CN209281424U - 光学指纹模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光学指纹模组，包括电路板和设置在所述电路板上的光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括光学感应像素点和覆盖在所述光学感应像素点上的聚光式透光部，所述聚光式透光部具有朝向所述光学感应像素点的出光面和背离所述光学感应像素点的入光面，所述聚光式透光部可将射入所述入光面的光线汇聚后，通过所述出光面射入所述光学感应像素点，所述入光面的受光面积大于所述光学感应像素点的受光面积。上述方案能解决目前的光学指纹模组识别速度较慢的问题。本实用新型还公开一种电子设备。

Description

光学指纹模组及电子设备

技术领域

本实用新型涉及光学指纹模组设计技术领域，尤其涉及一种光学指纹模组及电子设备。

背景技术

随着人们信息安全保护意识的提高，越来越多的电子设备采用指纹识别技术，指纹识别技术由指纹识别传感器来实现，指纹识别传感器因其出色的信息安全防护及较小的体积成为电子设备的标配。指纹识别传感器的种类较多，例如电容式指纹识别传感器、光学指纹传感器。

随着电子设备精细化设计和创新程度越来越高，光学指纹传感器应用越来越多，但是由于电子设备的整机设计不一致，采用光学指纹传感器的光学指纹模组的形状各异，较难作为统一的结构。

目前的光学指纹模组中，光学指纹传感器上的光学感应像素点为平面感光点，存在被动受光的弊端，此种情况下，在感应的过程中，光学感应像素点达到光信号饱和的速度较慢，从而导致光学指纹模组的识别速度较慢，进而较难满足用户的需求。

另外，目前的光学指纹模组的组件比较零散，需要经过多个组装工序才能完成组装，组装流程繁多而复杂，很显然，这会导致光学指纹模组的组装效率较低。

实用新型内容

本实用新型公开一种光学指纹模组，以解决目前的光学指纹模组识别速度较慢的问题。

为了解决上述问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种光学指纹模组，包括电路板和设置在所述电路板上的光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括光学感应像素点和覆盖在所述光学感应像素点上的聚光式透光部，所述聚光式透光部具有朝向所述光学感应像素点的出光面和背离所述光学感应像素点的入光面，所述聚光式透光部可将射入所述入光面的光线汇聚后，通过所述出光面射入所述光学感应像素点，所述入光面的受光面积大于所述光学感应像素点的受光面积。

一种电子设备，包括上文所述的光学指纹模组。

本实用新型采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本实用新型公开的光学指纹模组中，光学感应像素点上覆盖有聚光式透光部，聚光式透光部的入光面的受光面积大于光学感应像素点的受光面积，因此在工作的过程中，聚光式透光部能够接收更多的光线，进而将较多的光线通过汇聚后从其出光面射入光学感应像素点上，由于能够使得光学感应像素点在相同的时间内接收更多的光线，因此能够较快地使得光学感应像素点的光信号达到饱和，最终能够使得光学指纹模组的识别速度加快。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例公开的光学指纹模组的结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的光学识别传感器的结构示意图；

图3为一种结构的聚光式透光部与光学感应像素点的配合示意图；

图4为另一种结构的聚光式透光部与光学感应像素点的配合示意图；

图5为本实用新型实施例公开的另一种光学指纹模组的结构示意图。

附图标记说明：

100-电路板、200-光学指纹传感器、210-光学感应像素点、220-聚光式透光部、221-平面、222-半球面、230-聚光式透光部、231-端面、232-端面、240-芯片本体、250-芯片本体、251-感应区、252-外围区、300-支架、310-第一限位台、320-限位部、330-胶连接部、340-胶层、400-镜片、500-红外滤光片、600--补强板、700-支架、710-沉槽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型各个实施例公开的技术方案。

