TW201918929A - 用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置及使用其之行動裝置 - Google Patents

用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置及使用其之行動裝置 Download PDF

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Abstract

本發明關於一種用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置及使用其之行動裝置，此用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置係被用於一行動裝置。此行動裝置的一保護表面之一特定位置具有一半透明之一顏色，其中，特定位置之下方用以配置該非透明顏色表面之指紋辨識裝置。此非透明顏色表面之指紋辨識裝置包括一基底、配置在基底上的一影像感測積體電路以及一反射薄膜。此反射薄膜被配置於影像感測積體電路上以及行動裝置的保護表面之特定位置下方。此反射薄膜具有反射可見光並使一特定頻帶非可見光穿透之功效，藉此，使用者目視該行動裝置的保護表面之特定位置可看見非透明之該顏色。

Description

用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置及使用其之行動裝置
本發明係關於一種指紋辨識技術，更進一步來說，本發明係關於一種用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置及具有配置於非透明顏色表面之指紋辨識裝置的行動裝置。
隨著指紋辨識裝置技術的進步以及成本的改善，有愈來愈多行動裝置具備指紋掃描與辨識功能。尤其是智慧型手機，越來越多智慧型手機具有指紋辨識裝置。第1圖繪示為先前技術中具有指紋辨識裝置的智慧型手機。請參考第1圖，此具有指紋辨識裝置的智慧型手機10包括一顯示裝置101、一按鈕102以及一指紋辨識模組103。在此具有指紋辨識裝置的智慧型手機中，按鈕102與指紋辨識模組103整合為一體。且為了美觀，按鈕102上的顏色與智慧型手機10的顏色一致。
由於按鈕上面需要鍍上與智慧型手機10相同的顏色粒子，且顏色深淺必須相同，因此，按鈕102上的顏色太深將會阻擋了光線的行徑。
故先前技術中，與按鈕102整合的指紋辨識模組103必須採用電容式指紋辨識模組。但電容式指紋辨識模組的成本相較於光學式指紋辨識模組更高，且裸露的感應器容易受到汗水等外在因素影響，導致辨識失敗的問題。再者，電容式指紋辨識模組的耐用度較差。若要提升耐用程度會在感應器上加增保護機構，像是藍寶石玻璃就用於IPHONE 5S的感應器上。然而，若刻意讓按鈕102的顏色成半透明，光學式指紋辨識模組便可以使用，但是會讓整體智慧型手機的設計美感感大幅下降。
本發明的一目的在於提供一種用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置及使用其之行動裝置，用以在行動裝置上使用光學式指紋辨識模組，且其上方能夠顯示非透明顏色，增加整體行動裝置的設計美感。
有鑒於此，本發明提供一種用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置，此指紋辨識裝置用於一行動裝置，其中，上述行動裝置的一保護表面之一特定位置具有一半透明之一顏色，其中，上述特定位置之下方用以配置非透明顏色表面之指紋辨識裝置。上述用於非透明顏色表面之指紋辨識裝置包括一基底、一影像感測積體電路 以及一反射薄膜。影像感測積體電路配置在上述基底上。反射薄膜配置於影像感測積體電路上以及行動裝置的保護表面之特定位置下方，其中，上述反射薄膜具有反射可見光並使一特定頻帶非可見光穿透之功效，藉此，使用者目視行動裝置的保護表面之特定位置可看見非透明之顏色。
本發明提供一種行動裝置，此行動裝置包括一保護表面以及一用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置。保護表面之一特定位置具有一半透明之一顏色。上述指紋辨識裝置被配置於特定位置之下方。此指紋辨識裝置包括基底、一影像感測積體電路以及一反射薄膜。影像感測積體電路配置在上述基底上。反射薄膜配置於影像感測積體電路上以及行動裝置的保護表面之特定位置下方，其中，上述反射薄膜具有反射可見光並使一特定頻帶非可見光穿透之功效，藉此，使用者目視行動裝置的保護表面之特定位置可看見非透明之顏色。
