本實用新型涉及信息采集裝置,配置信息采集裝置的器件,以及配置該器件的電氣設(shè)備,特別是涉及芯片級的指紋識別模塊、具有擴(kuò)展功能的指紋識別器件,以及配置該指紋識別器件的電氣設(shè)備。
背景技術(shù):
單純的指紋識別技術(shù)方案已經(jīng)不能適應(yīng)對指紋識別應(yīng)用場景越來越廣泛的需求?,F(xiàn)有技術(shù)指紋識別技術(shù)方案大多都不具備壓力檢測功能,要實現(xiàn)具有壓力檢測功能的三維觸摸3D-Touch指紋識別方案通常使用專用于指紋識別的集成電路IC芯片,專用于壓力檢測集成電路IC芯片,以及用于處理兩芯片數(shù)據(jù)的處理器芯片,方案采用至少兩顆集成電路IC芯片得以實現(xiàn)。但是,此種兩顆以上集成電路IC芯片解決方案成本高,電路復(fù)雜,器件占用空間大,數(shù)據(jù)處理設(shè)計復(fù)雜,難以避免兩IC芯片之間出現(xiàn)兼容性問題,影響運行穩(wěn)定性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型要解決的技術(shù)問題在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種只用一顆集成電路芯片就能夠?qū)崿F(xiàn)具有壓力檢測功能的指紋識別模塊,應(yīng)用該指紋識別模塊的該指紋識別器件,以及配置所述指紋識別器件的電氣設(shè)備。
本實用新型解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
設(shè)計、制造一種能夠?qū)崿F(xiàn)壓力檢測功能的指紋識別模塊,包括數(shù)據(jù)處理控制電路,以及電連接該數(shù)據(jù)處理控制電路的指紋采集傳感器和輸入輸出接口組。尤其是,所述輸入輸出接口組包括至少一用于電連接壓力檢測組件的壓力檢測輸入輸出接口。借助由壓力檢測組件輸入的壓力檢測數(shù)據(jù),指紋識別模塊能夠?qū)κ┘釉谥讣y采集傳感器上的壓力進(jìn)行檢測。
作為一種實現(xiàn)形式,所述指紋識別模塊被封裝成一芯片,壓力檢測組件設(shè)置在該芯片外部。
作為基于指紋識別模塊的壓力檢測組件的實現(xiàn)方案是,所述壓力檢測組件夠?qū)蓽y的壓力變化量轉(zhuǎn)換為電容變化量,該壓力檢測組件設(shè)置有用于形成檢測電容的電極單元,該電極單元包括至少一用于形成檢測電容的電極。壓力檢測組件設(shè)置有能夠因指紋采集傳感器被按壓而發(fā)生形變的壓力檢測空間,所述電極單元設(shè)置在壓力檢測空間內(nèi)而使電極能夠形成檢測電容,使得,當(dāng)壓力檢測空間因指紋采集傳感器被按壓發(fā)生形變時,檢測電容因壓力檢測空間的形變而發(fā)生電容容值變化。壓力檢測組件借助壓力檢測輸入輸出接口向指紋識別模塊傳輸包括檢測電容容值變化量的壓力檢測數(shù)據(jù)。
本實用新型解決所述技術(shù)問題還可以通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
設(shè)計、制造一種具有壓力檢測功能的指紋識別器件,包括能夠完成指紋識別功能的指紋識別組件。尤其是,指紋識別器件還包括能夠?qū)蓽y的壓力變化量轉(zhuǎn)換為電容變化量的壓力檢測組件;該壓力檢測組件設(shè)置有電極單元,該電極單元包括至少一用于形成檢測電容的電極。所述指紋識別組件包括指紋識別模塊;該指紋識別模塊包括數(shù)據(jù)處理控制電路,以及電連接該數(shù)據(jù)處理控制電路的指紋采集傳感器和輸入輸出接口組;所述輸入輸出接口組包括至少一用于電連接壓力檢測組件的壓力檢測輸入輸出接口。壓力檢測組件設(shè)置有能夠因指紋采集傳感器被按壓而發(fā)生形變的壓力檢測空間,所述電極單元設(shè)置在壓力檢測空間內(nèi)而使電極能夠形成檢測電容,使得,當(dāng)壓力檢測空間因指紋采集傳感器被按壓發(fā)生形變時,檢測電容因壓力檢測空間的形變而發(fā)生電容容值變化;壓力檢測組件借助壓力檢測輸入輸出接口向指紋識別模塊傳輸包括檢測電容容值變化量的壓力檢測數(shù)據(jù)。