请参考图1-图4，本实用新型实施例公开一种光学指纹模组，所公开的光学指纹模组包括电路板100和光学指纹传感器200。

电路板100为光学指纹传感器200提供安装基础，同时，电路板100能够与光学指纹传感器200电连接，进而为光学指纹传感器200供电。当然，电路板100也是光学指纹传感器200与其他电子器件电连接的中间连接件。

光学指纹传感器200为光学指纹模组的核心检测器件，光学指纹传感器200设置在电路板100上。通常情况下，光学指纹传感器200固定在电路板100上、且与电路板100电连接。具体的，光学指纹传感器200可以通过贴片工艺固定在电路板100上。

本实施例中，光学指纹传感器200包括光学感应像素点210和聚光式透光部220。光学感应像素点210通常呈阵列分布，进而能够形成感应区。聚光式透光部220覆盖在光学感应像素点210上。聚光式透光部220能够通过对光线汇聚，进而实现配光。聚光式透光部220具有出光面和入光面，出光面朝向光学感应像素点210，入光面背离光学感应像素点210，也就是说，出光面位于入光面与光学感应像素点210之间。

在具体的工作过程中，聚光式透光部220可将入射入光面的光线汇聚后，通过出光面射入光学感应像素点210，进而能够实现光学感应像素点210的感光。本实施例中，聚光式透光部220的入光面的受光面积大于光学感应像素点210的受光面积。

本实用新型实施例公开的光学指纹模组中，光学感应像素点210上覆盖有聚光式透光部220，聚光式透光部220的入光面的受光面积大于光学感应像素点210的受光面积，因此在工作的过程中，聚光式透光部220能够接收更多的光线，进而将较多的光线通过汇聚后从其出光面射入光学感应像素点210上，由于能够使得光学感应像素点210在相同的时间内接收更多的光线，因此能够较快地使得光学感应像素点210的光信号达到饱和，最终能够使得光学指纹模组的识别速度加快。

如上文所述，聚光式透光部220能够起到汇聚光线的作用，进而能够使得光线能够从受光面积较大的入光面汇聚到出光面，并最终以汇聚后的形式射入受光面积较小的光学感应像素点210上。能够对光线实现汇聚的光学结构有多种，本实施例不限制聚光式透光部220的具体种类。

请参考图3，一种具体的实施方式中，聚光式透光部220可以为半球形结构件，半球形结构件的表面包括平面221和与平面221衔接的半球面222，平面221为上文所述的入光面，半球面222为上文所述的出光面。

请参考图4，另一种具体的实施方式中，聚光式透光部230为棱柱，在棱柱的延伸方向上，棱柱的横截面积逐渐减小，棱柱横截面积较大的一端的端面231为上文所述的入光面，棱柱横截面积较小的另一端的端面232为上文所述的出光面。

为了方便制造，通常，聚光式透光部的入光面可以为平面，出光面可以是平面，也可以是曲面，例如半球面。当然，只要能够确保聚光式透光部发挥聚光作用，而且入光面的受光面积大于光学感应像素点210的受光面积即可，本实施例不限制入光面和出光面的具体面型。

通常情况下，光学指纹传感器200还包括芯片本体240，光学感应像素点210通常以阵列的方式分布在芯片本体240上。光学指纹传感器200可以包括聚光层，聚光层设置在芯片本体240上，聚光层覆盖在所有的光学感应像素点210上。聚光层包括与每个光学感应像素点210相对设置的聚光式透光部220。此种情况下，可以认为，所有的聚光式透光部220形成一个整体，即一体式结构件，此种方式在聚光层安装到位后就实现了对所有聚光式透光部220的安装，避免对每个光学感应像素点210一个个进行聚光式透光部220的装配，无疑能提高装配效率。

本实施例中，聚光层可以由高透光材料形成的高透聚光涂层，也可以为由高透光材料制成的高透聚光膜。采用高透光材料形成聚光层，无疑能提高进光质量。

请再次参考图1，通常情况下，光学指纹模组还包括支架300、镜片400和红外滤光片500。支架300固定在电路板100上。光学指纹传感器200设置在支架300所围成的区域内。镜片400安装在支架300上。支架300不但为光学指纹传感器200提供防护，而且还为镜片400提供安装基础。通常，镜片400通过粘接的方式固定在支架300上。

