CN108520240A - 指纹识别装置和显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种指纹识别装置和显示设备，涉及显示技术领域，用于实现指纹识别装置结构的简易化，使其更加的轻薄，本发明的主要技术方案为：一种指纹识别装置，包括：透光基板；导光层设置于透光基板的一侧；多个识别单元设置在导光层上，每个识别单元包括第一光栅模块、第二光栅模块和检测模块；第一光栅模块设置于导光层和透光基板之间，用于将入射角为预设角度范围内的指纹光线衍射耦合至导光层内传输；第二光栅模块设置于导光层的一侧，检测模块设置于第二光栅模块背离于导光层的一侧，第二光栅模块用于将导光层内的指纹光线取出至检测模块上，检测模块用于检测指纹光线的光线强度。本发明主要用于指纹识别。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种指纹识别装置和显示设备。
背景技术
随着显示技术的快速发展，显示设备的功能也逐步增多，其中，显示设备除了可以进行图像显示外，还可以具有指纹识别功能，以提高显示设备使用的安全性，提高了指纹验证的方便性。
现有技术的显示设备中，其用于指纹识别的结构一般包括小孔滤光结构、透镜和光栅结构，其虽然可以获取到指纹信息，但是结构却过于复杂，导致整体显示厚度过厚的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种指纹识别装置和显示设备，主要目的是用于实现指纹识别装置结构的简易化，使其更加的轻薄。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种指纹识别装置，包括：
透光基板；
导光层，所述导光层设置于所述透光基板的一侧；
多个识别单元，多个所述识别单元设置在所述导光层上，每个所述识别单元包括第一光栅模块、第二光栅模块和检测模块；其中，所述第一光栅模块设置于所述导光层和所述透光基板之间，用于将入射角为预设角度范围内的指纹光线衍射耦合至所述导光层内传输；所述第二光栅模块设置于所述导光层的一侧，所述检测模块设置于所述第二光栅模块背离于所述导光层的一侧，所述第二光栅模块用于将所述导光层内的所述指纹光线取出至所述检测模块上，所述检测模块用于检测所述指纹光线的光线强度。
可选地，所述第一光栅模块和所述第二光栅模块相邻设置于所述导光层的同一侧。
可选地，所述第二光栅模块设置于所述导光层背离于所述第一光栅模块的一侧。
可选地，所述指纹光线入射角的所述预设角度范围为-7度至+4度。
可选地，每个所述第一光栅模块包括多个并排设置的入光光栅，每个所述入光光栅用于将对应位置的指纹光线衍射耦合至所述导光层内，并使所述指纹光线在所述导光层内传输；每个所述第二光栅模块包括多个并排设置的出光光栅，每个所述出光光栅用于将所述导光层内的指纹光线取出至所述检测模块，以使所述检测模块检测所述指纹光线的光线强度。
可选地，每个所述入光光栅和每个所述出光光栅均为倾斜光栅。
可选地，所述透光基板为OLED显示基板。
可选地，所述OLED显示基板包括玻璃层和发光层，所述发光层设置于多个所述第一光栅模块背离于所述导光层的一侧，所述玻璃层设置于所述发光层背离于所述导光层的一侧。
另一方面，本发明实施例还提供一种显示设备，包括：所述的指纹识别装置。
本发明实施例提供了一种指纹识别装置，用于实现指纹识别装置结构的简易化，使其更加的轻薄，而现有技术中，指纹识别装置一般包括小孔滤光结构、透镜和光栅结构，其虽然可以获取到指纹信息，但是结构却过于复杂，导致整体厚度过厚的问题。与现有技术相比，本申请提供的指纹识别装置，包括透光基板、导光层以及设置在导光层上的多个识别单元，其中，识别单元包括第一光栅模块、第二光栅模块和检测模块，第一光栅模块设置于导光层的一侧用于将入射角为预设角度范围内的指纹光线衍射耦合至所述导光层内传输，而第二光栅模块用于将所述导光层内的所述指纹光线取出至所述检测模块，所述检测模块用于检测所述指纹光线的光线强度，通过光线的强度可以判断入射角为预设角度范围对应的指纹区域为波峰还是波谷，进而获取手指的指纹信息，而上述的结构与现有技术相比，结构更加的简单轻薄，不仅能够降低成本，还可以提高用户体验。
