在指紋識(shí)別裝置上，當(dāng)觸控物(如手指)觸摸指紋傳感器的同時(shí)也可以作用到光學(xué)模塊的光發(fā)射器和光電轉(zhuǎn)換器，這樣就可以同時(shí)采集到手指的指紋信號(hào)和光學(xué)信號(hào)，從而可以實(shí)現(xiàn)活體檢測(cè)功能(即判斷是否為真正的手指指紋)，降低了指紋識(shí)別裝置被仿造的假指紋破解的風(fēng)險(xiǎn)，提尚了安全性。
[0011 ]此外，還可以通過(guò)光學(xué)模塊實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)、觸摸壓力檢測(cè)、按鍵檢測(cè)、血氧檢測(cè)、血壓監(jiān)測(cè)等功能，擴(kuò)展了終端設(shè)備的功能。本實(shí)用新型通過(guò)將光學(xué)模塊集成于指紋識(shí)別裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)等功能，相對(duì)于在終端設(shè)備中單獨(dú)增加心率識(shí)別模塊來(lái)檢測(cè)心率，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的指紋識(shí)別裝置的模塊示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中的光學(xué)電路模塊的模塊示意圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的電路集成示意圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是圖4中的指紋識(shí)別裝置的A-A剖視圖；
[0017]圖6是本實(shí)用新型第一實(shí)施例中的指紋封裝片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖7是圖6中的指紋封裝片的剖視圖；
[0019]圖8是圖6中的指紋封裝片的又一剖視圖；
[0020]圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例中的光電轉(zhuǎn)換器的布局示意圖；
[0021]圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例中的光發(fā)射器的布局示意圖；
[0022]圖11是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖12是圖11中的指紋識(shí)別裝置的剖視圖；
[0024]圖13是圖11中的指紋識(shí)別裝置的又一剖視圖；
[0025]圖14是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖15是圖14中的指紋識(shí)別裝置的剖視圖；
[0027]圖16是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖17是圖16中的指紋識(shí)別裝置的剖視圖；
[0029]圖18是本實(shí)用新型第一實(shí)施例中的指紋封裝片的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖19是圖18中的指紋封裝片的剖視圖；
[0031]圖20是圖18中的指紋封裝片的又一剖視圖；
[0032]圖21是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖22是圖21中的指紋識(shí)別裝置的剖視圖；
[0034]圖23是圖21中的指紋識(shí)別裝置的又一剖視圖；
[0035]圖24是圖21中的指紋識(shí)別裝置的又一剖視圖；
[0036]圖25是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的電路集成示意圖；
[0037]圖26是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖27是圖26中的指紋識(shí)別裝置的剖視圖；
[0039]圖28是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖29是圖28中的指紋識(shí)別裝置的剖視圖；
[0041]圖30是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖31是圖30中的指紋識(shí)別裝置的剖視圖；
[0043]圖32是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖33是圖32中的指紋識(shí)別裝置的剖視圖；
[0045]圖34是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的電路集成示意圖；
[0046]圖35是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖36是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖37是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖38是本實(shí)用新型實(shí)施例的指紋識(shí)別裝置進(jìn)行指紋識(shí)別的示意圖；
