CN101014965A - 用于检测指纹的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检测指纹(1)的装置，具有一个形成手指托的透光覆盖层(7)，在其远离手指托的面上具有与分析电路(10)相连的一层矩阵设置的光敏元件(9)和发光元件(8)。为提供具有优点的结构性能，提出在覆盖层(7)与手指托相对的面上，在由彼此交叉的导轨(5、6)组成的两个电极层(3、4)之间设置一个有机半导体基础上的感光层(2)，其中导轨(5)在感光层(2)与覆盖层(7)之间透光构成，以及感光层(2)在两个电极层(3、4)的导轨(5、6)的交叉区域内形成光敏和发光元件(8、9)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测指纹的装置，具有一个形成手指托的透光覆盖层，在其远离手指托的面上具有与分析电路相连的一层矩阵设置的光敏元件和发光元件。
背景技术
为了能够对指纹进行数字检测，而无需在光学上首先通过透镜系统描摹指纹，公开的有(WO 97/036544 A1)将光敏元件，最好是发光二极管或者发光晶体管以薄膜技术设置在玻璃或者石英的透明载体上并利用一个例如电致发光二极管的发光层覆盖。因为光敏元件以矩阵成行设置和元件行彼此通过透光的中间空隙相互分开，所以光从发光层穿过透光的中间空隙和透明的载体投射到手指上，该手指为进行其指纹检测置放在作为手指托使用的载体上。在皮肤的嵴和沟壑上不同反射的光由光敏元件检测，其依赖于反射光强的电信号单元式传递到一个用于制作指纹数字图像的分析电路内。这种用于检测指纹的公开装置中的缺点主要在于，由于使用无机半导体基础上的光敏元件导致结构开支，由此还造成所要检测的指纹只能通过光敏元件之间比较窄的中间空隙进行照明。
发明内容
本发明的目的因此在于，对开头所述类型用于检测指纹的装置这样构成，使其可以利用结构简单的装置获得指纹的数字图像。
本发明的目的由此得以实现，即在覆盖层与手指托相对的面上在由彼此交叉的导轨组成的两个电极层之间设置一个有机半导体基础上的感光层，其中导轨在感光层与覆盖层之间透光构成，以及感光层在两个电极层的导轨的交叉区域内形成光敏和发光元件
由于使用有机半导体基础上的感光层而产生比较简单的结构条件，它一方面源于有机半导体材料在传统溶剂中的可溶解性和另一方面源于载流子与无机半导体相比较低的可移动性，从而为彼此隔开单个光敏区无需采取特殊措施。这些光敏区通过处于感光层两面上的电极层彼此交叉的导轨确定，因为电荷迁移基本限制在导轨的交叉区上，而且感光层内部导轨相邻交叉区之间电荷运动的影响总体上可以忽略不计。此外，这些感光层在相应的结构中通过施加激发电压也发光，从而无需单独的发光层。感光层的所选择区域可以通过两个电极层所属的导轨为发光施加电压。为可以将这种光用于照明和检测指纹，电极层在感光层与覆盖层之间透光构成。
在低激发能情况下一方面对高度光灵敏性和另一方面对良好光效率的要求，需要在感光层的结构方面整体上采取不同的措施。出于这一原因，感光层在发光元件的区域内具有与光敏元件的区域不同的结构。这种不同的结构由于有机半导体在传统溶剂中的可溶解性本身不会造成困难，尤其是溶解可以点状并排产生。这一点例如意味着，为感光层的光敏区域可以使用两种分子成分，即一种作为电子施主的共轭聚合物成分和一种作为电子受主的填充物成分，而为发光元件仅使用一种共轭的聚合物。通过缺少一种电子受主，在向该聚合物区施加电压时可以发光，该光可以用于照明所要检测的指纹并在扩散反射后由感光层的光敏区检测并分析处理。
通过预先规定感光层的确定发光区域，依据目的光敏元件的输出信号依赖于各自激发的发光元件局部层而读出到分析电路内，从而部分从依次照明的段中检测并由所检测的各个区域组成全部指纹，这样限制可供发光元件使用的激发能，这些元件可以任意的顺序依次进行激发。