附图说明
图1为本发明一种实施例提供的指纹识别装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的指纹识别装置的原理图；
图3为本发明另一种实施例提供的指纹识别装置的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的指纹识别装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1、图2所示，本发明实施例提供了一种指纹识别装置，包括：
透光基板1；
导光层2，导光层2设置于透光基板1的一侧；
多个识别单元3，多个识别单元3设置在导光层2上，每个识别单元3包括第一光栅模块31、第二光栅模块32和检测模块33；其中，
第一光栅模块31设置于导光层2和透光基板1之间，用于将入射角为预设角度范围内的指纹光线衍射耦合至导光层2内传输；
第二光栅模块32设置于导光层2的一侧，检测模块33设置于第二光栅模块32背离于导光层2的一侧，第二光栅模块32用于将导光层内的指纹光线取出至检测模块33上，检测模块33用于检测指纹光线的光线强度。
其中，透光基板1用于指纹信息的获取，当需要指纹识别验证时，手指可以触摸在透光基板1上，手指上指纹的反射光线可以透过透光基板1传递至上述的识别单元3内，通过识别单元3和导光层2进行指纹的获取。
其中，多个识别单元用于准确的获取指纹对应位置的指纹光线，并将该指纹光线传递给检查模块，通过检测模块33可以检测该指纹光线的强度，通过光线强度可以判断该位置的指纹为波峰还是波谷，进而获取指纹信息图形，以便实现身份的识别和验证，具体的，识别单元3可以包括第一光栅模块31、第二光栅模块32和检测模块33，而每个识别单元3仅对手指指纹的对应预设区域进行指纹识别，这样通过多个识别单元3可以将手指指纹的完整指纹信息进行指纹识别，以保证指纹识别的准确性，也可以理解为每个识别单元3只对应手指指纹的一小部分区域即预设区域进行识别，为了避免其他区域对该识别单元3的影响，可以通过对第一光栅模块31的设计，使其仅能将其对应预设区域内的指纹光线衍射耦合至导光层2内进行传输，而其他区域的指纹光线由于光线角度的原因，无法在导光层2内实现全反射，进而无法在导光层2内传输；而第二光栅模块32主要用于将导光层2内传输的指纹光线取出，可以根据设计，使第二光栅模块32仅能够取出其对应的第一光栅模块31衍射耦合至导光层2的指纹光线，然后再通过检测模块33来检测取出的指纹光线的强度，通过光线的强度可以判断该指纹信息对应手指指纹的预设区域为波峰还是波谷，进而实现了手指指纹的识别。
具体的，当手指触摸在透光基板1上时，手指的指纹将会将光线反射至透光基板1内，并穿过透过基板照射至第一光栅模块31内，而第一光栅模块31仅将入射角为预设角度范围内的指纹光线衍射耦合至导光层2内传输，然后，第二光栅模块32可以将其对应的第一光栅模块31反射至导光层2内的指纹光线取出，并传递给检测模块33，通过检测模块33可以检测该指纹光线的强度，若强度大于预设值，则说明该第一光栅预设角度范围对应的指纹区域为波峰，若强度小于预设值，则说明该第一光栅预设角度范围对应的指纹区域为波谷，通过多个识别单元的检测就可以实现手指的指纹信息。
