电子设备、移动设备及指纹识别感测装置的制作方法

本发明涉及一种电子设备、移动设备及指纹识别感测装置。

背景技术：

随着移动通信网络的发展和应用软件的丰富，手机已成为移动终端的发展趋势。手机配备了丰富的硬件接口、可开放性的操作系统，为用户提供了一个功能强大的信息处理平台，因此手机不仅仅是一部通话工具，它还有可能是一台GPS设备、高清摄像机、游戏机、Web入口等等。更确切地说，它还是一台与互联网连接的掌上电脑。

由于手机具有上述功能，在手机上存储个人信息、联系人信息、照片、视频，甚至还有一些企业的敏感信息等，是十分常见的情况，而确保上述信息安全至关重要，所以手机的加密设计成为当前手机安全设计中的一种重要措施。指纹识别加密方式以其安全可靠性高，成为手机加密设计的一种主要实现方式。因此，如何实现手机的指纹识别功能，是当前手机设计中的一个关键问题。

另外，手机本身设有一些按键或者开孔，手机表面孔键过多容易造成杂乱的视觉效果，降低了手机的美观度。如何将指纹识别功能与这些键孔进行综合设计，也是手机设计潮流的一个主题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种指纹识别感测装置，所述指纹识别感测装置可以集成指纹识别及多个操控功能。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备具有如上所述的指纹识别感测装置。

本发明又提供一种移动设备，所述移动设备具有如上所述的指纹识别感测装置。

根据本发明实施例的指纹识别感测装置，包括：设备元件和指纹传感器组件，所述设备元件位于所述指纹传感器组件的上方，在用户手指位于所述设备元件上时，所述指纹传感器组件能够与所述用户手指的用户指纹相耦合；用于检测用户手指的多个响应元件，所述多个响应元件设在所述指纹传感器组件的外侧，且至少两个所述响应元件在检测到用户手指时发出的操作信号不同。

根据本发明实施例的指纹识别感测装置，通过在邻近指纹传感器组件处设置多个响应元件，至少两个响应元件在检测到用户手指时发出的操作信号不同，指纹识别感测装置不仅具有指纹识别功能，还兼具了多个操作键功能，大大丰富了指纹识别感测装置的性能，提升了用户体验。而且装置外观上按键数量及面积减少，利于简洁化设计。

具体地，指纹识别感测装置还包括：基座，所述基座上设有上方敞开的安装腔，所述设备元件和所述指纹传感器组件设在所述安装腔内。这样，不仅能便于对设备元件和指纹传感器组件的定位、安装，而且还能保护指纹传感器组件，使其不受损伤。另外，指纹识别感测装置整体上构成一个按钮的造型，设计美观、简洁、大方。

进一步地，指纹识别感测装置还包括：支撑件，所述基座设在所述支撑件上，所述响应元件夹设在所述基座和所述支撑件之间。由此，多个响应元件与指纹传感器组件的安装互不影响，指纹传感器组件和多个响应元件可以同时距离设备元件较近，装置既具有较好的指纹识别功能，也具有较好的响应控制作用，装配结构设计合理且便于制造。

更具体地，所述安装腔向下贯通所述基座，所述多个响应元件环绕在所述指纹传感器组件的外周并间隔设置。由此，可以简化基座的加工过程，节约生产成本。

另外，安装腔的上端和下端均敞开，当用户手指直接按压基座的上端时，用户手指上的指纹可以更靠近设备元件，同时环形基座可以将用户手指的按压动作直接传递至位于环形基座下端面上的响应元件，由此指纹传感器组件可以更加准确地识别用户的指纹信息，同时响应元件可以快速地做出响应动作。

可选地，所述基座的上端适于被用户手指按压。

在一些实施例中，所述指纹传感器组件包括一组能够以电容方式与所述用户指纹相耦合的电容性元件。

在一些实施例中，所述指纹传感器组件包括硅晶片和传感器电路，所述传感器电路设置在所述硅晶片的邻近所述设备元件的一侧。

在一些实施例中，所述设备元件为玻璃盖板、陶瓷盖板或蓝宝石盖板。

根据本发明实施例的电子设备，包括如上所述的指纹识别感测装置。

根据本发明实施例的电子设备，通过设置如上所述的指纹识别感测装置，可以提高电子设备的集成度，使电子设备外观上按键数量及面积减少，利于简洁化设计，提升了用户体验。

根据本发明实施例的移动设备，包括如上所述的指纹识别感测装置。

根据本发明实施例的移动设备，通过设置如上所述的指纹识别感测装置，可以提高移动设备的集成度，使移动设备外观上按键数量及面积减少，利于简洁化设计，提升了用户体验。

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从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的指纹识别感测装置的剖视结构示意图；

