用于指纹感测的装置、通信设备和指纹感测装置制造方法及图纸

本公开涉及用于指纹感测的装置、通信设备和指纹感测装置。一种用于指纹感测的装置包括由透明层覆盖的触摸显示层。触摸显示层可发射光以对触摸透明层的手指表面进行照明。触摸显示层对于从表面到下层的反射光为透明的。下层包括准直器层和像素化图像传感器。准直器层可准直反射光，并且像素化图像传感器可感测准直的反射光。准直器可准直反射光，以实现在触摸透明层的手指表面的区域与在像素化图像传感器上形成的对应图像的区域之间的一对一的成像比率。本公开的实施例能够保证指纹感测的性能一致性。

Devices, communication devices and fingerprint sensing devices for fingerprint sensing

【技术实现步骤摘要】
用于指纹感测的装置、通信设备和指纹感测装置
本说明书整体涉及传感器技术，并且更具体地讲，涉及具有窄视场(NFV)准直器和基于薄膜晶体管(TFT)的有机成像器件的屏下光学指纹传感器。
技术介绍
指纹感测和匹配是用于个人识别或验证的可靠且广泛应用的技术。具体地讲，指纹识别的一种通用方法涉及：扫描人的样本指纹以形成图像，以及存储该图像作为人的独特特征。诸如出于验证的目的，可将样本指纹的特征同与已存储在数据库中的参考指纹相关联的信息进行比较，以确定对人的正确识别。对于电子设备，并且更具体地讲便携式设备例如便携式通信设备中的验证和/或认证而言，光学指纹传感器可能特别有利。光学指纹传感器可例如由便携式通信设备的外壳承载，并且其尺寸可设定为感测来自单个手指的指纹。在例如如上所述的集成到电子设备或主机设备中的光学指纹传感器的情况下，认证可例如由主机设备的处理器快速执行。光学指纹传感器面临的挑战包括随时间推移的性能的一致性，因为玻璃空气界面不足够稳定以用于小面积匹配。另一方面，使用互补金属氧化物半导体(CMOS)的大面积传感器不节省成本。不同的反射光线在不同角度的分隔是另一个挑战，因为许多照明图案必须用于分隔反射光线，这导致长(例如，几秒)的图像捕获时间。
技术实现思路
为了保证指纹感测的性能一致性，同时节省成本并减少图像捕获时间，本公开的实施例提供了用于指纹感测的装置、通信设备和指纹感测装置。根据本公开的第一方面，提供了一种用于指纹感测的装置。该装置包括：触摸显示层，触摸显示层被透明层覆盖并且被配置为发射光以对触摸透明层的手指表面进行照明，其中触摸显示层对于来自手指表面的反射光为透明的并且允许反射光到达下层，下层包括：准直器层，准直器层被配置为准直反射光；和像素化图像传感器，像素化图像传感器被配置为感测所准直的反射光，其中准直器被配置为准直反射光，以实现在触摸透明层的手指表面的区域与在像素化图像传感器上形成的对应图像的区域之间的一对一的成像比率。在一个实施例中，触摸显示层包括有机发光二极管显示器。在一个实施例中，像素化图像传感器包括基于薄膜晶体管的有机成像器件。在一个实施例中，准直器层包括光纤板，光纤板包括与不透明分隔体材料捆绑在一起的一组光纤膜，并且准直器层被配置为实现在约+/-0.5度至+/-10度的范围内的窄视场。在一个实施例中，准直器层包括微孔板，微孔板包括嵌入不透明玻璃或树脂材料中的透明玻璃或树脂，并且准直器层被配置为提供在约+/-0.5度至+/-10度的范围内的窄视场。在一个实施例中，还包括微透镜层，微透镜层位于微孔板的顶部上并且被配置为分隔成角度的照明反射。在一个实施例中，准直器层的透射率在约-6dB至0dB的范围内。在一个实施例中，触摸显示层和下层的总特征信噪比值大于约12dB。在一个实施例中，触摸透明层的手指表面包括脊和谷，并且其中准直器层被配置为分隔由谷的壁的成角度的照明产生的反射。根据本公开的第二方面，提供了一种通信设备。该通信设备包括：处理器；和指纹感测装置，包括：准直器层，准直器层设置在触摸显示层下方并且被配置为准直光；和图像传感器，图像传感器被配置为感测所准直的光，其中触摸显示层被配置为发射光以对触摸表面进行照明并且将反射光从触摸表面透射到准直器，并且其中准直器层被配置为准直反射光以实现在触摸透明层的手指表面的区域与在图像传感器上形成的对应图像的区域之间的一对一的成像比率。在一个实施例中，触摸显示层被透明层覆盖，并且其中触摸表面包括触摸透明层的手指的表面，并且其中触摸表面包括脊和谷，并且准直器层被配置为分隔由谷的壁的成角度的照明产生的反射。在一个实施例中，图像传感器包括像素化图像传感器，像素化图像传感器包括基于薄膜晶体管的有机成像器件，并且其中触摸显示层包括有机发光二极管显示器。在一个实施例中，准直器层包括微孔板或光纤板中的一者，并且其中准直器层被配置为提供在约+/-0.5度至+/-10度的范围内的窄视场。在一个实施例中，指纹感测装置还包括微透镜层，微透镜层位于微孔板的顶部上，并且其中微透镜层被配置为分隔成角度的照明反射。在一个实施例中，触摸显示层和下层的总特征信噪比值大于约12dB。在一个实施例中，准直器层的透射率在约-6dB至0dB的范围内。根据本公开的第三方面，提供了一种指纹感测装置。该指纹感测装置包括：触摸显示层，触摸显示层被配置为发射光以对触摸表面进行照明并且将反射光从触摸表面透射到准直器；准直器层，准直器层被配置为准直反射光；和图像传感器，图像传感器被配置为感测所准直的光，其中准直器层被配置为准直反射光，以实现在触摸透明层的手指表面的区域和在图像传感器上形成的对应图像的区域的一对一的成像比率。在一个实施例中，透明层覆盖触摸显示层，其中触摸表面包括触摸透明层的手指的表面，并且其中触摸表面包括脊和谷，并且准直器层被配置为分隔由谷的壁的成角度的照明产生的反射。在一个实施例中，准直器层包括微孔板或光纤板中的一者，其中准直器层被配置为提供在约+/-0.5度至+/-10度的范围内的窄视场，并且其中准直器层提供在约-6dB至0dB的范围内的透射率。在一个实施例中，还包括微透镜层，微透镜层位于微孔板的顶部上，并且其中微透镜层被配置为分隔成角度的照明反射。本公开的实施例能够保证指纹感测的性能一致性，同时节省成本并减少图像捕获时间。附图说明本主题技术的一些特征在所附权利要求书中被示出。然而，出于解释的目的，在以下附图中阐述了本主题技术的若干实施方案。图1A至图1B是示出根据本主题技术的一个或多个方面的屏下光学指纹传感器的示例和对应信号水平图表的图。图2A至图2B是示出根据本主题技术的一个或多个方面的屏下光学指纹传感器的示例和对应信号水平图表的图。图3是示出根据本主题技术的一个或多个方面的示例性窄视场滤波器(NFVF)的信噪特征的图表。图4A至图4B是示出了光纤板和微孔阵列的示例的横截面视图的图。图5A至图5C是根据本主题技术的一个或多个方面的示例性微透镜阵列结构、示例性阵列配置和对应图表的横截面视图。图6是示出根据本主题技术的一个或多个方面的用于提供屏下光学指纹传感器的示例性方法的流程图。图7是示出无线通信设备的框图，在该无线通信设备内可实现本主题技术的一个或多个方面。具体实施方式下面示出的具体实施方式旨在作为本主题技术的各种配置的描述并且不旨在表示本主题技术可被实践的唯一配置。附图被并入本文并且构成具体实施方式的一部分。具体实施方式包括具体的细节旨在提供对本主题技术的透彻理解。然而，本主题技术不限于本文所述的具体细节，并且可在没有一个或多个具体细节的情况下来实践。在一些情况下，以框图形式示出了结构和部件，以便避免使本主题技术的概念模糊。本主题技术涉及一种具有窄视场(NFV)准直器和有机成像器件的用于指纹感测的装置。该装置包括触摸显示层、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于指纹感测的装置，其特征在于，所述装置包括：/n触摸显示层，所述触摸显示层被透明层覆盖并且被配置为发射光以对触摸所述透明层的手指表面进行照明，其中所述触摸显示层对于来自所述手指表面的反射光为透明的并且允许所述反射光到达下层，所述下层包括：/n准直器层，所述准直器层被配置为准直所述反射光；和/n像素化图像传感器，所述像素化图像传感器被配置为感测所准直的反射光，/n其中所述准直器层被配置为准直所述反射光，以实现在触摸所述透明层的所述手指表面的区域与在所述像素化图像传感器上形成的对应图像的区域之间的一对一的成像比率。/n

