CN210983440U - 取像装置与使用其的电子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种取像装置与使用其的电子装置，取像装置包括基板、影像感测层与光学元件层。影像感测层位于基板之上。光学元件层位于影像感测层之上，并包括多个第一微结构透镜。光学元件层的多个第一微结构透镜的一者与影像感测层的多个像素感测器的一者于垂直方向上对应的多个光通道由上往下至少包括第一光通道与第二光通道，其中第一光通道的面积小于等于第二光通道的面积，第二光通道的面积小于像素感测器的感测面积，以及像素感测器的感测面积小于第一微结构透镜的投影面积。

Description

取像装置与使用其的电子装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于获取生物特征影像的取像装置，且特别是一种能够设置于盖板(例如，显示面板、触控面板或指压板)下的取像装置与使用此取像装置而具有生物特征辨识功能的电子装置。

背景技术

指纹辨识装置分为电容式与光学式，电容式的指纹辨识装置主要透过多个触碰点的电容变化来记录指纹特征，而光学式的指纹辨识装置则是直接地获取指纹影像来记录指纹特征。电容式的指纹辨识装置容易受到湿气或其它电子噪声影响，而有误判问题。再者，采用电容式的指纹辨识装置的电子装置(如智能型手机或平板)若有贴设保护贴或钢化玻璃之类的物品，则可能导致电容式的指纹辨识装置无法辨识出指纹。

光学式的指纹辨识装置虽可以解决因贴设保护贴或钢化玻璃而无法辨识指纹的技术问题，但是现有光学式的指纹辨识装置中的取像装置是使用金属材质的导线来电性连接影像感测层的像素感测器与基板上的电路或芯片，如果没有透过封装材料的覆盖与保护，则会有氧化的问题，导致电性表现较差并造成误判问题。再者，为了电子装置的小型化的要求与趋势，取像装置也必须微型化(即，体积需要更小且厚度需要更薄)，故造成取像装置有机械强度变差与易于毁损等问题，从而导致光学式的指纹辨识装置的产品良率下滑。

请参照图1，图1是传统取像装置的堆栈结构示意图。于图1中，用于获取指纹影像的传统取像装置1包括光通道层11、影像感测层12、基板13与导线14，其中基板13上形成有粘着层152以使得影像感测层12粘贴于基板13的表面上，以及影像感测层12上具有粘着层151以使得光通道层11粘贴于影像感测层12的表面上。另外，导线14则用于使得影像感测层12的像素感测器与基板13上的电路或芯片彼此电性连接。传统取像装置1可以透过粘贴、卡合或锁固等方式来与透明的盖板连接固定，其中盖板可以是触控面板、显示面板或指压板等。举例来说，透过布设粘胶于传统取像装置1的周边外缘来使传统取像装置1与盖板连接固定，或者，使用架体容置传统取像装置1并透过架体使传统取像装置1与盖板彼此卡合或锁固。由于，导线14没有被封装材料所覆盖，故具有上述氧化的问题，再者，当传统取像装置1与盖板连接固定时，由于导线14与光通道层11没有任何保护，故还可能造成导线14与光通道层11触碰到盖板而毁损。

另外，图1中的光通道层11可以由高吸收材质的多个光吸收材料与高透光材质的透光材料构成，并形成有多个光通道位于任两相邻的光吸收材料之间，以让光线通过光通道，而到达影像感测层12的像素感测器。换言之，光通道层11可以是一个准直仪层(collimator layer)。光通道层11可能会导致光线的照射效率降低，甚至影响指纹影像的影像质量。再者，为了使得聚光效果较佳，通常光通道层11可能不止一层，此亦造成了传统取像装置1的制造成本与组件空间的增加，而不符合目前微型化(轻薄短小)的趋势。

实用新型内容

基于前述目的的至少其中之一者，本实用新型的实施例提供一种取像装置，其包括基板、影像感测层与光学元件层。影像感测层位于所述基板之上。光学元件层位于所述影像感测层之上，并包括多个第一微结构透镜，且所述多个第一微结构透镜对应于所述影像感测层的多个像素感测器。所述光学元件层包括微结构层以及光通道层。微结构层包括所述多个第一微结构透镜。光通道层，位于所述微结构层之下，具有多层以数组排列的多个光通道，其中所述多个第一微结构透镜的一者与所述多个像素感测器的一者于垂直方向上对应的所述多个光通道由上往下至少包括第一光通道与第二光通道，其中所述第一光通道的面积小于等于所述第二光通道的面积，所述第二光通道的面积小于所述像素感测器的感测面积，以及所述像素感测器的感测面积小于所述第一微结构透镜的投影面积。

