TWM604441U - 光學指紋感測模組和具有光學指紋檢測的顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種光學指紋感測模組包含影像感測裝置、光源和遮光結構。影像感測裝置配置用以感測傳輸自顯示面板上的指紋的光。影像感測裝置包含具有第一幾何中心的光感測面。光源包含具有第二幾何中心的出光面。第一幾何中心與第二幾何中心之間相隔的距離為2 mm至20 mm。遮光結構設置在影像感測裝置和光源之間。舉例來說，光學指紋感測模組更包含視場角控制器，視場角控制器以5至60度的視場角限制光線通過。本文也揭示了一種具有光學指紋檢測的顯示裝置。

Description

光學指紋感測模組和具有光學指紋檢測的顯示裝置

本揭示內容涉及一種光學指紋感測模組和一種具有光學指紋檢測的顯示裝置。

隨著智慧型手機和平板電腦等可攜式裝置的發展，對個人識別技術的要求越來越高。在個人識別技術中，從成本、尺寸和識別精度的觀點來看，指紋辨識技術被認為是有前景的。傳統的智慧型手機中，指紋辨識模組安裝在手機中顯示面板之外的區域。最近，一些配有OLED面板的智慧型手機將指紋辨識模組整合到OLED面板中，以最小化智慧型手機的框架尺寸。但是，該技術不適用於其他類型的顯示面板，因為顯示面板的光學機制和結構完全不同。因此，需要一種適用於各種顯示面板的指紋辨識技術。

本揭露的一態樣提供一種光學指紋感測模組。光學指紋感測模組包含影像感測裝置、至少一個光源以及遮光結構。影像感測裝置配置用以感測傳輸自顯示面板上的指紋的光。影像感測裝置包含具有第一幾何中心的光感測面。至少一個光源與影像感測裝置相鄰。光源包含具有第二幾何中心的出光面，且第一幾何中心與第二幾何中心之間相隔的距離為2 mm至20 mm。遮光結構設置在影像感測裝置和光源之間。

根據本揭露的一些實施方式，光學指紋感測模組更包含與光源配合的視場角控制器，使得從光源發出或通過視場角控制器的光具有5度至60度的視場角範圍。

根據本揭露的一些實施方式，光源的視場角範圍為15度至35度。

根據本揭露的一些實施方式，光源的視場角範圍為20度至30度。

根據本揭露的一些實施方式，視場角控制器包含從遮光結構的頂部橫向延伸的頂板，且頂板具有與出光面對齊的光圈。

根據本揭露的一些實施方式，視場角控制器更包含從頂板向下延伸的壁面，其中光源位於壁面和遮光結構之間。

根據本揭露的一些實施方式，壁面圍繞遮光結構和光源。

根據本揭露的一些實施方式，視場角控制器包含配置於出光面之上的透鏡。

根據本揭露的一些實施方式，光源的視場角具有實質上垂直於光感測面的軸線。

根據本揭露的一些實施方式，第一幾何中心與第二幾何中心之間相隔的距離為4 mm至10 mm。

根據本揭露的一些實施方式，影像感測裝置具有與光源的底部共面的底部。

根據本揭露的一些實施方式，遮光結構圍繞影像感測裝置。

根據本揭露的一些實施方式，遮光結構具有暴露影像感測裝置的開口。

一種光學指紋感測模組包含影像感測裝置、遮光結構、至少一個光源以及視場角控制器。遮光結構圍繞影像感測裝置，且遮光結構具有暴露影像感測裝置的開口。至少一個光源位於遮光結構之外，使得遮光結構位於光源和影像感測裝置之間。視場角控制器與光源相鄰並與光源配合，使得光源發出或通過視場角控制器的光具有5度至60度的視場角範圍。

根據本揭露的一些實施方式，影像感測裝置包含具有第一幾何中心的光感測面，以及光源包含具有第二幾何中心的一出光面。第一幾何中心與第二幾何中心之間相隔的距離為2 mm至20 mm。

