CN219958260U - 一种指纹识别系统以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种指纹识别系统以及电子设备。解决了低透光率屏幕的屏下指纹识别的技术问题。该指纹识别系统包括：屏幕和图像传感器；屏幕和图像传感器上均设置有通光孔通光路径，其中，屏幕的第一遮光层设置有第一通光路径，第二遮光层设置有第二通光路径。第一通光路径和第二通光路径可以构成第一通光孔，图像传感器上设置有第二通光孔，经用户的手指反射的光线依次通过第一通光孔和第二通光孔，能够过筛选过滤掉噪声信号，有利于提高指纹采集和识别的精度。指纹的脊线和谷线的反射光经过第一通光孔、第二通光孔到达像素单元后，能够直接形成明暗相间的指纹图像。

Description

一种指纹识别系统以及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种指纹识别系统以及电子设备。

背景技术

电子设备，通过设置指纹识别系统，能够实现指纹解锁等的功能。指纹识别系统可以是屏下指纹识别系统，手指在屏幕上按压，屏幕上的光射到手指上，由手指射出的反射光经过屏幕，最终到达电子设备内的图像传感器上，完成指纹的采集。

然而，随着屏幕发展，因为显示效果、寿命、功耗等方面的需求，降低屏幕透光率成为趋势。低的屏幕透光率，会导致手指射出的反射光无法到达图像传感器。

因而，针对低屏幕透光率的屏幕的屏下指纹识别方案成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种指纹识别系统以及电子设备。解决了低透光率屏幕的屏下指纹识别的技术问题。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种指纹识别系统，该指纹识别系统包括：屏幕和图像传感器；屏幕包括衬底、第一遮光层和第二遮光层；第一遮光层设置在衬底上，第二遮光层设置在第一遮光层远离衬底的一侧；第一遮光层上阵列设置有多个第一通光路径，第二遮光层上阵列设置有与第一通光路径一一对应的多个第二通光路径，多个第一通光路径和多个第二通光路径形成多个第一通光孔；图像传感器设置在衬底远离第一遮光层的一侧；图像传感器包括第三遮光层和多个像素单元，多个像素单元设置在第三遮光层远离衬底的一侧；第三遮光层上阵列设置有多个第二通光孔；第一通光孔射出的光线能够通过第二通光孔到达像素单元。

基于上述本申请实施例对指纹识别系统的结构的描述，可知，该指纹识别系统的屏幕和图像传感器上均设置有通光孔，其中，屏幕设置有第一通光孔，图像传感器上设置有第二通光孔。经用户的手指反射的光线通过第一通光孔射出，此时，光线能够从屏幕射出，进入图像传感器的第二通光孔中。第一通光孔和第二通光孔共同形成通光结构，使得手指表面反射的光通过通光结构的通光孔径有效传递，直接形成明暗相间的指纹图案。解决了低透光率屏幕的屏下指纹识别的技术问题。手指反射的光线依次通过第一通光孔和第二通光孔，能够筛选过滤掉噪声信号，有利于提高指纹采集和识别的精度。

以及，屏幕的第一遮光层设置有第一通光路径，第二遮光层设置有第二通光路径，第一通光路径和第二通光路径构成第一通光孔。从而实现屏幕对手指的反射光线的筛选过滤。

在第一方面可行的实现方式中，第一通光路径和第二通光路径位于同一条直线上。在第一方面可行的实现方式中，图像传感器为光学图像传感器。相比其他传感器，有利于延长屏幕和指纹识别系统的使用寿命。

在第一方面可行的实现方式中，第一通光孔包括第一子孔，第二通光孔包括第二子孔，像素单元包括第一子单元；第一子孔、第二子孔、第一子单元位于同一条直线上。

第一子孔、第二子孔、第一子单元位于同一条直线上有利于增大进光量，避免第一子孔、第二子孔、第一子单元相互错开造成光线的损失。并且，第一子孔相当于第一准直孔，第二子孔相当于第二准直孔，对手指反射的光线起到准直的作用，能够筛选过滤掉噪声信号，有利于提高指纹采集和识别的精度。

在第一方面可行的实现方式中，第一子孔的轴线、第二子孔的轴线、第一子单元的轴线重合。

在第一方面可行的实现方式中，第一子孔的轴线到第一子单元的轴线的距离、第二子孔的轴线到第一子单元的轴线的距离的比值，等于第一遮光层到像素单元的距离、第三遮光层到像素单元的距离的比值。

在第一方面可行的实现方式中，第一遮光层为黑色矩阵层，第二遮光层为金属走线层；屏幕还包括：形成在黑色矩阵层和金属走线层之间的触控层、第一过渡层、阴极电极层、第二过渡层，以及形成在阵列层和衬底之间的第三过渡层、胶层；第二过渡层设置在阵列层上，阴极电极层设置在第二过渡层远离阵列层的一侧，第一过渡层设置在阴极电极层远离第二过渡层的一侧，触控层设置在第一过渡层远离阴极电极层的一侧；胶层设置在衬底上，第三过渡层设置在胶层远离衬底的一侧。

通过将屏幕内的黑色矩阵层作为第一遮光层、金属走线层作为第二遮光层，利用这些遮光层形成第一通光孔，在不增加工序的情况下，能够实现指纹图像的采集。

在第一方面可行的实现方式中，多个第一通光孔与多个第二通光孔一一对应。

在第一方面可行的实现方式中，一个第一通光孔与多个第二通光孔相对应，以使一个第一通光孔的光线进入多个第二通光孔中。

避免第一子孔、第二子孔、第一子单元相互错开造成光线的损失。

在第一方面可行的实现方式中，一个第二通光孔与多个第一通光孔相对应，以使一个第二通光孔能够接收多个第一通光孔中射出的光线。

这样，提高第二通光孔的进光量。以及，避免像素单元接收不到光线，使得图像传感器获取的指纹图像的信号均匀。

在第一方面可行的实现方式中，指纹识别系统还包括第三通光层；第三通光层设置在衬底远离第一遮光层的一侧，且位于衬底和第三遮光层之间；第三通光层上设置有多个第三通光孔，经第一通光孔射出的反射光线能够通过第三通光孔射入第二通光孔。

通过设置第三通光层，进一步筛选过滤掉噪声信号，有利于提高指纹采集和识别的精度。

在第一方面可行的实现方式中，多个像素单元与多个第二通光孔一一对应。

在第一方面可行的实现方式中，一个像素单元与多个第二通光孔对应，以使一个像素单元能够接收多个第二通光孔中射出的光线。

在第一方面可行的实现方式中，图像传感器包括第四遮光层；第四遮光层设置在第三遮光层和像素单元之间；第四遮光层上设置有多个第四通光孔，经第三通光孔射出的反射光线能够通过第四通光孔射入像素单元。

