CN211529183U - 指纹传感器模组 - Google Patents

Abstract

一种指纹传感器模组，所述指纹传感器模组包括：感光层，所述感光层表面包括多个像素区域；凸透镜组，位于所述感光层上，所述凸透镜组包括多个凸透镜，每一像素区域内的所述凸透镜数量相同；其中，所述凸透镜的排布位置随机，或者，所述凸透镜的尺度大小随机。所述指纹传感器模组能够减少成像中出现的摩尔纹，改善成像质量。

Description

指纹传感器模组

技术领域

本实用新型涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹传感器模组。

背景技术

指纹传感器模组可实现指纹自动采集。指纹传感器模组主要是利用光的折射和反射原理，光源射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗不同，光学传感器件相应会收集到不同明暗程度的图片信息，从而完成指纹的采集。

指纹传感器模组具有较强的环境适应性及良好的稳定性，且生产成本低，广泛应用于考勤机、门禁、手机或者平板电脑等设备上。

但是，现有指纹传感器模组仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种指纹传感器模组，有助于减少成像中出现的摩尔纹，改善成像质量。

为解决上述问题，本实用新型提供一种指纹传感器模组，包括：感光层，所述感光层表面包括多个像素区域；凸透镜组，位于所述感光层上，所述凸透镜组包括多个凸透镜，每一像素区域内的所述凸透镜数量相同；其中，所述凸透镜的排布位置随机，或者，所述凸透镜的尺度大小随机。

可选的，当所述凸透镜的尺度大小随机时，所述凸透镜的尺度a＝A(1+10％k)，其中，A为尺度基准值，k为-1至1范围内的随机数。

可选的，10μm<A<100μm。

可选的，所述凸透镜适于将光线聚焦在所述感光层表面形成聚焦光斑；当所述凸透镜的排布位置随机时，相邻所述聚焦光斑的距离e＝E(1+10％d)，其中，E为间距基准值，d为-1至1范围内的随机数。

可选的，10μm<E<100μm。

可选的，所述像素区域内的所述凸透镜数量大于或者等于4个。

可选的，所述凸透镜包括：柱体，所述柱体位于所述感光层上，所述柱体的形状为圆柱体或者棱柱体；冠体，所述冠体位于所述柱体上，所述冠体顶部表面为弧形面。

可选的，所述凸透镜组包括多个凸透镜团簇，每一所述凸透镜团簇包括的所述凸透镜数量相同；其中，所述凸透镜团簇包括：中心凸透镜；若干边缘凸透镜，所述边缘凸透镜环绕所述中心凸透镜排布。

可选的，全部所述像素区域的形状相同，所述像素区域依照正交阵列排布或者蜂窝阵列排布。

可选的，所述指纹传感器模组还包括：触屏，所述触屏位于所述凸透镜组上。

可选的，所述触屏与所述凸透镜组间具有空气间隔层。

可选的，所述指纹传感器模组还包括：第一光学胶层，所述第一光学胶层位于所述触屏与所述凸透镜组之间，所述第一光学胶层覆盖所述凸透镜组表面。

可选的，所述指纹传感器模组还包括：保护层，所述保护层覆盖所述凸透镜组表面；第二光学胶层，所述第二光学胶层覆盖所述保护层表面，所述触屏覆盖所述第二光学胶层表面。

可选的，所述指纹传感器模组还包括：准直部，所述准直部位于所述感光层及所述凸透镜组之间。

可选的，所述准直部包括：第一滤光层，所述第一滤光层位于所述感光层上，所述第一滤光层具有多个第一通孔；第二滤光层，所述第二滤光层位于所述第一滤光层上，所述凸透镜组覆盖所述第二滤光层表面，所述第二滤光层具有多个第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔一一对应，所述凸透镜与所述第二通孔也一一对应。

