CN115601796A - 指纹识别装置 - Google Patents

Abstract

一种指纹识别装置，包括：基板；若干光源，所述光源位于所述基板上；光学传感器，位于所述基板上，与所述光源具有间距；触屏，位于所述光学传感器上，所述触屏顶部表面为采集面，所述采集面呈弧面状，或者所述采集面由若干圆滑连接的弧面与平面组成；其中，所述光源位于所述触屏的外围，所述光源发出的光线斜入射至所述触屏上。所述指纹识别装置有助于提高指纹采集面积，降低指纹识别难度。

Description

指纹识别装置

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种指纹识别装置。

背景技术

指纹识别装置可实现指纹自动采集，广泛应用于考勤机、门禁、手机或者平板电脑等设备上。

光学指纹识别装置与半导体电容指纹识别装置是常见的两类应用于手机的指纹识别装置，两者指纹成像原理不同。光学指纹识别装置主要是利用光的折射和反射原理，光源射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗不同，光学传感器相应会收集到不同明暗程度的图片信息，从而完成指纹的采集。半导体电容指纹识别装置是将电容感测器整合于一块芯片中，当指纹按压芯片表面时，内部电容感测器会根据指纹波峰和波谷产生的电容差形成指纹图像。

以手机为例，当前手机体型越来越轻薄，手机侧宽较窄，导致设于手机侧面的按键宽度很窄，例如侧按键宽度在2mm以内甚至更窄，在如此窄的宽度下按键若采用半导体电容指纹识别装置获取的指纹宽度也将在2mm以内，这样对指纹识别算法来说难度很大或者是识别不了。

由此，应用于手机侧按键处的指纹识别装置仍有待改进。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种指纹识别装置，有助于提高指纹采集面积，降低指纹识别难度。

为解决上述问题，本发明提供一种指纹识别装置，包括：基板；若干光源，所述光源位于所述基板上；光学传感器，位于所述基板上，与所述光源具有间距；触屏，位于所述光学传感器上，所述触屏顶部表面为采集面，所述采集面呈弧面状，或者所述采集面由若干圆滑连接的弧面与平面组成；其中，所述光源位于所述触屏的外围，所述光源发出的光线斜入射至所述触屏上。

可选的，所述触屏呈长条状。

可选的，当所述采集面呈弧面状时，所述采集面沿垂直于所述触屏长度方向的截线呈上凸圆弧状或者下凹圆弧状。

可选的，当所述采集面由若干圆滑连接的弧面与平面组成时，所述采集面沿垂直于所述触屏长度方向的截线由若干圆滑连接的圆弧线与直线组成。

可选的，沿所述触屏长度方向由所述触屏的一端至另一端，所述采集面沿垂直于所述触屏长度方向的截线相同。

可选的，所述触屏的材料为玻璃、树脂、聚碳酸酯或者亚克力。

可选的，所述指纹识别装置还包括：聚光透镜组，位于所述光学传感器与所述触屏之间，所述聚光透镜组包括多个聚光透镜。

可选的，所述触屏与所述聚光透镜组间具有空气间隙层或者第一胶层。

可选的，所述光学传感器与所述基板间具有第二胶层。

可选的，所述光源为可见光光源、红外光源或者近红外光源。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

相较于平面状的采集面，本发明提供的指纹识别装置的采集面呈弧面状，或者所述采集面由若干圆滑连接的弧面与平面组成，均使得采集面的面积增大，从而使得采集面与被采集者的手指表面的接触面积增大，有助于增加所述光学传感器获取的指纹信息，利于降低指纹识别难度。

附图说明

图1是本发明一实施例的指纹识别装置的立体示意图；

图2是图1所示的指纹识别装置沿A1A2割线的剖面结构示意图；

图3是图1所示的指纹识别装置沿B1B2割线的剖面结构示意图；

图4是本发明另一实施例的触屏沿宽度方向割线的剖面结构示意图；

图5是图2所示的聚光透镜组的结构示意图。

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。

图1是本发明一实施例的指纹识别装置10的立体示意图。图2是图1所示的指纹识别装置10沿A1A2割线的剖面结构示意图。图3是图1所示的指纹识别装置10沿B1B2割线的剖面结构示意图。

参考图1至图3，一种指纹识别装置10，包括：基板100；若干光源200，所述光源200位于所述基板100上；光学传感器300，位于所述基板100上，与所述光源200具有间距；触屏400，位于所述光学传感器300上，所述触屏400顶部表面为采集面410，所述采集面410呈弧面状，或者所述采集面410由若干圆滑连接的弧面与平面组成；其中，所述光源200位于所述触屏400的外围，所述光源200发出的光线斜入射至所述触屏400上。

