[发明专利]光学图像传感器装置和具有该传感器装置的显示装置

说明书

光学图像传感器装置和具有该传感器装置的显示装置。本文所公开的是一种光学图像传感器装置，该光学图像传感器装置包括：光源；第一印刷电路板PCB，该第一PCB具有用于容纳所述光源的第一通孔；定向光单元，该定向光单元被配置为通过全反射使来自所述光源的光前进，并且被配置为当具有生物计量信息的对象被放置为在预定区域中与所述定向光单元相邻时通过所述对象来会聚偏离所述全反射的光，并且将所述偏离所述全反射的光向所述定向光单元的外部发出；以及光学传感器，该光学传感器位于所述第一PCB与所述定向光单元之间以接收从所述定向光单元发出的所述光。

技术领域

本公开涉及光学图像传感器装置和具有该光学图像传感器装置的显示装置，具体地涉及一种能够使用定向光来识别指纹的光学图像传感器装置和具有该光学图像传感器装置的显示装置。

背景技术

近来，根据信息通信技术的发展，已经开发了各种基于信息和通信的系统，诸如笔记本计算机、平板个人计算机(PC)、智能电话、个人数字助理(PDA)、自动柜员机和搜索引导系统。因为这些系统通常存储许多的机密数据，诸如与个人隐私有关的个人信息以及商务信息和商业秘密，所以需要增强安全性以便保护机密数据。

为了这样做，已经提出用于使用能够识别用户的生物信息的图像传感器来增强安全性的方法。例如，已知指纹传感器可通过对用户的手指的指纹进行登记和认证来增强系统的安全性。指纹传感器用于感测用户的指纹。可以将指纹传感器分类为光学指纹传感器和电容式指纹传感器。

光学指纹传感器使用利用诸如发光二极管(LED)之类的光源来辐射光并且利用互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器来检测被指纹的脊部反射的光的原理。因为光学指纹传感器必须使用LED来扫描指纹，所以需要配备用于扫描指纹的附加装置。附加装置增加光学指纹传感器的大小，并且因此在诸如与显示装置组合之类的各种应用中存在局限性。

作为常规的光学指纹传感器，已知于2006年6月26登记的标题为“Display devicehaving fingerprint recognition sensor(具有指纹识别传感器的显示装置)”的韩国专利No.10-060817和于2016年4月21日公开的标题为“Display device includingfingerprint recognizing element(包括指纹识别元件的显示装置)”的韩国专利特开公报No.10-2016-0043216。

在上述公报中公开的显示装置被配置为使得显示装置的显示区域可被用作触摸区域和指纹识别区域。然而，光学指纹传感器使用具有显著更低的定向性或方向性的漫射光作为用于识别指纹的光。因此，在识别指纹的图案时存在局限性。为了解决这种问题，当使用诸如具有高定向性的激光束之类的准直光时，指纹识别区域的大小是极其有限的，因为难以向大区域辐射用于感测指纹的光。另外，因为必须将扫描功能添加到光学指纹传感器以将具有高定向性的准直光施加到宽区域，所以存在难以将光学指纹传感器应用于便携式显示装置的问题。

为了解决这些光学指纹传感器的问题，已经开发了电容式指纹传感器。

电容式指纹传感器使用与该电容式指纹传感器接触的指纹的脊部与谷部之间充电的电量的差。作为常规的光学指纹传感器，已知于2013年11月21日公开的标题为“Capacitive Sensor Packaging(电容式传感器封装)”的美国专利特开公报No.US2013/0307818。

在上述公报中公开的电容式指纹传感器被配置为与特定按钮联接的装配件类型。电容式指纹传感器包括电容板以及硅晶片，硅晶片上安装有用于检测指纹的脊部与谷部之间的电容的电路。一般而言，因为指纹的脊部和谷部的尺寸是非常微小的，大约300μm～大约500μm，所以公报的电容式指纹传感器需要高分辨率传感器阵列和用于处理指纹检测的集成芯片(IC)。为此，使用了能够将传感器阵列和IC集成为一体的硅晶片。