根據本揭露的一些實施方式，視場角控制器包含從遮光結構的頂部橫向延伸的頂板，且頂板具有在垂直於出光面的方向上與出光面對齊的光圈。

根據本揭露的一些實施方式，光源的視場角控制器更包含從頂板向下延伸的壁面，其中光源位於壁面和遮光結構之間。

根據本揭露的一些實施方式，光源的視場角範圍為15度至35度。

本揭露的一態樣提供一種具有光學指紋檢測的顯示裝置。根據本揭露的任一實施方式和實施例，顯示裝置包含顯示面板和光學指紋感測模組。顯示面板具有顯示面和與顯示面相對的背面。光學指紋感測模組設置在顯示面板的背面。

根據本揭露的一些實施方式，出光面和光感測面面向顯示面板的背面。

以下揭露提供許多不同的實施方式或實施例，用於實施所提供的範疇的不同特徵。以下描述元件和排列的特定實施例用以簡化本揭露。當然，這些僅是實施例，並且不旨在限制。舉例來說，以下所述之第一特徵形成於第二特徵上的敘述包含兩者直接接觸，或兩者之間隔有其他額外特徵而非直接接觸。此外，本揭露在多個實施例中可重複參考數字及/或符號。這樣的重複是為了簡化和清楚，而並不代表所討論的各實施方式及/或配置之間的關係。

將理解的是，儘管本文可以使用術語第一、第二等來描述各種元件，但是這些元件不應受到這些術語的限制。這些術語僅用於區分一個元件和另一個元件。舉例來說，在不脫離本實施方式的範圍的情況下，第一元件可以被稱為第二元件，並且類似地，第二元件可以被稱為第一元件。如本文所使用，術語「及/或」包含一個或多個相關聯的所列項目的任何和所有組合。

此外，為了便於描述，在本文中可以使用諸如「在...下方」、「下面」、「下方」、「在...之上」、「上方」等空間相對術語來描述一個元件或特徵與另一元件的關係，如圖式所示。除了在圖式中描述的方向之外，空間相對術語還意欲涵蓋在使用或操作中的設備之不同方向。置/設備可經其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且因此可同樣地解讀本揭露所使用之空間相對性描述詞。

另外，當數字或數字範圍描述為「大約」、「近似」及其他類似的用語，在此是為了涵蓋描述的數字為一合理範圍區間內的數字，如所屬技術領域中的技術人員應理解在+/- 10%之內所述的數字或其他數值。例如，用語「大約5 nm」涵蓋從4.5 nm 至5.5 nm的尺寸範圍。

根據本揭露的一個態樣，提供了一種光學指紋感測模組。光學指紋感測模組能夠檢測或感測用戶手指的指紋。在各種實施方式中，光學指紋感測模組檢測傳輸自電子裝置的顯示面板上手指指紋的光。

第1圖為根據本揭露的一些實施方式，示意地繪示光學指紋感測模組100的分解透視圖。如第1圖所示，光學指紋感測模組100包含影像感測裝置110、一個或多個光源120以及遮光結構130。根據本揭露的又一些實施方式，光學指紋感測模組100可以可選地包括其他元件或特徵，在下文中對其進行詳細描述。

影像感測裝置110包括能夠檢測或感測入射光的光感測面112。例如，影像感測裝置110可以包括佈置在光感測面112上的一些感光元件，稱為像素。入射到光感測面112上的光子產生可以被讀取並轉換為數位信號的電荷。在一些實施例中，影像感測裝置110可以包括檢測紅外光或可見光的電荷耦合元件（全稱，CCD），或者檢測紅外光或可見光的互補式金屬氧化物半導體（全稱，CMOS）元件。光感測面112具有第一幾何中心112a。這裡的術語「幾何中心」指的是數學和物理學中的一般含義，尤其「第一幾何中心」指的是光感測面上的所有點的算術平均位置。