依照本發明較佳實施例所述之用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置及使用其之行動裝置，上述反射薄膜係蒸鍍N層針對不同頻帶光具有不同折射率的材料，其中，N為自然數。在一較佳實施例中，上述反射薄膜係蒸鍍在影像感測積體電路上。在另一較佳實施例中，上述反射薄膜係蒸鍍在上述保護表面之特定位置下方。
依照本發明較佳實施例所述之用以顯 示非透明顏色表面之指紋辨識裝置及使用其之行動裝置，上述保護表面之特定位置上的半透明之顏色係由一透明材質混雜一顏色粒子(pigment particle)，其中，上述顏色粒子之濃度介於1%~10%之間。再者，在一較佳實施例中，上述影像感測積體電路與反射薄膜之間還包括一空間濾波器(Spatial Filter)，此空間濾波器被配置於影像感測積體電路上，其中，上述空間濾波器具有多數個鄰接的光線通道，且其中，藉由上述光線通道，限制可進入影像感測積體電路之光線的角度，避免散射光線進入影像感測積體電路。在一較佳實施例中，上述空間濾波器的光線通道構成一二維陣列。
本發明的精神在於在玻璃上利用低濃度的顏色，將顏色粒子之濃度控制在一預定範圍內，使非可見光，例如紅外光或紫外光可以通過，使配置在下方的影像感測積體電路能夠透過上述非可見光感測到手指指紋。另外，為了讓行動裝置看起來更加美觀，而非半透明，在實施例中，指紋辨識裝置上方鍍上各種針對不同可見光頻帶有不同折射率的鍍膜，藉此，將可見光幾乎全然反射回去，而讓非可見光可以通過。如此，即便玻璃上的顏色濃度不夠，導致玻璃是半透明的情況下，使用者仍然可以看到不透明且顏色鮮豔的區塊。增加行動裝置的整體設計美感。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖 式，作詳細說明如下。
101‧‧‧顯示裝置
102‧‧‧按鈕
103‧‧‧指紋辨識模組
10‧‧‧智慧型手機
200‧‧‧按鈕
201‧‧‧用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置
203‧‧‧保護表面
204‧‧‧保護玻璃
205‧‧‧特定位置
301‧‧‧涂覆材料(coating material)層
303‧‧‧反射薄膜
302‧‧‧影像感測積體電路
304‧‧‧光學膠黏合
401A、401B‧‧‧堆疊的薄膜層
N1、N2~NK‧‧‧折射率
601‧‧‧空間濾波器
701‧‧‧手指的指紋之凸起部分(ridge portion)
702‧‧‧手指的指紋之凹下部分(valley portion)
703‧‧‧保護玻璃(protective glass)
704‧‧‧空間濾波器
705‧‧‧影像感測積體電路
801、901、1001‧‧‧光線通道
第1圖繪示為先前技術中具有指紋辨識裝置的智慧型手機。
第2A圖繪示為本發明一較佳實施例的行動裝置的示意圖。
第2B圖繪示為本發明一較佳實施例的行動裝置的示意圖。
第3A圖繪示為本發明一較佳實施例的行動裝置的剖面示意圖。
第3B圖繪示為本發明一較佳實施例的行動裝置的剖面示意圖。
第4圖繪示為本發明一較佳實施例的反射薄膜303的示意圖。
第5圖繪示為本發明一較佳實施例的用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置201之涂覆材料層301之示意圖。
第6圖繪示為本發明一較佳實施例的用以顯示非透明顏色表面之影像感測積體電路302之示意圖。
第7圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋辨識裝置之操作示意圖。
第8圖繪示為本發明一較佳實施例之指 紋辨識裝置之空間濾波器704的俯視圖。
第9圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋辨識裝置之空間濾波器704的俯視圖。
第10圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋辨識裝置之空間濾波器704的俯視圖。
在實施例與申請專利範圍中，空間相對術語，如“在...之下”，“以下”，“下”，“上方”，“上”等詞彙，可以在本文中用於便於描述，以描述一個元件或特徵的相對於另一元件(多個)或特徵(多個特徵)在圖所示中的對應關係。所屬技術領域具有通常知識者可以理解，除了在附圖中描述的方向，空間相對術語旨在涵蓋裝置在使用或操作不同方向。舉例來說，如果裝置在圖中被翻轉，則被描述為“下方”或“之下”的元件或特徵將被定向為“上方”，因此，“下方”示範性術語可以包括上方和下方的方位。若所述裝置可被另外定位(旋轉90度或在其它方位)，上述的空間相對術語在此則用以作為所使用的空間相對描述做出相應的解釋。
