CN213182778U - 屏下光学指纹识别装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种屏下光学指纹识别装置以及电子设备，屏下光学指纹识别装置设置于具有指纹识别区的电子设备的显示屏下方，所述屏下光学指纹识别装置包括：光学镜头，设置于指纹识别区下方，收集从指纹识别区方向达到所述光学镜头的光信号；光检测阵列，设有感光像素阵列，设置所述光学镜头下方，接收透过所述光学镜头的光信号；光调节层，设置于所述光学镜头与光检测阵列之间，减小感光像素阵列中对应所接收的光学镜头中部区域的光通量。本实用新型提供了一种能提高有效识别区域的屏下光学指纹识别装置以及电子设备。

Description

屏下光学指纹识别装置以及电子设备

技术领域

本实用新型涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种屏下光学指纹识别装置以及电子设备。

背景技术

本部分的描述仅提供与本实用新型公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

随着指纹识别在各类电子设备的应用越来越广泛，指纹识别技术也越来越趋于成熟。指纹识别在市场上较为成熟的技术为电容式指纹。例如，较多智能手机的屏幕下方的主控制键就带有指纹识别功能，这种指纹识别的模组通常为电容式指纹模组。目前，电子设备的显示屏幕的尺寸越来越趋于占用整个电子设备的表面，进入全面屏时代。因此，电子设备的显示屏上已无空间给予电容式指纹模组进行指纹识别。

在全面屏的电子设备中，屏下光学指纹识别模组的产品也随着而诞生。目前屏下光学指纹识别模组还在发展中，在应用时还存在多种问题。屏下光学指纹模组，比较主流的趋势是利用电子设备的显示屏的屏幕光源作为光学指纹识别的探测光照射屏幕上指纹识别区内的识别对象。然而对于被动发光的显示屏，在显示屏下方可设置红外光源作为光学指纹识别模组的探测光源。

屏下光学指纹模组，目前较为常见的是光学镜头类的光学指纹模组。光学镜头类的光学指纹模组中光学处理部分主要是利用光学镜头对识别对象反射回来的光信号进行光学聚焦和成像处理。在其他的屏下光学指纹模组中，光学处理部分也可以采用其他的光学器件例如微透镜构成的光学准直器。

屏下光学指纹模组在利用光学镜头进行聚焦和成像时，光学指纹模组采集的指纹图像容易出现与光学镜头中部的成像区光强比较强，而与光学镜头边缘部分对应的成像区的光强则相对弱。在相同的曝光时间下，无法平衡指纹图像中部与边缘区的信噪比，从而光学指纹模组采集到的有效区域变小。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

基于前述的现有技术缺陷，本实用新型提供了一种能提高有效识别区域的屏下光学指纹识别装置以及电子设备。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案。一种屏下光学指纹识别装置，设置于具有指纹识别区的电子设备的显示屏下方，所述屏下光学指纹识别装置包括：光学镜头，设置于指纹识别区下方，收集从指纹识别区方向达到所述光学镜头的光信号；光检测阵列，设有感光像素阵列，设置所述光学镜头下方，接收透过所述光学镜头的光信号；光调节层，设置于所述电子设备的显示屏与光检测阵列之间，减小感光像素阵列中对应所接收的光学镜头中部区域的光通量。

作为一种优选的实施方式，所述屏下光学指纹识别装置还包括：微透镜阵列，包含若干呈阵列排布的微透镜；所述微透镜阵列设置于所述感光像素阵列与所述光学镜头之间；并设置于所述光调节层上方。