[0050]圖39是圖38的指紋識(shí)別裝置的剖視圖；
[0051 ]圖40是本實(shí)用新型的移動(dòng)終端一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0052]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0053]100-指紋傳感器200-光學(xué)模塊
[0054]210-光發(fā)射器220-光學(xué)電路模塊
[0055]221-電流驅(qū)動(dòng)器222-控制電路
[0056]223-電流電壓轉(zhuǎn)換電路和共模抑制電路 224-可編程增益放大器
[0057]225-模數(shù)轉(zhuǎn)換器226-數(shù)據(jù)分析和處理單元
[0058]230-光電轉(zhuǎn)換器300-蓋板
[0059]400-電路板500-金屬環(huán)
[0060]600-遮光件700-膠水
[0061]10-指紋封裝片11-指紋芯片
[0062]12-基板13-焊線
[0063]14-保護(hù)層101-觸控物
[0064]102-指紋識(shí)別裝置
[0065]本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0066]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0067]參見(jiàn)圖1，提出本實(shí)用新型的指紋識(shí)別裝置，其用于終端設(shè)備，如手機(jī)、平板等移動(dòng)終端設(shè)備或者其它非移動(dòng)終端設(shè)備。所述裝置包括指紋傳感器100和光學(xué)模塊200，指紋傳感器100和光學(xué)模塊200電連接。指紋傳感器100，用于檢測(cè)和識(shí)別指紋，具有指紋注冊(cè)、檢測(cè)、匹配等功能，其實(shí)現(xiàn)方式與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再贅述。光學(xué)模塊200，用于在手指按壓指紋識(shí)別裝置時(shí)，實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)、觸摸壓力檢測(cè)、按鍵檢測(cè)、血氧檢測(cè)、血壓監(jiān)測(cè)、按鍵檢測(cè)等功能，尤其可以與指紋傳感器100結(jié)合，實(shí)現(xiàn)活體檢測(cè)功能，即判定是否是目標(biāo)用戶的真實(shí)手指在按壓指紋識(shí)別裝置，以降低指紋識(shí)別裝置被仿造的假指紋破解的風(fēng)險(xiǎn)。
[0068]如圖1所示，光學(xué)模塊200包括光發(fā)射器210、光學(xué)電路模塊220和光電轉(zhuǎn)換器230，光學(xué)電路模塊220分別與光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230電連接，其中:
[0069]光發(fā)射器210:用于發(fā)射特定波長(zhǎng)的光信號(hào)，是光學(xué)模塊200的發(fā)射部件，其可以為單個(gè)或多個(gè)，由光學(xué)電路模塊220控制和驅(qū)動(dòng)。
[0070]光發(fā)射器210可以是額外增加的發(fā)光二級(jí)管(light-emitting d1de，簡(jiǎn)稱LED)、半導(dǎo)體激光器(semiconductor laser，簡(jiǎn)稱LD)等器件，也可以是終端設(shè)備既有的發(fā)光體，如顯示器、呼吸燈、閃光燈等。光發(fā)射器可以是裸晶芯片(如晶圓)形式或者封裝片形式，也可根據(jù)需求搭配特定的光學(xué)結(jié)構(gòu)，比如聚光杯，光柵等結(jié)構(gòu)。光發(fā)射器210可以與指紋傳感器100封裝在一起，也可以是獨(dú)立器件，單獨(dú)布局在指紋識(shí)別裝置上。
[0071]光電轉(zhuǎn)換器230:用于接收光發(fā)射器210發(fā)射的并經(jīng)觸控物作用(包括反射、散射、投射等)后的光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其后端連接光學(xué)電路模塊220。光電轉(zhuǎn)換器230能夠感應(yīng)光強(qiáng)，檢測(cè)出來(lái)自光發(fā)射器210的光線的光強(qiáng)變化，并通過(guò)光學(xué)電路模塊220分析和處理這種變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。光電轉(zhuǎn)換器230可以采用光電二極管(Photo D1de,簡(jiǎn)稱F1D) ο
[0072]光電轉(zhuǎn)換器230可以與指紋傳感器100集成在一起，也可以是獨(dú)立器件，并與指紋傳感器100封裝在一起形成指紋封裝片或者單獨(dú)布局在指紋識(shí)別裝置上。觸控物即觸摸指紋識(shí)別裝置的物體，通常為用戶的手指，當(dāng)然也可能是人體其他部位，如腳趾等。經(jīng)觸控物作用后的光信號(hào)，即當(dāng)手指等觸控物按壓指紋識(shí)別裝置時(shí)，光發(fā)射器210發(fā)射的光線透過(guò)觸控物后反射或散射到光電轉(zhuǎn)換器230上或者直接被觸控物反射或散射到光電轉(zhuǎn)換器230上，光電轉(zhuǎn)換器230接收被觸控物反射或散射的光信號(hào)。
