CN108681703A - 用于指纹识别的装置、模组、设备及系统 - Google Patents

Abstract

发明提供一种用于指纹识别的装置、模组、设备及系统，在该装置中，其第一透镜阵列与第二透镜阵列结合固定形成双透镜结构，提高了集成度，减小了器件的体积，并使物距和像距可以调节，调节时不影响其精度，提高了该装置的适用性。

Description

用于指纹识别的装置、模组、设备及系统

技术领域

本发明涉及身份识别技术领域。更具体地，涉及用于指纹识别的装置、模组、设备及系统。

背景技术

OLED显示器包括手机等移动终端使用的光学式指纹识别技术尚不成熟，并且，目前“屏下指纹”技术不完善，加之全面屏技术的发展，屏下指纹需求越来越大，要求也越来越高。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明的第一方面提供了一种用于指纹识别的装置，包括：

第一透镜阵列，包括多个透镜；

与所述第一透镜阵列相对设置的第二透镜阵列，包括多个透镜；以及

设于第一透镜阵列和第二透镜阵列之间的遮光元件，所述遮光元件包括多个通光孔；

其中，所述第二透镜阵列的透镜的像方焦面、所述第一透镜阵列的透镜的物方焦面以及遮光元件共面，并且所述第一透镜阵列的透镜、第二透镜阵列的透镜和通光孔一一对应设置，经指纹反射的光依次经过第二透镜阵列的透镜、对应的通光孔以及对应的第一透镜阵列的透镜而由感光元件接收。

在一个优选的实施例中，所述第一透镜阵列中的每个透镜和第二透镜阵列中的每个透镜远离所述遮光元件的表面为凸面，或者

所述第一透镜阵列中的每个透镜和第二透镜阵列中的每个透镜远离所述遮光元件的表面向内凹陷形成的M个相位光栅单元，其中每个相位光栅单元包括N个台阶，台阶高度为：

其中，λ为入射光波长，n₁为台阶所在透镜的折射率，n₂为台阶所在透镜表面所处介质折射率，N为偶数，M为自然数。

在另一个优选的实施例中，每个光栅单元中的各级台阶对应的环带半径分别为r_j,1和r_j,2，其中，

其中，f'代表所述第一透镜阵列或第二透镜阵列的焦点，j代表光栅单元的排列号，n₁代表台阶所在透镜的折射率。

在又一个优选的实施例中，所述第一透镜阵列的透镜的中心、第二透镜阵列的透镜的中心和通光孔的中心同轴设置。

在又一个优选的实施例中，所述第二透镜阵列中每个透镜的形状为正方形或者正六边形，并且每个透镜无缝排列；

所述第一透镜阵列中每个透镜的形状为圆形或者正方形，并且第一透镜阵列中的透镜内径小于第二透镜阵列中的透镜内径。

在又一个优选的实施例中，

所述装置还包括第一衬底、第二衬底和OCA光学胶层，

所述第一透镜阵列与所述第一衬底一体形成；

所述第二透镜阵列与所述第二衬底一体形成；

所述第一衬底靠近遮光元件与所述遮光元件之间和/或第二衬底靠近遮光元件与所述遮光元件之间由所述OCA光学胶层粘接。

本发明第二方面提供一种用于指纹识别的模组，包括：

如上所述装置；

感光元件，所述感光元件将接收的光转换成电信号用于确定指纹信息。

在一个优选的实施例中，包括：

透明胶层，将感光元件和所述装置贴合。

本发明第三方面提供一种用于指纹识别的模组，包括：

光源，用于照射所述指纹；

如上所述装置。

在一个优选的实施例中，所述光源为OLED面板，所述OLED面板设置于所述装置靠近指纹的一侧，并覆盖所述装置。在另一个优选的实施例中，所述OLED面板和所述装置以框贴或面贴贴合。

