TW201905756A - 光學指紋感測器 - Google Patents
光學指紋感測器Info
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Abstract
本發明提供一種光學指紋感測器。發光層設置在覆蓋玻璃下方並包含複數發光單元。發光單元包含光源區與透光區。發光元件設置在光源區用以提供光線至覆蓋玻璃。光感測層包含排列成一陣列之複數光感測器。濾光層設置在光感測層與發光層之間，包含排列成特定圖樣之複數準直器。該等準直器的數量是大於該等光感測器的數量。該等光感測器的數量是大於該等發光單元的數量。在兩相鄰之該等光感測器中的至少一者會經由該發光單元之該透光區以及該等準直器而接收到該光線照射到放置在該覆蓋玻璃上方的一使用者之手指的反射光。
Description
本發明係有關於一種光學指紋感測器，且特別係有關於一種結合面板模組與感測模組而製成之光學指紋感測器。
近年來，隨著生物辨識技術逐漸成熟，許多不同的生物特徵皆可被用來辨識使用者的身分。其中，由於指紋辨識技術之辨識率及準確率較其它生物特徵之辨識技術更好，故目前指紋辨識之應用層面較廣。
指紋辨識之技術係使用感測裝置先感測使用者的指紋圖樣(pattern)，再擷取指紋圖樣中獨特的指紋特徵並儲存至記憶體中，或是直接儲存指紋圖樣。之後，當使用者再次按壓或滑刷指紋時，指紋感測器會感測指紋圖樣並且擷取指紋特徵，以便與先前所儲存之指紋特徵進行比對以進行辨識，或是直接與先前所儲存之指紋圖樣進行比對。若二者相符，則使用者之身分得以確認。
第1圖是顯示一種傳統光學指紋感測器1。在傳統光學指紋感測器1中，面板模組51之發光單元Cell、感測模組11之光感測器26以及準直器36具有相同的數量。此外，每一光感測器26僅使用單一準直器36，因此單一準直器36須對準面板模 組51中發光單元Cell的透光區Z2，以避免單一準直器36會被發光單元Cell的非透光區Z1所覆蓋，使得光線無法到達單一準直器36下方的光感測器26。於是，在傳統光學指紋感測器1中，將感測模組11與面板模組51進行結合時，需要將感測模組11的光感測器26與面板模組51的發光單元Cell的透光區Z2對齊，並且在製作感測模組11時，也須將光感測器26與準直器36對齊，以避免單一準直器36會被面板模組51的非透光區Z1所覆蓋，或光感測器26無法接收到由發光單元Cell發射至使用者手指而反射回來的光線。
本發明提供一種光學指紋感測器。該光學指紋感測器包含一面板模組以及一感測模組。該面板模組包含一覆蓋玻璃以及設置在該覆蓋玻璃下方之一發光層。該發光層包含複數發光單元。每一該發光單元包含：一光源區，其中一發光元件設置在該光源區用以提供光線至該覆蓋玻璃；以及，一透光區。該感測模組包含一光感測層，其包含排列成一陣列之複數光感測器，以及一濾光層，設置在該光感測層以及該面板模組之該發光層之間。該濾光層包含排列成一特定圖樣之複數準直器。該等準直器的數量是大於該等光感測器的數量，以及該等光感測器的數量是大於該等發光單元的數量。在兩相鄰之該等光感測器中的至少一者會經由該發光單元之該透光區以及該等準直器而接收到該光線照射到放置在該覆蓋玻璃上方的一使用者之手指的反射光。
再者，本發明提供另一種光學指紋感測器。該光 學指紋感測器包含一面板模組以及一感測模組。該面板模組包含一覆蓋玻璃以及設置在該覆蓋玻璃下方之一發光層。該發光層包含複數發光單元。每一該發光單元包含：一光源區，其中一發光元件設置在該光源區用以提供光線至該覆蓋玻璃；以及，一透光區。該感測模組包含一光感測層以及一濾光層。該光感測層包含排列成一陣列之複數光感測器。該濾光層包含排列成一特定圖樣之複數準直器。該等準直器的數量是大於該等光感測器的數量，以及該等光感測器的數量是大於該等發光單元的數量。在四連續相鄰之該等光感測器中的至少兩者會經由該發光單元之該透光區以及該等準直器而接收到該光線照射到放置在該覆蓋玻璃上方的一使用者之手指的反射光。
