CN113158811A - 一种指纹成像组件、指纹成像模组以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种指纹成像组件、指纹成像模组以及电子设备，用于降低指纹成像组件的工艺复杂度，提高指纹成像组件的信号识别精度。本申请中的指纹成像组件包括：依次设置的衍射层、波长选择层和感光层；衍射层包含若干呈阵列排布的金属环带组合；所述金属环带组合包含多个间隔分布的金属环以及金属环之间形成的间隔均不相同的衍射狭缝，所述金属环带组合中的每一金属环的环带宽度均不相同；波长选择层，形成有用于通过预设波长光线的第一类通孔，所述第一类通孔位于预设波长光线通过所述衍射层上的衍射狭缝产生的衍射实焦点处；感光层，包含若干呈阵列排布的像素电路单元，所述像素电路单元用于根据接收到的光线进行成像。
Description
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹成像组件、指纹成像模组以及电子设备。
背景技术
指纹识别功能在智能手机或者电子设备领域应用越来越广泛，以手机中的应用为例，指纹识别可以用来实现解锁、支付、转账等功能。
为满足电子设备的全面屏化以及轻薄化的需求，现有的指纹信号采集有两种实现形式：一种是采取在microlens(微透镜)方式进行指纹信号采集；另一种是通过光线准直通道进行指纹信号采集。这两种方式都是利用几何光学的方式进行光信号收集，都需要在感光器件表面镀制特殊的薄膜来选择需要透过的光谱波段。
现有技术中，需要在感光器件表面镀制特殊的薄膜来选择需要透过的光谱波段，由于wafer(晶圆)表面氧化物折射率较高，所需要的薄膜层数很多，工艺复杂。而且，光线入射角度会影响光谱透过性能，影响指纹识别的精度。
发明内容
本申请提供了一种指纹成像组件、指纹成像模组以及电子设备，用于降低指纹成像组件的工艺复杂度，提高指纹成像组件的信号识别精度。
本申请第一方面提供了一种指纹成像组件，可包括：
包括依次设置的衍射层、波长选择层和感光层；
所述衍射层，包含若干呈阵列排布的金属环带组合；所述金属环带组合包含多个间隔分布的金属环以及金属环之间形成的间隔均不相同的衍射狭缝，所述金属环带组合中的每一金属环的环带宽度均不相同，各波长的光线经过所述衍射层后形成多个光线汇聚点；
所述波长选择层，形成有用于通过预设波长光线的第一类通孔，所述第一类通孔位于预设波长光线通过所述衍射层上的衍射狭缝产生的衍射实焦点处，从而使预设波长光线透过第一类通孔并阻挡穿过衍射层的非预设波长光线；
所述感光层，包含若干呈阵列排布的像素电路单元，所述像素电路单元用于根据从波长选择层接收到的光线进行成像。
可选的，作为一种可能的实施方式，所述金属环带组合包含的金属环和金属环之间形成的衍射狭缝的总数不少于7。
可选的，作为一种可能的实施方式，所述金属环带组合中最外层金属环直径不大于50微米且金属环厚度不大于1.2微米。
可选的，作为一种可能的实施方式，本申请中的指纹成像组件，还可以包括：设置于所述波长选择层与所述衍射层之间的过滤层，以过滤高阶衍射产生的光信号；所述过滤层上形成有用于通过预设波长光线的第二类通孔，所述第二类通孔的直径大于所述第一类通孔。
可选的，作为一种可能的实施方式，所述金属环带组合中的环带环分布方式为：偶数环为起始金属环围绕形成或相邻金属环之间的间隙形成的衍射狭缝，奇数环为金属环。
可选的，作为一种可能的实施方式，所述金属环带组合中的环带分布方式为：偶数环为金属环，奇数环为相邻金属环之间的间隙形成的衍射狭缝。
可选的，作为一种可能的实施方式，所述预设波长光线为红光信号、绿光信号、蓝光信号中的一种或多种。
可选的，作为一种可能的实施方式，所述波长选择层形成有多个第一类通孔，其中至少两个第一类通孔选择通过的预设波长光线的波长不同。
