本申请实施例提供一种指纹识别装置和电子设备，指纹识别装置包括指纹识别模组，指纹识别模组包括指纹传感器和超表面光学元件；超表面光学元件位于指纹传感器的进光侧，用于将指纹检测光引导至指纹传感器，指纹传感器用于根据指纹检测光以获取手指的指纹图像。本申请通过超表面光学元件在满足光学指纹识别装置的光路设计要求的基础上，有助于减小指纹识别装置的堆叠结构的尺寸和电子设备的轻薄化。
【技术实现步骤摘要】
指纹识别装置和电子设备
本申请涉及生物识别
，特别涉及一种指纹识别装置和电子设备。
技术介绍
随着电子设备的日益普及，生物识别技术在日常生活中的普及程度显著提高，指纹特征由于其特殊性，在识别及信息安全方面都有重要的意义。人们对光学指纹识别的要求也显著提升，其中，光学指纹识别效果和其外观表现是电子设备的两个重点考察方面。光学指纹识别装置的堆叠尺寸太大会影响电子设备的外观体验。目前，现有的指纹识别装置包括：设置在显示屏下方的镜头和用于固定镜头的镜筒，该镜头用于接收来自显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号，以用来检测手指的生物特征信息。虽然光学指纹识别装置在现有高端电子设备中还未普及，但是由于光学指纹识别装置具有操作简单、对安装有光学指纹识别装置的电子设备的外观影响较小，且能够满足用户对各种电子设备控制的需求，使得未来高档智能终端使用光学指纹识别装置的趋势越来越明显。然而，现有的上述指纹识别装置的堆叠结构的尺寸较大(即高度偏大)，在满足光学指纹识别装置的光路设计要求的基础上，使得堆叠结构对组装工艺、空间要求高，容易影响整机的架构设计。
技术实现思路
本申请提供了一种指纹识别装置和电子设备，能够减小指纹识别装置的堆叠结构的尺寸，有助于电子设备的轻薄化。本申请实施例第一方面提供一种指纹识别装置，其包括指纹识别模组，指纹识别模组包括指纹传感器和超表面光学元件；超表面光学元件位于指纹传感器的进光侧，用于将透过显示屏的指纹检测光引导至指纹传感器；指纹传感器用于根据指纹检测光以获取手指的指纹图像；其中，指纹检测光为经手指反射而形成的携带有指纹信息的探测光。本申请通过将超表面光学元件设在指纹传感器的进光侧，并通过超表面光学元件将指纹检测光引导至指纹传感器，以使指纹传感器获取手指的指纹图像。这样一方面，由于超表面光学元件超薄和小型化的特点，有助于减小指纹识别装置的堆叠结构的尺寸，在满足光学指纹识别装置的光路设计要求的基础上，能够降低堆叠结构对组装工艺、空间的要求，有助于电子设备的轻薄化。另一方面，相对现有技术中的指纹识别装置，本申请通过超表面光学元件能够通过提高指纹检测光的透过率，以提高指纹检测光的光线利用率，使得指纹传感器获得的指纹信息更加稳定，能够增强指纹识别效果和处理后的指纹图像的质量，进而提升用户在复杂环境下的指纹识别体验。在一种可能的实现方式中，超表面光学元件包括基底和微结构阵列，微结构阵列位于基底上，用于将指纹检测光汇聚至指纹传感器。这样通过微结构阵列能够对指纹检测光起到导作用，将透过微结构阵列的指纹检测光引导或者汇聚至指纹传感器上，以使指纹传感器获取指纹图像，实现指纹识别。在一种可能的实现方式中，微结构阵列包括多个具有预设形状的微结构单元，每个微结构单元包括多个微结构，多个微结构排列形成预设形状的微结构单元。这样通过微结构单元使得微结构在基底上呈规律性排布，在实现将指纹检测光汇聚至指纹传感器上的同时，可以通过改变微结构在基底上的排列方式，改变微结构单元的形状以及相邻两个微结构单元中心之间的距离，来满足不同的光路设计要求。在一种可能的实现方式中，预设形状为四边形或者六边形。这样一方面能够使得微结构阵列中的微结构单元在基底上呈规律性排布，使得指纹检测光能够按照预设的光路设计传输至指纹传感器，在实现微结构阵列对指纹检测光的引导的同时，提高指纹识别效果；另一方面能够使得微结构单元和微结构阵列的结构更加多样化。在一种可能的实现方式中，微结构的折射率大于基底的折射率。这样微结构和基底对于指纹检测光具有不同的折射率，可以对指纹检测光传播到指纹传感器上的光路进行修正，以达到需要的效果。在一种可能的实现方式中，微结构为纳米级微柱。这样能够使得超表面光学元件具有超薄和小型化的特点，有助于减小指纹识别装置的堆叠结构的尺寸，从而有助于实现电子设备的轻薄化。在一种可能的实现方式中，微柱为旋转对称结构。这样一方面能够便于微柱的加工，以降低超表面光学元件和指纹识别装置的制造难度和制造成本，另一方面能够使得经微柱汇聚后的指纹检测光更有规律性。在一种可能的实现方式中，微柱为圆柱体、四方体或者六方体。这样在实现对指纹检测光引导的同时，能够使得微柱和微结构阵列的结构更加多样化。在一种可能的实现方式中，超表面光学元件的结构周期小于等于指纹检测光的1/2波长，结构周期为相邻两个微结构单元的中心之间的距离。这样能够使得微结构密集的排列在基底上，可以提高透过微结构的指纹检测光的光线强度，进而指纹检测光具有较高的光线利用率，从而有助于指纹识别效果的提高。在一种可能的实现方式中，微结构的高度大于指纹检测光的1/2波长。这样能够延长指纹检测光在微结构内的传输路径或者提高指纹检测光透过微结构的概率，从而使得超表面光学元件对于指纹检测光具有更好的汇聚效果，以进一步提高指纹识别效果，进而提升用户在复杂环境下的指纹识别体验。在一种可能的实现方式中，超表面光学元件的结构周期为100nm-500nm，微结构的高度为300nm-500nm。这样在实现对指纹检测光具有更好的汇聚效果的同时，能够使得超面积光学元件具有超薄和小型化的特点。