CN109508590A - 光学指纹识别组件和电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学指纹识别组件和电子装置。本发明的光学指纹识别组件包括盖板和光学指纹识别模组，光学指纹识别模组包括光学指纹传感器，光学指纹传感器贴合在盖板的下表面，盖板的上表面包括触摸区和非触摸区，非触摸区形成有凹槽，触摸区与光学指纹传感器对应设置，凹槽被配置成将光线经盖板传输至触摸区的上方区域。本发明的电子装置包括壳体和本发明的光学指纹识别组件。本发明的光学指纹识别组件和电子装置在盖板上形成有凹槽可增加光线入射的路径，使更多光线被传输至触摸区的上方区域，这样在指纹采集时，可增加光学指纹传感器的接受手指反射光线的像素区域，进而提高了光学指纹传感器的像素利用率。

Description

光学指纹识别组件和电子装置

技术领域

本发明涉及生物识别技术，特别涉及一种光学指纹识别组件和电子装置。

背景技术

在相关技术中，光学指纹识别组件常常包括背光源，背光源发出的光线通过盖板，由于盖板和空气的折射率不同，入射盖板的光线呈一定入射角度时，光线形成折射角度，使得光学指纹识别组件的光学指纹传感器接收到光线的区域较小，光学指纹传感器的像素利用率较低。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种光学指纹识别组件和电子装置。

本发明的实施方式的一种光学指纹识别组件，包括：

盖板；和

光学指纹识别模组，所述光学指纹识别模组包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器贴合在所述盖板的下表面，所述盖板的上表面包括触摸区和非触摸区，所述非触摸区形成有凹槽，所述触摸区与所述光学指纹传感器对应设置，所述凹槽被配置成将光线经所述盖板传输至所述触摸区的上方区域。

上述光学指纹识别组件中，凹槽可增加光线入射的路径，使更多光线被传输至触摸区的上方区域，这样在指纹采集时，可增加光学指纹传感器的接受手指反射光线的像素区域，进而提高了光学指纹传感器的像素利用率。

在某些实施方式中，所述光学指纹识别模组包括位于所述盖板的下方的光源，所述光源被配置成发出光线并经所述光学指纹传感器和所述盖板传输至所述触摸区的上方区域。

如此，设置在盖板下方的光源增加光线入射的路径，在没有环境光时，光源发出光线使得光学指纹识别组件能够正常采集指纹信息。在有环境光时，光源发出的光线和凹槽传输环境光配合采集指纹信息，增加光线入射的路径，提高光学指纹传感器的像素利用率。

在某些实施方式中，所述光学指纹识别模组包括设置在所述凹槽的光源，所述光源被配置成发出光线并经所述盖板传输至所述触摸区的上方区域。

如此，设置在凹槽内的光源增加光线入射的路径，在没有环境光时，光源发出光线使得光学指纹识别组件能够正常采集指纹信息。在有环境光时，光源发出的光线和凹槽传输环境光相配合采集指纹信息，增加光线入射的路径，提高光学指纹传感器的像素利用率。

在某些实施方式中，所述光学指纹识别模组包括位于所述盖板下方的第一光源和设置在所述凹槽的第二光源，

如此，所述第一光源被配置成发出光线并经所述光学指纹传感器和所述盖板传输至所述触摸区的上方区域，

所述第二光源被配置成发出光线并经所述盖板传输至所述触摸区的上方区域。

如此，第一光源和第二光源增加了光线入射的路径，在没有环境光时，第一光源和第二光源相配合发出光线使得光学指纹识别组件能够正常采集指纹信息。在有环境光时，第一光源、第二光源发出的光线和凹槽传输环境光相配合采集指纹信息，大大增加光线入射的路径，进一步提高光学指纹传感器的像素利用率。

在某些实施方式中，所述光学指纹传感器包括光感层和设置在所述光感层上的光学层，所述光学层位于所述光感层和所述盖板之间，所述光学层形成有微透镜阵列。

如此，光学指纹传感器有光学层和光感层，光学层可以将光线聚集到光感层，有利于光感层形成电信号。

在某些实施方式中，所述光学指纹识别模组包括连接所述光感层上表面的覆晶薄膜，所述覆晶薄膜上设置有读出电路，所述读出电路用于获取所述光感层的输出信号。

如此，光感层形成的输出信号可以由读出电路读出，方便信号传输。

在某些实施方式中，所述光学指纹识别模组包括连接所述覆晶薄膜的柔性电路板，所述柔性电路板上设置有控制芯片，所述控制芯片连接所述读出电路并用于控制所述读出电路读出所述光感层的输出信号。

