CN107590424A - 光学指纹传感器模组 - Google Patents

Abstract

一种光学指纹传感器模组，所述光学指纹传感器模组包括：光学指纹传感器；点状背光源；所述光学指纹传感器有且只有一个透光基板；所述透光基板的第一表面直接用于手指指纹接触；所述透光基板的第二表面具有器件层；所述器件层具有像素区；所述像素区具有多个像素；每个所述像素具有透光区域和非透光区域；所述非透光区域具有感光元件；所述透光区域使光线能够透过所述器件层的所述像素区；所述点状背光源位于所述像素区正下方，所述点状背光源和所述光学指纹传感器之间具有间隔，所述点状背光源发出的光线与所述透光基板的所述第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角。所述光学指纹传感器模组结构简化且性能提高。

Description

光学指纹传感器模组

技术领域

本发明涉及光学指纹识别领域，尤其涉及一种光学指纹传感器模组。

背景技术

指纹成像识别技术，是通过光学指纹传感器采集到人体的指纹图像，然后与系统里的已有指纹成像信息进行比对，来判断正确与否，进而实现身份识别的技术。由于其使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹成像识别技术已经大量应用于各个领域。比如公安局和海关等安检领域、楼宇的门禁系统、以及个人电脑和手机等消费品领域等等。指纹成像识别技术的实现方式有光学成像、电容成像、超声成像等多种技术。相对来说，光学指纹成像识别技术成像效果相对较好，设备成本相对较低。

更多有关光学指纹传感器的内容可参考公开号为CN203405831U的中国实用新型专利。

现有光学指纹传感器的模组的结构有待改进，性能有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种光学指纹传感器模组，以优化光学指纹传感器模组的结构，提高光学指纹传感器模组的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种光学指纹传感器模组，包括：光学指纹传感器；点状背光源；所述光学指纹传感器有且只有一个透光基板；所述透光基板的第一表面直接用于手指指纹接触；所述透光基板的第二表面具有器件层；所述器件层具有像素区；所述像素区具有多个像素；每个所述像素具有透光区域和非透光区域；所述非透光区域具有感光元件；所述透光区域使光线能够透过所述器件层的所述像素区；所述点状背光源位于所述像素区正下方，所述点状背光源和所述光学指纹传感器之间具有间隔，所述点状背光源发出的光线与所述透光基板的所述第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角。

可选的，所述点状背光源位于所述器件层下方，所述点状背光源的出射光从所述透光区域穿过所述器件层，再进入所述透光基板。

可选的，一个所述像素还包括遮光层，所述感光元件位于所述遮光层与所述透光基板之间，所述遮光层位于所述感光元件与所述点状背光源之间。

可选的，所述点状背光源包括至少一个LED灯，所述LED灯的光为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光；或者，所述点状背光源包括两个或两个以上LED灯，所述两个或两个以上LED灯对称地分布在所述光学指纹传感器的正下方，所述LED灯的光为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。

可选的，所述点状背光源的出光面前面具有聚光透镜，所述聚光透镜能够使所述点状背光源的光线转换为平行光或近平行光，所述点状背光源的光线先进入所述聚光透镜，再进入所述光学指纹传感器。

可选的，所述器件层的表面还包括光增透层，所述光增透层能够增加所述点状背光源的光线进入所述光学指纹传感器的比例。

可选的，所述光学指纹传感器和所述点状背光源之间还包括透光介质层，所述点状背光源发出的光线先进入所述透光介质层，然后再进入所述光学指纹传感器。

可选的，所述透光介质层的下表面做为聚光面，所述点状背光源发出的光线从所述聚光面进入所述透光介质层，所述聚光面将所述点状背光源发出的光线转换为平行光或近平行光。

可选的，所述透光介质层的所述下表面上还具有光增透层，所述光增透层能够增加所述点状背光源的光线进入所述透光介质层的比例。

可选的，所述透光介质层为玻璃层、塑料层或者光学胶层；所述透光介质层的所述聚光面为斜面、球冠面、椭球冠面、圆锥侧面或者棱锥侧面。

可选的，所述透光介质层的折射率为1.2以上。

可选的，所述透光基板的所述第一表面和所述第二表面的至少其中一个表面具有滤光层。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的技术方案中，提供一种新的光学指纹传感器模组，模组中，光学指纹传感器仅包括一个透光基板，此时，点状背光源发出的光线在穿过光学指纹传感器时，只需要穿过器件层和一个透光基板，因此，光线经过的基板较少，有助于形成清晰的指纹图像。同时，由于光学指纹传感器结构简单，厚度减小，简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。此外，点状背光源和光学指纹传感器之间具有间隔，且点状背光源发出的光线与透光基板的所述第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角，到达所述第一表面的光线通常都能够按较小偏移量(或者零偏移量)在第一表面和手指指纹的界面发生反射，并使大部分有效反射光线照射到像素区中离相应反射点较近的像素中，因此，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够准确实现指纹图像的识别，进一步提高了指纹图像的清晰度，并进一步简化光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。

