CN213751108U - 指纹识别的装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种指纹识别的装置和电子设备，包括：光学指纹传感器，包括具有多个光学感应单元的光学感应阵列，用于接收显示屏上方的手指反射的指纹光信号，指纹光信号为倾斜光信号并用于指纹检测；微透镜阵列，用于设置在显示屏与光学指纹传感器之间，微透镜阵列包括多个微透镜，用于对显示屏上方的手指反射的指纹光信号进行会聚；多个挡光层，包括至少一层彩色滤光层，该多个挡光层设置在微透镜阵列与光学指纹传感器之间，其中每个挡光层包括与微透镜阵列中的每个微透镜分别对应的至少一个开孔，经每个微透镜会聚后的指纹光信号穿过不同挡光层内与微透镜对应的开孔，到达光学指纹传感器的光学感应单元；光学指纹传感器包括位于光学感应单元上方的金属挡光层。

Description

指纹识别的装置和电子设备

本申请是申请日为2020年5月15日、中国申请号为202020822427.0、发明名称为“指纹识别的装置和电子设备”的实用新型申请的分案申请。

技术领域

本申请实施例涉及生物特征识别领域，并且更具体地，涉及一种指纹识别装置和电子设备。

背景技术

屏下光学指纹识别技术是通过采集光线在手指发生反射或散射时形成携带指纹信息的指纹检测光，从而实现屏下指纹识别。根据上述原理可知，干扰光的存在势必会影响指纹识别的性能；另外，屏下光学指纹技术日渐成熟，因此，如何在保证指纹识别性能的同时降低成本，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种指纹识别装置和电子设备，能够在保证一定指纹识别性能的同时降低成本。

第一方面，提供了一种指纹识别的装置，应用在具有显示屏的电子设备中，并设置在所述显示屏的下方，包括：

光学指纹传感器，包括具有多个光学感应单元的光学感应阵列，用于接收显示屏上方的手指反射的指纹光信号，所述指纹光信号为倾斜光信号并用于指纹检测；

微透镜阵列，用于设置在所述显示屏与所述光学指纹传感器之间，所述微透镜阵列包括多个微透镜，所述微透镜用于对所述显示屏上方的手指反射的所述指纹光信号进行会聚；

多个挡光层，包括至少一层彩色滤光层，所述多个挡光层设置在所述微透镜阵列与所述光学指纹传感器之间，其中每个挡光层包括与所述微透镜阵列中的每个微透镜分别对应的至少一个开孔，经每个微透镜会聚后的所述指纹光信号穿过不同挡光层内与所述微透镜对应的开孔，到达所述光学指纹传感器的光学感应单元；

其中，所述光学指纹传感器中包括位于所述光学感应单元上方的金属挡光层，所述金属挡光层包括与所述微透镜阵列中的每个微透镜分别对应的至少一个开孔，并且所述金属挡光层的开孔与所述光学感应单元一一对应，并将经每个微透镜会聚后并穿过不同挡光层的所述指纹光信号导引至所述光学感应单元。

第二方面，提供了一种电子设备，包括第一方面中的指纹识别的装置。

基于上述技术方案，通过彩色滤光层作为挡光层，能够大大降低指纹识别装置的制造成本，有利于屏下光学指纹识别技术的进一步商业化推广。

附图说明

图1A和图2A是本申请可以适用的电子设备的结构示意图。

图1B和图2B是图1A和图2A所示的电子设备沿A-A’方向的剖面示意图。

图3是指纹识别装置进行指纹识别的示意图。

图4是本申请的指纹识别装置进行指纹识别的示意图。

图5是本申请实施例的彩色滤光层对于不同波长光信号的透射率示意图。

图6是本申请实施例顶层挡光层优选位置的原理示意图。

图7是图4所示的指纹识别装置的另一种可能的结构示意图。

图8是图4所示的指纹识别装置的又一种可能的结构示意图。

图9是本申请实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

应理解，本申请实施例可以应用于指纹系统，包括但不限于光学、超声波或其他指纹识别系统和基于光学、超声波或其他指纹成像的医疗诊断产品，本申请实施例仅以光学指纹系统为例进行说明，但不应对本申请实施例构成任何限定，本申请实施例同样适用于其他采用光学、超声波或其他成像技术的系统等。