在本实用新型的一实施例中，所述光通道层的厚度表示为HC、所述第一微结构透镜的厚度表示为H，以及所述第一微结构透镜的尺径表示为WM，且HC≤π((WM/2)²+H²)/2H。

在本实用新型的一实施例中，HC≤π((WM/2)²+H²)/4H。

在本实用新型的一实施例中，所述光学元件层包括周边突起结构，所述多个第一微结构透镜被所述周边突起结构围绕，其中所述周边突起结构的高度大于所述多个第一微结构透镜的每一者的高度。

在本实用新型的一实施例中，所述周边突起结构为围墙或第二微结构透镜。

在本实用新型的一实施例中，所述光学元件层包括滤光层，滤光层位于所述光通道层之下与所述影像感测层之上。

在本实用新型的一实施例中，所述取像装置更包括封装层，封装层用以覆盖所述基板与所述影像感测层，其中所述封装层的高度大于所述多个第一微结构透镜的高度。

基于前述目的的至少其中之一者，本实用新型的实施例提供一种取像装置，其包括基板、影像感测层与光学元件层。影像感测层位于所述基板之上。光学元件层位于所述影像感测层之上，并包括多个第一微结构透镜，且所述多个第一微结构透镜对应于所述影像感测层之多个像素感测器。所述光学元件层包括微结构层以及光通道层。微结构层包括所述多个第一微结构透镜。光通道层，位于所述微结构层之下，具有多层以数组排列的多个光通道，其中所述多个第一微结构透镜的一者与所述多个像素感测器的一者于垂直方向上对应所述多个光通道，其中所述光通道层的厚度表示为HC、所述第一微结构透镜的厚度表示为H，以及所述第一微结构透镜的尺径表示为WM，且HC≤π((WM/2)²+H²)/2H。

在本实用新型的一实施例中，HC≤π((WM/2)²+H²)/4H。

基于前述目的的至少其中之一者，本实用新型的实施例提供一种电子装置，其包括前述任一种取像装置与盖板，其中所述取像装置设置于所述盖板下。

简言之，本实用新型一个实施例提供的取像装置于组装时，其第一微结构透镜不会容易受损，以及本实用新型另一个实施例提供的取像装置可以获取较佳影像质量之生物特征影像。

为让本实用新型的上述和其它目的、特征及优点能更明显易懂，配合所附图示，做详细说明如下。

附图说明

图1是传统取像装置的堆栈结构示意图。

图2A是本实用新型第一实施例之取像装置的堆栈结构示意图。

图2B是本实用新型第二实施例之取像装置的堆栈结构示意图。

图3是本实用新型第三实施例之取像装置的堆栈结构示意图。

图4是本实用新型第四实施例之电子装置的堆栈结构示意图。

图5是本实用新型第五实施例之电子装置的堆栈结构示意图。

图6是本实用新型第六实施例之电子装置的堆栈结构示意图。

图7是本实用新型第七实施例之电子装置的堆栈结构示意图。

图8是本实用新型第七实施例之像素感测器产生的电信号的波形图。

图9是本实用新型第七实施例之取像装置的平面示意图。

图10是本实用新型第八实施例之电子装置的堆栈结构示意图。

其中：

1：传统取像装置 11：光通道层

12：影像感测层 13：基板

14：导线 151：粘着层

152：粘着层 2：取像装置

21：微结构层 211：周边突起结构

212：第一微结构透镜 22：光通道层

221：光吸收材料 222：光通道

23：滤光层 OL：光学元件层

24：影像感测层 241：像素感测器

242：焊盘 25：基板

26：导线 27：封装层

2X：取像装置 27’：封装层

271：定位部 2’：取像装置

22’：光通道层 4：电子装置

31：盖板 32：中框

4’：电子装置 32’：中框

4”：电子装置 OL’：光学元件层

2”：取像装置 23’：滤光层

4”’：电子装置 OL”：光学元件层

2”’：取像装置 22”：光通道层

222a：第一通道 222b：第二通道

W1：尺径 W2：尺径

WM：尺径 WS：尺径

HT：厚度 HC：厚度

H：厚度 AM：投影面积

9：电子装置 91：盖板

92：取像装置 9211：微结构层

9221：光通道层 92111：第一微结构透镜

92212：光通道 921n：微结构层

922n：光通道层 921n1：第一微结构透镜

922n2：光通道 923：影像感测层

9231：像素感测器。

具体实施方式

为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，由下述具体之实施例，并配合所附之图式，对本实用新型做一详细说明，说明如后。

