CN110007376A - 一种生物特征检测结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种生物特征检测结构及其制造方法。所述生物特征检测结构包括透光层，在透光层一侧设置有光源和光敏元件，在透光层另一侧设置有高折射率层，利用显示屏原有光源及透光层，将光学检测必须的光源与显示屏自身光源结合，并在原有玻璃层上设置高折射率层的方法，在不影响屏幕显示性能的前提下开创性地实现了指纹检测，并通过在透光层与高折射率层之间设置介质层增强检测效果，实现了电子设备显示屏与指纹识别检测系统兼容。本申请提供的制造方法简便易行，在电子设备显示屏原有结构的基础上继续镀膜即可实现。
Description
技术领域
本发明涉及光学检测领域，特别的涉及一种生物特征检测结构及其制造方法。
背景技术
随着社会经济和科学技术的发展，以及现代化进程的不断深入，各种电子设备层出不穷。常见的电子设备有手机、台式计算机、笔记本电脑和平板电脑等。一般而言，这些电子设备都具有显示屏。一部分电子设备的显示屏除提供显示功能外，还用于实现其他人机交互功能，如触摸检测等功能。例如，智能手机的显示屏往往还用于实现智能手机对手指的接触做出反应。
为满足上述人机交互功能，电子设备的显示屏有着众多的技术要求和技术处理方法。例如，为节省电源消耗，降低屏幕厚度等，发展出了LCD屏幕和OLED屏幕等。
随着指纹识别技术的发展，电子设备中指纹识别技术的应用也越来越普及，如智能手机中的指纹解锁等功能。通常指纹识别结构设置于电子设备显示屏之外的部件上，例如，在智能手机上，通常在手机背部开设专用区域来设置指纹识别设置，而不能在显示屏上实现指纹检测/识别功能。这是因为在显示屏上实现指纹检测/识别功能存在许多实际困难，目前指纹检测技术主要基于以下三种技术，一是电容检测方式，二是超声检测方式，三是光学检测方式，但是，以上前两种检测均很难应用于显示屏上，具体地：
电容检测方式中使用的电容检测材料通常为不透光材料，在显示屏上设置不透光的电容材料则会大大地损失显示屏的有效显示面积，这与追求大显示屏的需求是相悖的；超声指纹检测方式，由于检测端只能放在显示屏下面，从而分辨率低，不能辨识出指纹。
采用光学检测方式的指纹检测/识别结构需要设置三棱镜等光学器件，会极大的增加电子设备的厚度，这与对电子设备更轻更薄的要求是相违背的，并且，通过设置有三棱镜等光学器件检测结构导致显示屏无法正常显示，不能与现有显示屏集成。
由于电子设备厂商电子设备上所用显示屏的参数，如透射率、强度、韧度等理化参数已经经过严格筛选和设定，在综合各项指标的基础上选择出了目前的显示屏，因此，如何在对现有屏幕改动较小的前提下，实现对指纹、掌纹的清晰检测，实现显示屏对指纹检测设备的兼容是一个亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供种一种生物特征检测结构，所述检测结构直接利用电子设备的显示屏玻璃及显示屏光源作为透光层和光源，通过在透光层上设置高折射率层使得所述检测结构获得清楚的指纹图像，所述检测结构能够与智能手机等电子设备兼容，能够在不影响电子设备显示效果的前提下，在电子设备的显示屏上实现指纹和/或掌纹等采集、识别的功能。
所述检测结构包括透光层1，在所述透光层1的一侧设置有光敏元件2，在所述透光层1的另一侧设置有高折射率层3，并且，所述高折射率层3的折射率大于所述透光层1的折射率，所述生物特征为指纹和/或掌纹，在检测时，所述生物特征与所述高折射率层相接触。
在一种可实现的方式中，所述检测结构还包括光源4，所述光源4与所述光敏元件2设置于所述透光层1同侧。
进一步地，所述光源4为显示屏光源，所述透光层1为显示屏玻璃。
可选地，所述高折射率层3与所述透光层1相贴合。
此外，本发明人根据理论计算和实验均发现，如果所述高折射率层3的折射率进一步增大，则光线由透光层1进入高折射率层3时会产生较多的反射，从而降低了进入并到达高折射率层3上表面的光线强度，从而降低了高折射率层3上表面的反射光强度，进而会降低采集到的指纹图像的清晰度。