作為一種實現(xiàn)形式,所述指紋識別模塊被封裝成一芯片,壓力檢測組件設(shè)置在該芯片外部。
作為最直接且簡單的壓力檢測空間的實現(xiàn)方案,所述電極單元設(shè)置在指紋采集傳感器被按壓方向上,壓力檢測組件的壓力檢測空間是電極單元的電極與指紋識別模塊之間形成的間隙,使得,當(dāng)指紋采集傳感器被按壓時,指紋識別模塊與電極之間的間隙發(fā)生變化而使壓力檢測空間發(fā)生形變,進(jìn)而使指紋識別模塊與電極之間的檢測電容的容值發(fā)生變化。
為實現(xiàn)組件間的電連接,所述指紋識別器件還包括柔性印刷電路。借助柔性印刷電路使壓力檢測組件電連接壓力檢測輸入輸出接口而能夠向指紋識別組件傳輸壓力檢測數(shù)據(jù)。
為優(yōu)化組件結(jié)構(gòu),所述電極單元的電極以柔性印刷電路為基板設(shè)置在該柔性印刷電路上。
為便于兼容和安裝于各種應(yīng)用指紋識別器件的電氣設(shè)備,指紋識別器件還包括電連接在柔性印刷電路上的接口模塊。借助該接口模塊使指紋識別器件電連接電氣設(shè)備。所述電氣設(shè)備是移動通信終端、平板電腦、工業(yè)控制平臺設(shè)備,或者車載電氣設(shè)備。
為了確保壓力檢測空間的形變效果和獲取穩(wěn)定的檢測電容,所述壓力檢測組件包括設(shè)置在指紋識別模塊與電極單元的電極之間的、用導(dǎo)電材料制成的強度補充板。所述強度補充板承托指紋識別模塊而在指紋識別模塊與電極單元的電極之間形成壓力檢測空間,并且作為基準(zhǔn)電位電極為電極單元的電極提供基準(zhǔn)電位。
為給壓力檢測空間提供足夠支撐,壓力檢測組件還包括彈性支撐膠體。所述彈性支撐膠體一端面圍繞電極單元固定設(shè)置,該彈性支撐膠體的另一端面固定連接強度補充板,從而在強度補充板和電極單元之間形成作為壓力檢測空間的間隙。
作為指紋識別組件的具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu),所述指紋識別組件還包括覆蓋在指紋采集傳感器上的蓋板。
具體地,所述指紋識別組件還包括管狀的圍壁;所述指紋識別模塊的指紋采集傳感器和蓋板設(shè)置在該圍壁內(nèi)。
本實用新型解決所述技術(shù)問題又可以通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
設(shè)計、制造一種配置指紋識別器件的電氣設(shè)備,包括指紋識別器件。所述指紋識別器件包括能夠完成指紋識別功能的指紋識別組件,以及能夠?qū)蓽y的壓力變化量轉(zhuǎn)換為電容變化量的壓力檢測組件。所述指紋識別組件包括指紋識別模塊;該指紋識別模塊包括數(shù)據(jù)處理控制電路,以及電連接該數(shù)據(jù)處理控制電路的指紋采集傳感器和輸入輸出接口組;所述輸入輸出接口組包括至少一用于電連接壓力檢測組件的壓力檢測輸入輸出接口。所述壓力檢測組件包括電極單元,以及能夠因指紋采集傳感器被按壓而發(fā)生形變的壓力檢測空間;所述電極單元包括至少一電極,設(shè)置在壓力檢測空間內(nèi)而使電極能夠形成檢測電容,使得,當(dāng)壓力檢測空間因指紋采集傳感器被按壓發(fā)生形變時,檢測電容也因壓力檢測空間的形變而發(fā)生電容容值變化。壓力檢測組件借助壓力檢測輸入輸出接口向指紋識別模塊傳輸包括檢測電容容值變化量的壓力檢測數(shù)據(jù)。
同現(xiàn)有技術(shù)相比較,本實用新型“指紋識別模塊,指紋識別器件,及配置該器件的電氣設(shè)備”的技術(shù)效果在于:
能夠用一顆集成電路IC芯片同時實現(xiàn)指紋識別功能和壓力檢測功能,節(jié)省器件成本;
