[发明专利]一种指纹识别系统、指纹采集设备及电子设备

说明书

本申请涉及指纹识别系统、指纹采集设备及电子设备，指纹识别系统包括：光波导层；一级光栅，设置于光波导层；二级光栅，设置于光波导层，二级光栅为两个或两个以上；其中，经过一级光栅的衍射光束能够经过二级光栅，且经过各二级光栅的衍射光束转向，并至少部分交叉。本实施例中，波导光经过二级光栅后发生转向，从而形成相互交叉的波导光，光的亮度较高，从而增加照射到手指脊部的光的亮度，且经过不同二级光栅耦合后波导光的方向不同，因此，交叉后的波导光能够照射到光波导层的各位置，不容易形成指纹照射的死角，从而提高指纹图像的质量，该指纹识别系统能够实现大面积高质量的指纹图像，进而提高指纹识别的灵敏度和准确度。

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、指纹采集设备及电子设备。

背景技术

手机等电子设备已经成为用户连接数字世界的主要入口，而移动支付的兴起促使用户越来越重视手机信息安全，传统的密码和Pin码存在被盗用的风险，因此无法满足手机信息安全的需求。生物识别技术是依靠人类特征来进行身份验证的一种技术，这些特征包括指纹、人脸、虹膜、静脉、声纹和DNA等人体生物特征，由于上述特征具有个体差异，因此生物识别技术具有极高的安全性，该技术在手机上被广泛应用。目前，应用在手机上的生物识别技术通常为指纹识别系统，该指纹识别系统包括传感器，通过传感器识别用户的指纹，从而实现手机的解锁。但是，传感器识别到的图片的质量和亮度影响指纹识别系统的灵敏性，灵敏性不高时导致用户的体验较差。

发明内容

本申请提供了一种指纹识别系统、指纹采集设备及电子设备，该指纹识别系统的指纹图像质量较高，即能够实现大面积高质量的指纹图像。

本申请第一方面提供一种指纹识别系统，所述指纹识别系统包括：光波导层；一级光栅，设置于所述光波导层；二级光栅，设置于所述光波导层，所述二级光栅为两个或两个以上；其中，经过所述一级光栅的衍射光束能够经过所述二级光栅，且经过各所述二级光栅的衍射光束转向，并至少部分交叉。本实施例中，光源发出的光线经过一级光栅时，将入射光耦合成±1级两束衍射光，该波导光经过二级光栅后发生转向，从而形成相互交叉的波导光，该交叉的波导光形成交叉区域，由于该交叉区域的光线存在交叉叠加，因此，该区域内光的亮度较高，从而增加照射到手指脊部的光的亮度，且经过不同二级光栅耦合后波导光的方向不同，因此，交叉后的波导光能够照射到光波导层的各位置，不容易形成指纹照射的死角，从而提高指纹图像的质量，该指纹识别系统能够实现大面积高质量的指纹图像，进而提高指纹识别的灵敏度和准确度。

在一种可能的设计中，所述二级光栅包括第一二级光栅和第二二级光栅，且所述第一二级光栅和所述第二二级光栅位于所述一级光栅的两侧。

在一种可能的设计中，所述第一二级光栅的光栅线条的方向与所述一级光栅的光栅线条的方向之间具有第一夹角θ1，所述第二二级光栅的光栅线条的方向与所述一级光栅的光栅线条的方向之间具有第二夹角θ2；其中，所述第一夹角θ1与所述第二夹角θ2相同或不同。

在一种可能的设计中，30°≤θ1≤70°，和/或，30°≤θ2≤70°。该第一夹角θ1与第二夹角θ2有助于实现转向光束的交叉，从而增加交叉区域的亮度。

在一种可能的设计中，所述一级光栅的周期为T1，所述第一二级光栅的周期为T2，所述第二二级光栅的周期为T3；λ/NpT1λ，0T2λ，0T3λ其中，Np为所述光波导层的折射率，λ为光的波长。该一级光栅的周期T1、第一二级光栅的周期T2和第二二级光栅的周期T3满足上述关系时有助于实现转向光束的交叉，从而增加交叉区域的亮度。

在一种可能的设计中，所述二级光栅的远离所述一级光栅的一侧设置有反射镜，且其反射光路经过所述二级光栅，使得照射到反射镜的光束能够反射，从而增加光的亮度。

在一种可能的设计中，所述光波导层的远离光源的一侧设置有反射镜。使得照射到反射镜的光束能够反射，从而增加光的亮度。