CN107077591A - 光学组件和指纹成像系统 - Google Patents

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朱虹
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Abstract

一种光学指纹成像系统(200)和一种光学组件(300、400、500、600、700)。所述光学指纹成像系统(200)包括:传感器(203、302、402、502、602、702)和光源(202、301、401、501、601、701);所述传感器(203、302、402、502、602、702)包括基板(2031、3021、4021、5021、6021、7021)和感光层(2032、3022、4022、5022、6022、7022),所述基板(2031、3021、4021、5021、6021、7021)具有第一表面和与所述第一表面相对且低于所述第一表面的第二表面,所述感光层(2032、3022、4022、5022、6022、7022)与所述基板(2031、3021、4021、5021、6021、7021)的所述第一表面相接触;所述光源(202、301、401、501、601、701)设置在低于所述第一表面且高于所述第二表面的位置上,且从所述光源(202、301、401、501、601、701)发出的光能够被所述基板(2031、3021、4021、5021、6021、7021)引导至所述基板(2031、3021、4021、5021、6021、7021)的所述第一表面。因此,本发明提供的光学指纹成像系统厚度小、且结构简单。

Description

光学组件和指纹成像系统
技术领域
本发明涉及光学成像系统,尤其涉及一种光学组件和一种指纹成像系统。
背景技术
光学指纹成像系统可基于光反射/折射以及光感应实现指纹图像的捕捉。具体地,当手指触摸所述指纹成像系统的工作区域时,从所述指纹成像系统发出的光到达手指并由手指反射。由于手指的不同区域,例如,凸纹和凹纹,所反射的光具有不同的强度,从而与手指相对应的指纹特征可基于光强度进行表征。在一些技术方案中,设置传感器用于接收所述反射光,并将光强信息转化为电信号。这样,指纹图像可通过处理所述电信号获得。
图1示出了一现有的光学指纹成像系统100。所述光学指纹成像系统100包括光源101、导光板102和传感器103。所述光源101位于所述导光板102的侧面,所述导光板102低于所述传感器103的第一表面。因此,从所述光源101发出的光能够进入所述导光板102,并在所述导光板102的引导下向上穿过所述传感器103,然后从所述传感器103射出。所述传感器103的所述第二表面与所述传感器103的所述第一表面相对,且朝向所述系统的外部。
另外,被用于将所述光源101发出的光引导至工作区域(例如,所述第二表面)的所述导杆板102的厚度大于0.4mm,这占所述光学指纹成像系统总厚度的相当大的比例。
因此,需要提供一种光学指纹成像系统,其厚度小、且结构简单。
发明内容
本发明的实施例提供了一种指纹成像系统。所述指纹成像系统包括:传感器和光源;所述传感器包括基板和感光层,所述基板具有第一表面和与所述第一表面相对且低于所述第一表面的第二表面,所述感光层与所述基板的所述第一表面相接触;所述光源设置在低于所述第一表面且高于所述第二表面的位置上,且从所述光源发出的光能够被所述基板引导至所述基板的所述第一表面。在本发明中,高于和低于是以所述光学指纹成像系统的最高面为参照进行衡量的。当所述光学指纹成像系统在使用中时,手指可放置于所述最高面上。在所述光学指纹成像系统中,距所述最高面较近的位置高于距所述最高面较远的位置。
在一些实施例中,所述光源贴附于所述基板的侧面上,或位于所述基板的端部内。
