一种静脉辨识装置的制作方法

本发明涉及生物辨识技术领域，尤其涉及一种静脉辨识装置。

背景技术：

随着科技的进步，越来越多的科技产品得到了广泛的应用，如：个人数字助理器(pda)、智能手机或笔记本电脑等科技产品，然而，这些科技产品一方面除了带给人们更便利的生活之外，另一方面也带给人们更多的安全性隐患，如当使用者遗失上述科技产品时，其内部储存的使用者个人数据会被恶意的打开，进而令使用者的隐私权受到侵犯，因此，为保障个人资料的安全性，目前大多科技产品内均设有身份辨识装置。

其中应用最广泛的是利用每个人均不同的生物特征进行辨识的身份辨识装置，如早期所使用的语音辨识装置、指纹辨识装置、人脸辨识装置或虹膜辨识装置，以及目前最新提出的采用手指静脉辨识技术的手指静脉辨识装置；其中手指静脉辨识技术指先利用波长为700纳米到1000纳米的红外线照射使用者的手指一段时间，此时流经该手指静脉的血红蛋白能充分吸收红外线，之后停止照射时，该手指静脉的血红蛋白会发散红外线，藉此，可以采用红外线撷取镜头撷取该手指内静脉纹路影像，由于每个人的手指内静脉纹路一定且不同，故藉由静脉纹路影像分析即可进行身份识别。

现有技术的手指静脉辨识装置主要由近红外影像撷取单元、光学透镜组、近红外滤光片与近红外光源组成，现有技术的手指静脉辨识装置需要由光学透镜组进行成像的对焦，而光学透镜组需要较大的空间，会导致现有技术的手指静脉辨识装置整体的体积厚度无法降低；另外，现有技术的手指静脉辨识装置需要使用者在离该手指静脉辨识装置特定距离范围内才可有效辨识，部分手指静脉辨识装置需要外加部件固定感测距离，使得现有技术的手指静脉辨识装置整体的体积厚度较大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种静脉辨识装置，用以降低静脉辨识装置的整体厚度。

本发明实施例提供的一种静脉辨识装置，包括近红外光源、图像获取单元和图像转换单元；

所述近红外光源用于提供照射到皮下组织的近红外波段的光线；

所述图像获取单元包括若干阵列排列的感光像素，每一所述感光像素包括感光器件和读取电路；

所述感光器件用于接收皮下组织反射的光线，并将反射光线对应的光信号转换为电信号输出给所述读取电路；

所述读取电路用于接收所述电信号，并将所述电信号放大转换为可识别灰阶的电信号；

所述图像转换单元用于接收所述可识别灰阶的电信号，并将所述可识别灰阶的电信号转换为对应的静脉图像。

由本发明实施例提供的静脉辨识装置，包括近红外光源、图像获取单元和图像转换单元，图像获取单元包括若干阵列排列的感光像素，每一感光像素包括感光器件和读取电路，感光器件用于接收皮下组织反射的光线，并将反射光线对应的光信号转换为电信号输出给读取电路；读取电路用于接收电信号，并将电信号放大转换为可识别灰阶的电信号；图像转换单元用于接收可识别灰阶的电信号，并将接收到的可识别灰阶的电信号转换为对应的静脉图像；在获取静脉图像时，本发明实施例通过图像获取单元和图像转换单元获取静脉图像，现有技术则是通过近红外影像撷取单元和光学透镜组获取静脉图像，而光学透镜组需要较大的空间，因此，与现有技术相比，本发明实施例不需要设置空间较大的光学透镜组，能够降低静脉辨识装置的整体厚度。

较佳地，所述近红外光源包括导光板和发光光源，所述发光光源用于发射近红外波段的光线，所述发光光源设置在所述导光板的至少一个侧边对应的位置。

较佳地，所述感光像素在所述导光板上的正投影区域与所述导光板存在重叠区域；

所述导光板上设置有若干散射粒子，所述散射粒子与所述重叠区域不重叠，所述散射粒子的密度随着所述散射粒子与所述发光光源距离的增大而增大。

较佳地，所述散射粒子的密度随着所述散射粒子与所述导光板中心点的距离的增大而增大。

较佳地，所述近红外光源为有机电致自发光光源，或为量子点自发光光源。

较佳地，静脉辨识装置还包括设置在所述近红外光源上的光增量膜，所述光增量膜用于使所述近红外光源发出的光向所述近红外光源的中心区域集中。

较佳地，所述近红外光源的面积大于所有所述感光像素的面积的和。

较佳地，静脉辨识装置还包括设置在至少一所述感光像素上的微透镜层，所述微透镜层用于增强所述反射光线对应的光信号。

较佳地，静脉辨识装置还包括设置在至少一所述感光像素上的近红外滤光层，所述近红外滤光层用于过滤非近红外波段的光线。

较佳地，所述感光器件包括衬底基板、位于所述衬底基板上的栅极、位于所述栅极上的栅极绝缘层、位于所述栅极绝缘层上的半导体有源层、位于所述半导体有源层上的源极、漏极和量子点材料层；其中：