本實用新型壓力檢測組件與指紋識別組件的整合度高,在基本不改變指紋識別器件物理尺寸的情況下實現(xiàn)具有壓力檢測功能的指紋識別器件,并且本實用新型簡單的電路結(jié)構(gòu)提高器件工作穩(wěn)定性,便于維護(hù),數(shù)據(jù)處理流程簡單,使本實用新型指紋識別器件的應(yīng)用場景更加豐富,用戶體驗效果更加完美。
附圖說明
圖1是本實用新型第一實施例的指紋識別模塊2被封裝在一芯片內(nèi)的硬件構(gòu)成示意圖;
圖2是本實用新型第一實施例的指紋識別器件在沒有被按壓時的正投影主視剖視示意圖;
圖3是所述第一實施例在被按壓時的正投影主視剖視示意圖;
圖4是所述第一實施例的柔性印刷電路FPC被展開后的正投影俯視示意圖;
圖5是所述第一實施例的柔性印刷電路FPC被展開后的正投影主視示意圖;
圖6是本實用新型第二實施例的電極單元12的所在部分的正投影俯視示意圖;
圖7是本實用新型第三實施例的電極單元12的所在部分的正投影俯視示意圖;
圖8是本實用新型第一實施例的電氣設(shè)備8的正投影俯視示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖所示各實施例作進(jìn)一步詳述。
本實用新型主要通過第一實施例的推演展示提出一種指紋識別模塊2,一種具有壓力檢測功能的指紋識別器件7,一種配置指紋識別器件的電氣設(shè)備,以及為指紋識別器件7配置壓力檢測功能的方法。本實用新型第二實施例和第三實施例以第一實施例為基礎(chǔ)提出部分改進(jìn)方案。
本實用新型提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)壓力檢測功能的指紋識別模塊2,如圖1所示,包括數(shù)據(jù)處理控制電路23,以及電連接該數(shù)據(jù)處理控制電路23的指紋采集傳感器21和輸入輸出接口組22。所述輸入輸出接口組22包括至少一輸入輸出接口222。為實現(xiàn)壓力檢測功能,所述輸入輸出接口組22還包括至少一用于電連接壓力檢測組件的壓力檢測輸入輸出接口221。借助由壓力檢測組件輸入的壓力檢測數(shù)據(jù),指紋識別模塊2能夠?qū)κ┘釉谥讣y采集傳感器21上的壓力進(jìn)行檢測。所述數(shù)據(jù)處理控制電路23應(yīng)當(dāng)包括對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理器或者功能相當(dāng)?shù)姆至⒃娐罚约盀橹讣y識別模塊2所有用電元件配置的電路。所述壓力檢測數(shù)據(jù)輸入輸出接口221是用于完成壓力檢測數(shù)據(jù)的輸入輸出接口,參薦后文指紋識別器件7,其所電連接的壓力檢測組件應(yīng)當(dāng)是壓力偵測的器件,而不是現(xiàn)有技術(shù)專用的、芯片級的壓力檢測IC芯片。所述專用的、芯片級的壓力檢測IC芯片自身具備數(shù)據(jù)處理能力,其與指紋識別模塊2結(jié)合使用應(yīng)當(dāng)不能通過簡單的輸入輸出接口級電連接完成,還應(yīng)當(dāng)配置協(xié)處理器對指紋識別模塊2和壓力檢測IC芯片的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。與專用的、芯片級的壓力檢測IC芯片不同的是,本實用新型指紋識別模塊2通過壓力檢測輸入輸出接口221電連接的壓力檢測組件提供壓力檢測數(shù)據(jù),即將壓力采集轉(zhuǎn)化為電信號的原始數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)處理控制電路23將該原始數(shù)據(jù)和指紋采集傳感器21采集的數(shù)據(jù)一起處理以實現(xiàn)兼具壓力檢測的指紋識別功能。與現(xiàn)有技術(shù)專用的、芯片級的壓力檢測IC芯片相比,用于指紋識別模塊2的壓力檢測組件的實現(xiàn)成本低,組成結(jié)構(gòu)簡單,運行穩(wěn)定性高。因此,本實用新型指紋識別模塊2既實現(xiàn)壓力檢測功能,并較現(xiàn)有技術(shù)的解決方案大幅減少成本,降低數(shù)據(jù)處理量,避免出現(xiàn)芯片級的兼容性問題,運行穩(wěn)定性高。
