一种光学指纹模组和电子设备的制作方法

本申请涉及生物识别，具体而言，涉及一种光学指纹模组和电子设备。

背景技术：

1、随着以手机为代表的便携式终端设备的发展，生物识别技术的应用越来越广泛和深入。以电子设备为例，指纹识别、指纹验证、人脸识别等，已越来越多的应用在显示设备的屏幕唤醒以及各类程序的身份认证步骤中，提高了显示设备的安全性以及使用方式的灵活性。

2、目前应用于屏下光学指纹成像的方案按照模组厚度可以分为两类：超薄式和镜头式，其中，镜头式方案的模组厚度较厚，不能满足目前终端设备的轻薄化需求，超薄式方案虽然能够降低模组厚度，但是其在实现大物面成像时，需要使得图像传感器的尺寸足够大，因此，不利于模组的小型化。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种光学指纹模组和电子设备。

2、为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

3、本申请实施例的一方面，提供一种光学指纹模组，用于配置在显示屏下方，光学指纹模组包括图像传感器以及位于图像传感器和显示屏之间的光学阵列结构，光学阵列结构包括阵列设置的多个成像器件，每个成像器件的物面区域位于显示屏的指纹采集区域，每个成像器件的像面区域位于图像传感器的成像面，光学阵列结构的放大率小于1。

4、可选的，至少部分成像器件的放大率小于1。

5、可选的，至少部分成像器件的光轴朝向图像传感器的成像面的中心倾斜。

6、可选的，至少部分成像器件中，光心到光学阵列结构中心距离相等的成像器件的光轴倾斜角度相同。

7、可选的，至少部分成像器件中，成像器件的光轴倾斜角度与该成像器件光心到光学阵列结构中心的距离正相关。

8、可选的，至少部分成像器件中，光轴朝向图像传感器的成像面的中心倾斜的成像器件至少有一个面为自由曲面。

9、可选的，多个成像器件呈m行×n列的第一矩阵排布，当m和n均为奇数时，多个成像器件包括中心成像器件以及围绕中心成像器件分布的多个外围成像器件，多个外围成像器件的光轴朝向图像传感器的成像面的中心倾斜，中心成像器件的光轴经过图像传感器的成像面的中心且与图像传感器的成像面垂直。

10、可选的，多个成像器件呈m行×n列的第一矩阵排布，当m或n为偶数时，多个成像器件的光轴均朝向图像传感器的成像面的中心倾斜。

11、可选的，多个成像器件的光轴相互平行且均与图像传感器的成像面垂直。

12、可选的，多个成像器件的面型相同。

13、可选的，多个物面区域呈第二矩阵排布，每个物面区域为圆形；第二矩阵满足：其中，l为行方向或列方向相邻两个物面区域的中心间距，d为物面区域的直径。

14、可选的，多个像面区域呈第三矩阵排布，每个像面区域为圆形；第三矩阵满足：d’≤l’，且l≥l’，其中，l’为行方向或列方向相邻两个像面区域的中心间距，d’为像面区域的直径。

15、可选的，多个物面区域呈第四矩阵排布，每个物面区域为矩形；第四矩阵满足：x≤w，y≤h，其中，x为行方向相邻两个物面区域的中心间距，w为物面区域在行方向上的边长，y为列方向相邻两个物面区域的中心间距，h为物面区域在列方向上的边长。

16、可选的，多个像面区域呈第五矩阵排布，每个像面区域为矩形；第五矩阵满足：x’≥w’，y’≥h’，且x≥x’，y≥y’，其中，x’为行方向相邻两个像面区域的中心间距，w’为像面区域在行方向上的边长，y’为列方向相邻两个像面区域的中心间距，h’为像面区域在列方向上的边长。

17、可选的，每相邻两个像面区域邻接以形成第一像面区域，第一像面区域与图像传感器的成像面重合。

18、可选的，光学阵列结构的放大率小于或等于1/5。

19、可选的，成像器件为透镜，或，成像器件为微透镜，微透镜的尺寸小于100μm。

20、可选的，当成像器件为微透镜时，在图像传感器的成像面设置有遮光层，光学阵列结构设置于遮光层背离图像传感器的一侧表面，遮光层具有多个与多个成像器件对应的透光通道。

21、本申请实施例的另一方面，提供一种电子设备，包括显示屏以及上述任一种的光学指纹模组，光学指纹模组设置于显示屏的下方。

22、本申请的有益效果包括：

23、本申请提供了一种光学指纹模组和电子设备，通过采用阵列设置的多个成像器件来对显示屏上的指纹采集区域进行分区单独成像，然后通过拼接的方式获得指纹采集区域内完整的目标物特征，相比采用一个大的成像器件实现成像的方案能够实现小型化和轻薄化，同时，使得多个成像器件整体的放大率小于1，从而在实现同等面积的指纹采集区域时，图像传感器的尺寸较小。

