本發(fā)明涉及光學指紋識別領(lǐng)域，尤其涉及一種光學指紋傳感器模組。

背景技術(shù)：

指紋成像識別技術(shù)，是通過光學指紋傳感器采集到人體的指紋圖像，然后與系統(tǒng)里的已有指紋成像信息進行比對，來判斷正確與否，進而實現(xiàn)身份識別的技術(shù)。由于其使用的方便性，以及人體指紋的唯一性，指紋成像識別技術(shù)已經(jīng)大量應(yīng)用于各個領(lǐng)域。比如公安局和海關(guān)等安檢領(lǐng)域、樓宇的門禁系統(tǒng)、以及個人電腦和手機等消費品領(lǐng)域等等。指紋成像識別技術(shù)的實現(xiàn)方式有光學成像、電容成像、超聲成像等多種技術(shù)。相對來說，光學指紋成像識別技術(shù)成像效果相對較好，設(shè)備成本相對較低。

如圖1所示，現(xiàn)有的光學指紋傳感器模組由背光源110、光學指紋傳感器120、保護層130和外殼(未顯示)等結(jié)構(gòu)組成。當采集指紋圖像時，人體指頭140放置于保護層130上；背光源110的出射光111(圖1中每個向上的箭頭都表示出射光111，圖中用虛線圈包圍全部箭頭以統(tǒng)一標注)透過光學指紋傳感器120和保護層130，在人體指頭140與保護層130的接觸界面發(fā)生反射和透射；反射光112(圖1中每個向下的箭頭都表示反射光112，圖中用虛線圈包圍全部向下的箭頭以統(tǒng)一標注)透過保護層130，照射到光學指紋傳感器120上；光學指紋傳感器120內(nèi)部的電路(未示出)進行光電轉(zhuǎn)換和信號處理，實現(xiàn)指紋圖像的采集。由于人體指頭140與保護層130的接觸部分特征反映了人體的指紋特征，而且此接觸部分的特征會直接影響反射光112的特征，因此，光學指紋傳感器120采集到的圖像直接反映了人體指紋的特征。

更多有關(guān)光學指紋傳感器的內(nèi)容可參考公開號為cn203405831u的中國實用新型專利。

現(xiàn)有光學指紋傳感器的模組的結(jié)構(gòu)有待改進，性能有待提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種光學指紋傳感器模組，以優(yōu)化光學指紋傳感器模組的結(jié)構(gòu)，提高光學指紋傳感器模組的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種光學指紋傳感器模組，光學指紋傳感器模組包括：

光學指紋傳感器，所述光學指紋傳感器具有透光基板和位于所述透光基板表面的器件層；所述器件層具有像素區(qū)，所述像素區(qū)具有多個像素，每個所述像素具有透光區(qū)域和非透光區(qū)域，所述非透光區(qū)域具有感光元件，所述透光區(qū)域使光線能夠透過所述器件層的所述像素區(qū)；

保護層，所述保護層位于整個所述光學指紋傳感器上方；

背光源；

所述背光源位于所述像素區(qū)正下方，所述背光源和所述光學指紋傳感器之間具有間隔，從而使所述背光源發(fā)出的光線與所述保護層的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角(即背光源所發(fā)出的全部光線中，能夠到達所述保護層的上表面的光線與所述保護層的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角)。

可選的，所述光學指紋傳感器和所述保護層之間具有第一光學膠層，所述背光源發(fā)出的光線穿過所述透光基板，然后從所述透光區(qū)域穿過所述器件層，再進入所述第一光學膠層，再從所述第一光學膠層進入所述保護層。

可選的，所述光學指紋傳感器和所述保護層之間具有第一光學膠層，所述背光源發(fā)出的光線從所述透光區(qū)域穿過所述器件層，然后穿過所述透光基板，再進入所述第一光學膠層，再從所述第一光學膠層進入所述保護層。

可選的，所述背光源包括至少一個led燈，所述led燈的光為近紫外光、紫色光、藍色光、綠色光、黃色光、紅色光、近紅外光或白色光。

可選的，所述背光源包括兩個或兩個以上led燈，所述兩個或兩個以上led燈對稱地分布在所述光學指紋傳感器的正下方，所述led燈的光為近紫外光、紫色光、藍色光、綠色光、黃色光、紅色光、近紅外光或白色光。

可選的，所述led燈的出光面前面具有聚光透鏡，所述聚光透鏡能夠使 所述led燈的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光，所述背光源的光線先進入所述聚光透鏡，再進入所述光學指紋傳感器。

可選的，所述光學指紋傳感器靠近所述背光源的表面還包括光增透層，所述光增透層能夠增加所述背光源的光線進入所述光學指紋傳感器的比例。

可選的，所述光學指紋傳感器和所述背光源之間還包括透光介質(zhì)層，所述背光源發(fā)出的光線先進入所述透光介質(zhì)層，然后再進入所述光學指紋傳感器。

可選的，所述透光介質(zhì)層的下表面做為聚光面，所述背光源發(fā)出的光線從所述聚光面進入所述透光介質(zhì)層，所述聚光面將所述背光源發(fā)出的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光。

可選的，所述光學指紋傳感器和所述透光介質(zhì)層之間具有第二光學膠層，所述背光源發(fā)出的光線從所述透光介質(zhì)層先進入所述第二光學膠層，再從所述第二光學膠層進入所述光學指紋傳感器。

可選的，所述透光介質(zhì)層的所述下表面上還具有光增透層，所述光增透層能夠增加所述背光源的光線進入所述透光介質(zhì)層的比例。

可選的，所述透光介質(zhì)層為玻璃層、塑料層或者光學膠層。

可選的，所述透光介質(zhì)層的折射率為1.2以上。

可選的，所述透光介質(zhì)層的所述聚光面為斜面、球冠面、橢球冠面、圓錐側(cè)面或者棱錐側(cè)面。

可選的，所述保護層為單層或者多層結(jié)構(gòu)，所述保護層的上表面、下表面和所述光學指紋傳感器上表面的至少其中之一具有濾光層。

可選的，所述器件層區(qū)還具有第一軸向排布的多條掃描線和第二軸向排布的多條數(shù)據(jù)線，所述掃描線和所述數(shù)據(jù)線限定出多個網(wǎng)格，所述像素位于所述網(wǎng)格中。