所述量子点材料层与所述半导体有源层接触，用于吸收近红外波段的光线，且所述量子点材料层的能阶与所述半导体有源层的能阶相对应。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种静脉辨识装置的平面结构示意图；

图2为沿图1的aa1方向的截面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种近红外光源的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一近红外光源的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一静脉辨识装置的截面结构示意图；

图6为本发明实施例提供的又一静脉辨识装置的截面结构示意图；

图7为本发明实施例提供的感光器件的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种静脉辨识装置的具体平面结构示意图；

图9a和图9b为本发明实施例提供的一种静脉辨识装置工作时感光器件的接收不同光照区域的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种静脉辨识装置，用以降低静脉辨识装置的整体厚度。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的静脉辨识装置。

附图中各部件区域大小、形状不反应各部件的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

如图1和图2所示，本发明具体实施例提供了一种静脉辨识装置，包括近红外光源11、图像获取单元12和图像转换单元13，图2为沿图1的aa1方向的截面结构示意图；

近红外光源11用于提供照射到皮下组织的近红外波段的光线；

图像获取单元12包括若干阵列排列的感光像素120，每一感光像素120包括感光器件121和读取电路122；

感光器件121用于接收皮下组织反射的光线，并将反射光线对应的光信号转换为电信号输出给读取电路122；

读取电路122用于接收电信号，并将电信号放大转换为可识别灰阶的电信号；

图像转换单元13用于接收可识别灰阶的电信号，并将可识别灰阶的电信号转换为对应的静脉图像。

本发明具体实施例提供的静脉辨识装置包括近红外光源、图像获取单元和图像转换单元，图像获取单元包括若干阵列排列的感光像素，每一感光像素包括感光器件和读取电路，感光器件用于接收皮下组织反射的光线，并将反射光线对应的光信号转换为电信号输出给读取电路；读取电路用于接收电信号，并将电信号放大转换为可识别灰阶的电信号；图像转换单元用于接收可识别灰阶的电信号，并将接收到的可识别灰阶的电信号转换为对应的静脉图像；在获取静脉图像时，本发明具体实施例通过图像获取单元和图像转换单元获取静脉图像，现有技术则是通过近红外影像撷取单元和光学透镜组获取静脉图像，而光学透镜组需要较大的空间，因此，与现有技术相比，本发明具体实施例不需要设置空间较大的光学透镜组，能够降低静脉辨识装置的整体厚度，进而能够将本发明具体实施例的静脉辨识装置整合到移动装置或穿戴装置上。

本发明具体实施例中的近红外光源可以为背光源，也可以为自发光源；当本发明具体实施例中的近红外光源为自发光源时，优选地，本发明具体实施例中的近红外光源为有机电致自发光光源，或为量子点自发光光源，选择有机电致自发光光源或量子点自发光光源在实际应用中更加简单、方便；当然，在实际应用时，近红外光源还可以选择其它类型的自发光源，只要保证发出的光线在近红外波段即可。

当本发明具体实施例中的近红外光源为背光源时，优选地，如图3所示，本发明具体实施例中的近红外光源包括导光板31和发光光源32，发光光源32用于发射近红外波段的光线，发光光源32设置在导光板31的至少一个侧边对应的位置，图3中仅示出了发光光源32设置在导光板31的上面侧边对应的位置，当然，在实际应用中，发光光源32还可以设置在导光板31的其它侧边对应的位置，如：可以设置在导光板31的左侧边对应的位置。

具体地，如图4所示，本发明具体实施例的感光像素在导光板31上的正投影区域41与导光板31存在重叠区域；导光板31上设置有若干散射粒子42，散射粒子42与上述重叠区域不重叠，散射粒子42的密度随着散射粒子42与发光光源32距离的增大而增大，这样，离发光光源32较远距离的散射粒子由于密度比较大，因此，离发光光源32较远区域的导光板也能够很好的对光线进行散射。具体实施时，散射粒子42的形状可以为圆形、半圆形、三角形等形状，散射粒子42可以将照射到其上的光线进行散射，散射粒子42的折射率与导光板31的折射率不同。

具体地，如图4所示，本发明具体实施例的散射粒子42的密度随着散射粒子42与导光板31中心点的距离的增大而增大，这样使得出光量在导光板31的外圈较大，由于感光器件接收的光线是来自皮下组织反射的光线，因此为了减少皮下组织的强反射光，需要选择斜向入射的角度，散射粒子42的这种设置能避免直接由感光器件正下方入射，而使得入射的光线为斜向入射。

进一步地，本发明具体实施例的静脉辨识装置还包括设置在近红外光源上的光增量膜，光增量膜用于使近红外光源发出的光向近红外光源的中心区域集中，以使得近红外波段的光线能够更好的照射到中心的皮下组织。

