[发明专利]光学指纹成像系统和面阵传感器

说明书

一种光学指纹成像系统和一种面阵传感器，所述光学指纹成像系统包括：盖板(203，303，403，506)、背光源(201，304，404，503)、设置在盖板(203，303，403，506)和背光源(201，304，404，503)之间的面阵传感器(202)以及光学组件(204)；面阵传感器(202)包括像素阵列(301，401，501)，每个像素具有不透光区域和透光区域，不透光区域包括用于将入射光转换成电信号的感光器件，透光区域被配置为允许来自背光源(201，304，404，503)的光通过；光学组件(204)适于部分地阻挡从盖板(203，303，403，506)到感光器件的光，且被配置有位于盖板(203，303，403，506)和每个感光器件之间的至少一个光通道(302)，光通道(302)允许方向在预设范围内的光通过。

技术领域

本发明主要涉及光学成像领域，尤其涉及一种光学指纹成像系统和一种面阵传感器。

背景技术

光学指纹成像系统基于光反射/折射和光传感实现指纹图像采集。具体地，当手指接触到光学指纹成像系统的有效区域时，从指纹成像系统发出的光到达指纹成像系统与手指之间的界面，并且在界面处部分地被反射。由于在界面的不同区域(例如，被手指的脊或谷触摸的区域)处反射的光可能具有不同的强度，手指指纹的特征可以用光强变化来表示。在一些解决方案中，反射光可以被传感器接收，然后被转换为电信号。通过处理电信号可以获得指纹图像。

参考图1，图1示出了一种现有的光学指纹成像系统100。所述光学指纹成像系统100包括背光源101、光学面阵传感器102和盖板103。当手指20触摸盖板103时，从背光源101发射的光穿过所述光学面阵传感器102和盖板103，到达手指20和盖板103之间的界面，在界面处发生反射和折射。反射光穿过所述盖板103并到达所述光学面阵传感器102。所述光学面阵传感器102包括像素阵列(例如，光电二极管或晶体管)，对接收的反射光进行光电转换，从而获得正比于反射光强度的电信号，基于该电信号可以生成手指20的指纹图像。

然而，在现有的光学指纹成像系统中，在界面处的某一特定点发生反射的光线可能沿着多个方向传输，因此它不仅到达位于界面该特定点正下方的对应像素，还可能照射到其他相邻像素，使得最终获得的指纹图像模糊不清。

因此，需要一种能够以高对比度获得指纹图像的光学指纹成像系统。

发明内容

本发明实施例提供一种光学指纹成像系统。所述光学指纹成像系统包括：透光盖板、背光源、设置于所述盖板和所述背光源之间的面阵传感器、以及光学组件；其中，所述面阵传感器包括像素阵列，所述面阵传感器的像素具有不透光区域和透光区域，所述不透光区域包括感光器件，所述感光器件用于将入射光转换为电信号，所述透光区域被配置为所述背光源的光能够通过所述透光区域；所述光学组件适于部分地阻挡从所述盖板到所述感光器件的光，并且被配置有至少一个光通道，所述光通道位于所述盖板和每个所述感光器件之间、且允许方向在预设范围的光通过。

在一些实施例中，所述光学组件包括设置于所述面阵传感器与所述盖板之间的遮光层；所述遮光层具有与每个所述感光器件相对应的至少一个透光孔；所述遮光层中的至少一个透光孔作为所述光通道。

在一些实施例中，所述透光孔为空洞或者填充有透光材料。

在一些实施例中，所述遮光层具有与每个像素对应的透光部，所述透光部允许所述背光源的光穿过。

在一些实施例中，所述遮光层的透光部包括多个孔，所述孔为空洞或填充有透光材料。

在一些实施例中，所述遮光层具有多层结构。

在一些实施例中，所述光学组件设置在所述面阵传感器与所述盖板之间；所述光学组件包括至少两个遮光层、及设置于每相邻两个遮光层之间的透光层；每个遮光层具有与每个所述感光器件对应的至少一个透光孔，不同遮光层中的透光孔至少部分重叠；所述遮光层中的透光孔和位于所述遮光层之间的透光层形成所述光通道。