具有用于用户认证的显示器集成的可见和红外光源的设备的制作方法

在消费者手持和便携式设备中，存在使设备更小和更轻，同时增加这种设备的操作和功能的趋势。设备内的空间已成为稀缺资源。在设计和制造设备时，稀缺的物理空间资源需要被考虑。设备的显示器保留了大量空间。虽然它对于便携式电子设备的可用性起着重要作用，但是在设备外观中设备的近乎一侧被显示器占据。显示器的电子器件继续并从器件内侧的表面突出。此外，诸如相机检测器之类的一些附加部件可能位于显示器旁边，使得显示器侧更宽和更长，并且需要显示器侧的额外空间，这与可见和主导显示器无关。

概述

提供本概述以便以简化的形式介绍将在以下的详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限定所要求保护的主题的范围。

在一个实施例中，公开了一种具有显示器集成红外和光源的设备。在一个实施例中，该设备包括显示器，显示器包括：可见光源；以及红外源，该可见光源和红外源被集成到显示器内的单个辐射源部件中，并且发射红外辐射的红外源生物地认证该设备的用户。

另一实施例涉及一种设备；包括：红外检测器；以及显示器，该显示器包括：包括可见光源和红外源的背光；以及导光板，其中，导光板被配置成将来自背光的辐射从相对于显示器的平行方向引导到横向方向；其中，显示器被配置为允许红外辐射穿过它，并且红外检测器被配置为从设备的用户接收反射的红外辐射，用于用户的生物认证。

另一实施例涉及一种移动设备。

许多附带特征将随着参考下面的详细描述并结合附图进行理解而得到更好的认识。

附图描述

根据附图阅读以下详细描述将更好地理解本说明书，在附图中：

图1解说了根据一个实施例的包括用于生物认证的显示器集成红外和可见光源的设备的俯视图的示意表示；

图2解说了根据一个实施例的包括显示器的导光板的设备的俯视图的横截面的示意表示，该导光板具有用于生物认证的红外和可见光源；

图3解说了根据一个实施例的包括集成可见光源和红外源的辐射源的侧视图的横截面的示意表示；

图4解说了根据一个实施例的集成可见光源和红外源和导光板的侧视图的横截面的示意表示；

图5解说了根据一个实施例的具有集成可见光源和红外源的液晶显示器的侧视图的横截面的示意表示；

图6解说了根据另一个实施例的包括用于生物认证的集成红外和可见光源的导光板的俯视图的横截面的示意表示；

图7解说了根据另一个实施例的集成可见光源和红外源和导光板的侧视图的横截面的示意表示；

图8解说了根据另一个实施例的包括集成可见光源和红外源的辐射源的侧视图的横截面的示意表示；

图9解说了根据另一个实施例的包括用于生物认证的显示器集成红外和可见光源的设备的俯视图的横截面的示意表示；

图10例示了根据一个实施例的显示器滤光器的滤光器特性的示意表示；以及

图11例示了根据一个实施例的一种设备的示意表示，该设备包括生物认证模块和输出，该输出具有用于生物认证的显示器集成红外源。

在各个附图中使用相同的附图标记来指代相同的部件。

详细描述

下面结合附图提供的详细描述旨在作为本发明实施例的描述，并不旨在表示可以构建或使用本发明实施例的仅有形式。然而，可以通过不同的实施例来实现相同或等效的功能和序列。

虽然本发明实施例在本文中可被描述和解说为实现在智能电话或移动电话中，但这些仅仅是具有用于生物认证的显示器集成辐射源的设备的示例。本公开的各实施例适合应用于各种不同类型的设备，例如，应用于平板、平板手机、计算机、相机、游戏控制台、小型膝上型计算机、智能手表、可穿戴设备或其他具有显示器的设备中。本文使用术语“计算机”、“基于计算的设备”、“设备”、或“移动设备”来指代有处理能力以便其可执行指令或具有硬件逻辑的设备。这些处理能力被合并到许多不同的设备中。

