CN108416247A - 光学指纹传感器模组 - Google Patents
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Abstract
一种光学指纹传感器模组，包括：光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括感光像素所在的像素区；所述感光像素包括光学指纹感测元件、透光区和非透光区，所述光学指纹感测元件位于所述非透光区；全部所述光学指纹感测元件呈行列排布；点状背光源，一个所述像素区对应一个所述点状背光源；所述点状背光源位于对应所述像素区的最外一行所述光学指纹感测元件斜下方；在像素区，选取中心到所述点状背光源距离最近的最大正方形区域；在所述最大正方形区域中，将最大正方形区域中的光学指纹感测元件划分为不同的元件组，对不同元件组的光学指纹感测元件进行不同的设置。光学指纹传感器模组的性能提高。
Description
技术领域
本发明涉及光电显示领域，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，所述光学指纹传感器包括感光像素所在的像素区；所述感光像素包括光学指纹感测元件、透光区和非透光区，所述光学指纹感测元件位于所述非透光区；全部所述光学指纹感测元件呈行列排布；点状背光源，一个所述像素区对应一个所述点状背光源；所述点状背光源位于对应所述像素区的最外一行所述光学指纹感测元件斜下方；在所述像素区中，选取中心到所述点状背光源距离最近的最大正方形区域，所述最大正方形区域包括2x×2x个所述光学指纹感测元件，或者(2x+1)×(2x+1)个所述光学指纹感测元件，x为2以上的整数；在所述最大正方形区域中，设置距离所述点状背光源最远的两行及最远的两列所述光学指纹感测元件为第x元件组，除第x元件组外，距离所述点状背光源第二远的两行及第二远的两列所述光学指纹感测元件为第x-1元件组，以此类推，直至除前面第x元件组至第2元件组外，剩余所述光学指纹感测元件为第1元件组；第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数：第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
可选的，在所述第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，所述元件感光面积等于所述有效感光面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
可选的，在所述第一种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积均相等，所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
可选的，在所述第二种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积相等。
可选的，在所述第一种情况下，或者在同时存在所述第一种情况和所述第二种情况的条件下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，同时所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积。
可选的，所述像素区中，还剩余位于所述最大正方形区域之外的a行所述光学指纹感测元件，a为1以上的整数；这a行所述光学指纹感测元件中，设置距离所述点状背光源最近的一行所述光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离所述点状背光源最远的一行所述光学指纹感测元件为第x+a元件组；或者，所述像素区中，还剩余对称位于所述最大正方形区域两侧的2a列所述光学指纹感测元件，a为1以上的整数；这2a列所述光学指纹感测元件中，设置距离所述点状背光源最近的两列所述光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离所述点状背光源最远的两列所述光学指纹感测元件为第x+a元件组；第z元件组中光学指纹感测元件与第z+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，z为x至x+a的任意整数：第一种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；第二种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
为解决上述问题，本发明提供了另一种光学指纹传感器模组，包括：光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括感光像素所在的像素区；所述感光像素包括光学指纹感测元件、透光区和非透光区，所述光学指纹感测元件位于所述非透光区；全部所述光学指纹感测元件呈行列排布；点状背光源，一个所述像素区对应一个所述点状背光源；所述点状背光源位于对应所述像素区的最外一行所述光学指纹感测元件斜下方；在所述像素区中，选取中心到所述点状背光源距离最近的最大长方形区域；所述最大长方形区域包括x×(2x-1)个所述光学指纹感测元件，并且为x行和2x-1列，或者x×2x个所述光学指纹感测元件，并且为x行和2x列，x为2以上的整数；在所述最大长方形区域中，设置距离所述点状背光源最远的一行及最远的两列的所述光学指纹感测元件为第x元件组，除第x元件组外，距离所述点状背光源第二远的一行及第二远的两列所述光学指纹感测元件为第x-1元件组，以此类推，直至除前面第x元件组至第2元件组外，剩余所述光学指纹感测元件为第1元件组；第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数：第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
可选的，在所述第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，所述元件感光面积等于所述有效感光面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
可选的，在所述第一种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积均相等，所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
可选的，在所述第二种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积相等。
可选的，在所述第一种情况下，或者在同时存在所述第一种情况和所述第二种情况的条件下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，同时所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积。
可选的，所述像素区中，还剩余位于所述最大长方形区域之外的a行所述光学指纹感测元件，a为1以上的整数；这a行所述光学指纹感测元件中，设置距离所述点状背光源最近的一行所述光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离所述点状背光源最远的一行所述光学指纹感测元件为第x+a元件组；或者，所述像素区中，还剩余对称位于所述最大长方形区域两侧的2a列所述光学指纹感测元件，a为1以上的整数；这2a列所述光学指纹感测元件中，设置距离所述点状背光源最近的两列所述光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离所述点状背光源最远的两列所述光学指纹感测元件为第x+a元件组；第z元件组中光学指纹感测元件与第z+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，z为x至x+a的任意整数：第一种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；第二种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
为解决上述问题本发明还提供了一种光学指纹传感器模组，包括：光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括感光像素所在的像素区；所述感光像素包括光学指纹感测元件、透光区和非透光区，所述光学指纹感测元件位于所述非透光区；点状背光源，一个所述像素区对应一个所述点状背光源；所述点状背光源位于对应所述像素区的斜下方；根据到所述点状背光源距离从近到远，依次将所述像素区分为第1光强区至第x光强区，其中，第2光强区至第x-1光强区的整体形状呈现圆弧状条形或椭圆弧状条形，x为3以上的整数；第1光强区中的所述光学指纹感测元件为第1元件组，第2光强区中的所述光学指纹感测元件为第2元件组，以此类推，第x光强区的所述光学指纹感测元件为第x元件组；第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数：第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
