CN116250024A - 生物特征认证系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物特征认证系统，其包含：‑半透明保护板，其在所述保护板的正面上具有认证区域，并且基本上平行于所述正面，其具有形成所述板的第二面的反面；‑发光源，以照亮按压或触摸所述认证区域的物体；‑传感器，其布置在所述反面或与所述反面相距一定距离；‑从所述认证区域到所述传感器的光学路径；‑在所述光学路径内的光学滤波器；其中所述光学滤波器是层状近红外(NIR)滤波器，其包含：‑在基底侧的内ZnO_x和/或内TiO_x层中的至少一个；‑随后是多个银层，每个银层通过另外的ZnO_x和/或另外的TiO_x层中的至少一个与每个相邻的银层分隔开；‑沉积在最外银层上的外ZnO_x层、外TiO_x层和/或阻挡层中的至少一个。

Description

生物特征认证系统

技术领域

本发明涉及根据权利要求1所述的生物特征认证系统、根据权利要求19所述的触摸屏和根据权利要求20所述的电子器件。

背景技术

当今，作为面部识别或指纹识别系统的生物特征认证系统被集成在广泛的电子器件中，如蜂窝电话、触摸板、计算机或任何其它输入/输出器件。

分析按压或触摸认证区域的表面的三维物体的大致二维表面的电容系统早已用于指纹传感器。然而，当接触压力太低时，这些系统倾向于失效，并且在不减小正面的显示区域的情况下不能直接集成到触摸屏的表面中。直到最近，光学指纹识别系统才被引入市场，其已经被集成到手持器件的全正面显示器中。尽管在检测可靠性方面也可以实现某些改进，但是接触压力仍然存在问题，当涉及新的检测问题时更是如此，如通过区分活的和死的材料来进行防伪，最近通过分析可见光谱内的两个不同波长，例如蓝色、绿色、黄色或橙色，显示这可能是可行的。然而，对于所有这些问题，当分析某一波长或某一波长范围内的反射信号时，消除来自外部或来自显示器照明本身的干扰背景NIR照明是至关重要的。现今使用的用于NIR范围的介电滤波器倾向于具有复杂的厚的多层设计，达到几微米的厚度，不仅昂贵，而且由于层张力还可能引起粘附问题。另外，这样的滤波器倾向于使滤波器特性强烈依赖于光的入射角，这基本上限制了分析区域或者在光学路径到达传感器之前进行另外的努力以对准光学路径。应当提及的是，根据通常定义的NIR包含从780nm到3μm的波长范围，包括IR-A和IR-B的光谱范围，然而，与生物特征认证系统(尤其是指纹系统)一起使用的滤波器可以或应当也阻挡在640nm至780nm的范围内的可见红光，或至少阻挡其远红光范围，以优化在蓝、绿、黄或橙范围内的信号处理。

发明内容

因此，本发明的问题是改进光学生物特征认证系统的性能，以分析如上所述的大致二维表面。应该在检测可靠性、分析的波长区域的准确性和/或拥有成本方面实现改进。

根据本发明的生物特征认证系统至少包含：

-半透明保护板，其可以是玻璃或蓝宝石，在所述保护板的正面上具有认证区域；基本上平行于所述正面，形成所述板的第二面的反面；

-发光源，以照亮按压或触摸所述认证区域的物体；

-传感器，其在所述板的后面布置在所述反面或与所述反面相距一定距离，所述传感器到所述正面的距离比从所述板的所述反面到所述正面的距离长；

-从所述认证区域到所述传感器的光学路径，以将由触摸所述认证区域的所述物体反射的来自所述发光源的光引导至所述传感器，其中所述物体可以是手指，并且所述认证区域可以是指纹区域；

-在所述光学路径内的光学滤波器。

所述光学滤波器是由以下组成的层状近红外(NIR)滤波器：

-在基底S侧的内ZnO_x和/或内TiO_x层1中的至少一个，其也可以包含种子层1’，其是直接沉积在基底S的表面上的最内层；所述内ZnO_x和所述内TiO_x层也称为一个或多个内金属氧化物层；

