CN110232298A - 光学指纹传感器模组 - Google Patents

Abstract

一种光学指纹传感器模组，通过对所述多个调制像素进行差别化处理，从而能够保证最终不同位置的调制像素均能够接收到大致相同的指纹信号；并且使不同调制像素的开口线相互平行，从而有效降低工艺浮动对所述第一区位置和面积的影响，进而实现工艺稳定性提高和感光量均匀度改善的兼顾，实现指纹图像质量的改善和模组制造良率提高的兼顾。

Description

光学指纹传感器模组

技术领域

本发明涉及指纹成像领域，特别涉及一种光学指纹传感器模组。

背景技术

指纹识别是在采集人体指纹图像之后，将指纹图像与指纹识别系统里已有指纹信息进行比对，以实现身份识别。由于使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、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。

指纹识别所采用的指纹成像技术中，一种是通过光学方法采集人体指纹图像：通过光源产生入射光；入射光投射至手指表层，经手指反射形成带有指纹信息的反射光；由图像传感器接收所述反射光，获得指纹图像。

另一方面，为了而减小指纹成像模组的体积，其中的光学指纹传感器模组中常常采用发光二极管，即将所述光源设置为点光源。将所述光源设置为点光源后，光学指纹传感器模组容易出现感光量不均匀、指纹图像质量不佳的问题。

现有技术中一般是改变图像传感器中不同位置调制像素的开口面积，使靠近光源的调制像素开口面积较小，远离光源的调制像素开口面积较大，从而达到提高所述光学指纹传感器模组感光量的均匀度，改善所获得指纹图像质量的目的。

但是现有技术改变图像传感器中调制像素开口面积大小的方法工艺难度较大，工艺浮动影响较大，从而造成了光学指纹传感器模组制造良率和器件性能的退化。

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，以实现工艺稳定性提高和感光量均匀度改善的兼顾。

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：

光源，所述光源产生的光线在感测面上形成携带有指纹信息的成像光；图像传感器，所述图像传感器包括多个调制像素，所述调制像素的表面具有用于采集光线的感光区域，所述调制像素的感光区域至少包括第一区和第二区，所述第一区与所述第二区相邻接，设置所述第二区和所述第一区的交界线为所述调制像素的开口线；投射至所述第一区的成像光被所述调制像素采集；所述多个调制像素呈阵列排布，构成与所述光源相对应的调制像素阵列，所述光源位于所对应调制像素阵列沿列方向的一侧；所述调制像素阵列具有多个调制像素组，同一调制像素组内的调制像素具有相同面积、相同形状的第一区和相同面积、相同形状的第二区，所述调制像素组内与所述光源之间距离最近的调制像素到所述光源之间的距离为所述调制像素组的光源距离；所述多个调制像素组为分别为第1调制像素组、第2调制像素组、……、第x调制像素组，x为3以上的整数，所述第1调制像素组、所述第2调制像素组、……、所述第x调制像素组的所述光源距离依次增大；第y调制像素组中调制像素与第y+1调制像素组中调制像素之间满足以下情况，其中y为1至x的任意整数：第y调制像素组中调制像素的第一区面积小于第y+1调制像素组中调制像素的第一区面积，且第y调制像素组中调制像素的开口线与第y+1调制像素组中调制像素的开口线相互平行。

可选的，所述开口线为直线。

可选的，第y+1调制像素组中调制像素的第一区面积比第y调制像素组中调制像素的第一区面积大1％到20％。

可选的，所述调制像素包括感光元件，所述感光元件具有采光区，所述采光区在所述调制像素表面的投影为所述感光区域；所述多个调制像素内感光元件的采光区面积相等且形状相同；所述调制像素还包括遮光层，所述遮光层覆盖至少部分所述采光区，露出剩余的部分所述采光区；与所述遮光层露出部分采光区相对应的感光区域为所述第一区，与所述遮光层覆盖部分采光区相对应的感光区域为所述第二区；所述遮光层朝向所述第一区的边界在所述调制像素表面的投影为所述开口线；第y调制像素组中调制像素的遮光层的边界与第y+1调制像素组中调制像素的遮光层的边界相互平行，且第y调制像素组中调制像素的遮光层的面积大于第y+1调制像素组中调制像素的遮光层的面积。

可选的，所述第二区在所述遮光层表面的投影位于所述遮光层的范围内。

可选的，靠近所述第一区的一侧，所述调制像素用于设置感光元件的区域内，到所述开口线距离最远的位置与所述开口线之间的距离为所述调制像素的开口距离；第y调制像素组中调制像素的开口距离小于第y+1调制像素组中调制像素的开口距离。

可选的，所述调制像素用以设置感光元件的区域形状为方形，所述方形区域大于感光元件面积，所述方形区域具有2个相互平行的第一边和2个相互平行的第二边，所述第一边和所述第二边垂直相连于顶点；所述开口线所在直线平行于所述第一边，且与所述第二边垂直相交；靠近所述第一区的第一边与所述开口线之间的距离为所述开口距离。

可选的，所述调制像素用以设置感光元件的区域形状为方形，所述方形区域大于感光元件面积，所述方形区域具有2个相互平行的第一边和2个相互平行的第二边，所述第一边和所述第二边垂直相连于顶点；所述开口线所在直线与所述2个第一边和所述2个第二边中至少两条边斜交；靠近所述第一区的一侧，与所述开口线所在直线距离最远的顶点与所述开口线之间的距离为所述开口距离。