可選的，所述第一光學膠層是熱敏光學膠層、光敏光學膠層或光學雙面膠帶。

可選的，所述第二光學膠層是熱敏光學膠層、光敏光學膠層或雙面光學 膠帶。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明的技術(shù)方案中，提供一種新的光學指紋傳感器模組，所述光學指紋傳感器模組包括光學指紋傳感器、保護層和背光源。所述光學指紋傳感器具有透光基板和位于所述透光基板表面的器件層，所述器件層具有像素區(qū)，所述像素區(qū)具有多個像素，每個所述像素具有透光區(qū)域和非透光區(qū)域，所述非透光區(qū)域具有感光元件，所述透光區(qū)域使光線能夠透過所述器件層的所述像素區(qū)。所述保護層位于所述光學指紋傳感器上方。所述背光源位于所述像素區(qū)正下方，所述背光源和所述光學指紋傳感器之間具有間隔，所述背光源發(fā)出的光線與所述保護層的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。由于將背光源設(shè)置在像素區(qū)的正下方，并且背光源和所述光學指紋傳感器之間具有間隔，因此背光源發(fā)出的光線會先從穿過光學指紋傳感器，再到達保護層，并且相應(yīng)光線與保護層的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。此時，到達保護層的上表面的光線，在保護層上表面和手指指紋的界面發(fā)生反射，并使大部分有效反射光能夠有效反射到像素區(qū)中離相應(yīng)反射點較近的像素中，提高指紋識別清晰度。因此，整個光學指紋傳感器模組在不需要導光板的情況下，就能夠很好的實現(xiàn)指紋圖像識別，形成清晰的指紋圖像，簡化了光學指紋傳感器模組的結(jié)構(gòu)，降低了成本。

進一步，背光源可以包括兩個led燈。在進行指紋圖像采集時，既可以選擇任意一個led燈的光線作為指紋圖像的成像光線，又可以輪流利用兩個led燈發(fā)出的兩組光線都進行成像，然后進行減噪和補償?shù)扔嬎悖瑥亩玫角逦群蜏蚀_度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

進一步，光學指紋傳感器靠近背光源的表面還可以包括光增透層，光增透層能夠增加背光源的光線進入光學指紋傳感器的比例，因此，在進行指紋圖像采集時，能夠利用更多光線進行指紋圖像的采集，從而得到清晰度和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

進一步，在背光源的出光面前面設(shè)置聚光透鏡，聚光透鏡能夠使背光源的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光，背光源的光線先進入聚光透鏡，再進入光 學指紋傳感器，因此，在進行指紋圖像采集時，能夠利用平行光線或者近平行光線進行指紋圖像的采集，從而得到更小畸變量和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

進一步，光學指紋傳感器和背光源之間還包括透光介質(zhì)層。通過增加折射率大于空氣的透光介質(zhì)層，并且使光線從透光介質(zhì)層的下表面進入透光介質(zhì)層，可以將透光介質(zhì)層的下表面制作成聚光面，聚光面能夠使背光源的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光，背光源的光線先通過聚光面進入透光介質(zhì)層，再進入光學指紋傳感器，因此，在進行指紋圖像采集時，能夠利用平行光線或者近平行光線進行指紋圖像的采集，從而得到更小畸變量和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

進一步，透光介質(zhì)層的下表面還可以包括光增透層，光增透層能夠增加背光源的光線進入透光介質(zhì)層的比例，因此，在進行指紋圖像采集時，能夠利用更多光線進行指紋圖像的采集，從而得到清晰度和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

附圖說明

圖1現(xiàn)有一種光學指紋傳感器模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有一種光學指紋傳感器的俯視圖；

圖3為圖2所示光學指紋傳感器沿圖2中a-a點劃線剖切得到的剖面示意圖；

圖4是圖2所示光學指紋傳感器中，虛線框220a包圍結(jié)構(gòu)的放大示意圖；

圖5是圖4所示光學指紋傳感器所在的光學指紋傳感器模組沿圖4中b-b虛線剖切得到的光學指紋傳感器模組剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明第一實施例所提供的光學指紋傳感器模組中，光學指紋傳感器和背光源的俯視示意圖；

圖7是本發(fā)明第一實施例所提供的光學指紋傳感器模組剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明第二實施例所提供的光學指紋傳感器模組剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明第三實施例所提供的光學指紋傳感器模組剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明第四實施例所提供的光學指紋傳感器模組剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明第五實施例所提供的光學指紋傳感器模組剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本發(fā)明第六實施例所提供的光學指紋傳感器模組剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是本發(fā)明第七實施例所提供的光學指紋傳感器模組剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)有一種光學指紋傳感器中，采用如圖2和圖3所示結(jié)構(gòu)，其中圖2為光學指紋傳感器的俯視圖，圖3為圖2所示光學指紋傳感器沿圖2中a-a點劃線剖切得到的剖面示意圖。所述光學指紋傳感器包括玻璃基板220，以及在玻璃基板220上的像素陣列區(qū)231和外圍電路。所述外圍電路區(qū)包括驅(qū)動電路234，信號讀出芯片232和柔性印刷電路板233。像素陣列區(qū)231包括像素陣列，所述像素陣列用于光學信號的接收、轉(zhuǎn)化和暫存。所述外圍電路區(qū)還包括柔性印刷電路板綁定區(qū)233a，像素陣列區(qū)231、信號讀出芯片232的綁定區(qū)和柔性印刷電路板233的綁定區(qū)之間的連接線(各連接線在圖3中未畫出)。

