用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构及电子设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构及电子设备，该光路结构包括红外滤光片、低折射率光学填充材料、Microlens阵列、消杂光光阑、视场光阑、光学填充材料及光电感应器。本实用新型专利技术基于芯片上Microlens收集光强的工作方式，通过在Microlens阵列与红外滤光片之间填充低折射率的光学填充材料，减少由红外滤光片与空气、空气与Microlens层的菲涅尔反射损耗，增加光学系统的透光率，从而达到增加光电感应器的感光能力；并通过视场光阑和消杂光光阑结构来调整Microlens的可视视场和防止杂光干扰，实现了超薄间距下的OLED屏下指纹图像采集。

Optical structure and electronic equipment of integrated biometric device for OLED screen

【技术实现步骤摘要】
用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构及电子设备
本技术属于图像采集
，具体涉及一种用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构及电子设备。
技术介绍
由于科技的发展，OLED屏幕在消费电子领域的手机端大规模应用，并伴随着人们对全面屏美学的需求，屏下指纹识解锁的方式正在成为追求的主流。目前屏下指纹识别系统的光学系统均位于OLED屏的下方，由于OLED屏透过率低，且在OLED屏与光电感应器之间存在多个光学元件，多个光学元件的上下表面均为空气间隙，导致光线在穿过光学元件上下表面时，在分界面由于菲涅尔反射损耗，导致光电感应器上接收到的光强信息大大减少。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构及电子设备，以实现增加光学系统透光率，达到增加光电感应器的感光能力的目的。为实现上述目的，本技术提供一种用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构，包括：红外滤光片，用于滤除外部入射光线中的红外光；Microlens阵列，由多个Microlens单元呈一定间距排布组成，其设置于所述红外滤光片下方，且与所述红外滤光片之间填充有低折射率光学填充材料；所述Microlens阵列用于将经OLED屏幕识别区域反射的入射光线汇集至光电感应器上；消杂光光阑，设置于所述Microlens单元的曲面下方，其用于穿过所述Microlens阵列的入射光线穿过消杂光光阑孔且吸收入射到各个Microlens单元之间非接触区域的入射光线；>视场光阑，设置于所述Microlens阵列的像面位置，其用于穿过所述消杂光光阑的入射光线穿过视场光阑孔且吸收入射到所述视场光阑的非通光孔径区域的入射光线；以及光电感应器，由多个像素点光电转换区组成，其用于对穿过所述视场光阑并照射到所述像素点光电转换区的入射光线进行感应。作为上述光路结构的进一步说明，所述Microlens阵列与红外滤光片之间填充透明质地的低折射率光学填充材料，所述低折射率光学填充材料的折射率设置为1.2至1.33。作为上述光路结构的进一步说明，所述Microlens阵列与所述光电感应器之间填充有光学填充材料。作为上述光路结构的进一步说明，所述消杂光光阑置于所述光学填充材料区域，且消杂光光阑孔填充有光学填充材料。作为上述光路结构的进一步说明，所述视场光阑置于所述光学填充材料区域，且视场光阑孔填充有光学填充材料。作为上述光路结构的进一步说明，所述视场光阑通过调节孔径控制所述Microlens阵列对应的物面区域。作为上述光路结构的进一步说明，所述Microlens单元与消杂光光阑孔、视场光阑孔及像素点光电转换区一一对应且同轴设置。作为上述光路结构的进一步说明，所述视场光阑孔径和消杂光光阑孔径阵列参数与Microlens阵列参数相同。作为上述光路结构的进一步说明，所述消杂光光阑孔径等于或微小于Microlens单元口径。本技术还提出了一种基于集成式生物识别器件的电子设备，包括：OLED屏幕，用于利用所述OLED屏幕中的发光器件发出光线，并在所述OLED屏幕上表面进行反射，形成入射光线；光路结构，设置于所述OLED屏幕下方，其用于采用上述的光路结构对所述入射光线进行光学处理并获取图像信息。本技术的有益效果是：本技术基于芯片上Microlens收集光强的工作方式，通过在Microlens阵列与红外滤光片之间填充低折射率的光学填充材料，减少由红外滤光片与空气、空气与Microlens层的菲涅尔反射损耗，增加光学系统的透光率，从而达到增加光电感应器的感光能力；并通过视场光阑和消杂光光阑结构来调整Microlens的可视视场和防止杂光干扰，实现了超薄间距下的OLED屏下指纹图像采集。附图说明图1为本技术的用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构示意图；图2为本技术中OLED屏幕上表面物面区域反光示意图；图3为本技术中的光路的图像采集示意图；图4为本技术中光线在介质分界面的菲涅尔反射损耗示意图；图5为本技术中基于集成式生物识别器件的电子设备结构示意图。