提供了一种指纹传感器以及一种结合了指纹传感器的系统。该用于对指纹成像的图像传感器具有多个光电二极管组，每个光电二极管组的视场由微透镜的光学特性、微透镜以及上掩模层的开口和下掩模层的开口的位置确定，每个视场穿过微透镜。许多光电二极管组具有从中心笔直的视场向外张开的视场。远离具有中心笔直的视场的组的上掩模层的开口的直径大于具有中心笔直的视场的光电二极管组的开口的直径。一种将具有中心笔直的视场的光电二极管组的照明与具有向外张开的视场的光电二极管组的照明相匹配的方法包括将具有向外张开的视场的光电二极管组的上掩模层中的开口定尺寸为大于与具有中心笔直的视场的光电二极管组相关联的上掩模层中的开口。的上掩模层中的开口。的上掩模层中的开口。
【技术实现步骤摘要】
适于通过手机显示器成像的薄型多透镜光学指纹传感器
[0001]本专利技术涉及传感器领域，并且具体地涉及一种指纹传感器以及一种结合了指纹传感器的系统。
技术介绍
[0002]包括Apple iOS和Android的许多现代手机操作系统可配置为使用生物特征(诸如指纹)作为用户输入解锁代码以验证用户身份的替代方案。现有的用于读取指纹的光学传感器使用配备有单个透镜和具有单个光电传感器阵列的图像传感器的电子相机来通过OLED手机显示器对手指的指纹表面进行成像。为了对手指的合理区域进行成像，透镜和光电传感器阵列很大，并且透镜和光电传感器阵列之间需要相当大的空间—这在手机中可用的有限空间中造成了问题。
[0003]随着手机处理能力和显示器大小的增加，手机功率需求增加，然而客户要求电池寿命长。这两种压力迫使手机设计者采用越来越大的电池。在不增加手机大小的情况下增加电池大小需要电池延伸到整个手机背面—侵占了以前由单透镜指纹传感器光学元件所占用的空间。
[0004]对于给定工艺来说，制造集成电路(包括图像传感器集成电路)的晶片的成本相对恒定，而对于小型电路，每个晶片有更多电路。大型电路也比小型电路具有更高的制造缺陷概率。这两种效应使得在同一工艺下，制造大型电路的成本比制造小型电路的成本更高。
技术实现思路
[0005]一种用于对指纹成像的图像传感器具有多个光电二极管组，每个光电二极管组的视场由微透镜的光学特性、该微透镜以及上掩模层的开口和下掩模层的开口的位置确定，每个视场穿过微透镜。许多光电二极管组具有从中心笔直的视场(center
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direct field of view，或称为竖直向上的视场或竖直视场)向外张开的视场。远离具有中心笔直的视场的光电二极管组的上掩模层的开口的直径大于具有中心笔直的视场的光电二极管组的开口的直径。
[0006]一种将具有中心笔直的视场的光电二极管组的照明与具有向外张开的视场的光电二极管组的照明相匹配的方法包括将具有向外张开的视场的光电二极管组的上掩模层中的开口定尺寸为大于与具有中心笔直的视场的光电二极管组相关联的上掩模层中的开口。
[0007]一种系统包括指纹传感器，该指纹传感器包括：多个光电二极管组，每个光电二极管组的视场由微透镜、上掩模层的开口、下掩模层的开口、金属层中的针孔和该光电二极管组的位置以及该微透镜的光学特性确定，每个视场穿过微透镜；其中与多个光电二极管组相关联的每个微透镜具有从中心笔直的视场向外张开的视场；其中与每个微透镜相关联的多个光电二极管组中的第一光电二极管组具有相对于竖直视场成第一角度的非竖直视场，与每个微透镜相关联的多个光电二极管组中的第二光电二极管组具有相对于竖直视场成
第二角度的非竖直视场，第二角度等于第一角度的负值。该系统还包括处理器，该处理器被耦接以读取指纹传感器的光电二极管组；存储器，该存储器耦接至处理器，存储器内记录了光电二极管到指纹图像映射，以及特征库；其中处理器被配置为照亮手指的指纹区域，从指纹传感器的光电二极管组获得读数，并根据指纹图像映射将读数放置在指纹图像中，从指纹图像中提取特征，并将所提取的特征与特征库中的特征进行比较以识别用户。
[0008]在一个方面，一种指纹传感器，包括多个微透镜；对于多个微透镜中的每个微透镜，与微透镜相关联的多个光电二极管组，每个光电二极管组包括至少一个光电二极管，并且具有由上掩模层的开口、下掩模层的开口和光电二极管组和微透镜的位置以及微透镜的光学特性确定的视场，每个视场穿过微透镜，其中光电二极管组在不同于竖直视场的多个角度上具有非竖直视场，其中多个光电二极管组中的第一光电二极管组具有相对于竖直视场成第一角度的非竖直视场，多个光电二极管组中的第二光电二极管组具有相对于竖直视场成第二角度的非竖直视场，第二角度等于第一角度的负值。
[0009]在一些实施例中，第一多个微透镜与第一光电二极管组相关联，第一光电二极管组的视场和与第二多个微透镜相关联的第二光电二极管组的视场重叠，第一多个微透镜不同于第二多个微透镜。
[0010]在一些实施例中，非竖直视场包括与竖直视场相差至少10度的视场。
[0011]在一些实施例中，非竖直视场包括与竖直视场相差至少12度的视场。
