УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ТЕРМИНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК G06K9/00 

[0001] Настоящее изобретение испрашивает приоритет китайской патентной заявки №201410281380.0 «Ультра-тонкое устройство получения отпечатка пальца, отпечатка ладони, и способ получения отпечатка пальца и ладони», поданное 20 июня 2014 г., и полное содержание которой представлено здесь в качестве ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

[0002] Настоящее изобретение относится к сфере получения изображения, в частности- к ультратонкому устройству для получения изображения, терминальному устройству, жидкокристаллическому терминальному устройству, а также к способу получения изображения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] В основном существует два типа устройств для получения отпечатков пальцев. Одно из них получает отпечаток пальца путем обнаружения текстуры отпечатка пальца непосредственно с помощью полупроводникового чипа. Другое устройство представляет собой оптическое устройство для получения отпечатков пальцев, оно получает изображение отпечатка пальца, которое формируется за счет различий в интенсивности света между выступом и впадиной, образуемых при касании пальца поверхности устройства. Тем не менее, среди недостатков способа получения отпечатка пальца, основанном на полупроводниковом чипе, можно выделить неудовлетворительную антистатическую и антикоррозионную способность, а также недостаточную чувствительность для получения отпечатка пальца. Как показано на Фиг. 1, настоящее оптическое устройство для получения отпечатков пальцев и ладони включает в себя оптический элемент, который отпечатывает пальцы и ладони; такой элемент включает в себя призму 1', источник света 2', расположенный на одной стороне призмы, датчик изображения 3' и линзу 4', расположенную на другой стороне призмы. Вертикальный размер призмы 1' - большой, и вертикальный размер только одной линзы является достаточно большим даже при условии, что для получения отпечатков пальцев используются другие оптические элементы. В то же время, в большинстве существующих устройств используется слишком много оптических элементов, что приводит к чрезмерно большому вертикальному размеру устройства.

[0004] Как уже упоминалось выше, оптическое устройство получения отпечатков пальцев на Фиг. 1 обладает многочисленными недостатками, даже если применяется только для получения одного отпечатка пальца. Тем не менее, если оптическое устройство для получения отпечатков пальцев и ладоней используется для получения отпечатка ладони, необходимо использовать призму большего размера, а также больше линз и светочувствительных элементов (из-за значительно большего размера отпечатка ладони в сравнении с отпечатком одного пальца). Из-за особенностей формы и структуры призмы, чем больше поверхность призмы для получения отпечатка пальца или ладони, тем больше объем призмы. Таким образом, физические размеры всего устройства для получения отпечатка пальца и ладони еще больше, что увеличивает стоимость устройства.

[0005] С развитием науки и техники, а также непрерывного повышения качества общественной безопасности, выходящей за пределы традиционной области безопасности, устройство для получения отпечатков пальцев и ладоней находит все более широкое применение в портативных электронных устройств, таких как мобильные телефоны, ноутбуки или планшеты.

[0006] С тенденцией развития ультратонких электронных изделий большой размер существующих устройств для получения отпечатка пальца и ладони не может соответствовать текущим требованиям электронных продуктов. С другой стороны, устройство получения отпечатков пальцев и ладоней, работающее напрямую через полупроводниковый чип, из-за своего дизайна и высокой стоимости также не может соответствовать требованиям ультратонких устройств, предъявляемых современными электронными продуктами.

[0007] Таким образом, технической задачей настоящего изобретения становится уменьшение толщины оптического устройства получения отпечатков пальцев.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ

[0008] В связи с поставленными задачами, в настоящем изобретении представлены устройство получения изображения, терминальное устройство, жидкокристаллическое терминальное устройство и способ получения изображения. Представленное устройство получения изображения обладает компактной ультратонкой структурой и в значительной степени уменьшает размер и толщину модуля получения изображения в терминальном устройстве и жидкокристаллическом терминальном устройстве, а также способствует снижению стоимости.

[0009] Чтобы решить выше поставленную задачу, в настоящем изобретении представлено устройство для получения изображения, которое включает в себя:

[0010] светопроводящую панель;

[0011] источник света, излучающий свет в светопроводящую панель, где источник света расположен на одной стороне светопроводящей панели;

[0012] сканер изображения для получения изображения объектов на светопроводящей панели, где сканер изображения пространственно отдален от светопроводящей панели.

[0013] Кроме того, сканер изображения включает в себя панель с малым отверстием, пространственно удаленную от светопроводящей панели; на панели с малым отверстием находится минимум одно малое отверстие для построения изображения и минимум один датчик изображения, пространственно удаленный от другой стороны панели с малым отверстием и соответствующий малому отверстию для построения изображения.

[0014] Помимо этого, вертикальное расстояние от поверхности светопроводящей панели и панели с малым отверстием до центральной части малого отверстия для построения изображения представляет собой расстояние между объектами h_object, а расстояние между объектами h_object соответствует формуле , где r показывает расстояние между центрами двух соседних малых отверстий для построения изображения, а α представляет собой угловое поле зрения малого отверстия для построения изображения.

[0015] Кроме того, расстояние r между центрами двух соседних малых отверстий для построения изображения соответствует формуле r ≥ 2⋅h_imagetg(α/2), где h_image представляет расстояние изображения, которое является расстоянием по вертикали от датчика изображения до центральной части малого отверстия для построения изображения, а α представляет собой угловое поле зрения малого отверстия для построения изображения.

[0016] Размер малого отверстия для построения изображения находится в диапазоне от 0,001 мм до 1 мм, толщина панели с малым отверстием - от 0,005 мм до 5 мм, а толщина светопроводящей панели - от 0,1 мм до 5 мм.

[0017] Между малым отверстием для построения изображения и датчиком изображения расположен оптический фильтр.

[0018] На одной или обеих сторонах малого отверстия для построения изображения расположена корректирующая линза.

[0019] Кроме того, устройство получения изображения включает минимум одну линзу, пространственно удаленную от светопроводящей панели, и минимум один датчик изображения, который пространственно удален от другой стороны линзы.

[0020] Представлено терминальное устройство, которое включает в себя устройство получения изображения.

[0021] Представлено терминальное устройство, которое включает светопроводящую панель и дисплей, пространственно удаленный от светопроводящей панели, а источник света, излучающий минимум некоторую часть света в светопроводящую панель, расположен на одной стороне светопроводящей панели; дисплей считается панелью с малым отверстием, на дисплее находится минимум одно малое отверстие для построения изображения, а минимум один датчик изображения пространственно удален от другой стороны дисплея и соответствует малому отверстию для построения изображения.

[0022] Помимо этого, вертикальное расстояние от поверхности светопроводящей панели и дисплея до центральной части малого отверстия для построения изображения представляет собой расстояние между объектами h_object, а расстояние между объектами h_object соответствует формуле , где r показывает расстояние между центрами двух соседних малых отверстий для построения изображения, а α представляет собой угловое поле зрения малого отверстия для построения изображения.

[0023] Помимо этого, расстояние r между центрами двух соседних малых отверстий для построения изображения соответствует формуле r ≥ 2⋅h_imagetg(α/2), где h_image представляет расстояние изображения, которое является расстоянием по вертикали от датчика изображения до центральной части малого отверстия для построения изображения, а α представляет собой угловое поле зрения малого отверстия для построения изображения.

