CN209560569U - 感光模组及取像装置 - Google Patents
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Abstract
一种感光模组，其包括感光阵列、第一遮蔽层、第二遮蔽层以及反射层。感光阵列具有多个光通过区以及背对待测物的光接收面，且感光阵列位于具有多个第一开口的第一遮蔽层与具有多个第二开口的第二遮蔽层之间。第二遮蔽层位于感光阵列与反射层之间。被待测物反射的多个光束依序通过第一开口、光通过区、第二开口并传递至反射层，反射层将多个光束反射，使多个光束再一次通过第二开口并传递至感光阵列的光接收面。另提供一种取像装置。
Description
技术领域
本实用新型是有关于一种光电模块及应用所述光电模块的光电装置，且特别是有关于一种感光模组以及应用所述感光模组的取像装置。
背景技术
生物辨识的种类包括脸部、声音、虹膜、视网膜、静脉、掌纹和指纹辨识等。依照感测方式的不同，生物特征辨识装置可分为光学式、电容式、超音波式及热感应式。一般而言，光学式生物特征辨识装置包括光源、导光元件以及传感器。光源所发出的光束照射按压于导光元件上的待测物，传感器接收被待测物反射的光束，以进行生物特征的辨识。
以指纹辨识为例，当手指按压于导光元件上时，指纹的凸部会接触导光元件，而指纹的凹部不会接触导光元件。因此，指纹的凸部会破坏光束在导光元件内的全反射，而使传感器取得对应凸部的暗纹。同时，指纹的凹部不会破坏光束在导光元件内的全反射，而使传感器取得对应凹部的亮纹。藉此，对应指纹的凸部与凹部的光束会在传感器的光接收面上形成亮暗相间的条纹图案。利用算法计算对应指纹影像的信息，便可进行使用者身份的辨识。
在传感器取像的过程中，被指纹反射的光束容易散乱地传递至传感器，而产生串扰（crosstalk）。此串扰会降低指纹图案的暗纹区域与亮纹区域之间的对比度，造成取像质量不佳，影响辨识的精确度。虽然已有技术针对取像质量进行改善，然而现阶段技术的改良仍难以有效改善所述串扰问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种感光模组以及取像装置，其具有良好的辨识能力。
本实用新型的一种感光模组包括感光阵列、第一遮蔽层、第二遮蔽层以及反射层。感光阵列具有多个光通过区以及背对待测物的光接收面。第一遮蔽层位于感光阵列与待测物之间且具有多个第一开口。第二遮蔽层与第一遮蔽层分别位于感光阵列的相对侧且具有多个第二开口。反射层与感光阵列分别位于第二遮蔽层的相对侧。多个第一开口让被待测物反射的多个光束通过。多个光通过区让通过多个第一开口的多个光束通过。多个第二开口让通过多个光通过区的多个光束通过并传递至反射层。反射层将多个光束反射，使多个光束再一次通过多个第二开口并传递至感光阵列的光接收面。
在本实用新型的一实施例中，感光阵列包括多个感光元件。感光元件包括光接收面以及金属层。感光元件的光接收面位于金属层与反射层之间。
在本实用新型的一实施例中，感光模组还包括第三遮蔽层。第三遮蔽层位于第一遮蔽层与金属层之间，且第三遮蔽层具有与多个光通过区重叠的多个第三开口。
在本实用新型的一实施例中，多个第一开口、多个第二开口及多个光通过区之间彼此错位设置。
在本实用新型的一实施例中，感光模组还包括基板以及透光黏着层。基板设置在第一遮蔽层与感光阵列之间。透光黏着层设置在感光阵列与第二遮蔽层之间。
在本实用新型的一实施例中，感光模组还包括多个微透镜。多个微透镜分别设置在多个第一开口中。
本实用新型的一种取像装置包括显示面板以及感光模组。感光模组设置于显示面板的一侧且包括感光阵列、第一遮蔽层、第二遮蔽层以及反射层。感光阵列具有多个光通过区以及背对待测物的光接收面。第一遮蔽层位于感光阵列与待测物之间且具有多个第一开口。第二遮蔽层与第一遮蔽层分别位于感光阵列的相对侧且具有多个第二开口。反射层与感光阵列分别位于第二遮蔽层的相对侧。多个第一开口让被待测物反射的多个光束通过。多个光通过区让通过多个第一开口的多个光束通过。多个第二开口让通过多个光通过区的多个光束通过并传递至反射层。反射层将多个光束反射，使多个光束再一次通过多个第二开口并传递至感光阵列的光接收面。
