一種指紋識別裝置及指紋識別系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及觸控技術領域，尤指一種指紋識別裝置及指紋識別系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著指紋識別技術的發(fā)展，使其在諸多領域得到廣泛的應用。如電子設備終端中 的手機、平板電腦和電視等；安全防護系統(tǒng)中的門禁和保險柜等。在指紋識別技術中指紋采 集的實現(xiàn)方式主要有光學式、電容式和超聲成像式等，其中采用光學式進行指紋采集的指 紋識別技術的識別范圍相對較大，且成本相對較低。
[0003] 目前，應用于液晶顯示器例如手機等移動終端的光學式指紋識別技術尚不成熟， 如圖1所示，具有指紋識別功能的液晶顯示器一般包括背光源1、陣列基板2、液晶層3、對向 基板4、以及玻璃蓋板5、光電傳感器01 -般設置于陣列基板2上，利用背光源1作為檢測 用光源，當手指6觸控玻璃蓋板5時，背光源1的光依次經(jīng)過陣列基板2、液晶層3、對向基 板4和玻璃蓋板5后，在手指6觸控的地方發(fā)生漫反射后再依次經(jīng)過玻璃蓋板5、對向基板 4和液晶層3后到達光電傳感器01，從而通過檢測光電傳感器01的信號大小確定手指6的 指紋的波谷（以下稱為谷）和波峰（以下稱為脊）的位置，實現(xiàn)指紋識別。但由于液晶層3 的透過率較低，因此上述液晶顯示器中背光源1的光兩次經(jīng)過液晶層3后到達光電傳感器 01的光能量是非常低的，并且由于光線是由手指6漫反射回光電傳感器01的，而手指6指 紋的谷和脊所漫反射的發(fā)散光的光能量差異是極小的，同時在手指指紋的谷脊之間還存在 環(huán)境光的干擾，因此上述液晶顯示器很難對指紋進行準確的識別。

【發(fā)明內容】

[0004] 有鑒于于此，本發(fā)明實施例提供了一種指紋識別裝置及指紋識別系統(tǒng)，使光電傳 感器接收到的指紋谷和脊的反射光的光強具有較大差異，以提高指紋識別系統(tǒng)的準確率。
[0005] 本發(fā)明實施例提供的一種指紋識別裝置，包括基板，以及位于所述基板正上方的 透明蓋板；還包括：檢測用光源和多個光電傳感器；其中，
[0006] 所述透明蓋板的折射率小于人體的折射率，所述透明蓋板的其中一個側面為傾斜 面，且所述傾斜面與所述透明蓋板的上表面的夾角α為銳角；
[0007] 所述檢測用光源位于所述透明蓋板的傾斜面一側，且所述檢測用光源發(fā)出的光從 所述透明蓋板的傾斜面入射至所述透明蓋板，并且當所述透明蓋板上表面與空氣接觸時所 述光在所述透明蓋板的上表面發(fā)生全反射；
[0008] 在有手指觸控所述透明蓋板上表面時，手指將部分所述光反射到所述光電傳感 器；
[0009] 所述光電傳感器位于所述透明蓋板的下表面一側，且所述光電傳感器用于接收經(jīng) 所述透明蓋板上表面反射回來的光。
[0010] 較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述指紋識別裝置中，所述檢測用光源發(fā)出的光 為平行光，且所述平行光入射至所述透明蓋板的入射角β滿足β =90° -α，或β =0°。
[0011] 較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述指紋識別裝置中，所述透明蓋板為玻璃蓋板。
[0012] 較佳地，所述基板為顯示面板，并且所述顯示面板具有顯示區(qū)域和周邊區(qū)域；其 中，
[0013] 所述多個光電傳感器位于所述顯示區(qū)域內，所述夾角α根據(jù)如下公式確定：
[0014] h · tan Θ Ah/tan a +d · tan Θ ^Ll
[0015] 其中，當 β = 90。-α 時，Θ J= arcsin(sin0 · n o/n!)，當 β = 0。時，Θ J = α ；
[0016] η?表示所述透明蓋板的折射率，h表示所述透明蓋板的厚度，d表示所述光電傳感 器距離所述透明蓋板的上表面的距離，Ll表示所述透明蓋板的上表面由傾斜面一側至相對 側顯示區(qū)域的邊緣的寬度，η。表示所述檢測用光源所在位置處的介質的折射率，Θ i表示所 述光進入所述透明蓋板后在上表面處的入射角。
[0017] 較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述指紋識別裝置中，所述夾角α還根據(jù)觸控區(qū) 域的寬度W1決定；其中，w丨=h · tan Θ i+h/tan α。
[0018] 較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述指紋識別裝置中，所述顯示面板在顯示區(qū)域 具有相對設置的陣列基板和對向基板；其中，所述對向基板位于所述透明蓋板與所述陣列 基板之間；
[0019] 所述光電傳感器位于所述陣列基板面向所述對向基板一側；或
[0020] 所述光電傳感器位于所述對向基板面向所述陣列基板一側；或