光敏元件输出信号的读出不仅可以在位置上依赖发光元件，而且也可以在时间上依赖于发光元件激发而进行。通过这种措施可以确保指纹上反射的光得到分析处理和所发射的光在其在指纹上反射之前对分析处理没有影响。通过这种时间上的依赖关系消除了发光与光敏元件之间的电荷运动。
附图说明
附图中示出本发明的主题。其中：
图1以示意横剖面图示出一种依据本发明用于检测指纹的装置；
图2以部分分解的示意俯视图示出图1的装置；以及
图3示出控制和分析处理依据本发明用于检测指纹的装置的方框图。
具体实施方式
特别是如从图1和2可看到的那样，用于检测图1中虚点线所示指纹1的所示装置具有一个感光层2，处于其上面的是由彼此交叉的导轨5、6组成的两个电极层3、4。感光层2在有机半导体的基础上构成，其与层面平行的电荷可运动性比较小，从而在导轨5、6的交叉区内产生彼此基本上隔开的光敏元件。
为了能够一方面通过形成手指托的透光覆盖层7照明指纹1和另一方面检测用于描摹指纹在指纹1上扩散反射的光，将感光层2通过交叉区域确定的导轨5、6局部预先确定的单个区域作为发光元件8并将其它区域作为光敏元件9使用。虽然原则上可以这样选择感光层2的结构，使导轨5、6交叉区域内的各个元件依赖于或者作为发光元件8或者作为光敏元件9的激发而使用，但通过发光和光敏元件8、9感光层2的不同结构可以提高光效率和光敏感性。为此目的发光元件8局部区域内的感光层2最好仅由一种共轭聚合物组成，而其他区域内的感光层由两种有机分子成分组成，即一个作为电子施主的共轭聚合物成分和一个作为电子受主的填充物成分组成。图1和2中示出感光层2的这些不同区域。
采用不同结构的发光元件8和光敏元件9这些元件也应不同激发。依据图3的光敏元件9通过导轨5、6连接在分析电路10上，而发光元件8则通过与发光元件8的区域内彼此交叉的导轨5、6连接的控制装置11激发。由于照明指纹和检测反射光所需的透射光穿过电极层3，该电极层3的导轨5透光构成。
为检测指纹1通过沟状沟壑彼此分开的肤嵴，首先最好在时间顺序上依次激发感光层2的发光元件8，以便通过光敏元件9检测在置于覆盖层7上的手指的指纹1上扩散反射的光。这些光敏元件9依赖于元件矩阵内部发光元件8的局部位置进行选择，以便将光敏元件9依赖于反射光光强的输出信号通过所属的导轨5、6读出到分析电路10内。指纹因此部分进行检测和各自本身所检测的区域组成指纹的完整图像。为避免感光层相邻部件8、9之间的干扰作用，光敏元件9的输出信号可以在时间上依赖于发光元件8的激发而读出到分析电路内，从而通过光敏元件9仅检测反射光。
Claims (4)
1.用于检测指纹的装置，具有形成手指托的透光覆盖层，在其远离手指托的面上具有连接至分析电路的一层矩阵设置的光敏元件和发光元件，其特征在于，在覆盖层(7)与手指托相对的面上，在由彼此交叉的导轨(5、6)组成的两个电极层(3、4)之间设置一个有机半导体基础上的感光层(2)，其中导轨(5)在感光层(2)与覆盖层(7)之间透光构成，以及感光层(2)在两个电极层(3、4)的导轨(5、6)的交叉区域内形成光敏和发光元件(8、9)。
2.按权利要求1所述的装置，其中，感光层(2)在发光元件(8)的区域内具有与光敏元件(9)的区域不同的结构。
3.按权利要求1或2所述的装置，其中，光敏元件(9)的输出信号可依赖于各个激发的发光元件(8)局部层而读出到分析电路(10)内。
4.按权利要求1-3之一所述的装置，其中，光敏元件(9)的输出信号可在时间上依赖于发光元件(8)的激发而读出到分析电路(10)内。
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