光学检测装置及电子设备的制作方法

文档序号:15524737发布日期:2018-09-25 20:23阅读:135来源:国知局

本实用新型涉及检测技术领域,具体而言,涉及一种光学检测装置及电子设备。



背景技术:

随着手机技术的推陈出新及手机用户需求的不断提高,为了达到更佳的用户体验,增加手机屏幕面积占比,全面屏已成为智能终端发展的一大趋势。

对于传统的电容式指纹识别技术,由于电容检测无法穿透较厚玻璃等多方面限制,其无法完成去除Home键的任务。

现有技术的光学指纹识别技术可以实现全面屏,该技术中一般将指纹识别模组置于屏幕下方,对用户的指纹谷脊信息进行转化得到数字化的指纹信息。通过对用户的单个指纹信息进行采集、量化、处理和认证,从而实现对特定区域内指纹进行光学指纹识,进一步保证了系统的安全性。

目前市场上流行的指纹识别系统,不管是光学式的、超声波式的,还是电容式的,均都是针对单个指纹信息进行识别和认证,一旦用户的单个手指指纹信息泄露,该系统将不再安全。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的在于提供一种光学检测装置及电子设备,以解决现有技术中的识别系统中只能识别单个指纹信息导致的系统安全性能较低的问题。

为了实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种光学检测装置,该光学检测装置包括:透明盖板,具有沿第一方向相对的入光面和出光面,上述第一方向垂直于上述透明盖板的厚度方向,上述透明盖板还具有与上述入光面和上述出光面连接且相对的第一表面和第二表面,上述第一表面具有多个触摸区域;光源单元,包括至少一个光源,上述光源单元设置于上述透明盖板的一侧且靠近上述入光面,各上述光源用于发出入射至上述入光面的平行光束,上述平行光束包括多个平行的光线,上述光线在上述透明盖板中发生多次全反射并从上述出光面射出,且各条上述光线在至少两个上述触摸区域处均发生一次全反射;图像传感单元,包括至少一个图像传感器,上述图像传感单元设置于上述透明盖板的另一侧且靠近上述出光面,上述图像传感器用于接收从上述出光面射出的上述光线并将上述光线的信息转换为图像信息。

进一步地,各条上述光线在各上述触摸区域处均发生一次全反射。

进一步地,上述平行光束的宽度大于或者等于上述触摸区域在上述第一方向上的宽度。

进一步地,上述光学检测装置还包括:透镜单元,设置在上述图像传感单元与上述出光面之间,上述透镜单元包括至少一个透镜,上述透镜单元用于将上述出光面射出的上述光线会聚至上述图像传感单元中。

进一步地,上述光源单元包括多个沿第二方向依次排列的上述光源,上述第二方向与上述第一方向垂直且与上述入光面平行。

进一步地,任意相邻的两个上述光源在上述第二方向上的间隔相等。

进一步地,上述图像传感单元包括多个沿上述第二方向排列的上述图像传感器,上述光源与上述图像传感器一一对应设置。

进一步地,任意相邻的两个上述图像传感器在上述第二方向上的间隔相等。

进一步地,上述透明盖板为玻璃盖板。

进一步地,上述光学检测装置为指纹的光学检测装置。

根据本实用新型的另一方面,提供了一种电子设备,包括显示屏和光学检测装置,该光学检测装置为任一种上述的光学检测装置。

进一步地,上述显示屏包括LCD显示屏、LED显示屏、OLED显示屏与Micro LED显示屏中的至少一种。

应用本实用新型的技术方案,该光学检测装置中的透明盖板上包括多个触摸区域,且多个触摸区域中至少两个触摸区域可以发生全反射,即最后经过出光面射出的光线由至少两个触摸区域的触摸信息对应的光信息叠加而成,最后经过图像传感单元中合成图像,对应地,该图像中也包括多个触摸区域对应的触摸信息,由此,该检测装置可以检测至少两个手指的指纹信息,提高了指纹识别的准确性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:

图1示出了根据本实用新型的一种实施例提供的光学检测装置的结构示意图;

图2示出了本申请的另一种实施例提供的光学检测装置的结构示意图;以及

图3示出了本申请的再一种实施例提供的光学检测装置的结构示意图。

其中,上述附图包括以下附图标记:

10、透明盖板;20、光源单元;30、透镜单元;40、图像传感单元;11、入光面;12、出光面;13、第一表面;130、触摸区域;21、光源;31、透镜;41、图像传感器;100、指纹。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本实用新型的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中上述,目前市场上流行的指纹识别系统,不管是光学式的、超声波式的,还是电容式的,均都是针对单个指纹信息进行识别和认证,一旦用户的单个手指指纹信息泄露,该系统将不再安全。为了解决上述的技术问题,本申请提出了一种光学检测装置及电子设备。

