生物识别装置和保护盖板的制作方法与流程

本申请涉及生物识别领域，并且更具体地，涉及生物识别装置和保护盖板的制作方法。

背景技术：

目前，随着生物识别技术的发展，尤其是指纹识别技术的迅猛发展，消费者对生物识别传感器的应用越来越频繁，同时对生物识别传感器的识别能力也提出了更高的要求，如何提高生物识别传感器的识别能力是本领域的研究热点。

技术实现要素：

本申请提供一种生物识别装置和保护盖板的制作方法，有利于提高生物识别装置的识别能力。

第一方面，提供了一种应用于生物识别装置的保护盖板，该保护盖板包括：第一区域和M个第二区域，其中，该M个第二区域中每个第二区域的厚度大于第一阈值，并且该M个第二区域中每个第二区域的目标参数不同于该第一区域的目标参数，该目标参数包括下列参数中的至少一种：介电常数、光透射率和光折射率，其中，M为大于或等于1的整数。

可选地，该第一区域可以具体为该保护盖板中除该M个第二区域之外的区域。

可选地，该第二区域在该保护盖板的顶面或底面上的投影可以为矩形、圆形或其他形状。

该第二区域和该第一区域可以为三维立体区域。可选地，该第二区域的厚度可以等于该保护盖板的厚度。

可选地，该第二区域的介电常数可以低于该第一区域的介电常数。

可选地，该第二区域的光透射率可以高于该第一区域的光透射率。

可选地，该第二区域的光折射率可以高于该第一区域的光折射率。

可选地，该第一区域和该M个第二区域中的任意第二区域具有相同的材料且具有不同的分子排列结构。

可选地，该保护盖板中具有光敏成分，该第一区域和该M个第二区域是通过在该保护盖板的表面上覆盖至少一个光掩模板并采用紫外光照射该表面之后，对该保护盖板进行热处理形成的。

这样，通过在保护盖板中设置介电常数、光透射率和光折射率中的一种或多种参数不同的第一区域和第二区域，使手指在按压保护盖板时，电容式指纹识别传感器的电场分布或光学式指纹识别传感器的光路方向可以通过此保护盖板内部结构发生改变，从而有利于提高耦合效率和信号量，增加指纹辨识率。

第二方面，提供了一种生物识别装置，该生物识别装置包括N个检测元件和位于该N个检测元件上方的保护盖板，其中，该保护盖板可以为第一方面的任意可能的保护盖板，N为大于或等于1的整数。

可选地，该生物识别装置可以具体为指纹识别装置，例如电容式指纹识别传感器或光学式指纹识别传感器等。

可选地，该M个第二区域中的第二区域i与该N个检测元件中的检测元件j对应设置，1≤i≤M，1≤j≤N。

可选地，该第二区域i的位置和尺寸可以和检测元件j相对应。

可选地，该第二区域i在该保护盖板的顶面上的投影可以完全或基本覆盖该检测元件j在该保护盖板的顶面上的投影。

可选地，该检测元件j的中心与该第二区域i的中心轴线之间的距离可以小于一定阈值。

可选地，该检测元件j的中心位于该第二区域i的中心轴线上。

可选地，该检测元件j和该第二区域i在该保护盖板的顶面上的投影面积之差小于或等于第二阈值。

可选地，该第二区域i在该保护盖板的顶面上的投影形状可以与该检测元件j在该保护盖板的顶面上的投影形状相同。可选地，该第二区域i和该检测元件j的长宽之差可以小于或等于5μm。

可选地，N等于M，并且该M个第二区域和该N个检测元件一一对应地设置。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，该生物识别装置还包括：位于该检测元件和该保护盖板之间的粘合剂。

结合第二方面的上述可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，该生物识别装置还包括：位于该粘合剂和该检测元件之间的环氧塑封料。

本发明实施例提供的生物识别装置，通过在保护盖板中设置第一区域和第二区域，第二区域的介电常数、光透射率和光折射率可以不同于第一区域，并且第二区域和生物识别装置中的检测元件对应设置，有利于提高生物识别装置的耦合效率和识别能力。

第三方面，提供了一种保护盖板的制作方法，该方法包括：在盖板基体中掺入光敏成分；在该盖板基体的表面上覆盖光掩模板，其中，该光掩模板和该检测元件在该表面上的投影之间的重叠部分的面积小于或等于第三阈值；利用紫外光持续照射覆盖有该光掩模板的该盖板基体的表面；去除该盖板基体的表面上覆盖的该光掩模板，并对该盖板基体进行热处理，以使得该盖板基体内部形成第一区域和第二区域，其中，该第二区域的目标参数不同于该第一区域的目标参数，该目标参数包括下列参数中的至少一种：介电常数、光透射率和光折射率。