[0012]在一些实施例中，非竖直视场包括与竖直视场相差至少17度的视场。
[0013]在一些实施例中，非竖直视场包括与竖直视场相差小于或等于20度的视场。
[0014]在一些实施例中，指纹传感器还包括多个光电二极管组，多个光电二极管组具有穿过多个微透镜的微透镜的竖直视场。
[0015]在一些实施例中，一种系统，包括上述的指纹传感器、存储器和处理器，其中存储器包括被配置为获得与第一多个微透镜和第二多个微透镜相关联的第一光电二极管组和第二光电二极管组的读数并使用读数和光电二极管到指纹图像映射来构造指纹图像的代码。
[0016]在一些实施例中，每个光电二极管组包括单个光电二极管。
[0017]在一些实施例中，每个光电二极管组包括多个光电二极管。
[0018]在一些实施例中，多个微透镜与具有竖直视场的附加光电二极管组相关联。
[0019]在一些实施例中，具有竖直视场的附加光电二极管组与滤光器相关联。
[0020]在一些实施例中，对于与多个微透镜中的每个微透镜相关联的多个光电二极管组中的每个光电二极管组，视场还由金属层中的针孔来限定。
[0021]在另一个方面，一种结合了指纹传感器的系统，指纹传感器包括多个光电二极管组，每个光电二极管组具有由微透镜、上掩模层的开口、下掩模层的开口、金属层中的针孔和光电二极管组的位置以及微透镜的光学特性确定的视场，每个视场穿过微透镜；其中与多个光电二极管组相关联的每个微透镜具有从中心笔直的视场向外张开的视场；其中与每个微透镜相关联的多个光电二极管组中的第一光电二极管组具有相对于竖直视场成第一角度的非竖直视场，与每个微透镜相关联的多个光电二极管组中的第二光电二极管组具有相对于竖直视场成第二角度的非竖直视场，第二角度等于第一角度的负值。
[0022]在一些实施例中，系统还包括处理器，处理器被耦接以读取指纹传感器的光电二
极管组；存储器，存储器耦接至处理器，存储器内记录了光电二极管到指纹图像映射，以及特征库；其中处理器被配置为照亮手指的指纹区域，从指纹传感器的光电二极管组获得读数，并根据指纹图像映射将读数放置在指纹图像中，从指纹图像中提取特征，并将所提取的特征与特征库中的特征进行比较以识别用户。
[0023]在一些实施例中，系统还包括存储器中的反欺骗例程。
[0024]在一些实施例中，系统被嵌入蜂窝电话中。
[0025]在一些实施例中，系统被嵌入保险箱或访问控制锁中。
[0026]在一些实施例中，反欺骗例程验证手指的指纹区域的颜色。
[0027]在一些实施例中，反欺骗例程识别手指的指纹区域中的汗腺孔。
附图说明
[0028]图1为手指、OLED本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种指纹传感器，包括：多个微透镜；对于所述多个微透镜中的每个微透镜，与所述微透镜相关联的多个光电二极管组，每个光电二极管组包括至少一个光电二极管，并且具有由上掩模层的开口、下掩模层的开口和所述光电二极管组和所述微透镜的位置以及所述微透镜的光学特性确定的视场，每个视场穿过所述微透镜，其中所述光电二极管组在不同于竖直视场的多个角度上具有非竖直视场，其中所述多个光电二极管组中的第一光电二极管组具有相对于竖直视场成第一角度的非竖直视场，所述多个光电二极管组中的第二光电二极管组具有相对于所述竖直视场成第二角度的非竖直视场，所述第二角度等于所述第一角度的负值。2.根据权利要求1所述的指纹传感器，其中第一多个所述微透镜与第一光电二极管组相关联，所述第一光电二极管组的视场和与第二多个所述微透镜相关联的第二光电二极管组的视场重叠，所述第一多个所述微透镜不同于所述第二多个所述微透镜。3.根据权利要求2所述的指纹传感器，其中所述非竖直视场包括与竖直视场相差至少10度的视场。4.根据权利要求3所述的指纹传感器，其中所述非竖直视场包括与竖直视场相差至少12度的视场。5.根据权利要求4所述的指纹传感器，其中所述非竖直视场包括与竖直视场相差至少17度的视场。6.根据权利要求5所述的指纹传感器，其中所述非竖直视场包括与竖直视场相差小于或等于20度的视场。7.根据权利要求2所述的指纹传感器，还包括多个光电二极管组，所述多个光电二极管组具有穿过所述多个微透镜的微透镜的竖直视场。8.一种系统，包括根据权利要求7所述的指纹传感器、存储器和处理器，其中所述存储器包括被配置为获得与第一多个微透镜和第二多个微透镜相关联的第一光电二极管组和第二光电二极管组的读数并使用所述读数和光电二极管到指纹图像映射来构造指纹图像的代码。9.根据权利要求2所述的指纹传感器，其中每个光电二极管组包括单个光电二极管。10.根据权利要求2所述的指纹传感器，其中每个光电二极管组包括多个光电二极管。11.根据权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓兆展，刘怡纬，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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