CN111291703A - 指纹感测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种指纹感测装置。控制电路控制部分的点光源照射使用者的指纹。多个点光源照射使用者的指纹所产生的反射光于感测层上形成包括多个反射光图案的发光图案，其中各反射光图案由对应的一个点光源提供，各个感测单元感测至少两个点光源所对应的反射光图案。

Description

指纹感测装置

技术领域

本发明涉及一种感测装置，尤其涉及一种指纹感测装置。

背景技术

近年来，生物识别技术发展很快。由于安全码和访问卡很容易被盗或丢失，因此更多地关注指纹识别技术。指纹是唯一且不变的，并且每个人具有多个手指用于身份识别。另外，可以使用指纹传感器容易地取得指纹。因此，指纹识别可以提高安全性和便利性，并且可以更好地保护财务安全和保密数据。

一般来说，指纹辨识装置常装设在具有显示元件的电子产品(例如：智能型手机、平板计算机等)中，藉由利用显示元件(例如：有机发光二极管显示面板)发出的光束照射指纹，而完成指纹辨识。传统的指纹辨识装置在利用显示元件发出光束照设指纹时，须将指纹感测区域所对应的点光源全部打开，以提供光束照射使用者的手指产生反射光，反射光可在光感测元件上形成反射图案。由于指纹感测区域所对应的点光源为全部打开的状态，多个点光源的交叉效应将使得光感测元件所接收到的指纹影像由过多点光源所对应的反射图案重叠形成，而使得指纹影像难以辨识。

发明内容

本发明提供一种指纹感测装置，可提供清晰的指纹影像，提高指纹辨识质量。

本发明的指纹感测装置包括玻璃盖板、感测层、光源层以及控制电路。感测层包括多个感测单元。光源层包括多个点光源。控制电路耦接感测层以及光源层，控制部分的点光源照射使用者的指纹。其中多个点光源照射使用者的指纹所产生的反射光于感测层上形成包括多个反射光图案的发光图案，其中各反射光图案由对应的一个点光源提供，各个感测单元感测至少两个点光源所对应的反射光图案。

基于上述，本发明实施例的控制电路控制部分的点光源照射使用者的指纹。其中多个点光源照射使用者的指纹所产生的反射光于感测层上形成包括多个反射光图案的发光图案，各反射光图案由对应的一个点光源提供，各个感测单元感测至少两个点光源所对应的反射光图案。如此可有效改善点光源的交叉效应所造成的指纹影像模糊化的情形，进而提高指纹辨识质量。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的实施例的一种指纹感测装置的示意图。

图2～图6是依照本发明的实施例的发光图案的示意图。

具体实施方式

图1是依照本发明的实施例的一种指纹感测装置的示意图，请参照图1。指纹感测装置可包括玻璃盖板102、感测层104、光源层106、控制电路108以及存储电路110，其中控制电路108耦接感测层104、光源层106以及存储电路110，感测层104配置于玻璃盖板102与光源层106之间。

玻璃盖板102可接收使用者的手指F1进行指纹辨识操作。感测层104包括多个感测单元112，感测单元112用以感测用户的指纹影像，各个感测单元112可例如包括至少一个光传感器。存储电路110可存储指纹的特征数据。光源层106包括多个点光源，光源层106可例如为显示面板，点光源则可例如为显示面板上的显示像素。控制电路108可控制部分的点光源照射使用者手指F1上的指纹而产生反射光，举例来说，如图1所示，控制电路108可控制光源层106中的点光源L1提供光束，并禁能(disable)点光源L2。点光源L1照射指纹产生的反射光可于感测层104上形成由多个反射光图案组成的发光图案。其中，各反射光图案由对应的一个点光源提供，单一感测单元112可感测至少两个点光源L1所对应的反射光图案。举例来说，反射光图案可例如为圆形，多个相邻的反射光图案的圆心形成的封闭区域内包括由此些相邻的多个反射光图案形成的交点或区域，各个感测单元112的感测面可例如包括多个相邻的反射光图案的圆心形成的封闭区域，以感测此些相邻的反射光图案，又或者是，各个感测单元112的感测面可仅包括相邻的两个反射光图案中的各个的一部份区域。

举例来说，发光图案可例如图2所示，在图2实施例中，各个反射光图案I1为具有默认半径r的圆形，且相邻反射光图案I1间的距离R略小于两倍的预设半径r。进一步来说，预设半径r可如下式所示:

r＝(d1+d2)×tanθ+d2×tanθ….(1)