本申请第二方面提供了一种电子设备，所述电子设备具有指纹识别区，所述电子设备包括：如第一方面及第一方面中任意一种可能的实施方式中的指纹成像组件，所述指纹成像组件设置于所述指纹识别区下方，用于输出所述指纹识别区上被测对象反射回来的携带指纹信号的信号光对应的电信号。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请中的指纹成像组件中设置有包含若干呈阵列排布的金属环带组合的衍射层，预设波长光线通过衍射层上的衍射狭缝进行衍射之后的实焦点处设置有波长选择层，可以选择出预设波长光线。相对于相关技术，本申请中无需在感光器件表面镀制特殊的薄膜来选择需要透过的光谱波段，降低了指纹成像组件的工艺复杂度，而且基于光的衍射获取光线，避免了光线入射角度对光谱透过性能影响，提高了指纹成像组件信号识别的精度。
附图说明
图1为本申请中一种指纹成像组件的一个实施例示意图；
图2为本申请中一种金属环带组合的俯视图和侧视图；
图3为本申请中另一种金属环带组合的俯视图和侧视图；
图4为本申请中一种指纹成像组件的另一个实施例示意图。
具体实施方式
本申请提供了一种指纹成像组件、指纹成像模组以及电子设备，用于降低指纹成像组件的工艺复杂度，提高指纹成像组件的信号识别精度。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于理解，请参阅图1，下面对本申请中的具体流程进行描述，本申请中一种指纹成像组件的一个实施例可包括：依次设置的衍射层10、波长选择层20和感光层30。
该衍射层10，包含若干呈阵列排布的金属环带组合；所述金属环带组合包含多个间隔分布的金属环以及金属环之间形成的间隔均不相同的衍射狭缝。示例性的，请参阅图2或图3，图2所示的是另一种可能的金属环带组合的俯视图和侧视图，偶数环(0、2、4、6等)为衍射狭缝，奇数环(1、3、5、7等)为金属环。图3所示的是一种可能的金属环带组合的俯视图和侧视图，奇数环(1、3、5、7等)为衍射狭缝，偶数环(0、2、4、6等)为金属环。
需要说明的是，金属环带组中的每一金属环的宽度不同，相邻金属环之间形成的衍射狭缝的间隔也不相同。
优选的，金属环带组合中最外层金属环直径不大于50微米且金属环厚度不大于1.2微米。实际应用中可以根据实际需求进行合理的设置，此处不做限定。
优选的，金属环带组合包含的金属环和金属环之间形成的衍射狭缝的总数不少于7，以达到较高的衍射效率。实际应用中可以根据实际需求进行合理的设置，例如衍射狭缝的数量为6，此处不做限定。
本申请中的波长选择层20上形成有用于通过预设波长光线的第一类通孔，所述第一类通孔位于预设波长光线通过所述衍射层上的衍射狭缝产生的衍射实焦点处，从而使预设波长光线透过第一类通孔并阻挡穿过衍射层的非预设波长光线。
本申请中的感光层30可以包含若干呈阵列排布的像素电路单元，所述像素电路单元用于根据从波长选择层接收到的光线进行成像。像素电路单元的具体电路结构可参照相关技术，此处不做赘述。
可选的，金属环带组合的数量与所述像素电路单元的数量的比例为1:1或4:1，还可以是2:1或3:1，此处不做限定。
本申请中的指纹成像组件中设置有包含若干呈阵列排布的金属环带组合的衍射层，预设波长光线通过衍射层上的衍射狭缝进行衍射之后的实焦点处设置有波长选择层，可以选择出预设波长光线。相对于相关技术，本申请中无需在感光器件表面镀制特殊的薄膜来选择需要透过的光谱波段，降低了指纹成像组件的工艺复杂度，而且基于光的衍射获取光线，避免了光线入射角度对光谱透过性能影响，提高了指纹成像组件信号识别的精度。
为避免衍射层的金属环氧化，还可以设置保护层40，保护层可覆盖金属环的上下表面且填充在金属环之间。优选的，保护层是透明物质。
可选的，作为一种可能的实施方式，本申请中的指纹成像组件的衍射层上可以设置多个金属环带组合，每个金属环带组合选择通过光线的波长不同。示例性的，衍射层上可以设置一个或多个金属环带组合，以选择通过红光线、绿光线、蓝光线中的一种或多种。实际应用中可以根据实际需求进行设置所需选择通过光线，此处不做限定。对应的，所述波长选择层形成有多个第一类通孔，其中至少两个第一类通孔选择通过的预设波长光线的波长不同。如设置两个不同的第一类通孔以分别通过红光和蓝光。
