指纹传感器及其制造方法、显示设备、检测指纹的方法技术

本申请提供了一种指纹传感器。所述指纹传感器包括多条光纤的阵列。多条光纤中的每一条具有第一端和与第一端相对的第二端。多条光纤中的每一条构造为使入射光从第二端进入并使出射光从第二端出射。多条光纤中的每一条包括：纤芯；位于纤芯中的光纤布拉格光栅；和位于第一端的反射膜。

Fingerprint sensor and its manufacturing method, display equipment, fingerprint detection method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】指纹传感器及其制造方法、显示设备、检测指纹的方法
本专利技术涉及传感器
，更具体地，涉及指纹传感器、显示设备、检测指纹的方法及制造指纹传感器的方法。
技术介绍
近年来，在指纹和掌纹识别中已经提出各种方法。用于识别指纹和掌纹的光学方法的示例包括：全反射方法、光路分离方法、以及扫描方法。在全反射方法中，来自光源的光(诸如环境光)进入像素，并在封装基板的表面上全反射。当手指或手掌触摸显示面板时，该表面的全反射条件根据触摸局部地改变，导致全反射局部地被干扰。全反射的干扰导致反射减少。基于该原理，可将手指的脊线与谷线区分开。替代性地，可通过检测手指或手掌触摸显示面板时电容的改变来识别指纹或掌纹。
技术实现思路
在一方面，本专利技术提供了一种指纹传感器，包括：多条光纤的阵列；其中，所述多条光纤中的每一条具有第一端和与第一端相对的第二端；并且，所述多条光纤中的每一条构造为使入射光进入第二端并使出射光从第二端出射；其中，所述多条光纤中的每一条包括：纤芯；位于纤芯中的光纤布拉格光栅；和位于第一端的反射膜。可选地，光纤布拉格光栅构造为沿着与入射光的传输方向实质上相反的方向反射入射光的第一部分，从而产生具有第一反射波长的第一反射光，并且使所述入射光的第二部分作为透射光朝向第一端穿过光纤布拉格光栅；位于第一端的反射膜构造为沿着实质上与所述入射光的传输方向相反的方向反射所述透射光，从而产生第二反射光；并且，从第二端出射的所述出射光是包括第一反射光和第二反射光的并且具有第一光谱分布的复合光。可选地，在对第一端施加压力时，光纤布拉格光栅反射的所述第一反射光的波长从第一反射波长转变为不同于第一反射波长的第二反射波长；并且，在对第一端施加压力时，从第二端出射的所述复合光的光谱分布从第一光谱分布改变为不同于第一光谱分布的第二光谱分布。可选地，分别位于所述多条光纤中的多个光纤布拉格光栅在所述多个光纤布拉格光栅实质上未被压缩时具有实质上一致的标称间距；并且，从所述多条光纤的多个第二端出射的光在所述多个光纤布拉格光栅实质上未被压缩时具有实质上一致的光谱分布。可选地，指纹传感器还包括：图像传感器，其构造为检测所述出射光并产生光谱信号。可选地，指纹传感器还包括：比较器，其构造为将所述光谱信号与参考光谱信号进行比较，从而产生所述光谱信号与参考光谱信号之间的偏差。可选地，指纹传感器还包括：保护层，其与所述多条光纤中的每一条的第一端直接接触。可选地，反射膜至少包括具有不同折射率的第一子层和第二子层。可选地，第一子层包括氧化铪，第二子层包括氧化硅。可选地，指纹传感器还包括：光源，其构造为从第二端向所述多条光纤中的每一条提供入射光。可选地，指纹传感器还包括：光源；光准直器，其构造为将来自光源的光准直为实质准直光；环形器，其构造为将来自光准直器的准直光单向地传输至所述多条光纤中；和图像传感器，其构造为检测从所述多条光纤出射的、由环形器单向地传输至所述图像传感器的光，并且产生光谱信号。在另一方面，本专利技术提供了一种显示设备，其包括本文描述的指纹传感器。可选地，指纹传感器还包括：光源；光准直器，其构造为将来自光源的光准直为实质准直光；环形器，其构造为将来自光准直器的准直光单向地传输至所述多条光纤中；图像传感器，其构造为检测从所述多条光纤出射的、由环形器单向地传输至所述图像传感器的光，并产生光谱信号；和印刷电路，其构造为将光谱信号传输至显示设备的驱动器集成电路。可选地，显示设备还包括：保护玻璃和与保护玻璃附接的显示面板；其中，显示设备具有保护玻璃中的开口，通过所述开口布置指纹传感器的至少一部分。