CN209640880U - 光学指纹识别装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种光学指纹识别装置和电子设备，能够提升光学指纹识别装置的性能。该光学指纹识别装置包括：光检测阵列；第一阻光层，形成于所述光检测阵列上方，其中，所述第一阻光层设置有多个通光小孔；第一微透镜阵列，设置于所述第一阻光层上方；其中，所述第一微透镜阵列用于将光信号汇聚至所述第一阻光层的多个通光小孔，所述光信号通过所述第一阻光层的多个通光小孔传输至所述光检测阵列。

Description

光学指纹识别装置和电子设备
本申请是申请日为2019年4月10日、申请号为201920480285.1、名称为“光学指纹识别装置和电子设备”的实用新型申请的分案申请。
技术领域
本申请涉及光学指纹技术领域，并且更具体地，涉及一种光学指纹识别装置和电子设备。
背景技术
随着手机全面屏时代的到来，屏下指纹识别装置的应用越来越广泛，其中以屏下光学指纹识别装置最为普及。目前业界量产的屏下光学指纹识别装置主要采用两种方案，一种是采用小孔成像方案，在实际的工业制造中，小孔的尺寸无法进一步缩小，从而限制其指纹图像分辨率的提升；且小孔只允许垂直方向的入射光进入，无法提供足够的光线导致成像信号相对有限，影响指纹图像质量。另一种是采用光学透镜方案，利用球面或者非球面镜头聚光成像。在手机轻薄化的发展趋势下，从手指按压手机屏表面到光学芯片的指纹采集区的距离较短，光学镜头的总光学厚度较小，因而该方案的指纹采集的面积是非常有限的，无法进行大面积指纹采集，影响了指纹识别装置的性能。
因此，如何提升屏下光学指纹识别装置的性能，成为一项亟需解决的问题。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种光学指纹识别装置和电子设备，能够提升光学指纹识别装置的性能。
第一方面，提供了一种光学指纹识别的装置，包括：
光检测阵列；
第一阻光层，形成于所述光检测阵列上方，其中，所述第一阻光层设置有多个通光小孔；
第一微透镜阵列，设置于所述第一阻光层上方；
其中，所述第一微透镜阵列用于将光信号汇聚至所述第一阻光层的多个通光小孔，所述光信号通过所述第一阻光层的多个通光小孔传输至所述光检测阵列。
本申请实施例的技术方案，在所述光检测阵列上一体生长所述第一阻光层，且在所述第一阻光层上设置多个通光小孔，通过第一微透镜阵列将光信号汇聚至所述多个通光小孔，并使光信号通过所述多个通光小孔传输至所述光检测阵列以进行光学指纹采集，在实现大面积高分辨率的识别指纹图像的同时，减小指纹识别装置的厚度，从而提升光学指纹识别装置的性能。
在一种可能的实现方式中，所述光学指纹识别装置还包括：第一介质层和第二介质层；
所述第一介质层生长在所述光检测阵列的表面；
所述第一阻光层生长在所述第一介质层的表面；
所述第二介质层生长在所述第一阻光层的表面并填充所述第一阻光层的多个通光小孔。
在一种可能的实现方式中，所述第一微透镜阵列上表面均为聚光区域，所述第一微透镜阵列的聚光区域覆盖所述光检测阵列的感光区域。
在一种可能的实现方式中，所述第一微透镜阵列包括多个微透镜，所述光检测阵列包括多个像素单元；
其中，所述第一微透镜阵列的多个微透镜中的第一微透镜用于将来自所述第一微透镜上方的第一光信号汇聚至所述第一阻光层的通光小孔中与所述第一微透镜对应的第一通光小孔，所述第一光信号通过所述第一通光小孔传输至所述多个像素单元中与所述第一微透镜对应的第一像素单元。
在一种可能的实现方式中，所述光信号为第一特定方向的光信号，所述第一微透镜的光心和所述第一通光小孔的中心的连线方向和所述第一特定方向相同或相近，所述第一通光小孔的中心和所述第一像素单元的中心的连线方向和所述第一特定方向相同或相近。
在一种可能的实现方式中，所述第一特定方向为垂直于所述光检测阵列的方向。
在一种可能的实现方式中，所述第一微透镜在所述光检测阵列上的正投影面积与所述第一像素单元的面积之比大于70％。
在一种可能的实现方式中，所述第一微透镜为四边形微透镜。
在一种可能的实现方式中，所述第一微透镜在所述光检测阵列上的正投影与所述第一像素单元重合。
在一种可能的实现方式中，所述第一微透镜的上表面为球面或者非球面。
在一种可能的实现方式中，所述通光小孔为直径小于10μm的圆形小孔。
在一种可能的实现方式中，所述光学指纹识别装置包括多层所述第一阻光层。
在一种可能的实现方式中，多层所述第一阻光层之间和设置在最顶层的所述第一阻光层与所述第一微透镜阵列之间均设置有所述第二介质层，并且所述第一阻光层与所述第二介质层依次通过生长工艺进行生长；
所述第二介质层填充所述第一阻光层的多个通光小孔。
在一种可能的实现方式中，所述位于上层的所述第一阻光层的通光小孔的直径大于位于下层的所述第一阻光层的通光小孔的直径。
在一种可能的实现方式中，所述光信号为第二特定方向的光信号，所述位于上层的所述第一阻光层的通光小孔的中心与对应的位于下层的所述第一阻光层的通光小孔的中心的连线方向和所述第二特定方向相同或相近；
位于上层的所述第一阻光层的通光小孔的中心与对应的所述光检测阵列上像素单元的中心的连线方向和所述第二特定方向相同或相近。
在一种可能的实现方式中，所述光学指纹装置还包括：
滤波层，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。
在一种可能的实现方式中，所述目标波段的波长范围包括350～700nm和/或800～1000nm。
在一种可能的实现方式中，所述滤波层设置于所述第一微透镜阵列上方。
在一种可能的实现方式中，所述滤波层通过粘接层和缓冲层与所述第一微透镜阵列连接。
在一种可能的实现方式中，所述滤波层设置于所述光检测阵列上方。
在一种可能的实现方式中，所述滤波层蒸镀在所述光检测阵列上。
在一种可能的实现方式中，所述滤波层的厚度小于等于20μm。
在一种可能的实现方式中，所述光学指纹装置还包括：
微透镜阵列组件，设置于所述第一微透镜阵列上方，用于将所述光信号汇聚至所述第一微透镜阵列。
在一种可能的实现方式中，所述微透镜阵列组件包括：
第二微透镜阵列；
第二阻光层，设置于所述第二微透镜阵列与所述第一微透镜阵列之间，其中，所述第二阻光层上设置有多个通光小孔；
其中，所述第二微透镜阵列用于将所述光信号汇聚至所述第二阻光层的多个通光小孔，所述光信号通过所述第二阻光层的多个通光小孔传输至所述第一微透镜阵列。
在一种可能的实现方式中，所述第二微透镜阵列上表面均为聚光区域，所述第二微透镜阵列的聚光区域覆盖所述光检测阵列的感光区域。
在一种可能的实现方式中，所述第二微透镜阵列包括多个微透镜；
其中，所述第二微透镜阵列的多个微透镜中的第二微透镜用于将来自所述第二微透镜上方的第二光信号汇聚至所述第二阻光层的多个通光小孔中与所述第二微透镜对应的第二通光小孔，所述第二光信号通过所述第二通光小孔传输至所述第一微透镜阵列中与所述第二微透镜对应的微透镜。
在一种可能的实现方式中，所述第二微透镜的光心与所述第二通光小孔的中心位于同一垂直于所述光检测阵列的垂直线上。