可选的，在所述第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，所述元件感光面积等于所述有效感光面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
可选的，在所述第一种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积均相等，所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
可选的，在所述第二种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积相等。
可选的，在所述第一种情况下，或者在同时存在所述第一种情况和所述第二种情况的条件下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积；并且，同时所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积。
可选的，当一个所述光学指纹感测元件位于两个不同的光强区时，将这个所述光学指纹感测元件当成是位于它较大面积所在的所述光强区中；当一个所述光学指纹感测元件位于两个不同的光强区，并且这个所述光学指纹感测元件在这两个所述光强区的面积相等时，将这个所述光学指纹感测元件当成是位于这两个所述光强区的任意一个中。
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，对光学指纹感测元件进行差别化处理，保证最终不同位置的光学指纹感测元件均能够接收到大致相同的指纹信号，提高光学指纹传感器模组所能够获得的指纹图像质量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的光学指纹传感器模组剖面示意图；
图2为第一类情形下光学指纹感测区的俯视示意图；
图3为第一类情形下，具体选择第一种情况的一种感光像素示意图；
图4为部分图3所示感光像素的剖面示意图；
图5为第二类情形下光学指纹感测区的俯视示意图；
图6为第二类情形下，具体选择第一种情况的另一种感光像素示意图；
图7为部分图6所示感光像素的剖面示意图；
图8为第三类情形下光学指纹感测区的俯视示意图；
图9为第三类情形下光学指纹感测区的俯视示意图；
图10为第三类情形下，具体选择第二种情况的一种感光像素示意图；
图11为第四类情形下光学指纹感测区的俯视示意图；
图12为第五类情形下光学指纹感测区的俯视示意图；
图13为第六类情形下光学指纹感测区的俯视示意图；
图14为本发明另一实施例提供的光学指纹传感器模组剖面示意图；
图15为图14所示光学指纹传感器模组其中一个光学指纹感测区的俯视示意图；
图16为图15所示光学指纹感测区中感光像素示意图；
图17为部分图16所示感光像素更加详细的俯视示意图；
图18为图17所示感光像素的剖面示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有光学指纹传感器模组的性能有待提高。
为此，本发明提供一种新的光学指纹传感器模组，所述光学指纹传感器模组将像素区中的光学感测元件划分到不同的元件组(不同元件组的划分采用的是非线性变化规律)，再对不同元件组采用不同的情况对待，从而使得不同位置的光学感测元件接收到的指纹信号差异减小，提高所获得的指纹图像质量，从而使得所述光学指纹传感器模组的指纹识别功能更强。
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。
本说明书中的上下关系，是以将光学指纹传感器模组放置在用户眼睛下方进行定义的。也就是说，光学指纹传感器模组中，如果说一个结构位于另一个结构的上方，说明在将这个光学指纹传感器模组放置在用户眼睛下方时，这个结构比另一个结构更加靠近用户眼睛。同时，本说明书中提到的各结构面积，是指在这种上下关系中的俯视面积，在此一并说明。
本发明第一实施例提供一种光学指纹传感器模组，请参考图1，图1是所述光学指纹传感器模组的剖面结构示意图。所述光学指纹传感器模组包括保护层130、光学指纹传感器110和点状背光源120。
图1显示，光学指纹传感器110包括感光像素(未示出，参考后续相应内容)所在的像素区111。通常，光学指纹传感器110具有透光基板(未区别显示，可参考后续的透光基板112)和位于透光基板表面的元件层(未区别显示，参考后续相应内容)。光学指纹传感器110包括像素区111，亦即所述元件层具有像素区111。
本实施例中，像素区111呈矩形，像素区111的大小可以根据产品需要进行选择。像素区111具有多个所述感光像素，每个所述感光像素包括光学指纹感测元件(通常一个感光像素包括一个光学指纹感测元件)、透光区和非透光区，所述光学指纹感测元件位于所述非透光区。全部所述光学指纹感测元件呈行列排布。
需要特别说明的是，本实施例中的非透光区，并不是整个区域从上到下都是非透光的。而是，这些区域的底部具有非透光层，从而使得位于这些底部非透光层上方的光学指纹感测元件能够被这些非透光层保护，不受从下方传来的光线影响。但是，非透光区中，在光学指纹感测元件上方的结构仍然是透光的，以使得光学指纹感测元件能够接收来自上方的光线。
需要特别说明的是，本实施例中的元件层的上层(上方)还可以具有遮光层，遮光层也可以用于遮挡入射光，即可以通过所述遮光层来调节所述透光区的大小。此时，所述透光区可以是元件层的下方非透光层和上方遮光层共同作用的结果。具有所述非透光层和所述遮光层的任何一个结构所在区域均属于上述非透光区域。
需要特别说明的是，本实施例设置透光区的高度等于所述元件层的高度，即透光区是从下到上整个区域都是透光结构，从而保证光线能够从透光区穿过元件层(需要说明的是，元件层的各位置高度可能略有差别，但是至少部分位置元件层的高度与对应位置透光区的高度相等)。而光线能够从透光区穿过元件层，保证了光学指纹传感器模组能够利用位于光学指纹传感器110下方的点状背光源120进行指纹图像采集。
图1中，像素区111标注在两个长虚线之间，代表的是在图1所示剖面所在的平面中，像素区111位于光学指纹传感器110的两个长虚线之间，具体可以是在光学指纹传感器110位于两条虚线之间的各个层结构中。而整个光学指纹传感器110下方两条虚线之间的区域，则为像素区111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1中显示，保护层130位于所述光学指纹传感器110上方，用于保护光学指纹传感器110。本实施例中，保护层130为单层。需要说明的是，其它实施例中，保护层130也可以为多层结构，并且保护层130的上表面、下表面和所述光学指纹传感器上表面的至少其中之一具有滤光层。
本实施例中，一个所述像素区对应一个点状背光源。并且，所述点状背光源位于对应所述像素区的最外一行所述光学指纹感测元件斜下方。具体如图1所示，点状背光源120位于像素区111的下方，因此，点状背光源120发出的光线与保护层130的上表面所成的夹角为锐角。点状背光源120发出的光线如图1中黑色单向箭头所示。由于点状背光源120位于像素区111的下方，点状背光源120位于像素区111的其中一侧。在图1所示的剖面图中，像素区111的正下方所在区域为两个长虚线之间所在的区域，而点状背光源120落在这个区域外。因此，图1显示，点状背光源120位于像素区111的下方，并且容易理解所述下方为外侧下方，或者说所述下方为斜下方。
本实施例中，点状背光源120可以为一个LED灯，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。
图中虽未显示，但本实施例中，光学指纹传感器110和保护层130之间可以具有第一光学胶层，元件层位于透光基板(未示出)与保护层130之间(所述第一光学胶位于元件层与保护层130之间)，点状背光源120发出的光线先穿过透光基板，然后从透光区域穿过元件层，再进入第一光学胶层，再从第一光学胶层进入保护层130。
需要说明的是，其它实施例中，光学指纹传感器110和保护层130之间同样可以具有第一光学胶层，但是，透光基板位于所述元件层与保护层130之间(即此时所述第一光学胶位于透光基板与保护层130之间)，点状背光源120发出的光线先从透光区域穿过元件层，然后穿过透光基板，再进入第一光学胶层，再从第一光学胶层进入保护层130。所述第一光学胶层可以是热敏光学胶层、光敏光学胶层或光学双面胶带。