进一步，点状背光源可以包括两个LED灯。在进行指纹图像采集时，既可以选择任意一个LED灯的光线作为指纹图像的成像光线，又可以轮流利用两个LED灯发出的两组光线都进行成像，然后进行减噪和补偿等计算，从而得到清晰度和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

进一步，光学指纹传感器靠近点状背光源的表面还可以包括光增透层，光增透层能够增加点状背光源的光线进入光学指纹传感器的比例，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用更多光线进行指纹图像的采集，从而得到清晰度和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

进一步，在点状背光源的出光面前面设置聚光透镜，聚光透镜能够使点状背光源的光线转换为平行光或近平行光，点状背光源的光线先进入聚光透镜，再进入光学指纹传感器，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用平行光线或者近平行光线进行指纹图像的采集，从而得到更小畸变量和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

进一步，光学指纹传感器和点状背光源之间还包括透光介质层。通过增加折射率大于空气的透光介质层，并且使光线从透光介质层的下表面进入透光介质层，可以将透光介质层的下表面制作成聚光面，聚光面能够使点状背光源的光线转换为平行光或近平行光，点状背光源的光线先通过聚光面进入透光介质层，再进入光学指纹传感器，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用平行光线或者近平行光线进行指纹图像的采集，从而得到更小畸变量和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

进一步，透光介质层的下表面还可以包括光增透层，光增透层能够增加点状背光源的光线进入透光介质层的比例，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用更多光线进行指纹图像的采集，从而得到清晰度和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

附图说明

图1是本发明第一实施例所提供的光学指纹传感器模组中，光学指纹传感器和点状背光源的俯视示意图；

图2是本发明第一实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面示意图；

图3是本发明第二实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面示意图；

图4是本发明第三实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面示意图；

图5是本发明第四实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面示意图；

图6是本发明第五实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面示意图；

图7是本发明第六实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面示意图；

图8是本发明第七实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面示意图。

具体实施方式

现有一种光学指纹传感器中，通常需要包括透光基板和保护层。这种结构不可避免地导致整个光学指纹传感器的厚度较大。而较大的厚度也导致光源发出的光线需要经过较长的光程才到达感光元件，导致采集的指纹图像质量无法进一步提高。

为此，本发明提供一种新的光学指纹传感器模组，通过简化光学指纹传感器的结构，省略保护层，从而不仅使光学指纹传感器模组厚度减小，而且提高所形成的指纹图像质量。

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

本发明第一实施例提供一种光学指纹传感器模组，请结合参考图1和图2。

图1是所述光学指纹传感器模组的俯视示意图(图1中虚线部分代表位于下层的结构，可结合参考图2)。图2是所述光学指纹传感器模组的剖面示意图。图2所示的剖面为沿图1所示A-A点划线剖切所述光学指纹传感器模组得到的剖面。

请结合参考图1和图2，所述光学指纹传感器模组包括光学指纹传感器110和点状背光源120。

光学指纹传感器110有且只有一个透光基板111。透光基板111的第一表面(未标注)直接用于手指指纹接触。透光基板111的第二表面(未标注)具有器件层112。图2中，所述第一表面为透光基板111的上表面，所述第二表面为透光基板111的下表面。

本实施例中，透光基板111的厚度可以设置在5cm以下。透光基板111的材料可以为玻璃或塑料等。

请参考图2，器件层112具有像素区1120。图2中，像素区1120标注在两条长虚线之间，代表的是，在图2所示平面中，像素区1120位于器件层112中两条长虚线之间。而像素区1120下方的两条长虚线之间的区域，则为像素区1120正下方所在区域。本说明书其它实施例对应的剖面示意图中，对相应像素区的标注同样采用上述方法进行，在此一并说明。