再者，本發明提供另一種光學指紋感測器。該光學指紋感測器包含一面板模組以及一感測模組。該面板模組包含一覆蓋玻璃以及設置在該覆蓋玻璃下方之一發光層。該發光層包含複數發光單元。每一該發光單元包含：一光源區，其中一發光元件設置在該光源區用以提供光線至該覆蓋玻璃；以及，一透光區。該感測模組包含一光感測層以及一濾光層。該光感測層包含排列成一陣列之複數光感測器。該濾光層包含排列成一特定圖樣之複數準直器。該等準直器的數量是大於該等光感測器的數量，以及該等光感測器的數量是大於該等發光單元的數量。部分該等光感測器會經由該等發光單元之該透光區以及部分該等準直器而接收到該光線照射到放置在該覆蓋玻璃上方的一使用者之手指的反射光。部分該等光感測器及部分該等準直器會完全地被該等發光單元之該光源區所覆蓋。
10A、10B、10C、10D、11‧‧‧感測模組
20、21‧‧‧光感測層
25、25_1-25_8、26‧‧‧光感測器
30、31‧‧‧濾光層
35、36‧‧‧準直器
40‧‧‧手指
50A、50B、50C、50D、51‧‧‧面板模組
60、61‧‧‧覆蓋玻璃
70、71‧‧‧發光層
80、81‧‧‧發光元件
90‧‧‧光源
95‧‧‧反射光
Cell、Cell_1-Cell_4‧‧‧發光單元
Z1‧‧‧光源區
Z2‧‧‧透光區
1、100A、100B、200A、200B、200C‧‧‧光學指紋感測器
第1圖是顯示一種傳統光學指紋感測器；第2圖係顯示根據本發明一些實施例所述之光學指紋感測器；第3A圖係顯示根據本發明一些實施例所述之以陣列方式排列之準直器；第3B圖係顯示根據本發明一些實施例所述之以交錯方式排列之準直器；第4圖係顯示根據本發明一些實施例所述之光學指紋感測器；第5圖係顯示根據本發明一些實施例所述之光學指紋感測器；第6圖係顯示根據本發明一些實施例所述之光學指紋感測器；以及第7圖係顯示根據本發明一些實施例所述之光學指紋感測器。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：第2圖係顯示根據本發明一些實施例所述之光學指紋感測器100A。光學指紋感測器100A包含感測模組10以及面板模組50。感測模組10是設置在面板模組50的下方。光學指 紋感測器100A是藉由結合感測模組10與面板模組50而形成。在此實施例中，感測模組10是經由黏著劑(未顯示)而結合於面板模組50。
面板模組50包含覆蓋玻璃60以及發光層70。發光層70包含一發光陣列，其包含複數發光單元Cell。在此實施例中，發光單元Cell_1-Cell_4僅作為說明，並非用以限定本發明。覆蓋玻璃60是絕緣表面並設置在發光層70上，以覆蓋發光陣列。每一發光單元Cell_1-Cell_4具有光源區Z1以及透光區Z2。光源區Z1包含發光元件80。在一些實施例中，面板模組50為有機發光二極體顯示面板(OLED panel)，而發光元件80是有機發光二極體(OLED)。在一些實施例中，面板模組50為微發光二極體顯示面板(micro-LED panel)，而發光元件80是微發光二極體(micro-LED)。
在第2圖中，發光單元Cell的光源區Z1在x方向的長度為L3，而發光單元Cell的透光區Z2在x方向的長度為L4。在一些實施例中，光源區Z1的長度L3是大約相同於透光區Z2的長度L4。發光單元Cell_1-Cell_4在x方向是以相同的間距(pitch)L34進行排列。此外，每一透光區Z2是設置在兩相鄰之發光單元Cell的光源區Z1之間，且每一光源區Z1是設置在兩相鄰之發光單元Cell的透光區Z2之間。例如，發光單元Cell_2的透光區Z2是設置在發光單元Cell_2的光源區Z1以及發光單元Cell_3的光源區Z1之間，而發光單元Cell_3的光源區Z1是設置在發光單元Cell_2的透光區Z2以及發光單元Cell_3的透光區Z2之間。
在一些實施例中，以發光單元Cell_2作為例子來說 明，發光單元Cell_2的間距L34是等於光源區Z1的長度L3與透光區Z2的長度L4之總和，即L34=L3+L4。在一些實施例中，發光單元Cell_2的間距L34是大於光源區Z1的長度L3與透光區Z2的長度L4之總和，即L34>L3+L4。
