光学指纹检测装置及显示设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学识别领域，尤其涉及一种光学指纹检测装置及显示设备。
【背景技术】
[0002] 随着指纹识别技术的发展，其在诸多领域得到广泛应用，如电子设备终端中的手 机、平板电脑和电视等；安全防护系统中的门禁和保险柜等。指纹采集的实现方式主要有光 学式、电容式和超声成像式等技术，其中光学式指纹识别技术的识别范围相对较大，且成本 相对较低。
[0003] 目前，例如在LCD显示器中，多采用以背光板、光学成像装置进行漫反射指纹成像 的方式来进行指纹识别。例如，以背光作为光源照明手指后，光线漫反射回成像传感器进行 成像。利用手指指纹的波谷（以下称为谷）和波峰（以下称为脊）的漫反射的发散光的强 度不同来形成指纹识别图像。由于漫反射的光的能量较弱且指纹的谷脊信号差异较小，因 此这种方法对于漫反射光线所穿过的部分的透光率以及传感器的灵敏度要求很高，而且对 于其他光线的干扰的抵抗力差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种光学指纹检测装置以及包括该光学指纹检测装置的显 示设备，其能够提高对于光学指纹检测的灵敏度和准确性。
[0005] 本发明的实施例提供了一种光学指纹检测装置，包括：
[0006] 光源，用于发出光束；
[0007] 透明的触摸板，所述触摸板具有第一表面以及与第一表面相邻的至少一个第二表 面，所述第一表面设有供手指或脚趾触摸的至少一个触摸区，所述第二表面用于接收从与 之对应的光源发出的光束并与第一表面成小于90度的夹角，以将透过第二表面射入触摸 板的光束朝向第一表面的触摸区引导，所述触摸区布置成在触摸区未被手指或脚趾触摸时 将该光束朝向触摸板的与所述第一表面相反的一侧全反射；
[0008] 检测单元，所述检测单元位于所述触摸板的与所述第一表面相反的一侧外部，用 于接收经所述触摸区反射并从触摸板射出的光束并检测所接收到的光束的强度分布，
[0009] 其中，所述触摸板的折射率大于空气的折射率且所述第一表面与第二表面的夹角 布置成使得该光束在第一表面处的入射角当第一表面与空气接触时满足全反射条件，而当 第一表面与人体皮肤直接接触时不满足全反射条件。
[0010] 在一实施例中，所述光源布置在所述第二表面上。
[0011] 在一实施例中，所述光束垂直于第二表面入射。
[0012] 在一实施例中，所述光学指纹检测装置还包括围绕所述触摸板的第二表面布置的 边框，与所述第二表面对应的所述光源布置在所述边框的内壁上。
[0013] 在一实施例中，所述光学指纹检测装置还包括位于所述触摸板和检测单元之间的 显示组件。
[0014] 在一实施例中，所述显示组件还依次包括：偏振片、彩色滤光片和液晶层。
[0015] 在一实施例中，所述光学指纹检测装置还包括薄膜晶体管基板，其中所述检测单 元布置在所述液晶层和薄膜晶体管基板之间。
[0016] 在一实施例中，所述显示组件通过胶层粘合在所述触摸板的与所述第一表面相反 的一侧上，所述胶层位于所述触摸板与显示组件之间且折射率与所述触摸板大致相等。
[0017] 在一实施例中，所述光学指纹检测装置还包括遮光部，所述遮光部形成于所述触 摸板的与所述第一表面相反的一侧的表面上，布置于所述显示组件的四周以形成非显示区 域。
[0018] 在一实施例中，所述检测单元包括设置在所述显示组件的显示区域中的第一检测 部和设置在所述非显示区域中的第二检测部，所述第一检测部配置成接收所述光束经由所 述显示组件的背对所述触摸板一侧射出的部分，所述第二检测部配置成接收所述光束经由 所述显示组件的周边侧射出的部分。
[0019] 在一实施例中，所述触摸区至少部分地占据所述第一表面上与所述遮光部对应的 区域。
[0020] 在一实施例中，所述光学指纹检测装置包括两个所述光源，每个光源发出一个所 述光束，所述第一表面上设置有彼此间隔开的两个所述触摸区，所述触摸板设置有两个彼 此对置的第二表面，所述两个第二表面各自接收从两个所述光源发出的所述光束并将其分 别引导向两个所述触摸区。
[0021 ] 在一实施例中，所述触摸板由玻璃、石英、塑料或树脂材料制成。
[0022] 在一实施例中，所述触摸区的总面积占第一表面面积的70%以上。
[0023] 在一实施例中，所述光源为面光源。
[0024] 本发明的实施例提供了一种显示设备，包括如上任一实施例所述的光学指纹检测 装置。