配置一個或多個光源120與影像感測裝置110相鄰。雖然第1圖描繪了複數個光源120，但是本揭露不限於此。在一些實施方式中，影像感測裝置110可以包括單個光源120。取決於影像感測裝置110的類型，光源120能夠發出紅外光或可見光。在一些實例中，當影像感測裝置110包括檢測可見光的CCD或CMOS元件時，光源120可以是可見光發光二極體。在又一些實施例中，當影像感測裝置110包括檢測紅外光的CCD或CMOS元件時，光源120可以是紅外線發光二極體。

光源120可以包括具有第二幾何中心122a的出光面122。這裡的術語「出光面」指的是俯視觀察時，光源120發射光的平面。此外，這裡的術語「幾何中心」指的是數學和物理學中的一般含義，尤其是「第二幾何中心」指的是出光面上所有點的算術平均位置。在一些實施方式中，光源120包括LED晶片，並且出光面122的第二幾何中心122a與LED晶片的頂表面的幾何中心大致相同。

第二幾何中心122a與第一幾何中心112a以2 mm至20 mm範圍的距離D間隔開或分開。根據各種實施方式，第一幾何中心112a和第二幾何中心122a之間的距離D至關重要，並且提供一定的技術效果。特別地，根據一些實施方式，當距離D小於特定程度時，例如2 mm，所檢測到的指紋的信號雜訊比(signal-to-noise ratio, SNR)降低至不可接受的程度。另一方面，又根據一些實施方式，當距離D大於另一特定值時，例如20 mm，所檢測到的指紋的信號雜訊比也降低到不可接受的程度。因此，存在相對更好的距離D，且距離D的範圍為2 mm至20 mm，特別是4 mm至10 mm。例如，距離D可以是2 mm、4 mm、6 mm、8 mm、10 mm、12 mm、14 mm、16 mm、18 mm或20 mm。距離D的臨界性的可能機制將在下文中詳細討論。

在一些實施方式中，光感測面112可實質上平行於出光面122。出光面122可以高於或低於光感測面112。此外，光感測面112具有垂直於光感測面112並穿過第一幾何中心112a的第一軸112c。出光面122具有垂直於出光面122並穿過第二幾何中心122a的第二軸122c。第一幾何中心112a和第二幾何中心122a之間的距離D定義為第一軸112c和第二軸122c之間的距離。

又在一些實施例中，光感測面112不平行於出光面122，如第2圖所示。出光面122可以高於或低於光感測面112。第2圖的上部描繪出光面122高於光感測面112。第2圖的下部描繪出光面122低於光感測面112。第2圖還描繪了與光感測面112平行的虛擬平面160。在這些實施方式中，第一幾何中心112a和第二幾何中心122a之間的距離D定義為第一幾何中心112a的垂直投影112a”到虛擬平面160上與第二幾何中心122a的垂直投影122a”到虛擬平面160上之間的距離。

再次參考第1圖，根據一些實施方式，影像感測裝置110具有與光源120的底部124共平面的底部114。舉例來說，可以將影像感測裝置110的底部114和光源120的底部124附接或結合到基板150的平面152上，例如電路板。然而，在又一些實施方式中，影像感測裝置110的底部114和光源120的底部124不是共平面。

在又一些實施例中，光學指紋感測模組100包括複數個光源120，並且複數個光源120在平面圖中相對於第一幾何中心112a呈對稱地分布。舉例來說，可以設置一或多對光源120，其中成對的光源120位於影像感測裝置110的相對側。成對的光源120與影像感測裝置110等距離。

遮光結構130設置在影像感測裝置110和光源120之間。遮光結構130從低於出光面122的位置延伸至比出光面122和光感測面112都高的位置。在一些實施方式中，遮光結構130圍繞影像感測裝置110。具體地，光源120可以位於遮光結構130之外，而影像感測裝置110可以位於遮光結構130之內。以這種方式，遮光結構130防止光感測面112受到從光源120直接發射的光的干擾，以及與目標指紋無關的其他雜訊光的干擾。又根據一些實施方式，遮光結構130可以具有暴露影像感測裝置110的開口132。在實施例中，開口132與影像感測裝置110重疊及/或實質上對齊。因此，光可以經由開口132傳送到影像感測裝置110的光感測面112。

