CN215182051U - 光学式指纹辨识结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光学式指纹辨识结构，其应用于行动装置的侧边的指纹辨识。包括：保护玻璃、光学指纹辨识模块，其中光学指纹辨识模块位于保护玻璃下方。本实用新型的保护玻璃，其具有一厚度，保护玻璃与光学指纹辨识模块之间的间隔为一气隙，光学指纹辨识模块还包含接收镜组、影像感测模块、模块壳体以及模块壳体延伸部，其中，接收镜组位于光学指纹辨识模块的最上方，亦即，靠近气隙的一端，而影像感测模块则位于接收镜组的下方。运用光学式的指纹辨识技术可以缩小光学式指纹辨识结构，而可以运用于应用装置的侧边，使得应用装置的正反面增加使用面积。

Description

光学式指纹辨识结构

技术领域

本实用新型涉及指纹辨识结构，特别涉及一种光学式指纹辨识结构。

背景技术

指纹辨识技术发展至今，已成为多数智能型手机的标准配备，指纹辨识的优点在于指纹是人体独一无二的特征，并且指纹的复杂度足够用于鉴别，此外当需要增加可靠性时，只需登记更多的指纹并且鉴别更多的手指，最多可以多达十个，而每一个指纹都是独一无二的。再者，现今扫描指纹的速度相当快且使用方便，亦是指纹辨识技术能够占领大部分市场的一个主要原因。

屏下光学指纹辨识目前普遍应用于主动矩阵有机发光二极体面板(AMOLED显示器)，但可以预期，未来屏下光学指纹辨识亦可能应用于发光二极管(LED)背光源的液晶显示器(LCD显示器)等，其原因在于，目前已可利用各式面板的自发光投射到手指与面板接触的位置，并且通过传感器接收反射光以进行指纹辨识，大幅增进屏下光学指纹辨识的应用范围以及适用性。

然而，现今的行动装置用屏幕、一直追求高画质、高精细度及高亮度，对于显示屏幕而言，其画素尺寸愈来愈小，而且为了避免漏光或画素间干扰，显示面板的结构愈来愈不透光，导致影像传感器的进光量不足，使得屏下光学指纹辨识无法实施。

就有机发光半导体(OLED)显示面板而言，为提高分辨率，其画素尺寸缩小导致画素间隔(Rib)尺寸减少或者显示画素结构由下部发光改变成上部发光，以提升开口率，使减少画素尺寸后可维持或者提升画素亮度，唯，此显示屏幕的结构使得原本具透光的区域变得不透光。

关于指纹辨识传感器的技术，除了光学式之外，尚有电容式及超音波式两种，唯，这两种技术对于防伪(Anti-Spoofing)的能力较差，不若光学式。光学指纹辨识可撷取多种指纹变化信息及人体变化信息，以业界的评比，目前仅光学式的防伪水平可以达到支付标准。

目前在行动装置上，指纹辨识器装设于侧边的方案仅有电容式传感器，在应对未来愈来愈蓬勃发展的行动支付而言，明显无法达成业界的规范与要求。

在行动装置以高画质、高亮度、全屏幕、窄边框且薄型化的发展趋势下，指纹辨识器装设于侧边以因应装设空间的限制且可达到功能规范，是亟需解决的。

因此，本实用新型的发明人在观察上述弊端后，而遂有本实用新型的产生。

实用新型内容

为达上述目的，本实用新型提供光学式指纹辨识结构，包括：保护玻璃、光学指纹辨识模块，其中光学指纹辨识模块位于保护玻璃下方。本实用新型的保护玻璃，其具有一厚度，保护玻璃与光学指纹辨识模块之间的间隔为一气隙，光学指纹辨识模块进一步包含接收镜组、影像感测模块、模块壳体及模块壳体延伸部，其中，接收镜组位于光学指纹辨识模块的最上方，亦即，靠近气隙的一端，而影像感测模块则位于接收镜组的下方。

