一种光学指纹识别装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光学指纹识别装置及其制备方法，包括透明基板、发光光源和光学感应器，透明基板上设有手指触压区；发光光源位于手指触压区的周围全部区域或部分区域，且位于透明基板的下方；光学感应器设置于所述手指触压区的下方，发光光源为一平面光源，发光光源上还设有用于限制其光线发出角度的遮光结构，发光光源的发出光线经遮光结构遮光后部分进入到手指触压区。本发明专利技术提供的光学指纹识别装置，采用平面光源，可以有效的减薄装置，同时在平面光源上设置遮光结构，平面光源的部分发射光线会被遮光结构阻隔，从而避免了一些光线的漏光干扰，使指纹讯号与光源信号件的信噪比大大降低，提高了对指纹讯号的辨识能力。

【技术实现步骤摘要】
一种光学指纹识别装置及其制备方法
本专利技术涉及光学指纹识别
，具体涉及一种光学指纹识别装置及其制备方法。
技术介绍
光学指纹采集器是一款光学指纹采集器，需要自有光源，目前的光源采用LED芯片及导光板的方式，存在着能效低、光照不匀、组装要求高、成本较高的缺点。指纹辨识技术现今主流技术为电容式指纹辨识技术与光学式指纹辨识技术；电容式目前有体积小之优势，广泛应用在移动设备之中，如：手机、笔记本、平板计算机等，但本身在辨识上的要求比较严苛，其原因是因为传感器是辨识“电容”的讯号，因为指纹的高低差使其与传感器接触时产生不同的讯号达到辨识功能，当手指存在潮湿、轻微脏污的条件下，都有可能让辨识失效或误判。采用光学式指纹辨识，准确率较高，但现行光学架构需要一块棱镜做为标准模块零件，很难达到薄型化的目标，因此应用上多为固定式指纹辨识系统。中国专利文献CN104751121公开了基于光栅的光波导式指纹识别系统，其利用光栅与外接式LED光源制作波导内全内反射的平行光源，此光栅需要较高制程技术，指纹接触波导后改变全内反射平行光讯号，接收器以此判断指纹讯号，该方案辨识能力有待商榷，利用同向全反射平行光源的变异探测讯号，此原理对表面洁净度要求很高，任何脏污都有可能造成判断失败，并且光栅与外接光源无法做到全平面指纹辨识。随着光学传感器的进步，对于光学讯号的解析能力有显著的提升，让光学辨识系统实现薄型化、轻量化的目标，薄型后最有竞争力的光源为平面光源，因为平面光源厚度极小，但薄型后的指纹传感器模块光源自身直接入射传感器或经由波导反射讯号过强，容易造成指纹讯号与光源信号间的信噪比过高，让指纹讯号无法辨识，从而造成对指纹的辨识能力较低。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中平面光源存在指纹讯号与光源信号间的信噪比过高的问题，从而提供一种光学指纹识别装置及其制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种光学指纹识别装置，包括透明基板、发光光源和光学感应器，所述透明基板上设有手指触压区；所述发光光源位于所述手指触压区的周围全部区域或部分区域，且位于所述透明基板的下方；所述光学感应器设置于所述手指触压区的下方，所述发光光源为一平面光源，所述发光光源上还设有用于限制其光线发出角度的遮光结构，所述发光光源的发出光线经所述遮光结构遮光后部分进入到所述的手指触压区，经所述手指触压区反射后进入到所述光学感应器形成指纹识别信号。所述的遮光结构为一上端开口的不透明光源座，所述发光光源的发出光线由所述不透明光源座的上端开口射出，并进入所述的透明基板中。位于所述手指触压区周围的所述透明基板上分别设有第一遮光层，所述第一遮光层位于所述发光光源的正上方。所述第一遮光层在靠近所述手指触压区一侧的外边缘至所述发光光源的边缘距离L≥d*tan(θc),其中θc＝sin-1(1/n),n为透明基板折射率；d为透明基板厚度；θc为透明基板的极限全反射角。所述第一遮光层呈对称于所述发光光源的中线设置。所述手指触压区与所述光学感应器之间还设有封装层和第二遮光层，所述第二遮光层上成型有多个通光孔，其设置于所述光学感应器的正上方。所述不透明光源座设置于所述封装层上，所述第二遮光层设置于所述封装层的内侧面或外侧面。所述的通光孔的直径为10um-500um，所述相邻所述通光孔之间的间距为10um-10mm。所述的平面光源为OLED光源。另一方面，本专利技术还提供了一种光学指纹识别装置的制备方法，包括以下步骤：S1、在透明基板上侧面的手指触压区周围全部区域或部分区域通过旋涂光刻工艺形成第一遮光层；S2、位于第一遮光层下方的透明基板下侧面上通过溅射工艺形成OLED阳极层，并光刻成所需的平面光源形状；S3、在所述阳极层上依次蒸镀有机层和阴极层，在阴极层上制备所述的遮光结构,所述遮光结构包覆平面光源；S4、在所述遮光结构层上制备封装层和第二遮光层；S5、将光学感应器设置于所述第二遮光层或封装层的下方，制得所述光学指纹识别装置。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：A.