Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. WO2020113414 - MODULE DE RECONNAISSANCE D'EMPREINTES DIGITALES OPTIQUE ET DISPOSITIF ÉLECTRONIQUE

Document

说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22  

附图

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

说明书

发明名称 : 一种光学指纹识别模组及电子装置

技术领域

[0001]
本申请涉及指纹识别领域,尤其涉及一种光学指纹识别模组及电子装置。

背景技术

[0002]
指纹识别技术是指通过指纹识别模组感应、分析指纹的谷和脊的信号来识别指纹信息,具有安全性高,且操作方便快捷的优点,而被广泛的应用于电子产品中。指纹成像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,其中,光学指纹识别技术因其具有穿透能力强、支持全屏摆放、产品结构设计简单等特点,而逐渐成为指纹识别技术的主流。
[0003]
目前,现有的光学指纹模组通常包括光源、透镜组和与透镜组平行的图像传感器,使用时,需要将手指放在屏幕的光学镜片上,手指在内置光源照射下,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就不一样,经过透镜组聚焦调制后形成光强空间分布图像,然后在图像传感器件上得到多灰度指纹图像,可以实现较大区域的指纹图像采集。
[0004]
然而,在现有的光学指纹模组中,为满足指纹图像采集区域以保证指纹识别性能,其所需的焦距就会较长,导致光程变长,这样就会使模组的总体尺寸厚度变大,不能满足市场设计需求。
[0005]
发明内容
[0006]
本发明提供一种光学指纹识别模组及电子装置,以解决现有光学指纹模组,其所需焦距较长,光程较长而导致模组总体尺寸较厚的问题。
[0007]
一方面,本发明提供一种光学指纹识别模组,包括:反光板、光学调制器件和光学传感元件;
[0008]
其中,所述反光板和所述光学传感元件上下设置,且所述光学传感元件与所述反光板之间形成第一间隙,所述光学调制器件设置于所述第一间隙内,所述反光板包括位于所述光学调制器件一侧的反射区,以使经手指反射的光 经所述光学调制器件和所述反射区后进入所述光学传感元件的传感区域。
[0009]
在本发明的具体实施方式中,所述反光板被所述光学调制器件分割为位于所述光学调制器件一侧、与所述光学传感元件位于所述第一间隙内的传感区域对应的第一区域,以及位于所述光学调制器件另一侧的所述反射区,以使经手指反射的光在所述反射区反射后经所述光学调制器件进入所述传感区域。
[0010]
在本发明的具体实施方式中,所述反射区为所述反光板上与所述光学传感元件位于所述第一间隙内的传感区域相对应的第一区域,以使经手指反射的光经过所述光学调制器件后在所述反射区反射后进入所述传感区域。
[0011]
在本发明的具体实施方式中,所述反光板和所述光学传感元件之间还设有支撑架,所述支撑架用于支撑所述反光板和所述光学传感元件以形成所述第一间隙,所述支撑架与所述光学调制器件之间具有用于使所述传感区域和所述第一区域露出的第二间隙。
[0012]
在本发明的具体实施方式中,还包括:支撑在所述反光板下的第一支撑板,以及由所述第一支撑板朝所述光学传感元件突出的第一支撑凸台,所述第一支撑板与所述光学传感元件之间形成所述第一间隙,所述第一支撑板与所述光学调制器件连接,所述第一支撑凸台与所述光学调制器件之间具有用于使所述传感区域露出的第二间隙。
[0013]
在本发明的具体实施方式中,所述反光板一侧具有朝所述光学传感元件突出的第二支撑凸台,所述第二支撑凸台与所述光学调制器件之间具有用于使所述传感区域和所述第一区域露出的第二间隙。
[0014]
在本发明的具体实施方式中,所述光学传感元件包括主电路板和固定在所述主电路板上的光学传感芯片,所述光学传感芯片背离所述主电路板的一侧表面具有所述传感区域,且所述传感芯片与所述反光板之间形成所述第一间隙。