本申请的一种典型的实施方式中,提供了一种光学检测装置,如图1与图2所示,该光学检测装置包括透明盖板10、光源单元20以及图像传感单元40。

其中,上述透明盖板10具有沿第一方向相对的入光面11和出光面12,上述第一方向垂直于上述透明盖板10的厚度方向,上述透明盖板10还具有与上述入光面11和上述出光面12连接且相对的第一表面13和第二表面,上述第一表面13具有多个触摸区域130;光源单元20,包括至少一个光源21,上述光源单元20设置于上述透明盖板10的一侧且靠近上述入光面11,各上述光源21用于发出入射至上述入光面11的平行光束,上述平行光束包括多个平行的光线,上述光线在上述透明盖板10中发生多次全反射并从上述出光面12射出,且各条上述光线在至少两个上述触摸区域130(指纹100等所在的区域为触摸区域130)处均发生一次全反射;图像传感单元40包括至少一个图像传感器41,上述图像传感单元40设置于上述透明盖板10的另一侧且靠近上述出光面12,上述图像传感器41用于接收从上述出光面12射出的上述光线并将上述光线的信息转换为图像信息。

应用本实用新型的技术方案,该光学检测装置中的透明盖板上包括多个触摸区域,且多个触摸区域中至少两个触摸区域可以发生全反射,即最后经过出光面射出的光线由至少两个触摸区域的触摸信息对应的光信息叠加而成,最后经过图像传感单元中合成图像,对应地,该图像中也包括多个触摸区域对应的触摸信息,由此,该检测装置可以检测至少两个手指的指纹信息,提高了指纹识别的准确性。

上述的光源单元中的光源发出的平行光束对应的入射角可以根据具体的该平行光束要在几个触摸区域发生全反射而定,还可以结合透明盖板的厚度以及材料等而定。本领域技术人员可以根据实际情况设置该平行光束的入射角,只要该入射角能够在先后经过至少两个触摸区域时均发生全反射即可。

为了使得平行光束可以在先后经过各个触摸区域处均可以发生全反射,进而使得从出光面射出的光线携带各个触摸区域的指纹信息,进而使得最后得到图像是各触摸区域的指纹的叠加图像,从而进一步提高了光学检测装置的检测准确性,本申请的一种实施例中,各条上述光线在各上述触摸区域130处均发生一次全反射。如图1所示,该透明盖板上包括两个触摸区域,光源单元发出的一个平行光束在先后经过这两个触摸区域时,均发生了全反射,具体是平行光束中的每个光线均先后在这两个触摸区域处发生全反射。

为了进一步获得触摸区域的全部指纹信息,从而使得获取的图像信息更加准确且更好地与指纹吻合,本申请的一种实施例中,如图1所示,上述平行光束的宽度大于或者等于上述触摸区域130在上述第一方向上的宽度。

本申请的另一种实施例中,如图1至图3所示,上述光学检测装置还包括透镜单元30,透镜单元30设置在上述图像传感单元40与上述出光面12之间,上述透镜单元30包括至少一个透镜31,上述透镜单元30用于将上述出光面12射出的上述光线会聚至上述图像传感单元40中,这样能够使得从出光面出射的光线全部会聚至图像传感器中,从而使得图像传感器转化得到图像信息更加准确,从而进一步提高了该光学检测装置的检测的准确性。

如图3所示,本申请的再一种实施例中,上述光源单元20包括多个沿第二方向依次排列的光源21,上述第二方向与上述第一方向垂直且与上述入光面11平行。多个光源单元对应发出多个平行光束,这些平行光束的入射角可以是相同的,也可以是不同的,这些光源发出的入射角相同或者不同的平行光束,在透明盖板的不同的触摸区域中发生全反射,使得该透明盖板上可以设置更多的触摸区域,进而实现更多指纹的叠加信息的检测。

本申请的又一种实施例中,如图3所示,任意相邻的两个上述光源21在上述第二方向上的间隔相等。

为了将不同的光源发出的光线经过全反射后得到的出射光线转化为图像信息,本申请的一种实施例中,如图3所示,上述图像传感单元40包括多个沿上述第二方向排列的图像传感器41,上述光源21与上述图像传感器41一一对应设置。

如图3所示,任意相邻的两个上述图像传感器41在上述第二方向上的间隔相等。对于图3所示的实施例,其中的图像传感器与光源是一一对应设置的,这种一一对应的设置方式不仅是指数目上的一一对应,也同时指二者的位置上的一一对应,即一个光源发出的光线经过全反射后得到的出射光线能够进入到对应的图像传感器中。