本实施例中，所述指纹识别装置10应用于手机，设置于手机侧面按键处，用于识别采集的指纹图像，以支持指纹识别通过的用户后续进行例如开关机或者音量调节等操作。

如图2所示，在采集指纹时，手指按压所述采集面410，所述光源200发出的光经手指表面反射形成反射光，所述反射光携带有指纹信息。所述反射光被所述光学传感器300接收，实现指纹成像。

如图3所示，相较于平面状的采集面，本发明提供的指纹识别装置10的采集面410呈弧面状，或者所述采集面410由若干圆滑连接的弧面与平面组成，均使得采集面410的面积增大，从而使得采集面410与被采集者的手指表面的接触面积增大，有助于增加所述光学传感器300获取的指纹信息，利于降低指纹识别难度。

如图1所示，本实施例中，所述触屏400呈长条状。所述触屏400的宽度小于或者等于2mm。

沿所述触屏400的长度方向x由所述触屏400的一端至另一端，所述采集面410沿垂直于所述触屏400的长度方向x的截线相同，由此，能够降低后续处理指纹图像畸变的难度。

本实施例中，所述触屏400朝向所述基板100表面的投影呈跑道形，具体的，所述触屏400的两端朝向所述基板100表面的投影呈圆弧状，所述触屏400的两侧朝向所述基板100表面的投影呈直线状。

如图3所示，本实施例中，所述采集面410呈弧面状，具体的，所述采集面410沿垂直于所述触屏400的长度方向x(参考图1)的截线呈上凸圆弧状。在另一实施例中，所述采集面410沿垂直于所述触屏400的长度方向x的截线呈下凹圆弧状。

其中，所述采集面410沿垂直于所述触屏400的长度方向x的截线为：所述采集面410与垂直于所述触屏400的长度方向x的截面的交界线。

所述采集面410的面积为S1，所述采集面410朝向所述基板100表面的投影面积为S2，S2＜S1。

被采集者的手指表面与所述采集面410相贴合，在所述触屏400宽度为定值的情况下，相较于平面状的采集面，所述采集面410呈弧面状，使得与所述采集面410相贴合的手指表面面积更大，进而使得手指表面更多的指纹信息被采集，有助于提高指纹识别的准确度。

所述采集面410呈弧面状，被采集者的手指表面容易实现与所述采集面410间紧密贴合，保证采集的手指表面指纹图像的完整度，且便于降低后续处理指纹图像畸变的难度。

在其他实施例中，所述采集面410由若干圆滑连接的弧面与平面组成。具体的，所述采集面410沿垂直于所述触屏400的长度方向x的截线由若干圆滑连接的圆弧线与直线组成。

图4是本发明另一实施例的触屏400沿宽度方向y割线的剖面结构示意图。

参考图4，在其中一个实施例中，所述采集面410沿垂直于所述触屏400的长度方向x(参考图1)的截线由依次圆滑连接第一直线段401、第一弧线段402、第二弧线段403及第二直线段404组成。其中，所述第一直线段401与第二直线段404组的延伸方向均沿所述触屏400的宽度方向y，所述第一直线段401的高度高于所述第二直线段404的高度。所述第一弧线段402及所述第二弧线段403的圆心角均为90°，所述第一弧线段402呈凸起状，所述第二弧线段403呈凹陷状。

如图1所示，所述触屏400的材料为透明材料，具有高透材质。本实施例中，所述触屏400的材料为玻璃。在其他实施例中，所述触屏400的材料为树脂、聚碳酸酯或者亚克力。

在其他实施例中，所述指纹识别装置10还包括：膜层(图中未示出)，覆盖所述触屏400顶部表面。

所述膜层有助于保护所述触屏400顶部表面，缓冲来自于外部环境的撞击，降低所述触屏400顶部表面发生破碎或者割伤的风险。

所述膜层材料为透光材料。所述膜层的颜色可以但不限于为黄色、蓝色或者紫色，能够提高外观美感。

在另一实施例中，所述膜层为全反射膜层。

图5是图2所示的聚光透镜组500的结构示意图。

参考图5，本实施例中，所述指纹识别装置10还包括：聚光透镜组500，位于所述光学传感器300与所述触屏400之间，所述聚光透镜组500包括多个聚光透镜510。

所述聚光透镜组500适于对来自于所述触屏400(参考图2)的反射光进行会聚处理，调制反射光方向，减小部分反射光的倾斜角度。其中，倾斜角度为反射光方向与第一方向的夹角，所述第一方向垂直于所述基板100表面。

