[发明专利]一种光学指纹传感器的光路和具有其的光学指纹传感器

说明书

本发明涉及一种光学指纹传感器的光路和具有其的光学传感器阵列，在光学传感像素之上至少两层遮罩层，遮罩层包括至少一个透光区，不同层的所述透光区可供光线通过到达所述光线传感元件形成光学隧道；相对现有技术的技术进步是：1、遮罩层可直接在芯片像素之上制作金属层，因此遮罩层可以很薄；2、遮罩层能够引导垂直于遮罩层的光线进入光学传感器，以提高图像质量。

技术领域

本发明涉及一种光学指纹传感器的光路和光学指纹传感器，尤其涉及具有光学隧道作为光路的光学指纹传感器。

背景技术

指纹传感器目前主要分为两类，即光学指纹传感器和电容式指纹传感器。电容式指纹传感器是通过测量指纹谷线、脊线与平面传感电极阵列单元之间形成的耦合电容的大小差异来对指纹成像。当传感电极阵列与手指之间的介质层越厚的时候，电容会衰减，传感器的成像也会越模糊。由于技术的发展，商用指纹传感器在传感电极和目标电极之间的介质层厚度从10um量级增加到100um量级。更有甚者，考虑到手机屏幕的工业设计的完整性，希望指纹传感器能直接穿透屏幕玻璃，也就是厚度1mm-2mm的化学强化玻璃。所以，光学指纹传感器的穿透力较之电容式指纹传感器具有非常大的优势，但传统的光学指纹传感器应用在手机等智能设备上时，有个很大的缺点即光学指纹传感器的厚度通常较大，因为光学指纹传感器通常需要将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就不一样，形成光强空间分布图像，然后在CCD器件上，得到多灰度指纹图像，由于需要透镜等光学结构，导致光程长，总体厚度大，不利于手机的工业设计。

NEC的提出了一种在光学传感器外侧提供光源照射手指，并使用CCD接收手指内的漫反射光形成指纹图像。

上述方案适合于光学指纹传感器在玻璃盖板底部的情形均不适合集成在OLED屏幕底部。

发明内容

综上所述本发明的目的是为了提供适合于OLED屏下光学指纹传感器光路。

OLED屏幕自身可作为光源并具有透光性，其本身身可以作为光源照亮指纹，因为距离和光线折射的原因使得脊线的反射光强，谷线的反射光弱从而形成明暗相间的指纹。所述光线经指纹漫反射穿透玻璃和OLED屏幕进入传感器，可被光学传感器捕捉到。

如果直接将光学传感器设置在屏幕底部那么，由于折射和漫反射的原因每个像素受光范围很大光线最终影响成像质量；因此为了减少漫反射光的影响，在OLED屏幕和光学传感器像素之间设置多个光学隧道以减小单个像素光线的受光范围使得特定角度的光线进入光学传感元件。光学隧道是在像素上的多层遮罩层形成的，遮罩层具有透光区，不同遮罩层的透光区形成光学隧道使得特定角度的光线能进入光学传感元件。

更为具体地，为了达到上述发明目的提供一种光学指纹传感器的光路，包括：

界面，可供光线穿过并提供手指接触的表面；界面除用于直接接触之外还可以用于用户交互相，响应用户寻求提供指示信息等，界面可供光线穿过便于光学传感单元采集指纹表面携带的光学信号。

发光层，置于所述界面下方可供光线穿过，用于发出可穿过所述界面的光线；发光层可用于产生所述提示信息，或为采集指纹信息提供光源，同时发光层可供光线穿过便于光学传感单元采集指纹表面携带的信号。

光学隧道，可供特定角度的光线穿过；光学隧道引导光线进入光学传感单元，并只允许特定角度的光线进入光学传感单元，减少光学传感单元的受光角度防止光学传感单元因受光角度太广造成图像质量下降。

光学传感元件，置于所述光学隧道的下方，用于接收所述特定角度的的光线并将光信号转换成电信号。

优选地，还包括光学滤层，光学滤层使特定光谱的光线通过；所述滤层的位置包括但不限定于，界面上方/光学隧道上方界面下方/光学传感元件上方光学隧道下方。光学滤层能够过滤干扰光线使得特定的光线进入光学传感器内部，减少杂光干扰从而提高信号质量。