一种指纹识别装置及指纹识别系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及触控技术领域，尤指一种指纹识别装置及指纹识别系统。
【背景技术】
[0002] 随着指纹识别技术的发展，使其在诸多领域得到广泛的应用。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。在指纹识别技术中指纹采 集的实现方式主要有光学式、电容式和超声成像式等，其中采用光学式进行指纹采集的指 纹识别技术的识别范围相对较大，且成本相对较低。
[0003] 目前，应用于液晶显示器例如手机等移动终端的光学式指纹识别技术尚不成熟， 如图1所示，具有指纹识别功能的液晶显示器一般包括背光源1、阵列基板2、液晶层3、对向 基板4、以及玻璃盖板5、光电传感器01 -般设置于阵列基板2上，利用背光源1作为检测 用光源，当手指6触控玻璃盖板5时，背光源1的光依次经过阵列基板2、液晶层3、对向基 板4和玻璃盖板5后，在手指6触控的地方发生漫反射后再依次经过玻璃盖板5、对向基板 4和液晶层3后到达光电传感器01，从而通过检测光电传感器01的信号大小确定手指6的 指纹的波谷（以下称为谷）和波峰（以下称为脊）的位置，实现指纹识别。但由于液晶层3 的透过率较低，因此上述液晶显示器中背光源1的光两次经过液晶层3后到达光电传感器 01的光能量是非常低的，并且由于光线是由手指6漫反射回光电传感器01的，而手指6指 纹的谷和脊所漫反射的发散光的光能量差异是极小的，同时在手指指纹的谷脊之间还存在 环境光的干扰，因此上述液晶显示器很难对指纹进行准确的识别。
【发明内容】
[0004] 有鉴于于此，本发明实施例提供了一种指纹识别装置及指纹识别系统，使光电传 感器接收到的指纹谷和脊的反射光的光强具有较大差异，以提高指纹识别系统的准确率。
[0005] 本发明实施例提供的一种指纹识别装置，包括基板，以及位于所述基板正上方的 透明盖板；还包括：检测用光源和多个光电传感器；其中，
[0006] 所述透明盖板的折射率小于人体的折射率，所述透明盖板的其中一个侧面为倾斜 面，且所述倾斜面与所述透明盖板的上表面的夹角α为锐角；
[0007] 所述检测用光源位于所述透明盖板的倾斜面一侧，且所述检测用光源发出的光从 所述透明盖板的倾斜面入射至所述透明盖板，并且当所述透明盖板上表面与空气接触时所 述光在所述透明盖板的上表面发生全反射；
[0008] 在有手指触控所述透明盖板上表面时，手指将部分所述光反射到所述光电传感 器；
[0009] 所述光电传感器位于所述透明盖板的下表面一侧，且所述光电传感器用于接收经 所述透明盖板上表面反射回来的光。
[0010] 较佳地，在本发明实施例提供的上述指纹识别装置中，所述检测用光源发出的光 为平行光，且所述平行光入射至所述透明盖板的入射角β满足β =90° -α，或β =0°。
[0011] 较佳地，在本发明实施例提供的上述指纹识别装置中，所述透明盖板为玻璃盖板。
[0012] 较佳地，所述基板为显示面板，并且所述显示面板具有显示区域和周边区域；其 中，
[0013] 所述多个光电传感器位于所述显示区域内，所述夹角α根据如下公式确定：
[0014] h · tan Θ Ah/tan a +d · tan Θ ^Ll
[0015] 其中，当 β = 90。-α 时，Θ J= arcsin(sin0 · n o/n!)，当 β = 0。时，Θ J = α ；
[0016] η?表示所述透明盖板的折射率，h表示所述透明盖板的厚度，d表示所述光电传感 器距离所述透明盖板的上表面的距离，Ll表示所述透明盖板的上表面由倾斜面一侧至相对 侧显示区域的边缘的宽度，η。表示所述检测用光源所在位置处的介质的折射率，Θ i表示所 述光进入所述透明盖板后在上表面处的入射角。
[0017] 较佳地，在本发明实施例提供的上述指纹识别装置中，所述夹角α还根据触控区 域的宽度W1决定；其中，w丨=h · tan Θ i+h/tan α。
[0018] 较佳地，在本发明实施例提供的上述指纹识别装置中，所述显示面板在显示区域 具有相对设置的阵列基板和对向基板；其中，所述对向基板位于所述透明盖板与所述阵列 基板之间；
[0019] 所述光电传感器位于所述阵列基板面向所述对向基板一侧；或
