北京時(shí)間06月09日消息，中國(guó)觸摸屏網(wǎng)訊，在光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，匯頂科技已獲得多個(gè)終端廠商共計(jì)19款旗艦機(jī)型的商用，如華為P40系列、OPPO Find X2系列、小米10系列及一加8系列等，成為5G安卓終端市場(chǎng)的主流選擇。
本文來(lái)自：http://www.zc28898.cn/lcd/news/dynamic/2020/0609/57388.html
隨著科技的發(fā)展，全面屏逐漸成為當(dāng)下電子設(shè)備，尤其是智能手機(jī)的主流設(shè)計(jì)元素，而搭載屏下指紋識(shí)別功能的液晶顯示(LCD)屏幕也在顯示屏領(lǐng)域占有一席之地。
而現(xiàn)有的LCD在搭載指紋識(shí)別模組時(shí)卻有一個(gè)致命的問(wèn)題，就是指紋圖像會(huì)存在從中間被分割的現(xiàn)象，具體如下圖所示。
如圖為現(xiàn)有技術(shù)中搭載屏下指紋識(shí)別模組的LCD光學(xué)指紋識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，LCD光學(xué)指紋識(shí)別系統(tǒng)從上至下依次包括：LCD液晶面板、背光模組和LCD屏下指紋識(shí)別模組。其中LCD液晶面板從上至下依次包括：玻璃蓋板以及液晶層，背光模組從上至下依次包括：第一棱鏡膜（201）、第二棱鏡膜（202）、擴(kuò)散膜、導(dǎo)光板、反射膜和鋼板。
其中，兩層棱鏡膜的作用是利用折射和全反射原理使分散的光線集中于一定的角度從背光源中發(fā)出。LCD屏下指紋識(shí)別模組包括透鏡和光學(xué)傳感器，透鏡用于接收指紋產(chǎn)生的反射光，并將該反射光聚焦至光學(xué)傳感器上，光學(xué)傳感器用于將反射光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將電信號(hào)傳輸至處理器，以使處理器根據(jù)電信號(hào)生成指紋圖像。
然而，正是因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)中棱鏡膜的存在，指紋圖像會(huì)存在從中間被分割的現(xiàn)象，從而影響了指紋圖像的完整性，進(jìn)而使得指紋識(shí)別過(guò)程難以完成。
為了解決這樣的問(wèn)題，匯頂科技在近期公開(kāi)了一項(xiàng)名為“屏下指紋識(shí)別模組、LCD光學(xué)指紋識(shí)別系統(tǒng)及電子設(shè)備”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01980004075.8），申請(qǐng)人為深圳市匯頂科技股份有限公司。
根據(jù)目前該專利公開(kāi)的資料，讓我們一起來(lái)看看這項(xiàng)LCD屏下指紋識(shí)別系統(tǒng)吧。
首先我們先從指紋識(shí)別光學(xué)系統(tǒng)中的棱鏡膜和棱鏡膜的結(jié)構(gòu)入手探索為何會(huì)有這樣的指紋被切斷的現(xiàn)象，如上圖所示，上方是棱鏡膜，下方是棱鏡膜的局部示意圖，B角為棱鏡角度，其可以等于90度，d為棱鏡周期。由于棱鏡膜結(jié)構(gòu)會(huì)限制小角度的光進(jìn)入光學(xué)傳感器，根據(jù)全反射定律，基本平行棱鏡的入射光線，才能形成垂直的出射光線，以到達(dá)光學(xué)傳感器。
然而，由于基本平行棱鏡的入射光線很難實(shí)現(xiàn)，因此形成垂直的出射光線并不現(xiàn)實(shí)，從而這種現(xiàn)象使得指紋圖像會(huì)存在從中間被分割的現(xiàn)象，影響了指紋圖像的完整性，進(jìn)而使得指紋識(shí)別過(guò)程難以完成。
如上圖為該專利中提供的屏下指紋識(shí)別模組的示意圖，屏下指紋識(shí)別模組包括：指紋傳感器304和透射單元303。透射單元用于接收指紋產(chǎn)生的反射光，并將反射光聚焦至指紋傳感器的感應(yīng)區(qū)域3041上；指紋傳感器用于將反射光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)用于生成指紋圖像。
此外透射單元的視場(chǎng)角A大于預(yù)設(shè)角度，視場(chǎng)角A為射至感應(yīng)區(qū)域上的光線與豎直方向之間的夾角，例如可以為35度或者35度-80度之間的數(shù)值。透射單元平行設(shè)置在指紋傳感器以及背光模組的棱鏡膜之間，但是透射單元在豎直方向上的投影偏離于指紋傳感器的感應(yīng)區(qū)域的中心位置。
屏下指紋識(shí)別模組還包括：基板301，以及設(shè)置在基板上形成容置空間的支架302，其中，在容置空間中設(shè)置指紋傳感器。透射單元設(shè)置在支架相對(duì)于基板的側(cè)壁上，以于指紋傳感器上的感應(yīng)區(qū)域相對(duì)設(shè)置。
這樣，通過(guò)將透射單元的視場(chǎng)角大于預(yù)設(shè)角度之后，指紋產(chǎn)生的反射光可以穿透單層棱鏡膜進(jìn)入透射單元，并使得透射單元將反射光聚焦至指紋傳感器的感應(yīng)區(qū)域上，在通過(guò)指紋傳感器將反射光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，以生成用于進(jìn)行屏下指紋識(shí)別的指紋圖像，并且所生成的指紋圖像不會(huì)存在從中間被分割的現(xiàn)象，從而保證了指紋圖像的完整性，進(jìn)而促進(jìn)指紋識(shí)別過(guò)程順利完成。
最后我們來(lái)看看該專利中的LCD光學(xué)指紋識(shí)別系統(tǒng)，如下圖所示。
可以看到，LCD光學(xué)指紋識(shí)別系統(tǒng)包括：液晶面板100、背光模組200以及屏下指紋識(shí)別模組300。其中，背光模組設(shè)置在液晶面板的下側(cè)，屏下指紋識(shí)別模組設(shè)置在背光模組的下側(cè)。
液晶面板從上至下依次包括：玻璃蓋板101以及液晶層102，背光模組從上至下依次包括：棱鏡膜201、擴(kuò)散膜203、導(dǎo)光板204、反射膜105和鋼板106。為了提升背光模組的亮度，從而彌補(bǔ)單層棱鏡膜導(dǎo)致的顯示亮度變暗，還可以設(shè)置指紋光源400。
指紋光源可以設(shè)置在LCD光學(xué)指紋識(shí)別系統(tǒng)的液晶面板上，例如可以是在玻璃蓋板下方的油墨層1021，與液晶走線區(qū)1022相鄰設(shè)置，從而使指紋光源發(fā)出的光線穿過(guò)油墨層后，經(jīng)玻璃蓋板射出至指紋視場(chǎng)區(qū)域，以使指紋產(chǎn)生反射光。
以上就是匯頂科技發(fā)明的LCD屏下指紋解鎖系統(tǒng)，通過(guò)將透射單元的視場(chǎng)角大于預(yù)設(shè)角度之后，指紋產(chǎn)生的反射光可以穿透單層棱鏡膜進(jìn)入透射單元，并使得透射單元將反射光聚焦至指紋傳感器的感應(yīng)區(qū)域上，再通過(guò)指紋傳感器將反射光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，以生成用于屏下指紋識(shí)別的指紋圖像。從而使得指紋圖像不會(huì)存在從中間被分割的現(xiàn)象，保證了指紋圖像的完整性，進(jìn)而使得指紋識(shí)別過(guò)程順利完成！
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