作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的光学指纹系统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电子设备；更具体地，在上述电子设备中，指纹模组可以具体为光学指纹模组，其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或Under-screen)光学指纹系统。或者，所述光学指纹模组也可以部分或者全部集成至所述电子设备的显示屏内部，从而形成屏内(In-display或In-screen)光学指纹系统。

光学屏下指纹识别技术使用从设备显示组件的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。该返回的光携带与该顶面接触的物体(例如手指)的信息，通过采集和检测该返回的光，实现位于显示屏下方的特定光学传感器模块。光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于采集和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像。

图1A和图2A示出了本申请实施例可以适用的电子设备的示意图。其中，图1B和2B分别为图1A和图2A所示的电子设备10沿A-A’方向的剖面示意图。

所述电子设备10包括显示屏120和光学指纹模组130。其中，所述光学指纹模组130设置在所述显示屏120下方的局部区域。所述光学指纹模组130包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括具有多个光学感应单元131(也可以称为感光像素、像素单元等)的感应阵列133。所述感应阵列133所在区域或者其感应区域为所述光学指纹模组130的指纹检测区域103(也称为指纹采集区域、指纹识别区域等)。如图1A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，所述光学指纹模组130还可以设置在其他位置，比如所述显示屏120的侧面或者所述电子设备10的边缘非透光区域，并通过光路设计来将来自所述显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到所述光学指纹模组130，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模组130的感应阵列133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模组130的指纹检测区域103的面积大于所述光学指纹模组130的感应阵列133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，所述光学指纹模组130的指纹检测区域103也可以设计成与所述光学指纹模组130的感应阵列的面积基本一致。

因此，使用者在需要对所述电子设备10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内实现，因此采用上述结构的电子设备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电子设备10的正面。

作为一种可选的实现方式，如图1所示，所述光学指纹模组130包括光检测部分134和光学组件132。所述光检测部分134包括所述感应阵列133以及与所述感应阵列133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)上，比如光学成像芯片或者光学指纹传感器。所述感应阵列133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光学感应单元。所述光学组件132可以设置在所述光检测部分134的感应阵列133的上方，其可以具体包括滤光层(Filter)、导光层或光路引导结构、以及其他光学元件，所述滤光层可以用于滤除穿透手指的环境光，而所述导光层或光路引导结构主要用于从手指表面反射回来的反射光导引至所述感应阵列133进行光学检测。

在具体实现上，所述光学组件132可以与所述光检测部分134封装在同一个光学指纹部件。比如，所述光学组件132可以与所述光学检测部分134封装在同一个光学指纹芯片，也可以将所述光学组件132设置在所述光检测部分134所在的芯片外部，比如将所述光学组件132贴合在所述芯片上方，或者将所述光学组件132的部分元件集成在上述芯片之中。

作为一种可选的实现方式，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，所述光学指纹模组130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的发光单元)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的发光单元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。为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的脊(ridge)141与谷(valley)142对于光的反射能力不同，因此，来自指纹脊的反射光151和来自指纹谷的反射光152具有不同的光强，反射光经过光学组件132后，被光学指纹模组130中的感应阵列133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，从而在电子设备10实现光学指纹识别功能。

在其他实现方式中，所述光学指纹模组130也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号。在这种情况下，所述光学指纹模组130可以适用于非自发光显示屏，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏。以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，所述电子设备10的光学指纹系统还可以包括用于光学指纹检测的激励光源，所述激励光源可以具体为红外光源或者特定波长非可见光的光源，其可以设置在所述液晶显示屏的背光模组下方或者设置在所述电子设备10的保护盖板下方的边缘区域，而所述光学指纹模组130可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达所述光学指纹模组130；或者，所述光学指纹模组130也可以设置在所述背光模组下方，且所述背光模组通过对扩散片、增亮片、反射片等膜层进行开孔或者其他光学设计以允许指纹检测光穿过液晶面板和背光模组并到达所述光学指纹模组130。当采用所述光学指纹模组130采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号时，其检测原理与上面描述内容是一致的。