感測模組10包含光感測層(或光接收層)20以及濾光層30。感測模組10的濾光層30可經由黏著劑而結合於面板模組50的發光層70。光感測層20包含排列成一陣列的複數光感測器25。光感測層20所包含的光感測器25的數量係大於發光層70中所包含的發光單元Cell的數量。例如，在第2圖中，光感測層20包含八個光感測器25_1-25_8，而發光層70包含四個發光單元Cell_1-Cell_4。在一實施例中，光感測器25是光電二極體(photodiode)。在x方向，每一光感測器25的長度為L1，而兩相鄰光感測器25之間的間隔(space)為L2。再者，光感測器25在x方向是以相同的間距L12進行排列，即L12=L1+L2。
濾光層30是由擋光(例如遮光、吸光或不透光)材料所形成。濾光層30具有排列成特定圖樣之複數準直器(collimator)35。在一些實施例中，準直器35是以陣列方式排列於濾光層30中，如第3A圖所顯示。在一些實施例中，準直器35是以交錯方式(例如，蜂巢式圖樣)排列於濾光層30中，如第3B圖所顯示。光線係先通過濾光層30中的準直器35而到達下方的光感測層20。在一些實施中，準直器35是在濾光層30中的開口(opening)，使光線能從濾光層30的一側到達濾光層30的另一側。此外，每一準直器35具有相同的開口形狀以及尺寸(例如孔徑L5)。在特定圖樣中，準直器35具有相同的間距L6。 在一些實施例中，準直器35的孔徑L5是在1-20微米(μm)之間。此外，準直器的孔徑L5與高度H1比是在1：3到1：20之間。孔徑L5係小於透光區Z2的長度L4。
值得注意的是，準直器35的間距L6是小於光感測器25的間距L12。因此，準直器35的數量是大於光感測器25的數量，而根據不同的應用，可適當地控制光感測器25與準直器35的間距比例，而使光線能經由多個準直器35到達相同的光感測器25。相較於傳統光學指紋感測器，在第2圖的光學指紋感測器100A中，由於準直器35的數量是多於光感測器25的數量而一個光感測器25可以接收到通過多個準直器35的光線，因此在製作感測模組10時，不需考慮準直器35與光感測器25的對位關係，也就是不需要將準直器35與光感測器25進行對準(alignment)。此外，由於光感測器25的數量是多於發光單元Cell的數量，因此將感測模組10與面板模組50進行結合時，不需考慮感測模組10以及面板模組50兩者之間的對位關係，也就是說，不需要將光感測器25與發光單元Cell進行對準。因此，可以簡化光學指紋感測器100A的製造流程並且提高良率。例如，在不同實施例中，光感測層20所包含的光感測器25的數量大約為發光層70中所包含的發光單元Cell的數量的一、二、三或四倍，而發光單元Cell的間距L34則大約為光感測器25的間距L12的一、二、三或四倍。
在第2圖中，當手指40接觸到光學指紋感測器100A時，發光單元Cell之光源區Z1中的發光元件80會發射光線90，且光線90會穿透覆蓋玻璃60而照射手指40。自手指40表面反射 而產生的反射光95會通過感測模組10中濾光層30的準直器35而到達光感測層20。光感測層20的光感測器會感測反射光95。手指40的指紋波峰(ridge)與指紋波谷(valley)會產生不同的反射光95，例如不同的光能量或光波長等。在接收到反射光95之後，每一光感測器25會將所接收到的反射光95轉換成感測輸出，並提供感測輸出給處理器(未顯示)或其他後續電路，以得到手指40之指紋資訊。如第2圖所示，每一光感測器25均有一部分是被發光單元Cell之光源區Z1覆蓋，而每一光感測器均能接收到兩個相鄰發光單元Cell所發射而自手指40反射回來的反射光95。舉例來說，發光元件80會提供光線90來照射手指40並產生反射光95，而來自手指40的反射光95會經由發光單元Cell_2的透光區Z2以及位於透光區Z2下方之複數準直器35而到達光感測器25_4與25_5。由於每一光感測器25是對應於多個準直器35，因此當光感測器25上的部份準直器35被上方的發光單元Cell的光源區Z1覆蓋時，光感測器25可透過未被覆蓋的其他準直器35而接收到反射光95。於是，根據每一光感測器25所提供的感測輸出，光學指紋感測器100A可得到手指40的指紋資訊。