可选的，第y+1调制像素组中调制像素的开口距离比第y调制像素组中调制像素的开口距离大1％到50％。

可选的，所述调制像素阵列的1行或多行调制像素属于同一调制像素组。

可选的，所述第a调制像素组内所包含调制像素的行数与所述调制像素组的序号a之间满足以下条件：第a调制像素组包括a2行调制像素。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案中，对所述多个调制像素进行差别化处理，从而能够保证最终不同位置的调制像素均能够接收到大致相同的指纹信号；而且不同调制像素的开口线相互平行，因此在平行所述调制像素表面的平面内，沿所述开口线延伸方向的工艺偏移并不会影响所述所述第一区的位置和面积，从而有效降低工艺浮动对所述第一区位置和面积的影响，进而有利于提高制造良率和改善器件性能，能够在保证光学指纹传感器模组的制造良率和器件性能的前提下，改变不同位置调制像素的开口面积，兼顾工艺稳定性的提高和感光量均匀度的改善，实现指纹图像质量的改善和模组制造良率提高的兼顾。

附图说明

图1是一种指纹识别模组内图像传感器中调制像素的剖面结构示意图；

图2是图1所示调制像素中沿A方向的俯视结构示意图；

图3是图1所示调制像素在开口向右下方偏移时沿A方向的俯视结构示意图；

图4是图1所示调制像素在开口向下方偏移时沿中沿A方向的俯视结构示意图；

图5是图1所示调制像素在开口向左上方偏移时沿A方向的俯视结构示意图；

图6是本发明光学指纹传感器模组第一实施例的剖面结构示意图；

图7是图6所示光学指纹传感器模组实施例内图像传感器中一个调制像素的俯视结构示意图；

图8是图6所示光学指纹传感器模组实施例内所述调制像素阵列的俯视结构示意图；

图9是图8所示光学指纹传感器模组实施例中第y调制像素组中调制像素与第y+1调制像素组中调制像素的俯视结构示意图；

图10本发明光学指纹传感器模组第二实施例中调制像素阵列的俯视结构示意图；

图11是本发明光学指纹传感器模组第三实施例内图像传感器中一个调制像素的俯视结构示意图；

图12是图11所示光学指纹传感器模组实施例中第y调制像素组中调制像素与第y+1调制像素组中调制像素的俯视结构示意图；

图13是图12所示光学指纹传感器模组实施例内所述调制像素阵列的俯视结构示意图；

图14是本发明光学指纹传感器模组第四实施例内所述调制像素阵列的俯视结构示意图；

图15是本发明光学指纹传感器模组第五实施例内第y调制像素组中调制像素与第y+1调制像素组中调制像素的俯视结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术改变图像传感器中调制像素开口面积大小的方法存在工艺难度大、工艺浮动影响严重的问题。现结合一种指纹识别模组内图像传感器调制像素的结构分析工艺难度大、工艺浮动严重问题的原因：

参考图1和图2，示出了一种指纹识别模组内图像传感器中调制像素的结构示意图；其中图1是所述调制像素的剖面结构示意图；图2是图1所示调制像素中沿A方向的俯视结构示意图。

所述调制像素的表面具有用于采集光线的感光区域16(如图2所示)，所述感光区域16包括第一区14和第二区15，仅有投射至所述第一区14的光线能够被所述调制像素采集，投射至所述第二区15的光线无法被所述调制像素采集。

如图1所示，所述调制像素包括感光元件11和位于所述感光元件11上的遮光层12；所述遮光层12内具有开口13，光线能够经所述开口13透射所述遮光层12被所述感光元件11采集。

所述感光元件11具有用于采集光线的采光区，所述采光区在所述调制像素表面的投影为所述感光区域16，所述开口13所露出的部分采光区为所述第一区14，所述遮光层12覆盖、未露出的部分采光区为所述第二区15。

由于所述第一区14由所述开口13露出的采光区形成，因此在实际工艺过程中，所述开口13和所述感光元件11相对位置的偏移可能会影响所述第一区14的面积和形状：如图2所示，所述开口13位于所述感光元件11采光区的正上方，即所述开口13在所述调制像素表面投影位于所述采光区在所述调制像素表面的投影内，因此所述第一区14被所述第二区15包围，所述第一区14的形状和面积与所述开口13相一致。

当所述开口和所述感光元件相对位置发生偏移时，所述第一区为所述开口和所述采光区的重叠，如图3所示，所述开口23相对于所述感光元件21向右下方偏移时，所述第一区24位于所述第二区25的右下角，所述第一区24实际为所述开口23所露出所述采光区，即所述采光区在所述调制像素表面投影与所述开口23在所述调制像素表面投影相重叠的部分为所述第一区24，所以所述第一区24的面积小于所述开口23的面积。

类似的，如图4所示，所述开口33相对于所述感光元件31向下方偏移时，所述第一区34位于所述第二区35的下方；或者，如图5所示，所述开口43相对于所述感光元件41左上方偏移时，所述第一区44位于所述第二区45的左上方，所述第一区34/44实际均为所述开口33/43露出的所述采光区，所述第一区34/44的面积均小于所述开口33/43的面积。

