指纹检测装置和电子设备制造方法及图纸

本申请实施例涉及指纹检测装置和电子设备，该指纹检测装置适用于包括指纹检测区域的显示屏的下方，该指纹检测装置包括：多个指纹检测单元，每个指纹检测单元的尺寸以及相邻指纹检测单元的距离为根据每个指纹检测单元或者指纹检测区域的相关尺寸参数确定的；每个指纹检测单元自上至下包括：微透镜阵列；至少一个挡光层，以形成有每个微透镜对应的多个倾斜导光通道；光学感应像素阵列，每个光学感应像素分别用于接收经由微透镜汇聚的并通过对应的导光通道传输的光信号，以检测手指的指纹信息。本申请实施例的指纹检测装置和电子设备，能够用更小的芯片面积实现同样的指纹有效识别视场，降低了成本。

Fingerprint detection device and electronic equipment

【技术实现步骤摘要】
指纹检测装置和电子设备本申请要求于2019年7月12日提交中国专利局、申请号为PCT/CN2019/095880、申请名称为“指纹检测装置和电子设备”的PCT专利申请，2019年8月2日提交中国专利局、申请号为PCT/CN2019/099135、申请名称为“指纹检测装置和电子设备”的PCT专利申请，以及2019年8月23日提交中国专利局、申请号为PCT/CN2019/102366、申请名称为“指纹检测装置、方法和电子设备”的PCT专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及生物识别领域，尤其涉及指纹检测装置和电子设备。
技术介绍
随着手机行业的高速发展，生物识别技术越来越受到人们重视，更加便捷、低成本的屏下指纹识别技术实用化成为大众所需。屏下光学指纹识别技术是将光学指纹模组设置于显示屏下，通过采集光学指纹图像，实现指纹识别。随着终端产品的发展，对指纹识别性能、尺寸以及成本的要求越来越高。例如，某些场景中会出现的干手指问题，干手指和显示屏的接触面积非常小，识别响应面积非常小，导致采集的指纹不连续，特征点容易丢失，影响了指纹识别的性能。另外，在解决上述如何提升指纹识别的性能的问题的同时，还需考虑指纹识别装置应用于屏下这一特殊场景时的成本以及尺寸等问题。
技术实现思路
本申请提供了一种的指纹检测装置和电子设备，能够用更小的芯片面积实现同样的指纹有效识别视场，从而减小了芯片面积并降低了成本。第一方面，提供了一种指纹检测装置，该指纹检测装置适用于显示屏的下方以实现屏下光学指纹检测，所述显示屏包括指纹检测区域，所述指纹检测区域用于手指触摸以进行指纹检测，所述指纹检测装置包括：多个指纹检测单元，所述多个指纹检测单元中每个指纹检测单元的尺寸以及相邻两个指纹检测单元之间的距离为根据尺寸参数设置的，所述尺寸参数包括以下参数中的至少一个：所述每个指纹检测单元的视场范围、所述指纹检测区域的面积、所述显示屏的厚度以及所述每个指纹检测单元的光路上表面至所述显示屏的下表面的距离。其中，所述每个指纹检测单元包括：微透镜阵列，用于设置在所述显示屏的下方，且包括多个微透镜；至少一个挡光层，设置在所述微透镜阵列的下方，且形成有所述多个微透镜中的每个微透镜对应的多个导光通道，所述每个微透镜对应的多个导光通道中每个导光通道与所述每个微透镜的光轴之间的夹角小于90°；光学感应像素阵列，设置在所述至少一个挡光层的下方，且包括多个光学感应像素，所述每个微透镜对应的多个导光通道中的每个导光通道的下方设置有一个光学感应像素，所述一个光学感应像素用于接收经由微透镜汇聚并通过对应的导光通道传输的光信号，所述光信号用于检测手指的指纹信息。因此，本申请实施例的包括多个指纹检测单元的指纹检测装置，能够解决以下问题：1、垂直光信号对干手指的识别效果过差的问题；2、单物方远心微透镜阵列方案曝光时间过长的问题；3、指纹检测装置的厚度过大的问题；4、指纹检测装置的公差容忍度过差的问题；5、指纹检测装置尺寸过大的问题；6、指纹检测装置成本过高的问题。结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述多个指纹检测单元的尺寸相同。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述多个指纹检测单元中位于同一行的多个指纹检测单元的间隔距离相等；和/或，所述多个指纹检测单元中位于同一列的多个指纹检测单元的间隔距离相等。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述多个指纹检测单元的个数为两个。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，两个指纹检测单元左右并排设置。