指紋傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種指紋傳感器，更具體的是涉及一種光學(xué)式指紋傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]指紋傳感器在目前市面上的主流產(chǎn)品能夠區(qū)分成電容式與光學(xué)式兩種。
[0003]其中，電容式是通過(guò)指紋按壓芯片表面時(shí)指紋波峰與波谷的電荷量不同以感測(cè)指紋影像，優(yōu)點(diǎn)為薄型化，但成本高，且感測(cè)的正確性及耐用性仍不高。
[0004]光學(xué)式的指紋傳感器是利用成像原理拍下指紋的影像，光學(xué)式較電容式的優(yōu)勢(shì)為辨識(shí)度高，價(jià)格低廉且非常耐用，但受限于鏡頭需要與感測(cè)面保持一定的距離才可以清楚的成像，以及光線行進(jìn)的距離使得光學(xué)式的指紋傳感器體積變得較大較厚。
[0005]由于現(xiàn)今電子產(chǎn)品薄型化趨勢(shì)，各廠家紛紛希望能夠制造出更薄型化的光學(xué)式指紋傳感器結(jié)構(gòu)，以因應(yīng)薄型化的電子產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造。
[0006]現(xiàn)有的光學(xué)式指紋傳感器是通過(guò)棱鏡以及反射鏡反射成像的光路，借此縮短感測(cè)面與鏡頭之間的直線距離，以降低光學(xué)式指紋傳感器的厚度。
[0007]在此列舉一現(xiàn)有的實(shí)施例，根據(jù)美國(guó)專利第8，405，757號(hào)，其中手指指紋按壓的組件為棱鏡結(jié)構(gòu)，通過(guò)光線折射的特性使成像于棱鏡中折射并射出，之后再通過(guò)反射鏡反射光路至鏡頭成像。
[0008]其他現(xiàn)有的技術(shù)中，為了解決薄型化的需求，其差異在于，有些從特殊的鏡片結(jié)構(gòu)著手，或者設(shè)計(jì)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的棱鏡，去縮減光學(xué)式指紋傳感器的厚度，以增加應(yīng)用于手機(jī)或平板的可能性。
[0009]但是所述現(xiàn)有的光學(xué)式指紋傳感器反射光路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其制作有困難度，因此這些光學(xué)式指紋傳感器的造價(jià)始終偏高，導(dǎo)致許多設(shè)計(jì)都僅停留在實(shí)驗(yàn)階段，實(shí)際量產(chǎn)的產(chǎn)品并不多，厚度也無(wú)法突破6.5mm以下。
[0010]有鑒于此，有必要提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、造價(jià)便宜以及厚度能夠突破6.5mm以下的光學(xué)式指紋傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是針對(duì)所述現(xiàn)有技術(shù)的不足提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、造價(jià)便宜以及厚度能夠突破6.5mm以下的光學(xué)式指紋傳感器。
[0012]為達(dá)成所述目的，本發(fā)明公開(kāi)一種指紋傳感器，包括:一透鏡，頂面及底面為平面，透鏡上形成至少一第一區(qū)域以及一第二區(qū)域；一濾鏡，設(shè)置于透鏡底面，濾鏡對(duì)應(yīng)透鏡的第一區(qū)域，用以反射第一區(qū)域的指紋圖像；一第一反射鏡，設(shè)置于透鏡底面，第一反射鏡對(duì)應(yīng)透鏡的第二區(qū)域，用以反射第二區(qū)域內(nèi)的指紋圖像；及一影像擷取器，用以接收濾鏡及第一反射鏡所反射出的第一區(qū)域以及第二區(qū)域的指紋圖像，濾鏡設(shè)置于第一反射鏡至影像擷取器的光路之間，第一區(qū)域的指紋圖像經(jīng)由濾鏡反射至影像擷取器，第二區(qū)域的指紋圖像經(jīng)由第一反射鏡反射后再穿透濾鏡，之后被影像擷取器接收；至少一第一光源，提供影像擷取器接收指紋圖像時(shí)所需的光源。
[0013]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述濾鏡為偏振分光濾鏡或二色濾鏡或部分光強(qiáng)度反射部分光強(qiáng)度穿透濾鏡。
[0014]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述影像擷取器為變焦影像擷取器或者自動(dòng)對(duì)焦影像擷取器。
[0015]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述濾鏡至影像擷取器之間的光路經(jīng)過(guò)至少一第二反射鏡的反射。
[0016]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述濾鏡為偏振分光濾鏡，所述影像擷取器前方設(shè)置一偏振光選擇器，第一區(qū)域至影像擷取器的光路為第一光程，所述第一光程于濾鏡至影像擷取器之間的光路穿過(guò)一極化旋轉(zhuǎn)器。
[0017]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一光源由至少一第二光源及至少一第三光源取代，第二光源照射第一區(qū)域，第三光源照射第二區(qū)域，第二光源及第三光源的顏色不同。
[0018]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一光源由紅外光取代，紅外光設(shè)置于透鏡下方，影像擷取器為紅外光攝影機(jī)。
[0019]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述透鏡頂面周圍設(shè)置至少一第四光源。
[0020]在作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述透鏡下方設(shè)置至少一近紅外光源。