本實用新型第一實施例,如圖1所示,所述指紋識別模塊2被封裝成一芯片,以一顆芯片的物理形式被應(yīng)用,壓力檢測組件是設(shè)置在該芯片外部的外設(shè)組件。因而,本實用新型實現(xiàn)用單顆芯片完成兼具壓力檢測的指紋識別功能。
能夠為指紋識別模塊2的壓力檢測輸入輸出接口221提供壓力檢測數(shù)據(jù)的壓力檢測組件可以有多種實現(xiàn)方案,多種壓力采集方式,以及轉(zhuǎn)換成電信號的方式方法和電信號的類型也可以有多種多樣。本實用新型第一實施例提出一種最優(yōu)方案實現(xiàn)壓力檢測組件,參考本實用新型第一實施例后文提出的指紋識別器件7,如圖2和圖3所示,所述壓力檢測組件1夠?qū)蓽y的壓力變化量轉(zhuǎn)換為電容變化量,該壓力檢測組件1設(shè)置有用于形成檢測電容的電極單元12,該電極單元12包括至少一用于形成檢測電容的電極121。壓力檢測組件1設(shè)置有能夠因指紋采集傳感器21被按壓而發(fā)生形變的壓力檢測空間11,所述電極單元12設(shè)置在壓力檢測空間11內(nèi)而使電極121能夠形成檢測電容,使得,當(dāng)壓力檢測空間11因指紋采集傳感器21被按壓發(fā)生形變時,檢測電容因壓力檢測空間11的形變而發(fā)生電容容值變化。壓力檢測組件1借助壓力檢測輸入輸出接口221向指紋識別模塊傳輸包括檢測電容容值變化量的壓力檢測數(shù)據(jù)。借助數(shù)據(jù)處理控制電路23,指紋識別模塊2既能夠?qū)χ讣y采集傳感器21所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,還能夠完成對壓力檢測數(shù)據(jù)的處理,并且將兩者結(jié)合而控制指紋識別模塊2輸出必要的數(shù)據(jù),實現(xiàn)本實用新型指紋識別模塊2的3D-Touch功能。
以本實用新型指紋識別模塊2為基礎(chǔ),本實用新型進(jìn)一步提出一種具有壓力檢測功能的指紋識別器件7,如圖2和圖3所示,包括能夠完成指紋識別功能的指紋識別組件4,以及能夠?qū)蓽y的壓力變化量轉(zhuǎn)換為電容變化量的壓力檢測組件1。該壓力檢測組件1設(shè)置有電極單元12,該電極單元12包括至少一用于形成檢測電容的電極121。所述指紋識別組件4包括指紋識別模塊2。如圖1所示,該指紋識別模塊2包括數(shù)據(jù)處理控制電路23,以及電連接該數(shù)據(jù)處理控制電路23的指紋采集傳感器21和輸入輸出接口組22。所述輸入輸出接口組22包括至少一用于電連接壓力檢測組件1的壓力檢測輸入輸出接口221。壓力檢測組件1設(shè)置有能夠因指紋采集傳感器21被按壓而發(fā)生形變的壓力檢測空間11,所述電極單元12設(shè)置在壓力檢測空間11內(nèi)而使電極121能夠形成檢測電容,使得,當(dāng)壓力檢測空間11因指紋采集傳感器21被按壓發(fā)生形變時,檢測電容因壓力檢測空間11的形變而發(fā)生電容容值變化。壓力檢測組件1借助壓力檢測輸入輸出接口221向指紋識別模塊2傳輸包括檢測電容容值變化量的壓力檢測數(shù)據(jù)。壓力檢測數(shù)據(jù)還可以包括但不限于壓力施加時間、壓力施加區(qū)域等數(shù)據(jù)。
本實用新型第一實施例,所述指紋識別模塊2被封裝成一芯片,壓力檢測組件1設(shè)置在該芯片外部。因而,本實用新型用一顆芯片實現(xiàn)兼具壓力檢測功能的指紋識別。