作为一种优选的实施方式，所述光调节层开有若干透光孔，所述光调节层与所述光学镜头中部区域对应的位置所开透光孔的尺寸小于所述光调节层其他位置分布的透光小孔的尺寸。

作为一种优选的实施方式，所述透光孔与所述微透镜阵列一一对应。

作为一种优选的实施方式，所述光调节层利用半导体工艺制作形成于所述光检测阵列表面。

作为一种优选的实施方式，所述光调节层设于所述光检测阵列中的若干层金属连线层中的任意一层上。

作为一种优选的实施方式，所述光调节层对应于所述光学镜头中部的区域设置滤光层，以减少所述感光像素阵列所接收的光学镜头中部的光通量。

作为一种优选的实施方式，所述光调节层镀于所述光学镜头朝向所述光检测阵列的一面。

作为一种优选的实施方式，所述光调节层位于所述感光像素阵列表面，所述滤光层覆盖所述感光像素阵列的中部，所述光调节层的其他位置为透明光学材料。

作为一种优选的实施方式，所述滤光层为彩色滤光层，按照预设规则排列于所述感光像素阵列上。

一种电子设备，所述电子设备配置有如上述的屏下光学指纹识别装置。

本实用新型实施例的屏下光学指纹识别装置以及电子设备，设置光调节层，该光调节层中设置于光学镜头与光检测阵列之间。该光调节层减小感光像素阵列中对应所接收的光学镜头中部区域的光通量。当通过显示屏的携带有指纹信息的光信号经过光学镜头照射在光调节层上时，该光调节层减小感光像素阵列中对应所接收的光学镜头中部区域的光通量；由于光学镜头中心区域的光强比较强，边缘区域的光强较弱。在相同的曝光时间下，中心区域和边缘区域的信噪比差距较大，所以经过光调节层能减少照射在光检测阵列中间区域上的光通量；而增加照射在光检测阵列边缘区域上的光通量；如此提高整个光检测阵列的边缘区域的信噪比，进而提高指纹有效的识别区域。因此，本实用新型提供了一种能提高有效识别区域的屏下光学指纹识别装置以及电子设备。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施例，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施例在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施例包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，与其它实施例中的特征相组合，或替代其它实施例中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。在附图中：

图1为本实用新型实施方式所提供的指纹识别装置的示意图；

图2为本实用新型实施方式所提供的指纹识别装置的部分主视图；

图3为利用光学镜头进行指纹图像采集的光学指纹识别装置中光学镜头的照度图；

图4为本实用新型一种实施方式所提供的屏下光学指纹识别装置的结构示意图；

图5为本实用新型另一种实施方式所提供的屏下光学指纹识别装置的结构示意图；

图6为图4、图5中光调节层的俯视图；

图7为本实用新型一种实施方式所提供的屏下光学指纹识别装置的俯视图；

图8为现有技术中所提供的光检测阵列的俯视图；

图9为本实用新型所提供的光检测阵列的局部放大图；

图10为本实用新型所提供的光检测阵列的俯视图；

图11为本实用新型一种实施方式所提供的屏下光学指纹识别装置的俯视图；

附图标记说明：

5、微透镜阵列；6、微透镜；9、识别对象；11、透光孔；19、硅基底；22、透明介质层；23、金属连线层；25、光电转换元件；27、感光像素阵列；29、光学镜头；31、光调节层；35、显示屏；37、镜头支撑结构；39、光检测阵列；41、滤光层。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本说明书中，将本实用新型实施例的组件在正常使用状态下，指向或面对使用者的方向定义为“上”，将与之相反，或者背对使用者的方向定义为“下”。

具体的，当本实用新型实施例的屏下光学指纹识别装置被配置在显示屏35下方时，将显示屏35指向或面对使用者的方向定义为“上”，将与之相反，或者背对使用者的方向定义为“下”。

更具体的，将图1至图11中所示意的向上的方向定义为“上”，将图1至图11中所示意的向下的方向定义为“下”。

值得注意的是，本说明书中的对各方向定义，只是为了说明本实用新型技术方案的方便，并不限定本实用新型实施例的准直结构在包括但不限定于使用、测试、运输和制造等等其他可能导致组件方位发生颠倒或者位置发生变换的场景中的方向。

本实用新型实施例提供的屏下光学指纹识别装置，其能提高有效识别区域，提高成像质量。请参阅图1，具体的，该屏下光学指纹识别装置大致可以包括光学镜头29、光调节层31和光检测阵列39。光调节层31设置于光检测阵列39和光学镜头29之间。此处光调节层31是抽象化示意出其大致位置，并未具体化该光调节层31具体以怎样的形式设置在该光学指纹识别装置中。

光学指纹识别装置用于设置于电子设备的显示屏35下方。光学镜头29朝向识别对象9设置。该光学镜头29由镜头支撑结构37支撑。光检测阵列39的感光像素阵列的上方设置有微透镜阵列5。关于光检测阵列39上设置微透镜阵列5的细部结构还请参阅图2。微透镜阵列5包含若干呈阵列排布的微透镜6、该微透镜阵列5与光检测阵列39之间可设置有透明介质层22。当然透镜介质层22厚度可根据实际光学镜头29的光程而设置其厚度，或者省略此透明介质层22，或者该透明介质层22集成与光检测阵列39中设置。