【技术特征摘要】
20180927 US 62/737,8181.一种用于指纹感测的装置，其特征在于，所述装置包括：
触摸显示层，所述触摸显示层被透明层覆盖并且被配置为发射光以对触摸所述透明层的手指表面进行照明，其中所述触摸显示层对于来自所述手指表面的反射光为透明的并且允许所述反射光到达下层，所述下层包括：
准直器层，所述准直器层被配置为准直所述反射光；和
像素化图像传感器，所述像素化图像传感器被配置为感测所准直的反射光，
其中所述准直器层被配置为准直所述反射光，以实现在触摸所述透明层的所述手指表面的区域与在所述像素化图像传感器上形成的对应图像的区域之间的一对一的成像比率。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述触摸显示层包括有机发光二极管显示器。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述像素化图像传感器包括基于薄膜晶体管的有机成像器件。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述准直器层包括光纤板，所述光纤板包括与不透明分隔体材料捆绑在一起的一组光纤膜，并且所述准直器层被配置为实现在约+/-0.5度至+/-10度的范围内的窄视场。


5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述准直器层包括微孔板，所述微孔板包括嵌入不透明玻璃或树脂材料中的透明玻璃或树脂，并且所述准直器层被配置为提供在约+/-0.5度至+/-10度的范围内的窄视场。


6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括微透镜层，所述微透镜层位于所述微孔板的顶部上并且被配置为分隔成角度的照明反射。


7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述准直器层的透射率在约-6dB至0dB的范围内。


8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述触摸显示层和所述下层的总特征信噪比值大于约12dB。


9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，触摸所述透明层的所述手指表面包括脊和谷，并且其中所述准直器层被配置为分隔由谷的壁的成角度的照明产生的反射。


10.一种通信设备，其特征在于，包括：
处理器；和
指纹感测装置，包括：
准直器层，所述准直器层设置在触摸显示层下方并且被配置为准直光；和
图像传感器，所述图像传感器被配置为感测所准直的光，
其中所述触摸显示层被配置为发射光以对触摸表面进行照明并且将反射光从所述触摸表面透射到所述准直器，并且其中所述准直器层被配置为准直所述反射光以实现在触摸透明层的手指表面的区域与在所述图像传感器上形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·耶克·亚兹丹杜斯特，G·戈兹尼，D·塞特拉克，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：新型
国别省市：美国;US