儘管第1圖描繪了遮光結構130圍繞影像感測裝置110，但是本揭露不限於此。例如，遮光結構130可以是位於光源120和影像感測裝置110之間的單個「隔板」或複數個離散的「隔板」。隔板垂直地向上延伸至比光感測面112和出光面122都高的位置。

根據本揭露的一些實施方式，透鏡組170可以可選地包括在光學指紋感測模組100中。透鏡組170設置於影像感測裝置110之上，配置用以產生影像感測裝置110的指紋的圖像。在一些實施方式中，透鏡組170可以包括雙凸透鏡、凸凹（新月形）透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡或其組合。

光學指紋感測模組100可以更包括濾光片（未示出於第1圖中），濾光片過濾會干擾波長之不必要的光。例如，當影像感測裝置110用於檢測紅外光（而光源120用於發出紅外光）時，濾光片起到過濾可見光及/或紫外光的作用。濾光片可以設置在影像感測裝置110之上並覆蓋光感測面112。在一些實施例中，濾光片可以是在透鏡組170的一個或多個透鏡上形成的塗層。

第3圖根據本揭露的一些實施方式，示意地繪出具有光學指紋檢測的顯示裝置200a的截面圖。顯示裝置200a可以是電子裝置的一部分，例如智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、通訊裝置、電子安全防護裝置或任何需要指紋識別的裝置。如第3圖所繪示，顯示裝置200a包括光學指紋感測模組100a以及在光學指紋感測模組100a之上的顯示面板210。關於光學指紋感測模組100a，在此重複參考標號以示出第1圖所示的相同或相似的特徵，以上描述同樣地適用於以下描述的實施方式，並且其細節不再重複描述。顯示面板210具有顯示側面211和與顯示側面211相對的背面212。光學指紋感測模組100a可以設置在顯示面板210的背面212附近。配置光學指紋感測模組100a用以感測或檢測傳輸自顯示面板210上的手指300的指紋的光。在不同實施方式中，出光面122和光感測面112面向顯示面板210的背面212。

與第1圖所示的實施方式相比，光學指紋感測模組100a更包括視場角控制器140。視場角控制器140與光源120配合，使得從光源120發出的光或通過視場角控制器140的光具有在預定範圍內的視場角θ，此預定範圍最好可以在5度至60度的範圍內。就檢測到的指紋的信號雜訊比（SNR）而言，視場角θ至關重要。具體地，根據一些實施方式，當視場角θ小於某程度時，例如5度，檢測到的指紋的SNR降低到不可接受的程度。另一方面，又根據一些實施方式，當視場角θ大於某數值時，例如60度，檢測到的指紋的SNR也降低到不可接受的程度。因此，視場角θ相對較好的範圍在5至60度之間，具體地，在15度至35度的範圍內，更具體地，在20度至30度的範圍內。例如，視場角θ可以是5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度或60度。下文中將詳細討論視場角的臨界性的可能機制。須注意，當使用視場角控制器140並將光的視場角θ控制在5度至60度的範圍內時，第一幾何中心112a與第二幾何中心122a之間的距離D可以在2 mm至20 mm的範圍之外。

視場角控制器140可以設置在與光源120相鄰的任何合適的位置，只要視場角控制器140可以與光源120配合以將光的視場角控制在預定範圍內，例如，從5度至60度的範圍。在一些實施方式中，視場角控制器140可包括配置在出光面122之上的透鏡144。例如，透鏡可以是平凸透鏡、新月形透鏡或類似的透鏡。平凸透鏡或新月形透鏡聚焦（或集中）從光源120發出的光，用以控制從光源120發出的光的視場角。在又一些實施方式中，視場角控制器140更包括安裝在透鏡144上的屏蔽圓蓋142。屏蔽圓蓋142用於屏蔽相對於出光面122的垂直軸成大角度的光。另外，屏蔽圓蓋142具有暴露出光源120的第二幾何中心122a的光圈。