对于利用光学镜头29进行指纹图像采集的光学指纹识别装置而言，光检测阵列39上感光像素阵列的光学成像会存在相对照度的问题。具体地，例如如图3所示，感光像素阵列与光学镜头29中部对应区域的光强比较强，边缘区域的光强较弱。

本申请的屏下光学指纹识别装置通过在光学镜头29和光检测阵列39之间设置光调节层31，减弱感光像素阵列中部对应接收到的光学镜头29中部的光强，使得感光像素阵列与光学镜头29中部对应区域的光强与其他区域的光强的之差降低。此种光调节层31的设置，可以补偿光学镜头29带来的相对照度的问题，提高感光像素阵列边缘部分的信噪比，从而提高指纹有效的识别区域，从而提高屏下光学指纹识别装置的性能。

作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的屏下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35的移动终端或者其他终端设备。更具体地，本实施例提供的屏下光学指纹识别装置可以设置于具有指纹识别区的电子设备的显示屏35下方，从而形成屏下光学指纹系统。

以应用于手机中进行屏下指纹识别为例，本实施例所提供的屏下光学指纹识别装置可设置于具有指纹识别区的手机的显示屏35下方进行光学指纹识别。该入射到识别对象9(例如手指)上的光束可以由显示屏35提供，也可以采用不由显示屏35提供。也即该手机的显示屏35可以为自发光的显示屏35。具体地，例如，该自发光的显示屏35为OLED显示屏35。如此可以利用显示屏35作为光源照射识别对象9，当然该手机的显示屏35不限于为自发光的显示屏35，还可以是被动发光的显示屏35，例如液晶显示屏，对此本申请不做规定。对于此光学指纹识别装置应用于被动发光的显示屏时，探测光源可以采用屏下红外光源照射屏幕上的识别对象。

在本实施方式中，光学镜头29设置于指纹识别区下方。该指纹识别区位于显示屏35的显示区域中。具体地，例如如图11所示，光学镜头29设置于具有指纹识别区的手机的显示屏35下方。该光学镜头29收集从指纹识别区方向达到光学镜头29的光信号。例如如图11所示，对识别对象9进行识别时，只需要将识别对象9(例如手指)按压在显示屏35上的指纹识别区内，该光学镜头29即可收集从指纹识别区方向达到光学镜头29的光信号。具体地，以采用OLED显示屏35为例，当识别对象9(例如手指)按压在指纹识别区时，显示屏35向指纹识别区上方的识别对象9发出一束光，该光在手指的表面发生反射形成反射光或者经过手指内部散射而形成散射光，在相关专利中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。该反射光向下传播即进入光学镜头29中。

在本实施方式中，光检测阵列39设有感光像素阵列27。该感光像素阵列27设置光学镜头29下方。该感光像素阵列27接收透过光学镜头29的光信号。进一步地，该感光像素阵列27包括若干光电转换元件25，用于将光信号转换成电信号。

进一步地，如图8所示，光检测阵列39为硅基半导体工艺制作的光检测阵列39芯片。具体地，光检测阵列39包括感光像素阵列27和信号处理部分。进一步地，如图4、图5所示，该感光像素阵列27通过半导体工艺在晶圆或硅基底19上制作而成。该感光像素阵列27所在的区域或者其感应区域为屏下光学指纹识别装置的指纹检测区域。进一步地，该指纹检测区域位于电子设备的指纹识别区内。从而对识别对象9进行识别时，只需要将识别对象9(例如手指)按压在位于显示屏35的指纹检测区域内，即可实现指纹输入。具体地，以采用OLED显示屏35为例，当识别对象9(例如手指)按压在指纹检测区域时，显示屏35向指纹检测区域上方的识别对象9发出一束光，该光在手指的表面发生反射形成反射光或者经过手指内部散射而形成散射光，在相关专利中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的嵴与谷对于光的反射能力不同，因此，来自指纹嵴的反射光和来自指纹谷的反射光具有不同的光强，反射光经过光学镜头29后，被光检测阵列39中的感光像素阵列27所接受并转换为相应的电信号，进而进行指纹识别。

进一步地，如图4、图5所示，该感光像素阵列27包括多个呈阵列式分布的用于将光信号转换为相应的载流子的光电转换元件25。该光电转换元件25例如可以是光电二极管。该信号处理部分可以是与感光像素阵列27电性连接的读取电路及其他辅助电路。该信号处理部分用于读出并处理感光像素阵列27输出的信号。该光电转换元件25的上方形成有若干金属连线层23，金属连线层23之间通过绝缘介质层进行隔离。为避免金属连线层23干扰目标光信号经过微透镜阵列5至光电转换元件25之间的光路，若干金属连线层23布线于微透镜阵列5的聚焦的光信号至光电转换元件25光路之外的位置。进一步地，金属连线层23之间可通过通孔进行电性连接，底层金属连线层23通过接触孔与光电转换元件25进行连接，接触孔制作于绝缘介质层内。

