CN217037222U - 包括光学传感器的设备和包括该设备的移动电话 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种包括光学传感器的设备(20)和包括该设备(20)的移动电话，所述设备包括至少部分透明的屏幕、光学传感器(15)、以及在屏幕和光学传感器之间的具有至少一个光学透明部分的层(24)，所述至少一个光学透明部分的折射率比光学传感器的光学材料的折射率至少小0.1。

Description

包括光学传感器的设备和包括该设备的移动电话

本申请要求法国专利申请号19/03345的优先权权益，其内容整体通过引用结合于此。

技术领域

本公开总体上涉及包括屏幕下方的光学传感器的设备。

背景技术

将光学传感器集成在部分透明的屏幕下方的许多技术(例如用于将数字指纹传感器集成在移动电话中)是已知的。

实用新型内容

实施例克服了已知传感器的缺点中的全部或部分。

根据一方面，实施例提供了一种设备，包括：

至少部分透明的屏幕；

光学传感器；以及

在屏幕和光学传感器之间的层，该层具有至少一个光学透明部分，所述光学透明部分的折射率比光学传感器的光学材料的折射率至少小0.1。

根据实施例，光学透明部分是非散射性的。

根据实施例，该部分的折射率比光学传感器的光学材料的折射率至少小0.15。

根据实施例，该部分由空气构成。

根据实施例，该部分由具有低光学折射率的粘合剂或由具有低光学折射率的树脂构成。

根据实施例，该层还包括在屏幕和光学传感器之间的至少一个刚性元件。

根据实施例，多个刚性元件至少部分分布在光学传感器的表面处。

根据实施例，至少一个刚性元件布置在光学传感器的微透镜之间。

根据实施例，至少一个刚性元件是支柱，和/或至少一个刚性元件是衬片。

根据实施例，(多个)刚性元件具有相同的高度，所述高度在1至300微米的范围内，优选地1至150微米、优选1至50微米的范围内。

根据实施例，两个刚性元件之间的间距在1至67微米的范围内。

根据实施例，至少一个刚性元件是屏幕和光学传感器之间的支撑元件。

根据实施例，至少一个刚性元件：

由与光学传感器的光学材料中的一个相同的材料制成；和/或

由过滤从400到920nm的范围内的波长的材料(优选地是黑色的材料)制成；和/或

由电磁屏蔽材料制成；和/或

由电阻材料制成；和/或

是压电体。

根据实施例，光学传感器具有与屏幕相同的表面积。

根据实施例，光学传感器的表面积小于屏幕的表面积。

根据实施例，该设备包括一个或多个压力传感器。

根据实施例，(多个)压力传感器被布置在光学传感器的外围处和/或光学传感器下方和/或光学传感器上。

根据实施例，(多个)压力传感器被布置在刚性元件的至少一部分下方，和 /或(多个)压力传感器集成到刚性元件上。

根据实施例，光学传感器是指纹传感器。

根据实施例，该设备包括至少一个红外滤光器，该红外滤光器具有600nm 的截止波长，并且在600nm到920nm的范围具有0.1％的透射率，该红外滤光器被布置在：

所述屏幕和所述层之间；和/或

所述屏幕和屏幕保护玻璃之间；和/或

所述层和所述光学传感器之间；和/或

光学传感器中。

根据另一方面，实施例提供了一种设备，包括：

至少部分透明的屏幕；

光学传感器；以及

在传感器和屏幕之间的包括一个或多个刚性元件的非外围部分。

根据实施例，至少一个刚性元件布置在光学传感器的微透镜之间。

根据实施例，至少一个刚性元件是支柱。

根据实施例，至少一个刚性元件是衬片。

根据实施例，刚性元件具有相同的高度，所述高度在1至300微米的范围内，优选地1至150微米、优选地1至50微米的范围内。

根据实施例，两个刚性元件之间的间距在1至67微米的范围内。

根据实施例，至少一个刚性元件是屏幕和光学传感器之间的支撑元件。

根据实施例，至少一个刚性元件由与光学传感器的光学材料中的一个相同的材料制成。

根据实施例，至少一个刚性元件由过滤400到920nm的范围内的波长的材料(优选地是黑色的材料)制成。

根据实施例，至少一个刚性元件由电磁屏蔽材料制成。

根据实施例，至少一个刚性元件是压电元件或由电阻材料制成。

根据实施例，该设备还包括在屏幕和光学传感器之间的层，该层具有至少一个非散射性光学透明部分，其折射率比光学传感器的光学材料的折射率至少小0.1，优选地至少0.15。

