指纹识别组件和电子设备的制作方法

1.本技术属于电子设备技术领域，具体涉及一种指纹识别组件和电子设备。


背景技术：

2.目前，对于指纹识别领域，利用镜头对指纹进行拍照进行识别的光电技术已逐渐成熟，但不可避免地在用户指纹带水，或是其他情况下，导致识别率明显下降，影响用户的使用。现有技术中，提供了超声波指纹识别模组，可通过发出超声波在到达手指时发生反射，通过对反射的超声波进行识别，即可得到指纹的图案，从而即可实现识别。然而现有超声波在发射时是双向的，当用户按压屏幕力度过大导致超声波指纹识别模组发生弯折，使其与电路板相接触时，发出的超声波会被该部分所干扰，影响识别的准确率。


技术实现要素：

3.本技术旨在提供一种指纹识别组件和电子设备，通过在超声波收发组件上设有高度更大的支撑结构，对超声波收发组件的一侧进行架空设计，在受到外力时，即使发生弯折，也不会与像素识别模块相接触，保证接收到的超声波不受像素识别模块的结构形状的影响，从而可显著提高指纹识别的准确性。
4.为了实现上述目的，本技术第一方面的实施例提供的指纹识别组件，包括：超声波收发组件，超声波收发组件的一侧设有多个像素识别模块，任意两个相邻的像素识别模块之间间隔设置；支撑结构，设于两个相邻的像素识别模块之间，且支撑结构与像素识别模块设于超声波收发组件的同侧，在垂直于超声波收发组件所在平面的方向上，支撑结构的高度大于像素识别模块的高度。
5.根据本技术提供的指纹识别组件的实施例，主要包括超声波收发组件和支撑结构，超声波收发组件主要用于向外发射超声波，由于用户手指指纹部分的凸起处和凹陷处对超声波的反射率并不相同，故而可通过对反射后的超声波进行接收，从而通过计算可还原出指纹图案，从而实现指纹识别的效果。需要强调的，由于超声波的传播是发散的，无法将其限定在某一个方向上，故而在垂直按压超声波发生组件时，容易使其与底部的结构发生接触，接触后所接收到的超声波的信号中会将顶部的指纹反射的超声波与底部的结构反射的超声波混合起来，无法对指纹进行准确识别，因此本技术中，通过额外设置支撑结构，使得在超声波收发组件的一侧进行架空设计，也即超声波收发组件的底部存在一定的空间，使得在受到外力时，即使发生弯折，也不会与像素识别模块相接触，保证接收到的超声波不受像素识别模块的形状的影响，从而可显著提高指纹识别的准确性。
6.其中，为了保证支撑结构不会对超声波的收发起到干扰，将像素识别模块间隔设置，并将支撑装置与像素识别模块设于超声波收发组件的同侧，具体为设置在相邻两个像素识别模块之间的间隔处。在此基础上，对支撑结构的尺寸进行限制，通过限制其高度比像素识别模块的高度更高，使得在垂直于超声波收发组件所在平面的方向上，支撑结构大于像素识别模块的部分会形成一部分空间，也即存在空气层。
7.可以理解，超声波收发组件一般呈平面状设置，而支撑结构则是沿高度方向设置，以便于对指纹进行较为全面的采集。
8.本技术第二方面的实施例提供的电子设备，包括：壳体；显示屏，与所述壳体层叠设置，如上述任一实施例的指纹识别组件设于所述显示屏和所述壳体之间。
9.根据本技术提供的电子设备的实施例，主要包括壳体、显示屏以及指纹识别组件三个部分，其中，指纹识别组件设置在显示屏和壳体之间，以便于在用户将手指放在显示屏上时，可对指纹进行超声波检测。
10.此外，由于折叠设备包括上述任一实施例的指纹识别组件，故而具有上述任一实施例的有益效果。
11.其中，电子设备包括手机、平板、笔记本、门锁等需要指纹识别的设备。
12.本技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
13.图1示出了根据本技术的一个实施例的指纹识别组件的结构示意图；
14.图2示出了根据本技术的一个实施例的指纹识别组件的关系示意图；
15.图3示出了根据本技术的一个实施例的指纹识别组件的结构示意图；
16.图4示出了根据本技术的一个实施例的指纹识别组件的结构示意图；
17.图5示出了根据本技术的一个实施例的指纹识别组件的结构示意图；