本发明第四方面提供一种用于指纹识别的设备，包括：

如上所述的装置；

光源，用于照射所述指纹；以及

感光元件，所述感光元件将接收的光转换成电信号用于确定指纹信息。

在一个优选的实施例中，所述光源为OLED面板，所述OLED面板设置于所述装置靠近指纹的一侧，并覆盖所述装置。

本发明第六方面提供一种指纹识别系统，包括如上所述的指纹识别设备。

本发明的有益效果如下：

本发明提供一种用于指纹识别的装置、模组、设备及系统，在该装置中，其第一透镜阵列与第二透镜阵列结合固定形成双透镜结构，提高了集成度，减小了器件的体积，遮光元件位于第一透镜阵列和第二透镜阵列的焦点所在平面上，使入射光线和出射光线平行于主光轴，物距和像距可以调节，并且调节时不影响其精度，提高了该装置的适用性。

对于本发明的模组和设备，基板和感光元件的制作不需要使其设置在透镜的焦点所在平面上，也能够清晰识别出指纹信息，因此降低了工艺制作的要求，并可根据实际需要进行设置。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明一个实施例提供的装置结构示意图之一。

图2示出本发明一个实施例提供的装置结构示意图之二。

图3示出本发明一个实施例提供的第一透镜阵列的透镜形状示意图之一。

图4示出本发明一个实施例提供的第一透镜阵列的的透镜形状示意图之二。

图5示出本发明一个实施例提供的透镜阵列为衍射透镜的结构示意图。

图6示出本发明若干实施例提供的透镜阵列为衍射透镜阵列时光栅单元的结构示意图。

图7示出本发明一个实施例提供的装置的制作方法流程示意图。

图8示出本发明一个实施例提供的指纹识别面板结构示意图。

图9示出本发明一个实施例提供的指纹识别面板的制作方法流程示意图。

图10示出本发明一个实施例提供的设备结构示意图。

图11示出本发明一个实施例提供的设备光路模拟界面图。

图12示出图11的调制传递函数曲线(MTF)界面示意图。

图13示出本发明一个实施例提供的指纹识别方法流程示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种截面图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及他们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

现有的基于光学原理的识别技术一般包括指纹识别、面部识别以及虹膜识别等，其可根据需要将识别面板设置于手机、电视、电脑等电子设备或者门禁、电子锁等加密构件中。

此外，目前“屏下指纹”技术不完善，加之全面屏技术的发展，屏下指纹需求越来越大，要求也越来越高。

现有的屏下指纹识别采用的是光学指纹识别，通过手指反射光源发出的光至各个光敏传感器，由于手指的谷线和脊线反射角度不同，导致光敏传感器接收的光强不同，从而输出的电信号不同，即可检测出手指的指纹信息。但是，该方案中对手指按压要求严格，即手指必须按压在该特定区域，当按压角度不一致时，谷线和脊线位置改变，导致无法识别或者识别错误，识别效率低下。此外，当手指与该特定区域具有一定距离时，采集的光强信息与预设差异较大，无法脱离使用，因此使用场景局限。并且目前大多通过三棱镜进行分光，指纹识别装置体积较大，此外，由于透镜的光学焦点一定，导致传感器的位置不可调节，当传感器离焦时，采集的图像模糊，强度低，无法识别指纹信息。

有鉴于此，本发明实施例对现有的指纹识别进行了必要的改进，以克服上述问题的至少一个。

下面结合图1-13对本发明的主体构思进行详细说明。

本发明第一方面实施例提供用于指纹识别的装置，如图1和图2所示，包括：第一透镜阵列11，包括多个透镜；

与所述第一透镜阵列11相对设置的第二透镜阵列12，包括多个透镜；以及

设于第一透镜阵列11和第二透镜阵列12之间的遮光元件3，所述遮光元件3包括多个通光孔31；

其中，所述第二透镜阵列12的透镜的像方焦面、所述第一透镜阵列的透镜11的物方焦面以及遮光元件共面，并且所述第一透镜阵列11的透镜、第二透镜阵列12的透镜和通光孔31一一对应设置，经指纹反射的光依次经过第二透镜阵列12的透镜、对应的通光孔以及对应的第一透镜阵列11的透镜而由感光元件接收。