在一些实施例中,所述光学指纹成像系统还包括反光元件,用于将到达所述基板的所述第二表面的光反射至所述基板的所述第一表面。
在一些实施例中,所述反光元件包括形成于所述基板的所述第二表面上的多个凹坑。
在一些实施例中,所述反光元件包括反光膜,所述反光膜设置成朝向所述基板的所述第二表面。
在一些实施例中,所述光学指纹成像系统还包括壳体,用于容纳所述传感器和所述光源,其中所述反光元件包括形成于所述壳体的内表面上的多个凹坑,所述壳体的所述内表面设置成朝向所述基板的所述第二表面。
在一些实施例中,所述光学指纹成像系统还包括壳体,用于容纳所述传感器和所述光源,其中所述壳体被处理成白色或银色,所述壳体的所述内表面作为所述反光元件。
在一些实施例中,所述光学指纹成像系统还包括柔性印刷电路板,所述柔性印刷电路板至少覆盖所述基板的所述第二表面,其中所述柔性印刷电路板作为所述反光元件。
在一些实施例中,所述反光元件包括形成于导光膜上的多个凹坑,所述导光膜设置成朝向所述基板的所述第二表面。
在一些实施例中,所述导光膜包括塑料。
在一些实施例中,所述基板包括玻璃。
本发明的实施例提供了一种光学组件,用于光学指纹成像系统。所述光学组件包括:传感器和光源;所述传感器包括基板和感光层,所述基板具有第一表面和与所述第一表面相对且低于所述第一表面的第二表面,所述感光层与所述基板的所述第一表面相接触;所述光源设置在低于所述第一表面且高于所述第二表面的位置上,且从所述光源发出的光能够被所述基板引导至所述基板的所述第一表面。
在一些实施例中,所述光源贴附于所述基板的侧面上,或位于所述基板的端部内。
在一些实施例中,所述光学组件还包括反光元件,用于将到达所述基板的所述第二表面的光反射至所述基板的所述第一表面。
在一些实施例中,所述反光元件包括形成于所述基板的所述第二表面上的多个凹坑。
在一些实施例中,所述反光元件包括反光膜,所述反光膜设置成朝向所述基板的所述第二表面。
在一些实施例中,所述光学组件还包括柔性印刷电路板,所述柔性印刷电路板至少覆盖所述基板的所述第二表面,其中所述柔性印刷电路板作为所述反光元件。
在一些实施例中,所述反光元件包括形成于导光膜上的多个凹坑,所述导光膜设置成朝向所述基板的所述第二表面。
在一些实施例中,所述导光膜包括塑料。
在一些实施例中,所述基板包括玻璃。
因此,在本发明提供的光学指纹成像系统和光学组件中,所述传感器的所述基板既被用于在其上形成感光层,还被用于将光引导至特定的表面。从而,可以省去现有光学指纹成像系统中所设置的额外的导光板。如此一来,所述光学指纹成像系统的厚度减小。
进一步,还通过设置反光元件,以提高光利用率。另外,所述反光元件形成于所述光学指纹成像系统的已有部件(例如传感器的基板、壳体的内表面或柔性印刷电路板)上。换句话说,所述反光元件的设置不会增加额外的部件。因此,所述光学指纹成像系统性能的提高并不会增加其结构复杂性和厚度。
附图说明
图1是现有光学指纹成像系统的示意图;
图2是本发明实施例提供的光学指纹成像系统的截面示意图;
图3是本发明第一实施例提供的用于光学指纹成像系统的光学组件的截面示意图;
图4是本发明第一实施例提供的所述光学组件的仰视示意图;
图5是本发明第二实施例提供的用于光学指纹成像系统的光学组件的截面示意图;
图6是本发明第三实施例提供的用于光学指纹成像系统的光学组件的截面示意图;
图7是本发明第四实施例提供的用于光学指纹成像系统的光学组件的截面示意图;
图8是本发明第五实施例提供的用于光学指纹成像系统的光学组件的截面示意图;以及
图9是本发明第五实施例提供的所述用于光学指纹成像系统的光学组件的俯视示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。本发明虽参考具体实施例进行说明,但本发明并不限于所披露的实施例。本领域技术人员可理解的是,在不脱离本发明的精神和范围内,可作各种变化。