由于在平行所述感光元件表面的平面内，所述开口任意方向的偏移都有可能会对所述第一区造成影响，影响所述第一区的面积和位置，而且不同批次图像传感器之间，所述开口位置偏移的方向和位置均不同，因此可能造成所述第一区的位置和面积均不相同的问题，从而可能会影响所述图像传感器感光量的均匀程度，进而影响光学指纹传感器模组良率的提高和器件性能的改善。

为解决所述技术问题，本发明提供一种光学指纹传感器模组，通过对调制像素进行差别化处理，并且使不同调制像素的开口线相互平行，从而在对所述调制像素进行差别化处理的前提下，降低工艺浮动对第一区位置和面积的影响，从而在保证光学指纹传感器模组的制造良率和器件性能的前提下，改变不同位置调制像素的开口面积，兼顾工艺稳定性的提高和感光量均匀度的改善，实现指纹图像质量的改善和模组制造良率提高的兼顾。

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。

参考图6至图9，示出了本发明光学指纹传感器模组第一实施例的结构示意图。其中，图6是所述光学指纹传感器模组实施例的剖面结构示意图。

所述光学指纹传感器模组包括：光源110，所述光源110产生的光线在感测面120上形成携带有指纹信息的成像光；图像传感器130，所述图像传感器130用于采集所述成像光以获得指纹图像。

一般而言，所述图像传感器130包括透光基板(图中未示出)和位于所述透光基板上的器件层(图中未示出)。所述器件层包括调制像素阵列135，调制像素阵列135包括多个阵列排布的调制像素131。所述调制像素131中包括感光元件(图中未示出)。所述感光元件具有采光区(图中未示出)。

本实施例中，定义平行画面的方向为列方向，定义垂直画面的方向为行方向。所以同一列的调制像素131，远离所述光源110的行，接受到的光线照射的光强越小。

如图6所示，所述光源110为点状背光源，因此所述光源110所产生光线以一定的发散角出射，所以与所述光源110距离越远的位置，单位面积受到所述光源110所产生光线照射的光强越小。

本实施例中，所述光源110为一个LED灯，所述光源110所产生光线可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。

所述感测面120用于感受触摸，所述光源110所产生的光线在所述感测面120上发生反射和折射，形成所述成像光。

手指按压着所述感测面120上之后，透射至所述感测面120上的光线会发生反射或者折射，从而形成所述成像光。

本实施例中，所述图像传感器130远离所述光源110的一侧具有保护层121，以保护所述图像传感器130。所述感测面120为所述保护层121背向所述图像传感器130的表面。

结合参考图7，示出了图6所示光学指纹传感器模组实施例内图像传感器中一个调制像素131的俯视结构示意图。

所述图像传感器130包括多个调制像素131，以采集所述成像光的光信号，并对所述光信号进行光电转换以产生响应的电信号。

所述调制像素131具有用于采集光线的感光区域132，所述调制像素131的感光区域132包括第一区132a和第二区132b，所述第一区132a与所述第二区132b相邻接，设置所述第二区132b和所述第一区132a的交界线为所述调制像素131的开口线132c。

投射至所述第一区132a的成像光能够被所述调制像素131采集，投射至所述第二区132b的成像光无法被所述调制像素131采集。

具体的，所述调制像素131具有感光元件(图中未标示)，所述感光元件具有采光区，所述采光区在所述调制像素131表面的投影为所述感光区域132。本实施例中，所述感光元件为光电二极管。本发明其他实施例中，所述感光元件还可以为其他能够实现光电转换的电子元器件。

本实施例中，所述多个调制像素131内感光元件的采光区面积相等且形状相同。使所述多个调制像素131内感光元件的采光区面积相等且形状相同，能够使所述多个调制像素131具有相同结构的感光元件，从而能够使所述多个调制像素131中的感光元件的形成过程中的图形规则程度较高，能够有效降低所述多个调制像素131的形成工艺难度，提高其形成工艺稳定性，有利于实现性能改善和良率提高的兼顾。但是将所述感光元件的采光区设置为相同面积、相同形状的做法仅为一实例。本发明其他实施例中，所述调制像素内感光元件的采光区也可以为多种面积、多种形状。

所述调制像素131还包括遮光层133，所述遮光层133覆盖至少部分所述采光区，露出剩余的部分所述采光区；与所述遮光层133露出部分采光区相对应的感光区域132为所述第一区132a，与所述遮光层133覆盖部分采光区相对应的感光区域132为所述第二区132b，也就是说，所述遮光层133露出的部分采光区在所述调制像素131表面的投影为所述第一区132a；所述遮光层133覆盖的部分采光区在所述调制像素131表面的投影为所述第二区132b。

所述遮光层133用于遮挡光线。

与所述第一区132a相对应的采光区上未设置所述遮光层133，所述第一区内的采光区被所述遮光层133露出，因此光线投射至所述第一区132a上时，能够直接投射至所述采光区而被所述感光元件采集；