其中d1为感测层104与光源层106间的距离，d2为感测层104与玻璃盖板102间的距离，θ为点光源L1所提供的光束的出射角，也是点光源L1提供的光束入射玻璃盖板102时的入射角。

如图2所示，三个相邻的反射光图案I1的圆心间的连线形成正三角形，单一感测单元112的感测面可例如包括此三个相邻的反射光图案I1的圆心形成的封闭区域，以感测此三个相邻的反射光图案I1，亦或是，单一感测单元112的感测面也可仅包括相邻的两个反射光图案I1中的各个的一部份区域。

在图2实施例中，各个反射光图案I1间可少部份地相互重叠，例如可使相邻两个反射光图案I1的圆心之间的距离R略小于2倍的预设半径r(例如1.5r～1.8r，然不以此为限)，如此可避免反射光图案I1间出现未被反射光照射的区域，而可确保感测单元112接收到完整的指纹影像。例如在图2实施例中，三个相邻的反射光图案I1的圆心间的连线所形成的正三角形包括由相邻的两个反射光图案I1重叠形成的重叠区域A2以及由单一个反射光图案I1所形成的区域，而不包括未被反射光照射到的区域。

此外，由于相邻反射光图案I1间的距离R仅略小于两倍的预设半径r，因此不会出现因点光源的交叉效应造成过多点光源所对应的反射图案重叠的情形，而可在不影响指纹影像的清晰度的情形下，提高发光图案的亮度，使感测单元112更容易感测到清晰的指纹影像。如此透过适当地设计反射光图案I1的排列方式与反射光图案I1间的距离R可确保感测单元112感测到清晰的指纹影像。控制电路108可比对感测单元112的感测结果与存储电路110所存储的特征数据进行指纹辨识，由于感测单元112可感测到清晰的指纹影像，因此指纹辨识的成功率将大幅地提高，而有效改善指纹辨识的质量。

在部份实施例中，发光图案并不以图2为限，举例来说，发光图案也可例如图3所示。在图3实施例中，相邻反射光图案I1间的距离R也略小于两倍的预设半径r，四个相邻的反射光图案I1的圆心间的连线形成矩形。类似地，单一感测单元112的感测面可例如包括此四个相邻的反射光图案I1的圆心形成的封闭区域，以感测此四个相邻的反射光图案I1，又或者，单一感测单元112的感测面可仅包括相邻的两个反射光图案I1中的各个的一部份区域。由于图3实施例中各个反射光图案I1间也没有出现未被反射光照射的区域，且相邻反射光图案I1间的距离R也仅略小于两倍的预设半径r，因此本实施例的感测单元112也可感测到完整且清晰的指纹影像，大幅地提高指纹辨识的成功率，而有效改善指纹辨识的质量。

又例如，与图2实施例相比，在图4实施例中，三个相邻的反射光图案I1的圆心间距离R更近，三个相邻的反射光图案I1的圆心间的连线所形成的正三角形除了包括由相邻的两个反射光图案I1重叠形成的重叠区域A2外，还包括由相邻的三个反射光图案I1重叠形成的重叠区域A3。

又例如，与图3实施例相比，在图5实施例中，四个相邻的反射光图案I1的圆心间距离R更近，四个相邻的反射光图案I1的圆心间的连线所形成的矩形除了包括由相邻的两个反射光图案I1重叠形成的重叠区域A2外，还包括由相邻的三个反射光图案I1重叠形成的重叠区域A3以及由相邻的四个反射光图案I1重叠形成的重叠区域A4。

又例如，在图6实施例中，五个相邻的反射光图案I1的圆心间的连线形成五角形，5个相邻的反射光图案I1的圆心间的连线所形成的五角形中不包括未被反射光照射到的区域，且五角形中包括由相邻的两个反射光图案I1重叠形成的重叠区域A2以及由相邻的三个反射光图案I1重叠形成的重叠区域A3。感测单元112的感测面可例如包括此五个相邻的反射光图案I1的圆心形成的封闭区域，以感测此五个相邻的反射光图案I1。在其他实施例中，视感测单元112的配置而定，感测单元112的感测面也可仅包括两个、三个或四个相邻的反射光图案I1中的各个的一部份区域。