红外滤光片500设置在光学指纹传感器200背离电路板的一侧，红外滤光片500设置在光学指纹传感器200与镜片400之间，红外滤光片500能够实现滤光，更有利于光学指纹传感器200进行指纹识别。

本实施例中，红外滤光片500可以贴设在光学指纹传感器200上，也就是说，红外滤光片500与光学指纹传感器200之间不存在间隙。当然也可以是：红外滤光片500与光学指纹传感器200之间具有间隙。

通常情况下，在装配的过程中，需要将红外滤光片500贴设在光学指纹传感器200上，此过程会导致装配效率较低，基于此，优选的方案中，镜片400和红外滤光片500均固定在支架300上。也就是说，镜片400和红外滤光片500均在支架300上，在组装的过程中，操作人员直接将镜片400、红外滤光片500和支架300制造成一个半成品组件，然后在光学指纹模组组装的过程中，直接将镜片400、红外滤光片500和支架300三者形成的整体通过支架300安装在电路板100上，达到快速装配的目的。具体的，支架300与电路板100之间可以通过胶层340固定相连。当然，此种情况下，红外滤光片500仍然可以贴在光学指纹传感器200上，红外滤光片500也可以与光学指纹传感器200之间形成间隙。

红外滤光片500可以通过多种方式固定在支架300上，一种具体的实施方式中，支架300的内壁可以开设有朝向支架300的内侧端口的第一限位台310。红外滤光片500与第一限位台310限位配合、且与支架300固定相连。具体的，红外滤光片500与支架300的内壁之间可以通过胶连接部330实现连接。

需要说明的是，本文中，支架300的内侧端口指的是支架300邻近电路板100的端口，通常内侧端口所在的端面与电路板100固定相连。支架300的外侧端口指的是支架300远离电路板100的端口，即外侧端口与电路板100之间的距离大于内侧端口与电路板100之间的距离。

本实施例中，光学指纹传感器200采用微距成像原理来采集指纹图像，因此较好地确保光学指纹传感器200与镜片400之间的距离至关重要。现有技术的组装中，镜片安装在支架上，支架通过胶层固定在电路板上，胶层在固化的过程中厚度会发生变化，进而会导致镜片与光学指纹传感器之间距离发生微变，较难确保光学指纹传感器200与镜片400之间的距离。

同理，镜片400也可以通过多种方式固定在支架300上，请再次参考图1，支架300背离电路板100的外侧端口设置有限位部320，镜片400与限位部320限位配合，请参考图5，支架700的内侧端口可以设置有沉槽710，沉槽710的深度小于光学指纹传感器200的厚度，光学指纹传感器200与沉槽710的底面接触。此种情况下，在组装的过程中，光学指纹传感器200与沉槽710的底面接触，进而能够起到定位的目的，在设计支架的过程中，只要确保沉槽710的底面距镜片400的距离，就容易保证光学指纹传感器200与镜片400之间的距离。需要说明的是，沉槽710的底面指的是沉槽710内朝向其槽口的表面。

该优选的方案中，镜片400由限位部320限位，而光学指纹传感器200与沉槽710的底面接触，支架700在组装过程中，只要确保沉槽710的底面距镜片400的距离，在组装后就能够较好地确保镜片400与光学指纹传感器200的距离。光学指纹传感器200的厚度大于沉槽710的深度，进而能够确保在组装的过程中光学指纹传感器能够与沉槽710的底面接触，同时能够使得支架300与电路板100之间形成间隙，为后续布置胶水提供条件。当然，支架300也可以通过其他方式实现在电路板100上的固定，例如支架300可以通过锚固件固定在电路板100上。