如此，柔性电路板可以使光学指纹传感器和外部电路连接时空间配置更灵活，控制芯片可以控制读出电路读出光感层的输出信号，有利于采集指纹信息。

在某些实施方式中，所述光学指纹识别组件包括光学胶，所述光学胶连接所述光学指纹传感器和所述盖板。

如此，光学胶粘结光学指纹传感器和盖板，可以限制光学指纹传感器和盖板相对位移，使得盖板上的触摸区固定在与光学指纹传感器对应的区域。光学胶透光性基本不影响透过的光线强度，有利于采集指纹信息。

本发明的实施方式的一种电子装置，包括：

壳体；和

上述任一实施方式的光学指纹识别组件。

如此，电子装置可以使用本发明的指纹识别组件采集指纹信息，壳体和盖板形成收容空间，电子装置的其他元件设置在收容空间内可以保护其他元件不受外界环境的干扰。

在某些实施方式中，所述电子装置包括显示屏，所述显示屏贴合在所述盖板的下表面，所述显示屏与所述光学指纹传感器间隔设置。

如此，电子装置可以在与显示屏同一侧的表面上进行采集指纹信息。且指纹识别组件用于采集指纹信息的光线和显示屏发出的光线互不影响，有利于提高光学指纹识别组件的精度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的光学指纹识别组件的结构示意图；

图2是本发明实施方式的光学指纹识别组件的盖板的上表面的结构示意图；

图3是本发明实施方式的电子装置的结构示意图；

图4是本发明实施方式的光学指纹识别组件的另一个结构示意图；

图5是本发明实施方式的光学指纹识别组件的再一个结构示意图。

主要元件符号说明：

电子装置100、光学指纹识别组件10、盖板12、下表面122,、上表面124、触摸区1242、非触摸区1244、凹槽1246、光学指纹识别模组14、光学指纹传感器142、光感层1422、光学层1424、微透镜阵列1426、光源144、第一光源144A、第二光源144B、覆晶薄膜146、读出电路1462、柔性电路板148、控制芯片1482、光学胶层16、显示屏20、壳体30。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1、和图2，本发明实施方式的光学指纹识别组件10包括盖板12和光学指纹识别模组14。光学指纹识别模组14包括光学指纹传感器142，光学指纹传感器142贴合在盖板12的下表面122。盖板12的上表面124包括触摸区1242和非触摸区1244，非触摸区1244形成有凹槽1246，触摸区1242与光学指纹传感器142对应设置。凹槽1246被配置成将光线经盖板12传输至触摸区1242的上方区域。

请一并参阅图3，本发明实施方式的光学指纹识别组件10可以应用于本发明实施方式的电子装置100，或者说，本发明实施方式的电子装置100包括本发明实施方式的光学指纹识别组件10。

本发明实施方式的光学指纹识别组件10和电子装置100中，盖板12的触摸区1242指的是光学指纹识别组件10在采集指纹数据时，手指和盖板12的上表面124接触的区域。手指可以接触非触摸区1244，但是手指接触非触摸区1244时，光学指纹识别组件10可能无法采集指纹数据。手指接触触摸区1242时，在盖板12的上表面124，指纹的脊线和空气交错接触盖板12，光线经盖板12传输至触摸区1242的上方区域。在指纹的脊线和盖板12的接触界面，光线反射率较小，而在空气和盖板12的接触界面，光线反射率较大，光线在触摸区1242所在盖板12的上表面124反射光线的强度不同。光学指纹传感器142接收反射光线并根据反射光线强度生成感应信号。

在盖板12形成有凹槽1246可以反射环境光线经盖板12传输至触摸区1242的上方区域。凹槽1246可增加光线入射的路径，使更多光线被传输至触摸区1242的上方区域。如此，在指纹采集时，可增加光学指纹传感器142的接受手指反射光线的像素区域，进而提高了光学指纹传感器142的像素利用率。

凹槽1246形成于盖板12的非触摸区1244并靠近触摸区1242设置。如此，有利于光线经盖板12传输至触摸区1242的上方区域。另外，也可以标识出触摸区1242，便于用户使用。具体地，凹槽1246可以设置在触摸区1242的一侧或多侧，也可以沿着触摸区1242边缘围绕整个触摸区1242。

在某些实施方式中，可以在凹槽1246内增加透明填充物质。如此，可以避免凹槽1246内存留有污渍或杂物影响盖板12的美观。透明填充物质还可以使得填充后盖板12的上表面124保持平整，方便用户使用。其中，透明填充物质应当具有良好的透光性，使得光线透过时基本不影响光线强度，有利于光线传输。透明填充物质的折射率小于盖板的折射率，如此，有利于光线经盖板12传输至触摸区1242的上方区域。

