CN106203408A - 光学指纹传感器模组 - Google Patents

Abstract

一种光学指纹传感器模组，包括：光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有透光基板和位于所述透光基板表面的器件层，所述器件层具有像素区，所述像素区具有多个像素，每个所述像素具有透光区域和非透光区域，所述非透光区域具有感光元件，所述透光区域使光线能够透过所述器件层的所述像素区；保护层，所述保护层位于所述光学指纹传感器上方；背光源，所述背光源位于所述光学指纹传感器下方，所述背光源发出的光线与所述像素区表面所成的夹角为锐角；触摸感应层，所述触摸感应层位于所述保护层和所述光学指纹传感器之间。所述光学指纹传感器模组结构得到改进，性能得到提高，并且功能得到增强。

Description

光学指纹传感器模组

技术领域

本发明涉及光学指纹识别领域，尤其涉及一种光学指纹传感器模组。

背景技术

指纹成像识别技术，是通过光学指纹传感器采集到人体的指纹图像，然后与系统里的已有指纹成像信息进行比对，来判断正确与否，进而实现身份识别的技术。由于其使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹成像识别技术已经大量应用于各个领域。比如公安局和海关等安检领域、楼宇的门禁系统、以及个人电脑和手机等消费品领域等等。指纹成像识别技术的实现方式有光学成像、电容成像、超声成像等多种技术。相对来说，光学指纹成像识别技术成像效果相对较好，设备成本相对较低。

如图1所示，现有的光学指纹传感器模组由背光源110、光学指纹传感器120、保护层130和外壳(未示出)等结构组成。当采集指纹图像时，人体指头140放置于保护层130上；背光源110的出射光111(图1中每个向上的箭头都表示出射光111，图中用虚线圈包围全部箭头以统一标注)透过光学指纹传感器120和保护层130，在人体指头140与保护层130的接触界面发生反射和透射；反射光112(图1中每个向下的箭头都表示反射光112，图中用虚线圈包围全部向下的箭头以统一标注)透过保护层130，照射到光学指纹传感器120上；光学指纹传感器120内部的电路(未示出)进行光电转换和信号处理，实现指纹图像的采集。由于人体指头140与保护层130的接触部分特征反映了人体的指纹特征，而且此接触部分的特征会直接影响反射光112的特征，因此，光学指纹传感器120采集到的图像直接反映了人体指纹的特征。

更多有关光学指纹传感器的内容可参考公开号为CN203405831U的中国实用新型专利。

现有光学指纹传感器模组的结构有待改进，性能有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种光学指纹传感器模组，以优化光学指纹传感器模组的结构，提高光学指纹传感器模组的性能和功能。

为解决上述问题，本发明提供一种光学指纹传感器模组，光学指纹传感器模组包括：光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有透光基板和位于所述透光基板表面的器件层，所述器件层具有像素区，所述像素区具有多个像素，每个所述像素具有透光区域和非透光区域，所述非透光区域具有感光元件，所述透光区域使光线能够透过所述器件层的所述像素区；保护层，所述保护层位于所述光学指纹传感器上方；背光源，所述背光源位于所述光学指纹传感器下方，所述背光源发出的光线与所述像素区表面所成的夹角为锐角；触摸感应层，所述触摸感应层位于所述保护层和所述光学指纹传感器之间。

可选的，所述光学指纹传感器模组还包括透光介质层，所述透光介质层位于所述保护层和所述光学指纹传感器之间；所述触摸感应层位于所述保护层和所述透光介质层之间。

可选的，所述触摸感应层位于所述保护层下表面。

可选的，所述透光介质层为玻璃层、塑料层或者光学胶层。

可选的，所述触摸感应层位于所述透明介质层上表面。

可选的，所述透光介质层的厚度为1.5mm以下；所述透光介质层的厚度为0.01mm以上。

可选的，所述背光源包括至少一个LED灯，所述LED灯的光为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光；或者，所述背光源包括两个以上LED灯，所述两个或两个以上LED灯对称地分布在所述光学指纹传感器的下方，所述LED灯的光为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。

可选的，所述LED灯的出光面前面具有聚光透镜，所述聚光透镜能够使所述LED灯的光线转换为平行光或近平行光，所述背光源的光线先进入所述聚光透镜，再进入所述光学指纹传感器。