通过设置第四遮光层，进一步筛选过滤掉噪声信号，有利于提高指纹采集和识别的精度。

在第一方面可行的实现方式中，指纹识别系统还包括：聚光元件；聚光元件设置在第一通光孔的沿垂直于屏幕的方向的至少一侧；和/或，聚光元件设置在第二通光孔远离像素单元的一侧。

通过设置聚光元件，提高各个通光孔径的进光量，实现像素单元上的控光。

在第一方面可行的实现方式中，聚光元件的入射角小于第一通光孔的入射角。

在第一方面可行的实现方式中，聚光元件为平凸透镜；平凸透镜包括凸型曲面和与凸型曲面相对的第一平面；第一平面靠近第一通光孔设置，凸型曲面远离第一通光孔设置；或，第一平面靠近第二通光孔设置，凸型曲面远离第二通光孔设置。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：第一方面提供的指纹识别系统。

电子设备通过配置第一方面提供的指纹识别系统，在低透光率屏幕的场景下也能实现指纹识别，且指纹识别的性能好。指纹识别系统中使用光学图像传感器，相比其他传感器，有利于延长屏幕和指纹识别系统的使用寿命。

在第二方面可行的实现方式中，电子设备包括：边框；边框与屏幕相对设置，且边框与屏幕连接以形成容纳空间；图像传感器设置在容纳空间内。

在第二方面可行的实现方式中，图像传感器与边框的侧壁固定连接。

在第二方面可行的实现方式中，图像传感器与屏幕固定连接。

附图说明

图1a为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图1b为图1a提供的电子设备的内部电路图；

图2为图1a提供的电子设备的局部示意图；

图3a为本申请实施例提供的电子设备中屏幕的一种实现方式的结构示意图；

图3b为本申请实施例提供的电子设备中屏幕的另一种实现方式的结构示意图；

图3c为本申请实施例提供的电子设备中屏幕的又一种实现方式的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的指纹识别系统的结构示意图；

图5为图4所示的指纹识别系统中第一通光层的结构示意图；

图6为图4所示的指纹识别系统中第一通光孔的一种实现方式的俯视图；

图7为采用第一孔成像的指纹识别系统的原理示意图；

图8为图像传感器采用超声波传感器的原理示意图；

图9为本申请实施例提供的指纹识别系统的结构示意图；

图10为图9所示的指纹识别系统中第一通光孔和第二通光孔的结构示意图；

图11为图10所示的指纹识别系统中视场区域的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的指纹识别系统的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的指纹识别系统的结构示意图；

图14为图13所示的指纹识别系统的一种实现方式的结构示意图；

图15为本申请实施例提供的指纹识别系统的结构示意图；

图16为图15所示的指纹识别系统的一种实现方式的结构示意图；

图17为本申请实施例提供的指纹识别系统中图像传感器的一种实施例的结构示意图；

图18为本申请实施例提供的指纹识别系统中图像传感器的另一种实施例的结构示意图；

图19为本申请实施例提供的指纹识别系统中图像传感器的又一种实施例的结构示意图；

图20为本申请实施例提供的指纹识别系统的结构示意图；

图21a为本申请实施例提供的指纹识别系统的光路示意图；

图21b为本申请实施例提供的指纹识别系统的一种实现方式的俯视图；

图21c为本申请实施例提供的指纹识别系统的另一种实现方式的俯视图；

图21d为本申请实施例提供的指纹识别系统的又一种实现方式的俯视图；

图21e为本申请实施例提供的指纹识别系统的又一种实现方式的俯视图；

图22为本申请实施例提供的指纹识别系统的光路示意图；

图23a为本申请实施例提供的指纹识别系统的一种实现方式的仿真示意图；

图23b为本申请实施例提供的指纹识别系统的一种实现方式的仿真曲线示意图；

图24a为本申请实施例提供的指纹识别系统的另一种实现方式的仿真示意图；

图24b为本申请实施例提供的指纹识别系统的一种实现方式的仿真曲线示意图；

图25a为本申请实施例提供的指纹识别系统的又一种实现方式的仿真示意图；

图25b为本申请实施例提供的指纹识别系统的又一种实现方式的仿真曲线示意图。

附图标记：

100-电子设备，200-手指，200a-脊线，200b-谷线，1020-指纹识别系统，10-屏幕，10a-指纹采集区，101-发光区，11-第一通光层，11a-第一屏幕通光孔，11b-第二屏幕通光孔，11c-第三屏幕通光孔，1101-第一通光孔，1102-衬底，1103-第一遮光层，1103a-第一通光路径，1103a1-第一屏幕通光路径，1103a2-第二屏幕通光路径，1104-第二遮光层，1104a-第二通光路径，1104a1-第三屏幕通光路径，1104a2-第四屏幕通光路径，111-第一偏光片，112-第一基板，113-第一电极，114-发光层，115-第二电极，116-第二基板，121-第二偏光片，122-第一玻璃基板，123-彩色滤光片，124-液晶分子层，125-第二玻璃基板，126-第三偏光片，127-背光系统，131-屏幕盖板，132-光学胶层，133-黑色矩阵层，134-触控层，135-第一过渡层，136-阴极电极层，137-第二过渡层，138-金属走线层，139-第三过渡层，140-粘接层，141-衬底，20-图像传感器，21-第三遮光层，21a-第一传感器通光孔，21b-第二传感器通光孔，21c-第三传感器通光孔，2101-第二通光孔，31-第三通光层，31a-第三通光孔，22-像素单元，22a-第一像素单元，22b-第二像素单元，22c-第三像素单元，23-第四遮光层，2301-第四通光孔，241-第一角边界，242-第二角边界，30-柔性电路板，40-主板，401-计算控制单元，50-背盖，60-边框，70-光学功能器件，70a-透镜，71-聚光元件，701-第一透镜，702-第二透镜，703-第三透镜，704-第四透镜，80-容纳空间，90-第一层，90a-第一孔，110-显示屏，120-盖板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中，在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，A/B可以表示A或B；本申请中的“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，其中A,B可以是单数或者复数。并且，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。同时，在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。

本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备为具有指纹识别功能的一类设备。具体的，该电子设备可以包括手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、智能穿戴产品(例如，智能手表、智能手环)、虚拟现实(virtual reality，VR)设备、增强现实(augmentedreality，AR)，还可以是家用电器等设备。本申请实施例对上述电子设备的具体形式不做特殊限制。

图1a为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。如图1a所示，该电子设备100包括：屏幕10、图像传感器20、柔性电路板30、主板40、背盖50以及边框60。

屏幕10上设置有指纹采集区10a。用户可以将手指200按压在指纹采集区10a上，做好指纹识别的准备。如图2所示，屏幕10内还设置有发光区101，当手指200按压在指纹采集区10a上时，发光区101提供的光线会照射手指200，光线在手指200上发生反射，反射光线在屏幕10上发生透射，最终传导至图像传感器20。手指200上的指纹包括多条突起的脊线200a和凹陷的谷线200b，脊线200a和谷线200b的反射光到达图像传感器20后，能够直接形成明暗相间的指纹图像。可以理解的是，根据屏幕10的类型不同，发光区101的具体形式可能不同。这样，屏幕10和图像传感器20共同构成了指纹识别系统1020。

