CN211124080U - 光学式感测装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学式感测装置，包括：图像传感芯片，包括多个像素单元，像素单元用于接收光束，并转换接收到的光束为相应的电信号；和镜头模块，位于图像传感芯片的上方，镜头模块包括多个第一透镜，多个第一透镜彼此间隔设置且每一第一透镜正对多个像素单元，多个第一透镜用于会聚光束至多个像素单元；和挡墙，位于多个第一透镜之间的间隔处，挡墙包括多个朝向第一透镜的侧面、以及和侧面相连的顶面，定义顶面和侧面相连处为第一边缘，顶面的至少部分的高度小于或等于第一边缘的高度；遮光层，位于多个第一透镜之间的间隔处，遮光层用于遮挡光束。本申请还公开了一种电子设备。

Description

光学式感测装置和电子设备

技术领域

本申请涉及光电技术领域，尤其涉及一种具有超薄尺寸的光学式感测装置和电子设备。

背景技术

随着技术进步和人们生活水平提高，对于手机、平板电脑、相机等电子设备，用户要求具有更多功能和时尚外观。目前，手机等电子设备的发展趋势是具有较高的屏占比同时具有指纹检测等功能。为了实现全面屏或接近全面屏效果，使得电子设备具有高的屏占比，屏下的指纹检测技术应运而生。由于手机等电子设备内部空间有限，而使用传统透镜实现光学成像的成像装置由于尺寸和体积较大，占用空间较大。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种能够解决或改善现有技术问题的光学式感测装置和电子设备。

本申请的一个方面提供一种光学式感测装置，包括：图像传感芯片，包括多个像素单元，所述像素单元用于接收光束，并转换接收到的光束为相应的电信号，所述图像传感芯片用于接收光束的一面为感光面；和镜头模块，位于所述图像传感芯片的上方，所述镜头模块包括：多个第一透镜，所述多个第一透镜彼此间隔设置，所述多个第一透镜用于会聚光束至所述多个像素单元；和挡墙，位于所述多个第一透镜之间的间隔处，所述挡墙包括多个朝向所述第一透镜的侧面、以及和所述侧面相连的顶面，定义所述顶面和所述侧面相连处为第一边缘，所述顶面的至少部分的高度小于所述第一边缘的高度，所述顶面的至少部分的高度为所述顶面的至少部分和所述图像传感芯片的感光面的距离，所述第一边缘的高度为所述第一边缘和所述图像传感芯片的感光面的距离；遮光层，位于所述多个第一透镜之间的间隔处，所述遮光层用于遮挡光束，所述遮光层覆盖所述挡墙的顶面和侧面。

某些实施例中，所述顶面除开和所述侧面相连的第一边缘外的其余部分的高度小于所述第一边缘的高度。

某些实施例中，所述顶面包括和所述第一边缘的高度相同的第一区域、以及高度小于所述第一边缘的高度的第二区域，所述第一区域为和所述第一边缘相连的部分平面，所述第二区域为和所述第一区域和/或第一边缘相连的部分凹面。

某些实施例中，所述顶面相对所述图像传感芯片的感光面的最小垂直距离小于所述第一边缘相对所述图像传感芯片的感光面的最小垂直距离。

某些实施例中，所述镜头模块还包括位于所述第一透镜和挡墙的下方的光学间隔层，所述光学间隔层位于所述图像传感芯片的上方。

某些实施例中，所述光学式感测装置还包括设置在所述图像传感芯片的上方的第一基板，所述光学间隔层设置在所述第一基板上。

某些实施例中，所述第一透镜和所述挡墙是一次成型，或所述第一透镜和挡墙是多次制作形成。

某些实施例中，所述第一透镜和挡墙的材料相同，或所述第一透镜和挡墙的材料不相同。

某些实施例中，所述第一边缘相对所述光学间隔层的上表面的高度大于、等于或小于所述第一透镜相对所述光学间隔层的上表面的高度。

某些实施例中，所述顶面具有凹陷或凹陷微结构，所述顶面在所述凹陷或凹陷微结构处相对所述感光面的最小垂直距离小于所述第一边缘的相对所述感光面的最小垂直距离。

某些实施例中，所述第一透镜为凸透镜，其包括背对所述图像传感芯片所在一侧的凸面，光束从所述凸面进入所述第一透镜并被会聚后从所述镜头模块朝向所述图像传感芯片的一侧出射。

某些实施例中，所述挡墙的侧面连接所述凸面，所述遮光层覆盖所述挡墙的侧面和顶面；或所述挡墙的侧面和所述凸面之间具有空隙，所述遮光层覆盖所述挡墙的侧面和顶面、以及所述侧面和凸面之间的空隙。