根据实施例，非散射性光学透明部分是：

由空气构成；或

由具有低光学折射率的粘合剂构成；或

由具有低光学折射率的树脂构成。

根据实施例，光学传感器具有与屏幕相同的表面积。

根据实施例，光学传感器的表面积小于屏幕的表面积。

根据实施例，该设备包括一个或多个压力传感器。

根据实施例，(多个)压力传感器被布置在光学传感器的外围处和/或光学传感器下方和/或光学传感器上和/或刚性元件的至少一部分下方、和/或被集成到一个或多个刚性元件。

根据实施例，光学传感器是指纹传感器。

根据实施例，该设备包括至少一个红外滤光器，该红外滤光器具有600nm 的截止波长，并且在600nm到920nm的范围具有0.1％的透射率，该红外滤光器被布置在：

所述屏幕和所述层之间；和/或

所述屏幕和屏幕保护玻璃之间；和/或

所述层和所述光学传感器之间；和/或

光学传感器中。

实施例提供了一种包括如上所述的设备的移动电话。

附图说明

前述特征和优点以及其他特征和优点将在以下通过说明而非限制的方式给出的具体实施例的描述中参照附图进行详细描述，在附图中：

图1是移动电话的透视图；

图2是包括屏幕下方的光学传感器的设备的实施例的局部剖视图；

图3是包括屏幕下方的光学传感器的设备的另一实施例的局部剖视图；

图4是包括屏幕下方的光学传感器的设备的实施例的剖视图；

图5是包括屏幕下方的光学传感器的设备的另一实施例的剖视图；

图6是包括屏幕下方的光学传感器的设备的另一实施例的剖视图；

图7是包括屏幕下方的光学传感器的设备的又一实施例的剖视图；

图8是角滤光器和上覆界面层的实施例的局部剖视图；

图9是角滤光器和上覆界面层的另一实施例的局部剖视图；

图10是角滤光器和上覆界面层的另一实施例的局部剖视图；

图11是角滤光器和上覆界面层的又一实施例的局部剖视图；

图12是包括屏幕下方的光学传感器的设备的实施例的简化俯视图；

图13是包括屏幕下方的光学传感器的设备的另一实施例的简化俯视图；

图14是包括屏幕下方的光学传感器的设备的另一实施例的简化俯视图；

图15是包括屏幕下方的光学传感器的设备的又一实施例的简化俯视图；

图16是示出包括屏幕下方的光学传感器的设备的实施例的细节的局部剖视图；

图17是包括屏幕下方的光学传感器的设备的实施例的剖视图，该设备还包括压力传感器；

图18是包括屏幕下方的光学传感器的设备的另一实施例的剖视图，该设备还包括压力传感器；

图19是包括屏幕下方的光学传感器的设备的另一实施例的剖视图，该设备还包括压力传感器；

图20是包括屏幕下方的光学传感器的设备的又一实施例的剖视图，该设备还包括压力传感器；

图21是包括屏幕下方的光学传感器的设备的实施例的剖视图，该设备还包括红外滤光器；

图22是包括屏幕下方的光学传感器的设备的另一实施例的剖视图，该设备还包括红外滤光器；以及

图23是包括屏幕下方的光学传感器的设备的又一实施例的剖视图，该设备还包括红外滤光器。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的特征由相同的附图标记表示。特别地，各种实施例之间共有的结构和/或功能特征可以具有相同的参考，并且可以设置相同的结构、尺寸和材料特性。