可选的，所述透光基板靠近所述背光源的侧面为第一侧面，所述第一侧面还包括光增透层，所述背光源发出的光线从所述第一侧面进入所述透光基板，所述光增透层能够增加所述背光源的光线进入所述透光基板的比例。

可选的，所述保护层为单层或者多层结构，所述保护层的下表面和所述光学指纹传感器上表面之间具有滤光层。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的技术方案中，提供一种新的光学指纹传感器模组，所述光学指纹传感器模组包括保护层、触摸感应层、光学指纹传感器和背光源。所述光学指纹传感器具有透光基板和位于所述透光基板表面的器件层，所述器件层具有像素区，所述像素区具有多个像素，每个所述像素具有透光区域和非透光区域，所述非透光区域具有感光元件，所述透光区域使光线能够透过所述器件层的所述像素区。所述保护层位于所述光学指纹传感器上方。所述背光源位于所述像素区的下方，所述背光源发出的光线与所述保护层的上表面所成的夹角为锐角。

由于将背光源设置在像素区的下方，从而使背光源发出的光线先穿过光学指纹传感器(穿过光学指纹传感器既包括从透光基板穿过，也包括同时从透光基板和像素区穿过)，再到达保护层，并且相应光线与保护层的上表面所成的夹角为锐角(亦即光线与像素区所成的夹角为锐角)。此时，由于到达保护层的上表面的全部光线都与保护层的上表面成锐角，因此，到达保护层上表面的光线通常都能够按相应的偏移量，在保护层上表面和手指指纹的界面发生反射，并使大部分有效反射光线照射到像素区中离相应反射点基本相同偏移距离处的像素中，因此，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够很好的实现指纹图像识别，形成清晰的指纹图像，并且简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。

同时，还在保护层和光学指纹传感器之间设置触摸感应层，因此，能够使光学指纹传感器模组还具有触摸感应功能。

进一步，在触摸感应层和光学指纹传感器的器件层之间设置透光介质层从而减小触摸感应层和器件层之间的寄生电容，保证触摸感应功能和指纹识别功能均能够正常进行。

进一步，背光源可以包括两个LED灯。在进行指纹图像采集时，既可以选择任意一个LED灯的光线作为指纹图像的成像光线，又可以轮流利用两个LED灯发出的光线进行成像，然后进行相应的图像计算，从而得到更小畸变量和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

进一步，在背光源的出光面前面设置聚光透镜，聚光透镜能够使背光源的光线转换为平行光或近平行光，背光源的光线先进入聚光透镜，再进入光学指纹传感器，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用平行光线或者近平行光线进行指纹图像的采集，从而得到更小畸变量和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

进一步，设置透光基板靠近所述背光源的侧面为第一侧面，所述背光源发出的光线从所述第一侧面进入所述透光基板，并设置透光基板的第一侧面上具有光增透层。光增透层能够增加背光源的光线进入透光基板的比例，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用更多光线进行指纹图像的采集，从而得到清晰度和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

附图说明

图1为现有一种光学指纹传感器模组的结构示意图；

图2为现有一种光学指纹传感器的俯视图；

图3为图2所示光学指纹传感器沿图2中A-A点划线剖切得到的剖面示意图；

图4是图2所示光学指纹传感器中，虚线框220A包围结构的放大示意图；

图5是图4所示光学指纹传感器所在的光学指纹传感器模组沿图4中B-B虚线剖切得到的光学指纹传感器模组剖面结构示意图；

图6是本发明第一实施例所提供的光学指纹传感器模组中，光学指纹传感器和背光源的俯视示意图；

图7是本发明第一实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面结构示意图；

图8是本发明第一实施例所提供的光学指纹传感器模组中触摸功能的等效电路图；

图9是本发明第二实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面结构示意图；

图10是本发明第三实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面结构示意图；

图11是本发明第四实施例所提供的光学指纹传感器模组剖面结构示意图。

具体实施方式

现有一种光学指纹传感器中，采用如图2和图3所示结构，其中图2为光学指纹传感器的俯视图，图3为图2所示光学指纹传感器沿图2中A-A点划线剖切得到的剖面示意图。所述光学指纹传感器包括玻璃基板220，以及在玻璃基板220上的像素阵列区231和外围电路。所述外围电路区包括驱动电路234，信号读出芯片232和柔性印刷电路板233。像素阵列区231包括像素阵列，所述像素阵列用于光学信号的接收、转化和暂存。所述外围电路区还包括柔性印刷电路板绑定区233A，像素阵列区231、信号读出芯片232的绑定区和柔性印刷电路板233的绑定区之间的连接线(各连接线在图3中未示出)。