[0015]
在本发明的具体实施方式中,所述光学调制器件位于所述光学传感芯片上;或者,所述光学调制器件位于所述主电路板上;或者,
[0016]
所述光学调制器件位于所述支撑架上;或者,所述光学调制器件位于所述反光板上。
[0017]
在本发明的具体实施方式中,所述支撑架位于所述光学传感芯片上;或 者,所述支撑架位于所述主电路板上。
[0018]
在本发明的具体实施方式中,所述光学传感元件包括主电路板和固定在所述主电路板上的光学传感芯片,所述第一支撑凸台位于所述光学传感芯片上;或者,所述第一支撑凸台位于所述主电路板上。
[0019]
在本发明的具体实施方式中,所述光学传感元件包括主电路板和固定在所述主电路板上的光学传感芯片,所述第二支撑凸台位于所述光学传感芯片上;或者,所述第二支撑凸台位于所述主电路板上。
[0020]
在本发明的具体实施方式中,还包括:光源,所述光源设置于光学传感元件靠近所述光学调制器件的一侧,且所述光源与所述光学传感元件之间形成第一水平间隙。
[0021]
在本发明的具体实施方式中,还包括:光源,所述光源位于光学传感元件背离所述光学调制器件的一侧设置。
[0022]
在本发明的具体实施方式中,所述光源包括发光装置和与所述发光装置电性相连的光源电路板。
[0023]
在本发明的具体实施方式中,所述光源电路板与所述光学传感元件的主电路板相互独立设置,所述发光装置嵌设在所述光源电路板上。
[0024]
在本发明的具体实施方式中,所述光源电路板为由所述光学传感元件的主电路板延伸出的一部分,所述发光装置嵌设在所述光源电路板上;或者,
[0025]
所述发光装置位于所述光源电路板背向所述光学传感元件的一侧上设置。
[0026]
在本发明的具体实施方式中,所述发光装置包括发光二极管、有机发光二极管、垂直腔面发射激光器、激光二极管和屏幕中的至少一个。
[0027]
在本发明的具体实施方式中,所述主电路板包括PCB板、基板、软板或软硬结合板。
[0028]
在本发明的具体实施方式中,所述光学调制元件光学调制器件包括透镜单体、滤光片单体或透镜和滤光片的组合元件。
[0029]
在本发明的具体实施方式中,所述反光板的材质包括玻璃、硅、金属或塑料。
[0030]
在本发明的具体实施方式中,所述支撑架的材质包括玻璃、硅、金属或塑料。
[0031]
另一方面,本发明还提供一种电子装置,包括上述任一所述的光学指纹 识别模组。
[0032]
本发明提供一种光学指纹识别模组及电子装置,通过将反光板和光学传感元件上下设置并形成第一间隙,在该第一间隙中设置光学调制器件,且该反光板包括位于光学调制器件一侧的反射区,以使经手指反射的光经光学调制器件和反射区后进入传感区域,这样将手指放在屏幕上后,手指反射的、带有指纹信号的光经过反光板以及光学调制器件的反射和调制,形成光学图像信号后,再进入光学传感元件的表面,被光学传感元件的传感区域捕捉,并将光学图像信号转换成电信号传递到模组外部,以识别指纹,即将手指反射的光经过反射和调制后进入传感区域并输出,与现有的光学识别模组相比,通过反光板、光学传感元件及光学调制器件之间的位置结构设计,对从手指反射的、带有指纹信息的光的光路进行了反射折叠,这样就可以有效的减小指纹识别模组的厚度,同时也不会对指纹识别性能造成影响。解决了现有光学指纹模组,其所需焦距较长,光程较长而导致模组总体尺寸较厚的问题。

附图说明

[0033]
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]
图1为本发明实施例一提供的一种光学识别模组应用场景示意图;
[0035]
图2为本发明实施例三提供的一种光学识别模组的截面示意图;
[0036]
图3是本发明实施例四提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图;
[0037]
图4是本发明实施例五提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图;
[0038]
图5是本发明实施例五提供的一种光学指纹识别模组的俯视图;
[0039]
图6是本发明实施例六提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图;