本实用新型其中一个实施例提供一种用以获取生物特征影像的取像装置，其可以设置于盖板之下。取像装置的光学元件层设有多个第一微结构透镜与至少一周边突起结构，其中至少一周边突起结构围绕多个第一微结构透镜，且周边突起结构的高度大于每一个第一微结构透镜的高度。再者，用于电性连接取像装置的影像感测层之像素感测器与基板上的电路或芯片的导线与部分基板被封装层所覆盖。如此，藉由上述的架构，可以解决传统取像装置之导线易氧化、导线与焊盘接合不良以及光学元件层或芯片易触碰到盖板而造成毁损之技术问题。另外，不考虑导线易氧化、导线与焊盘接合不良的技术问题时，上述封装层可以选择性地被不设置。

本实用新型另一个实施例提供了另一种用以获取生物特征影像的取像装置，其可以设置于盖板之下。取像装置的光学元件层设有多个第一微结构透镜，光学元件层还具有光通道层设置于多个第一微结构透镜之下与多个像素感测器之上，光通道层的多个光通道对应于多个第一微结构透镜与多个像素感测器而配置，且对应于每一个第一微结构透镜与每一个像素感测器设置有至少两个以上的光通道，例如，自一个第一微结构透镜依序往下的两个光通道分别为第一光通道与第二光通道。通过设计第一光通道的面积A1、第二光通道的面积A2、像素感测器的感测面积As与第一微结构透镜的投影面积Am，使得「A1≤A2＜Am＜As」之关系式成立，便可以获得较佳影像质量的生物特征影像。另外一方面，通过上述设计方式，取像装置可选择性地不用设计成具有多个光通道层，以藉此解决取像装置之厚度太厚的技术问题。

另外，除了设计第一光通道的面积A1、第二光通道的面积A2、像素感测器的感测面积As与第一微结构透镜的投影面积Am外，获取较佳影像质量的生物特征影像的另一种方式可以是设计厚度的关系，且此作法还可以解决传统取像装置之厚度太厚的技术问题。于本实用新型实施例中，设计关系式HC≤π((WM/2)²+H²)/2H成立即可以达到上述目的，其中HC为光通道层的厚度、H为所述第一微结构透镜的厚度，以及WM为所述第一微结构透镜的尺径。

再者，本实用新型再一个实施例提供了能够辨识生物特征的电子装置，其包括上述任一种取像装置、上述盖板与处理电路，且处理电路电性连接取像装置以接收与识别取像装置获取的生物特征影像。所述盖板可以是透光板、指压板、显示面板、触控面板、有机发光显示面板、量子点显示面板或者是带有触控电极的显示面板的其中之一或者组合，且本实用新型并不加以局限。所述生物特征影像例如是指纹影像、静脉影像、血氧影像、掌纹影像、瞳孔影像、虹膜影像或血糖影像，且本实用新型不以此为限制。在此请注意，上述盖板与生物特征影像的类型皆非用以限制本实用新型。另外，当盖板为触控面板或显示面板时，触控面板或显示面板能以其中框与取像装置直接或间接地接合。例如，中框可以是透过直接粘贴、卡固或锁固的方式来与取像装置接合，或者取像装置可以与卡固件或锁固件组合后再卡固或锁固于中框来进行接合。总而言之，本实用新型不以中框与取像装置的接合方式为限制。举例来说，亦可以是盖板本身与取像装置粘贴、卡固或锁固，而非透过盖板的中框来与取像装置接合。

首先，请参照图2A，图2A是本实用新型第一实施例之取像装置之堆栈结构示意图。于图2A中，取像装置2包括光学元件层OL(其包括微结构层21、光通道层22与滤光层23)、影像感测层24、基板25、导线26与封装层27。影像感测层24位于基板25之上，光学元件层OL位于影像感测层24之上，导线26用于电性连接影像感测层24上之像素感测器241与基板26上的电路或芯片，以及封装层27用于覆盖基板26的部分与导线26，以藉此保护导线26与/或基板26上的电路或芯片。

