本實用新型涉及顯示技術(shù)，具體涉及一種指紋識別按鍵及電子裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的設(shè)有指紋識別模塊的物理按鍵，只能識別出用戶的指紋，而不能檢測用戶手指按壓物理按鍵的力的大小，使得其應(yīng)用范圍受限，用戶的使用體驗未達(dá)到最佳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型提出一種指紋識別按鍵及電子裝置。

本實用新型實施方式的指紋識別按鍵包括依次順序設(shè)置的蓋板或保護(hù)涂層、指紋芯片、電路板、結(jié)合膠、壓感薄膜及保護(hù)層；所述指紋芯片用于采集按壓在所述蓋板或保護(hù)涂層上的指紋信息；所述電路板包括指紋電路，所述指紋電路與所述指紋芯片電連接以控制所述指紋芯片工作；所述結(jié)合膠用于粘接所述電路板及所述壓感薄膜；所述壓感薄膜用于感應(yīng)按壓在所述蓋板或保護(hù)涂層上的按壓力并轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的壓感電信號；所述保護(hù)層設(shè)置有壓感電路；所述壓感電路與所述壓感薄膜電連接以控制所述壓感薄膜工作并輸出所述壓感電信號；所述保護(hù)層還用于保護(hù)所述壓感薄膜。

上述指紋識別按鍵中，由于指紋識別按鍵包括指紋芯片及壓感薄膜， 因此，指紋識別按鍵能夠同時采集按壓在指紋識別按鍵上的指紋及按壓在指紋識別按鍵上的按壓力的大小。

在某些實施方式中，所述壓感電路與所述壓感薄膜電連接以控制所述壓感薄膜工作并輸出壓感信號包括：所述壓感電路控制所述壓感薄膜感應(yīng)按壓在所述蓋板或保護(hù)涂層上的按壓力并輸出對應(yīng)的壓感電信號。

在某些實施方式中，所述電路板包括第一面，所述指紋電路形成在所述第一面上，所述指紋芯片設(shè)置在所述第一面上。

在某些實施方式中，所述保護(hù)層包括第二面，所述壓感電路形成在所述第二面上，所述壓感薄膜設(shè)置在所述第二面上。

在某些實施方式中，所述指紋電路與所述壓感電路彼此獨立非電連接或通過連接線電連接。

在某些實施方式中，所述結(jié)合膠為非導(dǎo)電性膠。

在某些實施方式中，所述指紋識別按鍵還包括墊片，所述墊片與所述壓感薄膜分別設(shè)置在所述保護(hù)層的相背兩側(cè)。

本實用新型實施方式的電子裝置包括本體、上述任意一項實施方式所述的指紋識別按鍵，所述指紋識別按鍵設(shè)置在所述本體上。

本實用新型的電子裝置利用指紋識別按鍵的指紋芯片采集到的按壓在指紋識別按鍵上的指紋信息，及壓感電路輸出的壓感電信號控制電子裝置執(zhí)行不同的操作，擴大了應(yīng)用范圍，提升了用戶體驗。

在某些實施方式中，所述電子裝置還包括設(shè)置在所述本體內(nèi)并與所述指紋識別按鍵電連接的控制裝置，所述控制裝置用于根據(jù)所述指紋信息控制所述電子裝置執(zhí)行第一操作或/和用于根據(jù)壓感電信號控制所述電子裝置執(zhí)行第二操作。

在某些實施方式中，所述電子裝置還包括設(shè)置在所述本體內(nèi)并與所述指紋識別按鍵電連接的控制裝置，所述控制裝置包括存儲模塊、比較模塊及控制模塊。所述存儲模塊用于存儲與預(yù)設(shè)按壓力對應(yīng)的預(yù)設(shè)壓感電信號及作為指紋模板的首次采集到的指紋信息。所述比較模塊用于比較所述壓感電路產(chǎn)生的壓感電信號與所述預(yù)設(shè)壓感信號并輸出第一比較結(jié)果，及用于比較非首次采集到的指紋信息與所述指紋模板并輸出第二比較結(jié)果。所述控制模塊用于根據(jù)所述第一比較結(jié)果控制指紋電路開關(guān)，及根據(jù)所述第二比較結(jié)果控制所述電子裝置執(zhí)行第一操作。

