TWI772821B - 全屏光學圖像採集裝置及利用其之觸控顯示裝置和手持裝置 - Google Patents

全屏光學圖像採集裝置及利用其之觸控顯示裝置和手持裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI772821B
TWI772821B TW109120143A TW109120143A TWI772821B TW I772821 B TWI772821 B TW I772821B TW 109120143 A TW109120143 A TW 109120143A TW 109120143 A TW109120143 A TW 109120143A TW I772821 B TWI772821 B TW I772821B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
optical
screen
array
full
optical array
Prior art date
Application number
TW109120143A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202201204A (zh
Inventor
馮繼雄
田志民
王長海
李保梁
陳子軒
宋子明
陳世林
劉小寧
Original Assignee
大陸商北京集創北方科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商北京集創北方科技股份有限公司 filed Critical 大陸商北京集創北方科技股份有限公司
Priority to TW109120143A priority Critical patent/TWI772821B/zh
Publication of TW202201204A publication Critical patent/TW202201204A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI772821B publication Critical patent/TWI772821B/zh

Links

Images

Landscapes

  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

一種全屏光學圖像採集裝置，設置於一屏幕下方，該屏幕具有相對之一第一表面及一第二表面，該第一表面係用以提供複數個指紋辨識區，且該全屏光學圖像採集裝置具有：一第一光學陣列，位於該屏幕下方，具有複數個第一光學元件且各所述第一光學元件均具有一第一入光面及一第一出光面，且各所述第一入光面均面對該屏幕之所述第二表面；一第二光學陣列，與該第一光學陣列間隔設置，具有複數個第二光學元件且各所述第二光學元件均具有一第二入光面及一第二出光面，各所述第二入光面均面對一所述第一出光面；以及一圖像採集單元，位於該第二光學陣列下方以接收由複數個所述第二出光面輸出之光線。

