CN210324241U - 准直器、指纹识别装置 - Google Patents

Abstract

一种准直器、指纹识别装置，所述准直器包括：多个相堆叠的准直单元，所述准直单元包括遮光网板及位于所述遮光网板上的透光板，相邻所述准直单元的遮光网板交错排布，分别位于同一所述准直单元上下层的所述准直单元的遮光网板相对齐，所述遮光网板的网孔构成光线传输通道。所述准直器的遮光网板错位堆叠，有助于缩小光线传输通道的孔径，所述准直器的制作工艺简单，且具有良好的准直效果。

Description

准直器、指纹识别装置

技术领域

本实用新型涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种准直器、指纹识别装置。

背景技术

指纹识别装置可实现指纹自动采集，广泛应用于考勤机、门禁、手机或者平板电脑等设备上。

按指纹成像原理，指纹识别装置可分为光学指纹识别装置、半导体电容识别装置、半导体热敏识别装置、半导体压感识别装置等。

其中，光学指纹识别装置主要是利用光的折射和反射原理，光源射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗不同，CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)光学器件相应会收集到不同明暗程度的图片信息，从而完成指纹的采集。

光学指纹识别装置具有较强的环境适应性及良好的稳定性，且生产成本低，因而光学指纹识别装置应用较为广泛。

但是，现有光学指纹识别装置的结构仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种准直器、指纹识别装置，能够缩小在所述准直器内的光线传输通道的孔径，所述准直器的制作工艺简单，且具有良好的准直效果。

为解决上述问题，本实用新型提供一种准直器，包括：多个相堆叠的准直单元，所述准直单元包括遮光网板及位于所述遮光网板上的透光板，相邻所述准直单元的遮光网板交错排布，分别位于同一所述准直单元上下层的所述准直单元的遮光网板相对齐，所述遮光网板的网孔构成光线传输通道。

可选的，相邻所述准直单元的遮光网板的网孔部分重叠。

可选的，相邻所述准直单元部分重叠的所述网孔中心偏离距离大于或等于2μm。

可选的，所述网孔呈正方形或者圆形。

可选的，当所述网孔呈正方形时，所述网孔的边长大于或等于5μm。

可选的，当所述网孔呈圆形时，所述网孔的直径大于或等于5μm。

可选的，同一所述遮光网板的相邻所述网孔间距大于或等于5μm。

可选的，所述准直单元的厚度大于1μm且小于30μm。

可选的，所述遮光网板的厚度大于或等于1μm。

相应的，本实用新型还提供一种指纹识别装置，包括：触屏及所述准直器，所述触屏包括感测面及发光单元，所述发光单元发出光线，所述光线经所述感测面形成反射光并输出；所述准直器接收所述触屏输出的所述反射光，进行准直，形成准直光束，所述准直光束经所述光线传输通道输出相邻。

可选的，所述指纹识别装置还包括：光学传感器，接收所述准直器输出的准直光束，形成指纹图像。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

所述准直器包括多个相堆叠的准直单元，所述准直单元包括遮光网板及位于所述遮光网板上的透光板。相邻所述准直单元的遮光网板交错排布，使得相邻所述准直单元的遮光网板的网孔相错离。分别位于同一所述准直单元上下层的所述准直单元的遮光网板相对齐。采用该排布方式堆叠遮光网板，所述遮光网板的网孔构成光线传输通道，光线传输通道的孔径小于遮光网板的单个网孔的孔径大小。在制备所述遮光网板的工艺中，可制备大孔径的遮光网板，相应降低遮光网板的制作工艺难度。通过相邻准直单元的遮光网板的错位堆叠，以缩小形成的准直器内的光线传输通道的孔径大小，从而保证所述准直器的准直效果。所述准直器的制作工艺简单，有助于提高所述准直器的生产效率，且准直效果良好。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的准直器的结构示意图；

图2是图1所示的准直器的遮光网板的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的指纹识别装置的结构示意图；

图4至图6是本实用新型指纹识别方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。

具体实施方式

现结合一种准直器进行分析，所述准直器包括多个准直单元，所述准直单元呈阵列排布，所述准直单元包括透光柱及遮光层，所述遮光层覆盖所述透光柱的侧壁表面。所述准直单元作为所述准直器的结构组成单元，数量繁多，导致所述准直器的制备工艺繁琐，影响所述准直器的生产效率。

