CN109508616A - 光学指纹识别组件及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学指纹识别组件及电子装置。光学指纹识别组件包括盖板及光学指纹识别模组。所述盖板的下表面开设有安装槽，所述盖板在所述安装槽的顶面形成有光学层。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包括光感层和所述光学层，所述光学层位于所述光感层的上方，所述光感层至少部分地设置在所述安装槽内。上述光学指纹识别组件中，光学指纹传感器的光学层形成在盖板，并在盖板上开槽容纳光感层，从而减薄了光学指纹识别组件的厚度，更容易集成在电子装置特别是便携式电子装置中，能够满足电子装置设计轻薄的需求。

Description

光学指纹识别组件及电子装置

技术领域

本发明涉及生物识别技术领域，尤其是涉及一种光学指纹识别组件及电子装置。

背景技术

相关技术中，光学指纹识别模组的厚度较厚，难以集成在手机等电子装置中，无法满足电子装置设计轻薄的需求。

发明内容

本发明的实施方式提供一种光学指纹识别组件及电子装置。

本发明实施方式的一种光学指纹识别组件包括：

盖板，所述盖板的下表面开设有安装槽，所述盖板在所述安装槽的顶面形成有光学层；

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包括光感层和所述光学层，所述光学层位于所述光感层的上方，所述光感层至少部分地设置在所述安装槽内。

本发明实施方式的光学指纹识别组件，光学指纹传感器的光学层形成在盖板，并在盖板上开槽容纳光感层，从而减薄了光学指纹识别组件的厚度，更容易集成在电子装置特别是便携式电子装置中，能够满足电子装置设计轻薄的需求。

在某些实施方式中，所述光学层形成有微透镜阵列，所述微透镜阵列位于所述光感层的上方。

如此，微透镜阵列可以汇聚光线，有助于使更多手指反射的光线投射至光感层，从而使得光学指纹传感器能够获取较多光线以形成指纹数据，有助于提高光学指纹识别组件的准确度。

在某些实施方式中，所述光学层形成有网孔结构，所述网孔结构位于所述光感层的上方。

如此，使得感应区能够获取较多光线以形成指纹数据，有助于提高光学指纹识别组件的准确度。

在某些实施方式中，所述光感层形成感应区，所述光学层覆盖所述感应区。

如此，光学层覆盖感应区有助于使更多的手指反射的光线投射至感应区，从而提高采集到的指纹信息的数据量。

在某些实施方式中，所述光学指纹识别模组包括电路板组件，所述电路板组件连接所述光感层的下表面，所述电路板组件被配置成连接所述光感层和所述光学指纹传感器的外部电路。

如此，电路板组件可将光感层获取到的指纹信息传输至光学指纹传感器的外部电路以实现指纹识别功能。

在某些实施方式中，所述光学指纹识别模组包括输出芯片和控制单元，所述电路板组件包括第一电路板和第二电路板，所述第一电路板连接所述光感层的下表面和所述第二电路板，所述输出芯片和所述控制单元设置在所述第一电路板，所述控制单元用于控制所述输出芯片读取所述光感层的输出信号并传输至所述控制单元，所述控制单元还用于存储所述光感层的输出信号，并通过所述第二电路板将所述光感层的输出信号传输至所述外部电路。

如此，输出芯片读取光感层的输出的带有指纹信息的电信号，并将带有指纹信息的光感层的电信号存储在控制单元，再通过第二电路板将带有指纹信息的光感层的电信号传输至外部电路，从而使外部电路获取到指纹信息，进而进行指纹识别。

在某些实施方式中，所述第一电路板设置有第一连接器，所述第二电路板设置有第二连接器，所述第一连接器与所述第二连接器可拆卸地连接，所述第二电路板为柔性电路板。

如此，第一连接器与第二连接器可拆卸地连接使得第二电路板损坏时，可将第一电路板和第二电路板分离以单独更换第二电路板，无需更换整个光学指纹识别模组。

在某些实施方式中，所述光学指纹识别组件包括显示屏，所述显示屏贴合在所述光感层的下表面及所述盖板的下表面；或所述显示屏贴合在所述盖板的下表面并与所述光学指纹传感器间隔。