圖4示出了圖2所示光學指紋傳感器中被虛線框220a包圍部分的放大示意圖。如圖4中，像素陣列區(qū)231包括呈行列狀陣列排布的多個像素(未標注)，所述像素所在的行和列由多條第一軸向的掃描線2311和多條第二軸向的數(shù)據(jù)線2312所限定。每個所述像素包括信號控制開關(guān)2313和光電轉(zhuǎn)化單元2314，并且所述像素還包括透光區(qū)域(圖4中未標注)，所述透光區(qū)域可透過光線，相應(yīng)的背光可以通過所述透光區(qū)域穿過所述光學指紋傳感器。掃描線2311連接到驅(qū)動電路234。數(shù)據(jù)線2312連接到信號讀出芯片232的綁定區(qū)。

圖5顯示了具有上述光學指紋傳感器的現(xiàn)有光學指紋傳感器模組剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖5的剖面位置為圖4所示結(jié)構(gòu)中沿b-b虛線所在位置，所述b-b虛線經(jīng)過圖4中的像素p1和像素p2。從圖5可知，所述光學指紋傳感器模組 包括背光源200、導光板210、光學指紋傳感器(未標注)、膠層240和保護層250，所述光學指紋傳感器具有透光基板220和位于透光基板220表面的器件層230，圖5顯示像素p1和像素p2均具有非透光區(qū)域2301和透光區(qū)域2302。

現(xiàn)有光學指紋傳感器模組中，背光源200通常是led燈，并且設(shè)置在導光板210的其中一個側(cè)面，背光源200發(fā)出的光在一定的發(fā)散角度內(nèi)，照射進入導光板210。導光板210背部有一個個半球或半橢球型的小凸點211，導光板210內(nèi)部的光線照射到小凸點211就會產(chǎn)生散射，從而改變光的方向，實現(xiàn)向上照射。導光板210底部(小凸點211下方)和其它側(cè)面還具有反射膜(圖5中未示出)，當光到達導光板210背面或其它側(cè)面時，絕大部分會被重新反射回導光板210，從而繼續(xù)由小凸點211將光散射至向上方向。

但是，由于導光板210底部小凸點211向上散射的光，有一定的角度分布范圍，因此，不僅有垂直向上的，還有很多是斜向上的，甚至接近水平角度向上的(圖中光線200a所示)。當光線200b以接近垂直(所述垂直是指光線與保護層250上表面垂直)的角度照射到保護層250時，在手指260接觸界面發(fā)生反射透射后，反射光也會以接近垂直的角度照射到傳感器，反射光會照射到指紋對應(yīng)下方的像素或附近像素，會成較清晰的指紋圖像。而光線200a以偏離垂直較大的角度，甚至接近水平的角度時，反射光則會照射到離指紋對應(yīng)下方較遠處的像素。上述光線200a和光線200b的信號就會相互干擾，則會形成較模糊的指紋圖像。

由于保護層250必須具有相應(yīng)的厚度，以實現(xiàn)一定的可靠性，因此，上述出現(xiàn)形成較模糊的指紋圖像甚至無法形成有效指紋圖像的情況對于現(xiàn)有光學指紋傳感器模組而言，是近乎不可避免的。

為此，本發(fā)明提供一種新的光學指紋傳感器模組，將背光源設(shè)置在像素區(qū)的正下方，從而使背光源發(fā)出的光線先從穿過光學指紋傳感器(穿過光學指紋傳感器既包括從透光基板穿過，也包括同時從透光基板和像素區(qū)穿過)，再到達保護層，并且相應(yīng)光線與保護層的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。此時，由于到達保護層的上表面的全部光線都與保護層的上表面成直角或者接近直角，因此，到達保護層上表面的光線通常都能夠按較小偏移量(或者零偏移量)在保護層上表面和手指指紋的界面發(fā)生反射，并使 大部分有效反射光線照射到像素區(qū)中離相應(yīng)反射點較近的像素中，因此，整個光學指紋傳感器模組在不需要導光板的情況下，就能夠很好的實現(xiàn)指紋圖像識別，形成清晰的指紋圖像，簡化了光學指紋傳感器模組的結(jié)構(gòu)，降低了成本。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。

本發(fā)明第一實施例提供一種光學指紋傳感器模組，請結(jié)合參考圖6和圖7。其中，圖6是所述光學指紋傳感器模組中光學指紋傳感器320和背光源330的俯視示意圖(或者說是光學指紋傳感器模組省略保護層310后的俯視示意圖)，圖7是所述光學指紋傳感器模組的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。需要說明的是，圖7所示的剖面為沿圖6所示c-c點劃線剖切整個所述光學指紋傳感器模組得到的剖面。

請結(jié)合參考圖6和圖7，所述光學指紋傳感器模組包括保護層310、光學指紋傳感器320和背光源330。

需要說明的是，圖7顯示光學指紋傳感器320為一個整體結(jié)構(gòu)，但事實上，它包括多個部分，例如圖6所示光學指紋傳感器320的俯視示意圖中，光學指紋傳感器320包括透光基板322和像素區(qū)321。具體的，圖6中顯示，所述光學指紋傳感器320具有透光基板322和位于透光基板322表面的器件層(未全部顯示，未標注)，所述器件層具有像素區(qū)321。

本實施例中，像素區(qū)321域呈矩形，像素區(qū)321的其中一條邊長為e1，另一條相鄰邊長為e2，邊長e1和邊長e2的大小可以根據(jù)產(chǎn)品需要進行選擇。像素區(qū)321具有多個像素(圖6中未顯示像素，與像素有關(guān)的內(nèi)容可以結(jié)合參考圖4和圖5相應(yīng)內(nèi)容)，每個所述像素具有透光區(qū)域和非透光區(qū)域，所述非透光區(qū)域具有感光元件，所述透光區(qū)域使光線能夠透過所述器件層的像素區(qū)321。