[0021] 所述光電傳感器位于所述透明蓋板與所述對向基板之間。
[0022] 較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述指紋識別裝置中，所述基板為顯示面板，并且 所述所述顯示面板具有顯示區(qū)域和周邊區(qū)域；其中，
[0023] 所述多個光電傳感器位于與所述傾斜面相對一側的周邊區(qū)域內，所述夾角α根 據(jù)如下公式確定：
[0024] 0〈（d_L+h · tan Θ 工+h/tan a -L2) · cot Θ 工· cot [arcsin (cos Θ 工· Ii1Ai2) ]〈L2
[0025] 其中，當 β = 90。-α 時，Θ 丨=arcsin(sinP · n。/叫），當 β = 0。時，Θ J = α ；
[0026] η?表示所述透明蓋板的折射率，h表示所述透明蓋板的厚度，d表示所述光電傳感 器距離所述透明蓋板的上表面的距離，L2表示周邊區(qū)域0的寬度，L表示所述透明蓋板的上 表面由傾斜面一側至相對側周邊區(qū)域的邊緣的寬度，η。表示所述檢測用光源所在位置處的 介質的折射率，Θ i表示所述光進入所述透明蓋板后在上表面處的入射角，η2表示經(jīng)所述透 明蓋板上表面反射回來的光進入周邊區(qū)域所經(jīng)過的介質的折射率。
[0027] 較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述指紋識別裝置中，所述夾角α還根據(jù)觸控區(qū) 域的寬度 W1 決定；其中，w 丨=d · tan Θ「(L-h · tan Θ「h/tan a -L2) 〇
[0028] 較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述指紋識別裝置中，還包括位于所述周邊區(qū)域 且設置于所述顯示面板與所述透明蓋板之間擋光層；
[0029] 所述擋光層中設置有若干過孔，經(jīng)所述透明蓋板上表面反射回來的光經(jīng)過所述過 孔照射至所述光電傳感器。
[0030] 較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述指紋識別裝置中，所述夾角α大小還根據(jù)手 指觸控所述透明蓋板時所述光在所述透明蓋板與手指接觸處發(fā)生部分反射的反射光的折 射率P決定；其中，
[0033] η'表示人體皮膚的折射率，θ2表示手指觸控所述透明蓋板時所述光在所述透明 蓋板與手指接觸處發(fā)生折射的折射角。
[0034] 相應地，本發(fā)明實施例還提供了一種指紋識別系統(tǒng)，包括本發(fā)明實施例提供的上 述任一種指紋識別裝置。
[0035] 本發(fā)明實施例提供的指紋識別裝置及指紋識別系統(tǒng)，將透明蓋板的其中一個側面 設置為傾斜面，使透明蓋板的傾斜面與上表面的夾角為銳角，并在透明蓋板的傾斜面一側 設置檢測用光源，當無手指觸控時，由于透明蓋板的折射率是大于空氣的折射率的，因此只 要保證經(jīng)傾斜面入射的光在照至透明蓋板上表面時的入射角大于光線由透明蓋板進入空 氣時全反射的臨界角，就可以保證從透明蓋板的傾斜面入射至透明蓋板的光在透明蓋板的 上表面發(fā)生全反射，將光電傳感器在可以接受到經(jīng)透明蓋板上表面反射回來的光的位置， 從而利用光電傳感器檢測光強的大小，當有手指觸控時，指紋的谷不與透明蓋板接觸，因此 谷位置處光線發(fā)生全反射只產生反射光線，光能被全部反射回去，而指紋的脊與透明蓋板 接觸，由于透明蓋板的折射率小于人體的折射率，因此在脊位置處光線一部分發(fā)生折射形 成折射光線進入空氣，一部分發(fā)生反射形成反射光線照射至光電傳感器上，導致谷位置處 與脊位置處所反射的光的光強差異較大，從而提高指紋識別裝置的準確率。
【附圖說明】
[0036] 圖1為現(xiàn)有的具有指紋識別功能的液晶顯示器的結構示意圖；
[0037] 圖2a至圖2d為本發(fā)明實施例提供的指紋識別裝置的結構示意圖；
[0038] 圖3為本發(fā)明實施例提供的手指觸控時指紋谷與脊位置處光線傳播示意圖；
[0039] 圖4a為本發(fā)明實施例一提供的指紋識別裝置中夾角α與觸控區(qū)域的位置示意 圖；
[0040] 圖4b為本發(fā)明實施例二提供的指紋識別裝置中夾角α與觸控區(qū)域的位置示意 圖；
[0041] 圖4c為本發(fā)明實施例三提供的指紋識別裝置中夾角α與觸控區(qū)域的位置示意 圖；
[0042] 圖4d為本發(fā)明實施例四提供的指紋識別裝置中夾角α與觸控區(qū)域的位置示意 圖；
[0043] 圖5a為本發(fā)明實施例提供的指紋識別裝置中光電傳感器設置于陣列基板的結構 示意圖；
[0044] 圖5b為本發(fā)明實施例提供的指紋識別裝置中光電傳感器設置于對向基板的結構 示意圖；
[0045] 圖5c為本發(fā)明實施例提供的指紋識別裝置中光電傳感器設置于透明蓋板與對向 基板之間的結構示