-随后是多个银层2、4，每个银层2通过另外的ZnO_x层3和/或另外的TiO_x层3中的至少一个与每个相邻的银层4分隔开；所述另外的ZnO_x和所述另外的TiO_x层也称为一个或多个另外的金属氧化物层；

-直接或交替地沉积在最外银层4上的外ZnO_x层5、外TiO_x层5和/或氧阻挡层6中的至少一个；所述外ZnO_x和所述外TiO_x层也称为一个或多个外金属氧化物层。

最小层堆叠可以以最外阻挡层结束，在这种情况下，阻挡层构成离基底表面最远的层。

或者，层堆叠可以具有在阻挡层的外表面上提供的介电层堆叠。阻挡层可以由TiO_x、ZnO_x、SnO_x、CrO_x和/或NiCrO_x中的至少一种组成。通常，利用如上所述的层-滤波器，可以在从约400nm至约1650nm的带范围内生产不同宽度的带宽滤波器。然而，对于生物特征认证(如指纹识别)系统，从约400nm至650nm的透明带宽将是最方便的。在某些情况下，可能还优选更小的带宽，例如从400nm至600nm。下面描述优化某些滤波器参数的另外的实施方案。可以在至少一个相邻的银层(其可以是前一个和/或下一个银层)之间提供由与金属氧化物层的相应金属对应的金属组成的金属界面层，以避免敏感银表面的任何氧化。金属界面层与相邻的银和相应的金属氧化物层两者直接接触。

如上所述的金属氧化物层至少在金属氧化物层的一个或多个银侧处也可以包含亚化学计量的区域或子层，而其它区域或子层可以是化学计量的或接近化学计量的。这意味着与银或界面层直接接触的一个或多个金属氧化物层侧可以是亚化学计量的，为化学计量值的约5％至50％，例如TiO_1.0-1.9、ZnO_0.5-0.95、SnO_1.0-1.9。或者，层可以是梯度状或渐变的，例如从银接触面处的金属界面层到亚化学计量、接近化学计量或甚至化学计量组成，例如在内ZnO_x或内TiO_x层的基底侧，在另外的ZnO_x和/或TiO_x层的中间，或在外ZnO_x和/或外TiO_x层的外侧。当阻挡层应当代替外ZnO_x或外TiO_x层时，同样的情况涉及如上所述的阻挡层的其它元素。

至少一个ZnO_x层可以是铝掺杂的ZnO_x:Al(AZO)层，其原子Al/Zn比r_Zn/Al可以是90-99％，例如约5％ Al。或者，至少一个ZnO_x层可以是镓掺杂的ZnO_x:Gal(GaZO)层，其原子Ga/Zn比r_Zn/Ga可以是90-99％，例如约5％ Ga。

在本发明的另外的实施方案中，NIR滤波器可以包含由交替的高折射率层和低折射率层组成的AR堆叠，其沉积在外ZnO_x层、外TiO_x层或阻挡层中的一个上，由此可以优化滤波器的抗反射(AR)性质并且可以实现尖锐的滤波器边缘。为了产生相应的AR性质，AR堆叠应该由至少四层组成，但是可以具有基本上更多的层，例如16-32层。

在另外的实施方案中，可以在基底表面处提供金属或半导电种子层，其可以由如Zn、Ti、Cr的金属或如Si的半导体组成。

也可以具有紫外(UV)光阻尼或阻挡性质的另外的AR堆叠可以被布置为在基底和金属或半金属种子层与内金属氧化物(ZnO_x或TiO_x)层之间的交替的高折射率层和低折射率层的堆叠。另外的AR堆叠可以包含至少2个高折射率材料和低折射率材料的交替层。两层和四层之间的数量通常是足够的。