[0020] 所述光电传感器位于所述对向基板面向所述阵列基板一侧；或
[0021] 所述光电传感器位于所述透明盖板与所述对向基板之间。
[0022] 较佳地，在本发明实施例提供的上述指纹识别装置中，所述基板为显示面板，并且 所述所述显示面板具有显示区域和周边区域；其中，
[0023] 所述多个光电传感器位于与所述倾斜面相对一侧的周边区域内，所述夹角α根 据如下公式确定：
[0024] 0〈（d_L+h · tan Θ 工+h/tan a -L2) · cot Θ 工· cot [arcsin (cos Θ 工· Ii1Ai2) ]〈L2
[0025] 其中，当 β = 90。-α 时，Θ 丨=arcsin(sinP · n。/叫），当 β = 0。时，Θ J = α ；
[0026] η?表示所述透明盖板的折射率，h表示所述透明盖板的厚度，d表示所述光电传感 器距离所述透明盖板的上表面的距离，L2表示周边区域0的宽度，L表示所述透明盖板的上 表面由倾斜面一侧至相对侧周边区域的边缘的宽度，η。表示所述检测用光源所在位置处的 介质的折射率，Θ i表示所述光进入所述透明盖板后在上表面处的入射角，η2表示经所述透 明盖板上表面反射回来的光进入周边区域所经过的介质的折射率。
[0027] 较佳地，在本发明实施例提供的上述指纹识别装置中，所述夹角α还根据触控区 域的宽度 W1 决定；其中，w 丨=d · tan Θ「(L-h · tan Θ「h/tan a -L2) 〇
[0028] 较佳地，在本发明实施例提供的上述指纹识别装置中，还包括位于所述周边区域 且设置于所述显示面板与所述透明盖板之间挡光层；
[0029] 所述挡光层中设置有若干过孔，经所述透明盖板上表面反射回来的光经过所述过 孔照射至所述光电传感器。
[0030] 较佳地，在本发明实施例提供的上述指纹识别装置中，所述夹角α大小还根据手 指触控所述透明盖板时所述光在所述透明盖板与手指接触处发生部分反射的反射光的折 射率P决定；其中，
[0033] η'表示人体皮肤的折射率，θ2表示手指触控所述透明盖板时所述光在所述透明 盖板与手指接触处发生折射的折射角。
[0034] 相应地，本发明实施例还提供了一种指纹识别系统，包括本发明实施例提供的上 述任一种指纹识别装置。
[0035] 本发明实施例提供的指纹识别装置及指纹识别系统，将透明盖板的其中一个侧面 设置为倾斜面，使透明盖板的倾斜面与上表面的夹角为锐角，并在透明盖板的倾斜面一侧 设置检测用光源，当无手指触控时，由于透明盖板的折射率是大于空气的折射率的，因此只 要保证经倾斜面入射的光在照至透明盖板上表面时的入射角大于光线由透明盖板进入空 气时全反射的临界角，就可以保证从透明盖板的倾斜面入射至透明盖板的光在透明盖板的 上表面发生全反射，将光电传感器在可以接受到经透明盖板上表面反射回来的光的位置， 从而利用光电传感器检测光强的大小，当有手指触控时，指纹的谷不与透明盖板接触，因此 谷位置处光线发生全反射只产生反射光线，光能被全部反射回去，而指纹的脊与透明盖板 接触，由于透明盖板的折射率小于人体的折射率，因此在脊位置处光线一部分发生折射形 成折射光线进入空气，一部分发生反射形成反射光线照射至光电传感器上，导致谷位置处 与脊位置处所反射的光的光强差异较大，从而提高指纹识别装置的准确率。
【附图说明】
[0036] 图1为现有的具有指纹识别功能的液晶显示器的结构示意图；
[0037] 图2a至图2d为本发明实施例提供的指纹识别装置的结构示意图；
[0038] 图3为本发明实施例提供的手指触控时指纹谷与脊位置处光线传播示意图；
[0039] 图4a为本发明实施例一提供的指纹识别装置中夹角α与触控区域的位置示意 图；
[0040] 图4b为本发明实施例二提供的指纹识别装置中夹角α与触控区域的位置示意 图；
[0041] 图4c为本发明实施例三提供的指纹识别装置中夹角α与触控区域的位置示意 图；
[0042] 图4d为本发明实施例四提供的指纹识别装置中夹角α与触控区域的位置示意 图；
[0043] 图5a为本发明实施例提供的指纹识别装置中光电传感器设置于阵列基板的结构 示意图；
[0044] 图5b为本发明实施例提供的指纹识别装置中光电传感器设置于对向基板的结构 示意图；
[0045] 图5c为本发明实施例提供的指纹识别装置中光电传感器设置于透明盖板与对向 基板之间的结构示