与所述第二区132b相对应的采光区上设置有所述遮光层133，所述第二区内的采光区被所述遮光层133遮挡，因此所述光线投射至所述第二区132b上时，被所述遮光层133遮挡而无法实现透射，无法投射至所述采光区，因此无法被所述感光元件采集。所以所述第一区132a的面积大小的变化会影响所述调制像素131所采集光线的比例，最终改变调制像素131的信号大小。

需要说明的是，本实施例中，所述遮光层133位于所述感光元件上，即所述遮光层133位于所述感光元件靠近所述感测面120(如图6所示)的一侧。本发明其他实施例中，所述遮光层还可以位于所述器件层内，能够实现对所述感光元件采光区遮挡的位置即可。

由于所述第一区132a和所述第二区132b相邻接，所以所述遮光层133朝向所述第一区132a的边界在所述调制像素131表面的投影为所述开口线132c。

本实施例中，所述开口线为直线，将所述开口线设置为直线的做法，能够减小制作工艺过程中由不同层光罩之间的对位偏差(Overlay)导致的不同批次产品之间的偏差。从而能够有效降低所述多个调制像素131的形成工艺难度，提高其形成工艺稳定性，有利于实现性能改善和良率提高的兼顾。

本实施例中，所述调制像素131的感光区域132为不规则的多边形，所述遮光层133朝向所述第一区132a的边界与所述感光区域132的一条边相平行，因此所述开口线132c平行于所述感光区域132的一条边。

本实施例中，所述第二区132b在所述遮光层133表面的投影位于所述遮光层133的范围内，也就是说，所述遮光层132在所述调制像素131表面的覆盖范围大于所述第二区132b的范围，因此在沿所述开口线132c延伸方向，所述遮光层133发生位置偏移时，所述遮光层133不会露出更多的所述感光区域132，从而在所述遮光层133发生沿所述开口线132c延伸方向的位置偏移时，保证所述第一区132a的面积和位置不变，进而降低工艺浮动对所述第一区132a位置和面积的影响，在保证光学指纹传感器模组的制造良率和器件性能的前提下，改变不同位置调制像素131的开口面积，兼顾工艺稳定性的提高和感光量均匀度的改善，实现指纹图像质量的改善和模组制造良率提高的兼顾。

具体的，沿所述开口线132c延伸方向上，所述第二区132b在所述遮光层133表面投影的边界与所述遮光层133边界之间距离δ不宜太小，所述第二区132b在所述遮光层133表面投影的边界与所述遮光层133边界之间距离δ如果太小，则工艺浮动所引起的遮光层133位置偏移可能会大于所述第二区132b在所述遮光层133表面投影边界与所述遮光层133边界之间距离δ，即使所述遮光层133的位置偏移是沿所述开口线132c的延伸方向，所述遮光层133都可能露出额外的感光区，从而无法保证所述第一区132a面积和位置的不变，进而影响制造良率的提高和器件性能的改善，无法实现提高工艺稳定性和改善感光量均匀度的兼顾。

本实施例中，靠近所述第一区132a的一侧，所述调制像素131用于设置感光元件的区域内，到所述开口线132c距离最远的位置与所述开口线132c之间的距离为所述调制像素131的开口距离D。

具体的，如图7所示，所述调制像素131用以设置感光元件的区域形状为方形，方形区域134具有2个相互平行的第一边134a和2个相互平行的第二边134b，所述第一边134a和所述第二边134b垂直相连于顶点；所述开口线132c所在直线平行于所述第一边134a，且与所述第二边134b垂直相交；靠近所述第一区132a的第一边134a与所述开口线132c之间的距离为所述开口距离D。

所述多个调制像素131在平行所述感测面120的平面内呈阵列排布，以构成与所述光源110相对应的调制像素阵列135。结合参考图8，示出了图6所示光学指纹传感器模组实施例内所述调制像素阵列135的俯视结构示意图。

如图8所示，在平行所述感测面120(如图6所示)的平面内，所述光源110位于所述调制像素阵列135沿列方向的一侧，即所述光源110位于调制像素阵列135最外一行所述调制像素131的斜下方。

需要说明的是，本实施例中，所述光学指纹传感器模组中仅具有一个所述光源110，以及一个与所述光源110相对应的调制像素阵列135。本发明其他实施例中，所述光学指纹传感器模组还可以包括多个光源，所述多个调制像素构成多个调制像素阵列，所述多个调制像素阵列与所述多个光源一一对应。

与采用面光源的技术方案相比，所述光源110为点状背光源，所述光源110所产生的光线传播方向具有较高的一致性，杂散光较少，因此所述感测面120上所形成的成像光的一致性也相对较高，杂散光较少，有利于高质量指纹图像的获得。

所述调制像素阵列135具有多个调制像素组，同一调制像素组135内的调制像素131具有相同面积、相同形状的第一区132a(如图7所示)和相同面积、相同形状的第二区132b(如图7所示)，各所述调制像素组与所述光源110之间距离由近到远依次为L₁/L₂/L_x。

如图8所示，所述多个调制像素组为分别为第1调制像素组136₁、第2调制像素组136₂、……、第x调制像素组136_x，x为3以上的整数。所述第1调制像素组136₁、所述第2调制像素组136₂、……、所述第x调制像素组136_x到所述光源110的距离L₁、L₂……L_x依次增大。

