本發(fā)明涉及指紋傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種玻璃蓋板及其制作方法、一種光學(xué)指紋傳感器。

背景技術(shù)：

指紋成像識(shí)別技術(shù)，是通過(guò)指紋傳感器采集到人體的指紋圖像，然后與系統(tǒng)里的已有指紋成像信息進(jìn)行比對(duì)，來(lái)判斷正確與否，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別的技術(shù)。由于其使用的方便性，以及人體指紋的唯一性，指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)大量應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。比如公安局和海關(guān)等安檢領(lǐng)域、樓宇的門(mén)禁系統(tǒng)、以及個(gè)人電腦和手機(jī)等消費(fèi)品領(lǐng)域等等。

指紋成像技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式有光學(xué)成像、電容成像、超聲成像等多種技術(shù)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，光學(xué)成像技術(shù)，其成像效果相對(duì)較好，設(shè)備成本相對(duì)較低。

現(xiàn)有的筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等移動(dòng)終端都會(huì)設(shè)置指紋識(shí)別功能以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解鎖和防盜功能，特別是手機(jī)的指紋識(shí)別更是應(yīng)用廣泛。在指紋識(shí)別傳感器上通常安置一玻璃蓋板作為指紋接觸面，由于光在玻璃中傳播時(shí)由于能量損耗，傳播距離只有0.35mm，而玻璃蓋板的厚度通常大于0.5mm。

因此傳統(tǒng)的指紋識(shí)別模組安裝方法為：首先在玻璃蓋板上開(kāi)設(shè)一通孔，然后在通孔內(nèi)嵌入一厚度較小的特殊蓋板，再將指紋識(shí)別模組安裝在該特殊蓋板下方，利用按壓或觸摸特殊蓋板實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別模組采集指紋，當(dāng)再次按壓或觸摸特殊蓋板時(shí)，從而利用指紋信息觸發(fā)指紋識(shí)別模組進(jìn)行解鎖或發(fā)送其他指令。

此種安裝方法成為顯式安裝，一方面，工藝復(fù)雜，需增設(shè)一特殊蓋板，成本高，另一方面，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且影響移動(dòng)終端的美觀性，第三方面，在蓋板上開(kāi)設(shè)通孔，會(huì)降低蓋板的機(jī)械強(qiáng)度，降低移動(dòng)終端的使用壽命。

需要一種新的玻璃蓋板，提高光線的傳輸性同時(shí)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種玻璃蓋板及其制作方法、一種光學(xué)指紋傳感器，提高玻璃蓋板的光線傳輸性，且具有較高機(jī)械強(qiáng)度。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種玻璃蓋板，包括：玻璃基板；位于所述玻璃基板內(nèi)的改性區(qū)域，所述改性區(qū)域的厚度小于玻璃基板的厚度，且所述改性區(qū)域的表面為玻璃基板的部分表面；位于所述改性區(qū)域內(nèi)的若干全反射通路，所述全反射通路與玻璃基板的表面垂直且貫穿所述改性區(qū)域。

可選的，所述改性區(qū)域的厚度與玻璃基板厚度差為0.1mm～0.3mm。

可選的，所述全反射通路為光纖結(jié)構(gòu)，所述光纖結(jié)構(gòu)包括改性層和被所述改性層包圍的纖芯。

可選的，所述改性層的折射率小于纖芯折射率。

可選的，所述改性層的材料為激光改性玻璃。

可選的，所述改性層的材料為有機(jī)聚合物膠。

可選的，所述纖芯的材料為玻璃。

可選的，所述纖芯的直徑為5μm～30μm。

可選的，所述纖芯的橫截面為圓形、五邊形、六邊形或八邊形。

可選的，所述改性層的寬度為5μm～20μm。

本發(fā)明還提供一種光學(xué)指紋傳感器包括：上述玻璃蓋板；位于所述玻璃蓋板的改性區(qū)域下方的指紋識(shí)別模塊；位于所述指紋識(shí)別模塊下方的發(fā)光板。