本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，特别地将点状背光源120设置在像素区111的外侧下方，从而使点状背光源120发出的光线先穿过光学指纹传感器110(穿过光学指纹传感器110既包括从透光基板穿过，也包括同时从透光基板和像素区111穿过)，再到达保护层130，并且光线与保护层130的上表面所成的夹角为锐角。此时，由于到达保护层130的上表面的全部光线都与保护层130的上表面成锐角，因此，到达保护层130上表面的光线通常都能够按相应的偏移量，在保护层上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111中离相应反射点基本相同偏移距离处的感光像素中，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。
为了更好地实现对指纹图像的采集，本实施继续对像素区中的光学指纹感测元件进行改进，以对光学指纹感测元件进行差别化处理，使光学指纹感测元件按一定规律相区别。
下面分六类情形，说明本实施例像素区中，光学指纹感测元件的区别，请参考图2至图13。
第一类情形，请参考图2，所述像素区的俯视形状恰好为正方形，此时，所述像素区中包含2x×2x个光学指纹感测元件，或者(2x+1)×(2x+1)个光学指纹感测元件，x为2以上的整数。
在第一类情形下，在所述像素区中，选取到点状背光源120距离最近的最大正方形区域S1。此时，最大正方形区域S1正是所述像素区本身。具体的，当所述像素区中包含2x×2x个光学指纹感测元件时，最大正方形区域S1包括2x×2x个光学指纹感测元件；而当所述像素区中包含(2x+1)×(2x+1)个光学指纹感测元件时，最大正方形区域S1包括(2x+1)×(2x+1)个光学指纹感测元件。
在第一类情形下，在上面所选取的最大正方形区域S1中，设置距离点状背光源最远的两行及最远的两列光学指纹感测元件为第x元件组，除第x元件组外，距离点状背光源第二远的两行及第二远的两列光学指纹感测元件为第x-1元件组，以此类推，直至除前面第x元件组至第2元件组外，剩余光学指纹感测元件为第1元件组。
进一步的，在第一类情形下，第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数。第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
请注意本说明书中情形和情况是区别的，并由本情形及后续的五类情形可知，这六类情形均满足上述第一种情况和第二种情况的至少其中一种。
图3显示的是在第一类情形下，具体选择第一种情况的结果。
图3中，显示多个行列排布的感光像素(图3中感光像素未标注，图3显示各个感光像素的尺寸均相同，如图3中的各个大矩形所示)，具体显示了最大正方形区域S1中，距离点状背光源120最远的两行和两列感光像素(需要注意，图3及后续相应各图中，均只显示最远两行和最远两列感光像素，并且由此可知每行和每列均只有6个感光像素，但这仅是为了便于清楚显示，实际产品的感光像素个数可以变化)，以及距离点状背光源120最近的4个感光像素(呈两行两列的4个)，图中的点表示省略了部分感光像素。
请继续参考图3，所示距离点状背光源120最近的4个感光像素是第1元件组中光学指纹感测元件s11(光学指纹感测元件如图3中的各小矩形所示，仅部分标注)。而最远行和最远列感光像素包括的是第x元件组中光学指纹感测元件s1x。其中，第1元件组中光学指纹感测元件s11的面积最小，表示的是第1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积最小。第x元件组中光学指纹感测元件s1x的面积最大，表示的是第x元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积最大，其原因正是因为第一种情况的内容：第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
需要说明的是，其它实施例中，相邻两个元件组之间光学指纹感测元件的有效感光面积，除了上述的大小关系之外，还可以具有线性变化关系，例如第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积为第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积的零点几倍。其它实施例中，相邻两个元件组之间光学指纹感测元件的有效感光面积，除了上述的大小关系之外，还可以具有其它变化关系，例如第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积与第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积对应于圆锥曲线(例如抛物线)上两个不同点的纵坐标(相应的横坐标为y和y+1)。
请参考图4，示出了图3对应条件下的部分位置剖面结构。所述剖面结构剖切到三个感光像素，并且示出了前面提及的点状背光源120和光学指纹传感器的透光基板112(其中，透光基板112为图1中光学指纹传感器110的下基板，图1中未显示透光基板112，而图4的剖面结构中予以显示，以下图7和图10中也相应显示了透光基板112，在此一并说明)。三个感光像素分别具有光学指纹感测元件sp11、光学指纹感测元件sp12和光学指纹感测元件sp13，它们均位于非透光层(未标注)上。而不同所述非透光层之间具有透光区，例如图4中显示了透光区st11和透光区st12。这类情形下，各个感光像素中的透光区面积相同，如图4中示出透光区st11的宽度W11和透光区st12的宽度W12相同。
从图4可以进一步看到，在第一类情形时，当采用第一种情况时，可以直接是第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，元件感光面积等于有效感光面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。也就是说，在第一类情形下，光学指纹感测元件的元件感光面积不被其它结构所遮挡，元件感光面积就等于有效感光面积，因此，光学指纹感测元件的元件感光面积的不同直接导致有效感光面积的不同。
本实施例中，之所以设置不同位置的光学指纹感测元件具有不同的有效感光面积，目的是为了使不同元件组中的光学指纹感测元件接收到的指纹信号基本相同。其原因在于：本实施例采用点状背光源用于指纹图像的采集，而点状背光源(例如LED灯等)出射光的光强(单位光强)随着出射距离的增大而逐渐减小，因此，利用点状背光源作为光源时，最终到达像素区各处的光强不同，距离点状背光源越远的光学指纹感测元件接收到的单位光强越弱，图2中的各虚线即为相应的等光强线，离点状背光源120越近，对应的光强越强；而本实施例通过上述调整，使得不同元件组中的光学指纹感测元件的有效感光面积不同，具体是使得距离点状背光源120越远的光学指纹感测元件有效感光面积越大；此时，可知，有效感光面积的变化规律与光强的变化规律恰好是相反的，从而保证两者的乘积相近，从而保证最终不同位置的光学指纹感测元件均能够接收到大致相同的指纹信号，提高光学指纹传感器模组所能够获得的指纹图像质量。
为进一步说明上述原因，假设某个感光像素中光学指纹感测元件接收到的入射光强为d。这个感光像素中光学指纹感测元件的等效光吸收率为o，请注意，此等效光吸收率o与有效感光面积成正比。则这个感光像素最终得到的指纹信息等于入射光强d与等效光吸收率o的乘积。
在上述各感光像素具有相同透光区面积的前提下，感光像素距离点状背光源越远，其接收到的入射光强d越小。因此，第一类情形设置：距离点状背光源越远的光学指纹感测元件具有越大的有效感光面积，以使得距离点状背光源越远的光学指纹感测元件等效光吸收率o越大。通过这种设置，实现不同光学指纹感测元件的入射光强d与等效光吸收率o乘积基本相等，即实现不同位置感光像素得到相互接近的指纹信息。
需要特别说明的是，对于某个感光像素而言，它的光学指纹感测元件接收到的入射光，并不是来自于点状背光源透过它本身透光区的光，而是来自于点状背光源透过另一个感光像素透光区的光，并且所述另一个感光像素比它更加靠近点状背光源。也就是说，由本实施例前述内容可知，点状背光源对元件层的入射光是锐角，所以，这些入射光后续从元件层上方反射回来后，反射光会照射到偏移一定距离的感光像素，即各感光像素接受到的入射光来自一定距离以外的相应感光像素透光区。
需要特别说明的是，本实施例是以元件组为单位对光学指纹感测元件的有效感光面积进行调节的，如第一类情形是：使得同一元件组中的光学指纹感测元件具有相同的有效感光面积。然而，即便是属于同一元件组的感光像素，它们接收到的入射光强也略有不同，所以，此处是进行了简化处理，简单地认为同一元件组中各光学指纹感测元件接收到的入射光强基本相同。