本发明实施例提供了一种指纹识别装置，用于实现指纹识别装置结构的简易化，使其更加的轻薄，而现有技术中，指纹识别装置一般包括小孔滤光结构、透镜和光栅结构，其虽然可以获取到指纹信息，但是结构却过于复杂，导致整体厚度过厚的问题。与现有技术相比，本申请提供的指纹识别装置，包括透光基板、导光层以及设置在导光层上的多个识别单元，其中，识别单元包括第一光栅模块、第二光栅模块和检测模块，第一光栅模块设置于导光层的一侧用于将入射角为预设角度范围内的指纹光线衍射耦合至所述导光层内传输，而第二光栅模块用于将所述导光层内的所述指纹光线取出至所述检测模块，所述检测模块用于检测所述指纹光线的光线强度，通过光线的强度可以判断入射角为预设角度范围对应的指纹区域为波峰还是波谷，进而获取手指的指纹信息，而上述的结构与现有技术相比，结构更加的简单轻薄，不仅能够降低成本，还可以提高用户体验。
上述识别单元3可以具有多种设置方式，如图1所示，可选地，所述第一光栅模块31和所述第二光栅模块32相邻设置于所述导光层2的同一侧。本实施例中，第一光栅模块31和第二光栅模块32可以设置于同一层且相邻并排设置，其具体的检测原理为：入射角为预设角度范围内的指纹光线照射在第一光栅模块31上，在第一光栅模块31的反射下该指纹光线在进入到导光层2底部后能够朝向于导光层2的顶部形成全反射，当该指纹光线接触到导光层2的顶部时，能够被设置在该位置处的第二光栅模块32取出导光层2，并反射至检测模块33上，通过检测模块33能够检测该指纹光线的强度，进而实现指纹的识别，上述实施例中识别单元3的结构设置更加的紧凑，空间利用率高，减小了厚度。
上述第一光栅模块31和第二光栅模块32除了可以设置在同一侧外，还可以具有其他的相对设置方式，如图3所示，可选地，第二光栅模块32设置于导光层2背离于第一光栅模块31的一侧。本实施例中，第一光栅模块31和第二光栅模块32可以分别设置于导光层2的两侧，其中，第一光栅模块31可以设置在导光层2的上侧，而第二光栅模块32可以设置在导光层2的下侧，其具体的检测原理为：入射角为预设角度范围内的指纹光线照射在第一光栅模块31上，在第一光栅模块31作用下，能够将该指纹光线衍射耦合至导光层2内传输，使指纹光线从导光层2的上侧向导光层2的下侧传播，当指纹光线接触到导光层2的下侧时，能够从导光侧下侧位置的第二光栅模块32取出至检测模块33处，并通过检测模块33来检测该指纹光线的强弱，进而实现指纹的识别，上述结构设置起来更加的方便，结构也非常的简单。
上述指纹光线入射角的预设角度范围可以为多种，可选地，指纹光线入射角的预设角度范围为-7度至+4度。本实施例中，该预设角度范围内的指纹光线即需要满足全反射条件，又需要具有足够的传输能量，具体的，当第一光栅模块31的光栅周期为500nm、光栅倾斜角度为20度、占空比为50％、光栅槽深为500nm时，满足全反射条件的入射角的角度范围为-24°至+4°，而满足能量需求的入射角角度范围为-7°～+24°，取两个条件的交集为-7度至+4度，在该角度范围内的指纹光线可以既满足全反射条件，还可以保证衍射能量。
上述的第一光栅模块31和第二光栅模块32的具体结构可以为多种，可选地，每个第一光栅模块31包括多个并排设置的入光光栅，每个入光光栅用于将对应位置的指纹光线衍射耦合至导光层2内，并使指纹光线在导光层2内传输；每个第二光栅模块32包括多个并排设置的出光光栅，每个出光光栅用于将导光层2内的指纹光线取出至检测模块33，以使检测模块33检测指纹光线的光线强度。本实施例中，入光光栅和出光光栅均可以由透明材质制成，通过入光光栅可以将指纹光线衍射耦合至导光层2内，而出光光栅可以将导光层2内的指纹光线取出至检测模块33，用于对该指纹光线的强度进行检测。进一步的，每个入光光栅和每个出光光栅均为倾斜光栅。本实施例中，通过倾斜光栅可以将指纹光线按预设入射角度衍射耦合至导光层内，并使指纹光线能够在导光层内传输。
上述的指纹识别装置除了可以进行指纹识别外，还可以具有显示功能，具体的，上述透光基板1为OLED显示基板，本实施例中，手指的指纹光线可以透过OLED显示基板照射至识别单元3上，以进行指纹的识别，另外，还可以通过OLED的显示基板进行图像显示，丰富了指纹识别装置的功能。进一步的，上述OLED显示基板包括玻璃层11和发光层12，所述发光层12设置于多个所述第一光栅模块31背离于所述导光层2的一侧，所述玻璃层11设置于所述发光层12背离于所述导光层2的一侧。本实施例中，玻璃层11设置于最外侧，用于保护显示基板的内部结构，而发光层12可以通过发出同颜色的光来实现图像的显示，除了发光层12和玻璃层11外，显示基板还可以具体有种其他的功能层，在此不作一一赘述。
