CN111832359A - 降低光学指纹识别模组高度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种降低光学指纹识别模组高度的方法，所述光学指纹识别模组包括准直装置和图像传感器，所述光学指纹识别模组中去除独立的红外截止滤波元件，以降低光学指纹识别模组的整体高度，缩短入射光的光程，提高成像质量，更好地满足纤薄型便携式电子装置的应用需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低光学指纹识别模组高度的方法。
背景技术
目前的指纹识别方案有光学技术，硅技术（电容式/射频式），超声波技术等。其中，光学指纹识别技术已被广泛应用于便携式电子装置中。
光学指纹识别技术采用光学取像设备根据的是光的全反射原理（FTIR）。光线照到压有指纹的玻璃外表，反射光线由图像传感器去取得，反射光的量依赖于压在玻璃外表的指纹脊和谷的深度，以及皮肤与玻璃间的油脂和水分。光线经玻璃射到谷的中央后在玻璃与空气的界面发生全反射，光线被反射到图像传感器，而射向脊的光线不发生全反射，而是被脊与玻璃接触面吸收或者漫反射到别的中央，这样就在图像传感器上构成了指纹的图像。
图1示出现有的光学指纹识别模组的结构。该光学指纹识别模组包括准直装置1，图像传感器2，红外截止滤波元件3。带有指纹信息的反射光经过准直装置1入射到图像传感器2的感光单元上，图像传感器2将其吸收并转换成电信号输出，从而形成指纹图像。在图1所示的实施例中，红外截止滤波元件3设置于准直装置1和图像传感器2之间；在未示出的其他实施例中，红外截止滤波元件3也可以设置在准直装置1之上，由于红外截止滤波元件3的作用，减少了入射光中的红外光进入图像传感器2造成噪声串扰和图像失真。
然而，随着便携式电子装置的快速发展，便携式电子装置外形尺寸不断趋向薄型化，其组成部件可用的安装空间也在日益变得更为有限，由于红外截止滤波元件3的存在，使得光学指纹识别模组高度难以进一步降低，既导致入射光的光程较长，影响成像质量，也不便于将其应用于纤薄型便携式电子装置中。
因此，如何采取更为有效的方法降低光学指纹识别模组的高度，以提高成像质量，更好地满足纤薄型便携式电子装置的应用需求，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低光学指纹识别模组高度的方法,提高成像质量，更好地满足纤薄型便携式电子装置的应用需求。
基于以上考虑，本发明提供一种降低光学指纹识别模组高度的方法，所述光学指纹识别模组包括准直装置和图像传感器，所述光学指纹识别模组中去除独立的红外截止滤波元件，以降低光学指纹识别模组的整体高度。
优选的，带有指纹信息的反射光经过准直装置入射到图像传感器感光单元上，所述准直装置的材料具有吸收红外光的特性。
优选的，所述准直装置为具有通孔的硅材料。
优选的，所述图像传感器感光单元的PN结的耗尽区深度小于3μm，以减少感光单元对红外光的吸收。
优选的，所述图像传感器采用N型衬底，以减少红外光引起的噪声串扰。
优选的，所述图像传感器表面具有红外截止滤波镀层或红外截止滤波涂层。
优选的，在所述图像传感器表面形成平坦化的介质层，在平坦化的介质层上形成红外截止滤波镀层。
优选的，通过物理气相沉积的方式形成介质层，通过化学机械研磨的方式平坦化所述介质层。
优选的，所述介质层为二氧化硅层。
优选的，通过旋转喷涂的方式形成所述红外截止滤波涂层。
优选的，所述红外截止滤波涂层为有机涂层。
本发明的降低光学指纹识别模组高度的方法，所述光学指纹识别模组包括准直装置和图像传感器，所述光学指纹识别模组中去除独立的红外截止滤波元件，以降低光学指纹识别模组的整体高度，缩短入射光的光程，提高成像质量，更好地满足纤薄型便携式电子装置的应用需求。
附图说明
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1为现有技术的光学指纹识别模组的结构示意图；
图2为根据本发明一个实施例的光学指纹识别模组的结构示意图；
图3为根据本发明一个实施例的光学指纹识别模组的图像传感器的局部剖视图；
图4为根据本发明另一实施例的光学指纹识别模组的结构示意图；
图5为根据本发明另一实施例的光学指纹识别模组的图像传感器的局部剖视图。
在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置（模块）或步骤。
具体实施方式
为解决上述现有技术中的问题，本发明提供一种降低光学指纹识别模组高度的方法，所述光学指纹识别模组包括准直装置和图像传感器，所述光学指纹识别模组中去除独立的红外截止滤波元件，以降低光学指纹识别模组的整体高度，缩短入射光的光程，提高成像质量，更好地满足纤薄型便携式电子装置的应用需求。
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。
本发明提供一种降低光学指纹识别模组高度的方法，如图2所示，本发明的光学指纹识别模组包括准直装置101和图像传感器102，与现有技术不同的是，本发明的光学指纹识别模组中去除独立的红外截止滤波元件，从而有效降低光学指纹识别模组的整体高度，由于现有的红外截止滤波元件高度一般在110μm以上，因此本发明光学指纹识别模组的整体高度H’相比现有技术光学指纹识别模组的整体高度H至少降低110μm以上，大大缩短了入射光的光程，提高了成像质量，可以更好地满足纤薄型便携式电子装置的应用需求。