在一种可能的实现方式中，所述第二微透镜在所述光检测阵列上的正投影面积大于等于所述第二微透镜在所述光检测阵列上对应的像素单元的面积。
在一种可能的实现方式中，所述第二微透镜在所述光检测阵列上的正投影与所述第二微透镜在所述光检测阵列上对应的像素单元重合。
在一种可能的实现方式中，所述第二微透镜为四边形微透镜。
在一种可能的实现方式中，所述第二微透镜的上表面为球面或者非球面。
在一种可能的实现方式中，所述微透镜阵列组件还包括：第三微透镜阵列，设置于所述第二阻光层与所述第一微透镜阵列之间。
在一种可能的实现方式中，所述第三微透镜阵列与所述第二微透镜阵列在所述第二阻光层两侧呈镜像设置。
第二方面，提供了一种电子设备，包括：显示屏以及第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的光学指纹识别装置，其中，所述光学指纹识别装置设置于所述显示屏下方。
附图说明
图1是本申请实施例可以适用的电子设备的平面示意图。
图2是本申请实施例提供的一种光学指纹识别装置的示意性结构图。
图3是本申请实施例提供的一种光学指纹识别装置的多层立体结构示意图。
图4是本申请实施例提供的另一种光学指纹识别装置的示意性结构图。
图5是本申请实施例提供的另一种光学指纹识别装置的示意性结构图。
图6是本申请实施例提供的另一种光学指纹识别装置的示意性结构图。
图7是本申请实施例提供的另一种光学指纹识别装置的示意性结构图。
图8是本申请实施例提供的另一种光学指纹识别装置的示意性结构图。
图9是本申请实施例提供的光学指纹识别装置中微透镜阵列组件的多层立体结构示意图。
图10是根据本申请实施例的电子设备的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
需要说明的是，为便于理解，在以下示出的实施例中，相同的结构采用相同的附图标记，并且为了简洁，省略对相同结构的详细说明。
作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的光学指纹识别装置可以应用在智能手机、平板电脑以及其他具有显示屏的移动终端或者其他终端设备，且本申请实施例的技术方案可以用于生物特征识别技术。其中，生物特征识别技术包括但不限于指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、人脸识别以及活体识别等识别技术。为了便于说明，下文以指纹识别技术为例进行说明。
更具体地，在上述终端设备中，所述光学指纹识别装置可以设置在显示屏下方的局部区域或者全部区域，从而形成屏下(Under-display)光学指纹系统。
如图1所示为本申请实施例可以适用的终端设备的结构示意图，所述终端设备10包括显示屏120和光学指纹识别装置20，其中，所述光学指纹识别装置20设置在所述显示屏120下方的局部区域。所述光学指纹识别装置20包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括具有多个像素单元410的光检测阵列400，所述光检测阵列400所在区域或者其感应区域为所述光学指纹识别装置20的指纹检测区域103。如图1所示，所述指纹检测区域103位于所述显示屏120的显示区域之中。在一种替代实施例中，所述光学指纹识别装置20还可以设置在其他位置，比如所述显示屏120的侧面或者所述终端设备10的边缘非透光区域，并通过光路设计来将所述显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到所述光学指纹识别装置20，从而使得所述指纹检测区域103实际上位于所述显示屏120的显示区域。
应当理解，所述指纹检测区域103的面积可以与所述光学指纹识别装置20的感应阵列的面积不同，例如通过例如透镜成像的光路设计、反射式折叠光路设计或者其他光线汇聚或者反射等光路设计，可以使得所述光学指纹识别装置20的指纹检测区域103的面积大于所述光学指纹识别装置20感应阵列的面积。在其他替代实现方式中，如果采用例如光线准直方式进行光路引导，所述光学指纹识别装置20的指纹检测区域103也可以设计成与所述光学指纹识别装置20的感应阵列的面积基本一致。
因此，使用者在需要对所述终端设备进行解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于所述显示屏120的指纹检测区域103，便可以实现指纹输入。由于指纹检测可以在屏下实现，因此采用上述结构的终端设备10无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，从而可以采用全面屏方案，即所述显示屏120的显示区域可以基本扩展到整个终端设备10的正面。
作为一种可选的实现方式，如图1所示，所述光学指纹识别装置20包括光学组件30和光检测部分40，所述光检测部分40包括所述光检测阵列400以及与所述光检测阵列电性连接的读取电路及其他辅助电路，其可以在通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)，比如光学成像芯片或者光学指纹传感器，所述光检测阵列具体为光探测器(Photo detector)阵列，其包括多个呈阵列式分布的光探测器，所述光探测器可以作为如上所述的像素单元；所述光学组件30可以设置在所述光检测部分40的感应阵列的上方。
在具体实现上，所述光学组件30可以与所述光检测部分40封装在同一个光学指纹部件。比如，所述光学组件30可以与所述光检测部分40封装在同一个光学指纹芯片，也可以将所述光学组件30设置在所述光检测部分40所在的芯片外部，比如将所述光学组件30贴合在所述芯片上方，或者将所述光学组件30的部分元件集成在上述芯片之中。
作为一种可选的实施例，所述显示屏120可以采用具有自发光显示单元的显示屏，比如有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。以采用OLED显示屏为例，所述光学指纹识别装置20可以利用所述OLED显示屏120位于所述指纹检测区域103的显示单元(即OLED光源)来作为光学指纹检测的激励光源。当手指140按压在所述指纹检测区域103时，显示屏120向所述指纹检测区域103上方的目标手指140发出一束光111，该光111在手指140的表面发生反射形成反射光或者经过所述手指140内部散射而形成散射光，在相关专利申请中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的嵴(ridge)与峪(valley)对于光的反射能力不同，因此，来自指纹嵴的反射光151和来自指纹峪的反射光152具有不同的光强，反射光经过光学组件30后，被光学指纹识别装置20中的光检测阵列400所接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号；基于所述指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并且可以进一步进行指纹匹配验证，从而在所述终端设备10实现光学指纹识别功能。
