[發(fā)明專利]一種光學(xué)指紋傳感器的光路和具有其的光學(xué)指紋傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710924136.5
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107480661B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李揚淵
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州邁瑞微電子有限公司
• 主分類號: G06V40/13
• 分類號: G06V40/13
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 秦蕾

本發(fā)明涉及一種光學(xué)指紋傳感器的光路和具有其的光學(xué)傳感器陣列，在光學(xué)傳感像素之上至少兩層遮罩層，遮罩層包括至少一個透光區(qū)，不同層的所述透光區(qū)可供光線通過到達所述光線傳感元件形成光學(xué)隧道；相對現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)進步是：1、遮罩層可直接在芯片像素之上制作金屬層，因此遮罩層可以很??；2、遮罩層能夠引導(dǎo)垂直于遮罩層的光線進入光學(xué)傳感器，以提高圖像質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)指紋傳感器的光路和光學(xué)指紋傳感器，尤其涉及具有光學(xué)隧道作為光路的光學(xué)指紋傳感器。

背景技術(shù)

指紋傳感器目前主要分為兩類，即光學(xué)指紋傳感器和電容式指紋傳感器。電容式指紋傳感器是通過測量指紋谷線、脊線與平面?zhèn)鞲须姌O陣列單元之間形成的耦合電容的大小差異來對指紋成像。當傳感電極陣列與手指之間的介質(zhì)層越厚的時候，電容會衰減，傳感器的成像也會越模糊。由于技術(shù)的發(fā)展，商用指紋傳感器在傳感電極和目標電極之間的介質(zhì)層厚度從10um量級增加到100um量級。更有甚者，考慮到手機屏幕的工業(yè)設(shè)計的完整性，希望指紋傳感器能直接穿透屏幕玻璃，也就是厚度1mm-2mm的化學(xué)強化玻璃。所以，光學(xué)指紋傳感器的穿透力較之電容式指紋傳感器具有非常大的優(yōu)勢，但傳統(tǒng)的光學(xué)指紋傳感器應(yīng)用在手機等智能設(shè)備上時，有個很大的缺點即光學(xué)指紋傳感器的厚度通常較大，因為光學(xué)指紋傳感器通常需要將手指放在光學(xué)鏡片上，手指在內(nèi)置光源照射下，光線在手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗就不一樣，形成光強空間分布圖像，然后在CCD器件上，得到多灰度指紋圖像，由于需要透鏡等光學(xué)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致光程長，總體厚度大，不利于手機的工業(yè)設(shè)計。

NEC的提出了一種在光學(xué)傳感器外側(cè)提供光源照射手指，并使用CCD接收手指內(nèi)的漫反射光形成指紋圖像。

上述方案適合于光學(xué)指紋傳感器在玻璃蓋板底部的情形均不適合集成在OLED屏幕底部。

發(fā)明內(nèi)容

綜上所述本發(fā)明的目的是為了提供適合于OLED屏下光學(xué)指紋傳感器光路。

OLED屏幕自身可作為光源并具有透光性，其本身身可以作為光源照亮指紋，因為距離和光線折射的原因使得脊線的反射光強，谷線的反射光弱從而形成明暗相間的指紋。所述光線經(jīng)指紋漫反射穿透玻璃和OLED屏幕進入傳感器，可被光學(xué)傳感器捕捉到。

如果直接將光學(xué)傳感器設(shè)置在屏幕底部那么，由于折射和漫反射的原因每個像素受光范圍很大光線最終影響成像質(zhì)量；因此為了減少漫反射光的影響，在OLED屏幕和光學(xué)傳感器像素之間設(shè)置多個光學(xué)隧道以減小單個像素光線的受光范圍使得特定角度的光線進入光學(xué)傳感元件。光學(xué)隧道是在像素上的多層遮罩層形成的，遮罩層具有透光區(qū)，不同遮罩層的透光區(qū)形成光學(xué)隧道使得特定角度的光線能進入光學(xué)傳感元件。

更為具體地，為了達到上述發(fā)明目的提供一種光學(xué)指紋傳感器的光路，包括：

界面，可供光線穿過并提供手指接觸的表面；界面除用于直接接觸之外還可以用于用戶交互相，響應(yīng)用戶尋求提供指示信息等，界面可供光線穿過便于光學(xué)傳感單元采集指紋表面攜帶的光學(xué)信號。

發(fā)光層，置于所述界面下方可供光線穿過，用于發(fā)出可穿過所述界面的光線；發(fā)光層可用于產(chǎn)生所述提示信息，或為采集指紋信息提供光源，同時發(fā)光層可供光線穿過便于光學(xué)傳感單元采集指紋表面攜帶的信號。

光學(xué)隧道，可供特定角度的光線穿過；光學(xué)隧道引導(dǎo)光線進入光學(xué)傳感單元，并只允許特定角度的光線進入光學(xué)傳感單元，減少光學(xué)傳感單元的受光角度防止光學(xué)傳感單元因受光角度太廣造成圖像質(zhì)量下降。

光學(xué)傳感元件，置于所述光學(xué)隧道的下方，用于接收所述特定角度的的光線并將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。

優(yōu)選地，還包括光學(xué)濾層，光學(xué)濾層使特定光譜的光線通過；所述濾層的位置包括但不限定于，界面上方/光學(xué)隧道上方界面下方/光學(xué)傳感元件上方光學(xué)隧道下方。光學(xué)濾層能夠過濾干擾光線使得特定的光線進入光學(xué)傳感器內(nèi)部，減少雜光干擾從而提高信號質(zhì)量。