中，光源10可以被贴附在所述第二表面22上，该 光源10例如可以为柔性光源。
[0069] 下面给出一些利用根据本实用新型的实施例的光学指纹检测装置进行指纹检测 的具体的计算结果。
[0070] 对于图2中光束11在手指80与触摸板20的界面处的反射率可以按照下式进行 计算：
[0071] nsinΘn'sinθ2 (12)
[0072]
[0073] 其中，n为触摸板20的介质折射率，n'为手指80的皮肤折射率，P为光束11在 手指80与触摸板20的界面处的反射率，Θi为光束11在触摸区23的入射角，θ2为光束 11在手指80与触摸板20的界面处的折射角。
[0074] 在一示例中，如参考该光学指纹检测装置在5寸显示屏的手机中的应用，假定显 示区域长度为110mm，触摸板20的厚度h为0· 55mm，胶层44的厚度为0· 1mm，偏振片41的 厚度为0. 1mm，彩色滤光片42的厚度为0. 2mm，液晶层43的厚度为0. 003mm，故触摸板23的 第一表面21到液晶层43下表面的厚度d= 0. 953mm，非显示区域的宽度=15mm，触摸板20 的整个长度LI= 110+2*s= 140mm，触摸板20的介质折射率η= 1. 5163。
[0075] 对于如图1和3所示的光束11沿水平方向射入第二表面22的情况，当α= 88. 28°时，触摸区23的宽度w= 53. 81mm，设置在非显示区域中的指纹检测区域的宽度s =14. 53mm，由此可得触摸区23的宽度为53. 81mm。在触摸板23由玻璃制成的情况下，根据 上式（11)-(12)可得光束11在手指80与触摸板20的界面处（在指纹的"脊"81处）的反 射率p为82. 1%。理论上，在指纹的"谷"82处，光束11会被全反射，即反射率为100%。 因此，当光束11在手指80与触摸板20的界面处的反射率P越低时，指纹的"谷"82与 "脊"81所对应的光强信号反差越大，所检测到的指纹图像也越清晰。
[0076]
[0077]表1
[0078] 表1示出的是在如图3所示示例的情况下触摸区23的宽度w(2w是指两个触摸区 的情形）和反射率P随α变化的示例性结果。由表1可知，随着α逐渐变小，反射率P 降低，但是触摸区23的宽度w也变小。在实际中，可以根据实际需要，例如期望的触摸区23 面积以及检测单元30的检测性能等等，来选择合适的α值。例如可以选取所述第一表面 21与第二表面22之间的夹角小于88度、小于87度或小于85度等等。
[0079] 对于如图5所示的光源10设置于第二表面22上的实施方式，在也遵循上述假定 参数的情况下也可以获得类似的结果如表2所示。
[0080]
[0081]表2
[0082] 通过对比表1和表2的结果可以看出，光源10设置于第二表面22上的实施方式 与前者相比，反射率P以及触摸区23的宽度《随α减小而减小的幅度更大。
[0083] 在本实用新型的实施例中，触摸板20可以由玻璃、石英、塑料或树脂等各种完全 透明或部分透明材料制成。
[0084] 作为示例，触摸区23的总面积可以占第一表面21的面积的10 %、30 %、50 %或 70%以上。这有利于实现显示屏上的大面积指纹识别区。
[0085] 在本实用新型的实施例中，所述光源10可以为面光源。这有助于使光源10所发 出的光束11为均匀的平行光束，从而提高光学检测效果。但这不是必须的，例如光源10也 可以采用其它类型的光源，如LED点光源等。
[0086] 根据本实用新型的实施例的光学指纹检测装置所获得的指纹"谷"、"脊"信号可以 由现有技术中任意一种指纹识别算法来进行比对和识别。
[0087] 需要指出的是，根据本实用新型的实施例的光学指纹检测装置不仅可以对手指指 纹进行检测，也可以对人体的其它部位的皮肤纹理结构进行检测，如脚趾指纹、皮纹等等。
[0088] 本实用新型的实施例还提供了一种显示设备，其包括如上述任一实施例所述的光 学指纹检测装置100、100'、100"。借助于该光学指纹检测装置100、100'、100"，该显示设备 能够具有精确的光学指纹检测功能。
[0089] 虽然结合附图对本实用新型进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本实用 新型优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本实用新型的一种限制。为了清楚描 述所需的部件，示意性附图中的比例并不表示实际部件的比例关系。
[0090] 虽然本实用新型总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将 理解，在不背离本总体实用新型构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本 实用新型的范围以权利要求和它们的等同物限定。
【主权项】
1. 一种光学指纹检测装置，其特征在于，所述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。2. 根据权利要求1所述的光学指纹检测装置，其特征在于，所述光源布置在所述第二 表面上。3. 根据权利要求2所述的光学指纹检测装置，其特征在于，所述光束垂直于第二表面 入射。4. 根据权利要求1所述的光学指纹检测装置，其特征在于，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。5. 根据权利要求1所述的光学指纹检测装置，其特征在于，还包括位于所述触摸板和 检测单元之间的显示组件。6. 根据权利要求5所述的光学指纹检测装置，其特征在于，所述显示组件还依次包括： 偏振片、彩色滤光片和液晶层。7. 根据权利要求6所述的光学指纹检测装置，其特征在于，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。8. 根据权利要求5所述的光学指纹检测装置，其特征在于，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。9. 根据权利要求5所述的光学指纹检测装置，其特征在于，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。10. 根据权利要求9所述的光学指纹检测装置，其特征在于，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。11. 根据权利要求9所述的光学指纹检测装置，其特征在于，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。12. 根据权利要求1-11中任一项所述的光学指纹检测装置，其特征在于，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。13. 根据权利要求1-11中任一项所述的光学指纹检测装置，其特征在于，所述触摸区 的总面积占第一表面面积的70%以上。14. 根据权利要求1-11中任一项所述的光学指纹检测装置，其特征在于，所述光源为 面光源。15. -种显示设备，包括根据权利要求1-14中任一项所述的光学指纹检测装置。
【专利摘要】本实用新型的实施例提供了一种光学指纹检测装置及显示设备。该光学指纹检测装置包括：光源；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，所述第一表面设有至少一个触摸区，所述第二表面用于接收从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。
【IPC分类】G06K9/00
【公开号】CN205068439
【申请号】CN201520792626
【发明人】高健, 刘英明, 陈小川, 牛小辰, 卢鹏程
【申请人】京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方光电科技有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月14日