在本实用新型的一实施例中，取像装置还包括黏着层。黏着层位于显示面板与第一遮蔽层之间。
在本实用新型的一实施例中，多个微透镜与显示面板之间具有空气间隙。
在本实用新型的一实施例中，在显示面板与基板之间设置有带通滤光层或者是在基板与反射层之间设置有带通滤光层。
基于上述，在本实用新型的实施例中，经由多个遮蔽层遮蔽（吸收）杂散光束，且经由多个遮蔽层的多个开口以及反射层将被待测物反射的光束传递至感光阵列背对待测物的光接收面。因此，感光模组可有效改善串扰问题，且感光模组及应用此感光模组的取像装置可具有良好的辨识能力。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型的第一实施例的取像装置的局部剖面示意图。
图2是本实用新型的第二实施例的取像装置的局部剖面示意图。
图3是本实用新型的第三实施例的取像装置的局部剖面示意图。
其中：
1、2、3：取像装置 123：反射层
10：显示面板 124：基板
12、22、32：感光模组 126：第三遮蔽层
13、33、125：黏着层 127：微透镜
120：感光阵列 1200：感光元件
121：第一遮蔽层 1202：金属层
122：第二遮蔽层 D1、D2：偏移量
G：空气间隙 R120：光通过区
L、L1：光束 S1：显示面
O：待测物 S2：底面
O1：第一开口 S120、S1200：光接收面
O2：第二开口 S123、S127：表面
O3：第三开口 θ：角度。
具体实施方式
实施方式中所提到的方向用语，例如：「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本实用新型。在附图中，各图式绘示的是特定示范实施例中所使用的方法、结构及/或材料的通常性特征。然而，这些图式不应被解释为界定或限制由这些示范实施例所涵盖的范围或性质。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域及/或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。
在实施方式中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号，且将省略其赘述。此外，不同示范实施例中的特征在没有冲突的情况下可相互组合，且依本说明书或申请专利范围所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本专利涵盖之范围内。另外，本说明书或申请专利范围中提及的「第一」、「第二」等用语仅用以命名分立（discrete）的元件或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限，也并非用以限定元件的制造顺序或设置顺序。
图1至图3分别是本实用新型第一实施例至第三实施例的取像装置1至3的局部剖面示意图。在本实用新型的实施例中，取像装置1至3适于撷取待测物O的生物特征。举例而言，待测物O可以是使用者的手指、手掌、手腕或眼球，且对应的生物特征可为指纹、掌纹、静脉、瞳孔或虹膜等，但不以此为限。
请参照图1，第一实施例的取像装置1包括显示面板10及感光模组12。显示面板10具有显示面S1以及与显示面S1相对的底面S2。显示面板10经由显示面S1输出影像光束（未绘示），以让使用者观赏影像画面。在本实施例中，显示面板10的显示面S2亦为生物特征辨识面，也就是说，待测物O碰触显示面S2，以进行生物特征辨识。