通常情况下，光学指纹传感器200的芯片本体250包括感应区251和外围区252，光学感应像素点210设置在感应区，在组装的过程中，外围区252可以与沉槽710的底面接触，进而实现支架700与光学指纹传感器200之间的定位配合。

需要说明的是，图5中的支架700与图1中的支架300的唯一区别为，支架700开设有沉槽710，支架700与支架300其他相同部位结构及功能一致，因此相应部分相互参考即可。当然，为了实现与沉槽710的配合，图5中的光学指纹传感器的尺寸大于图1中的光学指纹传感器200的尺寸。

本实施例中，电路板100可以为PCB板，也可以为柔性电路板。在电路板100为柔性电路板的前提下，还可以包括补强板600，补强板600可以固定在电路板100背离红外滤光片500的表面上。

基于本实用新型实施例公开的光学指纹模组，本实用新型实施例还公开一种电子设备，所公开的电子设备包括上文实施例所述的光学指纹模组。

本实用新型实施例公开的电子设备可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、可穿戴设备(例如智能手表)等设备，本实用新型实施例不限制电子设备的具体种类。

本实用新型上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (13)

1.一种光学指纹模组，其特征在于，包括电路板和设置在所述电路板上的光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括光学感应像素点和覆盖在所述光学感应像素点上的聚光式透光部，所述聚光式透光部具有朝向所述光学感应像素点的出光面和背离所述光学感应像素点的入光面，所述聚光式透光部可将射入所述入光面的光线汇聚后，通过所述出光面射入所述光学感应像素点，所述入光面的受光面积大于所述光学感应像素点的受光面积。

2.根据权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，所述聚光式透光部为半球形结构件，所述半球形结构件的表面包括平面和与所述平面衔接的半球面，所述平面为所述入光面，所述半球面为所述出光面。

3.根据权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，所述聚光式透光部为棱柱，在所述棱柱的延伸方向上，所述棱柱的横截面积逐渐减小，所述棱柱横截面积较大的一端的端面为所述入光面，所述棱柱横截面积较小的另一端的端面为所述出光面。

4.根据权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，所述光学指纹传感器包括芯片本体，所述光学感应像素点阵列分布在所述芯片本体上，所述光学指纹传感器包括设置在所述芯片本体上、且覆盖在所有所述光学感应像素点上的聚光层，所述聚光层包括与每个所述光学感应像素点相对设置的所述聚光式透光部。

5.根据权利要求4所述的光学指纹模组，其特征在于，所述聚光层为高透聚光涂层或高透聚光膜。

6.根据权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，所述入光面为平面，所述出光面为平面或曲面。

7.根据权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，所述光学指纹模组还包括支架、镜片和红外滤光片，所述支架固定在所述电路板上，所述光学指纹传感器设置在所述支架所围成的区域内，所述镜片安装在所述支架上，所述红外滤光片设置在所述光学指纹传感器与所述镜片之间。

8.根据权利要求7所述的光学指纹模组，其特征在于，所述红外滤光片贴设在所述光学指纹传感器上，或，所述红外滤光片与所述光学指纹传感器之间具有间隙。

9.根据权利要求7所述的光学指纹模组，其特征在于，所述镜片与所述红外滤光片均固定在所述支架上。

10.根据权利要求9所述的光学指纹模组，其特征在于，所述支架的内壁开设有朝向所述支架的内侧端口的第一限位台，所述红外滤光片与所述第一限位台限位配合，且与所述支架固定相连。

11.根据权利要求7所述的光学指纹模组，其特征在于，所述支架背离所述电路板的外侧端口设置有限位部，所述镜片与所述限位部限位配合，所述支架的内侧端口设置有沉槽，所述沉槽的深度小于所述光学指纹传感器的厚度，所述光学指纹传感器与所述沉槽的底面接触。

12.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-11中任一项所述的光学指纹模组。

13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为智能手机、电子书阅读器、平板电脑或可穿戴设备。