可选的，所述指纹传感器模组还包括：红外截止层，所述红外截止层位于所述感光层与所述第一滤光层之间。

可选的，所述第二通孔尺寸大于所述第一通孔尺寸。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

所述指纹传感器模组包括感光层及位于感光层上的凸透镜组，由于所述凸透镜的排布位置随机，或者，所述凸透镜的尺度大小随机，因而光线在所述凸透镜组及所述感光层间传输过程中，不容易受凸透镜组及像素区域均为高度有序影响而发生干涉，从而能够减少成像中出现的摩尔纹，改善成像质量。再者，所述感光层表面包括多个像素区域，所述像素区域接收的光信号强度与像素区域内的凸透镜数量有关，每一像素区域内的所述凸透镜数量相同，有助于避免凸透镜数量差异干扰到成像质量。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的指纹传感器模组的结构示意图；

图2是图1所示的指纹传感器模组的凸透镜组的结构示意图；

图3是图2所示的凸透镜组的俯视图

图4是一实施例的凸透镜团簇的俯视图；

图5是本实用新型其他实施例的指纹传感器模组的结构示意图；

图6是本实用新型另一实施例的指纹传感器模组的结构示意图。

具体实施方式

现结合一种指纹传感器模组进行分析，指纹传感器模组包括：感光层，所述感光层表面包括多个像素区域；凸透镜组，位于所述感光层上，所述凸透镜组包括多个凸透镜，所述凸透镜的形状相同，且所述凸透镜规则排布，例如：所述凸透镜依照正交阵列排布或者蜂窝阵列排布。

所述像素区域为规则排布，例如：所述像素区域依照正交阵列排布或者蜂窝阵列排布。由于所述像素区域及所述凸透镜均为高度有序布置，因此光线在所述凸透镜组及所述感光层间传输过程中，容易受像素区域及凸透镜高度有序影响发生干涉，导致成像中出现大量摩尔纹，影响成像清晰度。

发明人对上述指纹传感器模组进行了研究，经创造性劳动，发明人注意到，所述凸透镜的排布位置随机，或者，所述凸透镜的尺度大小随机，有助于减少摩尔纹，提高成像清晰度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

参考图1，一种指纹传感器模组100，包括感光层200、位于所述感光层200上的凸透镜组300及位于所述凸透镜组300上的触屏400。

所述触屏400包括感测面401及发光单元410，所述发光单元410发出光线。使用者将手指按压在所述感测面401，所述发光单元410发出的光线经手指表面反射形成反射光。由于手指表面包括凹凸不平的脊及谷，其中，谷与所述感测面401相接触，而脊与所述感测面401间不相接触，使得脊与谷处形成的反射光的强度具有差异，因而反射光携带有指纹信息。

本实施例中，所述触屏400为OLED(Organic Light-Emitting Diode)屏。

所述OLED屏材料包括有机半导体材料及发光材料。在电场驱动下，有机半导体材料内的电子与空穴结合形成激子，使得发光材料分子激发发出可见光。

所述凸透镜组300包括多个凸透镜310。所述凸透镜310接收所述反射光以进行会聚，形成会聚光束。所述凸透镜310能够对所述反射光的方向进行调制，减小部分所述反射光的倾斜角度，使形成的会聚光束的光线方向集中。

本实施例中，所述凸透镜310的折射率大于1.4。

所述感光层200适于接收所述凸透镜310输出的会聚光束，形成指纹图像。

所述感光层200表面包括多个像素区域210。全部所述像素区域210的形状相同，所述像素区域210依照正交阵列排布或者蜂窝阵列排布。

本实施例中，所述像素区域210的形状为矩形，所述像素区域210依照正交阵列排布。

本实施例中，所述感光层200为采用CMOS工艺制作的单晶硅光电二极管图形传感器。在其他实施例中，所述感光层为采用TFT(Thin Film Transistor)工艺制作的非晶硅或者低温多晶硅光电二极管图形传感器。

