CN114529954A - 取像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种取像装置，其包括透光基板、设置于所述透光基板之下的光源、位于所述透光基板表面的吸光层、设置于所述透光基板之下的感光单元、设置于所述透光基板之下的贴合层以及设置于所述贴合层之下的面板模块，其中所述光源用于发射光束，且所述光束通过所述贴合层而投射至所述透光基板。
Description
技术领域
本发明有关于一种用于获取生物特征影像的取像装置，且特别是一种能够设置于显示面板内的光学取像装置。
背景技术
指纹辨识装置有分电容式与光学式，电容式的指纹辨识装置主要透过多个触碰点的电容变化来记录指纹特征，而光学式的指纹辨识装置则是直接地获取指纹影像来记录指纹特征。电容式的指纹辨识装置容易受到湿气或其他电子噪声影响，而有误判问题。再者，采用电容式之指纹辨识装置的电子装置(如智能型手机或平板)若有贴设保护贴或钢化玻璃之类的物品，则可能导致电容式的指纹辨识装置无法辨识出指纹。
光学式的指纹辨识装置虽可以解决因贴设保护贴或钢化玻璃而无法辨识指纹的技术问题，但是现有光学式的指纹辨识装置中的取像装置则仍有面积太大，应用于手持装置时影响屏幕美观及视野。除此之外，为了电子装置之小型化的要求与趋势，取像装置也必须微型化(即，体积需要更小且厚度需要更薄)，然而，即使取像装置变薄，但取像装置与显示设备贴合后，仍造成厚度增加的技术问题。
发明内容
基于前述目的的至少其中之一者，本发明提供一种取像装置，其包括透光基板、位于所述透光基板表面的吸光层、设置于所述透光基板之下的光源、设置于所述透光基板之下的感光单元、设置于所述透光基板之下的贴合层以及设置于所述贴合层之下的面板模块，其中所述光源用于发射光束，且所述光束通过所述贴合层而投射至所述透光基板。而欲辨识的手指置于所述透光基板上，光束经反射后被所述感光单元接收。
根据本发明的实施例，所述透光基板，分为显示区域、内边框区域及外边框区域。所述贴合层具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；所述贴合层的第一表面与所述透光基板的显示区域及内边框区域贴合，所述第二表面与所述面板模块贴合；所述透光基板的内边框区域覆盖所述贴合层的边缘，且所述光源设置所述外边框区域下方及所述贴合层的外侧。
根据本发明的实施例，所述贴合层的折射率小于所述透光基板的折射率。可藉由改变贴合层的折射率而调整光束进入透光基板的入射角，可产生全反射而实现全面屏指纹辨识。
根据本发明的实施例，所述透光基板厚度大于所述贴合层厚度，有较佳的机械强度保护面板模块。
附图说明
图1是一取像装置的俯视示意图。
图2A及图2B为本发明一实施例的取像装置的俯视及剖视示意图。
图3为本发明一实施例的取像装置的示意图。
图4为本发明一实施例的取像装置的示意图。
图5为本发明一实施例的取像装置的示意图。
图6为本发明一实施例的取像装置的示意图。
图7A及图7B为本发明一实施例的取像装置的俯视及剖视示意图。
图8为本发明一实施例的取像装置的俯视示意图。
附图标记说明：10、20、30、40、50、60、70、80-取像装置；110、210-显示区域；120-边框区域；200-透光基板；221-内边框区域；222-外边框区域；230-第一吸光层；231-第二吸光层；232-第三吸光层；240-贴合层；241-第一表面；242-第二表面；250、750、850-第一光源；260、360、560-面板模块；270、370、770-感光单元；561-第一透光部件；562-第二透光部件；563-背光模块；680-软性印刷电路板；851-第二光源；852-第三光源；F-手指。
具体实施方式
为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下述具体之实施例，并配合所附的图式，对本发明做一详细说明，说明如下。
首先，请参照图1，为一取像装置10的俯视示意图，可分为显示区域110与边框区域120。于此实施例中，取像装置10可以是手机，显示区域110占手机正面的面积比率越大，手机就有比较大的屏幕视野。因此，在全屏幕手机带动下，高屏占比(Screen ratio)成为众多厂商致力突破的屏幕显示技术。而屏占比是手机屏幕可显示的面积与整体手机正面的面积的比率，也就是屏占比＝显示区域110/(显示区域110+边框区域120)。而在屏内指纹辨识的技术中(FID,fingerprint in display)，有些技术需要将光学组件置于边框区域120的下方，加大边框区域的宽度，造成屏占比变小，不符合窄边框趋势。为解决此问题，本发明提供一技术解决方案，以实现极窄边框，接近无边框的全屏幕手机。
请参照图2A及图2B，分别为一取像装置20的俯视及剖视示意图。于此实施例中，取像装置20包括：透光基板200，分为显示区域210、内边框区域221及外边框区域222；第一吸光层230，位于所述透光基板200的内边框区域221及外边框区域222；第一光源250，设置于所述透光基板200之下；感光单元270，设置于所述透光基板200之下；贴合层240，设置于所述透光基板200之下，其具有第一表面241以及与所述第一表面相对的第二表面242；面板模块260，设置于所述贴合层240之下；其中，所述贴合层240之第一表面241与所述透光基板200的内边框区域221及显示区域210贴合，所述第二表面242与所述面板模块260贴合；其中，所述透光基板200的内边框区域221覆盖所述贴合层240的边缘；以及其中，所述第一光源250用于发射光束，所述光束通过所述贴合层240投射至所述透光基板200，以让取像装置20上的对象(例如，手指，但不以此为限制)所反射的光束被感光单元270所吸收，进而完成生物辨识(Biometric Identification)。