图4示出了图2所示光学指纹传感器中被虚线框220A包围部分的放大示意图。如图4中，像素阵列区231包括呈行列状阵列排布的多个像素(未标注)，所述像素所在的行和列由多条第一轴向的扫描线2311和多条第二轴向的数据线2312所限定。每个所述像素包括信号控制开关2313和光电转化单元2314，并且所述像素还包括透光区域(图4中未标注)，所述透光区域可透过光线，相应的背光可以通过所述透光区域穿过所述光学指纹传感器。扫描线2311连接到驱动电路234。数据线2312连接到信号读出芯片232的绑定区。

图5显示了具有上述光学指纹传感器的现有光学指纹传感器模组剖面结构示意图，图5的剖面位置为图4所示结构中沿B-B虚线所在位置，所述B-B虚线经过图4中的像素P1和像素P2。从图5可知，所述光学指纹传感器模组包括背光源200、导光板210、光学指纹传感器(未标注)、胶层240和保护层250，所述光学指纹传感器具有透光基板220和位于透光基板220表面的器件层230，图5显示像素P1和像素P2均具有非透光区域2301和透光区域2302。

现有光学指纹传感器模组中，背光源200通常是LED灯，并且设置在导光板210的其中一个侧面，背光源200发出的光在一定的发散角度内，照射进入导光板210。导光板210背部有一个个半球或半椭球型的小凸点211，导光板210内部的光线照射到小凸点211就会产生散射，从而改变光的方向，实现向上照射。导光板210底部(小凸点211下方)和其它侧面还具有反射膜(图5中未示出)，当光到达导光板210背面或其它侧面时，绝大部分会被重新反射回导光板210，从而继续由小凸点211将光散射至向上方向。

但是，由于导光板210底部小凸点211向上散射的光，有一定的角度分布范围，因此，不仅有垂直向上的，还有很多是斜向上的，甚至接近水平角度向上的(图中光线200a所示)。当光线200b以接近垂直(所述垂直是指光线与保护层250上表面垂直)的角度照射到保护层250时，在手指260接触界面发生反射透射后，反射光也会以接近垂直的角度照射到传感器，反射光会照射到指纹对应下方的像素或附近像素，会成较清晰的指纹图像。而光线200a以偏离垂直较大的角度，甚至接近水平的角度时，反射光则会照射到离指纹对应下方较远处的像素。上述光线200a和光线200b的信号就会相互干扰，则会形成较模糊的指纹图像。

由于保护层250必须具有相应的厚度，以实现一定的可靠性，因此，上述出现形成较模糊的指纹图像甚至无法形成有效指纹图像的情况对于现有光学指纹传感器模组而言，是近乎不可避免的。

为此，本发明提供一种新的光学指纹传感器模组，将背光源设置在像素区的下方，从而使背光源发出的光线先从穿过光学指纹传感器(穿过光学指纹传感器既包括从透光基板穿过，也包括同时从透光基板和像素区穿过)，再到达保护层，并且相应光线与保护层的上表面所成的夹角为锐角。此时，由于到达保护层的上表面的全部光线都与保护层的上表面成锐角，因此，到达保护层上表面的光线通常都能够按相应的偏移量，在保护层上表面和手指指纹的界面发生反射，并使大部分有效反射光线照射到像素区中离相应反射点基本相同偏移距离处的像素中，因此，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够很好的实现指纹图像识别，形成清晰的指纹图像，并且简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。同时，还在保护层和光学指纹传感器之间设置触摸感应层，因此，能够使光学指纹传感器模组还具有触摸感应功能。

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

本发明第一实施例提供一种光学指纹传感器模组，请结合参考图6和图7。其中，图6是所述光学指纹传感器模组中光学指纹传感器320的器件层322和背光源310的俯视示意图，图7是所述光学指纹传感器模组的剖面结构示意图。需要说明的是，图7所示的剖面为沿图6所示I-I点划线剖切所述光学指纹传感器模组得到的剖面。