在另外的实施方案中，SiO₂层或交替的SiO₂和Ta₂O₅层的堆叠可以夹在两个ZnO_x层之间，或者夹在内TiO₂层和外ZnO_x层之间，其中ZnO_x层或内TiO₂层和外ZnO_x层与银层相邻，它们的面远离一个或多个夹层。相应的ZnO_x层可以包含AZO或GaZO层或者由AZO或GaZO层组成。或者，夹在中间的堆叠可以由低折射率材料(如SiO₂)和高折射率材料(例如TiO₂、Nb₂O₅、HfO₂、ZrO₂或Si₃N₄)的任何组合组成。在相应的夹层氧化物层与银层之间可以仅提供亚化学计量的氧化物和/或钛、Zn或铝掺杂的锌(Zn:Al)层，类似于层顺序Ag/金属(Zn、Zn:Al或Ti)/亚化学计量的氧化物(Zn、Zn:Al或Ti的氧化物)/接近或甚至化学计量的氧化物(Zn、Zn:Al或Ti的氧化物)，或者可以是如上所述的梯度状或渐变的。

在一个实施方案中，发光源可以是布置在认证区域下方的平面光源，例如在从盖板的正面的竖直方向上。该布置可以在保护板内，例如具有分离的盖板，在保护板的背面上或者与盖板的反面相距一定距离并且面对盖板的反面。平面光源可以是OLED阵列或OLED阵列的一部分，例如位于生物特征认证系统的光学路径内或附近的相应器件的OLED阵列。

在另外的实施方案中，发光源可以是布置在认证区域下方、在盖板的反面上或与盖板的反面相距一定距离的单独的光源。这可以是在认证区域的竖直方向上，或者是倾斜的、与认证区域成一定角度。

系统的光学路径可以包含透镜或反射镜，以将反射光聚焦到传感器。或者，光学路径可以包含准直器。

本发明进一步涉及包含触摸屏和如上所述的系统的电子器件。所述器件可以是蜂窝电话、触摸板、计算机或任何其它输入/输出器件，如地理定位系统(GPS)、大地测量系统或其它测量系统等。

应当提及的是，结合本发明的仅一个实施方案显示或讨论的并且没有进一步结合其它实施方案讨论的所有特征可以看作也很好地适于改进本发明其它实施方案的性能的特征，只要这样的组合不能被立即认为对本领域技术人员来说是初步不适当的。因此，除了所提及的以外，某些实施方案的特征的所有组合可以与未明确提及这样的特征的其它实施方案组合。

附图说明

现在将借助于附图进一步举例说明本发明。应当提及的是，附图仅仅是为了证明本发明的一个或通常若干个实施方案的功能而绘制的，没有显示某些部件的成比例的尺寸或适当的比例，以使本发明的原理更容易看到。附图显示：

图1：指纹识别系统，FID I；

图2：指纹识别系统，FID II；

图3：系统II的细节；

图4-7：用于本发明的FID系统的滤波器的原理；

图8-10：用于FID系统的现有技术滤波器；

图11-15：与本发明的FID系统一起使用的滤波器的光学性质。

具体实施方式

图1显示指纹识别系统20的第一实施方案的变型，其包含分离的盖板21，其具有前板22和背板23，前板具有由用户手指36触摸的指纹区37，背板23用于将LED阵列24固定在前板22的反面上，并且具有另外的部件，例如另外的光源29、NIR滤波器31或具有低折射率(RI)的透明间隔物25，其附着在背板23的反面上，其在这里也形成盖板21的反面。触摸盖板21的指纹区37的手指36由LED阵列24的至少一些LED、单独的光源29或两者一起照亮。指纹反射的光的光学路径由其边界35限定，反射光由离开指纹区37的箭头表示。经过盖板21和隔离物25后，光学路径中的光由任选的透镜26(其可以是微透镜)聚焦到传感器28，传感器例如可以是光芯片。传感器28与控制器单元28连接，控制器单元可以是例如在触摸屏内包含光学指纹识别系统的电子器件的CPU，或者可以具有连接到器件的电路的单独的控制器(未显示)。在光学路径内，来自外部或LED阵列的反射光以及潜在的干扰光可以由滤波器堆叠30过滤，滤波器堆叠可以沉积在各种表面上，这些表面还可以在指纹区37与传感器28之间的光学路径的边界35内形成光学界面。在备选的实施方案中，在图1中另外显示的，可以使用单独的滤波器31，其包含在单独的玻璃上的这样的NIR滤波器堆叠。