所述壓力檢測組件1可以設(shè)置在能夠?qū)χ讣y識別組件4的按壓轉(zhuǎn)化為壓力檢測空間11形變的任何位置,其可實現(xiàn)的方案多種多樣,例如將壓力檢測空間11設(shè)置在相對遠(yuǎn)離指紋識別組件4的位置,通過壓力傳遞結(jié)構(gòu)使作用與指紋采集傳感器21上的壓力傳遞至壓力檢測空間11。壓力檢測空間11的實現(xiàn)方式也可以多種多樣。作為最直接且簡單的實現(xiàn)方案,本實用新型第一實施例,如圖2和圖3所示,所述電極單元12設(shè)置在指紋采集傳感器21被按壓方向上,壓力檢測組件1的壓力檢測空間11是電極單元12的電極121與指紋識別模塊2之間形成的間隙,使得,當(dāng)指紋采集傳感器21被按壓時,指紋識別模塊2與電極121之間的間隙發(fā)生變化而使壓力檢測空間11發(fā)生形變,進(jìn)而使指紋識別模塊2與電極121之間的檢測電容的容值發(fā)生變化。
為實現(xiàn)指紋識別模塊2與壓力檢測組件1電連接,本實用新型第一實施例,如圖2至圖5所示,指紋識別器件7還包括柔性印刷電路Flexible Printed Circuit 5。借助柔性印刷電路FPC 5使壓力檢測組件1電連接壓力檢測輸入輸出接口221而能夠向指紋識別模塊2傳輸壓力檢測數(shù)據(jù)。
柔性印刷電路FPC 5不僅為指紋識別模塊2與壓力檢測組件1電連接提供媒介,如圖2和圖3所示,還通過其可彎曲、具有一定彈性和伸縮延展性的特點,為構(gòu)建壓力檢測空間11提供了輔助結(jié)構(gòu)。經(jīng)過至少一次彎折的柔性印刷電路FPC 5為構(gòu)建壓力檢測空間11提供了兩個相對的支撐面。
基于柔性印刷電路FPC 5所構(gòu)建的壓力檢測空間11,壓力檢測組件1以較簡單結(jié)構(gòu)融合柔性印刷電路FPC 5,本實用新型第一實施例,如圖2和圖3所示,所述電極單元12的電極121以柔性印刷電路FPC 5為基板設(shè)置在該柔性印刷電路FPC 5上。使柔性印刷電路FPC 5既用于實現(xiàn)指紋識別模塊2與壓力檢測組件1電連接,電極121通過柔性印刷電路12將反映檢測電容容值和檢測電容容值變化量的電信號直接傳輸至指紋識別模塊2的壓力檢測輸入輸出接口221,同時,柔性印刷電路FPC 5還作為壓力檢測組件1的一部分用于構(gòu)建壓力檢測空間11。本實用新型第一實施例以一個相當(dāng)簡單優(yōu)化的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)壓力檢測組件1并與指紋識別模塊2融合。如圖4和圖5所示,指紋識別模塊2和電極單元12分別設(shè)置在柔性印刷電路FPC 5的兩面,柔性印刷電路FPC 5經(jīng)過一次彎折而使電極單元12的電極121位于指紋采集傳感器21被按壓方向上,并在它們之間形成作為壓力檢測空間11的間隙,而形成圖2所示結(jié)構(gòu)。如圖3所示,當(dāng)指紋采集傳感器21被按壓時,具有彈性、可伸縮延展、彎曲的柔性印刷電路FPC 5也被向著電極121按壓彎曲,從而壓力檢測空間11發(fā)生形變,導(dǎo)致由電極121形成的檢測電容容值產(chǎn)生變化量,并將反映電容容值變化量的電信號通過壓力檢測輸入輸出接口221發(fā)送至數(shù)據(jù)處理控制電路23,從而實現(xiàn)兼具壓力檢測的指紋識別。
為便于兼容和安裝于各種應(yīng)用指紋識別器件7的電氣設(shè)備,本實用新型第一實施例,如圖2至圖5,以及圖8所示,指紋識別器件7還包括電連接在柔性印刷電路FPC 5上的接口模塊6。借助該接口模塊6使指紋識別器件電連接電氣設(shè)備。所述電氣設(shè)備包括但不限于移動通信終端、平板電腦、工業(yè)控制平臺設(shè)備,或者車載電氣設(shè)備。移動通信終端的最常用實現(xiàn)形式就是被人們稱作手機(jī)的終端。工業(yè)控制平臺設(shè)備是用于工業(yè)生產(chǎn)實施自動化控制的設(shè)備。車載電氣設(shè)備包括整車出廠時就安裝在車內(nèi)的自帶電氣設(shè)備,以及在整車出廠后,除自帶電氣設(shè)備外,為車內(nèi)另外配置的電氣設(shè)備。本實用新型第一實施例,如圖8所示,將指紋識別器件7用于平板電腦8,該平板電腦8包括顯示屏81。指紋識別器件7通過接口模塊6電連接在平板電腦8內(nèi),并在物理結(jié)構(gòu)上設(shè)置在顯示屏81的一側(cè)。