综上可知，第一类情形通过改变不同元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，来调节不同元件组的光学指纹感测元件具有不同有效感光面积，进而调整每个光学指纹感测元件的等效光吸收率o。而通过改变光学指纹感测元件的有效感光面积，达到调节各感光像素的等效光吸收率o，从而使不同位置的感光像素(光学指纹感测元件)均能够接收到大致相同的指纹信号。
第二类情形，请参考图5，像素区R2的俯视形状为长方形。在第二类情形下，在像素区R2中，选取到点状背光源120距离最近的最大正方形区域S2。此时，分两种情况，最大正方形区域S2中包含2x×2x个光学指纹感测元件；或者最大正方形区域S2包括(2x+1)×(2x+1)个光学指纹感测元件，x为2以上的整数。
在第二类情形下，采用与第一类情形相同的方式在所选取的最大正方形区域S2中，设置第x元件组直至第1元件组。同样的，在第二类情形下，第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数。第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
请继续参考图5，除了最大正方形区域S2，在一个像素区R2中，还剩余对称位于最大正方形区域S2两侧的2a列光学指纹感测元件(图5中用左右的长竖直线代表各列光学指纹感测元件)，a为1以上的整数(图5中表示左右各有三列，因此，此时a等于3)。这2a列光学指纹感测元件中，设置距离点状背光源120最近的两列光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离点状背光源120最远的两列光学指纹感测元件为第x+a元件组。第z元件组中光学指纹感测元件与第z+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，z为x至x+a的任意整数：第一种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。第二种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
需要说明的是，第二类情形下，第x元件组至第x+a元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系，既可以与第1元件组至第x元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系相同，也可以与第1元件组至第x元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系不同。
图6中，显示多个行列排布的感光像素(图6中感光像素未标注)，具体显示了最大正方形区域S2中，距离点状背光源120最远的两行和两列感光像素，以及距离点状背光源120最近的4个感光像素(呈两行两列的4个)，图中的点表示省略了部分感光像素。
图6显示各个感光像素(未标注)的尺寸均相同。所示距离点状背光源120最近的4个感光像素是第1元件组中光学指纹感测元件s21(光学指纹感测元件如图6中的小矩形所示，仅部分标注)。而最远两行和最远两列(两列分布在图6所示的左右两边)感光像素包括的是第x元件组中光学指纹感测元件s2x。其中，第1元件组中光学指纹感测元件s21的面积最小，表示的是第1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积最小。第x元件组中光学指纹感测元件s2x的面积最大，表示的是第x元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积最大，其原因正是因为第一种情况的内容：第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
也就是说，图6显示的是在第二类情形下，具体选择第一种情况的结果。并且，与图3中不同的，图6中光学指纹感测元件的元件感光面积均相等，同时，光学指纹感测元件上方具有遮光层(图6中未标注)，遮光层如图6中的斜纹部分所示，进一步内容请参考以下图7。
请参考图7，示出了图6对应条件下的部分位置剖面结构。所述剖面结构剖切到三个感光像素，并且示出了前面提及的光学指纹传感器的透光基板112。三个感光像素分别具有光学指纹感测元件sp21、光学指纹感测元件sp22和光学指纹感测元件sp23，它们均位于非透光层(未标注)上。而不同所述非透光层之间具有透光区，例如图7中显示了透光区st21和透光区st22。这类情形下，各个感光像素中的透光区面积也相同，如图7中示出透光区st21的宽度W21和透光区st22的宽度W22相同。
在像素区R2中，每个光学指纹感测元件上方具有遮光层。每个遮光层均具有用于暴露光学指纹感测元件表面的开口，并且开口的大小不同，第y元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。也就是说，在光学指纹感测元件的元件感光面积相同的情况下，通过设置不同开口面积的遮光层，使得不同光学指纹感测元件具有不同的有效感光面积。
具体的，图7显示光学指纹感测元件sp21上方具有遮光层ss21，光学指纹感测元件sp22上方具有遮光层ss22，光学指纹感测元件sp23上方具有遮光层ss23。遮光层ss21、遮光层ss22和遮光层ss23分别具有开口(未标注)，所述开口分别用于暴露光学指纹感测元件sp21、光学指纹感测元件sp22和光学指纹感测元件sp23的元件表面。并且，遮光层ss21、遮光层ss22和遮光层ss23的开口面积依次增大，在图7的剖面结构中，显示为宽度Ws1小于宽度Ws2，宽度Ws2小于宽度Ws3。
需要说明的是，图7中，感光像素透光区面积(或非透光区面积)由光学指纹感测元件(sp21，sp22，或sp23)的底部非透光层决定，即相应遮光层(ss21，ss22，或ss23)在各个感光像素的底部非透光层区域之内。
需要说明的是，各遮光层可以是一层结构，也可以是多层结构。各遮光层的开口可以是一个或多个。各开口的俯视形状可以是多边形和圆形等各种不同的形状，开口可以是闭合的，也可以是非闭合的。
由上述图5至图7的内容可知，通过在光学指纹感测元件上增加不同开口的遮光层，使得距离点状背光源120越远的元件组所对应光学指纹感测元件有效感光面积越大，从而调整不同元件组中光学指纹感测元件的等效光吸收率o。而离点状背光源120越近，对应光线的入射光强越强，如图5中的各虚线示出部分相应的等光强线。当各光学指纹感测元件周边的透光面积相同时，各感光像素接收到的入射光强的分布与对应光线的光强分布规律一致。可知，第二类情形下，不同元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积的变化规律与图5所示光强的变化规律恰好是相反的，从而保证对于不同元件组的感光像素而言，光学指纹感测元件的等效光吸收率o和入射光强d的乘积基本上相近，而指纹信号正是等于入射光强与等效光吸收率的乘积，进而保证最终不同位置的光学指纹感测元件均能够接收到大致相同的指纹信号。
也就是说，经过图5至图7的设置，同样保证最终各个光学指纹感测元件接收的指纹信号差异较小，达到基本相同的水平。并且，图7所示光学指纹感测元件相比于图4所示光学指纹感测元件而言，图7所示光学指纹感测元件的结构和性质相同(如前所述，光学指纹感测元件的元件感光面积相同)，因此它们的电子噪声和漏电等特性也几乎完全一致(这种情况下具有方便后续噪声的统一去除等优点)，更加有利于获得更好的指纹图像。
第三类情形，请参考图8，像素区R3的俯视形状为长方形。在第三类情形下，在像素区R3中，选取到点状背光源120距离最近的最大正方形区域S3。此时，分两种情况，最大正方形区域S3中包含2x×2x个光学指纹感测元件；或者最大正方形区域S3包括(2x+1)×(2x+1)个光学指纹感测元件，x为2以上的整数。
在第三类情形下，采用与第一类情形相同的方式在所选取的最大正方形区域S3中，设置第x元件组直至第1元件组。同样的，在第三类情形下，第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数。第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
请继续参考图8，除了最大正方形区域S3，在一个像素区R3中，还剩余位于最大正方形区域S3之外的a行光学指纹感测元件(图8中用横线代表各行光学指纹感测元件)，a为1以上的整数(图8中表示还具有7行，因此，对应为a等于7的情况)。这a行光学指纹感测元件中，设置距离点状背光源120最近的一行光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离点状背光源120最远的一行光学指纹感测元件为第x+a元件组。第z元件组中光学指纹感测元件与第z+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，z为x至x+a的任意整数：第一种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。第二种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