[0024] Представлено терминальное устройство, которое включает светопроводящую панель и дисплей, пространственно удаленный от светопроводящей панели, а источник света, излучающий минимум некоторую часть света в светопроводящую панель, расположен на одной стороне светопроводящей панели, на дисплее находится минимум одно сквозное отверстие, минимум одна линза пространственно удалена от другой стороны дисплея и соответствует сквозному отверстию, минимум один датчик изображения пространственно удален от другой стороны линзы.

[0025] Представлено жидкокристаллическое терминальное устройство, которое включает в себя жидкокристаллический экран (ЖК-экран); ЖК-экран включает в себя ЖК-панель, элемент подсветки и устройство получения изображения.

[0026] ЖК-панель расположена между светопроводящей панелью и сканером изображений в устройстве для получения изображений.

[0027] Элемент подсветки содержит отражающий лист, заднюю пластину и минимум один слой оптической пленки, расположенной между отражающим листом и ЖК-панелью; сканер изображений расположен между отражающим листом и задней пластиной; на отражающем листе в положении, соответствующему положению сканера изображений, находится отверстие; окно, пропускающее свет, расположено на оптической пленке в положении, соответствующему положению отверстия.

[0028] Представлено жидкокристаллическое терминальное устройство, которое включает в себя ЖК-экран, который включает в себя ЖК-панель, элемент подсветки и устройство получения изображения.

[0029] ЖК-панель расположена между светопроводящей панелью и сканером изображений в устройстве для получения изображений; элемент подсветки расположен между ЖК-панелью и сканером изображений.

[0030] Элемент подсветки включает в себя отражающий лист, заднюю пластину и минимум один слой оптической пленки, расположенной между отражающим листом и ЖК-панелью; первое отверстие и второе отверстие расположены в положении, соответствующему сканеру изображений на отражающем листе и задней пластине; окно, пропускающее свет, расположено на оптической пленке в положении, соответствующем положению первого отверстия и второго отверстия.

[0031] Представлено жидкокристаллическое терминальное устройство, которое включает в себя ЖК-экран, содержащий ЖК-панель, элемент подсветки, расположенный на одной стороне ЖК-панели, и светопроводящую панель, пространственно удаленную от другой стороны ЖК-панели; источник света расположен на одной стороне светопроводящей панели; элемент подсветки включает в себя отражающий лист, заднюю пластину и минимум один слой оптической пленки, расположенной между отражающим листом и ЖК-панелью; датчик изображений расположен между отражающим листом и задней пластиной, пространственно удаленной от отражающего листа; отражающий лист выступает в роли панели с отверстием для построения изображения, минимум одно отверстие расположено на отражающем листе в положении, соответствующему датчику изображения, отверстие для построения изображения пространственно удалено от датчика изображений; окно, пропускающее свет, расположено на оптической пленке в положении, соответствующему положению отверстия.

[0032] Представлено жидкокристаллическое терминальное устройство, которое включает в себя ЖК-экран, содержащий ЖК-панель, элемент подсветки, расположенный на одной стороне ЖК-панели, и светопроводящую панель, пространственно удаленную от другой стороны ЖК-панели; источник света расположен на одной стороне светопроводящей панели; элемент подсветки включает в себя отражающий лист, заднюю пластину и минимум один слой оптической пленки, расположенной между отражающим листом и ЖК-панелью; минимум один датчик изображений пространственно удален от другой стороны задней пластины; отражающий лист и задняя пластина вместе выступают в роли панели с отверстием для построения изображения, минимум одно отверстие расположено на отражающем листе вместе с задней пластиной в положении, соответствующему датчику изображения, датчик изображений пространственно удален от отверстия для построения изображения; окно, пропускающее свет, расположено на оптической пленке в положении, соответствующему положению отверстия.

[0033] Представлено жидкокристаллическое терминальное устройство, которое включает в себя ЖК-экран, содержащий ЖК-панель, элемент подсветки, расположенный на одной стороне ЖК-панели; ЖК-панель выступает в роли светопроводящей панели; источник света расположен на одной стороне ЖК-панели; элемент подсветки включает в себя отражающий лист, заднюю пластину и минимум один слой оптической пленки, расположенной между отражающим листом и ЖК-панелью; минимум один датчик изображений расположен между отражающим листом и задней пластиной, пространственно удаленной от отражающего листа; отражающий лист выступает в роли панели с отверстием для построения изображения, минимум одно отверстие расположено на пластине для построения изображения в положении, соответствующему датчику изображения, датчик изображений пространственно удален от отверстия для построения изображений; окно, пропускающее свет, расположено на оптической пленке в положении, соответствующему положению отверстия.

[0034] Представлено жидкокристаллическое терминальное устройство, которое включает в себя ЖК-экран, содержащий ЖК-панель, элемент подсветки, расположенный на одной стороне ЖК-панели; ЖК-панель выступает в роли светопроводящей панели; источник света расположен на одной стороне ЖК-панели; элемент подсветки включает в себя отражающий лист, заднюю пластину и минимум один слой оптической пленки, расположенной между отражающим листом и ЖК-панелью; минимум один датчик изображений пространственно удален от другой стороны задней пластины; отражающий лист и задняя пластина вместе выступают в роли панели с отверстием для построения изображения, минимум одно отверстие расположено на отражающем листе вместе с задней пластиной в положении, соответствующему датчику изображения, датчик изображений пространственно удален от отверстия для построения изображения; окно, пропускающее свет, расположено на оптической пленке в положении, соответствующему положению отверстия.

[0035] Кроме того, вертикальное расстояние от поверхности светопроводящей панели и панели с малым отверстием до центральной части малого отверстия для построения изображения представляет собой расстояние между объектами h_object, а расстояние между объектами h_object соответствует формуле , где r показывает расстояние между центрами двух соседних малых отверстий для построения изображения, а α представляет собой угловое поле зрения малого отверстия для построения изображения.

[0036] Помимо этого, расстояние r между центрами двух соседних малых отверстий для построения изображения соответствует формуле r ≥ 2⋅h_imagetg(α/2), где h_image представляет расстояние до изображения, которое является расстоянием по вертикали от датчика изображения до центральной части малого отверстия для построения изображения, а α представляет собой угловое поле зрения малого отверстия для построения изображения.

[0037] Представлен способ получения изображения для устройства получения изображения, способ включает в себя следующие этапы:

[0038] вхождение, по меньшей мере, некоторой части света, излучаемого источником света, в светопроводящую панель и распространение света внутри светопроводящей панели путем полного внутреннего отражения;

[0039] получение изображения объекта на светопроводящей панели с помощью сканера изображения.

[0040] Процесс получения изображения объекта на светопроводящей панели с помощью сканера изображения в свою очередь включает в себя следующие этапы:

[0041] создание нескольких областей сканирования, соответствующих множеству малых отверстий для объекта на светопроводящей панели, при этом соседние области сканирования накладываются друг на друга;

[0042] захват с помощью датчика изображения нескольких областей изображения, соответствующих нескольким малым отверстиям для построения изображения в качестве частичных изображений объекта над светопроводящей панелью, сканируемого в соответствующих областях сканирования; частичные изображения не накладываются друг на друга;

[0043] сшивание частичных изображений в каждой области изображения для получения полного изображения сканируемого объекта.