如图2所示，在一种实现方式中，该指纹识别系统1020还包括光学功能器件70，光学功能器件70能够对由屏幕10射出的透射光进行聚光和/或筛选，以使图像传感器20能够获得更好的指纹图像。对于光学功能器件70的种类，本申请不作限定，比如，可以微透镜，还可以是透镜(lens)。

背盖50和边框60，边框60固定于背盖50上。示例性的，边框60可以通过粘胶固定连接于背盖50上。边框60也可以与背盖50为一体成型结构，即边框60与背盖50为一个整体结构。如图1a所示，在一些实施例中，背盖50设置在边框60远离屏幕10的一侧。此时，屏幕10作为电子设备100的前屏。屏幕10可以通过胶粘固定于边框60上。背盖50与边框60围成电子设备100的内部容纳空间80。该内部容纳空间80将图像传感器20、柔性电路板30、主板40容纳在内。这样，可以实现电子设备100在前屏的解锁。在一些实施例中，屏幕10还可以设置在背盖50上，这样，通过背盖50上的屏幕10，可以实现电子设备100在背盖50处的解锁。当屏幕10设置于背盖50时，该指纹识别系统1020无需占用电子设备100的前屏的空间，从而不影响电子设备的前屏的屏占比。

另外，在一些实施例中，图像传感器20可以固定在边框60的内侧壁上，也可以固定在背盖50上，还可以通过胶粘的方式固定在屏幕10上或采用“口”字型泡棉固定在屏幕10上。对于图像传感器20的固定位置，本申请不作限定。当图像传感器20固定在边框60的内侧壁上时，图像传感器20与屏幕10之间的沿垂直于屏幕10的方向的距离L1可以为零。当图像传感器20固定在背盖50上，图像传感器20与屏幕10之间的沿垂直于屏幕10的方向的距离L1可以不为零。此时，图像传感器20与屏幕10之间具有间隙，图像传感器20与屏幕10之间可以为空气或其他透光物质。对于图像传感器20与屏幕10之间的沿垂直于屏幕10的方向的距离L1的数值大小，本申请不作限定。

主板40固定于电子设备100的内部容纳空间80中。示例的，边框60内设置有中板，主板40可以通过螺纹连接、卡接等方式固定于中板上。当电子设备100不包括中板时，主板40也可以通过螺纹连接、卡接等方式固定于屏幕10的靠近背盖50的表面。

图1b为图1a提供的电子设备的内部电路图。电子设备100还包括计算控制单元401。示例的，计算控制单元401可以设置于主板40上。计算控制单元401也可以设置于电子设备内的其他电路板上，比如设置于通用串行总线(universal serial bus，USB)器件所处的电路板上。一些实施例中，计算控制单元401为应用处理器(application processor，AP)。

计算控制单元401与指纹识别系统1020电连接。计算控制单元401用于接收并处理来自指纹识别系统1020的包含图像信息的电信号。示例性的，计算控制单元401与指纹识别系统1020通过柔性电路板30电连接。

除了用来识别指纹，指纹识别系统1020也可以用来识别其他物体。

可以理解的是，图1a仅示意性的示出了电子设备100包括的一些部件，这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图1a的限制。比如，在一些实施例中，电子设备100可以不包括图1a所示的边框60、背盖50或柔性电路板30。

其中，屏幕10可以是直板屏幕，也可以是折叠屏幕。屏幕10包括显示屏110和盖板120。盖板120可能的材质有多种，比如，可以是玻璃，也可以是塑料。显示屏110可以是有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)显示屏，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light-emitting diode，AMOLED)显示屏，迷你发光二极管(mini organic light-emitting diode)显示屏，微型发光二极管(micro organic light-emitting diode)显示屏，微型有机发光二极管(micro organiclight-emitting diode)显示屏，量子点发光二极管(quantum dot light emittingdiodes，QLED)显示屏，液晶显示屏(liquid crystal display，LCD)。对于显示屏110的种类，本申请不作限定。下面以OLED显示屏和LCD显示屏为例，对显示屏110的结构进行说明。

OLED显示屏可行的实现方式有多种。比如，如图3a所示，在一种实现方式中，OLED显示屏包括第一偏光片111、第一基板112、第一电极113、发光层114、第二电极115以及第二基板116。其中，第一电极113和第二电极115中的一个是阳极，另一个是阴极。

LCD显示屏可行的实现方式有多种。比如，如图3b所示，在一种实现方式中，LCD显示屏包括第二偏光片121、第一玻璃基板122、彩色滤光片123、液晶分子层124、第二玻璃基板125、第三偏光片126以及背光系统127。通过控制液晶分子层124中液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否，从而达到显示目的。

使用彩色滤光片(或彩膜层)替代偏光片(color filter on encapsulation，COE)技术是无偏光技术(pol-less)的代表之一。其中，彩膜层由红色(red)色阻、绿色(green)色阻、蓝色(blue)色阻以及黑色矩阵(black matrix，BM)组成，其中BM主要承担着防止漏光与降低反射的作用。COE屏幕具有低功耗、高色域、可控性强等优势。如图3c所示，本申请给出一种COE屏幕的实现方式，该COE屏幕包括屏幕盖板131、光学胶层132、BM层133、触控层134、第一过渡层135、阴极电极层136、第二过渡层137、金属走线层138、第三过渡层139、粘接层140以及衬底141。其中，金属走线层138可以是薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)金属走线层。第一过渡层135、第二过渡层137和第三过渡层139的材质可以是光学胶，还可以是聚酰亚胺(PI)基材，也可以是其他功能层，比如滤光层等等。

以上，不论是OLED显示屏还是LCD显示屏，或是COE屏幕，均为多层结构。对于屏幕中各层的厚度和材质，本申请不作限定。

随着屏幕的发展，因为显示效果、寿命、功耗等方面的需求，屏幕透光率会逐渐降低，甚至接近零，比如采用pol-less技术的屏幕，其屏幕透光率接近零。也就是说，屏幕中每层的透光性能可能不同，以COE屏幕为例，一部分层透光，比如屏幕盖板131透光、光学胶层132透光，另一部分层用于遮光，用于遮光的层不透光，比如BM层133遮光、金属走线层138遮光。

图像传感器(sensor)20，图像传感器20可以是用于收集指纹的指纹sensor，本申请实施例提供的电子设备中采用的图像传感器20可以是光学图像传感器。

光线在手指200上发生反射，反射光线在屏幕10发生透射，最终传导至光学图像传感器20。在这个过程中，需要保证手指反射的光线能够照射到图像传感器20上，也就是说手指反射的光线能够从屏幕10射出。

