[发明专利]用于采集生物特征图形的光学结构及其制备方法以及应用

说明书

本发明公开了一种用于采集生物特征图形的光学结构及其制备方法及应用，所述用于采集生物特征图形的光学结构包括感光单元和集成在感光单元上的图像采集单元，所述感光单元包括CMOS感光芯片，所述图像采集单元包括Microlens阵列结构。该光学结构利用Microlens阵列的特性，将物面信息分解成与Microlens阵列数量一样的为局部光强信号，在CMOS感光芯片上汇集成为整个物面光强的图像信息，从而实现对生物特征图像进行采集。该方式在结构上避免了原使用微距镜头模组时必要的厚度，在保证准确识别区的基础上实现了超薄的OLED屏下采集生物特征图形的光学结构，在应用于手机设备时可以有效减小屏下指纹识别电子设备的厚度，为其他结构留出更大的空间，更具有实用性。

技术领域

本发明涉及图像采集技术领域，具体是用于采集生物特征图形的光学结构及其制备方法以及应用。

背景技术

由于手机等电子设备全面屏概念的流行，传统指纹解锁因需要在屏幕上设置指纹采集窗，势必会影响屏占比，从而影响手机等智能设备的外观，因此屏下指纹识别技术应运而生。按照技术原理与实现方法不同，屏下指纹识别分为光学式、超声波式和电容式，其中光学式屏下指纹识别由于可以最大程度上避免环境光的干扰，稳定性更好，目前受到广泛应用。

现有的光学式屏下指纹识别应用于OLED屏幕，OLED屏幕天生具有一定的间隔，能保光线透过，当用户手指按压屏幕时，OLED屏幕发出光线将手指区域照亮，照亮指纹的反射光线透过屏幕像素的间隙发送至紧贴于屏下的光学结构上，最终形成的图像通过与数据库中已存的图像进行对比分析，进行识别判断。

现有的紧贴于屏下的光学结构包括CMOS芯片和微距镜头模组，其工作方式为将屏幕上表面的生物特征图像通过微距镜头后成像在CMOS芯片上，以实现OLED屏幕上表面生物特征的识别。由于微距镜头本身在结构上存在必须的结构空间，将屏幕上表面的生物特征图像通过微距镜头后成像在CMOS芯片上也导致微距镜头与CMOS芯片之间存在空间，导致光学结构厚度较厚，目前不可能实现结构高度低于1mm的整体结构方案，这将直接影响手机等电子设备的厚度，从而影响外观的美观性。如何减小屏下采集生物特征图形的光学结构的厚度成为亟待解决的问题

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种采集生物特征图形的光学结构及其制备方法以及应用，解决现有光学结构过厚的问题，实现了超薄的用于采集生物特征图像的光学结构。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

用于采集生物特征图像的光学结构，包括感光单元和集成在感光单元上的图像采集单元，所述感光单元采用CMOS或CCD感光元件，所述图像采集单元包括Microlens阵列结构。

进一步地，作为优选技术方案，所述图像采集单元还包括设置于感光单元和Microlens阵列结构之间的红外滤光膜层，所述红外滤光膜层集成在感光单元上，所述Microlens阵列结构集成在红外滤光膜层上。

进一步地，作为优选技术方案，所述红外滤光膜层包括多层不同折射率的无机化合物。

进一步地，作为优选技术方案，所述红外滤光膜层的厚度≧5.8μm且≤7.2μm。

进一步地，作为优选技术方案，所述Microlens阵列结构包括Microlen单元、与Microlen单元对应设置的防杂光光阑和视场光阑、填充在Microlens单元与视场光阑之间的透明光学结构。

进一步地，作为优选技术方案，所述Microlen单元与对应设置的防杂光光阑、视场光阑共轴。

进一步地，作为优选技术方案，所述Microlens单元的物面为OLED屏幕上表面，视场光阑为OLED屏幕上表面的共轭像面。

进一步地，作为优选技术方案，所述Microlens单元的视场角≤16°。