TWM557387U - 光學指紋檢測裝置 - Google Patents

Abstract

一種光學指紋檢測裝置，具有：一玻璃蓋板，具有一第一表面、一第二表面、一第一側邊及一第二側邊，其中該第一表面係用以提供至少一指紋辨識區；一光源，位於該玻璃蓋板之所述第一側邊；一透鏡，係隔著該玻璃蓋板和該光源相對且其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；以及一感光陣列，係面對該透鏡之所述出光面。

Description

光學指紋檢測裝置

本創作係有關於一種指紋檢測裝置，特別是關於一種薄型光學指紋檢測裝置。

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。請參照圖1，其為一習知光學指紋識別裝置的示意圖。如圖1所示，該習知光學指紋識別裝置具有一玻璃蓋板11、位於玻璃蓋板11下方之一顯示器12，以及位於顯示器12下方之一光學指紋檢測模組13。在此架構下，顯示器12必須能夠透光，光學指紋檢測模組13才能夠對玻璃蓋板11上表面的指紋輸入區域進行一指紋識別作業。

然而，由於傳統的LCD(liquid crystal display；液晶顯示器)顯示幕係利用背光及偏光片等原理進行顯示，為了避免背光洩露，其非顯示部分一般係由一黑色矩陣進行遮蓋，因而使其無法滿足光學指紋檢測模組13的透光要求，也就無法用以實現屏下指紋識別的技術方案。

為解決上述問題，習知亦有以OLED (organic light emitting diode；有機發光二極體)顯示幕實現屏下指紋識別的技術方案。請參照圖2，其繪示另一習知光學指紋識別裝置的示意圖。如圖2所示，該習知光學指紋識別裝置具有一玻璃蓋板14、一OLED顯示層15、一光學墊片16、一微透鏡17及一感光陣列18，且玻璃蓋板14設有一有效感應區14a以對一手指19進行一指紋識別作業。

由於OLED是自發光元件，故可在各OLED顯示像素之間設置縫隙以讓光線透過。為了提高屏下指紋識別效果，該縫隙是越大越好。但是為了提高OLED屏的解析度，該縫隙則是越小越好。因著這個矛盾，屏下指紋識別效果乃受到限制。

另外，目前一般的屏下指紋識別技術方案僅支援在顯示幕上的玻璃蓋板的一特定區域的指紋識別操作。

為解決前述的問題，本領域亟需一新穎的光學指紋檢測裝置。

本創作之一目的在於揭露一種光學指紋檢測裝置，其可使一顯示幕上方的任一區域皆能提供一指紋識別功能。

本創作之另一目的在於揭露一種光學指紋檢測裝置，其可藉由改變光源的光軸方向，使光源的輸出光線在蓋板玻璃內進行全反射傳輸，而可在不管一顯示幕是否能夠透光的情況下，在該蓋板玻璃上表面的任一區域進行一指紋識別作業。

為達前述目的，一種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至少一指紋辨識區；

一光源，位於該玻璃蓋板之所述第一側邊；

一透鏡，係隔著該玻璃蓋板和該光源相對且其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

一感光陣列，係面對該透鏡之所述出光面。

在一實施例中，該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。

為達前述目的，另一種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；

複數個光源，位於該玻璃蓋板之所述第一側邊；

複數個透鏡，各所述透鏡均隔著該玻璃蓋板和一所述光源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，至少一所述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新型之結構、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。

請參照圖3，其繪示本創作光學指紋檢測裝置之一實施例之側視圖。如圖3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、一感光陣列104及一顯示器110。

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，且其較佳為一可改變輸出光軸方向的光源。

透鏡103係隔著玻璃蓋板101和光源102相對且其具有一入光面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。

顯示器110，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，係與玻璃蓋板101之第二表面101b抵接。在可能的實施例中，請參照圖4，顯示器110亦可藉由一黏膠層111與玻璃蓋板101之第二表面101b連接。

本創作的原理在於，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之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，本創作的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，通過改變光源102的入射角度（亦即改變全反射的角度），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，本創作的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，而可在不管顯示器110是否能夠透光的情況下，在玻璃蓋板101的第一表面101a的任一區域進行一指紋識別作業。

請參照圖5，其繪示本創作光學指紋檢測裝置之另一實施例之俯視圖。如圖5所示，該光學指紋檢測裝置包括一玻璃蓋板101、複數個光源102、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(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101r。所述第二表面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。

複數個光源102係位於玻璃蓋板101之第一側邊101c，且各光源102較佳為一可改變輸出光軸方向的光源。

複數個透鏡103，各透鏡103均隔著玻璃蓋板101和一光源102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。

複數個感光陣列104，各面對一透鏡103之出光面103b。

於操作時，本創作的光學指紋檢測裝置可藉由改變各光源102的光軸方向，並依序或同時開啟各光源102，以使各光源102的輸出光線在玻璃蓋板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110是否能夠透光的情況下，在玻璃蓋板101的第一表面101a的任一區域提供一指紋辨識區101r以進行一指紋識別作業，從而提供一全屏光學指紋識別功能。

藉由前述所揭露的設計，本創作乃具有以下的優點：

1.本創作的光學指紋檢測裝置不受顯示器特性的限制而可使一顯示幕的任一區域皆能提供一指紋識別功能。

2.本創作的光學指紋檢測裝置比習知的屏下光學指紋識別技術方案具有更高的光線利用率。

3.本創作的光學指紋檢測裝置可藉由改變光源的光軸方向，使光源的輸出光線在蓋板玻璃內進行全反射傳輸，而可在不管一顯示幕是否能夠透光的情況下，在該蓋板玻璃上表面的任一區域進行一指紋識別作業。

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，且其首先創作合於實用，亦在在符合新型之專利要件，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。

11、14、101‧‧‧玻璃蓋板
12、110‧‧‧顯示器
13‧‧‧光學指紋檢測模組
14a‧‧‧有效感應區
15‧‧‧OLED顯示層
16‧‧‧光學墊片
17‧‧‧微透鏡
18、104‧‧‧感光陣列
19、200‧‧‧手指
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‧‧‧光源
103‧‧‧透鏡
103a‧‧‧入光面
103b‧‧‧出光面
111‧‧‧黏膠層

圖1為一習知光學指紋識別裝置的示意圖。 圖2繪示另一習知光學指紋識別裝置的示意圖。 圖3繪示本創作光學指紋檢測裝置之一實施例之側視圖。 圖4繪示本創作光學指紋檢測裝置之另一實施例之側視圖。 圖5繪示本創作光學指紋檢測裝置之另一實施例之俯視圖。

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‧‧‧光源

103‧‧‧透鏡

103a‧‧‧入光面

103b‧‧‧出光面

104‧‧‧感光陣列

110‧‧‧顯示器

200‧‧‧手指

Claims (8)

1. 一種光學指紋檢測裝置，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至少一指紋辨識區； 一光源，位於該玻璃蓋板之所述第一側邊； 一透鏡，係隔著該玻璃蓋板和該光源相對且其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 一感光陣列，係面對該透鏡之所述出光面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學指紋檢測裝置，其中該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3項所述之光學指紋檢測裝置，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。
5. 一種光學指紋檢測裝置，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； 複數個光源，位於該玻璃蓋板之所述第一側邊； 複數個透鏡，各所述透鏡均隔著該玻璃蓋板和一所述光源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。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學指紋檢測裝置，其中至少一所述光源係一可改變輸出光軸方向的光源。
7. 如申請專利範圍第5項所述之光學指紋檢測裝置，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。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光學指紋檢測裝置，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。