TW202026744A - 成像模組與使用其之生物辨識裝置 - Google Patents
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Abstract
一種成像模組包括一感光元件以及一光篩選結構。光篩選結構設置於感光元件上，且光篩選結構包括一透光層、一第一遮光層、一第二遮光層及一聚光結構。第一遮光層與第二遮光層皆設置於透光層內，且第二遮光層位於第一遮光層與感光元件之間。第一遮光層具有一第一通光部，且第二遮光層具有一第二通光部。聚光結構設置於透光層上。第一通光部與第二通光部對應於感光元件設置。光通過聚光結構產生一聚光束。第一通光部的孔徑與第二通光部的孔徑分別依據聚光束位於第一遮光層之處與位於第二遮光層之處的寬度調整。
Description
本揭露是有關於一種成像模組與使用其之生物辨識裝置，且特別是有關於一種薄型化的成像模組與使用其之生物辨識裝置。
成像模組（image module）可被使用於各種應用中。舉例而言，成像模組可被應用於生物辨識技術中。生物辨識技術是指利用人體的生理特徵或行為特徵來達到身份辨識與認證授權的技術，人體的生理特徵例如可包含指紋、掌紋、靜脈分布、虹膜、視網膜及臉部特徵等。現今，生物辨識技術已被應用在數位助理、智慧型手機、筆記型電腦、金融卡、電子錢包和海關通行等對於資訊隱密與人身安全有高度需求的領域中。
使用生物辨識技術的裝置（例如，指紋辨識裝置、臉部辨識裝置、虹膜辨識裝置等）常需要較大的體積以容納裝置中的成像模組，不利於應用在小型化或可攜式的電子裝置中。若省略成像模組中的構件以達到薄型化的目的，則可能降低生物辨識裝置的辨識成功率。
根據本揭露實施例，提出一種成像模組與使用其之生物辨識裝置，可應用在小型化或可攜式的電子裝置中。此外，也助於降低串擾以提升辨識生物體之特徵點的精準度。
本揭露實施例包括一種成像模組。成像模組包括一感光元件以及一光篩選結構。光篩選結構設置於感光元件上，且光篩選結構包括一透光層、一第一遮光層、一第二遮光層及一聚光結構。第一遮光層與第二遮光層皆設置於透光層內，且第二遮光層位於第一遮光層與感光元件之間。第一遮光層具有一第一通光部，且第二遮光層具有一第二通光部。聚光結構設置於透光層上。第一通光部與第二通光部對應於感光元件設置。光通過聚光結構產生一聚光束。第一通光部的孔徑與第二通光部的孔徑分別依據聚光束位於第一遮光層之處與位於第二遮光層之處的寬度調整。
本揭露實施例包括一種成像模組。成像模組包括一感光陣列以及一光篩選結構。感光陣列包括複數個感光元件。光篩選結構設置於感光陣列上，且光篩選結構包括一透光層、複數個遮光層及一聚光陣列。遮光層設置於透光層內，且每個遮光層具有複數個通光部。聚光陣列設置於透光層上，且聚光陣列包括複數個聚光結構。通光部對應於感光元件設置。光通過聚光陣列產生複數聚光束，每個通光部的孔徑依據對應的聚光束位於每個遮光層之處的寬度調整。
本揭露實施例包括一種生物辨識裝置。生物辨識裝置包括一基板、一光源以及前述之成像模組。光源設置於基板上，用以發出光線至生物體。成像模組用以接收光源的光線。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露實施例敘述了一第一特徵部件形成於一第二特徵部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵部件與上述第二特徵部件是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵部件形成於上述第一特徵部件與上述第二特徵部件之間，而使上述第一特徵部件與第二特徵部件可能未直接接觸的實施例。
應理解的是，額外的操作步驟可實施於所述方法之前、之間或之後，且在所述方法的其他實施例中，部分的操作步驟可被取代或省略。
此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如「在… 下方」、「下方」、「較低的」、「在… 上方」、「上方」、「較高的」及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個（些）元件或特徵部件與另一個（些）元件或特徵部件之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方位。當裝置被轉向不同方位時（旋轉90度或其他方位），則其中所使用的空間相關形容詞也將依轉向後的方位來解釋。
在說明書中，「約」、「大約」、「大抵」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，或10%之內，或5%之內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「大抵」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「大抵」之含義。
除非另外定義，在此使用的全部用語（包括技術及科學用語）具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。
以下所揭露之不同實施例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
第1圖顯示根據本揭露一實施例之成像模組100的部分剖面示意圖。第2圖顯示第1圖之成像模組100的部分放大示意圖。參照第1圖，在一些實施例中，成像模組100可包括一感光陣列10，感光陣列10可包括複數個感光元件11。
在一些實施例中，感光陣列10可為一維陣列或二維陣列，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，感光元件11可為一畫素或子畫素，或者可為複數個畫素的一部分。因此，第2圖所示之成像模組100可視為第1圖所示之一感光單元U的放大示意圖，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，感光元件11可包括或對應至少一光電二極體（例如，互補式金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS)感光元件或電荷耦合元件(charge-coupled device, CCD)）及/或其他適當之元件，其可將所接收到的光訊號轉換成電流訊號。
參照第1圖、第2圖，成像模組100可包括一透光層20，透光層20設置於感光陣列10（感光元件11）之上。在一些實施例中，透光層20的材料可包括透明光阻、聚亞醯胺、環氧樹脂、其他適當之材料或前述材料之組合。在一些實施例中，透光層20的材料可包括光固化材料、熱固化材料或上述之組合。舉例而言，可使用旋轉塗佈製程（spin-on coating process）將透光層20形成於感光陣列10（感光元件11）之上，但本揭露實施例並非以此為限。