发明人对上述准直器进行了研究，经创造性劳动，发明人注意到，制作包括多个相堆叠的准直单元的准直器，准直单元包括遮光网板及位于所述遮光网板上的透光板，通过遮光网板错位堆叠，能够保证准直器的准直效果。所述准直器的制作工艺简单，生产效率高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

图1是本实用新型一实施例的准直器200的结构示意图。

参考图1，一种准直器200，包括多个相堆叠的准直单元210，所述准直单元210包括遮光网板220及位于所述遮光网板220上的透光板230。相邻所述准直单元210的遮光网板220交错排布，分别位于同一所述准直单元210上下层的所述准直单元210的遮光网板220相对齐。所述遮光网板220的网孔221构成光线传输通道201。

图1中利用点划线示出所述光线传输通道201的边界。

所述遮光网板220具有多个网孔221，所述网孔221适于光线穿过。相邻所述准直单元210的遮光网板220的网孔221部分重叠。靠近内侧的所述网孔221侧壁构成所述光线传输通道201的边界。

本实施例中，所述遮光网板220材料为吸光材料。射向所述遮光网板220表面或者所述网孔221侧壁的光线会被所述遮光网板220吸收。

所述透光板230材料为透明材料，光线可透射所述透光板230。

本实施例中，所述透光板230材料的光透过率在95％以上。

本实施例中，所述透光板230有助于延长所述光线传输通道201的长度，以延长光线通过所述光线传输通道201的时间，有利于改善所述准直器200的准直性能，提高经由所述准直器200输出的光线方向一致性。

本实施例中，所述光线传输通道201的数量为多个。具体的，所述光线传输通道201的数量与单个所述遮光网板220的所述网孔221数量相等。

本实施例中，相邻所述准直单元210的遮光网板220交错排布，分别位于同一所述准直单元210上下层的所述准直单元210的遮光网板220相对齐，能够缩小所述准直器200内的光线传输通道201的孔径大小，从而提高所述准直器200对光线的准直效果，且所述准直器200的制作工艺简单，有助于提高所述准直器200的生产效率。

由此，在制造所述遮光网板220时，可制备具有较大尺寸网孔221的所述遮光网板220，有助于降低所述遮光网板220的制作难度。通过相邻所述准直单元210的遮光网板220交错排布，以缩小所述准直器200内的光线传输通道201的孔径大小，从而保证所述准直器200具有良好的准直性能。

本实施例中，全部所述准直单元210的所述遮光网板220的网孔221大小及形状相等，且相邻所述网孔221间距相等。在制备所述准直器200的工艺过程中，仅需制作同一规格的所述遮光网板220，有助于提高所述准直器200的制造效率。

图2是图1所示的准直器200的遮光网板220的结构示意图。

参考图2，所述网孔221呈正方形或者圆形。本实施例中，所述网孔221呈正方形。

本实施例中，所述网孔221的边长L1大于或等于5μm。若所述网孔221的边长L1过小，对机台制程能力要求过高，使得所述遮光网板220的生产成本过高。

在其他实施例中，当所述网孔221呈圆形时，所述网孔221的直径大于或等于5μm。

本实施例中，同一所述遮光网板220的相邻所述网孔221的间距L2大于或等于5μm，具体的，相邻所述网孔221的相邻近的两条边长之间的距离大于或等于5μm。若同一所述遮光网板220的相邻所述网孔221的间距L2过小，会使得所述遮光网板220的所述网孔221密度过大，所述遮光网板220对方向倾斜角度大的反射光的滤除难度加大，斜入射一光线传输通道201(参考图1)的光线经相邻所述光线传输通道201输出的风险增加，影响所述遮光网板220对反射光的准直效果。

参考图1，本实施例中，相邻所述准直单元210的遮光网板220的网孔221部分重叠，以使部分入射所述准直器200内的光线能够经重叠区域在相邻所述准直单元210间传输。所述反射光在所述准直器200内的光线传输通道201的孔径大小与所述重叠区域的面积有关。

本实施例中，相邻所述准直单元210部分重叠的所述网孔221中心偏离距离L3大于或等于2μm。若相邻所述准直单元210部分重叠的所述网孔221中心偏离距离L3过小，即相邻所述准直单元210的遮光网板220的网孔221偏移量小，会造成所述反射光在所述准直器200内的光线传输通道201的孔径过大，方向倾斜角度大的光线容易穿过所述光线传输通道201，影响由所述准直器200输出的光线方向一致性。