從光源120發出的光照射手指300，並且影像感測裝置110檢測傳輸自手指300的光。因此，可以檢測手指300的指紋。

在一些實施方式中，顯示裝置200a可以可選地包括導光板220、擴散片230和反射片240。導光板220設置在顯示面板210和光學指紋感測模組100a之間。擴散片230設置在導光板220和顯示面板210之間。反射片240設置在導光板220和光學指紋感測模組100a之間。

在一些實施方式中，顯示面板210是液晶顯示（全稱，LCD）面板。在實施例中，LCD面板可以是IPS LCD面板、MVA LCD面板、TN模式LCD面板、半反射LCD面板等。如第3圖所示，設置複數個光學元件在手指300與光學指紋感測模組100a之間。與其他類型的顯示面板相比，指紋影像的檢測更加困難。因此，根據本揭露的一些實施方式，前面提到的SNR對於精確檢測指紋的目的是重要的，並且前面提到的距離D及/或視場角θ至關重要。

第4圖為根據本揭露的又一些實施方式，示意地繪示具有光學指紋檢測的顯示裝置200b的截面圖。除了遮光結構130包括壁面134之外，顯示裝置200b類似於第3圖所示的顯示裝置200a。在一些實施方式中，可更包含簷部136。簷部136可以從壁面134的頂部朝向光源120的第二軸122c橫向延伸。在一些實施方式中，簷部136橫向延伸至不超過出光面122的第二軸122c的位置。簷部136還有助於提高上述檢測到的指紋的SNR。

第5圖是根據本揭露的又一些實施方式，示意地繪示具有光學指紋檢測的顯示裝置200c的截面圖。除了視場角控制器140的結構不同之外，顯示裝置200c類似於第4圖所示的顯示裝置200b。在第5圖中，視場角控制器140包括準直器143和透鏡144。準直器143和透鏡144共同用於管理光的方向，使得通過準直器143的光的視場角可以被限制在期望的範圍內。在一些實施例中，透鏡144直接安裝在光源120上，準直器143固定在簷部136上。準直器143在透鏡144之上並且實質上對準透鏡144。在又一些實施例中，準直器143可以直接放置在透鏡144上，並放置在透鏡144周圍。

第6A圖是根據本揭露的又一些實施方式，示意地繪示具有光學指紋檢測的顯示裝置200d的截面圖。除了視場角控制器140的結構不同之外，顯示裝置200d與第3圖所示的顯示裝置200a相似。在第6A圖中，視場角控制器140包括從遮光結構130的頂部橫向延伸的頂板145。頂板145具有在垂直於出光面122的方向上與出光面122對齊的光圈145a。在一些實施例中，光圈145a的寬度小於出光面122的寬度。因此，傳輸通過頂板145的光圈145a的光可被限制在特定的視場角內。然而，在一些實例中，光圈145a的寬度可以大於出光面122的寬度。舉例來說，另一光學元件（例如，第5圖中所示的透鏡144）可以設置在光源120的出光面122之上，以有助於限制視場角θ。通過光圈145a的光的視場角θ可以被限制在5度至60度的範圍內，然後被限制的光投射到手指300。視場角θ具有指向手指300的軸線C，以便可以由影像感測裝置110檢測指紋的影像。在實施例中，軸線C實質上垂直於出光面122和光感測面112。