第4圖係顯示根據本發明一些實施例所述之光學指紋感測器100B。光學指紋感測器100B包含感測模組10A以及面板模組50A。在第2圖之光學指紋感測器100A中，每一光感測器25會部份地被上方的發光單元Cell之光源區Z1覆蓋。然而，在第4圖之光學指紋感測器100B中，每兩個相鄰的光感測器25中，就會有一個光感測器25幾乎完全地被其上方的發光單 元Cell之光源區Z1所覆蓋。例如，以兩相鄰的光感測器25_3與25_4為例，光感測器25_3會幾乎完全地被發光單元Cell_2之光源區Z1所覆蓋。發光元件80會提供光線90來照射手指40並產生反射光95，而來自手指40的反射光95會經由發光單元Cell_3之透光區Z2以及位於透光區Z2下方之準直器35而到達光感測器25_2。由於每兩個光感測器25中，有一個光感測器25會被上方的發光單元Cell的光源區Z1幾乎完全覆蓋，因此處理器不需讀取每一個光感測器的感測輸出，而只須在兩個相鄰的光感測器中，讀取其中一個光感測器的感測輸出即可得到手指40的指紋資訊，因而可減少運算量及加快處理速度，並且降低光學指紋感測器100B的耗電量。
在一些實施例中，光學指紋感測器100A與100B之光感測器25的長度為21微米(例如L1=21)，而兩相鄰光感測器25_1與25_2之間的間隔為1微米(例如L2=1)。此外，發光單元Cell的間距L34為44微米，而光源區Z1與透光區Z2的長度大約各為22微米。在一實施例中，準直器35的孔徑大約為5微米(例如L5=5)。在其他實施例中，準直器35的孔徑可根據實際應用而決定。在此實施例中，光感測層20所包含的光感測器25的數量(例如光感測器25_1-25_8)約為發光層70中所包含的發光單元Cell的數量(例如發光單元Cell_1-Cell_4)的兩倍，而發光單元Cell的間距L34約為光感測器25的間距L12的兩倍。如先前所描述，感測模組10A的光感測器25與面板模組50A的發光單元Cell之間不須進行對齊。因此，可以簡化光學指紋感測器100B的製造流程並且提高良率。
第5圖係顯示根據本發明一些實施例所述之光學指紋感測器200A。光學指紋感測器200A包含感測模組10B以及面板模組50B。感測模組10B是設置在面板模組50B的下方。光學指紋感測器200A是藉由結合感測模組10B與面板模組50B而形成。在此實施例中，感測模組10B是經由黏著劑(未顯示)而結合於面板模組50B。
面板模組50B包含覆蓋玻璃60以及發光層70。發光層70包含一發光陣列，其包含複數發光單元Cell。在此實施例中，發光單元Cell_1-Cell_2僅作為說明，並非用以限定本發明。覆蓋玻璃60是絕緣表面並設置在發光層70上，以覆蓋發光陣列。如先前所描述，每一發光單元Cell_1與Cell_2具有光源區Z1以及透光區Z2，且光源區Z1包含發光元件80。在一些實施例中，發光元件80是有機發光二極體或是薄膜電晶體。
在第5圖中，發光單元Cell的光源區Z1在x方向的長度為L3，而發光單元Cell的透光區Z2在x方向的長度為L4。在一些實施例中，光源區Z1的長度L3是大約相同於透光區Z2的長度L4。發光單元Cell_1與Cell_2在x方向是以相同的間距L34進行排列。如先前所描述，每一透光區Z2是設置在兩相鄰之發光單元Cell的光源區Z1之間，且每一光源區Z1是設置在兩相鄰之發光單元Cell的透光區Z2之間。在一些實施例中，以發光單元Cell_2作為例子來說明，發光單元Cell_2的間距L34是等於光源區Z1的長度L3與透光區Z2的長度L4之總和，即L34=L3+L4。在一些實施例中，發光單元Cell_2的間距L34是大於光源區Z1的長度L3與透光區Z2的長度L4之總和，即L34>L3+L4。