请结合参考图6和图7，所述光学指纹传感器模组包括背光源310、光学指纹传感器320、透光介质层330、触摸感应层340和保护层350。保护层350上表面上还具有手指360(手指360不属于光学指纹传感器模组的一部分)。光学指纹传感器320包括透光基板321和器件层322，器件层322位于透光基板321表面。器件层322具有像素区3221。

图6中显示了像素区3221和器件层322的俯视形状。本实施例中，像素区3221域呈矩形，像素区3221的其中一条边长为E1，另一条相邻边长为E2，边长E1和边长E2的大小可以根据产品需要进行选择。像素区3221具有多个像素(图6中未示出像素，与像素有关的内容可以结合参考图4和图5相应内容)，每个所述像素具有透光区域和非透光区域，所述非透光区域具有感光元件，所述透光区域使光线能够透过器件层322的像素区3221。

需要说明的是，器件层322中，位于像素区3221周边的其它区域也可以设置为可以透光，即，像素区3221是由于各个像素的透光区域而能够透光，而像素区3221以外的区域可以在保证其相应结构和功能的基础上，在整个区域或者部分区域制作成透光结构。

需要说明的是，图7中，像素区3221标注在两个长虚线之间，代表的是在图7所示剖面所在的平面中，像素区3221位于整个光学指纹传感器320的两个长虚线之间，具体可以是在光学指纹传感器320位于两条虚线之间的各个层结构中(如图6所示，像素区3221为器件层322的一部分区域)。而整个光学指纹传感器320下方两条虚线之间的区域，则为像素区3221正下方所在区域。本说明书其它实施例对应的剖面示意图中，对相应像素区的标注同样采用上述方法进行，在此一并说明。

图7中显示，保护层350位于所述光学指纹传感器320上方，而背光源310位于像素区3221的下方，因此，背光源310发出的光线与保护层350的上表面所成的夹角为锐角。由于像素区3221表面通常与保护层350的上表面平行，因此，背光源310发出的光线与像素区3221表面所成的夹角也为锐角。

背光源310发出的光线如图7中黑色单向箭头所示。由于背光源310位于像素区3221的斜下方，因此，在图6所示俯视示意图中，背光源310位于像素区3221的其中一侧。在图7所示的剖面图中，像素区3221的正下方所在区域为两个长虚线之间所在的区域，而背光源310落在这个区域外。因此，图7显示的剖面中，在水平方向上，背光源310与像素区3221的正下方所在区域之间具有第一距离D1(第一距离D1在图6中也有显示)，在竖直方向上，背光源310与整个光学指纹传感器320之间具有第二距离D2。由于像素区3221为光学指纹传感器320的一部分，因此，在竖直方向上，背光源310到像素区3221之间的距离必然大于第二距离D2。

由上述可知，由于第一距离D1和第二距离D2的存在，背光源310必然位于像素区3221的下方，并且容易理解所述下方为外侧下方，或者说所述下方为斜下方。本实施例中，可以通过调整第一距离D1和第二距离D2的大小，使背光源310处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

需要说明的是，在其他实施例中，如果背光源310的出光发散角足够大，或者不需要全部像素区都能正常成像时，背光源310也可以置于像素区3221的内侧下方(或者说为正下方)，即俯视图上看，背光源310在像素区3221的区域边缘或内部，此时第二距离D2为零或负数。本说明书其它实施例中，也可以将背光源置于像素区内侧下方，在此一并说明。

本实施例中，背光源310可以为一个LED灯，LED灯(发出)的光可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。

需要说明的是，其它实施例中，背光源310包括两个或两个以上LED灯，两个或两个以上LED灯可以对称均匀地分布在光学指纹传感器320的下方，每个LED灯(发出)的光都可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。当背光源310包括两个或两个以上LED灯时，每个LED灯的光可以都相同，也可以都不同，还可以部分LED灯的光相同，部分LED灯的光不同。

请继续参考图7，所述光学指纹传感器模组还包括透光介质层330，透光介质层330位于保护层350和光学指纹传感器320之间。所述光学指纹传感器模组还包括触摸感应层340。触摸感应层340位于保护层350和透光介质层330之间。