应当注意，对于图2、图3，并且尤其是对于图1，显示将滤波器堆叠30或单独的滤波器31放置在光学路径中的多个若干可能的位置，以证明系统的不同变型。在这些位置的任一个中的一个滤波器堆叠30或一个单独的滤波器31将足以过滤NIR或其它波长，其可能干扰最适于分辨指纹的精细结构的绿-蓝-黄光谱。如图1可见，可以在LED阵列的背面上、背板23的正面或反面上、光学路径内透明间隔物25的任一侧上、透镜26的一侧上或传感器阵列28的正面上提供由点划线表示的滤波器堆叠30。或者，可以在盖板21与间隔物25之间使用单独的滤波器31，并且如间隔物与透镜之间或透镜26与传感器28之间的两个双箭头表示的。滤波器可以是在其一个表面上提供有相应的滤波器堆叠的普通玻璃板。当使用反射镜/传感器系统(未显示)而不是透镜/传感器系统时，还可以在反射镜的表面上提供滤波器堆叠。

图2显示另外的实施方案的变型，其中一体式盖板21和LED阵列24集成在反面上，显示NIR滤波器堆叠30的两个备选的位置。一个位置再次在盖板21的反面上，在这种情况下，在LED阵列块的表面上，另一个位置再次在传感器阵列28的正面上。准直器27、针孔阵列或者任选的光波导可以用于将光从盖板21引导到传感器28。应当提及的是，如相同的附图标记所示，当设计成具有相同的光学性质时，图1和2A的分离的和一体式盖板21可以在两个备选的系统之间交换。

通常，施用直接沉积在系统部件上的滤波器堆叠30而不是使用单独的滤波器是有利的。然而，由于与例如显示器的盖板相比它们的尺寸较小，并且缺少传感器可能具有的潜在敏感电子部件，这样的光学滤波器31可能更有效且成本合算地生产，尤其是当在昂贵且体积有限的多室PVD设备中沉积不同材料的高度复杂的层堆叠时。

在图3中，其是图2的准直器27的一部分的放大，在准直器的两个不同位置处显示使用至少在其表面之一处包含NIR堆叠30的滤波器31。在左侧，将NIR滤波器31安装在入射光的一侧上，并且包含黑色涂层33，该涂层在这里在覆盖准直器结构的区中(用灰色背景显示)沉积在NIR滤波器堆叠上。于是可以改进来自指纹区37的不同区域的反射光的光学分辨率。

在图3的右侧，将滤波器31安装在光离开准直器27朝向传感器28的相对侧上。在该实施方案中，准直器在正面和通孔34内涂布有黑色涂层33，该涂层给出比如在左侧中所示的结构更好的光分离，然而，需要两个不同部件的涂层成为大批量生产中另外的成本问题。

关于由于必须聚焦或对准如图1-3所示的反射光而导致的系统的复杂性，应当提到的是，可以降低某些元件(如根据第一实施方案的系统的间隔物25或透镜26或者根据第二实施方案的准直器27)的光学规格，或者由于本发明所使用的银锌氧化物(氧化钛)滤波器的更好的光学特性，甚至可以省略这样的元件。因此，对于图1，当将这样的层-滤波器施加到LED阵列的背面、背板23的正面或反面上、传感器阵列28的正面上，或者在盖板21与传感器28之间使用单独的滤波器31时，可以省略透镜30和/或间隔物25。对于图2，当在盖板21的背面上或传感器28的正面上使用层-滤波器、或者如上所述在其间使用单独的滤波器31时，可以省略准直器27。

这个特性不仅包含较高的透射率和较陡的且更确定的滤波器边缘，参见图11-12、14、15，而且还包含对于不同角度的入射光，NIR滤波器边缘的基本上减小的偏移，参见与现有技术设计的图8相比的图12和13。