[0044] Представлен способ получения изображения для жидкокристаллического терминального устройства, способ включает в себя следующие этапы:

[0045] перевод ЖК-панели в прозрачное состояние в ответ на сигнал управления;

[0046] вхождение, по меньшей мере, некоторой части света, излучаемого источником света, в светопроводящую панель и распространение света внутри светопроводящей панели путем полного внутреннего отражения;

[0047] получение изображения объекта над светопроводящей панелью с помощью сканера изображения.

[0048] Процесс получения изображения объекта над светопроводящей панелью с помощью сканера изображения в свою очередь включает в себя следующие этапы:

[0049] создание нескольких областей сканирования, соответствующих множеству малых отверстий для объекта на светопроводящей панели, при этом соседние области сканирования накладываются друг на друга;

[0050] захват с помощью датчика изображения нескольких областей изображения, соответствующих нескольким малым отверстиям для построения изображения в качестве частичных изображений объекта над светопроводящей панелью, сканируемого в соответствующих областях сканирования; частичные изображения не накладываются друг на друга;

[0051] соединение частичных изображений в каждой области изображения для получения полного изображения сканируемого объекта.

[0052] Процесс получения изображения объекта над светопроводящей панелью с помощью сканера изображения в свою очередь включает в себя следующие этапы:

[0053] создание нескольких областей сканирования, соответствующих множеству малых отверстий для объекта на светопроводящей панели, при этом соседние области сканирования накладываются друг на друга;

[0054] в ответ на сигнал управления перевод областей ЖК-панели в прозрачное состояние одну за другой в соответствии с соответствующими областями сканирования;

[0055] захват с помощью датчика изображения нескольких областей изображения, соответствующих нескольким малым отверстиям для построения изображения в качестве частичных изображений объекта над светопроводящей панелью, сканируемого в соответствующих областях сканирования; частичные изображения не накладываются друг на друга;

[0056] сшивание частичных изображений в каждой области изображения для получения полного изображения сканируемого объекта.

[0057] Согласно вышеописанным решениям, устройство получения изображения, терминальное устройство, жидкокристаллическое терминальное устройство и способ получения изображения, представленные в настоящем изобретении, обладают следующими преимуществами.

[0058] 1. Использование рассеянного полного внутреннего отражения света в ультратонкой светопроводящей панели вместо оптической призмы, размещение источника света на одной стороне светопроводящей панели, использование компактной структуры панели с малыми отверстиями для построения изображения, использование датчика изображения; толщина устройства получения изображения, терминального устройства и жидкокристаллического терминального устройства в значительной степени уменьшена в сравнении с традиционным оптическим устройством.

[0059] 2. Согласно настоящему изобретению, устройство получения изображения интегрировано в терминальное устройство или жидкокристаллическое терминальное устройство; добавлены функции получения отпечатка пальцев и/или ладони с использованием меньшего количества добавочных компонентов; снижена стоимость.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ И ЧЕРТЕЖЕЙ

[0060] Фиг. 1 - схематическая диаграмма устройства получения отпечатка пальца и ладони из предыдущего уровня техники.

[0061] Фиг. 2 - схематическая диаграмма устройства получения изображения (согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0062] Фиг. 3 - схематическая диаграмма устройства получения изображения (согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения).

[0063] Фиг. 4А - схематическая диаграмма устройства получения изображения (согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения).

[0064] Фиг. 4В - схематический вид сверху области сканирования изображения, как показано на рис. 4А.

[0065] Фиг. 5 - схематическая диаграмма устройства получения изображения (согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0066] Фиг. 6 - схематическая диаграмма терминального устройства (согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0067] Фиг. 7 - схематическая диаграмма терминального устройства (согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения).

[0068] Фиг. 8 - схематическая диаграмма терминального устройства (согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения).

[0069] Фиг. 9 - схематическая диаграмма терминального устройства (согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0070] Фиг. 10 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0071] Фиг. 11 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения).

[0072] Фиг. 12 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения).

[0073] Фиг. 13 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0074] Фиг. 14 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0075] Фиг. 15 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0076] Фиг. 16 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0077] Фиг. 17 - схематическая диаграмма множества изображений с отверстиями, собранных жидкокристаллическим терминальным устройством, показанным на рис. 16.

[0078] Фиг. 18 - полное изображение отпечатка пальца, полученное из изображения с отверстиями, показанное на рис. 17.

[0079] Рис. 19 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0080] Фиг. 20 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения).

[0081] Фиг. 21 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения).

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0082] В данном разделе представлено подробное описание изобретения с рисунками и чертежами.

[0083] Фиг. 2 - схематическая диаграмма устройства получения изображения (согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения). Устройство получения изображения включает в себя светопроводящую панель 1 и сканер изображения, пространственно отдаленный от светопроводящей панели 1. Светопроводящая панель 1 может быть изготовлена из различных материалов, таких как стекло или другие прозрачные материалы. В настоящем варианте осуществления изобретения сканер изображения расположен под светопроводящей панелью 1, а источник света 2 - на одной стороне светопроводящей панели 1. Источник света 2 может быть закреплен на левой стороне светопроводящей панели 1 с помощью крепежного элемента. В настоящем варианте осуществления изобретения сканер изображений включает в себя пластину с малыми отверстиями для построения изображения 3, пространственно удаленную от светопроводящей панели 1, пластина с малыми отверстиями для построения изображения 3 находится ниже светопроводящей панели 1. В настоящем варианте одно или несколько малых отверстий 4 могут быть расположены на пластине с малыми отверстиями для построения изображения 3. Датчик изображений 5 пространственно удален от другой стороны (нижней поверхности) пластины с малыми отверстиями для построения изображения 3 и находится в положении, соответствующему малому отверстию 4. Датчик изображений 5 может включать в себя фотоэлектрический преобразующий элемент и элемент обработки сигнала изображения. Свет, излучаемый источником света 2, входит в светопроводящую панель 1 с левой стороны светопроводящей панели 1 и, по меньшей мере, некоторая часть света в светопроводящей панели 1 рассеивается за счет полного внутреннего отражения (TIR). Тот факт, рассеивается ли только часть света или весь свет полностью в светопроводящей панели 1 за счет TIR не накладывает никаких ограничений на этот и последующие варианты осуществления настоящего изобретения. Изображение объекта можно успешно получить, если существует достаточное количество рассеивающегося света.

[0084] Светопроводящая панель 1 используется в качестве поверхности, которой касается палец (объект), подлежащий проверке. Если палец не касается светопроводящей панели 1, то свет, излучаемый источником света 2, входит в светопроводящую панель 1 и, по меньшей мере, некоторая часть света в светопроводящей панели 1 рассеивается за счет TIR. Когда палец касается поверхности светопроводящей панели 1, из-за показателя преломления поверхности объекта, который отличается от показателя воздуха (на поверхности пальца есть выделения, обладающие показателем преломления, схожим с водой), в условиях TIR свет рассеивается по светопроводящей панели 1. Часть света проецируется на поверхность пальца и вытекает из светопроводящей панели 1; часть света, отраженного от поверхности пальца, диффундирует под различными углами; часть такого света пройдет через малое отверстие 4 и сформирует изображение отпечатка пальца на датчике изображения 5 под панелью с малым отверстием для построения изображения 3.