本申请提供一种指纹识别系统，能够解决低头率的屏幕的屏下指纹识别的技术问题。下面结合附图进行说明。

图4为本申请实施例提供的指纹识别系统的结构示意图。如图4所示，该指纹识别系统1020包括：屏幕10和图像传感器20。图像传感器20设置在屏幕10远离手指200的一侧；使得手指200的反射光线在屏幕10上发生透射，最终传导至图像传感器20。

屏幕10内设置有第一通光层11，第一通光层11上设置有多个第一通光孔1101，如图4所示的多个第一通光孔1101包括第一屏幕通光孔11a和第二屏幕通光孔11b。

图像传感器20内设置有第三遮光层21和多个像素单元22。第三遮光层21作为第二通光层。多个像素单元22设置在第三遮光层21远离屏幕10的一侧。第三遮光层21上设置有多个第二通光孔2101，多个第二通光孔2101可以如图4所示的包括第一传感器通光孔21a和第二传感器通光孔21b。多个像素单元22可以如图4所示的包括第一像素单元22a和第二像素单元22b。可以理解的是，第三遮光层21可以是多层结构，多层结构沿平行于第一方向B的方向依次设置。

在一些实施例中，可以将图像传感器20的感光元件(包括第三遮光层21)集成到屏幕10上。这样，可以将图像传感器20集成到屏幕10上。指纹识别系统1020的结构紧凑，第一通光孔1101和第二通光孔2101的相对位置更易控制，第一通光孔1101的光线能够更多的进入第二通光孔2101中，有利于指纹图像识别。

其中，第一通光孔1101和第二通光孔2101的形状可以是与圆形，可以是方形，也可以是多边形。对于第一通光孔1101和第二通光孔2101的形状，本申请不作限定。另外，第一通光孔1101和第二通光孔2101可以是直孔，也可以是锥型孔，本申请不作限定。当第一通光孔1101和第二通光孔2101是锥型孔时，自像素单元22至第一通光层11，第一通光孔1101、第二通光孔2101沿垂直于第一方向B的方向上的宽度可以逐渐增大。

这样，由第一通光孔1101射出的光线能够通过第二通光孔2101到达像素单元22。本申请实施例提供的指纹识别系统中图像传感器20是光学图像传感器的情况下，能够实现低透光率屏幕的识别指纹。第一通光孔1101和第二通光孔2101共同形成通光结构，使得手指表面反射的光通过通光结构的通光孔径有效传递，直接形成明暗相间的指纹图案。

以上，指纹识别系统1020包括两个通光层，且屏幕10内设置有第一通光层11，图像传感器20设置有第二通光层(即第三遮光层21)，经手指反射的反射光线不但经过第一通光层11上的第一通光孔1101筛选过滤掉一部分噪声信号，然后经过第三遮光层21上的第二通光孔2101筛选过滤掉另一部分噪声信号，有利于提高指纹采集和识别的精度。

随着屏幕的发展，为了减少不必要的反射光，通常在非显示区域会作遮光层的处理，本申请实施例提供的指纹识别系统利用这些遮光层形成第一通光孔，在不增加工序的情况下，能够实现指纹图像的采集。

以及，手指200的脊线和谷线的反射光经过第一通光孔1101、第二通光孔2101到达像素单元22后，能够直接形成明暗相间的指纹图像。

下面结合图5说明第一通光层11的一种可行的实现方式。如图5所示，屏幕10包括衬底1102、第一遮光层1103和第二遮光层1104。第一遮光层1103设置在衬底1102上，第二遮光层1104设置在第一遮光层1103远离衬底1102的一侧；第一遮光层1103上阵列设置有多个第一通光路径1103a，第二遮光层1104上阵列设置有与第一通光路径1103a一一对应的多个第二通光路径1104a，多个第一通光路径1103a和多个第二通光路径1104a形成多个第一通光孔1101。示例性的，第一通光路径1103a包括第一屏幕通光路径1103a1和第二屏幕通光路径1103a2，第二通光路径1104a包括第三屏幕通光路径1104a1和第四屏幕通光路径1104a2。第一屏幕通光路径1103a1和第三屏幕通光路径1104a1对应，形成第一通光孔1101。第二屏幕通光路径1103a2和第四屏幕通光路径1104a2对应，形成第一通光孔1101。

第一遮光层1103和第二遮光层1104构成第一通光层11。此时，图像传感器20设置在衬底1102远离第一遮光层1103的一侧；多个像素单元22均设置在第三遮光层21远离衬底1102的一侧。示例性的，第一遮光层1103可以如图3c所示的金属走线层138。第二遮光层1104可以是如图3c所示的BM层133。第一遮光层1103和/或第二遮光层1104也可以是额外设置的用于遮光的膜层。

在一些实施例中，屏幕10还可以包括多个遮光层，多个遮光层的每个遮光层上均设置有与第一通光路径1103a一一对应的通光孔径，各个遮光层上的一一对应的通光孔径形成第一通光孔1101。

图6为图4所示的指纹识别系统中第一通光孔的一种实现方式的俯视图。如图6所示，第一通光层11上开设有多个第一通光孔1101，比如，如图6所示的第一屏幕通光孔11a、第二屏幕通光孔11b、第三屏幕通光孔11c。可以理解的是，图6仅示意性的示出九个，并不构成对第一通光孔1101的数目的限定。示例性的，多个第一通光孔1101呈阵列布设。两个相邻的第一通光孔1101之间的中心距的范围可以是1-500微米，示例性的，中心距的范围可以是30-70微米。在一种示例中，两个相邻的第一通光孔1101之间的中心距的值可以和显示像素的周期一致，比如，55微米。第一通光孔1101的直径范围可以是1-50微米，示例性的，直径范围5-10微米。这样，微米级的通光孔既能满足指纹识别对光线的要求，又能不影响屏幕本身的功能。

形成第一通光孔1101的方法有多种。在一种实现方式中，可以通过刻蚀的方法，在第一遮光层1103上形成第一通光路径1103a。与第一通光孔1101相同，第二通光孔2101也可以通过刻蚀的方式获得。

以上，通过在屏幕10内的遮光层(比如第一遮光层1103和第二遮光层1104)上形成第一通光孔1101，使得经手指反射的反射光能够由低透光率屏幕射出。且屏幕10中的第一通光孔1101能够实现对反射光线的筛选过滤，第二通光孔2101对反射光线进行再次筛选过滤，屏幕10中的第一通光孔1101和图像传感器20内的第二通光孔2101配合，由第一通光孔1101射出的光线能够通过第二通光孔2101到达像素单元22，从而提高指纹采集和识别的精度。

若仅在图像传感器20设置通光孔和/或仅在屏幕10和图像传感器20设置光学功能器件70，指纹识别系统不能适用于低透光率屏幕，且指纹的图像性能和屏幕10的透过特性无法有效解耦。

