JP2022521737A - スクリーンアセンブリ及び電子装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022521737000001
本願の実施形態は、表示パネルと、該表示パネルの非発光側に位置する認識パネルとを含む、スクリーンアセンブリを開示する。表示パネルは複数の認識領域を含む。２つの隣り合い且つ相互に離間された認識領域の間に非認識領域が形成される。認識パネルは複数の画像センサを含む。複数の画像センサの感光面は、複数の認識領域内に位置するユーザの指紋画像を１対１の対応関係で取り込むように構成されている。指紋カバー領域内の全ての前記非認識領域の総面積に対する全ての前記認識領域の総面積の比は１：５以上である。スクリーンアセンブリは、比較的低コストで大面積の指紋認識を実施し得る。本願の実施形態は電子装置をさらに開示する。

Description

本願は、２０１９年２月２０日に中国国家知識産権局に出願された、「スクリーンアセンブリ及び電子装置」と題する中国特許出願第２０１９１０１２７４９９．５号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本願の実施形態は電子製品技術の分野に関し、とりわけ、スクリーンアセンブリ及び電子装置に関する。
現在、スマートフォンは、指紋認識を実施するために用いられる画像センサを通常備える。画像センサのコストは、画像センサの感光面の面積に関係する。面積が大きいほどコストが高いことを示す。そのため、大画面の指紋認識機能を有するスマートフォンのコストは非常に高い。
本願の実施形態は、比較的低コストで大面積の指紋認識を実施するためのスクリーンアセンブリ及び電子装置を提供する。
第１の態様によれば、本願の実施形態はスクリーンアセンブリを提供する。スクリーンアセンブリは、電子装置に適用され得る。スクリーンアセンブリは、表示パネルと、該表示パネルの非発光側に位置する認識パネルとを含む。認識パネル及び表示パネルは、積み重ねられて配置されている。表示パネルは画像を表示するように構成されている。表示パネルの両側は、それぞれ発光側及び非発光側である。発光側は、表示パネルがディスプレイ光を発光する側である。
表示パネルは複数の認識領域を含む。２つの隣り合い且つ相互に離間された認識領域の間に非認識領域が形成される。認識パネルは複数の画像センサを含む。複数の画像センサの感光面は、複数の認識領域内に位置するユーザの指紋画像を１対１の対応関係で取り込むように構成されている。画像センサの感光面は、感光面上に形成された光の像を、光の像に比例して電気信号に変換できる。指紋カバー領域内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比は１：５以上である。画像センサ
本実施形態では、複数の画像センサを含む認識パネルは、表示パネルの非発光側に配置されている。したがって、複数の画像センサは、スクリーン内の指紋画像を取り込むことができ、複数の画像センサは、表示パネルの周囲の空間を占有する必要がなく、表示パネルの面積が大きくなる。これは、スクリーンアセンブリの狭ベゼル化を促進する。このように、スクリーンアセンブリのスクリーン対本体比は比較的大きく、スクリーンアセンブリが適用される電子装置のスクリーン対本体比は比較的大きい。
本実施形態では、複数の画像センサの感光面は、複数の認識領域の発光側に位置するユーザ指紋画像の一部を１対１の対応関係で取り込むが、非認識領域の発光側に位置する指紋画像は取り込まない。したがって、複数の画像センサの感光面は、表示パネルの発光側に位置するユーザ指紋画像を、完全な取り込みではなく部分的に取り込むため、複数の画像センサの感光面の総面積が低減され、認識パネル及びスクリーンアセンブリのコストが低減される。
加えて、指紋カバー領域内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比は１：５以上である。したがって、複数の画像センサの感光面によって取り込まれた部分的な指紋画像の総面積（すなわち、有効取り込み面積）は、指紋認識プロセスで必要な最小の取り込み面積を満たすことができるため、スクリーンアセンブリが基本的な認識要件を満たすことができる場合、複数の画像センサの感光面の総面積を低減して、複数の画像センサのコスト及びスクリーンアセンブリのコストを低減する。スクリーンアセンブリは、比較的低コストで認識要件を満たすことができるため、スクリーンアセンブリは、コストの大幅な増加を伴わずに、大面積の指紋認識（フルスクリーン指紋認識又は大画面指紋認識）を実施できる。すなわち、スクリーンアセンブリ及びスクリーンアセンブリが適用される電子装置は、比較的低コストで大面積指紋認識を実施できる。
任意の実施形態では、指紋カバー領域内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比は１：２～２：１の範囲内にある。本願では、「Ａ」～「Ｂ」の範囲はエンドポイントＡ及びエンドポイントＢを含む。
本願では指紋カバー領域内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比の上限は厳密に制限されない。比が大きいほど、認識精度が高いことを示す。比が小さいほど、コストが低いことを示す。全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比が１：２～２：１の範囲内にある場合、スクリーンアセンブリは認識精度及びコストの要件を良好に満たすことが実験により証明されている。
一実施形態では、スクリーンアセンブリはフルスクリーン指紋認識を実施できる。この場合、指紋カバー領域は、表示パネルの表示領域の任意の位置に位置し得る。すなわち、表示パネルの全表示領域は、ユーザの操作に応答して、対応する指紋カバー領域を形成し得る。別の実施形態では、スクリーンアセンブリは大画面指紋認識を実施できる。指紋カバー領域は、表示パネルの表示領域の特定の範囲に位置し得る。例えば、表示パネルの表示領域の一部が特定位置であり、領域のこの部分は、ユーザの操作に応答して、対応する指紋カバー領域を形成し得る。特定の範囲の面積は比較的大きい。例えば、特定の範囲は、スクリーンアセンブリの上側又は下側スクリーンの半分以上であり得るか又はスクリーンアセンブリの左側又は右側スクリーンの半分以上であり得る。
任意で、指紋カバー領域はユーザの操作に応答する。すなわち、指紋カバー領域の位置はユーザ定義される。一実施形態では、スクリーンアセンブリはユーザのタッチ領域を感知し得る。タッチ領域は指紋カバー領域を形成する。この場合、指紋カバー領域の形状はユーザのタッチ領域の形状と共に変化する。
別の実施形態では、スクリーンアセンブリはユーザのタッチ位置を感知し、タッチ位置に対応する予め設定された指紋カバー領域を開始し得る。指紋カバー領域はタッチ位置をカバーする。この場合、指紋カバー領域の形状は円、楕円、正方形、ランウェイ等であり得る。指紋カバー領域の形状は、代替的に、ユーザの指の形状と同様又は同じであってもよい。指紋カバー領域の形状は、代替的に、ユーザ定義されてもよい。指紋カバー領域の特定の形状は、本願のこの実施形態において厳密に制限されていない。
指紋カバー領域の面積の範囲は３５平方ミリメートル～２００平方ミリメートルである。例えば、指紋カバー領域の面積の範囲は６４平方ミリメートル～１４４平方ミリメートであり得る。
本願のこの実施形態では、指紋カバー領域は少なくとも２つの認識領域を含む。この場合、各認識領域の面積は比較的小さい。少なくとも２つの認識領域に対応する画像センサの感光面によって取り込まれた画像は、最終的な比較画像にスプライスされる。比較画像は複数の画像からスプライスされるため、比較画像は比較的正確である。これは、スクリーンアセンブリが適用される電子装置の指紋認識精度を改善するのに役立つ。
なお、指紋カバー領域が基本的な取り込み面積を満たすことを前提として、各認識領域の面積が小さいほど、比較画像はより大量の画像からスプライスされ、比較画像の画質及び指紋認識精度がより高くなることを示すことが理解されよう。しかしながら、画像センサの数がより多いことは、コストが高くなることを意味する。各認識領域の面積が大きい場合、画像センサの数をより少なくすることでコストを低減できるが、比較画像に含まれるスプライス画像の数が少なくなり、比較画像の画質及び指紋認識精度が低下する。したがって、本願のこの実施形態では、単一の認識領域の面積を設計する場合、認識精度及びコストの要件を考慮する必要がある。
各画像センサの感光面は、配列として配置された複数のセンサユニットを含む。センサユニットは、相補型金属酸化物半導体（complementary metal oxide semiconductor、ＣＭＯＳ）センサ又は薄膜トランジスタ（thin film transistor、ＴＦＴ）センサであり得る。センサユニットが相補型金属酸化物半導体センサの場合、画像センサの基板は半導体材料で作られている。センサユニットが薄膜トランジスタセンサの場合、画像センサの基板はガラス又は有機媒体等の絶縁材料で作られている。
本願のこの実施形態では、認識領域の形状及び面積は同一であってもいいし、異なっていてもよい。本願は、認識領域の形状及び領域が同一の例を用いて説明する。
本願のこの実施形態では、非認識領域の面積に対する認識領域の面積の比が前述の条件を満たす場合、複数の認識領域の配置は規則的であってもいいし、ランダムであってもよい。本願のこの実施形態では、複数の認識領域の配置が規則的であり得る例を説明のために用いる。
任意の実施形態では、複数の認識領域は、第１の方向に相互に離間されて配置されている。具体的には、第１の方向において、非認識領域は、認識領域のうちの任意の２つの隣り合う認識領域の間に配置されている。この場合、第１の方向において、認識領域のうちの任意の２つの隣り合う認識領域の間の距離は第１のサイズを有し、各認識領域の長さは第２のサイズを有する。第１のサイズは第２のサイズより大きくても、同じでも、小さくてもよい。本願のこの実施形態では、第１のサイズと第２のサイズとの間のサイズ関係は厳密に制限されない。
本実施形態では、複数の認識領域は、第１の方向に相互に離間されて配置される。したがって、２つの指紋カバー領域が表示パネル上の異なる位置に位置する場合、スクリーンアセンブリが異なるシナリオにおいて十分な有効取り込み面積を得ることができるのを確実にするために、画像センサの感光面であって、２つの指紋カバー領域に対応する感光面の数は同じであるか又は同様である。このように、電子装置の指紋認識精度は高い。
任意の実施形態では、複数の認識領域は、第２の方向に相互に離間されて配置される。第２の方向は第１の方向に垂直である。具体的には、第２の方向において、非認識領域は、認識領域のうちの任意の２つの隣り合う認識領域の間に配置されている。この場合、第２の方向において、認識領域のうちの任意の２つの隣り合う認識領域の間の距離は第３のサイズを有し、各認識領域の長さは第４のサイズを有する。第３のサイズは第４のサイズより大きくても、同じでも、小さくてもよい。本願のこの実施形態では、第１のサイズと第２のサイズとの間のサイズ関係は厳密に制限されない。
本実施形態では、複数の認識領域が、第１の方向及び第２の方向に相互に離間されて配置されている場合、画像センサの感光面であって、表示パネル上の異なる位置に位置する２つの指紋カバー領域に対応する感光面の数は同じであるか又は同様である。これは、スクリーンアセンブリが異なるシナリオにおいて十分な有効取り込み面積を得ることができるのをさらに確実にするため、電子装置の指紋認識精度がより高くなる。
第１の方向における複数の認識領域の配置様態は、第２の方向における複数の認識領域の配置様態と同じである。この場合、異なるシナリオでスクリーンアセンブリによって十分な有効取り込み面積を得る信頼性がより高く、電子装置の指紋認識精度がより高い。確かに、別の実施形態では、第１の方向における複数の認識領域の配置様態は、第２の方向における複数の認識領域の配置様態と異なり得る。
任意の実施形態では、複数の認識領域は行に配置されるとともに第１の方向に相互に離間され、列に配置されるとともに第２の方向に相互に離間されている。第２の方向は第１の方向と垂直である。認識領域の２つの隣り合う行内の全ての認識領域は異なる列に配置されている。この場合、認識領域の２つの隣り合う列内の全ての認識領域は異なる列に配置されている。
本実施形態では、スクリーンアセンブリの異なる位置にある任意の２つの指紋カバー領域に含まれる認識領域の数は同様である。具体的には、画像センサの２つの指紋カバー領域に対応する感光面の数は同様である。したがって、スクリーンアセンブリは異なるシナリオで十分な有効取り込み面積を得ることができるため、電子装置の指紋認識精度がより高くなる。
任意の実施形態では、指紋カバー領域内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比は１：０．８～１：１．２の範囲内にある。この場合、第１の方向において、認識領域の２つの隣り合う認識領域の間の間隔は、認識領域の長さと同じであっても、わずかに大きくても、わずかに小さくてもよい。第２の方向において、認識領域の２つの隣り合う認識領域の間の間隔は、認識領域の長さと同じであっても、わずかに大きくても、わずかに小さくてもよい。
この実施形態では、より高い製品歩留まり、より高い指紋認識精度及びより低いコストを得るために、スクリーンアセンブリについて、製造公差、アセンブリ公差、総画像取り込み面積、コスト等の要件を包括的に考慮することができる。
任意の実施形態では、複数の認識領域は複数の認識領域群を含む。各認識領域群は、認識領域のうちの互いに隣り合う少なくとも２つの認識領域を含む。認識領域群のうちの任意の２つの隣り合う認識領域群は相互に離間されて配置されている。少なくとも２つの認識領域が互いに隣り合うとは、同じ認識領域群内の認識領域のうちの２つの隣り合う認識領域の間の間隔は、２つの隣り合う認識領域群の間の間隔よりもはるかに小さいことを意味する。認識領域群の任意の２つの隣り合う認識領域群の間に非認識領域が形成される。複数の認識領域群は、第１の方向に相互に離間されて配置され、第２の方向に相互に離間されて又は連続して配置される。第２の方向は第１の方向と垂直である。
本実施形態では、各認識領域群は、認識領域のうちの互いに隣り合う少なくとも２つの認識領域を含み、認識領域群のうちの任意の２つの隣り合う認識領域群は相互に離間されて配置されるため、認識領域の配置様態がより多様化されている。これは、異なる電子装置のそれぞれの指紋認識要件を満たすのに役立つ。加えて、各認識領域群は少なくとも２つの認識領域を含むため、認識領域は小さな領域内で連続画像を取り込むことができ、スクリーンアセンブリによって生成される最終比較画像は、少なくとも２つの連続画像からスプライスされる。最終比較画像は、電子装置における標準画像と比較しやすくなる。したがって、電子装置の指紋認識精度がより高くなる。
指紋カバー領域は少なくとも２つの認識領域群を含む。この場合、スクリーンアセンブリによって生成される最終比較画像は、少なくとも２つの認識領域群によって取り込まれた画像からスプライスされるとともに画質が比較的高いため、スクリーンアセンブリが適用される電子装置の指紋認識精度が比較的高くなる。
任意の実施形態では、単一の画像センサは１つの感光面を含む。この場合、撮像素子の全体サイズは、撮像素子の感光面の面積と共に変化し、感光面の面積は、比較的小さくなるように設計されているので、撮像素子の全体サイズは比較的小さくなる。これは、画像センサのコストを低減するのに役立つ。
別の任意の実施形態では、単一の画像センサは複数の感光面を含む。単一の感光面の面積が小さい場合、複数の感光面を同一の画像センサに一体化して、画像センサの切断プロセスをより容易にできる。このように、画像センサの小型化及び容易なプロセスの要件が満たされる。
同一の画像センサの複数の感光面は相互に離間されて配置されて得るか又は互いに隣り合って配置され得る。
任意の実施形態では、認識パネルは基板及び光学層をさらに含む。基板は表示パネルの非発光側に位置する。複数の画像センサは、基板の、表示パネルに面する側に固定されている。画像センサの感光面は基板から離れて配置される。すなわち、表示パネルに面して配置される。光学層は複数の画像センサと表示パネルとの間に位置する。光学層は、認識領域の発光側上のユーザ指紋画像を、対応する画像センサの感光面に対して結像させるように構成されている。スクリーンアセンブリは、光学層を用いることにより、ユーザの指紋によって反射された光を処理して、対応する画像センサの感光面上に対応する取り込まれた像を形成する。取り込まれた像はユーザの指紋画像に対応する。
本実施形態では、光学層はスクリーンアセンブリ内に配置され、光学層は光の状態を変化させることができる。したがって、光学層の構造及びサイズを設定することにより、画像センサの感光面と表示パネルとの相対的な位置関係を変更できるため、スクリーンアセンブリの構造がより多様化され、スクリーンアセンブリの適用範囲がより広くなる。
一実施形態では、複数の画像センサの感光面は、１対１の対応関係で複数の認識領域に面し得る。この場合、光学層は光の伝搬方向を僅かに変更させるため、伝搬過程における光の歪みによる最終比較画像の精度が不十分になるリスクを低減でき、スクリーンアセンブリが適用される電子装置の指紋認識精度が比較的高くなる。
別の実施では、光学層は光の伝搬方向を変化させ得る。したがって、複数の画像センサの感光面間の相対位置関係は、複数の認識領域間の相対位置関係とわずかに異なり得る。
例えば、単一の画像センサは複数の感光面を含み、複数の感光面は互いに隣り合う。複数の感光面に対応する複数の認識領域は、相互に離間されて配置される。光の伝搬方向が光学層によって変化されるため、これらの認識領域に入る光が集められ、互いに隣り合う複数の感光面内へと放射され画像取り込みを実施する。
一実施形態では、基板は硬質のプリント回路基板（printed circuit board、ＰＣＢ）であり得る。別の実施形態では、基板はフレキシブルプリント回路（flexible printed circuit、ＦＰＣ）及び補強ボードを含み得る。補強板及びフレキシブルプリント回路は積み重ねられて配置される。
一実施形態では、複数の画像センサは、ダイ取り付け（die attach）方式で基板に直接接着（bonding）され得る。別の実施形態では、複数の画像センサは、ファンアウト（fan-out）プロセスを用いることにより一体パッケージ構造を形成するために接続され、次いで、パッケージ構造が全体的に基板に完全に取り付けられる。
任意の実施形態では、認識パネルはパッケージをさらに含む。パッケージは、基板の、表示パネルに面する側に位置するとともに、複数の画像センサの周囲に配置される。この場合、複数の画像センサはパッケージを用いることにより一体パッケージ構造にパッケージ化される。パッケージを用いることにより複数の画像センサがパッケージ化される場合ファンアウトプロセスが用いられ得る。光学層はパッケージ及び複数の画像センサを覆う。この場合、光学層は一体構造であり得る。
この実施形態では、複数の画像センサは、先ず、パッケージを用いることにより一体パッケージ構造にパッケージ化できる。次に、パッケージ構造が基板に取り付けられる。次に、一体構造でもある光学層でパッケージ及び複数の画像センサを覆う。このように、スクリーンアセンブリの組み立てプロセスステップが少なく、プロセスの難易度が低いことは、スクリーンアセンブリの製造コストの低減に役立つ。
任意の実施形態では、光学層は複数の光学部品を含む。複数の光学部品は、複数の画像センサ上に１対１の対応関係で配置される。光学部品は対応する画像センサの画像取り込み側に位置する。すなわち、画像センサの感光面の上に位置する。認識パネルは複数のパッケージ本体をさらに含む。複数のパッケージ本体は、複数の光学部品と一対一の対応関係で配置される。各パッケージ本体は、対応する光学部品及び対応する画像センサを一体ユニットアセンブリにパッケージするように構成されている。
認識パネルはパッケージをさらに含む。パッケージは、基板の表示パネルに面する側に位置し、複数の画像センサ及び複数の光学部品の周囲に配置されている。一実施形態では、画像センサ及び画像センサの上に位置する光学部品は、先ずユニットアセンブリを形成し得る。複数のユニットアセンブリを基板に固定した後、複数のユニットアセンブリ及び基板は、パッケージを用いることによって一体構造にパッケージ化される。別の実施形態では、画像センサ及び画像センサの上に位置する光学部品は、先ずユニットアセンブリを形成し得る。パッケージを用いることにより複数のユニットアセンブリが一体構造にパッケージ化された後で、該構造が基板に取り付けられてアセンブリが完成される。
本実施形態では、対応する光学部品及び対応する画像センサがユニットアセンブリを形成してもよく、次に、複数のユニットアセンブリが、特定の配置要件に基づいて基板に固定される。したがって、スクリーンアセンブリは、ユニットアセンブリの位置を変更することによって、材料の種類を変更することなく異なる認識パネルを形成し得る。これは、スクリーンアセンブリのバッチ及びマルチモデリングを促進する。
任意の実施形態では、光学層は複数のコリメータを含む。コリメータは発散光をコリメート光に変換するように構成されている。複数のコリメータは、複数の画像センサの感光面に面して１対１の対応関係で配置される。
本実施形態では、複数のコリメータは、画像センサの感光面上に１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像する。複数のコリメータは、ユーザの指紋によって反射された光をコリメートできるため、取り込み画像の画質は比較的高く、スクリーンアセンブリは比較的高品質の比較画像を形成できる。したがって、電子装置の指紋認識精度は比較的高い。
コリメータは、１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像するように構成されているため、画像センサの感光面の面積は、表示パネル上の認識領域の面積と同様である。組立の間の複数の画像センサの許容誤差が考慮されるため、スクリーンアセンブリの組立精度及び製品歩留まりを改善するために、互いに隣り合う画像センサのうちの２つの間に適切な回避が確保され得る。
対応する画像センサ及び光学部品が先ずユニットアセンブリを形成し、次にパッケージを用いることによってパッケージ化される場合、各コリメータは、ウエハレベル（wafer level）処理技術を用いることによって画像センサの感光面上に直接形成され得る。例えば、コリメータを形成するために、多層マスク（mask）プロセスを用いることによってコリメータ孔構造が画像センサの感光面上に蒸着又はエッチングされ得る。あるいは、各コリメータは、最初に形成される、コリメータ孔を有する薄膜であり得る。次に、各コリメータが対応する画像センサの感光面に取り付けられる。
複数の画像センサがパッケージを用いることによって先ずパッケージ化され、次いで光学層が組付けられる場合、光学層は、複数のコリメータを含む一体構造であり得る。
任意の実施形態では、光学層は複数の光透過孔を含む。光学層は基板及び遮光フィルムを含み得る。遮光フィルムは、基板の、表示パネルに面する側に位置する。基板は透明な材料、例えばガラス又はポリカーボネート（polycarbonate、ＰＣ）から作られている。複数の光透過孔が遮光フィルム上にある。遮光フィルムは遮光材料から作られている。複数の光透過孔は、複数の画像センサの感光面に面して１対１の対応関係で配置されている。各光透過孔の中心と表示パネルの発光面との間に第１の間隔が形成されている。各光透過孔の中心と画像センサの感光面との間に第２の間隔が形成されている。第１の間隔は第２の間隔よりも大きい。
本実施形態では、ピンホール結像原理にしたがって、複数の光透過孔が、画像センサの感光面上にＸ：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像させる。Ｘは１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネルの認識領域の面積よりも小さい。したがって、認識領域の面積が変わらないままの場合、画像センサの感光面の面積を低減でき、画像センサのコスト及びスクリーンアセンブリのコストを低減できる。加えて、画像センサの感光面の面積が変わらないままの場合、画像センサに対応する認識領域の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域をスプライスして、電子装置の指紋認識精度が向上させ得る。
スクリーンアセンブリは、第１の間隔及び第２の間隔のサイズを調整することにより、画像センサの感光面の面積を減少させ得るか又は画像センサの感光面に対応する認識領域の面積を増加させ得る。