可選的，所述指紋識(shí)別模塊包括光學(xué)傳感器。

可選的，所述改性區(qū)域的表面尺寸與指紋識(shí)別傳感器的表面尺寸一致。

本發(fā)明還提供一種上述玻璃蓋板的形成方法，包括：提供玻璃基板，所述玻璃基板包括改性區(qū)域，所述改性區(qū)域的厚度小于玻璃基板的厚度，且所述改性區(qū)域的表面為玻璃基板的部分表面；在所述改性區(qū)域內(nèi)形成若干全反射通路，所述全反射通路與玻璃基板的表面垂直且貫穿所述改性區(qū)域。

可選的，所述全反射通路的形成方法包括：通過(guò)激光照射在改性區(qū)域內(nèi)形成若干截面為環(huán)形的激光改性玻璃，所述激光改性玻璃作為改性層，所述 激光改性玻璃的折射率小于玻璃基板的折射率；所述改性層包圍的部分玻璃基板作為纖芯，所述纖芯與改性層構(gòu)成光纖結(jié)構(gòu)，作為全反射通路。

可選的，所述全反射通路的形成方法包括：通過(guò)激光照射在玻璃基板內(nèi)燒灼形成貫穿改性區(qū)域的若干環(huán)形凹槽；在凹槽內(nèi)填充介質(zhì)材料作為改性層，所述介質(zhì)材料的折射率小于玻璃基板折射率；所述改性層包圍的部分玻璃基板作為纖芯，所述纖芯與改性層構(gòu)成光纖結(jié)構(gòu)，作為全反射通路。

可選的，被所述改性層包圍的纖芯的橫截面為圓形、五邊形、六邊形或八邊形。

可選的，所述改性層的寬度為5μm～20μm。

可選的，所述纖芯的直徑為5μm～30μm。

可選的，所述介質(zhì)材料為有機(jī)聚合物膠。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的玻璃蓋板具有改性區(qū)域，所述改性區(qū)域內(nèi)具有若干全反射通路，光線在所述改性區(qū)域內(nèi)通過(guò)全反射通路傳播，發(fā)生全反射，可以減少能量損傷，提高光傳播的穿透性。

進(jìn)一步，全反射通路為光纖結(jié)構(gòu)，所述光纖結(jié)構(gòu)包括改性層和被所述改性層包圍的纖芯。所述改性層的折射率小于纖芯折射率。從而使得光線在纖芯內(nèi)傳播時(shí)，在纖芯和改性層的界面上發(fā)生全反射，將光線限制在纖芯內(nèi)傳播，從而減少光線傳播過(guò)程中發(fā)生散射等問(wèn)題，減少光線傳播過(guò)程中的能量損耗，提高光線在玻璃蓋板內(nèi)的傳播距離。并且，全反射通路內(nèi)的光線不會(huì)受到玻璃基板的散射作用，并且自然環(huán)境中的雜散光對(duì)全反射通路內(nèi)的光線干擾較少，從而所述玻璃蓋板可以減少雜散光。

進(jìn)一步，所述改性區(qū)域的厚度與玻璃基板厚度差為0.1mm～0.3mm，使光通過(guò)的全反射通路具有足夠的長(zhǎng)度，使光具有較強(qiáng)的穿透性；并且使得玻璃基板保持較好的機(jī)械強(qiáng)度，提高使用壽命。

本發(fā)明技術(shù)方案提供玻璃蓋板的制作方法，通過(guò)激光照射，形成改性區(qū)域內(nèi)的改性層，或者通過(guò)激光在改性區(qū)域內(nèi)形成凹槽，在所述高槽內(nèi)填充介 質(zhì)材料作為改性層，工藝簡(jiǎn)單，成本較低。