本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本實用新型某些實施方式的電子裝置的示意圖。

圖2是圖1中電子裝置的指紋識別按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型某些實施方式的電子裝置的控制裝置的模塊示意圖。

圖4是本實用新型實施方式的指紋芯片與電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實用新型實施方式的壓感薄膜與保護(hù)層的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實用新型另一實施方式的指紋識別按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本實用新型再一實施方式的指紋識別按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步說明。附圖中相同或類似的標(biāo)號自始至終表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。

另外，下面結(jié)合附圖描述的本實用新型的實施方式是示例性的，僅用于解釋本實用新型的實施方式，而不能理解為對本實用新型的限制。

請參閱圖1，本實用新型實施方式提供的電子裝置100包括指紋識別按鍵10、本體20以及控制裝置30。指紋識別按鍵10設(shè)置在本體20上，控制裝置30設(shè)置在本體20內(nèi)并與指紋識別按鍵10電連接。電子裝置100可以是手機、平板電腦、筆記本電腦、個人數(shù)位助理、智能手環(huán)、智能手表等穿戴式設(shè)備中的任意一種。本實施方式僅以電子裝置100為手機作為示例進(jìn)行說明。

請參閱圖2，指紋識別按鍵10包括依次順序設(shè)置的蓋板11或保護(hù)涂層11、指紋芯片12、電路板13、結(jié)合膠17、壓感薄膜14及保護(hù)層15。以圖1所示的方向而言，指紋芯片12設(shè)置在蓋板11或保護(hù)涂層11的下方，電路板13設(shè)置在指紋芯片12的下方，結(jié)合膠17設(shè)置在電路板13下方，壓感薄膜14設(shè)置在結(jié)合膠17的下方，保護(hù)層15設(shè)置在壓感薄膜14的下方；若將圖1旋轉(zhuǎn)180度，則指紋芯片12設(shè)置在蓋板11或保護(hù)涂層11的上方，電路板13設(shè)置在指紋芯片12的上方，結(jié)合膠17設(shè)置在電路板13上方，壓感薄膜14設(shè)置在結(jié)合膠17的上方，保護(hù)層15設(shè)置在壓感薄膜14的上方，本實用新型指紋識別按鍵10順序設(shè)置包括上述兩種方式。

蓋板11可為玻璃蓋板、金屬蓋板，蓋板11用于避免指紋芯片12與外界直接接觸并避免指紋芯片12受到刮擦。

保護(hù)涂層11可為防指紋涂層、超硬層、防刮層等中的任意一種或多種組合形成，保護(hù)涂層11用于避免指紋芯片12與外界直接接觸并避免指紋芯片12受到刮擦或避免油污粘附在保護(hù)涂層11上。

指紋芯片12用于采集按壓在蓋板11或保護(hù)涂層11上的指紋信息。指紋芯片12可以是光學(xué)指紋芯片、電容指紋芯片、超聲波指紋芯片、壓感指紋芯片、射頻指紋芯片等中的任意一種。

電路板13為硬板，電路板13包括指紋電路131、及第一面133。指紋電路131形成在第一面133上并與指紋芯片12電連接以控制指紋芯片12工作。指紋電路131與指紋芯片12電連接以控制指紋芯片12工作包括：指紋電路131控制指紋芯片12采集按壓在蓋板11或保護(hù)涂層11上的指紋信息，指紋信息包括指紋的輪廓。本實施方式中，指紋芯片12通過粘膠膠合的方式安裝在電路板13的第一面133上。

