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光学感测装置和电子设备


技术摘要:
本申请提供了一种光学感测装置和电子设备,所述光学感测装置包括:图像传感芯片,包括多个像素单元用于接收从外部对象返回的检测光束以获取所述外部对象的生物特征信息;镜头模块,设置在图像传感芯片的上方,包括多个第一透镜,用于将从外部对象返回的检测光束会聚至  全部
背景技术:
随着终端行业的高速发展,生物识别技术越来越受到人们重视,更加便捷的屏下 生物特征识别技术的实用化已成为大众所需。 屏下生物特征识别技术是将光学感测模组设置于显示屏下,通过光学检测模组采 集外部对象的图像,来实现生物特征识别。随着终端产品的发展,对识别性能的要求越来越 高,相应地,对光学感测模组的成像质量要求也越来越高。因此,如何提升光学感测模组的 成像质量以提升识别性能,成为一个亟待解决的技术问题。
技术实现要素:
本申请提供一种光学感测装置和电子设备,能够提升光学感测装置的成像质量。 第一方面,本申请提供了一种光学感测装置,应用于具有显示屏的电子设备,所述 光学感测装置用于设置在所述显示屏的下方以实现屏下生物特征检测,所述光学感测装置 包括: 图像传感芯片,包括多个像素单元,用于接收从所述显示屏上方的外部对象返回 的检测光束,并转换接收到的检测光束为相应的电信号以获取所述外部对象的生物特征信 息; 镜头模块,设置在所述图像传感芯片的上方,包括多个第一透镜,用于将从所述显 示屏上方的外部对象返回的检测光束会聚至所述多个像素单元; 遮光结构,设置在所述镜头模块和所述图像传感芯片之间,其中,所述遮光结构包 括至少两层遮光层,所述至少两层遮光层中的每层遮光层包括遮光部和贯穿所述遮光部的 多个开口,所述多个开口与所述多个第一透镜一一对应,所述开口用于通过与所述开口对 应的所述第一透镜所会聚的检测光束,所述遮光部用于遮挡所述第一透镜会聚的检测光束 不要通过与所述第一透镜非对应的开口。 在一些可能的实现方式中,所述镜头模块还包括: 第一基板,包括相对的上表面和下表面,所述上表面的一侧为所述第一基板的上 方,所述下表面的一侧为所述第一基板的下方,所述图像传感芯片位于所述第一基板的下 方,所述多个第一透镜位于所述第一基板的上方; 其中,所述遮光结构包括第一遮光层和第二遮光层,所述第一遮光层设置在所述 第一基板的上表面,所述第二遮光层设置在所述第一基板的下表面。 在一些可能的实现方式中,所述第一遮光层中的遮光部位于所述多个第一透镜之 间的间隔区域的下方,所述第二遮光层中的遮光部位于所述多个第一透镜之间的间隔区域 的下方。 在一些可能的实现方式中,所述镜头模块还包括光学间隔层,所述光学间隔层位 4 CN 111586267 A 说 明 书 2/17 页 于所述多个第一透镜与所述遮光结构之间,其中,所述第一透镜在所述第一遮光层上的投 影覆盖与所述第一透镜对应的开口以及部分覆盖与所述第一透镜对应的开口周围的遮光 部,所述光学间隔层在所述第一遮光层上的投影覆盖所述第一遮光层中的所述遮光部以及 所述多个开口。 在一些可能的实现方式中,所述第一遮光层中的遮光部位于所述多个第一透镜之 间的间隔区域,所述第二遮光层中的遮光部位于所述多个第一透镜之间的间隔区域的下 方。 在一些可能的实现方式中,所述镜头模块还包括多个间隔设置的光学间隔层,每 一所述光学间隔层位于一所述第一透镜与所述遮光结构之间,所述第一透镜在所述第一遮 光层上的投影覆盖所述第一透镜对应的开口以及部分覆盖所述开口周围的遮光部,所述光 学间隔层位于所述第一遮光层上的开口中。 在一些可能的实现方式中,所述第一透镜的光心至所述第一遮光层的上表面的垂 直距离小于第一阈值。 在一些可能的实现方式中,所述第一阈值为40微米。 在一些可能的实现方式中,所述至少两层遮光层中的开口的孔径尺寸小于所述第 一透镜的最大横截面的直径。 在一些可能的实现方式中,所述第二遮光层的下表面和所述图像传感芯片的感光 面之间的垂直距离大于第二阈值以使得所述第二遮光层能够遮挡所述第一透镜所会聚的 光束不要通过与所述第一透镜非对应的开口,其中,所述图像传感芯片的感光面为用于感 测光束的一侧表面。 在一些可能的实现方式中,所述第二遮光层的下表面和所述图像传感芯片的感光 面之间的垂直距离在20微米到100微米之间。 在一些可能的实现方式中,所述光学感测装置进一步包括第三基板,设置在所述 第二遮光层与所述图像传感芯片之间,用于增加所述第二遮光层至所述图像传感芯片的距 离,以提高第二遮光层对串扰光线的遮挡作用。 