为了清楚起见，仅详细示出和描述了对理解本文描述的实施例有用的操作和元素。特别地，该设备的组装未详细说明。

除非另有说明，当对连接在一起的两个元件进行引用时，这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，而当对耦合在一起的两个元件进行引用时，这表示这两个元件可以连接或者它们可以通过一个或多个其他元件耦合。

在以下公开内容中，除非另有说明，当提及绝对位置限定符(诸如术语“前部”、“后部”、“顶部”、“底部”、“左部”、“右部”等)或提及相对位置限定符(诸如术语“上方”、“下方”、“更高”、“更低”等)、或提及方向限定符(诸如“水平”、“竖直”等)，参考图中示出的取向。

除非另有说明，否则表述“大约”、“近似”、“基本上”和“在……的量级”表示在10％以内，优选地在5％以内。

在下面的描述中，可见光指代具有在400nm至700nm的范围内的波长的电磁辐射，并且红外辐射指代具有在700nm至1mm的范围内的波长的电磁辐射。在红外辐射中，人们可以特别地区分具有在700nm至1.4微米的范围内的波长的近红外辐射。

图1是移动电话11的透视图。

移动电话11配备有包括屏幕13和布置在屏幕13下的光学传感器15的设备。光学传感器15例如是指纹传感器。诸如图1所示的光学传感器15的表面积小于屏幕13的表面积。根据替代性实施例，光学传感器和屏幕具有相同的表面积。

图2是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备20的实施例的局部剖视图。

设备20包括一系列不同性质的堆叠层。

第一层21(图的取向上的上层)包括透明屏幕(显示器)，例如OLED技术屏幕。

布置在第一层21下的第二层22包括角滤光器(ANGULAR FILTER)。

布置在第二层22下的第三层23包括图像传感器(IMAGE SENSOR)。

在第一层21和第二层22之间的第四层24包括至少一个光学透明壁(低折射率层LOW INDEX LAYER)。根据替代性实施例，这个部分包括在第二层22 中。

第二层22和第三层23一起形成光学传感器15。

第四层24形成第一层21和第二层22之间的光学界面。

可选地，该组件由基部堆叠件25(保护层PROTECTIVE LAYER)支撑。

第一层21的屏幕例如是部分透明的，并且在530nm下具有0.5％到4％的透射率。第一层21还可以包括：

保护层(未示出)，该保护层布置在屏幕上、例如由钢化玻璃制成；和/或

红外滤光器(图2中未示出)，该红外滤光器布置在屏幕下方或布置在保护层和屏幕之间。

第二层22的角滤光器包括：

微透镜；和/或

具有微开口的层。

第三层23中的图像传感器例如是包括集成在具有CMOS晶体管的衬底或具有薄膜晶体管(TFT)的衬底上的有机光电二极管(organic photodiode，OPD) 的传感器。包括有机光电二极管的传感器例如由聚(3,4-亚乙二氧基噻吩) (PEDOT)和聚(苯乙烯磺酸)(PSS)钠的混合物制成。衬底例如由硅制成，优选地由单晶硅制成。TFT晶体管例如由非晶硅(a-Si)、由铟镓锌氧化物(IGZO) 或由低温多晶硅(LTPS)制成。

图像传感器23优选地对可见光谱的和近红外的波长敏感，即，对从400至 920nm的范围内的波长敏感。传感器23优选地对由OLED屏幕(RGB)透射的波长(特别是在从490nm到570nm的波长范围内的蓝色和绿色)敏感。

根据所描述的实施例，第四层24的光学透明部分至少在由OLED显示屏发射的波长(特别是蓝色和绿色)中是透明的。光学透明部分的折射率比接触层 24的光学传感器15的光学材料的折射率至少小0.1，优选至少小0.15。光学传感器15的光学材料通常具有在1.5至1.6的范围内的折射率。光学透明部分例如是空气层、具有低折射率的树脂层或具有低折射率(通常在1.34至1.5的范围内)的粘合剂层(LOCA或液体光学透明粘合剂)。在下面的描述中，当光学折射率或折射率小于1.5时将其称为“低”，并且当其大于或等于1.5时称为“高”。例如，具有低光学折射率的树脂和具有低折射率的粘合剂被着色，并且因此允许波长过滤。堆叠件25(保护层)包括多个元件，例如：