应当理解，光学指纹识别装置20的下方还可以设置有电路板150，比如软性电路板(flexible printed circuit，FPC)。光学指纹识别装置20可以通过背胶粘接在所述电路板150上，并通过焊盘及金属线焊接与所述电路板150实现电性连接。光学指纹识别装置20可以通过电路板150实现与其他外围电路或者电子设备10的其他元件的电性互连和信号传输。比如，光学指纹识别装置20可以通过电路板150接收电子设备10的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板150将来自光学指纹识别装置20的指纹检测信号输出给电子设备10的处理单元或者控制单元等。
应当理解，在具体实现上，所述终端设备10还包括透明保护盖板，所述盖板可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏120的上方并覆盖所述终端设备10的正面。因为，本申请实施例中，所谓的手指按压在所述显示屏120实际上是指按压在所述显示屏120上方的盖板或者覆盖所述盖板的保护层表面。
另一方面，在某些实施例中，所述光学指纹识别装置20可以仅包括一个光学指纹传感器，此时光学指纹识别装置20的指纹检测区域103的面积较小且位置固定，因此用户在进行指纹输入时需要将手指按压到所述指纹检测区域103的特定位置，否则光学指纹识别装置20可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。在其他替代实施例中，所述光学指纹识别装置20可以具体包括多个光学指纹传感器；所述多个光学指纹传感器可以通过拼接方式并排设置在所述显示屏120的下方，且所述多个光学指纹传感器的感应区域共同构成所述光学指纹识别装置20的指纹检测区域103。也即是说，所述光学指纹识别装置20的指纹检测区域103可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于其中一个光学指纹传感器的感应区域，从而将所述光学指纹识别装置20的指纹采集区域103可以扩展到所述显示屏的下半部分的主要区域，即扩展到手指惯常按压区域，从而实现盲按式指纹输入操作。可替代地，当所述光学指纹传感器数量足够时，所述指纹检测区域130还可以扩展到半个显示区域甚至整个显示区域，从而实现半屏或者全屏指纹检测。
需要说明的是，本申请实施例中的光学指纹识别装置20也可以称为光学指纹识别模组、指纹识别装置、指纹识别模组、指纹模组、指纹采集装置等，上述术语可相互替换。
由于大面积指纹识别、高分辨率指纹图像、厚度轻薄化等因素的需求，对光学指纹识别装置20的设计要求越来越高。本申请实施例提供了一种改进的光学指纹识别装置，在大面积采集指纹图像的同时，提高指纹图像的分辨率，减小指纹识别装置的厚度，进一步提升屏下光学指纹识别的性能。
以下，结合图2至图9，详细介绍本申请实施例的光学指纹识别装置。
图2是本申请实施例提供的一种光学指纹识别装置20的示意性结构图，该光学指纹识别装置20可以包括：
光检测阵列400；
第一阻光层300，形成于所述光检测阵列400上方，其中，所述第一阻光层300设置有多个通光小孔；
第一微透镜阵列200，设置于所述第一阻光层300上方；
其中，所述第一微透镜阵列200用于将光信号汇聚至所述第一阻光层300的多个通光小孔，所述光信号通过所述第一阻光层300的多个通光小孔传输至所述光检测阵列400。
具体地，该光信号为经过手指反射的光信号。
具体地，所述第一阻光层300可以采用微纳加工工艺或者纳米印刷工艺在所述光检测阵列400上进行制备，例如，采用微纳加工工艺，通过原子层沉积、溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、离子束镀膜等方法在所述光检测阵列400上方制备一层非透光材料薄膜，再进行小孔图形光刻和刻蚀，形成多个通光小孔。可选地，图1中的光学组件30可以包括上述第一微透镜阵列200以及第一阻光层300。
可选地，所述第一微透镜阵列200上表面均为聚光区域，所述聚光区域覆盖所述光检测阵列的感光区域。图3为所述光学指纹识别装置20的多层立体示意图。如图3所示，所述第一微透镜阵列200的上表面为多个球面或非球面拼接而成的阵列，所有区域均为曲面且不包括平面，所述微第一透镜阵列200的上表面上所有区域均能对光线进行汇聚。所述光检测阵列400中的感光区域为可以接收光信号的区域，例如光检测阵列400为光电传感器中的像素阵列，则光检测阵列400的感光区域即为光电传感器中的像素阵列区域。
可选地，所述第一微透镜阵列200包括多个微透镜，所述光检测阵列400包括多个像素单元。其中，所述多个微透镜中的第一微透镜210用于将来自所述第一微透镜210上方的第一光信号汇聚至所述第一阻光层的通光小孔中与所述第一微透镜对应的第一通光小孔310，所述第一光信号通过所述第一通光小孔310传输至所述多个像素单元中与所述第一微透镜210对应的第一像素单元410。
可选地，所述第一微透镜210的焦点位于所述第一阻光层300与所述第一像素单元410之间的任意一点。
例如，所述第一微透镜210的焦点位于所述第一通光小孔310内，或者所述第一微透镜210的焦点位于所述第一像素单元410上。
可选地，所述第一微透镜210可以用于将其上方垂直于所述光检测阵列400的光信号汇聚于所述第一通光小孔310。
可选地，所述第一微透镜210还可以用于将其上方特定方向的光信号汇聚于所述第一通光小孔310。
可选地，所述第一微透镜210的表面可以为球面或者非球面。
可选地，所述第一微透镜210为多边形透镜，例如正方形透镜或者六边形透镜，可选地，所述第一微透镜210也可以为圆形透镜。如图2和图3所示，所述第一微透镜210为四边形透镜，该四边形透镜为上表面为球面，下表面为四边形的微透镜。
可选地，所述第一微透镜阵列200的材料为透明介质，该透明介质的光透过率大于99％，例如树脂等。
应理解，所述第一微透镜210为所述第一微透镜阵列200中多个微透镜的任意一个，本申请实施例对所述第一微透镜210位于所述第一微透镜阵列200的具体位置不做限定。
应理解，所述第一微透镜阵列200中多个微透镜可以与所述第一微透镜210的形状大小相同或不同，本申请实施例对多个微透镜的形状大小不做限定。
可选地，所述第一微透镜阵列200中多个微透镜中的每一个微透镜均与所述第一微透镜210相同，如图2和图3所示，第一微透镜阵列200中每一个微透镜均为四边形微透镜，所述多个四边形微透镜在水平面上呈阵列排列。此外第一微透镜阵列200中每一个微透镜还可以为圆形微透镜或者其它多边形微透镜。
在本申请实施例中，所述光信号可以通过所述第一阻光层300的多个通光小孔传输至所述光检测阵列400。所述第一阻光层300用于阻挡环境光、杂散光等干扰指纹检测的光信号。