18.图6示出了根据本技术的一个实施例的指纹识别组件的结构示意框图；
19.图7示出了根据本技术的一个实施例的电子设备的结构示意图。
20.其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
21.100：指纹识别组件；102：超声波收发组件；1022：像素识别模块；1024：发射装置；1026：接收装置；104：支撑结构；106：硬化层；108：控制器；200：电子设备；202：壳体；204：显示屏；206：缓冲件。
具体实施方式
22.下面将详细描述本技术的实施例，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，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
24.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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技术中的具体含义。
25.本技术实施例中提供的电子设备，可以为手机、平板、笔记本、门锁等需要指纹识别的设备。
26.下面参照图1至图7描述根据本技术实施例提供的指纹识别组件100和电子设备200。
27.如图1所示，本技术的一个实施例提出一种超声波收发组件102，超声波收发组件102的一侧设有多个像素识别模块1022，任意两个相邻的像素识别模块1022之间间隔设置；支撑结构104，设于两个相邻的像素识别模块1022之间，且支撑结构104与像素识别模块1022设于超声波收发组件102的同侧，在垂直于超声波收发组件102所在平面的方向上，支撑结构104的高度大于像素识别模块1022的高度。
28.根据本技术提供的指纹识别组件100的实施例，主要包括超声波收发组件102和支撑结构104，超声波收发组件102主要用于向外发射超声波，由于用户手指指纹部分的凸起处和凹陷处对超声波的反射率并不相同，故而可通过对反射后的超声波进行接收，从而通过计算可还原出指纹图案，从而实现指纹识别的效果。需要强调的，由于超声波的传播是发散的，无法将其限定在某一个方向上，故而在垂直按压超声波发生组件时，容易使其与底部的结构发生接触，接触后所接收到的超声波的信号中会将顶部的指纹反射的超声波与底部的结构反射的超声波混合起来，无法对指纹进行准确识别，因此本技术中，通过额外设置支撑结构104，使得在超声波收发组件102的一侧进行架空设计，也即超声波收发组件102的底部存在一定的空间，使得在受到外力时，即使发生弯折，也不会与像素识别模块相接触，保证接收到的超声波不受像素识别模块的结构形状的影响，从而可显著提高指纹识别的准确性。
29.其中，为了保证支撑结构104不会对超声波的收发起到干扰，将像素识别模块1022间隔设置，并将支撑装置与像素识别模块设于超声波收发组件的同侧，具体为设置在相邻两个像素识别模块1022之间的间隔处。在此基础上，对支撑结构104的尺寸进行限制，通过限制其高度比像素识别模块1022的高度更高要大，使得在垂直于超声波收发组件102所在平面的方向上，支撑结构104大于像素识别模块1022的部分会形成一部分空间，也即存在空气层。
30.可以理解，超声波收发组件102一般呈平面状设置，而支撑结构104则是沿高度方向设置，以便于对指纹进行较为全面的采集。
31.进一步地，如图2所示，还包括：硬化层106，与支撑结构104设于超声波收发组件102的同一侧，硬化层106与超声波收发组件102层叠设置。
32.通过在超声波收发组件102的同侧，既设置有支撑结构104，也设置有硬化层106，并使得硬化层106设置在最外侧，以便于在硬化层106的作用下将超声波收发组件102受到的力在此处进行缩小，减少发生形变后对底部结构造成影响的可能性。
33.需要说明的，如图5所示，通过将硬化层106与超声波收发组件102层叠设置，可极大的减少由于超声波收发组件102所造成的形变对底部结构产生的影响。