Description

全屏光學圖像採集裝置及利用其之觸控顯示裝置和手持裝置
本發明係關於一種光學圖像採集裝置，特別是關於一種全屏光學圖像採集裝置。
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，增加手機屏幕面積占比，乃至全面屏已成為智慧終端機發展的一大趨勢。
習知技術之屏幕光學圖像採集技術係藉由屏幕(如:OLED  TFT-LCD)作為光源以採集生物特徵（如:指紋）之圖像。請一併參照圖1a至1d，其中，圖1a繪示具有一光學圖像採集功能之一習知移動設備的俯視示意圖；圖1b繪示圖1a之移動設備內之一光學圖像採集裝置之一側視示意圖；圖1c繪示圖1b之光學圖像採集裝置之一結構的示意圖；以及圖1d繪示圖1b之光學圖像採集裝置之另一結構的示意圖。
如圖1a所示，一習知移動設備1具有一屏幕20以對一手指30進行一光學式指紋圖像採集操作；及如圖1b所示，習知移動設備1具有一光學圖像採集裝置10。
在如圖1c所示的結構中，光學圖像採集裝置10具有一光學透鏡11及一圖像感測器 12。其原理係通過該光學透鏡11將一手指30之圖像成像於該圖像感測器12，其優點為成像之信號較強，而缺點則係只能在屏幕之固定位置進行採集，因此採集面積較小，且屏幕之厚度較大。
在如圖1d所示的結構中，光學圖像採集裝置10具有一圖像感測器 12及一光學準直器13。其原理係通過該光學準直器13將一手指30之圖像成像於該圖像感測器12，其優點為採集面積較大，能實現全屏之生物特徵採集，而缺點則係屏幕之厚度較大且成像之信號較弱。
為解決上述問題，本領域亟需一新穎的全屏光學圖像採集裝置。
本發明之一目的在於揭露一種全屏光學圖像採集裝置，其可藉由第一光學陣列與第二光學陣列實現信號光之聚集，能避免成像雜散且使信號更強。
本發明之另一目的在於揭露一種全屏光學圖像採集裝置，其可藉由薄型的第一光學陣列和薄型的第二光學陣列的間隔設置既有效聚光又降低屏幕的整體厚度。
本發明之另一目的在於揭露一種全屏光學圖像採集裝置，其可藉由互相對應之第一光學陣列、第二光學陣列及圖像感測器實現全屏下覆蓋之生物特徵採集裝置。
本發明之又一目的在於揭露一種全屏光學圖像採集裝置，其可藉由在第一光學陣列及第二光學陣列之間設置安裝邊框以利裝置之安裝與維修。
為達前述目的，一種全屏光學圖像採集裝置乃被提出，其係設置於一屏幕下方，該屏幕具有相對之一第一表面及一第二表面，該第一表面係用以提供複數個指紋辨識區，且該全屏光學圖像採集裝置具有：
一第一光學陣列，與該屏幕抵接，具有複數個第一光學元件且各所述第一光學元件均具有一第一入光面及一第一出光面，且各所述第一入光面均面對該屏幕之所述第二表面；
一第二光學陣列，與該第一光學陣列間隔設置，具有複數個第二光學元件且各所述第二光學元件均具有一第二入光面及一第二出光面，各所述第二入光面均面對一所述第一出光面；以及
一圖像採集單元，與該第二光學陣列抵接以接收由複數個所述第二出光面輸出之光線。
在一實施例中，所述第一光學元件和所述第二光學元件均係一微透鏡。
在一實施例中，所述微透鏡係由一薄膜製程實現。
在一實施例中，所述第一光學陣列及所述第二光學陣列之間具有至少一間隔邊框。
在一實施例中，所述第一光學陣列及所述第二光學陣列之間具有一介質層。
在一實施例中，所述介質層係一空氣層。
在一實施例中，所述之全屏光學圖像採集裝置進一步具有一第一濾光層，該第一濾光層係置於該第一光學陣列上方並與該屏幕抵接，且其可為一偏振片、一濾光片、一準直器或一準直孔陣列。
在一實施例中，所述之全屏光學圖像採集裝置其進一步具有一第二濾光層，該第二濾光層係置於該第二光學陣列與該圖像採集單元之間，且其可為一偏振片、一濾光片、一準直器或一準直孔陣列。
為達前述目的，本發明進一步提出一種觸控顯示裝置，其具有一觸控屏及驅動該觸控屏之一控制單元，其中該觸控屏具有如前述之全屏光學圖像採集裝置及屏幕。
在可能的實施例中，該觸控屏具有一顯示模組，且該顯示模組可為一LCD顯示模組、一LED顯示模組或一OLED顯示模組。