优选的，所述装置还包括第一衬底21、第二衬底22和OCA光学胶层4，本实施例中，第一透镜阵列11与第一衬底21一体成型形成第一透明基板，第二透镜阵列21与第二衬底22一体形成第二透明基板；所述第一衬底21靠近遮光元件3的表面与所述遮光元件3之间和/或第二衬底22靠近遮光元件3的表面与所述遮光元件3之间由所述OCA光学胶层4粘接。

衬底一方面起支撑作用，使所述第一透镜阵列11、所述遮光元件3以及所述第二透镜阵列12的位置相对固定，另一方面可以通过调节衬底的厚度调节遮光元件3的相对位置。

当然，遮光元件可以由光刻胶涂抹在第一透镜阵列或者第二透镜阵列上形成，也可以为一个光阑阵列与其中一个透镜阵列贴合，当遮光元件通过光刻胶形成在其中一个透镜阵列时，另一个透镜阵列与遮光元件3可通过OCA胶层4粘接固定，优选OCA胶的厚度可以为150um。

本方面提供的装置，其第一透镜阵列与第二透镜阵列结合固定形成双透镜结构，提高了集成度，减小了器件的体积，遮光元件位于第一透镜阵列和第二透镜阵列的焦点所在平面上，使入射光线和出射光线与主光轴平行，物距和像距可以调节，并且调节时不影响其精度，提高了该装置的适用性。

此外，为了获得完整的视场，结合图3和图4所示，所述第二透镜阵列中每个透镜的形状为正方形或者正六边形，并且每个透镜无缝排列；第一透镜阵列不需如此，所述第一透镜阵列中每个透镜的形状为圆形或者正方形，并且第一透镜阵列中的透镜内径小于第二透镜阵列中的透镜内径。这样设计能够获得完整的指纹信息，而不会遗漏部分指纹的谷线和脊线，有利于提高识别精度。

进一步的，在一些可选实施例中，第一透镜阵列或第二透镜阵列可以为凸面镜，或者为衍射透镜。

下面请再次结合图1、图2以及图对透镜阵列的形式进行详细说明。

具体的，如图1所示，所述第一透镜阵列和第二透镜远离所述遮光元件的表面为凸面结构。

为了使该装置更薄，以适应更多场景，提高适用性，如图2，第一透镜和第二透镜远离所述遮光元件的表面内凹陷形成多个相位光栅单元，每个光栅单元包括多个台阶，请结合图5和图6，衍射透镜包括第一至第M个相位光栅单元，M为正整数。其中，每个光栅单元中包括N＝2^m(m＝1、2、3……)个台阶(如图6中的二台阶、四台阶和八台阶)，相邻台阶的相位差为2π/N，台阶高度为

其中，λ为入射光波长，n₁为台阶所在透镜的折射率，n₂为台阶所在透镜表面所处介质折射率，N为偶数，M为自然数。

不同的台阶数量，其衍射效率不同，具体的，如图6示出了三种台阶情况，分别为二台阶、四台阶和八台阶，每个光栅单元内的台阶数越多，其衍射效率越高，但随着台阶数的增多，衍射效率增长越慢，鉴于成本的考虑，优选为八台阶。

当然，第一透镜阵列与第二透镜阵列也可以分别为凸面镜或者衍射透镜的其中一个，本发明不限于此。

此外，为了便于封装和固定，本实施例中第一透镜阵列与遮光元件的结合面为平面，第二透镜阵列与遮光元件的结合面为平面，这样设计还可以减小装置的尺寸。

优选的，为了使用户能够根据所需折射率更精准地适配衍射透镜，使衍射装置能够达到用户的要求，本实施例对每个光栅单元中的各级台阶的环带半径进行了限定，每个光栅单元中的各级台阶对应的环带半径分别为r_j,1和r_j,2，其中，

