TWI641998B - 具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置 - Google Patents

Abstract

一種具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置，具有：一玻璃蓋板，用以提供複數個指紋辨識區；複數個可轉向光源裝置，位於該玻璃蓋板之一側邊，能夠提供一第一輸出光束以經由該側邊照射該玻璃蓋板之上表面，並使該第一輸出光束在該玻璃蓋板內以多次全反射的方式照射所述複數個指紋辨識區中的第一數目個區域，且能夠提供一第二輸出光束以照射該玻璃蓋板之下表面，並使該第二輸出光束在該玻璃蓋板內以多次全反射的方式照射所述複數個指紋辨識區中的第二數目個區域；以及位於該玻璃蓋板之另一側邊的複數個透鏡和感光陣列的組合。

Description

具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置

本發明係關於一種光學指紋檢測裝置，特別是關於一種具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置。

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光學指紋檢測裝置，其可藉由一互補掃描機制提供一真正的全屏指紋檢測功能。

本發明之另一目的在於揭露一種光學指紋檢測裝置，其可藉由使一光源裝置提供二個不同的光軸方向，以在一玻璃蓋板內形成二個互補的全反射路徑，從而使該玻璃蓋板的上表面的任一區域皆能位在與其對應的一所述全反射路徑的一反射點上，從而提供一真正的全屏指紋檢測功能。

為達前述目的，一種具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置乃被提出，其具有：

一玻璃蓋板，具有相對之一第一表面及一第二表面，以及相對之一第一側邊及一第二側邊，其中該第一表面係用以提供複數個指紋辨識區；

複數個可轉向光源裝置，位於該玻璃蓋板之所述第一側邊，能夠提供一第一輸出光束以經由所述第一側邊照射該玻璃蓋板之所述第一表面，並使該第一輸出光束在該玻璃蓋板內以多次全反射的方式照射所述複數個指紋辨識區中的第一數目個指紋辨識區，且能夠提供一第二輸出光束以經由所述第一側邊照射該玻璃蓋板之所述第二表面，並使該第二輸出光束在該玻璃蓋板內以多次全反射的方式照射所述複數個指紋辨識區中的第二數目個指紋辨識區；

複數個透鏡，各所述透鏡均隔著該玻璃蓋板和一所述可轉向光源裝置相對且各具有一入光面及一出光面，該入光面係面對該玻璃蓋板之所述第二側邊；以及

複數個感光陣列，各所述感光陣列係面對一所述透鏡之所述出光面。

在一實施例中，各所述可轉向光源裝置均具有一光學準直單元及一光源。

在一實施例中，所述之具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置進一步具有一顯示器，該顯示器係與該玻璃蓋板之所述第二表面抵接或藉由一黏接層互相連接。

在可能的實施例中，該顯示器可為一LCD顯示器、一LED顯示器、一電子紙顯示器或一OLED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玻璃蓋板101、一光源102、一透鏡103及一感光陣列104。

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發出的光線通過玻璃蓋板101之第一側邊101c照射到玻璃蓋板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指紋200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發出的光線在玻璃蓋板101內可進行多次全反射，因此，玻璃蓋板101的第一表面101a即可提供多個指紋檢測區域。

然而，在實際操作時，在玻璃蓋板101的第一表面101a上僅有部分區域會變成指紋檢測區域，其剩餘區域則無法提供指紋檢測功能。請參照圖2，其繪示圖1之光學指紋檢測裝置之一實際操作示意圖。如圖2所示，由於光源102發出的光線在玻璃蓋板101內的多次全反射僅能照射到玻璃蓋板101的第一表面101a的編號1、3、5的區域，而無法照射到編號2、4的區域，因此，玻璃蓋板101的第一表面101a上僅有編號1、3、5的區域可提供指紋檢測的功能，也就是說，圖1之光學指紋檢測裝置並不能提供一真正的全屏指紋檢測功能。

為提供一真正的全屏指紋檢測功能，本發明進一步提出了具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測技術方案。請參照圖3，其繪示本發明具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置之一實施例之示意圖。如圖3所示，該具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置包括一玻璃蓋板101、複數個可轉向光源裝置102a、複數個透鏡103及複數個感光陣列104。

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，其中第一表面101a係用以提供複數個指紋辨識區101r。第二表面101b可與一顯示器抵接或藉由一黏接層與一顯示器互相連接。在可能的實施例中，該顯示器可為一LCD顯示器、一LED顯示器、一電子紙顯示器或一OLED顯示器。