较佳地，接收镜组接收的光线或影像后，进一步地传送至影像感测模块，影像感测模块对收到的光线或影像进行判断或辨识。

较佳地，本实用新型光学式指纹辨识结构中的保护玻璃及光学指纹辨识模块，进一步该光学指纹辨识模块是通过在模块壳体延伸部装设固定组件而固定在应用装置上。

较佳地，模块壳体延伸部与应用装置的壳体以胶合贴附或螺丝锁付方式，以固定光学指纹辨识模块。

较佳地，在应用装置的壳体与光学指纹辨识模块之间进一步具有弹性垫圈，作为缓冲。

较佳地，本实用新型光学式指纹辨识结构还具有光源，光源设置在保护玻璃下方，且在光学指纹辨识模块旁的适当位置处，光源即用以提供光线来源。

较佳地，光源设置于模块壳体延伸部，以利于指纹辨识的拆装及减少模块装设空间需求。

较佳地，光线在保护玻璃内全反射，因此在尚未有使用者的手指接触保护玻璃表面时，光线并不会射出保护玻璃而被位于下方的光学指纹辨识模块的接收镜组接收。

较佳地，当使用者的手指接触或碰触到保护玻璃的表面时，因为手指与保护玻璃接触而导致光线在保护玻璃中不再全反射，所以光线会射出保护玻璃且穿过气隙，而被光学指纹辨识模块的接收镜组接收。

较佳地，保护玻璃特别设计有一个斜切角面，光源因为设置在面板侧边位置的下方，可以透过保护玻璃特别设计的斜切角面，使光源所产生的光线更进一步确保可以在保护玻璃中全反射。

较佳地，保护玻璃因为光源设置在其下方，保护玻璃在相对于光源的位置处，特别设计有V形槽，V形槽的设计同样是为了使光源所产生的光线得以入射保护玻璃，而在保护玻璃进行全反射。

较佳地，若保护玻璃为c轴向晶面蓝宝石玻璃，V形槽顶端的水平面与斜面的夹角为38.23±0.5度之间或57.6±0.5度之间。

较佳地，若保护玻璃为熔融玻璃，其中，V形槽顶端的水平面与斜面的夹角由刀刃角度决定。

较佳地，若保护玻璃为石英玻璃，其中，V形槽顶端的水平面与斜面的夹角为42.8±0.5度之间或36.8±0.5度之间。

综上，本实用新型所提供光学式指纹辨识结构主要在于，通过本实用新型的光学式指纹辨识结构，运用光学式的指纹辨识技术可以缩小光学式指纹辨识结构，而可以运用于应用装置的侧边，使得应用装置的正反面增加可使用面积。根据本实用新型的光学式指纹辨识结构，其中该保护玻璃的侧边特别设计有斜切角面，使从侧边射入的光线得以在保护玻璃中进行全反射。其中该保护玻璃在相对应于光源的位置，特别设计有V形槽，使从下方射入的光线得以在保护玻璃中进行全反射。

较佳地，保护玻璃可为透明的晶体、非晶体或塑料材质，并不限定为前述三种材料，前述的蓝宝石玻璃、熔融玻璃、石英玻璃仅为实施范例。

为使熟悉该项技艺人士了解本实用新型的目的、特征及功效，兹通过下述具体实施例，并配合所附的图式，对本实用新型详加说明如下。

附图说明

图1为本实用新型的光学式指纹辨识结构的示意图；

图2为本实用新型的光学式指纹辨识结构详细的示意图；

图3A为根据本实用新型的光学式指纹辨识结构的实施例示意图；

图3B为根据本实用新型的光学式指纹辨识结构的实施例的俯视图；

图4A为根据本实用新型的光学式指纹辨识结构的另一实施例示意图；

图4B为根据本实用新型光学式指纹辨识结构的另一实施例的俯视图；

图5为根据本实用新型的光学式指纹辨识结构的应用实例示意图；以及

图6为根据本实用新型的光学式指纹辨识结构的另一应用实例示意图。

附图标记说明：

100-保护玻璃；101-镂空；102-刻线；200-光学指纹辨识模块；201-接收镜组；02-影像感测模块；203-模块壳体；204-模块壳体延伸部；205-气隙；300-光源；400-固定组件；500-弹性垫圈；600-手指；700-壳体；M-行动装置；S-斜切角面；U-V形槽；W-智能型手表。

