[發(fā)明專利]光學(xué)傳感器模塊、檢測指紋的電子設(shè)備和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880025132.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN110520863B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何毅;皮波
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市匯頂科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京龍雙利達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11329
• 代理人: 武甜;徐勇勇

1.一種能夠通過光學(xué)感測檢測指紋的電子設(shè)備，包括：

顯示圖像的顯示面板；

頂部透明層，形成于所述顯示面板上方，作為用戶觸摸操作的界面，和用于透射來自所述顯示面板的光以顯示圖像的界面，所述頂部透明層包括指定指紋感測區(qū)域，供用戶放置手指進(jìn)行指紋感測；

光學(xué)傳感器模塊，位于所述顯示面板下方以及所述頂部透明層上的指定指紋感測區(qū)域下方，用于接收來自所述頂部透明層的光以檢測指紋，其中所述光學(xué)傳感器模塊包括光學(xué)檢測器的光學(xué)傳感器陣列，以將接收到的攜帶所述用戶的指紋圖案的光轉(zhuǎn)換為表示所述指紋圖案的檢測器信號；

額外照明光源，位于所述光學(xué)傳感器模塊外部的不同位置，用于產(chǎn)生不同的照明探測光束，以在不同照明方向上照亮所述頂部透明層上的指定指紋感測區(qū)域，每個(gè)額外照明光源被構(gòu)造為產(chǎn)生對應(yīng)于人類手指的組織呈現(xiàn)光透射的光譜范圍內(nèi)的探測光，以允許每個(gè)照明探測光束中的探測光在所述頂部透明層上的指定指紋感測區(qū)域上方進(jìn)入用戶手指，通過所述手指內(nèi)部組織的散射產(chǎn)生散射探測光，所述散射探測光朝向所述頂部透明層傳播，并穿過所述頂部透明層以攜帶指紋圖案的二維透射信息和指紋形貌信息，所述二維透射信息包括與所述不同照明方向?qū)?yīng)的多個(gè)二維透射圖案，所述指紋形貌信息包括由透過所述手指的脊和谷的內(nèi)部組織的透射形成的、分別與所述不同照明方向相關(guān)聯(lián)的不同的指紋形貌圖案，所述不同的指紋形貌圖案分別嵌入在對應(yīng)的二維透射圖案內(nèi)，所述不同的形貌信息的合成用于構(gòu)建與所述指紋圖案相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的三維圖像；以及

探測照明控制電路，被耦合以控制所述額外照明光源依次開啟和關(guān)閉，以在不同時(shí)刻生成不同照明探測光束，一次一個(gè)光束，使得位于所述顯示面板下方的所述光學(xué)傳感器模塊可操作以依次檢測來自所述不同照明探測光束的所述散射探測光，以分別采集所述指紋圖案信息，以及與所述不同照明方向相關(guān)聯(lián)的所述不同的指紋形貌信息。

2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中：

額外照明光源發(fā)射590nm至950nm之間的探測光，其中人類手指呈現(xiàn)光學(xué)透射。

3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中：

每個(gè)額外照明光源還以第二不同波長發(fā)射第二探測光；以及

所述設(shè)備包括控制器，所述控制器用于處理來自感測所述探測光的所述光學(xué)傳感器模塊的光學(xué)檢測器信號，以及所述第二探測光，以確定檢測到的指紋是否來自活人的手指。

4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中：

所述額外照明光源包括第一照明光源和第二照明光源，第一照明光源和第二照明光源被放置在相對于所述頂部透明層上的指定指紋感測區(qū)域的相反方向上，使得來自第一和第二照明光源的所述照明探測光束在相反方向上被引導(dǎo)到所述指定指紋感測區(qū)域。

5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中：

所述光學(xué)傳感器模塊包括：

針孔層，位于所述顯示面板和所述光學(xué)傳感器陣列之間，被構(gòu)造為包括針孔，所述針孔被構(gòu)造成在收集光時(shí)產(chǎn)生大的光學(xué)視場并向所述光學(xué)傳感器陣列傳輸所述收集到的光，以及

透鏡，位于所述針孔層和所述光學(xué)傳感器陣列之間，用于接收來自所述針孔的透射光，并將所述接收的光聚焦到所述光學(xué)傳感器陣列上，與沒有所述透鏡而使用所述針孔將光投射到所述光學(xué)傳感器陣列上時(shí)的較低空間成像分辨率相比，所述透鏡以增強(qiáng)的空間成像分辨率在所述光學(xué)傳感器陣列處進(jìn)行光學(xué)成像。

6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中：

所述光學(xué)傳感器模塊包括位于所述顯示面板和所述光學(xué)傳感器陣列之間的光學(xué)準(zhǔn)直器陣列，用于收集光并將所述收集的光引導(dǎo)到所述光學(xué)傳感器陣列。

7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)傳感器模塊還包括：

光學(xué)衍射器，位于所述光學(xué)準(zhǔn)直器陣列和所述顯示面板之間，通過將返回的探測光衍射為有角度的探測光，以進(jìn)入所述光學(xué)準(zhǔn)直器陣列，同時(shí)減少垂直于所述顯示面板并進(jìn)入所述光學(xué)準(zhǔn)直器陣列的返回的探測光的量。

8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中：

所述光學(xué)傳感器模塊包括將光收集到所述光學(xué)傳感器陣列上的透鏡。