CN105868714A - 指纹辨识装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种指纹辨识装置，包含一背光模块以及一感应模块。感应模块设置于背光模块上。感应模块包含多个光感应单元以及多个光转换单元。每一个光转换单元分别设置于光感应单元的其中之一上。背光模块发出一第一色光，第一色光穿过光感应单元间的间隙后被反射至光转换单元，且光转换单元将第一色光转换为一第二色光，使得光感应单元感应第二色光。通过实施本发明，可有效降低背光模块的功率损耗。
Description
技术领域
本发明关于一种指纹辨识装置，尤指一种可有效降低功率损耗的指纹辨识装置。
背景技术
指纹辨识是利用人体手指上独有指纹信息进行辨识。常见的指纹辨识装置是由指纹感测器采集一枚完整的指纹图像，再交由指纹辨识演算法进行指纹图像处理与指纹特征点抽取，以进行指纹比对。常见的指纹辨识装置有电容式与光学式两种。光学式指纹辨识装置是靠光源、反射面以及感光元件来记录指纹。使用时，手指按压于反射面上，靠着指纹波峰与波谷反射光线，再通过感光元件撷取图像。由于指纹波峰与波谷的光反射强度不同，感光元件感应光强度后反应出阶调差异，即可达到指纹辨识效果。
目前，光学式指纹辨识装置因各膜层与架构对光线的遮蔽以及手指对光线的反射率与吸收率的影响，会有光穿透率不足的问题发生。因此，为了使感光元件可以感应到足够的光线，来保持指纹辨识的能力，需要加强光源的发光强度。然而，加强光源的发光强度便会使得功率损耗增加，进而增加指纹辨识装置整体的耗电。
发明内容
本发明提供一种可有效降低功率损耗的指纹辨识装置，以解决上述问题。
根据一实施例，本发明的指纹辨识装置包含一背光模块以及一感应模块。感应模块设置于背光模块上。感应模块包含多个光感应单元以及多个光转换单元。每一个光转换单元分别设置于光感应单元的其中之一上。背光模块发出一第一色光，第一色光穿过光感应单元间的间隙后被反射至光转换单元，且光转换单元将第一色光转换为一第二色光，使得光感应单元感应第二色光。
根据另一实施例，本发明的指纹辨识装置包含一背光模块以及一感应模块。感应模块设置于背光模块上。感应模块包含多个光感应单元以及多个光转换单元。每一个光转换单元分别设置于光感应单元的其中之一上。背光模块发出一第一色光，且光转换单元将第一色光转换为一第二色光，其中第一色光的波长介于600纳米与850纳米之间，且第二色光的波长介于450纳米与550纳米之间。
综上所述，本发明是将光转换单元设置于光感应单元上，以利用光转换单元先将背光模块发出且被手指反射的第一色光转换为第二色光，再由光感应单元感应第二色光，其中第一色光可为波长介于600纳米与850纳米之间的红光，且第二色光可为波长介于450纳米与550纳米之间的绿光。由于人体手指的皮肤对于红光波段的反射率较大，因此，使用红光当光源可以增加反射光强度。此外，由于光感应单元对于绿光波段的感应能力较佳，因此，利用光转换单元将红光转换为绿光可增加光感应单元的感应能力。由于本发明可增加手指的反射光强度与光感应单元的感应能力，因此，不需加强背光模块的发光强度，即可保持指纹辨识的能力。藉此，即可有效降低背光模块的功率损耗。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的指纹辨识装置的俯视图。
图2为图1中的指纹辨识装置沿X-X线的剖面图。
附图标号
1 指纹辨识装置
3 手指
10 有效区域
12 扫描线
14 数据线
16 栅极驱动芯片
18 源极驱动芯片
20 背光模块
22 感应模块
24 开关元件阵列
220 透明基板
222 光感应单元
224 光转换单元
226 透明导电层
228 平坦层
230 多层光学镀膜
2220 第一金属层
2222 绝缘层
2224 第二金属层
2226 光感应层
X-X 剖面线
具体实施方式
请参阅图1以及图2，图1为根据本发明一实施例的指纹辨识装置1的俯视图，图2为图1中的指纹辨识装置1沿X-X线的剖面图。如图1所示，指纹辨识装置1包含一有效区域(Active Area，AA)10、多条扫描线12、多条数据线14、至少一个栅极驱动芯片16以及至少一个源极驱动芯片18。有效区域10、扫描线12、数据线14、栅极驱动芯片16与源极驱动芯片18的作用原理为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