34.需要强调的，由于设置了硬化层106，其具体呈板状，在超声波发射到硬化层106处时，由于硬化层106的形状较为平整，对超声波的反射是统一的，故而可在受到外力时，减少
对应位置的形变，减少对底部结构的影响。
35.进一步地，在硬化层106所在平面上，硬化层106覆盖超声波收发组件102的投影。
36.通过限制硬化层106的尺寸较大，使得在硬化层106所在平面上，硬化层106会完全覆盖超声波收发组件102的投影，以便于无论超声波收发组件102接收到什么位置施加的外力，在发生形变时均不会受底部结构的影响发生形变，保证超声波信号在接收后可正常分析计算，最终保证指纹识别的准确性。
37.进一步地，硬化层106的刚度大于超声波收发组件102的刚度。
38.通过对硬化层106和超声波收发组件102的刚度限制，限制硬化层106的刚度较大，可提高对整个的超声波收发组件102的抗压效果，在受压时，若力传递到硬化层106处，由于硬化层106的刚度较大，无法驱使硬化层106发生形变，故而对于超声波向下发射的部分，反弹回超声波收发组件102的超声波较为规整，可通过后期对该频段的超声波进行统一去除，并不会对指纹识别产生影响，显著提高对指纹识别的准确性。
39.进一步地，如图3所示，多个像素识别模块1022阵列设置。
40.通过将多个像素识别模块1022进行阵列排布，一方面可使得像素识别模块1022的排布更为规整，便于根据实际需求灵活调整超声波收发组件102整体的形状，提高适用范围；另一方面，采用阵列的排布，无论用户手指放在哪个位置，均可以全面的采集到用户的指纹信息，提高指纹识别的准确率。
41.其中，像素识别模块1022的阵列可为矩形阵列，还可以为圆周阵列。
42.进一步地，像素识别模块1022在超声波收发组件102所在平面的投影呈矩形，矩形包括相连的第一边和第二边，沿第一边的延伸方向，任意相邻的两个像素识别模块1022之间的间距，与沿矩形的第二边的延伸方向任意相邻的两个像素识别模块1022之间的间距相等。
43.通过限制像素识别模块1022自身呈矩形，在对多个像素识别模块1022进行排布时，由于像素识别模块1022之间需要存在一定的间隙，通过对像素识别模块1022自身的形状进行限定，排布时，可将第一边延伸方向上的间距与第二边延伸方向上的间距之间保持相等，等间距的设置以便于支撑结构104的结构设计。
44.可以理解，第一边的延伸方向和第二边的延伸方向是垂直的。
45.当然，若是像素识别模块1022的阵列选择为圆周阵列，像素识别模块1022的形状可以为圆形，只需要均匀布置即可。
46.进一步地，支撑结构104的数量为多个，每个支撑结构104位于相邻四个像素识别模块1022的交界处。
47.通过设置多个支撑结构104，在像素识别模块1022采用矩形阵列的方式排布时，支撑结构104可处于相邻的四个像素识别模块1022的交界处，此时支撑结构104一方面可不影响像素识别模块1022的正常通过超声波对指纹进行识别，另一方面设置在该位置，还可减少支撑结构104所占据的面积，同时由于每个支撑结构104均处于相邻四个像素识别模块1022中较为中间的位置，可对该部分起到一定的支撑效果，在像素识别模块1022阵列的情况下，支撑结构104的布置也呈阵列状，更利于提供均匀的支撑力，保证结构的稳固。
48.进一步地，如图6所示，超声波收发组件102具体包括：发射装置1024，发射装置1024通过振动向外发射超声波；接收装置1026，用于接收超声波；控制器108，与发射装置
1024和接收装置1026电连接，控制器108用于根据接收装置1026接收的超声波的时间和强度，生成图像。
49.超声波收发组件102主要包括发射装置1024和接收装置1026两个部分，发射装置1024可通过振动发出超声波，接收装置1026可通过对超声波进行接收以便于后续控制器108可生成对应的图像，从而完成指纹识别。需要说明的，此处振动可以为内部的压电材料实现的，超声波穿过多个结构后到达用户手指，指纹凸起部分皮肤和凹陷进去的空气对超声波的反射率不同，指纹脊处，也即凸起部分的超声波被手指吸收大部分能量，而在指纹谷处，即凹陷进去的结构内会存在空气，超声波在空气与屏幕玻璃盖板界面发生全反射，因此反射的超声波能量分布与指纹图案相匹配，此时通过接收装置1026会接收到反射回的超声波，通过对反射回接收装置1026的超声波的能量和时间进行统计，即可对指纹图案进行还原，从而实现指纹识别的目的。