參照第1圖、第2圖，成像模組100可包括複數遮光層，遮光層設置於透光層20內，且每層遮光層皆具有複數個通光部，通光部對應於感光陣列10（感光元件11）設置。具體而言，成像模組100包括一第一遮光層31與一第二遮光層32，第一遮光層31與第二遮光層32設置於透光層20內，且第二遮光層32位於第一遮光層31與感光元件11之間，但本揭露實施例並非以此為限。如第1圖、第2圖所示，第一遮光層31可具有第一通光部31O，第二遮光層32可具有第二通光部32O。
在一些實施例中，遮光層（第一遮光層31與第二遮光層32）的材料可包括金屬，例如：銅(Cu)、銀(Ag)等，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，遮光層的材料可包括光阻（例如，黑光阻或其他適當之非透明的光阻）、油墨（例如，黑色油墨或其他適當之非透明的油墨）、模制化合物（molding compound）（例如，黑色模制化合物或其他適當之非透明的模制化合物）、防焊材料（solder mask）（例如，黑色防焊材料或其他適當之非透明的防焊材料）、環氧樹脂、其他適當之材料或前述材料之組合。在一些實施例中，遮光層的材料可為光固化材料、熱固化材料或前述材料之組合。
在一些實施例中，可進行圖案化製程將前述材料圖案化，以形成遮光層（第一遮光層31與第二遮光層32）。舉例來說，前述圖案化製程可包括軟烘烤（soft baking）、光罩對準（mask aligning）、曝光（exposure）、曝光後烘烤（post-exposure baking）、顯影（developing）、潤洗（rinsing）、乾燥、其他適當的步驟或前述步驟之組合，但本揭露實施例並非以此為限。
參照第1圖、第2圖，成像模組100可包括一聚光陣列40，聚光陣列40設置於透光層20上。如第1圖所示，聚光陣列40可包括複數個聚光結構41。舉例來說，聚光陣列40可為一維陣列或二維陣列，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，聚光結構41的材料可為透明材料。舉例來說，聚光結構41的材料可包括玻璃、環氧樹脂、矽氧樹脂、聚氨酯、其他適當之材料或前述材料之組合，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，可使用光阻熱回流法（photoresist reflow method）、熱壓成型法（hot embossing method）、其他適當的方法或上述之組合形成聚光結構41。在一些實施例中，形成聚光結構41（聚光陣列40）的步驟可包括旋轉塗佈製程、微影製程、蝕刻製程、其他適當之製程或上述之組合。
在本實施例中，聚光結構41可為曲率半徑為R的一微透鏡（micro-lens）結構，例如，半凸透鏡或凸透鏡，但本揭露實施例並非以此為限。第3A圖至第3D圖顯示不同態樣的聚光結構的示意圖。如第3A圖與第3B圖所示，聚光結構41A(圓錐)與聚光結構41B(四角錐)可為微角椎（micro-pyramid）結構。如第3C圖與第3D圖所示，聚光結構41C(平頂圓錐)與聚光結構41D(平頂四角錐)可為微梯形（micro-trapezoidal）結構。或者，聚光結構可為一折射率漸變（gradient-index）結構(未繪示)。
如第1圖所示，在本實施例中，透光層20、遮光層（第一遮光層31與第二遮光層32）及聚光陣列40（聚光結構41）可形成為一光篩選結構50。亦即，光篩選結構50可設置於感光陣列10（感光元件11）上，用以篩選入射光角度。當光線從上往下入射，光篩選結構50允許接近垂直的光線進入感光陣列10，並且吸收其餘角度的入射光。
在本揭露實施例中，光通過聚光陣列40（聚光結構41）可產生複數聚光束，且遮光層中的每個通光部的孔徑可依據對應的聚光束位於遮光層之處的寬度調整。
具體而言，如第2圖所示，第一通光部31O的孔徑為WO1
，第二通光部32O的孔徑為WO2
，孔徑WO1
大於或等於孔徑WO2
（WO1
≥WO2
），且孔徑WO1
的中心對準孔徑WO2
的中心，聚光結構41(微透鏡)的弧頂點41T、孔徑WO1
的中心、孔徑WO2
的中心、感光元件11的中心、聚光束L的焦點F相互對準且位於同一軸線上。聚光束L位於第一遮光層31之處的寬度為A1
，聚光束L位於第二遮光層32之處的寬度為A2
，WO1
與A1
的比值為Q1
(
)，WO2
與A2
的比值為Q2
(
)，Q1
與Q2
的幾何平均數大於0.6且小於或等於1.8(
。進一步解釋比值關係，若比值Q1
大於1，代表孔徑WO1
大於聚光束L位於第一遮光層31之處的寬度A1
；若比值Q1
小於1，代表孔徑WO1
小於聚光束L位於第一遮光層31之處的寬度A1
。類似地，若比值Q2
大於1，代表孔徑WO2
大於聚光束L位於第二遮光層32之處的寬度A2
；若比值Q2
小於1，代表孔徑WO2
小於聚光束L位於第二遮光層32之處的寬度A2
。
要注意的是，光篩選結構50中的遮光層的數量並未限定於第1圖與第2圖所示的兩層。在一些實施例中，光篩選結構50可包括n層遮光層，n為大於或等於2的正整數。在這些遮光層中，第k層遮光層中的每個通光部的孔徑為WOk
，聚光束L位於第k層遮光層之處的寬度為Ak
，WOk
與Ak
的比值為Qk 
，k為小於或等於n的正整數。亦即，在這些實施例中，光篩選結構50可滿足以下條件（後方將稱為公式(1)），比值Qk
的幾何平均數大於0.6且小於或等於1.8：
…(1)
在此，每個通光部的孔徑WOk
皆小於聚光結構41的外徑D（即，WOk
>D，外徑D測量自聚光結構41的弧面與透光層20之頂面交界處至另一遠端交界處之水平距離）。當光篩選結構50滿足前述公式(1)時，可得到較佳的成像品質，後方將透過實施例與比較例進行說明。
此外，如第2圖所示，聚光束L位於第k層遮光層之處的寬度Ak
可根據三角等比關係計算得知。亦即，聚光束L位於第k層遮光層之處的寬度Ak
可滿足以下條件（公式(2)）：
…(2)
在此，f為聚光結構41的焦距，LH為聚光結構41的最大厚度(測量自聚光結構41的弧頂點41T至透光層20的頂面20T)，Hk
為第k層遮光層與聚光結構41的對焦位置（即，焦點F）的距離（例如，第一遮光層31與聚光結構41的焦點F的距離為H1
，而第二遮光層32與聚光結構41的焦點F的距離為H2
），感光元件11位於焦點F處。
在一些實施例中，若要達到更佳的成像品質，第k層遮光層中每個通光部的孔徑WOk
可滿足以下條件（公式(3)），即每個通光部的孔徑WOk
介於聚光束L位於第k層遮光層之處的寬度Ak
之乘積0.6與1.8之間：
…(3)
雖然在第2圖所示的實施例中，聚光束L的對焦位置（即，焦點F）位於對應的感光元件11的頂表面上，但本揭露實施例並非以此為限。第4圖顯示根據本揭露另一實施例之成像模組102的部分剖面示意圖。第5圖顯示根據本揭露又一實施例之成像模組104的部分剖面示意圖。第1、2圖繪示感光元件11位於聚光結構41的焦點F的型態(即，焦點型)；第4圖、第5圖繪示感光元件11遠離聚光結構41的焦點F的型態(即，離焦型)。在第4圖、第5圖的實施例中，孔徑WO1
大於或等於孔徑WO2