安全和隐私是用户具有的对其设备的担忧，特别是智能手机、平板电脑和计算机。生物安全和认证可能是一种可行的认证方法，可防止对设备未经授权的使用。生物认证正成为设备(尤其是便携式设备)中的热门功能。对于生物认证，例如指纹扫描或虹膜扫描，红外、ir、辐射可被用于照射主体，并且可以通过捕获和分析反射的ir辐射图案并将其与经存储和经认证的信息进行比较来完成识别。ir辐射可以改善生物认证。通过使用用于源和检测器的ir辐射，用户的生物识别特征可以更加独特并且更容易区分。环境条件，例如日光量或其他条件可能不会干扰认证。此外，ir辐射可以可靠地揭示用户的细节以用于生物认证。此外，基于ir辐射的检测可以检测主体的生物特征并忽略诸如眼镜，帽子或化妆等主体附属品。

除了设备的显示器之外，设备可以采用配置在设备前面的ir辐射源。设备的显示器可以是背光液晶显示器，lcd。lcd显示器使用液晶的光调制特性。液晶不直接发光，因此需要背光照明。诸如led的可见光源可被用于对lcd显示器进行背光照明。

根据一个实施例，红外ir源和可见光源，诸如发光二极管、led，被集成到单个单元例如ir-led之中。根据另一实施例，ir源和vl源作为单独的单元被集成到显示器中作为侧射源。集成的ir-led或单独的源被进一步集成为显示器照明封装(诸如显示器led封装)的一部分。显示器滤光器被配置成使ir辐射通过，并且因此ir辐射穿过显示器。ir源被配置为发射辐射以用于用户的生物认证。因此，用于生物认证的辐射源可被集成到显示器中并被集成到显示器的照明封装中。因为用于生物认证的ir源束应该大，所以通常设备的显示侧具有用于ir源的开口。当ir源被集成到显示器和/或显示器内的led源时，根本不需要在显示器侧具有用于ir源的开口。由于更高的集成度，可以节省显示器内和设备内的物理空间。这可以使得能够减小显示器周围(特别是在显示器的较短边缘周围)的边框的尺寸。ir源可以对用户隐藏，使得它不可见，或者在用户检查设备时很难检测到。这可以改善设备的美观性。由于ir对于人眼是不可见的，因此用户可能甚至不知道设备何时执行生物认证。

根据一个实施例，单个设备包括显示器集成ir源和vl源，以及ir检测器。因此，单个设备可以处理并执行生物认证。这对于便携式和手持式设备来说是方便的，因为不需要为任何用于此目的辅助设备耦合或连接它们。

根据一个实施例，该设备包括ir检测器。ir检测器被配置为接收经反射的红外辐射，用于设备的用户的生物认证。当ir源从显示器发射ir辐射时，它落在用户的身体部位上，例如手指或眼睛或面部或可以唯一标识的任何其他身体部位。ir辐射被反射回设备，并且ir检测器接收经反射的ir辐射。所接收的ir辐射被用于用户的生物认证。ir检测器可以位于设备内。ir检测器可被集成到显示器中。但是，没有必要在显示器上安装ir检测器或将其集成到显示器中。根据一个实施例，ir检测器位于显示器旁边或设备的显示侧。ir检测器被连接到生物认证模块，生物认证模块被配置为在设备内执行用户的生物认证。生物认证系统可以用硬件来实现，或者至少部分用软件来实现。

图1解说了根据一个实施例的设备100的横截面的示意表示，该设备100包括被配置为进行生物认证的显示器101。

设备100包括显示器101。根据一个实施例，显示器101可以是lcd显示器。显示器101包括显示器集成的可见光vl源和ir源。设备100包括其他部件，例如前置摄像头104，ir检测器107或配置在与显示器101相同侧(例如，在显示器上方靠近设备100的上边缘)的其他部件。应当注意，上方是以相对方式并且仅作为实施例被使用，并且旨在表示当设备100被布置使得显示器101是垂直时设备的顶部部分。其他部件可以位于显示器101旁边。应当注意，根据一个实施例，具有显示器101的一侧可以不具有其他部件，例如，ir检测器107可被集成到显示器101中。