[0085] Согласно настоящему варианту осуществления настоящего изобретения, способ получения отпечатка пальца для устройства получения изображения включает в себя следующие этапы:

[0086] По меньшей мере, одна часть света, излучаемого источником света 2, входит в светопроводящую панель 1, где, по меньшей мере, часть света рассеивается за счет процесса TIR на светопроводящей панели 1.

[0087] Изображение пальца на поверхности светопроводящей пластины 1 получают с помощью датчика изображения 5 в сканере изображения.

[0088] Фиг. 3 - схематическая диаграмма устройства получения изображения (согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения), структура которого в большей степени схожа с устройством из варианта осуществления, показанном на Фиг. 2. Разница заключается в том, что данное устройство получения изображения включает в себя линзу 6, расположенную на расстоянии от светопроводящей панели 1. В настоящем варианте осуществления изобретения линза 6 расположена ниже светопроводящей панели 1, а датчик изображения расположен на расстоянии от другой поверхности (т.е. нижней поверхности) линзы 6. Свет, излучаемый источником света 2, входит в светопроводящую панель 1, и, по меньшей мере, часть света рассеивается за счет процесса TIR на светопроводящей панели 1. Когда палец касается поверхности светопроводящей панели 1, TIR света в светопроводящей панели 1 рассеивается. Часть света, вытекающего из светопроводящей панели 1, проецируется на поверхность пальца; часть света, отраженного от поверхности пальца, диффундирует под различными углами; часть такого света преломляется в линзе 6 и формирует изображение отпечатка пальца, которое передается на датчик изображения 5, находящийся ниже линзы 6.

[0089] Описанные выше варианты со ссылкой на Фиг. 2 и Фиг. 3 также могут применяться для получения изображения ладони или отпечатка пальцев и ладони одновременно.

[0090] Фиг. 4А - схематическая диаграмма устройства получения изображения (согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения), структура которого в большей степени схожа с устройством из варианта осуществления, показанном на Фиг. 2. Разница заключается в том, что многочисленные малые отверстия для построения изображения 4 расположены на панели с малыми отверстиями 3 устройства получения изображения, а датчики изображений 5 расположены ниже панели с малыми отверстиями 3 в положении, соответствующему малым отверстиям для построения изображения 4. Причина, по которой множественные малые отверстия для построения изображения 4 расположены на панели с малыми отверстиями 3 в том, что, когда расстояние между светопроводящей панелью 1, панелью с малыми отверстиями 3 и датчиком изображения 5 небольшое, то есть общая толщина мала, поле зрения одного малого отверстия 4 также небольшое, и, таким образом, можно отсканировать только часть отпечатка пальца. Таким образом, многочисленные малые отверстия 4 нужны, чтобы увеличить область изображения отпечатка пальца. В настоящем варианте осуществления количество малых отверстий 4 и количество датчиков изображения 5 равняется четырем.

[0091] Расстояние от поверхности (т.е., верхней поверхности) светопроводящей панели 1 и панели с малыми отверстиями 3 до центра О оси А-А малого отверстия 4 является расстоянием до объекта h_object. В этом варианте осуществления расстояние до объекта h_object соответствует формуле: , где r обозначает расстояние между центрами двух соседних малых отверстий 4, а α обозначает угловое поле зрения малого отверстия 4. Это гарантирует, что обнаруженное изображение отпечатка пальца полное, и никакие участки не будут пропущены. Область сканирования определяется как визуальный диапазон на верхней поверхности светопроводящей панели 1 и соответствует угловому полю зрения каждого из малого отверстия 4. Расстояние r между центрами двух соседних малых отверстий 4 соответствует формуле: r ≥ 2⋅h_imagetg(α/2), где h_image обозначает расстояние до изображения, которое представляет собой расстояние от датчика изображения 5 до центральной части панели с малыми отверстиями 4, а α обозначает угловое поле зрения малого отверстия. Таким образом, гарантируется, что изображения из областей формирования изображения, соответствующих соответствующим малым отверстиям 4, не наползают друг на друга, обеспечивая получение качественного изображения. Области формирования изображения определяются как расстояние срабатывания на датчике изображения 5, который соответствует угловому полю зрения α каждого малого отверстия 4.

[0092] В настоящем варианте осуществления при условии, что h_image равно 3 мм, а α равно 120°, то мм, т.е., r больше или равен 10,392 мм. Расстояние до объекта h_object больше или равно 4,242 мм, значит области формирования изображения в малых отверстиях 4 не наползают друг на друга.

[0093] Вышеуказанные формулы , а также r ≥ 2⋅h_imagetg(α/2) выведены следующим образом.

[0094] (1) При условии, что толщина панели с малыми отверстиями 3 h_hole, а отверстие 4 равно d_hole;

[0095] (2) Фиг. 4А, угол изображения α можно высчитать по формуле h_hole и d_hole; т.е., , тогда

[0096] (3) Расстояние до изображения h_image, тогда диаметр d_image области формирования изображения можно высчитать как, ссылаясь на Фиг. 4А

[0097] (4) Поскольку области формирования изображения не должны наползать друг на друга, расстояние r между центрами двух соседних малых отверстий (пинхолов) можно высчитать как

[0098] (5) В сочетании с Фиг. 4А и Фиг. 4В чтобы гарантировать, что изображение отпечатка пальца полное и ни одна область не пропущена, соседние области сканирования изображения должны перекрывать друг друга,

таким образом, ;

а

можно упростить до

[0099] Согласно настоящему варианту осуществления настоящего изобретения, способ получения изображения для устройства получения изображения включает в себя следующие этапы:

[00100] По меньшей мере, часть света, излучаемого источником света 2, входит в светопроводящую панель 1, и затем рассеивается за счет процесса TIR.

[00101] Поскольку количество малых отверстий 4 равно четырем, области сканирования устанавливаются на верхней поверхности светопроводящей панели 1 таким образом, чтобы соседние области сканирования перекрывались.

[00102] Изображения частичных отпечатков пальцев в соответствующих областях сканирования получают с помощью датчика изображения 5 в сканере изображений через малые отверстия 4 в панели с малыми отверстиями для построения изображения 3, таким образом, частичные отпечатки пальцев в соответствующих соседних областях формирования изображения не перекрываются.

[00103] Изображения частичных отпечатков пальцев объединяются и образуют полный отпечаток пальцев, затем изображение проходит обработку, и выводится финальное изображение.

[00104] Светопроводящая панель 1 используется в качестве сенсорной поверхности для касания пальцем или ладонью, что упрощает процесс получения изображений отпечатков пальцев и ладони. Кроме того, это защищает компоненты под светопроводящей панелью 1.

[00105] Настоящий вариант осуществления показывает все преимущества устройства получения изображения, согласно варианту осуществления, показанному на Фиг. 2. Однако по сравнению с вариантом, показанным на Фиг. 2, расстояния между светопроводящей панелью 1, панелью с малыми отверстиями 3 и датчиком изображения 5 сокращается, не затрагивая процесс получения изображения, а также добавляется процесс сшивания и нарезки в ходе компоновки отпечатка пальца.