申请人注意到，光线在衍射层的会出现高阶衍射(2阶或2阶以上的衍射)，高阶衍射会干扰1阶衍射的光线的采集，为了进一步提高信号识别的精度，本申请中的指纹成像组件还可以包括设置于所述波长选择层与所述衍射层之间的过滤层50，以过滤高阶衍射产生的光线。可选的，作为一种可能的实施方式，请参阅图4，过滤层50上形成有用于通过预设波长光线的第二类通孔，为避免干扰1阶衍射的光线，第二类通孔的直径大于所述第一类通孔。可以理解的是，可以根据实际需求对过滤层的具体位置进行调整，以避免干扰1阶衍射的光线的采集。
基于上述实施方式中提供的指纹成像组件，本申请还提供一种指纹成像模组，可包括：
基板，具有第一侧以及与所述第一侧相对的第二侧；所述基板的第一侧用于放置手指指纹；
发光层，设置于所述基板的第二侧，用于发出穿透所述基板的第一光线；所述第一光线经手指指纹反射后形成穿透所述基板的第二光线；
如上述任一个实施例中的指纹成像组件，该指纹成像组件设置于基板的第二侧，用于对所述第二光线进行汇聚和选择，并根据汇聚和选择后的第二光线获取用户的指纹图像。
本申请还提供一种电子设备，该电子设备具有本申请中的指纹成像模组。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种指纹成像组件，其特征在于，包括依次设置的衍射层、波长选择层和感光层；
所述衍射层，包含若干呈阵列排布的金属环带组合；所述金属环带组合包含多个间隔分布的金属环以及金属环之间形成的间隔均不相同的衍射狭缝，所述金属环带组合中的每一金属环的环带宽度均不相同，各波长的光线经过所述衍射层后形成多个光线汇聚点；
所述波长选择层，形成有用于通过预设波长光线的第一类通孔，所述第一类通孔位于预设波长光线通过所述衍射层上的衍射狭缝产生的衍射实焦点处，从而使预设波长光线透过第一类通孔并阻挡穿过衍射层的非预设波长光线；
所述感光层，包含若干呈阵列排布的像素电路单元，所述像素电路单元用于根据从波长选择层接收到的光线进行成像。
2.根据权利要求1所述的指纹成像组件，其特征在于，所述金属环带组合包含的金属环和金属环之间形成的衍射狭缝的总数不少于7。
3.根据权利要求1所述的指纹成像组件，其特征在于，所述金属环带组合中最外层金属环直径不大于50微米且金属环厚度不大于1.2微米。
4.根据权利要求1所述的指纹成像组件，其特征在于，还包括设置于所述波长选择层与所述衍射层之间的过滤层，以过滤高阶衍射产生的光信号；所述过滤层上形成有用于通过预设波长光线的第二类通孔，所述第二类通孔的直径大于所述第一类通孔。
5.根据权利要求1所述的指纹成像组件，其特征在于，所述金属环带组合中的环带环分布方式为：偶数环为起始金属环围绕形成或相邻金属环之间的间隙形成的衍射狭缝，奇数环为金属环。
6.根据权利要求1所述的指纹成像组件，其特征在于，所述金属环带组合中的环带分布方式为：偶数环为金属环，奇数环为相邻金属环之间的间隙形成的衍射狭缝。
7.根据权利要求1所述的指纹成像组件，其特征在于，所述预设波长光线为红光信号、绿光信号、蓝光信号中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的指纹成像组件，其特征在于，所述波长选择层形成有多个第一类通孔，其中至少两个第一类通孔选择通过的预设波长光线的波长不同。
9.一种指纹成像模组，其特征在于，所述指纹成像模组包括：
基板，具有第一侧以及与所述第一侧相对的第二侧；所述基板的第一侧用于放置手指指纹；
发光层，设置于所述基板的第二侧，用于发出穿透所述基板的第一光线；所述第一光线经手指指纹反射后形成穿透所述基板的第二光线；
如权利要求1至8任一项所述的指纹成像组件，设置于所述基板的第二侧，用于对所述第二光线进行汇聚和选择，并根据汇聚和选择后的第二光线获取用户的指纹图像。
10.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备包括权利要求9所述的指纹成像模组。
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