光学指纹辨识系统技术方案

本发明专利技术公开一种光学指纹辨识系统，包含由上至下依序设置的保护层、发光层、光学层、影像感测元件以及底座。保护层于上方具有指纹接触面。光学层包含第一阵列层以及第二阵列层，且第一阵列层堆叠于第二阵列层的上方。第一阵列层与第二阵列层分别包含在第一方向上等距离地排列的多个第一阵列透镜以及多个第二阵列透镜。每一第一阵列透镜与其相互对应的第二阵列透镜的其中一者形成一成像单元。当满足特定条件时，光学指纹辨识系统能同时满足微型化及高取像品质的需求。高取像品质的需求。高取像品质的需求。

【技术实现步骤摘要】
光学指纹辨识系统


[0001]本专利技术涉及一种光学指纹辨识系统，特别是一种包含阵列透镜的光学指纹辨识系统。

技术介绍

[0002]近年来，由于智能移动装置的普及，大量的个人信息储存于智能移动装置，使得智能移动装置的信息安全需求已明显地提高。目前市面上提供众多种类的安全系统，诸如有图形密码认证系统、指纹辨识系统以及人脸辨识系统，其中又以指纹辨识系统的普及率最高。在指纹辨识系统中，过去以采用电容式装置为大宗，但现今因应智能移动装置朝向高屏幕占比的需求，而使得屏幕下指纹辨识系统快速发展。屏幕下指纹辨识系统大多分为光学式与超音波两种，其中光学式因具备高辨识准确率以及易整合于智能装置等优点，进而快速普及。
[0003]以往光学式屏幕下指纹辨识系统大多配置于屏幕下方，并利用屏幕或侧向导光媒介为光源，将光线投射至使用者的指纹后反射，搭配准直层收集光线，再射向屏幕下方的感光元件，借以记录使用者的指纹，并进行指纹辨识的程序。然而，这样的配置在遇到不同视场的光路时，由于仅用准直层收集光线，使得撷取指纹的影像品质易较差，且指纹辨识的难度也较高。纵使现今有配置于屏幕下的微型镜头能进行指纹取像，可以提供较佳的成像品质，但因为本身聚光的需求，其镜头模组的厚度需较厚，造成整体电子装置的厚度也变厚，而不利于整体电子装置的微型化。