[00106] В вариантах осуществления изобретения, описанных выше, размер отверстия малого отверстия 4 находится в диапазоне от 0,001 мм до 1 мм. Для получения наилучших эффектов изображения, более короткого расстояние формирования изображений, более быстрой обработки и т.д., малое отверстие 4 может быть выбрано в диапазоне от 0,01 мм до 0,1 мм, но предпочтительнее 0,05 мм. Толщина панели с малыми отверстиями 3 находится в диапазоне от 0,005 мм до 5 мм, предпочтительнее в диапазоне от 0,001 мм до 5 мм, а толщина светопроводящей панели 1 находится в диапазоне от 0,1 мм до 5 мм. Для контроля над равномерностью света между малым отверстием 4 и датчиком изображения 5 может быть расположен оптический фильтр. Для регулировки света и получения четкого изображения, даже если малое отверстие 4 обладает большим отверстием, на одной или обеих сторонах малого отверстия 4 может быть расположена корректирующая линза.

[00107] Фиг. 5 - схематическая диаграмма устройства получения изображения (согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения). Настоящий вариант осуществления показывает получение отпечатка ладони. Структура устройства получения изображения в большей степени схожа со структурой, описанной в варианте осуществления, показанном на Фиг. 3. Разница заключается в том, что настоящее устройство получения изображения включает в себя несколько линз 6, расположенных на расстоянии от светопроводящей панели 1, а также несколько датчиков изображения 5, расположенных на расстоянии от других сторон (т.е. нижних поверхностей) линз 6. В настоящем варианте количество линз 6 и количество датчиков изображения 5 равняется четырем.

[00108] Согласно настоящему варианту осуществления настоящего изобретения, способ получения изображения для устройства получения изображения включает в себя следующие этапы:

[00109] По меньшей мере, одна часть света, излучаемого источником света 2, входит в светопроводящую панель 1, таким образом, по меньшей мере, часть света рассеивается за счет процесса TIR.

[00110] Поскольку количество линз 6 равно четырем, четыре области сканирования устанавливаются на поверхности светопроводящей панели 1 таким образом, чтобы соседние области сканирования перекрывались.

[00111] Изображения частичных отпечатков ладони в соответствующих областях сканирования получают с помощью датчика изображения 5 в сканере изображений через несколько линз 6, таким образом, частичные отпечатки ладони в соответствующих соседних областях формирования изображения не перекрываются.

[00112] Изображения частичных отпечатков ладоней объединяются и образуют полный отпечаток ладони, затем изображение проходит обработку, и выводится финальное изображение ладони.

[00113] В этом варианте осуществления, чтобы избежать недостаточного поля зрения одной линзы, используются несколько линз 6 и несколько фоточувствительных элементов 5.

[00114] Структура настоящего варианта также может применяться для получения изображений отпечатков пальцев; для получения изображения отпечатков пальцев могут использоваться несколько линз меньшего размера; изображения можно объединять вместе.

[00115] Каждое из устройств получения изображения, описанных выше, может применяться в различных видах терминальных устройств. На практике устройство получения изображения может представлять собой отдельный сканер отпечатков пальцев. Фиг. 6 - схематическая диаграмма терминального устройства (согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения). Терминальное устройство 7 снабжено устройством получения изображений 8, показанного на любом из Фиг. 1 - Фиг. 5, представленных выше. Устройство получения изображения 8 расположено на конце терминального устройства 7. Например, терминальное устройство может быть мобильным телефоном, а устройство получения изображения 8 может быть расположено на ключах от дома. По сравнению с традиционным устройством получения изображений отпечатков пальцев, устройство получения изображения в вышеописанных вариантах осуществления имеет такое преимущество, как простая конструкция и ультратонкий дизайн.

[00116] Фиг. 7 - схематическая диаграмма терминального устройства, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, который включает в себя устройство получения изображения 8, показанное на любой из фигур 1-5, описанных выше. Устройство получения изображения 8 представляет собой отдельное устройство и соединяется с терминальным устройством 7 через кабель и интерфейс.

[00117] Фиг. 8 - схематическая диаграмма терминального устройства (согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения). Терминальное устройство включает в себя светопроводящую панель 1 и дисплей 9, расположенный на расстоянии от светопроводящей панели 1. Источник света 2 расположен на левой стороне светопроводящей панели 1, а дисплей 9 представляет собой ЖК-панель. В настоящем варианте осуществления настоящего изобретения дисплей 9 расположен ниже светопроводящей панели 1 и считается за панель с малыми отверстиями, минимум одно малое отверстие 4 расположено на дисплее 9. В настоящем варианте осуществления расположены четыре малых отверстия 4, четыре датчика изображений 5 расположены на расстоянии от другой стороны (т.е. нижней поверхности) дисплея 9 в положениях, соответствующих малым отверстиям 4. В настоящем варианте каждое малое отверстие 4 соответствует одному датчику изображения 5, сканер изображения образуется из дисплея 9 с несколькими малыми отверстиями 4 и несколькими датчиками изображения 5.

[00118] В настоящем варианте расстояние от одной стороны (верхней поверхности) светопроводящей панели 1 и дисплея 9 до центральной части панели с малыми отверстиями 4 является расстоянием до объекта h_object. В настоящем варианте расстояние до объекта h_object соответствует формуле , где r обозначает расстояние между центрами двух соседних малых отверстий 4, а α обозначает угловое поле зрения малых отверстий 4. Помимо этого, расстояние r между центрами двух соседних малых отверстий 4 соответствует формуле r ≥ 2⋅h_imagetg(α/2), где h_image представляет расстояние изображения, которое является расстоянием от датчика изображения 5 до центральной части малого отверстия для построения изображения 4, а α представляет собой угловое поле зрения малого отверстия.

[00119] В настоящем варианте осуществления при условии, что h_image равно 2 мм, а α равно 120°, то , т.е. r больше или равно 6,928 мм. Расстояние до объекта h_object больше или равно 2,828 мм, таким образом, построение изображения происходит через каждое малое отверстие 4 отдельно и малые отверстия 4 не мешают друг другу.

[00120] Может ссылаться на вариант, показанный на Фиг. 4А. В настоящем варианте осуществления дисплей 9 выступает в роли панели с малыми отверстиями, на которой расположены малые отверстия 4. Если палец не касается светопроводящей панели 1, то, по меньшей мере, часть света, входит в светопроводящую панель 1 из источника света 2 и рассеивается за счет TIR. Если палец касается светопроводящей панели 1, TIR света в светопроводящей панели 1 рассеивается. Часть света, проникающего из светопроводящей панели 1, проецируется на поверхность пальца; часть света, отраженного от поверхности пальца, диффундирует под различными углами; часть такого света проходит через многочисленные малые отверстия 4 и образует многочисленные частичные изображения отпечатков пальцев, которые объединяются вместе и образуют полное изображение отпечатка пальца, которое передается в датчик изображения 5, находящийся ниже дисплея 9.

[00121] В описанном выше варианте для контроля за равномерностью света между малым отверстием 4 и датчиком изображения 5 может быть расположен оптический фильтр. Для регулировки света и получения четкого изображения, даже если малое отверстие 4 обладает большим отверстием, на одной или обеих сторонах малого отверстия 4 может быть расположена корректирующая линза.