根据一个实施例，可以消除对设备100前面的单独ir源的需要，因为ir源可被集成到显示器100中。根据一个实施例，可以实现显示器101周围的较小边框。根据一个实施例，可以减小设备100的尺寸，并且可以改善设备的美观性。

图2解说了根据一个实施例的，包括具有用于生物认证的集成可见光和红外ir源102的导光板101_2的设备100的横截面的示意表示。

显示器101包括导光板101_2。导光板101_2可以符合显示器101的形状并且薄且平坦。显示器101包括集成的可见光vl源和ir源102。集成的vl和ir源102可以是单个辐射源部件，其被配置为通过导光板101_2并通过显示器101发射可见光和ir辐射。显示器101还可以包括另外的vl源103。vl源103可以是侧射发光二极管，被配置为发射红色r、绿色g、和蓝色b光的led。ir源可以发射热辐射和/或近ir光谱范围辐射，其被配置用于生物认证。具有集成的vl和ir源的源102可以是配置成发射可见光和ir辐射两者的侧射ir-led。

根据一个实施例，当需要认证时，可以仅打开集成光源102的ir辐射部件。当正常使用显示器101时，vl源打开，ir源可被关闭。在使用生物认证时，只有ir源打开而vl源可被关闭。根据一个实施例，可以消除对设备100前面的单独ir源的需求。根据一个实施例，可以实现显示器101周围的较小边框。根据一个实施例，可以减小设备的尺寸，并且可以改善设备的美观性。侧射源的实施例可以具有薄显示器101，其中源102和103位于导光板101_2周围。导光板101_2将来自源102、103的辐射向上重定向到用户。

图3解说了根据一个实施例的包括集成可见光vl源和红外ir源的辐射源102的侧视图的横截面的示意表示。

集成的vl和ir源102包括vl部件102_1和ir部件102_2。这些部件作为单个电子部件被集成在显示器101的单个辐射源102内。单个源102可被集成到显示器101中。vl部件102_1发射可见光辐射105。ir部件102_2发射ir辐射106。根据一个实施例，源102可以是单个电子部件，例如，具有集成到同一芯片中的vl部件102_1和ir部件102_2两者的芯片。图3的实施例解说了侧射源102。它包括反射器102_3，其被配置为引导从源102的侧面输出的辐射。输出侧可以面对和/或接触导光板101_2的边缘，如图2所示。集成的vl和ir源102包括部件102_1、102_2的公共衬底102_4。此外，磷光体102_5可被用作源102内的填充物。

图4解说了根据一个实施例的辐射源102和导光板101_2的侧视图的横截面的示意表示。

参考图4，包括vl源和ir源的集成光源102可以发射平行于导光板101_2的vl或ir辐射105、106。导光板101_2可以通过侧边101_2_1接收vl或ir辐射105、106，并且在垂直于显示器101的表面的方向上引导辐射105、106，使得包括可见和/或ir辐射的辐射105、106可以垂直于其表面离开光导101_2。光导101_2本质上可以是平面的，配置成与显示器101平行，使得离开光导101_2的辐射105、106穿过显示器101。光导101_2的平面性质与显示器101的其他部件一起可确保辐射105、106被均匀地辐射通过显示器101。辐射105的可见部分可以照射lcd显示器101的液晶，使得能够显示内容，同时辐射106的ir部分可被用于照亮用户的特征以进行生物识别。该特征可以是手指，面部，眼睛等。一旦被ir辐射106照射，一些辐射可以被反射回设备100。ir检测器107可以接收反射的ir辐射。反射的辐射可被分析并且可从其获得标识数据。可以将该标识数据与已经存储和认证的标识数据进行比较。认证可以基于该比较的结果。反射器101_1位于光导101_2下方，并被配置用于反射辐射105、106并将其引导进入向上方向。