在一些可能的实现方式中,所述图像传感芯片与所述遮光结构之间的边缘部分设 置有第一连接层,所述图像传感芯片与所述遮光结构之间的部分存在空气间隔,所述空气 间隔位于所述第一连接层围绕的区域内。 在一些可能的实现方式中,所述多个第一透镜与所述光学间隔层为一体结构,且 所述多个第一透镜为从所述光学间隔层背对所述遮光结构的一侧延伸出来。 在一些可能的实现方式中,所述第一透镜与所述光学间隔层为一体结构,所述第 一透镜位于所述光学间隔层的上方。 在一些可能的实现方式中,所述光学感测装置还包括: 过滤层,设置在所述多个像素单元的上方,用于透过目标波段的光束并过滤掉目 标波段以外的光束,所述多个像素单元用于接收所述目标波段的检测光束,并转换所述目 标波段的检测光束为相应的电信号。 在一些可能的实现方式中,所述过滤层形成在所述第一基板的上表面,所述第一 遮光层形成在所述第一基板的上表面的所述过滤层上;和/或 所述过滤层形成在所述第一基板的下表面,所述第二遮光层形成在所述第一基板 5 CN 111586267 A 说 明 书 3/17 页 的下表面的所述过滤层上。 在一些可能的实现方式中,所述过滤层形成在所述第一基板的上表面的所述第一 遮光层上,并且覆盖所述第一遮光层;和/或 所述过滤层形成在所述第一基板的下表面的所述第二遮光层上,并且覆盖所述第 二遮光层。 在一些可能的实现方式中,所述光学感测装置还包括: 多个第二透镜,位于所述多个第一透镜与所述多个像素单元之间,所述多个第二 透镜用于将经所述多个第一透镜会聚的检测光束进一步会聚至所述多个像素单元。 在一些可能的实现方式中,所述多个第二透镜与所述多个像素单元一一相对设 置,所述多个第一透镜中的部分或全部第一透镜分别正对多个所述第二透镜。 在一些可能的实现方式中,,所述多个第二透镜设置在所述第一基板的下方,所述 多个第二透镜与所述第一基板之间的间隔为空气,并且所述第二透镜的折射率大于空气的 折射率。 在一些可能的实现方式中,所述多个第二透镜形成在所述图像传感芯片的感光面 上。 在一些可能的实现方式中,所述光学感测装置还包括:补强板和软性电路板,所述 软性电路板上设置有开口,所述图像传感芯片设置在所述软性电路板的开口中,且与所述 补强板相固定,所述图像传感芯片与所述软性电路板电连接。 在一些可能的实现方式中,,所述多个第二透镜为球面透镜或非球面透镜。 在一些可能的实现方式中,所述第一基板为玻璃基板或塑料材质的基板,所述多 个第一透镜为球面透镜或非球面透镜。 第二方面,本申请还提供了一种电子设备,包括:显示屏;以及 如第一方面或第一方面中任一可能实现方式中的光学感测装置,所述光学感测装 置用于设置在所述显示屏下方以实现屏下生物特征检测。 在一些可能的实现方式中,所述显示屏为OLED显示屏。 基于上述技术方案,通过在镜头模块和图像传感芯片之间设置包括至少两层遮光 层的遮光结构,并且在每层遮光层中设置与每个第一透镜相对的开口,从而使得所述第一 透镜所会聚的检测光束能够通过相对的开口传输至对应的像素单元,而其他第一透镜所会 聚的检测光束由于所述至少两层遮光层中的遮光部的存在不能被传输至所述第一透镜所 对应的像素单元,从而能够避免多个第一透镜之间的光线传输的干扰问题,提升感测精度。 附图说明 图1为本申请电子设备一实施方式的结构示意图。 图2为本申请第一实施例的光学感测装置的部分爆炸示意图。 图3为根据本申请一实施例的光学检测装置的部分截面放大示意图。 图4是相邻透镜之间的串扰形成示意图。 图5为根据本申请另一实施例的光学检测装置的部分截面放大示意图。 图6为根据本申请另一实施例的光学检测装置的部分截面放大示意图。 图7为根据本申请另一实施例的光学检测装置的部分截面放大示意图。 6 CN 111586267 A 说 明 书 4/17 页 图8示出相关技术的大透镜和本申请的第一透镜各自的成像示意图。 图9是本申请一实施例的光学感测装置的俯视示意图和部分截面示意图。 图10为本申请再一实施例的光学感测装置的部分截面示意图。 图11为本申请再一实施例的光学感测装置的部分截面示意图。 图12为本申请再一实施例的光学感测装置的部分截面示意图。 图13为本申请再一实施例的光学感测装置的部分截面示意图。 图14为本申请再一实施例的光学感测装置的部分截面示意图。
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