图中虽未显示，但像素区1120呈矩形，像素区1120各边长的大小可以根据产品需要进行选择。

图中虽未显示，但像素区1120具有多个像素(未示出)，多个所述像素可以呈行列矩阵排布，所述像素行列之间可以设置有相应的数据线(未示出)和扫描线(未示出)等线路结构。一种具体的排布方式可以为：多条扫描线沿第一轴向排布，多条数据线沿第二轴向排布的，扫描线和数据线限定出多个网格，所述像素位于网格中。其中，每个像素可以为矩形，矩形的每条边大小均小于或等于100μm。

图中虽未显示，但每个所述像素具有透光区域(未示出)和非透光区域(未示出)，所述非透光区域具有感光元件(未示出)，所述透光区域使光线能够透过所述器件层112的像素区1120。

需要说明的是，器件层112中，位于像素区1120周边的其它区域也可以设置有透光结构。即像素区1120以外的区域可以在保证制作相应结构和实现相应功能的基础上(例如需要在像素区1120周边区域制作驱动电路和绑定引脚等结构，以实现驱动和绑定等功能)，在像素区1120周边的部分区域上制作透光结构。

请参考图2，点状背光源120位于像素区1120正下方，点状背光源120和光学指纹传感器110之间具有间隔(此间隔为后续所述第三距离D3)，点状背光源120发出的光线与透光基板111的所述第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角。其中，夹角接近于直角是指夹角为85°～90°之间。

本实施例中，点状背光源120位于器件层112下方，点状背光源120的出射光从所述透光区域穿过器件层112，再进入透光基板111。

请参考图2，点状背光源120为一个LED灯。所述LED灯(发出)的光可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。

请参考图2，点状背光源120发出的光线如图2中黑色单向箭头所示。图2显示的剖面中，在水平方向上，点状背光源120与像素区1120的正下方所在区域的左侧边缘具有第一距离D1(第一距离D1在图1中也有显示)，点状背光源120与像素区1120的正下方所在区域的右侧边缘具有第二距离D2(第二距离D2在图1中也有显示)，在竖直方向上，点状背光源120与整个光学指纹传感器110之间具有第三距离D3。

由上述可知，由于第一距离D1、第二距离D2和第三距离D3的存在，点状背光源120必然位于像素区1120的正下方。

本实施例中，可以通过调整第一距离D1、第二距离D2和第三距离D3的大小，使点状背光源120处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

图中虽未显示，但本实施例中，一个像素还包括遮光层，所述感光元件位于所述遮光层与透光基板111之间，所述遮光层位于所述感光元件与点状背光源120之间。由于所述遮光层设置在相应位置，因此，所述感光元件只能接收从透光基板111进入器件层110的光信号，而点状背光源120的出射光不能从器件层110下方直接照射到所述感光元件。

其它实施例中，所述透光基板的所述第一表面和所述第二表面的至少其中一个表面可以具有滤光层。所述滤光层可以包括干涉反射层和光吸收层的至少其中之一。其中，干涉发射层可以增加有手指与无手指处的反射光差异，从而增加图像对比度，减小环境光对指纹图像的干扰，以减小环境光对指纹成像的影响。

其它实施例中，点状背光源可以包括两个或两个以上LED灯，两个或两个以上LED灯可以对称均匀地分布在光学指纹传感器的正下方，每个LED灯(发出)的光都可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。当点状背光源包括两个或两个以上LED灯时，每个LED灯的光可以都相同，也可以都不同，还可以部分LED灯的光相同，部分LED灯的光不同。

本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，光学指纹传感器110仅包括一个透光基板111，此时，点状背光源120发出的光线在穿过光学指纹传感器110时，只需要穿过器件层112和一个透光基板111，因此，光线经过的基板较少，有助于形成清晰的指纹图像。同时，由于光学指纹传感器110结构简单，厚度减小，简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。此外，点状背光源120和光学指纹传感器110之间具有间隔，且点状背光源120发出的光线与透光基板111的所述第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角，到达所述第一表面的光线通常都能够按较小偏移量(或者零偏移量)在第一表面和手指指纹的界面发生反射，并使大部分有效反射光线照射到像素区1120中离相应反射点较近的像素中，因此，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够准确实现指纹图像的识别，进一步提高了指纹图像的清晰度，并进一步简化光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。

本发明第二实施例提供另一种光学指纹传感器模组，请参考图3。图3是所述光学指纹传感器模组的剖面示意图，所述光学指纹传感器模组包括光学指纹传感器210和点状背光源(未标注)。

请参考图3，光学指纹传感器210有且只有一个透光基板211。透光基板211的第一表面(未标注)直接用于手指指纹接触。透光基板211的第二表面(未标注)具有器件层212。在图3中，所述第一表面为透光基板211的上表面，所述第二表面为透光基板211的下表面。