影像感测层24包括多个像素感测器241，其以数组的方式排列于影像感测层24的上表面。再者，影像感测层24更具有焊盘242设置于影像感测层24的上表面的一侧，且焊盘242电性连接多个像素感测器241，其中导线26用于电性连接焊盘242与基板25上的电路或芯片。封装层27覆盖导线26、焊盘242、基板25的上表面的周围部分及影像感测层24上表面的焊盘242所处位置的一侧。透过封装层27的保护作用，可以减少导线26易氧化及导线26与焊盘242接合不良等技术问题，甚至，因为封装层27的保护作用，基板25上的电路与芯片不会因为取像装置2与盖板接合，而有碰触并毁损的技术问题。

另外，滤光层23位于影像感测层24的上表面，以覆盖所有的像素感测器241。滤光层23可以滤除特定波长的光线，以使像素感测器241感测特定波长的光线，从而获取影像质量较佳的生物特征影像。举例来说，滤光层23可以是远红外光、近红外光、红外光、可见光或特定波长的滤光层，且本实用新型不限制滤光层23的类型，滤光层23的类型可以依据实际应用而被选择。再者，滤光层23的位置与数量亦非用于限制本实用新型，可以视其需求，将滤光层23而移到影像感测层24之上的其它位置，甚至滤光层23可以是非必要组件，而被移除。另外，影像感测层24与基板25、滤光层23之间的接合方式可以透过粘合来完成(例如，透过粘着层(图2A未绘示))，但本实用新型不以此为限制。

于第一实施例中，图2A虽没有画出光源，但实际上，光源可以配置于取像装置2的背面或侧面(即，光源可以是背光源或侧光源)，或者，当盖板为显示面板或触控显示面板，光源可以使用盖板的光源或其它辅助光源，再者，光源可以是可见光、远红外光、近红外光或其它波长的光源。总而言之，本实用新型不限制光源的类型。基板25视其应用情况可以是多层或单层、可挠或不可挠、透明或非透明的电路板，其材质可以是硅、压克力或玻璃等，且本实用新型不此为限制。

再者，光通道层22位于影像感测层24之上，光通道层22可以由高吸收材质的光吸收材料221与高透光材质的透光材料(光吸收材料221之外的部分，且透光材料可为一体成形)构成，且光吸收材料221以数组方式铺设以形成黑矩阵(black matrix)，其中多个光吸收材料221的任两相邻者形成有光通道222(即，光通道层22形成为一个准直仪层)。微结构层21包括周边突起结构211与多个第一微结构透镜212(其形状可为半球型，但本实用新型不以此为限制)，其中周边突起结构211围绕多个第一微结构透镜212。每一个光通道222对应于一个像素感测器241与微结构层21的一个第一微结构透镜212。光源发射的光线会被靠近取像装置2的对象(例如，手指，但本实用新型不以此为限制)所反射，并经过第一微结构透镜212的聚焦作用而通过对应的光通道222，以被像素感测器241所吸收。多个像素感测器241用于将接收的光线转换为多个电信号，以藉此产生生物特征影像。

于第一实施例中，周边突起结构211的高度大于每一个第一微结构透镜212的高度，且周边突起结构211的高度与封装层27的高度相同，因此，在把盖板与取像装置2接合时，周边突起结构211起了保护的作用，使得盖板不会碰触到第一微结构透镜212，不会导致第一微结构透镜212受损。在此请注意，于第一实施例中，周边突起结构211为微结构层21的一部分(即，第一微结构透镜212与周边突起结构211为一体成形)，但于其它实施例中，周边突起结构211可以是封装层27的一部分，且本实用新型不以此为限制。另外，封装层27的高度亦可以与周边突起结构211的高度不同，而是高于或低于周边突起结构211的高度，但较佳地需大于第一微结构透镜212的高度。除此之外，周边突起结构211于第一实施例中可以是围墙或第二微结构透镜，且本实用新型不以此为限制。

另外，请参照图2B，图2B是本实用新型第二实施例之取像装置之堆栈结构示意图。不同于图2A之第一实施例的封装层27是最后才形成并覆盖影像感测层24与基板25，于第二实施例中，取像装置2X的封装层27’是在光学元件层OL贴合前形成，封装层27’位于影像感测层24的周围部分形成定位部271。光学元件层OL透过封装层27’的定位部271固定于影像感测层24之上，并与影像感测层24保持一个垂直距离。如此一来，可以避免像素感测器241与光学元件层OL之间因热膨胀系数不同所造成的贴合损耗，再者，由于定位部271在形成时，可以控制其高度，故影像感测层24与光学元件层OL之间的垂直距离可以因此被调整，以使得生物特征影像的影像质量与清晰度可以被提升。

