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CN103927468B - 一种指纹识别模块和显示装置 - Google Patents

一种指纹识别模块和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种指纹识别模块和显示装置，用以解决现有技术中指纹识别模块集成度低、生产成本高的问题。所述指纹识别模块包括：柔性电路板FPC；设置在所述柔性电路板上的指纹感应电路，包括相互绝缘的驱动电极和感应电极，其中，所述驱动电极沿第一方向延伸，所述感应电极沿第二方向延伸。所述显示装置包括显示面板，用于向所述显示面板提供电信号的显示面板的FPC，所述显示装置还包括指纹识别模块。

Description

一种指纹识别模块和显示装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种指纹识别模块和显示装置。
背景技术
近年来，由于对个人信息保密的需求日益高涨，且不法分子窃取资料的手段亦有多样化的情形出现，对于日常使用的电子产品而言，例如个人计算机（PC）、个人数字助理（PDA）、或便携式硬盘等，必须发展出即使电子产品落入他人之手，仍然能够使其中所记录的个人资料信息不被外泄的技术。
最初作为保护所使用的密码大部分是使用者键入字母、数字或其组合构成，若是想提高保护的安全性，则要增加密码的长度；但是，使用者很可能会忘记长度太长的密码和比较复杂的密码，紧急需要存取数据时非常不方便。若使用者用于多个不同的密码，则如何正确的记忆不同密码会成为一大问题。鉴于上述问题，目前兴起的保护技术是生物辨识技术，因为不同的生物个体之间会存在有不同的生物特征，且该生物特征难以被他人复制窃取，例如指纹、声音或虹膜等。因此以生物的特征作为区别身份的技术，例如指纹识别系统、声纹识别系统和虹膜识别系统等，已逐渐成为新兴保护技术的主流。
随着指纹识别技术的发展，指纹识别系统越来越多地应用在日常生活中，例如指纹识别门禁系统，带有指纹识别系统的笔记本电脑等。其中，滑动指纹传感器的采集方法是通过在条状传感器表面滑动手指来检测指纹，因该滑动指纹传感器具有体积小、功耗低、价格便宜等优点，被广泛应用在手机、智能电话、PDA和移动存储设备上，现有技术中指纹传感器的制作需要单独的制作工艺，集成度不高，进而使得设置有指纹传感器的器件的制作工艺比较复杂，生产成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种指纹识别模块和显示装置。
本发明实施例提供了一种指纹识别模块，所述指纹识别模块包括：
柔性电路板FPC；
设置在所述柔性电路板上的指纹感应电路，包括相互绝缘的驱动电极和感应电极，其中，所述驱动电极沿第一方向延伸，所述感应电极沿第二方向延伸。
所述指纹识别模块中，所述指纹感应电路包括沿第一方向延伸的驱动电极和沿第二方向延伸的感应电极；通电时，所述感应电极和驱动电极在交叉点形成电容，当手指放置在所述指纹识别模块上时，所述感应电极与所述驱动电极之间的电容发生变化，通过检测该电容的变化，从而识别手指的指纹；通过设置沿第一方向延伸的驱动电极和沿第二方向延伸的感应电极，使得指纹识别模块中的检测点增多，提高了检测到的指纹图案的精度；同时，将所述指纹感应电路设置在柔性电路板上，提高了指纹识别模块的集成度，同时降低了生产成本。
本发明实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，用于向所述显示面板提供电信号的显示面板的FPC，所述显示装置还包括上述的指纹识别模块。
