JP6935374B2 - アンダーディスプレイ型指紋認証用センサモジュールおよびアンダーディスプレイ型指紋認証装置 - Google Patents
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Description
しかし、ディスプレイの下に、静電容量型のセンサや温度検知型のセンサを置いても機能はしない。それらは直接触れることにより機能するからである。ディスプレイの下部に置いて、機能する可能性のある指紋認証センサの種類は、光学式指紋認証センサや超音波式指紋認証センサが挙げられる。
一方、ディスプレイは、液晶ディスプレイから、エレクトロ・ルミネッセンスを使用したOLEDに変わりつつあり、OLEDはR・G・Bの発光部以外の箇所は、透過率は40%位ではあるが光は通る。ディスプレイが光を通すと、ディスプレイの上に置いた指の映像はディスプレイを通して、その下にある指紋認証センサに指紋の映像が写ることになる。つまり、指、ディスプレイ、指紋認証センサの順番に構成した指紋認証装置(この構成を「アンダーディスプレイ型」という)で、指紋認証装置のイメージセンサに指の映像が写る事になる。このようにして、OLEDをディスプレイとした場合、ディスプレイの上に置いた指紋を指紋センサが検知し、指紋認証が可能となる。
一般のガラスと異なり、OLEDの発光画素の下には、不透明の発光部や配線が設けられ、一般に不透明部分は約60%であり、残りの40%は、不透明ではないが、その透過率は約40%程度である。
このような、OLEDをディスプレイとして用いた携帯端末において、指紋認証装置を用いた例が、例えば、特開2017−194676号公報(「特許文献1」)に開示されている。ここでは、指紋センサとして作動するPINダイオードが、アクティブマトリクス方式有機発光ダイオード(AMOLED)のディスプレイアクティブエリアにおけるピクセル間の間隙内に少なくとも部分的に形成されている。
したがって、OLEDの下に光学式指紋認証センサを設置する場合は、OLEDは完全な透明体ではなく、概ね40μm四方の発光部などの黒い不透明部分が点在し、指紋認証センサの映像には指紋の映像の前に多くの不透明な黒い部分が写りこむという問題があった。
一方で、指紋の隆線の間隔は概ね250μmと広く、上記の不透明部分の大きさは、概ね40μmと小さい。よって、指紋認証センサの映像を後段の画像処理装置で、例えばローパスフィルタを通すことにより、指紋の隆線だけを残すことが可能であるが、この場合も指紋映像の解像度は低下するという問題があった。
この発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、OLEDをディスプレイとして用いて、その下面に指紋認証センサを置いた場合も、指紋の上に写り込んだOLEDの発光部などによる黒い不透明部分の影響を無くして、かつ解像度の高い、指紋のみを再現する指紋認証用センサモジュールおよび指紋認証装置を提供することを目的とする。
好ましくは、カバーガラスからイメージセンサに入射する光を制限するための絞り手段を含む。
絞り手段は、マイクロレンズアレイの周囲に設けられ、カバーガラスからマイクロレンズアレイへの光を絞るように構成された遮光ダムを含んでもよいし、絞り手段は、カバーガラスとディスプレイとの間に設けられ、結像部へ入射される指紋からの光を絞る、複数の絞りを含んでもよい。
イメージセンサは所定の基板の上に設けられた複数の光電変換部を含み、複数の光電変換部の各々は、基板の上に設けられた突起部で囲まれた凹部に配置され、絞り手段は突起部を含んでもよい。
絞り手段は、指紋と、OLEDの不透明部分との両方にピントが合う被写界深度を有するのが好ましい。
この発明の他の局面においては、アンダーディスプレイ型指紋認証装置は、上記いずれかに記載のアンダーディスプレイ型指紋認証用センサモジュールを含む。
その結果、OLEDをディスプレイとして用いて、その下面に指紋認証センサを置いた場合も、指紋の上に写り込んだOLEDの発光部などによる黒い不透明部分の影響を無くして、かつ解像度の高い、指紋のみを再現する指紋認証用センサモジュールおよび指紋認証装置を提供できる。
なお、OLED30は、発光能力を有するため指の指紋に光を照射する照明装置は有さない。
なお、ここで、13cの高さは数μmが好ましく、1つの光電変換部13bの幅bに対して、突起部13cの高さcの比は、c/b≧1が好ましい。
図6は、図4で説明したOLED30に設けられた複数の素子(LEDの発光部や不透明なTFTなど)31a〜31eの配置状態を示す平面図である。なお、ここでは、その一部のみを示している。図6を参照して、この実施の形態においては、イメージセンサ13はOLEDの不透明部分を含めて、指紋を撮影する。イメージセンサ13には指紋の映像の上にOLEDの不透明部分31a〜31eの映像が発光部の周期に合わせてゴミのように点在することになる。
また、絞り手段は、カバーガラス33とOLEDディスプレイ30との間に設けられ、結像部19へ入射される指紋からの光を絞る、複数の絞り34を含んでもよい。
他の実施の形態においては、OLED30の代わりに、透明ガラス35を使用する、OLED30を有さない指紋認証装置である。この場合は、指紋の照明用のLED36を別途設ける。これは、例えば、ホルダー基板21の上等に凹部を設けて配置してもよい。
Claims (7)
- 指を載置するカバーガラスと、
前記カバーガラスの下に設けられたOLEDで構成されたディスプレイと、
前記ディスプレイとは別に、前記ディスプレイの下に設けられ、指紋からの光を結像する複数のマイクロレンズのアレイを有する結像部と、
前記結像部の下に設けられ、結像部で結像されたイメージを取り込むイメージセンサを含む検出モジュールと、を含み、
前記複数のマイクロレンズのアレイの周囲には、個々のマイクロレンズの周囲からイメージセンサへの光の透過を防ぐ遮光フィルムが設けられる、
アンダーディスプレイ型指紋認証用センサモジュール。 - 前記カバーガラスから前記イメージセンサに入射する光を制限するための絞り手段を含む、請求項1に記載のアンダーディスプレイ型指紋認証用センサモジュール。
- 前記絞り手段は、前記マイクロレンズアレイの周囲に設けられ、カバーガラスから前記マイクロレンズアレイへの光を絞るように構成された遮光ダムを含む、請求項2に記載のアンダーディスプレイ型指紋認証用センサモジュール。
- 前記絞り手段は、前記カバーガラスと前記ディスプレイとの間に設けられ、前記結像部へ入射される指紋からの光を絞る、複数の絞りを含む、請求項2に記載のアンダーディスプレイ型指紋認証用センサモジュール。
- 前記イメージセンサは所定の基板の上に設けられた複数の光電変換部を含み、
前記複数の光電変換部の各々は、前記基板の上に設けられた突起部で囲まれた凹部に配置され、
前記絞り手段は前記突起部を含む、請求項2に記載のアンダーディスプレイ型指紋認証用センサモジュール。 - 前記絞り手段は、前記指紋と、前記OLEDの不透明部分との両方にピントが合う被写界深度を有する、請求項2〜5の何れかに記載のアンダーディスプレイ型指紋認証用センサモジュール。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のアンダーディスプレイ型指紋認証用センサモジュールを含むアンダーディスプレイ型指紋認証装置。
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