表示パネルの発光面は、表示パネルの認識パネルから離れた面である。表示パネルの非発光面は、表示パネルの発光面と反対側に配置される。表示パネルの非発光面と光透過孔の中心との間に間隔が形成されている。第１の間隔のサイズは、間隔のサイズを調整することによって調整され得る。
光学層の基板は厚さ（画像センサの感光面に垂直な方向のサイズ）を有する。第２の間隔のサイズは、基板の厚さを調整することによって調整され得る。
任意の実施形態では、スクリーンアセンブリは透明な接着層をさらに含み、接着層は表示パネルと光学層との間に接着される。この実施形態では、接着層は表示パネルと光学層との間に充填される。接着層は光学層を表示パネルに接着してもよく、空気層の散乱による取り込み画像の品質に光が影響を及ぼすことも防止し得る。接着層は透明な光学接着剤で作られてもよい。一実施形態では、接着層はパッケージも同時に覆い得る。
任意の実施形態では、光学層は複数のレンズを含む。複数のレンズは、複数の画像センサの感光面に１対１の対応関係で配置される。レンズは、画像センサの感光面に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。レンズは集光のために構成されている。
本実施形態では、レンズは、画像センサの感光面に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。対応する認識領域の面積に対する画像センサの感光面に形成される取り込み画像の面積の比は１未満である。すなわち、オブジェクト画像比は１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネル上の認識領域の面積よりも小さい。したがって、認識領域の面積が変わらないままの場合、画像センサの感光面の面積を低減して画像センサのコスト及びスクリーンアセンブリのコストを減らすことができる。加えて、画像センサの感光面の面積が変わらないままの場合、画像センサの感光面に対応する認識領域の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域をスプライスして、電子装置の指紋認識精度が向上させ得る。
単一のレンズは１つ以上のサブレンズを含み得る。単一レンズが１つのサブレンズを含む場合、サブレンズは凸レンズである。単一レンズが複数のサブレンズを含む場合、複数のサブレンズは複数の凸レンズであり得るか又は凹レンズ及び凸レンズの組み合わせであり得る。あるいは、レンズはメタマテリアル構造を用いて作製される平面レンズであり得る。
第２の態様によれば、本願の一実施形態は電子装置をさらに提供する。電子装置は筐体と、前記の説明のいずれか１つに係るスクリーンアセンブリとを含む。スクリーンアセンブリは筐体に取り付けられる。
本実施形態では、スクリーンアセンブリがより大きな表示領域を有するため、電子装置のスクリーン対本体の比が比較的大きい。スクリーンアセンブリは、スクリーンアセンブリが十分な有効取り込み面積を有する場合に複数の画像センサの感光面の総面積を低減できるため、複数の画像センサのコストを低減される。したがって、スクリーンアセンブリのコストはより低く、電子装置は、指紋認識性能に大きな影響を与えることなく、比較的低コストで大面積の指紋認識を実施できる。
図１は、本願の一実施形態に係る電子装置の概略構造図である。 図２は、図１に示す電子装置のスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図３は、一実施形態における、図２に示すスクリーンアセンブリの構造の線Ａ－Ａでの概略構造図である。 図４は、別の実施形態における、図２に示すスクリーンアセンブリの構造の線Ａ－Ａでの概略構造図である。 図５Ａは、一実施における、図２に示すスクリーンアセンブリの表示パネルの部分概略構造図である。 図５Ｂは、図５Ａに示す表示パネルの認識領域及び非認識領域の配置様態の概略図である。 図５Ｃは、図５Ａに示す表示パネルの認識領域及び非認識領域の別の配置様態の概略図である。 図５Ｄは、図５Ａに示す表示パネルの認識領域及び非認識領域のさらに別の配置様態の概略図である。 図６Ａは、別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリの表示パネルの部分概略構造図である。 図６Ｂは、さらに別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリの表示パネルの部分概略構造図である。 図６Ｃは、さらに別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリの表示パネルの部分概略構造図である。 図７は、第１の実施形態における、図３に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図８Ａは、第１の実施における、図７に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図８Ｂは、第２の実施における、図７に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図８Ｃは、第３の実施における、図７に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図９は、第２の実施形態における、図３に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図１０Ａは、第１の実施における、図９に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図１０Ｂは、第２の実施における、図９に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図１０Ｃは、第３の実施における、図９に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。
本願の実施形態における添付の図面を参照しながら、以下で本願の実施形態を説明する。
図１は、本願の一実施形態に係る電子装置１００の概略構造図である。
電子装置１００は、携帯電話、タブレットコンピュータ、電子リーダ、ノートブックコンピュータ、車載装置又はウェアラブル装置等の装置であり得る。図１に示す実施形態では、説明の電子装置１００が携帯電話である例を説明のために用いる。
電子装置１００は筐体１０及びスクリーンアセンブリ２０を含む。スクリーンアセンブリ２０は筐体１０に取り付けられている。具体的には、筐体１０はフレーム及びリアカバーを含む。フレームはリアカバーの周囲を取り囲む。スクリーンアセンブリ２０は、フレームの、リアカバーから離れた側に設置される。すなわち、スクリーンアセンブリ２０及びリアカバーは、フレームの両側に別々に設置されている。ユーザが電子装置１００を用いる場合、通常、スクリーンアセンブリ２０はユーザの方に置かれ、リアカバーはユーザから離れて置かれる。フレーム及びリアカバーは一体構造を形成するために組み立てられ得る。あるいは、フレーム及びリアカバーは一体構造であり得る。
スクリーンアセンブリ２０はディスプレイ機能、タッチセンシング機能及び指紋画像取り込み機能と一体化され得る。スクリーンアセンブリ２０はユーザの指紋画像を取り込み、対応する比較画像を形成できる。
電子装置１００は、回路基板３０と、回路基板３０上に位置する制御モジュール４０とをさらに含む。回路基板３０及び制御モジュール４０は筐体１０の内部に収容されている。制御モジュール４０は、少なくとも１つの通信インターフェイス、バス、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも１つのメモリを含み得る。少なくとも１つの通信インターフェイス、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも１つのメモリは、バスを用いることによって互いに通信し得る。少なくとも１つの通信インターフェイスはデータを送受信するように構成されている。スクリーンアセンブリ２０は通信インターフェイスのうちの１つに接続されている。スクリーンアセンブリ２０は、ユーザの指紋画像に対応する比較画像のデータをプロセッサに送信できる。少なくとも１つのメモリはプログラムコードを記憶するように構成されている。プログラムコードは指紋認識コードを含む。少なくとも１つのプロセッサはアプリケーションプログラムコードを実行するように構成され得る。例えば、少なくとも１つのプロセッサは、指紋認識を実施するために指紋認識コードを実行できる。本願において、「少なくとも１つ」は１又は２の２つの場合を含む。
図２及び図３を参照されたい。図２は、図１に示す電子装置１００のスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。図３は、一実施形態における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の構造の線Ａ－Ａでの概略構造図である。
スクリーンアセンブリ２０は、表示パネル１と、表示パネル１の非発光側に位置する認識パネル２とを含む。認識パネル２及び表示パネル１は積み重ねられて配置されている。表示パネル１は画像を表示するように構成されている。表示パネル１の両面は、それぞれ発光側及び非発光側である。発光側は、表示パネル１がディスプレイ光を放射する側である。
認識パネル２は複数の画像センサ２１を含む。表示パネル１は複数の認識領域１１を含む。２つの隣り合い且つ相互に離間された認識領域１１の間に非認識領域１２が形成されている。複数の画像センサ２１の感光面２１１は、表示パネル１の発光側に位置するユーザ指紋画像を１対１の対応関係で取り込むように構成されている。具体的には、複数の画像センサ２１の感光面２１１は、複数の認識領域１１内に位置するユーザ指紋画像を１対１の対応関係で取り込むように構成されている。画像センサ２１は、画像センサ２１の感光面２１１上に形成された取り込み画像（光の像）を、取り込み画像に比例して電気信号に変換できる。指紋カバー領域３内の全ての非認識領域１２の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比は１：５以上である。
本実施形態では、複数の画像センサ２１を含む認識パネル２は、表示パネル１の非発光側に位置する。したがって、複数の画像センサ２１は画面内の指紋画像を取り込むことができ、複数の画像センサ２１は表示パネル１の周囲の空間を占有する必要がないため、表示パネル１の面積が大きくなる。これは、スクリーンアセンブリ２０の狭ベゼル化を促進する。このように、スクリーンアセンブリ２０のスクリーン対本体比は比較的大きく、スクリーンアセンブリ２０が適用される電子装置１００のスクリーン対本体比は比較的大きい。
本実施形態では、複数の画像センサ２１の感光面２１１は、複数の認識領域１１の発光側に位置するユーザ指紋画像の一部を１対１の対応関係で取り込むが、非認識領域１２の発光側に位置する指紋画像は取り込まない。したがって、複数の画像センサ２１の感光面２１１は、表示パネル１の発光側に位置するユーザ指紋画像を、完全取り込みではなく部分取り込みするため、複数の画像センサ２１の感光面２１１の総面積を低減し、認識パネル２及びスクリーンアセンブリ２０のコストを低減できる。
加えて、指紋カバー領域３内の全ての非認識領域１２の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比は１：５以上である。したがって、複数の画像センサ２１の感光面２１１によって取り込まれる部分的な指紋画像の総面積（すなわち、有効取り込み面積）は、指紋認識プロセスで必要な最小限の取り込み面積を満たすことができるため、スクリーンアセンブリ２０が基本的な認識要件を満たす場合、複数の画像センサ２１１の感光面２１１の総面積が低減され、複数の画像センサ２１のコスト及びスクリーンアセンブリ２０の製造コストを低減できる。スクリーンアセンブリ２０は比較的低コストで認識要件を満たすことができるため、スクリーンアセンブリ２０は、コストを大幅に増加させることなく大面積の指紋認識（フルスクリーン指紋認識又は大スクリーン指紋認識）を実施できる。すなわち、スクリーンアセンブリ２０と、スクリーンアセンブリ２０が適用される電子装置１００は、比較的低コストで大面積の指紋認識を実施できる。
指紋カバー領域３は領域輪郭の範囲内に領域を含む。認識領域１１の領域の半分又は認識領域１１の領域の他の予め設定された割合（例えば、全て、３分の２、３分の１、４分の３、４分の１又は５分の１）が領域輪郭内に位置する場合、認識領域１１は指紋カバー領域３内の領域である。複数の非認識領域１２が存在し、非認識領域１２が認識領域１１によって別れている場合（下記の図５Ｂ及び図５Ｄ参照）、非認識領域１２の領域の半分又は領域の他の予め設定された割合が領域輪郭内に位置する場合、非認識領域１２は指紋カバー領域３内の領域である。非認識領域１２が一体的な領域（下記の図５Ｃを参照）である場合、領域輪郭の範囲内にある非認識領域１２の一部は、指紋カバー領域３内にある領域である。
任意の実施形態では、指紋カバー領域３内の全ての非認識領域１２の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比は１：２～２：１の範囲内にある。本願では、「Ａ」～「Ｂ」の範囲はエンドポイントＡ及びエンドポイントＢを含む。
本願では指紋カバー領域３内の全ての非認識領域１２の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比の上限は厳密に制限されない。比が大きいほど、認識精度が高いことを示す。比が小さいほど、コストが低いことを示す。設計では、比のために、認識精度及びコストの双方を考慮する必要がある。指紋カバー領域３内の全ての非認識領域１２の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比が１：２～２：１の範囲内にある場合、スクリーンアセンブリ２０は認識精度及びコストの要件を良好に満たすことができることが実験により証明されている。
一実施形態では、スクリーンアセンブリ２０はフルスクリーン指紋認識を実施できる。この場合、指紋カバー領域３は、表示パネル１の表示領域の任意の位置に位置し得る。すなわち、表示パネルの全表示領域は、ユーザの操作に応答して、対応する指紋カバー領域３を形成し得る。別の実施形態では、スクリーンアセンブリ２０は大画面指紋認識を実施できる。指紋カバー領域３は、表示パネル１の表示領域の特定の範囲に位置し得る。例えば、表示パネル１の表示領域の一部が特定位置であり、領域のこの部分は、ユーザの操作に応答して、対応する指紋カバー領域３を形成し得る。特定の範囲の面積は比較的大きい。例えば、特定の範囲は、スクリーンアセンブリの上側又は下側スクリーンの半分以上であり得るか又はスクリーンアセンブリの左側又は右側スクリーンの半分以上であり得る。
任意で、指紋カバー領域はユーザの操作に応答する。すなわち、指紋カバー領域の位置はユーザ定義される。
一実施形態では、スクリーンアセンブリはユーザのタッチ領域を感知し得る。タッチ領域は指紋カバー領域を形成する。この場合、指紋カバー領域の形状はユーザのタッチ領域の形状と共に変化する。
別の実施形態では、スクリーンアセンブリはユーザのタッチ位置を感知し、タッチ位置に対応する予め設定された指紋カバー領域を開始し得る。指紋カバー領域はタッチ位置をカバーする。この場合、指紋カバー領域の形状は円、楕円、正方形、ランウェイ等であり得る。指紋カバー領域３の形状は、代替的に、ユーザの指の形状と同様又は同じであってもよい。指紋カバー領域３の形状は、代替的に、ユーザ定義されてもよい。指紋カバー領域３の特定の形状は、本願のこの実施形態において厳密に制限されていない。指紋カバー領域３の形状が図２に示す円である例を例示のために用いる。
本願の一実施形態は、電子装置１００の指紋認識方法をさらに開示する。本方法は、本願の本実施形態の電子装置１００に適用され得る。本方法は以下のステップを含む。
ステップ１：スクリーンアセンブリ２０はユーザのタッチ位置を捕捉し、タッチ情報を形成する。第１のタッチ情報はユーザの指の位置情報を含む。例えば、図２に示すように、ユーザの指が第１の点３１１に触れた場合、第１のタッチ情報は第１の点３１１の位置情報（すなわち、座標）を含む。ユーザの指が第２の点３２１に触れた場合、第２のタッチ情報は第２の点３２１の位置情報（すなわち、座標）を含む。スクリーンアセンブリ２０内のタッチ層はユーザのタッチ動作を捕捉し、タッチ情報を形成するように構成され得る。
ステップ２：制御モジュール４０は、タッチ情報に基づいて、対応する指紋カバー領域３内の光源を開始する。対応する指紋カバー領域３は、ユーザの指の位置を中心又は基準点として用いる予め設定された形状によってカバーされる領域である。
例えば、図２に示すように、タッチ情報が第１の点３１１の位置を含む場合、対応する指紋カバー領域３は第１の指紋カバー領域３１である。タッチ情報が第２の点３２１の位置を含む場合、対応する指紋カバー領域３は第２の指紋カバー領域３２である。画像センサ２１が可視光を認識する例を説明のために用いる。対応する指紋カバー領域３の光源は、指紋カバー領域３内に位置する認識領域１１及び非認識領域１２であり得るか又は指紋カバー領域３をカバーする発光領域であり得る。
ステップ３：制御モジュール４０は、タッチ情報に基づいて、指紋カバー領域３に対応する画像センサ２１の感光面２１１を開始する。
例えば、図２に示すように、各画像センサ２１は１つの感光面２１１を含む。第１の指紋カバー領域３１に対応する画像センサ２１の感光面２１１は、図２の第１の指紋カバー領域３１を捕捉するように構成された４つの画像センサ２１の感光面２１１である。第２の指紋カバー領域３２に対応する画像センサ２１の感光面は、図２の第２の指紋カバー領域３２を捕捉するように構成された５つの画像センサ２１の感光面２１１である。別の実施形態では、単一の画像センサ２１が複数の感光面２１１を含む場合、エネルギー消費を低減するために、代替的に必要な感光面２１１が開始され、不要な感光面２１１は動作しない。
ステップ４：制御モジュール４０は、指紋カバー領域３に対応する画像センサ２１の感光面２１１の比較画像データを読み取る。比較画像データはユーザ指紋画像に対応する。制御モジュール４０は、指紋カバー領域３に対応する複数の画像センサ２１の感光面２１１のデータも同時に読み取ってもよく、指紋カバー領域３に対応する複数の画像センサ２１の感光面２１１のデータをうまく読み取られ得る。
ステップ５：制御モジュール４０は比較画像データ内の特徴情報を抽出し、それをテンプレートとマッチさせる。マッチングが成功した場合、指紋認識が成功し、電子装置１００はその後の対応する動作（例えば、スクリーンアンロック、ＡＰＰアンロック、決済アンロック又は他のアンロック動作）を行う。マッチングが失敗した場合、指紋認識が失敗し、電子装置１００はその後の対応する動作を行わない。
本実施形態では、制御モジュール４０は、ユーザのタッチ位置に基づいて、対応する光源及び画像センサ２１の感光面２１１を開始する。したがって、電子装置１００の指紋認識プロセスでは、一部の必要な光源及び一部の必要な画像センサ２１の感光面２１１のみが画像を取り込むために開始され、これらの画像センサ２１の感光面２１１によって形成される比較画像データのみを処理することによって、マッチング及び判定が実施され得る。このように、電子装置１００の全体的な電力消費が比較的低く、画像を取り込むための時間が短く、認識速度が速い。
指紋カバー領域３の面積の範囲は３５平方ミリメートル～２００平方ミリメートルである。例えば、指紋カバー領域３の面積の範囲は６４平方ミリメートル～１４４平方ミリメートであり得る。
本願のこの実施形態では、指紋カバー領域３は少なくとも２つの認識領域１１を含む。この場合、各認識領域１１の面積は比較的小さい。少なくとも２つの認識領域１１に対応する画像センサ２１の感光面２１１によって取り込まれた画像は、最終的な比較画像にスプライスされる。比較画像は複数の画像からスプライスされるため、比較画像は比較的正確である。これは、スクリーンアセンブリ２０が適用される電子装置１００の指紋認識精度を改善するのに役立つ。
なお、指紋カバー領域３が基本的な取り込み面積を満たすことを前提として、各認識領域１１の面積が小さいほど、比較画像はより大量の画像からスプライスされ、比較画像の画質及び指紋認識精度がより高くなることを示すことが理解されよう。しかしながら、画像センサ２１の数がより多いことは、コストが高くなることを意味する。各認識領域１１の面積が大きい場合、画像センサ２１の数をより少なくすることでコストを低減できるが、比較画像に含まれるスプライス画像の数が少なくなり、比較画像の画質及び指紋認識精度が低下する。したがって、本願のこの実施形態では、単一の認識領域１１の面積を設計する場合、認識精度及びコストの要件を考慮する必要がある。
各画像センサ２１の感光面２１１は、配列として配置された複数のセンサユニットを含む。センサユニットは、相補型金属酸化物半導体（complementary metal oxide semiconductor、ＣＭＯＳ）センサ又は薄膜トランジスタ（thin film transistor、ＴＦＴ）センサであり得る。センサユニットが相補型金属酸化物半導体センサの場合、画像センサ２１の基板は半導体材料で作られている。センサユニットが薄膜トランジスタセンサの場合、画像センサ２１の基板はガラス又は有機媒体等の絶縁材料で作られている。
任意の実施形態では、各画像センサ２１のセンサユニットは可視光を感知するように構成されている。可視光は、表示パネル１の領域の一部又は全部を通過できる。表示パネル１は透明な表示スクリーンである。この場合、ユーザの指紋によって反射された可視光は、表示パネル１を通過した後で画像センサ２１に入ることができるため、スクリーンアセンブリ２０はユーザ指紋画像をうまく取り込むことができる。表示パネル１によって発されるディスプレイ光は、指紋認識で電子装置１００の感知光として用いることができる。感知光は、指紋画像に対応する比較画像を形成するためにユーザの指紋によって反射された後で画像センサ２１によって集めることができる。
別の任意の実施形態では、各画像センサ２１のセンサユニットは不可視光を感知するように構成されている。例えば、不可視光は近赤外線、赤外線、近紫外線又は紫外線である。表示パネル１の領域の一部又は全ては不可視光を通過させることができる。この場合、可視光は表示パネル１を通過できるか又は表示パネル１によってブロックされ得る。これは、本願において厳密に制限されない。本実施形態では、電子装置１００は不可視光を放射するように構成された光源をさらに含む。光源はスクリーンアセンブリ２０から独立していてもいいし、スクリーンアセンブリ２０に一体化されていてもよい。光源から放射された不可視光は、ユーザの指紋によって反射された後に画像センサ２１によって収集できるため、スクリーンアセンブリ２０は指紋画像に対応する比較画像を形成する。
表示パネル１は有機発光ダイオード（organic light-emitting diode、ＯＬＥＬ）パネル、液晶ディスプレイ（liquid crystal display、ＬＣＤ）、量子ドット発光ダイオード（quantum
dot light emitting diodes、ＱＬＥＤ）パネル、マイクロ発光ダイオード（micro
light-emitting diode、ｕＬＥＤ）パネル等であり得る。
図３を参照されたい。任意の実施形態では、単一の画像センサ２１は１つの感光面２１１を含む。この場合、画像センサ２１の全体のサイズは画像センサ２１の感光面２１１の面積と共に変化し、感光面の面積が比較的小さくなるように設計されているため、画像センサ２１の全体のサイズは比較的小さく。これは、画像センサ２１のコストを低減するのに役立つ。
図４を参照されたい。図４は、別の実施形態における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の構造の線Ａ－Ａでの概略構造図である。
別の任意の実施形態では、単一の画像センサ２１は複数の感光面２１１を含む。単一の感光面２１１の面積が小さい場合、複数の感光面２１１を同じの画像センサ２１に一体化して、画像センサ２１の切断プロセスを容易にすることができる。このように、画像センサ２１の小型化及び容易なプロセスの要件が満たされる。
同一の画像センサ２１の複数の感光面２１１は相互に離間されて配置されて得るか又は互いに隣り合って配置され得る。複数の感光面２１１は同一平面に配置され得る。
本願のこの実施形態では、認識領域１１の形状及び面積は同一であっても、異なっていてもよい。本願は、認識領域１１の形状及び面積が同じである例を用いて説明される。
本願のこの実施形態では、非認識領域１２の面積に対する認識領域の面積の比が前述の条件を満たす場合、複数の認識領域１１の配置は規則的であってもいいし、ランダムであってもよい。本願のこの実施形態では、複数の認識領域１１の配置が規則的であり得る例を説明のために用いる。