在一个实施例中，光检测阵列39的感光像素阵列27为利用CMOS工艺制作的感光像素阵列27。具体地，例如该感光像素阵列27设置于硅片上，并且利用在硅片上兼容的CMOS工艺(或集成电路工艺)制作出该感光像素阵列27。进一步地，该光检测阵列39的信号处理部分可以和感光像素阵列27制作于同一半导体芯片中并形成电连接。

在光调节层的一些具体实施方式中，如图11所示，光调节层31设置于光学镜头29与光检测阵列39之间且该光调节层31减小感光像素阵列27中对应所接收的光学镜头29中部区域的光通量。该光调节层31可以通过镀膜的方式形成一层滤光层镀于光学镜头29朝向光检测阵列39的一面。作为光调节层31的滤光层其中部区域的滤光层不同于该滤光层与镜头边缘区对应的边缘区，中部区域的滤光层相对边缘部分滤光层颜色可以滤掉预设强度的光强。以探测光为可见光为例，作为光调节层31的该滤光层中部区域的颜色可相对边缘部分的颜色略深，以减少光学镜头29中部向光检测阵列39方向传播的反射光的强度。若以探测光为非可见光为例，例如为红外光，则可在滤光层中部设置预设强度光强的红外光的材料，而滤光层的边缘部分则为完全透过此红外光的材料，或者不设置任何滤光材料。

同理，如图11所示作为光调节层31的滤波层也可以形成于光学镜头29表面，减少光学镜头中部所接收到的反射光。滤光层的材料可以根据探测光源的类型选择对应的滤光材料对光学镜头29中部所接收的光强起到一定的减弱作用。

以上例举了作为光调节层31的滤波层依托光学镜头29作为载体附着于光学镜头29上，起到减弱光学镜头29中部所接收的探测光的光强的作用。该滤波层并非如以上实施例中所例举的需要依托于光学镜头上。依据光学镜头29具有一定的滤光作用，光调节层31设置于光学镜头29下方的效果可能更为显著。具体地，作为光调节层31的滤光层也可以设置于镜头支撑结构37中其他光学部件的表面。在镜头支撑结构37中未有合适的作为滤光层的载体时，可在镜头支撑结构37中设置光学透光介质载体作为滤光层的载体起到光调节层的作用。此作为光调节层31的滤光层在光学镜头下的具体位置的设置，可依据感光像素阵列所采集的指纹图像的光强效果相对应进行调整，找出较为优化的位置设置范围。

在其他的实施方式中，光调节层31还可以以其他的方式调节光学镜头29在光检测阵列39的感光像素阵列中部区域和边缘区域的光强。以下结合其他具体的实施例对光调节层31做进一步具体的说明。请参阅图4、图5，光调节层31以掩膜层332的设置于微透镜阵列5与感光像素阵列27之间。该微透镜阵列5在感光像素阵列27上的俯视示意图还请参见图7。如图4中所示，掩膜层332可以设置于微透镜阵列5的材料下方与微透镜紧贴设置，也可根据实际的光调节效果，在掩膜层332与微透镜阵列5之间设置预设厚度的光学透明介质层。

以上所描述的掩膜层332可以设置于感光像素阵列的表面或者上方。该掩膜层332可以采用薄膜工艺制作贴附于感光像素阵列表面。或者采用半导体工艺制作掩膜层332，形成于感光像素阵列表面，集成于光检测阵列39。

若此掩膜层332利用半导体工艺制作，该掩膜层332也可形成于感光像素阵列中。请参阅图5所示，感光像素阵列27中底部为光电转换元件所在器件层25。图5仅简略的示意了该器件层的位置，并未详细示意出每个光电转换元件。感光像素阵列的器件层25上方通常还形成有金属连线层23，金属连线层23之间设置有绝缘介质层，在此也并未详细示意出。此掩膜层332可以形成于器件层25之上。在利用半导体工艺制作掩膜层332时，可利用金属材料形成掩膜层332。该掩膜层332可以利用金属连线层23制作，也可以形成于金属连线层23之间，在此不做限定。