（WO1
≥WO2
），且孔徑WO1
的中心對準孔徑WO2
的中心，聚光結構41(微透鏡)的弧頂點41T、孔徑WO1
的中心、孔徑WO2
的中心、感光元件11的中心、聚光束L的焦點F相互對準且位於同一軸線上。
在第4圖、第5圖所示的實施例中，每個聚光束L的焦點F與對應的感光元件11的頂表面具有一距離HS。在一些實施例中，聚光束L的焦點F與感光元件11的頂表面的距離HS可滿足以下條件（後方將稱為公式(4)）：
…(4)
在此，WS為感光元件的最小寬度。此外，定義焦點F為的位置為0，當感光元件11在焦點F下方（即第4圖所示之成像模組102），焦點F與對應的感光元件11的頂表面的距離HS>0(離焦型，例如HS=-25 μm)；當感光元件11在焦點F上方（即第5圖所示之成像模組104），HS>0(離焦型，例如HS=+25 μm)。
以下提供多個本揭露實施例之成像模組的具體規格，並提供多個比較例之成像模組的具體規格與本揭露實施例進行比較。
以實施例1舉例說明(搭配第1、2圖焦點型(HS=0)之成像模組100)，相鄰二聚光結構41的中心間距P為50.0 μm(微米)，聚光結構41的曲率半徑R為40.0 μm，聚光結構41的外徑D為40.0 μm，且聚光結構41的最大厚度LH為5.36 μm。透光層20的折射率N為1.57，第一遮光層31與聚光結構41的焦點F的距離為H1
為48.93 μm，第二遮光層32與聚光結構41的焦點F的距離為H2
為18.93 μm。聚光束L位於第一遮光層31之處的寬度A1
為19.78 μm，聚光束L位於第二遮光層32之處的寬度A2
為7.66μm。第一通光部31O的孔徑WO1
為19.78 μm，第二通光部32O的孔徑WO2
為7.66 μm，即WO1
與A1
的比值Q1
為1，WO2
與A2
的比值Q2
為1。Q1
與Q2
的幾何平均數
。感光元件11的最小寬度WS為30 μm。
實施例1至實施例4的具體規格請參照下列表一，且所有實施例均滿足前述之公式(1)。具體而言，實施例1至實施例4之成像模組的結構可參考第1圖與第2圖所示之成像模組100，且實施例1至實施例4均滿足前述之公式(1)。
表一
| 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | |
| N | 1.57 | 1.57 | 1.57 | 1.57 |
| P (μm) | 50 | 50 | 50 | 50 |
| R (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| D (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| LH (μm) | 5.36 | 5.36 | 5.36 | 5.36 |
| H1 (μm) | 48.93 | 48.93 | 48.93 | 48.93 |
| H2 (μm) | 18.93 | 18.93 | 18.93 | 18.93 |
| HS (um) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| A1 (μm) | 19.78 | 19.78 | 19.78 | 19.78 |
| A2 (μm) | 7.66 | 7.66 | 7.66 | 7.66 |
| WO1 (μm) | 19.78 | 15.82 | 35.6 | 19.78 |
| WO2 (μm) | 7.66 | 6.12 | 13.78 | 19.78 |
| Q1 | 1 | 0.8 | 1.8 | 1 |
| Q2 | 1 | 0.8 | 1.8 | 2.59 |
 | 1 | 0.8 | 1.8 | 1.293 |
| WS (μm) | 30 | 30 | 30 | 30 |
比較例1至比較例3的具體規格請參照下列表二，且所有比較例均不滿足前述之公式(1)。具體而言，比較例1至比較例3之成像模組的結構可參考第1圖與第2圖所示之成像模組100(焦點型，HS=0)，但比較例1至比較例3均不滿足前述之公式(1)。比較例1的
係公式(1)的臨界值，但不符合公式(1)。
表二
| 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | |
| N | 1.57 | 1.57 | 1.57 |
| P (μm) | 50 | 50 | 50 |
| R (μm) | 40 | 40 | 40 |
| D (μm) | 40 | 40 | 40 |
| LH (μm) | 5.36 | 5.36 | 5.36 |
| H1 (μm) | 48.93 | 48.93 | 48.93 |
| H2 (μm) | 18.93 | 18.93 | 18.93 |
| HS (um) | 0 | 0 | 0 |
| A1 (μm) | 19.78 | 19.78 | 19.78 |
| A2 (μm) | 7.66 | 7.66 | 7.66 |
| WO1 (μm) | 11.86 | 39.56 | 30 |
| WO2 (μm) | 4.6 | 15.3 | 30 |
| Q1 | 0.6 | 2 | 1.52 |
| Q2 | 0.6 | 2 | 3.92 |
| | 0.6 | 2 | 2.972 |
| WS (μm) | 30 | 30 | 30 |
當第一通光部31O的孔徑WO1
與聚光束L位於第一遮光層31之處的寬度A1
相等，第二通光部32O的孔徑WO2
與聚光束L位於第二遮光層32之處的寬度A2
相等（即，Q1
=Q2
=1，且），符合公式(1)，可視為理想值。亦即，以實施例1的具體規格製成的成像模組可為一理想的成像模組（即可獲得最佳的成像品質）。第6圖顯示以實施例1（實施例1之成像模組的結構可參考第1圖與第2圖所示之成像模組100）的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。第6圖的橫軸為角度，縱軸為收光效率(單位：百分比)。在0度時，收光效率達到90 %，即表示當光源以0度入射時，感光元件11所接收的光通量比上入射光源的光通量值為0.9，即為90 %。如第6圖所示，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到90 %，而以10~90度入射時的雜訊低於10 %。
可透過與實施例1的角度篩選分布曲線進行比較，判斷成像模組是否可具有良好的成像品質（即可具有較高的解析度）。在此，所述良好的成像品質須滿足主要訊號強度大於原始訊號強度的30 %（收光效率大於30 %）、未出現大角度的雜訊干擾（雜訊強度小於主要訊號強度的10 %）及主要訊號的波束角（半功率角；beam angle；指於垂直光束中心線之一平面上，光強度等於50 %最大光強度的二個方向之間的夾角）小於10度。一般而言，當感光元件11位於多層結構(例如，空氣透光層、遮光層等元件)下方時，主要訊號的波束角需要小於10度才能解析200 μm寬度的生物辨識訊號(例如，指紋訊號)。若主要訊號的波束角大於10度，可能使指紋訊號互相重疊導致無法解析生物辨識訊號。