为消除由于所述高折射率层3折射率过大而引起的纹理图像清晰度降低，所述指纹检测结构在所述高折射率层3与所述透光层1之间设置有在所述高折射率层3与所述透光层1之间设置有一层或多层介质层5，所述介质层5具有预设的折射率和/或厚度，所述介质层5用于使得光敏元件所获得的生物特征图像的清晰度相对于不设置介质层5增高。
在一种可实现的方式中，在所述高折射率层3与所述透光层1之间设置有一层介质层5，所述介质层5的折射率小于所述高折射率层3的折射率并且大于所述透光层1的折射率。
在一种可实现的方式中，在所述高折射率层3与所述透光层1之间设置有多层介质层5，每层所述介质层5的折射率小于所述高折射率层3的折射率并且大于所述透光层1的折射率，由靠近所述透光层1的一侧向靠近所述高折射率层3的一侧，各层所述介质层5的折射率依次增大。
可以利用高折射率层3的上下表面反射光之间发生干涉相加，使得在入射光强度相同的条件下，使来自指纹谷区域的反射光强度更大，从而获得更为清晰的指纹图像。
在一种可实现的方式中，所述高折射率层的厚度为光线在高折射率层中波长的1/4。
然而，上述高折射率层会导致显示屏发生色移，而且，如果入射光波长不固定，例如自然光的情况，是宽谱光，折射率渐变的高折射率层3只会对一部分波长范围的入射光具有较好效果，而入射光中的其他波长分量效果较差。如果高折射率层3包括多层折射率高低不同，厚度不同的多个折射膜子层，则能对广谱的入射光都达到增强反射光的效果。
因此，所述指纹检测结构在所述高折射率层3与所述透光层1之间设置有多层第一介质层6和多层第二介质层7，所述第一介质层6的折射率与所述第二介质层7的折射率不同，所述第一介质层6与所述第二介质层7交替设置，使得所述第一介质层6和所述第二介质层7对包含多种波长的光束中的多种单色光都能增加透射到高折射率层的光的强度。
可选地，多层所述第一介质层6的厚度不同。
可选地，为使显示屏在被手指触摸后不会在显示屏表面残留有水渍或油渍等污渍，在所述高折射率层远离透光层一侧的表面上设置有用以防水防油的AF层(Anti-Fingerprint，防指纹层)，所述AF层与所述高折射率层相贴合。
本申请提供的生物特征检测结构包括透光层，在透光层一侧设置有光源和光敏元件，在透光层另一侧设置有高折射率层，利用显示屏原有光源及透光层，将光学检测必须的光源与显示屏自身光源结合，并在原有玻璃层上设置高折射率层的方法，在不影响屏幕显示性能的前提下开创性地实现了指纹检测，并通过在透光层与高折射率层之间设置介质层增强检测效果，实现了电子设备显示屏与指纹识别检测系统兼容。
本申请还提供了一种用于生物特征检测的光学结构的制造方法，所述方法包括：
制备透光层1，并在透光层1一侧设置光源4和光敏元件2；
在所述透光层1的另一侧的表面制备高折射率层3，所述高折射率层3的折射率大于所述透光层1的折射率，在检测时，所述生物特征与所述高折射率层相接触。
可选地，所述光学结构用于显示屏，所述透光层1为显示屏玻璃，所述光源4为显示屏光源。
可选地，所述高折射率层3的厚度为光源光线在高折射率层中波长的1/4。
可选地，在制备高折射率层3之前，还可以在所述透光层1制备高折射率层3同侧的表面制备介质层5，所述介质层5的折射率大于所述透光层1的折射率，并且小于所述高折射率层3的折射率。
可选地，所述透光层1、介质层5以及高折射率层3中相邻两层相互贴合。
各层所述介质层的折射率，由靠近所述透光层1的一侧向靠近所述高折射率层3的一侧，依次增大。
或者，在制备高折射率层3之前，还可以在所述透光层1制备高折射率层3同侧的表面制备多层第一介质层6和多层第二介质层7，所述第一介质层6的折射率与所述第二介质层7的折射率不同，所述第一介质层6与所述第二介质层7交替设置，使得所述第一介质层6和所述第二介质层7对包含多种波长的光束中的多种单色光都能增加透射到高折射率层的光的强度。
可选地，所述透光层1、第一介质层6、第二介质层7以及高折射率层3中相邻两层相互贴合。
可选地，多层所述第一介质层6的厚度不同。