应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备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的上方并覆盖所述电子设备10的正面。因此，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，在某些实现方式中，所述光学指纹模组130可以仅包括一个光学指纹传感器，此时光学指纹模组130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，否则光学指纹模组130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，所述光学指纹模组130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模组130的指纹检测区域103。从而所述光学指纹模组130的指纹检测区域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。进一步地，当所述光学指纹传感器数量足够时，所述指纹检测区域103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。

例如图2A和图2B所示的电子设备10，所述电子设备10中的光学指纹装置130包括多个光学指纹传感器时，所述多个光学指纹传感器可以通过例如拼接等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装置130的指纹检测区域103。

可选地，与所述光学指纹装置130的多个光学指纹传感器相对应，所述光学组件132中可以有多个光路引导结构，每个光路引导结构分别对应一个光学指纹传感器，并分别贴合设置在其对应的光学指纹传感器的上方。或者，所述多个光学指纹传感器也可以共享一个整体的光路引导结构，即所述光路引导结构具有一个足够大的面积以覆盖所述多个光学指纹传感器的感应阵列。另外，所述光学组件132还可以包括其他光学元件，比如滤光层(Filter)或其他光学膜片，其可以设置在所述光路引导结构和所述光学指纹传感器之间或者设置在所述显示屏120与所述光路引导结构之间，主要用于隔离外界干扰光对光学指纹检测的影响。其中，所述滤光片可以用于滤除穿透手指并经过所述显示屏120进入所述光学指纹传感器的环境光，与所述光路引导结构相类似，所述滤光片可以针对每个光学指纹传感器分别设置以滤除干扰光，或者也可以采用一个大面积的滤光片同时覆盖所述多个光学指纹传感器。

以上所示的指纹传感器的数量、尺寸和排布情况仅为示例，可以根据实际需求进行调整。例如，该多个指纹传感器的个数可以为2个，3个，4个或5个等，该多个指纹传感器可以呈方形或圆形分布等。

图3为指纹识别装置进行指纹识别的示意图。一并参考图1，光学指纹模组130也可以称为指纹识别装置130。指纹识别装置130用于设置在显示屏120的下方，包括：光学组件132和光检测部分134，这里光检测部分134可以是光学指纹传感器。其中，光学指纹传感器134包括具有多个光学感应单元131的光学感应阵列，用于接收显示屏120上方的手指140反射的指纹光信号112，指纹光信号112为倾斜光信号并用于指纹检测；

光学组件132包括微透镜阵列200以及挡光层300，其中：

微透镜阵列200，用于设置在显示屏120与光学指纹传感器134之间，微透镜阵列200包括多个微透镜210，微透镜210用于对所述显示屏120上方的手指140反射的指纹光信号112进行会聚；

挡光层300，设置在微透镜阵列200与光学指纹传感器134之间，其中挡光层300包括与微透镜阵列中的每个微透镜210分别对应的至少一个开孔310，经每个微透镜210会聚后的指纹光信号112穿过不同挡光层300内与微透镜210对应的开孔310，到达光学指纹传感器134的光学感应单元131。图3中示出了微透镜210对应挡光层300中的一个开孔310的情况。

继续参见图3，光学指纹传感器134还包括位于光学感应单元131上方的金属挡光层135，金属挡光层135包括与微透镜阵列200中的每个微透镜132分别对应的至少一个开孔136，其中金属挡光层135的开孔135与光学感应单元131一一对应，并将每个微透镜210会聚后并穿过挡光层的指纹光信号112导引至光学感应单元131。