第2A圖繪示為本發明一較佳實施例的行動裝置的示意圖。請參考第2A圖，此行動裝置包括一按鈕200以及一用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置201，其中，上述用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝 置201被配置在按鈕200的一保護表面203下方。第2B圖繪示為本發明一較佳實施例的行動裝置的示意圖。請參考第2B圖，此行動裝置與第2A圖的行動裝置的不同點在於，此第2B圖的行動裝置沒有實體按鈕200，僅有觸控按鈕，此行動裝置包括一保護玻璃204以及一用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置201，其中，上述用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置201被配置在上述保護玻璃204的一特定位置205之下方。
第3A圖繪示為本發明一較佳實施例的行動裝置的剖面示意圖。請參考第3A圖，此行動裝置的保護玻璃204之特定位置具有半透明之一顏色。此顏色的涂覆材料(coating material)層301一般來說是顏色粒子(pigment particle)混合有機材料。顏色粒子以白色做舉例，一般來說是二氧化鈦(TiO2)。為了方便說明本發明的精神，以下皆以白色二氧化鈦做舉例。在此實施例中，為了讓檢測指紋的非可見光，例如紅外線，可以通過上述涂覆材料，二氧化鈦的粒子密度必須夠小。故，在此實施例中，二氧化鈦的濃度約在百分之10以下，百分之一以上。另外，指紋辨識裝置包括一反射薄膜303以及一影像感測積體電路302。反射薄膜303配置在影像感測積體電路302上方。在此實施例中，顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置201透過光學膠黏合304到上述保護玻璃204上的涂覆材料301。
第3B圖繪示為本發明一較佳實施例的 行動裝置的剖面示意圖。請參考第3A圖以及3B圖，此行動裝置的保護玻璃204之特定位置下方除了涂覆材料(coating material)301外，還鍍上了上述反射薄膜303。影像感測積體電路302光學膠黏合304到上述保護玻璃204上的反射薄膜303。光學膠可以採用壓克力膠、環氧樹脂或其他透明膠實施。本發明不以此為限。
上述反射薄膜303的結構如第4圖所示。第4圖繪示為本發明一較佳實施例的反射薄膜303的示意圖，請參考第4圖，反射薄膜303包括多層不同折射率(N1、N2…N(K-1)、NK)堆疊的薄膜層(以401A、401B表示)，薄膜層401A具有一第一折射率N1，薄膜層401B具有一第二折射率N2，以此類推。這些折射率的設計是根據不同波長的光線所設計，造成所有的可見光都會被反射，而指紋辨識所需使用的非可見光，例如紅外光，則會被穿透。因此，使用者在視覺上，若直接觀察到此反射薄膜303，將會看起來像是一面鏡子。
第5圖繪示為本發明一較佳實施例的用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置201之涂覆材料層301之示意圖。請參考第5圖，501表示二氧化鈦粒子。一般來說，此涂覆材料層301(一般是以白色油墨做實施)的厚度約在10um以內。在此實施例是6um。二氧化鈦(TiO2)粒子的直徑在此實施例是300nm。一般來說，二氧化鈦的大小約在500nm以內。而白色油墨中的二氧化鈦與光學膠的混合比例大約落在10%左右。二氧化鈦的含 量不能太高，若二氧化鈦的含量太高，會阻擋紅外線，導致影像感測積體電路302無法成像。另外，上述反射薄膜303的厚度約在2um以內。
第6圖繪示為本發明一較佳實施例的用以顯示非透明顏色表面之影像感測積體電路302之示意圖。請參考第6圖，在此實施例中，影像感測積體電路302上還包括了一空間濾波器601，其中，此空間濾波器601具有多數個鄰接的光線通道。第7圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋辨識裝置之操作示意圖。請參考第7圖，701表示手指的指紋之凸起部分(ridge portion)；702表示手指的指紋之凹下部分(valley portion)；703表示保護玻璃(protective glass)；704表示空間濾波器；705表示影像感測積體電路。在此示意圖中，透光層是以空間濾波器704的形式實施，此空間濾波器704具有濾除散射光線，並讓直射光進入影像感測積體電路的功效。由此實施例，可以看出，直射的光線，會穿過空間濾波器704進入到影像感測積體電路705。手指的指紋之凹下部分造成的散射光線會被保護玻璃反射和被空間濾波器704中的非光線通道部分阻擋或吸收，而手指的指紋之凸起部分造成的散射光線會被空間濾波器704中的非光線通道部分阻擋或吸收。因此，影像感測積體電路705便只會接收到實質上直射到影像感測積體電路705的光線，不會接收到散射光線，故可以提升指紋的影像品質。