在本申请中，在所述透光层1表面制备高折射率层3、介质层5、第一介质层6或者第二介质层7的方法可以为现有技术中任意一种用于在玻璃表面镀膜的方法，如真空镀膜，磁控溅射镀膜等。
在本申请中，所述用于生物特征检测的光学结构为前述生物特征检测结构。
本申请提供的制造方法简便易行，在电子设备显示屏原有结构的基础上继续镀膜即可实现。
附图说明
图1为现有技术中一种显示屏的结构示意图；
图2示出在图1所示显示屏上实现指纹检测的示意图；
图3为本申请实施例1的结构示意图；
图4为基于现有技术的显示屏，通过将手指与显示屏直接接触检测到的指纹图像；
图5是运用了本申请中提出的技术方案，手指通过高折射率层与显示屏接触，检测到的指纹图像；
图6为本申请实施例2的结构示意图；
图7为本申请实施例3的检测结构示意图。
附图标记说明
1-透光层，2-光敏元件，3-高折射率层，4-光源，5-介质，6-第一介质层，7-第二介质层，8-防指纹膜层，91-指纹脊，92-指纹谷，93-空气层。
具体实施方式
在具体介绍本申请的技术方案之前，首先介绍一下光反射和透射的基本公式。如果入射光线从折射率为n1的第一介质正入射到折射率为n2的第二介质，一部分光线透过第二介质，称为透射光线，另一部分光线在第一介质与第二介质的界面反射，称为反射光线。在正入射的情况下入射光线的反射率IR可以根据下列公式(1)计算获得：
IR＝(n1-n2)2/(n1+n2)2 公式(1)
在不考虑介质吸收的情况下，入射光线的透射率IT可以根据下列公式(2)计算获得：
IT＝1-IR 公式(2)
显然，由上述公式(1)和公式(2)可以看出，n1和n2的数值越接近，入射光线由第一介质射向第二介质时的透射率越高，反射率越低。
下面以检测指纹为例介绍本发明的技术方案。
图1为现有技术中一种显示屏的结构示意图，包括光源4(source)和透光层1两个部分，其中，所述透光层可以是玻璃层(glass)。该种显示屏显示内容的原理为：光源发出的光线L经过玻璃层，部分光线L1由玻璃层透射进入人眼，从而使人可以看见屏幕上的显示内容。值得注意得是，由于这一光源是显示屏自带的，而不是太阳光等自然光源，所以又称作显示屏光源。
值得注意的是，以上对显示屏技术的介绍是初步的，原理性的。现实中显示屏技术可能还包含各种变化，如可能包括OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二级管)发光层，触控层等。
本申请所述显示屏光源可以是现有技术中任意一种显示屏光源，如发光层，像素等。
图2示出在图1所示显示屏上实现指纹检测的示意图。如图2所示，由于手指上有高低不同的指纹脊91和指纹谷92，当手指接触玻璃层表面时，指纹脊91能够与玻璃层相贴合，而指纹谷92与玻璃层之间存在空气层93。一般来说，指纹脊的折射率为1.4至1.45之间，而空气的折射率为1.0，由于指纹脊的折射率与空气的折射率不同，根据上述公式(1)和公式(2)可知，由光源发出的光线在玻璃层与指纹脊或者空气层之间的界面形成的反射光的强度也会有差别。如图2所示，记玻璃层与手指接触的一侧为玻璃层上表面，来自指纹脊的反射光为L2，来自空气(同时也是指纹谷所在的位置)的反射光记为L3，设置于光源一侧的光敏元件(sensor)接收到反射光线L2与L3后，可以根据L2与L3的强度不同辨识出指纹脊和空气层，也就是辨识出指纹脊和指纹谷所处的位置，从而辨识出指纹。
显然，L2与L3强度差别越大，辨识出的指纹就越清晰。同时，由于存在环境光，这些环境光指纹辨识有干扰作用。因此，指纹脊与指纹谷所处位置的反射光强度越大，抗干扰能力也就越强，从而获得的指纹图像也越清晰。在显示器中，环境光可能包括显示屏光源的散射光，在某些界面的漫反射或全反射光，甚至包括部分外界光，如自然环境中的日光等等。
采用清晰度D来衡量指纹图像清晰程度，清晰度D可根据下列公式(3)计算：
D＝IRvallry-IRridgr 公式(3))
其中，IRvalley为单位光源下指纹谷反射光的光强，也就是单位化后的L2，IRridge为单位光源下指纹脊反射光的光强，也就是单位化后的L3。
清晰度D越大，认为指纹图像越清晰。
