TWI783230B - 屏下式指紋感測模組與電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種屏下式指紋感測模組，用以配置於一顯示面板下方， 以感測顯示面板上的一手指的指紋。屏下式指紋感測模組包括一影像感測器、一成像鏡頭及一場鏡。影像感測器配置於顯示面板下方，而成像鏡頭配置於顯示面板與影像感測器之間。場鏡配置於顯示面板與成像鏡頭之間。一種電子裝置亦被提出。

Description

屏下式指紋感測模組與電子裝置
本發明是有關於一種指紋感測模組與電子裝置，且特別是有關於一種屏下式指紋感測模組與電子裝置。
隨著手持式電子裝置(例如智慧型手機、平板電腦等)朝向高螢幕佔比發展，於電子裝置的正面便沒有足夠的面積來設置傳統的電容式指紋感測器。為解決此問題，側面指紋感測器、背面指紋感測器甚至是其他生物特徵感測器(如人臉感測)便被發展出來。然而，側面指紋感測器的感測面積較小，背面指紋感測器會有當電子裝置置於桌面時無法使用的情形，而人臉感測器有價格昂貴、易因受潮而受損及戴口罩時無法使用的問題。
而有一種解決的方案是將指紋感測器放置於螢幕的下方，並以穿透螢幕的方式來感測指紋，這就是屏下式指紋感測器方案。屏下式指紋感測器可分為超聲波式感測器與光學式感測器。超聲波式感測器較為昂貴，而光學式感測器則具有成本較低且正確率高的優點。
一種習知的光學式感測器是在透明顯示面板(例如有機發光二極體顯示面板)下方設置相機，以拍攝按壓在透明顯示面板上的指紋，而照亮指紋的光源則是透明顯示面板所發出的光。然而，一般的有機發光二極體光源為朗伯光源(Lambertian source)，其發光強度與光線出射角度呈餘弦比例關係，也就是說，越傾斜出射的光的強度越弱。因此，當相機拍攝指紋影像時，越靠近手指邊緣的指紋所反射且入射相機鏡頭的光越是傾斜入射鏡頭，越是由有機發光二極體光源所發出的傾斜的光所貢獻，如此會導致影像感測器所感測到的手指邊緣指紋影像的亮度越弱，進而影響了指紋辨識的正確率與成功率。
本發明提供一種屏下式指紋感測模組，其可感測到亮度均勻的指紋影像。
本發明提供一種電子裝置，其屏下式指紋感測模組可以感測到亮度均勻的指紋影像。
本發明的一實施例提出一種屏下式指紋感測模組，用以配置於一顯示面板下方，以感測顯示面板上的一手指的指紋。屏下式指紋感測模組包括一影像感測器、一成像鏡頭及一場鏡。影像感測器配置於顯示面板下方，而成像鏡頭配置於顯示面板與影像感測器之間。場鏡配置於顯示面板與成像鏡頭之間。
本發明的一實施例提出一種電子裝置，包括一顯示面板 以及上述屏下式指紋感測模組，其中屏下式指紋感測模組配置於顯示面板下方。
在本發明的實施例的電子裝置與屏下式指紋感測模組中，由於採用場鏡使從手指往約略垂直於顯示面板的方向發出的光會聚於影像感測器，因此影像感測器所感測到的手指邊緣區域與手指中央區域的影像都是由往約略垂直於顯示面板的方向發出的光所貢獻，並不會因為只感測到斜向光而導致影像亮度降低。如此一來，本發明的實施例的電子裝置與屏下式指紋感測模組便可以感測到亮度均勻的指紋影像，進而提升了指紋辨識的正確率與成功率。
50:手指
52:指紋
100:電子裝置
110:顯示面板
112:畫素
113、115:光
114:上表面
117:主光線
200:屏下式指紋感測模組
210:影像感測器
220:成像鏡頭
230:場鏡
240:透明膠體
250:中框
252:透光開口
A:光軸
D1:最大外徑
D2:對角線長度
θ:夾角
圖1為本發明的一實施例的電子裝置的局部剖面示意圖。
圖1為本發明的一實施例的電子裝置的局部剖面示意圖。請參照圖1，本實施例的電子裝置100包括一顯示面板110及一屏下式指紋感測模組200，其中屏下式指紋感測模組200配置於顯示面板110下方，以感測顯示面板110上的一手指50的指紋52。屏下式指紋感測模組200包括一影像感測器210、一成像鏡頭220及一場鏡230。其中，成像鏡頭220配置於顯示面板110與影像感 測器210之間，且場鏡230配置於顯示面板110與成像鏡頭220之間。