这样，制作的保护盖板的外观结构件可以为完整的一体化材料，无需进行蚀刻或微精密微孔加工，从而能够有效避免第二区域内有其他异物藏纳。

附图说明

图1是本发明实施例应用的生物识别装置的示意图。

图2是本发明实施例提供的保护盖板的示意图。

图3是本发明实施例提供的生物识别装置示例的示意图。

图4是本发明实施例提供的保护盖板示例的示意图。

图5是本发明实施例提供的保护盖板的另一示例的示意图。

图6是本发明实施例提供的电容式指纹识别传感器在手指触摸时的电场分布的示意图。

图7是本发明实施例提供的光学式指纹识别传感器在手指触摸时的光路示意图。

图8是本发明实施例提供的保护盖板的制作方法的示意性流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。

应理解，本文所公开的技术可以用于保护对各种电子设备和系统的访问，包括笔记本电脑、平板电脑、智能手机和游戏设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行ATM等其他电子设备或系统。

图1是典型的指纹识别模组100的结构。参照图1，该指纹识别模组100包括：感测元件(也可以称为检测元件)、环氧塑封料、粘合剂和保护盖板，其中，感测元件用于指纹图样的采集。从图1可以看出，用户手指在触摸指纹识别模组时，并非与感测元件直接接触，中间介质层的存在必然会导致指纹识别模组的耦合效率受到一定程度衰减，使得手指指纹的部分特征点不能很好的被感测元件所收集，从而使得指纹识别模组的识别能力受到限制。

图2示出了本发明实施例提供的保护盖板200，该保护盖板200可以应用于生物识别装置，其中，该生物识别装置可以包括N个检测元件，N为大于或等于1的整数。可选地，该生物识别装置可以为指纹识别装置，例如电容式指纹识别装置或光学式指纹识别装置等等。作为一个例子，该保护盖板200可以应用于如图1所示的指纹识别模组100，但本发明实施例不限于此。

具体地，该生物识别装置中，该保护盖板可以位于该N个检测元件上方。作为一个可选实施例，该生物识别装置还可以包括位于该保护盖板和该N个检测元件之间的粘合剂。作为另一个可选实施例，该生物识别装置还可以包括位于该粘合剂和该N个检测元件之间的环氧塑封料，但本发明实施例不限于此。

如图2所示，该保护盖板200可以包括：第一区域210和第二区域220，其中，该第二区域220的厚度大于第一阈值，并且该第二区域220的目标参数不同于该第一区域210的目标参数，其中，该目标参数可以包括下列参数中的一种或多种：介电常数、光透射率和光折射率。

该第一区域和该第二区域的介电常数、光透射率和光折射率中的一种或多种参数可以不同。可选地，该第一区域和该第二区域可以均为三维立体区域。其中，该第二区域的厚度可以大于第一阈值，例如，该第二区域的厚度可以等于该保护盖板的厚度，或者，该第二区域的厚度可以大于该第一阈值并且小于该保护盖板的厚度。在本发明实施例中，该保护盖板的厚度可以为几十微米到几毫米，本发明实施例对此不做限定。此外，该第二区域可以具有任意形状，可选地，该第二区域在该保护盖板的顶面上的投影可以是矩形或圆形或其他形状，该第二区域可以为圆柱体、长方体或其他形状，但本发明实施例对该第二区域的形状以及该第二区域在该保护盖板的顶面上的投影形状不做限定。

在本发明实施例中，该第一区域和该第二区域可以是通过对同一保护盖板基体进行处理得到的，即该第一区域和该第二区域可以具有相同的材料但不同的分子排列结构，可选地，该保护盖板基体可以为玻璃，但本发明实施例不限于此。

可选地，该保护盖板基体可以包含敏感介质，该敏感介质会受光和温度所影响。在经过特殊处理后，同一基体材料可以发生变化，形成至少两种不同的晶体结构、不同可见光、不同可见光及近红外透射率和/或折射率的材料。