在某些实施方式中，电子装置100包括手机、平板电脑、门禁系统等。在本发明实施方式中，电子装置100是手机。

在某些实施方式中，电子装置100包括壳体30，盖板12与壳体30连接形成收容空间40，收容空间40收容和保护光学指纹识别模组14、显示屏20和电子装置100的其他元件(如主板、电池、扬声器、摄像头等)。利用收容空间40的防水防尘能力可以保护收容空间40中的所有元件不受到外界干扰，从而所有元件可以正常工作。在一个实施例中，盖板12可以是盖板玻璃。

在一个例子中，光学指纹传感器142可为CMOS传感器。

请再次参阅图1，在某些实施方式中，光学指纹识别模组14包括位于盖板12的下方的光源144。光源144被配置成发出光线并经光学指纹传感器142和盖板12传输至触摸区1242的上方区域。

如此，光源144发出光线可传输至触摸区1242的上方区域，在手指接触触摸区1242时，光源144发出的光线在触摸区1242所在的上表面124反射至光学指纹传感器142。经反射后光线附带指纹信息，光学指纹传感器142接收反射光线并形成电信号。在有环境光时，凹槽1246可以将环境光经盖板12传输至触摸区1242的上方区域，环境光在触摸区1242所在的上表面124反射至光学指纹传感器142。反射后的环境光附带指纹信息，光学指纹传感器142接收反射后的环境光并形成电信号。

可以理解，有环境光时，环境光从多个方向射入凹槽1246，并经盖板12传输至触摸区1242的上方区域。如此，不同方向入射凹槽1246的光线在触摸区1242所在的上表面124反射后形成有多个反射角度，反射光线传输至光学指纹传感器142的不同区域，光学指纹传感器142的像素可以得到有效利用。当然，光源144和环境光可以同时作用，增加光线入射的途径，环境光补充光学指纹传感器142的光源144的反射光线未覆盖区域，可以增加光学指纹传感器142像素利用率。

请参阅图4，在某些实施方式中，光学指纹识别模组14包括设置在凹槽1246的光源144。光源144被配置成发出光线并经盖板12传输至触摸区1242的上方区域。

如此，光源144可增加光线入射的路径，进一步提高光学指纹传感器142的像素利用率。

具体地，光源144发出光线经盖板12传输至指纹上方区域，手指接触触摸区1242，光线在触摸区1242所在的上表面124反射至光学指纹传感器142。经反射后光线附带指纹信息，光学指纹传感器142接收反射光线并形成电信号。在有环境光时，可以利用环境光采集指纹数据，也可以光源144和环境光同时作用以增加光线入射的路径。

请参阅图5，在某些实施方式中，光学指纹识别模组14包括位于盖板12下方的第一光源144A和设置在凹槽1246的第二光源144B。第一光源144A被配置成发出光线并经光学指纹传感器142和盖板12传输至触摸区1242的上方区域。第二光源144B被配置成发出光线并经盖板12传输至触摸区1242的上方区域。

如此，第一光源144A和第二光源144B配合可大大增加光线入射的路径，进一步提高光学指纹传感器142的像素利用率。

具体地，第一光源144A和第二光源144B发出的光线经盖板12传输至触摸区1242的上方区域，手指接触触摸区1242时，光线反射至光学指纹传感器142。反射后的光线附带指纹信息，光学指纹传感器142接收反射光线并形成电信号。在有环境光时，第一光源144A和第二光源144B还可以配合环境光，大大增加光线入射的途径，提高光学指纹传感器142像素利用率。

在某些实施方式中，光学指纹传感器142包括光感层1422和设置在光感层1422上的光学层1424。光学层1424位于光感层1422和盖板12之间。光学层1424形成有微透镜阵列1426。

如此，光学层1424可以通过微透镜阵列1426将光线聚集到光感层1422中，从而增大光的强度，进而方便光感层1422中的感光元件(如光电二极管)感光后形成电信号。

可以理解，光学层1424主要用于将反射光线聚集到光感层1422中，在某些实施方式中，光学指纹识别模组14也可省略光学层1424。

需要说明的是，光感层1422可以形成有感光元件阵列，例如呈阵列排布的光电二极管，每个光电二极管作为光学指纹传感器142的一个像素。此外，感光元件阵列的感光元件可以和微透镜阵列1426中的微透镜一一对应，即一个感光元件对应一个微透镜。另外也可以是一个微透镜对应两个或以上的感光元件，在此不做具体限定。感光元件阵列形成感应区(active area，AA区)，每个光电二极管可作为光学指纹传感器142的一个像素，感光元件阵列外的其他区域形成非感应区(非AA区)，非感应区设置有连接光感层1422的连接线路。