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，在所述尺寸参数包括：所述每个指纹检测单元在显示屏的上表面的视场范围为所述每个指纹检测单元的边沿外扩至少第一值X、以及所述指纹检测区域的长度大于或者等于第二值Y、以及所述指纹检测区域的宽度大于或者等于第三值Z的情况下，所述每个指纹检测单元的长度大于或者等于Y-2X，所述每个指纹检测单元的宽度大于或者等于0.5Z-2X，所述两个指纹检测单元之间的水平距离小于或者等于2X。例如，在所述尺寸参数包括：所述每个指纹检测单元在显示屏的上表面的视场范围为所述每个指纹检测单元的边沿外扩至少0.3mm、以及所述指纹检测区域的面积大于或者等于6mm*6mm的情况下，所述每个指纹检测单元的长度大于或者等于5.4mm，所述每个指纹检测单元的宽度大于或者等于2.4mm，所述两个指纹检测单元之间的水平距离小于或者等于0.6mm。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述每个指纹检测单元的长度为6mm，所述每个指纹检测单元的宽度为2.3mm，所述两个指纹检测单元之间的水平距离为1mm。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述每个指纹检测单元的长度为6.5mm，所述每个指纹检测单元的宽度为2.6mm，所述两个指纹检测单元之间的水平距离为1mm。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述多个指纹检测单元的个数为四个。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，四个指纹检测单元按照2*2的矩阵排列。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，在所述尺寸参数包括：所述每个指纹检测单元在显示屏的上表面的视场范围为所述每个指纹检测单元的边沿外扩至少第一值X、以及所述指纹检测区域的长度大于或者等于第二值Y、以及所述指纹检测区域的宽度大于或者等于第三值Z的情况下，所述每个指纹检测单元的长度大于或者等于0.5Y-2X，所述每个指纹检测单元的宽度大于或者等于0.5Z-2X，水平方向上相邻的两个指纹检测单元之间的水平距离小于或者等于2X，竖直方向上相邻的两个指纹检测单元之间的竖直距离小于或者等于2X。例如，在所述尺寸参数包括：所述每个指纹检测单元在显示屏的上表面的视场范围为所述每个指纹检测单元的边沿外扩至少0.3mm、以及所述指纹检测区域的面积大于或者等于6mm*6mm的情况下，所述每个指纹检测单元的长度大于或者等于2.4mm，所述每个指纹检测单元的宽度大于或者等于2.4mm，水平方向上相邻的两个指纹检测单元之间的水平距离小于或者等于0.6mm，竖直方向上相邻的两个指纹检测单元之间的竖直距离小于或者等于0.6mm。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述每个指纹检测单元的长度为2.3mm，所述每个指纹检测单元的宽度为2.3mm，水平方向上相邻的两个指纹检测单元之间的水平距离为1.2mm，竖直方向上相邻的两个指纹检测单元之间的竖直距离为1.2mm。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述每个指纹检测单元的长度为2.6mm，所述每个指纹检测单元的宽度为2.6mm，水平方向上相邻的两个指纹检测单元之间的水平距离为1mm，竖直方向上相邻的两个指纹检测单元之间的竖直距离为1mm。结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指纹检测装置，其特征在于，适用于显示屏的下方以实现屏下光学指纹检测，所述显示屏包括指纹检测区域，所述指纹检测区域用于手指触摸以进行指纹检测，所述指纹检测装置包括：/n多个指纹检测单元，所述多个指纹检测单元中每个指纹检测单元的尺寸以及相邻两个指纹检测单元之间的距离为根据尺寸参数设置的，所述尺寸参数包括以下参数中的至少一个：所述每个指纹检测单元的视场范围、所述指纹检测区域的面积、所述显示屏的厚度以及所述每个指纹检测单元的光路上表面至所述显示屏的下表面的距离；/n其中，所述每个指纹检测单元包括：/n微透镜阵列，用于设置在所述显示屏的下方，且包括多个微透镜；/n至少一个挡光层，设置在所述微透镜阵列的下方，且形成有所述多个微透镜中的每个微透镜对应的多个导光通道，所述每个微透镜对应的多个导光通道中每个导光通道与所述每个微透镜的光轴之间的夹角小于90°；/n光学感应像素阵列，设置在所述至少一个挡光层的下方，且包括多个光学感应像素，所述每个微透镜对应的多个导光通道中的每个导光通道的下方设置有一个光学感应像素，所述一个光学感应像素用于接收经由微透镜汇聚并通过对应的导光通道传输的光信号，所述光信号用于检测手指的指纹信息。/n...