図５Ａを参照されたい。図５Ａは、一実施における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の表示パネル１の部分概略構造図である。図５Ａでは、認識領域１１を斜線で満たされた正方形で示し、非認識領域１２を満たされていない正方形で示す。
任意で、複数の認識領域１１は行に配置されるとともに第１の方向Ｘに相互に離間され、列に配置されるとともに第２の方向Ｙに相互に離間されている。第２の方向Ｙは第１の方向Ｘと垂直である。認識領域１１の２つの隣り合う行内の全ての認識領域１１は異なる列に配置されている。この場合、認識領域１１の２つの隣り合う列内の全ての認識領域１１は異なる列に配置されている。
第１の方向Ｘは、スクリーンアセンブリ２０の幅方向（水平方向とも呼ばれる）と平行であり得る。第２の方向Ｙは、スクリーンアセンブリ２０の長さ方向（垂直方向とも呼ばれる）と平行である。他の実施形態では、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとが交換されてもよい。
図５Ａに示す実施形態では、奇数行の認識領域１１は奇数列に配置され、偶数行の認識領域１１は偶数列に配置されている。第１、第３、第５、第７及び第９の行が奇数行である。第２、第４、第６、第８及び第１０の行が偶数行である。第１、第３、第５、第７及び第９の列が奇数列である。第２、第４、第６、第８及び第１０の列が偶数列である。他の実施形態では、奇数行の認識領域１１は代替的に偶数列に配置されてもよく、偶数行の認識領域１１は奇数列に配置されてもよい。
本実施形態では、スクリーンアセンブリ２０の異なる位置における任意の２つの指紋カバー領域３に含まれる認識領域１１の数は同様である。具体的には、２つの指紋カバー領域３に対応する画像センサ２１の感光面２１１の数は同様である。したがって、スクリーンアセンブリ２０は異なるシナリオで十分な有効取り込み面積を得ることができるため、電子装置１００の指紋認識精度がより高くなる。
任意の実施形態では、指紋カバー領域３内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比は１：０．８～１：１．２の範囲内にある。この場合、第１の方向Ｘにおいて、２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔は、認識領域１１の長さと同じであっても、わずかに大きくても、わずかに小さくてもよい。第２の方向Ｙにおいて、２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔は、認識領域１１の長さと同じであっても、わずかに大きくても、わずかに小さくてもよい。
この実施形態では、より高い製品歩留まり、より高い指紋認識精度及びより低いコストを得るために、スクリーンアセンブリ２０について、製造公差、アセンブリ公差、総画像取り込み面積、コスト等の要件を包括的に考慮することができる。
本願のこの実施形態では、認識領域１１及び非認識領域１２を表示パネル１上に配置するのに、限定されないが以下の配置様態を含む複数の様態がある。
図５Ｂを参照されたい。図５Ｂは、図５Ａに示す表示パネル１の認識領域１１及び非認識領域１２の配置様態の概略図である。図５Ｂでは、認識領域１１を斜線で満たされたグリッドで示され、非認識領域１２は満たされていないグリッドで示す。
この配置様態では、表示パネル１は複数の非認識領域１２を含む。複数の非認識領域１２は認識領域１１によって隔てられている。第１の方向Ｘでは、各認識領域１１の長さＬ１は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ２と等しい。間隔Ｌ２は、第１の方向Ｘにおける非認識領域１２の長さと等しい。第２の方向Ｙでは、各認識領域１１の長さＬ３は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ４と等しい。間隔Ｌ４は、第２の方向Ｙにおける非認識領域１２の長さと等しい。この場合、非認識領域１２の形状及びサイズは、認識領域１１の形状及びサイズと同じである。
図５Ａ及び図５Ｂを参照されたい。図５Ａでは、円形の指紋カバー領域３が一例として説明のために用いられている。例えば、各認識領域１１のサイズは３ミリメートル×３ミリメートルである。指紋カバー領域３は直径９ミリメートルの円形領域である。第３の指紋カバー領域３３は４つの認識領域１１を含む。これに対応して、４つの認識領域１１に対応する、認識パネル２上の４つの画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は３６平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。第４の指紋カバー領域３４は５つの認識領域１１を含む。これに対応して、５つの認識領域１１に対応する認識パネル２上の５つの画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むするように構成されている。この場合、有効取り込み面積は４５平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。この実施形態では、スクリーンアセンブリ２０の異なる位置における任意の２つの指紋カバー領域３に対応する画像センサ２１の感光面２１１の数は同様であるため、スクリーンアセンブリ２０は異なる使用シナリオにおいて十分な有効取り込み面積を得ることができる。
図５Ｃを参照されたい。図５Ｃは、図５Ａに示す表示パネル１の認識領域１１及び非認識領域１２の別の配置様態の概略図である。図５Ｃでは、認識領域１１を斜線で満たされたグリッドで示され、非認識領域１２は満たされていないグリッドで示す。
別の配置様態では、非認識領域１２は一体的な領域である。第１の方向Ｘでは、各認識領域１１の長さＬ１は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ２よりも小さい。間隔Ｌ２は、第１の方向Ｘにおける非認識領域１２の２つの隣り合う認識領域１１の間に位置する部分の長さである。第２の方向Ｙでは、各認識領域１１の長さＬ３は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ４よりも小さい。間隔Ｌ４は、第２の方向Ｙにおける非認識領域１２の２つの隣り合う認識領域１１の間に位置する部分の長さである。
図５Ｄを参照されたい。図５Ｄは、図５Ａに示す表示パネル１の認識領域１１及び非認識領域１２のさらに別の配置様態の概略図である。図５Ｄでは、認識領域１１を斜線で満たされたグリッドで示され、非認識領域１２は満たされていないグリッドで示す。
さらに別の配置様態では、表示パネル１は複数の非認識領域１２を含む。複数の非認識領域１２は認識領域１１によって隔てられている。第１の方向Ｘでは、各認識領域１１の長さＬ１は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ２よりも大きい。間隔Ｌ２は、第１の方向Ｘにおける非認識領域１２の長さである。第２の方向Ｙでは、各認識領域１１の長さＬ３は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ４よりも大きい。間隔Ｌ４は、第２の方向Ｙにおける非認識領域１２の長さである。非認識領域１２の形状は、認識領域１１の形状と同じであるか又は同様である。非認識領域１２の面積は認識領域１１の面積よりも小さい。本実施形態では、複数の認識領域１１内の画像をスプライスすることによって形成される画像には少量の冗性が存在する。電子装置１００の指紋認識精度を向上させるために、画像を処理することによって適切な比較画像が得られ得る。
図６Ａを参照されたい。図６Ａは、別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の表示パネル１の部分概略構造図である。図６Ａでは、認識領域１１を斜線で満たされた正方形で示し、非認識領域１２を満たされていない正方形で示す。
任意で、複数の認識領域１１は、第１の方向Ｘに相互に離間されて配置される。具体的には、第１の方向Ｘにおいて、非認識領域１２は任意の２つの隣り合う認識領域１１の間に配置されている。この場合、第１の方向Ｘにおいて、任意の２つの隣り合う認識領域１１の間の距離は第１のサイズを有し、各認識領域１１の長さは第２のサイズを有する。第１のサイズは、第１の方向Ｘにおいて非認識領域１２の２つの隣り合う認識領域１１の間に位置する部分の長さでもある。第１のサイズは第２のサイズより大きくても、同じでも、小さくてもよい。本願のこの実施形態では、第１のサイズと第２のサイズとの間のサイズ関係は厳密に制限されない。
図６Ａに示す実施では、複数の認識領域１１は、第２の方向Ｙにおいて連続して列に配置されている。第２の方向Ｙは第１の方向Ｘと垂直である。この場合、第２の方向Ｙにおける２つの隣り合う認識領域１１は互いに隣接している。具体的には、第２の方向Ｙにおける２つの隣り合う認識領域１１の間の（ゼロ、負の値又は正の値であり得る）距離は、第１の方向Ｘにおける２つの隣り合う認識領域１１の間の距離よりもはるかに小さい。この場合、表示パネル１は複数の非認識領域１２を含む。認識領域１１の任意の隣り合う２つの列の間にストリップ状の非認識領域１２が形成される。別の実施形態では、複数の認識領域１１は、代替的に第２の方向Ｙにおいて他の様態で、例えば相互に離間されて配置され得る。
図６Ａでは円形の指紋カバー領域３が説明のために一例として用いられている。例えば、各認識領域１１のサイズは２ミリメートル×２ミリメートルである。指紋カバー領域３は直径１０ミリメートルの円形領域である。第５の指紋カバー領域３５は１０個の認識領域１１を含む。これに対応して、１０個の認識領域１１に対応する、認識パネル２上の１０個の画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は４０平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。第６の指紋カバー領域３６は１５個の認識領域１１を含む。これに対応して、１５個の認識領域１１に対応する、認識パネル２上の１５個の画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は６０平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。
本実施では、複数の認識領域１１は、第１の方向に相互に離間されて配置される。したがって、２つの指紋カバー領域３が表示パネル１上の異なる位置に位置する場合、スクリーンアセンブリ２０が異なるシナリオにおいて十分な有効取り込み面積を得ることができるのを確実にするために、画像センサ２１の感光面であって、２つの指紋カバー領域３に対応する感光面２１１の数は同じであるか又は同様である。このように、電子装置１００の指紋認識精度は高い。
図６Ｂは、さらに別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の表示パネル１の部分概略構造図である。図６Ｃでは、認識領域１１１を斜線で満たされた正方形で示し、非認識領域１１２を満たされていない正方形で示す。
任意で、複数の認識領域１１１は、第１の方向で相互に離間されて配置される。具体的には、第１の方向において、少なくとも１つの非認識領域１１２が任意の２つの隣り合う認識領域１１１の間に配置されている。第１の方向は、複数の領域１１によって形成される領域アレイの行方向又は列方向である。第１の方向において、複数の認識領域１１１及び複数の非認識領域１１２は、１対１、１対２又は２対１で交互に配置され得る。本願では、これは厳密に制限されない。
複数の認識領域１１１は、第２の方向に相互に離間されて配置される。第２の方向は第１の方向に垂直である。具体的には、第２の方向において、少なくとも１つの非認識領域１１２が任意の２つの隣り合う認識領域１１１の間に配置されている。図６Ｂに示す実施では、第１のサイズは第２のサイズより大きい。例えば、第１のサイズは第２のサイズを２倍したものと等しい。第３のサイズは第４のサイズよりも大きい。例えば、第３のサイズは第４のサイズを２倍したものと等しい。この場合、複数の認識領域１１は、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとの間の対角方向に連続して配置される。表示パネル１は複数の非認識領域１２を含む。非認識領域１２は、認識領域１１の２つの隣り合うストリップ間で対角方向に形成される。非認識領域１２はほぼステップ状のストリップである。
図６Ｂに示す実施では、各領域１１のサイズは２ミリメートル×２ミリメートルである。指紋カバー領域３は直径１０ミリメートルの円形領域である。第７の指紋カバー領域３７は８つの認識領域１１を含む。これに対応して、８つの認識領域１１に対応する認識パネル２上の８つの画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は３２平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。第８の指紋カバー領域３８は９個の認識領域１１を含む。これに対応して、９個の認識領域１１に対応する認識パネル２上の９つの画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は３６平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。
本実施では、複数の認識領域１１が第１の方向及び第２の方向に相互に離間されて配置されている場合、画像センサ２１の感光面２１１であって、表示パネル１上の異なる位置に位置する２つの指紋カバー領域３に対応する感光面２１１の数は同じであるか又は同様である。これは、スクリーンアセンブリ２０が異なるシナリオにおいて十分な有効取り込み面積を得ることができるのをさらに確実にするため、電子装置１００の指紋認識精度がより高くなる。
第１の方向における複数の認識領域１１及び複数の非認識領域１２の配置様態は、第２の方向における複数の認識領域１１及び複数の非認識領域１２の配置様態と同じである。この場合、異なるシナリオでスクリーンアセンブリ２０によって十分な有効取り込み面積を得る信頼性がより高く、電子装置１００の指紋認識精度がより高い。確かに、別の実施形態では、第１の方向における複数の認識領域１１の配置様態は、第２の方向における複数の認識領域１１の配置様態と異なり得る。
図６Ｃを参照されたい。図６Ｃは、さらに別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の表示パネル１の部分的概略構造図である。図６Ｃでは、認識領域１１を斜線で満たされた正方形で示し、非認識領域１２を満たされていない正方形で示す。
任意で、複数の認識領域１１は複数の認識領域群１３を含む。各認識領域群１３は、互いに隣り合う少なくとも２つの認識領域１１を含む。任意の２つの隣り合う認識領域群１３は相互に離間されて配置されている。少なくとも２つの認識領域が互いに隣り合うとは、同じ認識領域群１３内の２つの隣り合う認識領域の間の間隔は、２つの隣り合う認識領域群１３の間の間隔よりもはるかに小さいことを意味する。任意の２つの隣り合う認識領域群１３の間に非認識領域１２が形成される。複数の認識領域群１３は、第１の方向Ｘに相互に離間されて配置され、第２の方向Ｙに相互に離間されて又は連続して配置される。第２の方向Ｙは第１の方向Ｘと垂直である。
図６Ｃに示す実施では、各認識領域グループ１３は、配列された４つの認識領域１１を含む。４つの認識領域１１のうちの２つは第１の方向Ｘに配置され、残りの２つは第２の方向Ｙに配置されている。本実施では、表示パネル１の非認識領域１２は一体領域である。第１の方向Ｘでは、非認識領域１２は２つの隣り合う認識領域群１３の間に配置されている。第２の方向Ｙでは、非認識領域１２は２つの隣り合う認識領域群１３の間に配置されている。
各認識領域１１のサイズは２ミリメートル×２ミリメートルである。指紋カバー領域３は直径１０ミリメートルの円形領域である。第９の指紋カバー領域３９は１６個の認識領域１１を含む。これに対応して、１６個の認識領域１１に対応する認識パネル２上の１６個の画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は６４平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。第１０の指紋カバー領域３１０は９個の認識領域１１を含む。これに対応して、９個の認識領域１１に対応する認識パネル２上の９つの画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は３６平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。
本実施では、各認識領域群１３は少なくとも２つの認識領域１１を含み、任意の２つの隣り合う認識領域群１３は相互に離間されて配置されるため、認識領域１１の配置様態がより多様化されている。これは、異なる電子装置１００のそれぞれの指紋認識要件を満たすのに役立つ。加えて、各認識領域群１３は少なくとも２つの認識領域１１を含むため、認識領域１１は小さな領域内で連続画像を取り込むことができ、スクリーンアセンブリ２０によって生成される最終比較画像は、少なくとも２つの連続画像からスプライスされる。最終比較画像は、電子装置１００における標準画像と比較しやすくなる。したがって、電子装置１００の指紋認識精度がより高くなる。
別の実施では、認識領域群１３に含まれる認識領域１１の数を設定し、認識領域群１３に認識領域１１を配置する等のために別の様態が存在し得る。本願では、これは厳密に制限されない。
指紋カバー領域３は少なくとも２つの認識領域群１３を含む。この場合、スクリーンアセンブリ２０によって生成される最終比較画像は、認識領域群１３のうちの少なくとも２つによって取り込み画像からスプライスされるとともに画質が比較的高いため、スクリーンアセンブリ２０が適用される電子装置１００の指紋認識精度が比較的高くなる。
図７を参照されたい。図７は、第１の実施形態における図３に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。第１の実施形態では、単一の画像センサ２１が１つの感光面２１１を含む例を説明のために用いる。別の実施形態では、単一の画像センサ２１は、代替的に複数の感光面２１１を含み得る。本実施形態の別の特徴は第１の実施形態を参照して設定されてもよく、ここでは、詳細について再度説明しない。
任意の実施形態では、認識パネル２は基板２２及び光学層２３をさらに含む。基板２２は表示パネル１の非発光側に位置する。複数の画像センサ２１は、基板２２の、表示パネル１に面する側に固定されている。画像センサ２１の感光面２１１は基板２２から離れて配置される。すなわち、表示パネル１に面して配置される。光学層２３は複数の画像センサ２１と表示パネル１との間に位置する。光学層２３は、認識領域１１の発光側上のユーザ指紋画像を、対応する画像センサ２１の感光面２１１に対して結像させるように構成されている。スクリーンアセンブリ２０は、光学層２３を用いることにより、ユーザの指紋によって反射された光を処理して、対応する画像センサ２１の感光面２１１上に対応する取り込まれた像を形成する。取り込まれた像はユーザの指紋画像に対応する。
本実施形態では、光学層２３はスクリーンアセンブリ２０内に配置され、光学層２３は光の状態を変化させることができる。したがって、光学層２３の構造及びサイズを設定することにより、画像センサ２１の感光面２１１と表示パネル１との相対的な位置関係を変更できるため、スクリーンアセンブリ２０の構造がより多様化され、スクリーンアセンブリ２０の適用範囲がより広くなる。
本実施形態では、複数の画像センサ２１の感光面２１１の配置位置は、複数の認識領域１１の配置位置に対応する。複数の画像センサ２１の感光面２１１は、複数の認識領域１１内に位置するユーザ指紋画像を１対１の対応関係で取り込み得る。この場合、光学層２３は光の伝搬方向を僅かに変更させるため、伝搬過程における光の歪みによる最終比較画像の精度が不十分になるリスクを低減でき、スクリーンアセンブリ２０が適用される電子装置１００の指紋認識精度が比較的高くなる。単一の画像センサ２１は（図７に示すように）１つの感光面２１１又は複数の感光面２１１（図４参照）を含み得る。
別の実施形態では、光学層２３は光の伝搬方向を変化させ得る。したがって、複数の画像センサ２１の感光面２１１間の相対位置関係は、複数の認識領域１１間の相対位置関係とわずかに異なり得る。
例えば、光の伝搬方向が光学層２３によって変更され得るため、単一の画像センサ２１の感光面２１１は、２つ以上の認識領域１１内で指紋画像を同時に取り込むことができる。したがって、画像センサ２１の総数は認識領域１１の総数よりも少ないため、スクリーンアセンブリ２０のコストがより低くなる。
例えば、単一の画像センサ２１は複数の感光面２１１を含み、複数の感光面２１１は互いに隣り合う。複数の感光面２１１に対応する複数の認識領域１１は、相互に離間されて配置される。光の伝搬方向が光学層２３によって変化されるため、これらの認識領域１１に入る光が集められ、互いに隣り合う複数の感光面２１１内へと放射され画像取り込みを実施する。
一実施形態では、基板２２は硬質のプリント回路基板（printed circuit board、ＰＣＢ）であり得る。別の実施形態では、基板２２はフレキシブルプリント回路（flexible printed circuit、ＦＰＣ）及び補強ボードを含み得る。補強板及びフレキシブルプリント回路は積み重ねられて配置される。
一実施形態では、複数の画像センサ２１は、ダイ取り付け（die attach）方式で基板２２に直接接着（bonding）され得る。別の実施形態では、複数の画像センサ２１は、ファンアウト（fan-out）プロセスを用いることにより一体パッケージ構造を形成するために接続され、次いで、パッケージ構造が全体的に基板２２に完全に取り付けられる。
任意で、認識パネル２はパッケージ２４をさらに含む。パッケージ２４は、基板２２の、表示パネル１に面する側に位置するとともに、複数の画像センサ２１の周囲に配置される。この場合、複数の画像センサ２１はパッケージ２４を用いることにより一体パッケージ構造にパッケージ化される。パッケージ２４を用いることにより複数の画像センサ２１がパッケージ化される場合ファンアウトプロセスが用いられ得る。光学層２３はパッケージ２４及び複数の画像センサ２１を覆う。この場合、光学層２３は一体構造であり得る。
本実施形態では、複数の画像センサ２１は、先ずパッケージ２４を用いることによって、一体パッケージ構造内にパッケージ化することができる。次に、パッケージ構造が基板２２に取り付けられる。次に、一体構造でもある光学層２３がパッケージ２４及び複数の画像センサ２１を覆う。このように、スクリーンアセンブリの組み立てプロセスステップが少なく、プロセスの難易度が低いことは、スクリーンアセンブリの製造コストの低減に役立つ。
パッケージ２４は、光クロストークによってもたらされる取り込み画像の品質不良のリスクを低減するために、遮光材料で作られ得る。
図８Ａを参照されたい。図８Ａは、第１の実施における図７に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数のコリメータ２３１を含む。コリメータ２３１は発散光をコリメート光に変換するように構成されている。複数のコリメータ２３１は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に面して１対１の対応関係で配置される。
本実施形態では、複数のコリメータ２３１は、画像センサ２１の感光面上２１１に１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像する。複数のコリメータ２３１は、ユーザの指紋によって反射された光をコリメートできるため、取り込み画像の画質は比較的高く、スクリーンアセンブリ２０は比較的高品質の比較画像を形成できる。したがって、電子装置１００の指紋認識精度は比較的高い。
コリメータ２３１は、１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像するように構成されているため、画像センサ２１の感光面２１１の面積は、表示パネル１上の認識領域１１の面積と同様である。組立の間の複数の画像センサ２１の許容誤差が考慮されるため、スクリーンアセンブリ２０の組立精度及び製品歩留まりを改善するために、互いに近くにある２つの画像センサ２１間に適切な回避が確保され得る。この場合、それに対応して、認識領域１１の面積が適切に低減される。
複数の画像センサ２１がパッケージ２４を用いることによって先ずパッケージ化され、次いで光学層２３が組付けられる。この場合、光学層２３は、複数のコリメータ２３１を含む一体構造であり得る。例えば、各コリメータ２３１は、最初に形成されるコリメート孔を有する薄膜であり得る。次に、各コリメータ２３１は対応する画像センサ２１の感光面２１１に取り付けられる。複数のコリメータ２３１は同じ薄膜内に一体的に形成される。