[00122] Фиг. 9 - схематическая диаграмма терминального устройства (согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения). Терминальное устройство включает в себя светопроводящую панель 1 и дисплей 9, расположенный ниже и на расстоянии от светопроводящей панели 1. Дисплей 9 представляет собой ЖК-панель. Источник света 2, излучающий, по меньшей мере, часть света в светопроводящую панель 1, расположен на левой стороне светопроводящей панели 1; по меньшей мере, часть света, входящего в светопроводящую панель, рассеивается за счет TIR. На дисплее 9 находится минимум одно сквозное отверстие 10. В настоящем варианте на нем расположены четыре сквозных отверстия 10. Минимум одна линза 6 расположена на расстоянии от другой стороны (нижней поверхности) дисплея 9 и соответствует сквозному отверстию 10. В этом варианте осуществления одна линза 6 расположена соответственно ниже каждого сквозного отверстия 10, а датчик изображения 5 расположен соответственно ниже каждой линзы 6. Сканер изображения формируется из четырех линз 6 и четырех датчиков изображения 5.

[00123] Если палец касается поверхности светопроводящей панели 1, TIR света в светопроводящей панели 1 рассеивается. Часть света, вытекающего из светопроводящей панели 1, проецируется на поверхность пальца; часть света, отраженного от поверхности пальца, диффундирует под различными углами; часть такого света проецируется на несколько линз 6 через несколько сквозных отверстий 10 и преломляется линзами 6, образуя частичные изображения отпечатка пальца. Несколько частичных изображений отпечатка пальца объединяются вместе и образуют полное изображение отпечатка пальца, которое передается в датчики изображений 5, находящиеся ниже линз 6.

[00124] Несмотря на то, что в двух вариантах, упомянутых выше, описывается получение только одного отпечатка пальца, можно также одновременно получить отпечатки нескольких пальцев или нескольких ладоней. Принцип получения отпечатка ладони - такой же, как и принцип получения отпечатка пальца, кроме того, что верхняя поверхность светопроводящей панели 1 имеет другой размер.

[00125] Фиг. 10 - схематическая диаграмма ЖК-терминального устройства (согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения). ЖК-терминальное устройство включает в себя ЖК-экран. ЖК-экран включает в себя ЖК-панель 11, элемент подсветки 12, расположенный ниже ЖК-панели 11, а также устройство получения изображения, согласно одному из вариантов, показанных на фигурах 1-5. В этом варианте осуществления ЖК-панель 11 представляет собой прозрачную панель, состоящую из двух (верхней и нижней) стеклянных панелей и жидкокристаллических молекул, расположенных слоями между двумя стеклянными панелями. Сверху вниз: элемент подсветки включает в себя один или более слоев оптической пленки 13, отражающий лист 14 и заднюю пластину 15. ЖК-панель 11 расположена между светопроводящей панелью 1 и сканером изображений 16 в устройстве для получения изображений. Сканер изображения 16 может представлять собой сканер изображения, состоящий минимум из одного датчика изображения и панели с малым отверстием минимум с одним малым отверстием, или сканер изображения, состоящий минимум из одного датчика изображения и минимум одной линзы. В настоящем варианте отражающий лист 14 размещен близко по отношению к задней пластине 15. Отверстие 17 расположено по центру отражающего листа 14. Вогнутая область 18 расположена в положении, соответствующем отверстию 17 на верхней поверхности задней пластины 15. Сканер изображения 16 закреплен внутри вогнутой области 18, окно, пропускающее свет, расположено на оптической пленке 13 в положении, соответствующем положению сканера изображения 16.

[00126] Представлен способ получения изображения для жидкокристаллического терминального устройства, способ включает в себя следующие этапы:

[00127] ЖК-панель 11 вводится в прозрачное состояние в ответ на сигнал управления.

[00128] Минимум некоторая часть света, излучаемого источником света 2 на левой стороне светопроводящей панели 1, входит в светопроводящую панель 1 и распределяется внутри нее за счет полного внутреннего отражения (TIR).

[00129] Изображение пальца на верхней поверхности светопроводящей пластины 1 получают с помощью сканера изображения 16, который находится ниже ЖК-панели 11, через отверстие 17 на отражающем листе 14, окно, пропускающее свет, оптической пленки 13, ЖК-панель 11 и светопроводящую панель 1.

[00130] Этот вариант осуществления изобретения можно использовать для получения отпечатка пальцев, ладони и даже изображения лица. Чтобы избежать трудностей в получении изображения, когда оптическая пленка с трудом пропускает свет или не пропускает свет вообще, на оптической пленке 13 расположено окно, пропускающее свет. Если оптическая пленка 13 полностью пропускает свет, то такая оптическая пленка 13 является окном, пропускающим свет. Если оптическая пленка 13 с трудом пропускает свет или не пропускает свет вообще, то окно, пропускающее свет, на оптической пленке 13 может представлять собой сквозное отверстие или лист, пропускающий свет.

[00131] В вариантах осуществления изобретения, описанных выше, размер отверстия малого отверстия 4 находится в диапазоне от 0,001 мм до 1 мм. Для получения наилучших эффектов изображения, более короткого расстояние формирования изображений, более быстрой обработки и т.д., малое отверстие 4 может быть выбрано в диапазоне от 0,01 мм до 0,1 мм, но предпочтительнее 0,05 мм. Толщина панели с малыми отверстиями 3 находится в диапазоне от 0,005 мм до 5 мм, предпочтительнее в диапазоне от 0,001 мм до 5 мм, а толщина светопроводящей панели 1 находится в диапазоне от 0,1 мм до 5 мм. Для контроля над равномерностью света между малым отверстием 4 и датчиком изображения 5 может быть расположен оптический фильтр. Для регулировки света и получения четкого изображения, даже если малое отверстие 4 обладает большим отверстием, на одной или обеих сторонах малого отверстия 4 может быть расположена корректирующая линза.

[00132] Фиг. 11 - схематическая диаграмма ЖК-терминального устройства (согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения). Его структура в большей степени схожа со структурой, описанной в варианте, показанном на Фиг. 10. Разница заключается в том, что сканер изображения 16 расположен ниже элемента подсветки 12, первое отверстие 19 и второе отверстие 20 соответственно расположены на отражающем листе 14 и задней пластине 15 элемента подсветки 12 в положениях, соответствующих положению сканера изображений 16. Окна, пропускающие свет, расположены на оптической пленке 13 в положениях, соответствующих первому отверстию 10 и второму отверстию 20.

[00133] Если ЖК-панель 11 находится в прозрачном состоянии, минимум часть света из источника света 2, входит в светопроводящую панель 1, а также минимум часть света на светопроводящей панели 1 рассеивается с помощью TIR. Если палец касается верхней поверхности светопроводящей панели 1, изображение пальца на верхней поверхности светопроводящей панели 1 принимается с помощью сканера изображения 16 через второе отверстие 20, первое отверстие 19 и окно, пропускающее свет, на оптической пленке 13, ЖК-панели 11 и светопроводящей панели 1. Настоящий вариант осуществления изобретения также можно использовать для получения изображения отпечатка ладони.