例如由铜制成的屏蔽层；和/或

例如由石墨制成的散热层；和/或

冲击吸收层(或者“缓冲垫”)。

可以存在能够将层中的全部或部分结合在一起的粘合层，但未示出。优选地，特别地如果粘合剂布置在图像传感器上方，粘合剂是光学透明的(光学透明粘合剂，OCA)并且是非散射性的。在本公开的意义上，如果材料使光束偏离其初始方向小于大约3.5度，优选地偏离小于3.5度，则认为该材料是“非散射性的”。

设备的外围部分未在图2中示出，并且稍后将详细描述。

图3是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的另一设备30的实施例的局部剖视图。

设备30包括一系列不同性质的堆叠层。

第一层21(图的取向上的上层)包括透明屏幕(显示器)，例如OLED技术屏幕。

布置在第一层21下方的第二层22包括角滤光器(ANGULAR FILTER)。

布置在第二层22下方的第三层23包括图像传感器(IMAGE SENSOR)。

在第一层21和第二层22之间的层级31包括一个或多个刚性元件32。

第二层22和第三层23一起形成光学传感器15。

层级31至少在(多个)刚性元件之间形成第一层21和第二层22之间的光学界面。

可选地，该组件由基部堆叠件25(保护层)支撑。

以与图1的实施例相同的方式，第一层21的屏幕例如是部分透明的、在530 nm下具有0.5％至4％的透射率。第一层21还可以包括：

保护层(未示出)，该保护层布置在屏幕上、例如由钢化玻璃制成；和/或

红外滤光器(图3中未示出)，该红外滤光器布置在屏幕下方或布置在保护层和屏幕之间。

第二层22的角滤光器包括：

微透镜；和/或

具有微开口的层。

以与图2的实施例中相同的方式，第三层23中的图像传感器是例如包括集成在具有CMOS晶体管的衬底或具有薄膜晶体管(TFT)的衬底上的有机光电二极管(OPD)的传感器。包括有机光电二极管的传感器例如由聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)和聚(苯乙烯磺酸)(PSS)钠的混合物制成。衬底例如由硅制成，优选地由单晶硅制成。TFT晶体管例如由非晶硅(a-Si)、由铟镓锌氧化物 (IGZO)或由低温多晶硅(LTPS)制成。

层级31的(多个)刚性元件32沿着层级的整个高度延伸，以便与第一层 21和第二层22接触。刚性元件在此被示出为支柱，但是也可以采用其他形状，例如衬片(tab)、移动结构等的形状。

堆叠件25(保护层)包括多个元件，例如：

例如由铜制成的屏蔽层；和/或

例如由石墨制成的散热层；和/或

冲击吸收层(或者“缓冲垫”)。

可以存在能够将层中的全部或部分结合在一起的粘合层，但未示出。优选地，特别地如果粘合剂布置在图像传感器上方，粘合剂是光学透明的(光学透明粘合剂，OCA)并且是非散射性的。

设备的外围部分未在图3中示出，将在下文中详细描述。

图4是包括部分透明的屏幕13下方的光学传感器15的设备40的实施例的剖视图。

根据图4中示出的实施例，光学传感器15具有与屏幕13的表面积相同的表面积。

设备40包括具有相同的表面积、具有不同性质的一系列堆叠的层。

第一层21、第二层22和第三层23与结合图2和图3描述的那些相同或相似。

在第一层21和第二层22之间的界面层41(界面INTERFACE)包括至少一个光学透明部分、一个或多个刚性元件或其组合。

与结合图2和图3描述堆叠件相同或相似的堆叠件25可以位于所有四个层 21、41、22和23下方。

在这个示例中，堆叠件25搁置在框架42(中间框架)上。

在将设备40集成在移动电话中的情况下，框架42例如是中间框架，即，位于屏幕和移动电话的背部之间，更特别地说位于屏幕和电池之间。例如，框架42在与图像传感器将被布置的表面相对的表面上包括移动电话的印刷电路板。