作为一个例子，可以利用模板法制作该第一区域和该第二区域。作为一个例子，可以在保护盖板基体中掺杂光敏成分，该光敏成分可以包括金、银、铈等的盐、氧化物或卤化物等等。然后，可以在该保护盖板基体的表面(例如顶面或底面)上选择性地覆盖光掩模板，并采用紫外光持续照射该保护盖板基体一段时间。最后，可以去除该光掩模板，并对该保护盖板基体进行热处理。这样，该光掩模板未被覆盖的部分经过紫外光的照射，其分子排列结构发生改变，进而使得这部分的物理参数(例如介电常数、光透过率和光折射率中的一种或多种)发生改变。可选地，该光掩模板覆盖的部分可以形成第一区域，该光掩模板未被覆盖的部分可以形成第二区域。此外，通过控制光掩模板的形状、紫外光照射时间以及热处理的条件，可以调节第二区域的形状、尺寸和目标参数，但本发明实施例不限于此。

这样，该保护盖板的外观结构件可以为完整的一体化材料，无需进行二次蚀刻或其他精密微孔加工，从而能够有效避免第二区域内有其他异物藏纳。

这样，通过在保护盖板中设置介电常数、光透射率和光折射率中的一种或多种参数不同的第一区域和第二区域，使手指在按压保护盖板时，电容式指纹识别传感器的电场分布或光学式指纹识别传感器的光路方向可以通过此保护盖板内部结构发生改变，从而有利于提高耦合效率和信号量，增加指纹辨识率。

作为一个可选例子，该第二区域可以与该生物识别装置中的检测元件对应设置，即该第二区域的尺寸和位置可以与该检测元件相对应。可选地，该第二区域与检测元件在该保护盖板的顶面上的投影可以完全重合或基本重合；或者，该第二区域的投影可以完全或基本覆盖该检测元件的投影；或者，该第二区域的投影可以覆盖该检测元件的一部分投影，并且该检测元件的未被覆盖到的投影部分的面积不超过某一阈值。这样，可以通过调节该第二区域的目标参数的值，增强该生物识别装置的耦合效率，进而提高该生物识别装置的识别能力。

应理解，图2示例性地示出了该保护盖板包括1个第一区域和1个第二区域，可选地，该保护盖板可以也可以包括多个第二区域和/或多个第一区域，其中，该多个第二区域中任意两个第二区域的目标参数可以相同或不同，本发明实施例对此不做限定。作为一个例子，该保护盖板可以包括M个第二区域，其中，M为大于或等于1的整数。可选地，M可以等于N或者不等于N。可选地，当M＝N时，如图3所示，该N个第二区域可以与该生物识别装置中的N个检测元件一一对应地设置，即该N个第二区域中的第二区域i的尺寸和位置可以与N个检测元件中的检测元件i相对应，但本发明实施例不限于此。

可选地，检测元件i的中心可以位于第二区域i的中心轴线上。或者，该检测元件i的中心与该第二区域i的中心轴线之间的距离可以小于或等于某一阈值，但本发明实施例不限于此。

可选地，该第二区域i和该检测元件i在该保护盖板的顶面或底面上的投影可以基本重合，或者，该第二区域i和该检测元件i在该保护盖板的顶面或底面上的投影面积之差可以小于或等于第二阈值，例如，该第二区域i和该检测元件i在该保护盖板的顶面或底面上的投影的长度和/或宽度之间的差值可以小于或等于5μm，但本发明实施例不限于此。

图4和图5示出了本发明实施例提供的保护盖板的两个示例，其中，在这两个示例中，该保护盖板包括均匀分布的M个第二区域和除该M个第二区域之外的第一区域，其中，该第一区域可以由A材料组成，介电常数为∈1，光透过率为T1，光折射率为n1；该M个第二区域可以由B材料组成，介电常数为∈2，光透过率为T2，光折射率为n2，其中，A材料和B材料可以具有不同的晶体结构，可选地，A材料和B材料为同一材料，或者A材料和B材料可以为相同的材料，本发明实施例对此不做限定。具体地，在图4所示的例子中，该M个第二区域可以均为圆柱体形状，厚度等于该保护盖板的厚度，在图5所示的例子中，该M个第二区域可以均为长方体形状，厚度等于该保护盖板的厚度，但本发明实施例不限于此。