基本上，透光基板200的显示区域210都可以作为感测区域。而所述透光基板200的外边框区域222系位于最外缘，而所述内边框区域221连接所述外边框区域222与所述显示区域210。
在此实施例中，可藉由改变内边框区域221及外边框区域222的宽度以调整入射光束的角度，并遮蔽住杂散光。且内边框区域221覆盖所述贴合层240的边缘以避免影响显示。
在一实施例中，第一吸光层230可以是黑色矩阵(Black Matrix)等吸光材料。因此，利用第一光源250搭配透光基板200、第一吸光层230及贴合层240的光路设计，可以形成如图2B所示光通道，使得光束能被聚集在此特定的光通道，经过所述贴合层240投射至所述透光基板200，让光线有效率的照在待感测对象上，经反射传递至感光单元270上达成生物特征的成像。
在此实施例中，无须要另外的光学组件调整光路，节省机构空间而符合窄边框的趋势。而感光单元270设置于所述面板模块260之中，无须外加多层准直器(Collimator)的设计，成本较低外也不会造成显示面板开口率下降而影响显示质量。
在一实施例中，所述透光基板200的折射率大于所述贴合层240的折射率。在贴合层240的折射率n1相对透光基板200的折射率n2的比值(n1/n2)介于0.886～0.995时，其侦测率数据可达辨识水平。而较佳的n1/n2比值范围为0.900～0.995。
在一实施例中，所述透光基板200的厚度大于所述贴合层240的厚度，可以有较佳的机械强度保护面板模块。在一实施例中，透光基板200可以是玻璃盖板(Cover Glass)等透光表面盖板。在一较佳实施例中，透光基板200的厚度系介于100um～10mm之间，有较佳的保护效果。在一实施例中，贴合层240可以是光学胶(Optically Clear Adhesive)等透光材质。在另一实施例中，贴合层240的厚度系介于10um～1mm之间，有较少的光损耗。
另外，本实施例的感光单元270是设置于所述面板模块260之中，但本发明不以此为限制。感光单元除了设置于面板模块里，也可以设置于面板模块之外。
请参照图3，于本实施例的取像装置30中，感光单元370设置于面板模块360之外。于一实施例中，感光单元370可以是准直器(Collimator)感光模块、光学镜头感光模块(Lens Module)、互补式金氧半导体(CMOS)感光模块或光传感器(Photodiode)等任何可感光成像的模块。于一实施例中，面板模块360可以是显示面板如液晶面板(LCD)、主动矩阵有机发光面板(AMOLED)、被动矩阵有机发光面板(PMOLED)、迷你发光二极管面板(Mini LED)、微发光二极管面板(Micro LED)等显示面板。在一实施例中，第一光源250的波长不同于面板模块360所发光的波长。
请接着参照图4，于本实施例的取像装置40中，另包括第二吸光层231，位于与第一光源250同侧的面板模块260侧边。利用在面板模块260侧边镀上第二吸光层231，例如黑色矩阵(Black Matrix)等吸光材质以吸收杂散光，避免杂散光入射感光单元270影响影像辨识。
请接着参照图5，于本实施例的取像装置50中，其面板模块560包括：第一透光部件561、第二透光部件562以及背光模块563(BLU,Back Light Unit)。于一实施例中，第一透光部件561包括：偏光片(POL,Polarizer)以及彩色滤光片(CF,Color Filter)。于一实施例中，第二透光部件562包括：薄膜晶体管液晶(TFT,Thin Film Transistor liquidcrystal)以及偏光片(POL,Polarizer)。
请参照图6，于本实施例的取像装置60中，另包括软性印刷电路板680。当软性印刷电路板(FPC,Flexible Printed Circuit)680已包覆住面板模块560的第二透光部件562以及背光模块563时，可以只在第一透光部件561的侧边镀上第二吸光层231，例如黑色矩阵(Black Matrix)等吸光材质以吸收杂散光，即可避免杂散光入射感光单元270影响影像辨识。
请参照图7A及图7B，于本实施例的取像装置70中，第一光源750位于贴合层240的其中一外侧，而感光单元770位于所述贴合层240的相对另外一外侧；而第一吸光层230，位于所述第一光源750同侧的内边框区域221及外边框区域222表面；且第三吸光层232，位于所述感光单元770同侧的内边框区域221及外边框区域222表面；其中，所述内边框区域221覆盖所述贴合层240的边缘；其中，所述第一光源750用于发射光束，所述光束通过所述贴合层240投射至所述透光基板200，以让取像装置70上的对象(例如，手指，但不以此为限制)所反射的光束被感光单元770所吸收，进而完成生物辨识(Biometric Identification)。