可选地，所述多条光纤布置在所述开口中以检测指纹。可选地，所述显示设备为移动电话。在另一方面，本专利技术提供了一种利用指纹传感器检测指纹的方法，所述指纹传感器包括多条光纤的阵列；其中，所述多条光纤中的每一条具有第一端和与第一端相对的第二端；并且构造为使入射光进入第二端并使出射光从第二端出射；其中，所述多条光纤中的每一条包括：纤芯；位于纤芯中的光纤布拉格光栅；和位于第一端的反射膜；所述方法包括：检测来自所述多条光纤中的每一条的第二端的出射光并产生光谱信号。可选地，在检测出射光之前，所述方法还包括：提供进入所述多条光纤中的每一条的入射光；沿着与入射光的传输方向实质上相反的方向反射所述入射光的第一部分，从而产生具有第一反射波长的第一反射光；使所述入射光的第二部分作为透射光朝向第一端穿过光纤布拉格光栅；沿着与所述入射光的传输方向实质上相反的方向反射所述透射光，从而产生第二反射光；以及将第一反射光和第二反射光混合，从而产生具有第一光谱分布的出射光。可选地，所述方法还包括：对所述多条光纤中的一条的第一端施加压力；在对第一端施加压力时，将光纤布拉格光栅反射的所述第一反射光的波长从第一反射波长改变为不同于第一反射波长的第二反射波长；以及，在对第一端施加压力时，将从第二端出射的所述出射光的光谱分布从第一光谱分布改变为不同于第一光谱分布的第二光谱分布。可选地，通过手指的脊部施加所述压力。可选地，所述方法还包括：将所述出射光的光谱分布与参考光谱分布进行比较；以及，确定所述光谱分布与参考光谱分布之间的偏差。可选地，所述方法还包括：在确定所述偏差处于第一范围内时，将与从所述多条光纤中的第一光纤出射的出射光相对应的位置确定为指纹的脊线位置；以及，在确定所述偏差处于不同于第一范围的第二范围内时，将与从所述多条光纤中的第二光纤出射的出射光相对应的位置确定为指纹的谷线位置。可选地，参考光谱分布是当实质上没有外部压力施加于第一端时从第二端出射的出射光的光谱分布。在另一方面，本专利技术提供了一种制造指纹传感器的方法，包括：形成多条光纤的阵列，所述多条光纤中的每一条形成为具有第一端和与第一端相对的第二端并且构造为使入射光进入第二端并使出射光从第二端出射；其中形成所述多条光纤包括：在所述多条光纤中的每一条的纤芯中形成光纤布拉格光栅；以及，在所述多条光纤中的每一条的第一端形成反射膜。附图说明以下附图仅为根据所公开的各种实施例的用于示意性目的的示例，而不旨在限制本专利技术的范围。图1是根据本公开的一些实施例中的指纹传感器的截面图。图2是根据本公开的一些实施例中的指纹传感器的三维示图。图3是根据本公开的一些实施例中的指纹传感器的截面图。图4示出了根据本公开的一些实施例中的指纹传感器中的光纤的未压缩状态和压缩状态。图5示出了分别在未压缩状态和压缩状态下的来自光纤的出射光的光谱分布。图6是示出根据本公开的一些实施例中的指纹传感器的结构的示意图。图7是根据本公开的一些实施例中的指纹传感器的示意图。图8是根据本公开的一些实施例中的显示设备的局部结构的示意图。具体实施方式现在将参照以下实施例更具体地描述本公开。需注意，以下对一些实施例的描述仅针对示意和描述的目的而呈现于此。其不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指纹传感器，包括：阵列排布的多条光纤；/n其中，所述多条光纤中的每一条具有第一端和与所述第一端相对的第二端；并且/n所述多条光纤中的每一条构造为使入射光从所述第二端进入并使出射光从所述第二端出射；/n其中，所述多条光纤中的每一条包括：/n纤芯；/n位于所述纤芯中的光纤布拉格光栅；和/n位于所述第一端的反射膜。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种指纹传感器，包括：阵列排布的多条光纤；
其中，所述多条光纤中的每一条具有第一端和与所述第一端相对的第二端；并且
所述多条光纤中的每一条构造为使入射光从所述第二端进入并使出射光从所述第二端出射；
其中，所述多条光纤中的每一条包括：
纤芯；
位于所述纤芯中的光纤布拉格光栅；和
位于所述第一端的反射膜。