进一步地，光调节层设于感光像素阵列中的若干层金属连线层中的任意一层上。从而该金属连线层23不仅可以用作各个光电转换元件25之间的内部连接电路，该金属连线层23内的光调节层31还可以用作控制微透镜阵列5会聚的不同区域的光通量的孔径光阑阵列，即减少微透镜阵列5中间区域的光通量而增加微透镜阵列5边缘区域的光通量，并允许该携带有指纹信息的光信号通过该金属连线层23，毕竟能够提高该屏下光学指纹识别装置的成像质量，还避免了额外设置光调节层31，有利于轻薄化所述屏下光学指纹识别装置。

此种结构的屏下光学指纹识别装置，经过光调节层31可减少照射在光检测阵列39中间区域上的光通量，而均衡感光像素阵列与光学镜头中部对应区域和其他区域的光强；如此提高整个光检测阵列39中感光像素阵列边缘区域的信噪比，进而提高感光像素阵列边缘区的成像质量。

如以上所描述，掩膜层332主要是起光调节层的作用，平衡感光像素阵列中部和边缘位置的光强。请参阅图6，图6示意性的描述了掩膜层332的一具体形状的实施例。该掩膜层332开有若干透光孔11。该掩膜层332与光学镜头29中部区域对应的位置所开透光孔11的尺寸小于掩膜层332其他位置分布的透光孔11的尺寸。该透光孔11的尺寸自光调节层31的中间向边缘逐渐扩大。从而当通过显示屏35的携带有指纹信息的光信号经过光学镜头29后，该光信号照射在掩膜层332上。该掩膜层332上的透光孔11能使得光信号通过；掩膜层332之间不透光的部分可阻挡部分的光信号无法继续向感光像素阵列中光电转换元件传播。由于掩膜层332中，与光学镜头29中部区域对应的位置所开透光孔11的尺寸小于掩膜层332其他位置分布的透光孔11的尺寸；对应地，与光学镜头29中部对应的掩膜层332部分的不透光部分的面积大于掩膜层332与光学镜头29边缘部分对应区域的不透光部分的面积。

此种掩膜层332的形状，使得针对光学镜头中部的阻光面积较大，而针对光学镜头边缘部分的阻光面积较小。因此，掩膜层332可以调节光学镜头29中部和边缘达到感光像素阵列的光通量，减少这两部分在感光像素阵列存在的光强差，提高整感光像素阵列边缘区域的信噪比，进而提高指纹有效的识别区域。虽然如图6所示的透光孔11是圆形，然而在其他实施例中，透光孔11可以是方形或者其他形状。图6虽然呈现掩膜层332的是此种形状的图案，然而其他形状的掩膜层332只要可调节光学镜头29中部达到感光像素阵列的光通量，应也可实现本申请中所强调的光调节层作用。因此，对于掩膜层332的图案并非局限于图6所示意的这种形状，对此本申请对掩膜层332的图案不作限定。

在其他的实施方式中，光调节层31还可以以其他的方式调节光学镜头29在光检测阵列39的感光像素阵列中部区域和边缘区域的光强。以下结合其他具体的实施例对光调节层31做进一步具体的说明。

在光调节层的一些其他实施方式中，光调节层可以设置成感光像素陈列表面的像素滤光层。通过在感光像素阵列中部和边缘的位置设置不同的像素滤光层，以调节感光像素阵列中部和边缘所接收的光强。

具体示意图，请参阅图9、图10所示具有像素滤光层的感光像素阵列示意图。图9是图10中部细节放大后具有像素滤光层的感光像素阵列示意图。光学指纹识别装置中的感光像素与CMOS图像传感器中像素会略有不同。CMOS图像传感器中感光像素阵列中感光像素多为彩色滤光像素，RGB三色的彩色滤光像素。而光学指纹识别装置中的感光像素阵列输出较多只有灰度信息的黑白指纹图像信息，不需要采集手指的颜色信息。如图9所示，为了减少感光像素阵列中部所接收的光强，可以在感光像素阵列中部的感光像素上形成像素滤光层而减少感光像素阵列中部所接收的光强。