例如，所述第一阻光层300对特定波段(比如可见光或者610nm以上波段)的光的透过率小于20％，避免相应的光通过。可选地，所述第一阻光层300的材料可以为金属或黑色不透光材料。
可选地，所述光学指纹识别装置仅包括一层第一阻光层。例如，如图2所示，所示第一阻光层300的数量为1，第一阻光层300上包括与所述第一微透镜210对应的第一通光小孔310，所述第一微透镜210用于将来自所述第一微透镜上方的第一光信号汇聚至第一通光小孔310。
可选地，所述第一通光小孔310可以为圆形小孔，其直径小于10μm，以便进行光学成像，并且可以通过减小通光小孔的尺寸，提高光学成像的分辨率，从而提高指纹图像的分辨率。
可选地，所述第一通光小孔310的直径大于一定阈值，以便通过足够的光信号进行成像，提高成像质量。
可选的，所述第一通光小孔310的形状还可以为多边形，本申请实施例对第一通光小孔310的形状不做限定。
应理解，所述第一阻光层300上每个通光小孔的形状大小可以与所述第一通光小孔310相同或者不同，本申请实施例对此并不限定。
可选地，如图2和图3所示，所述第一阻光层300上每个通光小孔与所述第一通光小孔310形状大小相同，多个通光小孔的位置呈阵列排布，每个通光小孔对应一个第一微透镜阵列上的微透镜。
在本申请实施例中，所述光信号通过所述第一阻光层300的多个通光小孔传输至所述光检测阵列400。所述光检测阵列400用于接收所述光信号并将光信号转换为电信号，可选地，所述光检测阵列对该电信号处理得到指纹图像信号。
可选地，如图2和图3所示，光检测阵列400包括多个像素单元，多个像素单元中包括与所述第一微透镜210对应的第一像素单元410，所述第一光信号通过所述第一通光小孔310传输至所述第一像素单元410。
可选地，所述第一像素单元410还用于将所述第一光信号处理得到第一指纹图像电信号，该第一指纹图像电信号为指纹图像中一个单元像素。
可选地，所述第一像素单元410可以采用光电二极管(photo diode)、金属氧化物半导体场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)等器件。可选地，所述第一像素单元410对于特定波长光具有较高的光灵敏度和较高的量子效率，以便于检测相应波长的光信号。
可选的，所述第一像素单元410的形状还可以为多边形，本申请实施例对第一像素单元410的形状不做限定。
应理解，所述光检测阵列400上每个像素单元的形状大小可以与所述第一像素单元410相同或者不同，本申请实施例对此并不限定。
可选地，如图2和图3所示，所述第一像素单元410为四边形，所述光检测阵列400中每个像素单元可以与所述第一像素单元410相同，均为四边形，呈阵列排布，每个像素单元对应一个第一微透镜阵列上的微透镜。
可选地，所述光检测阵列400在光电传感器中，所述多个像素单元为所述光电传感器中多个的像素单元，具体地，所述光检测阵列400可以集成在光电传感器芯片。
在本申请实施例中，可选地，所述第一微透镜210的光心、所述第一通光小孔310的中心和所述第一像素单元410的中心位于同一垂直于所述光检测阵列400的垂直线上。
可选地，所述第一微透镜210用于将其上方垂直于所述光检测阵列400的光信号汇聚于所述第一通光小孔310。
例如，如图2所示，所述光检测阵列400和所述第一像素单元410位于平行面上，所述第一阻光层300平行设置于所述光检测阵列400的上方，所述第一透镜阵列200平行设置于所述第一阻光层300上方。所述第一微透镜210的光心、所述第一通光小孔310和所述第一像素单元410的中心均位于竖直线201上，该竖直线201为所述第一微透镜210的主光轴。
可选地，所述第一微透镜210在光检测阵列400上的正投影(为方便描述，下述第一微透镜210在光检测阵列400上的正投影也写为第一微透镜210的正投影)与所述第一微透镜210面积最大的截面相同。例如，如图3所示，当第一微透镜210为上表面为球面，下表面为四边形的微透镜时，第一微透镜210在所述光检测阵列400的正投影为与下表面相同的四边形。当所述第一微透镜210的光心和所述第一像素单元410中心位于同一垂直于所述光检测阵列400的垂直线上时，第一微透镜210在所述第一像素单元410上的投影为四边形。
可选地，所述第一微透镜210在所述光检测阵列400上的投影面积与所述第一像素单元410的面积之比大于70％。
可选地，所述第一微透镜210的正投影形状与所述第一像素单元410的形状不同，例如，所述第一微透镜210为圆形微透镜，所述第一像素单元410为四边形，所述第一微透镜210的正投影位于所述第一像素单元410中，且第一微透镜210的正投影的圆形面积与所述第一像素单元410的面积之比大于70％。
可选地，所述第一微透镜210的正投影形状与所述第一像素单元410的形状相同，例如，如图3所示，所述第一微透镜210为四边形微透镜，所述第一微透镜210的正投影形状与所述第一像素单元410均为相同的四边形。可选地，所述第一微透镜210的光心位于垂直于所述第一像素单元410中心的垂直线上时，所述第一微透镜210在所述光检测阵列400上的正投影形状与所述第一像素单元410重合，所述第一微透镜210在所述光检测阵列400上的正投影的面积与所述第一像素单元410的面积之比为100％。
在本申请实施例中，可选地，所述第一微透镜210的光心、所述第一通光小孔310的中心和所述第一像素单元410的中心位于不同的垂直于所述光检测阵列400的垂直线上。在此情况下，通过分别调整第一微透镜210，第一通光小孔310以及第一像素单元410之间的相对位置，所述第一微透镜210将其上方特定方向的光信号汇聚于所述第一通光小孔310，所述特定方向的光信号通过所述第一通光小孔310传输至所述第一像素单元410。
可选地，所述第一通光小孔310的中心与所述第一微透镜210的光心的连线方向与第一特定方向的光信号的方向相近或相同；所述第一通光小孔310的中心与所述第一像素单元410的中心的连线方向与第一特定方向的光信号的方向相近或相同。
例如，如图4所示，所述第一微透镜210的光心和所述第一通光小孔310的中心均位于第一特定方向的直线202上，所述第一通光小孔310和所述第一像素单元410的中心也位于第一特定方向的直线202上，经过所述第一微透镜210的光心的第一特定方向的光信号121位于该第一特定方向的直线202上，不经过所述第一微透镜210的光心的第一特定方向的光信号122经过所述第一微透镜210折射后，其方向与所述第一特定方向相近，与所述第一特定方向的直线202上的光信号相交于所述第一微透镜210的像方焦平面上。
可选地，所述第一微透镜阵列200中每一个微透镜都包含对应的通光小孔以及像素单元，且每一个微透镜与其对应的通光小孔和像素单元的相对位置关系与所述第一微透镜210与其对应的第一通光小孔310和第一像素单元410的相对位置关系相同。
本申请实施例的技术方案，通过第一微透镜阵列200将光信号汇聚至所述第一阻光层300的多个通光小孔，所述光信号通过所述第一阻光层300的多个通光小孔传输至所述光检测阵列400以进行光学指纹采集，在实现大面积高分辨率的识别指纹图像的同时，减小指纹识别装置的厚度，从而提升光学指纹识别装置20的性能。