显示器101可归因于平面光导102以及位于靠近光导101_2的平面的侧射源102而被配置得薄，如图4所示。例如，不需要在显示器101下面具有辐射源102，因为它可被紧邻显示器101放置，并且可能与侧端101_2_1接触。这可以增加设备100的集成度。

图5解说了根据一个实施例的液晶显示器lcd101的横截面的示意表示。显示器101包括集成的vl和ir源102。源102位于与导光板101_2相邻的平面中。源102可以位于导光板101_2的末端并且可以在其内接触。源102可被配置为显示器101的背光。源102在图5的实施例中被配置为侧射源。显示器101还包括漫射板101_3、偏振板101_4、lc单元101_5和另一偏振板101_6。次序和配置在图5的实施例中示出。这些层对于lcd可能是典型的。

图6解说了根据另一个实施例的包括用于生物认证的集成红外和可见源102’的导光板101_2的俯视图的横截面的示意表示。图6的实施例解说了顶射源102’、103’，其发射辐射穿过导光板101_2。源102’、103’位于导光板101_2下方，并且它们相应地由虚线框示出。因为源102’、103’位于导光板101_2下方，所以图6的实施例可以在显示器101旁边的器件表面处实现更小的边框或裙边。

图7解说了顶射源的侧视图。集成的vl和ir源102’和vl源103’发射vl和/或ir辐射105、106穿过导光板101_2。

图8解说了集成的vl和ir源102’的侧视图的示意性表示，其被配置用于顶射辐射。集成的vl和ir源102’包括vl部件102_1和ir部件102_2。这些部件作为显示器101的辐射源102’被集成在单个电子部件内。单个源102’可被集成到显示器101中。vl部件102_1发射可见光辐射105。ir部件102_2发射ir辐射106。根据一个实施例，源102可以是单个电子部件，例如，具有集成到同一芯片中的vl部件102_1和ir部件102_2两者的芯片。图7的实施例解说了侧射源102’。它包括被配置为引导从源102’的上方输出的辐射的反射器102_3。输出顶可以面对和/或接触导光板101_2，如图7所示。集成的vl和ir源102包括用于部件102_1、102_2的公共衬底102_4。此外，磷光体102_5可被用作源102’内的填充物。

图9解说了根据另一个实施例的包括用于生物认证的显示器集成红外和光源的设备100的俯视图的横截面的示意表示。

图9的实施例的显示器101包括附加的ir源1022。ir源1022可被置于各vl源103之间，例如如图9所示。附加ir源1022可以是与vl源103不同的部件，并且它们不被集成到相同的单元或电子部件中。然而，附加ir源1022和vl源103被集成到显示器101中。源1022、103被配置为侧射位，并且它们可以与导光板101_2接触或接近导光板101_2。附加ir源1022可以是被配置用于被配置用于生物认证的ir辐射或近ir光谱辐射的ir-led。当正常使用显示器101时，vl源103打开，ir源1022关闭。在使用生物认证时，ir源1022打开而vl源103关闭。导光板101_2对于ir源1022的操作与对于vl源103的操作类似。

应当注意，图1到图9仅用于解说性目的，并且所例示的任何尺寸或相对大小仅用于表示目的，而不应当被解释为限制。此外，应该注意，图1到图9中所图示的一些或所有部件可能是或可能不是按比例绘制的。

图10例示了根据一个实施例的显示器滤光器的滤光器特性的示意表示。蓝色b110，绿色g111和红色r112滤光器曲线被示于图10中，并且他们示出了典型的显示器滤光器。此外，显示器滤光器被配置为ir113滤光器。因此，显示器101使得ir辐射106和vl辐射105通过。根据另一个实施例，rgb滤光器矩阵可被配置，使得一个像素通过ir光，并且当ir源激活时，该像素在标识期间是活动的。