需要说明的是，第三类情形下，第x元件组至第x+a元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系，既可以与第1元件组至第x元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系相同，也可以与第1元件组至第x元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系不同。
图9中，显示多个行列排布的感光像素(图9中感光像素未标注)，具体显示了最大正方形区域S3中，距离点状背光源120最远的两行和两列感光像素，以及距离点状背光源120最近的4个感光像素，图中的点表示省略了部分感光像素。图9显示各个感光像素的尺寸均相同(感光像素如图9中的各个大矩形所示，未标注)。所示距离点状背光源120最近的4个感光像素包括的是第1元件组中光学指纹感测元件s31(各光学指纹感测元件如图9中的小矩形所示，仅部分标注)。而最远行和最远列感光像素包括的是第x元件组中光学指纹感测元件s3x。其中，各元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积均相等。图9显示的是在第三类情形下，具体选择第二种情况的结果。图9中光学指纹感测元件的元件感光面积均相等，但不同的感光像素具有不同的透光区面积，进一步内容请参考以下图10。
请参考图10，示出了图9对应条件下的部分位置剖面结构。所述剖面结构剖切到三个感光像素，并且示出了前面提及的光学指纹传感器的透光基板112。三个感光像素分别具有光学指纹感测元件sp31、光学指纹感测元件sp32和光学指纹感测元件sp33，它们均位于非透光层(未标注)上。而不同所述非透光层之间具有透光区，例如图10中显示了透光区st31和透光区st32。
由前述所知，像素的透光区由位于光学指纹感测元件下方的非透光层决定。本实施例中，通过控制这些非透光层的面积不同，来实现不同的透光区面积大小。
图10显示，正是通过调整透光区的不同面积，从而使得第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。由于图10为剖面结构，因此，通过显示透光区st31的宽度W31小于透光区st32的宽度W32，来表示第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
在已经采用第二种情况的前提下，如前面已经提到，(图9和图10均显示)各元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积均相等，具体显示出的光学指纹感测元件sp31、光学指纹感测元件sp32和光学指纹感测元件sp33的尺寸相同，因此它们的元件感光面积相等。
图8中的各虚线示出部分相应的等光强线，可知，离点状背光源120越远，对应光线的光强越弱。而图10显示不同感光像素的透光区面积变化规律与图8所示光强的变化规律恰好是相反的。因此，由图8至图10可知，在第三类情形下，通过调节距离点状背光源120越远的光学指纹感测元件对应越大的透光区面积(具体是以元件组为单位进行调节，并且，具体是光学指纹感测元件所在的感光像素具有透光区面积)，使最终不同光学指纹感测元件最终得到的入射光强d达到基本相同的情况。同时，在第三类情形下，不同光学指纹感测元件的有效感光面积相等，因此，不同光学指纹感测元件的等效光吸收率o相等。最终，光学指纹感测元件的等效光吸收率o和入射光强d的乘积基本上相近。因此，同样保证最终各个光学指纹感测元件接收的指纹信号差异较小，达到基本相同的水平。
并且，图10所示光学指纹感测元件相比于图4所示光学指纹感测元件而言，同样具有光学指纹感测元件的结构和性质相同(如前所述，光学指纹感测元件的元件感光面积相同)的优点，因此它们的电子噪声和漏电等特性也几乎完全一致(这种情况下具有方便后续噪声的统一去除等优点)，更加有利于获得更好的指纹图像。
需要说明的是，第三类情形调节不同光学指纹感测元件的入射光强d达到基本的原因在于：不同感光像素具有不同的透光区面积，具体是离点状背光源120越远的透光区的面积越大，恰好对应离点状背光源120越远则光线强度越弱的特性；因此，这些光线穿过元件层后，从元件层上方反射回来，到达各个光学指纹感测元件得到的入射光强d就基本相等了。
对于前三类情形，全部所述光学指纹感测元件呈行列排布，点状背光源位于对应所述像素区的最外一行所述光学指纹感测元件斜下方，而最大正方形区域的中心到点状背光源的距离又是最近的。因此，最大正方形区域的选择具有唯一性的。
第四类情形，请参考图11，所述像素区的俯视形状为长方形，此时，所述像素区中包含x×(2x-1)个光学指纹感测元件，并且为x行和2x-1列；或者所述像素区中包含x×2x个光学指纹感测元件，并且为x行和2x列。其中，x为2以上的整数。
在第四类情形下，在所述像素区中，选取到点状背光源120距离最近的最大长方形区域S4。此时，最大长方形区域S4正是所述像素区本身。具体的，当所述像素区中包含x×(2x-1)个光学指纹感测元件时，最大长方形区域S4包括x×(2x-1)个光学指纹感测元件；而当所述像素区中包含x×2x个光学指纹感测元件时，最大长方形区域S4包括x×2x个光学指纹感测元件。
在第四类情形下，在上面所选取的最大长方形区域S4中，设置距离点状背光源最远的一行及最远的两列光学指纹感测元件为第x元件组，除第x元件组外，距离点状背光源第二远的一行及第二远的两列光学指纹感测元件为第x-1元件组，以此类推，直至除前面第x元件组至第2元件组外，剩余光学指纹感测元件为第1元件组。
进一步的，在第四类情形下，第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数。第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
在图11所示的第四类情形下，第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间选择何种情况，以及选择相应情况后，对应感光像素和光学指纹感测元件的结构和性质，可以参考图3和图4相应内容，也可以参考图6和图7相应内容，还可以参考图9和图10相应内容。
第五类情形，请参考图12，像素区R5的俯视形状为长方形。在第五类情形下，在像素区R5中，选取到点状背光源120距离最近的特殊最大长方形区域S5。此时，分两种情况，最大长方形区域S5中包含x×(2x-1)个光学指纹感测元件，并且为x行和2x-1列；或者最大长方形区域S5包括x×2x个光学指纹感测元件，并且为x行和2x列，x为2以上的整数。
在第五类情形下，采用与第四类情形相同的方式在所选取的最大长方形区域S5中，设置第x元件组直至第1元件组。同样的，在第五类情形下，第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数。第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
请继续参考图12，除了最大长方形区域S5，在一个像素区R5中，还剩余对称位于最大长方形区域S5两侧的2a列光学指纹感测元件(图12中用左右的长竖直线代表各列光学指纹感测元件)，a为1以上的整数(图12中表示左右各有两列，因此，此时a等于2)。这2a列光学指纹感测元件中，设置距离点状背光源最近的两列光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离点状背光源最远的两列光学指纹感测元件为第x+a元件组。第z元件组中光学指纹感测元件与第z+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，z为x至x+a的任意整数：第一种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。第二种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
需要说明的是，第五类情形下，第x元件组至第x+a元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系，既可以与第1元件组至第x元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系相同，也可以与第1元件组至第x元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系不同。