為達前述目的，本發明進一步提出一種手持裝置，其具有一資訊處理單元及如前述之觸控顯示裝置，其中，該資訊處理單元係用以與該控制單元通信。
在可能的實施例中，所述之手持裝置可為一智慧型手機或一可攜式電腦。
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。
本發明的原理在於：
(1)利用兩個間隔設置的光學陣列提高信號光之聚集和準直效果；
(2)利用薄型光學陣列降低屏幕的整體厚度；
(3)利用互相對應之兩個光學陣列及圖像感測器實現全屏生物特徵採集功能，並提高感測圖像(例如指紋)之解析度及清晰度；以及
(4)藉由在兩個光學陣列之間設置安裝邊框以利裝置之安裝與維修。
請參照圖2，其繪示本發明之全屏光學圖像採集裝置之一實施例之示意圖。如圖2所示，一全屏光學圖像採集裝置100係設置於一屏幕200下方，且其包括一第一光學陣列110、一第二光學陣列120、一圖像採集單元130、及至少一安裝邊框140。
屏幕200具有相對之一第一表面200a及一第二表面200b，其中第一表面200a係用以提供至少一指紋辨識區。
第一光學陣列110係與屏幕200抵接且具有複數個第一光學元件111，其中各第一光學元件111均具有一第一入光面111a及一第一出光面111b，且各第一入光面111a均面對屏幕200之第二表面200b。第一光學陣列110的主要作用是聚集光線。
第二光學陣列120係與第一光學陣列110間隔設置且具有複數個第二光學元件121，其中各第二光學元件121均具有一第二入光面121a及一第二出光面121b，且各第二入光面121a均面對一第一出光面111b。第二光學陣列120的主要作用是盡可能讓垂直的光線通過。
較佳地，第一光學元件111和第二光學元件121均係一微透鏡，且所述微透鏡可由一薄膜製程實現。
圖像採集單元130係與第二光學陣列120抵接以接收由複數個第二出光面121b輸出之光線。
另外，安裝邊框140可為一金屬件或一塑膠件，用以隔開第一光學陣列110和第二光學陣列120以利裝置之安裝與維修，且第一光學陣列110和第二光學陣列120之間可設置一介質層，例如一空氣層或一絕緣液體層以和第一光學陣列110及第二光學陣列120各形成一折射面。
依此設計，本發明之光學圖像採集裝置即可實現屏下全屏覆蓋、薄型化、高解析及易安裝、維修的目標，
請參照圖3，其繪示本發明之全屏光學圖像採集裝置之另一實施例之示意圖。如圖3所示，一全屏光學圖像採集裝置100係設置於一屏幕200下方，且其包括一第一濾光層101、一第一光學陣列110、一第二光學陣列120、一第二濾光層122、一圖像採集單元130及至少一安裝邊框140。
屏幕200具有相對之一第一表面200a及一第二表面200b，其中第一表面200a係用以提供至少一指紋辨識區。
第一濾光層101，可為一偏振片、一濾光片、一準直器或一準直孔陣列，係與屏幕200抵接。
第一光學陣列110係與第一濾光層101抵接且具有複數個第一光學元件111，其中各第一光學元件111均具有一第一入光面111a及一第一出光面111b，且各第一入光面111a均面對屏幕200之第二表面200b。第一光學陣列110的主要作用是聚集光線。
第二光學陣列120係與第一光學陣列110間隔設置且具有複數個第二光學元件121，其中各第二光學元件121均具有一第二入光面121a及一第二出光面121b，且各第二入光面121a均面對一第一出光面111b。第二光學陣列120的主要作用是盡可能讓垂直的光線通過。
較佳地，第一光學元件111和第二光學元件121均係一微透鏡，且所述微透鏡可由一薄膜製程實現。
第二濾光層122，可為一偏振片、一濾光片、一準直器或一準直孔陣列，係與第二光學陣列120抵接。
圖像採集單元130係與第二濾光層121抵接以接收由複數個第二出光面121b輸出之光線。
另外，安裝邊框140可為一金屬件或一塑膠件，用以隔開第一光學陣列110和第二光學陣列120以利裝置之安裝與維修，且第一光學陣列110和第二光學陣列120之間可設置一介質層，例如一空氣層或一絕緣液體層以和第一光學陣列110及第二光學陣列120各形成一折射面。