某些实施例中，所述光学式感测装置还包括过滤层，所述过滤层位于所述镜头模块和所述图像传感芯片之间，或者所述过滤层形成在所述镜头模块背对所述图像传感芯片的一侧，所述过滤层用于透过目标波段的光束，且过滤掉第二预设波段的光束，其中，所述第二预设波段与所述目标波段不同。

某些实施例中，所述遮光层用于过滤掉第一预设波段的光束，其中，所述第一预设波段与所述第二预设波段完全不同或完全相同或部分相同，当所述第一预设波段与所述第二预设波段部分相同时，所述第一预设波段包括所述第二预设波段。

某些实施例中，所述目标波段为300纳米至750纳米，和/或，780纳米至2000纳米。

某些实施例中，每一第一透镜正对多个所述像素单元，或，所述多个第一透镜与所述多个像素单元一一正对。

某些实施例中，所述顶面为从第一边缘开始向所述感光面凹陷的表面。

本申请的一个方面提供一种电子设备，包括显示屏、和位于所述显示屏的下方的光学式感测装置，所述光学式感测装置为上述的光学式感测装置，所述光学式感测装置能够透过所述显示屏接收带有外部对象的生物特征信息的光束并转换为电信号，以获取外部对象的生物特征信息。

某些实施例中，根据所述光学式感测装置所接收到的目标波段的光束，所述电子设备用于获取外部对象的指纹特征信息。

本申请的有益效果在于，本申请的光学式感测装置采用多个第一透镜透过并会聚光束到图像传感芯片的多个像素单元上，像素单元接收并转换光束为电信号，以获取外部对象的生物特征信息。本申请具有较小的厚度，整体具有紧凑、小巧的体积和尺寸，能够用于对内部空间有限的电子设备中。本申请的镜头模块包括设置在所述多个第一透镜之间的间隔区域中的挡墙和遮光层，所述挡墙和遮光层能够减少相邻的第一透镜之间透过的光束的串扰，提高感测精度。另外，在对镜头模块从上至下施加压力时，挡墙能够承担全部或大部分的压力，所述第一透镜不会因为受到压力作用而产生变形或破损，从而不会影响光学成像。进一步地，所述挡墙的顶面可以具有高度小于第一边缘的部分，从而在形成所述遮光层时能够保证所述遮光层完整地覆盖所述挡墙，从而避免挡墙的部分区域未被遮光层覆盖导致杂散光进入。本申请光学式感测装置可以用作超薄的相机，应用于一个显示屏的下方以实现屏下的光学生物特征检测。

附图说明

图1是本申请的一种电子设备的示意图，所述电子设备包括光学式感测装置；

图2是图1中光学式感测装置的一个实施例的部分立体爆炸示意图；

图3是图2中光学式感测装置的部分截面示意图；

图4是图2中光学式感测装置的部分截面示意图；

图5是图1中光学式感测装置的一个实施例的部分截面示意图；

图6是图5中光学式感测装置的一个变更实施例的部分截面示意图；

图7是图1中光学式感测装置的一个实施例的部分截面示意图；

图8是图1中光学式感测装置的一个实施例的部分截面示意图；

图9是现有技术大透镜和本申请的第一透镜的对比示意图。

具体实施方式

在对本申请实施方式的具体描述中，应当理解，当基板、片、层或图案被称为在另一个基板、另一个片、另一个层或另一个图案“上”或“下”时，它可以“直接地”或“间接地”在另一个基板、另一个片、另一个层或另一个图案上，或者还可以存在一个或多个中间层。为了清楚的目的，可以夸大、省略或者示意性地表示说明书附图中的每一个层的厚度和大小。此外，附图中元件的大小并非完全反映实际大小。

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

进一步地，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下文的描述中，提供许多具体细节以便能够充分理解本申请的实施方式。然而，本领域技术人员应意识到，即使没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本申请的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本申请之重点。

请参阅图1，图1为本申请电子设备一实施方式的结构示意图。所述电子设备100包括光学式感测装置1和显示屏2。所述显示屏2用于显示画面。所述光学式感测装置1位于所述显示屏2的下方，用于透过所述显示屏2接收由外部对象返回的光束，并转换接收到的光束为相应的电信号，以执行相应的信息感测。所述光学式感测装置1例如用于执行生物特征信息感测，所述生物特征信息例如但不局限于包括指纹信息、掌纹信息等纹路特征信息，和/或，血氧信息、心跳信息、脉搏信息等活体信息。然，本申请并不以此为局限，所述光学式感测装置1还可用于执行其它信息感测，例如用于执行深度信息感测、接近感测等等。在本申请中，主要以所述光学式感测装置1执行生物特征信息感测为例进行说明。所述显示屏2例如但不局限为OLED显示屏或LCD显示屏等。所述显示屏2可作为激励光源，提供用于检测的光束，或者，在所述电子设备100中额外设置一激励光源来提供用于检测的光束。