本实施例中，所述调制像素阵列135的1行或多行调制像素131属于同一调制像素组。由于所述光源110位于所述调制像素阵列135列方向的一侧，所以所述第1调制像素组136₁包括到所述光源110距离最近的1行或多个调制像素131；所述第2调制像素组136₂包括到所述光源110距离第二近的1行或多个调制像素131；所述第x调制像素组136_x包括到所述光源110距离最远的一行或多行调制像素131。

使同行的调制像素131属于同一调制像素组，能够有效的简化不同结构调制像素131的排布规律，从而达到简化所述调制像素阵列135结构、降低所述调制像素阵列135形成工艺难度的目的，进而兼顾工艺稳定性的提高和感光量均匀度的改善。

如图6所示，所述光源110所产生的光线以锐角斜向入射至所述感测面120上，在所述感测面120上，距离光源110越远的位置，所受到光线照射的强度越小，距离光源110越近的位置，所受到光线照射的强度越大，因此在所述感测面120上，距离光源110越远的位置，所形成成像光的光强越小，所述感测面120上，距离光源110越近的位置，所形成成像光的光强越大。

由于单位面积感测面上所形成成像光光强的大小与光源110之间距离相关，因此所述调制像素阵列135上不同位置单位面积所受到成像光照射的强度也与光源之间距离相关：在所述调制像素阵列135中，距离光源110越远的调制像素131单位面积所受到成像光照射的光强越小；距离光源110越近的调制像素131所受到成像光照射的强度越大。

由于所述第1调制像素组136₁、所述第2调制像素组136₂、……、所述第x调制像素组136_x的所述光源110距离L₁、L₂……L_x依次增大，所以投射至所述第1调制像素组136₁、所述第2调制像素组136₂、……、所述第x调制像素组136_x上成像光的平均光强逐渐减小。

需要说明的是，本实施例中，所述第a调制像素组136_a内所包含调制像素131的行数与所述调制像素组136_a的序号a之间满足以下条件：第a调制像素组136_a包括a²行调制像素131。所以如图8所示，所述第1调制像素组136₁包含有1行所述调制像素131；所述第2调制像素组136₂包含有4行所述调制像素131；依次类推，第x调制像素组136_x包含有x²行所述调制像素131。

随着光源距离的增大，不同调制像素组所受到成像光照射平均光强的差异逐渐减小，因此使a²行调制像素131同属于第a调制像素组136_a的做法，能够在保证同一调制像素组内所受到照射的成像光平均光强均匀度的前提下，尽量降低所述调制像素阵列中不同结构调制像素分布的复杂程度，从而能够有效降低形成工艺难度，有利于制造良率的提高和器件性能的改善。

所述调制像素131与所述光源110之间的距离以及所述调制像素131的第一区132a(如图7所示)的面积均会影响所述调制像素131所采集光信号的强度：第一区132a面积越大，所述调制像素131所采集光信号的强度越大；所述调制像素131与所述光源110之间距离越小，所述调制像素131所采集光信号的强度越大。

结合参考图8和图9所示，其中，图9是图8所示实施例中第y调制像素组中调制像素131_y与第y+1调制像素组中调制像素131_y+1的俯视结构示意图。

第y调制像素组中调制像素131_y与第y+1调制像素组中调制像素131_y+1之间满足以下情况，其中y为1至x的任意整数：第y调制像素组中调制像素131_y的第一区132a_y面积小于第y+1调制像素组中调制像素131_y+1的第一区132a_y+1面积，且第y调制像素组中调制像素131_y的开口线132c_y与第y+1调制像素组中调制像素131_y+1的开口线132c_y+1相互平行。

由于成像光在所述调制像素阵列135表面的非均匀分布，因此对所述调制像素131进行差别化处理，利用所述第一区132a面积的增大以补偿单位面积成像光光强的减小，从而保证最终不同位置的调制像素131均能够接收到大致相同的指纹信号，以更好的对成像光进行采集，提高所获得指纹图像的质量。

另一方面，不同调制像素131的开口线132c相互平行，因此在平行所述调制像素131表面的平面内，沿所述开口线132c延伸方向的位置偏移并不会影响所述所述第一区132a的位置和面积，从而能够有效降低工艺浮动对所述第一区132a位置和面积的影响，进而有利于提高制造良率和改善器件性能，能够在保证光学指纹传感器模组的制造良率和器件性能的前提下，改变不同位置调制像素131的开口面积，兼顾工艺稳定性的提高和感光量均匀度的改善，实现指纹图像质量的改善和模组制造良率提高的兼顾。

如图7所示，本实施例中，与所述遮光层133露出部分采光区相对应的感光区域132为所述第一区132a，与所述遮光层133覆盖部分采光区相对应的感光区域132为所述第二区132b；所述遮光层133朝向所述第一区132a的边界在所述调制像素131表面的投影为所述开口线132c。

所以如图9所示，第y调制像素组中调制像素131_y的遮光层133_y的边界与第y+1调制像素组中调制像素131_y+1的遮光层133_y+1的边界相互平行，且第y调制像素组中调制像素131_y的遮光层133_y的面积大于第y+1调制像素组中调制像素131_y+1的遮光层133_y+1的面积。