[0040]
图7是本发明实施例六提供的一种光学指纹识别模组的俯视图;
[0041]
图8是本发明实施例七提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图;
[0042]
图9是本发明实施例八提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图;
[0043]
图10是本发明实施例九提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图;
[0044]
图11是本发明实施例十提供的一种光学指纹识别模组应用场景示意图;
[0045]
图12是本发明实施例十一提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图;
[0046]
图13是本发明实施例十二提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图;
[0047]
图14是本发明实施例十三提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图;
[0048]
图15是本发明实施例十四提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图。
[0049]
附图标记说明:
[0050]
光学传感元件-10;主电路板-11;光学传感芯片-12;屏幕-20;反光板-30;第二支撑凸台-31;反射区-32;光学调制器件-40;支撑架-50;第一支撑板-51;第一支撑凸台-52;光源-60;光源电路板-61;发光装置-62。

具体实施方式

[0051]
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0052]
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
[0053]
实施例一
[0054]
图1为本发明实施例一提供的一种光学识别模组应用场景示意图。
[0055]
一方面,本发明提供一种光学指纹识别模组,光学指纹识别是利用光的反射,将手指放在屏幕上时,从设置的光源或屏幕发出的光线照射在手指表面,光线在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就不一样,从而形成光强的分布图像,在传感器件上就得到多灰度的指纹图像,将该指纹图像与预先保存的指纹图像进行比对即实现了对指纹的识别。
[0056]
在本实施例中,该光学指纹识别模组包括:反光板30、光学调制器件40和光学传感元件10,其中,反光板30用于对经屏幕20上手指反射的光进行反射,光学调制器件40用于对进入其中的光线起到调制形成光学图像信号的作用,光学传感元件10用于捕捉其上的光学图像信号,将其转换成电信号, 并将该电信号传递到模组外部,以供外部电路进行指纹的比对识别。
[0057]
在本实施例中,反光板30和光学传感元件10上下设置,且光学传感元件10与反光板30之间形成第一间隙,光学调制器件40设置于该第一间隙内,反光板30包括位于光学调制器件40一侧的反射区32,以使经手指反射的光经反射区32反射和光学调制器件40调制后进入传感区域,这样,将手指放在屏幕20上后,手指反射的、带有指纹信号的光经过反光板30以及光学调制器件40的反射和调制,形成光学图像信号后,进入光学传感元件10的表面,被光学传感元件10的传感区域捕捉,并将光学图像信号转换成电信号传递到模组外部,以识别指纹,即将手指反射的光经过反射和调制后进入传感区域并输出,与现有的光学识别模组相比,通过反光板30、光学传感元件10及光学调制器件40之间的位置结构设计,对从手指反射、带有指纹信息的光的光路进行了反射折叠,这样就可以有效的减小指纹识别模组的厚度,同时也不会对指纹识别性能造成影响。
[0058]