本实施例中，触摸感应层340直接位于透明介质层330上表面。图7中显示透明介质层330上表面、触摸感应层340与保护层350之间具有空隙，实际结构中，可以采用光学胶水填充这些间隙，也可以通过密封的方式使它们之间的间隙保留下来。同样的，器件层322与透光介质层330之间具有间隙，可以采用光学胶水填充这些间隙，也可以通过密封的方式使它们之间的间隙保留下来。

需要说明的是，器件层322区还可以具有第一轴向排布的多条扫描线和第二轴向排布的多条数据线，扫描线和数据线限定出多个网格，所述像素位于网格中，此部分内容可以结合参考图4和图5相应内容。

本实施例中，保护层350为单层结构，其材料可以为玻璃或者透明塑料。

需要说明的是，其它实施例中，保护层350也可以为多层结构，并且保护层的下表面和光学指纹传感器上表面之间具有滤光层。滤光层可以是多层薄膜结构的干涉反射层。滤光层用于过滤环境光或改变光学指纹传感器模组的外观颜色。

请参考图8，示出了本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，触摸功能的等效电路图。虚线框800所包围的电路结构代表手指所等效的电路结构。触摸感应层340与器件层322之间的电容为C1，触摸感应层340内部不同电极间的电容为C2，触摸感应层340与手指360之间的电容为C3。器件层322与地之间的等效电阻为R1，触摸感应层340与地之间的等效电阻为R2，手指360与地之间的等效电阻为R3。其中，需要特别注意的是，图8显示的IC代表电容式触摸感应芯片，其并没有显示在图6和图7中，但IC既可以是光学指纹传感器模组的一部分，也可以不属于光学指纹传感器模组。

本实施例中，触摸感应层340为电容式触摸感应层。电容式触摸感应层与其它结构的总电容有一定要求，总电容值不能太大，否则IC无法工作(超出负载范围)。

本实施例中，触摸感应层340与其它结构的总电容包括C1、C2和C3。前面已经提到，总电容值不能太大，但同时，电容C3所占比例越高越好。因为C3所占比例越高，则有手指和无手指的感应信号差别越大，信噪比越大。因此，需要尽量减小其它两个电容。

本实施例中，触摸感应层340采用互电容式触摸感应层，此时C2为边缘电场电容，一般较小，通常可以不考虑C2对总电容的影响。

本实施例中，由于触摸感应层340与器件层322之间的正对面积通常较大，导致触摸感应层340与器件层322之间的(寄生)电容C1较大。为了减小总电容，需要减小寄生电容C1，以提高信噪比。

所以，本实施例加透光介质层330，以用于减小触摸感应层340与光学指纹传感器320中器件层322之间的寄生电容。

本实施例可以通过控制透光介质层330的厚度以使得电容C1进一步落在合适范围。本实施例中，透光介质层330的厚度为1.5mm以下且透光介质层330的厚度为0.01mm以上。一方面，透光介质层的厚度的控制在1.5mm以下，以保证指纹图像的采集，另一方面，将透光介质层330的厚度为0.01mm以上，以保证电容C1较小。

另外，本实施例可以采用介电常数较大的材料制作透光介质层330，从而进一步减小触摸感应层340与光学指纹传感器320中器件层322之间的寄生电容。

本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，特别地将背光源310设置在像素区3221的外侧下方，从而使背光源310发出的光线先穿过光学指纹传感器320(穿过光学指纹传感器320既包括从透光基板321穿过，也包括从器件层322穿过)，再到达保护层350，并且光线与保护层350的上表面所成的夹角为锐角。此时，到达保护层350的上表面的全部光线都与保护层350的上表面成锐角，因此，到达保护层350上表面的光线通常都能够按相应的偏移量，在保护层350和手指360界面发生反射，并使大部分有效反射光线照射到像素区3221中离相应反射点基本相同偏移距离处的像素中，因此，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够实现指纹图像的识别，形成清晰的指纹图像，并且简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。同时，本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，还在保护层350和光学指纹传感器320之间设置触摸感应层340，因此，能够使光学指纹传感器模组还具有触摸感应功能。

本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，在触摸感应层340和器件层322之间设置透光介质层330，从而减小触摸感应层340和器件层322之间的寄生电容，保证触摸感应功能和指纹识别功能均能够正常进行。