如此，显示屏为光学指纹识别组件提供光源，以便光学指纹识别模组实现光学指纹识别功能。

在某些实施方式中，所述光学指纹传感器的下表面相对于所述盖板的下表面凸出。

如此，便于将光学指纹传感器安装在安装槽内。

在某些实施方式中，所述光学指纹传感器的下表面相对于所述盖板的下表面齐平。

如此，便于将显示屏贴合在光感层的下表面及盖板的下表面。

在某些实施方式中，所述光学指纹识别模组包括光源，所述光源位于所述盖板的下方，所述光源被配置成发射光线至所述光学指纹传感器，所述光学指纹传感器被配置成将所述光源发射的光线传输至所述盖板的上方，和接收由所述盖板的上方反射的所述光源发射的光线。

如此，光源发射的光经手指反射后投射至光感层，从而使光感层获取到手指的指纹信息。

本发明实施方式的一种电子装置，包括上述任一实施方式的光学指纹识别组件。

上述电子装置中，光学指纹传感器的光学层形成在盖板，并在盖板上开槽容纳光感层，从而减薄了光学指纹识别组件的厚度，更容易集成在电子装置特别是便携式电子装置中，能够满足电子装置设计轻薄的需求。

本发明的实施方式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，或通过本发明的实施方式的实践了解到。

附图说明

本发明的实施方式的上述和/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另一结构示意图。

图3是本发明实施方式的光学指纹识别组件的又一结构示意图。

图4是本发明实施方式的光学指纹识别组件的再一结构示意图。

主要元件符号说明：

光学指纹识别组件10，盖板12，安装槽122，光学层124，光学指纹识别模组14，光学指纹传感器142，光感层1422，感应区1422a，电路板组件144，第一电路板1442，第一连接器1443，第二电路板1444，第二连接器1445，输出芯片146，控制单元148，光源141，显示屏16，凹槽162。

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”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，也可以是电连接或可以相互通讯；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。

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。

请参阅图1，本发明实施方式的一种光学指纹识别组件10包括盖板12及光学指纹识别模组14。盖板12的下表面开设有安装槽122，盖板12在安装槽122的顶面形成有光学层124。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包括光感层1422和光学层124，光学层124位于光感层1422的上方，光感层1422至少部分地设置在安装槽122内。

本发明实施方式的光学指纹识别组件10，光学指纹传感器142的光学层124形成在盖板12上，并在盖板12上开槽容纳光感层1422，从而减薄了光学指纹识别组件10的厚度，更容易集成在电子装置特别是便携式电子装置中，能够满足电子装置设计轻薄的需求。

可以理解，本发明实施方式的光学指纹识别组件10可应用于但不限于解锁、文件加密、支付验证、身份验证等应用场景。

具体地，光学指纹传感器142可采用CMOS传感器。

在相关技术中，光学指纹识别模组包括光学层和光感层，光学层用于汇聚光线至光感层，使更多的手指反射的光线投射至光感层，从而提高采集到的指纹信息的数据量。光感层用于感应从光学层射入的被手指反射的光线以获取手指的指纹信息。本发明实施方式的光学指纹识别组件10中，光学层124形成在盖板12上，因此省去了额外的光学层124，从而减薄了光学指纹识别组件10的厚度。并且光感层1422也至少部分地设置在盖板12下表面开设的安装槽122内，进一步地减薄了光学指纹识别组件10的厚度。

在本发明实施方式中，光感层1422部分地设置在安装槽122内，也就是说，光感层1422存在相对于盖板的下表面凸出的部位。在其它实施方式中，光感层1422可完全地设置在安装槽122内，也就是说，光感层1422不存在相对于盖板的下表面凸出的部位。