別の実施形態では、光学層２３は基板及び遮光膜も含み得る。基板は透明な材料から作られる。遮光膜は基板上に重ねられる。複数組のコリメート孔が遮光膜上にある。各組のコリメート孔は対応してコリメータ２３１を形成する。
図８Ｂを参照されたい。図８Ｂは、第２の実施における図７に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数の光透過孔２３２を含む。光学層２３は基板２３２１及び遮光フィルム２３２２を含み得る。基板２３２１は一体形成構造であり得る。遮光フィルム２３２１も一体形成構造であり得る。遮光フィルム２３２２は、基板２３２１の、表示パネル１に面する側に位置する。基板２３２１は透明な材料、例えばガラス又はポリカーボネート（polycarbonate、ＰＣ）から作られている。複数の光透過孔２３２が遮光フィルム２３２２上にある。遮光フィルム２３２２は遮光材料から作られている。複数の光透過孔２３２は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に面して１対１の対応関係で配置されている。各光透過孔２３２の中心と表示パネル１の発光面１３との間に第１の間隔Ｓ１が形成されている。各光透過孔２３２の中心と画像センサ２１の感光面２１１との間に第２の間隔Ｓ２が形成されている。第１の間隔Ｓ１は第２の間隔Ｓ２よりも大きい。すなわち、各光透過孔２３２の中心と表示パネル１の発光面１３との間の距離は、各光透過孔２３２の中心と画像センサ２１の感光面２１１との間の距離よりも大きい。
本実施形態では、ピンホール結像原理にしたがって、複数の光透過孔２３２が、画像センサ２１の感光面２１１上にＸ：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像させる。Ｘは１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネル１の認識領域１１の面積よりも小さい。したがって、認識領域１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１の感光面２１１の面積を低減でき、画像センサ２１のコスト及びスクリーンアセンブリ２０のコストを低減できる。加えて、画像センサ２１の感光面２１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１に対応する認識領域１１の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域１１をスプライスして、電子装置１００の指紋認識精度が向上させ得る。
スクリーンアセンブリ２０は、第１の間隔Ｓ１及び第２の間隔Ｓ２のサイズを調整することにより、画像センサ２１の感光面２１１の面積を減少させ得るか又は画像センサ２１の感光面２１１に対応する認識領域１１の面積を増加させ得る。
表示パネル１の発光面１３は、表示パネル１の認識パネル２から離れた面である。表示パネル１の非発光面１４は、表示パネル１の発光面１３と反対側に配置される。表示パネル１の非発光面１４と光透過孔２３２の中心との間に間隔Ｓ３が形成されている。第１の間隔Ｓ１のサイズは、間隔Ｓ３のサイズを調整することによって調整され得る。
光学層２３の基板２３２１は厚さ（画像センサ２１の感光面２１１に垂直な方向のサイズ）を有する。第２の間隔Ｓ２のサイズは、基板２３２１の厚さを調整することによって調整され得る。
任意で、スクリーンアセンブリ２０は透明な接着層２５をさらに含む。接着層２５は表示パネル１と光学層２３との間に接着される。本実施形態では、接着層２５は表示パネル１と光学層２３との間に充填される。接着層２５は光学層２３を表示パネル１に接着してもよく、空気層の散乱による取り込み画像の品質に光が影響を及ぼすことも防止し得る。接着層２５は透明な光学接着剤で作られてもよい。
図８Ｃを参照されたい。図８Ｃは、第３の実施における図７に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数のレンズ２３３を含む。複数のレンズ２３３は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に１対１の対応関係で配置される。レンズ２３３は、画像センサ２１の感光面２１１に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。レンズ２３３は集光のために構成されている。光学層２３は固定基板２３４をさらに含む。固定基板２３４は透明な材料から作られている。複数のレンズ２３３は固定基板２３４に固定されて、固定基板２３４と共に一体構造を形成する。
本実施形態では、レンズ２３３は、画像センサ２１の感光面２１１に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。対応する認識領域１１の面積に対する画像センサ２１の感光面２１１に形成される取り込み画像の面積の比は１未満である。すなわち、オブジェクト画像比は１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネル上の認識領域の面積よりも小さい。したがって、認識領域１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１の感光面２１１の面積を低減して画像センサ２１のコスト及びスクリーンアセンブリ２０のコストを減らすことができる。加えて、画像センサ２１の感光面２１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１の感光面に対応する認識領域１１の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域１１をスプライスして、電子装置１００の指紋認識精度が向上させ得る。
単一のレンズ２３３は１つ以上のサブレンズを含み得る。本実施では、単一レンズ２３３が１つのサブレンズを含む。サブレンズは凸レンズである。他の実施では、単一レンズ２３３は複数のサブレンズを含む。複数のサブレンズは複数の凸レンズであり得るか又は凹レンズ及び凸レンズの組み合わせであり得る。別の実施では、レンズ２３３は代替的にメタマテリアル構造を用いて作製される平面レンズであり得る。
図９を参照されたい。図９は、第２の実施形態における図３に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。第２の実施形態では、単一の画像センサ２１が１つの感光面２１１を含む例を説明のために用いる。別の実施形態では、単一の画像センサ２１は代替的に複数の感光面２１１を代替的に含み得る。本実施形態の別の特徴は、第２の実施形態を参照して設定されてもよく、ここでは詳細について再度説明しない。
任意の実施形態では、光学層２３は複数の光学部品２３０を含む。複数の光学部品２３０は相互に離間されて配置される。複数の光学部品２３０は、対応する画像センサ２１の画像取り込み側に位置する。すなわち、画像センサ２１の感光面２１１の上に位置する。複数の光学部品２３０は、複数の画像センサ２１上に１対１の対応関係で位置する。単一の画像センサ２１が複数の感光面２１１を含む場合、複数の光学部品２３０が画像センサ２１に配置され、複数の光学部品２３０は１対１の対応関係で複数の感光面２１１に配置される。認識パネル２は複数のパッケージ本体２６をさらに含む。複数のパッケージ本体２６は、複数の光学部品２３０と一対一の対応関係で配置される。各パッケージ本体２６は、対応する光学部品２３０及び対応する画像センサ２１を一体ユニットアセンブリ２７にパッケージするように構成されている。
認識パネル２はパッケージ２４をさらに含む。パッケージ２４は、基板２２の表示パネル１に面する側に位置し、複数の画像センサ２１及び複数の光学部品２３０の周囲に配置されている。一実施形態では、画像センサ２１及び画像センサ２１の上に位置する光学部品２３０は、先ずユニットアセンブリ２７を形成し得る。複数のユニットアセンブリ２７を基板２２に固定した後、複数のユニットアセンブリ２７及び基板２２は、パッケージ２４を用いることによって一体構造にパッケージ化される。別の実施形態では、画像センサ２１及び画像センサ２１の上に位置する光学部品２３０は、先ずユニットアセンブリ２７を形成し得る。パッケージ２４を用いることにより複数のユニットアセンブリ２７が一体構造にパッケージ化された後で、該構造が基板２２に取り付けられてアセンブリが完成される。
本実施形態では、対応する光学部品２３０及び対応する画像センサ２１がユニットアセンブリ２７を形成してもよく、次に、複数のユニットアセンブリ２７が、特定の配置要件に基づいて基板２２に固定される。したがって、スクリーンアセンブリ２０は、ユニットアセンブリ２７の位置を変更することによって、材料の種類を変更することなく異なる認識パネル２を形成し得る。これは、スクリーンアセンブリ２０のバッチ及びマルチモデリングを促進する。
ユニットアセンブリ２７内のパッケージ本体２６の材料は、パッケージ２４の材料と同じであっても、異なるものであってもよい。本願では、これは厳密には制限されない。一実施形態では、パッケージ２６及びパッケージ２４のうちの一方又は両方は、光クロストークによってもたらされる取り込み画像の品質不良のリスクを低減するために光遮蔽材料で作られ得る。
図１０Ａを参照されたい。図１０Ａは、第１の実施における図９に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数のコリメータ２３１を含む。複数のコリメータ２３１は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に面して１対１の対応関係で配置される。
複数のコリメータ２３１は相互に離間されて配置されている。各光学部品２３０は１つのコリメータ２３１（単一のセンサ２１が１つの感光面２１１を含む解決策に対応）又は複数のコリメータ２３１（単一のセンサ２１が複数の感光面２１１を含む解決策に対応）を含む。コリメータ２３１は発散光をコリメート光に変換するように構成されている。対応する画像センサ２１及び対応する光学部品２３０は、先ずユニットアセンブリ２７を形成し、次にパッケージ２４を用いてパッケージ化され得る。具体的には、コリメータ２３１は、先ず、パッケージ本体２６を用いて対応する画像センサ２１に固定されて一体化されたモジュール式のユニットアセンブリ２７を形成する。次に、パッケージ２４を用いて複数のユニットアセンブリ２７を基板２２に固定して認識パネル２を形成する。
本実施形態では、複数のコリメータ２３１は、画像センサ２１の感光面２１１上に１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像する。複数のコリメータ２３１は、ユーザの指紋によって反射された光をコリメートできるため、取り込み画像の画質は比較的高く、スクリーンアセンブリ２０は比較的高品質の比較画像を形成できる。したがって、電子装置１００の指紋認識精度は比較的高い。
コリメータ２３１は、１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像するように構成されているため、画像センサ２１の感光面２１１の面積は、表示パネル１上の認識領域１１の面積と同様である。組立の間の複数の画像センサ２１の許容誤差が考慮されるため、スクリーンアセンブリ２０の組立精度及び製品歩留まりを改善するために、互いに近くにある２つの画像センサ２１の間に適切な回避が確保され得る。この場合、それに対応して、認識領域１１の面積は低減される。
各コリメータ２３１は、ウエハレベル（wafer level）処理技術を用いることによって画像センサ２１の感光面２１１上に直接形成され得る。例えば、コリメータ２３１を形成するために、多層マスク（mask）プロセスを用いることによってコリメータ孔構造が画像センサ２１１の感光面２１１上に蒸着又はエッチングされ得る。
図１０Ｂを参照されたい。図１０Ｂは、第２の実施における図９に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数の光透過孔２３２を含む。光学層２３は基板２３２１及び遮光フィルム２３２２を含み得る。遮光フィルム２３２２は、基板２３２１の、表示パネル１に面する側に位置する。基板２３２１は透明な材料、例えばガラス又はポリカーボネート（polycarbonate、ＰＣ）から作られている。複数の光透過孔が遮光フィルム２３２２上にある。遮光フィルム２３２２は遮光材料から作られている。複数の光透過孔２３２は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に面して１対１の対応関係で配置されている。具体的には、基板２３２１は複数の基板部２３２３を含む。複数の基板部２３２３は相互に離間されて配置されている。複数の基板部２３２３は、複数の画像センサ２１に面して１対１の対応関係で配置されている。遮光フィルム２３２２は、複数の遮光部２３２４を含む。複数の遮光部２３２４は相互に離間されて配置されている。各遮光部２３２４は光透過孔２３２を備える。光透過孔２３２の数は、対応する画像センサ２１上の感光面２１１の数と同じである。複数の遮光部２３２４は複数の基板部２３２３上に１対１の対応関係で配置される。遮光部２３２４及び基板部２３２３は、パッケージ本体２６を用いることによって対応する画像センサ２１に固定され、一体化されたモジュール式ユニットアセンブリ２７を形成する。
各光透過孔２３２の中心と表示パネル１の発光面１３との間に第１の間隔Ｓ１が形成されている。各光透過孔２３２の中心と画像センサ２１の感光面２１１との間に第２の間隔Ｓ２が形成されている。第１の間隔Ｓ１は第２の間隔Ｓ２よりも大きい。すなわち、各光透過孔２３２の中心と表示パネル１の発光面１３との間の距離は、各光透過孔２３２の中心と画像センサ２１の感光面２１１との間の距離よりも大きい。
本実施形態では、ピンホール結像原理にしたがって、複数の光透過孔２３２が、画像センサ２１の感光面２１１上にＸ：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像させる。Ｘは１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネル１の認識領域の面積よりも小さい。したがって、認識領域１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１の感光面２１１の面積を低減でき、画像センサ２１のコスト及びスクリーンアセンブリ２０のコストを低減できる。加えて、画像センサ２１の感光面２１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１に対応する認識領域１１の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域１１をスプライスして、電子装置１００の指紋認識精度が向上させ得る。
スクリーンアセンブリ２０は、第１の間隔Ｓ１及び第２の間隔Ｓ２のサイズを調整することにより、画像センサ２１の感光面２１１の面積を減少させ得るか又は画像センサ２１に対応する認識領域１１の面積を増加させ得る。
表示パネル１の発光面１３は、表示パネル１の認識パネル２から離れた面である。表示パネル１の非発光面１４は、表示パネル１の発光面１３と反対側に配置される。表示パネル１の非発光面１４と光透過孔２３２の中心との間に間隔Ｓ３が形成されている。第１の間隔Ｓ１のサイズは、間隔Ｓ３のサイズを調整することによって調整され得る。
光学層２３の基板２３２１は厚さ（画像センサ２１の感光面２１１に垂直な方向のサイズ）を有する。第２の間隔Ｓ２のサイズは、基板２３２１の厚さを調整することによって調整され得る。
任意で、スクリーンアセンブリ２０は透明な接着層２５をさらに含み、接着層２５は表示パネル１と光学層２３との間に接着される。この実施形態では、接着層２５は表示パネル１と光学層２３との間に充填される。接着層２５は光学層２３を表示パネル１に接着してもよく、空気層の散乱による取り込み画像の品質に光が影響を及ぼすことも防止し得る。接着層２５は透明な光学接着剤で作られてもよい。一実施形態では、接着層２５はパッケージ２４も同時に覆い得る。
図１０Ｃを参照されたい。図１０Ｃは、第３の実施における図９に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数のレンズ２３３を含む。複数のレンズ２３３は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に１対１の対応関係で配置される。各光学部品２３０は１つのレンズ２３３（単一のセンサ２１が１つの感光面２１１を含む解決策に対応）又は複数のレンズ２３３（単一のセンサ２１が複数の感光面２１１を含む解決策に対応）を含む。レンズは２３３、画像センサ２１の感光面２１１に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。レンズ２３３は集光のために構成されている。レンズ２３３はパッケージ本体２６を用いることによって対応する画像センサ２１に固定されて一体化されたモジュール式のユニットアセンブリ２７を形成し得る。
本実施形態では、レンズ２３３は、画像センサ２１の感光面２１１に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。対応する認識領域１１の面積に対する画像センサ２１の感光面２１１に形成される取り込み画像の面積の比は１未満である。すなわち、オブジェクト画像比は１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネル１上の認識領域の面積よりも小さい。したがって、認識領域１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１の感光面２１１の面積を低減して画像センサ２１のコスト及びスクリーンアセンブリ２０のコストを減らすことができる。加えて、画像センサ２１の感光面２１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１に対応する認識領域１１の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域１１をスプライスして、電子装置１００の指紋認識精度が向上させ得る。
単一のレンズ２３３は１つ以上のサブレンズを含み得る。本実施では、単一レンズ２３３が１つのサブレンズを含む。サブレンズは凸レンズである。他の実施では、単一レンズ２３３は複数のサブレンズを含む。複数のサブレンズは複数の凸レンズであり得るか又は凹レンズ及び凸レンズの組み合わせであり得る。別の実施では、レンズ２３３は代替的にメタマテリアル構造を用いて作製される平面レンズであり得る。
前述の説明は、本願の具体的な実施にすぎず、本願の保護範囲を制限することを意図していない。本願に開示の技術的範囲内で当業者が容易に理解する変更又は代替は、本願の保護範囲に含まれる。矛盾が生じない場合、本願の実施形態と実施形態の特徴とは相互に組み合わせられ得る。したがって、本願の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。
本願は、２０１９年２月２０日に中国国家知識産権局に出願された、「スクリーンアセンブリ及び電子装置」と題する中国特許出願第２０１９１０１２７４９９．５号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本願の実施形態は電子製品技術の分野に関し、とりわけ、スクリーンアセンブリ及び電子装置に関する。
現在、スマートフォンは、指紋認識を実施するために用いられる画像センサを通常備える。画像センサのコストは、画像センサの感光面の面積に関係する。面積が大きいほどコストが高いことを示す。そのため、大画面の指紋認識機能を有するスマートフォンのコストは非常に高い。
本願の実施形態は、比較的低コストで大面積の指紋認識を実施するためのスクリーンアセンブリ及び電子装置を提供する。
第１の態様によれば、本願の実施形態はスクリーンアセンブリを提供する。スクリーンアセンブリは、電子装置に適用され得る。スクリーンアセンブリは、表示パネルと、該表示パネルの非発光側に位置する認識パネルとを含む。認識パネル及び表示パネルは、積み重ねられて配置されている。表示パネルは画像を表示するように構成されている。表示パネルの両側は、それぞれ発光側及び非発光側である。発光側は、表示パネルがディスプレイ光を発光する側である。
表示パネルは複数の認識領域を含む。２つの隣り合い且つ相互に離間された認識領域の間に非認識領域が形成される。認識パネルは複数の画像センサを含む。複数の画像センサの感光面は、複数の認識領域内に位置するユーザの指紋画像を１対１の対応関係で取り込むように構成されている。画像センサの感光面は、感光面上に形成された光の像を、光の像に比例して電気信号に変換できる。指紋カバー領域内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比は１：５以上である。画像センサ
本実施形態では、複数の画像センサを含む認識パネルは、表示パネルの非発光側に配置されている。したがって、複数の画像センサは、スクリーン内の指紋画像を取り込むことができ、複数の画像センサは、表示パネルの周囲の空間を占有する必要がなく、表示パネルの面積が大きくなる。これは、スクリーンアセンブリの狭ベゼル化を促進する。このように、スクリーンアセンブリのスクリーン対本体比は比較的大きく、スクリーンアセンブリが適用される電子装置のスクリーン対本体比は比較的大きい。
本実施形態では、複数の画像センサの感光面は、複数の認識領域の発光側に位置するユーザ指紋画像の一部を１対１の対応関係で取り込むが、非認識領域の発光側に位置する指紋画像は取り込まない。したがって、複数の画像センサの感光面は、表示パネルの発光側に位置するユーザ指紋画像を、完全な取り込みではなく部分的に取り込むため、複数の画像センサの感光面の総面積が低減され、認識パネル及びスクリーンアセンブリのコストが低減される。
加えて、指紋カバー領域内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比は１：５以上である。したがって、複数の画像センサの感光面によって取り込まれた部分的な指紋画像の総面積（すなわち、有効取り込み面積）は、指紋認識プロセスで必要な最小の取り込み面積を満たすことができるため、スクリーンアセンブリが基本的な認識要件を満たすことができる場合、複数の画像センサの感光面の総面積を低減して、複数の画像センサのコスト及びスクリーンアセンブリのコストを低減する。スクリーンアセンブリは、比較的低コストで認識要件を満たすことができるため、スクリーンアセンブリは、コストの大幅な増加を伴わずに、大面積の指紋認識（フルスクリーン指紋認識又は大画面指紋認識）を実施できる。すなわち、スクリーンアセンブリ及びスクリーンアセンブリが適用される電子装置は、比較的低コストで大面積指紋認識を実施できる。
任意の実施形態では、指紋カバー領域内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比は１：２～２：１の範囲内にある。本願では、「Ａ」～「Ｂ」の範囲はエンドポイントＡ及びエンドポイントＢを含む。
本願では指紋カバー領域内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比の上限は厳密に制限されない。比が大きいほど、認識精度が高いことを示す。比が小さいほど、コストが低いことを示す。全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比が１：２～２：１の範囲内にある場合、スクリーンアセンブリは認識精度及びコストの要件を良好に満たすことが実験により証明されている。
一実施形態では、スクリーンアセンブリはフルスクリーン指紋認識を実施できる。この場合、指紋カバー領域は、表示パネルの表示領域の任意の位置に位置し得る。すなわち、表示パネルの全表示領域は、ユーザの操作に応答して、対応する指紋カバー領域を形成し得る。別の実施形態では、スクリーンアセンブリは大画面指紋認識を実施できる。指紋カバー領域は、表示パネルの表示領域の特定の範囲に位置し得る。例えば、表示パネルの表示領域の一部が特定位置であり、領域のこの部分は、ユーザの操作に応答して、対応する指紋カバー領域を形成し得る。特定の範囲の面積は比較的大きい。例えば、特定の範囲は、スクリーンアセンブリの上側又は下側スクリーンの半分以上であり得るか又はスクリーンアセンブリの左側又は右側スクリーンの半分以上であり得る。