本发明第二实施例提供另一种光学指纹传感器模组，请参考图9，图9是所述光学指纹传感器模组的剖面结构示意图，所述光学指纹传感器模组包括背光源(未标注)、光学指纹传感器420、透光介质层430、触摸感应层440和保护层450。光学指纹传感器420包括透光基板421和位于透光基板421上表面的器件层422。器件层422包括像素区4221。图9还显示了位于保护层450上方的手指460(手指460不属于光学指纹传感器模组)。其中，光学指纹传感器420、透光介质层430、触摸感应层440和保护层450和可以参考前述实施例中的光学指纹传感器、透光介质层、触摸感应层和保护层相应内容。

与前述实施例相同的，本实施例中，背光源位于像素区421的外侧下方，因此，背光源发出的光线与保护层450的上表面所成的夹角为锐角。但与前述实施例不同的是，如图9，本实施例中，背光源包括两个LED灯，分别为LED灯411和LED灯412。LED灯411和LED灯412发出的光线如图9中黑色单向箭头所示。LED灯411和LED灯412位于像素区421的外侧下方，在图9所示俯视示意图中，LED灯411和LED灯412位于像素区421的其中两侧的外侧下方。在图9所示的剖面图中，像素区421的正下方所在区域为两个长虚线之间所在的区域，而LED灯411和LED灯412落在这个区域外。

因此，图9显示的剖面中，在水平方向上，LED灯411与像素区421的正下方所在区域之间具有第一距离F1，在竖直方向上，LED灯411与整个光学指纹传感器420之间具有第二距离F2。由于像素区421为光学指纹传感器420的一部分，因此，在竖直方向上，LED灯411到像素区421之间的距离必然大于第二距离F2。

由上述可知，由于第一距离F1和第二距离F2的存在，LED灯411必然位于像素区421的外侧下方。本实施例中，可以通过调整第一距离F1和第二距离F2的大小，使LED灯411处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

同样的，图9显示的剖面中，在水平方向上，LED灯412与像素区421的正下方所在区域之间具有第一距离F3，在竖直方向上，LED灯412与整个光学指纹传感器420之间具有第二距离F4。由于像素区421为光学指纹传感器420的一部分，因此，在竖直方向上，LED灯412到像素区421之间的距离必然大于第二距离F4。由上述可知，由于第一距离F3和第二距离F4的存在，LED灯412必然位于像素区421的外侧下方。本实施例中，可以通过调整第一距离F3和第二距离F4的大小，使LED灯412处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

需要说明的是，当背光源包括两个以上LED灯时(例如本实施例中具有LED灯411和LED灯412)，可以将全部LED灯中，离像素区421最近的距离作为背光源到像素区421的距离。

本实施例中，LED灯411和LED灯412(发出)的光均可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。并且，两个LED灯(发出)的光可以相同，也可以不同。需要说明的是，其它实施例中，背光源包括三个或三个以上LED灯，三个或三个以上LED灯可以对称均匀地分布在光学指纹传感器420的下方。例如，当背光源包括四个LED灯时，当像素区421的俯视形状为矩形时，四个LED灯可以对称地分布在矩形像素区421的四侧下方。其它实施例中，每个LED灯的光都可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光，每个LED灯的光可以都相同，也可以都不同，还可以部分LED灯的光相同，部分LED灯的光不同。

本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够实现指纹图像的识别，形成清晰的指纹图像，并且简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。并且，由于背光源包括LED灯411和LED灯412，因此，在进行指纹图像采集时，可以选择任意一个LED灯的光线作为指纹图像的成像光线，此时本实施例与实施例一的成像效果类似。

此外，由于LED灯411和LED灯412的出射光有一定的发散角范围，而非平行光，故到达保护层450上表面的不同区域的光的入射角有略微不同。所以保护层450上表面的不同区域的反射光线照射到的像素离相应反射点的偏移距离有略微差别，由此会产生轻微的图像畸变。保护层450越厚畸变的绝对量越大。所以本实施例中，还可以轮流利用两个LED灯发出的光线进行成像，然后进行相应的图像计算，从而得到更小畸变量和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

其它实施例中，当背光源包括更多LED灯时，同样可以轮流利用各个LED灯发出的各组光线都进行成像，然后进行减噪和补偿等计算，从而得到清晰度和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