本实施例中，器件层212具有像素区2120，像素区2120具有多个像素(未示出)，每个所述像素具有透光区域(未示出)和非透光区域(未示出)，所述非透光区域具有感光元件(未示出)，所述透光区域使光线能够透过所述器件层212的像素区2120。

请参考图3，点状背光源包括两个LED灯，分别为LED灯220和LED灯230。

本实施例中，LED灯220和LED灯230位于像素区2120的正下方，它们与光学指纹传感器210之间分别具有第三距离F3和第六距离F6。即所述点状背光源位于像素区2120的正下方，点状背光源和光学指纹传感器210之间具有间隔。

LED灯220和LED灯230与第一表面所成的夹角主要为直角或者接近于直角。即点状背光源发出的光线与所述第一表面所成的夹角主要为直角或者接近于直角。

请参考图3，LED灯220和LED灯230发出的光线如图3中黑色单向箭头所示。LED灯220和LED灯230位于像素区2120的正下方，在图3所示俯视示意图中，LED灯220位于LED灯230的左侧。

图3显示的剖面中，在水平方向上，LED灯220与像素区2120正下方所在区域左侧边缘之间具有第一距离F1，LED灯220与像素区2120正下方所在区域右侧边缘之间具有第二距离F2。在竖直方向上，LED灯220与整个光学指纹传感器210之间具有第三距离F3。由上述可知，由于第一距离F1、第二距离F2和第三距离F3的存在，LED灯220必然位于像素区2120的正下方。

本实施例中，可以通过调整第一距离F1、第二距离F2和第三距离F3的大小，使LED灯220处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

同样的，图3显示的剖面中，在水平方向上，LED灯230与像素区2120正下方所在区域左侧边缘之间具有第四距离F4，LED灯230与像素区2120正下方所在区域右侧边缘之间具有第五距离F5。在竖直方向上，LED灯230与整个光学指纹传感器210之间具有第六距离F6。由上述可知，由于第四距离F4、第五距离F5和第六距离F6的存在，LED灯230必然位于像素区2120的正下方。

本实施例中，可以通过调整第四距离F4、第五距离F5和第六距离F6的大小，使LED灯230处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

本实施例中，LED灯220和LED灯230(发出)的光均可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。并且，两个LED灯的光可以相同，也可以不同。需要说明的是，其它实施例中，所述点状背光源包括三个或三个以上LED灯，三个或三个以上LED灯可以对称均匀地分布在光学指纹传感器210的下方。例如，当所述点状背光源包括四个LED灯时，当像素区2120的俯视形状为矩形时，四个LED灯可以对称地分布在矩形像素区2120的四侧下方。其它实施例中，每个LED灯的光都可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光，每个LED灯的光可以都相同，也可以都不同，还可以部分LED灯的光相同，部分LED灯的光不同。

需要说明的是，当所述点状背光源包括两个以上LED灯时(例如本实施例中具有LED灯220和LED灯230)，可以将全部LED灯中，离像素区2120最近的距离作为所述点状背光源到像素区2120的距离。

本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够实现指纹图像的识别，形成清晰的指纹图像，简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。同时，由于点状背光源包括LED灯220和LED灯230，因此，在进行指纹图像采集时，既可以选择任意一个LED灯的光线作为指纹图像的成像光线，又可以轮流利用两个LED灯发出的两组光线都进行成像，然后进行减噪和补偿等计算，从而得到清晰度和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

其它实施例中，当点状背光源包括更多LED灯时，同样可以轮流利用各个LED灯发出的各组光线都进行成像，然后进行减噪和补偿等计算，从而得到清晰度和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

更多有关本实施例所提供的光学指纹传感器模组的结构和性质，可参考前述实施例所提供的光学指纹传感器模组相应内容。

本发明第三实施例提供另一种光学指纹传感器模组，请参考图4，图4是所述光学指纹传感器模组的剖面示意图，所述光学指纹传感器模组包括光学指纹传感器310和点状背光源320。

请参考图4，光学指纹传感器310有且只有一个透光基板311。透光基板311的第一表面(未标注)直接用于手指指纹接触。透光基板311的第二表面(未标注)具有器件层312。在图4中，所述第一表面为透光基板311的上表面，所述第二表面为透光基板311的下表面。

