光学生物识别结构、超薄模组、电子设备及扩大方法技术

本发明专利技术公开了一种有效识别区扩大的光学生物识别结构、超薄模组及电子设备，包括两组以上的Micro lens阵列光学结构组和与其组数相等的2个以上光电感应器，每组Micro lens阵列光学结构组均包括Micro lens阵列，Micro lens阵列由Micro lens以M行×N排列而成，每一组Micro lens阵列光学结构组对应一光电感应器，每一光电传感器的像素阵列单元与其相对应的Micro lens阵列光学结构组的Micro lens阵列对应，每一光电感应器的像素阵列均为m×n。本发明专利技术具有降低成本、扩大指纹有效识别区、提高指纹识别效率和精确度等优势。

Optical biometric structure, ultra thin module, electronic equipment and expansion method

【技术实现步骤摘要】
光学生物识别结构、超薄模组、电子设备及扩大方法
本专利技术属于指纹识别领域，具体涉及一种有效识别区扩大的光学生物识别结构、超薄模组、电子设备及扩大生物有效识别区的方法。
技术介绍
随着智能科技的发展与进步，指纹识别技术也得到快速发展，而且已广泛应用于移动电话、便携式计算机等移动终端，特别是在手机领域，指纹识别技术已经成为智能手机必不可少的功能配置。近期，随着全面屏智能手机的浪潮涌来，指纹识别技术也得到了革新发展。传统的方式主要是采用电容式home键，在全面屏手机时代，屏下光学指纹识别技术也被提了出来，这种屏下方式是把集成的指纹模组从移动端背面放置于玻璃触控屏内，用户可以通过手指轻按触控屏上指纹模组对应的特定触控区域，完成手指指纹信息采集，实现指纹的匹配、识别。另一方面，在光学指纹识别技术中，指纹模组的相关光学结构采用普通摄影透镜组(Lens)和Microlens阵列两种方式，基于Microlens阵列的指纹识别模组方案相比于透镜组指纹模组，其结构更薄，重量更轻，在手机触控屏内部所占空间更小，有效减小了整机厚度，因此，对于手机用户和各大厂商来说存在巨大潜力。其中，经过Microlens阵列光学结构的光线，被集成的图像传感器芯片接收，以采集指纹信息。如果要求较快的获得满足算法需求的指纹数据量，传感器需要具有较大的视场和较高的分辨率。然而，在现有技术中，受工艺、材料和成本的限制，单块图像传感器的像素阵列有限，屏上指纹有效识别区较小，一方面导致采集的指纹数据量较少，效率较低，另一方面导致用户只能在小区域内识别解锁，降低了用户的屏下解锁体验。
技术实现思路
针对上述缺陷，一方面，本专利技术提供一种有效识别区扩大的光学生物识别结构，该有效识别区扩大的光学生物识别结构扩大了指纹有效识别区，以快速获取更多的指纹数据，提升光学指纹识别的辨识效率、精度和准确度，以及用户体验感。该有效识别区扩大的光学生物识别结构包括两组以上的Microlens阵列光学结构组和与其组数相等的2个以上光电感应器，每组Microlens阵列光学结构组均包括Microlens阵列，Microlens阵列由Microlens以M行×N排列而成，每一组Microlens阵列光学结构组对应一光电感应器，每一光电感应器的像素阵列单元与其相对应的Microlens阵列光学结构组的Microlens阵列对应，每一光电感应器的像素阵列均为m×n，所述包括两组以上的Microlens阵列光学结构组和与其组数相等的光电感应器均以矩阵形式排列，M和m为行，N和n为列，M、N、m和n为自然数，上m≧M，n≧N。本专利技术通过这样的设置扩大了光学生物识别薄模组的有效识别区，提高了用户体验度，同时也提高了产品的品质质量。进一步，所述矩阵形式排列为沿着所述像素阵列的行向或列向并排排列。进一步，所述两组以上的Microlens阵列光学结构组和与其组数相等的2个以上光电感应器为第一Microlens阵列光学结构组、第二Microlens阵列光学结构组、第一光电感应器和第二光电感应器，第一Microlens阵列光学结构组、第二Microlens阵列光学结构组以1×2矩阵形式排列，每个Microlens对应一聚焦有效识别区，第一Microlens阵列光学结构组、第二Microlens阵列光学结构组的有效识别区域为所有Microlens的聚焦有效识别区的合集，第一光电感应器和第二光电感应器以1×2矩阵形式排列，第一Microlens阵列光学结构组与第一光电感应器相对应，第二Microlens阵列光学结构组与第二光电感应器相对应，第一光电感应器和第二光电感应器的像素阵列形成光电感应器有效识别区集合。进一步，所述Microlens阵列光学结构组还顺次设置有第一阻光层、第一填充层、第二阻光层和第二填充层，第二阻光层为包含微孔阵列的阻光层，微孔阵列的微孔直径为1μm-5μm。进一步，所述第一填充层的厚度是Microlens的有效焦距，微孔阵列与Microlens阵列的有效焦平面相重合，微孔阵列的微孔与Microlens阵列的Microlens一一对应，微孔阵列的中心与Microlens阵列的中心在同一竖轴。进一步，所述2个以上光电感应器为一体，由芯片制作晶圆取片时以与2个以上光电感应器相等数量的芯片单元为整体切割而成。进一步，所述2个以上光电感应器中，相邻两个光电感应器之间的间距d为0.04mm<d<0.1mm。进一步，所述每一组Microlens阵列光学结构组的区域大于相应的光电感应器的像素阵列区域。进一步，所述每个Microlens与其对应的光电感应器上的2个以上像素相对应，该Microlens与其下方正对的1个像素的光电感应区共轴。一方面，本专利技术还提供一种有效识别区扩大的屏下光学生物识别超薄模组，该有效识别区扩大的屏下光学生物识别超薄模组包括光学生物识别结构、FPC、补强钢片和元器件，补强钢片和元器件连接在FPC上，所述光学生物识别结构为上述的有效识别区扩大的光学生物识别结构，2个以上光电感应器与FPC与补强钢片连接的另一面相连，该有效识别区扩大的屏下光学生物识别超薄模组还包括IR滤波层。该指纹有效识别区扩大的屏下光学生物识别超薄模组的每个Microlens对其对应的有效识别区域的信息进行采集，并由相对应的像素呈现该区域的生物图像，FPC传输图像传感器采集的指纹数据，IR滤波层降低或避免红外光线对所成指纹图像质量的影响。一方面，本专利技术还提供一种电子设备，该电子设备包括显示屏，该显示屏上设置有生物识别感应区，该生物识别感应区下安装有屏下光学生物识别超薄模组，所述屏下光学生物识别超薄模组为上述的有效识别区扩大的屏下光学生物识别超薄模组，两组以上的Microlens阵列光学结构组位于显示屏与2个以上光电感应器之间，每一个Microlens对应显示屏上一有效识别小区域，所有有效识别小区域的并集形成指纹有效识别区域。一方面，本专利技术还提供一种扩大生物有效识别区的方法，该方法包括：将两组以上的Microlens阵列光学结构组相互拼接和与其组数相等的2个以上光电感应器相互拼接；将光电感应器采集的光学生物识别信息采用图像算法处理模块处理，该图像算法处理模块对采集的生物识别信息进行拼接融合和特征提取、比对识别。本专利技术中，每个Microlens对其对应的有效识别区域的信息进行采集，并由相对应的像素呈现该区域的生物图像，由于生物图像仅是该Microlens对应的指纹有效识别区，大区域的指纹信息则通过图像拼接融合算法对从各单一像素采集的指纹图像进行融合拼接处理，进而获得有效识别区域完整的指纹信息。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术专利技术人发现，如果要实现指纹高效、精确的识别，需要足够多的指纹数据量支撑，获取的指纹数据量与有效识别区的大小密切相关。本专利技术在屏下利用Microlens阵列光学结构和图像传感器双拼接扩大了指纹的有效识别区域，较快的采集足够多的指纹数据，满足系列算法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有效识别区扩大的光学生物识别结构，其特征在于：所述有效识别区扩大的光学生物识别结构包括两组以上的Micro lens阵列光学结构组和与其组数相等的2个以上光电感应器，每组Micro lens阵列光学结构组均包括Micro lens阵列，Micro lens阵列由Micro lens以M行×N排列而成，每一组Micro lens阵列光学结构组对应一光电感应器，每一光电感应器的像素阵列单元与其相对应的Micro lens阵列光学结构组的Micro lens阵列对应，每一光电感应器的像素阵列均为m×n，所述包括两组以上的Micro lens阵列光学结构组和与其组数相等的光电感应器均以矩阵形式排列，M和m为行，N和n为列，M、N、m和n为自然数，m≧M，n≧N。/n