如图7所示的第一孔成像的指纹识别系统包括第一层90，第一层90上设置有多个第一孔90a，各个第一孔90a的视场需要有效拼接才能形成完整的图像，这样一来，第一孔成像的指纹识别系统对图像拼接算法的要求较高，不利于指纹识别，且成本较高。本申请实施例提供的电子设备中指纹识别系统采用光学图像传感器，通过设置第一通光孔1101和第二通光孔2101，各个像素单元22获得的图像不需要将各个图像进行拼接，能够保证各种场景下的指纹识别。

相比指纹sensor采用如图8所示的超声波传感器，本申请实施例采用的光学图像传感器不需要保证指纹完全贴合屏幕10，避免在贴合过程中造成屏幕10的损耗，能够降低成本。

相比指纹sensor采用电容波传感器，本申请实施例提供的指纹识别系统中图像传感器20是光学图像传感器能够在屏幕10的分辨率较高(比如大于300ppi)的情况下，保证指纹的采集。

第一通光孔和第二通光孔之间的对应关系可以有多种。下面结合附图对第一通光孔和第二通光孔之间的几种可行的对应关系进行说明。

在一种实现方式中，第一通光孔1101和第二通光孔2101之间的对应关系可以如图4所示的呈1：1的关系，即一个第一通光孔1101只对应一个第二通光孔2101。也就是说，一个第一通光孔1101射出的反射光线射入一个第二通光孔2101，且每个第一通光孔1101对应的第二通光孔2101不同。第一通光孔1101和第二通光孔2101之间是一一对应的映射关系。示例性的，第一屏幕通光孔11a射出的光线进入第一传感器通光孔21a，第二屏幕通光孔11b射出的光线进入第二传感器通光孔21b。其中，第一通光孔1101包括第一子孔，第一子孔包括第一屏幕通光孔11a和第二屏幕通光孔11b。第二通光孔2101包括第二子孔，第二子孔包括第一传感器通光孔21a和第二传感器通光孔21b。

由于第一通光孔1101和第二通光孔2101都是微米级的孔，第一通光孔1101和第二通光孔2101能够刚好一一对应的工艺难度较大，若第一通光孔1101和第二通光孔2101错开了，从第一通光孔1101进入第二通光孔2101的进光量大幅度减小，甚至，如果第一通光孔1101和第二通光孔2101完全错开，可能就没有光进入第二通光孔2101，从而导致指纹图像获取失败。

图9为本申请实施例提供的指纹识别系统的结构示意图。如图9所示，在一种实现方式中，第一通光孔1101和第二通光孔2101之间的对应关系可以如图9所示的呈1：n的关系，即一个第一通光孔1101对应n个第二通光孔2101。其中，n为大于1的正整数。也就是说，一个第一通光孔1101射出的反射光线能够射入n个第二通光孔2101。示例性的，如图9所示，第一屏幕通光孔11a射出的光线进入第一传感器通光孔21a、第二传感器通光孔21b以及第三传感器通光孔21c。多个像素单元22包括第一像素单元22a和第二像素单元22b和第三像素单元22c。n可以是四个，也可以是九个。对于n的取值，本申请不作限定。

如图10所示，以n＝9为例，一个第一通光孔1101射出的反射光线能够射入九个第二通光孔2101中。九个第二通光孔2101中的三个分别是第一传感器通光孔21a、第二传感器通光孔21b以及第三传感器通光孔21c。九个第二通光孔2101以3×3的形式阵列分布。如图11所示，将第一屏幕通光孔11a射出的光线的最大范围作为一个视场区域A，九个第二通光孔2101将视场区域A以3×3的形式分为九个区域，分别是区域A1、区域A2、区域A3、区域A4、区域A5、区域A6、区域A7、区域A8、区域A9。第一传感器通光孔21a可以位于第二排第一列，第二传感器通光孔21b可以位于第二排第二列，第三传感器通光孔21c可以位于第二排第三列。在3×3的形式中，第二排第二列是中心位置，经第二传感器通光孔21b射出的光线对应的图像质量最清晰，即区域A5采集到的信号为有效信号，区域A1、区域A2、区域A3、区域A4、区域A6、区域A7、区域A8、区域A9这些围绕在区域A5周围的信号可以看作是无效信号。

当第一通光孔和第二通光孔之间的对应关系是1：1的关系或1：n的关系时，第二通光孔的数量少于第一通光孔的数量，这是，若第一通光孔没有射出光线或第一通光孔射出的光线较少时，第二通光孔可能不会有进光，第二通光孔对应的像素单元也不能获得信号。这样，不利于获取清晰的指纹图像。为了避免有的像素单元能够接收光线，有的像素单元不能接收到光线，造成图像传感器获取的指纹图像的信号不均匀，本申请还提供一种指纹识别系统的实现方式，第一通光孔和第二通光孔之间的对应关系是n：1的关系。

图12为本申请实施例提供的指纹识别系统的结构示意图。如图12所示，第一通光孔1101和第二通光孔2101之间的对应关系是n：1的关系。其中，n为大于1的正整数。也就是说，多个第一通光孔1101射出的反射光线能够射入同一个第二通光孔2101中。示例性的，第一屏幕通光孔11a、第二屏幕通光孔11b、第三屏幕通光孔11c射出的光线均能够进入第一传感器通光孔21a中。n可以是四个，也可以是九个。对于n的取值，本申请不作限定。

在一些实施例中，图像传感器20和屏幕10设置有透镜70a，透镜70a将多个第一通光孔1101射出的光线汇集，增加第二通光孔2101的进光量，避免第一像素单元22a接收不到光线。

第一通光孔1101和第二通光孔2101之间的对应关系是n：1时，第二通光孔2101的进光量受到多个第一通光孔1101的影响，不会因为某一个第一通光孔1101没有射出光线而导致第二通光孔2101的进光量为零，从而避免像素单元接收不到光线，使得图像传感器获取的指纹图像的信号均匀。

本申请实施例还提供一种指纹识别系统，该指纹识别系统中，第一通光层上的第一通光孔能够构成特定入射角度的透光设计。下面结合附图进行详细说明。

为了方便表述，如图4所示，将垂直于屏幕10的方向定义为第一方向B。

如图5所示，在一些实施例中，由第一遮光层1103上的第一通光路径1103a、第二遮光层1104上的第二通光路径1104a共同形成的第一通光孔1101的轴线a-a’与第一方向B平行。在一种实现方式中，第一通光路径1103a的轴线、第二通光路径1104a的轴线重合，且均为轴线a-a’。

一并结合图4和图5，当第一通光孔1101的轴线a-a’与第一方向B平行时，第一通光孔1101、第二通光孔2101以及像素单元22位于同一条直线b-b’上，且直线b-b’平行于第一方向B。示例性的，第一屏幕通光孔11a、第一传感器通光孔21a、第一像素单元22a位于同一条直线b-b’上，且直线b-b’平行于第一方向B。与之相同的，第二屏幕通光孔11b、第二传感器通光孔21b、第二像素单元22b位于同一条直线b-b’上，且直线b-b’平行于第一方向B。在一种实现方式中，第一通光路径1103a的轴线、第二通光路径1104a的轴线、第一像素单元22a的轴线重合，且均为轴线a-a’。此时，第一通光孔1101相当于准直孔，具有光线准直功能。