具体实施方式

现在将参照其中示出本实用新型概念的示例性实施例的附图在下文中更充分地阐述本实用新型概念。以下通过参照附图更详细地阐述的示例性实施例，本实用新型概念的优点及特征以及其达成方法将显而易见。然而，应注意，本实用新型概念并非仅限于以下示例性实施例，而是可实施为各种形式。因此，提供示例性实施例仅是为了揭露本实用新型概念并使熟习此项技术者了解本实用新型概念的类别。在图式中，本实用新型概念的示例性实施例并非仅限于本文所提供的特定实例且为清晰起见而进行夸大。

本文所用术语仅用于阐述特定实施例，而并非旨在限制本实用新型。除非上下文中清楚地另外指明，否则本文所用的单数形式的用语“一”及“该”旨在亦包括复数形式。本文所用的用语“及/或”包括相关所列项其中一或多者的任意及所有组合。应理解，当称组件“连接”或“耦合”至另一组件时，所述组件可直接连接或耦合至所述另一组件或可存在中间组件。

相似地，应理解，当称一个组件(例如层、区或基板)位于另一组件“上”时，所述组件可直接位于所述另一组件上，或可存在中间组件。相比之下，用语“直接”意指不存在中间组件。更应理解，当在本文中使用用语“包括”、“包含”时，是表明所陈述的特征、整数、步骤、操作、组件、及/或组件的存在，但不排除一或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、组件、及/或其群组的存在或添加。

此外，将通过作为本实用新型概念的理想化示例性图的剖视图来阐述详细说明中的示例性实施例。相应地，可根据制造技术及/或可容许的误差来修改示例性图的形状。因此，本实用新型概念的示例性实施例并非仅限于示例性图中所示出的特定形状，而是可包括可根据制造制程而产生的其他形状。图式中所例示的区域具有一般特性，且用于说明组件的特定形状。因此，此不应被视为仅限于本实用新型概念的范围。

亦应理解，尽管本文中可能使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来阐述各种组件，然而该些组件不应受限于该些用语。该些用语仅用于区分各个组件。因此，某些实施例中的第一组件可在其他实施例中被称为第二组件，而此并不背离本实用新型的教示内容。本文中所阐释及说明的本实用新型概念的态样的示例性实施例包括其互补对应物。本说明书通篇中，相同的参考编号或相同的指示物表示相同的组件。

此外，本文中参照剖视图及/或平面图来阐述示例性实施例，其中所述剖视图及/或平面图是理想化示例性说明图。因此，预期存在由例如制造技术及/或容差所造成的相对于图示形状的偏离。因此，示例性实施例不应被视作仅限于本文中所示区的形状，而是欲包括由例如制造所导致的形状偏差。因此，图中所示的区为示意性的，且其形状并非旨在说明装置的区的实际形状、亦并非旨在限制示例性实施例的范围。

图1为根据本实用新型的光学式指纹辨识结构的示意图。如图1所示，根据本实用新型的光学式指纹辨识结构包括：保护玻璃100、光学指纹辨识模块200，其中光学指纹辨识模块200位于保护玻璃100下方。

具体地，请参阅图1所示，根据本实用新型的保护玻璃100，其具有一厚度，保护玻璃100与光学指纹辨识模块200之间的间隔为一气隙205。

光学指纹辨识模块200进一步包含接收镜组201、影像感测模块202、模块壳体203以及模块壳体延伸部204，其中，接收镜组201位于光学指纹辨识模块200的最上方，亦即，靠近气隙205的一端，而影像感测模块202则位于接收镜组201的下方。

具体地，接收镜组201接收的光线或影像后，进一步地传送至影像感测模块202，影像感测模块202对收到的光线或影像进行判断或辨识。

图2为说明本实用新型的光学式指纹辨识结构的详细示意图。如图2所示，本实用新型光学式指纹辨识结构中的保护玻璃100及光学指纹辨识模块200，进一步该光学指纹辨识模块200是通过在模块壳体延伸部204装设固定组件400而固定在应用装置上。

