專利名稱：電致發(fā)光單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電致發(fā)光單元，以及用于轉(zhuǎn)換例如人類指紋的模擬圖像成為數(shù)字圖像的方法和裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光是借助熱白熾體以外光源的光發(fā)射。當(dāng)某種材料吸收能量時，入射能量引起正在吸收材料的原子的電子因從原子中較低能級躍遷到較高能級而變成為受激狀態(tài)。當(dāng)電子降回其原始較低能態(tài)時，就釋放出能量并由原子以光的形式(光子)加以發(fā)射。在特殊的發(fā)光形式也即電致發(fā)光(electroluminescence)中，能量吸收的材料是發(fā)冷光的，而能量則是借助交流電場施加于發(fā)冷光材料的電能。
SU-942-684-B(阿塞拜疆蘇維埃社會主義共和國科學(xué)院物理研究所)公開了一種能用來產(chǎn)生例如人類指紋地貌物體的圖像的電致發(fā)光單元。該單元包括環(huán)境基片，透明電極，半導(dǎo)體層和發(fā)光層。使用時施加交流電流于透明電極和地貌物體(人類指紋)之間，后者于是形成第二電極。當(dāng)將指紋置于半導(dǎo)體層時，指頭上的各地和背脊便以不同的大小耦合電流至電致發(fā)光單元，引起單元產(chǎn)生對應(yīng)于各地和背脊之不同強度的光。
本發(fā)明的目的在于提供不僅顯示地貌物體的圖像而且轉(zhuǎn)換圖像為數(shù)字數(shù)據(jù)以供存儲和比較用的單元，同時也提供同該單元或其他圖像記錄裝置一起使用的圖像多種復(fù)用器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的電致發(fā)光單元，包括第一電極，格柵狀的第二電極，發(fā)光層以及插在第一和第二電極間的介質(zhì)絕緣層、第一和第二電極是用于在其間施加交流電場，其中所述格柵狀電極包括其上帶有多個開口的電導(dǎo)層，而其中開口以鄰接的行加以設(shè)置，并且行與行之間彼此電隔離以形成多個分立的第二電極。可將開口設(shè)置成彼此相互電隔離的鄰接的行以形成多個分立的第二電極。
此外，本發(fā)明提供的電致發(fā)光單元，用于轉(zhuǎn)換電導(dǎo)物質(zhì)的模擬圖像為數(shù)字圖像，包括第一電極，格柵狀的第二電極，后者由帶有多個開口的電導(dǎo)層構(gòu)成，且其中諸開口以鄰接的行加以設(shè)置，使之彼此相互電隔離以形成多個分立的第二電極，發(fā)光層及插在第一和第二電極之間的介質(zhì)絕緣層，第一和第二電極是供施加交流電場于其間用的，以及傳感由發(fā)光層對應(yīng)于跨越所述開口上電導(dǎo)或部分電導(dǎo)物質(zhì)是否存在而發(fā)射之電磁輻射并轉(zhuǎn)換所述電磁輻射為數(shù)字信息的裝置。
本發(fā)明用于傳感和轉(zhuǎn)換電磁輻射為數(shù)字信息的裝置，包括轉(zhuǎn)換電磁能量為電能值用的第一轉(zhuǎn)換裝置，和轉(zhuǎn)換所述電能值為二進制信息用的第二轉(zhuǎn)換裝置。
第一轉(zhuǎn)換裝置可包括可在開口各行之間開關(guān)接通的半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括光二極管。
第二轉(zhuǎn)換裝置包括二進制值分配裝置，后者如所述值低于預(yù)定參考值則分配一二進制數(shù)為電能值，如所述值高于所述參考值，則分配另一二進制數(shù)為電能值。
電導(dǎo)物質(zhì)可以是諸如人類于指一類生活有機體組織。
圖像可以是諸如人類手指之后地和背脊圖像一類的地貌圖像。
第一電機可以是半透明或透明的。
電磁輻射可以是光。
此外，本發(fā)明的光學(xué)圖像多路復(fù)用器，包括光接收象素元件的兩維陣列，象素元件以鄰接的行加以設(shè)置，使象素元件的行個別曝光用的快門裝置，以及用于順次寄存由被曝光象素元件的行接收的光的光二極管陣列。
從以下敘述并當(dāng)結(jié)合作為例子說明本發(fā)明較佳實施的附圖而加以考慮時，本發(fā)明的以上和其它目的，特征和優(yōu)點將變得明朗起來。
附圖簡述

圖1是按本發(fā)明一實施例的模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元的示意框圖，示出單元的分解圖和側(cè)視圖。
圖2表示圖1單元一部分格柵狀電極的平面圖。
