CN111460975A - 屏下指纹识别装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种屏下指纹识别装置，所述屏下指纹识别装置，包括：至少两颗图像传感芯片，设置于屏下指纹识别区域内；所述至少两颗图像传感芯片的感光面积均小于指纹识别区域面积的1/2。所述屏下指纹识别装置的成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及传感技术领域，尤其涉及一种屏下指纹识别装置和电子设备。
背景技术
随着手机行业的高速发展，指纹识别越来越受到人们的重视，屏下指纹识别技术的实用化已成为大众所需。
光学屏下指纹识别技术是通过光学指纹模组采集光源发出的光线在手指发生反射后透过屏幕的反射光，由于反射光中携带手指表面的指纹信息，从而实现屏下指纹识别。
现有技术中的屏下指纹识别装置，包括一图像传感芯片，所述图像传感芯片的尺寸通常与屏幕上的指纹识别区域面积相当，而大尺寸的图像传感芯片的制造工艺难度较大，良率较低，成本较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种屏下指纹识别装置和电子设备，可以提高产品良率，降低成本。
为了解决上述问题，本发明提供了一种屏下指纹识别装置，包括：至少两颗图像传感芯片，设置于屏下指纹识别区域内；所述至少两颗图像传感芯片的感光面积均小于指纹识别区域面积的1/2。
可选的，所述图像传感芯片包括：像素阵列以及位于所述像素阵列上方的微透镜，所述像素阵列包含多个传感单元。
可选的，所述像素阵列上方形成有单个微透镜，所述像素阵列位于所述微透镜的投影内。
可选的，每颗图像传感芯片包括多个微透镜，组成微透镜阵列。
可选的，每个所述传感单元上方均对应形成有一个所述微透镜。
可选的，至少两个所述传感单元与同一个微透镜对应设置。
可选的，偶数个所述传感单元与同一个微透镜对应设置。
可选的，所述微透镜采用透明聚合物形成。
可选的，还包括处理器，所述处理器与所述至少两颗图像传感芯片连接，对所述至少两颗图像传感芯片的传感数据进行处理。
本发明的技术方案还包括一种电子设备，包括：屏幕，具有一指纹识别区域；如上述的屏下指纹识别装置，设置于所述屏幕的指纹识别区域下方。
本发明的屏下指纹识别装置包括两个以上的图像传感芯片，可以采用较小尺寸的图像传感芯片，从而降低图像传感芯片的尺寸，提高图像传感芯片的生产良率，降低图像传感芯片的成本，进而降低屏下指纹识别装置的成本。
进一步的，所述指纹识别装置的图像传感芯片包括多个传感单元构成的像素阵列以及微透镜，两个以上的传感单元共用一个微透镜，可以提高单个微透镜的尺寸，从而降低微透镜的形成难度，进一步降低图像传感芯片的成本。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式的屏下指纹识别装置的结构示意图；
图2为本发明一具体实施方式的屏下指纹识别装置的结构示意图；
图3为本发明一具体实施方式的屏下指纹识别装置的图像传感芯片的结构示意图；
图4为本发明另一具体实施方式的屏下指纹识别装置的图像传感芯片的结构示意图；
图5为本发明另一具体实施方式的电子设备进行指纹识别的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的屏下指纹识别装置和电子设备的具体实施方式做详细说明。
请参考图1，为本发明一具体实施方式的屏下指纹识别装置的结构示意图。
该具体实施方式中，所述屏下指纹识别装置包括两颗图像传感芯片，分别为第一图像传感芯片101和第二图像传感芯片102，设置于屏下指纹识别区域内。
所述屏下指纹识别装置设置于屏幕的指纹识别区域100的范围内。因此，每颗图像传感芯片的感光面积小于指纹识别区域面积的1/2。所述指纹识别区域为在进行指纹识别过程中，用于放置手指的区域，只有位于所述指纹识别区域内的指纹才能够被识别。所述指纹识别区域100通常可以为矩形区域，边长范围为4mm～12mm，即所述指纹识别区域的尺寸范围为16mm2～144mm2。在其他具体实施方式中，所述指纹识别区域100还可以为圆形或椭圆形等其他形状。
在一个具体实施方式中，所述指纹识别区域为边长5mm的正方形，所述屏下指纹识别装置包括两个图像传感芯片，所述图像传感芯片的感光区域为长3mm，宽2mm的矩形。在其他实施方式中，可以根据所述指纹识别区域的大小，以及图像传感芯片的数量，合理选择所述图像传感芯片的尺寸。