在图12所示的第五类情形下，第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间具体选择何种情况，以及选择相应情况后，对应感光像素和光学指纹感测元件的结构和性质，可以参考图3和图4相应内容，也可以参考图6和图7相应内容，还可以参考图9和图10相应内容。
第六类情形，请参考图13，像素区R6的俯视形状为长方形。在第六类情形下，在像素区R6中，选取到点状背光源120距离最近的最大长方形区域S6。此时，分两种情况，最大长方形区域S6中包含x×(2x-1)个光学指纹感测元件，并且为x行和2x-1列；或者最大长方形区域S6包括x×2x个光学指纹感测元件，并且为x行和2x列。其中，x为2以上的整数。
在第六类情形下，采用与第四类情形相同的方式在所选取的最大长方形区域S6中，设置第x元件组直至第1元件组。同样的，在第六类情形下，第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数。第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
请继续参考图13，除了最大长方形区域S6，在一个像素区R6中，还剩余位于最大长方形区域S6之外的a行光学指纹感测元件(图13中用横线代表各行光学指纹感测元件)，a为1以上的整数(图13中表示还具有11行，因此，对应为a等于11的情况)。这a行光学指纹感测元件中，设置距离点状背光源最近的一行光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离点状背光源最远的一行光学指纹感测元件为第x+a元件组。第z元件组中光学指纹感测元件与第z+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，z为x至x+a的任意整数：第一种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。第二种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
需要说明的是，第六类情形下，第x元件组至第x+a元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系，既可以与第1元件组至第x元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系相同，也可以与第1元件组至第x元件组之间的光学指纹感测元件有效感光面积变化关系不同。
在图13所示的第六类情形下，第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间具体选择何种情况，以及选择相应情况后，对应感光像素和光学指纹感测元件的结构和性质，可以参考图3和图4相应内容，也可以参考图6和图7相应内容，还可以参考图9和图10相应内容。
对于第四类至第六类情形，全部所述光学指纹感测元件呈行列排布，点状背光源位于对应所述像素区的最外一行所述光学指纹感测元件斜下方，而最大长方形区域的中心到点状背光源的距离又是最近的。因此，最大长方形区域的选择具有唯一性的。
本实施例中，需要尽量保证点状背光源距离到最大正方形区域(参考前述第一类至第三类情形下的最大正方形区域S1、最大正方形区域S2和最大正方形区域S3)的中心距离最近，或者尽量保证点状背光源距离到最大长方形区域(参考前述第四至第六类情形下的最大长方形区域S4、最大长方形区域S5和最大长方形区域S6)的中心距离最近，因此，在实际组装时，通常使点状背光源的对位精准。相反，如果没有对位精准，则实际的点状背光源的出射光的光强分布与原本预期的光强分布会错位，导致不能很好地实现相应的技术效果，即无法使不同位置的光学指纹感测元件最终接收到接近相同的指纹信号强度。
经过上述六类情形的分析可知，本实施例通过对光学指纹感测元件分组，分在不同的元件组中，不同元件组中的光学指纹感测元件进行不同情况的设置(每一类情形都可以对应设置为两种情况的至少一种)，从而使得光学指纹感测元件之间接收到的指纹信号差异减小，因此，各光学指纹感测元件得到相近的指纹信号，提高最终所获得的指纹图像质量。
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14，图14是所述光学指纹传感器模组的剖面结构示意图，所述光学指纹传感器模组包括保护层230、光学指纹传感器210和点状背光源220。
本实施例中，点状背光源220位于像素区211的下方，点状背光源220发出的光线与保护层230的上表面所成的夹角为锐角。
本实施例中，点状背光源220发出的光线如图14中黑色单向箭头所示。由于点状背光源220位于像素区211的下方，因此，在图14所示剖面中，点状背光源220位于像素区211的其中一侧。并且，在图14所示的剖面图中，像素区211的正下方所在区域为两个长虚线之间所在的区域，而点状背光源220落在这个区域外。因此，点状背光源220位于像素区211的下方，并且容易理解所述下方为外侧下方。本实施例中，可以通过调整点状背光源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。
本实施例光学指纹传感器模组的其它未提及的结构和内容可以参考本说明书前述相应内容。
与前述实施例不同的，如图14，本实施例中，光学指纹传感器210靠近点状背光源220的表面还包括光增透层240，光增透层240能够增加点状背光源220的光线进入光学指纹传感器210的比例。
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210靠近点状背光源220的表面还包括光增透层240，光增透层240能够增加点状背光源220的光线进入光学指纹传感器210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。
请参考图15，图15示出其中对应于点状背光源220的像素区Rh俯视示意图。像素区Rh的俯视形状为长方形。其它实施例中，像素区的俯视形状也可以为正方形。
本实施例中，对像素区进行划分，在一个所述像素区中，根据到所述点状背光源距离从近到远，依次将所述像素区分为第1光强区至第x光强区，其中，第2光强区至第x-1光强区的整体形状呈现圆弧状条形或椭圆弧状条形，x为3以上的整数。第1光强区中的所述光学指纹感测元件为第1元件组，第2光强区中的所述光学指纹感测元件为第2元件组，以此类推，第x光强区的所述光学指纹感测元件为第x元件组。
具体的，图15中显示并标注了像素区Rh中，距离点状背光源220最近的第1光强区re1，距离点状背光源220第2近的第2光强区re2，以及距离点状背光源220最远的第x光强区rex。图15中的虚线即是等光强分布线，也是不同光强区之间的分隔线。从图15中可以看到，第2光强区至第x-1光强区的整体形状呈现弧状条形，即位于所示两条等光强线之间的区域为一个光强区。
本实施例中，上述所划分的元件组中，第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数：第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
具体的，图16中，显示多个位于第ri光强区的感光像素(图16中感光像素未标注)，以及位于第rj光强区的感光像素，图中的点表示省略了部分感光像素。图16显示各个感光像素的尺寸均相同，并且同一光强区中的感光像素呈现向点状背光源220方向弯曲。从图16中看出，各光学指纹感测元件呈行列排布。但在上述光强区的划分情况下，在其它实施例中，各光学指纹感测元件也可以不是呈行列排布，这并不影响上述光强区的划分。
在所述第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，所述元件感光面积等于所述有效感光面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。或者，在所述第一种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积均相等，所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；位于第y元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积小于位于第y+1元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。在所述第二种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积相等。
本实施例中，利用图17和图18显示了其中实现第二种情况的一个具体结构。其中，图17为部分图16所示感光像素更加详细的俯视示意图，图18是对应的剖面示意图。