在某些实施方式中，光学层124形成有微透镜阵列，微透镜阵列位于光感层1422的上方。

如此，微透镜阵列可以汇聚光线，有助于使更多手指反射的光线投射至光感层1422，从而使得光学指纹传感器142能够获取较多光线以形成指纹数据，有助于提高光学指纹识别组件10的准确度。

具体地，光学指纹识别组件10采集指纹时，手指作用在盖板122的上表面与光学层124对应的位置，光学层124的微透镜阵列将手指反射的光线汇聚至光感层1422，使得光感层1422能够获取较多光线以形成指纹数据。

在某些实施方式中，光学层124形成有网孔结构，网孔结构位于光感层1422的上方。

如此，网孔结构使得光感层1422能够获取较多光线以形成指纹数据，有助于提高光学指纹识别组件10的准确度。

具体地，网孔结构形成小孔成像区。小孔成像区形成有多个小孔，每个小孔可运用小孔成像原理将光线投射到光感层1422。在某些实施方式中，小孔可为盲孔或通孔。通孔贯穿盖板12的上表面和安装槽122的顶面。盲孔贯穿盖板12的上表面或安装槽122的顶面。在一个例子中，小孔为盲孔，且盲孔贯穿安装槽122的顶面。

在某些实施方式中，光感层1422形成感应区(active area，AA区)1422a，光学层124覆盖感应区1422a。

如此，光学层124覆盖感应区1422a有助于使更多的手指反射的光线投射至感应区1422a，从而提高采集到的指纹信息的数据量。

具体地，光感层1422包括基底(图未示)、设置在基底上的多个光敏元件(图未示)和连接线路(图未示)。在一些例子中，基底可为半导体基底。光敏元件和连接线路均可通过光刻工艺形成在基底上。多个光敏元件形成感应区1422a(AA区)，基底上其他区域形成非感应区1422b(非AA区)，非感应区1422b设置有连接线路。多个光敏元件可以将光信号转换成电信号，光敏元件例如是光电二极管。连接线路连接多个光敏元件。当手指作用在盖板12上与感应区1422a对应的位置时，光学层124将从手指反射的光线汇聚投射至感应区1422a，光敏元件感应带有指纹信息的光线并转化为电信号。

在某些实施方式中，光学指纹识别模组14包括电路板组件144，电路板组件144连接光感层1422的下表面，电路板组件144被配置成连接光感层1422和光学指纹传感器142的外部电路。

如此，电路板组件144可将光感层1422获取到的指纹信息传输至光学指纹传感器142的外部电路以实现指纹识别功能。

具体地，连接线路电连接多个光敏元件和电路板组件144，多个光敏元件感应带有指纹信息的光线并转化为电信号之后，连接线路将获取到的指纹信息传递至电路板组件144，从而实现将光感层1422获取到的指纹信息传输至光学指纹传感器142的外部电路。

在某些实施方式中，光学指纹识别模组14包括输出芯片146和控制单元148，电路板组件144包括第一电路板1442和第二电路板1444，第一电路板1442连接光感层1422的下表面和第二电路板1444，输出芯片146和控制单元148设置在第一电路板1442，控制单元148用于控制输出芯片146读取光感层1422的输出信号并传输至控制单元148，控制单元148还用于存储光感层1422的输出信号，并通过第二电路板1444将光感层1422的输出信号传输至外部电路。

如此，输出芯片146读取光感层1422的输出的带有指纹信息的电信号，并将带有指纹信息的光感层1422的电信号存储在控制单元148，再通过第二电路板1444将带有指纹信息的光感层1422的电信号传输至外部电路，从而使外部电路获取到指纹信息，进而进行指纹识别。

在某些实施方式中，第一电路板1442设置有第一连接器1443，第二电路板1444设置有第二连接器1445，第一连接器1443与第二连接器1445可拆卸地连接，第二电路板1444为柔性电路板。