图2是根据本发明实施例的指纹识别感测装置的结构示意图。

附图标记：

指纹识别感测装置100，

设备元件111，指纹传感器组件112，

基座120，安装腔121，基座的下端面122，基环123，

响应元件130，支撑件140。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例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例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的指纹识别感测装置100。需要说明的是，指纹识别感测装置100可以设置在电子设备或移动设备上，下文中均以指纹识别感测装置100设置在手机上为例进行说明。

根据本发明实施例的指纹识别感测装置100，如图1和图2所示，包括：设备元件111、指纹传感器组件112和多个响应元件130。

设备元件111位于指纹传感器组件112的上方，在用户手指位于设备元件111上时，指纹传感器组件112能够与用户手指的用户指纹相耦合。也就是说，当用户的手指放置到设备元件111上时，指纹传感器组件112可以识别用户的指纹信息(即感测用户手指上的指纹脊线信息)，且指纹传感器组件112可以将指纹信息传递至安装了指纹识别感测装置100的设备的控制组件上。

参照图1，多个响应元件130设在指纹传感器组件112的外侧，多个响应元件130用于检测用户手指，且至少两个响应元件130在检测到用户手指时发出的操作信号不同。

换言之，当用户手指放置到设备元件111上，指纹传感器组件112识别用户手指指纹的同时，部分响应元件130可能会检测到用户手指并发生动作，检测到手指的响应元件130可以对外发出操作信号。多个响应元件130分别与设备的控制组件相连，检测到手指的响应元件130可以将操作信号传递至设备的控制组件上。设备上可设有一个或者多个功能模块，功能模块可与控制组件相连，多个响应元件130可通过不同的操作信号控制功能模块完成不同的动作，实现响应控制功能。

例如在图2中，设备元件111为长圆形，设备元件111在长度方向上的两端分别对应设置响应元件130。通过对多个响应元件130的合理分布，可达到当用户手指放置到设备元件111上a区域时，a区域对应的响应元件130可检测到用户手指或者检测信号强，而b区域对应的响应元件130检测不到用户手指或者检测信号弱；当用户手指放置到设备元件111上b区域时，a区域和b区域对应的响应元件130的检测反应相反。那么，可通过将这两部分响应元件130发出的操作信号设置成不同，至少实现两个操作动作。

也就是说，指纹识别感测装置100还相当于多个操作按钮，多个响应元件130可以对应设置多个功能。例如在手机的示例中，指纹识别感测装置100上的两个响应元件130可分别通过控制组件与摄像模块电连接，其中一个响应元件130在触发时发出“启动拍照功能”操作信号，另一个响应元件130在触发时发出“关闭拍照功能”操作信号。这样，用户可通过手指触发设备元件111上不同区域，可控制手机同一模块完成不同动作。

又例如，指纹识别感测装置100上的两个响应元件130可分别通过控制组件分别与摄像模块、语音模块电连接，其中一个响应元件130在触发时发出“启动拍照功能”操作信号，另一个响应元件130在触发时发出“启动语音模式”操作信号。这样，用户可通过手指触发设备元件111上不同区域，可控制手机不同模块完成控制动作。

当然，设备元件111不限于长圆形，多个响应元件130发出的操作信号不限于两个，例如，可将设备元件111设在矩形，设备元件111的四个拐角处可分别对应设置响应元件130，四个拐角处的响应元件130发出的操作信号均不同。另外，多个响应元件130中，能发出同一种操作信号的响应元件130可为一个也可为多个。设备元件111的形状、响应元件130对应设备元件111的分布可根据实际情况具体设计，这里不作限定。

可以理解，由于指纹识别感测装置100要识别手指指纹，因此指纹识别感测装置100在外观上具有一定面积。将上述充当不同按钮触发件的多个响应元件130集成到指纹识别感测装置100，能充分利用指纹识别感测装置100的外观面积，使得设备在外观上按键数量及面积减少，利于简洁化设计。

根据本发明实施例的指纹识别感测装置100，通过在邻近指纹传感器组件112处设置多个响应元件130，至少两个响应元件130在检测到用户手指时发出的操作信号不同，指纹识别感测装置100不仅具有指纹识别功能，还兼具了多个操作键功能，大大丰富了指纹识别感测装置100的性能，提升了用户体验。而且装置外观上按键数量及面积减少，利于简洁化设计。

在一些实施例中，如图1和图2所示，指纹识别感测装置100还包括：基座120，基座120上设有上方敞开的安装腔121，设备元件111和指纹传感器组件112设在安装腔121内。这样，不仅能便于对设备元件111和指纹传感器组件112的定位、安装，而且还能保护指纹传感器组件112，使其不受损伤。另外，指纹识别感测装置100整体上构成一个按钮的造型，设计美观、简洁、大方。