依此設計，本發明之光學圖像採集裝置即可實現屏下全屏覆蓋、薄型化、高解析及易安裝、維修的目標，
請一併參照圖4a至4b，其中圖4a其繪示僅有第二光學陣列之成像示意圖，圖4b其繪示具有第一光學陣列及第二光學陣列之成像示意圖。
如圖4a所示，如果只有一個光學陣列(第二光學陣列120)，則光線無法有效聚攏。相對地，在同時設置有第一光學陣列及第二光學陣列之情況下，如圖4b所示，生物特徵信號發出的光線經由第一光學陣列110(微透鏡陣列)折射後向中心聚攏，再經過第二光學陣列120(微透鏡陣列)實現聚光，即能避免成像雜散且能使信號更強。
依上述的說明，本發明進一步提出一種觸控顯示裝置。請參照圖5，其繪示本發明之觸控顯示裝置之一實施例之方塊圖。如圖5所示，一觸控顯示裝置300具有一觸控屏310及驅動觸控屏310之一控制單元320，其中觸控屏310具有如圖2或3所示之全屏光學圖像採集裝置100及屏幕200，因此可使觸控顯示裝置300以屏下全屏覆蓋及薄型化的方式實現高解析的圖像採集功能，且易於安裝、維修。
另外，在可能的實施例中，觸控屏310可具有一顯示模組，且該顯示模組可為一LCD顯示模組、一LED顯示模組或一OLED顯示模組。
另外，本發明進一步提出一種手持裝置。請參照圖6，其繪示本發明之手持裝置之一實施例之方塊圖。如圖6所示，一手持裝置400包括一資訊處理單元410及一觸控顯示裝置420，其中，觸控顯示裝置420係由圖5所示之觸控顯示裝置300實現，且資訊處理單元410係用以與控制單元320通信，且手持裝置400可為一智慧型手機或一可攜式電腦。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃可提供以下優點：
1.本發明之全屏光學圖像採集裝置可藉由第一光學陣列與第二光學陣列實現信號光之聚集，能避免成像雜散且使信號更強。
2.本發明之全屏光學圖像採集裝置可藉由薄型的第一光學陣列和薄型的第二光學陣列的間隔設置既有效聚光又降低屏幕的整體厚度。
3.本發明之全屏光學圖像採集裝置可藉由互相對應之第一光學陣列、第二光學陣列及圖像感測器實現全屏下覆蓋之生物特徵採集裝置。
4.本發明之全屏光學圖像採集裝置可藉由在第一光學陣列及第二光學陣列之間設置安裝邊框以利裝置之安裝與維修。
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。
1:習知移動設備 10:圖像採集裝置 11:光學透鏡 12:圖像感測器 13:光學準直器 20:屏幕 30:手指 100:全屏光學圖像採集裝置 101:第一濾光層 110:第一光學陣列 111:第一光學元件 111a:第一入光面 111b:第一出光面 120:第二光學陣列 121:第二光學元件 121a:第二入光面 121b:第二出光面 122:第二濾光層122 130:圖像採集單元 140:安裝邊框 200:屏幕 200a:第一表面 200b:第二表面 300:觸控顯示裝置 310:觸控屏 320:控制單元 400:手持裝置 410:資訊處理單元 420:觸控顯示裝置
圖1a繪示具有一光學圖像採集功能之一習知移動設備的俯視示意圖。 圖1b繪示圖1a之移動設備內之一光學圖像採集裝置之一側視示意圖。 圖1c繪示圖1b之光學圖像採集裝置之一結構的示意圖。 圖1d繪示圖1b之光學圖像採集裝置之另一結構的示意圖。 圖2繪示本發明之全屏光學圖像採集裝置之一實施例之示意圖。 圖3繪示本發明之全屏光學圖像採集裝置之另一實施例之示意圖。 圖4a繪示僅有第二光學陣列之成像示意圖。 圖4b繪示具有第一光學陣列及第二光學陣列之成像示意圖。 圖5繪示本發明之觸控顯示裝置之一實施例之方塊圖。 圖6繪示本發明之手持裝置之一實施例之方塊圖。
100:全屏光學圖像採集裝置
110:第一光學陣列
111:第一光學元件
111a:第一入光面
111b:第一出光面
120:第二光學陣列
121:第二光學元件
121a:第二入光面
121b:第二出光面
130:圖像採集單元
140:安裝邊框
200:屏幕
200a:第一表面
200b:第二表面
30:手指