为了获得更清晰的指纹图像，一个直接的想法是增大光源的强度。然而对显示屏来说，光源强度是有上限的。而且，本申请发明人发现，更强的光源意味着更强的散射光干扰，也就是环境光更强，从而对指纹图像的干扰也会更强，导致获得的指纹图像的清晰度并不会有明显的提高。因此，采用单位化光源下的与L2与L3的差，能更好的反应清晰度。
在现有技术下，显示屏玻璃层的折射率通常为1.4至1.7之间。不妨设玻璃层折射率为1.5，这是最常见的玻璃层折射率。如果手指直接与现有技术中的显示屏接触，即图2所示情况，取手指折射率为1.45，根据上述公式(1)可以算出：
IRvalley1＝(nglass-nair)2/(nglass+nair)2＝(1.5-1)2/(1.5+1)2＝0.040
IRridge1＝(nglass-nskin)2/(nglass+nskin)2＝(1.5-1.45)2/(1.5+1.45)2＝0.00028
其中，nglass为玻璃折射率，nair为空气折射率。
从而根据公式(3)可以算出：
D1＝IRvalley1-IRridge1＝0.040-0.00028＝0.03972
可见这一数值是比较小的，也就是说，现有技术下，无法在不影响显示屏显示性能的前提下完全用现有技术中的显示屏来获得清晰的指纹图像。
为了提高清晰度D，本申请提出了一种光学检测结构，该光学结构可用于生物特征检测，生物特征包括指纹和/或掌纹。图3为本申请实施例1的结构示意图，所述检测结构包括透光层1、设置于透光层1一侧的光源4(source)和光敏元件2(sensor)，设置于透光层1另一侧的高折射率层3，在本实施例中，透光层与高折射率层贴合。高折射率层可以是通过镀膜(coating)的方式设置于透光层上的。
记所述高折射率层远离透光层一侧表面为高折射率层上表面，当进行指纹检测时，手指接触高折射率层上表面，光源4发射的光线经过透光层1和高折射率层3，在高折射率层上表面发生反射和透射，与上文中手指接触玻璃层上表面时情况类似，由于手指上有高低不同的指纹脊和指纹谷，指纹脊会与高折射率层接触，而指纹谷与高折射率层之间存在空气层。由于指纹脊的折射率与空气层的折射率不同，从而由高折射率层上表面反射的光线强度也会有差别，即图3中L2与L3强度有差别。设置于光源一侧的光敏元件(sensor)接收到反射光线L2与L3后，可以根据L2与L3的强度不同辨识出指纹脊和空气层，也就是辨识出指纹脊和指纹谷所处的位置，从而辨识出指纹。
在本实施例中，光源可以是显示屏光源，透光层可以是显示屏玻璃层(glass)，高折射率层可以通过镀膜的方式镀于玻璃层之上。从而本实施例可以很好的和现有显示技术兼容，不需要对已有显示屏进行大幅改动。
不失一般性，本实施例选择氧化锆作为高折射率层的材质。氧化锆兼具高透光率，高折射率，高硬度以及在镀膜过程中稳定性高等优点，适合作为本申请所述高折射率层的材料。
氧化锆折射率为1.9。将该折射率带入公式(1)和公式(2)，并考虑光从玻璃层进入高折射率层的透射，可以算出：
IRvalley2
＝(1-(ncoating-nglass)2/(nglass+ncoating)2)×(ncoating-nair)2/(ncoating+nair)2
＝(1-(1.9-1.5)2/(1.5+1.9)2)×(1.9-1)2/(1.9+1)2＝0.095
IRridge2
＝(1-(ncoating-nglass)2/(nglass+ncoating)2)×(ncoating-nskin)2/(ncoating+nskin)2
＝(1-(1.9-1.5)2/(1.5+1.9)2)×(1.9-1.45)2/(1.9+1.45)2＝0.0178
其中，ncoating为高折射率层折射率，nskin为待检测生物特征的折射率。
根据公式(3)可以算出：
D2＝IRvalley2-IRridge2＝0.095-0.0178＝0.0772
D2的数值(0.0772)大于前文算出的D1的数值(0.0392)，可见设置折射率高于透光层的高折射率层能够提高指纹图像的清晰度。