需要说明的是,在本实施例中,对反射区32位于光学调制器件40的一侧的具体位置不做限定,能够使经手指反射的光在反射区32反射且经过光学调制器件40成像后,进入传感区域即可,反射区32可以是位于反光板30上光学调制器件40的一侧、与光学传感元件10位于第一间隙内的传感区域相应位置的第一区域,以使经手指反射的光先经过光学调制器件40形成光学图像后,在反射区32反射后进入传感区域;反射区也可以位于光学调制器件40的另一侧,以使经手指反射的光先在反射区32反射后经过光学调制器件40形成光学图像信号后,进入传感区域。
[0059]
具体的,如图1所示,以反射区为位于反光板上光学调制器件远离第一区域的另一侧,以使经手指反射的光先在反射区反射后经过光学调制器件形成光学图像信号后,进入传感区域为例,具体的,反光板30设置在光学传感元件10的上方,在光学传感元件10与反光板30相背的一侧设置有屏幕20,光学传感元件10表面具有传感区域,用于捕捉照射在其上的光学图像信号,光学传感元件10与反光板30之间形成有第一间隙,在该间隙内设置光学调制器件40,反光板被光学调制器件40分割为位于光学调制器件40一侧、与光学传感元件10位于第一间隙内的传感区域对应的第一区域,以及位于光学调制器件40另一侧的该反射区32,将手指放在屏幕20上时,照射在手指上 的光就会发生一次反射,此时该反射光信号中就包含有指纹信息,该倾斜的反射光照射在反光板30的反射区32发生二次反射,进入光学调制器件40中,经过调制成像后就进入该第一间隙中,照射在位于该第一间隙中的光学传感元件10上,并被该光学传感元件10上的传感区域捕捉,光学传感元件10将捕捉的光学图像信号转换为电学信号,并将该电学信号传递到模组外部,以识别该指纹,也就是说,从手指反射的、带有指纹信息的光学信号,在依次经过反射、调制、转换成电学信号后输出,这样就实现了对光路的折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄,以满足市场的设计需求。
[0060]
在本实施例中,照射在手指上的光可以是来自于屏幕自身发出的光,也可以是独立设置光源发出的光,在本实施例中不做限制。
[0061]
其中,该光学指纹识别模组包括光源60时,该光源60可以设置于光学传感元件10靠近光学调制器件40的一侧,且光源60与光学传感元件10间形成第一水平间隙,以保证从手指反射的光可以通过第一水平间隙射进光学指纹识别模组中;该光源也可以位于光学传感元件10远离光学调制器件40的一侧设置。光源所用的电路板可以是主电路板11的延伸部分,也可以是另外设置的光源电路板61。对该光源的发光装置62的类型也不做限制,该发光装置62可以是正发光装置也可以是侧发光装置。
[0062]
其中,在本实施例中,发光装置62包括发光二极管、有机发光二极管、垂直腔面发射激光器或激光二极管,发光装置62可以是正发光装置,也可以是侧发光装置,其可以是发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)或者是激光二极管等可以发出光学信号的元件,在本实施例中不做限制。
[0063]
在本实施例中,该光学调制器件40包括透镜单体、滤光片单体或透镜和滤光片的组合元件,光学调制器件40可以是透镜单体、滤光片单体,也可以是透镜和滤光片的组合元件,也可以是其它能够起到调制光路作用的单体或组合元件,在本实施例中不做限制。
[0064]
在本实施例中,该反光板30的材质包括玻璃、硅、金属或塑料,反光板30可以是玻璃材质、硅材质、金属材质、塑料材质的反光板,也可以是其它可以成型的材质,反光板30的表面可以镀有反光膜,也可以不镀反光膜,在 本实施例中不做限制。
[0065]
需要说明的是,在本实施例中,该第一间隙中设置有光学调制器件40,为支撑该反光板30和光学调制器件40,可在该第一间隙中设置支撑体,或者可以使反光板30远离光学调制器件40的另一端具有可起支撑作用的结构,在本实施例中不做限制,在设置时保证第一空隙以及其中的传感区域不被遮盖即可。
[0066]