需要說明的是，所述器件層中，位于像素區(qū)321周邊的其它區(qū)域也可以設(shè)置為可以透光，即，像素區(qū)321區(qū)域由于各個像素的透光區(qū)域而能夠透光，而像素區(qū)321以外的區(qū)域可以在保證其相應(yīng)結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，在整個區(qū) 域或者部分區(qū)域制作成透光結(jié)構(gòu)。

需要說明的是，圖7中，像素區(qū)321標注在兩個長虛線之間，代表的是在圖7所示剖面所在的平面中，像素區(qū)321位于整個光學指紋傳感器320的兩個長虛線之間，具體可以是在光學指紋傳感器320位于兩條虛線之間的各個層結(jié)構(gòu)中(如圖6所示，像素區(qū)321位于透光基板322上)。而整個光學指紋傳感器320下方兩條虛線之間的區(qū)域，則為像素區(qū)321正下方所在區(qū)域。本說明書其它實施例對應(yīng)的剖面示意圖中，對相應(yīng)像素區(qū)的標注同樣采用上述方法進行，在此一并說明。

圖7中顯示，保護層310位于所述光學指紋傳感器320上方，而背光源330位于像素區(qū)321的正下方，背光源330和光學指紋傳感器320之間具有間隔(所述間隔等于后續(xù)所述的第三距離d3)，因此，背光源330發(fā)出的(穿過像素區(qū)的)光線與保護層310的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。

背光源330發(fā)出的光線如圖7中黑色單向箭頭所示。由于背光源330位于像素區(qū)321的正下方，因此，在圖6所示俯視示意圖中，背光源330位于像素區(qū)321當中，并且背光源330被透光基板322和像素區(qū)321覆蓋，因此，圖6中背光源330的輪廓線以虛線表示。在圖7所示的剖面圖中，像素區(qū)321的正下方所在區(qū)域為兩個長虛線之間所在的區(qū)域，而背光源330落在這個區(qū)域內(nèi)。因此，圖7顯示的剖面中，在水平方向上，背光源330與像素區(qū)321的正下方所在區(qū)域的左側(cè)邊緣具有第一距離d1(第一距離d1在圖6中也有顯示)，背光源330與像素區(qū)321的正下方所在區(qū)域的右側(cè)邊緣具有第二距離d2(第二距離d2在圖6中也有顯示)，在豎直方向上，背光源330與整個光學指紋傳感器320之間具有第三距離d3。由于像素區(qū)321為光學指紋傳感器320的一部分，因此，在豎直方向上，背光源330到像素區(qū)321之間的距離必然大于等于第三距離d3。

由上述可知，由于第一距離d1、第二距離d2和第三距離d3的存在，背光源330必然位于像素區(qū)321的正下方。并且，第一距離d1、第二距離d2和背光源330自身寬度的總和，總是等于像素區(qū)321的邊長e1。

本實施例中，可以通過調(diào)整第一距離d1、第二距離d2和第三距離d3的大小，使背光源330處于合適位置，從而提高光學指紋傳感器模組所形成的指紋圖像清晰度。

本實施例中，背光源330可以為一個led燈，led燈(發(fā)出)的光可以為近紫外光、紫色光、藍色光、綠色光、黃色光、紅色光、近紅外光或白色光。

需要說明的是，其它實施例中，背光源330包括兩個或兩個以上led燈，兩個或兩個以上led燈可以對稱均勻地分布在光學指紋傳感器320的正下方，每個led燈(發(fā)出)的光都可以為近紫外光、紫色光、藍色光、綠色光、黃色光、紅色光、近紅外光或白色光。當背光源330包括兩個或兩個以上led燈時，每個led燈的光可以都相同，也可以都不同，還可以部分led燈的光相同，部分led燈的光不同。

圖中雖未顯示，但本實施例中，光學指紋傳感器320和保護層310之間可以具有第一光學膠層，所述器件層位于透光基板322與保護層310之間(所述第一光學膠位于器件層與保護層310之間)，背光源330發(fā)出的光線先穿過透光基板322，然后從透光區(qū)域穿過器件層，再進入第一光學膠層，再從第一光學膠層進入保護層310。

需要說明的是，其它實施例中，光學指紋傳感器320和保護層310之間同樣可以具有第一光學膠層，但是，透光基板322位于所述器件層與保護層310之間(所述第一光學膠位于透光基板322與保護層310之間)，背光源330發(fā)出的光線先從透光區(qū)域穿過器件層，然后穿過透光基板322，再進入第一光學膠層，再從第一光學膠層進入保護層310。

需要說明的是，所述第一光學膠層可以是熱敏光學膠層、光敏光學膠層或光學雙面膠帶。

需要說明的是，所述器件層區(qū)還可以具有第一軸向排布的多條掃描線和第二軸向排布的多條數(shù)據(jù)線，掃描線和數(shù)據(jù)線限定出多個網(wǎng)格，所述像素位于網(wǎng)格中，此部分內(nèi)容可以結(jié)合參考圖4和圖5相應(yīng)內(nèi)容。

本實施例中，保護層310為單層。需要說明的是，其它實施例中，保護 層310也可以為多層結(jié)構(gòu)，并且保護層310的上表面、下表面和所述光學指紋傳感器上表面的至少其中之一具有濾光層。