本专利技术提供的光学指纹识别装置，采用平面光源，可以有效的减薄装置，同时在平面光源上设置遮光结构，平面光源的部分发射光线会被遮光结构阻隔，入射至手指触压区的光线进入全反射模式的透明基板中，全反射模式的光线待指纹按压至透明基板上方时，通过合理的角度、基板材质和厚度的控制，使光源发出的光线在基板中发生全反射，当手指触压到手指触压区时，光线因指纹接触面造成全反射模式破坏而射出，光线接触指纹后反射进入光学感应器中进行分析，从而避免了一些光线的漏光干扰，使指纹讯号与光源信号件的信噪比大大降低，提高对指纹讯号的辨识能力达50％以上。B.本专利技术所提供的光学指纹识别装置采用平面光源更具薄型化，取代电容式指纹传感器作为新一代光学式指纹传感器，准确性与使用条件限制较少。C.本专利技术在不透明光源座位置上方的基板外侧面设置了第一遮光层，第一遮光层可以避免发光光源的折射出光，发光光源发光穿过玻璃基板，当发光角度小于极限全反射角θc时，光线被第一遮光层阻挡或吸收，发光角度大于极限全反射角θc的光线进入全反射模式于玻璃基板中，这样进一步减少光源信号，降低信噪比，有助于提高指纹讯号的辨识能力。D.本专利技术通过在光学感应器和透明基板之间设置第二遮光层，在第二遮光层上成型有多个通光孔，当手指按压在手指触压区位置时，被透明基板反射下来的光线在到达光学感应器之前，会通过第二遮光层进行过滤，经过通光孔后的光线会被光学感应器捕捉，部分未进入到通光孔中的光线，会被第二遮光层阻隔或吸收，通过小孔成像的原理，获得高清晰度的指纹图形。E.本专利技术的手指触压区为非发光区域，在没有手指触压时，几乎看不到光亮，当感应到手指触压时才会在手指周围出现微光，因此，本专利技术更适合应用于手机或电脑屏幕上的指纹识别。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术光学指纹识别系统的结构示意图；图2为光学指纹识别装置的第二实施方式结构示意图；图3为第二遮光层的结构示意图；图4为光学指纹识别装置的第三实施方式结构示意图。图5为光学指纹识别装置的第四实施方式结构示意图。附图标记说明：1-透明基板，11-手指触压区；2-发光光源，3-封装层，4-光学感应器，51-第二遮光层，52-不透明光源座，53-第一遮光层；6-通光孔。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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专利技术和简化描述，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、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学指纹识别装置，包括透明基板、发光光源和光学感应器，所述透明基板上设有手指触压区；所述发光光源位于所述手指触压区的周围全部区域或部分区域，且位于所述透明基板的下方；所述光学感应器设置于所述手指触压区的下方，其特征在于，所述发光光源为一平面光源，所述发光光源上还设有用于限制其光线发出角度的遮光结构，所述发光光源的发出光线经所述遮光结构遮光后部分进入到所述的手指触压区，经所述手指触压区反射后进入到所述光学感应器形成指纹识别信号。

【技术特征摘要】
1.一种光学指纹识别装置，包括透明基板、发光光源和光学感应器，所述透明基板上设有手指触压区；所述发光光源位于所述手指触压区的周围全部区域或部分区域，且位于所述透明基板的下方；所述光学感应器设置于所述手指触压区的下方，其特征在于，所述发光光源为一平面光源，所述发光光源上还设有用于限制其光线发出角度的遮光结构，所述发光光源的发出光线经所述遮光结构遮光后部分进入到所述的手指触压区，经所述手指触压区反射后进入到所述光学感应器形成指纹识别信号。2.根据权利要求1所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述的遮光结构为一上端开口的不透明光源座，所述发光光源的发出光线由所述不透明光源座的上端开口射出，并进入所述的透明基板中。3.根据权利要求2所述的光学指纹识别装置，其特征在于，位于所述手指触压区周围的所述透明基板上分别设有第一遮光层，所述第一遮光层位于所述发光光源的正上方。4.根据权利要求3所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第一遮光层在靠近所述手指触压区一侧的外边缘至所述发光光源的边缘距离L≥d*tan(θc),其中θc＝sin-1(1/n),n为透明基板折射率；d为透明基板厚度；θc为透明基板的极限全反射角。5.根据权利要求4所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李育豪，李栋栋，朱映光，谢静，胡永岚，
申请(专利权)人：固安翌光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13