用优选用于光学和光子工业中的滤波器的纯介电堆叠进行的广泛实验没有产生实质的改进。如图8可见，当以0°入射角分析时，这样的介电滤波器在带宽间隙内显示优异的透明度，并且在其两侧上显示相应的类似的良好锐度。应当提及的是，这里的零度角是指竖直于基底平面的标准测量角，并且根据通常的技术语言，相对于所谓的表面法线给出任何偏差。然而，当使用60°角(虚线)时，介电滤波器的情形是非常不同的。透明度在带宽间隙内显示严重的波动，边缘显示锐度损失，并且最差的是，决定性的上滤波器边缘显示从609至532nm的77nm的偏移，这是约13％的相对偏移，并且于是在必须以不同入射角的光操作的生物特征识别应用的任何范围之外。这样的现有技术介电滤波器堆叠的层设计可以在表1中找到。它由总层厚度为约1.5μm的一系列交替TiO₂/SiO₂λ/n-层组成。

也已经用混合的介电和银堆叠测试了许多材料组合，并且已经对于它们的光学性能进行了分析。然而，如图9和图10所示，SiO₂/Ag和Si₃N₄/Ag层的吸收曲线看起来不是很有前景。相应涂层的层顺序可以在表2和表3中看到。然而，令人惊讶地，通过使用来自ZnO_x、AZO、GaZO和/或TiO_x的金属氧化物层与银层的组合，可以产生在可见光带中具有高透射率且NIR滤波器具有良好阻挡性质的特制NIR滤波器堆叠。同时，UV阻挡性质足够好以阻挡来自约400nm或更低波长的有害辐射。由于约一微米或甚至更小的薄的厚度，这样的涂层可以完美地与微电子部件一起使用。通过使用介电堆叠11可以增加另外的AR阻挡性质和UV阻挡性质或者在带宽间隙中的更高透明度和更好的边缘锐度，该介电堆叠也可以作为另外的介电堆叠13直接布置在基底S或种子层1’上，夹在一个或多个另外的ZnO_x层和/或另外的TiO_x层之间(例如堆叠14)，和/或放置在基本NIR阻挡堆叠12的顶部上。

图4至图7显示这样的涂层设置的一些原理。表4-6和图9至图15显示实现的实施例和设置。图4至图7以示例性方式显示包含NIR阻挡堆叠12的堆叠的不同设置，所述NIR阻挡堆叠12包含至少两个银层2、4，所述银层被可以是AZO层的ZnO_x层3、5分隔开。

详细地说，光学滤波器是由以下组成的层状近红外(NIR)滤波器：

-在基底S侧的内ZnO_x1和/或内TiO_x层1中的至少一个，其也可以包含种子层1’，种子层1’是直接沉积在基底S的表面上的最内层；

-随后是多个银层2、4，每个银层2通过另外的ZnO_x层3和/或另外的TiO_x层3中的至少一个与每个相邻的银层4分隔开；

-直接或交替地沉积在最外银层4上的外ZnO_x层5、外TiO_x层5和/或氧阻挡层6中的至少一个。

应当提及的是，阻挡堆叠12显示两个银层2、4和相应的ZnO_x层1、3、5，这仅仅是为了清楚起见，而可以使用2-6个银层(尤其是3-5个银层)的滤波器来优化相应的滤波器设计，参见例如图11-15。

关于进一步内部的TiO_x层或外TiO_x层(后者也可以是阻挡层)，当如表5中示例性显示地，使用交替的TiO_x/ZnO_x/Ag/TiO_x/ZnO_x/Ag层时，可以获得良好的光学性质。

最小层堆叠以最外阻挡层6结束。在这种情况下，该层离基底最远，其可以由TiO_x、ZnO_x、SnO_x、CrO_x和/或NiCrO_x中的至少一种组成。阻挡层6可以如所示的在外金属氧化物层5的顶部上使用，或者可以代替外金属氧化物层5。

关于可以例如通过溅射进行的层堆叠的沉积，应当提到的是，在银层2、4的每一侧提供一纳米或几纳米的金属层作为界面是重要的，以避免银表面的任何氧化，其将影响光学性质，如银层的反射性。这样的金属界面层在图6中以虚线说明，并且可以由Ti、Zn、Sn、Cr、NiCr组成，这取决于相应的相邻的金属氧化物层1、3、5或6，其可以由如上所述的TiO_x、ZnO_x、SnO_x、CrO_x或NiCrO_x组成。