任意で、指紋カバー領域はユーザの操作に応答する。すなわち、指紋カバー領域の位置はユーザ定義される。一実施形態では、スクリーンアセンブリはユーザのタッチ領域を感知し得る。タッチ領域は指紋カバー領域を形成する。この場合、指紋カバー領域の形状はユーザのタッチ領域の形状と共に変化する。
別の実施形態では、スクリーンアセンブリはユーザのタッチ位置を感知し、タッチ位置に対応する予め設定された指紋カバー領域を開始し得る。指紋カバー領域はタッチ位置をカバーする。この場合、指紋カバー領域の形状は円、楕円、正方形、ランウェイ等であり得る。指紋カバー領域の形状は、代替的に、ユーザの指の形状と同様又は同じであってもよい。指紋カバー領域の形状は、代替的に、ユーザ定義されてもよい。指紋カバー領域の特定の形状は、本願のこの実施形態において厳密に制限されていない。
指紋カバー領域の面積の範囲は３５平方ミリメートル～２００平方ミリメートルである。例えば、指紋カバー領域の面積の範囲は６４平方ミリメートル～１４４平方ミリメートであり得る。
本願のこの実施形態では、指紋カバー領域は少なくとも２つの認識領域を含む。この場合、各認識領域の面積は比較的小さい。少なくとも２つの認識領域に対応する画像センサの感光面によって取り込まれた画像は、最終的な比較画像にスプライスされる。比較画像は複数の画像からスプライスされるため、比較画像は比較的正確である。これは、スクリーンアセンブリが適用される電子装置の指紋認識精度を改善するのに役立つ。
なお、指紋カバー領域が基本的な取り込み面積を満たすことを前提として、各認識領域の面積が小さいほど、比較画像はより大量の画像からスプライスされ、比較画像の画質及び指紋認識精度がより高くなることを示すことが理解されよう。しかしながら、画像センサの数がより多いことは、コストが高くなることを意味する。各認識領域の面積が大きい場合、画像センサの数をより少なくすることでコストを低減できるが、比較画像に含まれるスプライス画像の数が少なくなり、比較画像の画質及び指紋認識精度が低下する。したがって、本願のこの実施形態では、単一の認識領域の面積を設計する場合、認識精度及びコストの要件を考慮する必要がある。
各画像センサの感光面は、配列として配置された複数のセンサユニットを含む。センサユニットは、相補型金属酸化物半導体（complementary metal oxide semiconductor、ＣＭＯＳ）センサ又は薄膜トランジスタ（thin film transistor、ＴＦＴ）センサであり得る。センサユニットが相補型金属酸化物半導体センサの場合、画像センサの基板は半導体材料で作られている。センサユニットが薄膜トランジスタセンサの場合、画像センサの基板はガラス又は有機媒体等の絶縁材料で作られている。
本願のこの実施形態では、認識領域の形状及び面積は同一であってもいいし、異なっていてもよい。本願は、認識領域の形状及び領域が同一の例を用いて説明する。
本願のこの実施形態では、非認識領域の面積に対する認識領域の面積の比が前述の条件を満たす場合、複数の認識領域の配置は規則的であってもいいし、ランダムであってもよい。本願のこの実施形態では、複数の認識領域の配置が規則的であり得る例を説明のために用いる。
任意の実施形態では、複数の認識領域は、第１の方向に相互に離間されて配置されている。具体的には、第１の方向において、非認識領域は、認識領域のうちの任意の２つの隣り合う認識領域の間に配置されている。この場合、第１の方向において、認識領域のうちの任意の２つの隣り合う認識領域の間の距離は第１のサイズを有し、各認識領域の長さは第２のサイズを有する。第１のサイズは第２のサイズより大きくても、同じでも、小さくてもよい。本願のこの実施形態では、第１のサイズと第２のサイズとの間のサイズ関係は厳密に制限されない。
本実施形態では、複数の認識領域は、第１の方向に相互に離間されて配置される。したがって、２つの指紋カバー領域が表示パネル上の異なる位置に位置する場合、スクリーンアセンブリが異なるシナリオにおいて十分な有効取り込み面積を得ることができるのを確実にするために、画像センサの感光面であって、２つの指紋カバー領域に対応する感光面の数は同じであるか又は同様である。このように、電子装置の指紋認識精度は高い。
任意の実施形態では、複数の認識領域は、第２の方向に相互に離間されて配置される。第２の方向は第１の方向に垂直である。具体的には、第２の方向において、非認識領域は、認識領域のうちの任意の２つの隣り合う認識領域の間に配置されている。この場合、第２の方向において、認識領域のうちの任意の２つの隣り合う認識領域の間の距離は第３のサイズを有し、各認識領域の長さは第４のサイズを有する。第３のサイズは第４のサイズより大きくても、同じでも、小さくてもよい。本願のこの実施形態では、第１のサイズと第２のサイズとの間のサイズ関係は厳密に制限されない。
本実施形態では、複数の認識領域が、第１の方向及び第２の方向に相互に離間されて配置されている場合、画像センサの感光面であって、表示パネル上の異なる位置に位置する２つの指紋カバー領域に対応する感光面の数は同じであるか又は同様である。これは、スクリーンアセンブリが異なるシナリオにおいて十分な有効取り込み面積を得ることができるのをさらに確実にするため、電子装置の指紋認識精度がより高くなる。
第１の方向における複数の認識領域の配置様態は、第２の方向における複数の認識領域の配置様態と同じである。この場合、異なるシナリオでスクリーンアセンブリによって十分な有効取り込み面積を得る信頼性がより高く、電子装置の指紋認識精度がより高い。確かに、別の実施形態では、第１の方向における複数の認識領域の配置様態は、第２の方向における複数の認識領域の配置様態と異なり得る。
任意の実施形態では、複数の認識領域は行に配置されるとともに第１の方向に相互に離間され、列に配置されるとともに第２の方向に相互に離間されている。第２の方向は第１の方向と垂直である。認識領域の２つの隣り合う行内の全ての認識領域は異なる列に配置されている。この場合、認識領域の２つの隣り合う列内の全ての認識領域は異なる列に配置されている。
本実施形態では、スクリーンアセンブリの異なる位置にある任意の２つの指紋カバー領域に含まれる認識領域の数は同様である。具体的には、画像センサの２つの指紋カバー領域に対応する感光面の数は同様である。したがって、スクリーンアセンブリは異なるシナリオで十分な有効取り込み面積を得ることができるため、電子装置の指紋認識精度がより高くなる。
任意の実施形態では、指紋カバー領域内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域の総面積の比は１：０．８～１：１．２の範囲内にある。この場合、第１の方向において、認識領域の２つの隣り合う認識領域の間の間隔は、認識領域の長さと同じであっても、わずかに大きくても、わずかに小さくてもよい。第２の方向において、認識領域の２つの隣り合う認識領域の間の間隔は、認識領域の長さと同じであっても、わずかに大きくても、わずかに小さくてもよい。
この実施形態では、より高い製品歩留まり、より高い指紋認識精度及びより低いコストを得るために、スクリーンアセンブリについて、製造公差、アセンブリ公差、総画像取り込み面積、コスト等の要件を包括的に考慮することができる。
任意の実施形態では、複数の認識領域は複数の認識領域群を含む。各認識領域群は、認識領域のうちの互いに隣り合う少なくとも２つの認識領域を含む。認識領域群のうちの任意の２つの隣り合う認識領域群は相互に離間されて配置されている。少なくとも２つの認識領域が互いに隣り合うとは、同じ認識領域群内の認識領域のうちの２つの隣り合う認識領域の間の間隔は、２つの隣り合う認識領域群の間の間隔よりもはるかに小さいことを意味する。認識領域群の任意の２つの隣り合う認識領域群の間に非認識領域が形成される。複数の認識領域群は、第１の方向に相互に離間されて配置され、第２の方向に相互に離間されて又は連続して配置される。第２の方向は第１の方向と垂直である。
本実施形態では、各認識領域群は、認識領域のうちの互いに隣り合う少なくとも２つの認識領域を含み、認識領域群のうちの任意の２つの隣り合う認識領域群は相互に離間されて配置されるため、認識領域の配置様態がより多様化されている。これは、異なる電子装置のそれぞれの指紋認識要件を満たすのに役立つ。加えて、各認識領域群は少なくとも２つの認識領域を含むため、認識領域は小さな領域内で連続画像を取り込むことができ、スクリーンアセンブリによって生成される最終比較画像は、少なくとも２つの連続画像からスプライスされる。最終比較画像は、電子装置における標準画像と比較しやすくなる。したがって、電子装置の指紋認識精度がより高くなる。
指紋カバー領域は少なくとも２つの認識領域群を含む。この場合、スクリーンアセンブリによって生成される最終比較画像は、少なくとも２つの認識領域群によって取り込まれた画像からスプライスされるとともに画質が比較的高いため、スクリーンアセンブリが適用される電子装置の指紋認識精度が比較的高くなる。
任意の実施形態では、単一の画像センサは１つの感光面を含む。この場合、撮像素子の全体サイズは、撮像素子の感光面の面積と共に変化し、感光面の面積は、比較的小さくなるように設計されているので、撮像素子の全体サイズは比較的小さくなる。これは、画像センサのコストを低減するのに役立つ。
別の任意の実施形態では、単一の画像センサは複数の感光面を含む。単一の感光面の面積が小さい場合、複数の感光面を同一の画像センサに一体化して、画像センサの切断プロセスをより容易にできる。このように、画像センサの小型化及び容易なプロセスの要件が満たされる。
同一の画像センサの複数の感光面は相互に離間されて配置されて得るか又は互いに隣り合って配置され得る。
任意の実施形態では、認識パネルは基板及び光学層をさらに含む。基板は表示パネルの非発光側に位置する。複数の画像センサは、基板の、表示パネルに面する側に固定されている。画像センサの感光面は基板から離れて配置される。すなわち、表示パネルに面して配置される。光学層は複数の画像センサと表示パネルとの間に位置する。光学層は、認識領域の発光側上のユーザ指紋画像を、対応する画像センサの感光面に対して結像させるように構成されている。スクリーンアセンブリは、光学層を用いることにより、ユーザの指紋によって反射された光を処理して、対応する画像センサの感光面上に対応する取り込まれた像を形成する。取り込まれた像はユーザの指紋画像に対応する。
本実施形態では、光学層はスクリーンアセンブリ内に配置され、光学層は光の状態を変化させることができる。したがって、光学層の構造及びサイズを設定することにより、画像センサの感光面と表示パネルとの相対的な位置関係を変更できるため、スクリーンアセンブリの構造がより多様化され、スクリーンアセンブリの適用範囲がより広くなる。
一実施形態では、複数の画像センサの感光面は、１対１の対応関係で複数の認識領域に面し得る。この場合、光学層は光の伝搬方向を僅かに変更させるため、伝搬過程における光の歪みによる最終比較画像の精度が不十分になるリスクを低減でき、スクリーンアセンブリが適用される電子装置の指紋認識精度が比較的高くなる。
別の実施では、光学層は光の伝搬方向を変化させ得る。したがって、複数の画像センサの感光面間の相対位置関係は、複数の認識領域間の相対位置関係とわずかに異なり得る。
例えば、単一の画像センサは複数の感光面を含み、複数の感光面は互いに隣り合う。複数の感光面に対応する複数の認識領域は、相互に離間されて配置される。光の伝搬方向が光学層によって変化されるため、これらの認識領域に入る光が集められ、互いに隣り合う複数の感光面内へと放射され画像取り込みを実施する。
一実施形態では、基板は硬質のプリント回路基板（printed circuit board、ＰＣＢ）であり得る。別の実施形態では、基板はフレキシブルプリント回路（flexible printed circuit、ＦＰＣ）及び補強ボードを含み得る。補強板及びフレキシブルプリント回路は積み重ねられて配置される。
一実施形態では、複数の画像センサは、ダイ取り付け（die attach）方式で基板に直接接着（bonding）され得る。別の実施形態では、複数の画像センサは、ファンアウト（fan-out）プロセスを用いることにより一体パッケージ構造を形成するために接続され、次いで、パッケージ構造が全体的に基板に完全に取り付けられる。
任意の実施形態では、認識パネルはパッケージをさらに含む。パッケージは、基板の、表示パネルに面する側に位置するとともに、複数の画像センサの周囲に配置される。この場合、複数の画像センサはパッケージを用いることにより一体パッケージ構造にパッケージ化される。パッケージを用いることにより複数の画像センサがパッケージ化される場合ファンアウトプロセスが用いられ得る。光学層はパッケージ及び複数の画像センサを覆う。この場合、光学層は一体構造であり得る。
この実施形態では、複数の画像センサは、先ず、パッケージを用いることにより一体パッケージ構造にパッケージ化できる。次に、パッケージ構造が基板に取り付けられる。次に、一体構造でもある光学層でパッケージ及び複数の画像センサを覆う。このように、スクリーンアセンブリの組み立てプロセスステップが少なく、プロセスの難易度が低いことは、スクリーンアセンブリの製造コストの低減に役立つ。
任意の実施形態では、光学層は複数の光学部品を含む。複数の光学部品は、複数の画像センサ上に１対１の対応関係で配置される。光学部品は対応する画像センサの画像取り込み側に位置する。すなわち、画像センサの感光面の上に位置する。認識パネルは複数のパッケージ本体をさらに含む。複数のパッケージ本体は、複数の光学部品と一対一の対応関係で配置される。各パッケージ本体は、対応する光学部品及び対応する画像センサを一体ユニットアセンブリにパッケージするように構成されている。
認識パネルはパッケージをさらに含む。パッケージは、基板の表示パネルに面する側に位置し、複数の画像センサ及び複数の光学部品の周囲に配置されている。一実施形態では、画像センサ及び画像センサの上に位置する光学部品は、先ずユニットアセンブリを形成し得る。複数のユニットアセンブリを基板に固定した後、複数のユニットアセンブリ及び基板は、パッケージを用いることによって一体構造にパッケージ化される。別の実施形態では、画像センサ及び画像センサの上に位置する光学部品は、先ずユニットアセンブリを形成し得る。パッケージを用いることにより複数のユニットアセンブリが一体構造にパッケージ化された後で、該構造が基板に取り付けられてアセンブリが完成される。
本実施形態では、対応する光学部品及び対応する画像センサがユニットアセンブリを形成してもよく、次に、複数のユニットアセンブリが、特定の配置要件に基づいて基板に固定される。したがって、スクリーンアセンブリは、ユニットアセンブリの位置を変更することによって、材料の種類を変更することなく異なる認識パネルを形成し得る。これは、スクリーンアセンブリのバッチ及びマルチモデリングを促進する。
任意の実施形態では、光学層は複数のコリメータを含む。コリメータは発散光をコリメート光に変換するように構成されている。複数のコリメータは、複数の画像センサの感光面に面して１対１の対応関係で配置される。
本実施形態では、複数のコリメータは、画像センサの感光面上に１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像する。複数のコリメータは、ユーザの指紋によって反射された光をコリメートできるため、取り込み画像の画質は比較的高く、スクリーンアセンブリは比較的高品質の比較画像を形成できる。したがって、電子装置の指紋認識精度は比較的高い。
コリメータは、１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像するように構成されているため、画像センサの感光面の面積は、表示パネル上の認識領域の面積と同様である。組立の間の複数の画像センサの許容誤差が考慮されるため、スクリーンアセンブリの組立精度及び製品歩留まりを改善するために、互いに隣り合う画像センサのうちの２つの間に適切な回避が確保され得る。
対応する画像センサ及び光学部品が先ずユニットアセンブリを形成し、次にパッケージを用いることによってパッケージ化される場合、各コリメータは、ウエハレベル（wafer level）処理技術を用いることによって画像センサの感光面上に直接形成され得る。例えば、コリメータを形成するために、多層マスク（mask）プロセスを用いることによってコリメータ孔構造が画像センサの感光面上に蒸着又はエッチングされ得る。あるいは、各コリメータは、最初に形成される、コリメータ孔を有する薄膜であり得る。次に、各コリメータが対応する画像センサの感光面に取り付けられる。
複数の画像センサがパッケージを用いることによって先ずパッケージ化され、次いで光学層が組付けられる場合、光学層は、複数のコリメータを含む一体構造であり得る。
任意の実施形態では、光学層は複数の光透過孔を含む。光学層は基板及び遮光フィルムを含み得る。遮光フィルムは、基板の、表示パネルに面する側に位置する。基板は透明な材料、例えばガラス又はポリカーボネート（polycarbonate、ＰＣ）から作られている。複数の光透過孔が遮光フィルム上にある。遮光フィルムは遮光材料から作られている。複数の光透過孔は、複数の画像センサの感光面に面して１対１の対応関係で配置されている。各光透過孔の中心と表示パネルの発光面との間に第１の間隔が形成されている。各光透過孔の中心と画像センサの感光面との間に第２の間隔が形成されている。第１の間隔は第２の間隔よりも大きい。
本実施形態では、ピンホール結像原理にしたがって、複数の光透過孔が、画像センサの感光面上にＸ：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像させる。Ｘは１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネルの認識領域の面積よりも小さい。したがって、認識領域の面積が変わらないままの場合、画像センサの感光面の面積を低減でき、画像センサのコスト及びスクリーンアセンブリのコストを低減できる。加えて、画像センサの感光面の面積が変わらないままの場合、画像センサに対応する認識領域の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域をスプライスして、電子装置の指紋認識精度が向上させ得る。
スクリーンアセンブリは、第１の間隔及び第２の間隔のサイズを調整することにより、画像センサの感光面の面積を減少させ得るか又は画像センサの感光面に対応する認識領域の面積を増加させ得る。
表示パネルの発光面は、表示パネルの認識パネルから離れた面である。表示パネルの非発光面は、表示パネルの発光面と反対側に配置される。表示パネルの非発光面と光透過孔の中心との間に間隔が形成されている。第１の間隔のサイズは、間隔のサイズを調整することによって調整され得る。
光学層の基板は厚さ（画像センサの感光面に垂直な方向のサイズ）を有する。第２の間隔のサイズは、基板の厚さを調整することによって調整され得る。
任意の実施形態では、スクリーンアセンブリは透明な接着層をさらに含み、接着層は表示パネルと光学層との間に接着される。この実施形態では、接着層は表示パネルと光学層との間に充填される。接着層は光学層を表示パネルに接着してもよく、空気層の散乱による取り込み画像の品質に光が影響を及ぼすことも防止し得る。接着層は透明な光学接着剤で作られてもよい。一実施形態では、接着層はパッケージも同時に覆い得る。
任意の実施形態では、光学層は複数のレンズを含む。複数のレンズは、複数の画像センサの感光面に１対１の対応関係で配置される。レンズは、画像センサの感光面に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。レンズは集光のために構成されている。
本実施形態では、レンズは、画像センサの感光面に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。対応する認識領域の面積に対する画像センサの感光面に形成される取り込み画像の面積の比は１未満である。すなわち、オブジェクト画像比は１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネル上の認識領域の面積よりも小さい。したがって、認識領域の面積が変わらないままの場合、画像センサの感光面の面積を低減して画像センサのコスト及びスクリーンアセンブリのコストを減らすことができる。加えて、画像センサの感光面の面積が変わらないままの場合、画像センサの感光面に対応する認識領域の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域をスプライスして、電子装置の指紋認識精度が向上させ得る。
単一のレンズは１つ以上のサブレンズを含み得る。単一レンズが１つのサブレンズを含む場合、サブレンズは凸レンズである。単一レンズが複数のサブレンズを含む場合、複数のサブレンズは複数の凸レンズであり得るか又は凹レンズ及び凸レンズの組み合わせであり得る。あるいは、レンズはメタマテリアル構造を用いて作製される平面レンズであり得る。
第２の態様によれば、本願の一実施形態は電子装置をさらに提供する。電子装置は筐体と、前記の説明のいずれか１つに係るスクリーンアセンブリとを含む。スクリーンアセンブリは筐体に取り付けられる。
本実施形態では、スクリーンアセンブリがより大きな表示領域を有するため、電子装置のスクリーン対本体の比が比較的大きい。スクリーンアセンブリは、スクリーンアセンブリが十分な有効取り込み面積を有する場合に複数の画像センサの感光面の総面積を低減できるため、複数の画像センサのコストを低減される。したがって、スクリーンアセンブリのコストはより低く、電子装置は、指紋認識性能に大きな影響を与えることなく、比較的低コストで大面積の指紋認識を実施できる。
図１は、本願の一実施形態に係る電子装置の概略構造図である。 図２は、図１に示す電子装置のスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図３は、一実施形態における、図２に示すスクリーンアセンブリの構造の線Ａ－Ａでの概略構造図である。 図４は、別の実施形態における、図２に示すスクリーンアセンブリの構造の線Ａ－Ａでの概略構造図である。 図５Ａは、一実施における、図２に示すスクリーンアセンブリの表示パネルの部分概略構造図である。 図５Ｂは、図５Ａに示す表示パネルの認識領域及び非認識領域の配置様態の概略図である。 図５Ｃは、図５Ａに示す表示パネルの認識領域及び非認識領域の別の配置様態の概略図である。 図５Ｄは、図５Ａに示す表示パネルの認識領域及び非認識領域のさらに別の配置様態の概略図である。 図６Ａは、別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリの表示パネルの部分概略構造図である。 図６Ｂは、さらに別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリの表示パネルの部分概略構造図である。 図６Ｃは、さらに別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリの表示パネルの部分概略構造図である。 図７は、第１の実施形態における、図３に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図８Ａは、第１の実施における、図７に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図８Ｂは、第２の実施における、図７に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図８Ｃは、第３の実施における、図７に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図９は、第２の実施形態における、図３に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図１０Ａは、第１の実施における、図９に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図１０Ｂは、第２の実施における、図９に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。 図１０Ｃは、第３の実施における、図９に示すスクリーンアセンブリの概略構造図である。
本願の実施形態における添付の図面を参照しながら、以下で本願の実施形態を説明する。
図１は、本願の一実施形態に係る電子装置１００の概略構造図である。
電子装置１００は、携帯電話、タブレットコンピュータ、電子リーダ、ノートブックコンピュータ、車載装置又はウェアラブル装置等の装置であり得る。図１に示す実施形態では、説明の電子装置１００が携帯電話である例を説明のために用いる。