更多有关本实施例所提供的光学指纹传感器模组的结构、性质和优点可以参考前述实施例相应内容。

本发明第三实施例提供另一种光学指纹传感器模组，请参考图10，图10是所述光学指纹传感器模组的剖面结构示意图，所述光学指纹传感器模组包括保护层550、光学指纹传感器520、背光源511、透光介质层530和触摸感应层540。光学指纹传感器520包括透光基板521和位于透光基板521上表面的器件层522。器件层522包括像素区5221。图10还显示了位于保护层550上方的手指560(手指560不属于光学指纹传感器模组)。其中，保护层550和光学指纹传感器520可以参考前述实施例中透光介质层、触摸感应层、保护层和光学指纹传感器相应内容。

本实施例中，透光介质层530可以为玻璃层、塑料层或者光学胶层。所述光学胶层可以是热敏光学胶层、光敏光学胶层或光学双面胶带。

本实施例中，背光源511发出的光线如图10中黑色单向箭头所示。由于背光源511位于像素区5221的斜下方，因此，在图10所示剖面中，背光源511位于像素区5221的其中一侧。并且，在图10所示的剖面图中，像素区5221的正下方所在区域为两个长虚线之间所在的区域，而背光源511落在这个区域外。因此，图10显示的剖面中，在水平方向上，背光源511与像素区5221的正下方所在区域之间具有第一距离G1，在竖直方向上，背光源511与整个光学指纹传感器520之间具有第二距离G2。由于像素区5221为光学指纹传感器520的一部分，因此，在竖直方向上，背光源511到像素区5221之间的距离必然大于第二距离G2。

由上述可知，由于第一距离G1和第二距离G2的存在，背光源511必然位于像素区5221的下方，并且容易理解所述下方为外侧下方。本实施例中，可以通过调整第一距离G1和第二距离G2的大小，使背光源511处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

与前述实施例不同的，如图10，本实施例中，背光源511的出光面前面具有聚光透镜512，聚光透镜512能够使背光源511的光线转换为平行光或近平行光，背光源511的光线先进入聚光透镜512，再进入光学指纹传感器520。

本实施例中，所述聚光透镜512为凸透镜，此时，当背光源511离聚光透镜512的距离恰好等于凸透镜的焦距时，通过聚光透镜512的光均被调整为平行光。其它实施例中，所述聚光透镜512也可以为其它适合透镜，例如菲涅尔透镜。

本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，整个光学指纹传感器模组在不需要导光板的情况下，就能够实现指纹图像的识别，形成清晰的指纹图像，并且简化了光学指纹传感器模组的结构，降低了成本。同时，在背光源511的出光面前面设置聚光透镜512，聚光透镜512能够使背光源511的光线转换为平行光或近平行光，背光源511的光线先进入聚光透镜512，再进入光学指纹传感器520，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用平行光线或者近平行光线进行指纹图像的采集，从而得到更小畸变量和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

更多有关本实施例所提供的光学指纹传感器模组的结构、性质和优点可以参考前述实施例相应内容。

本发明第四实施例提供另一种光学指纹传感器模组，请参考图11，图11是所述光学指纹传感器模组的剖面结构示意图，所述光学指纹传感器模组包括保护层650、光学指纹传感器620、背光源610、透光介质层630和触摸感应层640。光学指纹传感器620包括透光基板621和位于透光基板621上表面的器件层622。器件层622包括像素区6221。图11还显示了位于保护层650上方的手指660(手指660不属于光学指纹传感器模组)。其中，透光介质层630、触摸感应层640、保护层650和光学指纹传感器620可以参考前述实施例中透光介质层、触摸感应层、保护层和光学指纹传感器相应内容。

本实施例中，触摸感应层640直接位于保护层650下表面，此时，触摸感应层640更加靠近手指660，有助于进一步提高触摸功能的灵敏度。并且，此时，透光介质层630可以为玻璃层、塑料层或者光学胶层。所述光学胶层可以是热敏光学胶层、光敏光学胶层或光学双面胶带。