[0073]光學(xué)電路模塊220:用于驅(qū)動(dòng)和控制光發(fā)射器210，并對(duì)光電轉(zhuǎn)換器230轉(zhuǎn)換的電信號(hào)進(jìn)行分析處理，包括進(jìn)行積分處理、放大處理、去共模處理等，以及對(duì)最終采集到的數(shù)據(jù)(比如來(lái)自ADC采樣的數(shù)據(jù))根據(jù)不同的應(yīng)用功能，進(jìn)行分析處理。進(jìn)一步地，光學(xué)電路模塊220還對(duì)整個(gè)光學(xué)模塊200的工作時(shí)序和工作狀態(tài)進(jìn)行控制，還包括連接外部模塊(比如指紋傳感器100)的數(shù)據(jù)接口。
[0074]光學(xué)電路模塊220可以與指紋傳感器100集成為一個(gè)芯片，也可以作為獨(dú)立的電路模塊，裝配在指紋識(shí)別裝置上。
[0075]光學(xué)電路模塊220集成了實(shí)現(xiàn)光學(xué)模塊200所有功能的電路，包括控制電路、模擬電路、數(shù)據(jù)分析和處理單元等。如圖2所示，為一實(shí)施例中的光學(xué)電路模塊220的模塊示意圖，該光學(xué)電路模塊220包括電流驅(qū)動(dòng)器221、控制電路222、電流電壓轉(zhuǎn)換電路和共模抑制電路223、可編程增益放大器(ProgrammabIe Gain Amplifier，簡(jiǎn)稱PGA)224、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter，簡(jiǎn)稱ADC)225以及數(shù)據(jù)分析和處理單元226，其中，電流驅(qū)動(dòng)器221用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器210，控制電路222用于控制光發(fā)射器210發(fā)射特定波長(zhǎng)的光信號(hào)，電流電壓轉(zhuǎn)換電路和共模抑制電路223和PGA224用于對(duì)光電轉(zhuǎn)換器230轉(zhuǎn)換的電信號(hào)進(jìn)行一系列處理(包括積分處理、去共模處理、放大處理等)，ADC225用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)據(jù)分析和處理單元226用于對(duì)最終采集到的數(shù)據(jù)根據(jù)不同的應(yīng)用功能，進(jìn)行分析處理，以實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)、觸摸壓力檢測(cè)、按鍵檢測(cè)、血氧檢測(cè)、血壓監(jiān)測(cè)、按鍵檢測(cè)等功能。
[0076]本實(shí)用新型通過(guò)將光學(xué)模塊200和指紋傳感器100—起集成在指紋識(shí)別裝置上，當(dāng)觸控物(如手指)觸摸指紋傳感器100的同時(shí)也可以作用到光學(xué)模塊200的光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230，這樣就可以同時(shí)采集到手指的指紋信號(hào)和光學(xué)信號(hào)，從而可以實(shí)現(xiàn)活體檢測(cè)功能(即判斷是否為真正的手指指紋)，降低了指紋識(shí)別裝置被仿造的假指紋破解的風(fēng)險(xiǎn)。
[0077]此外，還可以通過(guò)光學(xué)模塊200實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)、觸摸壓力檢測(cè)、按鍵檢測(cè)、血氧檢測(cè)、血壓監(jiān)測(cè)等功能，擴(kuò)展了終端設(shè)備的功能。本實(shí)用新型通過(guò)將光學(xué)模塊200集成于指紋識(shí)別裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)等功能，相對(duì)于在終端設(shè)備中單獨(dú)增加心率識(shí)別模塊來(lái)檢測(cè)心率，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便的優(yōu)勢(shì)。
[0078]本實(shí)用新型中，指紋傳感器100和光學(xué)模塊200可以采用多種方式進(jìn)行布局，其中，光學(xué)電路模塊220、光發(fā)射器210、光電轉(zhuǎn)換器230和指紋傳感器100可以根據(jù)需求任意組合構(gòu)成集成芯片或集成封裝，或者彼此獨(dú)立存在來(lái)構(gòu)成指紋識(shí)別裝置。接下來(lái)，將通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)指紋識(shí)別裝置中指紋傳感器100和光學(xué)模塊200的結(jié)構(gòu)和布局進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0079]實(shí)施例一