可以理解的是，响应元件130的设置位置可以有多种，只要满足多个响应元件130位于指纹传感器组件112的外侧即可。在图1中，设备元件111和指纹传感器组件112沿上下方向排布，设定指纹传感器组件112的中心线沿上下方向延伸，指纹传感器组件112的外侧指的是远离指纹传感器组件112的中心线侧，即在图1中，多个响应元件130与指纹传感器组件112大体位于同一水平面上。

在一个具体示例中，如图1所示，指纹识别感测装置100还包括：支撑件140，基座120设在支撑件140上，响应元件130夹设在基座120和支撑件140之间。这样，多个响应元件130与指纹传感器组件112的安装互不影响，指纹传感器组件112和多个响应元件130可以同时距离设备元件111较近，装置既具有较好的指纹识别功能，也具有较好的响应控制作用，装配结构设计合理且便于制造。

响应元件130的具体结构可形成为多种，例如，在本发明的一些具体示例中，响应元件130上可以设有对用户手指与设备元件111之间的耦合敏感的控制元件，例如控制电路，该控制元件与其他部件相连。当用户手指接触设备元件111时，响应元件130可以感受到并且对外发出操作信号，从而实现响应控制功能。响应元件130还可以具有可以变形的部分，当按压基座120时，响应元件130可以发生变形，以响应设备元件111，使用户可以具有下压触感。

有利地，如图1所示，基座120的上端适于被用户手指按压，响应元件130上具有可以变形的部分，以通过形变检测是否有手指按压。在图1的示例中，基座120的上表面上设有环绕安装腔121的基环123，指纹识别感测装置100形成跑道形指纹模组，指纹模组面积比较大，左右边比较容易区分。

在用户手指按压设备元件111时，会按压到邻近的基环123上，不同位置处的基环123下方对应一个或者多个响应元件130。当用户按压到设备元件111上不同区域时，会按压到不同的响应元件130，从而完成不同控制操作。

可选地，基环123的内侧设有倒角，从而可以将用户手指向设备元件111导引，使用户手指可以被很好地定位，以便进行指纹识别。

更具体地，如图1所示，安装腔121向下贯通基座120，多个响应元件130环绕在指纹传感器组件112的外周并间隔设置。由此，可以简化基座120的加工过程，节约生产成本。

另外，安装腔121的上端和下端均敞开，当用户手指直接按压基座120的上端时，用户手指上的指纹可以更靠近设备元件111，同时环形基座120可以将用户手指的按压动作直接传递至位于环形基座120下端面122上的响应元件130，由此指纹传感器组件112可以更加准确地识别用户的指纹信息，同时响应元件130可以快速地做出响应动作。

在本发明的一些实施例中，指纹传感器组件112可以包括一组电容性元件，该组电容性元件能够以电容方式耦合到用户手指的指纹，从而实现对用户手指的指纹进行识别，识别性能好。

可选地，可以将电容性元件耦合到设备元件111的一端，由此可以简化指纹传感器组件112的结构。

在本发明的另一个实施例中，指纹传感器组件112可以包括硅晶片和传感器电路，其中，传感器电路设置在硅晶片的邻近设备元件111的一侧，即传感器电路设置在硅晶片的靠近用户手指的顶端。由于指纹传感器组件112需要的垂直空间量较小，通过将传感器电路设置在更靠近用户手指的位置处，可以使指纹传感器组件112具有相对来说更好的分辨率和有效性。

在本发明的一个示例中，硅晶片中形成有至少一个通孔和/或至少一个开槽，传感器电路与设在通孔和/或开槽内的接合线耦合。

可以理解的是，当硅晶片中形成有至少一个通孔时，传感器电路可以与设在通孔内的接合线耦合；当硅晶片中形成有至少一个开槽时，传感器电路可以与设在开槽内的接合线耦合；当硅晶片中同时形成有至少一个通孔和至少一个开槽时，接合线可以设在通孔内，也可以设在开槽内，还可以同时设在通孔和开槽内，传感器电路与相应的接合线耦合。由此，接合线不必从硅晶片的表面拱起，即可以将传感器电路从硅晶片连接到别处，从而可以降低将接合线从硅晶片的表面拱起的必要性，缩小在用户手指和指纹传感器组件112之间需要的垂直空间量。

在本发明的另一个示例中，指纹传感器组件112包括耦合到一个或多个压缩的焊接元件的传感器电路。换言之，指纹传感器组件112还包括至少一个压缩的焊接元件，传感器电路与焊接元件耦合。由此可以降低将接合线从硅晶片的表面拱起的必要性，缩小了在用户手指和指纹传感器组件112之间需要的垂直空间量。