簡言之，在0~10度的範圍內，收光能量之訊號強度大於原始訊號強度的30 %（即收光效率大於30 %），在10~90度的範圍內，雜訊強度小於主要訊號強度的10 %，且主要訊號的波束角小於10度，即可判斷成像模組具有良好的成像品質。
第7圖顯示以實施例2（實施例2之成像模組的結構可參考第1圖與第2圖所示之成像模組100）的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第7圖所示之實施例2（
，符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，在0度時收光效率達到50 %，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到50 %（收光效率大於30 %），且主要訊號的波束角小於10度，而以10~90度入射時的雜訊低於10 %，因此可判斷實施例2之成像模組具有良好的成像品質。
第8圖顯示以比較例1的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第8圖所示之比較例1（
，不符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的極值不到30 %（收光效率小於30 %），即感光元件接收的光線強度不足，因此可判斷比較例1之成像模組不具有良好的成像品質。
第9圖顯示以實施例3（實施例3之成像模組的結構可參考第1圖與第2圖所示之成像模組100）的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第9圖所示之實施例3（
，符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到95 %（收光效率大於30 %），且主要訊號的波束角小於10度。雖然在約30度與約55度處出現雜訊干擾，但雜訊強度小於主要訊號的10 %，因此仍可判斷成像模組具有良好的成像品質。
第10圖顯示以比較例2的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第10圖所示，比較例1（
，不符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到95 %。然而，在30度與52度出現雜訊干擾，且在52度出現的雜訊強度大於主要訊號的10 %（即出現串擾(cross talk)），因此可判斷比較例2之成像模組不具有良好的成像品質。
實施例5至實施例8的具體規格請參照下列表三，且所有實施例均滿足前述之公式(1)與公式(4)。具體而言，實施例5、實施例6之成像模組的結構可參考第4圖所示之成像模組102(離焦型HS=-25)，實施例7、實施例8之成像模組的結構可參考第5圖所示之成像模組104(離焦型HS=+25)且實施例5至實施例8均滿足前述之公式(1)與公式(4)。
表三
| 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | |
| N | 1.57 | 1.57 | 1.57 | 1.57 |
| P (μm) | 50 | 50 | 50 | 50 |
| R (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| D (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| LH (μm) | 5.36 | 5.36 | 5.36 | 5.36 |
| H1 (μm) | 28.93 | 28.93 | 78.93 | 78.93 |
| H2 (μm) | -16.1 | -16.1 | 48.93 | 48.93 |
| HS (um) | -25 | -25 | 25 | 25 |
| A1 (μm) | 11.7 | 11.7 | 31.86 | 31.86 |
| A2 (μm) | 6.5 | 6.5 | 19.78 | 19.78 |
| WO1 (μm) | 11.7 | 21.06 | 31.86 | 25.49 |
| WO2 (μm) | 6.5 | 11.7 | 19.78 | 15.82 |
| Q1 | 1 | 1.8 | 1 | 0.8 |
| Q2 | 1 | 1.8 | 1 | 0.8 |
| | 1 | 1.8 | 1 | 0.8 |
| WS (μm) | 10 | 10 | 10 | 10 |
第11圖顯示以實施例6（實施例6之成像模組的結構可參考第4圖所示之成像模組102）的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第11圖所示之實施例6（，符合公式(1)，此數值為臨界值）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到90 %（收光效率大於30 %），且主要訊號的波束角小於10度，而以10~90度入射時的雜訊低於10 %，因此可判斷實施例6之成像模組具有良好的成像品質。
第12圖顯示以實施例8（實施例8之成像模組的結構可參考第5圖所示之成像模組104）的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第12圖所示之實施例8（，符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到60 %（收光效率大於30 %），且主要訊號的波束角小於10度，而以10~90度入射時的雜訊低於10 %，因此可判斷實施例8之成像模組具有良好的成像品質。
要注意的是，雖然在前述實施例中，皆以遮光層的數量為兩層（即第一遮光層31與第二遮光層32）進行說明，但本揭露實施例並非以此為限。
第13圖顯示根據本揭露另一實施例之成像模組106的部分剖面示意圖。與第1圖、第2圖所示之成像模組100的不同之處在於，第13圖所示之成像模組106可進一步包含一第三遮光層33。第三遮光層33設置於透光層20內，且第三遮光層33位於第二遮光層32與感光元件11之間。在一些實施例中，第三遮光層33的材料可和第一遮光層31或第二遮光層32相同或類似，但本揭露實施例並非以此為限。此外，如第13圖所示，第三遮光層33可具有第三通光部33O，第三通光部33O的孔徑為WO3
，且第三遮光層33與聚光結構41的焦點F的距離為H3
，孔徑WO1
大於或等於孔徑WO2
，孔徑WO2
大於或等於孔徑WO3
（WO1
≥WO2
≥WO3
），且孔徑WO1
的中心對準孔徑WO2
的中心與孔徑WO3
的中心，聚光結構41(微透鏡)的弧頂點41T、孔徑WO1
的中心、孔徑WO2
的中心、孔徑WO3
的中心、感光元件11的中心、聚光束L的焦點F相互對準且位於同一軸線上。聚光束L位於第一遮光層31之處的寬度為A1