複數個可轉向光源裝置102a係位於玻璃蓋板101之第一側邊101c，能夠提供一第一輸出光束以經由第一側邊101c照射玻璃蓋板101之第一表面101a，並使該第一輸出光束在玻璃蓋板101內以多次全反射的方式照射所述複數個指紋辨識區中的第一數目個區域，且能夠提供一第二輸出光束以經由所述第一側邊101c照射玻璃蓋板101之第二表面101b，並使該第二輸出光束在玻璃蓋板101內以多次全反射的方式照射所述複數個指紋辨識區中的第二數目個區域。在一可能的實施例中，請參照圖4，可轉向光源裝置102a係以一光學準直單元102a1及一光源102a2構成，其中光學準直單元102a1係用以決定可轉向光源裝置102a之一輸出光軸的方向。

另外，複數個透鏡103中之各透鏡103均隔著玻璃蓋板101和一可轉向光源裝置102a相對且各具有一入光面103a及一出光面103b，入光面103a係面對玻璃蓋板101之所述第二側邊101d。

另外，複數個感光陣列104中之各感光陣列104均面對一透鏡103之出光面103b。

於操作時，本發明的光學指紋檢測裝置可藉由改變各可轉向光源裝置102a的光軸方向以輸出所述第一輸出光束或所述第二輸出光束，並依序或同時開啟各可轉向光源裝置102a，以使所述第一輸出光束或所述第二輸出光束在玻璃蓋板101內以全反射的方式行進而傳輸至一對應的感光陣列104，而可在不管顯示器是否能夠透光的情況下，提供涵蓋整個玻璃蓋板101的第一表面101a的複數個指紋辨識區101r，從而提供一全屏光學指紋識別功能。

請參照圖5a-5c，其為圖3之具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置之三種不同的全屏指紋識別區排列示意圖，其中黑色區塊代表由所述第一輸出光束所照射的區域，白色區塊代表由所述第二輸出光束所照射的區域。

藉由前述所揭露的設計，本發明乃可提供以下優點：

1.本發明之光學指紋檢測裝置可藉由一互補掃描機制提供一真正的全屏指紋檢測功能。

2.本發明之光學指紋檢測裝置可藉由使一光源裝置提供二個不同的光軸方向，以在一玻璃蓋板內形成二個互補的全反射路徑，從而使該玻璃蓋板的上表面的任一區域皆能位在與其對應的一所述全反射路徑的一反射點上，從而提供一真正的全屏指紋檢測功能。

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‧‧‧玻璃蓋板

101a‧‧‧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、102a2‧‧‧光源

102a‧‧‧可轉向光源裝置

102a1‧‧‧光學準直單元

103‧‧‧透鏡

103a‧‧‧入光面

103b‧‧‧出光面

104‧‧‧感光陣列

200‧‧‧手指

圖1繪示本發明之一光學指紋檢測裝置之側視圖。 圖2繪示圖1之光學指紋檢測裝置之一實際操作示意圖。 圖3繪示本發明具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置之一實施例之示意圖。 圖4為圖3之全屏光學指紋檢測裝置之一可轉向光源裝置之一實施例示意圖。 圖5a-5c為圖3之全屏光學指紋檢測裝置之三種不同的全屏指紋識別區排列示意圖。

Claims (4)

1. 一種具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置，其具有：一玻璃蓋板，具有相對之一第一表面及一第二表面，以及相對之一第一側邊及一第二側邊，其中該第一表面係用以提供複數個指紋辨識區；複數個可轉向光源裝置，位於該玻璃蓋板之所述第一側邊，能夠提供一第一輸出光束以經由所述第一側邊照射該玻璃蓋板之所述第一表面，並使該第一輸出光束在該玻璃蓋板內以多次全反射的方式照射所述複數個指紋辨識區中的第一數目個區域，且能夠提供一第二輸出光束以經由所述第一側邊照射該玻璃蓋板之所述第二表面，並使該第二輸出光束在該玻璃蓋板內以多次全反射的方式照射所述複數個指紋辨識區中的第二數目個區域，其中所述第二數目個區域不同於所述第一數目個區域，且所述第二數目個區域和所述第一數目個區域係以互補的方式組成所述複數個指紋辨識區；複數個透鏡，各所述透鏡均隔著該玻璃蓋板和一所述可轉向光源裝置相對且各具有一入光面及一出光面，該入光面係面對該玻璃蓋板之所述第二側邊；以及複數個感光陣列，各所述感光陣列係面對一所述透鏡之所述出光面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置，其中各所述可轉向光源裝置均具有一光學準直單元及一光源。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置，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2項所述之具互補掃描機制之全屏光學指紋檢測裝置，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。