具体地，保护玻璃100是装设在应用装置的壳体内，更进一步而言是镶嵌在应用装置的壳体上。

具体地，模块壳体延伸部204与应用装置的壳体以胶合贴附或螺丝锁付方式，以固定该光学指纹辨识模块200。

如此一来，保护玻璃100及光学指纹辨识模块200遂固定在应用装置上，并且保持保护玻璃100在光学指纹辨识模块200上方的相对位置关。

具体地，在应用装置的壳体与光学指纹辨识模块200之间进一步具有弹性垫圈500，作为缓冲。

具体地，本实用新型光学式指纹辨识结构还具有光源300，光源300设置在保护玻璃100下方，且在光学指纹辨识模块200旁的适当位置处，光源300即用以提供光线来源，要特别注意的是，光线的来源也可以是从应用装置本身的屏幕所发出的亮光，或是应用装置中其他发光组件所发出的光线。

具体地，上述所提到的保护玻璃100，其进一步可以为蓝宝石、熔融玻璃或石英玻璃。

请参阅图3A及图3B。图3A为根据本实用新型的光学式指纹辨识结构的实施例示意图；图3B为根据本实用新型图3A的实施例的另一视角示意图。如图3A及图3B所示，在此实施例的情形下，光学式指纹辨识结构包含保护玻璃100、模块壳体203及模块壳体延伸部204、气隙205、光学指纹辨识模块200、接收镜组201、影像感测模块202以及光源300。

此外，为了方便说明，因此图中简略应用装置壳体、固定组件以及弹性垫圈。

具体地，根据本实用新型的光学式指纹辨识结构的实施例，光源300提供光线(亮光)，光线从光源300所在位置的保护玻璃100下方的缺口进入保护玻璃100，并且光线在保护玻璃100内全反射，因此在尚未有使用者的手指600接触保护玻璃100表面时，光线并不会射出保护玻璃100而被位于保护玻璃100下方的光学指纹辨识模块200的接收镜组201接收。

具体地，当使用者的手指600接触或碰触到保护玻璃100的表面时，因为手指600与保护玻璃100接触而导致光线在保护玻璃100中不再全反射，所以光线会射出保护玻璃100且穿过气隙205，而被光学指纹辨识模块200的接收镜组201接收。

具体地，接收镜组201将接收到的光及影像传送到影像感测模块202，在影像感测模块202中会特别对影像进行分析与辨识，亦即，确认手指600上的指纹是否与影像感测模块202中预先储存的相符合或吻合，决定指纹辨识是否成功以及是否将应用装置解锁。

需要进一步说明的是，可以参阅图3B，图3B为图3A的俯视图，由图3B中可以看见，最外层的框代表应用装置的壳体700，再往内的框代表保护玻璃100，面板是镶嵌在应用装置的壳体700，较大的圆为位于保护玻璃100下方的光学指纹辨识模块200的相对位置，而另一较小的圆为同样位于保护玻璃100下方的光源300的相对位置。

具体地，光学指纹辨识模块200的正上方的保护玻璃100的地方，即为指纹辨识区，亦即，使用者的手指600需要在这一区域接触或碰触保护玻璃100。

具体地，在此实施例中，光源300所在的位置在保护玻璃100靠近边缘的地方，壳体700边缘下方光源300的相对位置处具有镂空101，亦即，光线是从侧边射入保护玻璃100，为了让光源300所提供的光线可以在保护玻璃100中进行全反射，保护玻璃100特别设计有一个斜切角面S，光源300因为设置在保护玻璃100侧边位置的下方，可以透过保护玻璃100特别设计的斜切角面S，使光源300所产生的光线更进一步确保可以在保护玻璃100中全反射。

本实用新型光学式指纹辨识结构的另一实施例，请参阅图4A及图4B所示，图4A为说明本实用新型光学式指纹辨识结构另一实施例的示意图，图4B为根据本实用新型图4A的实施例的另一视角示意图。如图4A所示，本实用新型在此实施例同样包含保护玻璃100、模块壳体延伸部204、气隙205、光学指纹辨识模块200、接收镜组201、影像感测模块202以及光源300。