所述电子设备100例如但不限于消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中，消费性电子产品例如为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品例如为智能门锁、电视、冰箱等。车载式电子产品例如为车载导航仪、车载DVD等。金融终端产品例如为ATM机、自助办理业务的终端等。

需要提前说明的是，在本申请中，所述光学式感测装置1具有多个不同的实施例，为了清楚起见，对不同的实施例中的光学式感测装置1分别用了不同的标号1a、1b进行标示以进行区分。进一步地，为描述方便，所述光学式感测装置1的不同实施例中的相同标号可以表示相同的元件，也可以表示可进行变更、替换、扩展、组合的相似元件。

请一并参阅图2与图3，图2为本申请的一个实施例的光学式感测装置1a的部分爆炸示意图。图3为图2所示光学式检测装置1沿II-II’线的部分截面放大示意图。所述光学式感测装置1a包括镜头模块10和位于所述镜头模块10下方的图像传感芯片20。所述镜头模块10用于会聚光束至所述图像传感芯片20。所述图像传感芯片20用于转换接收到的光束为相应的电信号。所述图像传感芯片20用于接收光束的一面为其感光面(未标号)。

所述镜头模块10包括多个第一透镜12、挡墙13a和遮光层14。所述多个第一透镜12之间彼此间隔排布。所述多个第一透镜12用于透过并会聚光束至所述图像传感芯片20上。所述挡墙14设置在所述多个第一透镜12之间的间隔区域。所述遮光层14用于遮挡光束。所述遮光层14覆盖所述多个第一透镜12之间的间隔区域和位于所述间隔区域上的挡墙14。

所述挡墙13a包括朝向所述第一透镜12的侧面132a和位于所述侧面132a之间的顶面131a。所述挡墙13a的纵截面可以为梯形。所述第一透镜12包括凸面121，所述凸面121为朝向背向所述图像传感芯片20的一侧凸起的入光面，光束可以从所述凸面121进入第一透镜12，并从所述镜头模块10面向所述图像传感芯片20的一侧出射，进而被图像传感芯片20的光检测单元所述接收，并转换为电信号。可选地，所述图像传感芯片20包括多个像素单元21，当带有外部对象1000的生物特征信息的光束101透过所述第一透镜12到达所述图像传感芯片20时，所述像素单元21能够接收所述光束101并转换为对应的电信号，以获取外部对象1000(见图1)的相应的生物特征信息。所述外部对象1000例如但不局限为用户的手指、手掌等。所述像素单元212例如但不局限于包括光电二极管等。所述多个像素单元21构成了所述图像传感芯片20的光检测阵列22，也即所述图像传感芯片20的感光区域，所述光检测阵列22的接收光束的表面可以看作所述图像传感芯片20的感光面。

可选地，在一些实施例中，每一所述第一透镜12分别正对多个所述像素单元21，此时所述第一透镜12可以为小透镜(Mini-lens)。然，可变更地，在某些实施方式中，所述多个第一透镜110也可与所述多个像素单元21一一正对，此时所述第一透镜12可以为微透镜(Micro-lens)。

可选地，在一些实施例中，所述镜头模块10还包括位于所述第一透镜12和挡墙13a的下方的光学间隔层11。所述第一透镜12和挡墙13a可以通过压印工艺一次成型，所述第一透镜12和挡墙13可以使用透光的树脂、光学胶等材料制成。所述光学间隔层11和所述第一透镜12和挡墙13a的材料相同。所述光学间隔层11可以是形成所述第一透镜12和挡墙13a时的残留层。当然，所述光学间隔层11也可以是在形成所述第一透镜12、挡墙13a时根据需要形成为具有一定的厚度。当然，在一些实施例中，所述第一透镜12、挡墙13a、光学间隔层11也可以使用其他材料或工艺制成。可选地，在一些实施例中，所述光学间隔层11可以省略。

可选地，在一些实施例中，所述第一透镜12、挡墙13a可以通过压印、光刻、滚轮印刷等工艺制成。所述第一透镜12、挡墙13a可以是一次成型，或所述第一透镜12、挡墙13a可以是多次分开制作形成。另外，所述第一透镜12、挡墙13a的材料可以相同或不相同。本申请对此不作具体限定。