当然,本申请的光学检测装置中的光源与图像传感器在数量上并不一定是一一对应的,还可以是其他的数量对应关系,比如说,两个光源对应一个图像传感器,三个光源对应一个图像传感器等等。本领域技术人员可以根据实际情况将图像传感器与光源设置为合适的对应数量关系。

以两个光源对应一个图像传感器的光学检测装置为例说明其工作过程,两个光源发出的光束经过全反射从出光面射出的光束均进入同一个图像传感器中,这两个光源对应的出射光束可以同时进入该图像传感器中,也可以不同时刻进入该图像传感器中。当这两个出射光束同时进入图像传感器中,图像传感器对光信息进行处理得到的图像信息是这两个光源发出的光束对应发生全反射的触摸区域的指纹信息的叠加。当这两个出射光束不同时进入图像传感器中,图像传感器对不同时刻进入的光信息分别进行处理,进而先后得到两个不同的指纹图像,每个指纹图像均对应一个光源发出的光束对应发生全反射的触摸区域的指纹信息的叠加。

本申请的又一种实施例中,上述透明盖板10为玻璃盖板,玻璃盖板成本较低,购买方便,且透光率以及硬度均能满足该检测装置的要求。

当然,本申请的透明盖板并不限于上述的玻璃盖板,还可以是其他的透明盖板,比如PET盖板,本领域技术与人员可以根据实际情况选择合适材料形成透明盖板,只要形成的透明盖板的透光率以及硬度等能够满足该光学检测装置的使用需求即可。

本申请的一种实施例中,上述光学检测装置为指纹的光学检测装置,指纹的检测更简单且高效。

当然,本申请中的光学检测装置并不限于指纹的光学检测装置,还可以是其他的光学检测装置,比如掌纹的光学检测设备。本领域技术人员可以根据实际需要制作合适的光学检测装置。

本申请的另一种典型的实施方式中,提供了一种电子设备,该电子设备包括显示屏和光学检测装置,上述光学检测装置为任一种上述的光学检测装置。

上述的电子设备由于包括上述的光学检测装置,使得其指纹识别的准确性更高,进而能够更好地保证该电子设备的安全。

需要说明的是,本申请的显示屏可以是现有技术中的任何一种显示屏,本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的显示屏应用在对应的电子设备中。

本申请的一种实施例中,上述显示屏包括LCD显示屏、LED显示屏、OLED显示屏与Micro LED显示屏中的至少一种。这些显示屏的显示效果更好。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。

实施例

如图1所示,光学检测装置包括透明盖板10、光源单元20、透镜单元30以及图像传感单元40。具体的位置关系如图1所示,此处就不再赘述了。其中,光源单元包括一个光源,透镜单元包括一个透镜,图像传感单元包括一个图形传感器。

透明盖板为玻璃盖板,且该透明盖板的长度(图1中透明盖板在垂直于纸面或者显示屏向里的边的宽度)160mm,宽度(图1中透明盖板在水平方向的边的宽度)为56mm,厚度为0.5mm,且其折射率为1.5。该透明盖板的表面上具有两个触摸区域,这两个触摸区域分别位于透明盖板的两个相对的边缘处,这两个触摸区域均为矩形,且长度为8mm,宽度均为8mm,其中,一个触摸区域的中心距离透明盖板的边的距离是4mm。

具体的检测过程包括:

光源发出的平行光束在入光面的入射角为5.4°,人的两个手指的对应的指纹100分别触摸两个触摸区域130,如图1所示,该平行光束在先后经过上述的两个触摸区域时均会发生全反射,并且在经过后一个触摸区域全反射后的光线经过出光面入射至透镜中,经过透镜的会聚作用进入图像传感器中,图像传感器将这些光线对应的光信息转化为图像信息,最终得到这两个手指的指纹图像的叠加图像。

将这个叠加的图像与原本存储的图像进行对比,可以有效识别指纹信息。

该光学检测装置结构简单,且检测得到的图像是至少两个指纹图像的叠加,使得指纹的识别更加准确,提高了该光学检测装置的检测准确性。

从以上的描述中,可以看出,本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:

1)、本申请的光学检测装置中的透明盖板上包括多个触摸区域,且多个触摸区域中至少两个触摸区域可以发生全反射,即最后经过出光面射出的光线由至少两个触摸区域的触摸信息对应的光信息叠加而成,最后经过图像传感单元中合成图像,对应地,该图像中也包括多个触摸区域对应的触摸信息,由此,该检测装置可以检测至少两个手指的指纹信息,提高了指纹识别的准确性。

2)、本申请的电子设备由于包括上述的光学检测装置,使得其指纹识别的准确性更高,进而能够更好地保证该电子设备的安全。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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