本实施例中，器件层312具有像素区3120。像素区3120具有多个像素(未示出)，每个所述像素具有透光区域(未示出)和非透光区域(未示出)，所述非透光区域具有感光元件(未示出)，所述透光区域使光线能够透过所述器件层312的像素区3120。

请参考图4，点状背光源320位于像素区3120的下方，点状背光源320和光学指纹传感器310之间具有间隔(即点状背光源320与传感器310的器件层312的下表面的距离为第三距离G3)，点状背光源320发出的光线与透光基板311的所述第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角。具体的，点状背光源320同样位于像素区3120的正下方，以保证上述夹角为直角或者接近于直角。

本实施例中，点状背光源320包括一个LED灯。本实施例中，点状背光源320发出的光线如图4中黑色单向箭头所示。由于点状背光源320位于像素区3120的正下方，因此，在图4所示剖面中，点状背光源320位于像素区3120的正下方。图4显示的剖面中，在水平方向上，点状背光源320与像素区3120正下方所在区域左边缘之间具有第一距离G1，点状背光源320与像素区3120正下方所在区域右边缘之间具有第二距离G2。在竖直方向上，点状背光源320与传感器310的器件层312的下表面之间具有第三距离G3。由上述可知，由于第一距离G1、第二距离G2和第三距离G3的存在，点状背光源320必然位于像素区3120的正下方。

本实施例中，可以通过调整第一距离G1、第二距离G2和第三距离G3的大小，使点状背光源320处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

请参考图4，光学指纹传感器310靠近点状背光源320的表面还包括光增透层330，光增透层330能够增加点状背光源320的光线进入光学指纹传感器310的比例。

本实施例中，光增透层330直接层叠在器件层312表面上，从而减小了光学指纹传感器模组的厚度。

本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够实现指纹图像的识别，形成清晰的指纹图像，并且简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。同时，光学指纹传感器310靠近点状背光源320的表面还包括光增透层330，光增透层330能够增加点状背光源320的光线进入光学指纹传感器310的比例，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用更多光线进行指纹图像的采集，从而得到清晰度和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

更多有关本实施例所提供的光学指纹传感器模组的结构和性质，可参考前述实施例所提供的光学指纹传感器模组相应内容。

本发明第四实施例提供另一种光学指纹传感器模组，请参考图5，图5是所述光学指纹传感器模组的剖面示意图，所述光学指纹传感器模组包括光学指纹传感器410和点状背光源420。

请参考图5，光学指纹传感器410有且只有一个透光基板411。透光基板411的第一表面(未标注)直接用于手指指纹接触。透光基板411的第二表面(未标注)具有器件层412。在图5中，所述第一表面为透光基板411的上表面，所述第二表面为透光基板411的下表面。

本实施例中，像素区4120具有多个像素(未示出)，每个所述像素具有透光区域(未示出)和非透光区域(未示出)，所述非透光区域具有感光元件(未示出)，所述透光区域使光线能够透过所述器件层412的像素区4120。

请参考图5，点状背光源420位于像素区4120的下方，点状背光源420和光学指纹传感器410之间具有间隔(第三距离H3)，点状背光源420发出的光线与透光基板411的所述第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角。具体的，点状背光源420同样位于像素区4120的正下方，以保证上述夹角为直角或者接近于直角。

本实施例中，点状背光源420包括一个LED灯。点状背光源420发出的光线如图5中黑色单向箭头所示。图5显示的剖面中，在水平方向上，点状背光源420与像素区4120正下方所在区域左边缘之间具有第一距离H1，点状背光源420与像素区4120正下方所在区域右边缘之间具有第二距离H2。在竖直方向上，点状背光源420与传感器410的器件层412的下表面之间具有第三距离H3。由上述可知，由于第一距离H1、第二距离H2和第三距离H3的存在，点状背光源420必然位于像素区4120的正下方。

本实施例中，可以通过调整第一距离H1、第二距离H2和第三距离H3的大小，使点状背光源420处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

请参考图5，点状背光源420的出光面前面具有聚光透镜430，聚光透镜430能够使点状背光源420的光线转换为平行光或近平行光，点状背光源420的光线先进入聚光透镜430，再进入光学指纹传感器410。

需要说明的是，所述近平行光指全部光线之间的最大角度差异在10度以内。

本实施例中，所述聚光透镜430为凸透镜，此时，当点状背光源420离聚光透镜430的距离恰好等于凸透镜的焦距时，通过聚光透镜430的光均被调整为平行光。其它实施例中，所述聚光透镜430也可以为其它适合透镜，例如菲涅尔透镜。

