[發明專利]可調整焦距的透鏡結構及屏下指紋傳感器結構

在審

• 申請號: 201911418387.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111077601A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 田建國
• 申請（專利權）人: 武漢芯盈科技有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G02B3/14;G02F1/13;G02F1/1343;G02F1/29;G06K9/00;H01L27/32
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李丹

1.一種可調整焦距的透鏡結構，所述透鏡結構用于指紋傳感器，設置于圖像傳感器和顯示面板之間，其特征在于，包括：

第一基層、第一電極層、透鏡層、第二基層和第二電極層；

所述第一基層形成于圖像傳感器上，所述第一電極層形成于第一基層上，所述透鏡層形成于第一電極層上，所述第二電極層形成于透鏡層，所述第二基層形成于第二電極層；

所述第一電極層與接地線連接，用于接收接地電壓；

所述第二電極層接收施加的交流電壓。

2.根據權利要求1所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述透鏡層是包括多個透鏡的透鏡陣列。

3.根據權利要求1所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述第二電極層上有多個與透鏡層中透鏡一一對應設置的開口。

4.根據權利要求3所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述第二電極層上的開口與透鏡層中透鏡對應，所述開口的面積等于透鏡層中對應透鏡的面積。

5.根據權利要求1所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述透鏡結構中還設有一電阻電容網絡，所述電阻電容網絡包括形成于各開口內的高電阻層、介電層以及第三電極層；所述介電層設置于第二電極層和第二基層之間；所述第三電極層設置于介電層和顯示面板之間，所述第三電極層與接地線連接，接收接地電壓。

6.根據權利要求5所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述電阻電容網絡中介電層以及第三電極層與第二電極層共同構成一平行板電容。

7.根據權利要求6所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述電阻電容網絡中多個開口中的高電阻層等效為串聯在第二電極層之間的電阻，且該電阻與平行板電容并聯。

8.根據權利要求5所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述電阻電容網絡為分布式電阻-電容網絡，所述分布式電阻-電容網絡使網絡上的電壓分布逼近拋物線形態。

9.根據權利要求5所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述電阻電容網絡，對于該多個開口的一個開口而言，該電阻電容網絡等效為(2N-1)個串聯的電阻電容單元，當該交流電壓通過該(2N-1)個串聯的電阻電容單元時，分別產生多個徑向電壓，所述多個徑向電壓的大小從該開口的邊緣往開口的中心逐漸減小，其中，N為正整數。

10.根據權利要求2所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述透鏡陣列是由多個微液體透鏡所組成的液體陣列。

11.根據權利要求1所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述第一基層、第一電極層、透鏡層、第二電極層和第二基層平行于顯示面板表面所在的平面。

12.根據權利要求1所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述第二電極層上施加的交流電壓的頻率根據透鏡層的物理特性的改變靈敏度確定；所述物理特性為透鏡層中透鏡的曲率半徑或折射率；

頻率確定方式如下公式：

其中，f為焦距，為光圈開口直徑，

Δn為透鏡中心折射率與兩端折射率的差值，d為透鏡的液晶層厚度。

13.根據權利要求1所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述第二電極層上施加的交流電壓的頻率為使液晶旋轉的靈敏度最高的交流頻率。

14.根據權利要求1所述的可調整焦距的透鏡結構，其特征在于，所述透鏡結構的物距為透鏡層中透鏡中心至顯示面板的表面的距離，像距為透鏡中心至圖像傳感器上表面的距離，通過調整交流電壓的大小改變接地電壓和該交流電壓之間的電場大小，從而改變該透鏡層的焦距對應的曲率半徑或折射率，使該顯示屏的表面到該透鏡結構的物距的倒數加上該透鏡結構到該圖像傳感器的像距的倒數等于該透鏡層的焦距的倒數。