所述显示装置中设置有指纹识别模块，所述指纹识别模块的指纹感应电路包括沿第一方向延伸的驱动电极和沿第二方向延伸的感应电极；通电时，所述感应电极和驱动电极在交叉点形成电容，当手指放置在所述指纹识别模块上时，所述感应电极与所述驱动电极之间的电容发生变化，通过检测该电容的变化，从而识别手指的指纹；通过设置沿第一方向延伸的驱动电极和沿第二方向延伸的感应电极，使得指纹识别模块中的检测点增多，提高了检测到的指纹图案的精度；同时，将所述指纹感应电路设置在柔性电路板上，提高了指纹识别模块的集成度，同时降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的指纹识别模块示意图；
图2为本发明实施例提供的柔性电路板FPC、感应电极、驱动电极位置示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种柔性电路板FPC、感应电极、驱动电极位置示意图；
图4为本发明实施例提供的一种感应子电极和驱动子电极示意图；
图5为本发明实施例提供的一种感应子电极和驱动子电极放大示意图；
图6为本发明实施例提供的指纹图像生成与匹配的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种指纹识别模块和显示装置，用以解决现有技术中指纹识别模块集成度低、生产成本高的问题。
现有技术中，指纹识别系统包括指纹传感器和驱动电路单元，其中：指纹传感器用于探测指纹当前用户指纹图案，并且将所述当前用户指纹图案转换成电信号的指纹信息；驱动电路单元，包括驱动芯片，用于驱动所述指纹传感器，并且处理指纹传感器探测到的指纹信息。
在实际应用中，通常情况下将指纹传感器设计为长条形，因此，现有技术中通常只包括沿长条方向延伸的感应电极，通过检测感应电极上的电信号的变化，从而探测当前用户的指纹图案。但是由于在该方案中，指纹传感器只能在沿垂直于长条方向上检测手指的图案，因此得到的手指图案的分辨率较低。
同时，指纹传感器作为独立的器件，通常制作于印刷电路板上，然后通过柔性电路板连接至主板。因此，现有技术中指纹传感器的制作需要单独的制作工艺，集成度不高，进而使得设置有指纹传感器的器件的制作工艺比较复杂，生产成本较高。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例一提供了一种指纹识别模块10，如图1所示；从图1中可以看出，所述指纹识别模块10包括：柔性电路板11、设置在柔性电路板11上的指纹感应电路12和指纹识别芯片13，其中，所述指纹感应电路12包括相互绝缘的感应电极和驱动电极，其中感应电极包括多个感应子电极1211，驱动电极包括多个驱动子电极1221。
较佳的，所述感应电极和驱动电极分别位于所述FPC的两侧；或者，所述感应电极和驱动电极位于所述FPC的同一侧。将所述感应电极和驱动电极设置在FPC上，有利于提高指纹识别模块的集成度，降低生产成本。
较佳的，当所述感应电极和驱动电极位于所述FPC的同一侧时，所述模块还包括位于所述感应电极和驱动电极之间的绝缘层，用于将所述感应电极和驱动电极进行绝缘，防止所述感应电极和驱动电极之间发生信号串扰。
较佳的，所述驱动电极包括多个相互绝缘的驱动子电极，所述驱动子电极为条状，且沿第一方向平行分布；通过将所述驱动电极设置为多个相互绝缘的驱动子电极，有利于提高所述指纹识别模块的识别精度。
较佳的，所述感应电极包括多个相互绝缘的感应子电极，所述感应子电极为条状，且沿第二方向平行分布；通过将所述感应电极设置为多个相互绝缘的感应子电极，有利于提高所述指纹识别模块的识别精度。
较佳的，所述驱动子电极和感应子电极交叉设置；通过将所述驱动子电极和感应子电极交叉设置，可以增多所述指纹识别模块中的电容的个数，从而有利于提高指纹识别模块的识别精度。同时，所述驱动子电极和感应子电极还可以平行设置。
较佳的，还包括指纹识别芯片，所述指纹识别芯片位于所述FPC的一侧，与所述驱动电极和感应电极电连接，用于检测由所述驱动电极和感应电极形成的电容的变化，并将检测结果通过所述FPC发送给外电路。
较佳的，所述模块还包括保护层，所述保护层覆盖所述感应电极和驱动电极，防止所述指纹识别模块的内部结构遭受破坏。
具体的：