可选地，在一些实施例中，所述多个第一透镜12呈规则阵列排布。进一步可选地，所述多个第一透镜12例如但不局限于呈矩形阵列排布。然，可变更地，在某些实施方式中，所述多个第一透镜12也可呈非规则排布。可选地，在一些实施例中，所述挡墙13a可以只设置在部分相邻的第一透镜12之间，或者，任意相邻的第一透镜12之间均设置有所述挡墙13a。

可选地，在一些实施例中，所述光间隔层11具有上表面111，所述第一透镜12和挡墙13a位于所述上表面111上。相对于所述光间隔层11的上表面111，所述第一透镜12的高度(矢高)为H1，所述挡墙14的高度为H2，且H2≥H1。也即，所述挡墙13a在高度上高出所述第一透镜12。示例性而非限定地，所述挡墙13a可以比所述第一透镜12高出0至100微米中的任意数值。进一步可选地，所述挡墙13a可以比所述第一透镜12高出5微米至10微米中的任意数值。由于挡墙13a高出所述第一透镜12，而所述遮光层14覆盖所述挡墙13a，来自第一透镜12的斜侧方的干扰光束能够被所述遮光层14遮挡，而不会透过第一透镜12后被相邻的第一透镜12所正对的有效感测区域EA上的像素单元21接收，从而有效避免了相邻的第一透镜12之间透过的光束的串扰问题。例如图3中所示，光束101被覆盖在挡墙13a上的遮光层14遮挡，而无法透过第一透镜12到达相邻的第一透镜12所正对的有效感测区域EA。因此，所述图像传感芯片20具有较好的感测精度。另外，在对镜头模块10从上至下施加压力时，挡墙13a能够承担全部或大部分的压力，所述第一透镜12不会因为受到压力作用而产生变形或破损，从而不会影响图像传感芯片20的光学成像。

当然，可变更地，在一些实施例中，所述挡墙13a的高度也可以等于或小于所述第一透镜12。

请再参阅图3，作为示例而非限定地，所述第一透镜12的矢高H1可以为20微米。所述第一透镜12还包括和所述凸面121相对的底面(未标号)，所述实施例中，所述第一透镜12的底面为圆形，其直径大小可以看作所述第一透镜12的直径D。相邻的两个第一透镜12的光心之间的距离(pitch)为节距P。可选地，所述节距P可以为从300微米至500微米的任意数值，例如但不限于，所述节距P可以为300微米、350微米、400微米、450微米。可选地，所述第一透镜12的直径D可以为从80微米至300微米的任意数值，例如但不限于，所述第一透镜12的直径D可以为100微米、120微米、140微米、150微米、200微米等。可选地，在一些实施例中，所述底面可以为圆形、矩形、六边形、多边形等，相应地，所述第一透镜12可以称为圆形透镜、矩形透镜、六边形透镜等。本申请对此不作限定，本领域技术人员可以知晓，本申请实施例不再赘述。

可选地，在一些实施例中，所述多个第一透镜12为凸透镜。进一步可选地，所述多个第一透镜12为球面透镜或非球面透镜。所述凸面121为球面或非球面。

可选地，在一些实施例中，所述多个第一透镜12由透明材料制成。所述透明材料例如但不限于为透明丙烯酸树脂、透明玻璃、UV胶材料等。

可选地，在一些实施例中，所述多个第一透镜12例如完全相同。然，可变更地，在某些实施方式中，所述多个第一透镜12也可不完全相同。

可选地，在一些实施例中，所述多个像素单元21呈规则阵列排布。然，可变更地，在某些实施方式中，所述多个像素单元21也可呈非规则排布。

相较于每个第一透镜12分别只正对一个像素单元21，本申请实施例的每个第一透镜12分别正对多个像素单元21，其感光面积可以得到增加，后者的感测精度要比前者的感测精度高。

如图3所示，在所述图像传感芯片21的光检测阵列22具有和所述第一透镜12对应的有效感光区域EA。所述有效感光区域EA能够接收透过所述第一透镜12的光束并转换成代表外部对象1000的生物特征信息的电信号。所述有效感光区域EA可以正对所述第一透镜12，所述第一透镜12在所述图像传感芯片21的光检测阵列22上的正投影可以完全覆盖所述有效感光区域EA。然，可变更地，所述有效感光区域EA也可以和所述第一透镜12的正投影部分重叠。可选地，所述有效感光区域EA和所述第一透镜12具有一一对应的关系，但也可以存在第一透镜12不具有对应的有效感光区域EA。