[0025] 本发明的上述实施例通过在触摸板的侧面上形成倾斜的入光面而在触摸板的触 摸区处生成全反射信号和非全反射信号来对指纹进行检测。这可以提高指纹的"谷"、"脊" 的检测信号的对比度和抗干扰性。
【附图说明】
[0026] 图1示出根据本发明一实施例的光学指纹检测装置的示意性剖视图；
[0027] 图2示意性地示出根据本发明一实施例的光学指纹检测装置的指纹识别原理；
[0028] 图3示出根据本发明的另一实施例的光学指纹检测装置的示意性剖视图；
[0029] 图4示出根据本发明一实施例的光学指纹检测装置的示意性俯视图；
[0030] 图5示出根据本发明的另一实施例的光学指纹检测装置的示意性剖视图。
【具体实施方式】
[0031] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明 书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的 说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
[0032] 根据本发明的总体构思，提供一种光学指纹检测装置，包括：光源，用于发出光束； 透明的触摸板，所述触摸板具有第一表面以及与第一表面相邻的至少一个第二表面，所述 第一表面设有供手指或脚趾触摸的至少一个触摸区，所述第二表面用于接收从与之对应的 光源发出的光束并与第一表面成小于90度的夹角，以将透过第二表面射入触摸板的光束 朝向第一表面的触摸区引导，所述触摸区布置成在触摸区未被手指或脚趾触摸时将该光束 朝向触摸板的与所述第一表面相反的一侧全反射；检测单元，所述检测单元位于所述触摸 板的与所述第一表面相反的一侧外部，用于接收经所述触摸区反射并从触摸板射出的光束 并检测所接收到的光束的强度分布，其中，所述触摸板的折射率大于空气的折射率且所述 第一表面与第二表面的夹角布置成使得该光束在第一表面处的入射角当第一表面与空气 接触时满足全反射条件，而当第一表面与人体皮肤直接接触时不满足全反射条件。
[0033] 在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施 例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实 施。在其他情况下，公知的结构和装置以示意性的方式体现以简化附图。
[0034] 图1示出根据本发明的一实施例的一种光学指纹检测装置100。该光学指纹检测 装置100包括：用于发出光束11的光源10、触摸板20和检测单元30。触摸板20具有第一 表面21 (在图1中示出为上表面）以及与第一表面21相邻的至少一个第二表面22。所述 第一表面21设有供手指或脚趾触摸的至少一个触摸区23。所述第二表面22用于接收从 光源10发出的光束11并与第一表面21成小于90度的夹角，以将透过第二表面22射入触 摸板20的光束11朝向第一表面21的触摸区23引导。所述触摸区23布置成在触摸区23 未被手指或脚趾触摸时将该光束11朝向触摸板20的与所述第一表面21相反的一侧（在 图1中示出为触摸板20的下侧）全反射。检测单元30位于所述触摸板20的与所述第一 表面21相反的一侧外部（在图1中示出为触摸板20的下方），用于接收经所述触摸区23 反射并从触摸板20射出的光束11并检测所接收到的光束11的强度分布。作为示例，检测 单元30可以为光电传感器或任何其它可以检测光学信号强度的检测装置。
[0035] 在该实施例中，触摸板20的折射率大于空气的折射率且所述第一表面21与第二 表面22的夹角布置成使得该光束11在第一表面21处的入射角当第一表面21与空气接触 时满足全反射条件，而当第一表面21与人体皮肤直接接触时不满足全反射条件。作为示 例，触摸板20的折射率可以小于人体皮肤的折射率，但这不是必须的，例如，触摸板20的折 射率也可以大于或等于人体皮肤的折射率，只要保证当第一表面21与人体皮肤直接接触 时不满足全反射条件即可。
[0036] 人的指纹是由一定图案的凸凹不平的纹理形成的。因此，对于指纹识别的关键就 在于对指纹的凸凹不平的纹理结构进行复现。为了描述方便，在下文中，指纹中凸起的部分 将被称为"脊"而凹陷的部分将被称为"谷"。
[0037] 图2示出了根据本发明的实施例的光学指纹检测装置对手指指纹进行检测的示 意图。当手指80按压触摸板20的第一表面21的触摸区23时，指纹中的"脊"81将与触摸 区23紧密接触，而指纹中的"谷"82则与触摸区23存在一定间隙