本實施例所提供的光學指紋傳感器模組中，特別地將背光源330設(shè)置在像素區(qū)321的正下方，從而使背光源330發(fā)出的光線先穿過光學指紋傳感器320(穿過光學指紋傳感器320既包括從透光基板322穿過，也包括同時從透光基板322和像素區(qū)321穿過)，再到達保護層310，并且(穿過像素區(qū)321的)光線與保護層310的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。此時，由于到達保護層310的上表面的全部光線都與保護層310的上表面成直角或者接近直角(特別是從像素區(qū)321穿過光學指紋傳感器320的光線，它們更加會與保護層310的上表面成直角或者接近直角)，因此，到達保護層310上表面的光線通常都能夠按較小偏移量(或者零偏移量)在保護層上表面和手指指紋的界面發(fā)生反射，并使大部分有效反射光線照射到像素區(qū)321中離相應(yīng)反射點較近的像素中，因此，整個光學指紋傳感器模組在不需要導光板的情況下，就能夠?qū)崿F(xiàn)指紋圖像的識別，形成清晰的指紋圖像，簡化了光學指紋傳感器模組的結(jié)構(gòu)，降低了成本。

本發(fā)明第二實施例提供另一種光學指紋傳感器模組，請參考圖8，圖8是所述光學指紋傳感器模組的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述光學指紋傳感器模組包括保護層410、光學指紋傳感器420和背光源。保護層410和光學指紋傳感器420可以參考前述實施例中保護層310和光學指紋傳感器320相應(yīng)內(nèi)容，本實施例光學指紋傳感器模組的其它未提及的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容也可以參考本說明書前述內(nèi)容。

與前述實施例相同的，本實施例中，背光源位于像素區(qū)421的正下方，背光源和光學指紋傳感器420之間具有間隔(所述間隔分別等于后續(xù)所述的第三距離f3和第六距離f6)，因此，背光源發(fā)出的光線與保護層410的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。但與前述實施例不同的是，如圖8，本實施例中，背光源包括兩個led燈，分別為led燈430和led燈440。led燈430和led燈440發(fā)出的光線如圖8中黑色單向箭頭所示。led燈430和led燈440位于像素區(qū)421的正下方，在圖8所示俯視示意圖中，led燈430位于led燈440的左側(cè)。在圖8所示的剖面圖中，像素區(qū)421的正下 方所在區(qū)域為兩個長虛線之間所在的區(qū)域，而led燈430和led燈440落在這個區(qū)域內(nèi)。

因此，圖8顯示的剖面中，在水平方向上，led燈430與像素區(qū)421正下方所在區(qū)域左側(cè)邊緣之間具有第一距離f1，led燈430與像素區(qū)421正下方所在區(qū)域右側(cè)邊緣之間具有第二距離f2。在豎直方向上，led燈430與整個光學指紋傳感器420之間具有第三距離f3。由于像素區(qū)421為光學指紋傳感器420的一部分，因此，在豎直方向上，led燈430到像素區(qū)421之間的距離必然大于等于第三距離f3。

由上述可知，由于第一距離f1、第二距離f2和第三距離f3的存在，led燈430必然位于像素區(qū)421的正下方。第一距離f1、第二距離f2和led燈430自身寬度的總和，總是等于像素區(qū)421的其中一條邊長(可參考圖6中的邊長e1)。本實施例中，可以通過調(diào)整第一距離f1、第二距離f2和第三距離f3的大小，使led燈430處于合適位置，從而提高光學指紋傳感器模組所形成的指紋圖像清晰度。

同樣的，圖8顯示的剖面中，在水平方向上，led燈440與像素區(qū)421正下方所在區(qū)域左側(cè)邊緣之間具有第四距離f4，led燈440與像素區(qū)421正下方所在區(qū)域右側(cè)邊緣之間具有第五距離f5。在豎直方向上，led燈440與整個光學指紋傳感器420之間具有第六距離f6。由于像素區(qū)421為光學指紋傳感器420的一部分，因此，在豎直方向上，led燈440到像素區(qū)421之間的距離必然大于等于第六距離f6。

由上述可知，由于第四距離f4、第五距離f5和第六距離f6的存在，led燈440必然位于像素區(qū)421的正下方。第四距離f4、第五距離f5和led燈440自身寬度的總和，總是等于像素區(qū)421的其中一條邊長(可參考圖6中的邊長e1)。本實施例中，可以通過調(diào)整第四距離f4、第五距離f5和第六距離f6的大小，使led燈440處于合適位置，從而提高光學指紋傳感器模組所形成的指紋圖像清晰度。

本實施例中，led燈430和led燈440(發(fā)出)的光均可以為近紫外光、紫色光、藍色光、綠色光、黃色光、紅色光、近紅外光或白色光。并且，兩 個led燈(發(fā)出)的光可以相同，也可以不同。需要說明的是，其它實施例中，背光源包括三個或三個以上led燈，三個或三個以上led燈可以對稱均勻地分布在光學指紋傳感器420的正下方。例如，當背光源包括四個led燈時，當像素區(qū)421的俯視形狀為矩形時，四個led燈可以對稱地分布在矩形像素區(qū)421的正下方。其它實施例中，每個led燈的光都可以為近紫外光、紫色光、藍色光、綠色光、黃色光、紅色光、近紅外光或白色光，每個led燈的光可以都相同，也可以都不同，還可以部分led燈的光相同，部分led燈的光不同。

本實施例所提供的光學指紋傳感器模組中，整個光學指紋傳感器模組在不需要導光板的情況下，就能夠?qū)崿F(xiàn)指紋圖像的識別，形成清晰的指紋圖像，簡化了光學指紋傳感器模組的結(jié)構(gòu)，降低了成本。同時，由于背光源包括led燈430和led燈440，因此，在進行指紋圖像采集時，既可以選擇任意一個led燈的光線作為指紋圖像的成像光線，又可以輪流利用兩個led燈發(fā)出的兩組光線都進行成像，然后進行減噪和補償?shù)扔嬎?，從而得到清晰度和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

其它實施例中，當背光源包括更多l(xiāng)ed燈時，同樣可以輪流利用各個led燈發(fā)出的各組光線都進行成像，然后進行減噪和補償?shù)扔嬎?，從而得到清晰度和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