第6B圖是根據一些實施方式，示意地示出第6A圖的影像感測裝置110、遮光結構130、光源120和視場角控制器140的平面圖。如第6A圖和第6B圖所示，視場角控制器140的頂板145物理連接至遮光結構130。例如，頂板145從遮光結構130的頂部橫向延伸至通過光源120的位置。頂板145可以在實質上垂直於遮光結構130及/或視場角θ的軸線C的方向上延伸。頂板145可以具有複數個光圈145a，並且每個光圈145a暴露光源120的部分或整個出光面122。頂板145屏蔽相對於軸線C具有大角度的光，因此可以增強檢測到的指紋的SNR。

第7A圖是根據本揭露的又一些實施方式，示意地繪示具有光學指紋檢測的顯示裝置200e的截面圖。第7B圖示意地示出第7A圖的影像感測裝置110、遮光結構130、光源120和視場角控制器140的平面圖。除了更包含從頂板145向下延伸的壁面146的視場角控制器140之外，顯示裝置200e類似於第6A圖中所示的顯示裝置200d。在一些實施方式中，壁面146向下延伸至出光面122下方的位置。在一些實例中，壁面146可以從頂板145延伸至基板150，因此壁面146的高度實質上等於遮光結構130的高度。此外，壁面146和遮光結構130的底部都可以牢固地固定在基板150上，因此，可以確保遮光結構130和視場角控制器140的構造的穩定性和準確性。換句話說，提高了整個光學指紋感測模組的準確性和可靠性。例如，遮光結構130，以及視場角控制器140的頂板145和壁面146可以集成為單一物件。具體而言，可以使用成模過程來形成由遮光結構130和視場角控制器140組成的整體物件。

在又一些實施方式中，壁面146包圍圍繞影像感測裝置110的遮光結構130。特別地，光源120位於壁面146和遮光結構130之間。更具體地，光源120被包圍在由遮光結構130、基板150以及視場角控制器140的頂板145和壁面146限定的空間中。只有光圈145a提供從光源120發出的光之光路徑。結果改善了檢測到的指紋的SNR和光學指紋感測模組的可靠性。

第8圖是根據本揭露的一些實施例，顯示檢測到的指紋的SNR與投射到用戶手指的光的視場角θ之間的關係圖。出乎意料的是，所檢測到的指紋的SNR與視場角θ為顯著相關。例如，當視場角θ小於約15度時，SNR小於或近似於10(分貝)。另一方面，當視場角θ大於約35度時，SNR也小於或接近10(分貝)。一定範圍的視場角θ的存在能夠獲得相對較高的檢測到的指紋的SNR。與第8圖相關的結果是顯示視場角θ的臨界性的證據。

第9圖示意地顯示第7A圖中顯示裝置200e中可能的光路徑的截面圖，其中放大手指300的指紋以更好地繪示。如圖所示，指紋具有多個凸部A和多個凹部B。從光源120發出的光傳輸通過視場角控制器140的光圈145a，並投射到手指300。光進一步傳輸到手指300，並被手指300中的組織散射(及/或反射)。散射光通過手指300的指紋沿著光路徑310傳輸到光感測面112，因此光感測面112檢測到指紋。如果在上述光學機構中檢測到指紋，手指300的凸部A被檢測為「暗」圖案，則凹部B被檢測為「亮」圖案。這是因為穿過凸部A的光在手指300的組織中具有更長的光路徑，組織吸收了一部分的光且降低了光強度。

然而，顯示裝置200e中存在另一種光路徑，即光反射。當具有大入射角的光沿著光路徑320傳輸到指紋的表面時，光被反射並導向光感測面112。在發生光路徑的同時，將凸部A檢測為「亮」圖案，而將凹部B檢測為「暗」圖案，這些圖案與先前段落中描述的光路徑310恰好相反。第10圖繪示出可能的機構的放大截面圖。當大入射角的光沿著光路徑320照射凸部A時，會產生覆蓋凹部B的凸部A的陰影A”。因此，手指300的凸部A被檢測為「亮」圖案，但是將凹部B檢測為「暗」圖案。與光路徑320關聯的檢測圖案和與光路徑310關聯的檢測圖案相反。因此，來自具有大入射角的光的光路徑320可能會干擾與光路徑310相關聯的檢測圖案。當投射到手指的光的視場角θ增加時，具有大入射角的光量增加，導致光路徑320的反射增加。因此，當視場角θ大於特定程度時，檢測到的指紋的SNR降低。