图5是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的另一设备50的实施例的剖视图。

在图5中示出的设备50中，设备的中间层(即界面层41、第二层22、第三层23和堆叠件25)的表面积等于或小于外层(即第一层21和框架42)的表面积。

进一步，外围堆叠件51(侧保护层)布置在中间层41、22、23和25的每一侧上。外围堆叠件51沿着外层21和42之间的整个高度竖直延伸。外围堆叠件51从设备50的外围端一直水平延伸到靠近中间层的极限，以在中间层和外围堆叠件51之间留下空间52。空间52例如填充有空气或树脂。

外围堆叠件51例如具有支撑包括框架42上的屏幕的第一层21的功能。然后将内层结合到屏幕和/或结合到框架42上。

外围堆叠件51包括与先前针对堆叠件25描述的那些元件相同的元件。进一步，外围堆叠件51可以包括便于在框架(中间框架)上组装的外围间隔件。

图6是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的另一设备40A的另一实施例的剖视图。

图6中示出的设备40A与结合图4描述的设备40的不同之处在于界面层 41包括由粘合剂61(Adh)制成的外围部分的事实。

粘合剂能够将光学传感器15结合到包括屏幕的第一层21。

粘合剂61优选地为非散射性光学透明粘合剂(OCA)。

根据替代性实施例，粘合剂61是在光学传感器15所敏感的波长下不透明 (即，在可见光谱的和近红外(在400至920nm范围内)的波长下不透明)的粘合剂。这使得便于校准图像传感器。例如，粘合剂61具有大于屏幕的折射率的折射率，从而便于在不透明粘合剂61中吸收斜射光。

图7是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的又一设备50A的实施例的剖视图。

图7中示出的设备50A是结合图4和图6描述的设备50和40A的组合。因此，从图4所示的结构开始，设备50A还包括外围堆叠件51和由粘合剂61 制成的外围部分。

图8是角滤光器80和上覆界面层的实施例的局部剖视图。

角滤光器80包括具有微开口82的层81。角滤光器80还包括布置在层81 上的光学材料83。在图的取向上，光学材料83的上表面被成形为限定微透镜 84。微透镜84被布置为与微开口相对。根据替代性实施例，微透镜84由不同于光学材料83的材料制成。例如，光学材料83是其上沉积有由具有高光学折射率(通常在1.5至1.6的范围内)的树脂制成的微透镜的阵列84的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的层。

角滤光器80例如是根据文献FR-A-3063596中描述的实施例之一形成的，该文献根据法律授权通过引用结合于此。

刚性元件32(例如微柱)被布置成避免阻碍微透镜。优选地，刚性元件32 布置在微透镜84之间。

在图8的示例中，示出了四个微透镜84和两个刚性元件32。刚性元件32 (在此采用微柱的形状)以四个微透镜的间隔布置。根据替代性实施例，刚性元件可以对应于由图6和图7中示出的粘合剂制成的外围部分61。

刚性元件32例如由与光学材料83相同的材料制成。在这种情况下，刚性元件32和微透镜84在同一个步骤中制造。

根据替代性实施例，刚性元件32由过滤光学传感器15所敏感的波长(即，在可见光谱的和近红外(在400至920nm范围内)的波长下不透明)的材料制成，该材料优选地是黑色的材料。

根据另一替代性实施例，刚性元件32由磁屏蔽材料制成。

根据另一替代性实施例，刚性元件32是压电元件或由电阻材料制成。

根据另一替代性实施例，刚性元件32是具有基于电容方法的检测功能的电极。

例如，刚性元件32在角滤光器22的上表面和包括屏幕(图8中未示出) 的第一层21的下表面之间具有支撑件的功能。当力施加到屏幕上时(通常在用户手指的作用下)，屏幕变形。由刚性元件提供的支撑件能够防止屏幕与微透镜 84接触，并且因此保护微透镜。在第一层21仅在其外围处被支撑的情况下，应该选择屏幕和微透镜84之间的空间或“气隙”，以防止屏幕与微透镜84接触。