如此，第一连接器1443与第二连接器1445可拆卸地连接使得第二电路板1444损坏时，可将第一电路板1442和第二电路板1444分离以单独更换第二电路板1444，无需更换整个光学指纹识别模组14。

具体的，第一连接器1443和第二连接器1445分别包括插件、插头及插座等起连接作用的部件。在一个实施方式中，第一连接器1443和第二连接器1445分别是可以对插的插件，当第一连接器1443和第二连接器1445对插时，第一电路板1442和第二电路板1444接通以实现信号传输。当第一连接器1443和第二连接器1445断开时，第一电路板1442和第二电路板1444断路。

请参阅图2，在某些实施方式中，光学指纹识别组件10包括显示屏16，显示屏16贴合在光感层1422的下表面及盖板12的下表面。

如此，显示屏16为光学指纹识别组件10提供光源，以便光学指纹识别模组14实现光学指纹识别功能。

具体地，显示屏16可为触摸显示屏16。显示屏16包括OLED或AMOLED。本发明实施方式中，显示屏16包括AMOLED。

可以理解，显示屏16贴合在光感层1422的下表面时，显示屏16可为主动式发光显示屏16(例如OLED或AMOLED)，显示屏16可作为光源向感应区1422a上方的区域发射光线，使得手指放置在与感应区1422a相对应的盖板12的上表面部位进行指纹识别时，感应区1422a能够接收到足够的光线以形成指纹信息。如此，利用显示屏16作为光学指纹识别模组14的光源，无需设置额外光源，可减少电子装置的元器件，有助于减小电子装置的体积，从而使电子装置轻薄化。

进一步地，显示屏16通过光学胶(OCA)贴合在盖板12的下表面。

请参图3，在某些实施方式中，显示屏16贴合在盖板12的下表面并与光学指纹传感器142间隔。如此，光学指纹传感器142与显示屏16间隔，使得用户能够快速识别盖板12上的光学指纹识别区域。

请参图1和图2，在某些实施方式中，光学指纹传感器142的下表面相对于盖板12的下表面凸出。

如此，便于将光学指纹传感器142安装在安装槽122内。

具体地，当显示屏16与光学指纹传感器142和盖板12贴合时，显示屏16的上表面开设有凹槽162，光学指纹传感器142的下表面相对于盖板12的下表面凸出的部分置于凹槽162内。这样便于装配盖板12、光学指纹传感器142和显示屏16。

显示屏16包括上基板、下基板及位于上基板和下基板之间的发光元件(对于自发光显示屏16，发光元件例如是有机发光二极管(OLED)或等离子体发光元件)和/或开关器件(对于液晶显示屏16，开关器件例如为晶体管)。上、下基板可采用玻璃制成。凹槽162可开设在上基板的上表面。如此，光学指纹传感器142不会导致增加光学指纹识别组件10的厚度，进一步地使电子装置轻薄化。

请参阅图4，在某些实施方式中，光学指纹传感器142的下表面相对于盖板12的下表面齐平。

如此，便于将显示屏16贴合在光感层1422的下表面及盖板12的下表面，光学指纹传感器142不会导致增加光学指纹识别组件10的厚度，也避免了在显示屏16上开槽。

请参阅图1，在某些实施方式中，光学指纹识别模组14包括光源141，光源141位于盖板12的下方，光源141被配置成发射光线至光学指纹传感器142，光学指纹传感器142被配置成将光源141发射的光线传输至盖板12的上方，和接收由盖板12的上方反射的光源141发射的光线。

如此，光源141发射的光经手指反射后投射至光感层1422，从而使光感层1422获取到手指的指纹信息。

在本发明实施方式中，光源141可为显示屏，也可为单独的光源。例如，在图2和图4的示例中，光源为显示屏16；又如，在图3的示例中，显示屏16与光学指纹传感器142间隔，光学指纹识别模组包括光源141，光源141为单独的光源，并可设置在第二电路板1444上。