图11解说了可被实现为计算和/或电子设备的形式的设备100的各部件的实施例。设备100包括一个或多个处理器202，这些处理器可以是微处理器、控制器或用于处理计算机可执行指令以控制设备100的操作的任何其他合适类型的处理器。可在装置上提供包括操作系统206或任何其它合适的平台软件在内的平台软件以使得应用软件208能够在设备100上被执行。

可使用设备100能够访问的任何计算机可读介质来提供计算机可执行指令。计算机可读介质可包括例如诸如存储器404等计算机存储介质和通信介质。诸如存储器404之类的计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、或程序模块等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于，ram、rom、eprom、eeprom、闪存存储器或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或者可被用来储存信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。相比而言，通信介质可以以诸如载波或其他传输机制之类的已调数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块。虽然计算机存储介质(存储器204)被示为在设备100内，然而应当理解，该存储可以是分布式的或位于远程并经由网络或其他通信链路(例如，使用通信接口212)来访问。如本文所定义的，计算机存储介质不包括通信介质。因此，计算机存储介质本身不应当被理解成是传播信号。

设备100可包括被布置成向可与设备100分开或集成在一起的输出设备214输出信息的输入/输出控制器216。输入/输出控制器214还可被布置成接收和处理来自一个或多个输入设备218的输入。在一个实施例中，输出设备216也可充当输入设备。输入/输出控制器214还可向除输出设备之外的设备(例如，本地连接的打印设备)输出数据。根据一个实施例，设备100包括生物认证模块220。模块220可以被配置以执行生物认证过程。例如，模块220从输入218接收来自ir检测器107的数据。输出216可以通过ir源102、102'、1022发射ir辐射。例如，输出216可以包括ir源102、102、1022'，并且输入可以包括ir检测器107。

一旦设备100已经由模块220确定了生物认证过程，设备100就相应地动作。例如，设备100的用户可针对设备100的进一步操作和功能被认证。

本文所述的功能可至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件来执行。根据一实施例，计算设备100由程序代码206、208配置，当被处理器202执行时执行所描述的操作和功能的各实施例。例如，生物认证模块220可以由程序代码206、208执行。替换地或附加地，本文中所描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。作为示例而非限制，可被使用的硬件逻辑组件的说明性类型包括现场可编程门阵列(fpga)、程序专用集成电路(asic)、程序专用标准产品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑器件(cpld)、图形处理单元(gpu)。

本文中所给出的任何范围或设备值可被扩展或更改而不丢失所寻求的效果。任何示例也可以被组合成另一个示例，除非明确不允许。

虽然已用结构特征和/或动作专用的语言描述了本主题，但应当理解，所附权利要求书中限定的主题不必限于以上所描述的具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作是作为实现权利要求书的实施例而公开的，并且其他等价特征和动作旨在落入权利要求书的范围内。

将会理解，以上所描述的益处及优点可以涉及一个实施例或可以涉及若干实施例。各实施例并不限于解决所阐述的问题中的任何或全部问题的那些实施例、或者具有所阐述的益处和优点中的任何或全部益处和优点的那些实施例。将进一步理解，对“一个”项目的提及是指那些项目中的一个或多个。

本文中所描述的方法的步骤可按任何合适次序执行，或者在合适的情况下被同时执行。附加地，在不偏离本文中所描述的主题的精神和范围的情况下，可以从任何一个方法中删除各单独的框。以上所描述的任何实施例的各方面可以与所描述的其他实施例中的任何实施例的各方面相结合，以形成进一步的实施例而不丧失所寻求的效果，或者不超出本公开的范围。