感測模組10B包含光感測層(或光接收層)20以及濾光層30。光感測層20包含排列成一陣列的複數光感測器25。光感測層20所包含的光感測器25的數量係大於發光層70中所包含之發光單元Cell的數量。在一實施例中，光感測器25是光電二極體。如先前所描述，每一光感測器25的長度為L1，而兩相鄰光感測器25之間的間隔為L2。再者，光感測器25在x方向是以相同的間距L12進行排列，即L12=L1+L2。在第5圖中，發光單元Cell的光源區Z1的長度大約為兩個光感測器25的長度總和。於是，發光單元Cell的光源區Z1會幾乎完全覆蓋兩個光感測器25。
如先前所描述，光線係先通過濾光層30的複數準直器35而到達下方的光感測層20。準直器35是以特定圖樣(例如第3A圖之陣列方式或是第3B圖之交錯方式)排列於濾光層30中。在特定圖樣中，準直器35具有相同的間距L6。在一些實施例中，準直器35的孔徑L5是在1-20微米(μm)之間。此外，準直器的孔徑L5與高度H1比是在1：3到1：20之間。孔徑L5係小於透光區Z2的長度L4。再者，準直器35的間距L6是小於光感測器25的間距L12。準直器35的數量是大於光感測器25的數量，而根據不同的應用，可適當地控制光感測器25與準直器35的間距比例，而使光線能經由多個準直器35到達相同的光感測器25。在此實施例中，光感測層20所包含的光感測器25的數量(例如光感測器25_1-25_8)約為發光層70中所包含的發光單元Cell的數量(例如發光單元Cell_1-Cell_2)的四倍，而發光單元Cell的間距L34約為光感測器25的間距L12的四倍。
在第5圖中，當手指40接觸到光學指紋感測器200A時，發光單元Cell之光源區Z1中的發光元件80會發射光線90，且光線90會穿透覆蓋玻璃60而照射手指40。自手指40表面反射而產生的反射光95會通過感測模組10B中濾光層30的準直器35而到達光感測層20。在接收到反射光95之後，每一光感測器25會將所接收到的反射光95轉換成感測輸出(例如電壓或電流)，並提供感測輸出給處理器(未顯示)或其他後續電路，以得到手指40之指紋資訊。根據手指40之指紋資訊，處理器可判斷出該感測電壓係對應於手指40之指紋波峰或指紋波谷。舉例來說，發光單元Cell_1之光源區Z1會部份地覆蓋光感測器25_1和25_2，而發光單元Cell_2之光源區Z1會部份地覆蓋光感測器25_5和25_6。發光單元Cell_1之發光元件80會提供光線90來照射手指40並產生反射光95，而來自手指40的反射光95會經由發光單元Cell_1之透光區Z2以及其下方之複數準直器35而到達光感測器25_2-25_5。此外，發光單元Cell_2之發光元件80會提供光線90來照射手指40並產生反射光95，而來自手指40的反射光95會經由發光單元Cell_2之透光區Z2以及其下方之複數準直器35而到達光感測器25_6-25_8。由於每一光感測器25是對應於多個準直器35，因此當光感測器25上的部份準直器35被位於上方之發光單元Cell的光源區Z1所覆蓋時，光感測器25可透過未被覆蓋的其他準直器35而接收到反射光95。於是，根據每一光感測器25所提供的感測輸出，光學指紋感測器200A可得到完整之手指40的指紋資訊。
第6圖係顯示根據本發明一些實施例所述之光學 指紋感測器200B。光學指紋感測器200B包含感測模組10C以及面板模組50C。感測模組10C是設置在面板模組50C的下方。光學指紋感測器200B是藉由結合感測模組10C與面板模組50C而形成。在此實施例中，感測模組10C是經由黏著劑(未顯示)而結合於面板模組50C。在此實施例中，光感測層20所包含的光感測器25的數量(例如光感測器25_1-25_8)約為發光層70中所包含的發光單元Cell的數量(例如發光單元Cell_1-Cell_2)的四倍，而發光單元Cell的間距L34約為光感測器25的間距L12的四倍。在光學指紋感測器200B之面板模組50C中，發光單元Cell的光源區Z1的長度是大約等於兩個光感測器25的長度。在第6圖之光學指紋感測器200B中，每四個相鄰的光感測器25中，就會有兩個光感測器25幾乎完全地被上方的發光單元Cell之光源區Z1所覆蓋。