参考图2所示,本发明实施例提供了一种光学指纹成像系统200。所述指纹成像系统200包括:光学组件(图2中未标注),用于捕捉指纹图像;以及壳体201,用于容纳所述光学组件。
所述光学组件包括:光源202和传感器203。所述传感器203包括基板2031和感光层2032。所述基板2031具有第一表面和第二表面,其中所述第二表面与所述第一表面相对,且低于所述第二表面。所述感光层2032位于所述基板2031上,且与所述第一表面相接触。所述光源202贴附于所述基板的侧面低于所述第一表面且高于所述第二表面的位置上,且所述光源202发出的光能够被所述基板2031引导至所述基板2031的所述第一表面(如图2中的箭头所示)。值得注意的是,在本发明中,高于和低于是以所述光学指纹成像系统的最高面为参照进行衡量的。当所述光学指纹成像系统在使用中时,手指可放置于所述最高面上。在所述光学指纹成像系统中,距所述最高面较近的位置高于距所述最高面较远的位置。
所述感光层2032可通过本领域所知悉的一系列工艺,例如薄膜沉积、图形化以及刻蚀,形成于所述基板2031的所述第一表面上。
另外,所述基板2031由透明材料制成。在一些实施例中,所述基板2031包括玻璃。
由此可以看出,在本发明提供的光学指纹成像系统200中,所述传感器203的所述基板2031不仅被用于在其上形成感光层2032,还被用于将所述光源202发出的光引导至所述基板2031的所述第一表面。如此一来,现有光学指纹成像系统中导光板所起的作用由所述传感器203的所述基板2031代替。因此,本发明提供的光学指纹成像系统中,不需要像现有光学指纹成像系统那样,设置额外的导光板。从而所述光学指纹成像系统的厚度减小、结构简化。
参考图3和图4所示,本发明的第一实施例提供了一种用于光学指纹成像系统的光学组件300。所述光学组件300包括光源301和传感器302。所述传感器302包括基板3021和形成于所述基板3021的第一表面且与所述第一表面相接触的感光层3022。所述光源301贴附于所述传感器302的所述基板3021的侧面上,且所述光源301发出的光能够被所述基板3021引导至所述基板3021的所述第一表面。
所述光学组件300还包括反光元件303,形成于所述基板3021的第二表面上,其中所述第二表面与所述第一表面相对且低于所述第一表面。所述反光元件303被用于将到达所述基板3021的所述第二表面的光反射到所述基板3021的所述第一表面。另外,所述第一表面为工作表面,即到达所述基板3021的所述第一表面的光可被用于获取所述第一表面上方的手指的指纹图像,例如,用于捕捉位于所述第一表面上方的盖板上的手指的指纹图像。因此,所述反光元件303的设置,可以提高所述光源301发出的光的利用率。同时,由于到达所述第一表面的光的亮度提升,所述光学组件300的性能也提高。
如图所示,所述反光元件303包括多个凹坑。所述多个凹坑可通过压印的方式形成于所述基板3021的所述第二表面上。
另外,所述多个凹坑可提高到达所述基板3021的所述第一表面的光的均匀性,从而提高安装有所述光学元件300的光学指纹成像系统的性能。
在一些实施例中,所述多个凹坑可按照一定的模式,例如图4所示的模式,形成于所述基板3021的所述第二表面上。在一些实施例中,所述多个凹坑也可无序地形成于所述基板3021的所述第二表面上。值得注意的是,本发明对所述多个凹坑的布置和尺寸不作限制,只要其能够将到达所述基板3021的所述第二表面的光反射至所述第一表面即可。另外,所述反光元件303可通过本领域知悉的方式压印于所述传感器的基板上,本发明对此不作限制。
值得注意的是,所述光学组件300可通过容纳于壳体(例如,图2中的壳体201)内而被安装于光学指纹成像系统中。在这种情况下,所述多个凹坑可形成于所述壳体的内表面上,其中所述内表面朝向所述基板3021的所述第二表面。
在一些实施例中,所述多个凹坑形成于附加的导光膜上。如图5所示,本发明的第二实施例提供了一种光学组件400。
