[发明专利]使用波导显示器的图像感测

说明书

一种电子设备包括图像感测显示器。该显示器包括保护玻璃且被配置成波导。显示器中的体全息图光栅对来自位于显示器外部的对象的入射光进行衍射。经衍射入射光具有满足Bragg条件的相对于体全息图光栅的入射角。体全息图光栅将入射光以预定角度并使用预定波导出口距离衍射通过波导，以聚焦在图像传感器处。图像传感器定位在波导的输出处，以捕捉传播通过波导的经衍射入射光。图像处理电路系统耦合至图像传感器以识别由图像传感器通过波导捕捉到的指纹图像。

背景技术

用于计算设备的指纹感测系统可采用各种技术,包括电容式感测、透镜数码相机等。然而，这些方案带来了极大的限制。例如，无边框的或者边框非常小的设备没有在显示区域外部给指纹检测组件留有足够的区域。此外，电容式感测对于手指和电容式传感器之间的距离非常灵敏，使得计算设备的显示器的保护玻璃在电容式感测组件被放置在显示器之下的情况下可显著地降低电容式感测解析的有效性。透镜式数码相机往往是笨重且昂贵的。许多这样的方案也往往难以缩进在跨计算设备前端面或显示器的区域中。

发明内容

所描述的技术提供了一种电子设备的显示器中的图像感测能力，其中对象的图像可被检测，而对象无需与显示器的表面接触，在本文中称为“离面图像感测”。然而，应当理解，相同或相似图像感测能力也可在对象与显示器的表面接触的情况下感测对象的图像。使用(包括保护玻璃的)显示器作为波导，从对象接收到的光可被传送通过波导显示器到达电子设备内的图像传感器。

一种电子设备包括图像感测显示器。该显示器包括保护玻璃且被配置成波导。显示器中的体全息图光栅对来自位于显示器外部的对象的入射光进行衍射。经衍射入射光具有相对于体全息图光栅的满足Bragg条件的入射角。体全息图光栅将入射光以预定角度并使用预定波导出口距离衍射穿过波导朝向图像传感器。图像传感器定位在波导的输出到处，以捕捉传播通过波导的经衍射入射光。图像处理电路系统耦合至图像传感器以识别由图像传感器通过波导捕捉到的指纹图像。

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。

本文还描述和列举了其他实现。

附图简述

图1解说了使用波导显示器提供图像感测的示例电子设备。

图2解说了使用体全息图光栅以获得高角度选择性以及将显示器用作波导的示例图像感测系统。

图3解说了将体全息图光栅用于高角度选择性以及将显示器用作波导的示例图像感测系统的“展开式”描绘。

图4解说了在示例图像感测系统中对体全息图光栅的使用。

图5解说了用于创建示例图像感测系统的体全息图光栅的示例系统。

图6解说了用于使用图像感测系统的示例操作。

图7解说了在图像感测中与波导显示器联用的示例处理系统。

详细描述

使用波导显示器的图像感测可以通过使用薄显示器组装件作为到图像捕捉设备的波导来提供用于电子设备的薄图像捕捉系统。虽然可使用此类系统来捕捉各种对象的图像，但此类图像感测系统的一个示例实现包括指纹传感器(例如，用于验证用户的身份)。指纹传感器可被用来认证用户、对文档或其他数据进行电子签名、授权购买，等等。另外，离面指纹感测(它可准确地感测距传感器或感测表面几毫米内的指纹)可造成较快登录(例如，移动设备可在用户手指甚至接触设备时就认证用户并指示登录过程)并促进更卫生的计算(例如，不需要与可能脏或传染性的指纹感测表面(诸如在自动柜员机或医生办公室处)物理接触)。

图1解说了使用波导显示器102提供图像感测的示例电子设备100。如在图1中解说的场景中，该图像被示为包括对象上的特征(例如，用户的拇指104的指腹上的脊和谷——指纹)，但可使用所描述的技术来捕捉其他对象的图像。