如图2所示，指纹辨识装置1更包含一背光模块20、一感应模块22以及一开关元件阵列24。感应模块22设置于背光模块20上。于此实施例中，背光模块20可为直下式背光模块或侧光式背光模块，视实际应用而定。背光模块20与感应模块22间具有间隙或无间隙。感应模块22包含多个光感应单元222以及多个光转换单元224。于此实施例中，多个光感应单元222以阵列排列的方式对应有效区域10而设置于透明基板220上。此外，开关元件阵列24亦以阵列排列的方式对应有效区域10而设置于透明基板220上，且与光感应单元222电连接。于此实施例中，开关元件阵列24可为多个薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)所构成，多个薄膜晶体管分别与对应的扫描线12和数据线14电连接。需说明的是，薄膜晶体管开关的构造及其作用原理为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。为方便说明及观察，图2仅显示一个开关元件、一个光感应单元222以及一个光转换单元224，然本领域技术人员可据此了解开关元件阵列24以及感应模块22中多个光感应单元222以及多个光转换单元224的设置方式，而不以局限本发明。
光感应单元222包含一第一金属层2220、一绝缘层2222、一第二金属层2224以及一光感应层2226，其中第一金属层2220形成于透明基板220上，绝缘层2222形成于第一金属层2220上，第二金属层2224形成于绝缘层上2222，且光感应层2226形成于第二金属层2224上。于此实施例中，光感应单元222可与开关元件阵列24于同一工艺中形成，因此，光感应层2226上可覆盖有透明导电层226，光感应层2226的材料例如为富硅氧化物(Silicon-rich Oxide)，透明导电层226的材料例如为铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)。在光感应单元222与开关元件阵列24形成后，可进一步于光感应单元222与开关元件阵列24上形成平坦层228，且于平坦层228上形成多层光学镀膜230，以增强表面硬度或是光调控度等等目的，但不以此为限。
每一个光转换单元224分别设置于光感应单元222的其中之一上。于此实施例中，光转换单元224可为一倍频晶体或一荧光膜层。
于进行指纹辨识时，使用者可将其手指3放置于指纹辨识装置1上，背光模块20发出的第一色光即会穿过透明基板220与光感应单元222间且未被第一金属层2220和第二金属层2224阻挡的间隙而被手指3反射至光转换单元224。此时，光转换单元224即会将背光模块20发出的第一色光转换为第二色光，使得光感应单元222感应第二色光。
于此实施例中，第一色光的波长可介于600纳米与850纳米之间，且第二色光的波长可介于450纳米与550纳米之间。进一步而言，第一色光可为波长介于600纳米与850纳米之间的红光，且第二色光可为波长介于450纳米与550纳米之间的绿光。由于人体手指的皮肤对于红光波段的反射率较大，因此，使用红光当光源可以增加反射光强度。此外，由于光感应单元222对于绿光波段的感应能力较佳，因此，利用光转换单元224将红光转换为绿光可增加光感应单元222的感应能力。
综上所述，本发明是将光转换单元设置于光感应单元上，以利用光转换单元先将背光模块发出且被手指反射的第一色光转换为第二色光，再由光感应单元感应第二色光。由于背光模块发出的第一色光可增加手指的反射光强度且经由光转换单元转换后的第二色光可增加光感应单元的感应能力，因此，不需加强背光模块的发光强度，即可保持指纹辨识的能力。藉此，即可有效降低背光模块的功率损耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种指纹辨识装置，其特征在于，包含：
一背光模块；以及
一感应模块，设置于该背光模块上，该感应模块包含：
多个光感应单元；以及
多个光转换单元，每一该光转换单元分别设置于该多个光感应单元的其中之一上；
其中，该背光模块发出一第一色光，该第一色光穿过该多个光感应单元间的间隙后被反射至该光转换单元，且该光转换单元将该第一色光转换为一第二色光，使得该光感应单元感应该第二色光。
2.如权利要求1所述的指纹辨识装置，其特征在于，该光转换单元为一倍频晶体或一荧光膜层。
3.如权利要求1所述的指纹辨识装置，其特征在于，该第一色光的波长介于600纳米与850纳米之间，且该第二色光的波长介于450纳米与550纳米之间。
4.如权利要求1所述的指纹辨识装置，其特征在于，该光感应单元包含：
一第一金属层，形成于一透明基板上；
一绝缘层，形成于该第一金属层上；
一第二金属层，形成于该绝缘层上；以及
一光感应层，形成于该第二金属层上。
5.如权利要求1所述的指纹辨识装置，其特征在于，更包含一开关元件阵列，与该多个光感应单元电连接。
6.一种指纹辨识装置，其特征在于，包含：
一背光模块；以及
一感应模块，设置于该背光模块上，该感应模块包含：
多个光感应单元；以及
多个光转换单元，每一该光转换单元分别设置于该多个光感应单元的其中之一上；
其中，该背光模块发出一第一色光，且该光转换单元将该第一色光转换为一第二色光，该第一色光的波长介于600纳米与850纳米之间，且该第二色光的波长介于450纳米与550纳米之间。
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