类似地,所述光学组件400包括光源401和传感器402。所述传感器402包括基板4021和形成于所述基板4021的第一表面且与所述第一表面相接触的感光层4022。所述光源401贴附于所述传感器402的所述基板4021的侧面上,且从所述光源401发出的光能够被所述基板4021引导至所述基板4021的所述第一表面。
所述光学组件400还包括导光膜403,所述导光膜403上设置有多个凹坑4031。所述导光膜403设置成朝向所述基板4021的第二表面,其中所述第二表面与所述基板4021的所述第一表面相对且低于所述第一表面。
在本发明的一些实施例中,所述导光膜403的厚度小于0.2mm,这小于导光板的厚度。因此,所述光学元件400的厚度减小。
在本发明的一些实施例中,所述导光膜403包括塑料。因此,所述多个凹坑4031的形成工艺易于实现。
参考图6所示,本发明的第三实施例提供了一种光学组件500。
类似地,所述光学组件500包括光源501和传感器502。所述传感器502包括基板5021和形成于所述基板5021的第一表面且与所述第一表面相接触的感光层5022。所述光源501贴附于所述传感器502的所述基板5021的侧面上,且从所述光源501发出的光能够被所述基板5021引导至所述基板5021的所述第一表面。
所述光学组件500还包括反光元件。所述反光元件为反光膜503,具有高反光率。所述反光膜503设置成朝向所述基板5021的第二表面,其中所述第二表面与所述基板5021的所述第一表面相对且低于所述第一表面。因此,到达所述基板5021的所述第二表面的光能够被反射至所述基板5021的所述第一表面。如此一来,从所述光源501发出的光的利用率提高。同时,由于到达所述第一表面的光的亮度提升,所述光学组件500的性能也有所提高。
在本发明的一些实施例中,所述反光膜503由有机树脂、塑料或金属制成。
值得注意的是,所述光学组件500可通过容纳于壳体(例如,图2中的壳体201)中而被安装于光学指纹成像系统中。在这种情况下,所述壳体的内表面被处理成白色或银色,所述壳体的内表面作为所述反光元件,所述壳体的所述内表面朝向所述基板5021的所述第二表面。
参考图7所示,本发明的第四实施例提供了一种光学组件600。
类似地,所述光学组件600包括光源601和传感器602。所述传感器602包括基板6021和形成于所述基板6021的第一表面且与所述第一表面相接触的感光层6022。所述光源601贴附于所述传感器602的所述基板6021的侧面上,且从所述光源601发出的光能够被所述基板6021引导至所述基板6021的所述第一表面。
所述光学组件600还包括柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)603,至少覆盖所述基板6021的第二表面,其中所述基板6021的所述第二表面与所述基板6021的所述第一表面相对且低于所述第一表面。所述FPC 603与所述基板6021的所述第二表面相接触的表面具有高反光率。换句话说,所述FPC 603作为反光元件。因此,到达所述基板6021的所述第二表面的光能够被反射至所述基板6021的所述第一表面。如此一来,从所述光源601发出的光的利用率提高,所述光学组件600的性能提高。
如图7所示,所述FPC 603的一端固定于所述基板6021的所述第一表面靠近所述光源601的位置上,所述FPC 603的另一端朝所述基板6021的所述第二表面折叠,直至所述FPC603的一表面与所述基板6021的所述第二表面相接触。
参考图8和图9所示,本发明的第五实施例提供了一种光学组件700。所述光学组件700包括光源701和传感器702。
类似地,所述光学组件700包括光源701和传感器702。所述传感器702包括基板7021和形成于所述基板7021的第一表面上且与所述第一表面相接触的感光层7022。