本發(fā)明第三實施例提供另一種光學指紋傳感器模組，請參考圖9，圖9是所述光學指紋傳感器模組的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述光學指紋傳感器模組包括保護層510、光學指紋傳感器520和背光源530。

本實施例中，背光源530位于像素區(qū)521的正下方，背光源530和光學指紋傳感器520之間具有間隔(所述間隔等于后續(xù)所述的第三距離g3)，背光源530發(fā)出的光線與保護層510的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。

本實施例中，背光源530發(fā)出的光線如圖9中黑色單向箭頭所示。由于背光源530位于像素區(qū)521的正下方，因此，在圖9所示剖面中，背光源530位于像素區(qū)521的正下方。并且，在圖9所示的剖面圖中，像素區(qū)521的正 下方所在區(qū)域為兩個長虛線之間所在的區(qū)域，而背光源530落在這個區(qū)域內(nèi)。因此，圖9顯示的剖面中，在水平方向上，背光源530與像素區(qū)521正下方所在區(qū)域左邊緣之間具有第一距離g1，背光源530與像素區(qū)521正下方所在區(qū)域右邊緣之間具有第二距離g2。在豎直方向上，背光源530與整個光學指紋傳感器520之間具有第三距離g3。由于像素區(qū)521為光學指紋傳感器520的一部分，因此，在豎直方向上，背光源530到像素區(qū)521之間的距離必然大于等于第三距離g3。并且，第一距離g1、第二距離g2和背光源530自身寬度的總和，等于像素區(qū)521的其中一條邊的邊長。

由上述可知，由于第一距離g1、第二距離g2和第三距離g3的存在，背光源530必然位于像素區(qū)521的正下方。本實施例中，可以通過調(diào)整第一距離g1、第二距離g2和第三距離g3的大小，使背光源530處于合適位置，從而提高光學指紋傳感器模組所形成的指紋圖像清晰度。

本實施例光學指紋傳感器模組的其它未提及的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容可以參考本說明書前述相應(yīng)內(nèi)容。

與前述實施例不同的，如圖9，本實施例中，光學指紋傳感器520靠近背光源530的表面還包括光增透層540，光增透層540能夠增加背光源530的光線進入光學指紋傳感器520的比例。

本實施例所提供的光學指紋傳感器模組中，整個光學指紋傳感器模組在不需要導光板的情況下，就能夠?qū)崿F(xiàn)指紋圖像的識別，形成清晰的指紋圖像，簡化了光學指紋傳感器模組的結(jié)構(gòu)，降低了成本。同時，光學指紋傳感器520靠近背光源530的表面還包括光增透層540，光增透層540能夠增加背光源530的光線進入光學指紋傳感器520的比例，因此，在進行指紋圖像采集時，能夠利用更多光線進行指紋圖像的采集，從而得到清晰度和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

本發(fā)明第四實施例提供另一種光學指紋傳感器模組，請參考圖10，圖10是所述光學指紋傳感器模組的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述光學指紋傳感器模組包括保護層610、光學指紋傳感器620和背光源630。

本實施例中，背光源630位于像素區(qū)621的正下方，背光源630和光學 指紋傳感器620之間具有間隔(所述間隔等于后續(xù)所述的第三距離h3)，背光源630發(fā)出的光線與保護層610的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。

本實施例中，背光源630發(fā)出的光線如圖10中黑色單向箭頭所示。由于背光源630位于像素區(qū)621的正下方，因此，在圖10所示剖面中，背光源630位于像素區(qū)621的正下方。并且，在圖10所示的剖面圖中，像素區(qū)621的正下方所在區(qū)域為兩個長虛線之間所在的區(qū)域，而背光源630落在這個區(qū)域內(nèi)。因此，圖10顯示的剖面中，在水平方向上，背光源630與像素區(qū)621正下方所在區(qū)域左邊緣之間具有第一距離h1，背光源630與像素區(qū)621正下方所在區(qū)域右邊緣之間具有第二距離h2。在豎直方向上，背光源630與整個光學指紋傳感器620之間具有第三距離h3。由于像素區(qū)621為光學指紋傳感器620的一部分，因此，在豎直方向上，背光源630到像素區(qū)621之間的距離必然大于等于第三距離h3。并且，第一距離h1、第二距離h2和背光源630自身寬度的總和，等于像素區(qū)621的其中一條邊的邊長。

由上述可知，由于第一距離h1、第二距離h2和第三距離h3的存在，背光源630必然位于像素區(qū)621的正下方。本實施例中，可以通過調(diào)整第一距離h1、第二距離h2和第三距離h3的大小，使背光源630處于合適位置，從而提高光學指紋傳感器模組所形成的指紋圖像清晰度。

本實施例光學指紋傳感器模組的其它未提及的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容可以參考本說明書前述相應(yīng)內(nèi)容。

由于led燈的出射光有一定的發(fā)散角范圍，而非平行光，故到達保護層上表面的不同區(qū)域的光的入射角有略微不同。所以保護層上表面的不同區(qū)域的反射光線照射到的像素離相應(yīng)反射點的偏移距離有略微差別，由此會產(chǎn)生輕微的圖像畸變。保護層越厚畸變的絕對量越大。

與前述實施例不同的，如圖10，本實施例中，背光源630的出光面前面具有聚光透鏡640，聚光透鏡640能夠使背光源630的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光，背光源630的光線先進入聚光透鏡640，再進入光學指紋傳感器620。

本實施例中，所述聚光透鏡640為凸透鏡，此時，當背光源離聚光透鏡 640的距離恰好等于凸透鏡的焦距時，通過聚光透鏡640的光均被調(diào)整為平行光。其它實施例中，所述聚光透鏡640也可以為其它適合透鏡，例如菲涅爾透鏡。