于是金属氧化物层可以至少在金属氧化物层1、3、5、6的一个或多个银侧处包含亚化学计量的区域或子层1”、3”，而其它区域或子层1’、3’可以是化学计量的或接近化学计量的。

在本发明的另外的实施方案中，NIR滤波器可以包含介电堆叠11，其由沉积在下列层中的一个上的交替的高折射率和低折射率层组成：外ZnO_x层、外TiO_x层或阻挡层，由此可以优化滤波器的抗反射(AR)性质并且可以实现尖锐的滤波器边缘。该堆叠将由至少四层组成，然而可以具有基本上更多的层。

进一步调谐或改进滤波器的光学性质可以包含本发明的实施方案，其具有是低折射率材料层的SiO₂层，或者夹在两个另外的金属氧化物层之间的交替的SiO₂和由高折射率材料组成的至少一个高折射率层的堆叠14，其中两个另外的金属氧化物层中的每一个与SiO2层或与所述SiO₂层直接接触，并且与相应的银层相邻，所述银层的面远离夹在中间的一个或多个SiO₂层。高折射率材料可以由Ta₂O₅、TiO₂、Nb₂O₅、HfO₂、ZrO₂或Si₃N₄组成，并且夹在中间的堆叠可以是由两个SiO₂层和再次夹在两个SiO₂层之间的高折射率层组成的三层堆叠。

图4、6和7显示在入射光侧具有相应的一个或多个层堆叠的基底，而图5显示在图4和5中用箭头表示的光离开光学路径上的部件朝向传感器的一侧具有一个或多个层堆叠的基底。除了必须在基底表面提供以例如改进粘附的任选种子层1’之外，关于基底表面，层顺序可以相同，在这种情况下，由于光学层性质的附加性质，相对于光方向其是相反的。

对于图7，给出用于低折射率材料(如SiO₂、Al₂O₃或MgF₂)和高折射率材料(如TiO₂、Ta₂O₅或ZrO₂、Si₃N₄)的材料组合。显示另外的AR堆叠13，其可以直接在基底S或种子层1’上提供，以加强AR堆叠11的AR性质。另外的AR堆叠13也可以增加另外的UV阻尼或UV阻挡作用。

在表4-7和图11-15中给出相应的NIR滤波器堆叠的实例，其中表：

表4涉及显示涂层设计2的光学性质的图11和12，以及显示设计1的相应的性质的图13；

两种设计都是相对简单的NIR滤波器，其由四个交替的AZO或GaZO/Ag层以及外AZO或GaZO层组成，具有50-200nm之间的物理层厚度，其是薄的。唯一相关的差别是某些AZO或GaZO层的物理厚度，尤其是最靠近基底的内AZO或GaZO层的物理厚度，其中设计2较厚。于是与图12和13相比，较薄的设计1的稍微更好的透明度导致450-500nm之间的波长范围，而设计2在透明区域中显示更好的均匀性，并且在两侧上更好地限定滤波器边缘。除了0°测量之外，已使用与两个测试样品的表面法线成60°角的光进行测量。在最大值的半宽度处的结果是

对于设计1(图13)0°->60°：608->581nm或4.8％；

对于设计2(图12)0°->60°：614->586nm或4.6％；

可以看出，在两种设计的情况下，都可以达到小于5％的小于30nm的NIR边缘的偏移，而UV边缘的偏移几乎可以忽略。设计2再次产生更好的均匀性。鉴于60°测量的显著不同的角度，这种微小的变化似乎是相当令人满意的。

除了设计2的透明度之外，图11还显示比较中的相应的吸收R。

所有的光谱测量都是用Essen-Optics的PhotonRT分光计进行。在得自Evatec AG,Switzerland的商业CLN200 BPM设备中的D263型200mm玻璃上沉积光学样品。所用的工艺参数的例子可以在表8中找到。相同的设备和可比的工艺参数已经用于在如上所述的光学路径中的各种部件上产生相应的滤波器。

