[发明专利]基于利用离轴针孔进行透镜-针孔成像的屏下光学指纹传感器

说明书

一种光学指纹传感器模块(4620,6000)，包括：光源(6009)，用于提供导向手指(6610)的照明光(6620)，所述照明光(6620)的一部分被手指(6610)散射或反射，从而生成信号光(6640,6650)。所述光学指纹传感器模块(4620,6000)还包括具有表面的光电二极管阵列(4623e)；具有光轴的透镜(4621e)，所述光轴相对于所述光电二极管阵列(4623e)的表面的法线形成介于45度到135度之间的角度；和限定针孔(4621g)的构件，所述针孔(4621g)位于所述透镜(4621e)的光轴之外。所述透镜(4621e)和所述针孔(4621g)用于将所述信号光(6640,6650)聚焦到所述光电二极管阵列(4623e)的表面上。所述光学指纹传感器模块(4620)还包括电耦合到所述光电二极管阵列的电子电路(435)，所述电子电路(435)用于处理所述光电二极管阵列(4623e)生成的电信号以产生所述手指(6610)的指纹图案的图像。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年7月25日提交的申请号为62/703,432的美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及电子设备或系统中指纹的感测以及执行其他参数测量的一个或多个感测操作，电子设备或系统包括诸如移动设备等的便携式计算设备、可穿戴设备以及更大的系统。

背景技术

各种传感器可以在电子设备或系统中实现，以提供某些期望的功能。实现用户认证的传感器是各种设备和系统中传感器的一个示例，以保护个人数据并防止未授权访问，该设备和系统包括便携式或移动计算设备(例如，笔记本电脑、平板电脑、智能手机)、游戏系统、各种数据库、信息系统或更大型计算机控制系统。

电子设备或系统上的用户认证可以通过生物特征标识符的一种或多种形式来执行，这种生物特征标识符可以单独使用或与常规密码认证方法一起使用。生物特征标识符的一种普遍形式是人的指纹图案。指纹传感器可以内置在电子设备中，以读取用户的指纹图案，使得该设备只能由该设备的授权用户通过认证该授权用户的指纹图案来解锁。用于电子设备或系统的传感器的另一示例是类似腕带设备或手表等的可穿戴设备中的生物医学传感器，其检测用户的生物特征，例如，用户血液的特征、心跳。总之，不同的传感器可以设置在电子设备中，以实现不同的感测操作和功能。

指纹可用于认证访问电子设备、计算机控制系统、电子数据库或信息系统的用户，也可以用作单独的认证方法或与诸如密码认证方法等的一种或多种其他认证方法结合使用。例如，包括诸如笔记本电脑、平板电脑、智能手机等便携式或移动计算设备的电子设备和游戏系统可以利用用户认证机制，以保护个人数据并防止未经授权的访问。又如，用于组织或企业的计算机或计算机控制的设备或系统应该被保护为仅允许授权人员访问，以保护该组织或企业的设备或系统的信息或使用。便携式设备和计算机控制的数据库、设备或系统中存储的信息可以实质上是个人信息，如个人联系人或电话簿、个人照片、个人健康信息或其他个人信息，或是由组织或企业专有地使用的机密信息，如商业财务信息、雇员数据、商业秘密以及其他专有信息。如果访问电子设备或系统的安全性受到损害，则这些数据可能被其他人访问，造成个人隐私的丧失或有价值的机密信息的丢失。除了信息的安全性之外，对计算机和计算机控制的设备或系统的安全访问还允许保障由计算机或计算机处理器控制的设备或系统的使用，例如计算机控制的汽车以及ATM等其他系统。

对设备(例如移动设备)或系统(例如电子数据库和计算机控制的系统)的安全访问可以通过不同方式实现，例如使用用户密码。然而，密码可以容易地传播或获取，并且密码的这种性质可以降低密码的安全级别。而且，由于用户需要记住密码以访问受密码保护的电子设备或系统，如果用户忘记密码，则用户需要执行某些密码恢复程序来获得认证或以其他方式重新获得对设备或系统的访问。这些过程对用户来说可能是繁琐的，并且具有各种实际的限制和不便。个人指纹识别可以用于实现用户认证，以在增强数据安全性的同时减轻与密码相关联的某些不期望的效果。