在本實施例中，顯示面板110為透明顯示面板，例如為有機發光二極體顯示面板。或者，在其他實施例中，顯示面板110也可以是液晶顯示面板。影像感測器210例如是互補式金氧半導體影像感測器(complementary metal oxide semiconductor image sensor,CMOS image sensor,CIS)。然而，在其他實施例中，影像感測器210也可以是電荷耦合元件(charge coupled device,CCD)。電子裝置100例如為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦或其他各種電子裝置。
在本實施例中，顯示面板110的畫素112所發出的光113往上照亮了手指50，而手指50將光113反射成攜帶了指紋52資訊的光115。在本實施例中，採用場鏡230使從手指50往約略垂直於顯示面板110的方向發出的光115會聚於影像感測器210，也就是從手指50往約略垂直於顯示面板110的方向發出的光115先被場鏡230會聚於成像鏡頭220，然後再被成像鏡頭220傳遞至影像感測器210的感測區，進而形成影像。因此影像感測器210所感測到的手指50的邊緣區域與手指50的中央區域的影像都是由往約略垂直於顯示面板110的方向發出的光115所貢獻，並不會因為只感測到斜向光而導致影像亮度降低。如此一來，本實施例的電子裝置100與屏下式指紋感測模組200便可以感測到亮度均勻的指紋影像，進而提升了指紋辨識的正確率與成功率。
在本實施例中，場鏡230的最大外徑D1是落在30毫米至50毫米的範圍內，取決於待測手指面積。場鏡230的最大外徑D1與影像感測器210的感測區的對角線長度D2的比值是落在從4至10的範圍內。此外，場鏡230所收集的來自顯示面板110的上表面114且傳遞至影像感測器210的主光線117與成像鏡頭220的光軸A的夾角θ小於15度。換言之，場鏡230的面積接近於整個指紋感測區(也就是上表面114上供手指按壓且可感測到指紋的區域)的面積，以使場鏡230可以收集幾乎是鉛直向下的光115，並使這樣的光115傳遞至影像感測器210而形成亮度均勻的指紋影像。也就是說，成像鏡頭220與場鏡230形成一遠心鏡頭。
也就是說，本實施例在顯示面板110下方增加一片場鏡230，將物空間的主光線變成接***行，且因為遠心設計，對於物空間不同物高的光115，被場鏡230收集的收光角度都相近。如此一來，便可使指紋影像的邊緣區域與中央區域的亮度趨於一致。
在一實施例中，場鏡230與顯示面板110之間存在空氣間隙。然而，在另一實施例中，場鏡230與顯示面板110之間存在透明膠體240，以使場鏡230附著於顯示面板110上，其中透明膠體240的折射率小於場鏡的折射率，透明膠體240的折射率例如為1.3。
在本實施例中，電子裝置100更包括一中框250，具有一透光開口252，其中影像感測器210配置於透光開口252下方，場鏡230貼靠於中框250上，且配置於透光開口252與顯示面板110 之間。
綜上所述，在本發明的實施例的電子裝置與屏下式指紋感測模組中，由於採用場鏡來從手指往約略垂直於顯示面板的方向發出的光會聚於影像感測器，因此影像感測器所感測到的手指邊緣區域與手指中央區域的影像都是由往約略垂直於顯示面板的方向發出的光所貢獻，並不會因為只感測到斜向光而導致影像亮度降低。如此一來，本發明的實施例的電子裝置與屏下式指紋感測模組便可以感測到亮度均勻的指紋影像，進而提升了指紋辨識的正確率與成功率。
50:手指
52:指紋
100:電子裝置
110:顯示面板
112:畫素
113、115:光
114:上表面
117:主光線
200:屏下式指紋感測模組
210:影像感測器
220:成像鏡頭
230:場鏡
240:透明膠體
250:中框
252:透光開口
A:光軸
D1:最大外徑
D2:對角線長度
θ:夾角

Claims (14)