值得注意的是，在图1实施例中，控制电路108为在空间上间隔地控制点光源进行发光，也就是说，使对应相邻的两个反射光图案的点光源L1之间包括一个未发光的点光源L2，而使各个感测单元112可感测两个点光源L1所对应的反射光图案，然在其他实施例中，视点光源的分布情形以及发光角度等因素，控制电路108也可使对应相邻的两个反射光图案的点光源L1之间包括更多个未发光的点光源L2，以在感测层104上形成所需的发光图案，并使相邻两个反射光图案的圆心之间的距离略小于两倍的预设半径r。另外，在部份实施例中，感测单元112也可例如设置于光源层106中，如此预设半径r可如下式所示:

r＝2(d1+d2)×tanθ….(2)

类似地，光源层106上的发光图案也可例如以图2～图6的方式来实施，然不以此为限。由于上述实施例以详细说明发光图案的实施方式，因此在此不再赘述。

此外，由于各个使用者具有不同的指纹，因此不同使用者的指纹所对应的可得到最佳指纹感测结果的发光图案也可能不同，在部份实施例中，可将使用者所对应的可得到最佳指纹感测结果的发光图案做为此用户专用的发光图案。举例来说，存储电路110可存储多个默认发光模式，其中各个默认发光模式可对应不同的多个发光图案。控制电路108可于用户执行指纹设定操作时，依据存储电路110所存储的多个默认发光模式控制部分的点光源照射使用者的指纹，并依据感测单元112的感测结果选择具有最高信噪比的发光图案作为用户的特征数据。如此一来，控制电路108除了可依据感测单元112所感测到的指纹影像来辨识用户外，还可依据默认发光模式改变发光图案，并依据用户所对应的具有最高信噪比的发光图案是否符合所设定的发光图案来辨识用户，而可进一步提高使用指纹感测装置的电子装置的安全性。

综上所述，本发明实施例的控制电路控制部分的点光源照射使用者的指纹。其中多个点光源照射使用者的指纹所产生的反射光于感测层上形成包括多个反射光图案的发光图案，各反射光图案由对应的一个点光源提供，各个感测单元感测至少两个点光源所对应的反射光图案。如此可有效改善点光源的交叉效应所造成的指纹影像模糊化的情形，进而提高指纹辨识质量。在部份实施例中，可依据默认发光模式改变发光图案，并依据用户所对应的具有最高信噪比的发光图案是否符合所设定的发光图案来辨识用户，以进一步提高使用指纹感测装置的电子装置的安全性。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种指纹感测装置，其特征在于，包括：

玻璃盖板；

感测层，包括多个感测单元；

光源层，包括多个点光源；以及

控制电路，耦接所述感测层以及所述光源层，控制部分的点光源照射使用者的指纹，

其中，所述多个点光源照射所述使用者的指纹所产生的反射光于所述感测层上形成包括多个反射光图案的发光图案，其中各所述反射光图案由对应的一个点光源提供，且其中，各个感测单元感测至少两个点光源所对应的反射光图案。

2.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，各所述反射光图案为具有默认半径的圆形，相邻两个反射光图案的圆心之间的距离小于两倍的所述预设半径。

3.根据权利要求2所述的指纹感测装置，其特征在于，对应相邻的两个反射光图案的点光源之间包括至少一个未发光的点光源。

4.根据权利要求2所述的指纹感测装置，其特征在于，多个反射光图案的圆心形成的封闭区域内包括由此些相邻的多个反射光图案形成的交点或区域。

5.根据权利要求2所述的指纹感测装置，其特征在于，所述感测层配置于所述玻璃盖板与所述光源层之间，所述预设半径如下式所示：

r＝(d1+d2)×tanθ+d2×tanθ

其中r为所述预设半径，d1为所述感测层与所述光源层间的距离，d2为所述感测层与所述玻璃盖板间的距离，θ为来自点光源的入射光入射所述玻璃盖板时的入射角。

6.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，还包括：

存储电路，耦接所述控制电路，存储所述指纹之特征数据，所述控制电路比对所述多个感测单元的感测结果与所述特征数据，以进行指纹辨识。

7.根据权利要求6所述的指纹感测装置，其特征在于，所述存储电路还存储多个默认发光模式，其中所述多个默认发光模式对应不同的多个发光图案，所述控制电路于所述用户执行指纹设定操作时，依据所述多个默认发光模式控制部分的点光源照射所述使用者的指纹，并依据所述多个感测单元的感测结果选择具有最高信噪比的发光图案作为所述用户的特征数据。

8.根据权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，所述光源层为显示面板，所述多个点光源为显示像素。

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