[0080]如圖3所示，本實(shí)施例中，光學(xué)電路模塊220、光電轉(zhuǎn)換器230和指紋傳感器100集成于一個(gè)芯片，該芯片稱為指紋芯片11;光發(fā)射器210為獨(dú)立的器件，可以是單個(gè)或多個(gè)。指紋芯片11可以與光發(fā)射器210封裝在一起形成指紋封裝片;或者，指紋芯片11單獨(dú)封裝成指紋封裝片，光發(fā)射器210置于指紋封裝片外部。
[0081]如圖4、圖5所示為本實(shí)施例的第一方案，其中，圖4為主視圖，圖5為圖4中A-A的剖視圖(后續(xù)的剖視圖均為沿A-A剖切的剖視圖，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，不再一一在圖中標(biāo)注)。該方案為指紋芯片11與光發(fā)射器210封裝在一起形成指紋封裝片10的布局結(jié)構(gòu)，其中，指紋識(shí)別裝置包括指紋封裝片10、蓋板(COver)300、金屬環(huán)(Ring)500和電路板400。指紋封裝片10由指紋芯片11和光發(fā)射器210封裝在一起形成;蓋板300需要對(duì)光發(fā)射器210發(fā)射的光線具有較高的透過(guò)率，透過(guò)率越大越好，保證光電轉(zhuǎn)換器230和光發(fā)射器210上方透光即可，也可以整片蓋板300均透光，蓋板300可以通過(guò)鍍膜、激光微孔、涂覆透過(guò)特定波長(zhǎng)光波的油墨等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)透光處理;蓋板300通過(guò)膠水700粘接固定于指紋封裝片10，膠水700需要對(duì)光發(fā)射器210發(fā)射的光線有較高的透過(guò)率，透過(guò)率越高越好，優(yōu)選大于50%;蓋板300和指紋封裝片10均位于金屬環(huán)500內(nèi)，金屬環(huán)500不是本實(shí)用新型的必要部件，在其它實(shí)施例中，也可以不使用金屬環(huán)500;電路板400承載指紋封裝片10、蓋板300和金屬環(huán)500，電路板400是包括芯片的應(yīng)用電路，與外圍器件、外部電路等進(jìn)行電性連接，其可以是柔性電路板(FlexiblePrinted Circuit，簡(jiǎn)稱FPC)、柔性扁平電纜(Flexible Flat Cable，簡(jiǎn)稱FFC)、印刷電路板(Printed Circuit Board，簡(jiǎn)稱PCB)或軟硬結(jié)合板等。
[0082]指紋封裝片10可以如圖6-8所示，將指紋傳感器100和光學(xué)模塊200全部封裝在一起，具體包括基板12、布置于基板12的光發(fā)射器210和指紋芯片11，指紋芯片11上集成了光學(xué)電路模塊220、光電轉(zhuǎn)換器230和指紋傳感器100，其中部區(qū)域?yàn)橹讣y感應(yīng)區(qū)域，基板12和指紋芯片11通過(guò)焊線13電連接。
[0083]進(jìn)一步地，光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230之間還設(shè)有遮光件600，其用于阻擋光發(fā)射器210發(fā)射的光線直接照射于光電轉(zhuǎn)換器230。遮光件600需要對(duì)光線有吸收功能或較強(qiáng)的衰減功能，優(yōu)選對(duì)目標(biāo)波長(zhǎng)光波的透過(guò)率小于I %，透過(guò)率越小越好。遮光件600可以有多種實(shí)現(xiàn)方式，比如可以將吸光材料粘貼或涂覆于指紋芯片11表面(如側(cè)面或/和上表面，如圖7、圖8所示)，也可以在指紋芯片11上開(kāi)槽，在槽內(nèi)填充吸光油墨或膠水。
[0084]本實(shí)用新型中，遮光件600不是必要部件，是否需要遮光件，需要根據(jù)光發(fā)射器210與光電轉(zhuǎn)換器230之間的實(shí)際距離，以及光發(fā)射器210發(fā)射的光線直接照射到光電轉(zhuǎn)換器230的強(qiáng)度來(lái)確定。一般來(lái)說(shuō)，如果光發(fā)射器210發(fā)射的光線直接照射到光電轉(zhuǎn)換器230的強(qiáng)度小于通過(guò)手指等觸控物反射后照射到光電轉(zhuǎn)換器230的光線的強(qiáng)度的1%，可以考慮不使用遮光件600。
[0085]進(jìn)一步地，還可以在指紋芯片11表面覆蓋一保護(hù)層14。保護(hù)層14采用透光材料，既起到保護(hù)指紋芯片11的作用，同時(shí)滿足光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230上方透光的需求。也可以只在光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230上方采用透光處理，而在其他區(qū)域采用不透光材料保護(hù)。
[0086]當(dāng)將指紋識(shí)別裝置裝配在終端設(shè)備上時(shí)，為保證較好的信號(hào)質(zhì)量和使用體驗(yàn)，優(yōu)選將光電轉(zhuǎn)換器230布置于靠近指尖位置，且光電轉(zhuǎn)換器230與光發(fā)射器210的連線與觸控物(如手指)方向平行，或交叉角度較小。這里所講的是較優(yōu)的推薦方案，對(duì)于其他裝配方式，也可以正常工作，只是信號(hào)質(zhì)量和使用體驗(yàn)有所差異。