具体的，第y调制像素组中调制像素131_y用于设置感光元件的方形区域134_y具有2个相互平行的第一边134a_y和2个相互平行的第二边134b_y，所述第一边134a_y和所述第二边134b_y垂直相连于顶点；所述开口线132c_y所在直线平行于所述第一边134a_y，且与所述第二边134b_y垂直相交；所述开口距离D_y为所述第一边134a_y与所述开口线132c_y之间的距离。

第y+1调制像素组中调制像素131_y+1用于设置感光元件的方形区域134_y+1具有2个相互平行的第一边134a_y+1和2个相互平行的第二边134b_y+1，所述第一边134a_y+1和所述第二边134b_y+1垂直相连于顶点；所述开口线132c_y+1所在直线平行于所述第一边134a_y+1，且与所述第二边134b_y+1垂直相交；所述开口距离D_y+1为所述第一边134a_y+1与所述开口线132c+1_y之间的距离。

所以第y调制像素组中调制像素131_y的开口距离D_y小于第y+1调制像素组中调制像素131_y+1的开口距离D_y+1；调制像素131_y的开口线132c_y平行于所述调制像素131_y+1的开口线132c_y+1。

所述调制像素131_y中，所述开口距离D_y较小，所述第一区132a_y面积较小，所以所述调制像素131_y中能够对所述成像光进行采集的面积较小；所述调制像素131_y+1中，所述开口距离D_y+1较大，所述第一区132a_y+1面积较大，所以所述调制像素131_y+1中能够对所述成像光进行采集的面积较大。

另一方面，所述调制像素131_y与与所述光源110之间距离较小，投射至所述调制像素131_y表面单位面积上成像光的光强较高；所述调制像素131_y+1与与所述光源110之间距离较大，投射至所述调制像素131_y+1表面单位面积上成像光的光强较小。

所以所述调制像素131_y中，较小的第一区132a_y面积与较大的单位面积成像光光强能够实现相互补偿；所述调制像素131_y+1中，较大的第一区132a_y+1面积与较小的单位面积成像光光强能够实现相互补偿；从而能够使所述调制像素131_y和所述调制像素131_y+1能够接收到大致相同的指纹信号，进而达到改善所获得指纹图像质量的目的。

需要说明的是，本实施例中，第y+1调制像素组中调制像素131_y+1的第一区132a_y+1面积比第y调制像素组中调制像素131_y的第一区132a_y面积大1％到20％。第y+1调制像素组中调制像素131_y+1内第一区132a_y+1面积与第y调制像素组中调制像素131_y内第一区132a_y面积差异不宜太大，也不宜太小。第y+1调制像素组中调制像素131_y+1内第一区132a_y+1面积与第y调制像素组中调制像素131_y内第一区132a_y面积的差异如果太大和太小，都会影响所述第一区面积与单位面积成像光光强之间的补偿作用，不利于使所述调制像素131_y和所述调制像素131_y+1能够接收到大致相同的指纹信号，不利于指纹图像质量的改善。

而且，不同调制像素的开口线均相互平行，即不同调制像素中的开口线为相互平行的直线。本实施例中，由于所述第一边为沿所述调制像素阵列的列方向延伸，所以所述多个调制像素131的开口线为均平行于所述调制像素阵列133列方向的直线。

因此，所述遮光层沿所述开口线延伸方向的少量偏移不会对所述第一区面积和位置造成影响。所以将所述多个调制像素的开口线设置为相互平行的做法，能够有效降低工艺偏移对所述第一区位置和面积的影响，有效降低工艺浮动的影响，进而有利于提高制造良率和改善器件性能，能够在保证光学指纹传感器模组的制造良率和器件性能的前提下，改变不同位置调制像素的开口面积，兼顾工艺稳定性的提高和感光量均匀度的改善，实现指纹图像质量的改善和模组制造良率提高的兼顾。

如图8和图9所示，所述调制像素131_y中遮光层133_y朝向所述第一区132a_y的边界与所述调制像素131_y+1中遮光层133_y+1朝向所述第一区132a_y+1的边界相互平行，且平行于所述调制像素阵列135的列方向；所以当工艺浮动造成遮光层沿所述调制像素阵列135列方向发生偏移时，所述调制像素131_y中第一区132a_y的位置和面积以及所述调制像素131_y+1中第一区132a_y+1的位置和面积均不会发生变化，不会对所述调制像素131_y或所述调制像素131_y+1所采集指纹信号的强度造成影响，不会影响指纹图像质量的改善。

由于不同调制像素的开口线均相互平行，因此所述调制像素的第一区面积与所述调制像素的开口距离相关，因此本实施例中，第y+1调制像素组中调制像素131_y+1的开口距离D_y比第y调制像素组中调制像素131_y的开口距离D_y+1大1％到50％，从而为了保证第y+1调制像素组中调制像素131_y+1的第一区132a_y+1面积与第y调制像素组中调制像素131_y的第一区132a_y面积的差异在合理范围内，