参见图2，感应电极121位于所述柔性电路板11的上方，驱动电极122位于所述柔性电路板11的下方；所述驱动电极122沿第一方向延伸，所述感应电极121沿第二方向延伸。
参见图3，所述感应电极121和所述驱动电极122也可以位于所述柔性电路板11的同一侧，当所述感应电极121和所述驱动电极122位于所述柔性电路板11的同一侧时，所述感应电极121和所述驱动电极122之间还包括绝缘层30，用于将所述感应电极121和驱动电极122进行绝缘，防止所述感应电极121和驱动电极122之间发生信号串扰。
进一步的，参见图4，所述感应电极121包括多个相互绝缘的感应子电极1211，所述感应子电极1211为条状，且沿第二方向平行分布；所述感应子电极1211的宽度为30um-50um，并且每两个相邻的感应子电极1211之间的间距为50um-100um。由于所述指纹识别模块的体积非常小，因此，为了调高指纹识别模块的精度，本发明实施例一中，所述感应子电极1211的宽度为30um-50um。同时，所述感应子电极1211还可以为波浪形、锯齿形或其它不规则形状。
所述驱动电极122包括多个相互绝缘的驱动子电极1221，所述驱动子电极1221为条状，且沿第一方向平行分布；所述驱动子电极1221的宽度为300um-500um，并且每两个相邻的感应子电极之间的间距为30-50um。由于所述指纹识别模块的体积非常小，因此，为了调高指纹识别模块的精度，本发明实施例一中，所述驱动子电极1221的宽度为300-500um。同时，所述驱动子电极1221还可以为波浪形、锯齿形或其它不规则形状。
本发明具体实施例并不对所述驱动子电极1221的宽度和所述感应子电极1211的宽度，每两个相邻的感应子电极之间的间距和每两个相邻的驱动子电极之间的间距作具体的限定。
所述指纹识别芯片13位于所述柔性电路板11的一侧，与所述驱动电极122和感应电极121电连接，用于检测由所述驱动电极122和感应电极121形成的电容的变化，即分别检测所述驱动电极122和感应电极121上电信号的变化，并将检测结果通过所述FPC发送给外电路。
图5为指纹感应电路12的局部放大图；在图5中，图中50表示手指触摸的位置，第一方向为横向，第二方向为纵向，每一条横线代表一个横向阵列，每一条纵线代表一个纵向阵列，1221i-1、1221i和1221i+1表示三个相邻的横向阵列，即所述指纹识别模块的驱动电极，其中，i＝1，2，3，4......；1211j-1、1211j和1211j+1表示三个相邻的纵向阵列，即所述指纹识别模块的感应电极；其中，j＝1，2，3，4......。所述每一横向阵列和每一纵向阵列分别交叉，形成多个交点。例如，横向阵列1221i与纵向阵列1211j相交的交点为点B(xi，yj)。
当指纹识别芯片扫描并检测完横向阵列1221i-1后，接着对1221i进行扫描，依次检测横向阵列1221i中输出的实际电压值，并与指纹识别芯片中的参考电压值相比较。若检测到的实际电压值与参考电压值相同，则表示横向阵列1221i上不存在被触摸的点；若检测到的实际电压值与参考电压值不相同，那么则表示横向阵列1221i上存在被触摸的点，此时可以确定被触摸点的纵坐标y。
此时，所述指纹识别芯片逐步扫描每一纵向阵列，当扫描完并检测完纵向阵列1211j-1后，所述检测单元接着扫描纵向阵列1211j，并检测纵向阵列1211j中各点输出的实际电压值，若检测到的实际电压值与参考电压值相同，则表示该纵向阵列上不存在被触摸的点；若检测到的实际电压值与参考电压值不相同，则表示纵向阵列1211j上存在被触摸的点，并可以确定被触摸点的横坐标x；综合考虑横向阵列和纵向阵列，若横向阵列1221i上存在被触摸的点，纵向阵列1211j上也存在被触摸的点，那么根据被横向阵列1221i的对应的纵坐标y和纵向阵列1211j的对应的横坐标x，即可得出被触摸的点B的坐标为(x，y)。