在一种可能的实现方式中，指纹识别装置位于电子设备的显示屏朝向电子设备内部的一侧，超表面光学元件位于指纹传感器和显示屏之间，显示屏上具有指纹识别区域，指纹识别区域的至少部分位于显示屏的显示区域。这样在实现指纹识别的基础上，由于超表面光学元件设在指纹传感器和显示屏之间，而非耦合在显示屏上，能够便于后期对于指纹识别装置的维护或者显示屏的返修，降低电子设备后期维护的成本。在一种可能的实现方式中，超表面光学元件朝向指纹传感器的一面与指纹传感器之间的距离为0.005mm-0.3mm，超表面光学元件朝向显示屏的一面与指纹识别区域上的外表面之间的距离为0.5mm-2mm。这样一方面可以满足光路的设计和指纹传感器的成像要求，另一方面在不改变电子设备的整机厚度的基础上，由于采用超表面光学元件使得指纹识别装置具有轻薄和小型化的特点，可以使得超表面光学元件与显示屏之间有较大的距离，有助于降低指纹识别装置的组装工艺。在一种可能的实现方式中，基底朝向显示屏的一面设有微结构阵列，或者基底朝向指纹传感器的一面设有微结构阵列，或者基底朝向显示屏的一面和基底朝向指纹传感器的一面均设有微结构阵列。这样在实现屏下指纹识别的基础上，一方面使得超表面光学元件和指纹识别装置具有多样化，另一方面，使得指纹识别装置可以适用于不同的应用场景，以提高指纹识别装置的适用性。在一种可能的实现方式中，超表面光学元件为单面超表面透镜或者双面超表面透镜。这样可以使超表面光学元件的设计更加多样化，能够使指纹识别装置的适用性更广。在一种可能的实现方式中，超表面光学元件通过粘结层粘结在指纹传感器上，其中，粘结层的厚度为0.005mm-0.3mm。这样一方面能够通过粘结层将超表面光学元件固定在指纹传感器上，另一方面能够通过调整粘结层的厚度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种指纹识别装置，其特征在于，包括指纹识别模组，所述指纹识别模组包括指纹传感器和超表面光学元件；所述超表面光学元件位于所述指纹传感器的进光侧，用于将指纹检测光引导至所述指纹传感器，所述指纹传感器用于根据所述指纹检测光以获取手指的指纹图像，所述指纹检测光为经手指反射而形成的携带有指纹信息的探测光。/n
【技术特征摘要】
20190927 CN 20191092743911.一种指纹识别装置，其特征在于，包括指纹识别模组，所述指纹识别模组包括指纹传感器和超表面光学元件；所述超表面光学元件位于所述指纹传感器的进光侧，用于将指纹检测光引导至所述指纹传感器，所述指纹传感器用于根据所述指纹检测光以获取手指的指纹图像，所述指纹检测光为经手指反射而形成的携带有指纹信息的探测光。
2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述超表面光学元件包括基底和位于所述基底上的微结构阵列，所述微结构阵列用于将所述指纹检测光汇聚至所述指纹传感器。
3.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述微结构阵列包括多个微结构单元，每个所述微结构单元包括多个微结构，所述多个微结构排列形成预设形状的所述微结构单元。
4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述预设形状为四边形或者六边形。
5.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述微结构的折射率大于所述基底的折射率。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述微结构为纳米级微柱。
7.根据权利要求6所述的指纹识别装置，其特征在于，所述微柱为旋转对称结构。
8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述微柱为圆柱体、四方体或者六方体。
9.根据权利要求3-8中任意一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述超表面光学元件的结构周期小于等于所述指纹检测光的1/2波长，所述结构周期为相邻两个所述微结构单元的中心之间的距离。
10.根据权利要求9所述的指纹识别装置，其特征在于，所述微结构的高度大于所述指纹检测光的1/2波长。
11.根据权利要求10所述的指纹识别装置，其特征在于，所述超表面光学元件的结构周期为100nm-500nm，所述微结构的高度为300nm-500nm。
12.根据权利要求2-11中任意一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置位于电子设备的显示屏朝向所述电子设备内部的一侧，所述超表面光学元件位于所述指纹传感器和所述显示屏之间，所述显示屏上具有指纹识别区域，所述指纹识别区域的至少部分位于所述显示屏的显示区域。
13.根据权利要求12所述的指纹识别装置，其特征在于，所述超表面光学元件朝向所述指纹传感器的一面与所述指纹传感器之间的距离为0.005mm-0.3mm，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：褚静，王建文，居远道，於丰，元军，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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