第8圖繪示為本發明一較佳實施例之指 紋辨識裝置之空間濾波器704的俯視圖。請參考第8圖，801表示光線通道。在此實施例中，空間濾波器704的光線通道801是正方形，且整個空間濾波器704的光線通道801被配置為方形矩陣。第9圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋辨識裝置之空間濾波器704的俯視圖。請參考第9圖，在此實施例中，空間濾波器704的光線通道901是圓形，且整個空間濾波器704的光線通道901被配置為方形矩陣。第10圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋辨識裝置之空間濾波器704的俯視圖。請參考第10圖，在此實施例中，空間濾波器704的光線通道1001是六邊形，且整個空間濾波器704的光線通道1001配置為蜂巢狀。
本案申請人以附件方式，提出關於本案的兩個實作時實體相片。附件中的第一相片為本發明一較佳實施例的半透明顏色之保護玻璃以及用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置的實體圖。其中，標號1101表示白色半透明玻璃；標號1102表示用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置。此圖係為兩元件分離的情況，可以看出，此半透明顏色之保護玻璃在顏色上並不足夠白，若配置在白色智慧型手機上，較不美觀。
附件中的第二相片為本發明一較佳實施例的半透明顏色之保護玻璃以及用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置重疊時的實體圖。其中，標號1201表示半透明顏色之保護玻璃以及用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置的重疊區塊。所屬技術領域具有通常知 識者可以看出，重疊區塊顯然可以顯示出更加鮮豔的白色。由於白色半透明玻璃1101上所塗佈的二氧化鈦(TiO2)僅約6%，故紅外線可以順利通過，不會影響成像，故在下方的用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置可以順利進行指紋影像擷取。
綜上所述，本發明的精神在於在玻璃上利用低濃度的顏色，將顏色粒子之濃度控制在一預定範圍內，使非可見光，例如紅外光或紫外光可以通過，使配置在下方的影像感測積體電路能夠透過上述非可見光感測到手指指紋。另外，為了讓行動裝置看起來更加美觀，而非半透明，在實施例中，指紋辨識裝置上方鍍上各種針對不同可見光頻帶有不同折射率的鍍膜，藉此，將可見光幾乎全然反射回去，而讓非可見光可以通過。如此，即便玻璃上的顏色濃度不夠，導致玻璃是半透明的情況下，使用者仍然可以看到不透明且顏色鮮豔的區塊。增加行動裝置的整體設計美感。
在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。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 (21)

  1. 一種用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置，用於一行動裝置，其中，該行動裝置的一保護玻璃之一特定位置具有一半透明之一顏色，其中，該特定位置之下方用以配置該非透明顏色表面之指紋辨識裝置，其中，該非透明顏色表面之指紋辨識裝置包括：一基底；一影像感測積體電路，配置在該基底上；一反射薄膜，配置於該影像感測積體電路上以及該行動裝置的該保護玻璃之該特定位置下方，其中，該反射薄膜具有反射可見光並使一特定頻帶非可見光穿透之功效，藉此，使用者目視該行動裝置的保護玻璃之特定位置可看見非透明之該顏色。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置，其中，該反射薄膜係蒸鍍N層針對不同頻帶光具有不同折射率的材料，其中，N為自然數。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置，其中，該反射薄膜係蒸鍍在該影像感測積體電路上。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置，其中，該反射薄膜係蒸鍍在該保護玻璃之該特定位置下方。