根据替代性实施例，在可见光谱的和近红外的波长下不透明的刚性元件被布置在光学传感器的至少外围部分上，以光学上阻挡传感器的外围微开口。这使得便于校准图像传感器。

图9是角滤光器80和上覆界面层的另一实施例的局部剖视图。

图9的实施例与结合图8描述的实施例的不同之处在于刚性元件32布置在全部微透镜84之间。因此，这个实施例包括刚性元件的最大可能密度。

图10是角滤光器80和上覆界面层的另一实施例的局部剖视图。

图10的实施例与结合图9描述的实施例的不同之处在于，角滤光器22的上表面和屏幕21(图10中未示出)的下表面之间的空间101填充有光学透明材料，例如具有低光学折射率(LOCA)的粘合剂或具有低光学折射率的树脂。

图11是角滤光器80和上覆界面层的又一实施例的局部剖视图。

图11的实施例与图10的实施例的不同之处在于空间101中不存在刚性元件32。空间101填充有光学透明材料(例如具有低光学折射率(LOCA)的粘合剂)以确保屏幕和角滤光器之间的支撑功能和光学界面功能两者。

图12是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备120的实施例的简化俯视图。

这里的设备120是其中屏幕13和光学传感器15具有相同表面积的设备。

多个刚性元件至少部分地分布在光学传感器15的表面处。

根据这个实施例，呈支柱33形状的刚性元件32通常以规则的间隔布置以形成图案。例如，在图的取向上，相同的间隔x水平地将刚性支柱33两两分离。例如，相同的间隔x将设备的边缘与最近的刚性支柱33分离。

类似地，在附图的取向上，间隔“y”将刚性支柱33两两竖直分离。相同的间隔“y”将设备的边缘与最近的刚性支柱33分离。

可选地，呈外围框架形式的刚性元件设置在屏幕和设备外围处的光学传感器之间，以完成支撑功能。

在图12中示出的示例中，示出了四个刚性支柱33。实际上，可以使用更多数量的支柱。该设备包括相同数量的水平间隔x和竖直间隔y。间隔x和y由于设备的纵横比而不同。

作为变型，间隔x和y相等。

图13是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备130的另一实施例的简化俯视图。

设备130与结合图12描述的设备120的不同之处在于，刚性支柱33被刚性水平衬片34代替。

类似于支柱，刚性水平衬片34优选地布置在微透镜84(图13中未示出) 之间。刚性水平衬片34至少在设备的水平部分上延伸。

刚性水平衬片34通常以规则的间隔布置以形成图案。例如，在图的取向上，相同的间隔“y”将刚性水平衬片34两两竖直分离。相同的间隔“y”将设备的上边缘和下边缘与最近的刚性水平衬片34分离。

在图13中示出的示例中，示出了两个刚性水平衬片34。这两个衬片在设备 130的左手边缘和右手边缘之间的整个距离上延伸。

图14是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备140的另一实施例的简化俯视图。

设备140与结合图13描述的设备130的不同之处在于，刚性水平衬片被刚性竖直衬片35代替。

类似于图13的刚性水平衬片34，刚性水平衬片35优选地布置在微透镜84 之间(图14中未示出)。刚性水平衬片35至少部分地在设备的竖直部分上延伸。

刚性竖直衬片35通常以规则的间隔布置以形成图案。例如，在图的取向上，相同的间隔x水平地将刚性竖直衬片35两两分离。例如，相同的间隔x将设备的左手边缘和右手边缘与最近的刚性竖直衬片35分离。