接着，请参照本案图3，图3是本实用新型第三实施例之取像装置之堆栈结构示意图。不同于图2A之第一实施例的光通道层22，垂直方向上仅有一个光通道222对应于一个像素感测器241与第一微结构透镜212(即，仅在光通道层22中铺设一层数组排列的光吸收材料221)，于第三实施例中，取像装置2’的光通道层22’中的光吸收材料221系以多层的方式铺设(例如，三层)，使得垂直方向上有三个光通道222对应于一个像素感测器241与第一微结构透镜212，从而增加准直的效果，提升生物特征影像的影像质量与清晰度。再者，垂直方向上对应之多个光通道由上往下可以是渐缩、渐扩或等径的态样，且本实用新型不以此为限制，但以渐缩之态样所获得的生物特征影像之影像质量较佳。

另外，请参照图4，图4是本实用新型第四实施例之电子装置之堆栈结构示意图。于第四实施例中，电子装置4包括盖板31与前述图2A取像装置2(取像装置2亦可以使用图2B与图3之取像装置2’与2X来取代)，其中取像装置2的封装层27的顶面与周边突起结构211的部分顶面系与盖板31的中框32贴合，以形成电子装置4。电子装置4可以是智能手机、平板计算机、银行自动柜员机或工作机台等，且电子装置4的类型并非用于限制本实用新型。

此外，所述的周边突起结构211于一可行的实施例中呈一阶梯状，且中框32的长度可以延伸至部分的周边突起结构211，以加强与上述盖板31的紧固性。再者，如前面所述，本实用新型也不局限所述中框32与盖板31之间的连接关系，除以胶贴合外，其它可以具体实现的方案(如卡合或螺丝锁固)等方式，均在本实用新型的任一实施例应当被涵盖。

另外，请参照图5，图5是本实用新型第五实施例之电子装置之堆栈结构示意图。不同于第四实施例的电子装置4，取像装置2的封装层27的顶面与周边突起结构211的部分顶面系与盖板31的中框32贴合，于第五实施例中，电子装置4’的盖板31的中框32’仅与封装层27的顶面贴合。换言之，本实用新型不以贴合的位置与细节为限制。

请接着参照图6，图6是本实用新型第六实施例之电子装置之堆栈结构示意图。于第六实施例中，电子装置4”包括取像装置2”与盖板31，其中不同于第一实施例之滤光层23位于光通道层23与影像感测层24之间，取像装置2”的光学元件层OL’的滤光层23’系位于封装层27与光通层22的周边突起结构211之上，且盖板31系直接贴合于滤光层23’。由于滤光层23’与盖板31贴合的面积相较于第四实施例的中框32与周边突起结构211及封装层27贴合的面积，因此取像装置2”与盖板31之间具有更佳的贴合力，以减少取像装置2”与盖板31脱离或取像装置2”破损的机率。再者，如前面所述，滤光层的数量可以没有限制，因此可以除了设置滤光层23’于封装层27与光通层22之周边突起结构211之上外，还可以再设置一个滤光层于影像感测层24与光通道层23之间。

请接着参考图7，图7是本实用新型第七实施例之电子装置之堆栈结构示意图。于第七实施例中，电子装置4”’包括取像装置2”’与盖板31，盖板31系贴合于取像装置2”’，不同于第一实施例中的取像装置2，取像装置2”’的光学元件层OL”的光通道层22”的数组配置的吸光材料221共有两层，在垂直方向上有两个光通道(由上往下，称谓第一光通道222a与第二光通道222b)对应于一个第一微结构透镜212与一个像素感测器241。

于第七实施例中，由于光通道层22”位于为微结构层21与影像感测层24之间，故可以减少大角度之光线的串扰(crosstalk)，从而提升生物特征影像的影像质量。再者，透过此设计方式，更可以选择性地使得光通道层22’不必过厚，以使取像装置2”’符合微型化的趋势，进一步地说，相较于现有技术的光通道层的厚度高达130微米，光通道层22”加上微结构层21的厚度HT可以减少至80微米。

