光學(xué)指紋檢測(cè)裝置及顯示設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)指紋檢測(cè)裝置及顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，其在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如電子設(shè)備終端中的手 機(jī)、平板電腦和電視等；安全防護(hù)系統(tǒng)中的門禁和保險(xiǎn)柜等。指紋采集的實(shí)現(xiàn)方式主要有光 學(xué)式、電容式和超聲成像式等技術(shù)，其中光學(xué)式指紋識(shí)別技術(shù)的識(shí)別范圍相對(duì)較大，且成本 相對(duì)較低。
[0003] 目前，例如在LCD顯示器中，多采用以背光板、光學(xué)成像裝置進(jìn)行漫反射指紋成像 的方式來進(jìn)行指紋識(shí)別。例如，以背光作為光源照明手指后，光線漫反射回成像傳感器進(jìn)行 成像。利用手指指紋的波谷（以下稱為谷）和波峰（以下稱為脊）的漫反射的發(fā)散光的強(qiáng) 度不同來形成指紋識(shí)別圖像。由于漫反射的光的能量較弱且指紋的谷脊信號(hào)差異較小，因 此這種方法對(duì)于漫反射光線所穿過的部分的透光率以及傳感器的靈敏度要求很高，而且對(duì) 于其他光線的干擾的抵抗力差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)指紋檢測(cè)裝置以及包括該光學(xué)指紋檢測(cè)裝置的顯 示設(shè)備，其能夠提高對(duì)于光學(xué)指紋檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性。
[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種光學(xué)指紋檢測(cè)裝置，包括：
[0006] 光源，用于發(fā)出光束；
[0007] 透明的觸摸板，所述觸摸板具有第一表面以及與第一表面相鄰的至少一個(gè)第二表 面，所述第一表面設(shè)有供手指或腳趾觸摸的至少一個(gè)觸摸區(qū)，所述第二表面用于接收從與 之對(duì)應(yīng)的光源發(fā)出的光束并與第一表面成小于90度的夾角，以將透過第二表面射入觸摸 板的光束朝向第一表面的觸摸區(qū)引導(dǎo)，所述觸摸區(qū)布置成在觸摸區(qū)未被手指或腳趾觸摸時(shí) 將該光束朝向觸摸板的與所述第一表面相反的一側(cè)全反射；
[0008] 檢測(cè)單元，所述檢測(cè)單元位于所述觸摸板的與所述第一表面相反的一側(cè)外部，用 于接收經(jīng)所述觸摸區(qū)反射并從觸摸板射出的光束并檢測(cè)所接收到的光束的強(qiáng)度分布，
[0009] 其中，所述觸摸板的折射率大于空氣的折射率且所述第一表面與第二表面的夾角 布置成使得該光束在第一表面處的入射角當(dāng)?shù)谝槐砻媾c空氣接觸時(shí)滿足全反射條件，而當(dāng) 第一表面與人體皮膚直接接觸時(shí)不滿足全反射條件。
[0010] 在一實(shí)施例中，所述光源布置在所述第二表面上。
[0011] 在一實(shí)施例中，所述光束垂直于第二表面入射。
[0012] 在一實(shí)施例中，所述光學(xué)指紋檢測(cè)裝置還包括圍繞所述觸摸板的第二表面布置的 邊框，與所述第二表面對(duì)應(yīng)的所述光源布置在所述邊框的內(nèi)壁上。
[0013] 在一實(shí)施例中，所述光學(xué)指紋檢測(cè)裝置還包括位于所述觸摸板和檢測(cè)單元之間的 顯示組件。
[0014] 在一實(shí)施例中，所述顯示組件還依次包括：偏振片、彩色濾光片和液晶層。
[0015] 在一實(shí)施例中，所述光學(xué)指紋檢測(cè)裝置還包括薄膜晶體管基板，其中所述檢測(cè)單 元布置在所述液晶層和薄膜晶體管基板之間。
[0016] 在一實(shí)施例中，所述顯示組件通過膠層粘合在所述觸摸板的與所述第一表面相反 的一側(cè)上，所述膠層位于所述觸摸板與顯示組件之間且折射率與所述觸摸板大致相等。