Claims (9)

  1. 一種全屏光學圖像採集裝置，設置於一屏幕下方，該屏幕具有相對之一第一表面及一第二表面，該第一表面係用以提供複數個指紋辨識區，且該全屏光學圖像採集裝置具有：一第一光學陣列，位於該屏幕下方，具有複數個第一光學元件且各所述第一光學元件均具有一第一入光面及一第一出光面，且各所述第一入光面均面對該屏幕之所述第二表面；一第二光學陣列，與該第一光學陣列間隔設置，具有複數個第二光學元件且各所述第二光學元件均具有一第二入光面及一第二出光面，各所述第二入光面均面對一所述第一出光面；以及一圖像採集單元，位於該第二光學陣列下方以接收由複數個所述第二出光面輸出之光線；其中，所述第一光學陣列及所述第二光學陣列之間具有至少一間隔邊框。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之全屏光學圖像採集裝置，其中，所述第一光學元件和所述第二光學元件均係一微透鏡。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之全屏光學圖像採集裝置，其中，所述微透鏡係由一薄膜製程實現。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之全屏光學圖像採集裝置，其中，所述第一光學陣列及所述第二光學陣列之間具有一介質層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之全屏光學圖像採集裝置，其中，所述介質層係一空氣層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之全屏光學圖像採集裝置，其進一步具有一第一濾光層，該第一濾光層係置於該第一光學陣列上方並與該屏幕抵接，且其係由一偏振片、一濾光片、一準直器和一準直孔陣列所組成群組所選擇的一種光學元件。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之全屏光學圖像採集裝置，其進一步具有一第二濾光層，該第二濾光層係置於該第二光學陣列與該圖像採集單 元之間，且其係由一偏振片、一濾光片、一準直器和一準直孔陣列所組成群組所選擇的一種光學元件。
  8. 一種觸控顯示裝置，其具有一觸控屏及驅動該觸控屏之一控制單元，其中該觸控屏具有如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之全屏光學圖像採集裝置及屏幕，該觸控屏具有一顯示模組，且該顯示模組係由一LCD顯示模組、一LED顯示模組和一OLED顯示模組所組成的群組所選擇的一種顯示模組。
  9. 一種手持裝置，其具有一資訊處理單元及如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示裝置，其中，該資訊處理單元係用以與該控制單元通信，且該手持裝置係一智慧型手機或一可攜式電腦。
TW109120143A 2020-06-16 2020-06-16 全屏光學圖像採集裝置及利用其之觸控顯示裝置和手持裝置 TWI772821B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW109120143A TWI772821B (zh) 2020-06-16 2020-06-16 全屏光學圖像採集裝置及利用其之觸控顯示裝置和手持裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW109120143A TWI772821B (zh) 2020-06-16 2020-06-16 全屏光學圖像採集裝置及利用其之觸控顯示裝置和手持裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202201204A TW202201204A (zh) 2022-01-01
TWI772821B true TWI772821B (zh) 2022-08-01

Family

ID=80787871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109120143A TWI772821B (zh) 2020-06-16 2020-06-16 全屏光學圖像採集裝置及利用其之觸控顯示裝置和手持裝置

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI772821B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020030668A1 (en) * 2000-08-21 2002-03-14 Takeshi Hoshino Pointing device and portable information terminal using the same
TW200832686A (en) * 2006-10-05 2008-08-01 Sony Corp Solid state imaging device and imaging apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020030668A1 (en) * 2000-08-21 2002-03-14 Takeshi Hoshino Pointing device and portable information terminal using the same
TW200832686A (en) * 2006-10-05 2008-08-01 Sony Corp Solid state imaging device and imaging apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
TW202201204A (zh) 2022-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI650875B (zh) 積體化感測模組、積體化感測組件及其製造方法
CN107832752B (zh) 指纹识别面板、全屏指纹识别方法及显示装置
US10664679B2 (en) Optical fingerprint identification display screen and display device
CN108292361B (zh) 具有角度限制反射器的显示器集成的光学指纹传感器
WO2020181493A1 (zh) 屏下指纹识别装置和电子设备
WO2021072753A1 (zh) 指纹检测装置和电子设备
WO2021077259A1 (zh) 识别指纹的方法、指纹识别装置和电子设备
US10628656B2 (en) Image capture apparatus
US11308725B2 (en) Touch display device
WO2021051737A1 (zh) 指纹识别装置、背光模组、液晶显示屏和电子设备
US9854141B2 (en) Thin optical imaging module of a biometric apparatus
US20200184246A1 (en) Optical fingerprint sensing module
WO2021007730A1 (zh) 指纹检测装置和电子设备
WO2022068129A1 (zh) 感测手指生物特征的光学感测装置及使用其的电子装置
CN212392247U (zh) 屏内光学生物特征感测装置
WO2021007964A1 (zh) 指纹检测装置和电子设备
WO2023246640A1 (zh) 电子设备
TWI759662B (zh) 螢幕下圖像獲取結構及電子設備
CN110110701B (zh) 一种指纹识别模组
WO2021007953A1 (zh) 指纹检测装置和电子设备
TWI772821B (zh) 全屏光學圖像採集裝置及利用其之觸控顯示裝置和手持裝置
JP6462385B2 (ja) 薄型生体認証装置の光学結像装置
US11656700B2 (en) Image capturing device and electronic equipment comprising the same
CN212411217U (zh) 电子装置
KR200495784Y1 (ko) 안티 크로스 토크 구조를 구비하는 광학 생체 특징 센서