技术实现思路

[0004]鉴于以上提到的问题，本专利技术提供一种光学指纹辨识系统，有助于改善配置屏幕下微型镜头造成整体厚度变厚的问题，并还能得到高辨识准确率及高指纹影像品质的光学指纹辨识系统。r/>[0005]本专利技术提供一种光学指纹辨识系统，包含一保护层、一发光层、一光学层、一影像感测元件以及一底座。保护层于上方具有一指纹接触面。发光层设置于保护层的下方。光学层设置于发光层的下方。影像感测元件设置于光学层的下方，且影像感测元件具有一成像面。底座设置于影像感测元件的下方。光学层包含一第一阵列层以及一第二阵列层，且第一阵列层堆叠于第二阵列层的上方。第一阵列层包含多个第一阵列透镜，且所述多个第一阵列透镜在第一方向上等距离地排列。第二阵列层包含多个第二阵列透镜，且所述多个第二阵列透镜在第一方向上等距离地排列。每一第一阵列透镜与其相互对应的所述多个第二阵列透镜的其中一者形成一成像单元。光学指纹辨识系统中所述多个成像单元的数量为N，指纹接触面至第一阵列透镜的上表面于光轴上的距离为OL，第一阵列透镜的上表面至成像面于光轴上的距离为TL，其满足下列条件：
[0006]120<N<900；以及
[0007]OL+TL<3.0[毫米]。
[0008]本专利技术提供一种光学指纹辨识系统，包含一保护层、一发光层、一光学层、一影像感测元件以及一底座。保护层于上方具有一指纹接触面。发光层设置于保护层的下方。光学层设置于发光层的下方。影像感测元件设置于光学层的下方，且影像感测元件具有一成像面。底座设置于影像感测元件的下方。光学层包含一第一阵列层以及一第二阵列层，且第一阵列层堆叠于第二阵列层的上方。第一阵列层包含多个第一阵列透镜，且所述多个第一阵列透镜在第一方向上等距离地排列。第二阵列层包含多个第二阵列透镜，且所述多个第二阵列透镜在第一方向上等距离地排列。每一第一阵列透镜与其相互对应的所述多个第二阵列透镜的其中一者形成一成像单元。指纹接触面至第一阵列透镜的上表面于光轴上的距离为OL，第一阵列透镜的上表面至成像面于光轴上的距离为TL，成像单元所对应的物高为YOB，成像单元所对应的像高为YRI，其满足下列条件：
[0009]OL+TL<3.0[毫米]；
[0010]|YOB/YRI|<1.5；以及
[0011]2.5<OL/TL。
[0012]根据本专利技术所揭露的光学指纹辨识系统，是采用类晶片阵列迭层的方式，能有效地配置透镜阵列层，同时提供良好的聚光效果，可有效提高指纹影像品质，进而达成快速且高准确率的指纹辨识，并有利于减小厚度以使得所搭配的电子装置整体进一步微型化。此外，通过控制整体透镜阵列层的厚度以及成像单元的总数量，可依规格需求取得最佳的微型化效果。
[0013]以上的关于本揭露内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本专利技术的精神与原理，并且提供本专利技术的专利申请范围更进一步的解释。
附图说明
[0014]图1绘示依照本专利技术第一实施例的光学指纹辨识系统的应用示意图。
[0015]图2绘示图1的光学指纹辨识系统的侧面剖面示意图。
[0016]图3绘示图2的光学指纹辨识系统部分元件的配置关系分解示意图。
[0017]图4绘示依照本专利技术第二实施例的光学指纹辨识系统部分元件的示意图。
[0018]图5绘示图4的光学指纹辨识系统中单一个成像单元与影像感测元件的示意图。
[0019]图6绘示依照本专利技术第三实施例的光学指纹辨识系统中单一个成像单元与影像感测元件的示意图。
[0020]图7绘示依照本专利技术第四实施例的光学指纹辨识系统中单一个成像单元与影像感测元件的示意图。
[0021]图8绘示依照本专利技术第五实施例的光学指纹辨识系统中单一个成像单元与影像感测元件的示意图。
[0022]图9绘示依照本专利技术第六实施例的光学指纹辨识系统中单一个成像单元与影像感测元件的示意图。
[0023]图10绘示依照本专利技术第二实施例的光学指纹辨识系统中参数OL、TL、YOB、YRI、部分透镜的反曲点和临界点以及成像路径的示意图。
[0024]图11绘示图10中光学指纹辨识系统中成像路径的局部放大图。
[0025]图12绘示依照本专利技术第七实施例的光学指纹辨识系统中单一个成像单元与影像
感测元件搭配滤光涂层的示意图。
[0026]图13绘示依照本专利技术第八实施例的光学指纹辨识系统中单一个成像单元与影像感测元件搭配滤光材质的示意图。
[0027]图14绘示依照本专利技术的一实施例的滤光涂层于光线照射时通过滤光涂层的光线波段与通过率的图表。
[0028]图15绘示依照本专利技术第九实施例的光学指纹辨识系统中单一个成像单元与影像感测元件搭配光干涉过滤层与光吸收过滤层的示意图。
[0029]图16绘示依照本专利技术的一实施例的准直层于光线照射时通过光干涉过滤层与光吸收过滤层的光线波段与通过率的图表。
[0030]图17绘示依照本专利技术第十实施例的光学指纹辨识系统中单一个成像单元与影像感测元件搭配菲涅尔透镜的示意图。
[0031]图18绘示依照本专利技术第十一实施例的光学指纹辨识系统中单一个成像单元与影像感测元件搭配超颖透镜的示意图。
[0032]【符号说明】
[0033]1…
电子装置；
[0034]10、30
…
光学指纹辨识系统；
[0035]11、31
…
保护层；
[0036]11a、31a
…
指纹接触面；