結(jié)合膠17為非導(dǎo)電性膠，用于粘接電路板13及壓感薄膜17并避免電路板13與壓感薄膜14電連接。結(jié)合膠17可以為富馬酸二烯丙酯膠或液態(tài)非導(dǎo)電膠。

壓感薄膜14由壓感材料制成，當(dāng)壓感薄膜14受到壓力作用時，壓感薄膜14會依據(jù)壓電效應(yīng)將壓力轉(zhuǎn)化為電信號，也就是說，壓感薄膜14用于感應(yīng)按壓在蓋板11或保護(hù)涂層11上的按壓力并轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的壓感電信號。本實施方式中，壓感薄膜14由聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride，PVDF)制成。

保護(hù)層15包括壓感電路152及第二面154，壓感電路152形成在第二面154上，壓感薄膜14設(shè)置在第二面154上，壓感電路152與壓感薄膜14電連接以控制壓感薄膜14工作并輸出壓感電信號。壓感電路152與壓 感薄膜14電連接以控制壓感薄膜14工作并輸出壓感電信號包括：壓感電路152控制壓感薄膜14感應(yīng)按壓在蓋板11或保護(hù)涂層11上的按壓力并輸出對應(yīng)的壓感電信號。保護(hù)層15由非導(dǎo)電性耐磨材料制成，還可用于保護(hù)壓感薄膜14。非導(dǎo)電性耐磨材料包括高分子耐磨材料、陶瓷耐磨材料等。例如，高分子耐磨材料包括耐磨橡膠、聚氨酯、聚乙烯等。陶瓷耐磨材料包括碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷等。

控制裝置30與指紋電路131及壓感電路152均為電性連接，用于根據(jù)指紋信息控制電子裝置100執(zhí)行第一操作，及用于根據(jù)壓感電信號控制電子裝置100執(zhí)行第二操作。第一操作包括加密、解密、支付等等，例如，錄入指紋信息以作為開啟電子裝置100本身的密碼或者作為開啟電子裝置100內(nèi)部應(yīng)用程式的密碼；或者，輸入指紋信息以解鎖電子裝置100本身或者開啟電子裝置100內(nèi)部應(yīng)用程序；或者在利用電子支付程式時以指紋信息作為支付指令等。第二操作包括：(1)根據(jù)力度大小控制，例如微力執(zhí)行瀏覽頁面的切換、中力執(zhí)行應(yīng)用程式之間的切換、大力回到首頁等；(2)根據(jù)壓力次數(shù)控制，例如單擊執(zhí)行選中、雙擊執(zhí)行開啟，三擊執(zhí)行關(guān)閉等等。

本實用新型的電子裝置100利用指紋識別按鍵10的指紋芯片12采集到的按壓在指紋識別按鍵10上的指紋信息，及壓感電路152輸出的壓感電信號控制電子裝置100執(zhí)行不同的操作，擴大了應(yīng)用范圍，提升了用戶體驗。

保護(hù)層15的設(shè)置使指紋識別按鍵10受到按壓力發(fā)生移動時，能夠避免壓感薄膜14的底面與外部結(jié)構(gòu)(圖未示)摩擦而導(dǎo)致壓感薄膜14磨損。同時，非導(dǎo)電性耐磨材料可減少保護(hù)層15的磨損，進(jìn)而提高指紋識別按鍵 10的使用壽命。

由于PVDF壓電膜質(zhì)地柔軟、重量輕，匹配狀態(tài)好，PVDF壓電膜在厚度方向的伸縮振動的諧頻率很高，可以得到較寬的平坦響應(yīng)，頻響寬度遠(yuǎn)優(yōu)于普通壓電陶瓷換能器。因此，使用PVDF壓電膜作為本實用新型實施方式的壓感薄膜14，使得壓感薄膜14能夠?qū)磯毫^好地轉(zhuǎn)化為壓感電信號，進(jìn)而使指紋識別按鍵10能夠較好地識別按壓力并進(jìn)行相應(yīng)操作。