本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够实现指纹图像的识别，形成清晰的指纹图像，并且简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。同时，在点状背光源420的出光面前面设置聚光透镜430，聚光透镜430能够使点状背光源420的光线转换为平行光或近平行光，点状背光源420的光线先进入聚光透镜430，再进入光学指纹传感器410，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用平行光线或者近平行光线进行指纹图像的采集，从而得到更小畸变量和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

更多有关本实施例所提供的光学指纹传感器模组的结构和性质，可参考前述实施例所提供的光学指纹传感器模组相应内容。

本发明第五实施例提供另一种光学指纹传感器模组，请参考图6，图6是所述光学指纹传感器模组的剖面示意图，所述光学指纹传感器模组包括光学指纹传感器510和点状背光源(未标注)。

请参考图6，光学指纹传感器510有且只有一个透光基板511。透光基板511的第一表面(未标注)直接用于手指指纹接触。透光基板511的第二表面(未标注)具有器件层512。在图6中，所述第一表面为透光基板511的上表面，所述第二表面为透光基板511的下表面。

本实施例中，器件层512具有像素区5120。像素区5120具有多个像素(未示出)，每个所述像素具有透光区域(未示出)和非透光区域(未示出)，所述非透光区域具有感光元件(未示出)，所述透光区域使光线能够透过所述器件层512的像素区5120。

请参考图6，所述点状背光源位于像素区5120的下方，所述点状背光源发出的光线与透光基板511的第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角。具体的，所述点状背光源同样位于像素区5120的正下方。

本实施例中，所述点状背光源包括LED灯520和LED灯530。LED灯520和LED灯530位于像素区5120的下方，LED灯520和LED灯530发出的光线与所述第一表面的上表面所成的夹角为直角或者接近于直角。

本实施例中，所述点状背光源发出的光线如图6中黑色单向箭头所示。图6显示的剖面中，在水平方向上，LED灯520与像素区5120正下方所在区域左侧边缘之间具有第一距离I1，LED灯520与像素区5120正下方所在区域右侧边缘之间具有第二距离I2。在竖直方向上，LED灯520与传感器510的器件层512的下表面之间具有第三距离I3。由上述可知，由于第一距离I1、第二距离I2和第三距离I3的存在，LED灯520必然位于像素区5120的正下方。

本实施例中，可以通过调整第一距离I1、第二距离I2和第三距离I3的大小，使LED灯520处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

同样的，图6显示的剖面中，在水平方向上，LED灯530与像素区5120正下方所在区域左侧边缘之间具有第四距离I4，LED灯530与像素区5120正下方所在区域右侧边缘之间具有第五距离I5。在竖直方向上，LED灯530与传感器510的器件层512的下表面之间具有第六距离I6。由上述可知，由于第四距离I4、第五距离I5和第六距离I6的存在，LED灯530必然位于像素区5120的正下方。

第四距离I4、第五距离I5和LED灯530自身宽度的总和，总是等于像素区5120的其中一条边长(可参考图1中的边长E1)。本实施例中，可以通过调整第四距离I4、第五距离I5和第六距离I6的大小，使LED灯530处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

与前述实施例不同的，如图6，本实施例中，LED灯520与光学指纹传感器510之间具有聚光透镜540，LED灯530与光学指纹传感器510之间具有聚光透镜550。即，LED灯520的出光面前面具有聚光透镜540，聚光透镜540能够使LED灯520的光线转换为平行光或近平行光，LED灯520的光线先进入聚光透镜540，再进入光学指纹传感器510。LED灯530的出光面前面具有聚光透镜550，聚光透镜550能够使LED灯530的光线转换为平行光或近平行光，LED灯530的光线先进入聚光透镜550，再进入光学指纹传感器510。

本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够实现指纹图像的识别，形成清晰的指纹图像，简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。同时，LED灯520和LED灯530的出光面前面分别设置聚光透镜540和聚光透镜550，聚光透镜540和聚光透镜550能够分别使LED灯520和LED灯530的光线转换为平行光或近平行光，LED灯520和LED灯530的光线先进入相应的聚光透镜，再进入光学指纹传感器510，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用平行光线或者近平行光线进行指纹图像的采集，从而得到更小畸变量和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

本发明第六实施例提供另一种光学指纹传感器模组，请参考图7，图7是所述光学指纹传感器模组的剖面示意图，所述光学指纹传感器模组包括光学指纹传感器610和点状背光源620。

