[發明專利]指紋識別裝置和電子設備

在審

• 申請號: 202110362385.6
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113065469A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 蔡斐欣;王胤;張思超;林峻賢
• 申請（專利權）人: 曜芯科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司 11329
• 代理人: 毋小妮;毛威

本申請實施例公開了一種指紋識別裝置和電子設備，該指紋識別裝置包括呈陣列分布的多個指紋識別單元，多個指紋識別單元中的每個指紋識別單元包括：多個像素單元；微透鏡，設置在該多個像素單元的上方；多層阻光層，設置在該微透鏡和該多個像素單元之間，該多層阻光層中每一層阻光層中均設置有與該多個像素單元對應的通光小孔，以形成與該多個像素單元一一對應的多個導光通道；該多層阻光層包括底層阻光層和中間阻光層，該中間阻光層包括除該底層阻光層之外的阻光層，由該中間阻光層中與該多個像素單元對應的通光小孔形成的通光區域的通光口徑D₂與該微透鏡的最大口徑CA滿足0.3≤D₂/CA≤1.3，D2為該中間阻光層所在的平面上，該通光區域中最遠的兩點之間的距離。

技術領域

本申請實施例涉及指紋識別領域，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，提供了一種指紋識別裝置，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：多個像素單元；微透鏡，設置在該多個像素單元的上方；多層阻光層，設置在該微透鏡和該多個像素單元之間，該多層阻光層中每一層阻光層中均設置有與該多個像素單元對應的通光小孔，以形成與該多個像素單元一一對應的多個導光通道；其中，該多個像素單元分別用于接收從該顯示屏上方的手指反射或散射返回的，通過該微透鏡會聚后，再經由該多個導光通道傳輸的多個指紋光信號，該多個指紋光信號用于檢測該手指的指紋信息以進行指紋識別；其中，該多層阻光層包括底層阻光層和中間阻光層，該中間阻光層包括除該底層阻光層之外的阻光層，由該中間阻光層中與該多個像素單元對應的通光小孔形成的通光區域的通光口徑D₂與該微透鏡的最大口徑CA滿足0.3≤D₂/CA≤1.3，D2為該中間阻光層所在的平面上，該通光區域中最遠的兩點之間的距離。

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多個像素單元，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，在考慮制造工藝以及成本的基礎上，通過約束指紋識別裝置中的參數滿足一定的條件，從而滿足圖像亮度和對比度的要求，具體地，可以約束中間阻光層中通光區域的通光口徑D₂與微透鏡的最大口徑CA滿足0.3≤D₂/CA≤1.3，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，能夠有效減少圖像的混疊，成像具有較高的對比度以及較大的亮度，最終能夠實現對各種目標較好的成像效果，進而提高識別準確度。

在一種可能的實現方式中，該中間阻光層的下表面至該微透鏡的下表面之間的深度Z₂與該底層阻光層的下表面至該微透鏡的下表面之間的深度Z₁滿足0.1≤Z₂/Z₁≤0.9。