本發(fā)明的技術(shù)方案還提供一種具有上述玻璃蓋板的光學(xué)指紋傳感器，包括：玻璃蓋板；位于所述玻璃蓋板內(nèi)的改性區(qū)域下方的指紋識(shí)別模塊；位于所述指紋識(shí)別模塊下方的發(fā)光板。由于所述玻璃蓋板的改性區(qū)域具有較高的透光性，發(fā)光板的出射光線、在玻璃蓋板與人體指頭的接觸面的反射光都具有較大的光強(qiáng)，能量損失較少，且受外界雜散光的干擾較少，從而能夠獲得較為準(zhǔn)確的指紋圖像。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的玻璃蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的玻璃蓋板的改性區(qū)域的局部示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)指紋傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如背景技術(shù)中所述，現(xiàn)有的玻璃蓋板由于厚度較大，光傳播能量損耗大導(dǎo)致指紋識(shí)別模塊無(wú)法直接安裝在玻璃蓋板下面，采用挖孔式結(jié)構(gòu)會(huì)影響玻璃蓋板的機(jī)械強(qiáng)度，且工藝復(fù)雜，成本較高。

本發(fā)明的實(shí)施例的玻璃蓋板上形成改性區(qū)域，改性區(qū)域內(nèi)具有光全反射通路，從而提高光的傳輸性能，且不影響玻璃蓋板的機(jī)械強(qiáng)度，可以在玻璃蓋板下面直接安裝指紋模塊，工藝簡(jiǎn)單，成本低。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

請(qǐng)參考圖1，為本發(fā)明的實(shí)施例中的玻璃蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

所述玻璃蓋板包括：玻璃基板100；位于所述玻璃基板內(nèi)的改性區(qū)域101，所述改性區(qū)域101的厚度小于玻璃基板100的厚度，且所述改性區(qū)域101的表面為玻璃基板100的部分表面；位于所述改性區(qū)域101內(nèi)的若干全反射通路200，所述全反射通路200與玻璃基板100的表面垂直且貫穿所述改性區(qū)域101。光線在所述改性區(qū)域101內(nèi)通過(guò)全反射通路傳播，發(fā)生全反射，可以減少能量損傷，提高光傳播的穿透性。

如果所述改性區(qū)域101的厚度過(guò)大會(huì)影響玻璃蓋板的機(jī)械強(qiáng)度，而如果所述改性區(qū)域101的厚度過(guò)小，則光通過(guò)的全反射通路較短、穿透性較弱。本實(shí)施例中，所述改性區(qū)域101的厚度與玻璃基板厚度差d為0.1mm～0.3mm。

請(qǐng)參考圖2，為所述改性區(qū)域的局部俯視示意圖。所述改性區(qū)域101內(nèi)的全反射通路200為光纖結(jié)構(gòu)，所述光纖結(jié)構(gòu)包括改性層201和被所述改性層201包圍的纖芯202。

所述改性層201的折射率小于纖芯202折射率。從而使得光線在纖芯內(nèi)傳播時(shí)，在纖芯202和改性層201的界面上發(fā)生全反射，將光纖限制在纖芯202內(nèi)傳播，從而減少光線傳播過(guò)程中發(fā)生散射等問(wèn)題，減少光線傳播過(guò)程中的能量損耗，提高光線在玻璃蓋板內(nèi)的傳播距離。

并且，全反射通路200內(nèi)的光線不會(huì)受到玻璃基板的散射作用，并且自然環(huán)境中的雜散光對(duì)全反射通路200內(nèi)的光線干擾較少，從而所述玻璃蓋板可以減少雜散光。

如果所述改性層201的寬度過(guò)小，在纖芯202內(nèi)傳播的光線仍會(huì)有部分透過(guò)所述改性層201，造成光能量損失；若所述改性層201的寬度過(guò)大，在形成同樣數(shù)量的光纖結(jié)構(gòu)的情況下，則會(huì)導(dǎo)致纖芯202的橫截面尺寸減小，導(dǎo)致光線的傳播路徑變窄，影響透過(guò)的光線強(qiáng)度。本實(shí)施例中，所述改性層201的寬度為5μm～20μm。

本實(shí)施例中，所述改性層201的材料為激光改性玻璃，所述纖芯202的材料為玻璃。

具體的，所述激光改性玻璃為激光照射后的玻璃，一定能量的激光照射使得被照射部分的玻璃分子排列發(fā)生變化，從而使得被照射部分的折射率下降，形成激光改性玻璃作為改性層201。