图4为基于现有技术的显示屏，通过将手指与显示屏直接接触检测到的指纹图像。图5是运用了本申请中提出的技术方案，手指通过高折射率层与显示屏接触，检测到的指纹图像。显然，与图4相比，图5具有较高的清晰度，实验结果说明了本申请技术方案的优越性。
申请人发现，与直接采用现有技术中显示屏获得的指纹图像相比，如果高折射率层3的折射率大于1.5并且小于2.6，获得的指纹图像具有更好清晰度，并且对显示屏性能影响较低。如果高折射率层3的折射率小于1.5，则获得的指纹图像的清晰度与直接使用现有技术中显示屏获得的指纹图像的清晰度并无多大差别；而如果高折射率层3的折射率大于2.6，当不检测指纹时，会有较多的光线被高折射率层上表面反射，从而降低从高折射率层上表面透射并进入人眼的光线，进而会使得显示屏变暗，降低显示屏性能。并且，折射率大于2.6的材料在工业上也难以制造，或难以与显示屏玻璃稳定贴合。
除氧化锆之外，氧化钛、氧化铝、氧化铊等金属氧化物或主要成分为金属氧化物的混合物也适于制造高折射率层。高折射率层往往采用蒸镀工艺制备，其厚度通常在45nm～300nm之间。
申请人进一步发现，光线由玻璃层进入高折射率层时会产生较多的反射，从而降低了进入高折射率层并到达高折射率层上表面的光线强度，进而降低了高折射率层上表面的反射光强度，导致指纹图像清晰度降低。为解决这一问题，本申请进一步提出了实施例2的技术方案。
图6为本申请实施例2的结构示意图，在图6中一并示出了光路图。下面结合图6介绍本申请实施例2。本实施例与实施例1最大的不同在于，在本实施例中，在高折射率层3与透光层1之间还包括一层或多层介质层5，例如，包括N层介质层，其中，底层的介质层与透光层相贴合，并且其折射率大于透光层；顶层的介质层位于所述高折射率层下方，与所述高折射率层贴合，并且其折射率小于高折射率层；所述高折射率层位于顶层的介质层之上，在检测指纹时手指与所述高折射率层3接触。由靠近所述透光层1的一侧向靠近高折射率层3的一侧，各层所述介质层5的折射率依次增大。
为方便说明，如图6所示，不妨设N＝2，即，在高折射率层与透光层之间还包括底层的介质层5和顶层的介质层5，并且假设透光层1的折射率为1.5，高折射率层的折射率＝1.9。
则通过材料选择使得：
底层的介质层的折射率＝1.7，
顶层的介质层的折射率1.8，
在不考虑波动性，但考虑相邻两层之间光透射的情况下：
依次计算从玻璃层到高折射率层相邻两层的反射：
I1＝(1.7-1.5)2/(1.7+1.5)2＝0.0039
I2＝(1-0.0039)(1.8-1.7)2/(1.7+1.8)2＝0.00081
I3＝(1-0.0039-0.00081)(1.9-1.8)2/(1.8+1.9)2＝0.00073
IRvalley′＝(1-0.0039-0.00081-0.00073)(1-1.9)2/(1+1.9)2＝0.0958
IRridge′＝(1-0.0039-0.00081-0.00073)(1.45-1.9)2/(1.45+1.9)2＝0.0179
其中，I1表示透光层与第1介质层之间的反射；I2表示第1介质层与第2介质层之间的反射；I3表示第2介质层与高折射率层之间的反射；IRvalley′表示高折射率层与指纹谷之间的反射；IRridge′表示高折射率层与指纹脊之间的反射。
根据公式(3)可得：
D′＝I′Rvalley-I′Rridge＝0.0778>D2
由此可见，在透光层与高折射率层折射率不变的情况下(实施例1与实施例2透光层折射率均为1.5，高折射率层折射率均为1.9)，设置折射率逐渐增大的多层介质层确实提高了指纹图像清晰度。通过在高折射率层与透光层之间设置介质层，可以使得由设置于透光层一侧的光源发出的光线由透光层射向高折射率层时，在透光层上表面发生反射的光线减少，透射的光线增多，从而有更多光线到达高折射率层上表面，使得在高折射率层上表面形成的反射光强度增大，进而提高指纹图像清晰度。
如果在高折射率层3与透光层1之间只设置有一层介质层，则只要该介质层折射率小于高折射率层折射率，并且大于透光层折射率，也能起到增加图像清晰度的效果。具体证明过程可以参见前述在高折射率层3与透光层1之间设置有多层介质层5，这里不再赘述。