其中，f'代表所述第一透镜阵列或第二透镜阵列的焦距值，j代表光栅单元的排列号，j为小于或等于M的正整数，n₁代表台阶所在透镜的折射率。

可知二台阶衍射透镜的各台阶宽度为：

d_j,1＝r_j,1-r_j-1,2

d_j,2＝r_j,2-r_j,1

对于N个台阶的衍射透镜，每个光栅单元中具有N-1个相同宽度的台阶，剩余台阶的宽度与上述N-1个台阶的宽度不同，第j光栅单元中连续N-1个台阶的宽度为：

第j光栅单元中剩余台阶的宽度为：

进一步的，本实施例中的第一透镜阵列和第二透镜阵列的焦距值可以相同，但为了减少感光元件的感光面积，第一透镜阵列的焦距值可以小于第二透镜阵列的焦距值。

进一步的，所述第一透镜阵列11的透镜的中心、第二透镜阵列12的透镜的中心和通光孔31的中心同轴设置，以使入射主光线和出射主光线遮挡率低，增大了光强，提高了指纹识别的精度。

本发明另一方面实施例提供上述装置的制作方法，具体的，结合图7所示，可以包括：

S101:形成第一透镜阵列。

例如，可以通过注塑工艺，形成阵列排布的第一透镜阵列块，而后经过切割工艺切割至具体需要的尺寸。

S102:将遮光元件固定至第一透镜阵列上。

具体的，遮光元件可以为光刻胶通过涂胶工艺形成。

当然，当遮光元件为光阑时，其也可以通过OCA胶与第一透镜阵列结合。

S103:将制作完成的第二透镜阵列固定至遮光元件远离第一透镜阵列的一侧。

例如，可以通过注塑工艺，形成阵列排布的第二透镜阵列块，而后经过切割工艺切割至具体需要的尺寸。并将制作好的第二透镜阵列通过OCA胶粘接到遮光元件的另一面。

本方面提供了一种用于指纹识别的装置的制作方法，通过该制作方法，能够制作上一方面中的装置，并且工艺简单，成本较低，其制作完成的装置封装性好，集成度高。

进一步的，本发明又一方面实施例提供一种指纹识别模组，请结合图8所示，其具体包括：感光元件，；以及上述第一方面中的任意一个实施例中的装置1，其中，触控时，指纹反射由光源发出的光线，所述光线穿过第二透镜阵列、遮光元件以及第一透镜阵列到达感光元件；所述感光元件接收该光线产生电信号，所述电信号用于确定指纹信息。在该指纹识别模组中，结合了上述装置，由于遮光元件位于第一透镜阵列和第二透镜阵列的焦点所在平面上，使入射主光线和出射主光线平行于光轴，物距和像距可以调节，并且调节时不影响其精度，因此感光元件制作过程中，不需要使其设置在透镜的焦点所在平面上，也能够清晰识别出指纹信息，因此降低了工艺制作的要求，并可根据实际需要进行设置。

当然，本实施例图中示出其形成在基板5上，但其仅仅是示例性的。

需要说明的是，附图中示出的是透镜阵列为凸透镜，但其仅仅是示例性的，本实施例中透镜阵列也可以为衍射透镜，以减小模组厚度。

通光孔能够使得第一透镜阵列和第二透镜阵列的成像光束在感光元件的感光面上呈近轴细光束成像，最大限度减小像差的产生，使得感光元件能够采集到更清晰的指纹图像，提高了模组的成像质量。

感光元件可以是CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)传感器，也可以是CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件)传感器，甚至可以是光敏二极管，本发明不限于此。

在一些可实现的实施例中，该模组中进一步包括感测电路用于读取所述电信号，并控制所述读取的电信号的输出。

优选的，在所述基板与所述第一透镜阵列靠近所述基板的一侧之间设置透明膜层6，用于支撑所述装置。透明膜层可以采用硬性材质制成，例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)等，也可以采用软质材质制成，例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或COP等。采用的材质只要能够保证透明膜层的透明度，且能够在与装置贴合时呈平展状态即可。透明胶层的折射率优选为1.2-1.4。