，聚光束L位於第二遮光層32之處的寬度為A2
，聚光束L位於第三遮光層33之處的寬度為A3
，WO1
與A1
的比值為Q1
()，WO2
與A2
的比值為Q2
()，WO3
與A3
的比值為Q3
(
)，Q1
、Q2
與Q3
的幾何平均數大於0.6且小於或等於1.8(
)，滿足前述之公式(1)。
實施例9至實施例12的具體規格請參照下列表四，且所有實施例均滿足前述之公式(1)。具體而言，實施例9至實施例12之成像模組的結構可參考第13圖所示之成像模組106(焦點型，HS=0)，且實施例9至實施例12均滿足前述之公式(1)。
表四
| 實施例9 | 實施例10 | 實施例11 | 實施例12 | |
| N | 1.57 | 1.57 | 1.57 | 1.57 |
| P (μm) | 50 | 50 | 50 | 50 |
| R (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| D (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| LH (μm) | 5.36 | 5.36 | 5.36 | 5.36 |
| H1 (μm) | 78.93 | 78.93 | 78.93 | 78.93 |
| H2 (μm) | 48.93 | 48.93 | 48.93 | 48.93 |
| H3 (μm) | 18.93 | 18.93 | 18.93 | 18.93 |
| HS (um) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| A1 (μm) | 31.92 | 31.92 | 31.92 | 31.92 |
| A2 (μm) | 19.78 | 19.78 | 19.78 | 19.78 |
| A3 (μm) | 7.66 | 7.66 | 7.66 | 7.66 |
| WO1 (μm) | 31.92 | 25.54 | 47.88 | 19.78 |
| WO2 (μm) | 19.78 | 15.82 | 29.67 | 19.78 |
| WO3 (μm) | 7.66 | 6.12 | 11.49 | 19.78 |
| Q1 | 1 | 0.8 | 1.5 | 0.62 |
| Q2 | 1 | 0.8 | 1.5 | 1 |
| Q3 | 1 | 0.8 | 1.5 | 1.57 |
 | 1 | 0.8 | 1.5 | 0.99 |
| WS (μm) | 30 | 30 | 30 | 30 |
比較例4至比較例7的具體規格請參照下列表五，且所有比較例均不滿足前述之公式(1)。具體而言，比較例4至比較例7之成像模組的結構可參考第13圖所示之成像模組106，但比較例4至比較例7均不滿足前述之公式(1)。
表五
| 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | 比較例7 | |
| N | 1.57 | 1.57 | 1.57 | 1.57 |
| P (μm) | 50 | 50 | 50 | 50 |
| R (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| D (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| LH (μm) | 5.36 | 5.36 | 5.36 | 5.36 |
| H1 (μm) | 78.93 | 78.93 | 78.93 | 78.93 |
| H2 (μm) | 48.93 | 48.93 | 48.93 | 48.93 |
| H3 (μm) | 18.93 | 18.93 | 18.93 | 18.93 |
| HS (um) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| A1 (μm) | 31.92 | 31.92 | 31.92 | 31.92 |
| A2 (μm) | 19.78 | 19.78 | 19.78 | 19.78 |
| A3 (μm) | 7.66 | 7.66 | 7.66 | 7.66 |
| WO1 (μm) | 19.15 | 60.65 | 31.92 | 7.66 |
| WO2 (μm) | 11.68 | 37.58 | 31.92 | 7.66 |
| WO3 (μm) | 4.6 | 15.55 | 31.92 | 7.66 |
| Q1 | 0.6 | 1.9 | 1 | 0.24 |
| Q2 | 0.6 | 1.9 | 1.61 | 0.39 |
| Q3 | 0.6 | 1.9 | 4.17 | 1 |
| | 0.6 | 1.9 | 1.89 | 0.45 |
| WS (μm) | 30 | 30 | 30 | 30 |
第14圖顯示以實施例10（實施例10之成像模組的結構可參考第13圖所示之成像模組106）的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第14圖所示之實施例10（
，符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到50 %（收光效率大於30 %），且主要訊號的波束角小於10度，而以10~90度入射時的雜訊低於10 %，因此可判斷實施例10之成像模組具有良好的成像品質。
第15圖顯示以實施例11（實施例11之成像模組的結構可參考第13圖所示之成像模組106）的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第15圖所示之實施例11（
，符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到95 %（收光效率大於30 %），且主要訊號的波束角小於10度，雖然在約34度與約62度處出現雜訊干擾，但雜訊強度小於主要訊號的10 %，因此仍可判斷實施例11之成像模組具有良好的成像品質。
第16圖顯示以比較例4的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第16圖所示之比較例4（
，此數值為臨界值，不符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的極值不到30 %（收光效率小於30 %），即感光元件接收的光線強度不足，因此可判斷比較例4之成像模組不具有良好的成像品質。
第17圖顯示以比較例6的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第17圖所示之比較例6（