本发明提供一种光学指纹识别模组,通过将反光板30和光学传感元件10上下设置并形成第一间隙,在该第一间隙中设置光学调制器件40,且该反光板包括位于光学调制器件40一侧的反射区32,以使经手指反射的光经光学调制器件40和反射区32后进入传感区域,这样将手指放在屏幕20上后,手指反射的、带有指纹信号的光经过反光板30以及光学调制器件40的反射和调制,形成光学图像信号后,进入光学传感元件10的表面,被光学传感元件10的传感区域捕捉,并将光学图像信号转换成电信号传递到模组外部,以识别指纹,即将手指反射的光经过反射和调制后进入传感区域并输出,与现有的光学识别模组相比,通过反光板30、光学传感元件10及光学调制器件40之间的位置结构设计,对从手指反射、带有指纹信息的光的光路进行了反射折叠,这样就可以有效的减小指纹识别模组的厚度,同时也不会对指纹识别性能造成影响。解决了现有光学指纹模组,其所需焦距较长,光程较长而导致模组总体尺寸较厚的问题。
[0067]
实施例二
[0068]
进一步的,在上述实施例一的基础上,在本实施例中,反光板30被光学调制器件40分割为位于光学调制器件40一侧、与光学传感元件10位于第一间隙内的传感区域对应的第一区域,以及位于光学调制器件40另一侧的反射区32,以使经手指反射的光在反射区32反射后经光学调制器件40进入传感区域。光学调制器件40将反光板30分割为第一区域和反射区32,该第一区域位于光学调制器件40一侧、与位于第一间隙的传感区域位置相对应,该反射区32位于光学调制器件40的另一侧,以使经手指反射的光在反射区32反射后经光学调制器件40进入传感区域,也就是说,从屏幕20上的手指反射的、带有指纹信号的光首先照射在反光板30上,经过反光板30的反射后,进入光学调制器 件40,经过调制后成像在光学传感元件10表面,被光学传感元件10的传感区域捕捉并将该光学图像信号转换成电信号传递到模组外部,以识别指纹,即将手指反射的光依次经过反射、调制、转换成电学信号后输出,实现对从手指反射、带有指纹信息的光的光路的折叠,这样就可以有效的减小指纹识别模组的厚度,同时也不会对指纹识别性能造成影响。
[0069]
需要说明的是,在本实施例中,反光板30和光学传感元件10之间形成第一间隙,同时反光板30被光学调制器件40分割为位于光学调制器件40一侧的、与第一间隙内传感区域相对应的第一区域,以及位于光学调制器件40另一侧的反射区32,其中,该反射区32用于保证从手指反射的光可以经过该反射区32被二次反射后经过光学调制器件40,该第一间隙用于保证光学传感元件10的传感区域不被遮盖,且经过光学调制器件40调制后的光可以进入光学传感元件10表面被传感区域捕捉,因此,对于第一间隙和反射区32的大小并无其它要求,能够使经手指反射的光在反射区32反射后经光学调制器件40进入光学传感元件10的传感区域即可。
[0070]
本发明实施例提供的一种光学指纹识别模组,通过反光板30被光学调制器件40分为位于光学调制器件40一侧的、与光学传感元件10在第一间隙内的传感区域对应的第一区域和位于光学调制器件40另一侧的反射区32,以使经手指反射的光在反射区32反射后,经光学调制器件40进入光学传感元件10的传感区域,这样将手指放在屏幕20上时,经过手指反射的、带有指纹信息的光学信号,经过反射区32反射后,进入光学调制器件40并进行调制后成像,进入第一间隙中照射在光学传感元件10上,并被光学传感元件10上的传感区域捕捉,光学传感元件10将捕捉的光学图像信号转换为电学信号,并将该电学信号传递到模组外部,以识别该指纹,也就是说将手指反射的光依次经过反射、调制、转换成电学信号后输出,实现了对从手指反射的光光路的折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度。
[0071]
实施例三
[0072]
图2为本发明实施例三提供的一种光学识别模组的截面示意图。
[0073]
进一步的,在上述实施例二的基础上,在本实施例中,反光板30和光学传感元件10之间还设有支撑架50,支撑架50用于支撑反光板30和光学传感元 件10以形成第一间隙,该支撑架50与光学调制器件40之间具有用于使传感区域和第一区域露出的第二间隙。在反光板30和光学传感元件10之间设置支撑架50,用于支撑反光板30和光学传感元件10,使反光板30和光学传感元件10之间在纵向的方向上形成第一间隙,而支撑架50与光学调制器件40之间具有可以使传感区域和第一区域露出的第二间隙,第二间隙是指光学调制器件40与支撑架50之间在横向的方向上间隔形成第二间隙,该第一间隙和第二间隙共同形成了可供光传播的空间,从而使经过光学调制器件40调制后的光学图像信号可以进入该空间并照射在光学传感元件10的表面,被光学传感元件10位于该空间内的传感区域捕捉,以将其转换为电信号输出。另外,该支撑架50还可以起到遮挡外部环境光线的作用,以避免环境光线带来的干扰。
