[发明专利]用于显示器中集成的光学传感器

说明书

公开用于光学成像的系统和方法。用于对感测区上的生物计量输入对象进行成像的光学传感器包括：透明层，具有第一侧以及与第一侧相对的第二侧；第一组孔径，设置在透明层的第一侧上方；反射层，设置在透明层的第二侧下方，所述反射层配置成接收经过第一组孔径透射的光并且反射所接收光；以及多个检测器元件，定位成检测反射光。

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请序号62/262863(2015年12月3日提交，标题为“集成具有透明层的光学指纹传感器的显示器”)的权益，通过引用明确结合其完整内容。

本申请还涉及均于2016年3月31日提交的美国专利申请序号15/087785(标题为“集成具有角度限制反射器的光学指纹传感器的显示器”)和美国专利申请序号15/087971(标题为“用于在显示器底板之上集成的光学传感器”)，通过引用明确结合其完整内容。

技术领域

本公开一般涉及光学传感器，以及更具体来说涉及可集成到显示叠层中的光学传感器。

背景技术

对象成像在多种应用中是有用的。举例来说，生物计量识别系统对生物计量对象进行成像，以用于认证和/或检验结合识别系统的装置的用户。生物计量成像提供一种为了识别目的而检验个体身份的可靠的非侵入方式。各种类型的传感器可用于生物计量成像。

与各种其它生物计量特性相似，指纹基于明显不同的个人特性，并且因而提供可靠机制来识别个体。因此，指纹传感器具有许多潜在应用。例如，指纹传感器可用来提供固定应用中的访问控制（诸如安全检查点）。指纹传感器还可用来提供移动装置（诸如手机、可佩戴智能装置(例如智能手表和活动跟踪器)、平板计算机、个人数字助理(PDA)、导航装置和便携式游戏装置)中的访问控制。相应地，一些应用（特别是与移动装置相关的应用）可要求既尺寸小又极可靠的识别系统。

大多数市场可得到的指纹传感器基于光学或电容性感测技术。使用光学指纹传感器的解决方案通常要求光学元件在光到达传感器元件之前调节光。不幸地，使常规光学元件适合较小空间中（诸如建立在电子装置的显示叠层中）可用的有限高度仍然具有挑战性。此外，采用有源显示矩阵处或上方的光调节结构的实现涉及阻止实用产品实现的防护层厚度、图像模糊和图像质量之间的权衡。

因此，大多数移动装置中的指纹传感器是电容性传感器，该指纹传感器具有配置成感测指纹的脊和谷特征的感测阵列。通常，这些指纹传感器检测绝对电容(有时称作“自电容”)或跨电容(有时称作“互电容”)。在任一种情况下，阵列中的各感测元件处的电容取决于脊或谷是否存在而改变，以及电检测这些变化以形成指纹的图像。

虽然电容性指纹传感器提供某些优点，但是大多数市场可得到的电容性指纹传感器难以通过大距离来感测细小的脊和谷特征，从而要求指纹接触靠近感测阵列的感测表面。电容性传感器通过诸如厚防护玻璃(本文中有时称作“防护透镜”)的厚层(其保护许多智能电话和其它移动装置的显示器)来检测指纹仍然具有重大挑战性。为了解决这个问题，切块常常在显示器旁边的区域的防护玻璃中形成，并且分立电容性指纹传感器(常常与机械按钮集成)放置在切块区域中，使得它能够检测指纹而无需经过防护玻璃进行感测。对切块的需要使得难以形成装置正面上的齐平表面，从而减损用户体验，并且使制造复杂化。机械按钮的存在还占据宝贵的装置不动产。

发明内容

本公开的一个实施例提供一种用于对感测区上的生物计量输入对象进行成像的光学传感器。该光学传感器包括：透明层，具有第一侧以及与第一侧相对的第二侧；第一组孔径，设置在透明层的第一侧上方；反射层，设置在透明层的第二侧下方，该发射层配置成接收经过第一组孔径透射的光，并且反射所接收光；以及多个检测器元件，定位成检测反射光。