可选地，如图5所示，所述光学指纹识别装置20还包括：第一介质层610和第二介质层620；
所述第一介质层610生长在所述光检测阵列400的表面；
所述第一阻光层300生长在所述第一介质层610的表面；
所述第二介质层620生长在所述第一阻光层300的表面并填充所述第一阻光层300的多个通光小孔。
可选地，所述第一介质层610和第二介质层620可以通过半导体工艺生长，例如通过原子层沉积、溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、离子束镀膜等镀膜方法生长制备。
可选地，所述第一介质层610和所述第二介质层620为有机透明介质材料或者无机透明介质材料，例如树脂或氧化硅。
可选地，所述第一介质层610和所述第二介质层620的介质材料相同或者不同。
可选地，所述第一阻光层300、所述第一介质层610以及所述第二介质层620均与所述光检测阵列400集成在光电传感器中。例如，所述第一介质层610和所述第二介质层620均为氧化硅，首先在所述光电传感器的多个像素单元上方镀膜形成第一介质层610，然后在所述第一介质层610上方制备第一阻光层300，然后在所述第一阻光层300上方制备第二介质层620。
可选地，所述第一阻光层300和所述第一介质层610与所述光检测阵列400集成在光电传感器中，所述第二介质层620生长在所述光电传感器表面。例如，所述第一介质层610为氧化硅，所述第二介质层620为树脂。
可选地，所述光学指纹识别装置包括多层所述第一阻光层。
例如，如图6所示，所述光学指纹识别装置20包括两层第一阻光层300，其中位于顶层的第一阻光层为第一上阻光层301，位于底层的第一阻光层为第一下阻光层302。
可选地，多层所述第一阻光层之间和设置在最顶层的所述第一阻光层与所述第一微透镜阵列之间均设置有所述第二介质层，并且所述第一阻光层与所述第二介质层依次通过生长工艺进行生长；
所述第二介质层填充所述第一阻光层的多个通光小孔。
可选地，如图6所示，所述第一介质层610生长在所述光检测阵列400上，所述第二介质层620包括第二上介质层621和第二下介质层622，所述第二上介质层621设置于所述第一微透镜阵列200与所述第一上阻光层301之间，以及所述第一上阻光层301上的通光小孔内；所述第二下介质层622设置于所述第一上阻光层301与所述第一下阻光层302之间，以及所述第一下阻光层302上的通光小孔内。
可选地，位于上层的所述第一阻光层的通光小孔的直径大于位于下层的所述第一阻光层的通光小孔的直径。例如，如图6所示，所述第一上阻光层301的通光小孔的直径大于所述第一下阻光层302的通光小孔的直径。
可选地，所述光信号为第二特定方向的光信号，位于上层的所述第一阻光层的通光小孔的中心与对应的位于下层的所述第一阻光层的通光小孔的中心的连线方向和所述第二特定方向相同或相近；位于上层的所述第一阻光层的通光小孔的中心与对应的所述光检测阵列上像素单元的中心的连线方向和所述第二特定方向相同或相近。
可选地，所述第二特定方向为垂直于所述光检测阵列的方向。例如，如图6所示，所述第一上阻光层301的通光小孔位于对应的所述第一下阻光层302的通光小孔的正上方，第一下阻光层302的通光小孔位于对应的所述光检测阵列400的像素单元的正上方，所述第一上阻光层301上的通光小孔和所述第一下阻光层302上的通光小孔均用于接收垂直于所述光检测阵列的光信号。
可选地，所述第一上阻光层301上多个通光小孔中包括第一上通光小孔311，所述第一下阻光层302上多个通光小孔中包括与所述第一上通光小孔对应的第一下通光小孔312。
可选地，在本申请实施例中，上述第一通光小孔310可以包括所述第一上通光小孔311和所述第一下通光小孔312。所述第一上通光小孔311和所述第一下通光小孔312对应于所述第一微透镜210和第一像素单元410。
具体地，所述第一微透镜210将来自所述第一微透镜210上方的第一光信号传输至所述第一上通光小孔311和第一下通光小孔312，所述第一光信号通过所述第一上通光小孔311和第一下通光小孔312传输至所述第一像素单元410。
可选地，所述第一微透镜210的焦点位于最底层的所述第一阻光层与所述光检测阵列之间，例如，所述第一微透镜210的焦点位于所述第一下阻光层302与所述第一像素单元410之间的任意一点。
具体地，所述第一微透镜210的焦点可以位于所述第一像素单元410上或者第一下通光小孔312内。
可选地，所述第一上通光小孔311的直径大于所述第一下通光小孔312。
可选地，所述第一上通光小孔311和第一下通光小孔322为圆形小孔，直径小于10μm，以便进行光学成像。可选地，所述第一上通光小孔311和第一下通光小孔322的直径大于一定阈值。
可选的，所述第一上通光小孔311和第一下通光小孔322的形状还可以为多边形，本申请实施例对此不做限定。
可选地，如图6所示，所述第一微透镜210的光心，所述第一上通光小孔311的中心、所述第一下通光小孔312的中心以及所述第一像素单元410的中心均位于同一所述光检测阵列400的垂直线上。在此情况下，所述第一微透镜210将其上方垂直于所述光检测阵列400的第一光信号汇聚于所述第一上通光小孔311或第一下通光小孔312，所述垂直于所述光检测阵列400的第一光信号通过所述第一上通光小孔311和第一下通光小孔312传输至所述第一像素单元410。
可选地，所述第一微透镜210的光心，所述第一上通光小孔311的中心、所述第一下通光小孔312的中心以及所述第一像素单元410的中心均位于不同的所述光检测阵列400的垂直线上。在此情况下，通过分别调整第一微透镜210、第一上通光小孔311，第一下通光小孔312以及第一像素单元410之间的相对位置，所述第一微透镜210将其上方第二特定方向的光信号汇聚于所述第一下通光小孔312，所述第二特定方向的光信号通过所述第一上通光小孔311和第一下通光小孔312传输至所述第一像素单元410。
可选地，所述第一上阻光层301上每个通光小孔的形状大小与所述第一上通光小孔311的形状大小相同，所述第一下阻光层302上每个通光小孔的形状大小与所述第一下通光小孔312的形状大小相同。
可选地，所述第一上阻光层301上每个通光小孔与所述第一下阻光层302上与其对应的通光小孔的相对位置关系与所述第一上通光小孔311和所述第一下通光小孔312的相对位置关系相同。
应理解，所述第一上通光小孔311的形状可以与所述第一下通光小孔312的形状相同或者不同，本申请实施例对此并不限定。
应理解，虽然以上以两层阻光层的设计为例进行了描述，但本申请实施例的技术方案并不限定于两层阻光层。对于多于两层阻光层的情况，每两层阻光层之间可以采用以上描述的两层阻光层的设计。
在本申请实施例中，通过多层阻光层以及通光小孔，可以进一步方便实现对特定方向的光线进行采集成像，且进一步阻挡环境光或其他非特定方向的干扰光信号，提高成像质量。
可选地，所述光学指纹识别装置20还包括：