圖3表示圖1單元的側(cè)視圖，顯示出單元上正放著的手指。
圖4表示圖1單元數(shù)字輸出的示意框圖。
圖5是按本發(fā)明另一實施例的模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元的示意框圖，示出單元的側(cè)視圖。
圖6表示由圖5單元產(chǎn)生的多個連續(xù)的指紋線性快照。
圖7表示圖5單元的數(shù)學(xué)輸出的圖解。
圖8表示模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的另一實施例的示意性框圖，示出單元的分解圖和側(cè)視圖。
圖9表示圖8單元一部分格柵狀電極的平面圖。
圖10表示圖8單元的側(cè)視圖，示出單元上不放著的手指。
圖11-圖13表示一光學(xué)圖像多路復(fù)用器在不同操作階段的示意框圖。
圖14-圖16表示另一光學(xué)圖像多路復(fù)用器在不同操作階段的示意框圖。
圖17-圖19表示再一個光學(xué)圖像多路復(fù)用器在不同操作階段的示意框圖。
圖20-圖22表示又一光學(xué)圖像多路復(fù)用器在不同操作階段的示意框圖。
較佳實施例的詳細描述參見圖1-3，電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元20包括透明的正面電極22，發(fā)光層24，介質(zhì)絕緣層26和格柵狀背面電極28。
透明電極22包括清晰的塑料支持媒介，上面已濺射有透明電導(dǎo)體的銦錫氧化物(ITO)。發(fā)光體層24包括懸浮在導(dǎo)電液體粘合劑中摻有錳的硫化鋅混合物，前者借助流行的篩網(wǎng)印刷工藝施加于透明電極22。介質(zhì)層26包括施加于發(fā)光層24上的鈦酸鉍層。
格柵狀背面電極28包括導(dǎo)電的格柵30，它如圖2更為詳細加以顯示的那樣，具有多個小的由算術(shù)加以確定的實質(zhì)上為圓形或六角形開口。然而，將會明白，可以提供任何合適形狀的開口。
在格柵30之下備有光二極管陣列34，后者為每一開口32加以準(zhǔn)備和匹配。
當(dāng)如圖3所示將手指放于格柵狀電極28，并在正面電極22和格柵狀電極28(或手指)之間施加以交流電壓時，電能就被開口32以下之發(fā)光層24所吸收。每一開口32之下所吸收的能量總數(shù)將取決于開口32上是否存在指尖的背脊或谷地。這樣，如存在背脊，則和存在谷地時相比，吸收有更多的能量。這導(dǎo)致發(fā)光層24發(fā)射出取決于每一開口上所吸收電能總量之較大或較弱強度的光，該能量被轉(zhuǎn)換成經(jīng)由相應(yīng)光二極管之成正比的電流或電壓，例如，倘若存在背脊，則大約5V或以上，而倘若存在谷地，則大約為2.5V或以下。配備有合適的電子線路，后者倘若電壓為5V或以上則產(chǎn)生的值為1，倘若電壓為2.5V或以下，則產(chǎn)生的值為0，從而產(chǎn)生與開口32上是否存在背脊相對應(yīng)的1和0的矩陣36(圖4)。這樣指紋的數(shù)字圖像就得以產(chǎn)生。每一開口32可代表數(shù)字圖像中的一“象素”。
格柵狀電極28可藉任何適合的方法加以獲得，例如，借助絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電層而透明非導(dǎo)電支承上形成格柵30，或者通過利用腐蝕或激光束或射頻濺射來獲得穿孔的金屬片。
參見圖5，示出按本發(fā)明另一實施例的轉(zhuǎn)換單元60。該單元同樣包括透明的正面電極22，發(fā)光層24和介質(zhì)絕緣層26，但它具有的背面格柵狀電極62包括一則開口32的格柵，也即開口32的線性陣列。
使用時，通過如圖5箭頭64所示那樣移動或拉動手指跨越電極62。在每一瞬間取下一跨越手指的線性快照。隨著手指相對于電極62逐漸移動，沿手指長度的連續(xù)快照就得以獲取。圖6示出5幅這樣一種連續(xù)快照66，68，70，72和74。所以，操作間隙地進行，諸連續(xù)快照之間的間隔時間可按需設(shè)置。時間間隔可以是可調(diào)的。
同樣，連續(xù)線性快照的數(shù)目也可按需設(shè)置。該數(shù)目也可以是可調(diào)的。
每一線性快照如在單元20中的情況那樣，轉(zhuǎn)換成一系列的1和0，并產(chǎn)生如圖7所示的矩陣76。矩陣76僅對應(yīng)于圖6之快照68-74的5行。實踐中可以產(chǎn)生數(shù)量大得多的快照，視所需精度而定。這樣，采用單行的光二極管34就獲得一數(shù)字圖像。