可选地，在一些实施例中，所述光学式感测装置1还包括位于所述镜头模块10和图像感测芯片20之间的第一基板30。所述镜头模块10设置在所述第一基板30上，所述第一基板30用于承载所述镜头模块10。所述第一基板30可以是玻璃、树脂、或任意合适的透光材料制成光学薄膜，光束能够透过所述第一基板30。当然，可变更地，所述镜头模块10可以直接形成在所述图像传感芯片20上，即所述图像传感芯片20作为所述镜头模块10的承载基板。所述图像传感芯片20可以是裸片(die)或经封装的芯片。相较于先将镜头模块10制作在第一基板30上，然后将承载有所述镜头模块10的第一基板30与所述图像传感芯片20例如通过粘接物等进行固定。将所述镜头模块20直接形成在图像传感芯片20上可以使得光学式感测装置1的整体厚度变得更薄。

可选地，在一些实施例，所述光学式感测装置1进一步包括设置在所述多个像素单元21的上方的过滤层40。所述过滤层40用于透过目标波段的光束，并过滤掉目标波段以外的光束，从而减少杂散光对感测精度的干扰。所述目标波段的光束例如为可见光。可变更地，在另外一些实施例中，所述过滤层40用于过滤掉第二预设波段的光束，所述遮光层14用于过滤掉第一预设波段的光束，其中，所述第一预设波段与所述第二预设波段完全不同或完全相同或部分相同。当所述第一预设波段与所述第二预设波段部分相同时，所述第一预设波段包括所述第二预设波段。例如，所述第一预设波段包括可见光波段和近红外光波段，所述第二预设波段包括近红外光波段。所述过滤层40例如为红外截止滤光片。可选地，在一些实施例中，所述过滤层40设置在所述图像传感芯片20上，或/和，所述过滤层40设置在所述镜头模块10上。具体地，例如，所述过滤层40设置在所述多个第一透镜12和所述遮光层14上。

可选地，在一些实施例中，目标波段可以为波长范围从300纳米至750纳米，和/或，780纳米至2000纳米。其中，波长为300纳米至750纳米的光束可以看作可见光，波长780纳米至2000纳米的光束可以看作近红外光。

可选地，在一些实施例中，所述镜头模块10形成在所述第一基板30上，所述第一基板30通过粘接物连接所述过滤层40。所述粘接物可以为DAF(die attach film)、液体胶、固体胶、光学胶等。本申请实施例对此不作限定。

可选地，在一些实施例中，所述第一基板30可以省略，所述镜头模块10可以直接形成在所述过滤层40上，例如通过压印工艺直接形成在所述过滤层40上。需要说明的是，所述镜头模块10也可以通过其他工艺形成，所述第一透镜12和挡墙13a可以一次成型或多次成型。本申请对此不作限定。

可选地，在一些实施例中，所述过滤层40例如通过蒸镀工艺形成在所述图像传感芯片20的感光阵列22上。所述过滤层40的厚度可以例如但不限于为1微米至5微米。

所述实施例中，在通过压印工艺形成所述第一透镜12和挡墙13a后，可以通过光罩工艺或其他合适工艺在所述第一透镜12的间隔区域和所述挡墙13a上形成所述遮光层14。所述挡墙13a的顶面131a被配置为平面，定义所述顶面131a和侧面132a相连的边缘为第一边缘133a，所述顶面131a和光学间隔层11的上表面111的距离大致等于第一边缘133a和所述上表面111的距离。

然而，图3中所示为理想情况下遮光层14的结构形状。遮光层14的材料通常为不透光的油墨或树脂等遮光材料，在实际工艺过程中，所述遮光材料会经过光固化的过程。在固化的过程中，遮光材料会因为液体在重力作用下的流动性或表面张力等原因，从挡墙13a的顶面131向侧面132聚积，从而可能导致挡墙13的顶面131的部分区域未有遮光材料覆盖。

请参阅图4，示出了上述遮光层14的形成不良导致挡墙13a的顶面131a存在未被遮光层14覆盖的部分，从而光束从所述顶面131a未被遮挡的部分进入，会对图像传感芯片20采集带有外部对象1000的生物特征信息的光束造成干扰和影响，导致图像传感芯片20的感测精度下降。

请参阅图5，是本申请的一个实施例的光学式感测装置1b的部分截面示意图。所述光学式感测装置1b的结构和所述光学式感测装置1a的结构基本相同，主要区别在于，所述光学式感测装置1b包括挡墙13b，所述挡墙13b包括朝向第一透镜12的侧面132b和连接在所述侧面132b之间的顶面131b。定义所述顶面131b和所述侧面132b相连处为第一边缘133b，所述顶面131b的至少部分的高度小于所述第一边缘133b的高度。其中，所述顶面131b的高度为所述顶面131b和所述图像传感芯片20的感光面的距离，所述第一边缘133b的高度为所述第一边缘133b和所述图像传感芯片20的感光面的距离。可选地，在一些实施例中，所述顶面131b相对所述图像传感芯片20的感光面的最小垂直距离小于所述第一边缘133b相对所述图像传感芯片20的感光面的最小垂直距离。