本实施例中，所述准直单元210的厚度大于1μm且小于30μm。若所述准直单元210的厚度过小，相应的，所述遮光网板220的厚度过小，影响所述遮光网板220材料的遮光特性。若所述准直单元210的厚度过大，会造成所述准直器200的厚度过大，不符合所述准直器200小型化的要求。

本实施例中，所述遮光网板220的厚度大于或等于1μm。若所述遮光网板220的厚度过小，光线经所述遮光网板220材料透射的风险增大，影响所述遮光网板220材料对光线的吸收效果。

图3是本实用新型一实施例的指纹识别装置的结构示意图。

参考图3，一种指纹识别装置，包括触屏100、准直器200及光学传感器300。所述触屏100适于输出携带有指纹信息的反射光。所述准直器200接收所述触屏100输出的所述反射光，进行准直，形成准直光束，所述准直光束经所述光线传输通道201输出。所述光学传感器300接收所述准直器200输出的准直光束以进行图像处理，形成指纹图像。

所述触屏100包括感测面101及发光单元103，所述发光单元103发出光线，所述光线射向所述感测面101，所述光线经过所述感测面101形成反射光。具体的，使用者将手指按压在所述感测面101，所述发光单元103发出的光线经手指表面反射形成反射光。由于手指表面包括凹凸不平的脊及谷，其中，谷与所述感测面101相接触，而脊与所述感测面101间不相接触，使得脊与谷处形成的反射光的强度具有差异，因而反射光携带有指纹信息。

本实施例中，所述触屏100顶部表面作为所述感测面101，所述触屏100还具有与所述感测面101相对的连接面102。

本实施例中，所述触屏100为OLED(Organic Light-Emitting Diode)屏。

所述OLED屏材料包括有机半导体材料及发光材料。在电场驱动下，有机半导体材料内的电子与空穴结合形成激子，使得发光材料分子激发发出可见光。

所述发光单元103发出的光线经手指表面反射后，形成的反射光为发散光，反射光的光线方向差异性大。所述准直器200位于所述触屏100与所述光学传感器300之间，适于对反射光进行筛选，将光线方向倾斜角度过大的反射光滤除掉，仅允许光线方向倾斜角度处于合适范围的反射光能够被所述光学传感器300接收，有助于提高所述光学传感器300形成的指纹图像的质量。

所述准直器200接收所述连接面102射出的所述反射光，光线传输方向处于光线传输通道201内的所述反射光经所述准直器200射出形成准直光束，光线传输方向偏离所述光线传输通道201的所述反射光被所述遮光网板220吸收，从而完成对光线方向倾斜角度过大的反射光的滤除。

所述光学传感器300通过采集经所述准直器200输出的所述准直光束，以形成指纹图像。

本实施例中，所述光学传感器300位于所述准直器200背向所述触屏100的一侧。

本实施例中，可以在所述光学传感器300顶部直接形成所述准直器200，不必进行贴合工艺，有助于降低所述指纹识别装置的高度，有利于所述指纹识别装置体积的小型化。

本实施例中，所述光学传感器300包括多个感光像素单元，所述感光像素单元与所述光线传输通道201相对应，适于接收相对应的所述光线传输通道201输出的所述反射光。

本实施例中，所述光学传感器300为CMOS光学传感器。

图4至图6是本实用新型指纹识别方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。

本实用新型还提供一种指纹识别方法，下面参考图4至图6，对指纹识别方法进行详细的介绍。

参考图4，提供触屏100，所述触屏100包括感测面101及发光单元103，所述发光单元103发出光线，所述光线经过所述感测面101形成反射光并输出。

本实施例中，所述触屏100顶部表面作为所述感测面101。所述触屏100还具有与所述感测面101相对的连接面102。所述发光单元103位于所述感测面101与所述连接面102之间，且所述发光单元103靠近所述连接面102。

使用者将手指按压在所述感测面101，所述发光单元103发出的光线射向所述感测面101，经手指表面反射形成所述反射光，所述反射光射向所述连接面102，经所述连接面102射出。

所述反射光为发散光，反射光的光线方向差异性大。

本实施例中，所述反射光包括第一反射光401及第二反射光402。后续采用准直器对所述反射光进行准直处理，所述准直器内具有光线传输通道，所述第一反射光401的光线传输方向处于所述光线传输通道内，所述第二反射光402的光线传输方向偏离所述光线传输通道。

参考图5，提供准直器200，采用准直器200接收所述触屏100输出的所述反射光，进行准直，形成准直光束403，所述准直光束403经所述准直器200内的所述光线传输通道201(参考图3)输出。