显示面板110可以是薄膜晶体管液晶显示面板（Thin Film Transistor LiquidCrystal Display panel, TFT-LCD panel）、微型发光二极管显示面板（Micro LightEmitting Diode display panel, Micro LED display panel）或有机发光二极管显示面板（Organic Light Emitting Diode display panel, OLED display panel），但不以此为限。此外，显示面板10也可以是带有触控电极的显示面板。
显示面板10所提供的影像光束（如可见光）的一部分可用于生物特征辨识，但不以此为限。在另一实施例中，取像装置1可进一步包括用于提供生物特征辨识的光束的光源（未绘示）。所述光源所提供的光束的波长可不同于影像光束的波长（可见光的波长）。举例来说，所述光源可以是非可见光光源，如红外光光源，但不以此为限。此外，所述光源可以设置在显示面板10之外或是整合于显示面板10中。
感光模组12设置于显示面板10的一侧。举例来说，感光模组12可透过黏着层或固定机构（未绘示）而固定在显示面板10的底面S1上。
感光模组12包括感光阵列120、第一遮蔽层121、第二遮蔽层122以及反射层123。感光阵列120适于接收被待测物O反射的光束L（即带有生物特征的光），以进行生物特征辨识。感光阵列120具有多个光通过区R120以及背对待测物O的光接收面S120。详细而言，感光阵列120包括排列成阵列的多个感光元件1200。各感光元件1200包括光接收面S1200。感光阵列120的光接收面S120为这些感光元件1200的多个光接收面S1200的集合。此外，各感光元件1200还包括金属层1202。金属层1202为感光元件1200的金属电极。感光元件1200的光接收面S1200位于金属层1202与反射层123之间，也就是说，感光元件1200的光接收面S1200面向反射层123且背对待测物O，使得感光阵列120的光接收面S120背对待测物O。
由于金属层1202本身不透光，因此各感光元件1200的金属层1202可避免从待测物O直接射向感光元件1200的光束（如光束L1）被光接收面S1200接收。也就是说，各感光元件1200的金属层1202的所在区域为感光阵列120的遮光区，而相邻两感光元件1200的金属层1202之间的区域为光通过区R120。换句话说，光束可从相邻两感光元件1200之间通过，且感光阵列120的光通过区R120的大小由相邻两感光元件1200的金属层1202之间的距离来界定。
第一遮蔽层121位于感光阵列120与待测物O之间且具有让光束通过的多个第一开口O1。第一遮蔽层121用以遮蔽或吸收杂散光束。举例来说，第一遮蔽层121具有高吸收率以及低反射率，以降低传递至第一遮蔽层121的光束被第一遮蔽层121反射的比例以及光束被第一遮蔽层121反射的次数，进而有效降低噪声或串扰的光束被光接收面S120接收到的比例。第一遮蔽层121的材质可以是低反射率的油墨、光阻或碳化合物等，但不以此为限。
第二遮蔽层122与第一遮蔽层121分别位于感光阵列120的相对侧且具有多个第二开口O2。第二遮蔽层122用以遮蔽或吸收杂散光束。举例来说，第二遮蔽层122具有高吸收率以及低反射率，以降低传递至第二遮蔽层122的光束被第二遮蔽层122反射的比例以及光束被第二遮蔽层122反射的次数，进而有效降低噪声或串扰的光束被光接收面S120接收到的比例。第二遮蔽层122的材质可以是低反射率的油墨、光阻或碳化合物等，但不以此为限。
反射层123与感光阵列120分别位于第二遮蔽层122的相对侧。举例来说，第二遮蔽层122可设置在反射层123面向感光阵列120的表面S123上。反射层123用以将带有生物特征的光束反射至光接收面S120。举例来说，反射层123可以是选自铝、银、铜、镍、锌以及铬的单一金属层或金属叠层，但不以此为限。在一实施例中，反射层123可以由载板（未绘示）以及设置于载板上的金属层（未绘示）所组成。所述载板可以是可挠或不可挠的印刷电路板，且所述金属层可以是经图案化或未经图案化的金属层。