如图3所示，指纹光信号112的入射角度为θ，理想情况下，光学感应单元131只能接收到入射角度为θ的指纹光信号112，但实际情况下，尽管光路中有挡光层300和金属挡光层135的存在，但是仍然有部分光信号，例如干扰光信号113穿过光学组件132到达光学感应单元131，这将对指纹成像造成干扰，即会降低指纹成像的对比度，进而影响指纹检测的性能；另外，在强光环境下，干扰光信号113会显著增大光学感应单元131的进光量，容易导致光学感应单元131过曝光。为了阻挡干扰光信号113的入射，可以增加挡光层300，但是当前挡光层大多采用黑胶，受限于制造工艺，采用黑胶做挡光层300，其成本很高，可制造性差。本申请提出了一种指纹识别装置，能在保证一定指纹识别性能的同时降低成本。

图4是本申请的指纹识别装置进行指纹识别的示意图。同图3，指纹识别装置130设置在显示屏120的下方，包括光学组件132和光学指纹传感器134。其中，光学指纹传感器134包括具有多个光学感应单元131的光学感应阵列，用于接收显示屏120上方的手指140反射的指纹光信号112，指纹光信号112为倾斜光信号并用于指纹检测；

光学组件132包括：微透镜阵列200和多个挡光层300，其中，

微透镜阵列200，用于设置在显示屏120与光学指纹传感器134之间，微透镜阵列200包括多个微透镜210，微透镜210用于对显示屏120上方的手指140反射的指纹光信号112进行会聚；

多个挡光层300，包括至少一层彩色滤光层，多个挡光层300设置在微透镜阵列200与光学指纹传感器134之间，其中每个挡光层300包括与微透镜阵列200中的每个微透镜210分别对应的至少一个开孔310，经每个微透镜210会聚后的指纹光信号112穿过不同挡光层330内与微透镜210对应的开孔310，到达光学指纹传感器134的光学感应单元131；

其中，光学指纹传感器134包括位于光学感应单元131上方的金属挡光层135，金属挡光层135包括与微透镜阵列200中的每个微透镜210分别对应的至少一个开孔136，金属挡光层135的开孔136与光学感应单元131一一对应，并将经每个微透镜210会聚后并穿过不同挡光层300的指纹光信号112导引至光学感应单元131。

可选的，多个挡光层300的开孔310的形状可以为圆形、矩形、六边形、八边形或者三角形等形状，本申请实施例不做限定，只要可以用于导引指纹光信号即可。

由于彩色滤光材料应用广泛，工艺成熟，材料成本低，可制造性高。因而将彩色滤光层作为挡光层能够显著降低指纹识别装置的制造成本。可选的，当至少一层彩色滤光层为一层彩色滤光层时，彩色滤光层可以为蓝色滤光层、绿色滤光层或者红色滤光层等其他颜色的彩色滤光层；可选的，当至少一层彩色滤光层为多层彩色滤光层，其中多层彩色滤光层的颜色可以均相同，即多层彩色滤光层为同一种颜色的彩色滤光层，例如多层彩色滤光层均为蓝色滤光层、绿色滤光层或红色滤光层等其他颜色的彩色滤光层，或者多层彩色滤光层中至少两层彩色滤光层的颜色不同，例如，至少一层彩色滤光层为两层彩色滤光层，两层彩色滤光层可以分别为蓝色滤光层和绿色滤光层；两层彩色滤光层也可以分别为蓝色滤光层和红色滤光层；两层彩色滤光层还可以分别为绿色滤光层和红色滤光层等。再例如，至少一层彩色滤光层为三层彩色滤光层，三层彩色滤光层可以分别为蓝色滤光层、绿色滤光层和红色滤光层；三层彩色滤光层中也可以包括两层蓝色滤光层，一层绿色滤光层；三层彩色滤光层还可以包括一层蓝色滤光层，两层绿色滤光层；三层彩色滤光层还可以包括两层蓝色滤光层和一层红色滤光层；三层彩色滤光层还可以包括一层蓝色滤光层和两层红色滤光层等。对于彩色滤光层的数量和每一层彩色滤光层的颜色本申请实施例不做限定，可以根据实际需要来设置。