所述纖芯202的直徑為5μm～30μm，以確保具有足夠?qū)挼膫鞑ヂ窂?，使足夠多的光線進(jìn)入纖芯202內(nèi)，從而使得從玻璃蓋板另一側(cè)能夠獲得足夠的光強(qiáng)。

本實(shí)施例中，在光纖結(jié)構(gòu)之間的空白區(qū)域也可以是激光改性玻璃，進(jìn)一步避免光線從纖芯202中透過(guò)改性層202射出。

在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述改性層201的材料還可以為折射率小于玻璃折射率的有機(jī)聚合物膠，對(duì)光的吸收系數(shù)較小，例如uv膠、光刻膠等。

本實(shí)施例中，所述纖芯202的橫截面為圓形，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述線芯202的橫截面還可以為五邊形、六邊形或八邊形等多邊形。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種上述玻璃蓋板的制作方法。

請(qǐng)參考圖1至圖2，所述玻璃蓋板的制作方法包括：提供玻璃基板100，所述玻璃基板包括改性區(qū)域101，所述改性區(qū)域101的厚度小于玻璃基板100的厚度，且所述改性區(qū)域101的表面為玻璃基板100的部分表面；在所述改性區(qū)域內(nèi)形成若干全反射通路200，所述全反射通路200與玻璃基板100的表面垂直且貫穿所述改性區(qū)域101。

本實(shí)施例中，所述全反射通路200的形成方法包括：通過(guò)激光照射在改性區(qū)域200內(nèi)形成若干截面為環(huán)形的激光改性玻璃，所述激光改性玻璃作為改性層201，所述激光改性玻璃的折射率小于玻璃基板100的折射率；所述改性層201包圍的部分玻璃基板作為纖芯202，所述纖芯202與改性層201構(gòu)成光纖結(jié)構(gòu)，作為全反射通路200。

本實(shí)施例中，形成截面為圓環(huán)形的激光改性玻璃，可以采用光源形狀為圓形的激光對(duì)玻璃基板100進(jìn)行照射形成所述截面為圓環(huán)形的激光改性玻璃作為改性層201。在其他實(shí)施例中，也可以采用點(diǎn)狀激光光源對(duì)玻璃基板100進(jìn)行照射，在照射過(guò)程中進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)。

一定能量的激光照射使得被照射部分的玻璃分子排列發(fā)生變化，從而使得被照射部分的折射率下降，形成激光改性玻璃作為改性層201。本實(shí)施例中，在光纖結(jié)構(gòu)之間的空白區(qū)域也可以形成激光改性玻璃，進(jìn)一步避免光線從纖芯202中透過(guò)改性層202射出。

在形成激光改性玻璃的過(guò)程中，通過(guò)控制激光照射的能量和時(shí)間，使形成的改性層的深度小于玻璃基板100的厚度，即使得改性區(qū)域101的厚度小于玻璃基板100的厚度。本實(shí)施例中，改性區(qū)域101的厚度與玻璃基板厚度差為0.1mm～0.3mm，既能夠使玻璃蓋板保持較好的機(jī)械強(qiáng)度，又能保證較長(zhǎng)的全反射通路，提高光線在玻璃蓋板內(nèi)的穿透性。

在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述全反射通路的形成方法包括：通過(guò)激光照射在玻璃基板100內(nèi)燒灼形成貫穿改性區(qū)域101的若干環(huán)形凹槽；在凹槽內(nèi)填充介質(zhì)材料作為改性層201，所述介質(zhì)材料的折射率小于玻璃基板100折射率；所述改性層201包圍的部分玻璃基板作為纖芯202，所述纖芯202與改性層201構(gòu)成光纖結(jié)構(gòu)，作為全反射通路。

所述介質(zhì)材料的材料可以為折射率小于玻璃折射率的有機(jī)聚合物膠，對(duì)光的吸收系數(shù)較小，例如uv膠、光刻膠等。

本實(shí)施例中，所述纖芯202的橫截面為圓形，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述纖芯的橫截面還可以是五邊形、六邊形或八邊形等。