滤波层500，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号(即指纹图像采集所需波段的光信号)。
可选地，所述滤波层500设置于所述第一微透镜阵列200的上方，例如，如图6所示，所述第一微透镜阵列200上方设置缓冲层520，所述缓冲层520为透明介质缓冲层，其光学折射率低于所述第一透镜阵列200，可选地，所述缓冲层520的光学折射率低于1.3。所述滤波层500的下表面通过粘接层510与所述缓冲层520的上表面完全贴合。可选地，所述粘接层510可以为低折射率胶，该低折射率胶的折射率小于1.25。
可选地，所述滤波层500还可以通过固定装置固定在第一微透镜阵列200的上方，例如，在所述第一微透镜阵列200四周的非感光区域设置框胶或者其它支撑件，以支撑并固定所述滤波层500在所述第一微透镜阵列的上方，所述滤波层500的下表面与所述第一微透镜阵列200的上表面之间存在空气间隙层。
可选地，所述滤波层500还可以设置于所述第一微透镜阵列200到所述光检测阵列400之间的光路中，具体地，所述滤波层500可以设置于所述第一阻光层300和所述光检测阵列400之间，例如，如图7所示，所述第一阻光层300形成于所述滤波层500上方，所述滤波层500设置于所述光检测阵列400的上方。可以理解的是，当所述滤波层500设置于所述第一阻光层300和所述光检测阵列400之间时，所述第一介质层610可以生长在所述滤波层500的表面。
可选地，所述滤波层500可以与所述光检测阵列400一起集成在光电传感器芯片中，具体的，可以采用蒸镀工艺在所述光电传感器的多个像素单元上进行镀膜形成所述滤波层500，例如，通过原子层沉积、溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、离子束镀膜等方法在所述光电传感器的多个像素单元上方制备一层滤光材料薄膜。该技术方案中滤波层500的厚度小于等于20μm。
可选地，所述滤波层500为光波长截止滤波片，用于滤除特定波段的光信号，有利于降低特定波段的环境光信号的影响，从而能够提升指纹识别性能。
可选地，所述滤波层500用于通过350～700nm波段范围的光信号。
可选地，所述滤波层500还可以用于通过800～1000nm波段范围的光信号。
可选地，所述滤波层500可以用于同时通过350～700nm波段范围以及800～1000nm波段范围的光信号。
可选地，如图6和图7所示，所述光学指纹识别装置20还包括：
电路板50，通过电连接装置501与所述光学指纹装置20进行电连接。
可选地，所述光学指纹识别装置20中的光检测部分40上设置有金属焊盘401，所述电连接装置501通过金属焊盘401与所述光学指纹识别装置20进行电连接。
可选地，在一种可能的实施方式中，如图6和图7所示，所述电路板50可以为柔性电路板FPC，所述电连接装置501可以为焊锡、异方性导电胶膜(anisotropic conductivefilm，ACF)或者其它金属连接装置。
可选地，在一种可能的实施方式中，所述电路板50还可以为印刷电路板(printedcircuit board，PCB)，所述电连接装置501可以为引线键合(wire bonding，WB)装置。例如，所述电连接装置501可以为材料为金(Au)的绑定线(bonding wire)。所述印刷电路板50可以设置在光检测部分40下方，或者与所述光检测部分40平行设置。
可选地，所述电路板50可以为图1中的电路板150。
应理解，所述电连接装置501也可以为一种微型的金属连接柱或者连接器等其他电连接方式，只要能够实现电路板50和光学指纹装置20之间的电连接即可，本申请实施例对此并不限定。
可选地，所述光学指纹识别装置20还包括：微透镜阵列组件700，设置于所述第一微透镜阵列200的上方，用于将所述光信号汇聚至所述第一微透镜阵列200。
可选地，如图8所示，所述微透镜阵列组件700包括：
第二微透镜阵列710；
第二阻光层720，设置于所述第二微透镜阵列710与所述第一微透镜阵列200之间，其中，所述第二阻光层720上设置有多个通光小孔；
其中，所述第二微透镜阵列710用于将所述光信号汇聚至所述第二阻光层的多个通光小孔，所述光信号通过所述第二阻光层的多个通光小孔传输至所述第一微透镜阵列200。
可选地，所述第二微透镜阵列710上表面均为聚光区域，所述聚光区域覆盖所述光检测阵列的感光区域。
图9为所述光学指纹识别装置中微透镜阵列组件700的多层立体示意图。如图9所示，所述第二微透镜阵列710的上表面为多个球面或非球面拼接而成的阵列，所有区域均为曲面且不包括平面，所述第二微透镜阵列710的上表面所有区域均能对光线进行汇聚。
可选地，所述第二微透镜阵列710包括多个微透镜，其中，所述第二微透镜阵列710的多个微透镜中的第二微透镜711用于将来自所述第二微透镜711上方的第二光信号汇聚至所述第二阻光层720的多个通光小孔中与所述第二微透镜对应的第二通光小孔721，所述第二光信号通过所述第二通光小孔721传输至所述第一微透镜阵列200中与所述第二微透镜711对应的微透镜。
可选地，所述第一微透镜阵列710中与所述第二微透镜711对应的微透镜可以为上述第一微透镜210，所述第二光信号包括上述第一光信号。
可选地，所述第二微透镜711可以用于将其上方垂直于所述光检测阵列400的第二光信号汇聚于所述第二通光小孔721。
可选地，所述第二微透镜711的焦点位于所述第二通光小孔721内。
可选地，所述第二微透镜711还可以用于将其上方特定方向的第二光信号汇聚于所述第二通光小孔721。
可选地，所述第二微透镜711的表面可以为球面或者非球面。
可选地，所述第二微透镜711为多边形透镜，例如正方形透镜或者六边形透镜，可选地，所述第二微透镜711也可以为圆形透镜。如图8和图9所示，所述第二微透镜711为四边形透镜，该四边形透镜为上表面为球面，下表面为四边形的微透镜。
可选地，所述第二微透镜阵列710的材料为透明介质，该透明介质的光透过率大于99％，例如树脂等。
应理解，所述第二微透镜711为所述第二微透镜阵列710中多个微透镜的任意一个，本申请实施例对所述第二微透镜711位于所述第二微透镜阵列710的具体位置不做限定。
应理解，所述第二微透镜阵列710中多个微透镜可以与所述第二微透镜711的形状大小相同或不同，本申请实施例对多个微透镜的形状大小不做限定。
可选地，所述第二微透镜阵列710中多个微透镜中的每一个微透镜均与所述第二微透镜711相同，如图8和图9所示，第二微透镜阵列710中每一个微透镜均为四边形微透镜，所述多个四边形微透镜在水平面上呈阵列排列。此外第二微透镜阵列710中每一个微透镜还可以为圆形微透镜或者其它多边形微透镜。
在本申请实施例中，所述光信号通过所述第二阻光层720的多个通光小孔传输至所述第一微透镜阵列200。所述第二阻光层720用于进一步阻挡环境光、杂散光等干扰指纹检测的光信号。
可选地，所述第二阻光层720的材料可以为金属或黑色不透光材料。
