感光像元、图像采集器、指纹采集设备及显示设备制造技术

本申请公开一种感光像元、图像采集器、指纹采集设备及显示设备，包括：在所述腔体的上方覆盖有阻光层，在所述阻光层的上方设有透明介质层，所述透明介质层的上方设有聚光结构,所述阻光层包括至少一层阻光膜，所述阻光层上开设有至少一个透光小孔；在感光像元上集成了透明介质层和聚光结构，并通过阻光层上的小孔和聚光结构对入射光路进行约束，使感光像元具有视场角较小的窄视场，能够获得清晰的图像，同时利用聚光结构，不同于现有技术中透镜的，聚光结构厚度小，能够满足现有电子设备日趋超薄的形式与要求，同时采用聚光结构更容易制造，成本更低。

【技术实现步骤摘要】
感光像元、图像采集器、指纹采集设备及显示设备
本专利技术涉及图像采集
，具体涉及一种具有平面窄视场角的感光像元及使用该感光像元的图像采集器及光学指纹采集设备。
技术介绍
感光像元一般指感光像素，每个感光像元或像素每“帧”输出一个光强数值，所有的这些像元或像素输出的值构成了一幅图像的数值表达。像元，亦称像素点或像元点。即影像单元(pictureelement)。是组成数字化影像的最小单元。在遥感数据采集，如扫描成像时，它是传感器对地面景物进行扫描采样的最小单元；在数字图像处理中，它是对模拟影像进行扫描数字化时的采样点。是构成遥感数字图像的基本单元，是遥感成像过程中的采样点。像元大小决定了数字影像的影像分辨率和信息量。像元小，影像分辨率高，信息量大；反之，影像分辨率低，信息量小。图像采集器中用于接收光信号的最小单位为感光像元，现有的图像采集器使用的感光像元都具有较宽的视场角。感光像元的视场角是指感光像元能响应的不同方向的入射光线所形成的最大角度。使用现有图像采集器直接进行成像时，视场角较大，往往得到的图像不清晰。因此有必要提供一种具有窄视场的能够获得清晰图像的图像采集设备。
技术实现思路
本申请提供一种具有窄视场角的感光像元及使用该感光像元的图像采集器及光学指纹采集设备，以解决使用现有图像采集器直接进行成像时，视场角较大，往往得到的图像不清晰的问题。第一方面，本申请提供一种感光像元，包括容置光电转换单元的腔体，包括：在所述腔体的上方覆盖有阻光层，在所述阻光层的上方设有透明介质层，所述透明介质层的上方设有聚光结构,所述阻光层包括至少一层阻光膜，所述阻光层上开设有至少一个透光小孔；所述聚光结构、透明介质层及透光小孔使所述感光像元在所述设定区域的物面上具有限定视场角的物方视场；所述物方视场内的物点，其像点或像斑落在所述阻光层的透光小孔内；位于所述物方视场外的物点，其像点或像斑落在所述透光小孔之外。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，每一个或多个所述感光像元上共用一个聚光结构。结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述聚光结构选用波带片或光子筛。结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，在每个所述感光像元上对应设有一个所述波带片或光子筛时，所述透光小孔与所述波带片或光子筛的中心连线与所述阻光膜的上表面垂直。结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，在每个所述感光像元上对应设有多个聚光结构,其中，每个所述聚光结构下方的所述阻光层上对应开设有一个透光小孔。结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述聚光结构选用波带片和光子筛中任一种或两种。第二方面，本申请提供一种图像采集器，包括若干所述的感光像元，若干所述感光像元阵列排布，在若干所述感光像元的上方由下而上依次设有低折射率层和透明盖板；每个所述感光像元在透明盖板上表面对应的物方视场的物点，其像点落在所述阻光膜的透光小孔内；物方视场外的物点，其像点落在所述透光小孔之外。第三方面，本申请提供一种指纹采集设备，包括所述的图像采集器。第四方面，本申请提供一种支持指纹采集功能的显示设备，包括若干显像像元，在所述显示像元之间或下方设置所述的感光像元。结合第四方面及上述可能的实现方式，在第四方面第一种可能的实现方式中，所述感光像元集成于屏幕之中。