本文还提供了一种保护上述实施例中的保护盖板的生物识别装置。具体地，该生物识别装置可以包括：N个检测单元和位于该N个检测单元上方的保护盖板。

可选地，该生物识别装置还可以包括位于该N个检测单元和保护盖板之间的粘合剂。

可选地，该粘合剂可以具体为光学透明胶，刻蚀环氧基、丙烯酸体系、硅胶体系等胶水或胶膜。

作为另一个可选实施例，该生物识别装置还可以包括环氧塑封料，其中，可选地，该环氧塑封料可以位于该粘合剂和该N个检测单元之间。

可选地，该环氧塑封料的主要成分可以为透明环氧树脂填充剂。

可选地，该生物识别装置还可以包括其他元件，本发明实施例对此不做限定。

作为一个可选实施例，该生物识别装置可以具体为电容式指纹识别装置，则该第二区域的介电常数可以不同于该第一区域的介电常数。作为一个例子，该第二区域的介电常数可以低于该第一区域的介电常数。这样，如图6所示，可以使得手指触摸该电容式指纹识别装置时产生的电场在该第二区域的强度高于在第一区域的强度，从而能够增大检测元件接收到的信号强度，提高电容式指纹识别装置的识别能力。

作为另一个可选实施例，该生物识别装置可以具体为光学式指纹识别装置，则该第二区域的光透射率和/或光折射率可以不同于该第一区域的光透射率和/或光折射率。作为一个例子，如图7所示，该第二区域的光透射率和/或光折射率可以高于该第一区域的光透射率和/或光折射率。这样，可以使得到达该检测元件的光线强度增大，提高光耦合效率，进而提高电容式指纹识别装置的识别能力。

应理解，图4至图7所示的例子是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例，而非要限制本发明实施例的范围。本领域技术人员根据所给出的上述示例，显然可以进行各种等价的修改或变化，这样的修改或变化也落入本发明实施例的范围内。

因此，本发明实施例提供的生物识别装置，通过在保护盖板中设置第一区域和第二区域，第二区域的介电常数、光透射率和光折射率可以不同于第一区域，并且第二区域和生物识别装置中的检测元件对应设置，有利于提高生物识别装置的耦合效率和识别能力。

上文结合图1至图7，详细介绍了本发明实施例提供的保护盖板和生物识别装置，下面结合图8，详细介绍本发明实施例提供的保护盖板的制作方法。

图8示出了本发明实施例提供的保护盖板的制作方法300的示意性流程图。

S310，在盖板基体中掺入光敏成分。

该光敏成分可以为与光敏特性有关的化学成分，如金、银、铈的盐、氧化物、或卤化物等，使该盖板基体具有光敏特性。可选地，该盖板基体可以具体为玻璃，但本发明实施例不限于此。

S320，在盖板基体的表面上覆盖光掩模板，其中，该光掩模板和该检测元件在该表面上的投影之间的重叠部分的面积小于或等于第三阈值。

可选地，该光掩模板的形状可以为矩形或圆形或其他形状，本发明实施例对此不做限定。可选地，可以在盖板基体的表面上覆盖一个或多个光掩模板，本发明实施例对此不做限定。

可选地，该光掩模板和该检测元件的投影可以完全不重叠，或者仅有部分重叠，第三阈值的取值可以依赖于目标的第二区域的形状和尺寸，本发明实施例对此不做限定。

S330，利用紫外光持续照射覆盖有光掩模板的盖板基体的表面。

可以采用紫外灯照射该盖板基体的表面。照射的持续时间可以根据目标第二区域的形状和/或尺寸确定。

S340，去除盖板基体的表面上覆盖的光掩模板，并对盖板基体进行热处理，以使得盖板基体内部形成第一区域和第二区域，其中，第二区域的目标参数不同于第一区域的目标参数，该目标参数包括下列参数中的至少一种：介电常数、光透射率和光折射率。

可选地，被紫外光照射到的部分经过高温加热之后，会发生结晶化现象(即陶瓷化)，相应地，这部分的物理参数相应发生变化，可以对应于第二区域。相应地，被光掩模板覆盖的部分未受到紫外光的照射，这部分的分子结构和物理参数可以保持不变，可以对应于第一区域，但本发明实施例不限于此。

可选地，在本发明实施例中，可以通过调节不同的光照波长、加热温度和加热时间中的一项或多项参数，可以得到该第二区域的不同的物理参数，并且可以精密控制该第二区域的分布形状和尺寸。

这样，制作的保护盖板的外观结构件可以为完整的一体化材料，无需进行蚀刻或微精密微孔加工，从而能够有效避免第二区域内有其他异物藏纳。

应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应理解，上文对本发明实施例的描述着重于强调各个实施例之间的不同之处，未提到的相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，这里不再赘述。

此外，本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。