[0037本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学指纹辨识系统，其特征在于，包含：一保护层，所述保护层于上方具有一指纹接触面；一发光层，设置于所述保护层的下方；一光学层，设置于所述发光层的下方；一影像感测元件，设置于所述光学层的下方，且所述影像感测元件具有一成像面；以及一底座，设置于所述影像感测元件的下方；其中，所述光学层包含一第一阵列层以及一第二阵列层，且所述第一阵列层堆叠于所述第二阵列层的上方；其中，所述第一阵列层包含多个第一阵列透镜，所述多个第一阵列透镜在一第一方向上等距离地排列，所述第二阵列层包含多个第二阵列透镜，且所述多个第二阵列透镜在所述第一方向上等距离地排列；其中，每一所述第一阵列透镜与其相互对应的所述多个第二阵列透镜的其中一者形成一成像单元；其中，所述光学指纹辨识系统中多个所述成像单元的总数为N，所述指纹接触面至所述多个第一阵列透镜的一上表面于光轴上的距离为OL，所述多个第一阵列透镜的所述上表面至所述成像面于光轴上的距离为TL，其满足下列条件：120<N<900；以及OL+TL<3.0毫米。2.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，每一所述成像单元所对应的物高为YOB，每一所述成像单元所对应的像高为YRI，其满足下列条件：|YOB/YRI|<1.5。3.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，所述光学指纹辨识系统的光圈值为Fno，其满足下列条件：1.0<Fno<2.2。4.根据权利要求3所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，每一所述成像单元所对应的像高为YRI，其满足下列条件：TL/YRI<2.0。5.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，150<N<650。6.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，所述多个第一阵列透镜具有正屈折力，且所述多个第二阵列透镜具有负屈折力。7.根据权利要求6所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，所述光学层还包含一第三阵列层，所述第三阵列层堆叠于所述第二阵列层与所述影像感测元件之间，所述第三阵列层包含多个第三阵列透镜，且所述多个第三阵列透镜在所述第一方向上等距离地排列。8.根据权利要求7所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，所述多个第三阵列透镜具有正屈折力。9.根据权利要求7所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，每一所述第一阵列透镜的阿贝数为V1，每一所述第二阵列透镜的阿贝数为V2，每一所述第三阵列透镜的阿贝数为V3，其满足下列条件：V1+V2+V3<100。
10.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，所述光学层所有阵列透镜中的阿贝数最小值为Vmin，其满足下列条件：Vmin<30。11.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，所述光学层中至少一阵列透镜在其上表面与其下表面的至少其中一者具有至少一反曲点。12.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，所述影像感测元件于最大成像高度位置的主光线入射角度小于45度。13.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，所述光学层还包含至少一光阑遮光层，且所述至少一光阑遮光层设置于所述第一阵列层与所述第二阵列层其中一者的上方或下方。14.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，所述光学层还包含至少一滤光涂层，且所述至少一滤光涂层设置于所述光学层中至少一阵列透镜的上表面与下表面的至少其中一者；其中，波段介于500至570纳米之间的光线通过所述至少一滤光涂层的平均穿透率为AvgT500，波段介于300至400纳米之间的光线通过所述至少一滤光涂层的平均穿透率为AvgT300，波段介于600至700纳米之间的光线通过所述至少一滤光涂层的平均穿透率为AvgT600，其满足下列条件：AvgT500>70％；AvgT300<30％；以及AvgT600<30％。15.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，还包含一准直层，其中所述准直层设置于所述影像感测元件的上方，所述准直层包含多个格状隔墙，且所述多个格状隔墙的内壁为光吸收材质。16.根据权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其特征在于，还包含一准直层，其中所述准直层设置于所述影像感测元件的上方，且所述准直...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛钧哲，汤相岐，蔡宗翰，杨富翔，
申请(专利权)人：大立光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：