表5涉及涂层设计3，其包含交替的TiO_x/ZnO_x/Ag/TiO_x/ZnO_x/Ag…图中未显示的层。

表6涉及设计4-7，均在约200-1000nm之间的中等厚度范围内，其中设计5-7的光学透射率在图14中显示。

如在图14中所示的中等NIR滤波器给出良好的调查，即如何用具有三个(设计5)、四个(设计6)和五个(设计7)银层的滤波器来影响边缘和均匀性，每个银层的厚度为约20nm。

表7涉及设计10-12，均在约1000-2500nm之间的厚的厚度范围，其中设计5、10、11和12的光学透射率在图15中显示。另外的层厚度在此主要来自AR堆叠，在这种情况下是交替的Ta₂O₅/SiO₂堆叠，并且一部分是单个另外的AR堆叠，其由直接沉积在基底上的Ta₂O₅层和在NIR滤波器顶部上的连续SiO₂层组成。如图15可见，对于中等厚度设计5，可以进一步改进透射率和滤波器边缘的陡度。用可比的其它高折射率/低折射率组合(如TiO₂/SiO₂、TiO₂/Al₂O₃，或如上所述的另外的组合)可以实现类似的结果。

对于许多生物特征认证系统，尤其是指纹识别系统，在中等或甚至低厚度范围内的不太复杂的设计将足以以良好的分辨率分析由物体产生的图案，例如指纹。

最后，应当提及的是，除非明显矛盾，否则本发明的一个实施方案、实例或类型所提及的特征的组合可以与本发明的任何其它实施方案、实例或类型组合。

表1介电NIR阻断剂

表2SiO₂/Ag

层	材料	设计SiO2/Ag
			基底	玻璃	d phy[nm]
1	SiO2	115.8
			2	Ag	21.3
3	SiO2	115.8
			4	Ag	21.3
5	SiO2	115.8
			6	Ag	21.3
7	SiO2	115.8
			8	Ag	21.3
9	SiO2	115.8

表3Si₃N₄/Ag

表4NIR阻断剂1-2

层	材料	设计1	设计2
				基底	玻璃	d phy[nm]	d phy[nm]
1	AZO/GaZO	23.3	45.8
				2	Ag	16.6	15.0
3	AZO/GaZO	66.9	79.6
				4	Ag	19.3	24.0
5	AZO/GaZO	70.5	71.2
				6	Ag	20.8	22.4
7	AZO/GaZO	72.5	81.5
				8	Ag	20.8	22.9
9	AZO/GaZO	39.7	39.1
				Σ	d Agx4	77.5	84.3
Σ	d AZO/GaZO x5	272.9	317.1
				Σ	总d	350.4	401.5

表5NIR阻断剂3

层	材料	设计3
			基底	玻璃	d phy[nm]
1	TiO2	21.146
			2	ZnO	6.0
3	Ag	21.1
			4	TiO2	55.4
5	ZnO	6
			6	Ag	20.0
7	TiO2	52.2
			8	ZnO	6
9	Ag	23.4
			10	TiO2	28.2

表6NIR阻断剂4-7

表7NIR阻断剂(+AR)10-12

表8工艺参数⁺

+用于测试玻璃和滤光器的所有过程在以下类型的可商购获得的Evatec真空设备上进行：CLN 200BPM、MSP、Solaris和/或LLS；

++目标尺寸为圆200-450mm或长方形1×b＝35-85×13cm的平面阴极用于所有实验，同样可以使用可旋转的阴极靶。

附图标记

1’ 种子层

1 ZnO_x，AZO，GaZO

2 Ag

3 ZnO_x，AZO，GaZO

4 Ag

5 ZnO_x，AZO，GaZO

6 TiO_x，ZnO_x，SnO_x，NiCrO_x

7 介电堆叠

10 TiO₂，Ta₂O₅，ZrO₂，Si₃N₄

11 AR堆叠(介电)

12 NIR阻挡层堆叠

13 另外的AR堆叠(介电)