電子装置１００は筐体１０及びスクリーンアセンブリ２０を含む。スクリーンアセンブリ２０は筐体１０に取り付けられている。具体的には、筐体１０はフレーム及びリアカバーを含む。フレームはリアカバーの周囲を取り囲む。スクリーンアセンブリ２０は、フレームの、リアカバーから離れた側に設置される。すなわち、スクリーンアセンブリ２０及びリアカバーは、フレームの両側に別々に設置されている。ユーザが電子装置１００を用いる場合、通常、スクリーンアセンブリ２０はユーザの方に置かれ、リアカバーはユーザから離れて置かれる。フレーム及びリアカバーは一体構造を形成するために組み立てられ得る。あるいは、フレーム及びリアカバーは一体構造であり得る。
スクリーンアセンブリ２０はディスプレイ機能、タッチセンシング機能及び指紋画像取り込み機能と一体化され得る。スクリーンアセンブリ２０はユーザの指紋画像を取り込み、対応する比較画像を形成できる。
電子装置１００は、回路基板３０と、回路基板３０上に位置する制御モジュール４０とをさらに含む。回路基板３０及び制御モジュール４０は筐体１０の内部に収容されている。制御モジュール４０は、少なくとも１つの通信インターフェイス、バス、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも１つのメモリを含み得る。少なくとも１つの通信インターフェイス、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも１つのメモリは、バスを用いることによって互いに通信し得る。少なくとも１つの通信インターフェイスはデータを送受信するように構成されている。スクリーンアセンブリ２０は通信インターフェイスのうちの１つに接続されている。スクリーンアセンブリ２０は、ユーザの指紋画像に対応する比較画像のデータをプロセッサに送信できる。少なくとも１つのメモリはプログラムコードを記憶するように構成されている。プログラムコードは指紋認識コードを含む。少なくとも１つのプロセッサはアプリケーションプログラムコードを実行するように構成され得る。例えば、少なくとも１つのプロセッサは、指紋認識を実施するために指紋認識コードを実行できる。本願において、「少なくとも１つ」は１又は２の２つの場合を含む。
図２及び図３を参照されたい。図２は、図１に示す電子装置１００のスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。図３は、一実施形態における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の構造の線Ａ－Ａでの概略構造図である。
スクリーンアセンブリ２０は、表示パネル１と、表示パネル１の非発光側に位置する認識パネル２とを含む。認識パネル２及び表示パネル１は積み重ねられて配置されている。表示パネル１は画像を表示するように構成されている。表示パネル１の両面は、それぞれ発光側及び非発光側である。発光側は、表示パネル１がディスプレイ光を放射する側である。
認識パネル２は複数の画像センサ２１を含む。表示パネル１は複数の認識領域１１を含む。２つの隣り合い且つ相互に離間された認識領域１１の間に非認識領域１２が形成されている。複数の画像センサ２１の感光面２１１は、表示パネル１の発光側に位置するユーザ指紋画像を１対１の対応関係で取り込むように構成されている。具体的には、複数の画像センサ２１の感光面２１１は、複数の認識領域１１内に位置するユーザ指紋画像を１対１の対応関係で取り込むように構成されている。画像センサ２１は、画像センサ２１の感光面２１１上に形成された取り込み画像（光の像）を、取り込み画像に比例して電気信号に変換できる。指紋カバー領域３内の全ての非認識領域１２の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比は１：５以上である。
本実施形態では、複数の画像センサ２１を含む認識パネル２は、表示パネル１の非発光側に位置する。したがって、複数の画像センサ２１は画面内の指紋画像を取り込むことができ、複数の画像センサ２１は表示パネル１の周囲の空間を占有する必要がないため、表示パネル１の面積が大きくなる。これは、スクリーンアセンブリ２０の狭ベゼル化を促進する。このように、スクリーンアセンブリ２０のスクリーン対本体比は比較的大きく、スクリーンアセンブリ２０が適用される電子装置１００のスクリーン対本体比は比較的大きい。
本実施形態では、複数の画像センサ２１の感光面２１１は、複数の認識領域１１の発光側に位置するユーザ指紋画像の一部を１対１の対応関係で取り込むが、非認識領域１２の発光側に位置する指紋画像は取り込まない。したがって、複数の画像センサ２１の感光面２１１は、表示パネル１の発光側に位置するユーザ指紋画像を、完全取り込みではなく部分取り込みするため、複数の画像センサ２１の感光面２１１の総面積を低減し、認識パネル２及びスクリーンアセンブリ２０のコストを低減できる。
加えて、指紋カバー領域３内の全ての非認識領域１２の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比は１：５以上である。したがって、複数の画像センサ２１の感光面２１１によって取り込まれる部分的な指紋画像の総面積（すなわち、有効取り込み面積）は、指紋認識プロセスで必要な最小限の取り込み面積を満たすことができるため、スクリーンアセンブリ２０が基本的な認識要件を満たす場合、複数の画像センサ２１１の感光面２１１の総面積が低減され、複数の画像センサ２１のコスト及びスクリーンアセンブリ２０の製造コストを低減できる。スクリーンアセンブリ２０は比較的低コストで認識要件を満たすことができるため、スクリーンアセンブリ２０は、コストを大幅に増加させることなく大面積の指紋認識（フルスクリーン指紋認識又は大スクリーン指紋認識）を実施できる。すなわち、スクリーンアセンブリ２０と、スクリーンアセンブリ２０が適用される電子装置１００は、比較的低コストで大面積の指紋認識を実施できる。
指紋カバー領域３は領域輪郭の範囲内に領域を含む。認識領域１１の領域の半分又は認識領域１１の領域の他の予め設定された割合（例えば、全て、３分の２、３分の１、４分の３、４分の１又は５分の１）が領域輪郭内に位置する場合、認識領域１１は指紋カバー領域３内の領域である。複数の非認識領域１２が存在し、非認識領域１２が認識領域１１によって別れている場合（下記の図５Ｂ及び図５Ｄ参照）、非認識領域１２の領域の半分又は領域の他の予め設定された割合が領域輪郭内に位置する場合、非認識領域１２は指紋カバー領域３内の領域である。非認識領域１２が一体的な領域（下記の図５Ｃを参照）である場合、領域輪郭の範囲内にある非認識領域１２の一部は、指紋カバー領域３内にある領域である。
任意の実施形態では、指紋カバー領域３内の全ての非認識領域１２の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比は１：２～２：１の範囲内にある。本願では、「Ａ」～「Ｂ」の範囲はエンドポイントＡ及びエンドポイントＢを含む。
本願では指紋カバー領域３内の全ての非認識領域１２の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比の上限は厳密に制限されない。比が大きいほど、認識精度が高いことを示す。比が小さいほど、コストが低いことを示す。設計では、比のために、認識精度及びコストの双方を考慮する必要がある。指紋カバー領域３内の全ての非認識領域１２の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比が１：２～２：１の範囲内にある場合、スクリーンアセンブリ２０は認識精度及びコストの要件を良好に満たすことができることが実験により証明されている。
一実施形態では、スクリーンアセンブリ２０はフルスクリーン指紋認識を実施できる。この場合、指紋カバー領域３は、表示パネル１の表示領域の任意の位置に位置し得る。すなわち、表示パネルの全表示領域は、ユーザの操作に応答して、対応する指紋カバー領域３を形成し得る。別の実施形態では、スクリーンアセンブリ２０は大画面指紋認識を実施できる。指紋カバー領域３は、表示パネル１の表示領域の特定の範囲に位置し得る。例えば、表示パネル１の表示領域の一部が特定位置であり、領域のこの部分は、ユーザの操作に応答して、対応する指紋カバー領域３を形成し得る。特定の範囲の面積は比較的大きい。例えば、特定の範囲は、スクリーンアセンブリの上側又は下側スクリーンの半分以上であり得るか又はスクリーンアセンブリの左側又は右側スクリーンの半分以上であり得る。
任意で、指紋カバー領域はユーザの操作に応答する。すなわち、指紋カバー領域の位置はユーザ定義される。
一実施形態では、スクリーンアセンブリはユーザのタッチ領域を感知し得る。タッチ領域は指紋カバー領域を形成する。この場合、指紋カバー領域の形状はユーザのタッチ領域の形状と共に変化する。
別の実施形態では、スクリーンアセンブリはユーザのタッチ位置を感知し、タッチ位置に対応する予め設定された指紋カバー領域を開始し得る。指紋カバー領域はタッチ位置をカバーする。この場合、指紋カバー領域の形状は円、楕円、正方形、ランウェイ等であり得る。指紋カバー領域３の形状は、代替的に、ユーザの指の形状と同様又は同じであってもよい。指紋カバー領域３の形状は、代替的に、ユーザ定義されてもよい。指紋カバー領域３の特定の形状は、本願のこの実施形態において厳密に制限されていない。指紋カバー領域３の形状が図２に示す円である例を例示のために用いる。
本願の一実施形態は、電子装置１００の指紋認識方法をさらに開示する。本方法は、本願の本実施形態の電子装置１００に適用され得る。本方法は以下のステップを含む。
ステップ１：スクリーンアセンブリ２０はユーザのタッチ位置を捕捉し、タッチ情報を形成する。第１のタッチ情報はユーザの指の位置情報を含む。例えば、図２に示すように、ユーザの指が第１の点３１１に触れた場合、第１のタッチ情報は第１の点３１１の位置情報（すなわち、座標）を含む。ユーザの指が第２の点３２１に触れた場合、第２のタッチ情報は第２の点３２１の位置情報（すなわち、座標）を含む。スクリーンアセンブリ２０内のタッチ層はユーザのタッチ動作を捕捉し、タッチ情報を形成するように構成され得る。
ステップ２：制御モジュール４０は、タッチ情報に基づいて、対応する指紋カバー領域３内の光源を開始する。対応する指紋カバー領域３は、ユーザの指の位置を中心又は基準点として用いる予め設定された形状によってカバーされる領域である。
例えば、図２に示すように、タッチ情報が第１の点３１１の位置を含む場合、対応する指紋カバー領域３は第１の指紋カバー領域３１である。タッチ情報が第２の点３２１の位置を含む場合、対応する指紋カバー領域３は第２の指紋カバー領域３２である。画像センサ２１が可視光を認識する例を説明のために用いる。対応する指紋カバー領域３の光源は、指紋カバー領域３内に位置する認識領域１１及び非認識領域１２であり得るか又は指紋カバー領域３をカバーする発光領域であり得る。
ステップ３：制御モジュール４０は、タッチ情報に基づいて、指紋カバー領域３に対応する画像センサ２１の感光面２１１を開始する。
例えば、図２に示すように、各画像センサ２１は１つの感光面２１１を含む。第１の指紋カバー領域３１に対応する画像センサ２１の感光面２１１は、図２の第１の指紋カバー領域３１を捕捉するように構成された４つの画像センサ２１の感光面２１１である。第２の指紋カバー領域３２に対応する画像センサ２１の感光面は、図２の第２の指紋カバー領域３２を捕捉するように構成された５つの画像センサ２１の感光面２１１である。別の実施形態では、単一の画像センサ２１が複数の感光面２１１を含む場合、エネルギー消費を低減するために、代替的に必要な感光面２１１が開始され、不要な感光面２１１は動作しない。
ステップ４：制御モジュール４０は、指紋カバー領域３に対応する画像センサ２１の感光面２１１の比較画像データを読み取る。比較画像データはユーザ指紋画像に対応する。制御モジュール４０は、指紋カバー領域３に対応する複数の画像センサ２１の感光面２１１のデータも同時に読み取ってもよく、指紋カバー領域３に対応する複数の画像センサ２１の感光面２１１のデータをうまく読み取られ得る。
ステップ５：制御モジュール４０は比較画像データ内の特徴情報を抽出し、それをテンプレートとマッチさせる。マッチングが成功した場合、指紋認識が成功し、電子装置１００はその後の対応する動作（例えば、スクリーンアンロック、ＡＰＰアンロック、決済アンロック又は他のアンロック動作）を行う。マッチングが失敗した場合、指紋認識が失敗し、電子装置１００はその後の対応する動作を行わない。
本実施形態では、制御モジュール４０は、ユーザのタッチ位置に基づいて、対応する光源及び画像センサ２１の感光面２１１を開始する。したがって、電子装置１００の指紋認識プロセスでは、一部の必要な光源及び一部の必要な画像センサ２１の感光面２１１のみが画像を取り込むために開始され、これらの画像センサ２１の感光面２１１によって形成される比較画像データのみを処理することによって、マッチング及び判定が実施され得る。このように、電子装置１００の全体的な電力消費が比較的低く、画像を取り込むための時間が短く、認識速度が速い。
指紋カバー領域３の面積の範囲は３５平方ミリメートル～２００平方ミリメートルである。例えば、指紋カバー領域３の面積の範囲は６４平方ミリメートル～１４４平方ミリメートであり得る。
本願のこの実施形態では、指紋カバー領域３は少なくとも２つの認識領域１１を含む。この場合、各認識領域１１の面積は比較的小さい。少なくとも２つの認識領域１１に対応する画像センサ２１の感光面２１１によって取り込まれた画像は、最終的な比較画像にスプライスされる。比較画像は複数の画像からスプライスされるため、比較画像は比較的正確である。これは、スクリーンアセンブリ２０が適用される電子装置１００の指紋認識精度を改善するのに役立つ。
なお、指紋カバー領域３が基本的な取り込み面積を満たすことを前提として、各認識領域１１の面積が小さいほど、比較画像はより大量の画像からスプライスされ、比較画像の画質及び指紋認識精度がより高くなることを示すことが理解されよう。しかしながら、画像センサ２１の数がより多いことは、コストが高くなることを意味する。各認識領域１１の面積が大きい場合、画像センサ２１の数をより少なくすることでコストを低減できるが、比較画像に含まれるスプライス画像の数が少なくなり、比較画像の画質及び指紋認識精度が低下する。したがって、本願のこの実施形態では、単一の認識領域１１の面積を設計する場合、認識精度及びコストの要件を考慮する必要がある。
各画像センサ２１の感光面２１１は、配列として配置された複数のセンサユニットを含む。センサユニットは、相補型金属酸化物半導体（complementary metal oxide semiconductor、ＣＭＯＳ）センサ又は薄膜トランジスタ（thin film transistor、ＴＦＴ）センサであり得る。センサユニットが相補型金属酸化物半導体センサの場合、画像センサ２１の基板は半導体材料で作られている。センサユニットが薄膜トランジスタセンサの場合、画像センサ２１の基板はガラス又は有機媒体等の絶縁材料で作られている。
任意の実施形態では、各画像センサ２１のセンサユニットは可視光を感知するように構成されている。可視光は、表示パネル１の領域の一部又は全部を通過できる。表示パネル１は透明な表示スクリーンである。この場合、ユーザの指紋によって反射された可視光は、表示パネル１を通過した後で画像センサ２１に入ることができるため、スクリーンアセンブリ２０はユーザ指紋画像をうまく取り込むことができる。表示パネル１によって発されるディスプレイ光は、指紋認識で電子装置１００の感知光として用いることができる。感知光は、指紋画像に対応する比較画像を形成するためにユーザの指紋によって反射された後で画像センサ２１によって集めることができる。
別の任意の実施形態では、各画像センサ２１のセンサユニットは不可視光を感知するように構成されている。例えば、不可視光は近赤外線、赤外線、近紫外線又は紫外線である。表示パネル１の領域の一部又は全ては不可視光を通過させることができる。この場合、可視光は表示パネル１を通過できるか又は表示パネル１によってブロックされ得る。これは、本願において厳密に制限されない。本実施形態では、電子装置１００は不可視光を放射するように構成された光源をさらに含む。光源はスクリーンアセンブリ２０から独立していてもいいし、スクリーンアセンブリ２０に一体化されていてもよい。光源から放射された不可視光は、ユーザの指紋によって反射された後に画像センサ２１によって収集できるため、スクリーンアセンブリ２０は指紋画像に対応する比較画像を形成する。
表示パネル１は有機発光ダイオード（organic light-emitting diode、ＯＬＥＬ）パネル、液晶ディスプレイ（liquid crystal display、ＬＣＤ）、量子ドット発光ダイオード（quantum
dot light emitting diodes、ＱＬＥＤ）パネル、マイクロ発光ダイオード（micro
light-emitting diode、ｕＬＥＤ）パネル等であり得る。
図３を参照されたい。任意の実施形態では、単一の画像センサ２１は１つの感光面２１１を含む。この場合、画像センサ２１の全体のサイズは画像センサ２１の感光面２１１の面積と共に変化し、感光面の面積が比較的小さくなるように設計されているため、画像センサ２１の全体のサイズは比較的小さく。これは、画像センサ２１のコストを低減するのに役立つ。
図４を参照されたい。図４は、別の実施形態における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の構造の線Ａ－Ａでの概略構造図である。
別の任意の実施形態では、単一の画像センサ２１は複数の感光面２１１を含む。単一の感光面２１１の面積が小さい場合、複数の感光面２１１を同じの画像センサ２１に一体化して、画像センサ２１の切断プロセスを容易にすることができる。このように、画像センサ２１の小型化及び容易なプロセスの要件が満たされる。
同一の画像センサ２１の複数の感光面２１１は相互に離間されて配置されて得るか又は互いに隣り合って配置され得る。複数の感光面２１１は同一平面に配置され得る。
本願のこの実施形態では、認識領域１１の形状及び面積は同一であっても、異なっていてもよい。本願は、認識領域１１の形状及び面積が同じである例を用いて説明される。
本願のこの実施形態では、非認識領域１２の面積に対する認識領域の面積の比が前述の条件を満たす場合、複数の認識領域１１の配置は規則的であってもいいし、ランダムであってもよい。本願のこの実施形態では、複数の認識領域１１の配置が規則的であり得る例を説明のために用いる。
図５Ａを参照されたい。図５Ａは、一実施における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の表示パネル１の部分概略構造図である。図５Ａでは、認識領域１１を斜線で満たされた正方形で示し、非認識領域１２を満たされていない正方形で示す。
任意で、複数の認識領域１１は行に配置されるとともに第１の方向Ｘに相互に離間され、列に配置されるとともに第２の方向Ｙに相互に離間されている。第２の方向Ｙは第１の方向Ｘと垂直である。認識領域１１の２つの隣り合う行内の全ての認識領域１１は異なる列に配置されている。この場合、認識領域１１の２つの隣り合う列内の全ての認識領域１１は異なる列に配置されている。
第１の方向Ｘは、スクリーンアセンブリ２０の幅方向（水平方向とも呼ばれる）と平行であり得る。第２の方向Ｙは、スクリーンアセンブリ２０の長さ方向（垂直方向とも呼ばれる）と平行である。他の実施形態では、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとが交換されてもよい。
図５Ａに示す実施形態では、奇数行の認識領域１１は奇数列に配置され、偶数行の認識領域１１は偶数列に配置されている。第１、第３、第５、第７及び第９の行が奇数行である。第２、第４、第６、第８及び第１０の行が偶数行である。第１、第３、第５、第７及び第９の列が奇数列である。第２、第４、第６、第８及び第１０の列が偶数列である。他の実施形態では、奇数行の認識領域１１は代替的に偶数列に配置されてもよく、偶数行の認識領域１１は奇数列に配置されてもよい。
本実施形態では、スクリーンアセンブリ２０の異なる位置における任意の２つの指紋カバー領域３に含まれる認識領域１１の数は同様である。具体的には、２つの指紋カバー領域３に対応する画像センサ２１の感光面２１１の数は同様である。したがって、スクリーンアセンブリ２０は異なるシナリオで十分な有効取り込み面積を得ることができるため、電子装置１００の指紋認識精度がより高くなる。
任意の実施形態では、指紋カバー領域３内の全ての非認識領域の総面積に対する全ての認識領域１１の総面積の比は１：０．８～１：１．２の範囲内にある。この場合、第１の方向Ｘにおいて、２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔は、認識領域１１の長さと同じであっても、わずかに大きくても、わずかに小さくてもよい。第２の方向Ｙにおいて、２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔は、認識領域１１の長さと同じであっても、わずかに大きくても、わずかに小さくてもよい。
この実施形態では、より高い製品歩留まり、より高い指紋認識精度及びより低いコストを得るために、スクリーンアセンブリ２０について、製造公差、アセンブリ公差、総画像取り込み面積、コスト等の要件を包括的に考慮することができる。
本願のこの実施形態では、認識領域１１及び非認識領域１２を表示パネル１上に配置するのに、限定されないが以下の配置様態を含む複数の様態がある。
図５Ｂを参照されたい。図５Ｂは、図５Ａに示す表示パネル１の認識領域１１及び非認識領域１２の配置様態の概略図である。図５Ｂでは、認識領域１１を斜線で満たされたグリッドで示され、非認識領域１２は満たされていないグリッドで示す。
この配置様態では、表示パネル１は複数の非認識領域１２を含む。複数の非認識領域１２は認識領域１１によって隔てられている。第１の方向Ｘでは、各認識領域１１の長さＬ１は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ２と等しい。間隔Ｌ２は、第１の方向Ｘにおける非認識領域１２の長さと等しい。第２の方向Ｙでは、各認識領域１１の長さＬ３は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ４と等しい。間隔Ｌ４は、第２の方向Ｙにおける非認識領域１２の長さと等しい。この場合、非認識領域１２の形状及びサイズは、認識領域１１の形状及びサイズと同じである。
図５Ａ及び図５Ｂを参照されたい。図５Ａでは、円形の指紋カバー領域３が一例として説明のために用いられている。例えば、各認識領域１１のサイズは３ミリメートル×３ミリメートルである。指紋カバー領域３は直径９ミリメートルの円形領域である。第３の指紋カバー領域３３は４つの認識領域１１を含む。これに対応して、４つの認識領域１１に対応する、認識パネル２上の４つの画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は３６平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。第４の指紋カバー領域３４は５つの認識領域１１を含む。これに対応して、５つの認識領域１１に対応する認識パネル２上の５つの画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むするように構成されている。この場合、有効取り込み面積は４５平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。この実施形態では、スクリーンアセンブリ２０の異なる位置における任意の２つの指紋カバー領域３に対応する画像センサ２１の感光面２１１の数は同様であるため、スクリーンアセンブリ２０は異なる使用シナリオにおいて十分な有効取り込み面積を得ることができる。
図５Ｃを参照されたい。図５Ｃは、図５Ａに示す表示パネル１の認識領域１１及び非認識領域１２の別の配置様態の概略図である。図５Ｃでは、認識領域１１を斜線で満たされたグリッドで示され、非認識領域１２は満たされていないグリッドで示す。
別の配置様態では、非認識領域１２は一体的な領域である。第１の方向Ｘでは、各認識領域１１の長さＬ１は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ２よりも小さい。間隔Ｌ２は、第１の方向Ｘにおける非認識領域１２の２つの隣り合う認識領域１１の間に位置する部分の長さである。第２の方向Ｙでは、各認識領域１１の長さＬ３は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ４よりも小さい。間隔Ｌ４は、第２の方向Ｙにおける非認識領域１２の２つの隣り合う認識領域１１の間に位置する部分の長さである。
図５Ｄを参照されたい。図５Ｄは、図５Ａに示す表示パネル１の認識領域１１及び非認識領域１２のさらに別の配置様態の概略図である。図５Ｄでは、認識領域１１を斜線で満たされたグリッドで示され、非認識領域１２は満たされていないグリッドで示す。