另一方面，本发明实施例提供了一种显示设备，包括：上述的指纹识别装置。
本发明实施例提供了一种显示设备，用于实现指纹识别装置结构的简易化，使其更加的轻薄，而现有技术中，指纹识别装置一般包括小孔滤光结构、透镜和光栅结构，其虽然可以获取到指纹信息，但是结构却过于复杂，导致整体厚度过厚的问题。与现有技术相比，本申请提供的显示设备，包括指纹识别装置，指纹识别装置包括透光基板、导光层以及设置在导光层上的多个识别单元，其中，识别单元包括第一光栅模块、第二光栅模块和检测模块，第一光栅模块设置于导光层的一侧用于将入射角为预设角度范围内的指纹光线衍射耦合至所述导光层内传输，而第二光栅模块用于将所述导光层内的所述指纹光线取出至所述检测模块，所述检测模块用于检测所述指纹光线的光线强度，通过光线的强度可以判断入射角为预设角度范围对应的指纹区域为波峰还是波谷，通过多个识别单元的识别就可以获取手指的指纹信息，而上述的结构与现有技术相比，结构更加的简单轻薄，不仅能够降低成本，还可以提高用户体验。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：
透光基板；
导光层，所述导光层设置于所述透光基板的一侧；
多个识别单元，多个所述识别单元设置在所述导光层上，每个所述识别单元包括第一光栅模块、第二光栅模块和检测模块；其中，
所述第一光栅模块设置于所述导光层和所述透光基板之间，用于将入射角为预设角度范围内的指纹光线衍射耦合至所述导光层内传输；
所述第二光栅模块设置于所述导光层的一侧，所述检测模块设置于所述第二光栅模块背离于所述导光层的一侧，所述第二光栅模块用于将所述导光层内的所述指纹光线取出至所述检测模块上，所述检测模块用于检测所述指纹光线的光线强度。
2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，
所述第一光栅模块和所述第二光栅模块相邻设置于所述导光层的同一侧。
3.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，
所述第二光栅模块设置于所述导光层背离于所述第一光栅模块的一侧。
4.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，
所述指纹光线入射角的所述预设角度范围为-7度至+4度。
5.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，
每个所述第一光栅模块包括多个并排设置的入光光栅，每个所述入光光栅用于将对应位置的指纹光线衍射耦合至所述导光层内，并使所述指纹光线在所述导光层内传输；
每个所述第二光栅模块包括多个并排设置的出光光栅，每个所述出光光栅用于将所述导光层内的指纹光线取出至所述检测模块，以使所述检测模块检测所述指纹光线的光线强度。
6.根据权利要求5所述的指纹识别装置，其特征在于，
每个所述入光光栅和每个所述出光光栅均为倾斜光栅。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，
所述透光基板为OLED显示基板。
8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，
所述OLED显示基板包括玻璃层和发光层，所述发光层设置于多个所述第一光栅模块背离于所述导光层的一侧，所述玻璃层设置于所述发光层背离于所述导光层的一侧。
9.一种显示设备，其特征在于，包括：
如权利要求1至8中任一项所述的指纹识别装置。
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