彩色滤光层的开孔用于将指纹光信号112导引至光学感应单元131，而彩色滤光层的非开孔区域仍然对光线有一定的透过率，参见图5。图5示出了红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层分别对不同波长的光信号的透射率，其中横轴为光信号的波长，纵轴为光信号的透射率。当前用于进行指纹识别的光信号一般为可见光，且光信号的波长一般小于600nm，从图5中可以看出，蓝色滤光层对600nm以上的可见光透过率最低，也即衰减最大，绿色滤光层对波长为625nm至725nm之间的可见光和波长为450nm以下的可见光的透过率较低，以及红色滤光层对600nm以下的可见光透过率最低。因此，当至少一层彩色滤光层为一层时，彩色滤光层可以为蓝色滤光层；当至少一层彩色滤光层为多层时，多层彩色滤光层可以均为蓝色滤光层，或者多层彩色滤光层包括蓝色滤光层和红色滤光层，由于蓝色滤光层和红色滤光层对不同波长的光信号具有不同的透射率，如图5所示，蓝色滤光层对600nm以上的可见光透过率很低，红色滤光层对600nm以下的可见光透过率很低，因此通过蓝色滤光层和红色滤光层的配合即可滤除透过彩色滤光层非开孔区域的光信号，而只通过经过彩色滤光层开孔的指纹光信号，进一步提升指纹识别的效果，同时能够降低成本。其中彩色滤光层中的蓝色滤光层和红色滤光层数量和位置不限，可以根据实际需求来设置，例如蓝色滤光层可以设置在红色滤光层的下方或者上方，当蓝色滤光层或者红色滤光层为多层时，也可以交替设置。

图4中示出了指纹识别装置130包括两层挡光层300的情况，可以理解的是，根据实际需要，指纹识别装置130可以包括多于两层的挡光层，本申请实施例不做限定，但考虑到挡光层的数量越多，势必会增加指纹识别装置的后，因此需要根据实际情况合理设置挡光层的数量。另外，图4只示出了微透镜阵列200中的每个微透镜210对应多个挡光层300中每个挡光层中的一个开孔310，以导引一个方向的指纹光信号112。相较于图3，图4中顶层挡光层300阻挡掉了干扰光信号113，因而能够提升指纹识别效果。

作为一种可选的实施例，多层挡光层300可以均为彩色滤光层，可选的，如前所述，多层彩色滤光层为同一种颜色的彩色滤光层，或者多层彩色滤光层中至少两层彩色滤光层的颜色不同，这里不再赘述。

作为另一种可选的实施例，多层挡光层300除了包括至少一层彩色滤光层外，还可以包括至少一层黑胶层。可选的，至少一层黑胶层可以位于至少一层彩色滤光层的上方，也可以位于至少一层彩色滤光层的下方，当至少一层黑胶层位于至少一层彩色滤光层的上方时，至少一层黑胶层的开孔用于将指纹光信号112导引至至少一层彩色滤光层，进而再由至少一层彩色滤光层的开孔将指纹光信号112导引至光学感应单元131，黑胶层的非开孔区域可以吸收除了透过黑胶层的开孔的光信号之外的其他光信号，例如非特定角度的指纹光信号以及干扰光信号113，其中非特定角度的指纹光信号为入射角度不是θ的指纹光信号。当至少一层黑胶层位于至少一层彩色滤光层的下方时，黑胶层的开孔用于将穿过至少一层彩色滤光层的开孔的指纹光信号112导引至光学感应单元131，黑胶层的非开孔区域用于吸收穿过所述至少一层彩色滤光层的非开孔区域的第一光信号，其中第一光信号可包括指纹光信号(图4中未示出)或者干扰光信号113。因而多层挡光层300包括黑胶层时，能够进一步加强挡光的效果，进而提升指纹识别的效果。例如，指纹识别装置130包括两层滤光层300时，这两层滤光层300可以分别为彩色滤光层和黑胶层，黑胶层可以位于彩色滤光层的上方或者下方。又例如，指纹识别装置130包括多层彩色滤光层和/或多层黑胶层时，彩色滤光层和黑胶层可以交替设置。例如，至少一层彩色滤光层为两层彩色滤光层，至少一层黑胶层为一层黑胶层，可以将黑胶层设置在两层彩色滤光层之间，两层彩色滤光层可以为颜色相同的彩色滤光层，如蓝色滤光层、绿色滤光层或者红色滤光层，又或者两层彩色滤光层为颜色不同的彩色滤光层，例如为蓝色滤光层和红色滤光层，或者为蓝色滤光层和绿色滤光层，又或者为绿色滤光层和红色滤光层等。当然至少一层黑胶层可以为多层黑胶层。但为了提高指纹识别的效果，同时兼顾制造成本，在多层挡光层数量一定的情况下，多层挡光层中黑胶层的数量需尽可能的少，可选的，指纹识别装置130包括至少一层彩色滤光层和一层黑胶层。