可选地，在一些实施例中，所述顶面131b的至少部分到所述光学间隔层11的上表面111的垂直距离小于或等于所述第一边缘133b到所述光学间隔层11的上表面111的垂直距离。

如图5所示，所述顶面131b可以包括或为一个凹面，其具有向下的凹陷。所述凹面除开所述第一边缘133b以外的其余部分到所述光学间隔层11的上表面的距离小于所述第一边缘到所述光学检测层11的上表面的距离。所述光学间隔层11的上表面111大致为平面。这样的话，所述遮光层14的遮光材料在固化过程即使流动也会向所述凹面的较低处移动，而不会在侧面132b上聚积。从而，所述遮光层14能够完整覆盖所述挡墙13b。可选地，在一些实施例，所述顶面131b和侧面132b包括曲面和/或平面的部分。另外，所述顶面131b的结构可以应用在其他或变更实施例中。所述挡墙13b可以部分或全部采用所述顶面131b的结构。可选地，在一些实施例中，所述顶面131b可以为从所述第一边缘133b开始向所述图像传感芯片20的感光面凹陷的表面。

可选地，在一些实施例中，所述顶面131b除开和所述侧面132b相连的第一边缘133b以外的其余部分的高度小于所述第一边缘133b的高度。

请参阅图6，是图5所示光学式感测装置1b的一个变更实施例的部分截面示意图。可选地，如图6所示，所述顶面131b可以包括高度和所述第一边缘133b的高度相同的第一区域K1、以及高度小于所述第一边缘133b的高度的第二区域K2。为方便描述，所述第一区域K1、第二区域K2、第一边缘133b分别相对于图像传感芯片20的感光面的距离可以看作第一区域K1、第二区域K2、第一边缘133b各自对应的高度。

进一步可选地，在一些实施例中，所述第一区域K1可以为和所述第一边缘133b相连的部分平面，所述第二区域K2为可以为和第一区域K1和/或低于边缘133b相连的部分凹面。

应当理解，由于工艺存在精度误差，所述第一边缘133b在不同位置和所述光学间隔层11的上表面111的距离可能不相同，本申请中只需要所述顶面131b的至少部分区域相对上表面111的最小垂直距离小于第一边缘133b和上表面111的最小垂直距离即可。可选地，在一些实施例中，所述顶面131b与上表面111的最小垂直距离和第一边缘133b与上表面111的最小垂直距离之差可以为0微米至30微米之间的任意数值。

所述光学式感测装置1b在组装或安装时，对镜头模块10从上至下施加压力，由于挡墙13b的第一边缘133b仍然高于所述第一透镜12，所述挡墙13b能够承担全部或大部分的压力。同时，由于挡墙13b的顶面131b具有高度小于第一边缘133b的高度的部分，在形成遮光层14时可以使得遮光层14较好的覆盖所述挡墙13b的顶面131b。

请参阅图7，是本申请的一个实施例的光学式感测装置1c的部分截面示意图。所述光学式感测装置1c的结构和所述光学式感测装置1b的结构基本相同，主要区别在于，所述光学式感测装置1c包括挡墙13c，所述挡墙13c的顶面131c具有多个凹陷(图7中示出两个凹陷)，所述顶面131c的两个凹陷的至少部分相对光学间隔层11的上表面111的高度低于所述第一边缘133c相对光学间隔层11的上表面111的高度。所述第一边缘133c为所述顶面131c和侧面132c相连的边缘。可选地，在一些实施例中，所述顶面131c可以具有两个、三个、多个凹陷的表面结构，或者是具有复数个的凹陷微结构。可选地，在一些实施例，所述凹陷可以是曲面凹陷或平面凹陷。可以理解，所述顶面131c具有这样的凹陷结构时，有助于遮光层14c形成在所述挡墙13c上并覆盖所述顶面131c。另外，所述顶面131c的结构可以应用在其他或变更实施例中。所述挡墙13c可以部分或全部采用所述顶面131c的结构。

请参阅图8，是本申请的一个实施例的光学式感测装置1d的部分截面示意图。所述光学式感测装置1d的结构和所述光学式感测装置1b的结构基本相同，主要区别在于，所述光学式感测装置1d包括挡墙13d，所述挡墙13d的顶面131d具有向所述光学间隔层11凹陷并曝露出光学间隔层11，此时，所述遮光层14的部分可以看作是直接形成在所述光学间隔层11上。可选地，在一些实施例中，所述顶面131d可以具有间隔的凹陷，且所述凹陷可以曝露所述光学间隔层11以使得所述遮光层14直接形成在所述光学间隔层11上。所述挡墙13d相较于13b的凹陷程度更大，同样能够较好的保证在形成遮光层14时能够覆盖所述挡墙13d的顶面131d，避免影响图像传感芯片20的光学成像。