無論是否采用柔性印刷電路FPC 5構(gòu)建壓力檢測空間11,為了確保壓力檢測空間11的形變效果和獲取穩(wěn)定的檢測電容,本實用新型第一實施例,如圖2和圖3所示,所述壓力檢測組件1包括設(shè)置在指紋識別模塊2與電極單元12的電極121之間的、用導(dǎo)電材料制成的強度補充板13。所述強度補充板13承托指紋識別模塊2而在指紋識別模塊2與電極單元12的電極121之間形成壓力檢測空間11,并且作為基準(zhǔn)電位電極為電極單元12的電極121提供基準(zhǔn)電位。如圖2和圖3所示,在實施例中強度補充板13接地而提供基準(zhǔn)零電位。如圖2和3所示,當(dāng)采用柔性印刷電路FPC 5時,強度補充板13設(shè)置柔性印刷電路FPC 5位于指紋識別模塊2背面的位置以支撐該指紋識別模塊2,同時,經(jīng)過彎折的柔性印刷電路FPC 5正對強度補充板13的部分設(shè)置電極單元12,從而強度補充板13設(shè)置在柔性印刷電路FPC 5構(gòu)建的壓力檢測空間11內(nèi),不僅為壓力檢測空間11提供物理支撐,還為電極板121提供基準(zhǔn)電位,形成穩(wěn)定的檢測電容。
為給壓力檢測空間11提供足夠支撐,本實用新型第一實施例,如圖2和圖3所示,壓力檢測組件1還包括彈性支撐膠體14。所述彈性支撐膠體14一端面圍繞電極單元12固定設(shè)置,該彈性支撐膠體的另一端面固定連接強度補充板13,從而在強度補充板13和電極單元12之間形成作為壓力檢測空間11的間隙。如圖2和3所示,當(dāng)采用柔性印刷電路FPC 5時,彈性支撐膠體14兩端面分別連接強度補充板13和柔性印刷電路FPC 5的用于電連接電極單元12的一面。在實施例中,所述彈性支撐膠體14采用具有彈性的雙面膠體。
電極單元12設(shè)置的電極121的數(shù)量,以及電極121的形狀可以根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計成多種方案。本實用新型第一實施例,如圖4和圖5所示,電極單元12僅設(shè)置一個橫截面呈矩形的電極121。本實用新型第二實施例,如圖6所示,電極單元12僅設(shè)置一個橫截面呈橢圓形的電極121。本實用新型第三實施例,如圖7所示,電極單元12設(shè)置兩電極121,該兩電極121的橫截面呈三角形。顯然,電極121還可以設(shè)計成其橫截面呈圓形、多邊形、或者任意一種平面幾何形狀。并且,在電極121的邊緣設(shè)置兩個以上的凹陷邊,相鄰兩凹陷邊之間形成凸起邊,從而形成其橫截面是具有鋸齒狀邊緣的平面圖形的電極121,此種電極121的形狀方案也可以運用于本實用新型。
所述壓力檢測組件1應(yīng)當(dāng)不僅能夠檢測到壓力施加與否,還應(yīng)當(dāng)通過對電極單元12的結(jié)構(gòu)設(shè)計和對指紋識別組件2的數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)處理方法的設(shè)計實現(xiàn)對壓力值的精確量化。本實用新型所述電極121的形狀,數(shù)量,以及電極121布設(shè)結(jié)構(gòu)使得檢測電容的變化量能夠分級地反映使壓力檢測空間11產(chǎn)生的形變量的壓力值。
作為一種指紋識別組件4的具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu),本實用新型第一實施例,如圖2和圖3所示,所述指紋識別組件4還包括覆蓋在指紋采集傳感器21上的蓋板31。