可选地，所述第二阻光层720的数量大于等于1。例如，如图7所示，所示第二阻光层720的数量为1，第二阻光层720上包括与所述第二微透镜711对应的第二通光小孔721，所述第二微透镜711用于将来自所述第二微透镜上方的第二光信号汇聚至第二通光小孔721。
可选地，所述第二通光小孔721可以为圆形小孔，其直径小于10μm。可选地，所述第二通光小孔721的直径大于一定阈值，以便通过足够的光信号进行成像，提高成像质量。
可选的，所述第二通光小孔721的形状还可以为多边形，本申请实施例对第二通光小孔721的形状不做限定。
应理解，所述第二阻光层720上每个第二通光小孔的形状大小可以与所述第二通光小孔721相同或者不同，本申请实施例对此并不限定。
可选地，如图8和图9所示，所述第二阻光层720上每个第二通光小孔与所述第二通光小孔721形状大小相同，多个第二通光小孔的位置呈阵列排布，每个第二通光小孔对应一个第二微透镜。
在本申请实施例中，可选地，所述第二微透镜711的光心和所述第二通光小孔721的中心位于同一垂直于所述光检测阵列400的垂直线上。可选地，所述第一像素单元410中心也位于该同一垂直线上。
在此情况下，所述第二微透镜711用于将其上方垂直于所述光检测阵列400的第二光信号汇聚于所述第二通光小孔721。
例如，如图8所示，所述光检测阵列400和所述第一像素单元410位于平行面上，所述第二阻光层720平行设置于所述光检测阵列400的上方，所述第二透镜阵列710平行设置于所述第二阻光层720上方。第二微透镜711的光心、第二通光小孔721和第一像素单元410的中心均位于该竖直线201上。
可选地，所述第二微透镜711在光检测阵列400上的正投影(为方便描述，下述第二微透镜711在光检测阵列400上的正投影也写为第二微透镜711的正投影)与所述第二微透镜711最大面积的截面相同。例如，如图9所示，当第二微透镜711为上表面为球面，下表面为四边形的微透镜时，第二微透镜711在所述光检测阵列400的正投影为与下表面相同的四边形。当所述第二微透镜711的光心和所述第一像素单元410中心位于同一垂直于所述光检测阵列400的垂直线上时，第二微透镜711在所述第一像素单元410上的投影为四边形。
可选地，所述第二微透镜711在所述光检测阵列400上的正投影面积大于等于所述第二微透镜711在所述光检测阵列400上对应的像素单元的面积。
可选地，所述第二微透镜711在所述光检测阵列400上的正投影与所述第二微透镜711在所述光检测阵列400上对应的像素单元重合。
例如，如图8所示，所述第二微透镜711在所述光检测阵列400上的正投影面积大于等于所述第一像素单元410的面积。
可选地，所述第二微透镜711的正投影形状与所述第一像素单元410的形状相同，例如，如图9所示，所述第二微透镜711为四边形微透镜，所述第二微透镜711的正投影形状与所述第一像素单元410均为相同的四边形。可选地，所述第二微透镜711的光心位于垂直于所述第一像素单元410中心的垂直线上时，所述第二微透镜711在所述光检测阵列400上的正投影形状与所述第一像素单元410重合。
可选地，所述第二微透镜阵列710中每一个微透镜都包含对应的通光小孔，且每一个微透镜与其对应的通光小孔的相对位置关系与所述第二微透镜711与其对应的第二通光小孔721的相对位置关系相同。
可选地，所述第二微透镜阵列710与所述第一微透镜阵列200完全相同。具体地，所述第二微透镜阵列710上每个微透镜与所述第一微透镜阵列200上与其对应的微透镜完全相同；所述第二微透镜阵列710上多个微透镜之间的相对位置关系与所述第一微透镜阵列200上多个微透镜之间的相对位置关系相同。
可选地，所述微透镜阵列组件700还包括第三微透镜阵列730。
可选地，如图8所示，所述第三微透镜阵列730设置于所述第二阻光层720与所述第一微透镜阵列200之间。
可选地，如图9所示，所述第三微透镜阵列730与所述第二微透镜阵列710完全相同且在所述第二阻光层720两侧呈镜像设置。
如图9所示，所述第三微透镜阵列730的下表面为多个球面或非球面拼接而成的阵列，所有区域均为曲面且不包括平面，所述第三微透镜阵列730的下表面所有区域均能对光线进行汇聚。
在本申请实施例中，通过光学指纹识别装置20中进一步增加微透镜阵列组件700，对光信号进行多次汇聚，能够增加光检测阵列接收的光信号强度，提高光学指纹图像的质量。
应理解，所述光学指纹识别装置20还可以包括用于支撑所述光学指纹识别装置20的支撑结构件，以及相应的处理芯片等，本申请实施例对此并不限定。
如图10所示，本申请实施例还提供了一种电子设备30，该电子设备30可以包括上述显示屏120以及上述本申请实施例的光学指纹识别装置20，其中，所述光学指纹识别装置20设置于所述显示屏120下方。
该电子设备可以为任何具有显示屏的电子设备。
应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围。
应理解，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (29)

1.一种光学指纹识别装置，其特征在于，包括：
光检测部分，包括光检测阵列，所述光检测阵列包括多个像素单元；
滤波层，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号，所述滤波层为在所述光检测阵列的多个像素单元上方形成的滤光材料薄膜，且所述滤波层与所述光检测阵列一起集成在光电传感器芯片中；
第一阻光层，形成于所述滤波层上方，其中，所述第一阻光层设置有多个通光小孔；
第一微透镜阵列，设置于所述第一阻光层上方；
其中，所述第一微透镜阵列用于将光信号汇聚至所述第一阻光层的多个通光小孔，所述光信号通过所述第一阻光层的多个通光小孔传输至所述光检测阵列。
2.根据权利要求1所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹识别装置还包括：第一介质层和第二介质层；
所述第一介质层生长在所述滤波层的表面；
所述第一阻光层生长在所述第一介质层的表面；
所述第二介质层生长在所述第一阻光层的表面并填充所述第一阻光层的多个通光小孔。
3.根据权利要求2所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹识别装置还包括电路板，所述电路板通过电连接装置与所述光学指纹识别装置进行电连接。
4.根据权利要求3所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述光检测部分设置有金属焊盘，所述电连接装置通过所述金属焊盘与所述光学指纹识别装置进行电连接。
5.根据权利要求4所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述电路板为柔性电路板，所述电连接装置为焊锡、异方性导电胶膜或者金属连接装置。