所述聚光透镜510顶部表面呈圆弧面，所述聚光透镜510底部呈平面状。

所述聚光透镜510的材料为有机化合物或者玻璃。本实施例中，所述聚光透镜510的材料为有机化合物，属于光刻胶材料。

参考图3，本实施例中，所述触屏400与所述聚光透镜组500间具有空气间隙层610。所述空气间隙层610对光路改变小，不必考虑内含有的气泡或者杂质影响光路，有助于保证指纹成像质量。

本实施例中，所述空气间隙层610的厚度为0.03mm～0.6mm，若所述空气间隙层610的厚度过大，属于不同像素区域的光线间容易发生串扰，且不必要的增加指纹识别装置10的总体厚度。若所述空气间隙层610的厚度过小，按压所述触屏400，所述触屏400容易触碰到所述聚光透镜510(参考图5)顶部，导致所述聚光透镜510顶部出现磨损的风险增加。

在其他实施例中，所述触屏400与所述聚光透镜组500间具有第一胶层(图中未示出)。

所述第一胶层有助于提高所述触屏400与所述聚光透镜组500间黏附的牢固程度，降低所述触屏400与所述聚光透镜组500发生横向错位的风险。

其中，所述第一胶层的折射率小于所述触屏400的折射率，接近空气折射率效果最佳，所述第一胶层的折射率低，有助于降低所述第一胶层对光路的影响。

本实施例中，所述光学传感器300与所述基板100间具有第二胶层620。

参考图1，本实施例中，所述光源200为红外光源。采用红外光源的优点为指纹采集速度快，而且红外光闪烁不易引起被采集者察觉，指纹采集体验更好。

在其他实施例中，所述光源200为可见光光源或者近红外光源。

本实施例中，所述光源200为LED光源。

本实施例中，所述光源200靠近所述触屏400的一端。

在其他实施例中，所述触屏400沿长度方向x的两侧附近各设有一个所述光源200。

在另一实施例中，不仅靠近所述触屏400的两端处各设有一个所述光源200，而且沿长度方向x的两侧附近也各设有一个所述光源200。

本实施例中，所述光学传感器300采用硅基结构。在其他实施例中，所述光学传感器300采用TFT(Thin Film Transistor)基结构。

所述光学传感器300包括底板及位于所述底板上的器件层，所述器件层内具有多个像素区域。

所述器件层为多层结构。所述器件层包括导体层、半导体层及绝缘层，其中，所述导体层包括透明导电层(ITO，Indium Tin Oxide)和金属导电层(Al，Mo，或Ag)。所述器件层的最上层为绝缘层。所述器件层的多层结构构成薄膜晶体管(TFT)和感光二极管，即所述导体层、半导体层及绝缘层中的一层或者多层构成薄膜晶体管和感光二极管。

本实施例中，所述基板100的材料为钢，作为补强板，起到增加所述指纹识别装置10强度的作用。

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 (10)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：

基板；

若干光源，所述光源位于所述基板上；

光学传感器，位于所述基板上，与所述光源具有间距；

触屏，位于所述光学传感器上，所述触屏顶部表面为采集面，所述采集面呈弧面状，或者所述采集面由若干圆滑连接的弧面与平面组成；

其中，所述光源位于所述触屏的外围，所述光源发出的光线斜入射至所述触屏上。

2.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述触屏呈长条状。

3.如权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，当所述采集面呈弧面状时，所述采集面沿垂直于所述触屏长度方向的截线呈上凸圆弧状或者下凹圆弧状。

4.如权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，当所述采集面由若干圆滑连接的弧面与平面组成时，所述采集面沿垂直于所述触屏长度方向的截线由若干圆滑连接的圆弧线与直线组成。

5.如权利要求3或4所述的指纹识别装置，其特征在于，沿所述触屏长度方向由所述触屏的一端至另一端，所述采集面沿垂直于所述触屏长度方向的截线相同。

6.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述触屏的材料为玻璃、树脂、聚碳酸酯或者亚克力。

7.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，还包括：聚光透镜组，位于所述光学传感器与所述触屏之间，所述聚光透镜组包括多个聚光透镜。

8.如权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述触屏与所述聚光透镜组间具有空气间隙层或者第一胶层。

9.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学传感器与所述基板间具有第二胶层。

10.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光源为可见光光源、红外光源或者近红外光源。

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