在一特殊的實施例中，電極62包括12個開口32的線性陣列和與之相關(guān)的128×1個光二極管陣列。單元62還進一步包括相關(guān)的電荷放大線路和象素數(shù)據(jù)保持功能，后者對所有象素提供集總的起始和結(jié)束時間。
轉(zhuǎn)換單元20、60可用來存儲和匹配指紋，諸如供執(zhí)法目的或者能結(jié)合以下諸場合用的生物測定指紋系統(tǒng)靈巧卡(smart card)，榮譽卡，駕駛執(zhí)照，護照，鍵盤，槍枝控制，汽車發(fā)動機系統(tǒng)，門鎖系統(tǒng)，存取控制，互連網(wǎng)商業(yè)確認，自動取款機和銀行交易。
尤其是可用單元20，60進行指紋匹配。可將參照的指紋以查表或諸如矩陣36一類矩陣形式存放于存儲器中。假如需要，可將多個不同的參照指紋保存在存儲器中。于是將待欲與參照指紋相匹配的指紋通過單元20，60轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖象，然后通過使用合適的算法同一個或多個參照指紋進行比較。
參照圖8，示出另一模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元80。單元80中對應(yīng)于單元20那些的另部件以相同的抗號列出。
如圖所示，單元80也包括透明的正面電極22，發(fā)光層24，介質(zhì)絕緣層26，和導(dǎo)電的格柵30。
在該情況下，導(dǎo)電格柵30的開口32(象素)以彼此相互電隔離的行35加以設(shè)置?，F(xiàn)在每一行構(gòu)成一分立的背面電極28。
當(dāng)將手指如圖10那樣放在格柵30上時，的行35便通過施加交流電壓于正面電極32和每一行35之間而得以順次“開關(guān)接通”或運行起來以產(chǎn)生每一行35的1和0的行。
這樣，采用單行光二極管34即獲得數(shù)字圖像，因為從每行35出來的圖像數(shù)據(jù)由光二極管34順次加以寄存并順次存于存儲器中。這在圖11～13中示意性地加以說明。雖然圖9中鄰接行35內(nèi)的像素為交錯的，但圖11～13示出的實施例，其象素并不交錯。
圖11中第1行35接通提供輸入給光二極管34。光二極管34如由箭頭37所指示那樣寄存下光。光被轉(zhuǎn)換成存放在存儲器中的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。于是，如圖12所示，接通或激活下一行35。將圖像信息再次寄存并存放于存儲器中，然后如圖13所示接下一行35，并依次類推，直至所有行35均已運行為止。雖然在圖中只顯示幾行35(和電極28)，但將會明白，可以配備足夠大量的行35(電極28)以獲得圖像。
可以利用任何合適的手段來形成導(dǎo)引光的“光管”39，諸如帶有光學(xué)傳輸性能一類的塑料材料。應(yīng)注意的是，許多根分立的光管根據(jù)行35中開口32(象素)的數(shù)量而加以配備。
圖14-16示出鄰接行中的象素為交錯的實施例。相同的原理應(yīng)用如上。首先光二極管34寄存第一行的光，如圖14中的箭頭所示。于是寄存下第二行(只示出一個象素)的光，如圖15中的箭頭所示。然后寄存下第三行的光，如圖16中的箭頭所示。
在圖17-19中示出另一光學(xué)圖像多路復(fù)用器100。它包括在顯微基片表面上腐蝕出微透鏡102的陣列，諸透鏡以的行35加以設(shè)置。不同行35中的相應(yīng)透鏡102如所指示那樣借助光管39加以互連。
配備一行光二極管34，一個光二極管為每一光管39所導(dǎo)引的寄存光加以配備。
每一行35配備以諸如液晶顯示快門41一類可開關(guān)的光組合器件。快門41當(dāng)加有電壓于其上時變?yōu)椴煌该?，而?dāng)電壓去掉時則是透明的。使用時，快門41如此進行開關(guān)，俾使每行35均為開通以接收來自圖像(諸如正被照相或記錄的圖像)的光。將行35依次開通，而光二極管34便如箭頭37所指示那樣寄存下光。適用如圖11～13中情況那樣相同的順序程序。這樣，只需要單行的光二極管34來寄存由眾多行35所提供的圖像數(shù)據(jù)。
最后圖20-22示出鄰接行35中諸象素是交錯的實施例。
雖然詳細顯示和描述了本發(fā)明若干個較佳的實施例，但應(yīng)明白，其中可以作出各種不同的更改和修正而并不背離所附權(quán)利要求的范疇。
權(quán)利要求
1.一種電致發(fā)光單元，其特征在于，包括第一電極，格柵狀第二電極，插在第一和第二電極之間的發(fā)光層和介質(zhì)絕緣層，第一和第二電極用于在其間施加交流電場，其中，所述格柵狀電極包括其上帶有多個開口的電導(dǎo)層。