参考图2及图3，所述凸透镜310的排布位置随机，或者，所述凸透镜310的尺度大小随机。

当所述凸透镜310的尺度大小随机时，所述凸透镜310的尺度a＝A(1+10％k)，其中，A为尺度基准值，k为-1至1范围内的随机数。

其中，10μm<A<100μm。

所述凸透镜310包括：柱体311，所述柱体311位于所述感光层200(参考图1)上，所述柱体311的形状为圆柱体或者棱柱体；冠体312，所述冠体312位于所述柱体311上，所述冠体312顶部表面为弧形面。

当所述柱体311的形状为圆柱体时，所述柱体311的横截面为圆形，所述圆形的直径作为所述凸透镜310的尺度a。

当所述柱体311的形状为棱柱体时，所述柱体311的横截面(垂直于所述柱体高度方向的截面)为n边形，其中n≥3。所述n边形的任意两个顶点的距离最大值作为所述凸透镜310的尺度a。

在一实施例中，当所述凸透镜310的尺度大小随机时，全部所述凸透镜310的柱体311横截面形状相同。例如：全部所述凸透镜310的柱体311横截面形状均为圆形，但各柱体311横截面直径大小随机。又例如：全部所述凸透镜310的柱体311横截面形状均为六变形，但各个所述凸透镜310的尺度a随机，使得所述凸透镜310的尺度a具有差异。

在另一实施例中，当所述凸透镜310的尺度大小随机时，全部所述凸透镜310的柱体311横截面形状也随机。例如：所述凸透镜310的柱体311横截面形状为圆形、三角形、矩形、五边形或者六边形等等，各个所述凸透镜310的柱体311横截面形状不相同。

需要说明的是，当所述凸透镜310的尺度大小随机时，全部所述凸透镜310的柱体311高度大小相等，全部所述凸透镜310的冠体312高度大小也相等。

本实施例中，所述凸透镜310的冠体312高度为2μm～20μm。

再者，当所述凸透镜310的尺度大小随机时，所述凸透镜310间紧密排布或者具有间隙。

所述凸透镜310适于将光线聚焦在所述感光层200表面形成聚焦光斑。

当所述凸透镜310的排布位置随机时，相邻所述聚焦光斑的距离e＝E(1+10％d)，E为间距基准值，d为-1至1范围内的随机数。

其中，10μm<E<100μm。

所述凸透镜310的排布位置随机，或者，所述凸透镜310的尺度大小随机，有助于降低所述凸透镜310的有序程度，光线在所述凸透镜组300及所述感光层200间传输过程中，不容易受凸透镜组300及像素区域210均高度有序影响而发生干涉，从而能够减少成像中出现的摩尔纹，改善成像质量。

本实施例中，所述凸透镜310的尺度大小随机，所述凸透镜310的排布位置为规则排布，具体的，所述凸透镜310依照正交阵列排布或者蜂窝阵列排布。

在另一实施例中，所述凸透镜310的尺度大小恒定，均为所述尺度基准值，而所述凸透镜310的排布位置随机。

在其他实施例中，所述凸透镜310的尺度大小随机，且所述凸透镜310的排布位置随机。

无论是仅所述凸透镜310的尺度大小随机，还是仅所述凸透镜310的排布位置随机，或者是所述凸透镜310的排布位置及尺度大小均随机，都需要满足：每一像素区域210内的所述凸透镜310数量相同。

所述像素区域210接收的光信号强度与像素区域210内的凸透镜310数量有关，每一像素区域210内的所述凸透镜310数量相同，有助于避免凸透镜310数量差异干扰到成像质量。

若所述像素区域210内的所述凸透镜310数量过少，导致所述感光层200表面接收的会聚光束强度过低，影响成像清晰度。本实施例中，所述像素区域210内的所述凸透镜310数量大于或者等于4个。

参考图4，在一实施例中，所述凸透镜组300包括多个凸透镜团簇320，每一所述凸透镜团簇320包括的所述凸透镜310数量相同；其中，所述凸透镜团簇320包括：中心凸透镜321；若干边缘凸透镜322，所述边缘凸透镜322环绕所述中心凸透镜321排布。