）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到95 %，然而，主要訊號的波束角大於10度，在10度時，收光效率仍有80%，會造成串擾，因此可判斷比較例6之成像模組不具有良好的成像品質。
第18圖顯示根據本揭露又一實施例之成像模組108的部分剖面示意圖。與第13圖所示之成像模組106的不同之處在於，第18圖所示之成像模組108可進一步包含一第四遮光層34。第四遮光層34設置於透光層20內，且第四遮光層34位於第三遮光層33與感光元件11之間。在一些實施例中，第四遮光層34的材料可和第一遮光層31、第二遮光層32或第三遮光層33相同或類似，但本揭露實施例並非以此為限。此外，如第18圖所示，第四遮光層34可具有第四通光部34O，第四通光部34O的孔徑為WO4
，且第四遮光層34與聚光結構41的焦點F的距離為H4
。孔徑WO1
大於或等於孔徑WO2
，孔徑WO2
大於或等於孔徑WO3
，孔徑WO3
大於或等於孔徑WO4
（WO1
≥WO2
≥WO3
≥WO4
），且孔徑WO1
的中心對準孔徑WO2
的中心、孔徑WO3
的中心與孔徑WO4
的中心，聚光結構41(微透鏡)的弧頂點41T、孔徑WO1
的中心、孔徑WO2
的中心、孔徑WO3
的中心、孔徑WO4
的中心、感光元件11的中心、聚光束L的焦點F相互對準且位於同一軸線上。感光元件11位於焦點F上，為焦點型(HS=0)的成像模組108。聚光束L位於第一遮光層31之處的寬度為A1
，聚光束L位於第二遮光層32之處的寬度為A2
，聚光束L位於第三遮光層33之處的寬度為A3
，聚光束L位於第四遮光層34之處的寬度為A4
，WO1
與A1
的比值為Q1
()，WO2
與A2
的比值為Q2
()，WO3
與A3
的比值為Q3
()，WO4
與A4
的比值為Q4
(
)，Q1
、Q2
、Q3
與Q4
的幾何平均數大於0.6且小於或等於1.8(
)，符合前述公式(1)。
實施例13至實施例16的具體規格請參照下列表六，且所有實施例均滿足前述之公式(1)。具體而言，實施例13至實施例16之成像模組的結構可參考第18圖所示之成像模組108(四層遮光層與焦點型(HS=0))，且實施例13至實施例16均滿足前述之公式(1)。
表六
| 實施例13 | 實施例14 | 實施例15 | 實施例16 | |
| N | 1.57 | 1.57 | 1.57 | 1.57 |
| P (μm) | 50 | 50 | 50 | 50 |
| R (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| D (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| LH (μm) | 5.36 | 5.36 | 5.36 | 5.36 |
| H1 (μm) | 78.93 | 78.93 | 78.93 | 78.93 |
| H2 (μm) | 58.93 | 58.93 | 58.93 | 58.93 |
| H3 (μm) | 38.93 | 38.93 | 38.93 | 38.93 |
| H4 (μm) | 18.93 | 18.93 | 18.93 | 18.93 |
| HS (um) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| A1 (μm) | 31.92 | 31.92 | 31.92 | 31.92 |
| A2 (μm) | 23.82 | 23.82 | 23.82 | 23.82 |
| A3 (μm) | 15.74 | 15.74 | 15.74 | 15.74 |
| A4 (μm) | 7.66 | 7.66 | 7.66 | 7.66 |
| WO1 (μm) | 31.92 | 25.54 | 54.26 | 23.82 |
| WO2 (μm) | 23.82 | 19.06 | 40.49 | 23.82 |
| WO3 (μm) | 15.74 | 12.59 | 26.76 | 15.74 |
| WO4 (μm) | 7.66 | 6.12 | 13.02 | 15.74 |
| Q1 | 1 | 0.8 | 1.7 | 0.75 |
| Q2 | 1 | 0.8 | 1.7 | 1 |
| Q3 | 1 | 0.8 | 1.7 | 1 |
| Q4 | 1 | 0.8 | 1.7 | 2.1 |
 | 1 | 0.8 | 1.7 | 1.13 |
| WS (μm) | 30 | 30 | 30 | 30 |
比較例8至比較例11的具體規格請參照下列表七，且所有比較例均不滿足前述之公式(1)。具體而言，比較例8至比較例11之成像模組的結構可參考第18圖所示之成像模組106，但比較例8至比較例11均不滿足前述之公式(1)。比較例8、10之Qn
值的幾何平均數(0.6、1.83)分別接近公式(1)的上下限臨界值。
表七
| 比較例8 | 比較例9 | 比較例10 | 比較例11 | |
| N | 1.57 | 1.57 | 1.57 | 1.57 |
| P (μm) | 50 | 50 | 50 | 50 |
| R (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| D (μm) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| LH (μm) | 5.36 | 5.36 | 5.36 | 5.36 |
| H1 (μm) | 78.93 | 78.93 | 78.93 | 78.93 |
| H2 (μm) | 58.93 | 58.93 | 58.93 | 58.93 |
| H3 (μm) | 38.93 | 38.93 | 38.93 | 38.93 |
| H4 (μm) | 18.93 | 18.93 | 18.93 | 18.93 |
| HS (um) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| A1 (μm) | 31.92 | 31.92 | 31.92 | 31.92 |
| A2 (μm) | 23.82 | 23.82 | 23.82 | 23.82 |
| A3 (μm) | 15.74 | 15.74 | 15.74 | 15.74 |
| A4 (μm) | 7.66 | 7.66 | 7.66 | 7.66 |
| WO1 (μm) | 19.15 | 63.84 | 31.92 | 7.66 |
| WO2 (μm) | 14.29 | 47.64 | 31.92 | 7.66 |
| WO3 (μm) | 9.44 | 31.48 | 31.92 | 7.66 |
| WO4 (μm) | 4.6 | 15.32 | 31.92 | 7.66 |
| Q1 | 0.6 | 2 | 1 | 0.24 |
| Q2 | 0.6 | 2 | 1.34 | 0.32 |
| Q3 | 0.6 | 2 | 2.03 | 0.49 |