所述准直器200包括多个相堆叠的准直单元210，所述准直单元210包括遮光网板220及位于所述遮光网板220上的透光板230。相邻所述准直单元210的遮光网板220交错排布，分别位于同一所述准直单元210上下层的所述准直单元210的遮光网板220相对齐。所述遮光网板220的网孔221在所述准直器200内形成光线传输通道201(参考图3)。

本实施例中，相邻所述准直单元210的遮光网板220的网孔221朝向所述连接面102的投影重叠。靠近内侧的所述网孔221侧壁构成所述光线传输通道201(参考图3)的边界。

参考图6，本实施例中，所述反射光在所述光线传输通道201内形成三角状的允穿区域400，图6中虚线示出三角状的所述允穿区域400的两条侧边。光线方向倾斜程度超过所述允穿区域400的侧边的所述反射光会被所述遮光网板220材料吸收。

截止角α为可通过所述允穿区域400的反射光的最大倾斜角。本实施例中，所述截止角α的范围值为1°～15°。

参考图5，本实施例中，所述第一反射光401的光线传输方向处于所述允穿区域400内，所述第一反射光401能够经所述光线传输通道201输出形成所述准直光束403。所述第二反射光402的光线传输方向偏离所述允穿区域400，所述第二反射光402在所述准直器200内传输过程中射向遮光网板220的网孔221侧壁，使得所述第二反射光402被所述遮光网板220材料吸收，从而被滤除掉。

本实施例中，相邻所述准直单元210的遮光网板220交错排布，分别位于同一所述准直单元210上下层的所述准直单元210的遮光网板220相对齐，能够缩小所述准直器200内的光线传输通道201的孔径大小，从而提高所述准直器200对光线的准直效果，且所述准直器200的制作工艺简单，有助于提高所述准直器200的生产效率。

所述网孔221呈正方形或者圆形。本实施例中，所述网孔221呈正方形，所述网孔221的边长大于或等于5μm。

在其他实施例中，所述网孔221呈圆形，所述网孔221的直径大于或等于5μm。

本实施例中，同一所述遮光网板220的相邻所述网孔221的间距大于或等于5μm。

本实施例中，相邻所述准直单元210部分重叠的所述网孔221中心偏离距离L3大于或等于2μm。

本实施例中，所述准直单元210的厚度大于1μm且小于30μm。

本实施例中，所述遮光网板220的厚度大于或等于1μm。

提供光学传感器300，所述光学传感器300接收所述准直器200输出的准直光束403，形成指纹图像。

本实施例中，所述光学传感器300包括多个感光像素单元，所述感光像素单元与所述光线传输通道201(参考图3)相对应，适于接收相对应的所述光线传输通道201透射的所述准直光束403。

本实施例中，所述光学传感器300为CMOS光学传感器。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种准直器，其特征在于，包括：

多个相堆叠的准直单元，所述准直单元包括遮光网板及位于所述遮光网板上的透光板，相邻所述准直单元的遮光网板交错排布，分别位于同一所述准直单元上下层的所述准直单元的遮光网板相对齐，所述遮光网板的网孔构成光线传输通道。

2.如权利要求1所述的准直器，其特征在于，相邻所述准直单元的遮光网板的网孔部分重叠。

3.如权利要求2所述的准直器，其特征在于，相邻所述准直单元部分重叠的所述网孔中心偏离距离大于或等于2μm。

4.如权利要求2所述的准直器，其特征在于，所述网孔呈正方形或者圆形。

5.如权利要求4所述的准直器，其特征在于，当所述网孔呈正方形时，所述网孔的边长大于或等于5μm。

6.如权利要求4所述的准直器，其特征在于，当所述网孔呈圆形时，所述网孔的直径大于或等于5μm。

7.如权利要求5或6所述的准直器，其特征在于，同一所述遮光网板的相邻所述网孔间距大于或等于5μm。

8.如权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述准直单元的厚度大于1μm且小于30μm。

9.如权利要求8所述的准直器，其特征在于，所述遮光网板的厚度大于或等于1μm。

10.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：

触屏，包括感测面及发光单元，所述发光单元发出光线，所述光线经过所述感测面形成反射光并输出；

如权利要求1至9任一项所述的准直器，所述准直器接收所述触屏输出的所述反射光，进行准直，形成准直光束，所述准直光束经所述光线传输通道输出。

11.如权利要求10所述的指纹识别装置，其特征在于，还包括：光学传感器，接收所述准直器输出的准直光束，形成指纹图像。

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