本實(shí)用新型涉及圖像采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圖像采集器及使用該圖像采集器的指紋采集設(shè)備。

背景技術(shù)：

在本申請人之前申請的專利中，為了使感光像元的像方視場不混疊，需要對每個(gè)感光像元的視場角進(jìn)行限制。圖1示出了在先申請文件中具有指紋采集功能的顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示屏包括顯示蓋板01、設(shè)置于顯示蓋板01下方的顯示像元02和感光像元03。上述結(jié)構(gòu)中，對感光像元視場角的限制是通過在感光像元上方設(shè)置視場光闌04，視場光闌04包括隔光邊框05和由隔光邊框圍成的光闌孔06。光闌孔04的視場角決定了感光像元的視場角。

采用光闌孔對感光像元的視場角進(jìn)行限制，其制作工藝和制作成本均較高，且利用視場光闌結(jié)構(gòu)的感光像元制作的圖像采集器或者指紋采集設(shè)備，其厚度通常較厚。對于目前電子設(shè)備日趨超薄的形式與要求下，具有較厚厚度的圖像采集器便不能滿足生產(chǎn)商的要求。

因此有必要提供一種制造簡單，成本低廉，亦能使厚度變薄的圖像采集設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種制造簡單，成本低廉，亦能使厚度變薄的圖像采集器。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供一種圖像采集器，包括：透明蓋板層和設(shè)置于所述透明蓋板層下方的若干感光像元，其特征在于，在所述透明蓋板層的上方覆蓋開有若干透光小孔的阻光膜；

每個(gè)所述透光小孔的像方視場角為Bmax＝arcsin(n₁/n₂)，其中，n₁為所述透明蓋板層之外的介質(zhì)層的折射率，n₂為所述透明蓋板層的折射率；

相鄰?fù)腹庑】字行闹g的間距d大于或等于所述透光小孔的像方視場直徑Dimage：Dimage＝2h1×tanBmax，其中，h1為所述透明蓋板層的厚度。

其中，所述透明蓋板層的折射率n₂大于透明蓋板層之外的介質(zhì)層的折射率n₁。。

其中，所述阻光膜為不透光材料制作的薄膜。

優(yōu)選地，所述阻光膜的厚度小于100um。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供了一種指紋采集設(shè)備，包括如上所述的圖像采集器。

由以上技術(shù)方案可知，本申請中圖像采集器在感光像元上方的透明蓋板上覆蓋一層阻光膜，并在阻光膜上蝕刻透光小孔，當(dāng)透明蓋板外介質(zhì)的折射率小于透明蓋板的折射率時(shí)，能夠限定透光小孔的像方視場至設(shè)定范圍，且通過設(shè)置小孔之間的間距，使每個(gè)透光小孔的像方視場不發(fā)生混疊，從而使感光像元的感光芯片均能夠獲得清晰的圖像。由于阻光膜的厚度遠(yuǎn)小于現(xiàn)有感光像元視場光闌的厚度，因此本申請中的圖像采集器的厚度能夠大大變薄，同時(shí)由于在阻光膜上蝕刻透光小孔比視場光闌的制作工藝簡單，進(jìn)而使本申請中的圖像采集器制作簡單，成本低廉。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中具有指紋采集功能的顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的圖像采集器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例示出的圖像采集器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖2為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的圖像采集器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，圖像采集器包括透明蓋板層1和設(shè)置于透明蓋板層1下方的若干感光像元2。在透明蓋板層1的上方覆蓋開有若干透光小孔3的阻光膜4。本實(shí)施例中的阻光膜4是一層具有阻光作用的薄膜，用不透光材料制成。優(yōu)選地，阻光膜4可為金屬薄膜或其他材質(zhì)的薄膜。阻光膜4可采用氣相蒸鍍或電鍍法制作而成。阻光膜4上的透光小孔3可通過對阻光薄膜進(jìn)行刻蝕得到。