[0074]
具体的,如图2所示,在本实施例中,反光板30和光学传感元件10之间设有支撑架50,使反光板30和光学传感元件10之间形成纵向的第一间隙,支撑架50与光学调制器件40之间还具有用于使传感区域和第一区域露出的横向的第二间隙,从而使经过光学调制器件40调制后的光能够进入第一间隙和第二间隙形成的空间内,照在光学传感元件10表面上,并被传感区域捕捉,光学传感元件10将捕捉的光学图像信号转换成电学信号并输出模组外部,进而实现指纹的识别。
[0075]
在本实施例中,支撑架50的材质包括玻璃、硅、金属或塑料,该支撑架50可以是玻璃材质、硅材质、金属材质、塑料材质或者其它能够成型的材质的支撑架,在本实施例中不做限制。
[0076]
进一步的,在本实施例中,光学传感元件10包括主电路板11和固定在主电路板11上的光学传感芯片12,该光学传感芯片12背离主电路板11的一侧表面具有传感区域,且光学传感芯片12与反光板30形成第一间隙。如图2所示,在本实施例中,光学传感元件10包括主电路板11和设置在该主电路板11上的光学传感芯片12,该光学传感芯片12与反光板30之间形成第一间隙,其中,该光学传感芯片12背离主电路板11的一侧表面具有传感区域,该传感区域用于捕捉照射在其上的光学图像信号,该光学传感芯片12用于将传感区域捕捉的光学图像信号转换为电学信号,该光学传感芯片12的表面还设有用于与主电路电性相连的衬垫(Pad),主电路板11包括设置在电路板正面与光学传感芯片12的Pad电性相连的金手指,以及设置在电路板的尾部,与模组外部电路 电性相连的连接器或焊盘,该金手指与连接器或焊盘之间通过金属线电性相连,该主电路板11用于将光学传感芯片12输出的电学信号输出到模组外部,以使外部电路根据该电学信号进行指纹比对识别。
[0077]
在本实施例中,主电路板11包括PCB板、基板、软板或软硬结合板,该主电路板11可以是PCB电路板、基板、软板或软硬结合板等类型的电路板,主电路板11为软板时,该主电路板11的背面还设有补强板。
[0078]
需要说明的是,光学调制器件可以位于光学传感芯片上,或者位于主电路板上;或者,该光学调制器件可以位于支撑架上或者位于反光板上,此处的光学调制器件位于支撑架上,或者反光板上是指在制作该光学指纹识别模组时,光学调制器件可以与反光板贴合以设置在反光板上,也可以贴合设置在支撑架上,或者也可以将支撑架和光学调制器件首先与反光板贴合形成一个整体,在本实施例中不做限制。
[0079]
其中,在本实施例中,光学调制器件40位于光学传感芯片12上,如图2所示,在本实施例中,光学调制器件40设置在光学传感芯片12上,并将反光板30分割为第一区域和反射区32,该光学调制器件40与光学传感芯片12之间垂直或形成夹角,以使从光学调制器件40中射出的光可以照射到光学传感芯片12的传感区域上。
[0080]
在本实施例中,支撑架50位于光学传感芯片12上,如图2所示,该支撑架50位于光学传感芯片12与反光板30之间,以使光学传感芯片12与反光板30之间形成第一间隙,同时该支撑架50与光学调制器件40之间形成第二间隙,以使传感区域和第一区域露出,这样就能够使经过光学调制器件40调制后射出的光进入到第一间隙和第二间隙形成的空间中,并照射到传感芯片的传感区域上,从而实现对光学图像信号的捕捉。
[0081]
进一步的,在本实施例中,该光学指纹识别模组还包括:光源60,光源60设置于光学传感元件10靠近光学调制器件40的一侧,且光源60与光学传感元件10之间形成第一水平间隙,具体的,光源60与光学传感元件10的主电路板11之间形成第一水平间隙。如图2所示,该光学指纹识别模组还包括光源60,该光源60位于光学传感元件10靠近光学调制器件40的一侧,而且光源60与光学传感元件10下的主电路板11之间形成有第一水平间隙,以使经手指反射的光可以通过第一水平间隙进入反射区32进行二次反射,这样将手指放在屏幕 20上时,光源60发出的光经过屏幕20照射在手指上后发生一次反射,反射的光通过该第一水平间隙照射在反射区32并进行第二次反射,从而进入光学调制器件40中。