请参阅图9，图9示出现有技术的大透镜1002和本申请的第一透镜12各自的成像示意图。所述大透镜1002的入光面为单个透镜的凸面。所述光学式感测装置1的多个第一透镜12的凸面121同时作为入光面。需要说明的是，本申请文件中描述的第一透镜12均指的是凸透镜。透镜的焦距可基于电子设备100的视角和透镜的尺寸来确定。例如，当视角固定时，焦距可与透镜的尺寸成比例地增大。

以指纹检测为例，为了获取足够的指纹特性信息，大透镜1002和第一透镜12需要对检测区域VA内的光束进行会聚成像。例如但不限于，检测区域VA可以为4毫米*4毫米至10毫米*10毫米的矩形区域，或者检测区域VA可以为直径大于或等于4毫米且小于或等于10毫米的圆形，当然检测区域VA可以具有其他配置，本申请实施例对此不作限定。

现有技术的大透镜1002的直径通常可以为1毫米或更大，而本申请中的第一透镜12的直径可以100微米，仅为大透镜1002的直径的1/10，所述第一透镜12的焦距小于大透镜1002的焦距。另外，在所述光学式感测装置1中，每个不同的第一透镜12分别用于采集检测区域VA上的一部分区域。例如图9中所示，三个不同的第一透镜12分别用于对透过子检测区域V1、V2、V3的光束101进行会聚成像，所述子检测区域V1、V2、V3为所述检测区域VA的局部区域，所述子检测区域V1、V2、V3可以具有交叠或不相交叠。相比之下，现有技术的大透镜1002需要对透过整个检测区域VA的光束101进行会聚成像。在视角基本相同的情况下，第一透镜12的光心和检测区域VA的距离小于大透镜1002的光心和检测区域VA的距离，且第一透镜12的光心和图像传感芯片20的感光阵列22的距离小于大透镜1002的光心和感光阵列22的距离。

因此，现有技术中的检测区域VA到图像传感芯片20的距离要大于本申请实施例中光学式感测装置1用于指纹检测时的检测区域VA和图像传感芯片20的距离。由此可知，相较于现有技术，本申请的光学式感测装置1具有更紧凑、小巧的体积和尺寸，能够用于对内部空间占用要求更为苛刻的电子设备100中，例如手机、平板电脑、智能手表等。本申请的光学式感测装置1的整体厚度可以达到0.5毫米以内，例如0.4毫米、0.35毫米或更小，所述光学式感测装置1可以用作超薄的相机，或应用于在所述显示屏2(参见图1)的下方以实现屏下的光学生物特征检测。

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。

需要说明的是，本申请实施例的部分或全部结构、功能、方法可以应用在其他或变更实施例中，而不局限于其对应描述的实施例，由此得到的所有实施例属于本申请保护范围。另外，本申请实施例中，光束可以是可见光或不可见光，不可见光例如可以为近红外光。本申请描述中可能出现的“重叠”、“重合”、“交叠”，应理解为具有相同意思并可以相互替换。

在本说明书中对于“一个实施方式”、“实施方式”、“示例实施方式”等的任何引用表示结合该实施方式描述的特定特征、结构或特性被包括在本申请的至少一个实施方式中。在本说明书中不同位置出现的这种短语并不一定全部指相同的实施方式。另外，当结合任何实施方式描述特定的特征或结构时，所主张的是，结合这些实施方式的其它实施方式来实现这种特征或结构在本领域技术人员的技术范围内。

本申请说明书中可能出现的“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“背面”、“正面”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“内部”、“外部”等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申请实施方式和简化描述，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申请的限制。相似的标号和字母在附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，“多种”或“多个”的含义是至少两种或两个，除非另有明确具体的限定。本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“安装”、“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。权利要求书中所使用的术语不应理解为将实用新型限制于本说明书中所公开的特定实施方式。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种光学式感测装置，其特征在于，包括：

图像传感芯片，包括多个像素单元，所述像素单元用于接收光束，并转换接收到的光束为相应的电信号，所述图像传感芯片用于接收光束的一面为感光面；和

镜头模块，位于所述图像传感芯片的上方，所述镜头模块包括：

多个第一透镜，所述多个第一透镜彼此间隔设置，所述多个第一透镜用于会聚光束至所述多个像素单元；和

挡墙，位于所述多个第一透镜之间的间隔处，所述挡墙包括多个朝向所述第一透镜的侧面、以及和所述侧面相连的顶面，定义所述顶面和所述侧面相连处为第一边缘，所述顶面的至少部分的高度小于所述第一边缘的高度，其中，所述顶面的至少部分的高度为所述顶面的至少部分和所述图像传感芯片的感光面的距离，所述第一边缘的高度为所述第一边缘和所述图像传感芯片的感光面的距离；