此外，視場角θ也影響光路徑310。再次參照第9圖，當視場角θ變窄時，沿著光路徑310傳輸的散射光的量可能減少。較寬的視場角θ可能會增強光散射的多方向性，因為較寬的視場角θ提供更多的入射方向。因此，狹窄的視場角θ可能會抑制光散射的多方向性，導致沿光路徑310傳輸的散射光量減少。因此，當視場角θ小於一定程度時，檢測到的指紋的SNR也降低。

再次參考第3圖，距離D也影響光路徑310和光路徑320，因此，就檢測到的指紋的SNR而言，也存在距離D的相對更好的範圍。

儘管如此，本申請不旨在限於任何理論或光學機制。本揭露中描述的相關理論和機制僅出於更好地理解視場角θ和距離D的臨界性的目的。

前述內容概述了幾個實施方式的特徵，使得本領域技術人員可以更好地理解以上詳細描述。本領域技術人員應當理解，他們可以容易地將本揭露用作設計或修改其他過程和結構的基礎，以實現與本文介紹的實施方式相同的目的及/或實現相同的優點。本領域技術人員也應當理解，這樣的等效構造不脫離本揭示的精神和範圍，並且在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，它們可以在這裡進行各種改變、替換和變更。

100,100a:光學指紋感測模組 110:影像感測裝置 112:光感測面 112a:第一幾何中心 112a”:垂直投影 112c:第一軸 114:底部 120:光源 122:出光面 122a:第二幾何中心 122a”:垂直投影 122c:第二軸 124:底部 130:遮光結構 132:開口 134:壁面 136:簷部 140:視場角控制器 142:屏蔽圓蓋 143:準直器 144:透鏡 145:頂板 145a:光圈 146:壁面 150:基板 152:平面 160:虛擬平面 170:透鏡組 200a、200b、200c、200d、200e:顯示裝置 210:顯示面板 211:顯示側面 212:背面 220:導光板 230:擴散片 240:反射片 300:手指 310、320:光路徑 A:凸部 A”:陰影 B:凹部 C:軸線 D:距離 θ:視場角

當與圖示一起閱讀時，從以下詳細描述可以最好地理解本揭露的態樣。應注意，根據業界標準實務，各種特徵未按比例繪製。實際上，為了清楚討論，各種特徵的尺寸可以任意地增加或減少。 第1圖為根據本揭露的一些實施方式，示意地繪示光學指紋感測模組的分解透視圖。 第2圖為根據本揭露的一些實施方式，顯示第一和第二幾何中心之間的距離。 第3圖至第5圖為根據本揭露的一些實施方式，示意地繪示具有光學指紋檢測的顯示裝置的截面圖。 第6A圖為根據本揭露的又一些實施方式，示意地繪示具有光學指紋檢測的顯示裝置的截面圖。 第6B圖為根據本揭露的一些實施方式，示意地顯示第6A圖的影像感測裝置、遮光結構、光源和視場角控制器的平面圖。 第7A圖為根據本揭露的又一些實施方式，示意地繪示具有光學指紋檢測的顯示裝置的截面圖。 第7B圖為根據本揭露的一些實施方式，示意地顯示第7A圖的影像感測裝置、遮光結構、光源和視場角控制器的平面圖。 第8圖為根據本揭露的一些實施方式，顯示檢測指紋的SNR與視場角θ之間的關係。 第9圖是示意地顯示第7A圖的顯示裝置中的可能的光路徑的截面圖。 第10圖繪示某些可能的機構的放大截面圖。