此外，为了方便说明，因此图中简略应用装置壳体、固定组件以及弹性垫圈。

具体地，根据本实用新型的光学式指纹辨识结构的实施例，光源300提供光线(亮光)，光线从光源300所在位置的保护玻璃100下方的缺口进入保护玻璃100，并且光线在保护玻璃100内全反射，因此在尚未有使用者的手指600接触保护玻璃100表面时，光线并不会射出保护玻璃100而被位于保护玻璃100下方的光学指纹辨识模块200的接收镜组201接收。

具体地，当使用者的手指600接触或碰触到保护玻璃100的表面时，因为手指600与保护玻璃100接触而导致光线在保护玻璃100中不再全反射，所以光线会射出保护玻璃100且穿过气隙205，而被光学指纹辨识模块200的接收镜组201接收。

需要进一步说明的是，可以参阅图4B，图4B为图4A的俯视图，由图4B中可以看见，最外层的框代表应用装置的壳体700，再往内的框代表保护玻璃100，面板是镶嵌在应用装置的壳体700，较大的圆为位于保护玻璃100下方的光学指纹辨识模块200的相对位置，而另一较小的圆为同样位于保护玻璃100下方的光源300的相对位置。

在此实施例第一个不一样的地方在于光源300的位置，此实施例中光源300设置在保护玻璃100靠近光学指纹辨识模块200的位置，并不是装设在保护玻璃100边缘，亦即，光源300的光线是从保护玻璃100的下方射入保护玻璃100。

第二个不一样的地方在于，保护玻璃100因为光源300设置的位置不同，也做不同的设计处理，由图4A及图4B可以分别看到，在图4A中，保护玻璃100在相对于光源300的位置处，特别设计有V形槽U。

具体地，保护玻璃100下方的壳体700于光源300相对应的位置部位具有镂空101。

具体地，若保护玻璃100为熔融玻璃，其中，V形槽U透过轮刀切磨形成，顶端的水平面与斜面的夹角由刀刃角度决定。

具体地，若保护玻璃100为c轴向晶面蓝宝石玻璃，其中，V形槽U透过湿蚀刻制程形成，顶端的水平面与斜面的夹角为38.23±0.5之间或57.6±0.5度之间。

具体地，若保护玻璃100为石英玻璃，其中，V形槽U透过湿蚀刻制程形成，顶端的水平面与斜面的夹角为42.8±0.5度之间或36.8±0.5度之间。

在图4B中，从俯视的视角来看，在相对于光源300上方的保护玻璃100可以看一刻线102，该刻线102即代表从上方看V形槽U所观看到的示意图。

举例而言，请参阅图5以及图6，图5及图6分别为本实用新型光学式指纹辨识结构的实际应用的示意图。

要特别注意的是，保护玻璃100可为透明的晶体、非晶体或塑料材质，并不限定为前述三种材料，前述的蓝宝石玻璃、熔融玻璃、石英玻璃仅为实施范例。

值得一提的是，根据本实用新型的光学式指纹辨识结构，因为采取的是光学式屏下指纹辨识，透过光线在保护玻璃100中全反射，在使用者的手指600接触到保护玻璃100致使光线不再全反射，而让光线射出至光学指纹辨识模块200的接收镜组201中，接收镜组201除了接收到光线外也会接收光线照射到的影像，再进一步经由影像感测模块202分析及判断接收的影像。

值得再提的是，因为此技术所应用或使用的模块的尺寸相对来说比较小，因此本实用新型更进一步将光学式指纹辨识结构装设在应用装置的侧边而非正反面，增加应用装置正反面可以作为其他应用或用途的面积。

请参阅图5，图5为本实用新型应用装设在智能型手表W上，由图5中可以看见，本实用新型的光学式指纹辨识结构是装设在智能型手表W的表面本体的侧边上，而保护玻璃100可以是单独的设计也可以是结合在原本该智能型手表W的按钮或触控钮上，并且在保护玻璃100下方装设光学指纹辨识模块200，光源的部分则可以运用智能型手表W本身屏幕所发出的光，也可以额外装设在保护玻璃100下。