[0082]
其中,在本实施例中,光源60包括发光装置62和与该发光装置62电性相连的光源电路板61,如图2所示,该光源电路板61为独立设置的电路板,该发光装置62位于该光源电路板61背向光学光学传感元件10的一侧上设置。
[0083]
在本实施例中,如图2所示,反光板30设置在光学传感元件10的上方,光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,该光学传感芯片12与反光板30之间形成第一间隙,光学调制器件40设于该第一间隙中,并位于光学传感芯片12上,反光板30被光学调制器件40分割为第一区域和反射区32,反光板30与光学传感芯片12之间还设有支撑架50,该支撑架50与光学调制器件40间具有第二间隙,在光学传感元件10靠近光学调制器件40的一侧还设有光源60,该光源60包括LED发光装置62和光源电路板61,该发光装置62位于该光源电路板61背向光学光学传感元件10的一侧上设置,且该光源电路板61与主电路板11之间具有第一水平间隙。LED发光装置发出的光,经过屏幕上手指第一次反射后再经过反射板的第二次反射,进入光学调制器件40进行调制后,照射到光学传感芯片12上将其转换成电学信号后经过主电路板11输出,这样就实现对从手指反射的光的光路折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0084]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,可首先将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,将切割好的光学传感芯片贴到主电路板上,之后将光学调制器件和支撑架分别贴合到光学传感芯片表面,并留出第二间隙以保证传感区域不被遮盖,最后将反光板贴合到支撑架和光学调制器件上,贴合完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与主电路板表面的引脚(Lead)通过金属线电性连接,最后根据实际需求,可选的在金属线上做点胶保护,再将LED发光装置贴装到光源电路板上,上述所有的贴合可以使用胶水或者胶膜,焊线工序可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间进行。
[0085]
实施例四
[0086]
图3是本发明实施例四提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图。
[0087]
与实施例三不同的是,在本实施例中,光源60位于光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置,且该光源60的发光装置62为侧发光装置,光源60的光源电路板61为由光学传感元件10的主电路板11延伸出的一部分,该侧发光装置位于主电路板11朝向光学传感元件10的一侧上设置,反光板30、光学传感芯片12、主电路板11、光学调制器件40以及支撑架50之间的设置方式可参见实施例三,在本实施例中不再赘述。
[0088]
具体的,如图3所示,反光板30设置在光学传感元件10的上方,光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,该光学传感芯片12与反光板30之间形成第一间隙,光学调制器件40设于该第一间隙中,并位于光学传感芯片12上,该光学调制器件40将该反光板30分割为第一区域和反射区32,反光板30与传感芯片之间还设有支撑架50,该支撑架50与光学调制器件40间具有第二间隙,在光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置有光源60,该光源60的发光装置62为侧发光LED装置,该光源60的光源电路板61为主电路板11延伸出的一部分,该侧发光装置62位于主电路板11朝向光学传感芯片12的一侧上设置。