14 SiO₂层或SiO₂/高折射率/…/SiO₂层的堆叠

20 指纹识别系统I型

21 盖板

22 前板

23 背板

24 LED模块，例如，OLED

25 具有低RI的透明间隔物

26 透镜

27 准直器/针孔阵列/光波导

28 传感器或传感器阵列

29 单独的光源

30 NIR滤波器堆叠

31 在一侧上具有NIR滤波器的单独的滤波器

32 控制器单元

33 吸收层

34 准直器通孔

35 光学路径的边界

36 手指

37 指纹区

40 指纹识别系统II型

Claims (23)

1.生物特征认证系统，其包含：

-半透明保护板，其在所述保护板的正面上具有认证区域，并且基本上平行于所述正面，其具有形成所述板的第二面的反面；

-发光源，以照亮按压或触摸所述认证区域的物体；

-传感器，其布置在所述反面或与所述反面相距一定距离；

-从所述认证区域到所述传感器的光学路径；

-在所述光学路径内的光学滤波器；

其中所述光学滤波器是层状近红外(NIR)滤波器，其包含

-在基底侧的内ZnO_x和/或内TiO_x层中的至少一个；

-随后是多个银层，每个银层通过由另外的ZnO_x和/或另外的TiO_x层组成的至少一个另外的金属氧化物层与每个相邻的银层分隔开；

-沉积在最外银层上的外ZnO_x层、外TiO_x层和/或阻挡层中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述阻挡层由TiO_x、ZnO_x、SnO_x、Cr_yO_x和/或NiCrO_x中的至少一种组成。

3.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中在至少一个相邻的银层与所述金属氧化物层之间提供由与金属氧化物层的相应金属对应的金属组成的金属界面层。

4.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中所述金属氧化物层至少在一个或多个银侧是亚化学计量的。

5.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中至少一个ZnO_x层是铝掺杂的ZnO_x:Al(AZO)层或镓掺杂的ZnO_x:Ga(GaZO)层。

6.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中交替的高折射率层和低折射率层的抗反射(AR)堆叠沉积在所述外ZnO_x层、所述外TiO_x层或所述阻挡层中的一个上。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述NIR堆叠包含至少4层，例如16-32层。

8.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中在所述基底表面处提供金属或半导电种子层。

9.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中在所述基底或所述种子层与所述内ZnO_x或内TiO_x层之间沉积交替的高折射率层和低折射率层的另外的AR堆叠。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述另外的AR堆叠包含至少2个交替层。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述另外的AR堆叠也是UV光阻尼或阻挡堆叠。

12.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中SiO₂层、或交替的SiO₂和由高折射率材料组成的至少一个高折射率层的堆叠夹在两个另外的金属氧化物层(3)之间，其中所述两个另外的金属氧化物层中的每一个与所述SiO₂层直接接触或与SiO₂层直接接触，并且与相应的银层相邻，且所述银层的面远离所述夹在中间的一个或多个SiO₂层。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述高折射率材料是Ta₂O₅、TiO₂、Nb₂O₅、HfO₂、ZrO₂或Si₃N₄。

14.根据权利要求12或13中的一项所述的系统，其中所述夹在中间的堆叠是由两个SiO₂层和夹在其间的高折射率层组成的三层堆叠。

15.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中所述发光源是布置在所述认证区域下方的平面光源。

16.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中所述发光源是布置在所述认证区域下方的单独的光源。

17.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中当使用与所述表面法线成60°角的光而不是0°度测量时，所述滤波器的波长偏移小于NIR边缘的5％。

18.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中所述光学路径包含透镜或反射镜。

19.根据权利要求1-17中的一项所述的系统，其中所述光学路径包含准直器。

20.根据权利要求1-17中的一项所述的系统，其中所述光学路径不包含透镜、反射镜或准直器中的一个。

21.触摸屏，其包含根据前述权利要求中的一项所述的系统。

22.电子器件，其包含根据权利要求21所述的触摸屏。

23.根据权利要求22所述的电子器件，其是蜂窝电话、触摸板、计算机或另一个输入/输出器件。

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