参考图10示出了本发明光学指纹传感器模组第二实施例的结构示意图。其中，图10是与图8所对应的所述光学指纹传感器模组中调制像素阵列的俯视结构示意图。

本实施例与前述实施例相同之处，本发明在此不再赘述。本实施例与前述实施例不同之处在于，本实施例中，所述开口线232c平行于所述调制像素阵列235的行方向。

具体的，所述开口线232c均平行于所述调制像素阵列235的行方向，即所述多个调制像素131的开口线为均平行于所述调制像素阵列133行方向的直线线段。所以沿所述调制像素阵列235行方向的工艺浮动，并不会影响所述第一区232a的面积和位置，也不会影响所述调制像素231采集所述成像光的能力，因此能够有效降低工艺浮动的影响，进而有利于提高制造良率和改善器件性能，能够在保证光学指纹传感器模组的制造良率和器件性能的前提下，改变不同位置调制像素的开口面积，兼顾工艺稳定性的提高和感光量均匀度的改善，实现指纹图像质量的改善和模组制造良率提高的兼顾。

需要说明的是，本实施例中，所述调制像素内并未设置有所述遮光层，即所述第一区232a和所述第二区232b并不是通过遮光层的设置而形成的。本实施例通过直接设计不同大小的感光器件来实现各调制像素组的第一区的面积的变化。

此外，本实施例中，所述调制像素组的分组方式也与前述第一实施例中不同。具体的，所述调制像素阵列235中具有中心到所对应光源210距离最近的最大正方形区域235a，所述最大正方形区域235a包括2x×2x个所述调制像素231，或者(2x+1)×(2x+1)个所述调制像素231；在所述最大正方形区域235a中，设置距离所述光源210最远的2行调制像素231以及最远的2列调制像素231为第x调制像素组；除第x调制像素组外，设置距离所述光源第二远的2行调制像素以及第二远的2列调制像素为第x-1调制像素组，以此类推，直至除前述第x调制像素组至第2调制像素组外，剩余的所述调制像素为第1调制像素组。

此外，所述调制像素阵列235中，还剩余所述最大正方形区域235a之外的n行调制像素231，n为1以上的整数；所述n行调制像素231中，设置距离所述光源210最近的1行调制像素210为第x+1调制像素组，依次类推，直至距离所述光源210最远的1行调制像素231为第x+n调制像素组。

参考图11至图13，示出了本发明光学指纹传感器模组第三实施例的结构示意图。

其中，图11是与图7所对应的光学指纹传感器模组实施例内图像传感器中一个调制像素的俯视结构示意图；图12是与图9所对应的第y调制像素组中调制像素131_y与第y+1调制像素组中调制像素131_y+1的俯视结构示意图。

本实施例与前述实施例不同之处在于，本实施例中，所述开口线132c所在直线与方形区域334的第一边334a和第二边334b均斜交。

具体的，所述调制像素用以设置感光元件的区域形状为方形，方形区域大于感光元件面积。方形区域334具有2个相互平行的第一边334a和2个相互平行的第二边334b，所述第一边334a和所述第二边334b垂直相连于顶点；所述开口线332c所在直线与所述2个第一边334a和所述2个第二边334b中至少两条边斜交；靠近所述第一区332a的一侧，与所述开口线332c所在直线距离最远的顶点与所述开口线332c之间的距离为所述开口距离D。

如图12所示，第y调制像素组中调制像素331_y中，所述开口距离D_y为所露出第一边和第二边相交的顶点与所述开口线332c_y之间的距离；第y+1调制像素组中调制像素331_y+1中，所述开口距离D_y+1为所露出第一边和第二边相交的顶点与所述开口线332c_y+1之间的距离。

调制像素131_y的开口线332c_y与调制像素131_y+1的开口线332c_y+1相互平行，因此在平行所述调制像素表面的平面内，沿所述开口线延伸方向的位置偏移并不会影响所述调制像素131_y和所述调制像素131_y+1中第一区的位置和面积，从而能够有效降低工艺浮动的影响，有利于提高制造良率和改善器件性能，能够实现工艺稳定性提高和感光量均匀度改善的兼顾。

此外，本实施例中，所述调制像素阵列中所述调制像素组的分布也与前述实施例不同。参考图13，图13是与图8所对应的所述光学指纹传感器模组实施例内所述调制像素阵列135的俯视结构示意图。

所述调制像素阵列335中具有中心到所对应光源310距离最近的最大长方形区域335a，所述最大长方形区域335a具有x行和2x-1列的所述调制像素331，或者所述最大长方形区域335a具有x行和2x列的所述调制像素331，x为2以上的整数；在所述最大长方形区域335a中，设置距离所述光源310最远的1行调制像素331以及最远的2列所述调制像素331为第x调制像素组；除第x调制像素组外，设置距离所述光源310第二远的1行调制像素331以及第二远的2列调制像素331为第x-1调制像素组，以此类推，直至除前述第x调制像素组至第2调制像素组外，剩余的所述调制像素331为第1调制像素组。

此外，所述调制像素阵列335中，还剩余对称的位于所述最大长方形区域两侧的n列调制像素，n为1以上的整数；所述2n列调制像素中，设置距离所述光源最近的2列调制像素为第x+1调制像素组，依次类推，直至距离所述光源最远的2列调制像素为第x+n调制像素组。

需要说明的是，本实施例中，所述调制像素阵列335中调制像素组的分布仅为一实例。如图14所示，所述调制像素阵列335中，还剩余所述最大长方形区域335a之外的n行调制像素，n为1以上的整数；所述n行调制像素中，设置距离所述光源最近的1行调制像素为第x+1调制像素组，依次类推，直至距离所述光源最远的1行调制像素为第x+n调制像素组。