[0087]光電轉(zhuǎn)換器230和光發(fā)射器210優(yōu)選分別布局在指紋傳感器100兩側(cè)中部，確保手指按壓到指紋感應(yīng)區(qū)域時(shí)，也能同時(shí)作用到光電轉(zhuǎn)換器230和光發(fā)射器210，方便配合指紋圖像進(jìn)行活體檢測(cè)，同時(shí)也方便光學(xué)壓力檢測(cè)和心率檢測(cè)等其它應(yīng)用功能。當(dāng)然，光電轉(zhuǎn)換器230和光發(fā)射器210也可以采用其它布局方式，如圖9所示，光電轉(zhuǎn)換器230可以布置于指紋傳感器100四周任意位置，也可以布置于指紋傳感器100中部，且光電轉(zhuǎn)換器230可以為一個(gè)，也可以有多個(gè);如圖10所示，光發(fā)射器210可以布置于指紋傳感器100四周任意位置，還可以呈環(huán)狀包圍指紋傳感器100，且光發(fā)射器210可以為一個(gè)，也可以有多個(gè)。
[0088]光電轉(zhuǎn)換器230與光發(fā)射器210之間的中心距離以較佳，一般可設(shè)計(jì)為5mm，以使光電轉(zhuǎn)換器230接收的光線，是由光發(fā)射器210發(fā)出后經(jīng)觸控物反射回來(lái)的光線，盡量減少或避免由光發(fā)射器210直接照射到光電轉(zhuǎn)換器230的光線。當(dāng)直接照射的光線較強(qiáng)時(shí)，需要使用遮光件600來(lái)對(duì)這部分光線進(jìn)行遮擋處理。
[0089]本實(shí)用新型中，金屬環(huán)500不是必要部件，如圖11-13所示，為不帶金屬環(huán)500的指紋識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖11為主視圖，圖12和圖13為剖視圖，圖12和圖13分別展示了遮光件600的兩種實(shí)現(xiàn)方法。
[0090]如圖14-17所示為本實(shí)施例的第二方案，該方案為指紋芯片11單獨(dú)封裝成指紋封裝片10的布局結(jié)構(gòu)，其中，指紋識(shí)別裝置包括指紋封裝片10、光發(fā)射器210、蓋板300、金屬環(huán)500和電路板400。蓋板300和指紋封裝片10位于金屬環(huán)500內(nèi)，由于光發(fā)射器210是單獨(dú)的器件，因此可以將光發(fā)射器210布置于金屬環(huán)500內(nèi)(如圖14和圖15所示)，也可以將光發(fā)射器210布置于金屬環(huán)500外(如圖16和17所示)。
[0091]指紋封裝片10如圖18-20所示，包括指紋芯片11和基板12，基板12和指紋芯片11通過(guò)焊線13電連接，指紋芯片11上集成了光學(xué)電路模塊220、光電轉(zhuǎn)換器230和指紋傳感器100。進(jìn)一步地，還可以在指紋芯片11表面覆蓋一保護(hù)層14。進(jìn)一步地，如圖20所示，還可以在指紋芯片11表面設(shè)置遮光件600，如將吸光材料粘貼或涂覆于指紋芯片11表面，當(dāng)然，在某些實(shí)施例中也可以省略遮光件600(如圖19所示)。在如圖16和圖17所示的結(jié)構(gòu)中，由于光電轉(zhuǎn)換器230和光發(fā)射器210分別位于金屬環(huán)500的內(nèi)外兩側(cè)，此時(shí)金屬環(huán)500就相當(dāng)于設(shè)置于二者之間的遮光件600，因此無(wú)需再額外設(shè)置遮光件600，其中，箭頭表示光發(fā)射器210發(fā)射的并經(jīng)觸控物1I反射后的光線。
[0092]在某些實(shí)施例中，指紋識(shí)別裝置也可以如圖21-24所示不帶金屬環(huán)500，其中圖21為主視圖，圖22-24為剖視圖。圖22和圖23具有相同布局的遮光件600和不同布局的光電轉(zhuǎn)換器230;圖22和圖24具有相同布局的光電轉(zhuǎn)換器230和不同布局的遮光件600。
[0093]實(shí)施例二
[0094]如圖25所示，本實(shí)施例中，光學(xué)電路模塊220和指紋傳感器100集成于一個(gè)芯片，該芯片稱為指紋芯片11;光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230分別作為獨(dú)立器件。指紋芯片11可以與光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230封裝在一起形成指紋封裝片10，這種集成方式的結(jié)構(gòu)布局與實(shí)施例一中的第一方案的情形相似，在此不再贅述;指紋芯片11也可以與光電轉(zhuǎn)換器230封裝在一起形成指紋封裝片10，而光發(fā)射器210置于指紋封裝片10外，這種集成方式的結(jié)構(gòu)布局與實(shí)施例一中的第二方案的情形相似，在此不再贅述;指紋芯片11還可以單獨(dú)構(gòu)成指紋封裝片10，光電轉(zhuǎn)換器230和光發(fā)射器210置于指紋封裝片10外，下面將對(duì)這種集成方式的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行展開(kāi)說(shuō)明。