本實施例所提供的光學指紋傳感器模組中，整個光學指紋傳感器模組在不需要導光板的情況下，就能夠?qū)崿F(xiàn)指紋圖像的識別，形成清晰的指紋圖像，簡化了光學指紋傳感器模組的結(jié)構(gòu)，降低了成本。同時，在背光源630的出光面前面設(shè)置聚光透鏡640，聚光透鏡640能夠使背光源630的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光，背光源630的光線先進入聚光透鏡640，再進入光學指紋傳感器620，因此，在進行指紋圖像采集時，能夠利用平行光線或者近平行光線進行指紋圖像的采集，從而得到更小畸變量和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

本發(fā)明第五實施例提供另一種光學指紋傳感器模組，請參考圖11，圖11是所述光學指紋傳感器模組的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述光學指紋傳感器模組包括保護層710、光學指紋傳感器720和背光源，背光源包括led燈730和led燈740。

本實施例中，背光源位于像素區(qū)721的正下方，背光源和光學指紋傳感器720之間具有間隔(所述間隔等于后續(xù)所述的第三距離i3和第六距離i6)，背光源發(fā)出的光線與保護層710的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。

本實施例中，背光源發(fā)出的光線如圖11中黑色單向箭頭所示。由于背光源位于像素區(qū)721的正下方，因此，在圖11所示剖面中，背光源位于像素區(qū)721的正下方。并且，在圖11所示的剖面圖中，像素區(qū)721的正下方所在區(qū)域為兩個長虛線之間所在的區(qū)域，而背光源落在這個區(qū)域內(nèi)。

圖11顯示的剖面中，在水平方向上，led燈730與像素區(qū)721正下方所在區(qū)域左側(cè)邊緣之間具有第一距離i1，led燈730與像素區(qū)721正下方所在區(qū)域右側(cè)邊緣之間具有第二距離i2。在豎直方向上，led燈730與整個光學指紋傳感器720之間具有第三距離i3。由于像素區(qū)721為光學指紋傳感器720的一部分，因此，在豎直方向上，led燈730到像素區(qū)721之間的距離必然 大于等于第三距離i3。

由上述可知，由于第一距離i1、第二距離i2和第三距離i3的存在，led燈730必然位于像素區(qū)721的正下方。第一距離i1、第二距離i2和led燈730自身寬度的總和，總是等于像素區(qū)721的其中一條邊長(可參考圖6中的邊長e1)。本實施例中，可以通過調(diào)整第一距離i1、第二距離i2和第三距離i3的大小，使led燈730處于合適位置，從而提高光學指紋傳感器模組所形成的指紋圖像清晰度。

同樣的，圖11顯示的剖面中，在水平方向上，led燈740與像素區(qū)721正下方所在區(qū)域左側(cè)邊緣之間具有第四距離i4，led燈740與像素區(qū)721正下方所在區(qū)域右側(cè)邊緣之間具有第五距離i5。在豎直方向上，led燈740與整個光學指紋傳感器720之間具有第六距離i6。由于像素區(qū)721為光學指紋傳感器720的一部分，因此，在豎直方向上，led燈740到像素區(qū)721之間的距離必然大于等于第六距離i6。

由上述可知，由于第四距離i4、第五距離i5和第六距離i6的存在，led燈740必然位于像素區(qū)721的正下方。第四距離i4、第五距離i5和led燈740自身寬度的總和，總是等于像素區(qū)721的其中一條邊長(可參考圖6中的邊長e1)。本實施例中，可以通過調(diào)整第四距離i4、第五距離i5和第六距離i6的大小，使led燈740處于合適位置，從而提高光學指紋傳感器模組所形成的指紋圖像清晰度。

本實施例光學指紋傳感器模組的其它未提及的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容可以參考本說明書前述相應(yīng)內(nèi)容。

與前述實施例不同的，如圖11，本實施例中，led燈730與光學指紋傳感器720之間具有聚光透鏡750，led燈740與光學指紋傳感器720之間具有聚光透鏡760。即，led燈730的出光面前面具有聚光透鏡750，聚光透鏡750能夠使led燈730的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光，led燈730的光線先進入聚光透鏡750，再進入光學指紋傳感器720。led燈740的出光面前面具有聚光透鏡760，聚光透鏡760能夠使led燈740的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光，led燈740的光線先進入聚光透鏡760，再進入光學指紋傳感器 720。

本實施例所提供的光學指紋傳感器模組中，整個光學指紋傳感器模組在不需要導光板的情況下，就能夠?qū)崿F(xiàn)指紋圖像的識別，形成清晰的指紋圖像，簡化了光學指紋傳感器模組的結(jié)構(gòu)，降低了成本。同時，led燈730和led燈740的出光面前面分別設(shè)置聚光透鏡750和聚光透鏡760，聚光透鏡750和聚光透鏡760能夠分別使led燈730和led燈740的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光，led燈730和led燈740的光線先進入相應(yīng)的聚光透鏡，再進入光學指紋傳感器720，因此，在進行指紋圖像采集時，能夠利用平行光線或者近平行光線進行指紋圖像的采集，從而得到更小畸變量和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

本發(fā)明第六實施例提供另一種光學指紋傳感器模組，請參考圖12，圖12是所述光學指紋傳感器模組的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述光學指紋傳感器模組包括保護層810、光學指紋傳感器820和背光源830。

本實施例中，背光源830位于像素區(qū)821的正下方，背光源830和光學指紋傳感器820之間具有間隔(所述間隔等于后續(xù)所述的第三距離j3)，背光源830發(fā)出的光線與保護層810的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。