さらに別の配置様態では、表示パネル１は複数の非認識領域１２を含む。複数の非認識領域１２は認識領域１１によって隔てられている。第１の方向Ｘでは、各認識領域１１の長さＬ１は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ２よりも大きい。間隔Ｌ２は、第１の方向Ｘにおける非認識領域１２の長さである。第２の方向Ｙでは、各認識領域１１の長さＬ３は２つの隣り合う認識領域１１の間の間隔Ｌ４よりも大きい。間隔Ｌ４は、第２の方向Ｙにおける非認識領域１２の長さである。非認識領域１２の形状は、認識領域１１の形状と同じであるか又は同様である。非認識領域１２の面積は認識領域１１の面積よりも小さい。本実施形態では、複数の認識領域１１内の画像をスプライスすることによって形成される画像には少量の冗性が存在する。電子装置１００の指紋認識精度を向上させるために、画像を処理することによって適切な比較画像が得られ得る。
図６Ａを参照されたい。図６Ａは、別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の表示パネル１の部分概略構造図である。図６Ａでは、認識領域１１を斜線で満たされた正方形で示し、非認識領域１２を満たされていない正方形で示す。
任意で、複数の認識領域１１は、第１の方向Ｘに相互に離間されて配置される。具体的には、第１の方向Ｘにおいて、非認識領域１２は任意の２つの隣り合う認識領域１１の間に配置されている。この場合、第１の方向Ｘにおいて、任意の２つの隣り合う認識領域１１の間の距離は第１のサイズを有し、各認識領域１１の長さは第２のサイズを有する。第１のサイズは、第１の方向Ｘにおいて非認識領域１２の２つの隣り合う認識領域１１の間に位置する部分の長さでもある。第１のサイズは第２のサイズより大きくても、同じでも、小さくてもよい。本願のこの実施形態では、第１のサイズと第２のサイズとの間のサイズ関係は厳密に制限されない。
図６Ａに示す実施では、複数の認識領域１１は、第２の方向Ｙにおいて連続して列に配置されている。第２の方向Ｙは第１の方向Ｘと垂直である。この場合、第２の方向Ｙにおける２つの隣り合う認識領域１１は互いに隣接している。具体的には、第２の方向Ｙにおける２つの隣り合う認識領域１１の間の（ゼロ、負の値又は正の値であり得る）距離は、第１の方向Ｘにおける２つの隣り合う認識領域１１の間の距離よりもはるかに小さい。この場合、表示パネル１は複数の非認識領域１２を含む。認識領域１１の任意の隣り合う２つの列の間にストリップ状の非認識領域１２が形成される。別の実施形態では、複数の認識領域１１は、代替的に第２の方向Ｙにおいて他の様態で、例えば相互に離間されて配置され得る。
図６Ａでは円形の指紋カバー領域３が説明のために一例として用いられている。例えば、各認識領域１１のサイズは２ミリメートル×２ミリメートルである。指紋カバー領域３は直径１０ミリメートルの円形領域である。第５の指紋カバー領域３５は１０個の認識領域１１を含む。これに対応して、１０個の認識領域１１に対応する、認識パネル２上の１０個の画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は４０平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。第６の指紋カバー領域３６は１５個の認識領域１１を含む。これに対応して、１５個の認識領域１１に対応する、認識パネル２上の１５個の画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は６０平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。
本実施では、複数の認識領域１１は、第１の方向に相互に離間されて配置される。したがって、２つの指紋カバー領域３が表示パネル１上の異なる位置に位置する場合、スクリーンアセンブリ２０が異なるシナリオにおいて十分な有効取り込み面積を得ることができるのを確実にするために、画像センサ２１の感光面であって、２つの指紋カバー領域３に対応する感光面２１１の数は同じであるか又は同様である。このように、電子装置１００の指紋認識精度は高い。
図６Ｂは、さらに別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の表示パネル１の部分概略構造図である。図６Ｃでは、認識領域１１１を斜線で満たされた正方形で示し、非認識領域１１２を満たされていない正方形で示す。
任意で、複数の認識領域１１１は、第１の方向で相互に離間されて配置される。具体的には、第１の方向において、少なくとも１つの非認識領域１１２が任意の２つの隣り合う認識領域１１１の間に配置されている。第１の方向は、複数の領域１１によって形成される領域アレイの行方向又は列方向である。第１の方向において、複数の認識領域１１１及び複数の非認識領域１１２は、１対１、１対２又は２対１で交互に配置され得る。本願では、これは厳密に制限されない。
複数の認識領域１１１は、第２の方向に相互に離間されて配置される。第２の方向は第１の方向に垂直である。具体的には、第２の方向において、少なくとも１つの非認識領域１１２が任意の２つの隣り合う認識領域１１１の間に配置されている。図６Ｂに示す実施では、第１のサイズは第２のサイズより大きい。例えば、第１のサイズは第２のサイズを２倍したものと等しい。第３のサイズは第４のサイズよりも大きい。例えば、第３のサイズは第４のサイズを２倍したものと等しい。この場合、複数の認識領域１１は、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとの間の対角方向に連続して配置される。表示パネル１は複数の非認識領域１２を含む。非認識領域１２は、認識領域１１の２つの隣り合うストリップ間で対角方向に形成される。非認識領域１２はほぼステップ状のストリップである。
図６Ｂに示す実施では、各領域１１のサイズは２ミリメートル×２ミリメートルである。指紋カバー領域３は直径１０ミリメートルの円形領域である。第７の指紋カバー領域３７は８つの認識領域１１を含む。これに対応して、８つの認識領域１１に対応する認識パネル２上の８つの画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は３２平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。第８の指紋カバー領域３８は９個の認識領域１１を含む。これに対応して、９個の認識領域１１に対応する認識パネル２上の９つの画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は３６平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。
本実施では、複数の認識領域１１が第１の方向及び第２の方向に相互に離間されて配置されている場合、画像センサ２１の感光面２１１であって、表示パネル１上の異なる位置に位置する２つの指紋カバー領域３に対応する感光面２１１の数は同じであるか又は同様である。これは、スクリーンアセンブリ２０が異なるシナリオにおいて十分な有効取り込み面積を得ることができるのをさらに確実にするため、電子装置１００の指紋認識精度がより高くなる。
第１の方向における複数の認識領域１１及び複数の非認識領域１２の配置様態は、第２の方向における複数の認識領域１１及び複数の非認識領域１２の配置様態と同じである。この場合、異なるシナリオでスクリーンアセンブリ２０によって十分な有効取り込み面積を得る信頼性がより高く、電子装置１００の指紋認識精度がより高い。確かに、別の実施形態では、第１の方向における複数の認識領域１１の配置様態は、第２の方向における複数の認識領域１１の配置様態と異なり得る。
図６Ｃを参照されたい。図６Ｃは、さらに別の実施における、図２に示すスクリーンアセンブリ２０の表示パネル１の部分的概略構造図である。図６Ｃでは、認識領域１１を斜線で満たされた正方形で示し、非認識領域１２を満たされていない正方形で示す。
任意で、複数の認識領域１１は複数の認識領域群１３を含む。各認識領域群１３は、互いに隣り合う少なくとも２つの認識領域１１を含む。任意の２つの隣り合う認識領域群１３は相互に離間されて配置されている。少なくとも２つの認識領域が互いに隣り合うとは、同じ認識領域群１３内の２つの隣り合う認識領域の間の間隔は、２つの隣り合う認識領域群１３の間の間隔よりもはるかに小さいことを意味する。任意の２つの隣り合う認識領域群１３の間に非認識領域１２が形成される。複数の認識領域群１３は、第１の方向Ｘに相互に離間されて配置され、第２の方向Ｙに相互に離間されて又は連続して配置される。第２の方向Ｙは第１の方向Ｘと垂直である。
図６Ｃに示す実施では、各認識領域グループ１３は、配列された４つの認識領域１１を含む。４つの認識領域１１のうちの２つは第１の方向Ｘに配置され、残りの２つは第２の方向Ｙに配置されている。本実施では、表示パネル１の非認識領域１２は一体領域である。第１の方向Ｘでは、非認識領域１２は２つの隣り合う認識領域群１３の間に配置されている。第２の方向Ｙでは、非認識領域１２は２つの隣り合う認識領域群１３の間に配置されている。
各認識領域１１のサイズは２ミリメートル×２ミリメートルである。指紋カバー領域３は直径１０ミリメートルの円形領域である。第９の指紋カバー領域３９は１６個の認識領域１１を含む。これに対応して、１６個の認識領域１１に対応する認識パネル２上の１６個の画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は６４平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。第１０の指紋カバー領域３１０は９個の認識領域１１を含む。これに対応して、９個の認識領域１１に対応する認識パネル２上の９つの画像センサ２１の感光面２１１はユーザ指紋画像を取り込むように構成されている。この場合、有効取り込み面積は３６平方ミリメートルである。指紋認識の最小取り込み面積要件を満たすことができる。
本実施では、各認識領域群１３は少なくとも２つの認識領域１１を含み、任意の２つの隣り合う認識領域群１３は相互に離間されて配置されるため、認識領域１１の配置様態がより多様化されている。これは、異なる電子装置１００のそれぞれの指紋認識要件を満たすのに役立つ。加えて、各認識領域群１３は少なくとも２つの認識領域１１を含むため、認識領域１１は小さな領域内で連続画像を取り込むことができ、スクリーンアセンブリ２０によって生成される最終比較画像は、少なくとも２つの連続画像からスプライスされる。最終比較画像は、電子装置１００における標準画像と比較しやすくなる。したがって、電子装置１００の指紋認識精度がより高くなる。
別の実施では、認識領域群１３に含まれる認識領域１１の数を設定し、認識領域群１３に認識領域１１を配置する等のために別の様態が存在し得る。本願では、これは厳密に制限されない。
指紋カバー領域３は少なくとも２つの認識領域群１３を含む。この場合、スクリーンアセンブリ２０によって生成される最終比較画像は、認識領域群１３のうちの少なくとも２つによって取り込み画像からスプライスされるとともに画質が比較的高いため、スクリーンアセンブリ２０が適用される電子装置１００の指紋認識精度が比較的高くなる。
図７を参照されたい。図７は、第１の実施形態における図３に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。第１の実施形態では、単一の画像センサ２１が１つの感光面２１１を含む例を説明のために用いる。別の実施形態では、単一の画像センサ２１は、代替的に複数の感光面２１１を含み得る。本実施形態の別の特徴は第１の実施形態を参照して設定されてもよく、ここでは、詳細について再度説明しない。
任意の実施形態では、認識パネル２は基板２２及び光学層２３をさらに含む。基板２２は表示パネル１の非発光側に位置する。複数の画像センサ２１は、基板２２の、表示パネル１に面する側に固定されている。画像センサ２１の感光面２１１は基板２２から離れて配置される。すなわち、表示パネル１に面して配置される。光学層２３は複数の画像センサ２１と表示パネル１との間に位置する。光学層２３は、認識領域１１の発光側上のユーザ指紋画像を、対応する画像センサ２１の感光面２１１に対して結像させるように構成されている。スクリーンアセンブリ２０は、光学層２３を用いることにより、ユーザの指紋によって反射された光を処理して、対応する画像センサ２１の感光面２１１上に対応する取り込まれた像を形成する。取り込まれた像はユーザの指紋画像に対応する。
本実施形態では、光学層２３はスクリーンアセンブリ２０内に配置され、光学層２３は光の状態を変化させることができる。したがって、光学層２３の構造及びサイズを設定することにより、画像センサ２１の感光面２１１と表示パネル１との相対的な位置関係を変更できるため、スクリーンアセンブリ２０の構造がより多様化され、スクリーンアセンブリ２０の適用範囲がより広くなる。
本実施形態では、複数の画像センサ２１の感光面２１１の配置位置は、複数の認識領域１１の配置位置に対応する。複数の画像センサ２１の感光面２１１は、複数の認識領域１１内に位置するユーザ指紋画像を１対１の対応関係で取り込み得る。この場合、光学層２３は光の伝搬方向を僅かに変更させるため、伝搬過程における光の歪みによる最終比較画像の精度が不十分になるリスクを低減でき、スクリーンアセンブリ２０が適用される電子装置１００の指紋認識精度が比較的高くなる。単一の画像センサ２１は（図７に示すように）１つの感光面２１１又は複数の感光面２１１（図４参照）を含み得る。
別の実施形態では、光学層２３は光の伝搬方向を変化させ得る。したがって、複数の画像センサ２１の感光面２１１間の相対位置関係は、複数の認識領域１１間の相対位置関係とわずかに異なり得る。
例えば、光の伝搬方向が光学層２３によって変更され得るため、単一の画像センサ２１の感光面２１１は、２つ以上の認識領域１１内で指紋画像を同時に取り込むことができる。したがって、画像センサ２１の総数は認識領域１１の総数よりも少ないため、スクリーンアセンブリ２０のコストがより低くなる。
例えば、単一の画像センサ２１は複数の感光面２１１を含み、複数の感光面２１１は互いに隣り合う。複数の感光面２１１に対応する複数の認識領域１１は、相互に離間されて配置される。光の伝搬方向が光学層２３によって変化されるため、これらの認識領域１１に入る光が集められ、互いに隣り合う複数の感光面２１１内へと放射され画像取り込みを実施する。
一実施形態では、基板２２は硬質のプリント回路基板（printed circuit board、ＰＣＢ）であり得る。別の実施形態では、基板２２はフレキシブルプリント回路（flexible printed circuit、ＦＰＣ）及び補強ボードを含み得る。補強板及びフレキシブルプリント回路は積み重ねられて配置される。
一実施形態では、複数の画像センサ２１は、ダイ取り付け（die attach）方式で基板２２に直接接着（bonding）され得る。別の実施形態では、複数の画像センサ２１は、ファンアウト（fan-out）プロセスを用いることにより一体パッケージ構造を形成するために接続され、次いで、パッケージ構造が全体的に基板２２に完全に取り付けられる。
任意で、認識パネル２はパッケージ２４をさらに含む。パッケージ２４は、基板２２の、表示パネル１に面する側に位置するとともに、複数の画像センサ２１の周囲に配置される。この場合、複数の画像センサ２１はパッケージ２４を用いることにより一体パッケージ構造にパッケージ化される。パッケージ２４を用いることにより複数の画像センサ２１がパッケージ化される場合ファンアウトプロセスが用いられ得る。光学層２３はパッケージ２４及び複数の画像センサ２１を覆う。この場合、光学層２３は一体構造であり得る。
本実施形態では、複数の画像センサ２１は、先ずパッケージ２４を用いることによって、一体パッケージ構造内にパッケージ化することができる。次に、パッケージ構造が基板２２に取り付けられる。次に、一体構造でもある光学層２３がパッケージ２４及び複数の画像センサ２１を覆う。このように、スクリーンアセンブリの組み立てプロセスステップが少なく、プロセスの難易度が低いことは、スクリーンアセンブリの製造コストの低減に役立つ。
パッケージ２４は、光クロストークによってもたらされる取り込み画像の品質不良のリスクを低減するために、遮光材料で作られ得る。
図８Ａを参照されたい。図８Ａは、第１の実施における図７に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数のコリメータ２３１を含む。コリメータ２３１は発散光をコリメート光に変換するように構成されている。複数のコリメータ２３１は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に面して１対１の対応関係で配置される。
本実施形態では、複数のコリメータ２３１は、画像センサ２１の感光面上２１１に１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像する。複数のコリメータ２３１は、ユーザの指紋によって反射された光をコリメートできるため、取り込み画像の画質は比較的高く、スクリーンアセンブリ２０は比較的高品質の比較画像を形成できる。したがって、電子装置１００の指紋認識精度は比較的高い。
コリメータ２３１は、１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像するように構成されているため、画像センサ２１の感光面２１１の面積は、表示パネル１上の認識領域１１の面積と同様である。組立の間の複数の画像センサ２１の許容誤差が考慮されるため、スクリーンアセンブリ２０の組立精度及び製品歩留まりを改善するために、互いに近くにある２つの画像センサ２１間に適切な回避が確保され得る。この場合、それに対応して、認識領域１１の面積が適切に低減される。
複数の画像センサ２１がパッケージ２４を用いることによって先ずパッケージ化され、次いで光学層２３が組付けられる。この場合、光学層２３は、複数のコリメータ２３１を含む一体構造であり得る。例えば、各コリメータ２３１は、最初に形成されるコリメート孔を有する薄膜であり得る。次に、各コリメータ２３１は対応する画像センサ２１の感光面２１１に取り付けられる。複数のコリメータ２３１は同じ薄膜内に一体的に形成される。
別の実施形態では、光学層２３は基板及び遮光膜も含み得る。基板は透明な材料から作られる。遮光膜は基板上に重ねられる。複数組のコリメート孔が遮光膜上にある。各組のコリメート孔は対応してコリメータ２３１を形成する。
図８Ｂを参照されたい。図８Ｂは、第２の実施における図７に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数の光透過孔２３２を含む。光学層２３は基板２３２１及び遮光フィルム２３２２を含み得る。基板２３２１は一体形成構造であり得る。遮光フィルム２３２１も一体形成構造であり得る。遮光フィルム２３２２は、基板２３２１の、表示パネル１に面する側に位置する。基板２３２１は透明な材料、例えばガラス又はポリカーボネート（polycarbonate、ＰＣ）から作られている。複数の光透過孔２３２が遮光フィルム２３２２上にある。遮光フィルム２３２２は遮光材料から作られている。複数の光透過孔２３２は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に面して１対１の対応関係で配置されている。各光透過孔２３２の中心と表示パネル１の発光面１３との間に第１の間隔Ｓ１が形成されている。各光透過孔２３２の中心と画像センサ２１の感光面２１１との間に第２の間隔Ｓ２が形成されている。第１の間隔Ｓ１は第２の間隔Ｓ２よりも大きい。すなわち、各光透過孔２３２の中心と表示パネル１の発光面１３との間の距離は、各光透過孔２３２の中心と画像センサ２１の感光面２１１との間の距離よりも大きい。
本実施形態では、ピンホール結像原理にしたがって、複数の光透過孔２３２が、画像センサ２１の感光面２１１上にＸ：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像させる。Ｘは１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネル１の認識領域１１の面積よりも小さい。したがって、認識領域１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１の感光面２１１の面積を低減でき、画像センサ２１のコスト及びスクリーンアセンブリ２０のコストを低減できる。加えて、画像センサ２１の感光面２１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１に対応する認識領域１１の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域１１をスプライスして、電子装置１００の指紋認識精度が向上させ得る。
スクリーンアセンブリ２０は、第１の間隔Ｓ１及び第２の間隔Ｓ２のサイズを調整することにより、画像センサ２１の感光面２１１の面積を減少させ得るか又は画像センサ２１の感光面２１１に対応する認識領域１１の面積を増加させ得る。
表示パネル１の発光面１３は、表示パネル１の認識パネル２から離れた面である。表示パネル１の非発光面１４は、表示パネル１の発光面１３と反対側に配置される。表示パネル１の非発光面１４と光透過孔２３２の中心との間に間隔Ｓ３が形成されている。第１の間隔Ｓ１のサイズは、間隔Ｓ３のサイズを調整することによって調整され得る。
光学層２３の基板２３２１は厚さ（画像センサ２１の感光面２１１に垂直な方向のサイズ）を有する。第２の間隔Ｓ２のサイズは、基板２３２１の厚さを調整することによって調整され得る。
任意で、スクリーンアセンブリ２０は透明な接着層２５をさらに含む。接着層２５は表示パネル１と光学層２３との間に接着される。本実施形態では、接着層２５は表示パネル１と光学層２３との間に充填される。接着層２５は光学層２３を表示パネル１に接着してもよく、空気層の散乱による取り込み画像の品質に光が影響を及ぼすことも防止し得る。接着層２５は透明な光学接着剤で作られてもよい。
図８Ｃを参照されたい。図８Ｃは、第３の実施における図７に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数のレンズ２３３を含む。複数のレンズ２３３は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に１対１の対応関係で配置される。レンズ２３３は、画像センサ２１の感光面２１１に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。レンズ２３３は集光のために構成されている。光学層２３は固定基板２３４をさらに含む。固定基板２３４は透明な材料から作られている。複数のレンズ２３３は固定基板２３４に固定されて、固定基板２３４と共に一体構造を形成する。
本実施形態では、レンズ２３３は、画像センサ２１の感光面２１１に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。対応する認識領域１１の面積に対する画像センサ２１の感光面２１１に形成される取り込み画像の面積の比は１未満である。すなわち、オブジェクト画像比は１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネル上の認識領域の面積よりも小さい。したがって、認識領域１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１の感光面２１１の面積を低減して画像センサ２１のコスト及びスクリーンアセンブリ２０のコストを減らすことができる。加えて、画像センサ２１の感光面２１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１の感光面に対応する認識領域１１の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域１１をスプライスして、電子装置１００の指紋認識精度が向上させ得る。
単一のレンズ２３３は１つ以上のサブレンズを含み得る。本実施では、単一レンズ２３３が１つのサブレンズを含む。サブレンズは凸レンズである。他の実施では、単一レンズ２３３は複数のサブレンズを含む。複数のサブレンズは複数の凸レンズであり得るか又は凹レンズ及び凸レンズの組み合わせであり得る。別の実施では、レンズ２３３は代替的にメタマテリアル構造を用いて作製される平面レンズであり得る。
図９を参照されたい。図９は、第２の実施形態における図３に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。第２の実施形態では、単一の画像センサ２１が１つの感光面２１１を含む例を説明のために用いる。別の実施形態では、単一の画像センサ２１は代替的に複数の感光面２１１を代替的に含み得る。本実施形態の別の特徴は、第２の実施形態を参照して設定されてもよく、ここでは詳細について再度説明しない。