如图13所示，在一种实施例中，由第一遮光层1103上的第一通光路径1103a、第二遮光层1104上的第二通光路径1104a共同形成的第一通光孔1101的轴线a-a’与第一方向B不平行。即轴线a-a’相对于第一方向B倾斜。

如图13所示，当轴线a-a’相对于第一方向B倾斜时，第一通光孔1101、第二通光孔2101以及像素单元22位于同一条直线c-c’上，且直线c-c’与轴线a-a’平行，均倾斜于第一方向B。示例性的，第一屏幕通光孔11a、第一传感器通光孔21a、第一像素单元22a位于同一条直线c-c’上，且直线c-c’与轴线a-a’平行，均倾斜于第一方向B。与之相同的，第二屏幕通光孔11b、第二传感器通光孔21b、第二像素单元22b位于同一条直线c-c’上，且直线c-c’与轴线a-a’平行，均倾斜于第一方向B。如图14所示，在一种实现方式中，第一屏幕通光孔11a的轴线到第一像素单元22a的轴线的距离W1、第一传感器通光孔21a的轴线到第一像素单元22a的轴线的距离W2的比值(即W1/W2)，等于第一通光层11到像素单元22的距离D1、第三遮光层21到像素单元22的距离D2的比值(即D1/D2)。此时，第一通光孔1101和第二通光孔2101均相当于准直孔，其中，第一通光孔1101为第一准直孔，第二通光孔2101相当于第二准直孔，第一准直孔能够给手指反射的光线以第一次准直作用，第二准直孔能够给手指反射的光线以第二次准直作用，这样，像素单元22能够接收到的光线噪声比较小。

以上，第一通光层上的第一通光孔、第二通光层上的第二通光孔能够构成特定入射角度的透光设计，特定入射角度的光线照射至像素单元，以适应不同指纹识别场景的需求，保证指纹识别的质量。

为了进一步对手指反射的光线进行筛选过滤，本申请实施例增加具有通光作用的第三通光层，下面结合附图进行说明。

图15为本申请实施例提供的指纹识别系统的结构示意图。如图15所示，指纹识别系统还包括第三通光层31；第三通光层31位于第一通光层11和第三遮光层21之间。第三通光层31上设置有第三通光孔31a，经第一屏幕通光孔11a射出的反射光线能够通过第三通光孔31a射入第一传感器通光孔21a，传递至像素单元22。示例性的，如图16所示，第三通光层31设置在衬底1102远离第一遮光层1103的一侧，且位于衬底1102和第三遮光层21之间。可以理解的是，在一种实现方式中，第三通光层31可以是屏幕10的一部分。在另一种实现方式中，第三通光层31可以作为独立的结构粘接在屏幕10的衬底1102上。在另一种实现方式中，第三通光层31可以作为独立的结构设置在屏幕10和图像传感器20之间，第三通光层31可以固定在电子设备的边框上。第三通光层31的制备方式有多种，比如多层金属沉积、光刻胶刻蚀。

可以理解的是，指纹识别系统中第三通光层31可以设置有多个，进一步对手指反射的光线进行筛选过滤。

为了进一步对手指反射的光线进行筛选过滤，除了在屏幕一侧设置多个通光层，本申请实施例提供的指纹识别系统中图像传感器内可以设置多层遮光层。

图17为本申请实施例提供的指纹识别系统中图像传感器的一种实施例的结构示意图。如图17所示，图像传感器20除了设置有第三遮光层21，还设置有第四遮光层23，第四遮光层23设置在第三遮光层21和像素单元22之间，第四遮光层23上设置有第四通光孔2301，第三遮光层21上的第二通光孔2101射出的光线能够通过第四通光孔2301射到像素单元22上，以获得指纹图像。第三遮光层21作为一个通光结构，第四遮光层23作为另一个通光结构。也就是说，图像传感器20设置有多层通光结构，能够减少多个像素单元22之间的串扰。第三遮光层21、第四遮光层23的制备方式有多种，比如多层金属沉积、光刻胶刻蚀。

在一种实现方式中，第二通光孔2101的直径D3大于第四通光孔2301的直径D4。

可以理解的是，对于图像传感器20设置的通光结构的数目，本申请不作限定。

下面结合附图对本申请实施例提供的指纹识别系统中图像传感器一侧的通光结构设计进行说明。

为了保证像素单元的进光量，如图18所示，图像传感器20的视场角(FOV)包括第一角边界241和第二角边界242，第一角边界241和第二角边界242由像素单元22和第二通光孔2101决定，可以是第二通光孔2101的边缘和像素单元22的中心的连线。具体的，视场角(FOV)第一角边界241沿第二方向C(即顺时针方向)转动角度α得到第二角边界242。视场角(FOV)的角度为α，角度α的范围可以是(-10°,10°)，比如，角度α的取值可以是±5°。则第一角边界241由第一方向B沿第二方向C的反方向(即逆时针方向)转动角度α的一半，即第一角边界241与第一方向B之间的夹角为比如，/>的范围可以是(-10°,0)。第二角边界242由第一方向B沿第二方向C转动角度α的一半，即第二角边界242与第一方向B之间的夹角为比如，/>的范围可以是(0,10°)。

如图18所示，在一些实施例中，像素单元22和第二通光孔2101的对应关系可以是1：1，即每个像素单元22与一个第二通光孔2101对应，且每个像素单元22对应的第二通光孔2101不同。

如图19所示，在另一些实施例中，像素单元22和第二通光孔2101的对应关系可以是1：n，n为大于1的正整数，即每个像素单元22与n个第二通光孔2101对应，以使每个像素单元22能够接收多个第二通光孔2101中射出的光线，以提高每个像素单元22的进光量，避免某一个像素单元22没有接收到光线信息，从而使得图像传感器20获取的指纹图像的信号均匀。示例性的，n可以是四个，也可以是九个。对于n的取值，本申请不作限定。

为了提高各个通光孔径的进光量，如图20所示，本申请实施例提供的指纹识别系统还包括聚光元件71；聚光元件71可以是微透镜，也可以平凸透镜。

聚光元件71可以设置的位置有多处。

比如，在一些实施例中，聚光元件71设置在第一通光孔1101的沿第一方向B的至少一侧。在一种实现方式中，聚光元件71包括第一透镜701，第一透镜701可以设置在第一通光孔1101的远离图像传感器20的一侧。第一透镜701可以采用微透镜阵列(MLA)技术设置在屏幕10内。在一种实现方式中，聚光元件71包括第二透镜702，第二透镜702可以设置在第一通光孔1101的靠近图像传感器20的一侧。具体的，第二透镜702可以设置在第三通光孔31a靠近图像传感器20的一侧。第二透镜702可以采用微透镜膜材贴附在第三通光层31上。当聚光元件71为平凸透镜时，平凸透镜包括凸型曲面71a和与凸型曲面71a相对的第一平面71b；第一平面71b靠近第一通光孔1101设置，凸型曲面71a远离第一通光孔1101设置。