技术特征：

1.一种光学指纹模组，其特征在于，用于配置在显示屏下方，所述光学指纹模组包括图像传感器以及位于所述图像传感器和所述显示屏之间的光学阵列结构，所述光学阵列结构包括阵列设置的多个成像器件，每个所述成像器件的物面区域位于所述显示屏的指纹采集区域，每个所述成像器件的像面区域位于所述图像传感器的成像面，所述光学阵列结构的放大率小于1。

2.如权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，至少部分所述成像器件的放大率小于1。

3.如权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，至少部分所述成像器件的光轴朝向所述图像传感器的成像面的中心倾斜。

4.如权利要求3所述的光学指纹模组，其特征在于，至少部分所述成像器件中，光心到所述光学阵列结构中心距离相等的成像器件的光轴倾斜角度相同。

5.如权利要求3所述的光学指纹模组，其特征在于，至少部分所述成像器件中，所述成像器件的光轴倾斜角度与该成像器件光心到所述光学阵列结构中心的距离正相关。

6.如权利要求3所述的光学指纹模组，其特征在于，至少部分所述成像器件中，光轴朝向所述图像传感器的成像面的中心倾斜的所述成像器件至少有一个面为自由曲面。

7.如权利要求3至6任一项所述的光学指纹模组，其特征在于，所述多个成像器件呈m行×n列的第一矩阵排布，当m和n均为奇数时，所述多个成像器件包括中心成像器件以及围绕所述中心成像器件分布的多个外围成像器件，所述多个外围成像器件的光轴朝向所述图像传感器的成像面的中心倾斜，所述中心成像器件的光轴经过所述图像传感器的成像面的中心且与所述图像传感器的成像面垂直。

8.如权利要求3至6任一项所述的光学指纹模组，其特征在于，所述多个成像器件呈m行×n列的第一矩阵排布，当m或n为偶数时，所述多个成像器件的光轴均朝向所述图像传感器的成像面的中心倾斜。

9.如权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，所述多个成像器件的光轴相互平行且均与所述图像传感器的成像面垂直。

10.如权利要求9所述的光学指纹模组，其特征在于，所述多个成像器件的面型相同。

11.如权利要求1、2、3至6、9和10任一项所述的光学指纹模组，其特征在于，多个所述物面区域呈第二矩阵排布，每个所述物面区域为圆形；

12.如权利要求11所述的光学指纹模组，其特征在于，多个所述像面区域呈第三矩阵排布，每个所述像面区域为圆形；

13.如权利要求1、2、3至6、9和10任一项所述的光学指纹模组，其特征在于，多个所述物面区域呈第四矩阵排布，每个所述物面区域为矩形；

14.如权利要求13所述的光学指纹模组，其特征在于，多个所述像面区域呈第五矩阵排布，每个所述像面区域为矩形；

15.如权利要求1、2、3至6、9和10任一项所述的光学指纹模组，其特征在于，每相邻两个所述像面区域邻接以形成第一像面区域，所述第一像面区域与所述图像传感器的成像面重合。

16.如权利要求1、2、3至6、9和10任一项所述的光学指纹模组，其特征在于，所述光学阵列结构的放大率小于或等于1/5。

17.如权利要求1、2、3至6、9和10任一项所述的光学指纹模组，其特征在于，所述成像器件为透镜，或，所述成像器件为微透镜，所述微透镜的尺寸小于100μm。

18.如权利要求17所述的光学指纹模组，其特征在于，当所述成像器件为微透镜时，在所述图像传感器的成像面设置有遮光层，所述光学阵列结构设置于所述遮光层背离所述图像传感器的一侧表面，所述遮光层具有多个与所述多个成像器件对应的透光通道。

19.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏以及如权利要求1至18任一项所述的光学指纹模组，所述光学指纹模组设置于所述显示屏的下方。

技术总结
本申请提供一种光学指纹模组和电子设备，涉及生物识别技术领域，通过采用阵列设置的多个成像器件来对显示屏上的指纹采集区域进行分区单独成像，然后通过拼接的方式获得指纹采集区域内完整的目标物特征，相比采用一个大的成像器件实现成像的方案能够实现小型化和轻薄化，同时，使得多个成像器件整体的放大率小于1，从而在实现同等面积的指纹采集区域时，图像传感器的尺寸较小。

技术研发人员：张林
受保护的技术使用者：天津极豪科技有限公司
技术研发日：20230704
技术公布日：2024/2/1