請參閱圖3，在某些實施方式中，控制裝置30可包括存儲模塊32、比較模塊34及控制模塊36。存儲模塊32用于存儲與預(yù)設(shè)按壓力對應(yīng)的預(yù)設(shè)壓感電信號及作為指紋模板的首次采集到的指紋信息。比較模塊34用于比較壓感電路152產(chǎn)生的壓感電信號與預(yù)設(shè)壓感信號并輸出第一比較結(jié)果，及用于比較非首次采集到的指紋信息與指紋模板并輸出第二比較結(jié)果。控制模塊36用于根據(jù)第一比較結(jié)果控制指紋電路131開關(guān)，及根據(jù)第二比較結(jié)果控制電子裝置100執(zhí)行第一操作。

舉例來說，當(dāng)按壓在蓋板11或保護(hù)涂層11的按壓力較小時，壓感薄膜14發(fā)生形變，壓感電路152將壓感薄膜14的形變大小轉(zhuǎn)化為壓感電信號，此時的壓感電信號小于預(yù)設(shè)壓感電信號，比較模塊34比較壓感電信號與預(yù)設(shè)壓感信號并輸出第一比較結(jié)果控制模塊36根據(jù)第一比較結(jié)果控制指紋電路131關(guān)閉，指紋電路131控制指紋芯片12不對按壓在蓋板11或保護(hù)涂層11上的指紋信息進(jìn)行采集。例如，壓感薄膜14感應(yīng)到按壓在指紋識別按鍵10上的按壓力小于一個預(yù)定閾值，如0.1牛頓時，指紋電路131控制指紋芯片12不對按壓在指紋識別按鍵10上的指紋信息進(jìn)行采集。如此，當(dāng)手指不小心觸碰到指紋識別按鍵10時，指紋芯片12不會立即識別指紋信息，進(jìn)而避免誤操作帶來困擾，并有利于延長指紋芯片12的使用壽 命。

當(dāng)按壓在蓋板11或保護(hù)涂層11上的按壓力較大時，壓感薄膜14發(fā)生形變，壓感電路152將壓感薄膜14的形變大小轉(zhuǎn)化為壓感電信號，此時的壓感電信號大于或等于預(yù)設(shè)壓感電信號，比較模塊34比較壓感電信號與預(yù)設(shè)壓感信號并輸出第一比較結(jié)果，控制模塊36根據(jù)第一比較結(jié)果控制指紋電路131開啟，指紋電路131控制指紋芯片12對按壓在蓋板11或保護(hù)涂層11上的指紋信息進(jìn)行采集。例如，壓感薄膜14感應(yīng)到按壓在指紋識別按鍵10上的按壓力大于或等于一個預(yù)定閾值，如0.1牛頓時，指紋電路131控制指紋芯片12對按壓在指紋識別按鍵10上的指紋信息進(jìn)行采集。如此，當(dāng)手指不小心觸碰到指紋識別按鍵10時，指紋芯片12不會立即識別指紋信息，進(jìn)而避免誤操作帶來困擾，并有利于延長指紋芯片12的使用壽命。

比較模塊34比較非首次采集到的指紋信息與指紋模板并輸出第二比較結(jié)果。控制模塊36根據(jù)第二比較結(jié)果控制電子裝置100執(zhí)行第一操作。與前相同，此處的第一操作包括加密、解密、支付等等，例如，錄入指紋信息以作為開啟電子裝置100本身的密碼或者作為開啟電子裝置100內(nèi)部應(yīng)用程式的密碼；或者，輸入指紋信息以解鎖電子裝置100本身或者開啟電子裝置100內(nèi)部應(yīng)用程式；或者在利用電子支付程式時以指紋信息作為支付指令等。