遮光层，位于所述多个第一透镜之间的间隔处，所述遮光层用于遮挡光束，所述遮光层覆盖所述挡墙的顶面和侧面。

2.如权利要求1所述的光学式感测装置，其特征在于，所述顶面除开和所述侧面相连的第一边缘外的其余部分的高度小于所述第一边缘的高度。

3.如权利要求1所述的光学式感测装置，其特征在于，所述顶面包括高度和所述第一边缘的高度相同的第一区域、以及高度小于所述第一边缘的高度的第二区域，所述第一区域为和所述第一边缘相连的部分平面，所述第二区域为和所述第一区域和/或第一边缘相连的部分凹面。

4.如权利要求1所述的光学式感测装置，其特征在于，所述顶面相对所述图像传感芯片的感光面的最小垂直距离小于所述第一边缘相对所述图像传感芯片的感光面的最小垂直距离。

5.如权利要求1所述的光学式感测装置，其特征在于，所述镜头模块还包括位于所述第一透镜和挡墙的下方的光学间隔层，所述光学间隔层位于所述图像传感芯片的上方。

6.如权利要求5所述的光学式感测装置，其特征在于，所述光学式感测装置还包括设置在所述图像传感芯片的上方的第一基板，所述光学间隔层设置在所述第一基板上。

7.如权利要求1所述的光学式感测装置，其特征在于，所述第一透镜和所述挡墙是一次成型，或所述第一透镜和挡墙是多次制作形成。

8.如权利要求1所述的光学式感测装置，其特征在于，所述第一透镜和挡墙的材料相同，或所述第一透镜和挡墙的材料不相同。

9.如权利要求5所述的光学式感测装置，其特征在于，所述第一边缘相对所述光学间隔层的上表面的高度大于、等于或小于所述第一透镜相对所述光学间隔层的上表面的高度。

10.如权利要求4所述的光学式感测装置，其特征在于，所述顶面具有凹陷或凹陷微结构，所述顶面在所述凹陷或凹陷微结构处相对所述感光面的最小垂直距离小于所述第一边缘的相对所述感光面的最小垂直距离。

11.如权利要求1所述的光学式感测装置，其特征在于，所述第一透镜为凸透镜，其包括背对所述图像传感芯片所在一侧的凸面，光束从所述凸面进入所述第一透镜并被会聚后从所述镜头模块朝向所述图像传感芯片的一侧出射。

12.如权利要求11所述的光学式感测装置，其特征在于，所述挡墙的侧面连接所述凸面，所述遮光层覆盖所述挡墙的侧面和顶面；或所述挡墙的侧面和所述凸面之间具有空隙，所述遮光层覆盖所述挡墙的侧面和顶面、以及所述侧面和凸面之间的空隙。

13.如权利要求1所述的光学式感测装置，其特征在于，所述光学式感测装置还包括过滤层，所述过滤层位于所述镜头模块和所述图像传感芯片之间，或者所述过滤层形成在所述镜头模块背对所述图像传感芯片的一侧，所述过滤层用于透过目标波段的光束，且过滤掉第二预设波段的光束，其中，所述第二预设波段与所述目标波段不同。

14.如权利要求13所述的光学式感测装置，其特征在于，所述遮光层用于过滤掉第一预设波段的光束，其中，所述第一预设波段与所述第二预设波段完全不同或完全相同或部分相同，当所述第一预设波段与所述第二预设波段部分相同时，所述第一预设波段包括所述第二预设波段。

15.如权利要求13所述的光学式感测装置，其特征在于，所述目标波段为300纳米至750纳米，和/或，780纳米至2000纳米。

16.如权利要求1所述的光学式感测装置，其特征在于，每一第一透镜正对多个所述像素单元，或，所述多个第一透镜与所述多个像素单元一一正对。

17.如权利要求1所述的光学式感测装置，其特征在于，所述顶面为从第一边缘开始向所述感光面凹陷的表面。

18.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏、和位于所述显示屏的下方的光学式感测装置，所述光学式感测装置为权利要求1至17中任意一项所述的光学式感测装置，所述光学式感测装置能够透过所述显示屏接收带有外部对象的生物特征信息的光束并转换为电信号，以获取外部对象的生物特征信息。

19.如权利要求18所述的电子设备，其特征在于，根据所述光学式感测装置所接收到的目标波段的光束，所述电子设备用于获取外部对象的指纹特征信息。

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