[0017] 在一實(shí)施例中，所述光學(xué)指紋檢測(cè)裝置還包括遮光部，所述遮光部形成于所述觸 摸板的與所述第一表面相反的一側(cè)的表面上，布置于所述顯示組件的四周以形成非顯示區(qū) 域。
[0018] 在一實(shí)施例中，所述檢測(cè)單元包括設(shè)置在所述顯示組件的顯示區(qū)域中的第一檢測(cè) 部和設(shè)置在所述非顯示區(qū)域中的第二檢測(cè)部，所述第一檢測(cè)部配置成接收所述光束經(jīng)由所 述顯示組件的背對(duì)所述觸摸板一側(cè)射出的部分，所述第二檢測(cè)部配置成接收所述光束經(jīng)由 所述顯示組件的周邊側(cè)射出的部分。
[0019] 在一實(shí)施例中，所述觸摸區(qū)至少部分地占據(jù)所述第一表面上與所述遮光部對(duì)應(yīng)的 區(qū)域。
[0020] 在一實(shí)施例中，所述光學(xué)指紋檢測(cè)裝置包括兩個(gè)所述光源，每個(gè)光源發(fā)出一個(gè)所 述光束，所述第一表面上設(shè)置有彼此間隔開的兩個(gè)所述觸摸區(qū)，所述觸摸板設(shè)置有兩個(gè)彼 此對(duì)置的第二表面，所述兩個(gè)第二表面各自接收從兩個(gè)所述光源發(fā)出的所述光束并將其分 別引導(dǎo)向兩個(gè)所述觸摸區(qū)。
[0021 ] 在一實(shí)施例中，所述觸摸板由玻璃、石英、塑料或樹脂材料制成。
[0022] 在一實(shí)施例中，所述觸摸區(qū)的總面積占第一表面面積的70%以上。
[0023] 在一實(shí)施例中，所述光源為面光源。
[0024] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種顯示設(shè)備，包括如上任一實(shí)施例所述的光學(xué)指紋檢測(cè) 裝置。
[0025] 本發(fā)明的上述實(shí)施例通過在觸摸板的側(cè)面上形成傾斜的入光面而在觸摸板的觸 摸區(qū)處生成全反射信號(hào)和非全反射信號(hào)來對(duì)指紋進(jìn)行檢測(cè)。這可以提高指紋的"谷"、"脊" 的檢測(cè)信號(hào)的對(duì)比度和抗干擾性。
【附圖說明】
[0026] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)指紋檢測(cè)裝置的示意性剖視圖；
[0027] 圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)指紋檢測(cè)裝置的指紋識(shí)別原理；
[0028] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光學(xué)指紋檢測(cè)裝置的示意性剖視圖；
[0029] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)指紋檢測(cè)裝置的示意性俯視圖；
[0030] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光學(xué)指紋檢測(cè)裝置的示意性剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。在說明 書中，相同或相似的附圖標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部件。下述參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的 說明旨在對(duì)本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思，提供一種光學(xué)指紋檢測(cè)裝置，包括：光源，用于發(fā)出光束； 透明的觸摸板，所述觸摸板具有第一表面以及與第一表面相鄰的至少一個(gè)第二表面，所述 第一表面設(shè)有供手指或腳趾觸摸的至少一個(gè)觸摸區(qū)，所述第二表面用于接收從與之對(duì)應(yīng)的 光源發(fā)出的光束并與第一表面成小于90度的夾角，以將透過第二表面射入觸摸板的光束 