请一并参照图7与图8，图8是本实用新型第七实施例之像素感测器产生之电信号的波形图。当对象(例如，手指)触碰盖板时，由于手指会有指纹纹路，因此，多个像素感测器根据接收的光线的照度获取的多个电信号会包括图8的高幅值信号与低幅值信号。评估生物特征影像是否可以辨识的方式可以使用评估因子来衡量，评估因子的公式为E＝avg(low)/avg(high)，其中E为评估因子，avg(high)为高幅值信号的平均值，而avg(low)为低幅值信号的平均值。当评估因子小于等于30％时，则表示生物特征影像为可辨识者，否则表示生物特征影像为不可辨识者。

请接着配合参照图7与图9，图9是本实用新型之第七实施例之取像装置之平面示意图。于第七实施例中，为了使得生物特征影像的影像质量可以更佳，第一光通道222a的面积A1、第二光通道222b的面积A2、像素感测器241的感测面积As与第一微结构透镜212的投影面积Am需要经过设计，使得「A1≤A2＜Am＜As」之关系式成立，其中第一光通道222a的面积A1与第二光通道222b的面积A2分别关联于第一光通道222a的尺径W1(依其形状，可能是直径或宽度)与第二光通道222b的尺径W2(依其形状，可能是直径或宽度)，第一微结构透镜212的投影面积Am关联于第一微结构透镜212的尺径WM(依其形状，可能是直径或宽度)，以及像素感测器241的感测面积As关联于像素感测器241的尺径WS(依其形状，可能是直径或宽度)。整体来说，相较于现有技术，取像装置2”’除了厚度大幅减少外，其像素感测器241所获得之光线的照度更大概增加了10倍。

另外，光通道层22’的厚度HC与第一微结构透镜212的厚度H也会影响生物特征影像的影像质量(透过评估因子来衡量)。请参照表一，表一是列示各种试验例下的评估因子，由表一可以知悉，当「HC≤π((WM/2)²+H²)/2H」的关系式成立，会有更佳的影像质量，且当「HC≤π((WM/2)²+H²)/4H」的关系式成立时，影像质量又更佳。简单地说，可以透过设计上述厚度与/或面积的关系，来达到获取较佳影像质量之生物特征影像与减少取像装置2”’之厚度的目的。

表一

	A(μm<sup>2</sup>)	A2(μm<sup>2</sup>)	Am(μm<sup>2</sup>)	As(μm<sup>2</sup>)	WM(μm)	H(μm)	HC(μm)	评估因子E(％)	是否可识别
										试验例1	78.5	78.5	490.62	625	25	4.387	30	20.2	可
试验例2	78.5	78.5	346.18	625	21	2.98	30	25	可
										试验例3	314	78.5	346.18	625	21	2.98	40	37.6	否
试验例4	78.5	153.86	346.18	625	25	4.387	46	29.8	可
										试验例5	78.5	153.86	113.04	625	25	4.387	30	46.3	否

于第七实施例中，只要能够满足「A1≤A2＜Am＜As」之关系式，第一光通道222a的尺径W1与第二光通道222b的尺径W2的范围可以从2微米至30微米。第一光通道222a、第二光通道222b与第一微结构透镜212的投影面积Am之形状可以是圆形、方形或多边形，且其形状并非用于限制本实用新型。再者，盖板31本身或其中框(图9未绘示)可以使用胶粘的方式，以口字型与封装层27、周边突起结构211贴合。

接着，请参照图10，图10是本实用新型之第八实施例之电子装置之堆栈结构示意图。于第八实施例中，电子装置9包括盖板91与取像装置92，第八实施例的取像装置92大致上与第七实施例的取像装置2”’相同，其差异仅在于，取像装置92设置有多个光通道层9221～922n与多个微结构层9211～921n，其中由上而下，分别设置有微结构层9211、光通道层9221、…、微结构层921n、光通道层9922n与影像感测层923，以使得每一个像素感测器9231于垂直方向上对应有n个第一微结构透镜92111、…、921n1以及n个光通道92212、…、922n2。于第八实施例中，第一微结构透镜92111、…、921n1的任一者更可以是多层的第一微结构透镜，且本实用新型不以此为限制。再者，虽然图10未画出周边突起结构，但取像装置92亦可以有前述之周边突起结构。另外，为了获得较佳的影像质量，第八实施例需要满足「A1≤A2≤…≤An＜Am＜As」之关系式，其中A1～An分别为光通道92212、…、922n2的面积。