此外，由於濾光層中的準直器的孔徑或間距的不同，或是由於濾光層中的準直器與光感測層中的光感測器的位置關係的不同，會造成幾乎完全地被上方的發光單元Cell之光源區Z1所覆蓋的兩個光感測器25，會因為其上方的準直器完全地被發光單元Cell之光源區Z1所覆蓋而無法接收到反射光。例如，相同於第5圖之光學指紋感測器200A，在第6圖之光學指紋感測器200B中，發光單元Cell_2之光源區Z1會幾乎完全地覆蓋光感測器25_5與25_6，而發光單元Cell_1之光源區Z1也會幾乎完全地覆蓋光感測器25_1與25_2。但是，不同於第5圖之光學指紋感測器200A，在第6圖之光學指紋感測器200B中，由於光感測器25_5與25_6以及光感測器25_1與25_2上方的準直器分 別完全被發光單元Cell_2之光源區Z1與發光單元Cell_1之光源區Z1所覆蓋，因而造成光感測器25_5與25_6以及光感測器25_1與25_2無法接收到反射光95。
如第6圖所示，發光單元Cell_1之發光元件80會提供光線90來照射手指40並產生反射光95，而來自手指40的反射光95會經由發光單元Cell_1之透光區Z2以及其下方之準直器35而到達光感測器25_3與25_4。此外，發光單元Cell_2之發光元件80會提供光線90來照射手指40並產生反射光95，而來自手指40的反射光95會經由發光單元Cell_2之透光區Z2以及其下方之複數準直器35而到達光感測器25_7與25_8。由於每四個光感測器25中，有兩個光感測器25會被上方的發光單元Cell的光源區Z1幾乎完全覆蓋而導致其上方的準直器35完全被覆蓋而無法接收到反射光95，因此處理器不需讀取每一光感測器的感測輸出，而只須在四個相鄰的光感測器中，讀取兩個光感測器的感測輸出即可得到手指40的指紋資訊，因而可減少運算量及加快處理速度，並且降低光學指紋感測器200B的耗電量。
第7圖係顯示根據本發明一些實施例所述之光學指紋感測器200C。光學指紋感測器200C包含感測模組10D以及面板模組50D。感測模組10D是設置在面板模組50D的下方。光學指紋感測器200C是藉由結合感測模組10D與面板模組50D而形成。在此實施例中，感測模組10D是經由黏著劑(未顯示)而結合於面板模組50D。在此實施例中，光感測層20所包含的光感測器25的數量(例如光感測器25_1-25_8)約為發光層70中所包含的發光單元Cell的數量(例如發光單元Cell_1-Cell_2) 的四倍，而發光單元Cell的間距L34約為光感測器25的間距L12的四倍。相較於第6圖之光學指紋感測器200B的面板模組50C，由於光感測層中的光感測器與發光層中的發光單元Cell的位置關係的不同，在第7圖之光學指紋感測器200C之面板模組50D中，每一發光單元Cell之光源區Z1會完全地覆蓋一個光感測器25並部分地覆蓋其他兩個光感測器25。例如，發光單元Cell的光源區Z1的長度大約為兩個光感測器25的長度。在第7圖之光學指紋感測器200C中，每四個相鄰的光感測器25中，就會有一個光感測器25完全地被上方的發光單元Cell之光源區Z1所覆蓋。例如，發光單元Cell_2之光源區Z1會完全地覆蓋光感測器25_6，而發光單元Cell_1之光源區Z1會完全地覆蓋光感測器25_2。此外，發光單元Cell_2之光源區Z1會部分地覆蓋光感測器25_5和25_7，而發光單元Cell_1之光源區Z1會部分地覆蓋光感測器25_1和25_3。發光單元Cell_2之發光元件80會提供光線90來照射手指40並產生反射光95，而來自手指40的反射光95會經由發光單元Cell_1之透光區Z2以及其下方之準直器35而到達光感測器25_3-25_5。此外，來自手指40的反射光95也會經由發光單元Cell_2之透光區Z2以及其下方之複數準直器35而到達光感測器25_7與25_8。由於每四個光感測器25中，有一個光感測器25會被上方的發光單元Cell的光源區Z1完全覆蓋，因此處理器不需讀取每一光感測器的感測輸出，而只須在四個相鄰的光感測器中，讀取三個光感測器的感測輸出即可得到手指40的指紋資訊，因而可減少運算量及加快處理速度，並且降低光學指紋感測器200C的耗電量。