又比如，在一些实施例中，聚光元件71包括第三透镜703，第三透镜703设置在第二通光孔2101远离像素单元22的一侧。第三透镜703可以采用光刻或者回流的方式制备。在一种实现方式中，聚光元件71设置有多个，除了包括第三透镜703，还包括第四透镜704，多个第二通光孔2101远离像素单元22的一侧均设置有聚光元件71，以提升有效进光量。在一种实现方式中，每个第二通光孔2101远离像素单元22的一侧均可以设置聚光元件71，以提升有效进光量。当聚光元件71为平凸透镜时，第一平面71b靠近第二通光孔2101设置，凸型曲面71a远离第二通光孔2101设置。

在一些实施例中，聚光元件71的入射角小于第一通光孔1101的入射角。

以上，聚光元件71的聚光效果可以实现像素单元22的控光，提高进光量。

图21a为本申请实施例提供的指纹识别系统的光路示意图。如图21a所示，通过通光孔(比如第一通光孔1101和第二通光孔2101)能够进入图像传感器20的光线中位于图像传感器20的FOV内的光线才能够射到图像传感器20中。相邻像素单元22之间的串扰光线会对像素单元22获取指纹图像造成干扰。因而，在指纹成像过程中，需要尽可能增加图像传感器20以及通光孔(比如第一通光孔1101和第二通光孔2101)的进光量，减少相邻像素单元22之间的串扰光线，以达到减小成像的背景噪声。其中，“→”表示图像传感器的FOV，表示串扰光线，/>表示通过准直孔能够进入图像传感器的光线。

通过调整图像传感器20的FOV，能够尽可能增加图像传感器20以及通光孔(比如第一通光孔1101和第二通光孔2101)的进光量，减少相邻像素单元22之间的串扰光线。

下面给出三种指纹识别系统的示例。

图21b为本申请实施例提供的指纹识别系统的一种实现方式的俯视图。如图21b所示，指纹识别系统的第一通光孔1101、像素单元22为1：1对应的关系。FOV的角度α的范围是(-20°,20°)。指纹识别系统可以包括聚光元件71，第一通光孔1101、聚光元件71以及像素单元22为1：1：1对应的关系。其中，聚光元件71为微透镜(ML)，ML的直径50um，高度5um。

图21c为本申请实施例提供的指纹识别系统的另一种实现方式的俯视图。图21d为本申请实施例提供的指纹识别系统的又一种实现方式的俯视图。如图21c或图21d所示，指纹识别系统的第一通光孔1101、像素单元22为1：n对应的关系。其中，FOV的角度α的范围是(-20°,20°)。指纹识别系统可以包括聚光元件71，第一通光孔1101、聚光元件71以及像素单元22为1：1：n对应的关系。聚光元件71为微透镜(ML)，ML可以对入射光的方向进行收集调整。另外，输出的像素采用binning的方式，比如，如图21c所示的2*2，如图21d所示的3*3，能有效提升图像信噪比，减小成像的错位风险。

图21e为本申请实施例提供的指纹识别系统的又一种实现方式的俯视图。如图21e所示，指纹识别系统的第一通光孔1101、像素单元22为1：n对应的关系。其中，FOV的角度α的范围是(-5°,5°)。指纹识别系统可以包括聚光元件71，第一通光孔1101、聚光元件71以及像素单元22为1：n：n对应的关系。聚光元件71为微透镜(ML)。像素尺寸可以是12.5um。输出的图像既可以采用binning方式，比如，可以采用2*2或者4*4的方式进行。输出的图像也可以选择阵列中最优的像素(比如如图21e中阴影位置所示)进行选择输出，能够减小错位风险的同时提升输出图像的信噪比。

下面给出本申请实施例提供的指纹识别系统的几种可行的实现方式的仿真示意图。

图22为本申请实施例提供的指纹识别系统的光路示意图。如图22所示，该指纹识别系统的屏幕为直板屏幕。第一通光孔1101的孔径为6um，相邻两个第一通光孔1101的孔距55um(参见图6)。图像传感器20和屏幕10的距离L1为0.3mm。屏幕10远离图像传感器20的表面距离第一通光层11的距离L2为0.7mm。输出的图像既可以采用3*3的binning方式。聚光元件71以及像素单元22为1：1的对应的关系。聚光元件71为微透镜。光源为十线对，用于模拟细手指状态，明暗线条宽度均为50um。像素大小(sensor pixel)为25um。本申请实施例提供的指纹识别系统能实现线对的有效检测；通光孔与透镜错位移动均能有效成像，在同步的参数配置下成像质量会有所变化。

图22所示的指纹识别系统中设置有聚光元件71，图23a所示仿真示意图对应的指纹识别系统不包括聚光元件71。图23a所示仿真示意图的其他仿真条件如下：指纹识别系统的屏幕为直板屏幕。第一通光孔1101的孔径为6um，相邻两个第一通光孔1101的孔距55um(参见图6)。图像传感器20和屏幕10的距离L1为0.3mm。屏幕10远离图像传感器20的表面距离第一通光层11的距离L2为0.7mm。输出的图像既可以采用3*3的binning方式。光源为十线对，用于模拟细手指状态，明暗线条宽度均为50um。FOV的值为3.6，无微透镜，像素大小(sensor pixel)为25um。

如图23a所示，模拟细手指状态得到的仿真示意图中，成像模糊。

图23b为本申请实施例提供的指纹识别系统的一种实现方式的仿真曲线示意图。如图23b所示，仿真曲线示意图的横坐标为距离(与图23a所示仿真示意图的x方向的坐标对应)，单位为mm。仿真曲线示意图的纵坐标为信号强度。通过图23b所示的曲线，能够得到信噪比(signal-noise ratio，SNR)，SNR为1.3。

图22所示的指纹识别系统中设置有聚光元件71，图24a所示仿真示意图对应的指纹识别系统不包括聚光元件71。图22所示的指纹识别系统中像素大小和图24a所示仿真示意图对应的指纹识别系统中像素大小不同。图24a所示仿真示意图的其他仿真条件如下：指纹识别系统的屏幕为直板屏幕。第一通光孔1101的孔径为6um，相邻两个第一通光孔1101的孔距55um(参见图6)。图像传感器20和屏幕10的距离L1为0.3mm。屏幕10远离图像传感器20的表面距离第一通光层11的距离L2为0.7mm。输出的图像既可以采用3*3的binning方式。光源为十线对，用于模拟细手指状态，明暗线条宽度均为50um。FOV的值为3.6，无微透镜，像素大小(sensor pixel)为12.5um。