采用包括多个凸透镜团簇320的凸透镜组300，由于每一所述凸透镜团簇320包括的所述凸透镜310数量相同，又由于团簇结构容易分辨，因此保证每一像素区域210内的所述凸透镜团簇320数量相同，即可实现每一像素区域210内的所述凸透镜310数量相同，有助于降低实现难度。此外，在检测是否每一像素区域210内的所述凸透镜310数量相同时，也有助于降低检测难度。

但所述凸透镜组300包括多个凸透镜团簇320时，所述中心凸透镜321的尺度大小随机，所述中心凸透镜321的柱体311横截面为m边形，其中m≥3，且所述m与所述凸透镜团簇320的边缘凸透镜322数量相同，每一所述边缘凸透镜322与所述中心凸透镜321的柱体311的其中一个侧面相接触。

例如：当所述凸透镜团簇320的边缘凸透镜322数量为6个时，所述中心凸透镜321的柱体311横截面为六边形，所述中心凸透镜321的柱体311为六棱柱，所述六棱柱具有6个侧面，每一所述侧面与一个所述边缘凸透镜322相接触。

需要说明的是，所述边缘凸透镜322与所述中心凸透镜321的柱体311的侧面相接触，可以为所述边缘凸透镜322的柱体311棱边与中心凸透镜321的柱体311的侧面相贴合，也可以为所述边缘凸透镜322的柱体311侧面与中心凸透镜321的柱体311的侧面相贴合。

如图1所示，所述指纹传感器模组100还包括：准直部500，所述准直部500位于所述感光层200及所述凸透镜组300之间。

所述准直部500仅允许特定角度的会聚光束通过，适于对所述凸透镜组300输出的会聚光束进行准直处理，提高所述感光层200接收的会聚光束的方向一致性。

本实施例中，所述准直部500包括：第一滤光层510，所述第一滤光层510位于所述感光层200上，所述第一滤光层510具有多个第一通孔511；第二滤光层520，所述第二滤光层520位于所述第一滤光层510上，所述凸透镜组300覆盖所述第二滤光层520表面，所述第二滤光层520具有多个第二通孔521，所述第二通孔521与所述第一通孔511一一对应，所述凸透镜310与所述第二通孔521也一一对应。

本实施例中，所述第二滤光层520接收所述凸透镜组300输出的会聚光束，进行准直，形成第一准直会聚光束。所述第一滤光层510接收所述第二滤光层520输出的第一准直会聚光束，进行准直，形成第二准直会聚光束。经所述第二滤光层520及所述第一滤光层510的两次准直处理，所述第一滤光层510输出的第二准直会聚光束具有良好的方向一致性，所述感光层200接收所述第二准直会聚光束形成指纹图像，有助于进一步改善指纹图像质量。

本实施例中，所述第二滤光层520材料为吸光材料。斜入射至所述第二通孔521侧壁的会聚光束会被所述第二滤光层520材料吸收。

本实施例中，所述第一滤光层510材料为吸光材料。斜入射至所述第一通孔511侧壁的第一准直会聚光束会被所述第一滤光层510材料吸收。

本实施例中，所述第一滤光层510厚度大于或者等于1μm。

所述第二通孔521尺寸大于所述第一通孔511尺寸，使得会聚光束通过所述第一滤光层510的难度大于通过所述第二滤光层520的难度，保证在所述第二滤光层520进行的第一次准直处理的基础上，所述第一滤光层510对会聚光束进行更为严格的第二次准直处理，从而对通过所述第二通孔521的第一准直会聚光束进行筛选。

本实施例中，所述第一通孔511尺寸为1μm～20μm。

本实施例中，所述第一滤光层510的所述第一通孔511对准所述凸透镜310形成的聚焦光斑，有助于提高通过所述第一通孔511的会聚光束强度。由此，相邻所述第一通孔511的间距与相邻所述聚焦光斑的距离e相一致。

