[发明专利]指纹识别装置和电子设备

说明书

本申请实施例公开了一种指纹识别装置和电子设备，该指纹识别装置包括呈阵列分布的多个指纹识别单元，多个指纹识别单元中的每个指纹识别单元包括：多个像素单元；微透镜，设置在该多个像素单元的上方；多层阻光层，设置在该微透镜和该多个像素单元之间，该多层阻光层中每一层阻光层中均设置有与该多个像素单元对应的通光小孔，以形成与该多个像素单元一一对应的多个导光通道；该多层阻光层包括底层阻光层和中间阻光层，该中间阻光层包括除该底层阻光层之外的阻光层，由该中间阻光层中与该多个像素单元对应的通光小孔形成的通光区域的通光口径D₂与该微透镜的最大口径CA满足0.3≤D₂/CA≤1.3，D2为该中间阻光层所在的平面上，该通光区域中最远的两点之间的距离。

技术领域

本申请实施例涉及指纹识别领域，并且更具体地，涉及一种指纹识别装置和电子设备。

背景技术

由于未来手持电子产品日益小型化，目前镜头式的屏下光学指纹产品的尺寸难以适应这种趋势，急需向着厚度更薄、体积更小、集成化程度更高的方向发展。而当前存在的小型化方案中，利用准直孔成像的图像对比度与准直孔的深度有关，需要比较大的深度才能实现较高的成像质量，同时这种方案的光线利用率较低。利用微透镜聚焦的方案，受限于工艺和透镜面形，虽然光线利用率较高，但信号容易混叠，造成信号对比度偏低，指纹的成像质量不高。

因此，如何在实现光学指纹识别装置轻薄化的同时，兼顾提高指纹成像质量，是一项亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供一种指纹识别装置和电子设备，在实现指纹识别装置轻薄化的同时，兼顾提高指纹成像质量。

第一方面，提供了一种指纹识别装置，适用于显示屏的下方以实现屏下光学指纹识别，该指纹识别装置包括呈阵列分布的多个指纹识别单元，该多个指纹识别单元中的每个指纹识别单元包括：多个像素单元；微透镜，设置在该多个像素单元的上方；多层阻光层，设置在该微透镜和该多个像素单元之间，该多层阻光层中每一层阻光层中均设置有与该多个像素单元对应的通光小孔，以形成与该多个像素单元一一对应的多个导光通道；其中，该多个像素单元分别用于接收从该显示屏上方的手指反射或散射返回的，通过该微透镜会聚后，再经由该多个导光通道传输的多个指纹光信号，该多个指纹光信号用于检测该手指的指纹信息以进行指纹识别；其中，该多层阻光层包括底层阻光层和中间阻光层，该中间阻光层包括除该底层阻光层之外的阻光层，由该中间阻光层中与该多个像素单元对应的通光小孔形成的通光区域的通光口径D₂与该微透镜的最大口径CA满足0.3≤D₂/CA≤1.3，D2为该中间阻光层所在的平面上，该通光区域中最远的两点之间的距离。

本申请实施例的技术方案中，指纹识别装置中一个微透镜对应多个像素单元，可以提高指纹识别装置的进光量，减小曝光时间，增大视场。与此同时，通过单个微透镜与多像素单元搭配的成像光路可以对指纹的物方光束进行非正对光成像(即倾斜光成像)，能够提高干手指的识别效果，且能够扩大光学系统的物方数值孔径并缩短像素阵列的光路设计的厚度，最终能够有效降低指纹识别装置的厚度。

进一步地，在考虑制造工艺以及成本的基础上，通过约束指纹识别装置中的参数满足一定的条件，从而满足图像亮度和对比度的要求，具体地，可以约束中间阻光层中通光区域的通光口径D₂与微透镜的最大口径CA满足0.3≤D₂/CA≤1.3，以实施对指纹识别装置的光学系统的结构以及参数进行约束限制，在实现超薄指纹识别装置的同时，能够有效减少图像的混叠，成像具有较高的对比度以及较大的亮度，最终能够实现对各种目标较好的成像效果，进而提高识别准确度。

在一种可能的实现方式中，该中间阻光层的下表面至该微透镜的下表面之间的深度Z₂与该底层阻光层的下表面至该微透镜的下表面之间的深度Z₁满足0.1≤Z₂/Z₁≤0.9。