在本发明的光学指纹识别模组的一个优选实施例中，带有指纹信息的反射光经过准直装置101入射到图像传感器102的感光单元上，所述准直装置101的材料具有吸收红外光的特性，例如为带有通孔的硅材料，因此可以有效过滤掉入射光中大部分的红外光，减少了入射光中的红外光进入图像传感器102造成噪声串扰和图像失真。
如图3所示，在该优选实施例中，图像传感器102的感光单元的PN结105的耗尽区深度的优选范围为小于3μm，与现有技术相比，本发明光学指纹识别模组中，图像传感器102的感光单元的PN结105的耗尽区更为接近图像传感器102的表面，以减少感光单元对红外光的吸收。进一步优选的，图像传感器102采用N型衬底106，以减少红外光引起的噪声串扰和图像失真。所述N型衬底106可以包括N型掺杂的基底与外延于所述基底上的N型掺杂的外延层，当然，也可以在P型掺杂的基底上形成多层的外延层，最终最顶层的外延层为N型掺杂的外延层。
图4、图5示出了根据本发明另一实施例的光学指纹识别模组的结构，该光学指纹识别模组包括准直装置201和图像传感器202，其中，图像传感器202表面具有红外截止滤波镀层或红外截止滤波涂层203，以过滤入射光中的红外光，减少了入射光中的红外光进入图像传感器202造成噪声串扰和图像失真，并且由于本发明的光学指纹识别模组中去除了独立的红外截止滤波元件，有效降低光学指纹识别模组的整体高度，缩短入射光的光程，提高成像质量，更好地满足纤薄型便携式电子装置的应用需求。
优选的，在图像传感器202表面通过物理气相沉积（PVD）的方式形成介质层204，通过化学机械研磨（CMP）的方式平坦化所述介质层204，然后在平坦化的介质层204上形成红外截止滤波镀层203。其中，所述介质层204可以为二氧化硅层。
优选的，在图像传感器202表面通过旋转喷涂（spin-spray）的方式形成红外截止滤波涂层203。其中，所述红外截止滤波涂层203为有机涂层。
本发明降低光学指纹识别模组高度的方法，所述光学指纹识别模组包括准直装置和图像传感器，所述光学指纹识别模组中去除独立的红外截止滤波元件，以降低光学指纹识别模组的整体高度，缩短入射光的光程，提高成像质量，更好地满足纤薄型便携式电子装置的应用需求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (11)
1.一种降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，
所述光学指纹识别模组包括准直装置和图像传感器，
所述光学指纹识别模组中去除独立的红外截止滤波元件，以降低光学指纹识别模组的整体高度。
2.如权利要求1所述的降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，带有指纹信息的反射光经过准直装置入射到图像传感器感光单元上，所述准直装置的材料具有吸收红外光的特性。
3.如权利要求2所述的降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，所述准直装置为具有通孔的硅材料。
4.如权利要求1所述的降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，所述图像传感器感光单元的PN结的耗尽区深度小于3μm，以减少感光单元对红外光的吸收。
5.如权利要求1所述的降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，所述图像传感器采用N型衬底，以减少红外光引起的噪声串扰。
6.如权利要求1所述的降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，所述图像传感器表面具有红外截止滤波镀层或红外截止滤波涂层。
7.如权利要求6所述的降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，在所述图像传感器表面形成平坦化的介质层，在平坦化的介质层上形成红外截止滤波镀层。
8.如权利要求7所述的降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，通过物理气相沉积的方式形成介质层，通过化学机械研磨的方式平坦化所述介质层。
9.如权利要求7所述的降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，所述介质层为二氧化硅层。
10.如权利要求6所述的降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，通过旋转喷涂的方式形成所述红外截止滤波涂层。
11.如权利要求6所述的降低光学指纹识别模组高度的方法，其特征在于，所述红外截止滤波涂层为有机涂层。
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