如上所描述，目前利用半导体工艺制作CMOS图像传感器的彩色滤光层较为成熟。工业上简易可行的方法是，直接将感光像素阵列中部区域的感光像素表面形成有颜色的滤光层，例如红色、绿色或者蓝色。也可根据实际各种颜色的所滤光强效果的不同，使用其他颜色的滤光层，并不局限于这三种颜色，通过调整这三色的配比获得其需要的颜色进行滤光。亦或是，为了中部和边缘的感光像素之间光强能更好地过渡，可将整个感光像素阵列的中部到边缘感光像素的单色像素滤光层有规律的穿插设置在整个中部向边缘辐射的感光像素表面，或者不同颜色的滤光层按照特定图案穿插设置在感光像素阵列中部像素向边源辐射的感光像素表面。或者，在感光像素阵列的边缘区域不设置像素滤光层。通过，至少在感光像素阵列中部的感光像素表面设置像素滤光层，可使得整个感光像素阵列中部和边缘所接收的光强更为均衡，起到光调节层的作用。

当然，针对感光像素阵列所接收的光信号为非可见光波段的光时，在感光像素阵列中部所设置的滤光层相对应地，主要是针对非可见光。在感光像素阵列中部的感光像素表面形成的像素滤光层可滤除部分的非可见光信号而降低感光像素阵列整部所接收到的非可见光波段的光强。此像素滤光层的设置的基本规则与感光像素阵列所接收的光信号为可见光波段时大体相同。因此，在此不再重复描述。

对应于光学镜头29中部的区域设置滤光层41，以减少感光像素阵列27所接收的光学镜头29中部的光通量。从而当通过显示屏35的携带有指纹信息的光信号经过光学镜头29后，该光信号照射在光调节层31上。该光调节层31上的滤光层41能对光信号进行过滤，进而减少光学镜头29中部的光通量。而光学镜头29边缘的光信号并未受到滤光层41的过滤，所以光通量仍保持不变。因此光滤光层41能减少照射在光检测阵列39中间区域上的光通量；而增加照射在光检测阵列39边缘区域上的光通量；如此提高整个光检测阵列的边缘区域的信噪比，进而提高指纹有效的识别区域。如此提高整个光检测阵列39的边缘区域的信噪比，进而提高指纹有效的识别区域。

本申请实施例还提供了一种可以配置有上述任意一个实施例所述的屏下光学指纹识别装置的电子设备。该电子设备可以包括但不限于移动智能手机、平板电子设备、计算机、GPS导航仪、个人数字助理、智能可穿戴设备，等等。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (11)

1.一种屏下光学指纹识别装置，设置于具有指纹识别区的电子设备的显示屏下方，其特征在于，所述屏下光学指纹识别装置包括：

光学镜头，设置于指纹识别区下方，收集从指纹识别区方向达到所述光学镜头的光信号；

光检测阵列，设有感光像素阵列，设置所述光学镜头下方，接收透过所述光学镜头的光信号；

光调节层，设置于所述电子设备的显示屏与光检测阵列之间，减小感光像素阵列中对应所接收的光学镜头中部区域的光通量。

2.如权利要求1所述的屏下光学指纹识别装置，其特征在于，所述屏下光学指纹识别装置还包括：

微透镜阵列，包含若干呈阵列排布的微透镜；所述微透镜阵列设置于所述感光像素阵列与所述光学镜头之间；并设置于所述光调节层上方。

3.如权利要求2所述的屏下光学指纹识别装置，其特征在于，所述光调节层开有若干透光孔，所述光调节层与所述光学镜头中部区域对应的位置所开透光孔的尺寸小于所述光调节层其他位置分布的透光孔的尺寸。

4.如权利要求3所述的屏下光学指纹识别装置，其特征在于，所述透光孔与所述微透镜阵列一一对应。

5.如权利要求3所述的屏下光学指纹识别装置，其特征在于，所述光调节层利用半导体工艺制作形成于所述光检测阵列表面。

6.如权利要求3所述的屏下光学指纹识别装置，其特征在于，所述光调节层设于所述感光像素阵列中的若干层金属连线层中的任意一层上。

7.如权利要求1所述的屏下光学指纹识别装置，其特征在于，所述光调节层对应于所述光学镜头中部的区域设置滤光层，以减少所述感光像素阵列所接收的光学镜头中部的光通量。

8.如权利要求7所述的屏下光学指纹识别装置，其特征在于，所述光调节层镀于所述光学镜头朝向所述光检测阵列的一面。

9.如权利要求7所述的屏下光学指纹识别装置，其特征在于，所述光调节层位于所述感光像素阵列表面，所述滤光层覆盖所述感光像素阵列的中部，所述光调节层的其他位置为透明光学材料。

10.如权利要求9所述的屏下光学指纹识别装置，其特征在于，所述滤光层为彩色滤光层，按照预设规则排列于所述感光像素阵列上。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备配置有如权利要求1至10中任意一项所述的屏下光学指纹识别装置。

Images