[00134] Фиг. 12 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения), структура которого в большей степени схожа с устройством из варианта осуществления, показанном на Фиг. 10. Разница заключается в том, что датчик изображения 5 расположен в пределах углубления 18 на верхней поверхности задней пластины 15, отражающий лист 14 выступает в роли панели с малыми отверстиями; минимум одно малое отверстие 4 расположено на отражающем листе 14 в положении, соответствующем положению датчика изображения 5; малое отверстие 4 расположено на расстоянии от датчика изображения 5; окно, пропускающее свет, расположено на оптической пленке 13 в положении, которое соответствует положению малого отверстия 4.

[00135] При получении отпечатка пальца или ладони ЖК-панель 11 находится в прозрачном состоянии в ответ на сигнал управления.

[00136] Минимум некоторая часть света из источника света 2 входит в светопроводящую панель 1 и распределяется внутри нее за счет полного внутреннего отражения (TIR).

[00137] Изображение пальца на верхней поверхности светопроводящей панели 1 получают с помощью датчика изображения 5 в сканере изображений через малое отверстие 4, окно, пропускающее свет, на оптической пленке 13, ЖК-панель 11 и светопроводящую панель 1.

[00138] Фиг. 12 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения), структура которого в большей степени схожа с устройством из варианта осуществления, показанном на Фиг. 11. Разница заключается в том, что датчик изображения 5 находится в положении, которое соответствует ЖК-панели 11 на стороне (нижней поверхности) задней пластины 15, отражающий лист 14 и задняя пластина 15 выступают в роли панели с малыми отверстиями; малое отверстие 4 для построения изображения расположено на панели с малыми отверстиями в положении, которое соответствует положению датчика изображения 5, а малое отверстие 4 расположено на расстоянии от датчика изображения 5. Если ЖК-панель 11 находится в прозрачном состоянии, минимум часть света из источника света 2, входит в светопроводящую панель 1 и рассеивается на ней с помощью TIR. Изображение пальца на верхней поверхности светопроводящей панели 1 получают с помощью датчика изображения 5 в сканере изображений через малое отверстие 4, окно, пропускающее свет, на оптической пленке 13, ЖК-панель 11 и светопроводящую панель 1.

[00139] Фиг. 14 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения), структура которого в большей степени схожа с устройством из варианта осуществления, показанном на Фиг. 12. Разница заключается в том, что ЖК-экран дополнительно включает в себя сенсорный экран 21, расположенный между ЖК-панелью 11 и светопроводящей панелью 1.

[00140] Фиг. 15 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения), структура которого в большей степени схожа с устройством из варианта осуществления, показанном на Фиг. 13. Разница заключается в том, что ЖК-экран дополнительно включает в себя сенсорный экран 21, расположенный между ЖК-панелью 11 и светопроводящей панелью 1.

[00141] В вариантах применения жидкокристаллического терминального устройства, описанного выше на фигурах 12-15, размер отверстия малого отверстия 4 находится в диапазоне от 0,001 мм до 1 мм. Для получения наилучших эффектов изображения, более короткого расстояние формирования изображений, более быстрой обработки и т.д., малое отверстие 4 может быть выбрано в диапазоне от 0,01 мм до 0,1 мм, но предпочтительнее 0,05 мм. Толщина панели с малыми отверстиями 3 находится в диапазоне от 0,005 мм до 5 мм, предпочтительнее в диапазоне от 0,001 мм до 5 мм, а толщина светопроводящей панели 1 находится в диапазоне от 0,1 мм до 5 мм. Для контроля над равномерностью света между малым отверстием 4 и датчиком изображения 5 может быть расположен оптический фильтр. Для регулировки света и получения четкого изображения, даже если малое отверстие 4 обладает большим отверстием, на одной или обеих сторонах малого отверстия 4 может быть расположена корректирующая линза.

[00142] Фиг. 16 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения), структура которого в большей степени схожа с устройством из варианта осуществления, показанном на Фиг. 15. Разница заключается в том, что отражающий лист 14 и задняя пластина 15 выступают в роли панели с малыми отверстиями; несколько малых отверстий 4 для построения изображения расположено на панели с малыми отверстиями. В настоящем варианте осуществления количество малых отверстий 4 и количество датчиков изображения 5 равняется четырем; каждый из датчиков изображения 5 соответствует одному малому отверстию 4.

[00143] Представлен способ получения изображения для жидкокристаллического терминального устройства, способ включает в себя следующие этапы:

[00144] ЖК-панель 11 вводится в прозрачное состояние в ответ на сигнал управления.

[00145] Минимум некоторая часть света, излучаемого источником света 2 на левой стороне светопроводящей панели 1, входит в светопроводящую панель 1 и распределяется внутри нее за счет полного внутреннего отражения (TIR).

[00146] Несколько областей сканирования, соответствующих нескольким малым отверстиям устанавливаются для объектов, расположенных над светопроводящей панелью 1; соседние области сканирования накладываются друг на друга; количество областей сканирования в этом варианте осуществления равно четырем.

[00147] Изображения частичных отпечатков пальцев в соответствующих областях сканирования получают один за другим, управляя четырьмя датчиками изображения 5, которые срабатывает один за другим, с помощью соответствующего малого отверстия 4, окна, пропускающего свет, на оптической пленке 13, ЖК-панели 11, сенсорного экрана 21 и светопроводящей панели 1. Например, можно сослаться на Фиг. 17, в котором показано 20 частичных изображений отпечатков пальцев.

[00148] Изображения частичных отпечатков пальцев в соответствующих областях обработки изображений объединяются, чтобы получить полное изображение отпечатка пальца. В частности, перекрывающие области в полученных четырех изображениях частичных отпечатков пальцев разрезаются, а затем объединяются, чтобы получить полное изображение отпечатка пальца. Например, 20 изображений частичных отпечатков пальцев на Фиг. 17 объединяются до получения полного изображения отпечатка пальца как на Фиг. 18.

[00149] Упомянутый выше сигнал управления может быть сигналом управления, полученным с помощью сенсорного экрана 21, сигналом управления, полученным путем прикосновения ключа, сигналом управления, полученным в ответ на сигнал дистанционного управления и т.п.

[00150] В вариантах применения ЖК-терминального устройства, описанных выше, отпечаток пальца - это отсканированный объект, но обычно в качестве объекта может выступать любой другой плоский или трехмерный объект.

[00151] Фиг. 19 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения), структура которого в большей степени схожа с устройством из варианта осуществления, показанном на Фиг. 16. Разница заключается в том, что количество датчиков изображения 5 равно одному.

[00152] Представлен способ получения изображения для жидкокристаллического терминального устройства, способ включает в себя следующие этапы:

[00153] ЖК-панель 11 вводится в прозрачное состояние в ответ на сигнал управления.

[00154] Минимум некоторая часть света из источника света 2 входит в светопроводящую панель 1 и распределяется внутри нее за счет полного внутреннего отражения (TIR).

[00155] Несколько областей сканирования, соответствующих нескольким малым отверстиям устанавливаются для объектов, расположенных над светопроводящей панелью 1; соседние области сканирования накладываются друг на друга; количество областей сканирования в этом варианте осуществления равно четырем.