在一个例子中，光源141向光感层1422发射入射光线，入射光线穿过光感层1422和光学层124后投射至光学层124的上方的区域到达盖板12上方。当手指作用到盖板12上与感应区1422a对应的位置时，从光源141发出的入射光线被手指反射形成反射光线，反射光线经光学层124投射至光感层1422的光敏元件，光敏元件将投射至光敏元件上的入射光线及反射光线转化成带有指纹信息的电信号并输出，输出芯片146读取光敏元件输出的电信号并传输至控制单元148，控制单元148滤去入射光线的电信号并处理反射光线的电信号以得到手指的指纹信息。

在其它例子中，光感层1422的基底与每个光敏元件之间可设置有遮光层，光源141发射的入射光线经多个遮光层之间的间隙出射至光学层124及光学指纹识别组件10的外部。如此，控制单元148可直接处理光敏元件输出的电信号以得到手指的指纹信息。

本发明实施方式的一种电子装置，包括上述任一实施方式的光学指纹识别组件10。

上述电子装置中，光学指纹传感器142的光学层124形成在盖板12，并在盖板12上开槽容纳光感层1422，从而减薄了光学指纹识别组件10的厚度，更容易集成在电子装置特别是便携式电子装置中，能够满足电子装置设计轻薄的需求。

电子装置包括但不限于手机、平板电脑、可穿戴设备、门禁装置、ATM机等使用光学指纹识别功能的电子装置。

例如，电子装置为手机时，光学指纹识别组件10可用于手机解锁、文件加密、支付验证等应用场景。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“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”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。

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至少一个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、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 (12)

1.一种光学指纹识别组件，其特征在于，包括：

盖板，所述盖板的下表面开设有安装槽，所述盖板在所述安装槽的顶面形成有光学层；

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包括光感层和所述光学层，所述光学层位于所述光感层的上方，所述光感层至少部分地设置在所述安装槽内。

2.根据权利要求1所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述光学层形成有微透镜阵列，所述微透镜阵列位于所述光感层的上方。

3.根据权利要求1所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述光学层形成有网孔结构，所述网孔结构位于所述光感层的上方。

4.根据权利要求1所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述光感层形成感应区，所述光学层覆盖所述感应区。

5.根据权利要求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电路板组件，所述电路板组件连接所述光感层的下表面，所述电路板组件被配置成连接所述光感层和所述光学指纹传感器的外部电路。

6.根据权利要求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输出芯片和控制单元，所述电路板组件包括第一电路板和第二电路板，所述第一电路板连接所述光感层的下表面和所述第二电路板，所述输出芯片和所述控制单元设置在所述第一电路板，所述控制单元用于控制所述输出芯片读取所述光感层的输出信号并传输至所述控制单元，所述控制单元还用于存储所述光感层的输出信号，并通过所述第二电路板将所述光感层的输出信号传输至所述外部电路。

7.根据权利要求6所述的光学指纹识别组件，其特征在于，所述第一电路板设置有第一连接器，所述第二电路板设置有第二连接器，所述第一连接器与所述第二连接器可拆卸地连接，所述第二电路板为柔性电路板。

8.根据权利要求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显示屏，所述显示屏贴合在所述光感层的下表面及所述盖板的下表面；或所述显示屏贴合在所述盖板的下表面并与所述光学指纹传感器间隔。

9.根据权利要求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的下表面相对于所述盖板的下表面凸出。

10.根据权利要求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的下表面相对于所述盖板的下表面齐平。

11.根据权利要求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光源，所述光源位于所述盖板的下方，所述光源被配置成发射光线至所述光学指纹传感器，所述光学指纹传感器被配置成将所述光源发射的光线传输至所述盖板的上方，和接收由所述盖板的上方反射的所述光源发射的光线。

12.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的光学指纹识别组件。