第一遮蔽层121的多个第一开口O1让被待测物O反射的光束L通过。感光阵列120的多个光通过区R120让通过多个第一开口O1的光束L通过。第二遮蔽层122的多个第二开口O2让通过多个光通过区R120的光束L通过并将光束L传递至反射层123。反射层123将光束L反射，使光束L再一次通过多个第二开口O2并传递至感光阵列120的光接收面S120。在本实施例中，多个第一开口O1、多个第二开口O2及多个光通过区R120之间彼此错位设置，以使被待测物O反射的光束L以特定入射角度（如角度θ）传递至反射层123，且在反射层123以与所述特定入射角度相同的反射角度（如角度θ）被反射层123反射并传递至感光阵列120的光接收面S120。所述特定入射角度（如角度θ）大于0度且小于90度。换句话说，被待测物O反射的光束L不是正向入射感光阵列120的光接收面S120，而是斜向地传递至反射层123，再经由反射层123的反射而传递至感光阵列120的光接收面S120。在此设计下，能被感光阵列120的光接收面S120接收的光束L主要是以特定入射角度依序通过多个第一开口O1、多个光通过区R120及多个第二开口O2而传递至反射层123，然后被反射层123以相同于所述特定入射角度的反射角度反射，而再次通过多个第二开口O2并传递至感光阵列120的光接收面S120。
上述的错位设置指的是多个第一开口O1、多个第二开口O2以及多个光通过区R120不是对齐的。举例来说，第一开口O1、第二开口O2以及光通过区R120可具有相同的宽度，其中光通过区R120相对于第一开口O1的偏移量D1小于第一开口O1的宽度，且第二开口O2相对于光通过区R120的偏移量D2小于光通过区R120的宽度。在一实施例中，第一开口O1、第二开口O2以及光通过区R120可具有不同的宽度。此外，偏移量D1及偏移量D2可不相同。
依据不同的需求，感光模组12可进一步包括其它元件及/或膜层。举例来说，感光模组12可进一步包括基板124以及黏着层125，其中基板124设置在第一遮蔽层121与感光阵列120之间，而黏着层125设置在感光阵列120与第二遮蔽层122之间。
详细而言，基板124的相对两面可分别用于承载第一遮蔽层121与感光阵列120。基板124可由透光材质制成，以让光束通过。举例来说，基板124可以是透光的玻璃基板、塑胶基板或透光的陶瓷基板等。玻璃基板可以是经化学强化或物理强化的玻璃基板，也可以是未经强化的玻璃基板。塑胶基板可以是聚碳酸酯（polycarbonate, PC）、聚对苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate, PET）、聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate,PMMA）或聚酰亚胺（polyimide, PI）等，但不以此为限。
黏着层125用以将设置有第二遮蔽层122的反射层123黏贴至设置有感光阵列120的基板124。黏着层125可由透光材质固化形成，以让光束通过。举例来说，黏着层125的材质可以是光学透明胶（Optically Clear Adhesive, OCA）、液态光学透明胶（Liquid OpticalClear Adhesive, LOCA）或芯片附着薄膜（Die Attach Film, DAF），但不以此为限。
在另一实施例中，感光模组12可进一步包括更多的基板、更多的黏着层或其它元件，于此便不再赘述。
依据不同的需求，取像装置1也可进一步包括其它元件及/或膜层。举例来说，取像装置1可进一步包括黏着层13或固定机构（未绘示），以将显示面板10及感光模组12固定在一起。当采用黏着层13来固定显示面板10与感光模组12时，显示面板10与感光模组12可以是全面贴合或部分贴合（例如周边贴合而中心不贴合）。黏着层13的材质可以是光学透明胶、液态光学透明胶或芯片附着薄膜，但不以此为限。