請參閱圖4，在某些實施方式中，指紋芯片12可通過焊接方式安裝在電路板13的第一面133上。具體地，指紋芯片12包括芯片底面122，芯片底面122設(shè)置有多個第一焊墊124。電路板13的第一面133設(shè)置有多個第二焊墊135，第二焊墊135與指紋電路131電連接，也就是說，第二焊墊135為指紋電路131的電連接點。第一焊墊124與第二焊墊135直接電 連接進(jìn)而實現(xiàn)指紋芯片12與指紋電路131電連接。

在某些實施方式中，指紋芯片12可采用螺紋連接、卡合、膠合、焊接其中之一或者多種組合的方式安裝在電路板13的第一面133上。

請參閱圖5，在某些實施方式中，壓感薄膜14可通過焊接方式安裝在保護(hù)層15的第二面154上。具體地，壓感薄膜14包括薄膜底面142，薄膜底面142設(shè)置有多個第三焊墊144。保護(hù)層15的第二面154設(shè)置有多個第四焊墊156，第四焊墊156與壓感電路152電連接，也就是說，第四焊墊156為壓感電路152的電連接點。第三焊墊144與第四焊墊156直接電連接進(jìn)而實現(xiàn)壓感薄膜14與壓感電路152電連接。

在某些實施方式中，壓感薄膜14可采用螺紋連接、卡合、膠合、焊接其中之一或者多種組合的方式安裝在保護(hù)層15的第二面154上。

上述實施方式中，指紋芯片12與電路板13、壓感薄膜14與保護(hù)層15通過焊墊直接電連接使得指紋識別按鍵10的結(jié)構(gòu)更緊湊、占用的空間更小。

在某些實施方式中，第一焊墊124與第二焊墊135、第三焊墊144與第四焊墊156也可以通過連接線間接電連接。

在某些實施方式中，如圖1所示，指紋電路131與壓感電路152彼此獨立非電連接。

在某些實施方式中，如圖6所示，指紋電路131與壓感電路152電連接。具體地，電路板13包括與第一面133相背的第三面134，第三面134形成有與指紋電路131電連接的第五焊墊136，保護(hù)層15形成有與壓感電路152電連接的第六焊墊158，第五焊墊136與第六焊墊158通過連接線40電連接。指紋電路131與壓感電路152一并與控制裝置30電連接。

如此，便于控制裝置30控制指紋芯片12及壓感薄膜14工作。

在某些實施方式中，電路板13還可為軟板或軟硬結(jié)合電路板。

具體地，當(dāng)電路板13為軟板時，電路板13具有可彎曲及具有較大的疲勞強度等優(yōu)點，當(dāng)電路板13因按壓而發(fā)生形變時，設(shè)置在電路板13上的指紋電路131及壓感電路152的電路結(jié)構(gòu)不會受到損壞，進(jìn)而提高指紋識別按鍵10的壽命。

請參閱圖7，在某些實施方式中，指紋識別按鍵10還包括墊片16，墊片16與壓感薄膜14分別設(shè)置在保護(hù)層15的相背兩側(cè)。

具體地，墊片16由具有變形后回復(fù)率較高的材料制成，如此，墊片16在按壓力的作用下發(fā)生變形，蓋板11或保護(hù)涂層11會根據(jù)墊片16的形變量大小移動相應(yīng)的位移。用戶通過感受蓋板或保護(hù)涂層16的位移量確定按壓力的大小，提升了使用指紋識別按鍵10的用戶體驗。

在某些實施方式中，墊片16包括泡棉。

具體地，泡棉包括CR泡棉或由具有變形后回復(fù)率較高的材料制成，如聚丙烯塑料發(fā)泡材料(EPP)。如此，墊片16發(fā)生的變形量與指紋識別按鍵10受到的按壓力大小成正比，也就是說，按壓力越大，墊片16的變形量越大。同時，蓋板11或保護(hù)涂層11會根據(jù)墊片16的形變量大小移動相應(yīng)的位移。用戶通過感受蓋板或保護(hù)涂層16的位移量確定按壓力的大小，提升了使用指紋識別按鍵10的用戶體驗。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平 高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。