[00156] ЖК-панель 11 разделена на четыре области, которые соответствуют четырем областям сканирования соответственно. В ответ на сигнал управления соответствующие ЖК-области друг за другом переходят в прозрачное состояние, работа всех четырех соответствующих ЖК-областей контролируется, например, работа осуществляется друг за другом, чтобы датчики изображения 5 смогли получить частичные изображения отпечатков пальцев в соответствующих областях сканирования через малое отверстие 4 и соответствующую ЖК-область. Таким образом, можно по очереди получить изображения частичных отпечатков пальцев. В данном примере частичные отпечатки пальцев не находят друг на друга в соответствующей области формирования изображения.

[00157] Изображения частичных отпечатков пальцев в соответствующих областях обработки изображений объединяются, чтобы получить полное изображение отпечатка пальца.

[00158] Фиг. 20 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения), структура которого в большей степени схожа с устройством из варианта осуществления, показанном на Фиг. 12. Разница заключается в том, что в данном примере ЖК-панель 11 используется в качестве светопроводящей панели, а источник света 2 расположен на левой стороне ЖК-панели 11.

[00159] ЖК-панель 11 переводится в состояние передачи света, когда источник света 2 включен, таким образом, минимум часть света, излучаемого источником света 3, входит в ЖК-панель и распределяется внутри нее за счет процесса TIR. Изображение объекта на ЖК-панели 11 или выше нее получают с помощью датчика изображения 5, расположенного между отражающим листом 14 и задней пластиной 15, через малое отверстие 4 на отражающем листе 14, с помощью окна, пропускающего свет, на оптической пленке 13 и ЖК-панели 11. В этом варианте осуществления изобретения в роли объекта выступает отпечаток пальца, но также может быть отпечаток ладони или изображение лица человека.

[00160] Фиг. 21 - схематическая диаграмма жидкокристаллического терминального устройства (согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения), структура которого в большей степени схожа с устройством из варианта осуществления, показанном на Фиг. 13. Разница заключается в том, что в данном примере ЖК-панель 11 используется в качестве светопроводящей панели, а источник света 2 расположен на левой стороне ЖК-панели 11.

[00161] ЖК-панель 11 переводится в прозрачное состояние, когда источник света 2 включен, таким образом, минимум часть света, излучаемого источником света 3, входит в ЖК-панель и распределяется внутри нее за счет процесса TIR. Изображение объекта (отпечатка пальца или ладони) на ЖК-панели 11 или выше нее получают с помощью датчика изображения 5, расположенного под задней пластиной 15, через отражающий лист 14, малое отверстие 4 на задней пластине 15, с помощью окна, пропускающего свет, на оптической пленке 13 и ЖК-панели 11.

[00162] В описанных выше вариантах на фигурах 12-21 расстояние от поверхности светопроводящей панели и панели с малыми отверстиями до центральной части малого отверстия является расстоянием до объекта h_object, расстояние до объекта h_object измеряется по формуле , где r обозначает расстояние между центрами двух соседних малых отверстий, а α обозначает угловое поле зрения малого отверстия. Помимо этого, расстояние r между центрами двух соседних малых отверстий соответствует формуле r≥2⋅h_imagetg(α/2), где h_image, где h_image представляет расстояние изображения, которое является расстоянием от датчика изображения до центральной части малого отверстия для построения изображения, а α представляет собой угловое поле зрения малого отверстия.

[00163] Выше приведены частные примеры осуществления настоящего изобретения, которые не ограничивают его в той или иной мере. Любые изменения или замены, которые могут быть легко осуществлены специалистам в данной области, сделанные не отступая от сущности изобретения, попадают в область настоящего изобретения. Таким образом, полный объем данного изобретения определяется в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к средствам получения изображения, в частности получения изображения отпечатка пальцев. Технический результат заключается в повышении чувствительности средств обработки изображения. Группа изобретений включает терминальное устройство, жидкокристаллическое терминальное устройство и способ получения изображения. Устройство получения изображения (8) включает в себя светопроводящую панель (1) и сканер изображения (16), пространственно отдаленный от светопроводящей панели (1); источник света (2), расположенный на одной стороне светопроводящей панели (1). Устройство получения изображения (8) интегрировано с терминальным устройством (7). Жидкокристаллическое терминальное устройство включает в себя жидкокристаллическую панель (11), элемент подсветки (12) и устройство получения изображения (8), сканер изображения (16) устройства получения изображения (8). Способ получения изображения включает в себя следующие этапы: прохождение и распределение света, излучаемого источником света (2) внутри светопроводящей панели (1) за счет полного внутреннего отражения (TIR), получение изображения объекта на другой стороне светопроводящей панели (1) с помощью сканера изображения (16). Ультратонкое устройство получения изображения (8), терминальное устройство (7) и жидкокристаллическое терминальное устройство созданы на основе волноводного принципа, а принцип построения изображения за счет нескольких малых отверстий значительно уменьшает размер и толщину модуля в устройстве, а также значительно упрощает применение мобильных устройств и встраиваемых устройств, в которых требуется функция получения изображения. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Устройство получения изображения, которое включает в себя: светопроводящую панель, источник света, излучающий свет в светопроводящую панель, где источник света расположен на одной стороне светопроводящей панели, панель для построения изображения с малыми отверстиями, расположенную на расстоянии от светопроводящей панели, на панели для построения с малыми отверстиями находится минимум одно отверстие, датчик изображения для получения изображения объектов над светопроводящей панелью, где датчик изображения находится на расстоянии от панели для построения изображения с малыми отверстиями, при этом вертикальное расстояние от поверхности светопроводящей панели и панели с малым отверстием до центральной части малого отверстия для построения изображения представляет собой расстояние между объектами h_object, а расстояние между объектами h_object соответствует формуле

,

где r показывает расстояние между центрами двух соседних малых отверстий для построения изображения, а α представляет собой угловое поле зрения малого отверстия для построения изображения.

2. Устройство получения изображения по п. 1, отличающийся тем, что расстояние r между центрами двух соседних малых отверстий для построения изображения соответствует формуле r ≥ 2⋅h_imagetg(α/2), где h_image представляет расстояние изображения, которое является расстоянием по вертикали от датчика изображения до центральной части малого отверстия для построения изображения, а α представляет собой угловое поле зрения малого отверстия для построения изображения.

3. Терминальное устройство, содержащее устройство получения изображения согласно п. 1 или 2.

4. Способ получения изображения для устройства получения изображения по любому из пп. 1-3, включающий следующие этапы: вхождение, по меньшей мере, некоторой части света, излучаемого источником света, в светопроводящую панель и распространение света внутри светопроводящей панели путем полного внутреннего отражения, создание нескольких областей сканирования, соответствующих множеству малых отверстий для объекта на светопроводящей панели, при этом соседние области сканирования накладываются друг на друга, захват с помощью датчика изображения нескольких областей изображения, соответствующих нескольким малым отверстиям для построения изображения в качестве частичных изображений объекта над светопроводящей панелью, сканируемого в соответствующих областях сканирования; частичные изображения не накладываются друг на друга, объединение частичных изображений в каждой области изображения для получения полного изображения сканируемого объекта.