本實用新型第一實施例,如圖2和圖3所示,所述指紋識別組件4還包括管狀的圍壁32。所述指紋識別模塊2的指紋采集傳感器21和蓋板31設(shè)置在該圍壁32內(nèi)。圍壁23可為金屬環(huán),用于接收驅(qū)動信號,從而實現(xiàn)指紋感測。
本實用新型還提出配置指紋識別器件7的電氣設(shè)備,包括指紋識別器件7。如圖1至圖5,以及圖8所示,指紋識別器件7包括能夠完成指紋識別功能的指紋識別組件4,以及能夠?qū)蓽y的壓力變化量轉(zhuǎn)換為電容變化量的壓力檢測組件1。所述指紋識別組件4包括指紋識別模塊2。該指紋識別模塊2包括數(shù)據(jù)處理控制電路23,以及電連接該數(shù)據(jù)處理控制電路23的指紋采集傳感器21和輸入輸出接口組22。所述輸入輸出接口組22包括至少一用于電連接壓力檢測組件1的壓力檢測輸入輸出接口221。所述壓力檢測組件1包括電極單元12,以及能夠因指紋采集傳感器21被按壓而發(fā)生形變的壓力檢測空間11。所述電極單元12包括至少一電極121,設(shè)置在壓力檢測空間11內(nèi)而使電極121能夠形成檢測電容,使得,當(dāng)壓力檢測空間11因指紋采集傳感器21被按壓發(fā)生形變時,檢測電容也因壓力檢測空間11的形變而發(fā)生電容容值變化。壓力檢測組件1借助壓力檢測輸入輸出接口221向指紋識別模塊2傳輸包括檢測電容容值變化量的壓力檢測數(shù)據(jù)。所述電氣設(shè)備包括但不限于移動通信終端、平板電腦、工業(yè)控制平臺設(shè)備,或者車載電氣設(shè)備。移動通信終端的最常用實現(xiàn)形式就是被人們稱作手機(jī)的終端。工業(yè)控制平臺設(shè)備是用于工業(yè)生產(chǎn)實施自動化控制的設(shè)備。車載電氣設(shè)備包括整車出廠時就安裝在車內(nèi)的自帶電氣設(shè)備,以及在整車出廠后,除自帶電氣設(shè)備外,為車內(nèi)另外配置的電氣設(shè)備。本實用新型第一實施例,如圖8所示,電氣設(shè)備采用平板電腦8,該平板電腦8包括顯示屏81。指紋識別器件7通過接口模塊6電連接在平板電腦8內(nèi),并在物理結(jié)構(gòu)上設(shè)置在顯示屏81的一側(cè)。
以上所有涉及指紋識別模塊2,指紋識別組件4,以及指紋識別器件7的內(nèi)容都適用所述電氣設(shè)備。
以本實用新型指紋識別器件7為基礎(chǔ),本實用新型還提出一種為指紋識別器件7配置壓力檢測功能的方法,如圖2和圖5所示,所述指紋識別器件7包括用于完成指紋識別功能的指紋識別組件4。該指紋識別組件4包括指紋識別模塊2。所述指紋識別模塊2包括數(shù)據(jù)處理控制電路,以及電連接該數(shù)據(jù)處理控制電路的指紋采集傳感器21和輸入輸出接口組22。所述方法包括如下步驟:
A. 將指紋識別模塊2的輸入輸出接口組22的至少一輸入輸出接口配置為壓力檢測輸入輸出接口221;
B. 設(shè)置借助壓力檢測輸入輸出接口221向指紋識別組件4傳輸壓力檢測數(shù)據(jù)的壓力檢測組件1;所述壓力檢測數(shù)據(jù)包括檢測電容容值變化量;
為壓力檢測組件1設(shè)置能夠因指紋采集傳感器21被按壓而發(fā)生形變的壓力檢測空間11,以及電極單元12;電極單元12設(shè)置至少一用于形成檢測電容的電極121;使得,當(dāng)壓力檢測空間11因指紋采集傳感器21被按壓發(fā)生形變時,檢測電容也因壓力檢測空間11的形變而發(fā)生電容變化。
作為最直接且簡單的壓力檢測空間11的實現(xiàn)方案,如圖2和圖3所示,所述為指紋識別器件配置壓力檢測功能的方法的步驟B包括如下分步驟,
B1. 設(shè)置借助壓力檢測輸入輸出接口221向指紋識別模塊2傳輸壓力檢測數(shù)據(jù)的壓力檢測組件1;所述壓力檢測數(shù)據(jù)包括檢測電容容值變化量;