在某些实施方式中，光学指纹识别模组14包括连接光感层1422的覆晶薄膜146。覆晶薄膜146上设置有读出电路1462，读出电路1462用于获取光感层1422的输出信号。

如此，光学指纹传感器142可以通过覆晶薄膜146(Chip On Film，COF)进行连接，其中读出电路142设置在覆晶薄膜146上，有利于获取光学指纹传感器142检测到的电信号，方便电信号传输。

在某些实施方式中，光学指纹识别模组14包括连接覆晶薄膜146的柔性电路板148。柔性电路板148上设置有控制芯片1482。控制芯片1482连接读出电路1462并用于控制读出电路1462读出所述光感层1422的输出信号。

如此，柔性电路板148可使光学指纹传感器142与外部电路连接时空间配置更灵活。

可以理解，由于柔性电路板148的柔软特性，使得光学指纹传感器142不容易实现与柔性电路板148的连接，因此可以采用覆晶薄膜技术将光学指纹传感器142和柔性电路板148进行连接。光学指纹识别组件10在手指接触触摸区1242时读取光学指纹传感器142生成的电信号以采集指纹数据，而手指未接触触摸区1242时不需要读取光学指纹传感器142检测到的电信号。在柔性电路板148上设置控制芯片1482，如此，控制芯片1482可直接处理感光元件输出的电信号以得到手指的指纹信息，并控制光学指纹识别模组14是否采集指纹数据。

在某些实施方式中，光学指纹识别组件10包括光学胶16。光学胶16连接光学指纹传感器142和盖板12。

光学胶16(OCA)具有良好的黏着性和透光性，在光学指纹传感器142和盖板12之间设置光学胶16可以使光学指纹传感器142贴合在盖板12的下表面122，有利于固定光学指纹传感器142和盖板12的相对位置。良好的透光性能够使光线透过光学胶16而基本不影响光线的强度，有利于光线传输。

请再次参阅图3，在某些实施方式中，电子装置100包括显示屏20。显示屏20贴合在盖板12的下表面122，显示屏20与光学指纹模组14间隔设置。

如此，电子装置100可以在与显示屏30同一侧的表面上进行采集指纹信息，方便用户录入指纹。光线指纹识别组件10用于采集指纹数据的光线和显示屏30发出的光线互不影响，有利于提高光学指纹识别组件10的精度。

具体地，显示屏30可为触摸显示屏。此外，显示屏30可为OLED显示屏、液晶显示屏和等离子体显示屏等。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光学指纹识别组件，其特征在于，包括：

盖板；和

光学指纹识别模组，所述光学指纹识别模组包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器贴合在所述盖板的下表面，所述盖板的上表面包括触摸区和非触摸区，所述非触摸区形成有凹槽，所述触摸区与所述光学指纹传感器对应设置，所述凹槽被配置成将光线经所述盖板传输至所述触摸区的上方区域。

2.如权利要求1所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述光学指纹识别模组包括位于所述盖板的下方的光源，所述光源被配置成发出光线并经所述光学指纹传感器和所述盖板传输至所述触摸区的上方区域。

3.如权利要求1所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述光学指纹识别模组包括设置在所述凹槽的光源，所述光源被配置成发出光线并经所述盖板传输至所述触摸区的上方区域。

4.如权利要求1所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述光学指纹识别模组包括位于所述盖板下方的第一光源和设置在所述凹槽的第二光源，

所述第一光源被配置成发出光线并经所述光学指纹传感器和所述盖板传输至所述触摸区的上方区域，

所述第二光源被配置成发出光线并经所述盖板传输至所述触摸区的上方区域。

5.如权利要求1所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述光学指纹传感器包括光感层和设置在所述光感层上的光学层，所述光学层位于所述光感层和所述盖板之间，所述光学层形成有微透镜阵列。

6.如权利要求5所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述光学指纹识别模组包括连接所述光感层上表面的覆晶薄膜，所述覆晶薄膜上设置有读出电路，所述读出电路用于获取所述光感层的输出信号。

7.如权利要求6所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述光学指纹识别模组包括连接所述覆晶薄膜的柔性电路板，所述柔性电路板上设置有控制芯片，所述控制芯片连接所述读出电路并用于控制所述读出电路读出所述光感层的输出信号。

8.如权利要求1所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述光学指纹识别组件包括光学胶，所述光学胶连接所述光学指纹传感器和所述盖板。

9.一种电子装置，其特征在于，包括：

壳体；和

权利要求1-8任一项所述的光学指纹识别组件。

10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置包括显示屏，所述显示屏贴合在所述盖板的下表面，所述显示屏与所述光学指纹传感器间隔设置。