6.根据权利要求4所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述电路板为印刷电路板，所述电连接装置为引线键合装置。
7.根据权利要求6所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述印刷电路板设置在所述光检测部分下方或者与所述光检测部分平行设置。
8.根据权利要求1所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第一微透镜阵列上表面均为聚光区域，所述第一微透镜阵列的聚光区域覆盖所述光检测阵列的感光区域。
9.根据权利要求8所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第一微透镜阵列包括多个微透镜；
其中，所述第一微透镜阵列的多个微透镜中的第一微透镜用于将来自所述第一微透镜上方的第一光信号汇聚至所述第一阻光层的通光小孔中与所述第一微透镜对应的第一通光小孔，所述第一光信号通过所述第一通光小孔传输至所述多个像素单元中与所述第一微透镜对应的第一像素单元。
10.根据权利要求9所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述光信号为第一特定方向的光信号，所述第一微透镜的光心和所述第一通光小孔的中心的连线方向和所述第一特定方向相同或相近，所述第一通光小孔的中心和所述第一像素单元的中心的连线方向和所述第一特定方向相同或相近。
11.根据权利要求10所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第一特定方向为垂直于所述光检测阵列的方向。
12.根据权利要求9所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第一微透镜在所述光检测阵列上的正投影面积与所述第一像素单元的面积之比大于70％。
13.根据权利要求9所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第一微透镜为四边形微透镜。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第一微透镜的上表面为球面或者非球面。
15.根据权利要求1-13中任一项所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述通光小孔为直径小于10μm的圆形小孔。
16.根据权利要求1-13中任一项所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述目标波段的波长范围包括350～700nm和/或800～1000nm。
17.根据权利要求1-13中任一项所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述滤波层蒸镀在所述光检测阵列上。
18.根据权利要求1-13中任一项所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述滤波层的厚度小于等于20μm。
19.根据权利要求1-13中任一项所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹识别装置还包括：
微透镜阵列组件，设置于所述第一微透镜阵列上方，用于将所述光信号汇聚至所述第一微透镜阵列。
20.根据权利要求19所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述微透镜阵列组件包括：
第二微透镜阵列；
第二阻光层，设置于所述第二微透镜阵列与所述第一微透镜阵列之间，其中，所述第二阻光层上设置有多个通光小孔；
其中，所述第二微透镜阵列用于将所述光信号汇聚至所述第二阻光层的多个通光小孔，所述光信号通过所述第二阻光层的多个通光小孔传输至所述第一微透镜阵列。
21.根据权利要求20所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第二微透镜阵列上表面均为聚光区域，所述第二微透镜阵列的聚光区域覆盖所述光检测阵列的感光区域。
22.根据权利要求20所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第二微透镜阵列包括多个微透镜；
其中，所述第二微透镜阵列的多个微透镜中的第二微透镜用于将来自所述第二微透镜上方的第二光信号汇聚至所述第二阻光层的多个通光小孔中与所述第二微透镜对应的第二通光小孔，所述第二光信号通过所述第二通光小孔传输至所述第一微透镜阵列中与所述第二微透镜对应的微透镜。
23.根据权利要求22所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第二微透镜的光心与所述第二通光小孔的中心位于同一垂直于所述光检测阵列的垂直线上。
24.根据权利要求22所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第二微透镜在所述光检测阵列上的正投影面积大于等于所述第二微透镜在所述光检测阵列上对应的像素单元的面积。
25.根据权利要求22所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第二微透镜为四边形微透镜。
26.根据权利要求22所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第二微透镜的上表面为球面或者非球面。
27.根据权利要求20所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述微透镜阵列组件还包括：第三微透镜阵列，设置于所述第二阻光层与所述第一微透镜阵列之间。
28.根据权利要求27所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第三微透镜阵列与所述第二微透镜阵列在所述第二阻光层两侧呈镜像设置。
29.一种电子设备，其特征在于，包括：显示屏以及，
根据权利要求1至28中任一项所述的光学指纹识别装置，其中，所述光学指纹识别装置设置于所述显示屏下方。
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Decision date of declaring invalidation: 20210106

Decision number of declaring invalidation: 47081

Denomination of utility model: Optical fingerprint identification device and electronic equipment

Granted publication date: 20191115

Patentee: SHENZHEN GOODIX TECHNOLOGY Co.,Ltd.