100a:光學指紋感測模組

110:影像感測裝置

112:光感測面

112a:第一幾何中心

114:底部

120:光源

122:出光面

122a:第二幾何中心

124:底部

130:遮光結構

132:開口

140:視場角控制器

142:屏蔽圓蓋

144:透鏡

200a:顯示裝置

210:顯示面板

211:顯示側面

212:背面

220:導光板

230:擴散片

240:反射片

300:手指

D:距離

θ:視場角

Claims (20)

1. 一種光學指紋感測模組，包含： 一影像感測裝置，配置用以感測傳輸自一顯示面板上的一指紋的光，且包含具有一第一幾何中心的一光感測面； 至少一個光源，與該影像感測裝置相鄰，其中該光源包含具有一第二幾何中心的一出光面，且該第一幾何中心與該第二幾何中心之間相隔的一距離為2 mm至20 mm；以及 一遮光結構，設置在該影像感測裝置和該光源之間。
2. 如請求項1所述之光學指紋感測模組，更包含與該光源配合的一視場角控制器，使得從該光源發出或通過該視場角控制器的光具有5度至60度的一視場角範圍。
3. 如請求項2所述之光學指紋感測模組，其中該視場角範圍為15度至35度。
4. 如請求項2所述之光學指紋感測模組，其中該視場角範圍為20度至30度。
5. 如請求項2所述之光學指紋感測模組，其中該視場角控制器包含從該遮光結構的一頂部橫向延伸的一頂板，且該頂板具有與該出光面對齊的一光圈。
6. 如請求項5所述之光學指紋感測模組，其中該視場角控制器更包含從該頂板向下延伸的一壁面，其中該光源位於該壁面和該遮光結構之間。
7. 如請求項6所述之光學指紋感測模組，其中該壁面圍繞該遮光結構和該光源。
8. 如請求項2所述之光學指紋感測模組，其中該視場角控制器包含配置於該出光面之上的一透鏡。
9. 如請求項2所述之光學指紋感測模組，其中該視場角具有實質上垂直於該光感測面的一軸線。
10. 如請求項1所述之光學指紋感測模組，其中該距離的範圍從4 mm至10 mm。
11. 如請求項1所述之光學指紋感測模組，其中該影像感測裝置具有與該光源的一底部共面的一底部。
12. 如請求項1所述之光學指紋感測模組，其中該遮光結構圍繞該影像感測裝置。
13. 如請求項1所述之光學指紋感測模組，其中該遮光結構具有暴露該影像感測裝置的一開口。
14. 一種光學指紋感測模組，包含： 一影像感測裝置； 一遮光結構，圍繞該影像感測裝置，其中該遮光結構具有暴露該影像感測裝置的一開口； 至少一個光源，位於該遮光結構之外，使得該遮光結構位於該光源和該影像感測裝置之間；以及 一視場角控制器，與該光源相鄰並與該光源配合，使得該光源發出或通過該視場角控制器的光具有5度到60度的一視場角範圍。
15. 如請求項14所述之光學指紋感測模組，其中 該影像感測裝置包含具有一第一幾何中心的一光感測面，以及 該光源包含具有一第二幾何中心的一出光面， 其中該第一幾何中心與該第二幾何中心之間相隔的一距離為2 mm至20 mm。
16. 如請求項15所述之光學指紋感測模組，其中該視場角控制器包含從該遮光結構的一頂部橫向延伸的一個頂板，且該頂板具有在垂直於該出光面的一方向上與該出光面對齊的一光圈。
17. 如請求項16所述之光學指紋感測模組，其中該視場角控制器更包含從該頂板向下延伸的一壁面，其中該光源位於該壁面和該遮光結構之間。
18. 如請求項14所述之光學指紋感測模組，其中該視場角範圍為15度至35度。
19. 一種具有光學指紋檢測的顯示裝置，包含： 一顯示面板，具有一顯示面和與該顯示面相對的一背面；以及 如請求項1所述之光學指紋感測模組，設置在該顯示面板的該背面。
20. 如請求項19所述之顯示裝置，其中該出光面和該光感測面面向該顯示面板的該背面。

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