[0095]如圖26和圖27所示，指紋識(shí)別裝置包括指紋封裝片10、光發(fā)射器210、光電轉(zhuǎn)換器230、蓋板300、金屬環(huán)500和電路板400。蓋板300、指紋封裝片10、光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230均位于金屬環(huán)內(nèi)，光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230分置于指紋封裝片10兩側(cè)，且光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230之間設(shè)有遮光件600。
[0096]由于光電轉(zhuǎn)換器230和光發(fā)射器210為單獨(dú)的器件，因此，也可以如圖28和29所示將光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230分別置于金屬環(huán)500內(nèi)外兩側(cè)(或外內(nèi)兩側(cè))，或者如圖30和31所不，將光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230均置于金屬環(huán)500外。這種布局結(jié)構(gòu)下，金屬環(huán)500就相當(dāng)于設(shè)置于光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230之間的遮光件600，因此無(wú)需再額外設(shè)置遮光件600。
[0097]在某些實(shí)施例中，指紋識(shí)別裝置也可以省略金屬環(huán)500(如圖32和33所示)?？蛇x地，光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230也可以如圖32和33那樣，布置于指紋封裝片10的同一側(cè)，二者相鄰設(shè)置，此時(shí)二者之間需要設(shè)置一遮光件600。
[0098]實(shí)施例三
[0099]如圖34所示，本實(shí)施例中，指紋傳感器100單獨(dú)集成于一個(gè)芯片，該芯片為指紋芯片11，光學(xué)電路模塊220通過(guò)數(shù)據(jù)接口與指紋傳感器100電連接，該數(shù)據(jù)接口如串行外設(shè)(Serial Peripheral Interface，簡(jiǎn)稱SPI)接口、I2C(Inter_Integrated Circuit)總線接口、通用異步收發(fā)傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，簡(jiǎn)稱UART)接口、通用串行總線(Universal Serial Bus，簡(jiǎn)稱USB)接口等。光發(fā)射器210、光電轉(zhuǎn)換器230、光學(xué)電路模塊220可以任意兩個(gè)或三個(gè)組合為一個(gè)集成芯片或組合為一個(gè)整體封裝，也可以分別為單個(gè)獨(dú)立器件。
[0100]如圖35所示，指紋芯片11單獨(dú)封裝為指紋封裝片10，光學(xué)電路模塊220、光電轉(zhuǎn)換器230、光發(fā)射器210集成為單個(gè)光學(xué)模塊200，光學(xué)模塊200和指紋封裝片10通過(guò)數(shù)據(jù)接口電連接。
[0101]如圖36所示，光學(xué)電路模塊220、光電轉(zhuǎn)換器230、光發(fā)射器210組成的光學(xué)模塊200與指紋芯片11封裝在一起，構(gòu)成指紋封裝片10。
[0102]如圖37所示，光學(xué)電路模塊220與指紋芯片11封裝在一起構(gòu)成指紋封裝片10，光電轉(zhuǎn)換器230與光發(fā)射器210置于指紋封裝片10外部。
[0103]應(yīng)當(dāng)理解，前述實(shí)施例提到的光發(fā)射器210與光電轉(zhuǎn)換器230的結(jié)構(gòu)布局方案，同樣適用于此實(shí)施例，在此不再贅述。
[0104]如圖38和圖39所示，為利用本實(shí)用新型的指紋識(shí)別裝置進(jìn)行指紋識(shí)別的示意圖，其中圖38為指紋識(shí)別裝置的主視圖，圖39為指紋識(shí)別裝置的剖視圖，圖38顯示觸控物101(如手指)正要觸摸指紋識(shí)別裝置，圖39顯示觸控物101已按壓到指紋識(shí)別裝置的指紋傳感器上100，圖中箭頭表示光發(fā)射器210發(fā)射的光線經(jīng)觸控物101反射后照射到光電轉(zhuǎn)換器230的過(guò)程。
[0105]本實(shí)用新型的指紋識(shí)別裝置，通過(guò)將光學(xué)模塊200和指紋傳感器100—起集成在指紋識(shí)別裝置上，當(dāng)觸控物101(如手指)觸摸指紋傳感器100的同時(shí)也可以作用到光學(xué)模塊200的光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230，這樣就可以同時(shí)采集到手指的指紋信號(hào)和光學(xué)信號(hào)，從而可以實(shí)現(xiàn)活體檢測(cè)功能(即判斷是否為真正的手指指紋)，降低了指紋識(shí)別裝置被仿造的假指紋破解的風(fēng)險(xiǎn)，提高了安全性。