本实施例中，所述准直部500还包括：介质层530，所述介质层530位于所述第一滤光层510及所述第二滤光层520之间。

所述介质层530材料为透光材料，光线可透射所述介质层530。

本实施例中，所述介质层530材料为PET(Polyethylene terephthalate)。

所述介质层530有助于延长会聚光束经过所述第二滤光层520及所述第一滤光层510的光程，适当提高通过所述第一通孔511的第二准直会聚光束强度。

本实施例中，所述介质层530厚度为20μm～50μm，所述介质层530的折射率大于1.4。

本实施例中，所述准直部500的所述第一滤光层510及第二滤光层520的制作工艺简单，不必进行多次黄光工艺，有助于降低生产成本。

本实施例中，所述指纹传感器模组100还包括：红外截止层600，所述红外截止层600位于所述感光层200与所述第一滤光层510之间。

当在室外环境中使用所述指纹传感器模组100时，太阳光中的红外光容易入射所述凸透镜310顶部表面，导致形成的会聚光束内掺杂有红外光。所述红外截止层600位于所述感光层200与所述第一滤光层510之间，有助于滤除掉所述会聚光束内的红外光。

本实施例中，采用镀膜工艺形成覆盖所述感光层200表面的所述红外截止层600。所述镀膜工艺为蒸发镀膜工艺或者溅射镀膜工艺。

在其他实施例中，还可以采用涂布工艺形成所述红外截止层600，具体的，通过将红外吸收材料涂布在所述感光层200表面，形成所述红外截止层600。

本实施例中，所述指纹传感器模组100还包括：粘结层610，所述粘结层610覆盖所述感光层200表面，所述红外截止层600覆盖所述粘结层610表面。

所述粘结层610有助于提高所述红外截止层600与所述感光层200表面的粘附强度。

本实施例中，所述粘结层610的厚度为10μm～50μm。

在另一实施例中，还可以通过在所述粘结层610内加入红外吸收材料，实现在所述粘结层610内形成所述红外截止层。

在再一实施例中，还可以通过在所述介质层530内加入红外吸收材料，实现在所述介质层530内形成所述红外截止层。

本实施例中，所述指纹传感器模组100还包括：第一光学胶层710，所述第一光学胶层710位于所述触屏400与所述凸透镜组300之间，所述第一光学胶层710覆盖所述凸透镜组300表面，所述触屏400覆盖所述第一光学胶层710表面。

所述第一光学胶层710有利于提高所述触屏400与所述凸透镜组300表面的粘附强度。

本实施例中，所述第一光学胶层710材料为OCA(Optically Clear Adhesive)。在其他实施例中，所述第一光学胶层710材料为OCR(Optical Clear Resin)或者DAF(Dieattach film)。

参考图5，在其他实施例中，所述指纹传感器模组100包括：保护层720，所述保护层720覆盖所述凸透镜组300表面；第二光学胶层730，所述第二光学胶层730覆盖所述保护层720表面，所述触屏400覆盖所述第二光学胶层730表面。

所述第二光学胶层730能够固定所述触屏400与所述凸透镜组300的相对位置，降低所述触屏400与所述凸透镜组300发生相对移位的风险。

本实施例中，所述第二光学胶层730材料为OCA。在其他实施例中，所述第二光学胶层730材料为OCR或者DAF。

所述保护层720覆盖所述凸透镜组300表面，有助于保护所述凸透镜组300表面，保证所述凸透镜组300表面清洁，从而改善所述凸透镜组300对光束的会聚效果。

本实施例中，所述保护层720材料为膜材料，例如为PET。在其他实施例中，所述保护层720材料为胶材料。

参考图6，在另一实施例中，所述触屏400与所述凸透镜组300间为空气间隔层740。

例如：一种包括所述指纹传感器模组100的手机，由前向后，所述手机依次包括前框、中框及后盖。所述触屏400固设于所述前框上，所述指纹传感器模组100固设于所述中框上，以保证在所述触屏400与所述凸透镜组300间具有所述空气间隔层740。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (17)