基板与第一透镜阵列可通过框贴或者面贴的方式贴合。

本领域技术人员应当明了，当所述感光元件设置于所述第一透镜阵列靠近所述基板一侧的焦点所在的平面上时，获取的指纹信息最清晰，识别度最高。

感光元件可以设置在基板的两侧之一，优选感光元件设置在靠近装置的一侧，以提高光线整体透过率，实现高清晰度的指纹识别。

该指纹识别模组可以由点光源提供光，也可以由平行光光源提供，根据光源的不同，装置与基板的位置可以适应性调节，本发明不限于此。

进一步的，本发明又一方面实施例提供该指纹识别模组的制作方法，如图9所示，其可以包括：

S201:形成感光元件。

感光元件可以设置在基板的两侧之一，优选感光元件设置在靠近装置的一侧，以提高光线整体透过率，实现高清晰度的指纹识别。

当然，感光元件也可以通过其他形式形成和固定。

S202:形成第一透镜阵列。

例如，可以通过注塑工艺，形成阵列排布的第一透镜阵列块，而后经过切割工艺切割至具体需要的尺寸。

S203:将遮光元件固定至第一透镜阵列上。

具体的，遮光元件可以为光刻胶通过涂胶工艺形成。

当然，当遮光元件为光阑时，其也可以通过OCA胶与第一透镜阵列结合。

S204:将制作完成的第二透镜阵列固定至遮光元件远离第一透镜阵列的一侧。

例如，可以通过注塑工艺，形成阵列排布的第二透镜阵列块，而后经过切割工艺切割至具体需要的尺寸。并将制作好的第二透镜阵列通过OCA胶粘接到遮光元件的另一侧。

本方面提供的制作方法，工艺简单，成本较低，其制作完成的指纹识别模组封装性好，集成度高。

本发明又一方面实施例提供一种用于指纹识别的模组，请结合图10，包括光源，于照射所述指纹；以及如上所述的装置，所述光线由指纹反射并依次穿过第二透镜阵列、遮光元件以及第一透镜阵列到达感光元件，使感光元件产生电信号，所述电信号用于确定该手指的指纹信息。

优选的，所述光源为OLED面板，所述OLED面板设置于所述装置靠近指纹的一侧，并覆盖所述装置。

OLED(Organic Light-Emitting Diode)面板包括：盖板玻璃、设置于盖板玻璃一侧的绝缘层、源漏级、有源区、阴极、阳极、发光层等，本发明的OLED面板可以为本领域技术人员所公知的OLED显示面板，本发明不限于此。

在本方面中，该模组结合了上述的装置，因此，一方面其可以与带有感光元件的基板等直接封装结合，便于安装，另一方面，其作为显示面板的同时，还可以利用OLED的有机发光层的光将包含指纹信息的反射光反射至显示模组的下方，从而实现屏下指纹的功能，并且不影响屏幕的显示。

进一步的，所述OLED面板和所述装置以框贴或面贴贴合。

此外，本发明的又一方面实施例提供一种指纹识别显示模组，其可以实现屏下指纹识别的功能，具体包括：基板5，其一侧形成有感光元件，当然，感光元件也可以通过其他形式形成或者固定：前述的装置1；以及光源，所述光源在优选的实施例中可以为OLED面板7，所述OLED面板发射光由指纹反射并依次穿过OLED面板7、第二透镜阵列、遮光元件以及第一透镜阵列到达感光元件；所述感光元件接收由指纹反射的光线产生电信号，所述电信号用于确定指纹信息。

本方面提供的指纹识别显示模组，结合了前述OLED面板和指纹识别面板，实现了屏下指纹的功能，不占用屏幕空间，有利于与全面屏配合，进一步的，前述的装置使得该显示模组对OLED面板的厚度以及基板与装置的距离不受限制，可以根据实际需要设计或者修改，方便制作，并且不影响指纹采集的识别度和精确度。