【技术特征摘要】
20190712 CN PCT/CN2019/095880;20190802 CN PCT/CN201.一种指纹检测装置，其特征在于，适用于显示屏的下方以实现屏下光学指纹检测，所述显示屏包括指纹检测区域，所述指纹检测区域用于手指触摸以进行指纹检测，所述指纹检测装置包括：
多个指纹检测单元，所述多个指纹检测单元中每个指纹检测单元的尺寸以及相邻两个指纹检测单元之间的距离为根据尺寸参数设置的，所述尺寸参数包括以下参数中的至少一个：所述每个指纹检测单元的视场范围、所述指纹检测区域的面积、所述显示屏的厚度以及所述每个指纹检测单元的光路上表面至所述显示屏的下表面的距离；
其中，所述每个指纹检测单元包括：
微透镜阵列，用于设置在所述显示屏的下方，且包括多个微透镜；
至少一个挡光层，设置在所述微透镜阵列的下方，且形成有所述多个微透镜中的每个微透镜对应的多个导光通道，所述每个微透镜对应的多个导光通道中每个导光通道与所述每个微透镜的光轴之间的夹角小于90°；
光学感应像素阵列，设置在所述至少一个挡光层的下方，且包括多个光学感应像素，所述每个微透镜对应的多个导光通道中的每个导光通道的下方设置有一个光学感应像素，所述一个光学感应像素用于接收经由微透镜汇聚并通过对应的导光通道传输的光信号，所述光信号用于检测手指的指纹信息。


2.根据权利要求1所述的指纹检测装置，其特征在于，所述多个指纹检测单元的尺寸相同。


3.根据权利要求2所述的指纹检测装置，其特征在于，所述多个指纹检测单元中位于同一行的多个指纹检测单元的间隔距离相等；和/或，
所述多个指纹检测单元中位于同一列的多个指纹检测单元的间隔距离相等。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述多个指纹检测单元的个数为两个。


5.根据权利要求4所述的指纹检测装置，其特征在于，两个指纹检测单元左右并排设置。


6.根据权利要求5所述的指纹检测装置，其特征在于，在所述尺寸参数包括：所述每个指纹检测单元在显示屏的上表面的视场范围为所述每个指纹检测单元的边沿外扩至少第一值X、以及所述指纹检测区域的长度大于或者等于第二值Y、以及所述指纹检测区域的宽度大于或者等于第三值Z的情况下，所述每个指纹检测单元的长度大于或者等于Y-2X，所述每个指纹检测单元的宽度大于或者等于0.5Z-2X，所述两个指纹检测单元之间的水平距离小于或者等于2X。


7.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述多个指纹检测单元的个数为四个。


8.根据权利要求7所述的指纹检测装置，其特征在于，四个指纹检测单元按照2*2的矩阵排列。


9.根据权利要求8所述的指纹检测装置，其特征在于，在所述尺寸参数包括：所述每个指纹检测单元在显示屏的上表面的视场范围为所述每个指纹检测单元的边沿外扩至少第一值X、以及所述指纹检测区域的长度大于或者等于第二值Y、以及所述指纹检测区域的宽度大于或者等于第三值Z的情况下，所述每个指纹检测单元的长度大于或者等于0.5Y-2X，所述每个指纹检测单元的宽度大于或者等于0.5Z-2X，水平方向上相邻的两个指纹检测单元之间的水平距离小于或者等于2X，竖直方向上相邻的两个指纹检测单元之间的竖直距离小于或者等于2X。


10.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，
所述每个微透镜对应的多个导光通道的底部分别延伸至相邻的多个微透镜的下方；或者，
所述每个微透镜对应的多个导光通道的底部位于同一个微透镜的下方。


11.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述每个微透镜对应的多个导光通道沿同一微透镜的光轴方向中心对称分布。


12.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述每个微透镜对应的多个导光通道中的每个导光通道和第一平面形成预设夹角，以使所述每个微透镜下方设置的多个光学感应像素分别用于接收经由微透镜汇聚的并通过对应的导光通道传输的光信号，其中，所述第一平面为与所述显示屏平行的平面。


13.根据权利要求12所述的指纹检测装置，其特征在于，所述预设夹角的范围为15度至60度。


14.根据权利要求12所述的指纹检测装置，其特征在于，所述每个微透镜对应的多个导光通道在所述第一平面的投影相对同一微透镜的光轴在所述第一平面的投影中心对称分布。


15.根据权利要求12所述的指纹检测装置，其特征在于，所述光学感应像素阵列包括多组光学感应像素，所述多组光学感应像素中同一组光学感应像素接收的光信号所经过的导光通道的方向相同，所述多组光学感应像素用于接收多个方向的光信号以得到多张图像，所述多张图像用于检测手指的指纹信息。


16.根据权利要求15所述的指纹检测装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鹏，马明，凌伟，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44