本申请提供的具有窄视场角的感光像元及使用该感光像元的图像采集器及光学指纹采集设备，在感光像元上集成了透明介质层和聚光结构，并通过阻光层上的小孔和聚光结构对入射光路进行约束，使感光像元具有视场角较小的窄视场，能够获得清晰的图像，同时利用聚光结构，不同于现有技术中透镜的，聚光结构可以采用微透镜或者具有平面结构的波带片或光子筛，厚度小，能够满足现有电子设备日趋超薄的形式与要求，同时采用具有平面结构的聚光结构更容易制造，成本更低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为本申请的感光像元的结构示意图；图2为本申请的阻光层的结构示意图；图3为本申请的又一阻光层的结构示意图；图4为本申请的又一阻光层的结构示意图；图5为本申请的图像采集器的结构示意图；图6为本申请的多个感光像元共用一个聚光结构的结构示意图；图7为本申请的一个感光像元共用多个聚光结构的结构示意图；图8为本申请支持指纹采集功能的显示设备的结构示意图。附图标记说明1-腔体，2-透光小孔，3-阻光膜，4-透明介质层，5a-波带片，5b-光子筛，6-物方视场，7-低折射率层，8-透明盖板，901-显像像元，902-显示面板，903-感光像元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。现有技术中，使用现有图像采集器直接进行成像时，视场角较大，往往得到的图像不清晰。利用透镜系统来解决视场角较大、得到的图像不清晰的技术问题，但是，由于透镜系统等结构的使用，使得现有图像采集设备通常具有较厚的厚度。对于现有电子设备日趋超薄的形式与要求下，具有较厚厚度的图像采集设备便不能满足生产商的要求，为了解决上述技术问题，本申请提供一种具有窄视场的、且能够满足生产商厚度超薄的生产要求，又能够获得清晰图像的图像采集设备。本申请实施例一提供一种感光像元，如图1所示，包括容置光电转换单元的腔体1，在所述腔体的上方覆盖开有阻光层，在所述阻光层的上方设有透明介质层，所述透明介质层的上方设有聚光结构,聚光结构按照预设距离设置在阻光层的上方，所述阻光层包括至少一层阻光膜3，所述阻光层上开设有至少一个透光小孔。阻光层的作用是限制物方视场范围，如图2-图4所示，阻光层可以包括一层阻光膜3或多层阻光膜3，当所述阻光层包括一层阻光膜3时，所述阻光膜3上可以开设有一个或多个透光小孔，当透光膜上开设多个透光小孔时，其透光小孔的大小一般要小于当阻光膜3上只开设有一个透光小孔时的透光小孔2的大小。如果在阻光膜3上只开设有一个较大的透光小孔2，则在生产制造过程中，很容易将阻光膜3损坏。所以，在阻光膜3上开设多个较小的透光小孔2，一方面同样能够限制物方视场范围，另一方面，能够避免在生产制造过程中，对阻光膜3的损坏。当所述阻光层包括多层阻光膜3时，阻光层上同样可以开设一个或多个透光小孔2，其中，每个透光小孔2均为贯穿各层阻光膜3的小孔，可以理解为，每层阻光膜3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感光像元，包括容置光电转换单元的腔体，其特征在于，包括：在所述腔体的上方覆盖有阻光层，在所述阻光层的上方设有透明介质层，所述透明介质层的上方设有聚光结构,所述阻光层包括至少一层阻光膜，所述阻光层上开设有至少一个透光小孔；/n所述聚光结构、透明介质层及透光小孔使所述感光像元在所述设定区域的物面上具有限定视场角的物方视场；所述物方视场内的物点，其像点或像斑落在所述阻光层的透光小孔内；位于所述物方视场外的物点，其像点或像斑落在所述透光小孔之外。/n

【技术特征摘要】
1.一种感光像元，包括容置光电转换单元的腔体，其特征在于，包括：在所述腔体的上方覆盖有阻光层，在所述阻光层的上方设有透明介质层，所述透明介质层的上方设有聚光结构,所述阻光层包括至少一层阻光膜，所述阻光层上开设有至少一个透光小孔；
所述聚光结构、透明介质层及透光小孔使所述感光像元在所述设定区域的物面上具有限定视场角的物方视场；所述物方视场内的物点，其像点或像斑落在所述阻光层的透光小孔内；位于所述物方视场外的物点，其像点或像斑落在所述透光小孔之外。


2.根据权利要求1所述的感光像元，其特征在于，每一个或多个所述感光像元上共用一个聚光结构。


3.根据权利要求2所述的感光像元，其特征在于，所述聚光结构选用波带片或光子筛。


4.根据权利要求3所述的感光像元，其特征在于，在每个所述感光像元上对应设有一个所述波带片或光子筛时，所述透光小孔与所述波带片或光子筛的中心连线与所述阻光膜的上表面垂直。


5.根据权利要求1所述的感光像...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曙光，王远靖，刘清文，
申请(专利权)人：印象认知北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11