在图14中示出的示例中，示出了两个刚性竖直衬片35。两个衬片在设备 140的上边缘和下边缘之间的整个距离上延伸。

图15是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备150的又一实施例的简化俯视图。

设备150包括先前结合图12、图13和图14描述的、以下当中的支撑元件的组合：

刚性支柱33；

刚性水平衬片34；以及

刚性竖直衬片35。

支撑元件33、34和35通常以规则的间隔布置以形成图案。

在图15的示例中，该设备包括六个支柱33、各自在设备的水平部分的大致一半上延伸的四个水平衬片34和各自在设备的垂直部分的大致三分之一上延伸的三个竖直衬片35。

根据替代性实施例，水平衬片34和竖直衬片35形成单个复合支撑元件。复合支撑元件可以例如采取网格或移动的形状。

本领域的技术人员将理解，结合图12至图15描述的支撑元件的不同图案和组合与其中设备包括具有小于屏幕13的表面积的表面积的光学传感器15的实施例兼容。

图16是示出包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备的实施例的细节的局部剖视图。

图16是诸如结合图3描述的设备的局部视图。

这个图出了第一层21的一部分、第二层22的一部分和包括三个刚性元件 32的层级31的一部分。在本示例中，刚性元件32两两之间的间隔或水平间距 w是恒定的。全部刚性元件具有相同的高度h。高度h通常在1至300微米的范围内，优选地1至150微米、优选地1至50微米的范围内。优选地，刚性元件 32两两之间的间隔w在1至67微米的范围内。优选地，刚性元件的宽度或厚度“e”在1至67微米的范围内。

根据替代性实施例，刚性元件两两之间的间隔不是恒定的。在这种情况下，刚性元件32两两之间的间隔在1至67微米的范围内。

图17是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备40B的实施例的剖视图，该设备还包括压力传感器。

图17中示出的设备40B与结合图4描述的设备40的不同之处在于，它还包括层171，该层包括压力传感器(PRESSURE SENSOR)。层171布置在包括图像传感器的层23和堆叠件25之间。换句话说，压力传感器布置在光学传感器15下方。

压力传感器能够确定由用户激活光学传感器的尝试(通常是读取他/她的指纹)。这使得能够仅在需要时激活光学传感器，并且因此降低了所消耗的功率。一种可能的配置是，如果在给定的时间段(例如一秒钟)内存在屏幕上的压力，则激活图像传感器以重新获得用户的指纹。

图18是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备40C的另一实施例的剖视图，该设备还包括压力传感器。

图18中示出的设备40C与结合图17描述的设备40B的不同之处在于，压力传感器(PRESSURE SENSOR)布置在包括角滤光器的第二层22和包括图像传感器的第三层23之间的事实。

在这个实施例中，压力传感器(PRESSURE SENSOR)集成到光学传感器 15。由于压力传感器位于图像传感器上方，因此压力传感器优选地由光学透明材料制成，和/或局部布置在光学传感器15的边缘处或传感器光电二极管之间。

图19是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备50B的另一实施例的剖视图，该设备还包括压力传感器。

图19中示出的设备50B与结合图5描述的设备50的不同之处在于，该设备在其外围处包括层171，该层包括压力传感器(PRESSURE SENSOR)。层171 布置在外围堆叠件51和框架42之间。

图20是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备40D的又一实施例的剖视图，该设备还包括压力传感器。

考虑到界面层41包括刚性元件32，图20中示出的设备40D包括图4的各层。根据实施例，元件32(支柱或衬片)集成压力传感器36。换句话说，压力传感器36布置在光学传感器15上。

根据实施例，压力传感器36由实际的刚性元件形成，这些刚性元件则是压电元件或由电阻材料制成。

根据另一实施例，压力传感器36由布置在刚性元件32的至少一部分下方的不同元件形成。

图21是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备40E的实施例的剖视图，该设备还包括红外滤光器。