图17显示了三个感光像素(未区别标注，并且未显示出它们之间的间隔)，三个感光像素分别具有光学指纹感测元件rp1、光学指纹感测元件rp2和光学指纹感测元件rp3。光学指纹感测元件rp1被遮光层sr11覆盖，并且遮光层sr11具有暴露光学指纹感测元件rp1感光表面的开口(所述开口未标注)；光学指纹感测元件rp2被遮光层sr12覆盖，并且遮光层sr12具有暴露光学指纹感测元件rp2感光表面的开口(所述开口未标注)；光学指纹感测元件rp3被遮光层sr13覆盖，并且遮光层sr13具有暴露光学指纹感测元件rp3感光表面的开口(所述开口未标注)。上述不同开口的面积均相同，图18中显示开口在同一方向上的宽度均为Wp。
图17显示了另外一些非透光层(未标注)，结合图18可以看到各光学指纹感测元件均位于非透光层上。并且结合图17和图18可知，所示俯视结构和剖面结构中，透光区由这些非透光层和这些遮光层共同决定。例如，透光区rt1既受到遮光层sr11的限定，又受到光学指纹感测元件rp2下方的非透光层限定，因此，其在图18所示剖面中的宽度为Wt1。同样的，透光区rt2既受到遮光层sr12的限定，又受到光学指纹感测元件rp3下方的非透光层限定，因此，其在图18所示剖面中的宽度为Wt2。并且，图18中，通过设置遮光层sr12的面积大于遮光层sr11的面积，使得反过来，透光区rt2的面积小于透光区rt1的面积，在图18中显示为透光区rt2的宽度小于透光区rt1的宽度。
图18还显示了上述结构位于透光基板212上，透光基板212为图14中光学指纹传感器210的下基板，图14中未显示透光基板212，而图18的剖面结构中予以显示。
结合图17和图18可知，通过调整透光区的不同面积，从而使得第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。此时，采用了上述第二种情况。并且，在这个前提下，还具有两个特点：第一，如前面已经提到，各元件组中光学指纹感测元件的器件感光面积均相等，具体显示出的光学指纹感测元件rp1、光学指纹感测元件rp2和光学指纹感测元件rp3的尺寸相同，因此它们的器件感光面积相等；第二，各元件组中光学指纹感测元件下方的非透光层均具有相同的面积。
上述第二个特点与图10所示的结构不同。而这一点不同，能够使相应的指纹采集效果更好，原因在于：位于光学指纹感测元件下方的非透光层一般是一层或多层金属层，这些金属层一般同时具有作为存储电容、数据线或者作为光学指纹感测元件电极层等电性作用，图17和图18中限定这部分非透光层的面积相同，也就是相比于图10所示结构而言，图17和图18中的不同感光像素中，这些存储电容、数据线或电极层的结构更加容易制作为完全相同的结构，此时，各感光像素的信号量和信噪比会更加接近，相应的指纹图像均匀性会更好。因为此时各光学指纹感测元件的结构和性质相同，并且各光学指纹感测元件下方的非透光层(面积)也相同，因此它们的电子噪声和漏电等特性也基本完全一致(这种情况下具有方便后续噪声的统一去除等优点)，更加有利于获得更好的指纹图像。
也就是说，本实施例中，令位于光学指纹感测元件下方的非透光层面积完全相同，从而保证各个感光像素的信号量和信噪比更加相同，而选择让位于光学指纹感测元件上方的遮光层面积不同(因为光学指纹感测元件上方的遮光层对于信号量和信噪比的影响较小，特别是对噪声和漏电等因素影响较小)，并与下方的非透光层配合，达到实现第二种情况的目的。
图16中的各虚线示出部分相应的等光强线，可知，离点状背光源220越远，对应光线的光强越弱。而图17和图18显示不同感光像素的透光区面积变化规律与图16所示光强的变化规律恰好是相反的。因此，由图15至图18可知，通过调节距离点状背光源220越远的光学指纹感测元件对应越大的透光区面积，使最终不同光学指纹感测元件最终得到的入射光强d达到基本相同的情况。同时，不同光学指纹感测元件的有效感光面积相等，因此，不同光学指纹感测元件的等效光吸收率o相等。最终，光学指纹感测元件的等效光吸收率o和入射光强d的乘积基本上相近。因此，同样保证最终各个光学指纹感测元件接收的指纹信号差异较小，达到基本相同的水平。
本实施例中，当一个所述光学指纹感测元件位于两个不同的光强区时，将这个所述光学指纹感测元件当成是位于它较大面积所在的所述光强区中；当一个所述光学指纹感测元件位于两个不同的光强区，并且这个所述光学指纹感测元件在这两个所述光强区的面积相等时，将这个所述光学指纹感测元件当成是位于这两个所述光强区的任意一个中。
本实施例中，相应的光强区划分，并配合第一种情况和第二种情况的至少一种情况的设置，使不同位置的光学指纹感测元件均能够接收到大致相同的指纹信号，各个光学指纹感测元件接收的指纹信号差异较小，达到基本相同的水平，从而有利于获得更好的指纹图像。
需要说明的是，本说明书的各类情形和各种情况并不是相互对立的，具体如何实现上述第一种情况和第二种情况，可以不同，也就是说，为实现第一种情况，可以采用本说明书中图4和图7的结构，为实现第二种情况，可以采用本说明书中图10和图18的结构。而为同时实现第一种情况和第二种情况，还可以将这些俯视结构结合起来，例如将图4和图10结合时，只需要将图10中原本面积相同的光学指纹感测元件调整为如图4所示的面积逐渐变化方式等，即本说明书中，不同实施例的内容并不相互排斥，不同实施例之间的多种具体做法可以相互替换和合并，这些均属于本发明的保护范围，在此不再一一赘述。
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 (18)
1.一种光学指纹传感器模组，其特征在于，包括：
光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括感光像素所在的像素区；所述感光像素包括光学指纹感测元件、透光区和非透光区，所述光学指纹感测元件位于所述非透光区；全部所述光学指纹感测元件呈行列排布；
点状背光源，一个所述像素区对应一个所述点状背光源；所述点状背光源位于对应所述像素区的最外一行所述光学指纹感测元件斜下方；
在所述像素区中，选取中心到所述点状背光源距离最近的最大正方形区域，所述最大正方形区域包括2x×2x个所述光学指纹感测元件，或者(2x+1)×(2x+1)个所述光学指纹感测元件，x为2以上的整数；
在所述最大正方形区域中，设置距离所述点状背光源最远的两行及最远的两列所述光学指纹感测元件为第x元件组，除第x元件组外，距离所述点状背光源第二远的两行及第二远的两列所述光学指纹感测元件为第x-1元件组，以此类推，直至除前面第x元件组至第2元件组外，剩余所述光学指纹感测元件为第1元件组；
第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数：
第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；
第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
2.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，所述元件感光面积等于所述有效感光面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
3.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第一种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积均相等，所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
4.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第二种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积相等。
5.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第一种情况下，或者在同时存在所述第一种情况和所述第二种情况的条件下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，同时所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积。
6.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，
所述像素区中，还剩余位于所述最大正方形区域之外的a行所述光学指纹感测元件，a为1以上的整数；这a行所述光学指纹感测元件中，设置距离所述点状背光源最近的一行所述光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离所述点状背光源最远的一行所述光学指纹感测元件为第x+a元件组；