在一些實施例中，光學指紋感測器200A、200B與200C之光感測器25的長度為21微米(例如L1=21)，而兩相鄰光感測器25_1與25_2之間的間隔為1微米(例如L2=1)。此外，發光單元Cell的間距L34為80微米，而光源區Z1與透光區Z2的長度大約各為40微米。此外，準直器35的孔徑可根據實際應用而決定。在一些實施例中，準直器35的孔徑L5是在1-20微米(μm)之間。此外，準直器的孔徑L5與高度H1比是在1：3到1：20之間。孔徑L5係小於透光區Z2的長度L4。在光學指紋感測器200A、200B與200C中，光感測層20所包含的光感測器25的數量(例如光感測器25_1-25_8)約為發光層70中所包含的發光單元Cell的數量(例如發光單元Cell_1-Cell_2)的四倍，而發光單元Cell的間距L34約為光感測器25的間距L12的四倍。如先前所描述，感測模組10B/10C/10D的光感測器25與面板模組50B/50C/50D的發光單元Cell之間不須進行對齊。因此，可以簡化光學指紋感測器200A、200B與200C的製造流程並且提高良率。
在本發明實施例中的光學指紋感測器中，由於每一光感測器是對應於多個準直器，因此在製造感測模組的過程中，不須考慮光感測器與準直器的位置關係。此外，由於光感測器的數量是多於發光單元，因此在將感測模組與面板模組進行結合時，不需考慮感測模組以及面板模組兩者之間的位置關係。也就是說，不需要將光感測器對齊於準直器，也不需要將光感測器與發光單元對齊。因此可以簡化光學指紋感測器的製造流程。此外，光學指紋感測器可根據感測模組中部分光感測器的感測輸出而得到手指的指紋資訊，因而可減少運算量及加 快處理速度，並且降低光學指紋感測器的耗電量。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中包含通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (19)
- 一種光學指紋感測器，包含：一面板模組，包含：一覆蓋玻璃；以及一發光層，設置在該覆蓋玻璃下方，包含複數發光單元，其中每一該發光單元包含：一光源區，其中一發光元件設置在該光源區用以提供光線至該覆蓋玻璃；以及一透光區；以及一感測模組，包含：一光感測層，包含排列成一陣列之複數光感測器；以及一濾光層，設置在該光感測層以及該面板模組之該發光層之間，包含排列成一特定圖樣之複數準直器，其中該等準直器的數量是大於該等光感測器的數量，以及該等光感測器的數量是大於該等發光單元的數量，其中在兩相鄰之該等光感測器中的至少一者會經由該發光單元之該透光區以及該等準直器而接收到該光線照射到放置在該覆蓋玻璃上方的一使用者之手指的反射光。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測器，其中該等發光單元之間距大約為該等光感測器之間距的兩倍，以及該等光感測器的數量大約為該等發光單元之數量的兩倍。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測器，其中該面板模組是經由黏著劑而結合於該感測模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測器，其中該發光 單元之該透光區是設置在所對應之該光源區以及相鄰之該發光單元之該光源區之間。