在指纹识别的过程中，所述第一图像传感芯片101和所述第二图像传感芯片102能够分别获取按压在指纹识别区域内的手指指纹的特征，以获得局部的指纹图像，再从指纹图像中提取指纹生物特征，并与预设的指纹特征进行比对，从而实现指纹识别。
由于手指指纹的生物特征的特殊性，仅需要通过指纹的局部特征，就能够完成指纹的生物特征识别，无需获取指纹的完整图形，因此，即便该具体实施方式中，每个图像传感芯片的尺寸均小于指纹识别区域面积的1/2，无法获得完整的指纹图像，但是并不会影响指纹识别的效果。在其他具体实施方式中，还可以通过算法处理，将所述第一图像传感芯片101和所述第二图像传感芯片102获得的图像进行拼接、融合，获得完整的指纹图像。
进一步的，与传统的采用单颗图像传感芯片的屏下指纹识别装置相比，本发明的具体实施方式中，虽然采用的图像传感芯片的数量增多，但是单颗图像传感芯片的尺寸减小，良率提高，生产成本下降，能够有效降低屏下指纹识别装置的成本。在一些具体实施方式中，所述第一图像传感芯片101和第二图像传感芯片102的尺寸可以为采用单颗图像传感芯片的指纹识别装置中的图像传感器的尺寸的1/4以下。
在其他具体实施方式中，所述屏下指纹识别装置还可以包括三颗或更多颗的图像传感芯片，用于获取指纹更多位置处的局部图像，实现更精确的指纹识别。且图像传感芯片越小，生产成本越低，良率越高。请参考图2，在一个具体实施方式中，所述屏下指纹识别装置包括四颗图像传感芯片，分别为图像传感芯片201～204，设置于指纹传感区域200下方。较佳的，所述图像传感芯片201～204分两行两列排布，相邻图像传感芯片之间的间距相同。
所述图像传感芯片包括像素阵列及位于所述像素阵列上方的微透镜，所述像素阵列包含多个传感单元，所述微透镜可以与传感单元一一对应设置，也可以在单个微透镜下方形成有多个传感单元。
所述屏下指纹识别装置还包括处理器，处理器与所述屏幕指纹识别装置内的图像传感芯片连接，对各个图像传感芯片获得的传感信号进行处理，获取多个局部的指纹图像，并可根据所述多个局部的指纹图像形成一完整的指纹图像。
请参考图3，为本发明另一具体实施方式的屏下指纹识别装置的图像传感芯片的结构示意图。
所述图像传感芯片包括：像素阵列301以及设置于所述像素阵列上方的微透镜302。所述像素阵列301包含若干传感单元3011，像素阵列301设置于基板300上。所述基板300可以为电路板，与所述像素阵列301之间形成电连接，用于获取所述像素阵列301输出的传感信号。
所述像素阵列301形成于半导体衬底内。所述传感单元3011可以为CMOS传感单元或者CCD传感单元。该具体实施方式中，所述传感单元3011为CMOS传感单元。
该具体实施方式中，所述像素阵列301上方设置有单个微透镜302，所述微透镜302的尺寸较大，所述像素阵列301位于所述微透镜302的投影内，所述微透镜302覆盖所述像素阵列301内的所有传感单元3011。图3中所示的传感单元3011仅为示意，并不代表所述像素阵列301的实际传感单元3011的数量。
所述微透镜302可以采用光刻胶等透明聚合物形成，通过在所述像素阵列301表面形成聚合物层，然后再对所述聚合物层进行图形化，以形成所述微透镜302。由于所述微透镜302对应像素阵列301内的所有传感单元3011，因此尺寸较大，光刻难度较低，易于形成，可以降低图像传感芯片的成本。
可以通过调整所述微透镜302的焦距，以最大程度提高透过所述微透镜302到达所述像素阵列301的光通量，提高所述图像传感芯片的传感精度。
请参考图4，为本发明另一具体实施方式的图像传感芯片的结构示意图。
该具体实施方式中，所述图像传感芯片包括若干微透镜402，所述若干微透镜402组成微透镜阵列。
该具体实施方式中，至少两个传感单元与同一个微透镜对应设置。具体地每两个传感单元4011上方对应形成有一个微透镜402。可以通过在像素阵列401表面形成聚合物层之后，对所述聚合物层进行光刻图形化，以形成所述微透镜402。还可以通过丝网印刷方式，形成所述微透镜阵列。
微透镜402下方的传感单元4011数量较少，可以通过调整微透镜402的焦距，使得所述微透镜402下方的传感单元4011均位于所述微透镜402的焦平面上，提高各个传感单元4011上的进光量，从而提高所述像素传感芯片的传感精度。
在其他具体实施方式中，每个微透镜下方还可以形成有四个或更多个传感单元。较佳的，每个微透镜下方的传感单元可以为偶数个。
增加与同一个微透镜对应设置的传感单元的数量，可以减少微透镜阵列中的微透镜数量，从而可以增大单个微透镜的尺寸，降低微透镜的形成工艺难度，从而降低成本。并且，在屏下指纹传感的应用场景下，多个传感单元共用一个微透镜，虽然无法使得每个传感单元均位于微透镜的焦点处，但是，依然可以通过调整微透镜的焦距，使得微透镜下方的传感区域获得较大的进光量，在满足指纹识别的传感精度的前提下，降低成本。