任意の実施形態では、光学層２３は複数の光学部品２３０を含む。複数の光学部品２３０は相互に離間されて配置される。複数の光学部品２３０は、対応する画像センサ２１の画像取り込み側に位置する。すなわち、画像センサ２１の感光面２１１の上に位置する。複数の光学部品２３０は、複数の画像センサ２１上に１対１の対応関係で位置する。単一の画像センサ２１が複数の感光面２１１を含む場合、複数の光学部品２３０が画像センサ２１に配置され、複数の光学部品２３０は１対１の対応関係で複数の感光面２１１に配置される。認識パネル２は複数のパッケージ本体２６をさらに含む。複数のパッケージ本体２６は、複数の光学部品２３０と一対一の対応関係で配置される。各パッケージ本体２６は、対応する光学部品２３０及び対応する画像センサ２１を一体ユニットアセンブリ２７にパッケージするように構成されている。
認識パネル２はパッケージ２４をさらに含む。パッケージ２４は、基板２２の表示パネル１に面する側に位置し、複数の画像センサ２１及び複数の光学部品２３０の周囲に配置されている。一実施形態では、画像センサ２１及び画像センサ２１の上に位置する光学部品２３０は、先ずユニットアセンブリ２７を形成し得る。複数のユニットアセンブリ２７を基板２２に固定した後、複数のユニットアセンブリ２７及び基板２２は、パッケージ２４を用いることによって一体構造にパッケージ化される。別の実施形態では、画像センサ２１及び画像センサ２１の上に位置する光学部品２３０は、先ずユニットアセンブリ２７を形成し得る。パッケージ２４を用いることにより複数のユニットアセンブリ２７が一体構造にパッケージ化された後で、該構造が基板２２に取り付けられてアセンブリが完成される。
本実施形態では、対応する光学部品２３０及び対応する画像センサ２１がユニットアセンブリ２７を形成してもよく、次に、複数のユニットアセンブリ２７が、特定の配置要件に基づいて基板２２に固定される。したがって、スクリーンアセンブリ２０は、ユニットアセンブリ２７の位置を変更することによって、材料の種類を変更することなく異なる認識パネル２を形成し得る。これは、スクリーンアセンブリ２０のバッチ及びマルチモデリングを促進する。
ユニットアセンブリ２７内のパッケージ本体２６の材料は、パッケージ２４の材料と同じであっても、異なるものであってもよい。本願では、これは厳密には制限されない。一実施形態では、パッケージ２６及びパッケージ２４のうちの一方又は両方は、光クロストークによってもたらされる取り込み画像の品質不良のリスクを低減するために光遮蔽材料で作られ得る。
図１０Ａを参照されたい。図１０Ａは、第１の実施における図９に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数のコリメータ２３１を含む。複数のコリメータ２３１は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に面して１対１の対応関係で配置される。
複数のコリメータ２３１は相互に離間されて配置されている。各光学部品２３０は１つのコリメータ２３１（単一のセンサ２１が１つの感光面２１１を含む解決策に対応）又は複数のコリメータ２３１（単一のセンサ２１が複数の感光面２１１を含む解決策に対応）を含む。コリメータ２３１は発散光をコリメート光に変換するように構成されている。対応する画像センサ２１及び対応する光学部品２３０は、先ずユニットアセンブリ２７を形成し、次にパッケージ２４を用いてパッケージ化され得る。具体的には、コリメータ２３１は、先ず、パッケージ本体２６を用いて対応する画像センサ２１に固定されて一体化されたモジュール式のユニットアセンブリ２７を形成する。次に、パッケージ２４を用いて複数のユニットアセンブリ２７を基板２２に固定して認識パネル２を形成する。
本実施形態では、複数のコリメータ２３１は、画像センサ２１の感光面２１１上に１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像する。複数のコリメータ２３１は、ユーザの指紋によって反射された光をコリメートできるため、取り込み画像の画質は比較的高く、スクリーンアセンブリ２０は比較的高品質の比較画像を形成できる。したがって、電子装置１００の指紋認識精度は比較的高い。
コリメータ２３１は、１：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像するように構成されているため、画像センサ２１の感光面２１１の面積は、表示パネル１上の認識領域１１の面積と同様である。組立の間の複数の画像センサ２１の許容誤差が考慮されるため、スクリーンアセンブリ２０の組立精度及び製品歩留まりを改善するために、互いに近くにある２つの画像センサ２１の間に適切な回避が確保され得る。この場合、それに対応して、認識領域１１の面積は低減される。
各コリメータ２３１は、ウエハレベル（wafer level）処理技術を用いることによって画像センサ２１の感光面２１１上に直接形成され得る。例えば、コリメータ２３１を形成するために、多層マスク（mask）プロセスを用いることによってコリメータ孔構造が画像センサ２１１の感光面２１１上に蒸着又はエッチングされ得る。
図１０Ｂを参照されたい。図１０Ｂは、第２の実施における図９に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数の光透過孔２３２を含む。光学層２３は基板２３２１及び遮光フィルム２３２２を含み得る。遮光フィルム２３２２は、基板２３２１の、表示パネル１に面する側に位置する。基板２３２１は透明な材料、例えばガラス又はポリカーボネート（polycarbonate、ＰＣ）から作られている。複数の光透過孔が遮光フィルム２３２２上にある。遮光フィルム２３２２は遮光材料から作られている。複数の光透過孔２３２は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に面して１対１の対応関係で配置されている。具体的には、基板２３２１は複数の基板部２３２３を含む。複数の基板部２３２３は相互に離間されて配置されている。複数の基板部２３２３は、複数の画像センサ２１に面して１対１の対応関係で配置されている。遮光フィルム２３２２は、複数の遮光部２３２４を含む。複数の遮光部２３２４は相互に離間されて配置されている。各遮光部２３２４は光透過孔２３２を備える。光透過孔２３２の数は、対応する画像センサ２１上の感光面２１１の数と同じである。複数の遮光部２３２４は複数の基板部２３２３上に１対１の対応関係で配置される。遮光部２３２４及び基板部２３２３は、パッケージ本体２６を用いることによって対応する画像センサ２１に固定され、一体化されたモジュール式ユニットアセンブリ２７を形成する。
各光透過孔２３２の中心と表示パネル１の発光面１３との間に第１の間隔Ｓ１が形成されている。各光透過孔２３２の中心と画像センサ２１の感光面２１１との間に第２の間隔Ｓ２が形成されている。第１の間隔Ｓ１は第２の間隔Ｓ２よりも大きい。すなわち、各光透過孔２３２の中心と表示パネル１の発光面１３との間の距離は、各光透過孔２３２の中心と画像センサ２１の感光面２１１との間の距離よりも大きい。
本実施形態では、ピンホール結像原理にしたがって、複数の光透過孔２３２が、画像センサ２１の感光面２１１上にＸ：１のオブジェクト画像比で取り込み画像を結像させる。Ｘは１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネル１の認識領域の面積よりも小さい。したがって、認識領域１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１の感光面２１１の面積を低減でき、画像センサ２１のコスト及びスクリーンアセンブリ２０のコストを低減できる。加えて、画像センサ２１の感光面２１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１に対応する認識領域１１の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域１１をスプライスして、電子装置１００の指紋認識精度が向上させ得る。
スクリーンアセンブリ２０は、第１の間隔Ｓ１及び第２の間隔Ｓ２のサイズを調整することにより、画像センサ２１の感光面２１１の面積を減少させ得るか又は画像センサ２１に対応する認識領域１１の面積を増加させ得る。
表示パネル１の発光面１３は、表示パネル１の認識パネル２から離れた面である。表示パネル１の非発光面１４は、表示パネル１の発光面１３と反対側に配置される。表示パネル１の非発光面１４と光透過孔２３２の中心との間に間隔Ｓ３が形成されている。第１の間隔Ｓ１のサイズは、間隔Ｓ３のサイズを調整することによって調整され得る。
光学層２３の基板２３２１は厚さ（画像センサ２１の感光面２１１に垂直な方向のサイズ）を有する。第２の間隔Ｓ２のサイズは、基板２３２１の厚さを調整することによって調整され得る。
任意で、スクリーンアセンブリ２０は透明な接着層２５をさらに含み、接着層２５は表示パネル１と光学層２３との間に接着される。この実施形態では、接着層２５は表示パネル１と光学層２３との間に充填される。接着層２５は光学層２３を表示パネル１に接着してもよく、空気層の散乱による取り込み画像の品質に光が影響を及ぼすことも防止し得る。接着層２５は透明な光学接着剤で作られてもよい。一実施形態では、接着層２５はパッケージ２４も同時に覆い得る。
図１０Ｃを参照されたい。図１０Ｃは、第３の実施における図９に示すスクリーンアセンブリ２０の概略構造図である。
任意の実施形態では、光学層２３は複数のレンズ２３３を含む。複数のレンズ２３３は、複数の画像センサ２１の感光面２１１に１対１の対応関係で配置される。各光学部品２３０は１つのレンズ２３３（単一のセンサ２１が１つの感光面２１１を含む解決策に対応）又は複数のレンズ２３３（単一のセンサ２１が複数の感光面２１１を含む解決策に対応）を含む。レンズは２３３、画像センサ２１の感光面２１１に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。レンズ２３３は集光のために構成されている。レンズ２３３はパッケージ本体２６を用いることによって対応する画像センサ２１に固定されて一体化されたモジュール式のユニットアセンブリ２７を形成し得る。
本実施形態では、レンズ２３３は、画像センサ２１の感光面２１１に対してユーザ指紋画像を結像させ、ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている。対応する認識領域１１の面積に対する画像センサ２１の感光面２１１に形成される取り込み画像の面積の比は１未満である。すなわち、オブジェクト画像比は１よりも大きい。この場合、取り込み画像の面積は表示パネル１上の認識領域の面積よりも小さい。したがって、認識領域１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１の感光面２１１の面積を低減して画像センサ２１のコスト及びスクリーンアセンブリ２０のコストを減らすことができる。加えて、画像センサ２１の感光面２１１の面積が変わらないままの場合、画像センサ２１に対応する認識領域１１の面積が増加し、冗長なスプライスを用いて複数の認識領域１１をスプライスして、電子装置１００の指紋認識精度が向上させ得る。
単一のレンズ２３３は１つ以上のサブレンズを含み得る。本実施では、単一レンズ２３３が１つのサブレンズを含む。サブレンズは凸レンズである。他の実施では、単一レンズ２３３は複数のサブレンズを含む。複数のサブレンズは複数の凸レンズであり得るか又は凹レンズ及び凸レンズの組み合わせであり得る。別の実施では、レンズ２３３は代替的にメタマテリアル構造を用いて作製される平面レンズであり得る。
前述の説明は、本願の具体的な実施にすぎず、本願の保護範囲を制限することを意図していない。本願に開示の技術的範囲内で当業者が容易に理解する変更又は代替は、本願の保護範囲に含まれる。矛盾が生じない場合、本願の実施形態と実施形態の特徴とは相互に組み合わせられ得る。したがって、本願の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

Claims (16)

  1. 表示パネルと、該表示パネルの非発光側に位置する認識パネルとを含む、スクリーンアセンブリであって、
    前記表示パネルは複数の認識領域を含み、２つの隣り合い且つ相互に離間された認識領域の間に非認識領域が形成され、前記認識パネルは複数の画像センサを含み、該複数の画像センサの感光面は、前記複数の認識領域内に位置するユーザ指紋画像を１対１の対応関係で取り込むように構成され、指紋カバー領域内の全ての前記非認識領域の総面積に対する全ての前記認識領域の総面積の比は１：５以上である、スクリーンアセンブリ。
  2. 前記指紋カバー領域内の全ての前記非認識領域の総面積に対する全ての前記認識領域の総面積の比は１：２～２：１の範囲内にある、請求項１に記載のスクリーンアセンブリ。
  3. 前記複数の認識領域は、第１の方向に相互に離間されて配置されている、請求項１に記載のスクリーンアセンブリ。
  4. 前記複数の認識領域は、第２の方向に相互に離間されて配置され、該第２の方向は、前記第１の方向と垂直である、請求項３に記載のスクリーンアセンブリ。
  5. 前記複数の認識領域は行に配置されるとともに第１の方向に相互に離間され、列に配置されるとともに第２の方向に相互に離間され、該第２の方向は該第1の方向と垂直であり、前記認識領域の２つの隣り合う行内の全ての前記認識領域は異なる列に配置されている、請求項１に記載のスクリーンアセンブリ。
  6. 前記指紋カバー領域内の全ての前記非認識領域の総面積に対する全ての前記認識領域の総面積の比は１：０．８～１：１．２の範囲内にある、請求項５に記載のスクリーンアセンブリ。
  7. 前記複数の認識領域は複数の認識領域群を含み、各認識領域群は、前記認識領域のうちの互いに隣り合う少なくとも２つの認識領域を含み、前記認識領域群のうちの任意の２つの隣り合う認識領域群は相互に離間されて配置されている、請求項１に記載のスクリーンアセンブリ。
  8. 単一の画像センサは１つの感光面を含むか又は単一の画像センサは複数の感光面を含む、請求項１に記載のスクリーンアセンブリ。
  9. 前記認識パネルは基板及び光学層をさらに含み、該基板は前記表示パネルの非発光側に位置し、前記複数の画像センサは、前記基板の、前記表示パネルに面する側に固定され、前記光学層は前記複数の画像センサと前記表示パネルとの間に位置し、前記光学層は、前記認識領域の発光側上のユーザ指紋画像を、対応する前記画像センサの感光面に対して結像させるように構成されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のスクリーンアセンブリ。
  10. 前記認識パネルはパッケージをさらに含み、該パッケージは、前記基板の、前記表示パネルに面する側に位置するとともに前記複数の画像センサの周囲に配置され、前記光学層は前記パッケージ及び前記複数の画像センサを覆う、請求項９に記載のスクリーンアセンブリ。
  11. 前記光学層は複数の光学部品を含み、該複数の光学部品は、前記複数の画像センサ上に１対１の対応関係で配置され、前記認識パネルはパッケージをさらに含み、該パッケージは、前記基板の、前記表示パネルに面する側に位置するとともに前記複数の画像センサ及び前記複数の光学部品の周囲に配置される、請求項９に記載のスクリーンアセンブリ。
  12. 前記光学層は複数のコリメータを含み、該複数のコリメータは、前記複数の画像センサの感光面に面して１対１の対応関係で配置される、請求項１０又は１１に記載のスクリーンアセンブリ。
  13. 前記光学層は複数の光透過孔を含み、該複数の光透過孔は、前記複数の画像センサの感光面に面して１対１の対応関係で配置され、各光透過孔の中心と前記表示パネルの発光面との間に第１の間隔が形成され、各光透過孔の中心と前記画像センサの感光面との間に第２の間隔が形成され、該第１の間隔は該第２の間隔よりも大きい、請求項１０又は１１に記載のスクリーンアセンブリ。
  14. 前記スクリーンアセンブリは透明な接着層をさらに含み、該接着層は前記表示パネルと前記光学層との間に接着されている、請求項１３に記載のスクリーンアセンブリ。
  15. 前記光学層は複数のレンズを含み、該複数のレンズは、前記複数の画像センサの感光面に面して１対１の対応関係で配置され、前記レンズは、前記画像センサの感光面に対して前記ユーザ指紋画像を結像させ、前記ユーザ指紋画像を縮小するように構成されている、請求項１０又は１１に記載のスクリーンアセンブリ。
  16. 筐体と、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のスクリーンアセンブリとを含む電子装置であって、前記スクリーンアセンブリは前記筐体に取り付けられている、電子装置。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111597865A (zh) * 2019-02-20 2020-08-28 华为技术有限公司 屏组件及电子设备
CN213958086U (zh) * 2020-09-29 2021-08-13 神盾股份有限公司 感测手指生物特征的光学感测装置及使用其的电子装置
CN112883937B (zh) * 2021-04-08 2023-09-26 紫光计算机科技有限公司 一种指纹识别模组及指纹识别方法
CN114185402A (zh) * 2021-12-03 2022-03-15 维沃移动通信有限公司 显示模组及电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006039951A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Sanyo Electric Co Ltd 認証装置
JP2017527045A (ja) * 2014-06-20 2017-09-14 深▲ちぇん▼印象認知技術有限公司 画像取得装置、端末装置、及び画像取得方法
US20170270342A1 (en) * 2015-06-18 2017-09-21 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Optical collimators for under-screen optical sensor module for on-screen fingerprint sensing
CN107451518A (zh) * 2016-05-30 2017-12-08 深圳印象认知技术有限公司 一种显示屏
WO2018218980A1 (zh) * 2017-06-02 2018-12-06 京东方科技集团股份有限公司 纹路检测装置及其纹路检测方法
JP2019003650A (ja) * 2017-06-15 2019-01-10 神盾股▲ふん▼有限公司 光学指紋センサーおよびその感知モジュールの製造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001069520A2 (en) * 2000-03-10 2001-09-20 Ethentica, Inc. Biometric sensor
JP4676371B2 (ja) * 2006-04-11 2011-04-27 ルネサスエレクトロニクス株式会社 固体撮像装置、撮像方法および撮像システム
CN103942537A (zh) * 2014-04-04 2014-07-23 王曙光 液晶终端设备、指纹图像的采集方法及指纹采集器
CN104978557B (zh) * 2014-04-08 2019-02-19 南昌欧菲生物识别技术有限公司 指纹识别装置
US10049256B2 (en) * 2015-12-11 2018-08-14 Gingy Technology Inc. Fingerprint sensing module
EP3269204B1 (en) * 2015-03-09 2018-09-26 Whirlpool Corporation Microwave oven having door with transparent panel
KR102439203B1 (ko) * 2015-10-07 2022-09-02 베이징 지오브이 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 지문 감지를 위한 이미지 센서 구조체들
CN109074474B (zh) * 2016-05-23 2022-06-28 苹果公司 包括用于感测来自间隔开的子阵列的图像的处理电路的电子设备及相关方法
US20180012069A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint sensor, fingerprint sensor package, and fingerprint sensing system using light sources of display panel
WO2018093798A1 (en) * 2016-11-15 2018-05-24 Bidirectional Display Inc. Apparatus and method for optically capturing fingerprint or other images on display screen
CN108573985A (zh) * 2017-03-08 2018-09-25 上海箩箕技术有限公司 图像传感器及其形成方法、图像传感器母板、指纹成像模组
CN106773273B (zh) * 2017-03-09 2020-02-18 京东方科技集团股份有限公司 显示装置和显示装置的驱动方法
KR102295068B1 (ko) * 2017-03-31 2021-08-31 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그의 구동 방법
CN107122742B (zh) * 2017-04-27 2019-12-03 上海天马微电子有限公司 一种显示装置及其指纹识别方法、以及电子设备
CN107247925A (zh) * 2017-05-19 2017-10-13 上海箩箕技术有限公司 显示模组
CN107680988B (zh) * 2017-09-15 2020-03-13 上海天马微电子有限公司 一种显示面板及电子设备
EP3637472A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic light emitting diode display panels and display devices including the same
CN109784303B (zh) * 2019-01-29 2021-07-30 上海天马微电子有限公司 显示装置
CN209543378U (zh) * 2019-02-20 2019-10-25 华为技术有限公司 屏组件及电子设备
CN111597865A (zh) * 2019-02-20 2020-08-28 华为技术有限公司 屏组件及电子设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006039951A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Sanyo Electric Co Ltd 認証装置
JP2017527045A (ja) * 2014-06-20 2017-09-14 深▲ちぇん▼印象認知技術有限公司 画像取得装置、端末装置、及び画像取得方法
US20170270342A1 (en) * 2015-06-18 2017-09-21 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Optical collimators for under-screen optical sensor module for on-screen fingerprint sensing
CN107451518A (zh) * 2016-05-30 2017-12-08 深圳印象认知技术有限公司 一种显示屏
WO2018218980A1 (zh) * 2017-06-02 2018-12-06 京东方科技集团股份有限公司 纹路检测装置及其纹路检测方法
JP2019003650A (ja) * 2017-06-15 2019-01-10 神盾股▲ふん▼有限公司 光学指紋センサーおよびその感知モジュールの製造方法

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