- 如申請專利範圍第4項所述之光學指紋感測器，其中在該發光單元中，該光源區的長度大約相同於該透光區的長度。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測器，其中該發光元件為有機發光二極體。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測器，其中該光源區是幾乎完全地覆蓋兩相鄰之該等光感測器中的其一者，或是部份地覆蓋兩相鄰之該等光感測器中的每一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測器，其中該等準直器是以陣列方式或是交錯方式排列於該濾光層中。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測器，其中該準直器的孔徑與高度比是在1：3到1：20之間，以及該準直器的孔徑是在1-20微米之間。
- 一種光學指紋感測器，包含：一面板模組，包含：一覆蓋玻璃；以及一發光層，設置在該覆蓋玻璃下方，包含複數發光單元，其中每一該發光單元包含：一光源區，其中一發光元件設置在該光源區用以提供光線至該覆蓋玻璃；以及一透光區；以及一感測模組，包含：一光感測層，包含排列成一陣列之複數光感測器；以及 一濾光層，設置在該光感測層以及該面板模組之該發光層之間，包含排列成一特定圖樣之複數準直器，其中該等準直器的數量是大於該等光感測器的數量，以及該等光感測器的數量是大於該等發光單元的數量，其中在四連續相鄰之該等光感測器中的至少兩者會經由該發光單元之該透光區以及該等準直器而接收到該光線照射到放置在該覆蓋玻璃上方的一使用者之手指的反射光。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學指紋感測器，其中該等發光單元之間距大約為該等光感測器之間距的四倍，以及該等光感測器的數量大約為該等發光單元之數量的四倍。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學指紋感測器，其中該面板模組是經由黏著劑而結合於該感測模組。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學指紋感測器，其中該發光單元之該透光區是設置在所對應之該光源區以及相鄰之該發光單元之該光源區之間。
- 如申請專利範圍第13項所述之光學指紋感測器，其中在該發光單元中，該光源區的長度大約相同於該透光區的長度。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學指紋感測器，其中該發光元件為有機發光元件。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學指紋感測器，其中該光源區是完全地覆蓋四連續相鄰之該等光感測器中的其一者。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學指紋感測器，其中該等準直器是以陣列方式或是交錯方式排列於該濾光層中。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學指紋感測器，其中該準直器的直徑與高度比是在1：3到1：20之間，以及該準直器的直徑是在1-20微米之間。
- 一種光學指紋感測器，包含：一面板模組，包含：一覆蓋玻璃；以及一發光層，設置在該覆蓋玻璃下方，包含複數發光單元，其中每一該發光單元包含：一光源區，其中一發光元件設置在該光源區用以提供光線至該覆蓋玻璃；以及一透光區；以及一感測模組，包含：一光感測層，包含排列成一陣列之複數光感測器；以及一濾光層，設置在該光感測層以及該面板模組之該發光層之間，包含排列成一特定圖樣之複數準直器，其中該等準直器的數量是大於該等光感測器的數量，以及該等光感測器的數量是大於該等發光單元的數量，其中部分該等光感測器會經由該等發光單元之該透光區以及部分該等準直器而接收到該光線照射到放置在該覆蓋玻璃上方的一使用者之手指的反射光，以及其中部分該等光感測器及部分該等準直器會完全地被該等發光單元之該光源區所覆蓋。
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