[0106]此外，還可以通過(guò)光學(xué)模塊200實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)、觸摸壓力檢測(cè)、按鍵檢測(cè)、血氧檢測(cè)、血壓監(jiān)測(cè)等功能，擴(kuò)展了終端設(shè)備的功能。本實(shí)用新型通過(guò)將光學(xué)模塊200集成于指紋識(shí)別裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)等功能，相對(duì)于在終端設(shè)備中單獨(dú)增加心率識(shí)別模塊來(lái)檢測(cè)心率，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0107]參見(jiàn)圖40，本實(shí)用新型同時(shí)提出一種移動(dòng)終端，所述移動(dòng)終端包括一指紋識(shí)別裝置102，所述指紋識(shí)別裝置102包括指紋傳感器以及與指紋傳感器電連接的光學(xué)模塊，光學(xué)模塊包括光發(fā)射器210、光學(xué)電路模塊和光電轉(zhuǎn)換器230，光學(xué)電路模塊分別與光發(fā)射器210和光電轉(zhuǎn)換器230電連接。其中，光發(fā)射器210用于發(fā)射特定波長(zhǎng)的光信號(hào);光電轉(zhuǎn)換器230用于接收光發(fā)射器210發(fā)射的并經(jīng)觸控物101作用后的光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；光學(xué)電路模塊用于驅(qū)動(dòng)和控制光發(fā)射器210，并對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析處理。本實(shí)施例中所描述的指紋識(shí)別裝置102為本實(shí)用新型中上述實(shí)施例所涉及的指紋識(shí)別裝置102，在此不再贅述。本實(shí)施例中的指紋識(shí)別裝置102設(shè)置于移動(dòng)終端的home鍵位置，在其它實(shí)施例中，指紋識(shí)別裝置102也可以設(shè)置于移動(dòng)終端的其它位置，如設(shè)于移動(dòng)終端側(cè)面或背面等。
[0108]本實(shí)用新型的移動(dòng)終端，通過(guò)將光學(xué)模塊和指紋傳感器一起集成在指紋識(shí)別裝置上，當(dāng)觸控物(如手指)觸摸指紋傳感器的同時(shí)也可以作用到光學(xué)模塊的光發(fā)射器和光電轉(zhuǎn)換器，這樣就可以同時(shí)采集到手指的指紋信號(hào)和光學(xué)信號(hào)，從而可以實(shí)現(xiàn)活體檢測(cè)功能(即判斷是否為真正的手指指紋)，降低了指紋識(shí)別裝置被仿造的假指紋破解的風(fēng)險(xiǎn)，提高了安全性。
[0109]此外，還可以通過(guò)光學(xué)模塊實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)、觸摸壓力檢測(cè)、按鍵檢測(cè)、血氧檢測(cè)、血壓監(jiān)測(cè)等功能，擴(kuò)展了移動(dòng)終端的功能。本實(shí)用新型通過(guò)將光學(xué)模塊集成于指紋識(shí)別裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)等功能，相對(duì)于在移動(dòng)終端中單獨(dú)增加心率識(shí)別模塊來(lái)檢測(cè)心率，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便的優(yōu)勢(shì)。
[0110]以上參照【附圖說(shuō)明】了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此局限本實(shí)用新型的權(quán)利范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本實(shí)用新型的范圍和實(shí)質(zhì)，可以有多種變型方案實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，比如作為一個(gè)實(shí)施例的特征可用于另一實(shí)施例而得到又一實(shí)施例。凡在運(yùn)用本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)在本實(shí)用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種指紋識(shí)別裝置，包括指紋傳感器，其特征在于，還包括與所述指紋傳感器電連接的光學(xué)模塊，所述光學(xué)模塊包括用于發(fā)射特定波長(zhǎng)的光信號(hào)的光發(fā)射器，用于接收所述光發(fā)射器發(fā)射的并經(jīng)觸控物作用后的光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器，以及用于驅(qū)動(dòng)和控制所述光發(fā)射器，并對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行分析處理的光學(xué)電路模塊，所述光學(xué)電路模塊分別與所述光發(fā)射器和所述光電轉(zhuǎn)換器電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述光學(xué)電路模塊和所述指紋傳感器集成于一個(gè)芯片，所述芯片為指紋芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述指紋芯片與所述光發(fā)射器和所述光電轉(zhuǎn)換器封裝在一起形成指紋封裝片。