图24a所示的仿真示意图较模糊。相比图23a所示的仿真示意图，如图24a所示模拟细手指状态得到的仿真示意图成像较清楚。

图24b为本申请实施例提供的指纹识别系统的一种实现方式的仿真曲线示意图。如图24b所示，仿真曲线示意图的横坐标为距离(与图24a所示仿真示意图的x方向的坐标对应)，单位为mm。仿真曲线示意图的纵坐标为信号强度。通过图24b所示的曲线，能够得到信噪比(signal-noise ratio，SNR)，SNR为2.25。

与图23a对应的指纹识别系统、图24a对应的指纹识别系统不同，图25a所示仿真示意图对应的指纹识别系统包括聚光元件71。聚光元件71以及像素单元22为1：1的对应的关系。聚光元件71为微透镜。

图25a所示仿真示意图的其他仿真条件如下：指纹识别系统的屏幕为直板屏幕。第一通光孔1101的孔径为6um，相邻两个第一通光孔1101的孔距55um(参见图6)。图像传感器20和屏幕10的距离L1为0.3mm。屏幕10远离图像传感器20的表面距离第一通光层11的距离L2为0.7mm。输出的图像既可以采用3*3的binning方式。光源为十线对，用于模拟细手指状态，明暗线条宽度均为50um。FOV的值为3.6，有微透镜，像素大小(sensor pixel)为25um。

图25a所示的仿真示意图清楚。相比图23a所示的仿真示意图，如图25a所示模拟细手指状态得到的仿真示意图成像较清楚。

图25b为本申请实施例提供的指纹识别系统的一种实现方式的仿真曲线示意图。如图25b所示，仿真曲线示意图的横坐标为距离(与图25a所示仿真示意图的x方向的坐标对应)，单位为mm。仿真曲线示意图的纵坐标为信号强度。通过图25b所示的曲线，能够得到信噪比(signal-noise ratio，SNR)，SNR为8.6。

通过图23a至图25b的仿真结果可知，设置聚光元件71的指纹识别系统对应的信噪比更大，像素大小越小的指纹识别系统对应的信噪比更大。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种指纹识别系统，其特征在于，包括：

屏幕，包括衬底、第一遮光层和第二遮光层；

所述第一遮光层设置在所述衬底上，所述第二遮光层设置在所述第一遮光层远离所述衬底的一侧；所述第一遮光层上阵列设置有多个第一通光路径，所述第二遮光层上阵列设置有与所述第一通光路径一一对应的多个第二通光路径，所述多个第一通光路径和所述多个第二通光路径形成多个第一通光孔；

图像传感器，设置在所述衬底远离所述第一遮光层的一侧；所述图像传感器包括第三遮光层和多个像素单元，所述多个像素单元设置在所述第三遮光层远离所述衬底的一侧；所述第三遮光层上阵列设置有多个第二通光孔；所述第一通光孔射出的光线能够通过所述第二通光孔到达所述像素单元。

2.根据权利要求1所述的指纹识别系统，其特征在于，所述第一通光孔包括第一子孔，所述第二通光孔包括第二子孔，所述像素单元包括第一子单元；

所述第一子孔、所述第二子孔、所述第一子单元位于同一条直线上。

3.根据权利要求2所述的指纹识别系统，其特征在于，所述第一子孔的轴线到所述第一子单元的轴线的距离、所述第二子孔的轴线到所述第一子单元的轴线的距离的比值，等于所述第一遮光层到所述像素单元的距离、所述第三遮光层到所述像素单元的距离的比值。

4.根据权利要求1-3任一项所述的指纹识别系统，其特征在于，

所述第一遮光层为黑色矩阵层，所述第二遮光层为金属走线层；

所述屏幕还包括：形成在所述黑色矩阵层和所述金属走线层之间的触控层、第一过渡层、阴极电极层、第二过渡层，以及形成在阵列层和所述衬底之间的第三过渡层、胶层；

所述第二过渡层设置在所述阵列层上，所述阴极电极层设置在所述第二过渡层远离所述阵列层的一侧，所述第一过渡层设置在所述阴极电极层远离所述第二过渡层的一侧，所述触控层设置在所述第一过渡层远离所述阴极电极层的一侧；

所述胶层设置在所述衬底上，所述第三过渡层设置在所述胶层远离所述衬底的一侧。

5.根据权利要求1-3任一项所述的指纹识别系统，其特征在于，所述多个第一通光孔与所述多个第二通光孔一一对应。

6.根据权利要求1-3任一项所述的指纹识别系统，其特征在于，一个所述第一通光孔与多个所述第二通光孔相对应，以使一个所述第一通光孔的光线进入多个所述第二通光孔中。

7.根据权利要求1-3任一项所述的指纹识别系统，其特征在于，一个所述第二通光孔与多个所述第一通光孔相对应，以使一个所述第二通光孔能够接收多个所述第一通光孔中射出的光线。

8.根据权利要求1-3任一项所述的指纹识别系统，其特征在于，所述指纹识别系统还包括第三通光层；

所述第三通光层设置在所述衬底远离所述第一遮光层的一侧，且位于所述衬底和所述第三遮光层之间；

所述第三通光层上设置有多个第三通光孔，经所述第一通光孔射出的反射光线能够通过所述第三通光孔射入所述第二通光孔。

9.根据权利要求1-3任一项所述的指纹识别系统，其特征在于，所述多个像素单元与所述多个第二通光孔一一对应。

10.根据权利要求1-3任一项所述的指纹识别系统，其特征在于，一个所述像素单元与多个所述第二通光孔对应，以使一个所述像素单元能够接收多个所述第二通光孔中射出的光线。

11.根据权利要求8所述的指纹识别系统，其特征在于，所述图像传感器包括第四遮光层；

所述第四遮光层设置在所述第三遮光层和所述像素单元之间；

所述第四遮光层上设置有多个第四通光孔，经所述第三通光孔射出的反射光线能够通过所述第四通光孔射入所述像素单元。

12.根据权利要求1-3任一项所述的指纹识别系统，其特征在于，所述指纹识别系统还包括：聚光元件；

所述聚光元件设置在所述第一通光孔的沿垂直于屏幕的方向的至少一侧；

和/或，

所述聚光元件设置在所述第二通光孔远离所述像素单元的一侧。

13.根据权利要求12所述的指纹识别系统，其特征在于，所述聚光元件的入射角小于所述第一通光孔的入射角。

14.根据权利要求12所述的指纹识别系统，其特征在于，所述聚光元件为平凸透镜；

所述平凸透镜包括凸型曲面和与所述凸型曲面相对的第一平面；

所述第一平面靠近所述第一通光孔设置，所述凸型曲面远离所述第一通光孔设置；或，所述第一平面靠近所述第二通光孔设置，所述凸型曲面远离所述第二通光孔设置。

15.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1-14任一项所述的指纹识别系统。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：边框；

所述边框与所述屏幕相对设置，且所述边框与所述屏幕连接以形成容纳空间；

所述图像传感器设置在所述容纳空间内。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述图像传感器与所述边框的侧壁固定连接。

18.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述图像传感器与所述屏幕固定连接。