TWI622936B - 支持多指檢測的光學指紋檢測裝置 - Google Patents

Abstract

一種支持多指檢測的光學指紋檢測裝置，具有：一方形玻璃蓋板，其一表面係用以提供複數個指紋辨識區；複數個第一光學指紋檢測單元，各用以提供一橫向指紋檢測功能；以及複數個第二光學指紋檢測單元，各用以提供一縱向指紋檢測功能。

Description

支持多指檢測的光學指紋檢測裝置

本發明係關於一種光學指紋檢測裝置，特別是關於一種支持多指檢測的光學指紋檢測裝置。

隨著手機技術的推陳出新及手機用戶需求的不斷提高，為了達到更佳的用戶體驗，增加手機螢幕面積占比，乃至全面屏已成為智慧終端機發展的一大趨勢。但是在傳統的電容式指紋識別架構中，由於電容檢測並無法穿透較厚玻璃，故其仍無法完成去除實體Home(還回原位)鍵的任務。

為去除實體Home鍵，習知已有將光學指紋識別模組置於螢幕下方，以針對螢幕上的特定指紋輸入區域進行光學指紋識別的技術方案。然而，由於顯示幕須能充分透光才可使光學指紋識別模組正常工作，因此，該技術方案會使顯示效果受影響。

為解決上述問題，本領域亟需一新穎的光學指紋檢測裝置。

本發明之一目的在於揭露一種支持多指檢測的光學指紋檢測裝置，其可對按壓在一顯示幕上之任一橫列的多個手指分別採集其對應的指紋資訊。

本發明之另一目的在於揭露一種支持多指檢測的光學指紋檢測裝置，其可對按壓在一顯示幕上之任一縱列的多個手指分別採集其對應的指紋資訊。

本發明之又一目的在於揭露一種支持多指檢測的光學指紋檢測裝置，其可比現有技術支援更多個數的手指指紋檢測。

為達前述目的，一種支持多指檢測的光學指紋檢測裝置乃被提出，其具有：

一方形玻璃蓋板，具有相對之一第一表面及一第二表面，一第一對相對側邊，以及一第二對相對側邊，其中該第一表面係用以提供複數個指紋辨識區；

複數個第一光學指紋檢測單元，各具有一第一光源、一第一透鏡及一第一感光陣列，其中所述第一光源係位於該方形玻璃蓋板之所述第一對相對側邊中之一側邊，所述第一透鏡及所述第一感光陣列係位於所述第一對相對側邊中之另一側邊，且所述第一透鏡係位於該方形玻璃蓋板和所述第一感光陣列的中間；以及

複數個第二光學指紋檢測單元，各具有一第二光源、一第二透鏡及一第二感光陣列，其中所述第二光源係位於該方形玻璃蓋板之所述第二對相對側邊中之一側邊，所述第二透鏡及所述第二感光陣列係位於所述第二對相對側邊中之另一側邊，且所述第二透鏡係位於該方形玻璃蓋板和所述第二感光陣列的中間。

在一實施例中，至少一所述第一光源或至少一所述第二光源係一可改變輸出光軸方向的光源。

在一實施例中，所述之支持多指檢測的光學指紋檢測裝置進一步具有一顯示器，該顯示器係與該方形玻璃蓋板之所述第二表面抵接或藉由一黏接層互相連接。

在一實施例中，該顯示器係由一LCD顯示器、一LED顯示器、一電子紙顯示器和一OLED顯示器所組成的群組所選擇的一種顯示器。

為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。

為解決先前技術的問題，本發明提出一指紋檢測架構，其係通過在一方形玻璃蓋板內使入射光線進行多次全反射，而使整個顯示幕的多個區域皆可做為一指紋識別區。請參照圖1，其繪示本發明所提之一光學指紋檢測裝置之側視圖。如圖1所示，該光學指紋檢測裝置包括一方形玻璃蓋板101、一光源102、一透鏡103及一感光陣列104。

方形玻璃蓋板101具有相對之一第一表面101a及一第二表面101b，以及相對之一第一側邊101c及一第二側邊101d，其中該第一表面101a係用以提供至少一指紋辨識區101r。

光源102係位於方形玻璃蓋板101之第一側邊101c。

透鏡103具有一入光面103a及一出光面103b，入光面103a係面對方形玻璃蓋板101之第二側邊101d。

感光陣列104係面對透鏡103之出光面103b。

圖1之光學指紋檢測裝置的原理在於：當光源102發出的光線通過方形玻璃蓋板101之第一側邊101c照射到方形玻璃蓋板101的第一表面101a的一指紋辨識區101r時，該指紋辨識區101r與一手指200的一指紋的多個指紋谷接觸處會使其入射光線反射，然後經多次全反射穿出方形玻璃蓋板101之第二側邊101d，再通過透鏡103的聚焦作用而照射在感光陣列104上並形成多個亮條紋；而指紋辨識區101r與該指紋的多個指紋脊接觸處則會因接觸面變粗糙而使其入射光線發生漫反射而難以到達感光陣列104，因而在感光陣列104上對應形成多個暗條紋。依此，該光學指紋檢測裝置即可將該指紋的谷、脊資訊轉化為感光陣列104上的明、暗條紋資訊。