图21中示出的设备40E与结合图4描述的设备40的不同之处在于，它包括含有红外滤光器(INFRARED FILTER)的层211。红外滤光器具有优选地600 nm的截止波长，并且在600nm到920nm、或者在600nm到由图像传感器吸收的最大波长的范围具有对应于光密度OD3的0.1％的透射率。例如，在光学传感器吸收高达700nm的波长的情况下，滤光器被设计成过滤600nm至700nm的波长。层211布置在包括屏幕的第一层21和界面层41之间。

图22是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备40F的又一实施例的剖视图，该设备还包括红外滤光器。

图22中示出的设备40F与结合图4描述的设备40的不同之处在于，它包括各自包括红外滤光器(INFRARED FILTER)的两个层211的事实。层211分别布置在包括屏幕的第一层21上、以及界面层41和包括角滤光器的第二层22 之间。

作为变型，可以仅提供两层211中的一层。

图23是包括部分透明的屏幕下方的光学传感器的设备40G的又一实施例的剖视图，该设备还包括红外滤光器。

图23中示出的设备40G与结合图21描述的设备40E的不同之处在于，红外滤光器(INFRARED FILTER)布置在光学传感器15的内部、在包括角滤光器的第二层22和包括图像传感器的第三层23之间。

已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，可以组合这些实施例的某些特征，并且本领域技术人员将容易想到其他变型。

最后，基于上文提供的功能描述，本文描述的实施例和变型的实际实施方式在本领域技术人员的能力范围内。特别地，所使用的低光学折射率的粘合剂的选择取决于所实施的实施例的光学和/或结构需求。

Claims (23)

1.一种包括光学传感器的设备，其特征在于，还包括：

至少部分透明的屏幕；以及

在所述屏幕和所述光学传感器之间的层，所述层具有至少一个非散射性光学透明部分，所述至少一个光学透明部分的折射率比所述光学传感器的光学材料的折射率至少小0.1。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述部分具有比所述光学传感器的光学材料的折射率至少小0.15的折射率。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述部分由空气构成。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述部分由具有低光学折射率的粘合剂或由具有低光学折射率的树脂构成。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述层还包括在所述屏幕和所述光学传感器之间的至少一个刚性元件。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，多个刚性元件至少部分地分布在所述光学传感器的表面处。

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，至少一个刚性元件布置在所述光学传感器的微透镜之间。

8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：

至少一个刚性元件是支柱；和/或

至少一个刚性元件是衬片。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，一个或多个刚性元件具有相同的高度，所述高度在1至300微米的范围内。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述高度在1至150微米的范围内。

11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述高度在1至50微米的范围内。

12.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，两个刚性元件之间的间隔在1至67微米的范围内。

13.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，至少一个刚性元件是所述屏幕和所述光学传感器之间的支撑元件。

14.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，至少一个刚性元件：

由与所述光学传感器的光学材料中的一个相同的材料制成；和/或

由过滤400到920nm的范围内的波长的材料制成；和/或

由电磁屏蔽材料制成；和/或

由电阻材料制成；和/或

是压电体。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述过滤400至920nm的范围内的波长的材料为黑色的材料。

16.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光学传感器与所述屏幕具有相同的表面积。

17.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光学传感器具有小于所述屏幕的表面积的表面积。

18.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括一个或多个压力传感器。

19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于：

一个或多个压力传感器布置在所述光学传感器的外围处；和/或

一个或多个压力传感器布置在所述光学传感器下方；和/或

一个或多个压力传感器布置在所述光学传感器上。

20.根据权利要求18所述的设备，其特征在于：

一个或多个压力传感器布置在所述刚性元件的至少一部分下方；和/或

一个或多个压力传感器集成到刚性元件上。

21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述光学传感器是指纹传感器。

22.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括至少一个红外滤光器，所述红外滤光器具有600nm的截止波长，并且在600nm到920nm的范围具有0.1％的透射率，所述红外滤光器被布置在：

所述屏幕和所述层之间；和/或

所述屏幕和屏幕保护玻璃之间；和/或

所述层和所述光学传感器之间；和/或

所述光学传感器中。

23.一种移动电话，其特征在于，包括根据权利要求1所述的设备。

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