在本實(shí)施例中，每個(gè)感光像元2的上方對應(yīng)一個(gè)透光小孔3。每個(gè)透光小孔3的像方視場角為Bmax＝arcsin(n₁/n₂)。其中，n₁為透明蓋板層之外的介質(zhì)層的折射率，n₂為透明蓋板層1的折射率。在本申請中，透明蓋板層1上方介質(zhì)層的折射率n₁小于透明蓋板層1的折射率n₂。透明蓋板層1上方介質(zhì)層通常為空氣層。

當(dāng)若干透光小孔3均勻陣列分布時(shí)，相鄰?fù)腹庑】?中心之間的間距d大于或等于透光小孔3的像方視場直徑Dimage：Dimage＝2h₁×tanBmax，其中，h₁為透明蓋板層的厚度。相鄰?fù)腹庑】?中心之間的間距大于Dimage，是為了使不同透光小孔3的像方視場不發(fā)生混疊。

作為另一優(yōu)選實(shí)施例，在相鄰?fù)腹庑】?中心之間的間距d大于或等于透光小孔3的像方視場直徑，即不同透光小孔3的像方視場不發(fā)生混疊的情況下，每個(gè)透光小孔3的像方視場內(nèi)可設(shè)置多個(gè)感光像元2。如圖3所示。

在上述不同實(shí)施例中，透光小孔3外的視場角范圍在0-180度的光都能射入透光小孔3，而經(jīng)過透光小孔3與透光蓋板的折射后，其在透光蓋板內(nèi)的出射角，即透光小孔3的像方視場出射角被限定在一個(gè)特定的范圍，即滿足像方視場角為Bmax＝arcsin(n₁/n₂)。在各實(shí)施例中，透光小孔3的像方視場出射角范圍優(yōu)選為±42°。為了滿足上述要求，本申請中阻光膜4的厚度小于100um。

下面對本申請中的圖像采集器的原理進(jìn)行詳細(xì)闡述。

如圖2所示，透明蓋板層之外的介質(zhì)的折射率為n₁，透明蓋板層1的折射率為n₂，一條光線的入射角為A，出射角為B，根據(jù)光線的折射定律有

$\frac{\sin A}{\sin B}=\frac{n_2}{n_1}$

當(dāng)入射角取最大值90度時(shí)，出射角B的最大值(像方視場角)為

$B_{\max }=\arcsin \frac{n_1}{n_2}$

因此，當(dāng)n₁<n₂時(shí)，出射角具有明確的小于90度的最大值。

以n₁＝1.0，n₂＝1.5時(shí)，Bmax＝41.8度。

從而，每個(gè)透光小孔3具有有限的像方視場，其像方視場的直徑為D_image＝2h₁×tanB_max，其中h₁為透明蓋板層的厚度。

故當(dāng)相鄰小孔的中心距離d大于等于D_image時(shí)，則不同小孔的像方視場不會發(fā)生混疊。因此，在每個(gè)小孔進(jìn)入的光線均能使感光芯片能夠獲得清晰的圖像。

由以上技術(shù)方案可知，本申請中的圖像采集器在感光像元2的上方覆蓋一層阻光膜4，并在阻光膜4上蝕刻透光小孔3，通過光線穿透不同介質(zhì)時(shí)的折射作用，能夠限定透光小孔3的像方視場至設(shè)定范圍，且通過設(shè)置小孔之間的間距，使每個(gè)透光小孔3的像方視場不發(fā)生混疊，從而使感光像元2的感光芯片均能夠獲得清晰的圖像。由于阻光膜4的厚度遠(yuǎn)小于現(xiàn)有感光像元2視場光闌的厚度，因此本申請中的圖像采集器的厚度能夠大大變薄，同時(shí)由于在阻光膜4上蝕刻透光小孔3比視場光闌的制作工藝簡單，進(jìn)而使本申請中的圖像采集器制作簡單，成本低廉。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供了一種指紋采集設(shè)備。該指紋采集設(shè)備包括如上所述結(jié)構(gòu)的圖像采集器。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的實(shí)用新型后，將容易想到本實(shí)用新型的其它實(shí)施方案。本申請旨在涵蓋本實(shí)用新型的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本實(shí)用新型的一般性原理并包括本公開未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本實(shí)用新型的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確方法，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本實(shí)用新型的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。