B2. 在指紋采集傳感器21被按壓方向上設(shè)置電極單元12,電極單元12設(shè)置至少一用于形成檢測電容的電極121,從而將電極單元12的電極121與指紋識別模塊2之間形成的間隙作為壓力檢測組件1的壓力檢測空間11;
當(dāng)指紋采集傳感器21被按壓時,指紋識別模塊2與電極121之間的間隙發(fā)生變化而使壓力檢測空間11發(fā)生形變,同時使指紋識別模塊2與電極121之間的檢測電容的容值發(fā)生變化。
為實現(xiàn)壓力檢測組件1與指紋識別模塊2之間的數(shù)據(jù)傳輸,如圖2和圖3所示,所述為指紋識別器件配置壓力檢測功能的方法的分步驟B1包括如下分步驟,
B11. 采用柔性印刷電路FPC 5使壓力檢測組件電連接壓力檢測輸入輸出接口221而能夠向指紋識別模塊2傳輸壓力檢測數(shù)據(jù)。
為以較為簡單優(yōu)化的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)壓力檢測組件1,在上述分步驟B1中還增加以下分步驟B12,
B12. 以柔性印刷電路FPC 5為基板,將電極單元12的電極121設(shè)置在柔性印刷電路FPC5上。
為了確保壓力檢測空間11的形變效果和獲取穩(wěn)定的檢測電容,如圖2至圖5所示,所述為指紋識別器件配置壓力檢測功能的方法的分步驟B2包括如下分步驟,
B21. 在指紋采集傳感器21被按壓方向上設(shè)置電極單元12,電極單元12設(shè)置至少一用于形成檢測電容的電極121;
B22. 在指紋識別模塊2與電極單元12之間設(shè)置用于承托指紋識別模塊2的、用導(dǎo)電材料制成的強度補充板13,使該強度補充板13與電極單元12的電極121之間形成間隙,從而將電極單元12的電極121與指紋識別模塊2之間形成的間隙作為壓力檢測組件1的壓力檢測空間11;所述強度補充板13還作為提供基準(zhǔn)電位的基準(zhǔn)電位電極;
當(dāng)指紋采集傳感器21被按壓時,指紋識別模塊2與電極121之間的間隙發(fā)生變化而使壓力檢測空間11發(fā)生形變,同時使指紋識別模塊2與電極121之間的檢測電容的容值發(fā)生變化。
為給壓力檢測空間11提供足夠支撐,如圖1和圖2所示,所述為指紋識別器件配置壓力檢測功能的方法的分步驟B22包括如下分步驟,
B221. 在指紋識別模塊2與電極單元12之間設(shè)置用于承托指紋識別模塊2的、用導(dǎo)電材料制成的強度補充板13;
B222. 設(shè)置彈性支撐膠體14;彈性支撐膠體14一端面圍繞電極單元12固定設(shè)置,將該彈性支撐膠體14的另一端面固定連接強度補充板13,使該強度補充板13與電極單元12的電極121之間形成間隙,從而將電極單元12的電極121與指紋識別模塊2之間形成的間隙作為壓力檢測組件的壓力檢測空間11;所述強度補充板13還作為提供基準(zhǔn)電位的基準(zhǔn)電位電極;使得
當(dāng)指紋采集傳感器21被按壓時,指紋識別模塊2與電極121之間的間隙發(fā)生變化而使壓力檢測空間11發(fā)生形變,同時使指紋識別模塊2與電極121之間的檢測電容的容值發(fā)生變化。
所述壓力檢測組件1應(yīng)當(dāng)不僅能夠檢測到壓力,還應(yīng)當(dāng)通過對電極單元12的結(jié)構(gòu)設(shè)計和對指紋識別組件4的數(shù)據(jù)處理控制電路的數(shù)據(jù)處理方法的設(shè)計實現(xiàn)對壓力值的精確量化。所述為指紋識別器件配置壓力檢測功能的方法在電極單元12內(nèi)設(shè)置電極121過程中,所述電極121的形狀,數(shù)量,以及電極121布設(shè)結(jié)構(gòu)使得檢測電容的變化量能夠分級地反映使壓力檢測空間11產(chǎn)生的形變量的壓力值。
本實用新型第一實施例是最優(yōu)實施方案,但本實用新型所主張范圍并不僅限于第一實施例,任何與上述各實施例等同或者實質(zhì)相同的方案都應(yīng)當(dāng)在本實用新型所主張范圍之內(nèi)。