| Q4 | 0.6 | 2 | 4.17 | 1 |
| | 0.6 | 2 | 1.83 | 0.44 |
| WS (μm) | 30 | 30 | 30 | 30 |
第19圖顯示以實施例15（實施例15之成像模組的結構可參考第18圖所示之成像模組108）的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第19圖所示之實施例15（
，符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到95 %（收光效率大於30 %），且主要訊號的波束角小於10度，雖然在約33度與約62度處出現雜訊干擾，但雜訊強度小於主要訊號的10 %，因此仍可判斷實施例15之成像模組具有良好的成像品質。
第20圖顯示以實施例16（實施例16之成像模組的結構可參考第18圖所示之成像模組108）的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第20圖所示之實施例16（
，符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到55 %（收光效率大於30 %），且主要訊號的波束角小於10度，而以10~90度入射時的雜訊低於10 %，因此可判斷實施例16之成像模組具有良好的成像品質。
第21圖顯示以比較例10的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第21圖所示之比較例10（
，不符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的收光效率極值達到95 %，然而，主要訊號的波束角大於10度，在10度時，收光效率仍有80%，會造成串擾，因此可判斷比較例10之成像模組不具有良好的成像品質。
第22圖顯示以比較例11的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。如第22圖所示之比較例11（
，不符合公式(1)）的角度篩選分布曲線結果，當光源以0~10度入射時的極值不到10 %（收光效率小於30 %），即感光元件接收的光線強度不足，因此可判斷比較例11之成像模組不具有良好的成像品質。
第23圖顯示根據本揭露一實施例之生物辨識裝置1的示意圖。生物辨識裝置1可用以辨識生物體之一部位的生物特徵，例如指紋、靜脈或虹膜等。如第23圖所示，生物辨識裝置1可包含一基板60、一光源70以及第1圖所示之成像模組100。光源70設置於基板60上，用以發出光線至生物體（如第23圖所示的手指），而成像模組100可用以接收光源70的光線。舉例來說，光源70可例如為是發光二極體，其可發出光線投射至生物體的特徵點（例如，指紋），且特徵點可反射光線（或以光耦合、光散射等其他機制）至成像模組100內，使成像模組100可獲得此特徵點的影像。
在一些實施例中，光源70可設置於成像模組100的至少一側。舉例來說，光源70可圍繞於成像模組100的周圍，但本揭露實施例並非以此為限。要注意的是，第23圖所示的成像模組100也可以替換為第4圖所示之成像模組102、第5圖所示之成像模組104、第13圖所示之成像模組106或第18圖所示之成像模組108，在此不多加贅述。
此外，雖然第23圖所示之實施例以反射式的生物辨識裝置作說明，但本揭露實施例並非以此為限。在其他實施例中，依據光源70的位置不同，生物辨識裝置1也可為穿透式（從生物體上方發光）或散射式（從生物體側向發光）。
在一些實施例中，生物辨識裝置1可進一步包括一蓋板80，蓋板80設置於光源70與成像模組100之上。舉例來說，蓋板80可為一玻璃蓋板，但本揭露實施例並非以此為限。
綜上所述，藉由將本揭露實施例之光篩選結構滿足公式(1)，且使聚光束的焦點與感光元件的頂表面的距離滿足公式(4)，可有助於成像模組與使用其的生物辨識裝置的薄型化。此外，也助於降低串擾以提升辨識生物體之特徵點的精準度。
以上概述數個實施例的部件，以便在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本揭露實施例的觀點。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，他們能以本揭露實施例為基礎，設計或修改其他製程和結構以達到與在此介紹的實施例相同之目的及/或優勢。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解到，此類等效的結構並無悖離本揭露的精神與範圍，且他們能在不違背本揭露之精神和範圍之下，做各式各樣的改變、取代和替換。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。
整份本說明書對特徵、優點或類似語言的引用並非意味可以利用本揭露實現的所有特徵和優點應該是或者在本揭露的任何單個實施例中。相對地，涉及特徵和優點的語言被理解為其意味著結合實施例描述的特定特徵、優點或特性包括在本揭露的至少一個實施例中。因而，在整份說明書中對特徵和優點以及類似語言的討論可以但不一定代表相同的實施例。
再者，在一個或多個實施例中，可以任何合適的方式組合本揭露的所描述的特徵、優點和特性。根據本文的描述，相關領域的技術人員將意識到，可在沒有特定實施例的一個或多個特定特徵或優點的情況下實現本揭露。在其他情況下，在某些實施例中可辨識附加的特徵和優點，這些特徵和優點可能不存在於本揭露的所有實施例中。
1:生物辨識裝置
100、102、104、106、108:成像模組
10:感光陣列
11:感光元件
20:透光層
20T:頂面
31:第一遮光層
31O:第一通光部
32:第二遮光層
32O:第二通光部
33:第三遮光層
33O:第三通光部
34:第四遮光層
34O:第四通光部
40:聚光陣列
41:聚光結構
41T:弧頂點
50:光篩選結構
60:基板
70:光源
80:蓋板
A1:聚光束位於第一遮光層之處的寬度
A2:聚光束位於第二遮光層之處的寬度
A3:聚光束位於第三遮光層之處的寬度
A4:聚光束位於第四遮光層之處的寬度
D:聚光結構的外徑
F:焦點
f:聚光結構的焦距
H1:第一遮光層與聚光結構的焦點的距離
H2:第二遮光層與聚光結構的焦點的距離
H3:第三遮光層與聚光結構的焦點的距離
H4:第四遮光層與聚光結構的焦點的距離
HS:聚光束的焦點與感光元件的頂表面的距離
L:聚光束
LH:聚光結構的最大厚度
N:透光層的折射率
P:中心間距
R:曲率半徑
U:感光單元
WO1:第一通光部的孔徑
WO2:第二通光部的孔徑
WO3:第三通光部的孔徑
WO4:第四通光部的孔徑
WS:感光元件的最小寬度
以下將配合所附圖式詳述本揭露實施例。應注意的是，各種特徵部件並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，元件的尺寸可能經放大或縮小，以清楚地表現出本揭露實施例的技術特徵。