请参照图2，第二实施例的取像装置2与图1的取像装置1的主要差异如下所述。在取像装置2中，感光模组22进一步包括第三遮蔽层126，其中第三遮蔽层126位于第一遮蔽层121与金属层1202之间，且第三遮蔽层126具有与多个光通过区R120重叠的多个第三开口O3。多个光通过区R120与多个第三开口O3的设置关系为一对一，且各第三开口O3与对应的光通过区R120至少部分重叠。图2绘示出各第三开口O3与对应的光通过区R120具有相同的宽度，且两者完全重叠，但本实用新型不以此为限。
第三遮蔽层126用以遮蔽或吸收杂散光束。举例来说，第三遮蔽层126具有高吸收率以及低反射率，以降低传递至第三遮蔽层126的光束（如光束L1）被第三遮蔽层126反射的比例以及光束被第三遮蔽层126反射的次数，进而有效降低噪声或串扰的光束被光接收面S120接收到的比例。第三遮蔽层126的材质可以是低反射率的油墨、光阻或碳化合物等，但不以此为限。
请参照图3，第三实施例的取像装置3与图1的取像装置1的主要差异如下所述。在取像装置3中，感光模组32还包括多个微透镜127。这些微透镜127分别设置在多个第一开口O1中。多个微透镜127与多个第一开口O1的设置关系例如为一对一，但不以此为限。每一个微透镜127适于将朝反射层123传递的光束L准直化。举例来说，每一个微透镜127面向显示面板10的表面S127为凸面，且所述凸面可以是球面或非球面，但不以此为限。此外，位于显示面板10与第一遮蔽层121之间的黏着层33例如是将显示面板10与第一遮蔽层121部分贴合（例如周围贴合），使得多个微透镜127与显示面板10之间具有空气间隙G。
在本实用新型上述的任一实施例中，感光模组可进一步包括带通滤光层（未绘示）。带通滤光层可设置在显示面板10与基板124之间或是设置在基板124与反射层123之间，以过滤用于生物特征辨识以外的其它光束，避免环境光束或来自其它光源的光束传递至感光元件1200，进而提升取像装置的辨识能力。举例而言，带通滤光层可为红外带通滤光层，其让波长为800nm至900nm的光束通过，且过滤波长为800nm至900nm以外的光束。对应地，感光模组可进一步包括波长落在800nm至900nm的范围内的红外光源。在其它实施例中，带通滤光层可选用让波长为840nm至860nm的光束或波长为890nm至990nm的光束通过的带通滤光层，且感光模组可进一步包括波长落在840nm至860nm或890nm至990nm的范围内的红外光源，但本实用新型并不限于此。
综上所述，在本实用新型的实施例中，经由多个遮蔽层遮蔽(吸收)杂散光束，且经由多个遮蔽层的多个开口以及反射层将被待测物反射的光束传递至感光阵列背对待测物的光接收面。因此，感光模组可有效改善串扰问题，且感光模组及应用此感光模组的取像装置可具有良好的辨识能力。在一实施例中，感光阵列中的各感光元件的金属层上可进一步设置遮蔽层，以进一步降低串扰。在另一实施例中，感光模组还可包括分别设置在多个第一开口中的多个微透镜，以将光束准直化。
虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本实用新型的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (19)
1.一种感光模组，其特征在于，包括：
一感光阵列，具有多个光通过区以及背对待测物的一光接收面；
一第一遮蔽层，位于所述感光阵列与所述待测物之间且具有多个第一开口；
一第二遮蔽层，与所述第一遮蔽层分别位于所述感光阵列的相对侧且具有多个第二开口；以及