可选的，指纹识别装置130还可以包括滤波层(图中未示出)，所述滤波层可以设置在显示屏120和光学指纹传感器134之间，用于滤除非指纹光信号波段的杂散光，例如所述滤波层能够滤除红外光。

可选的，指纹识别装置130还可以包括第一透明介质320，第一透明介质层320设置在光学指纹传感器134、多个挡光层300和微透镜阵列200之间，或者设置在多个挡光层330之间。

可选的，光学指纹传感器134还包括第二透明介质层138，其中，第二透明介质层138位于光学感应单元131的上方，金属挡光层135位于第二透明介质层138内。

图6示出了图4中顶层挡光层的优选位置。为了清晰，图6仅保留了部分指纹光信号112和干扰光信号113。如图6所示，干扰光信号113与指纹光信号112在底层挡光层300的上方有三个交点，分别为A、D、E，干扰光信号113和底层挡光层300的交点为B，由于挡光层300的开孔呈等间距阵列分布，因此BF＝FG＝GC，又由于EF//DG//AC，因此三角形BEF、三角形BDG和三角形BAC为相似三角形，x＝y＝z＝P/3，其中，x、y、z分别为B和E在竖直方向的距离、E和D在竖直方向的距离、D和A在竖直方向的距离，P为微透镜210表面到底层挡光层300之间的距离，也即干扰光信号113与指纹光信号112的交点A到底层挡光层300之间的距离。因此顶层挡光层的优选位置为301、302或者303，其中，以底层挡光层300为水平基准，301位于底层挡光层上方高度为P/6所在的水平线上，302位于底层挡光层上方高度为P/2所在的水平线上，301位于底层挡光层上方高度为5P/6所在的水平线上。因此顶层挡光层可以位于301、302或者303任一位置，如图4中示出的顶层挡光层设置在303。

图4中示出的微透镜210仅对应挡光层300中的一个开孔310，可选的微透镜阵列200中的每个微透镜210还可以对应每层挡光层300中的多个开孔310，例如，微透镜阵列200中的每个微透镜210可以对应挡光层300中的4个开孔310。参见图7，图7给出了微透镜阵列200中的一个微透镜210与挡光层300的对应情况，微透镜210对应顶层挡光层300中的4个开孔310，以及对应底层挡光层300中的4个开孔，以导引4个方向的指纹光信号112，指纹光信号112经微透镜210会聚后穿过挡光层300到达光学感应单元131。图7只示出了两层挡光层300的情况，在其他可能的实施例中，指纹识别装置还可以包括两层以上的挡光层300，本申请实施例不做限定。可以理解的是，当指纹识别装置包括两层以上的挡光层300时，微透镜阵列200中的每个微透镜210对应多个挡光层中每个挡光层300中的多个开孔，例如4个开孔。

作为另一种可选的实施例，微透镜阵列200中的每个微透镜210可以对应顶层挡光层300的一个开孔310，以及对应多个挡光层300中除去顶层挡光层之外的其他挡光层中的多个开孔310，以导引多个方向的指纹光信号。