还需要说明的是，如图15所示，本发明其他实施例中，所述调制像素的感光区域还包括：第三区432d_y/432d_y+1，投射至所述第三区432d_y/432d_y+1的成像光被所述调制像素431_y/431_y+1采集，所述多个调制像素431_y/431_y+1具有相同面积、相同形状的第三区432d_y/432d_y+1。

以设置有遮光层433_y/433_y+1的调制像素431_y/431_y+1为例进行说明。所述遮光层433所露出的采光区分为两部分，分别为与第一区432a_y/432a_y+1相对应的第一采光部(图中未标示)和与第三区432d_y/432d_y+1相对应的第二采光部(图中未标示)。所述第一采光部和所述第二采光部分别位于所述第二区432b_y/432b_y+1两侧，所以所述第一采光部和所述第二采光部不连通。分属不同调制像素组的调制像素431_y/431_y+1中，所述第三区432d_y/432d_y+1的面积均相等，且形状和位置都相同。

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 (11)

1.一种光学指纹传感器模组，其特征在于，包括：.

光源，所述光源产生的光线在感测面上形成携带有指纹信息的成像光；

图像传感器，所述图像传感器包括多个调制像素，所述调制像素的表面具有用于采集光线的感光区域，所述调制像素的感光区域至少包括第一区和第二区，所述第一区与所述第二区相邻接，设置所述第二区和所述第一区的交界线为所述调制像素的开口线；

投射至所述第一区的成像光被所述调制像素采集；

所述多个调制像素呈阵列排布，构成与所述光源相对应的调制像素阵列，所述光源位于所对应调制像素阵列沿列方向的一侧；

所述调制像素阵列具有多个调制像素组，同一调制像素组内的调制像素具有相同面积、相同形状的第一区和相同面积、相同形状的第二区，所述调制像素组内与所述光源之间距离最近的调制像素到所述光源之间的距离为所述调制像素组的光源距离；

所述多个调制像素组为分别为第1调制像素组、第2调制像素组、……、第x调制像素组，x为3以上的整数，所述第1调制像素组、所述第2调制像素组、……、所述第x调制像素组的所述光源距离依次增大；

第y调制像素组中调制像素与第y+1调制像素组中调制像素之间满足以下情况，其中y为1至x的任意整数：

第y调制像素组中调制像素的第一区面积小于第y+1调制像素组中调制像素的第一区面积，且第y调制像素组中调制像素的开口线与第y+1调制像素组中调制像素的开口线相互平行。

2.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述开口线为直线。

3.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，第y+1调制像素组中调制像素的第一区面积比第y调制像素组中调制像素的第一区面积大1％到20％。

4.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述调制像素包括感光元件，所述感光元件具有采光区，所述采光区在所述调制像素表面的投影为所述感光区域；

所述多个调制像素内感光元件的采光区面积相等且形状相同；

所述调制像素还包括遮光层，所述遮光层覆盖至少部分所述采光区，露出剩余的部分所述采光区；与所述遮光层露出部分采光区相对应的感光区域为所述第一区，与所述遮光层覆盖部分采光区相对应的感光区域为所述第二区；

所述遮光层朝向所述第一区的边界在所述调制像素表面的投影为所述开口线；

第y调制像素组中调制像素的遮光层的边界与第y+1调制像素组中调制像素的遮光层的边界相互平行，且第y调制像素组中调制像素的遮光层的面积大于第y+1调制像素组中调制像素的遮光层的面积。

5.如权利要求4所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述第二区在所述遮光层表面的投影位于所述遮光层的范围内。

6.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，靠近所述第一区的一侧，所述调制像素用于设置感光元件的区域内，到所述开口线距离最远的位置与所述开口线之间的距离为所述调制像素的开口距离；

第y调制像素组中调制像素的开口距离小于第y+1调制像素组中调制像素的开口距离。

7.如权利要求6所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述调制像素用以设置感光元件的区域形状为方形，所述方形区域大于感光元件面积，所述方形区域具有2个相互平行的第一边和2个相互平行的第二边，所述第一边和所述第二边垂直相连于顶点；

所述开口线所在直线平行于所述第一边，且与所述第二边垂直相交；

靠近所述第一区的第一边与所述开口线之间的距离为所述开口距离。

8.如权利要求6所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述调制像素用以设置感光元件的区域形状为方形，所述方形区域大于感光元件面积，所述方形区域具有2个相互平行的第一边和2个相互平行的第二边，所述第一边和所述第二边垂直相连于顶点；

所述开口线所在直线与所述2个第一边和所述2个第二边中至少两条边斜交；

靠近所述第一区的一侧，与所述开口线所在直线距离最远的顶点与所述开口线之间的距离为所述开口距离。

9.如权利要求6所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，第y+1调制像素组中调制像素的开口距离比第y调制像素组中调制像素的开口距离大1％到50％。

10.如权利要求1至权利要求9任意一项所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述调制像素阵列的1行或多行调制像素属于同一调制像素组。

11.如权利要求10所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述第a调制像素组内所包含调制像素的行数与所述调制像素组的序号a之间满足以下条件：

第a调制像素组包括a²行调制像素。