附带一提的是，上述各实施例的光通道层的光通道系以吸光材料与透光材料实现，但光通道层亦可以是透过设置光纤、准直器、针孔、经图案化所形成的小孔或光栅的方式来实现光通道，总而言之，本实用新型不以此为限制。再者，上述盖板的材质可以是刚性材料或柔性材料，例如，玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PI)或他材料，且盖板的材质通常选对可见光的透射率大于80％的材料，但本实用新型不以盖板的材料为限制。除此之外，为了避免用户使用具有生物特征之伪造对象的情况发生，取像装置更可以具有温度感测器或者同时获取不同类型的生物特征影像，以达到防伪的目的。

综合以上所述，本实用新型其中一个实施例的取像装置使用了封装层与周边突起结构，以解决传统取像装置之导线易氧化、导线与焊盘接合不良以及光学元件层或芯片易触碰到盖板而造成毁损之技术问题。另外，本实用新型另一个实施例的取像装置透过设计多个光通道的面积、像素感测器的感测面积与第一微结构透镜的投影面积，以获得较佳影像质量之生物特征影像，从而可以选择性地不用设计成具有多个光通道层，以藉此解决取像装置之厚度太厚与影像质量不佳的技术问题。

本实用新型在上文中已以较佳实施例揭露，然熟习本项技术者应理解的是，上述实施例仅用于描绘本实用新型，而不应解读为限制本实用新型之范围。应注意的是，举凡与前述实施例等效之变化与置换，均应设为涵盖于本实用新型之范畴内。

Claims (10)

1.一种取像装置，其特征在于，包括：

一基板；

一影像感测层，位于所述基板之上；以及

一光学元件层，位于所述影像感测层之上，包括多个第一微结构透镜，所述多个第一微结构透镜对应于所述影像感测层的多个像素感测器；

其中所述光学元件层包括：

一微结构层，包括所述多个第一微结构透镜；以及

一光通道层，位于所述微结构层之下，具有多层以数组排列的多个光通道，其中所述多个第一微结构透镜的一者与所述多个像素感测器的一者在垂直方向上对应的所述多个光通道由上往下至少包括一第一光通道与一第二光通道，其中所述第一光通道的面积小于等于所述第二光通道的面积，所述第二光通道的面积小于所述像素感测器的感测面积，以及所述像素感测器的感测面积小于所述第一微结构透镜的投影面积。

2.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，其中所述光通道层的厚度表示为HC、所述第一微结构透镜的厚度表示为H，以及所述第一微结构透镜的尺径表示为WM，且HC≤π((WM/2)²+H²)/2H。

3.如权利要求2所述的取像装置，其特征在于，其中HC≤π((WM/2)²+H²)/4H。

4.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，其中所述光学元件层包括一周边突起结构，所述多个第一微结构透镜被所述周边突起结构围绕，其中所述周边突起结构的高度大于所述多个第一微结构透镜的每一者的高度。

5.如权利要求4所述的取像装置，其特征在于，其中所述周边突起结构为一围墙或一第二微结构透镜。

6.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，其中所述光学元件层包括：一滤光层，位于所述光通道层之下与所述影像感测层之上。

7.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，更包括：

一封装层，用以覆盖所述基板与所述影像感测层，其中所述封装层的高度大于所述多个第一微结构透镜的高度。

8.一种取像装置，其特征在于，包括：

一基板；

一影像感测层，位于所述基板之上；以及

一光学元件层，位于所述影像感测层之上，包括多个第一微结构透镜，所述多个第一微结构透镜对应于所述影像感测层的多个像素感测器；

其中所述光学元件层包括：

一微结构层，包括所述多个第一微结构透镜；以及

一光通道层，位于所述微结构层之下，具有多层以数组排列的多个光通道，其中所述多个第一微结构透镜的一者与所述多个像素感测器的一者于垂直方向上对应所述多个光通道，其中所述光通道层的厚度表示为HC、所述第一微结构透镜的厚度表示为H，以及所述第一微结构透镜的尺径表示为WM，且HC≤π((WM/2)²+H²)/2H。

9.如权利要求8所述的取像装置，其特征在于，其中HC≤π((WM/2)²+H²)/4H。

10.一种电子装置，其特征在于，包括；如权利要求1至9项其中任意一项所述的取像装置；以及

一盖板，其中所述取像装置设置于所述盖板下。

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