如图8所示，微透镜阵列200中的每个微透镜210可以对应顶层挡光层300的一个开孔310，以及对应底层挡光层300的4个开孔310，以导引4个方向的指纹光信号112。

当指纹识别装置包括两层挡光层时，可选的，顶层挡光层可以彩色滤光层，底层挡光层可以为黑胶层，或者两层挡光层均为彩色滤光层，两层滤光层可以均为蓝色滤光层或两层滤光层分别为蓝色滤光层和红色滤光层，本实施例不做限定，具体可以参见图4相关内容，这里不再赘述。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述本申请各种实施例中的指纹识别装置。

可选的，该电子设备还包括显示屏120，指纹识别装置130设置在所述显示屏的下方。该显示屏可以为普通的非折叠显示屏，该显示屏也可以为可折叠显示屏，或称为柔性显示屏。

作为示例而非限定，本申请实施例中的电子设备可以为终端设备、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、游戏设备、车载电子设备或穿戴式智能设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine，ATM)等其他电子设备。该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或部分的功能，例如：智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等设备。

需要说明的是，在不冲突的前提下，本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合，组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。

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，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。

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。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 (15)

1.一种指纹识别的装置，应用在具有显示屏的电子设备中，并设置在所述显示屏的下方，其特征在于，包括：

光学指纹传感器，包括具有多个光学感应单元的光学感应阵列，用于接收显示屏上方的手指反射的指纹光信号，所述指纹光信号为倾斜光信号并用于指纹检测；

微透镜阵列，用于设置在所述显示屏与所述光学指纹传感器之间，所述微透镜阵列包括多个微透镜，所述微透镜用于对所述显示屏上方的手指反射的所述指纹光信号进行会聚；

多个挡光层，包括至少一层彩色滤光层和至少一层黑胶层，所述多个挡光层设置在所述微透镜阵列与所述光学指纹传感器之间，其中每个挡光层包括与所述微透镜阵列中的每个微透镜分别对应的至少一个开孔，经每个微透镜会聚后的所述指纹光信号穿过不同挡光层内与所述微透镜对应的开孔，到达所述光学指纹传感器的光学感应单元。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一层彩色滤光层为一层彩色滤光层，所述至少一层黑胶层设置在所述彩色滤光层的下方。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一层彩色滤光层为多层彩色滤光层，所述黑胶层设置在所述多层彩色滤光层之间。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述黑胶层的开孔用于将穿过其上方的所述彩色滤光层的开孔的指纹光信号导引至所述光学感应单元；

所述黑胶层的非开孔区域用于吸收穿过其上方的所述彩色滤光层的非开孔区域的第一光信号，所述第一光信号包括干扰光信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一光信号还包括所述指纹光信号。

6.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述彩色滤光层为蓝色滤光层、绿色滤光层或者红色滤光层。

7.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述彩色滤光层为蓝色滤光层。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多层彩色滤光层中至少两层彩色滤光层的颜色不同，或者所述多层彩色滤光层为同一种颜色的彩色滤光层。

9.根据权利要求3或8所述的装置，其特征在于，所述多层彩色滤光层为两层。

10.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述微透镜阵列中的每个微透镜对应所述多个挡光层中顶层挡光层中的一个开孔，以及对应所述多个挡光层中除去顶层挡光层之外的其他挡光层中的多个开孔，以导引多个方向的指纹光信号。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述微透镜阵列中的每个微透镜对应所述多个挡光层中除去顶层挡光层之外的其他挡光层中的4个开孔，以引导4个方向的指纹光信号。

12.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述微透镜阵列中的每个微透镜对应所述多个挡光层中每个挡光层中的多个开孔。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述微透镜阵列中的每个微透镜对应所述多个挡光层中每个挡光层中的4个开孔，以导引4个方向的指纹光信号。

14.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述微透镜阵列中的每个微透镜对应所述多个挡光层中每个挡光层中的一个开孔，以导引一个方向的指纹光信号。

15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括显示屏以及根据权利要求1至14中任一项所述的指纹识别的装置。

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