本文中使用了术语“包括”以意指包括所标识的方法、框或元件，但是这样的框或元件不包括排他性列表，并且方法或设备可包含附加的框或元件。

根据一个实施例，一种设备包括：显示器，包括：可见光源；以及红外源，所述可见光源和所述红外源被集成到所述显示器内的单个辐射源部件中，并且发射红外辐射的所述红外源生物地认证所述设备的用户。

作为上述的替代或补充，单个辐射源部件包括具有集成的可见光和红外源的单个芯片。作为上述的替代或补充，单个基板将所述红外和可见光源结合在一起。作为上述的替代或补充，进一步包括被配置成检测从所述设备的所述用户反射的红外辐射以用于生物认证的红外检测器。作为上述的替代或补充，进一步包括被配置为基于检测到的红外辐射来执行所述设备的所述用户的生物认证的生物认证模块。作为上述的替代或补充，所述设备包括单个设备，使得所述红外源、所述红外探测器和所述生物认证模块在所述单个设备内。作为上述的替代或补充，所述单个设备包括单个便携式手持无线设备。作为上述的替代或补充，所述单个设备包括移动设备。作为上述的替代或补充，所述部件被配置为从所述部件的顶部顶射出辐射。作为上述的替代或补充，所述部件被配置为从所述部件的侧面侧射出辐射。作为上述的替代或补充，还包括被配置成使所述红外辐射通过的所述显示器的滤光器。作为上述的替代或补充，所述滤光器包括被配置成使所述红外辐射通过的红、绿、蓝滤光器。作为上述的替代或补充，所述滤光器包括被配置为使所述红外辐射通过的像素，并且所述像素被配置为在所述红外源被激活时被激活。作为上述的替代或补充，所述可见光源和所述红外源被配置为所述显示器的背光。作为上述的替代或补充，当所述可见光源打开时所述红外源关闭，而当所述可见光源关闭时所述红外源打开。

根据一个实施例，一种设备，包括：红外检测器；以及显示器，所述显示器包括：包括可见光源和红外源的背光；以及导光板，其中，所述导光板被配置成将来自所述背光的辐射从相对于所述显示器的平行方向引导到横向方向；其中，所述显示器被配置为允许红外辐射穿过它，并且所述红外检测器被配置为从所述设备的用户接收反射的红外辐射，用于所述用户的生物认证。

作为上述的替代或补充，来自所述可见光源和所述红外源的辐射从光导的边缘进入所述光导并从所述光导的顶面离开。作为上述的替代或补充，所述辐射从其离开的所述光导的所述顶面被配置为平行于建立所述显示器的各层。

作为上述的替代或补充，所述红外源和所述可见光源彼此集成为单个部件。

根据一个实施例，一种移动设备，包括：红外检测器；以及显示器，所述显示器包括：包括可见光源和红外源的背光；以及导光板，其中，所述导光板基本上符合所述显示器的形状，其中所述导光板被配置成在平行于和横向于所述显示器的两个方向上引导来自背光源的辐射；其中所述显示器被配置为允许红外辐射穿过它，并且所述红外检测器被配置为从所述移动设备的用户接收反射的红外辐射，用于所述用户的生物认证。

本文中所例示和描述的实施例以及本文中未具体描述但在本公开的各方面的范围内的实施例构成了用于将可见光和红外辐射集成到显示器中的示例性装置。例如，图1至图11中所解说的各元件构成用于将红外源和可见光源集成为单个电子部件的示例性装置、用于生物地认证所述设备的用户的装置、用于将红外辐射源集成到所述显示器中的装置。

可以理解，上面的描述只是作为示例给出并且本领域的技术人员可以做出各种修改。以上说明、示例和数据提供了对各示例性实施例的结构和使用的全面描述。虽然上文以一定程度的特殊性或参考一个或多个单独实施例描述了各个实施例，但是在不偏离本说明书的精神或范围的情况下，本领域技术人员可以对所公开的实施例作出很多改变。