光学指纹成像系统和面阵传感器技术方案

一种光学指纹成像系统和一种面阵传感器，所述光学指纹成像系统包括：盖板(203，303，403，506)、背光源(201，304，404，503)、设置在盖板(203，303，403，506)和背光源(201，304，404，503)之间的面阵传感器(202)以及光学组件(204)；面阵传感器(202)包括像素阵列(301，401，501)，每个像素具有不透光区域(3052)和透光区域(3051)，不透光区域(3052)包括用于将入射光转换成电信号的感光器件，透光区域(3051)被配置为允许来自背光源(201，304，404，503)的光通过；光学组件(204)适于部分地阻挡从盖板(203，303，403，506)到感光器件的光，且被配置有位于盖板(203，303，403，506)和每个感光器件之间的至少一个光通道(302)，光通道(302)允许方向在预设范围内的光通过。因此，所获得的指纹图像的对比度增强。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学指纹成像系统和面阵传感器
本专利技术主要涉及光学成像领域，尤其涉及一种光学指纹成像系统和一种面阵传感器。
技术介绍
光学指纹成像系统基于光反射/折射和光传感实现指纹图像采集。具体地，当手指接触到光学指纹成像系统的有效区域时，从指纹成像系统发出的光到达指纹成像系统与手指之间的界面，并且在界面处部分地被反射。由于在界面的不同区域(例如，被手指的脊或谷触摸的区域)处反射的光可能具有不同的强度，手指指纹的特征可以用光强变化来表示。在一些解决方案中，反射光可以被传感器接收，然后被转换为电信号。通过处理电信号可以获得指纹图像。参考图1，图1示出了一种现有的光学指纹成像系统100。所述光学指纹成像系统100包括背光源101、光学面阵传感器102和盖板103。当手指20触摸盖板103时，从背光源101发射的光穿过所述光学面阵传感器102和盖板103，到达手指20和盖板103之间的界面，在界面处发生反射和折射。反射光穿过所述盖板103并到达所述光学面阵传感器102。所述光学面阵传感器102包括像素阵列(例如，光电二极管或晶体管)，对接收的反射光进行光电转换，从而获得正比于反射光强度的电信号，基于该电信号可以生成手指20的指纹图像。然而，在现有的光学指纹成像系统中，在界面处的某一特定点发生反射的光线可能沿着多个方向传输，因此它不仅到达位于界面该特定点正下方的对应像素，还可能照射到其他相邻像素，使得最终获得的指纹图像模糊不清。因此，需要一种能够以高对比度获得指纹图像的光学指纹成像系统。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光学指纹成像系统。所述光学指纹成像系统包括：透光盖板、背光源、设置于所述盖板和所述背光源之间的面阵传感器、以及光学组件；其中，所述面阵传感器包括像素阵列，所述面阵传感器的像素具有不透光区域和透光区域，所述不透光区域包括感光器件，所述感光器件用于将入射光转换为电信号，所述透光区域被配置为所述背光源的光能够通过所述透光区域；所述光学组件适于部分地阻挡从所述盖板到所述感光器件的光，并且被配置有至少一个光通道，所述光通道位于所述盖板和每个所述感光器件之间、且允许方向在预设范围的光通过。在一些实施例中，所述光学组件包括设置于所述面阵传感器与所述盖板之间的遮光层；所述遮光层具有与每个所述感光器件相对应的至少一个透光孔；所述遮光层中的至少一个透光孔作为所述光通道。在一些实施例中，所述透光孔为空洞或者填充有透光材料。在一些实施例中，所述遮光层具有与每个像素对应的透光部，所述透光部允许所述背光源的光穿过。在一些实施例中，所述遮光层的透光部包括多个孔，所述孔为空洞或填充有透光材料。在一些实施例中，所述遮光层具有多层结构。在一些实施例中，所述光学组件设置在所述面阵传感器与所述盖板之间；所述光学组件包括至少两个遮光层、及设置于每相邻两个遮光层之间的透光层；每个遮光层具有与每个所述感光器件对应的至少一个透光孔，不同遮光层中的透光孔至少部分重叠；所述遮光层中的透光孔和位于所述遮光层之间的透光层形成所述光通道。在一些实施例中，所述透光孔填充有所述透光层或透光材料。在一些实施例中，每个所述遮光层具有与每个所述像素对应的透光部，所述透光部允许来自所述背光源的光穿过。在一些实施例中，所述遮光层的透光部包括多个孔，所述孔填充有透光层或透光材料。在一些实施例中，所述遮光层具有多层结构。在一些实施例中，所述透光层具有多层结构。在一些实施例中，所述感光器件是光电二极管。在一些实施例中，所述感光器件是光电二极管；所述面阵传感器的基板作为所述盖板，且所述基板上形成有所述光电二极管；所述光电二极管和所述基板之间形成有两个金属层和位于所述两个金属层之间的透光层；每个所述金属层具有对应于每个所述光电二极管的至少一个透光孔，所述两个金属层中的所述透光孔至少部分重叠；所述两个金属层中的透光孔和位于其间的所述透光层形成所述光通道。在一些实施例中，所述两个金属层分别作为所述面阵传感器的驱动线和数据线；所述透光层作为绝缘层、且可以由氮化硅或氧化硅制成。在一些实施例中，所述金属层中的所述透光孔填充有所述透光层或透光材料。在一些实施例中，所述金属层具有多层结构。在一些实施例中，所述透光层具有多层结构。因此，在所述光学指纹成像系统中，在每个感光器件(例如光电二极管)和盖板之间配置有至少一个光通道。只有方向在预设范围内的光线才能通过所述光通道到达所述感光器件，而被其他像素上方的指纹反射、且方向在所述预设范围之外的光无法到达所述感光器件，从而消除了相邻像素之间的干扰，并且增强了所述光学指纹成像系统获得的指纹图像的对比度。