请参阅图6所示，图6为本实用新型应用装设在行动装置M上，由图6中可以看见，本实用新型的光学式指纹辨识结构是装设在行动装置M的机身的侧边上，而保护玻璃100同样可以是单独的设计也可以是结合在原本该行动装置M的按钮或触控钮上，并且在保护玻璃100下方装设光学指纹辨识模块200，光源的部分则同样可以运用行动装置M本身屏幕所发出的光，也可以额外装设在保护玻璃100下。

最后，再将本实用新型的技术特征及其可达成的技术功效汇整如下：

其一，通过本实用新型的光学式指纹辨识结构，运用光学式的指纹辨识技术可以缩小光学式指纹辨识结构，而可以运用于应用装置的侧边，使得应用装置的正反面增加使用面积。

其二，根据本实用新型的光学式指纹辨识结构，其中该面板的保护玻璃的侧边特别设计有斜切角面，使从侧边射入的光线得以在保护玻璃中进行全反射。

其三，根据本实用新型的光学式指纹辨识结构，其中该面板的保护玻璃的在相对应于光源的位置，特别设计有V形槽，使从下方射入的光线得以在保护玻璃中进行全反射。

以上系通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，所属技术领域具有通常知识者可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (11)

1.一种光学式指纹辨识结构，应用于光学式指纹辨识原理，其特征在于，包括：

一保护玻璃以及

一光学指纹辨识模块，所述光学指纹辨识模块设置在所述保护玻璃下方，且所述保护玻璃与所述光学指纹辨识模块之间具有一气隙，所述光学指纹辨识模块还包括一接收镜组以及一影像感测模块，所述影像感测模块位于所述接收镜组下方；

其中，在没有手指接触或碰触的态样时，光线在所述保护玻璃中全反射，而在手指接触或碰触的态样时，光线射入所述接收镜组，所述接收镜组接收的光线或影像后，传送至所述影像感测模块，所述影像感测模块对收到的光线或影像进行判断或辨识。

2.根据权利要求1所述的光学式指纹辨识结构，其特征在于，所述光学指纹辨识模块还包括一模块壳体及一模块壳体延伸部。

3.根据权利要求2所述的光学式指纹辨识结构，其特征在于，所述光学指纹辨识模块的所述模块壳体延伸部与应用装置的一壳体以胶合贴附或螺丝锁付方式，以固定所述光学指纹辨识模块。

4.根据权利要求3所述的光学式指纹辨识结构，其特征在于，所述光学指纹辨识模块的所述模块壳体延伸部旁还包括一光源，其设置在所述模块壳体延伸部的一侧，在所述保护玻璃的边缘侧边下方。

5.根据权利要求4所述的光学式指纹辨识结构，其特征在于，所述壳体边缘下方镂空，所述光源设置于镂空部位且在所述保护玻璃侧边下方，光线从所述保护玻璃的侧边射入，所述保护玻璃的侧边设计有一斜切角面，使光线射入所述保护玻璃全反射。

6.根据权利要求4所述的光学式指纹辨识结构，其特征在于，所述光源设置在所述保护玻璃下方且所述壳体于所述光源相对应的位置镂空，光线从所述保护玻璃的下方入射形成全反射。

7.根据权利要求6所述的光学式指纹辨识结构，其特征在于，所述保护玻璃在对应于所述光源的位置设计有一V形槽，使光线射入所述保护玻璃全反射。

8.根据权利要求7所述的光学式指纹辨识结构，其特征在于，所述保护玻璃为熔融玻璃，且所述V形槽透过轮刀切磨形成，其顶端的水平面与斜面的夹角由刀刃角度决定。

9.根据权利要求7所述的光学式指纹辨识结构，其特征在于，所述保护玻璃为c轴向晶面蓝宝石玻璃，所述V形槽透过湿蚀刻制程形成，顶端的水平面与斜面的夹角为38.23±0.5度之间或57.6±0.5度之间。

10.根据权利要求7所述的光学式指纹辨识结构，其特征在于，所述保护玻璃为石英玻璃，所述V形槽透过湿蚀刻制程形成，顶端的水平面与斜面的夹角为42.8±0.5度之间或36.8±0.5度之间。

11.根据权利要求1所述的光学式指纹辨识结构，其特征在于，所述保护玻璃及所述光学指纹辨识模块装设在所述应用装置的侧边或边框上。

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