朝向第一表面的觸摸區(qū)引導(dǎo)，所述觸摸區(qū)布置成在觸摸區(qū)未被手指或腳趾觸摸時(shí)將該光束 朝向觸摸板的與所述第一表面相反的一側(cè)全反射；檢測(cè)單元，所述檢測(cè)單元位于所述觸摸 板的與所述第一表面相反的一側(cè)外部，用于接收經(jīng)所述觸摸區(qū)反射并從觸摸板射出的光束 并檢測(cè)所接收到的光束的強(qiáng)度分布，其中，所述觸摸板的折射率大于空氣的折射率且所述 第一表面與第二表面的夾角布置成使得該光束在第一表面處的入射角當(dāng)?shù)谝槐砻媾c空氣 接觸時(shí)滿足全反射條件，而當(dāng)?shù)谝槐砻媾c人體皮膚直接接觸時(shí)不滿足全反射條件。
[0033] 在下面的詳細(xì)描述中，為便于解釋，闡述了許多具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本披露實(shí)施 例的全面理解。然而明顯地，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下也可以被實(shí) 施。在其他情況下，公知的結(jié)構(gòu)和裝置以示意性的方式體現(xiàn)以簡(jiǎn)化附圖。
[0034] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種光學(xué)指紋檢測(cè)裝置100。該光學(xué)指紋檢測(cè) 裝置100包括：用于發(fā)出光束11的光源10、觸摸板20和檢測(cè)單元30。觸摸板20具有第一 表面21 (在圖1中示出為上表面）以及與第一表面21相鄰的至少一個(gè)第二表面22。所述 第一表面21設(shè)有供手指或腳趾觸摸的至少一個(gè)觸摸區(qū)23。所述第二表面22用于接收從 光源10發(fā)出的光束11并與第一表面21成小于90度的夾角，以將透過第二表面22射入觸 摸板20的光束11朝向第一表面21的觸摸區(qū)23引導(dǎo)。所述觸摸區(qū)23布置成在觸摸區(qū)23 未被手指或腳趾觸摸時(shí)將該光束11朝向觸摸板20的與所述第一表面21相反的一側(cè)（在 圖1中示出為觸摸板20的下側(cè)）全反射。檢測(cè)單元30位于所述觸摸板20的與所述第一 表面21相反的一側(cè)外部（在圖1中示出為觸摸板20的下方），用于接收經(jīng)所述觸摸區(qū)23 反射并從觸摸板20射出的光束11并檢測(cè)所接收到的光束11的強(qiáng)度分布。作為示例，檢測(cè) 單元30可以為光電傳感器或任何其它可以檢測(cè)光學(xué)信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)裝置。
[0035] 在該實(shí)施例中，觸摸板20的折射率大于空氣的折射率且所述第一表面21與第二 表面22的夾角布置成使得該光束11在第一表面21處的入射角當(dāng)?shù)谝槐砻?1與空氣接觸 時(shí)滿足全反射條件，而當(dāng)?shù)谝槐砻?1與人體皮膚直接接觸時(shí)不滿足全反射條件。作為示 例，觸摸板20的折射率可以小于人體皮膚的折射率，但這不是必須的，例如，觸摸板20的折 射率也可以大于或等于人體皮膚的折射率，只要保證當(dāng)?shù)谝槐砻?1與人體皮膚直接接觸 時(shí)不滿足全反射條件即可。
[0036] 人的指紋是由一定圖案的凸凹不平的紋理形成的。因此，對(duì)于指紋識(shí)別的關(guān)鍵就 在于對(duì)指紋的凸凹不平的紋理結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)現(xiàn)。為了描述方便，在下文中，指紋中凸起的部分 將被稱為"脊"而凹陷的部分將被稱為"谷"。
[0037] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)指紋檢測(cè)裝置對(duì)手指指紋進(jìn)行檢測(cè)的示 意圖。當(dāng)手指80按壓觸摸板20的第一表面21的觸摸區(qū)23時(shí)，指紋中的"脊"81將與觸摸 區(qū)23緊密接觸，而指紋中的"谷"82則與觸摸區(qū)23存在一定間隙