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置，其中，該保護玻璃之該特定位置上的該半透明之該顏色係由一透明材質混雜一顏色粒子(pigment particle)，其中，該顏色粒子之濃度介於1%~10%之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置，其中，該影像感測積體電路與該反射薄膜之間，還包括：一空間濾波器(Spatial Filter)，被配置於該影像感測積體電路上，其中，該空間濾波器具有多數個鄰接的光線通道，且其中，藉由該光線通道，限制可進入該影像感測積體電路之光線的角度，避免散射光線進入該影像感測積體電路。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置，其中，該空間濾波器的光線通道構成一二維陣列。
  8. 一種行動裝置，包括： 一保護玻璃，其中，該保護玻璃之一特定位置具有一半透明之一顏色；以及一用以顯示非透明顏色表面之指紋辨識裝置，被配置於該特定位置之下方，其中，該非透明顏色表面之指紋辨識裝置包括：一基底；一影像感測積體電路，配置在該基底上；一反射薄膜，配置於該影像感測積體電路上以及該行動裝置的該保護玻璃之該特定位置下方，其中，該反射薄膜具有反射可見光並使一特定頻帶非可見光穿透之功效，藉此，使用者目視該行動裝置的保護玻璃之特定位置可看見非透明之該顏色。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載之行動裝置，其中，該反射薄膜係蒸鍍N層針對不同頻帶光具有不同折射率的材料，其中，N為自然數。
  10. 如申請專利範圍第8項所記載之行動裝置，其中，該反射薄膜係蒸鍍在該影像感測積體電路上。
  11. 如申請專利範圍第8項所記載之行動裝置，其中，該反射薄膜係蒸鍍在該保護玻璃之該特定位置下方。
  12. 如申請專利範圍第8項所記載之行動裝置，其中， 該保護玻璃之該特定位置上的該半透明之該顏色係由一透明材質混雜一顏色粒子(pigment particle)，其中，該顏色粒子之濃度介於1%~10%之間。
  13. 如申請專利範圍第8項所記載之行動裝置，其中，該影像感測積體電路與該反射薄膜之間，還包括：一空間濾波器(Spatial Filter)，被配置於該影像感測積體電路上，其中，該空間濾波器具有多數個鄰接的光線通道，且其中，藉由該光線通道，限制可進入該影像感測積體電路之光線的角度，避免散射光線進入該影像感測積體電路。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載之行動裝置，其中，該空間濾波器的光線通道構成一二維陣列。
  15. 一種按鈕型態之指紋辨識裝置，用於一行動裝置，其中，該按鈕型態之指紋辨識裝置包括：一保護表面，具有一半透明之一顏色；一基底；一影像感測積體電路，配置在該基底上；一反射薄膜，配置於該影像感測積體電路上以及該行動裝置的該保護玻璃之該特定位置下方，其中，該反射薄膜具有反射可見光並使一特定頻帶非可見光穿透之功效，藉此，使用者目視該行動裝置的保護玻璃之特定位置 可看見非透明之該顏色，其中，該按鈕型態之指紋辨識裝置電性連接該行動裝置時，使用者可透過該按鈕型態之指紋辨識裝置控制該行動裝置。
  16. 如申請專利範圍第15項所記載之按鈕型態之指紋辨識裝置，其中，該反射薄膜係蒸鍍N層針對不同頻帶光具有不同折射率的材料，其中，N為自然數。
  17. 如申請專利範圍第15項所記載之按鈕型態之指紋辨識裝置，其中，該反射薄膜係蒸鍍在該影像感測積體電路上。
  18. 如申請專利範圍第15項所記載之按鈕型態之指紋辨識裝置，其中，該反射薄膜係蒸鍍在該保護表面之下方。
  19. 如申請專利範圍第15項所記載之按鈕型態之指紋辨識裝置，其中，該保護表面上的該半透明之該顏色係由一透明材質混雜一顏色粒子(pigment particle)，其中，該顏色粒子之濃度介於1%~10%之間。
  20. 如申請專利範圍第15項所記載之按鈕型態之指紋辨識裝置，其中，該影像感測積體電路與該反射薄膜之 間，還包括：一空間濾波器(Spatial Filter)，被配置於該影像感測積體電路上，其中，該空間濾波器具有多數個鄰接的光線通道，且其中，藉由該光線通道，限制可進入該影像感測積體電路之光線的角度，避免散射光線進入該影像感測積體電路。
  21. 如申請專利範圍第21項所記載之按鈕型態之指紋辨識裝置，其中，該空間濾波器的光線通道構成一二維陣列。
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