2.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，將開口設(shè)置在相互電隔離的鄰接的行中，以便形成多個分立的第二電極。
3.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，還包括轉(zhuǎn)換裝置，用于轉(zhuǎn)換電磁能成為與所述開口相關(guān)的電能。
4.如權(quán)利要求3所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換裝置包括與所述開口相關(guān)的半導(dǎo)體器件。
5.如權(quán)利要求3所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，半導(dǎo)體器件包括與每一開口相關(guān)的分立光二極管。
6.如權(quán)利要求2所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，還包括轉(zhuǎn)換裝置，用于轉(zhuǎn)換電磁能成為電能，所述轉(zhuǎn)換裝置在所述開口的行之間是可開關(guān)接通的。
7.如權(quán)利要求6所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換裝置包括半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件可以在所述開口的行之間開關(guān)接通。
8.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，所述開口設(shè)置成線性陣列。
9.如權(quán)利要求8所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，所述開口設(shè)置成多個鄰接的平行線性陣列。
10.如權(quán)利要求2或9所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，所述開口實質(zhì)上是圓形，鄰接的陣列中的開口偏移一個半徑。
11.如權(quán)利要求1或2所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，所述第一電極是透明。
12.如權(quán)利要求1或2所述的電致發(fā)光單元，其特征在于，所述第一電極是半透明的。
13.一種電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，用于轉(zhuǎn)換電導(dǎo)物質(zhì)的模擬圖像成為數(shù)字圖像，其特征在于，包括第一電極，格柵狀第二電極，包括其上帶有多個開口的電導(dǎo)層，插在第一和第二電極之間的發(fā)光層和介質(zhì)絕緣層，第一和第二電極用于在其間施加交流電場，和傳感由發(fā)光層對應(yīng)于跨越所述開口上的導(dǎo)電或部分導(dǎo)電物質(zhì)是否存在而發(fā)射的電磁輻射，并將所述電磁輻射轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息的裝置。
14.一種電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，用于轉(zhuǎn)換電導(dǎo)物質(zhì)的模擬圖像成為數(shù)字圖像，其特征在于，包括第一電極，格柵狀第二電極，包括其上帶有多個開口的電導(dǎo)層，其中開口設(shè)置成相互電隔離的鄰接的行，以便形成多個分立的第二電極，和傳感由發(fā)光層對應(yīng)于跨越所述開口上電導(dǎo)或部分電導(dǎo)的物質(zhì)是否存在而發(fā)射的電磁輻射，并將所述電磁輻射轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息的裝置。
15.如權(quán)利要求13或14所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述用于傳感并轉(zhuǎn)換電磁輻射成為數(shù)字信息的裝置，包括用于轉(zhuǎn)換電磁能成為電能值的第一轉(zhuǎn)換裝置，和用于轉(zhuǎn)換所述電能值成為二進值信息的第二轉(zhuǎn)換裝置。