2.根据权利要求1所述的指纹传感器，其中，所述光纤布拉格光栅构造为沿着与入射光的传输方向实质上相反的方向反射所述入射光的第一部分，从而产生具有第一反射波长的第一反射光，并且使所述入射光的第二部分作为透射光朝向所述第一端穿过所述光纤布拉格光栅；
位于所述第一端的反射膜构造为沿着与所述入射光的传输方向实质上相反的方向反射所述透射光，从而产生第二反射光；并且
从所述第二端出射的所述出射光是包括所述第一反射光和所述第二反射光的并且具有第一光谱分布的复合光。


3.根据权利要求2所述的指纹传感器，其中，在对所述第一端施加压力时，所述光纤布拉格光栅反射的所述第一反射光的波长从所述第一反射波长转变为不同于所述第一反射波长的第二反射波长；并且
在对所述第一端施加压力时，从所述第二端出射的所述复合光的光谱分布从所述第一光谱分布改变为不同于所述第一光谱分布的第二光谱分布。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹传感器，其中，分别位于所述多条光纤中的多个光纤布拉格光栅在所述多个光纤布拉格光栅实质上未被压缩时具有实质上一致的标称间距；并且
从所述多条光纤的多个第二端出射的光在所述多个光纤布拉格光栅实质上未被压缩时具有实质上一致的光谱分布。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的指纹传感器，还包括：图像传感器，其构造为检测所述出射光并且产生光谱信号。


6.根据权利要求5所述的指纹传感器，还包括：比较器，其构造为将所述光谱信号与参考光谱信号进行比较，从而产生所述光谱信号与所述参考光谱信号之间的偏差。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的指纹传感器，还包括：保护层，其与所述多条光纤中的每一条的第一端直接接触。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹传感器，其中，所述反射膜至少包括具有不同折射率的第一子层和第二子层。


9.根据权利要求8所述的指纹传感器，其中，所述第一子层包括氧化铪，所述第二子层包括氧化硅。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的指纹传感器，还包括：光源，其构造为从所述第二端向所述多条光纤中的每一条提供所述入射光。


11.根据权利要求1至9中任一项所述的指纹传感器，还包括：
光源；
光准直器，其构造为将来自所述光源的光准直为实质准直光；
环形器，其构造为将来自所述光准直器的准直光单向地传输至所述多条光纤中；和
图像传感器，其构造为检测从所述多条光纤出射的、由所述环形器单向地传输至所述图像传感器的光，并且产生光谱信号。


12.一种显示设备,包括权利要求1至10中任一项所述的指纹传感器。


13.根据权利要求12所述的显示设备，其中，所述指纹传感器还包括：
光源；
光准直器，其构造为将来自所述光源的光准直为实质准直光；
环形器，其构造为将来自所述光准直器的准直光单向地传输至所述多条光纤中；
图像传感器，其构造为检测从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，邓立广，翟明，傅晓亮，窦树谦，张亚文，田婷，范志强，周大勇，张东，杨友才，韩永杰，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11