[發明專利]指紋識別裝置和電子設備

有效

• 申請號: 202010724731.6
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111598068B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 張思超;王胤;林峻賢;蔡斐欣
• 申請（專利權）人: 深圳市匯頂科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司 11329
• 代理人: 孫濤;毛威

一種指紋識別裝置和電子設備，在實現指紋識別裝置輕薄化的同時，提高指紋成像質量。指紋識別裝置適用于顯示屏的下方，包括呈陣列分布的多個指紋識別單元，其中每個指紋識別單元包括：微透鏡；至少一阻光層，其中每一層阻光層均設置有通光小孔，且在底層阻光層中設置有N個通光小孔，每個通光小孔的最大口徑D₁與微透鏡的最大口徑CA滿足0.02≤D₁/CA≤0.4，以形成不同方向的N個導光通道；N個像素單元，設置在至少一阻光層下方，并一一對應的設置于N個導光通道的底部；從顯示屏上方的手指返回的指紋光信號通過微透鏡會聚后，其中不同方向的N個目標指紋光信號分別經過N個導光通道傳輸至N個像素單元，并用于進行指紋識別。

技術領域

本申請涉及光學指紋技術領域，并且更具體地，涉及一種指紋識別裝置和電子設備。

背景技術

由于未來手持電子產品日益小型化，目前鏡頭式的屏下光學指紋產品的尺寸難以適應這種趨勢，急需向著厚度更薄、體積更小、集成化程度更高的方向發展。而當前存在的小型化方案中，利用準直孔成像的圖像對比度與準直孔的深度有關，需要比較大的深度才能實現較高的成像質量，同時這種方案的光線利用率較低。利用微透鏡聚焦的方案，受限于工藝和透鏡面形，雖然光線利用率較高，但信號容易混疊，造成信號對比度偏低，指紋的成像質量不高。

因此，如何在實現光學指紋識別裝置輕薄化的同時，兼顧提高指紋成像質量，是一項亟待解決的技術問題。

發明內容

本申請實施例提供了一種指紋識別裝置和電子設備，在實現指紋識別裝置輕薄化的同時，兼顧提高指紋成像質量。

第一方面，提供一種指紋識別裝置，適用于顯示屏的下方以實現屏下光學指紋識別，該指紋識別裝置包括呈陣列分布的多個指紋識別單元，該多個指紋識別單元中的每個指紋識別單元包括：微透鏡；至少一阻光層，該至少一阻光層中每一層阻光層均設置有通光小孔，且在該至少一阻光層的底層阻光層中設置有N個通光小孔，其中，該底層阻光層中每個通光小孔的最大口徑D₁與該微透鏡的最大口徑CA滿足0.02≤D₁/CA≤0.4，以形成不同方向的N個導光通道，N為大于1的正整數；N個像素單元，設置在該至少一阻光層下方，該N個像素單元一一對應的設置于該N個導光通道的底部；其中，從該顯示屏上方的手指反射或散射后返回的指紋光信號通過該微透鏡會聚后，其中不同方向的N個目標指紋光信號分別經過該N個導光通道傳輸至該N個像素單元，該N個目標指紋光信號用于檢測該手指的指紋信息以進行指紋識別。

本申請實施例的技術方案中，指紋識別裝置中一個微透鏡對應N個像素單元，可以提高指紋識別裝置的進光量，減小曝光時間，增大視場。與此同時，通過單個微透鏡與多像素單元搭配的成像光路可以對指紋的物方光束進行非正對光成像（即傾斜光成像），能夠提高干手指的識別效果，且能夠擴大光學系統的物方數值孔徑并縮短像素陣列的光路設計的厚度，最終能夠有效降低指紋識別裝置的厚度。

進一步地，綜合考慮成本、工藝、指紋成像性能等因素，在至少一阻光層的底層阻光層中設置有N個通光小孔，其中，該底層阻光層中每個通光小孔的最大口徑D₁與該微透鏡的最大口徑CA滿足0.02≤D₁/CA≤0.4，以實施對指紋識別裝置的光學系統的結構以及參數進行約束限制，在實現超薄指紋識別裝置的同時，能夠進一步的降低雜散光對圖像的影響，減少圖像混疊，均衡圖像的亮度以及對比度，實現包括指紋在內的各種目標較好的成像效果，從而進一步提高指紋識別裝置的性能，提高指紋識別準確度。

在一種可能的實施方式中，該底層阻光層中每個通光小孔的最大口徑D₁與該微透鏡的最大口徑CA滿足0.08≤D₁/CA≤0.18。

在一種可能的實施方式中，該底層阻光層中每個通光小孔的最大口徑D₁與該微透鏡的最大口徑CA滿足0.12≤D₁/CA≤0.14。