【技术特征摘要】
1.一种有效识别区扩大的光学生物识别结构，其特征在于：所述有效识别区扩大的光学生物识别结构包括两组以上的Microlens阵列光学结构组和与其组数相等的2个以上光电感应器，每组Microlens阵列光学结构组均包括Microlens阵列，Microlens阵列由Microlens以M行×N排列而成，每一组Microlens阵列光学结构组对应一光电感应器，每一光电感应器的像素阵列单元与其相对应的Microlens阵列光学结构组的Microlens阵列对应，每一光电感应器的像素阵列均为m×n，所述包括两组以上的Microlens阵列光学结构组和与其组数相等的光电感应器均以矩阵形式排列，M和m为行，N和n为列，M、N、m和n为自然数，m≧M，n≧N。


2.根据权利要求1所述的有效识别区扩大的光学生物识别结构，其特征在于：所述两组以上的Microlens阵列光学结构组和与其组数相等的2个以上光电感应器为第一Microlens阵列光学结构组、第二Microlens阵列光学结构组、第一光电感应器和第二光电感应器，第一Microlens阵列光学结构组、第二Microlens阵列光学结构组以1×2矩阵形式排列，每个Microlens对应一聚焦有效识别区，第一Microlens阵列光学结构组、第二Microlens阵列光学结构组的有效识别区域为所有Microlens的聚焦有效识别区的合集，第一光电感应器和第二光电感应器以1×2矩阵形式排列，第一Microlens阵列光学结构组与第一光电感应器相对应，第二Microlens阵列光学结构组与第二光电感应器相对应，第一光电感应器和第二光电感应器的像素阵列形成光电感应器有效识别区集合。


3.根据权利要求1所述的有效识别区扩大的光学生物识别结构，其特征在于：所述Microlens阵列光学结构组还顺次设置有第一阻光层、第一填充层、第二阻光层和第二填充层，第二阻光层为包含微孔阵列的阻光层，微孔阵列的微孔直径为1μm-5μm。


4.根据权利要求3所述的有效识别区扩大的光学生物识别结构，其特征在于：所述第一填充层的厚度是Microlens的有效焦距，微孔阵列与Microlens阵列的有效焦平面相重合，微孔阵列的微孔与Microlens阵列的Micro...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昂，黄昊，姜洪霖，
申请(专利权)人：成都费恩格尔微电子技术有限公司，上海菲戈恩微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51