1.一种指纹传感器模组，其特征在于，包括：

感光层，所述感光层表面包括多个像素区域；

凸透镜组，位于所述感光层上，所述凸透镜组包括多个凸透镜，每一像素区域内的所述凸透镜数量相同；

其中，所述凸透镜的排布位置随机，或者，所述凸透镜的尺度大小随机。

2.如权利要求1所述的指纹传感器模组，其特征在于，当所述凸透镜的尺度大小随机时，所述凸透镜的尺度a＝A(1+10％k)，其中，A为尺度基准值，k为-1至1范围内的随机数。

3.如权利要求2所述的指纹传感器模组，其特征在于，10μm<A<100μm。

4.如权利要求1所述的指纹传感器模组，其特征在于，所述凸透镜适于将光线聚焦在所述感光层表面形成聚焦光斑；

当所述凸透镜的排布位置随机时，相邻所述聚焦光斑的距离e＝E(1+10％d)，其中，E为间距基准值，d为-1至1范围内的随机数。

5.如权利要求4所述的指纹传感器模组，其特征在于，10μm<E<100μm。

6.如权利要求1至5任一项所述的指纹传感器模组，其特征在于，所述像素区域内的所述凸透镜数量大于或者等于4个。

7.如权利要求1至5任一项所述的指纹传感器模组，其特征在于，所述凸透镜包括：

柱体，所述柱体位于所述感光层上，所述柱体的形状为圆柱体或者棱柱体；

冠体，所述冠体位于所述柱体上，所述冠体顶部表面为弧形面。

8.如权利要求1至5任一项所述的指纹传感器模组，其特征在于，所述凸透镜组包括多个凸透镜团簇，每一所述凸透镜团簇包括的所述凸透镜数量相同；

其中，所述凸透镜团簇包括：

中心凸透镜；

若干边缘凸透镜，所述边缘凸透镜环绕所述中心凸透镜排布。

9.如权利要求1至5任一项所述的指纹传感器模组，其特征在于，全部所述像素区域的形状相同，所述像素区域依照正交阵列排布或者蜂窝阵列排布。

10.如权利要求1所述的指纹传感器模组，其特征在于，还包括：触屏，所述触屏位于所述凸透镜组上。

11.如权利要求10所述的指纹传感器模组，其特征在于，所述触屏与所述凸透镜组间具有空气间隔层。

12.如权利要求10所述的指纹传感器模组，其特征在于，还包括：第一光学胶层，所述第一光学胶层位于所述触屏与所述凸透镜组之间，所述第一光学胶层覆盖所述凸透镜组表面。

13.如权利要求10所述的指纹传感器模组，其特征在于，还包括：

保护层，所述保护层覆盖所述凸透镜组表面；

第二光学胶层，所述第二光学胶层覆盖所述保护层表面，所述触屏覆盖所述第二光学胶层表面。

14.如权利要求1所述的指纹传感器模组，其特征在于，还包括：准直部，所述准直部位于所述感光层及所述凸透镜组之间。

15.如权利要求14所述的指纹传感器模组，其特征在于，所述准直部包括：

第一滤光层，所述第一滤光层位于所述感光层上，所述第一滤光层具有多个第一通孔；

第二滤光层，所述第二滤光层位于所述第一滤光层上，所述凸透镜组覆盖所述第二滤光层表面，所述第二滤光层具有多个第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔一一对应，所述凸透镜与所述第二通孔也一一对应。

16.如权利要求15所述的指纹传感器模组，其特征在于，还包括：

红外截止层，所述红外截止层位于所述感光层与所述第一滤光层之间。

17.如权利要求15所述的指纹传感器模组，其特征在于，所述第二通孔尺寸大于所述第一通孔尺寸。

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