与实施例1类似，在本实施例中，光源也可以是显示屏光源，透光层也可以是显示屏玻璃层(glass)，介质层与高折射率层可以通过镀膜的方式依次镀于玻璃层之上。从而本实施例可以很好地与现有显示技术兼容，不需要对已有显示屏进行大幅改动。
进一步地，本发明人发现，可以利用光的波动性，通过使光相干干涉来增强反射光强度。
具体的，对于仅设置有一层高折射率层，不包括介质层的检测结构，可以将所述高折射率层的厚度设置为1/4光源光线在高折射率层中波长，使得在高折射率层上表面形成的反射光和在玻璃层上表面形成的反射光干涉相加，从而增加了来自指纹的反射光。
本发明人发现，使用上述高折射率层，会导致显示屏发生色移。而且，如果入射光波长不固定，例如自然光等宽谱光，上述方式只会对一部分入射光具有较好效果，入射光中的其他波长分量效果较差。
为了解决上述问题，本申请进一步提出了在高折射率层与玻璃层之间设置多层厚度及折射率不同的介质层。在一种可实现的方式中，如图7所示，在所述高折射率层3与所述透光层1之间设置有多层第一介质层6和多层第二介质层7，所述第一介质层6的折射率与所述第二介质层7的折射率不同，所述第一介质层6与所述第二介质层7交替设置，使得所述第一介质层6和所述第二介质层7对包含多种波长的光束中的多种单色光都能增加透射到高折射率层的光的强度。例如，透光层的折射率为1.5，第一介质层的折射率为1.6，第二介质层的折射率为1.8，高折射率层的折射率为1.9，则在透光层与高折射率层之间可以交替设置多层第一介质层和第二介质层，例如交替设置两层第一介质层和两层第二介质层。具体地，如果交替设置两层第一介质层和两层第二介质层，则由透光层至高折射率层，各层的折射率可依次设置为1.5，1.6，1.8，1.6，1.8，1.9；如果交替设置三层第一介质层和三层第二介质层，则由透光层至高折射率层，各层的折射率可依次设置为1.5，1.8，1.6，1.8，1.6，1.8，1.6，1.9。通过设置每个第一介质层和第二介质层的厚度，可以在宽广谱范围内增强透射到高折射率层上表面的光线强度，从而增强指纹的反射光强度。
有关各层厚度和折射率可根据波动光学为原理进行具体设置，所述波动光学原理可以参考光学增透和增反多层膜的设计与计算[J],材料科学,2017,7(1):78-87。
可选的，无论是实施例1还是实施例2中的方案，都可以在所述高折射率层上表面镀覆一层AF(Anti-Fingerprint)膜，即防指纹膜，用以使显示屏具有防水防油等功能。这一层AF膜的厚度选取的非常薄，在1nm-20nm之间，该厚度远小于可见光波长，从而对整个实施方案的光学特性不会有明显影响。当检测指纹时，手指放置于高折射率层上，虽然此时手指是与AF膜接触的，但是从光学特性的角度考虑，仍可认为手指是与高折射率层接触的。
在现有技术中，不存在可以通过手指触摸屏幕就能检测到指纹，同时又不影响手指触摸区域显示性能的技术方案。本申请通过将光学检测必须的光源与显示屏自身光源结合，并在原有玻璃层上设置高折射率层的方法，在不影响屏幕显示性能的前提下开创性地实现了指纹检测，解决了该领域长期未能解决的问题，具有重大的创新意义与经济价值。而且，本检测结构不仅可以用于显示屏上，也可以用于其余光学指纹检测仪器上。通过在与手指接触界面上镀覆高折射率介质，可以增加来自指纹的反射光的清晰度。
本申请还提供了一种用于生物特征检测的光学结构的制造方法，所述方法包括：
制备透光层1，并在透光层1一侧设置光源4和光敏元件2；
在所述透光层1的另一侧的表面制备高折射率层3，所述高折射率层3的折射率大于所述透光层1的折射率，在检测时，所述生物特征与所述高折射率层相接触。
可选地，所述光学结构用于显示屏，所述透光层1为显示屏玻璃，所述光源4为显示屏光源。
可选地，所述高折射率层3的厚度为光源光线在高折射率层中波长的1/4。
可选地，在制备高折射率层3之前，还可以在所述透光层1的制备高折射率层3同侧的表面制备介质层5，所述介质层5的折射率大于所述透光层的折射率，并且小于所述高折射率层3的折射率。