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述裝置還包括金屬環(huán)，所述指紋傳感器和光學(xué)模塊均位于所述金屬環(huán)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述指紋芯片與所述光電轉(zhuǎn)換器封裝在一起形成指紋封裝片。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述裝置還包括金屬環(huán)，其中: 所述指紋傳感器和光學(xué)模塊均位于所述金屬環(huán)內(nèi)；或者， 所述指紋傳感器、光學(xué)電路模塊和光電轉(zhuǎn)換器位于所述金屬環(huán)內(nèi)，所述光發(fā)射器位于所述金屬外。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述指紋芯片單獨(dú)封裝成指紋封裝片。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述裝置還包括金屬環(huán)，其中: 所述指紋傳感器和光學(xué)模塊均位于所述金屬環(huán)內(nèi)；或者， 所述指紋傳感器、光學(xué)電路模塊和光電轉(zhuǎn)換器位于所述金屬環(huán)內(nèi)，所述光發(fā)射器位于所述金屬外;或者， 所述指紋傳感器、光學(xué)電路模塊和光發(fā)射器位于所述金屬環(huán)內(nèi)，所述光電轉(zhuǎn)換器位于所述金屬外;或者， 所述指紋傳感器和光學(xué)電路模塊位于所述金屬環(huán)內(nèi)，所述光電轉(zhuǎn)換器和所述光發(fā)射器位于所述金屬外。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述指紋傳感器單獨(dú)集成于一個(gè)芯片，所述光學(xué)電路模塊通過(guò)數(shù)據(jù)接口與所述指紋傳感器電連接，所述芯片為指紋芯片。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述指紋芯片單獨(dú)封裝成指紋封裝片。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述指紋芯片與所述光學(xué)模塊封裝在一起形成指紋封裝片。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述指紋芯片與所述光學(xué)電路模塊封裝在一起形成指紋封裝片。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述光學(xué)電路模塊、光電轉(zhuǎn)換器和指紋傳感器集成于一個(gè)芯片，所述芯片為指紋芯片。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述指紋芯片與所述光發(fā)射器封裝在一起形成指紋封裝片。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述裝置還包括金屬環(huán)，所述指紋傳感器和光學(xué)模塊均位于所述金屬環(huán)內(nèi)。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述指紋芯片單獨(dú)封裝成指紋封裝片。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述裝置還包括金屬環(huán)，其中: 所述指紋傳感器和光學(xué)模塊均位于所述金屬環(huán)內(nèi)；或者， 所述指紋傳感器、光學(xué)電路模塊和光電轉(zhuǎn)換器位于所述金屬環(huán)內(nèi)，所述光發(fā)射器位于所述金屬外。18.根據(jù)權(quán)利要求2-17任一項(xiàng)所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述裝置還包括用于阻擋所述光發(fā)射器發(fā)射的光線直接照射于所述光電轉(zhuǎn)換器的遮光件，所述遮光件設(shè)于所述光發(fā)射器和所述光電轉(zhuǎn)換器之間。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的指紋識(shí)別裝置，其特征在于，所述遮光件為: 粘貼或涂覆于所述指紋芯片表面的吸光材料;或者， 填充于所述指紋芯片的槽內(nèi)的吸光油墨或膠水。20.—種移動(dòng)終端，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-19任一項(xiàng)所述的指紋識(shí)別裝置。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK205486158SQ201521139618
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】楊旺旺, 何毅, 王玉棟
【申請(qǐng)人】深圳市匯頂科技股份有限公司