优选地，本发明具体实施例中近红外光源的面积大于所有感光像素的面积的和，这样，本发明具体实施例中的近红外光源能够很好的调整其发出的光的均匀性。

具体地，如图5所示，本发明具体实施例中的静脉辨识装置还包括设置在至少一感光像素上的微透镜层51，微透镜层51用于增强反射光线对应的光信号，图5中仅示出了在每一感光像素上均设置微透镜层的最优的实施方式；另外，微透镜层51的设置还可以避免斜向的杂散光直接进入感光器件，具体实施时，微透镜层51的厚度可以做的较薄(<100um)，不会影响静脉辨识装置的整体厚度。

具体地，如图6所示，本发明具体实施例中的静脉辨识装置还包括设置在至少一感光像素上的近红外滤光层61，近红外滤光层61用于过滤非近红外波段的光线，图6中仅示出了在每一感光像素上均设置近红外滤光层的最优的实施方式，近红外滤光层61的设置能够很好的避免非近红外波段的光线造成的干扰，具体实施时，近红外滤光层可以采用现有技术通常使用的滤光膜层结构，这种类似的膜层的厚度较薄，不会影响静脉辨识装置的整体厚度。

具体地，如图7所示，本发明具体实施例中的感光器件包括衬底基板70、位于衬底基板70上的栅极71、位于栅极71上的栅极绝缘层72、位于栅极绝缘层72上的半导体有源层73、位于半导体有源层73上的源极74、漏极75和量子点材料层76，以及位于源极74、漏极75和量子点材料层76上的钝化层77；其中：量子点材料层76与半导体有源层73接触，用于吸收近红外波段的光线，且量子点材料层76的能阶与半导体有源层73的能阶相对应。这样，本发明具体实施例通过量子点材料层76与半导体有源层73的搭配使用，能够很好的将接收到的光线对应的光信号转换为电信号。

具体实施时，衬底基板70可以选择透明的玻璃基板，栅极71可以选择钼(mo)、铝(al)、银(ag)等金属材料，栅极绝缘层72和钝化层77可以选择氧化硅、氮化硅等绝缘材料，源极74和漏极75也可以选择钼(mo)、铝(al)、银(ag)等金属材料，量子点材料层76可以选择pbs，半导体有源层73可以选择铟镓锌氧化物(igzo)。

下面简单的介绍一下本发明具体实施例提供的静脉辨识装置的工作过程。

如图8所示，本发明具体实施例的静脉辨识装置包括图像获取单元12、信号电路81、图像转换单元13和电路绑定区83，其中，信号电路81用于控制读取电路122的工作，图像转换单元13用于将读取电路122对应的可识别灰阶的电信号转换成灰阶信号提供给图像转换单元13中的读取ic进行后续的处理，由读取ic转换为静脉图像信号提供给后端系统。

在具体实施时，本发明具体实施例为了减少皮下组织的强反射光，以及为了避免反射光直接由感光器件正下方入射，本发明具体实施例中每一感光像素120除了包括感光器件121和读取电路122外，还包括一透明区，这样能够使得入射的光线为斜向入射。

如图9a和图9b所示，本发明具体实施例的静脉辨识装置在工作时，针对每一感光像素中的感光器件，近红外光源分两个阶段进行光线的照射，首先近红外光源控制与感光器件121的第一区域91对应位置处发光，这时读取电路122接收感光器件121的第二区域92对应位置处的电信号，并将该电信号放大转换为可识别灰阶的电信号；接着，近红外光源控制与感光器件121的第二区域92对应位置处发光，这时读取电路122接收感光器件121的第一区域91对应位置处的电信号，并将该电信号放大转换为可识别灰阶的电信号，读取电路122将两次转换的可识别灰阶的电信号进行叠加，将叠加后的电信号输出给图像转换单元。图9a和图9b中白色填充区域表示发光区域，黑色填充区域表示不发光区域(即读取电路122读取的区域)。具体实施时，第一区域和第二区域的分区方式不限于图9a和图9b的方式，以能够提供最佳光源位置进行区域的调整。

综上所述，本发明具体实施例提供一种静脉辨识装置，包括近红外光源、图像获取单元和图像转换单元，图像获取单元包括若干阵列排列的感光像素，每一感光像素包括感光器件和读取电路，感光器件用于接收皮下组织反射的光线，并将反射光线对应的光信号转换为电信号输出给读取电路；读取电路用于接收电信号，并将电信号放大转换为可识别灰阶的电信号；图像转换单元用于接收可识别灰阶的电信号，并将可识别灰阶的电信号转换为对应的静脉图像。在获取静脉图像时，本发明具体实施例通过图像获取单元和图像转换单元获取静脉图像，现有技术则是通过近红外影像撷取单元和光学透镜组获取静脉图像，而光学透镜组需要较大的空间，因此，与现有技术相比，本发明具体实施例不需要设置空间较大的光学透镜组，能够降低静脉辨识装置的整体厚度，进而能够将本发明具体实施例的静脉辨识装置整合到移动装置或穿戴装置上。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。