附图说明图1是现有一种光学指纹成像系统的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例的光学指纹成像系统的结构示意图；图3是本专利技术一个实施例的光学指纹成像系统的面阵传感器的结构示意图；图4是本专利技术一个实施例的配置有光通道的像素的俯视图；图5是图4中配置有光通道的像素沿着A-A线的截面图；图6是本专利技术另一个实施例的配置有光通道的像素的截面图；图7是本专利技术另一个实施例的配置有光通道的像素的截面图；图8是本专利技术另一个实施例的配置有光通道的像素的截面图；图9是本专利技术另一个实施例的配置有光通道的像素的截面图；图10是本专利技术另一个实施例的配置有光通道的像素的截面图；图11是本专利技术另一个实施例的配置有光通道的像素的截面图；图12是本专利技术另一个实施例的配置有光通道的像素的截面图；图13是本专利技术另一个实施例的配置有光通道的像素的截面图；以及图14是本专利技术另一个实施例的配置有光通道的像素的截面图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例作详细的说明。本专利技术将通过某些具体的实施例来描述，但本专利技术不限于所公开的实施例。本领域技术人员能够理解，可以在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下对实施例作各种改变。参考图2和图3，图2和图3示出了根据本专利技术的一个实施例的光学指纹成像系统200。所述光学指纹成像系统200包括背光源201、面阵传感器202以及透光盖板203，其中所述面阵传感器202设置于所述背光源201与所述盖板203之间。所述面阵传感器202包括像素阵列2021，所述面阵传感器202的像素2021具有不透光区域和透光区域，所述不透光区域包括感光器件(图2和图3中未标示)，所述感光器件用于将输入光转换成电信号，所述透光区被配置为允许来自所述背光源201的光通过。因此，所述背光源201发射的入射光适于穿透所述像素2021的透光区域和盖板203，到达所述盖板203与所述盖板203上的手指之间的界面。所述入射光在界面处部分地被反射，形成反射光。所述反射光(即输入光)到达所述像素2021中用于进行光电转换的感光器件，获得与所述反射光对应的电信号。此后，所述电信号经过进一步处理生成手指的指纹图像。因此，当进行指纹成像时，从所述背光源201发出的光穿透所述像素2021的透光区域，到达所述盖板203和与所述盖板203接触的手指之间的界面。被界面反射的光到达用于进行光电转换的光学面阵传感器202的像素2021，从而获得手指的指纹图像。所述光学指纹成像系统200还包括设置于所述盖板203和所述光学面阵传感器202之间的光学组件204。所述光学组件204适于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学指纹成像系统，其特征在于，包括：透光盖板、背光源、设置于所述盖板和所述背光源之间的面阵传感器、以及光学组件；其中，所述面阵传感器包括像素阵列，所述面阵传感器的像素具有不透光区域和透光区域，所述不透光区域包括感光器件，所述感光器件用于将入射光转换为电信号，所述透光区域被配置为所述背光源的光能够通过所述透光区域；所述光学组件适于部分地阻挡从所述盖板到所述感光器件的光，并且被配置有至少一个光通道，所述光通道位于所述盖板和每个所述感光器件之间、且允许方向在预设范围内的光通过。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学指纹成像系统，其特征在于，包括：透光盖板、背光源、设置于所述盖板和所述背光源之间的面阵传感器、以及光学组件；其中，所述面阵传感器包括像素阵列，所述面阵传感器的像素具有不透光区域和透光区域，所述不透光区域包括感光器件，所述感光器件用于将入射光转换为电信号，所述透光区域被配置为所述背光源的光能够通过所述透光区域；所述光学组件适于部分地阻挡从所述盖板到所述感光器件的光，并且被配置有至少一个光通道，所述光通道位于所述盖板和每个所述感光器件之间、且允许方向在预设范围内的光通过。2.如权利要求1所述的光学指纹成像系统，其特征在于，所述光学组件包括设置于所述面阵传感器与所述盖板之间的遮光层；所述遮光层具有与每个所述感光器件相对应的至少一个透光孔；所述遮光层中的至少一个透光孔作为所述光通道。3.如权利要求2所述的光学指纹成像系统，其特征在于，所述透光孔为空洞或者填充有透光材料。4.如权利要求2所述的光学指纹成像系统，其特征在于，所述遮光层具有与每个像素对应的透光部，所述透光部允许来自所述背光源的光穿过。5.如权利要求4所述的光学指纹成像系统，其特征在于，所述遮光层的透光部包括多个孔，所述孔为空洞或填充有透光材料。6.如权利要求2所述的光学指纹成像系统，其特征在于，所述遮光层具有多层结构。7.如权利要求1所述的光学指纹成像系统，其特征在于，所述光学组件设置在所述面阵传感器与所述盖板之间；所述光学组件包括至少两个遮光层、及设置于每相邻两个遮光层之间的透光层；每个遮光层具有与每个所述感光器件对应的至少一个透光孔，不同遮光层中的透光孔至少部分重叠；所述遮光层中的透光孔和位于所述遮光层之间的透光层形成所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱虹，凌严，
申请(专利权)人：上海箩箕技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31