如图所示,所述光源701位于所述基板7021的端部,而不是贴附于所述基板7021的侧面上。具体地,所述基板7021的所述端部上设置有腔室,所述光源701适于被牢固地容纳于所述腔室内。因此,所述光源701的稳定性提高。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (20)

1.一种光学指纹成像系统,其特征在于,包括:
传感器和光源;
所述传感器包括基板和感光层,所述基板具有第一表面和与所述第一表面相对且低于所述第一表面的第二表面,所述感光层与所述基板的所述第一表面相接触;
所述光源设置在低于所述第一表面且高于所述第二表面的位置上,且从所述光源发出的光能够被所述基板引导至所述基板的所述第一表面。
2.根据权利要求1所述的光学指纹成像系统,其特征在于,所述光源贴附于所述基板的侧面上,或位于所述基板的端部内。
3.根据权利要求1所述的光学指纹成像系统,其特征在于,还包括反光元件,用于将到达所述基板的所述第二表面的光反射至所述基板的所述第一表面。
4.根据权利要求3所述的光学指纹成像系统,其特征在于,所述反光元件包括形成于所述基板的所述第二表面上的多个凹坑。
5.根据权利要求3所述的光学指纹成像系统,其特征在于,所述反光元件包括反光膜,所述反光膜设置成朝向所述基板的所述第二表面。
6.根据权利要求3所述的光学指纹成像系统,其特征在于,还包括壳体,用于容纳所述传感器和所述光源,其中所述反光元件包括形成于所述壳体的内表面上的多个凹坑,所述壳体的所述内表面朝向所述基板的所述第二表面。
7.根据权利要求3所述的光学指纹成像系统,其特征在于,还包括壳体,用于容纳所述传感器和所述光源,其中所述壳体被处理成白色或银色,所述壳体的所述内表面作为所述反光元件。
8.根据权利要求3所述的光学指纹成像系统,其特征在于,还包括柔性印刷电路板,所述柔性印刷电路板至少覆盖所述基板的所述第二表面,其中所述柔性印刷电路板作为所述反光元件。
9.根据权利要求3所述的光学指纹成像系统,其特征在于,所述反光元件包括形成于导光膜上的多个凹坑,所述导光膜设置成朝向所述基板的所述第二表面。
10.根据权利要求9所述的光学指纹成像系统,其特征在于,所述导光膜包括塑料。
11.根据权利要求1所述的光学指纹成像系统,其特征在于,所述基板包括玻璃。
12.一种光学组件,用于光学指纹成像系统,其特征在于,包括:
传感器和光源;
所述传感器包括基板和感光层,所述基板具有第一表面和与所述第一表面相对且低于所述第一表面的第二表面,所述感光层与所述基板的所述第一表面相接触;
所述光源设置在低于所述第一表面且高于所述第二表面的位置上,且从所述光源发出的光能够被所述基板引导至所述基板的所述第一表面。
13.根据权利要求12所述的光学组件,其特征在于,所述光源贴附于所述基板的侧面上,或位于所述基板的端部内。
14.根据权利要求12所述的光学组件,其特征在于,还包括反光元件,用于将到达所述基板的所述第二表面的光反射至所述基板的所述第一表面。
15.根据权利要求14所述的光学组件,其特征在于,所述反光元件包括形成于所述基板的所述第二表面上的多个凹坑。
16.根据权利要求14所述的光学组件,其特征在于,所述反光元件包括反光膜,所述反光膜设置成朝向所述基板的所述第二表面。
17.根据权利要求14所述的光学组件,其特征在于,还包括柔性印刷电路板,所述柔性印刷电路板至少覆盖所述基板的所述第二表面,其中所述柔性印刷电路板作为所述反光元件。
18.根据权利要求14所述的光学组件,其特征在于,所述反光元件包括形成于导光膜上的多个凹坑,所述导光膜设置成朝向所述基板的所述第二表面。
19.根据权利要求18所述的光学组件,其特征在于,所述导光膜包括塑料。
20.根据权利要求12所述的光学组件,其特征在于,所述基板包括玻璃。
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