本實施例中，背光源830發(fā)出的光線如圖12中黑色單向箭頭所示。由于背光源830位于像素區(qū)821的正下方，因此，在圖12所示剖面中，背光源830位于像素區(qū)821的正下方。并且，在圖12所示的剖面圖中，像素區(qū)821的正下方所在區(qū)域為兩個長虛線之間所在的區(qū)域，而背光源830落在這個區(qū)域內(nèi)。因此，圖12顯示的剖面中，在水平方向上，背光源830與像素區(qū)821的正下方所在區(qū)域左側(cè)邊緣之間具有之間具有第一距離j1，背光源830與像素區(qū)821的正下方所在區(qū)域右側(cè)邊緣之間具有之間具有第二距離j2；在豎直方向上，背光源830與整個光學指紋傳感器820之間具有第三距離j3。由于像素區(qū)821為光學指紋傳感器820的一部分，因此，在豎直方向上，背光源830到像素區(qū)821之間的距離必然大于等于第三距離j3。

由上述可知，由于第一距離j1、第二距離j2和第三距離j3的存在，背 光源830必然位于像素區(qū)821的正下方。本實施例中，可以通過調(diào)整第一距離j1、第二距離j2和第三距離j3的大小，使背光源830處于合適位置，從而提高光學指紋傳感器模組所形成的指紋圖像清晰度。

與前述實施例不同的，如圖12，本實施例中，光學指紋傳感器820和背光源830之間還包括透光介質(zhì)層840，背光源830發(fā)出的光線先進入透光介質(zhì)層840，然后再進入光學指紋傳感器820。透光介質(zhì)層840的折射率總是大于空氣的折射率的，并且透光介質(zhì)層840的下表面為聚光面(圖12中未標注)。本實施例中，透光介質(zhì)層840的聚光面能夠使背光源830的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光，背光源830的光線先進入透光介質(zhì)層840，再進入光學指紋傳感器820，因此，在進行指紋圖像采集時，能夠利用平行光線或者近平行光線進行指紋圖像的采集，從而得到更小畸變量和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

本實施例中，可以進一步選擇透光介質(zhì)層840的折射率在1.2以上，從而更進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

本實施例中，透光介質(zhì)層840的材料可以具體為玻璃層、塑料層或者光學膠層。

本實施例中，透光介質(zhì)層840的所述聚光面為橢球冠面。其它實施例中，透光介質(zhì)層840的所述聚光面也可以為斜面、球冠面、圓錐側(cè)表面或者棱錐側(cè)表面等。

需要說明的是，圖中雖未顯示，但本實施例中，在光學指紋傳感器820和透光介質(zhì)層840之間還可以具有第二光學膠層，背光源830發(fā)出的光線從透光介質(zhì)層840先進入所述第二光學膠層，再從第二光學膠層進入光學指紋傳感器820。第二光學膠層可以避免光學指紋傳感器820和透光介質(zhì)層840之間存在空氣，進而防止光線在光學指紋傳感器820和透光介質(zhì)層840之間的空氣中發(fā)生散射和折射，從而提高后續(xù)指紋圖像的質(zhì)量。

本實施例光學指紋傳感器模組的其它未提及的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容可以參考本說明書前述相應(yīng)內(nèi)容。

本發(fā)明第七實施例提供另一種光學指紋傳感器模組，請參考圖13，圖13 是所述光學指紋傳感器模組的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述光學指紋傳感器模組包括保護層910、光學指紋傳感器920和背光源930。

本實施例中，背光源930位于像素區(qū)921的正下方，背光源930和光學指紋傳感器920之間具有間隔(所述間隔等于后續(xù)所述的第三距離k3)，背光源930發(fā)出的光線與保護層910的上表面所成的夾角主要為直角或者接近于直角。

本實施例中，背光源930發(fā)出的光線如圖13中黑色單向箭頭所示。由于背光源930位于像素區(qū)921的正下方，因此，在圖13所示剖面中，背光源930位于像素區(qū)921的正下方。并且，在圖13所示的剖面圖中，像素區(qū)921的正下方所在區(qū)域為兩個長虛線之間所在的區(qū)域，而背光源930落在這個區(qū)域內(nèi)。因此，圖13顯示的剖面中，在水平方向上，背光源930與像素區(qū)921的正下方所在區(qū)域左側(cè)邊緣之間具有之間具有第一距離k1，背光源930與像素區(qū)921的正下方所在區(qū)域右側(cè)邊緣之間具有之間具有第二距離k2；在豎直方向上，背光源930與整個光學指紋傳感器920之間具有第三距離k3。由于像素區(qū)921為光學指紋傳感器920的一部分，因此，在豎直方向上，背光源930到像素區(qū)921之間的距離必然大于等于第三距離k3。

由上述可知，由于第一距離k1、第二距離k2、和第三距離k3的存在，背光源830必然位于像素區(qū)821的正下方。本實施例中，可以通過調(diào)整第一距離k1、第二距離k2、和第三距離k3的大小，使背光源830處于合適位置，從而提高光學指紋傳感器模組所形成的指紋圖像清晰度。

如圖13，本實施例中，光學指紋傳感器920和背光源930之間還包括透光介質(zhì)層940，背光源930發(fā)出的光線先進入透光介質(zhì)層940，然后再進入光學指紋傳感器920。本實施例中，可以進一步選擇透光介質(zhì)層940的折射率在1.2以上，從而更進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。透光介質(zhì)層940的材料可以具體為玻璃層、塑料層或者光學膠層。本實施例中，透光介質(zhì)層940的所述下表面為聚光面(圖13中未標注)，背光源930發(fā)出的光線從所述聚光面進入透光介質(zhì)層940，所述聚光面將背光源930發(fā)出的光線轉(zhuǎn)換為平行光或近平行光。

本實施例光學指紋傳感器模組的其它未提及的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容可以參考本說明書前述相應(yīng)內(nèi)容。

與前述實施例不同的，透光介質(zhì)層940的所述聚光面上(具體在下表面上)還具有光增透層950，光增透層950能夠增加背光源930的光線進入透光介質(zhì)層的比例，因此，在進行指紋圖像采集時，能夠利用更多光線進行指紋圖像的采集，從而得到清晰度和準確度更高的指紋圖像，進一步提高光學指紋傳感器模組的性能。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。