请参考图7，光学指纹传感器610有且只有一个透光基板611。透光基板611的第一表面(未标注)直接用于手指指纹接触。透光基板611的第二表面(未标注)具有器件层612。在图7中，所述第一表面为透光基板611的上表面，所述第二表面为透光基板611的下表面。

请参考图7，器件层612具有像素区6120。像素区6120具有多个像素(未示出)，每个所述像素具有透光区域(未示出)和非透光区域(未示出)，所述非透光区域具有感光元件(未示出)，所述透光区域使光线能够透过所述器件层612的像素区6120。

请参考图7，点状背光源620位于像素区6120的下方，点状背光源620和光学指纹传感器610之间具有间隔(第三距离J3)，点状背光源620发出的光线与透光基板611的所述第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角。具体的，点状背光源620同样位于像素区6120的正下方，以保证上述夹角为直角或者接近于直角。

本实施例中，点状背光源620发出的光线如图7中黑色单向箭头所示。图7显示的剖面中，在水平方向上，点状背光源620与像素区6120的正下方所在区域左侧边缘之间具有第一距离J1，点状背光源620与像素区6120的正下方所在区域右侧边缘之间具有第二距离J2；在竖直方向上，点状背光源620与传感器610的器件层612的下表面之间具有第三距离J3。由上述可知，由于第一距离J1、第二距离J2和第三距离J3的存在，点状背光源620必然位于像素区6120的正下方。

本实施例中，可以通过调整第一距离J1、第二距离J2和第三距离J3的大小，使点状背光源620处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

与前述实施例不同的，如图7，本实施例中，光学指纹传感器610和点状背光源620之间还包括透光介质层630，点状背光源620发出的光线先进入透光介质层630，然后再进入光学指纹传感器610。透光介质层630的折射率总是大于空气的折射率的，并且透光介质层630的下表面为聚光面(图7中未标注)。本实施例中，透光介质层630的聚光面能够使点状背光源620的光线转换为平行光或近平行光，点状背光源620的光线先进入透光介质层630，再进入光学指纹传感器610，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用平行光线或者近平行光线进行指纹图像的采集，从而得到更小畸变量和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

需要特别说明的是，尽管本实施例中，整个光学指纹传感器模组包括了透光介质层630，但是，光学指纹传感器610本身仍然有且仅有一个透光基板611。此时，光学指纹传感器610仍然是简化的结构，即透光介质层630是设置在光学指纹传感器610和点状背光源620之间的结构，不构成光学指纹传感器610的一部分。

本实施例中，可以进一步选择透光介质层630的折射率在1.2以上，从而更进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

本实施例中，透光介质层630的材料可以具体为玻璃层、塑料层或者光学胶层。

本实施例中，透光介质层630的所述聚光面为椭球冠面。其它实施例中，透光介质层630的所述聚光面也可以为斜面、球冠面、圆锥侧表面或者棱锥侧表面等。

需要说明的是，图中虽未显示，但本实施例中，在光学指纹传感器610和透光介质层630之间还可以具有第二光学胶层，点状背光源620发出的光线从透光介质层630先进入所述第二光学胶层，再从第二光学胶层进入光学指纹传感器610。第二光学胶层可以避免光学指纹传感器610和透光介质层630之间存在空气，进而防止光线在光学指纹传感器610和透光介质层630之间的空气中发生散射和折射，从而提高后续指纹图像的质量。

更多有关本实施例所提供的光学指纹传感器模组的结构和性质，可参考前述实施例所提供的光学指纹传感器模组相应内容。

本发明第七实施例提供另一种光学指纹传感器模组，请参考图8，图8是所述光学指纹传感器模组的剖面示意图，所述光学指纹传感器模组包括光学指纹传感器710和点状背光源720。

请参考图8，光学指纹传感器710有且只有一个透光基板711。透光基板711的第一表面(未标注)直接用于手指指纹接触。透光基板711的第二表面(未标注)具有器件层712。在图8中，所述第一表面为透光基板711的上表面，所述第二表面为透光基板711的下表面。

请参考图8，器件层712具有像素区7120，像素区7120具有多个像素(未示出)，每个所述像素具有透光区域(未示出)和非透光区域(未示出)，所述非透光区域具有感光元件(未示出)，所述透光区域使光线能够透过所述器件层712的像素区7120。

请参考图8，点状背光源720位于像素区7120的下方，点状背光源720和光学指纹传感器710之间具有间隔(与传感器710的器件层712的下表面的距离为第三距离K3)，点状背光源720发出的光线与透光基板711的所述第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角。具体的，点状背光源720同样位于像素区7120的正下方，以保证上述夹角为直角或者接近于直角。