[0021]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一光源設(shè)置在透鏡的側(cè)邊，第一光源的光線由透鏡的側(cè)面進(jìn)入透鏡。
[0022]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一區(qū)域的指紋圖像與第二區(qū)域的指紋圖像具有相同的特征區(qū)域。
[0023]綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的指紋傳感器的辨識(shí)度高，且可以有效降低厚度，以能夠應(yīng)用在薄型化的電子產(chǎn)品上，并且降低了指紋傳感器的制造成本。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明指紋傳感器第一實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
[0025]圖2是本發(fā)明指紋傳感器的透鏡的俯視圖，示出其中透鏡上的第一區(qū)域及第二區(qū)域一部份重疊。
[0026]圖3是本發(fā)明指紋傳感器的光源于透鏡內(nèi)全反射的示意圖。
[0027]圖4是本發(fā)明指紋傳感器的影像擷取器的成像，示出第一區(qū)域及第二區(qū)域的成像圖案大小不同且重疊。
[0028]圖5是本發(fā)明指紋傳感器的第二實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
[0029]圖6是本發(fā)明指紋傳感器的第三實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
[0030]圖7是本發(fā)明指紋傳感器的第三實(shí)施例的影像擷取器的成像，示出第一區(qū)域及第二區(qū)域的成像圖案大小相同且不相重疊。
[0031]圖8是本發(fā)明指紋傳感器的第四實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
[0032]圖9A是本發(fā)明指紋傳感器的第四實(shí)施例的第一光程及第二光程的光路示意圖。
[0033]圖9B是本發(fā)明指紋傳感器的第四實(shí)施例的噪聲光源的光路示意圖。
[0034]圖10是本發(fā)明指紋傳感器的第五實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
[0035]圖11是本發(fā)明指紋傳感器的第六實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
[0036]圖12是本發(fā)明指紋傳感器的第七實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
[0037]圖13是本發(fā)明指紋傳感器的第八實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
[0038]圖14是本發(fā)明指紋傳感器的第九實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
[0039]圖15是本發(fā)明指紋傳感器的光源于透鏡內(nèi)同時(shí)進(jìn)行全反射及穿透透鏡表面的示意圖。
[0040]圖中各附圖標(biāo)記說(shuō)明如下。
[0041]指紋傳感器100、200、300、400、
500、600、700、800、900
第一光源1第一光程10
第二光程11第二光源12
第三光源13第四光源14
近紅外光源15紅外光16
透鏡2第一區(qū)域20
第二區(qū)域21特征區(qū)域22
濾鏡30第一反射鏡31
第二反射鏡32極化旋轉(zhuǎn)器33
偏振光選擇器34
影像擷取器4、40、41
紅外光攝影機(jī)42。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，以下茲舉例并配合附圖詳予說(shuō)明。
[0043]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明公開(kāi)一種指紋傳感器100，指紋傳感器100安裝于電子裝置上(圖中未示)，用以成像(imaging)指紋。在第一實(shí)施例中指紋傳感器100包括至少一第一光源1、一透鏡2、一濾鏡30、一第一反射鏡31及一影像擷取器4。第一光源1設(shè)置在透鏡2的側(cè)邊并與透鏡2等高，第一光源1的光線由透鏡2的側(cè)面進(jìn)入透鏡，濾鏡30及第一反射鏡31設(shè)置于透鏡2底面，影像擷取器4用以接收濾鏡30及第一反射鏡31反射的圖像。透鏡2能夠由玻璃或透明塑料制成，透鏡2的頂面及底面為平面。
[0044]第一光源1由透鏡2側(cè)邊進(jìn)行照射，第一光源1穿透至透鏡2內(nèi)后依照全反射定律于透鏡2內(nèi)進(jìn)行全反射，當(dāng)手指壓在透鏡2頂面，指紋的波峰即破壞透鏡2內(nèi)的全反射，使透鏡2底面上產(chǎn)生指紋圖像，通過(guò)第一光源1由透鏡2側(cè)邊進(jìn)行全反射的照射，影像擷取器4能夠得到高對(duì)比度的指紋圖案。
[0045]請(qǐng)配合參閱圖2，透鏡2上形成一第一區(qū)域20以及一第二區(qū)域21，濾鏡30及第一反射鏡31分別對(duì)應(yīng)透鏡2的第一區(qū)域20以及第二區(qū)域21，第一區(qū)域20以及第二區(qū)域21供手指按壓，使一枚完整的指紋分別被第一區(qū)域20以及第二區(qū)域21區(qū)分成兩部分的指紋圖像，當(dāng)手指按壓在透鏡2頂面，并且透鏡2接受第一光源1照射后，透鏡2上的第一區(qū)域20以及第二區(qū)域21內(nèi)將分別產(chǎn)生第一區(qū)域20的指紋圖像及第二區(qū)域21的指紋圖像供影像擷取器4成像，成像的指紋通過(guò)圖像處理軟件拼接能夠獲得一完整的指紋圖像。
[0046]影像擷取器4接收濾鏡30及第一反射鏡31所反射出的第一區(qū)域20以及第二區(qū)域21的指紋圖像，濾鏡30設(shè)置于第一反射鏡31至影像擷取器4的光路之間，第一區(qū)域20的指紋圖像經(jīng)由濾