第1圖顯示根據本揭露一實施例之成像模組的部分剖面示意圖。
第2圖顯示第1圖之成像模組的部分放大示意圖。
第3A圖至第3D圖顯示不同態樣的聚光結構的示意圖。
第4圖顯示根據本揭露另一實施例之成像模組的部分剖面示意圖。
第5圖顯示根據本揭露又一實施例之成像模組的部分剖面示意圖。
第6圖顯示以實施例1的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第7圖顯示以實施例2的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第8圖顯示以比較例1的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第9圖顯示以實施例3的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第10圖顯示以比較例2的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第11圖顯示以實施例6的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第12圖顯示以實施例8的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第13圖顯示根據本揭露另一實施例之成像模組的部分剖面示意圖。
第14圖顯示以實施例10的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第15圖顯示以實施例11的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第16圖顯示以比較例4的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第17圖顯示以比較例6的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第18圖顯示根據本揭露又一實施例之成像模組的部分剖面示意圖。
第19圖顯示以實施例15的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第20圖顯示以實施例16的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第21圖顯示以比較例10的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第22圖顯示以比較例11的具體規格製成的成像模組的角度篩選分布曲線。
第23圖顯示根據本揭露一實施例之生物辨識裝置的示意圖。
100:成像模組
10:感光陣列
11:感光元件
20:透光層
31:第一遮光層
31O:第一通光部
32:第二遮光層
32O:第二通光部
40:聚光陣列
41:聚光結構
50:光篩選結構
P:中心間距
U:感光單元
Claims (15)
- 一種成像模組，包括： 一感光元件；以及 一光篩選結構，設置於該感光元件上，該光篩選結構包括： 一透光層； 一第一遮光層，設置於該透光層內，且該第一遮光層具有一第一通光部； 一第二遮光層，設置於該透光層內並位於該第一遮光層與該感光元件之間，且該第二遮光層具有一第二通光部；及 一聚光結構，設置於該透光層上； 其中該第一通光部與該第二通光部對應於該感光元件設置，光通過該聚光結構產生一聚光束，該第一通光部的孔徑與該第二通光部的孔徑分別依據該聚光束位於該第一遮光層之處的寬度與位於該第二遮光層之處的寬度調整。
- 如申請專利範圍第1項所述之成像模組，其中該聚光束的焦點位於該感光元件的頂表面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之成像模組，其中該聚光束的焦點與該感光元件的頂表面具有一距離。
- 如申請專利範圍第3項所述之成像模組，其中該感光元件的最小寬度為WS，該聚光結構的焦距為f，該聚光結構的外徑為D，該聚光結構的最大厚度為LH，且該聚光束的焦點與該感光元件的頂表面的距離HS滿足以下條件：
- 如申請專利範圍第1項所述之成像模組，其中該第一通光部的孔徑為WO1 ，該第二通光部的孔徑為WO2 ，該聚光束位於該第一遮光層之處的寬度為A1 ，該聚光束位於該第二遮光層之處的寬度為A2 ，WO1 與A1 的比值為Q1 ，WO2 與A2 的比值為Q2 ，Q1 與Q2 的幾何平均數大於0.6且小於或等於1.8。
- 如申請專利範圍第1項所述之成像模組，其中該聚光結構的焦距為f，該聚光結構的外徑為D，該聚光結構的最大厚度為LH，該第一遮光層與該聚光結構的焦點的距離為H1 ，該第二遮光層與該聚光結構的焦點的距離為H2 ，且該第一通光部的孔徑WO1 與該第二通光部的孔徑WO2 滿足以下條件：；
。
- 如申請專利範圍第1項所述之成像模組，其中該聚光結構為一微透鏡結構、一微角椎結構、一微梯形結構或一折射率漸變結構。
- 一種成像模組，包括： 一感光陣列，包括複數個感光元件；以及 一光篩選結構，設置於該感光陣列上，該光篩選結構包括： 一透光層； 複數個遮光層，設置於該透光層內，每該遮光層具有複數個通光部；及 一聚光陣列，設置於該透光層上，且該聚光陣列包括複數個聚光結構； 其中該些通光部對應於該些感光元件設置，光通過該聚光陣列產生複數聚光束，每該通光部的孔徑依據對應的聚光束位於每該遮光層之處的寬度調整。
- 如申請專利範圍第8項所述之成像模組，其中該光篩選結構包括n層遮光層，n為大於或等於2的正整數，在該n層遮光層中，第k層遮光層中每該通光部的孔徑為WOk ，每該聚光束位於該第k層遮光層之處的寬度為Ak ，WOk 與Ak 的比值為Qk ，k為小於或等於n的正整數，且該光篩選結構滿足以下條件：
- 如申請專利範圍第8項所述之成像模組，其中該光篩選結構包括n層遮光層，n為大於或等於2的正整數，在該n層遮光層中，第k層遮光層中每該通光部的孔徑為WOk ，每該聚光結構的焦距為f，每該聚光結構的外徑為D，每該聚光結構的最大厚度為LH，該第k層遮光層與每該聚光結構的焦點的距離為Hk ，且每該通光部的孔徑WOk 滿足以下條件：。
- 如申請專利範圍第10項所述之成像模組，其中每該感光元件的最小寬度為WS，且每該聚光束的焦點與對應的感光元件的頂表面的距離HS滿足以下條件：
- 如申請專利範圍第8項所述之成像模組，其中該感光陣列為一維陣列或二維陣列，而該聚光陣列為一維陣列或二維陣列。
- 一種生物辨識裝置，包括： 一基板； 一光源，設置於該基板上，用以發出光線至一生物體；以及 如申請專利範圍第1~12項中任一項所述之成像模組，用以接收該光源的光線。
- 如申請專利範圍第13項所述之生物辨識裝置，其中該光源設置於該成像模組的至少一側。
- 如申請專利範圍第13項所述之生物辨識裝置，更包括： 一蓋板，設置於該光源與該成像模組之上。
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