可选地，所述透光层1、介质层5以及高折射率层3中相邻两层相互贴合。
各层所述介质层的折射率，由靠近所述透光层1的一侧向靠近所述高折射率层3的一侧，依次增大。
或者，在制备高折射率层3之前，还可以在所述透光层1制备高折射率层3同侧的表面制备多层第一介质层6和多层第二介质层7，所述第一介质层6的折射率与所述第二介质层7的折射率不同，所述第一介质层6与所述第二介质层7交替设置，使得所述第一介质层6和所述第二介质层7对包含多种波长的光束中的多种单色光都能增加透射到高折射率层的光的强度。
可选地，所述透光层1、第一介质层6、第二介质层7以及高折射率层3中相邻两层相互贴合。
可选地，多层所述第一介质层6的厚度不同。
在本申请中，在所述透光层1的另一侧的表面制备高折射率层3、介质层5、第一介质层6或者第二介质层7的方法可以为现有技术中任意一种用于在玻璃表面镀膜的方法，如真空镀膜，磁控溅射镀膜等。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种生物特征检测结构，其特征在于，所述检测结构包括透光层(1)，在所述透光层(1)的一侧设置有光敏元件(2)，在所述透光层(1)的另一侧设置有高折射率层(3)，并且，所述高折射率层(3)的折射率大于所述透光层(1)的折射率，在检测时，所述生物特征与所述高折射率层相接触。
2.根据权利要求1所述的检测结构，其特征在于，所述检测结构还包括光源(4)，所述光源(4)与所述光敏元件(2)设置于所述透光层(1)同侧。
3.根据权利要求2所述的检测结构，其特征在于，所述光源(4)为显示屏光源，所述透光层(1)为显示屏玻璃。
4.根据权利要求1所述的检测结构，其特征在于，所述高折射率层(3)与所述透光层(1)相贴合。
5.根据权利要求1所述的检测结构，其特征在于，在所述高折射率层(3)与所述透光层(1)之间设置有一层或多层介质层(5)，所述介质层(5)具有预设的折射率和/或厚度，使得光敏元件所获得的生物特征图像的清晰度相对于不设置介质层(5)增高。
6.根据权利要求5所述的检测结构，其特征在于，在所述高折射率层(3)与所述透光层(1)之间设置有一层介质层(5)，所述介质层(5)的折射率小于所述高折射率层(3)的折射率并且大于所述透光层(1)的折射率。
7.根据权利要求5所述的检测结构，其特征在于，在所述高折射率层(3)与所述透光层(1)之间设置有多层介质层(5)，每层所述介质层(5)的折射率小于所述高折射率层(3)的折射率并且大于所述透光层(1)的折射率，由靠近所述透光层(1)的一侧向靠近所述高折射率层(3)的一侧，各层所述介质层(5)的折射率依次增大。
8.根据权利要求5所述的检测结构，其特征在于，在所述高折射率层(3)与所述透光层(1)之间设置有多层第一介质层(6)和多层第二介质层(7)，所述第一介质层(6)的折射率与所述第二介质层(7)的折射率不同，所述第一介质层(6)与所述第二介质层(7)交替设置，使得所述第一介质层(6)和所述第二介质层(7)对包含多种波长的光束中的多种单色光都能增加透射到高折射率层的光的强度。
9.根据权利要求1所述的检测结构，其特征在于，所述高折射率层(3)远离透光层(1)一侧表面镀有防指纹膜层(8)。
10.一种用于生物特征检测的光学结构的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
制备透光层(1)，并在透光层(1)一侧设置光源(4)和光敏元件(2)；
在所述透光层(1)另一侧的表面制备高折射率层(3)，所述高折射率层(3)的折射率大于所述透光层(1)的折射率，在检测时，所述生物特征与所述高折射率层相接触。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述光学结构用于显示屏，所述透光层(1)为显示屏玻璃，所述光源(4)为显示屏光源。
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