一反射层，与所述感光阵列分别位于所述第二遮蔽层的相对侧，其中多个所述第一开口让被所述待测物反射的多个光束通过，多个所述光通过区让通过多个所述第一开口的多个所述光束通过，多个所述第二开口让通过多个所述光通过区的多个所述光束通过并传递至所述反射层，所述反射层将多个所述光束反射，使多个所述光束再一次通过多个所述第二开口并传递至所述感光阵列的所述光接收面。
2.根据权利要求1所述的感光模组，其特征在于，其中所述感光阵列包括多个感光元件，各所述感光元件包括一光接收面以及一金属层，且所述感光元件的所述光接收面位于所述金属层与所述反射层之间。
3.根据权利要求2所述的感光模组，其特征在于，还包括：一第三遮蔽层，其中所述第三遮蔽层位于所述第一遮蔽层与所述金属层之间，且所述第三遮蔽层具有与多个所述光通过区重叠的多个第三开口。
4.根据权利要求1所述的感光模组，其特征在于，还包括：
一基板，设置在所述第一遮蔽层与所述感光阵列之间；以及
一黏着层，设置在所述感光阵列与所述第二遮蔽层之间。
5.根据权利要求4所述的感光模组，其特征在于，还包括：一带通滤光层，位于显示面板与所述基板之间。
6.根据权利要求4所述的感光模组，其特征在于，还包括：一带通滤光层，位于所述基板与所述反射层之间。
7.根据权利要求第1至4项中任一项所述的感光模组，其特征在于，其中多个所述第一开口、多个所述第二开口及多个所述光通过区之间彼此错位设置。
8.根据权利要求7所述的感光模组，其特征在于，还包括：多个微透镜，分别设置在多个所述第一开口中。
9.根据权利要求第1至4项中任一项所述的感光模组，其特征在于，还包括：多个微透镜，分别设置在多个所述第一开口中。
10.一种取像装置，其特征在于，包括：
一显示面板；以及
一感光模组，设置于所述显示面板的一侧且包括：
一感光阵列，具有多个光通过区以及背对待测物的一光接收面；
一第一遮蔽层，位于所述感光阵列与所述待测物之间且具有多个第一开口；
一第二遮蔽层，与所述第一遮蔽层分别位于所述感光阵列的相对侧且具有多个第二开口；以及
一反射层，与所述感光阵列分别位于所述第二遮蔽层的相对侧，其中多个所述第一开口让被所述待测物反射的多个光束通过，多个所述光通过区让通过多个所述第一开口的多个所述光束通过，多个所述第二开口让通过多个所述光通过区的多个所述光束通过并传递至所述反射层，所述反射层将多个所述光束反射，使多个所述光束再一次通过多个所述第二开口并传递至所述感光阵列的所述光接收面。
11.根据权利要求10所述的取像装置，其特征在于，还包括：一黏着层，位于所述显示面板与所述第一遮蔽层之间。
12.根据权利要求10所述的取像装置，其特征在于，其中所述感光阵列包括多个感光元件，各所述感光元件包括一光接收面以及一金属层，且所述感光元件的所述光接收面位于所述金属层与所述反射层之间。
13.根据权利要求12所述的取像装置，其特征在于，其中所述感光模组还包括：一第三遮蔽层，其中所述第三遮蔽层位于所述第一遮蔽层与所述金属层之间，且所述第三遮蔽层具有与多个所述光通过区重叠的多个第三开口。
14.根据权利要求10所述的取像装置，其特征在于，其中所述感光模组还包括：
一基板，设置在所述第一遮蔽层与所述感光阵列之间；
一黏着层，设置在所述感光阵列与所述第二遮蔽层之间。
15.根据权利要求14所述的取像装置，其特征在于，其中所述感光模组还包括：一带通滤光层，位于所述显示面板与所述基板之间。
16.根据权利要求14所述的取像装置，其特征在于，其中所述感光模组还包括：一带通滤光层，位于所述基板与所述反射层之间。
17.根据权利要求第10至14项中任一项所述的取像装置，其特征在于，其中所述感光模组还包括：多个微透镜，分别设置在多个所述第一开口中。
18.根据权利要求17所述的取像装置，其特征在于，其中多个所述微透镜与所述显示面板之间具有一空气间隙。
19.根据权利要求第10至14项中任一项所述的取像装置，其特征在于，其中多个所述第一开口、多个所述第二开口及多个所述光通过区之间彼此错位设置。
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