本实施例中，背光源610发出的光线如图11中黑色单向箭头所示。由于背光源610位于像素区6221的斜下方，因此，在图11所示剖面中，背光源610位于像素区6221的其中一侧。并且，在图11所示的剖面图中，像素区6221的正下方所在区域为两个长虚线之间所在的区域，而背光源610落在这个区域外。因此，图11显示的剖面中，在水平方向上，背光源610与像素区6221的正下方所在区域之间具有第一距离H1，在竖直方向上，背光源610与透光基板621上表面(亦即器件层622下表面)之间具有第二距离H2。由于像素区6221为光学指纹传感器620的一部分，因此，在竖直方向上，背光源610到像素区6221之间的距离必然大于第二距离H2。

由上述可知，由于第一距离H1和第二距离H2的存在，背光源610必然位于像素区6221的下方，并且容易理解所述下方为外侧下方。本实施例中，可以通过调整第一距离H1和第二距离H2的大小，使背光源610处于合适位置，从而提高光学指纹传感器模组所形成的指纹图像清晰度。

如图11所示，本实施例中，透光基板621靠近背光源610的侧面为第一侧面(未标注)。本实施例中，所述第一侧面为聚光面，背光源610发出的光线从聚光面进入透光基板621，聚光面将背光源610发出的光线转换为平行光或近平行光。

本实施例中，所述聚光面可以为椭球冠面、斜面、球冠面、圆锥侧表面或者棱锥侧表面等。

如图11所示，所述第一侧面还包括光增透层670，背光源发出的光线从第一侧面进入光学指纹传感器时，先进入光增透层670，光增透层670能够增加背光源的光线进入透光基板的比例。

本实施例所提供的光学指纹传感器模组中，将透光基板621靠近背光源610的侧面(即所述第一侧面)作为聚光面，聚光面能够使背光源610的光线转换为平行光或近平行光，背光源610的光线先进入透光基板621，再穿过器件层622，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用平行光线或者近平行光线进行指纹图像的采集，从而得到更小畸变量和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

此外，透光基板621的第一侧面(聚光面)上还具有光增透层670，光增透层670能够增加背光源610的光线进入透光基板621的比例，因此，在进行指纹图像采集时，能够利用更多光线进行指纹图像的采集，从而得到清晰度和准确度更高的指纹图像，进一步提高光学指纹传感器模组的性能。

更多有关本实施例所提供的光学指纹传感器模组的结构、性质和优点可以参考前述实施例相应内容。

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

Claims (10)

1.一种光学指纹传感器模组，其特征在于，包括：

光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有透光基板和位于所述透光基板表面的器件层，所述器件层具有像素区，所述像素区具有多个像素，每个所述像素具有透光区域和非透光区域，所述非透光区域具有感光元件，所述透光区域使光线能够透过所述器件层的所述像素区；

保护层，所述保护层位于所述光学指纹传感器上方；

背光源，所述背光源位于所述光学指纹传感器下方，所述背光源发出的光线与所述像素区表面所成的夹角为锐角；

触摸感应层，所述触摸感应层位于所述保护层和所述光学指纹传感器之间。

2.如权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，还包括透光介质层，所述透光介质层位于所述保护层和所述光学指纹传感器之间；所述触摸感应层位于所述保护层和所述透光介质层之间。

3.如权利要求2所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述触摸感应层位于所述保护层下表面。

4.如权利要求3所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述透光介质层为玻璃层、塑料层或者光学胶层。

5.如权利要求2所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述触摸感应层位于所述透明介质层上表面。

6.如权利要求2所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述透光介质层的厚度为1.5mm以下；所述透光介质层的厚度为0.01mm以上。

7.如权利要求1-6任意一项所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述背光源包括至少一个LED灯，所述LED灯的光为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光；或者，所述背光源包括两个以上LED灯，所述两个或两个以上LED灯对称地分布在所述光学指纹传感器的下方，所述LED灯的光为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光。

8.如权利要求1-6任意一项所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述LED灯的出光面前面具有聚光透镜，所述聚光透镜能够使所述LED灯的光线转换为平行光或近平行光，所述背光源的光线先进入所述聚光透镜，再进入所述光学指纹传感器。

9.如权利要求1-6任意一项所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述透光基板靠近所述背光源的侧面为第一侧面，所述背光源发出的光线从所述第一侧面进入所述透光基板，所述第一侧面还包括光增透层，所述光增透层能够增加所述背光源的光线进入所述透光基板的比例。

10.如权利要求1-6任意一项所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述保护层为单层或者多层结构，所述保护层的下表面和所述光学指纹传感器上表面之间具有滤光层。