另外，由於光源102發出的光線在方形玻璃蓋板101內可進行多次全反射，因此，通過改變光源102的入射角度（亦即改變全反射的角度），方形玻璃蓋板101的第一表面101a即可提供多個指紋檢測區域。也就是說，該光學指紋檢測裝置可藉由改變光源102的光軸方向，使光源102的輸出光線在方形玻璃蓋板101內以全反射的方式行進而傳輸至感光陣列104，而可在方形玻璃蓋板101上方的多個區域進行一指紋識別作業。

另外，隨著技術的進步與發展，手機顯示幕要求的尺寸越來越大，本發明進一步提出另一光學指紋檢測裝置，其係通過設置多組“光源-透鏡-感光陣列”，以將多個指紋檢測區域聯通而覆蓋整個顯示幕，達到全屏指紋檢測的效果。請參照圖2，其繪示本發明之另一光學指紋檢測裝置之俯視圖。如圖2所示，該光學指紋檢測裝置包括一方形玻璃蓋板101、4個光源102、4個透鏡103及4個感光陣列104。

方形玻璃蓋板101具有相對之一第一表面101a及一第二表面(未示於圖中)，以及相對之一第一側邊101c及一第二側邊101d，其中第一表面101a係用以提供複數個指紋辨識區。

4個光源102係位於方形玻璃蓋板101之第一側邊101c。

4個透鏡103係各與一光源102對應且各具有一入光面103a及一出光面103b，入光面103a係面對方形玻璃蓋板101之第二側邊101d。

4個感光陣列104係各面對一透鏡103之出光面103b。

於操作時，該光學指紋檢測裝置可依序或同時開啟各光源102，以使各光源102的輸出光線在方形玻璃蓋板101內以全反射的方式行進而傳輸至一對應的感光陣列104，而可在一顯示幕上方的任一區域進行一指紋識別作業，從而可同時對縱向排列的多個手指指紋進行檢測。請參照圖3，其為圖2之光學指紋檢測裝置藉由編號為2的光源102及編號為2的感光陣列104檢測手指指紋201，及藉由編號為4的光源102及編號為4的感光陣列104檢測手指指紋202之示意圖。

然而，對於橫向排列的多個手指指紋，圖2之光學指紋檢測裝置卻會使該些手指指紋重疊反映在一感光陣列104上。請參照圖4，其為圖2之光學指紋檢測裝置在啟動編號為2的光源102及編號為2的感光陣列104時，將位在同一橫列的手指指紋203及204重疊反映在編號為2的感光陣列104上的示意圖。也就是說，在此情況下，編號為2的感光陣列104所獲得的指紋資訊將會是2個指紋疊加的資訊，是無法加以辨識的。

為增加一光學指紋檢測裝置的手指指紋檢測個數，本發明進一步提出了可同時支持橫列手指指紋檢測和縱列手指指紋檢測的技術方案。請參照圖5，其為本發明支持多指檢測的光學指紋檢測裝置的一實施例俯視圖。如圖5所示，該支持多指檢測的光學指紋檢測裝置具有一方形玻璃蓋板301、4個第一光學指紋檢測單元及4個第二光學指紋檢測單元，其中，方形玻璃蓋板301具有相對之一第一表面301a及一第二表面(未示於圖中)，一第一對相對側邊(橫向兩側邊)，以及一第二對相對側邊(縱向兩側邊)，其中該第一表面301a係用以提供複數個指紋辨識區。

所述第一光學指紋檢測單元具有一第一光源302、一第一透鏡303及一第一感光陣列304，第一光源302係位於方形玻璃蓋板301之所述第一對相對側邊(橫向兩側邊)中之一側邊，第一透鏡303及第一感光陣列304係位於所述第一對相對側邊(橫向兩側邊)中之另一側邊，且第一透鏡303係位於方形玻璃蓋板301和所述第一感光陣列的中間；所述第二光學指紋檢測單元各具有一第二光源305、一第二透鏡306及一第二感光陣列307，第二光源305係位於方形玻璃蓋板301之一第二對相對側邊(縱向兩側邊)中之一側邊，第二透鏡306及第二感光陣列307係位於所述第二對相對側邊(縱向兩側邊)中之另一側邊，且第二透鏡306係位於方形玻璃蓋板301和第二感光陣列307的中間。