所述纖芯202的直徑為5μm～30μm，以確保具有足夠?qū)挼膫鞑ヂ窂剑棺銐蚨嗟墓饩€進(jìn)入纖芯202內(nèi)，從而使得從玻璃蓋板另一側(cè)能夠獲得足夠的光強(qiáng)。

所述改性層201的寬度為5μm～20μm，確保纖芯202內(nèi)傳播的光線不會(huì)透過(guò)所述改性層201而造成光能量損失，并且，在形成同樣數(shù)量的光纖結(jié)構(gòu)的情況下，保持纖芯202具有較大的橫截面尺寸，從而使得光線具有較大的傳播路徑，提高透過(guò)的光線強(qiáng)度。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種具有上述玻璃蓋板的光學(xué)指紋傳感器。

請(qǐng)參考圖3，為所述光學(xué)指紋傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

所述光學(xué)指紋傳感器包括：玻璃蓋板10；位于所述玻璃蓋板10內(nèi)的改性區(qū)域101下方的指紋識(shí)別模塊400；位于所述指紋識(shí)別模塊400下方的發(fā)光板300。

所述玻璃蓋板10的結(jié)構(gòu)以及形成方法請(qǐng)參考上文，在此不作贅述。

所述發(fā)光板300作為光源，發(fā)光板300的出射光透過(guò)指紋識(shí)別模塊400以及玻璃蓋板10，在人體指頭500與玻璃蓋板10的接觸界面上發(fā)生反射和投射；到達(dá)人體指頭500與玻璃蓋板10的接觸界面的光的強(qiáng)度以及外界雜散光的影響對(duì)指紋識(shí)別的準(zhǔn)確性有很大的影響。

所述指紋識(shí)別模塊400包括光學(xué)傳感器，能夠進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理， 以實(shí)現(xiàn)指紋圖像的采集。本實(shí)施例中，所述改性區(qū)域200的表面尺寸與光學(xué)傳感器的表面尺寸一致，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述改性區(qū)域300的表面尺寸等于或大于指紋識(shí)別模塊的表面尺寸。

所述指紋識(shí)別模塊400位于玻璃蓋板10的改性區(qū)域101的正下方，使得發(fā)光板300的出射光透過(guò)指紋識(shí)別模塊400之后，能夠完全進(jìn)入玻璃蓋板的改性區(qū)域101內(nèi)，通過(guò)全反射通路200向玻璃蓋板的另一側(cè)表面?zhèn)鬏敗?/p>

光線在所述全反射通路200內(nèi)傳輸時(shí)，光線的能量損耗較小，且受到外界雜散光的干擾較小，從而使得光線在玻璃蓋板100內(nèi)具有較大的穿透性，具有較長(zhǎng)的傳輸距離。

所述玻璃蓋板100與人體指頭500的接觸面位于改性區(qū)域101的上方，從而使得較多的光線能夠到達(dá)玻璃蓋板100與人體指頭500的接觸面，發(fā)生反射后再次進(jìn)入玻璃蓋板100的改性區(qū)域200內(nèi)，通過(guò)全反射通路200到達(dá)指紋識(shí)別模塊400，從而獲取指紋信息。玻璃蓋板100與人體指頭500的接觸面的反射光在改性區(qū)域200內(nèi)傳播能量損耗較少，且受外界雜散光的干擾較少，從而能夠獲得較為準(zhǔn)確的指紋圖像。

并且，由于所述玻璃蓋板10具有改性區(qū)域200，具有較高的光透過(guò)性，與現(xiàn)有技術(shù)相比不需要在玻璃蓋板10上開(kāi)孔、增設(shè)特殊蓋板，從而可以是玻璃蓋板10保持較高的機(jī)械強(qiáng)度，并且可以直接將指紋識(shí)別模塊安裝與玻璃蓋板10下方，實(shí)現(xiàn)隱式安裝，安裝方法簡(jiǎn)單，有利于提高安裝有上述光學(xué)指紋傳感器的設(shè)備的美觀度和使用壽命。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。