于此感光单元770位于侧边的实施例，可使取像装置70厚度较薄，以符合手持装置轻薄短小的趋势。而第三吸光层232可以只吸收和第一光源750波长相异的光线，而让与第一光源750波长相同的光线通过。例如，第一光源750系红外线(IR)，则第三吸光层232为可通过红外线(IR pass)的吸光材料。因此，第三吸光层232可以依据第一光源750为可见光或不可见光波长，而作相对应的设计。
附带一提的是，于本发明实施例所示的吸光层虽系于透光基板的下表面，但本发明不以此为限制。于其他实施例中，吸光层可以位于透光基板的上表面。
请接着参照图8，为一取像装置80的俯视示意图。于本实施例中，外边框区域222的下方具有第一光源850、第二光源851以及第三光源852。藉由多个光源可以增加影像宽度，能够实现多指辨识。由于现在手机装载越来越多的个人私密数据，于一实施例中，可以利用三根手指同时在手机显示区域进行指纹辨识，大为增加安全性。
在其他实施例中，可放置滤光层于感光单元之上；滤光层有过滤特定波长的作用，经透光基板反射的光通过所述滤光层而为感光单元吸收。
综合以上所述，本发明提供了多个不同实施例的取像装置，所述取像装置的结构复杂度不高，且易于实现，符合现有电子装置轻薄短小的优势。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
Claims (16)
1.一种取像装置，其特征在于，包括：
透光基板，分为显示区域、内边框区域及外边框区域；
第一吸光层，位于所述透光基板的内边框区域及外边框区域；
第一光源，设置于所述透光基板之下；
感光单元，设置于所述透光基板之下；
贴合层，设置于所述透光基板之下，其具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；以及
面板模块，设置于所述贴合层之下；
其中，所述外边框区域位为所述透光基板的最外缘，所述内边框区域连接所述显示区域以及所述外边框区域；
其中，所述贴合层之第一表面与所述透光基板的显示区域及内边框区域贴合，所述第二表面与所述面板模块贴合；
其中，所述透光基板之内边框区域覆盖所述贴合层的边缘；以及
其中，所述第一光源用于发射光束，所述光束通过所述贴合层投射至所述透光基板。
2.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，其中所述第一光源位于所述贴合层的外侧以及所述外边框区域的下方。
3.如权利要求2所述的取像装置，其特征在于，更包括一第二吸光层，位于与所述第一光源相同一侧的所述面板模块侧边。
4.如权利要求2所述的取像装置，其特征在于，所述感光单元位于与所述第一光源位置相对的另一侧，且位于所述贴合层的外侧以及所述外边框区域的下方。
5.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述透光基板的折射率大于所述贴合层的折射率。
6.如权利要求5所述的取像装置，其特征在于，所述贴合层的折射率相对透光基板的折射率的比值系介于0.886～0.995之间。
7.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述透光基板厚度大于所述贴合层厚度。
8.如权利要求7所述的取像装置，其特征在于，所述透光基板之厚度系介于100um～10mm之间。
9.如权利要求7所述的取像装置，其特征在于，所述贴合层之厚度系介于10um～1mm之间。
10.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述面板模块包括：
第一透光部件；以及
第二吸光层；
其中，所述第一光源位于所述贴合层的其中一外侧，且所述第二吸光层覆盖于所述第一透光部件与所述第一光源同一侧的侧边。
11.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述面板模块包括：
第一透光部件；
第二透光部件；
第二吸光层；以及
软性印刷电路板；
其中，所述第一光源位于所述贴合层的其中一外侧，所述第二吸光层覆盖于所述第一透光部件与所述第一光源同一侧的侧边，且所述软性印刷电路板包覆所述第二透光部件与所述第一光源同一侧的侧边。
12.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述第一光源的波长不同于所述面板模块所发出的光波长。
13.如权利要求12所述的取像装置，其特征在于，另包括一滤光层，设置于所述感光单元之上，且所述第一光源发出的光束通过所述滤光层后，投射至所述感光单元。
14.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，另包括一第二光源，设置于所述透光基板之下，且与所述第一光源位于所述贴合层的相同一外侧。
15.如权利要求2所述的取像装置，其特征在于，另包括：
第三吸光层；
其中，所述第一光源位于所述贴合层的其中一外侧，所述第一吸光层位于此侧的所述内边框区域及外边框区域表面；
其中，所述感光单元位于与所述第一光源相对的所述贴合层的另外一外侧，所述第三吸光层位于此侧的所述内边框区域及外边框区域表面。
16.如权利要求15所述的一种取像装置，其特征在于，其中第三吸光层可让与第一光源波长相同的光线通过。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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