50.本技术第二方面的实施例提供的电子设备200，如图7所示，包括：壳体202；显示屏204，与壳体202层叠设置，如上述任一实施例的指纹识别组件100设于显示屏204和壳体202之间，指纹识别组件100的支撑结构104靠近壳体202设置。
51.根据本技术提供的电子设备200的实施例，主要包括壳体202、显示屏204以及指纹识别组件100三个部分，其中，指纹识别组件100设置在显示屏204和壳体202之间，以便于在用户将手指放在显示屏204上时，可对指纹进行超声波检测。
52.进一步地，由于将指纹识别组件100设置在显示屏204和壳体202之间，通过将支撑结构104靠近壳体202设置，在超声波识别组件对显示屏204上进行按压操作时，在支撑结构104的作用下可阻止超声波识别组件的形变，以便于提高指纹识别的准确性。
53.此外，由于电子设备200包括上述任一实施例的指纹识别组件100，故而具有上述任一实施例的有益效果。
54.进一步地，如图7所示，还包括：缓冲件206，设于显示屏204和壳体202之间。
55.通过在显示屏204和壳体202之间设置缓冲件206，在用户按压显示屏204时，通过缓冲件206的设置，一方面可保证整体结构的稳固，另一方面对于显示屏204而言，不容易发生局部过度弯折导致显示屏204破裂的可能，提高用户的使用体验。
56.在一个具体的实施例中，提供了一种超声波指纹模组的方案，利用支撑矩阵(即支撑结构104)和硬化层106的综合设计方案，通过在超声波指纹像素矩阵的间隙位置，穿插设置球状或柱状的支撑矩阵，支撑矩阵的上方高出像素矩阵，防止像素矩阵上下方向碰到硬化层106。支撑矩阵的左右方向与像素矩阵有交叉错开，不重叠，如图4所示，a和b值均≥0，防止支撑点吸收像素点的声波能量。
57.在一个具体的实施例中，a＝b。
58.支撑矩阵要有较好的屈服强度和硬度，受力不易变形倒塌或断裂。支撑矩阵的单个支撑点大小通常只有1um～2um，甚至更小，材料选择和制备工艺上可以选择光刻胶材料通过曝光显影的刻蚀成型。
59.支撑矩阵上方平铺一张硬化层106，材质选择上要选择刚性较好的材料，如超薄玻璃(即ultra-thin glass)或超薄金属片等，用于保护支撑矩阵，并且当用户手指按压时，可以分散应力。
60.由于支撑点与硬化层106有效粘接面积较少，为了避免硬化层106脱落，需要在边
缘围一圈双面胶或泡棉胶固定。
61.本案的设计方案在指纹模组与硬化层106之间，用支撑矩阵搭建了一层空气层，整机应用方面，只需要上述组件，贴在显示屏204下方使用即可。
62.通过上述具体实施例，指纹模组与硬化层106之间，用支撑矩阵搭建了一层空气层，当用户手指按压形变时，只有硬化层106与中框接触，而像素矩阵上方始终是空气层，声波在空气层全反射，确保从下方传输的超声波能量是整面的没有图案特征。
63.根据本技术的指纹识别组件和折叠设备的实施例，通过在超声波收发组件上设有高度更大的支撑结构，对超声波收发组件的一侧进行架空设计，在受到外力时，即使发生弯折，也不会与像素识别模块相接触，保证接收到的超声波不受像素识别模块的影响，从而可显著提高指纹识别的准确性。
64.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本技术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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。
65.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。