  1. 一種屏下式指紋感測模組，配置於一顯示面板下方，以感測該顯示面板上的一手指的指紋，該屏下式指紋感測模組包括：一影像感測器；一成像鏡頭，配置於該顯示面板與該影像感測器之間；以及一場鏡，配置於該顯示面板與該成像鏡頭之間，其中該場鏡所收集的來自該顯示面板的上表面且傳遞至該影像感測器的主光線與該成像鏡頭的光軸的夾角小於15度，該場鏡的最大外徑與該影像感測器的感測區的對角線長度的比值是落在從4至10的範圍內。
  2. 如請求項1所述的屏下式指紋感測模組，其中該成像鏡頭與該場鏡形成一遠心鏡頭。
  3. 如請求項1所述的屏下式指紋感測模組，其中該影像感測器配置於一中框的一透光開口下方，該場鏡貼靠於該中框上，且配置於該透光開口與該顯示面板之間。
  4. 如請求項1所述的屏下式指紋感測模組，其中該場鏡的最大外徑是落在30毫米至50毫米的範圍內。
  5. 如請求項1所述的屏下式指紋感測模組，其中該場鏡與該顯示面板之間存在空氣間隙。
  6. 如請求項1所述的屏下式指紋感測模組，其中該場鏡與該顯示面板之間存在透明膠體，以使該場鏡附著於該顯示面板上，其中該透明膠體的折射率小於該場鏡的折射率。
  7. 一種電子裝置，包括：一顯示面板；以及一屏下式指紋感測模組，配置於該顯示面板下方，以感測該顯示面板上的一手指的指紋，該屏下式指紋感測模組包括：一影像感測器，配置於該顯示面板下方；一成像鏡頭，配置於該顯示面板與該影像感測器之間；以及一場鏡，配置於該顯示面板與該成像鏡頭之間，其中該場鏡所收集的來自該顯示面板的上表面且傳遞至該影像感測器的主光線與該成像鏡頭的光軸的夾角小於15度，該場鏡的最大外徑與該影像感測器的感測區的對角線長度的比值是落在從4至10的範圍內。
  8. 如請求項7所述的電子裝置，其中該成像鏡頭與該場鏡形成一遠心鏡頭。
  9. 如請求項7所述的電子裝置，更包括一中框，具有一透光開口，該影像感測器配置於該透光開口下方，該場鏡貼靠於該中框上，且配置於該透光開口與該顯示面板之間。
  10. 如請求項7所述的電子裝置，其中該場鏡的最大外徑是落在30毫米至50毫米的範圍內。
  11. 如請求項7所述的電子裝置，其中該場鏡與該顯示面板之間存在空氣間隙。
  12. 如請求項7所述的電子裝置，其中該場鏡與該顯示面板之間存在透明膠體，以使該場鏡附著於該顯示面板上，其中該透明膠體的折射率小於該場鏡的折射率。
  13. 如請求項7所述的電子裝置，其中該顯示面板為透明顯示面板。
  14. 如請求項13所述的電子裝置，其中該顯示面板為有機發光二極體顯示面板。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102750520A (zh) * 2012-06-05 2012-10-24 东莞市中控电子技术有限公司 一种电容式指纹探测装置
CN202758369U (zh) * 2012-04-16 2013-02-27 曹国基 基于漫反射原理的光学指纹采集头
US20180260602A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Devices with peripheral task bar display zone and under-lcd screen optical sensor module for on-screen fingerprint sensing
TWM577547U (zh) * 2018-08-01 2019-05-01 香港商印芯科技股份有限公司 屏下指紋辨識系統
CN208888842U (zh) * 2018-10-26 2019-05-21 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置和电子设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989002721A1 (en) * 1987-09-24 1989-04-06 Siemens Aktiengesellschaft Fingerprint sensing device comprising a multilayer contact surface
CN108647558B (zh) * 2018-03-21 2021-01-08 京东方科技集团股份有限公司 一种指纹识别显示设备
WO2020132974A1 (zh) * 2018-12-26 2020-07-02 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置和电子设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202758369U (zh) * 2012-04-16 2013-02-27 曹国基 基于漫反射原理的光学指纹采集头
CN102750520A (zh) * 2012-06-05 2012-10-24 东莞市中控电子技术有限公司 一种电容式指纹探测装置
US20180260602A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Devices with peripheral task bar display zone and under-lcd screen optical sensor module for on-screen fingerprint sensing
TWM577547U (zh) * 2018-08-01 2019-05-01 香港商印芯科技股份有限公司 屏下指紋辨識系統
CN208888842U (zh) * 2018-10-26 2019-05-21 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置和电子设备

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