然后，参见图6，在手指滑动过程中，手指指纹的纹路的突起将会划过X方向多个电极及其间隔空间，进而在不同的指纹图像片断系列中，纹路突起将引起的电容变化，将会体现在相邻的X方向电极的电容变化上。对这一系列的图片用软件进行分析，可以在Y方向上得到高于其物理电极分辩率的图像。因此，将检测到的每一触点的坐标输出，形成一帧指纹的图像；当手指在所述指纹识别模块沿Y方向滑动时，就得到了多帧指纹图像61，最后将得到的多帧指纹图像合成一个完整的指纹图像62，即最终检测得到的指纹图像，进一步判断该指纹图像是否与预先设置的指纹图像相匹配。
进一步的，所述指纹识别模块10还包括覆盖在所述感应电极121和驱动电极122上方的保护层。
本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，用于向所述显示面板提供电信号的显示面板的FPC，所述显示装置还包括上述的指纹识别模块。
较佳的，所述指纹识别模块中的FPC为显示装置中显示面板的FPC，通过一次工艺形成所述PFC，可以减少工艺制作步骤，降低生产成本。
较佳的，所述显示装置还包括触控模块，所述触控模块通过所述FPC与外电路连接；通过所述触控模块，可实现所述显示装置的触控功能。
较佳的，所述指纹识别芯片与指纹感应电路电连接。所述指纹识别芯片可用于检测所述指纹驱动电路中由驱动电极和感应电极形成的电容的变化，并将检测结果通过FPC发送给外电路。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种指纹识别模块，其特征在于，包括：
柔性电路板FPC；
设置在所述柔性电路板上的指纹感应电路，包括相互绝缘的驱动电极和感应电极，其中，所述驱动电极沿第一方向延伸，所述感应电极沿第二方向延伸，所述驱动电极包括多个相互绝缘的驱动子电极，所述驱动子电极的宽度为300um-500um，所述感应电极包括多个相互绝缘的感应子电极，所述感应子电极的宽度为30um-50um；
指纹识别芯片，所述指纹识别芯片位于所述FPC的一侧，与所述驱动电极和感应电极电连接，用于检测由所述驱动电极和感应电极形成的电容的变化，并将检测结果通过所述FPC发送给外电路；其中，当手指滑动时，得到多帧指纹图像，将多帧指纹图像合成一完整的指纹图像，得到最终检测得到的图像，并与预设指纹图像进行匹配。
2.如权利要求1所述的模块，其特征在于，所述感应电极和驱动电极分别位于所述FPC的两侧；或者
所述感应电极和驱动电极位于所述FPC的同一侧。
3.如权利要求2所述的模块，其特征在于，当所述感应电极和驱动电极位于所述FPC的同一侧时，所述模块还包括位于所述感应电极和驱动电极之间的绝缘层。
4.如权利要求2所述的模块，其特征在于，所述驱动子电极为条状，且沿第一方向平行分布。
5.如权利要求2所述的模块，其特征在于，所述感应子电极为条状，且沿第二方向平行分布。
6.如权利要求1所述的模块，其特征在于，所述驱动子电极和感应子电极交叉设置。
7.如权利要求1～6任一权项所述的模块，其特征在于，所述模块还包括保护层，所述保护层覆盖所述感应电极和驱动电极。
8.一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，用于向所述显示面板提供电信号的显示面板的FPC，其特征在于，所述装置还包括权利要求1～7任一权项所述的指纹识别模块。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述指纹识别模块中的FPC为显示装置中显示面板的FPC。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述显示装置还包括触控模块，所述触控模块通过所述FPC与外电路连接。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述指纹识别芯片与指纹感应电路电连接。
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