在可能的實施例中，至少一第一光源302或至少一第二光源305係一可改變輸出光軸方向的光源。

於操作時，如圖5所示，指紋205可藉由編號為8的所述第二光學指紋檢測單元加以檢測；指紋206可藉由編號為7的所述第二光學指紋檢測單元加以檢測；指紋207可藉由編號為3的所述第一光學指紋檢測單元加以檢測；指紋208可藉由編號為4的所述第一光學指紋檢測單元加以檢測。也就是說，圖5所示的技術方案可克服位在同一列的多指指紋偵測問題。

另外，在可能的實施例中，本發明之支持多指檢測的光學指紋檢測裝置可進一步具有一顯示器，該顯示器係與該方形玻璃蓋板301之所述第二表面抵接或藉由一黏接層互相連接，且該顯示器可為一LCD (liquid crystal display；液晶顯示)顯示器、一LED (light emitting dioce；發光二極體)顯示器、一電子紙顯示器或一OLED (organic light emitting diode；有機發光二極體)顯示器。

藉由前述所揭露的設計，本發明乃可提供以下優點：

1.本發明支持多指檢測的光學指紋檢測裝置可對按壓在一顯示幕上之任一橫列的多個手指分別採集其對應的指紋資訊。

2.本發明之支持多指檢測的光學指紋檢測裝置可對按壓在一顯示幕上之任一縱列的多個手指分別採集其對應的指紋資訊。

3.本發明之支持多指檢測的光學指紋檢測裝置可比現有技術支援更多個數的手指指紋檢測。

本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

綜上所陳，本案無論就目的、手段與功效，在在顯示其迥異於習知之技術特徵，且其首先發明合於實用，亦在在符合發明之專利要件，懇請 貴審查委員明察，並祈早日賜予專利，俾嘉惠社會，實感德便。

101、301‧‧‧玻璃蓋板

101a、301a‧‧‧第一表面

101b‧‧‧第二表面

101c‧‧‧第一側邊

101d‧‧‧第二側邊

101r‧‧‧指紋辨識區

102‧‧‧光源

103‧‧‧透鏡

103a‧‧‧入光面

103b‧‧‧出光面

104‧‧‧感光陣列

200‧‧‧手指

201-208‧‧‧手指指紋

302‧‧‧第一光源

303‧‧‧第一透鏡

304‧‧‧第一感光陣列

305‧‧‧第二光源

306‧‧‧第二透鏡

307‧‧‧第二感光陣列

圖1繪示本發明所提之一光學指紋檢測裝置之側視圖。 圖2繪示本發明之另一光學指紋檢測裝置之俯視圖。 圖3為圖2之光學指紋檢測裝置藉由編號為2的光源及編號為2的感光陣列檢測位在第2橫列之一手指指紋，及藉由編號為4的光源及編號為4的感光陣列檢測位在第4橫列之另一手指指紋之示意圖。 圖4為圖2之光學指紋檢測裝置在啟動編號為2的光源及編號為2的感光陣列時，將位在第2橫列的2個手指指紋重疊反映在編號為2的感光陣列上的示意圖。 圖5為本發明支持多指檢測的光學指紋檢測裝置的一實施例俯視圖。

Claims (4)

1. 一種支持多指檢測的光學指紋檢測裝置，其具有： 一方形玻璃蓋板，具有相對之一第一表面及一第二表面，一第一對相對側邊，以及一第二對相對側邊，其中該第一表面係用以提供複數個指紋辨識區； 複數個第一光學指紋檢測單元，各具有一第一光源、一第一透鏡及一第一感光陣列，其中所述第一光源係位於該方形玻璃蓋板之所述第一對相對側邊中之一側邊，所述第一透鏡及所述第一感光陣列係位於所述第一對相對側邊中之另一側邊，且所述第一透鏡係位於該方形玻璃蓋板和所述第一感光陣列的中間；以及 複數個第二光學指紋檢測單元，各具有一第二光源、一第二透鏡及一第二感光陣列，其中所述第二光源係位於該方形玻璃蓋板之所述第二對相對側邊中之一側邊，所述第二透鏡及所述第二感光陣列係位於所述第二對相對側邊中之另一側邊，且所述第二透鏡係位於該方形玻璃蓋板和所述第二感光陣列的中間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之支持多指檢測的光學指紋檢測裝置， 其中至少一所述第一光源或至少一所述第二光源係一可改變輸出光軸方向的光源。
3. 如申請專利範圍第1項所述之支持多指檢測的光學指紋檢測裝置， 其進一步具有一顯示器，該顯示器係與該方形玻璃蓋板之所述第二表面抵接或藉由一黏接層互相連接。
4. 如申請專利範圍第3項所述之支持多指檢測的光學指紋檢測裝置， 其中該顯示器係由一LCD顯示器、一LED顯示器、一電子紙顯示器和一OLED顯示器所組成的群組所選擇的一種顯示器。