或者，所述像素区中，还剩余对称位于所述最大正方形区域两侧的2a列所述光学指纹感测元件，a为1以上的整数；这2a列所述光学指纹感测元件中，设置距离所述点状背光源最近的两列所述光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离所述点状背光源最远的两列所述光学指纹感测元件为第x+a元件组；
第z元件组中光学指纹感测元件与第z+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，z为x至x+a的任意整数：
第一种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；
第二种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
7.一种光学指纹传感器模组，其特征在于，包括：
光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括感光像素所在的像素区；所述感光像素包括光学指纹感测元件、透光区和非透光区，所述光学指纹感测元件位于所述非透光区；全部所述光学指纹感测元件呈行列排布；
点状背光源，一个所述像素区对应一个所述点状背光源；所述点状背光源位于对应所述像素区的最外一行所述光学指纹感测元件斜下方；
在所述像素区中，选取中心到所述点状背光源距离最近的最大长方形区域；
所述最大长方形区域包括x×(2x-1)个所述光学指纹感测元件，并且为x行和2x-1列，或者x×2x个所述光学指纹感测元件，并且为x行和2x列，x为2以上的整数；
在所述最大长方形区域中，设置距离所述点状背光源最远的一行及最远的两列的所述光学指纹感测元件为第x元件组，除第x元件组外，距离所述点状背光源第二远的一行及第二远的两列所述光学指纹感测元件为第x-1元件组，以此类推，直至除前面第x元件组至第2元件组外，剩余所述光学指纹感测元件为第1元件组；
第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数：
第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；
第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
8.如权利要求7所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，所述元件感光面积等于所述有效感光面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
9.如权利要求7所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第一种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积均相等，所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
10.如权利要求7所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第二种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积相等。
11.如权利要求7所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第一种情况下，或者在同时存在所述第一种情况和所述第二种情况的条件下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，同时所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积。
12.如权利要求7所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，
所述像素区中，还剩余位于所述最大长方形区域之外的a行所述光学指纹感测元件，a为1以上的整数；这a行所述光学指纹感测元件中，设置距离所述点状背光源最近的一行所述光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离所述点状背光源最远的一行所述光学指纹感测元件为第x+a元件组；
或者，所述像素区中，还剩余对称位于所述最大长方形区域两侧的2a列所述光学指纹感测元件，a为1以上的整数；这2a列所述光学指纹感测元件中，设置距离所述点状背光源最近的两列所述光学指纹感测元件为第x+1元件组，以此类推，直至距离所述点状背光源最远的两列所述光学指纹感测元件为第x+a元件组；
第z元件组中光学指纹感测元件与第z+1元件组中光学指纹感测元件之间，满足以下两种情况的至少其中一种，其中，z为x至x+a的任意整数：
第一种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；
第二种情况下，第z元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第z+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
13.一种光学指纹传感器模组，其特征在于，包括：
光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括感光像素所在的像素区；所述感光像素包括光学指纹感测元件、透光区和非透光区，所述光学指纹感测元件位于所述非透光区；
点状背光源，一个所述像素区对应一个所述点状背光源；所述点状背光源位于对应所述像素区的斜下方；
根据到所述点状背光源距离从近到远，依次将所述像素区分为第1光强区至第x光强区，其中，第2光强区至第x-1光强区的整体形状呈现圆弧状条形或椭圆弧状条形，x为3以上的整数；
第1光强区中的所述光学指纹感测元件为第1元件组，第2光强区中的所述光学指纹感测元件为第2元件组，以此类推，第x光强区的所述光学指纹感测元件为第x元件组；
第y元件组中光学指纹感测元件与第y+1元件组中光学指纹感测元件之间满足以下两种情况的至少其中一种，其中，y为1至x的任意整数：
第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积；
第二种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件周边的透光区面积。
14.如权利要求13所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第一种情况下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积，并且，所述元件感光面积等于所述有效感光面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
15.如权利要求13所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第一种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积均相等，所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件上的遮光层开口面积，从而使第y元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的有效感光面积。
16.如权利要求13所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第二种情况下，所述光学指纹感测元件的元件感光面积相等。
17.如权利要求13所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，在所述第一种情况下，或者在同时存在所述第一种情况和所述第二种情况的条件下，第y元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的元件感光面积；并且，同时所述光学指纹感测元件上方具有遮光层，所述遮光层具有用于暴露所述光学指纹感测元件表面的开口；第y元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积小于第y+1元件组中光学指纹感测元件的遮光层开口面积。
18.如权利要求13所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，当一个所述光学指纹感测元件位于两个不同的光强区时，将这个所述光学指纹感测元件当成是位于它较大面积所在的所述光强区中；当一个所述光学指纹感测元件位于两个不同的光强区，并且这个所述光学指纹感测元件在这两个所述光强区的面积相等时，将这个所述光学指纹感测元件当成是位于这两个所述光强区的任意一个中。
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