本实施例中，点状背光源720发出的光线如图8中黑色单向箭头所示。图8显示的剖面中，在水平方向上，点状背光源720与像素区7120的正下方所在区域左侧边缘之间具有第一距离K1，点状背光源720与像素区7120的正下方所在区域右侧边缘之间具有第二距离K2；在竖直方向上，点状背光源720与传感器710的器件层712的下表面之间具有第三距离K3。由上述可知，由于第一距离K1、第二距离K2、和第三距离K3的存在，点状背光源620必然位于像素区6120的正下方。

本实施例中，可以通过调整第一距离K1、第二距离K2、和第三距离K3的大小，使点状背光源620处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

请参考图8，光学指纹传感器710和点状背光源720之间还包括透光介质层730，点状背光源720发出的光线先进入透光介质层730，然后再进入光学指纹传感器710。

本实施例中，可以进一步选择透光介质层730的折射率在1.2以上，从而更进一步提高光学指纹传感器模组的性能。透光介质层730的材料可以具体为玻璃层、塑料层或者光学胶层。

本实施例中，透光介质层730的所述下表面为聚光面(图8中未标注)，点状背光源720发出的光线从所述聚光面进入透光介质层730，所述聚光面将点状背光源720发出的光线转换为平行光或近平行光。

请参考图8，透光介质层730的所述聚光面上(具体在下表面上)还具有光增透层740，光增透层740能够增加点状背光源720的光线进入透光介质层的比例，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用更多光线进行指纹图像的采集，从而得到清晰度和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

更多有关本实施例所提供的光学指纹传感器模组的结构和性质，可参考前述实施例所提供的光学指纹传感器模组相应内容。

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

Claims (12)

1.一种光学指纹传感器模组，包括：

光学指纹传感器；

点状背光源；

其特征在于：

所述光学指纹传感器有且只有一个透光基板；

所述透光基板的第一表面直接用于手指指纹接触；

所述透光基板的第二表面具有器件层；

所述器件层具有像素区；所述像素区具有多个像素；每个所述像素具有透光区域和非透光区域；所述非透光区域具有感光元件；所述透光区域使光线能够透过所述器件层的所述像素区；

所述点状背光源位于所述像素区正下方，所述点状背光源和所述光学指纹传感器之间具有间隔，所述点状背光源发出的光线与所述透光基板的所述第一表面所成的夹角为直角或者接近于直角。

2.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述点状背光源位于所述器件层下方，所述点状背光源的出射光从所述透光区域穿过所述器件层，再进入所述透光基板。

3.如权利要求1或2所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，一个所述像素还包括遮光层，所述感光元件位于所述遮光层与所述透光基板之间，所述遮光层位于所述感光元件与所述点状背光源之间。

4.如权利要求1或2所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述点状背光源包括至少一个LED灯，所述LED灯的光为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光；或者，所述点状背光源包括两个或两个以上LED灯，所述两个或两个以上LED灯对称地分布在所述光学指纹传感器的正下方，所述LED灯的光为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。

5.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述点状背光源的出光面前面具有聚光透镜，所述聚光透镜能够使所述点状背光源的光线转换为平行光或近平行光，所述点状背光源的光线先进入所述聚光透镜，再进入所述光学指纹传感器。

6.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述器件层的表面还包括光增透层，所述光增透层能够增加所述点状背光源的光线进入所述光学指纹传感器的比例。

7.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述光学指纹传感器和所述点状背光源之间还包括透光介质层，所述点状背光源发出的光线先进入所述透光介质层，然后再进入所述光学指纹传感器。

8.如权利要求7所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述透光介质层的下表面做为聚光面，所述点状背光源发出的光线从所述聚光面进入所述透光介质层，所述聚光面将所述点状背光源发出的光线转换为平行光或近平行光。

9.如权利要求7或8所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述透光介质层的所述下表面上还具有光增透层，所述光增透层能够增加所述点状背光源的光线进入所述透光介质层的比例。

10.如权利要求8所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述透光介质层为玻璃层、塑料层或者光学胶层；所述透光介质层的所述聚光面为斜面、球冠面、椭球冠面、圆锥侧面或者棱锥侧面。

11.如权利要求7、8或10所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述透光介质层的折射率为1.2以上。

12.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述透光基板的所述第一表面和所述第二表面的至少其中一个表面具有滤光层。