当然，与前述实施例相同的，本实施例可以进一步包括透明膜层6，感光元件优选设置在基板靠近装置1的一侧，以提高光线整体透过率。

本实施例优选实施例利用OLED提供光线，相较于点光源，由于入射至指纹的光强一致，因此更容易对比与检测，识别度更高。

进一步的，本发明的又一方面实施例提供上述设备的制作方法，其与指纹识别模组不同之处在于，增加了OLED封装的步骤，即

将OLED面板通过涂胶与指纹识别面板结合。

其中，OLED面板可以采用本领域技术人员公知的OLED显示面板，本发明不限于此。

该设备的尺寸可以根据需要设计，例如在一个具体实施例中，感光元件为CMOS成像传感器并且感光元件形成在基板上，遮光元件为光阑阵列，其通过OLED发光。本实施例中，取OLED厚度t1＝930um，OLED折射率n3＝1.5164，第一、第二透镜阵列折射率n1＝1.491，第一透镜阵列表面和第二透镜阵列表面所处介质折射率n2＝1，通过zemax光学设计软件对上述光学成像单元进行优化设计，成像单元的光路模拟界面图如图11，调制传递函数曲线(MTF)界面图如图12所示。图12中的MTF曲线，反应指纹经光学系统传递后其对比度(谷脊光强之差除以谷脊光强之和)的降低情况，图12中的纵坐标为MTF值，其值越大，指纹所成像的谷脊对比度就越高。图12中的横坐标为满足奈奎斯特采样定理的特征频率，设特征频率为N，当成像传感器采用500PPI的sensor，像元尺寸Δ＝50.8μm，N＝10(lp/mm)；当成像传感器采用1000PPI的sensor，像元尺寸Δ＝25.4μm，N＝20(lp/mm)。由图12可以看出成像指纹的对比度在20lp/mm处仍然保持着高效的传递，满足1000PPI sensor的成像要求。

结合前述实施例，本发明又一方面实施例提供一种指纹识别方法，其利用了前述实施例中的设备。具体包括：

S301:光源发射光，所述光由指纹反射，并依次第二透镜阵列的透镜、对应的通光孔以及对应的第一透镜阵列的透镜到达感光元件；

从图中可以看出，由指纹反射的光线(入射光)和进入感光元件的光线(出射光)为平行光，其可实现OLED面板厚度以及基板至装置的距离的灵活调节，并且不影响采集的指纹信息的精确度和识别度。

S302:所述感光元件将接收的光转换成电信号用于确定指纹信息。

电信号根据感光元件的种类决定，例如感光元件为LED光敏元件，其输出的为反向电流，感光元件还可以为CCD和CMOS，当手指触摸OLED玻璃盖板的上表面时，手指指纹可成像到感光元件上，再通过图像拼接技术，便可形成一幅完整的指纹图像，进而可实现指纹识别功能。

进一步的，若感光元件包括多个，则该方法进一步包括：

将根据电信号转化形成的多个包含图像信息的图像碎片拼接为完整图像。该步骤可通过计算机完成。

本发明提供的全屏指纹识别方法，其利用前述设备，能够在全面屏的手机等终端下，在显示区域上进行指纹识别，不占用显示屏的位置。

进一步的，本发明又一方面实施例提供一种终端或者系统，其包括前述设备。例如该显示终端为手机、平板电脑等任何具有OLED显示功能的设备。

该系统其包括前述的指纹识别设备，以及根据场景配置的处理单元、确定单元、存储器单元等。

例如，在一个门禁系统中，该指纹识别系统包括指纹识别设备以及确定单元和存储器单元，指纹识别面板用于识别指纹信息，确定单元将识别的指纹信息与存储器单元存储的用户指纹信息比对，若能够从其中调取出与该识别指纹信息一致的用户指纹信息，则比对成功，门禁打开。

在该门禁系统中，确定单元和存储器单元可以设置在云端服务器中，门禁上设置指纹识别面板以及无线通信单元，无线通信单元用于将指纹识别面板与云端服务器建立无线通信。

在另一个具体实施例中，指纹识别系统为手机，其包括显示屏、指纹识别面板、处理单元，处理单元为手机的处理器，以及存储单元，存储单元为手机中的存储器。借助于处理器的计算和存储器的数据存储功能，通过对比用户之前录入的指纹与当前采集的指纹信息对比，确定是否是用户本人，若不是，则保持锁屏状态，若用户频繁输入错误的指纹信息，则判断手机处于异常状态，并采取关机、发送定位、锁机等操作。