另外，还需要说明的是，传感器电路可以被设置在设备元件111下面，传感器电路可以通过下列各项中的一项或多项缩小指纹识别感测装置100的垂直空间量：(1)通过在硅晶片上设置的一个或多个用于安置接合线的通孔，再使传感器电路与接合线耦合；(2)通过在硅晶片上设置的一个或多个用于安置接合线的开槽，再使传感器电路与接合线耦合；(3)通过使用诸如封装的焊球之类的压缩的焊接元件，再将传感器电路耦合到其他电路。

在本发明的又一个示例中，指纹传感器组件112还可以包括封装层，传感器电路设在封装层内，传感器电路或传感器电路的线路从封装层内露出。由此，便于传感器电路或传感器电路的线路与设备元件111连接，可以有效地避免传感器电路受到干扰信号干扰，从而便于提高指纹传感器组件112的稳定性和指纹识别的准确性。

可选地，设备元件111可以为玻璃盖板、陶瓷盖板或蓝宝石盖板。设备元件111也可以由玻璃、陶瓷和蓝宝石材料中的多种制成。具体采用什么材料，可以根据需要进行设置。进一步地，为了更好地识别指纹，设备元件111的适于与用户手指接触的部分可以采用各向异性电介质材料制成。例如，在本发明的一些实施例中，设备元件111可以包括按钮和显示元件中的至少一个，适于与用户手指接触的部分可以为按压部，按压部可以设在按钮上，也可以设置在显示元件上。按压部可以采用蓝宝石制成。其中，蓝宝石可以为单晶也可以为多晶。

根据本发明的一些实施例，设备元件111的与用户手指接触的部分可以形成为平面。由此，便于用户手指的放置以及用户指纹的采集。

下面参照图1以具体实施例详细描述根据本发明实施例的指纹识别感测装置100。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。

如图1所示，指纹识别感测装置100包括：支撑件140、设备元件110、基座120以及多个响应元件130。其中，基座120形成为环形基座，环形基座的中心孔可以直接构造成安装腔121，即安装腔121的上端和下端均敞开。设备元件111和指纹传感器组件112设在安装腔121内，设备元件111与指纹传感器组件112连接，设备元件111为玻璃盖板且设在指纹传感器组件112的上表面上，指纹传感器组件112能够耦合到用户手指的用户指纹。如图1所示，设备元件111的上表面位于安装腔121的上端的下方，指纹传感器组件112的下表面与支撑件140的上表面接触或具有间隙。当用户的手指靠近或按压指纹识别感测装置100时，指纹传感器组件112可以识别用户的指纹信息(即感测用户手指上的指纹脊线信息)、且指纹传感器组件112可以将指纹信息传递至控制组件上。

多个响应元件130夹设在基座的下端面122和支撑件140的上表面之间，多个响应元件130可以分别与控制组件连接。多个响应元件130适于对用户手指按压敏感，当基座120被用户手指按压时，指纹传感器组件112可以检测、识别用户指纹信息，同时基座120将用户手指的按压动作传递至对应的响应元件130上。指纹传感器组件112可以将用户的指纹信息传递给控制组件，同时响应元件130可以将操作信号也传递给控制组件。多个响应元件130沿环形基座120的周向方向均匀地分布在环形基座的下端面122上。

指纹传感器组件112可以包括封装层、传感器电路和硅晶片。传感器电路设在封装层内，传感器电路或传感器电路的线路从封装层内露出，以便于与设备元件111或控制组件连接。传感器电路设置在硅晶片的靠近用户手指的顶端(如图1所示的上方)。一方面，由于指纹传感器组件112需要的垂直空间量较小，通过将传感器电路设置在更靠近用户手指的位置处，可以使指纹传感器组件112具有相对来说更好的分辨率和有效性。进一步地，硅晶片中形成有至少一个通孔，传感器电路与设在通孔内的接合线耦合。由此，接合线不必从硅晶片的表面拱起，即可以将传感器电路从硅晶片连接到别处。

根据本发明实施例的电子设备，包括根据本发明实施例的指纹识别感测装置100。其中，电子设备可以为台式电脑等。

根据本发明实施例的电子设备，通过设置如上所述的指纹识别感测装置100，可以提高电子设备的集成度，使电子设备外观上按键数量及面积减少，利于简洁化设计，提升了用户体验。

根据本发明实施例的移动设备，包括根据本发明实施例的指纹识别感测装置100。移动设备可以为手机或平板电脑等。

根据本发明实施例的移动设备，通过设置如上所述的指纹识别感测装置100，可以提高移动设备的集成度，使移动设备外观上按键数量及面积减少，利于简洁化设计，提升了用户体验。

其中，指纹识别感测装置100在电子设备或移动设备上的安装以及与其他部件的连接关系对于本领域的技术人员来说是可以理解并且容易实现的，在此不再赘述。

根据本发明实施例的电子设备以及移动设备的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例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一个实施例或示例中。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例或示例。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例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例，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例进行多种变化、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。