在其他具体实施方式中，还可以将微透镜与传感单元一一对应设置；较佳的，可以通过调整微透镜的焦距，使得所述微透镜的焦点位于对应的传感单元的传感表面上。
本发明的具体实施方式，还提供一种电子设备。
请参考图5，为本发明一电子设备的局部结构示意图。
所述电子设备包括屏幕501，具有一指纹识别区域，以及如上述具体实施方式中的屏下指纹识别装置，设置于所述屏幕501的指纹识识别区域下方。
所述屏幕501上方还形成有屏幕基板502，用于保护所述屏幕501。该具体实施方式中，所述屏幕501可以为OLED屏幕，能够主动发光，作为指纹检测的光源。
所述电子设备可以为手机、平板电脑或其他具有指纹识别功能的设备。
所述电子设备的屏下指纹识别装置包括两颗以上较小尺寸的图像传感芯片，使得所述屏下指纹识别装置的成本较低，进而减低具有屏下指纹识别功能的电子设备的成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种屏下指纹识别装置，其特征在于，包括：
至少两颗图像传感芯片，设置于屏下指纹识别区域内；所述至少两颗图像传感芯片的感光面积均小于指纹识别区域面积的1/2。
2.根据权利要求1所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述图像传感芯片包括：像素阵列以及位于所述像素阵列上方的微透镜，所述像素阵列包含多个传感单元。
3.根据权利要求2所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述像素阵列上方形成有单个微透镜，所述像素阵列位于所述微透镜的投影内。
4.根据权利要求2所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，每颗图像传感芯片包括多个微透镜，组成微透镜阵列。
5.根据权利要求4所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，每个所述传感单元上方均对应形成有一个所述微透镜。
6.根据权利要求4所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，至少两个所述传感单元与同一个微透镜对应设置。
7.根据权利要求6所述的屏下指纹识别装置，特征在于，偶数个所述传感单元与同一个微透镜对应设置。
8.根据权利要求2所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述微透镜采用透明聚合物形成。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，还包括处理器，所述处理器与所述至少两颗图像传感芯片连接，对所述至少两颗图像传感芯片的传感数据进行处理。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
屏幕，具有一指纹识别区域；
如权利要求1至8所述的屏下指纹识别装置，设置于所述屏幕的指纹识别区域下方。
Priority Applications (1)
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| CN202010236930.2A CN111460975A (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 屏下指纹识别装置和电子设备 |
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| CN202010236930.2A Withdrawn CN111460975A (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 屏下指纹识别装置和电子设备 |
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2020
- 2020-03-30 CN CN202010236930.2A patent/CN111460975A/zh not_active Withdrawn
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