其中附图标记为：手指100，谷脊101，OLED屏幕200，发光阵列2010，手机按键210，手机相关传感器220，指纹识别感应区299，红外滤光片300，低折射率光学填充材料340，Microlens阵列400，消杂光光阑500，光学填充材料600，视场光阑700，光电感应器800，光电转换区810，DAF胶、FPC线缆1010，补强钢板1020。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术实施例的主要解决方案为：如图1所示，一种用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构，包括：红外滤光片，用于滤除外部入射光线中的红外光；Microlens阵列，由多个Microlens单元呈一定间距排布组成，其设置于所述红外滤光片下方，且与所述红外滤光片之间填充有低折射率光学填充材料；所述Microlens阵列用于将经OLED屏幕识别区域反射的入射光线汇集至光电感应器上；消杂光光阑，设置于所述Microlens单元的曲面下方，其用于穿过所述Microlens阵列的入射光线穿过消杂光光阑孔且吸收入射到各个Microlens单元之间非接触区域的入射光线；视场光阑，设置于所述Microlens阵列的像面位置，其用于穿过所述消杂光光阑的入射光线穿过视场光阑孔且吸收入射到所述视场光阑的非通光孔径区域的入射光线；以及光电感应器，由多个像素点光电转换区组成，其用于对穿过所述视场光阑并照射到所述像素点光电转换区的入射光线进行感应。本技术通过将光路中由上而下依次设置的红外滤光片300、低折射率填充材料340、Microlens阵列400、消杂光光阑500、视场光阑700、光学填充材料600集成加工在光电感应器800上，红外滤光片300设置在OLED屏幕200下方，利用红外滤光片300对外界传播过来的红外干扰予以滤除，Microlens阵列400与光电感应器800之间的光路结构器件对OLED屏幕200上表面的图像信息进行光学上的筛选和杂光滤除，从而实现OLED屏幕200上表面的图像信息在光电感应器800上进行图像采集。本技术的Microlens光路结构工作在OLED屏幕200下，其采集图像光强信息的物面为OLED屏幕200的上表面的反射光线，如图2所示，OLED屏幕200中的发光阵列2010发出光线201a、202a，其中201a表示经过屏幕上表面反射后，与屏幕法线成大角度的光线，202a表示经过屏幕上表面反射后与屏幕法线呈小角度的光线。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构，其特征在于，包括：/n红外滤光片，用于滤除外部入射光线中的红外光；/nMicrolens阵列，由多个Microlens单元呈一定间距排布组成，其设置于所述红外滤光片下方，且与所述红外滤光片之间填充有低折射率光学填充材料；所述Microlens阵列用于将经OLED屏幕识别区域反射的入射光线汇集至光电感应器上；/n消杂光光阑，设置于所述Microlens单元的曲面下方，其用于穿过所述Microlens阵列的入射光线穿过消杂光光阑孔且吸收入射到各个Microlens单元之间非接触区域的入射光线；/n视场光阑，设置于所述Microlens阵列的像面位置，其用于穿过所述消杂光光阑的入射光线穿过视场光阑孔且吸收入射到所述视场光阑的非通光孔径区域的入射光线；以及/n光电感应器，由多个像素点光电转换区组成，其用于对穿过所述视场光阑并照射到所述像素点光电转换区的入射光线进行感应。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构，其特征在于，包括：
红外滤光片，用于滤除外部入射光线中的红外光；
Microlens阵列，由多个Microlens单元呈一定间距排布组成，其设置于所述红外滤光片下方，且与所述红外滤光片之间填充有低折射率光学填充材料；所述Microlens阵列用于将经OLED屏幕识别区域反射的入射光线汇集至光电感应器上；
消杂光光阑，设置于所述Microlens单元的曲面下方，其用于穿过所述Microlens阵列的入射光线穿过消杂光光阑孔且吸收入射到各个Microlens单元之间非接触区域的入射光线；
视场光阑，设置于所述Microlens阵列的像面位置，其用于穿过所述消杂光光阑的入射光线穿过视场光阑孔且吸收入射到所述视场光阑的非通光孔径区域的入射光线；以及
光电感应器，由多个像素点光电转换区组成，其用于对穿过所述视场光阑并照射到所述像素点光电转换区的入射光线进行感应。


2.如权利要求1所述的用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构，其特征在于，所述Microlens阵列与红外滤光片之间填充透明质地的低折射率光学填充材料，所述低折射率光学填充材料的折射率设置为1.2至1.33。


3.如权利要求1所述的用于OLED屏幕的集成式生物识别器件的光路结构，其特征在于，所述Microlens阵列与所述光电感应器之间填充有光学填充材料。


4.如权利要求1所述的用于OLED屏幕的集成式生物识...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨成龙，
申请(专利权)人：上海菲戈恩微电子科技有限公司，成都费恩格尔微电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31