16.如權(quán)利要求14或15所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換裝置包括與每一所述開口相關(guān)的半導(dǎo)體器件。
17.如權(quán)利要求16所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件包括與每一所述開口相關(guān)的分立光二極管。
18.如權(quán)利要求14至16任一項所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)換裝置包括半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件可以在所述開口的行之間開關(guān)接通。
19.如權(quán)利要求15所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述第二轉(zhuǎn)換裝置包括二進制值分配裝置，如果所述值低于預(yù)定的參考值，則分配二進制數(shù)到電能值，如果所述值高于所述參考值，則分配另一個二進制數(shù)到電能值。
20.如權(quán)利要求13或14所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述圖像為地貌圖像。
21.如權(quán)利要求13或14所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述導(dǎo)電物質(zhì)為生物有機體組織。
22.如權(quán)利要求21所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述圖像是人類手指的谷地與背脊的地貌圖像。
23.如權(quán)利要求13所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述開口設(shè)置成線性陣列。
24.如權(quán)利要求18所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述開口設(shè)置成多個鄰接的平行線性陣列。
25.如權(quán)利要求13或14所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述數(shù)字信息是二進制數(shù)的矩陣形式。
26.如權(quán)利要求13或14所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述第一電極是透明的。
27.如權(quán)利要求13或14所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述第一電極是半透明的。
28.如權(quán)利要求13或14所述的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述電磁輻射為光。
29.一種光學(xué)圖像多路復(fù)用器，其特征在于，包括光接收象素元件的二維陣列，象素元件設(shè)置成鄰接的行，用于對象素元件的行個別進行曝光的快門裝置，和用于順次寄存由受曝光的象素元件的行所接收的光的光二極管陣列。
30.如權(quán)利要求29所述的光學(xué)圖像多路復(fù)用器，其特征在于，所述鄰接的行中的象素是交錯的。
全文摘要
電致發(fā)光單元(20)包括第一電極(22)，格柵狀第二電極(28)以及插在第一和第二電極(22，28)之間的發(fā)光層(24)和介質(zhì)絕緣層(26)。格柵電極(28)包括其上帶有多個開口的電導(dǎo)層(30)。使用時跨越第一和第二電極(22，28)施加以交流電場?？蓪㈤_口(32)設(shè)置成彼此相互電隔離的鄰接的行(35)以形成多個分立的第二電極(28)。在一特殊的實施例中，采用電致發(fā)光單元(20)來轉(zhuǎn)換諸如人類指紋圖像一類電導(dǎo)物質(zhì)的模擬各象為數(shù)字圖像，而該單元諸如傳感由發(fā)光層(24)對應(yīng)于跨越開口(32)上電導(dǎo)物質(zhì)是否存在而發(fā)射之電磁輻射用光二極管一類的敏感器件以及轉(zhuǎn)換電磁輻射為數(shù)字信息(36)用的電子線路。
文檔編號H05B33/26GK1402958SQ00816339
公開日2003年3月12日 申請日期2000年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月28日
發(fā)明者姆拉登·迪克利克 申請人:姆拉登·迪克利克