该识别系统可以利用其云端服务器或者应用该识别面板的设备的处理能力，基板仅仅需要将获取的图像信息传输至服务器或者设备上，服务器或者设备进行分析和处理，甚至可以利用深度学习、图像分割等技术，对识别对象进行身份识别，从而可以用于小区、公司的门禁系统中，或者用于任何需要进行身份识别、指纹识别等场景中。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的属于“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法或设备固有的气体步骤或单元。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (14)

1.一种用于指纹识别的装置，其特征在于，包括：

第一透镜阵列，包括多个透镜；

与所述第一透镜阵列相对设置的第二透镜阵列，包括多个透镜；以及

设于第一透镜阵列和第二透镜阵列之间的遮光元件，所述遮光元件包括多个通光孔；

其中，所述第二透镜阵列的透镜的像方焦面、所述第一透镜阵列的透镜的物方焦面以及遮光元件共面，并且所述第一透镜阵列的透镜、第二透镜阵列的透镜和通光孔一一对应设置，经指纹反射的光依次经过第二透镜阵列的透镜、对应的通光孔以及对应的第一透镜阵列的透镜而由感光元件接收。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一透镜阵列中的每个透镜和第二透镜阵列中的每个透镜远离所述遮光元件的表面为凸面，或者

所述第一透镜阵列中的每个透镜和第二透镜阵列中的每个透镜远离所述遮光元件的表面向内凹陷形成M个相位光栅单元，其中每个相位光栅单元包括N个台阶，台阶高度为：

其中，λ为入射光波长，n₁为台阶所在透镜的折射率，n₂为台阶所在透镜表面所处介质折射率，N为偶数，M为自然数。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，每个光栅单元中的各级台阶对应的环带半径分别为r_j,1和r_j,2，其中，

其中，f'代表所述第一透镜阵列或第二透镜阵列的焦点，j代表光栅单元的排列号，n₁代表台阶所在透镜的折射率。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一透镜阵列的透镜的中心、第二透镜阵列的透镜的中心和通光孔的中心同轴设置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，

所述第二透镜阵列中每个透镜的形状为正方形或者正六边形，并且每个透镜无缝排列；

所述第一透镜阵列中每个透镜的形状为圆形或者正方形，并且第一透镜阵列中的透镜内径小于第二透镜阵列中的透镜内径。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述装置还包括第一衬底、第二衬底和OCA光学胶层，

所述第一透镜阵列与所述第一衬底一体形成；

所述第二透镜阵列与所述第二衬底一体形成；

所述第一衬底靠近遮光元件与所述遮光元件之间和/或第二衬底靠近遮光元件与所述遮光元件之间由所述OCA光学胶层粘接。

7.一种用于指纹识别的模组，其特征在于，包括：

如权利要求1-6中任一项所述装置；

感光元件，所述感光元件将接收的光转换成电信号用于确定指纹信息。

8.根据权利要求7所述的模组，其特征在于，包括：

透明胶层，将感光元件和所述装置贴合。

9.一种用于指纹识别的模组，其特征在于，包括：

光源，用于照射所述指纹；

如权利要求1-6中任一项所述装置。

10.根据权利要求9所述的模组，其特征在于，

所述光源为OLED面板，所述OLED面板设置于所述装置靠近指纹的一侧，并覆盖所述装置。

11.根据权利要求10所述的模组，其特征在于，

所述OLED面板和所述装置以框贴或面贴贴合。

12.一种用于指纹识别的设备，其特征在于，包括：

如权利1-6任一项所述的装置；

光源，用于照射所述指纹；以及

感光元件，所述感光元件将接收的光转换成电信号用于确定指纹信息。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，

所述光源为OLED面板，所述OLED面板设置于所述装置靠近指纹的一侧，并覆盖所述装置。

14.一种指纹识别系统，包括如权利要求12或13所述的指纹识别设备。