侧发光装置62发射的光,经过屏幕20上手指的第一次反射后再经过反射板的第二次反射,进入光学调制器件40进行调制后,进入第一间隙和第二间隙形成的空间并照射到光学传感芯片12上,光学传感芯片12将其转换成电学信号后经过主电路板11输出,可以实现对从手指反射的光的光路折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0089]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,首先将侧发光LED贴装到电路板上,然后将光学调制器件和支撑架贴到反光板上组成一个整体,再将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,将切割好的光学传感芯片贴到主电路板上,之后将组成一个整体的反光板、光学调制器件、支撑架一起贴到光学传感芯片上方,贴合作业完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与电路板表面的Lead通过金属线电性连接,之后根据实际需求,可选的在金属线上做点胶保护,上述所有贴合可以使用胶水或者胶膜,以上的焊线工序,可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间。
[0090]
实施例五
[0091]
图4是本发明实施例五提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图,图5是本发明实施例五提供的一种光学指纹识别模组的俯视图。
[0092]
进一步的,在上述实施例二的基础上,在本实施例中,该光学指纹识别模组还包括:支撑在反光板30下的第一支撑板51,以及由第一支撑板51朝光学传感元件10突出的第一支撑凸台52,该第一支撑板51与光学传感元件10之间形成第一间隙,第一支撑板51与光学调制器件40连接,第一支撑凸台52与光学调制器件40之间具有用于使光学传感元件10的传感区域露出的第二间隙,且该第一支撑凸台52位于光学传感元件10的光学传感芯片12上,需要说明的是,第一支撑板51与光学调制器件40连接时,需保证反光板30与光学传感芯片12之间仍具有第一间隙。如图4所示,第一支撑板51和第一支撑凸台52构成了支撑架,第一支撑板51支撑在反光板30下,第一支撑板51具有朝光学传感元件10突出的第一支撑凸台52,第一支撑板51与光学调制器件40连接,第一支撑凸台52位于光学传感芯片12上,第一支撑板51与光学传感元件10形成第一间隙,第一支撑凸台52与光学调制器件40之间形成了第二间隙,反光板30与光学传感芯片12之间的第一间隙和该第二间隙共同形成了可供光传播的空间,从而使经过光学调制器件40调制后的光学图像信号可以进入该空间并照射在光学传感元件10的表面,并被光学传感元件10位于该空间内的传感区域捕捉,以将其转换为电信号输出。
[0093]
进一步的,在本实施例中,光学传感元件10包括主电路板11和固定在主电路板11上的光学传感芯片12,主电路板11和光学传感芯片12具体的设置及连接方式参见实施例三,在本实施例中不再赘述。
[0094]
进一步的,在本实施例中,光源60位于光学传感元件10靠近光学调制器件40的一侧,且与光学传感元件10之间形成第一水平间隙,具体的,光源60的光源电路板61与光学传感元件10的主电路板11之间形成第一水平间隙,以使经手指反射的光能够通过第一水平间隙照射在反射区32上进行反射。该光源60的光源电路板61为由主电路板11延伸出的一部分,光源60的发光装置62嵌设在光源电路板上,如图4所示,在本实施例中,光源60设置在光学传感元件10靠近光学调制器件40的一侧,且与光学传感芯片12下的主电路板11之间形成第一水平间隙,以使经手指反射的光可以通过第一水平间隙进入反射区32进行二次反光。该光源60的光源电路板61为由主电 路板11延伸出的一部分,该光源60的发光装置62嵌设在光源电路板上,嵌设有发光装置62的光源电路板与位于光学传感芯片12下的主电路板11之间具有第一水平间隙,以使经手指反射的光可以在反光板30的反射区32上进行第二次反射。
[0095]
在本实施例中,反光板30的长度大于光学传感芯片12的长度,反光板30的宽度大于光学传感芯片12的宽度,如图5所示,在本实施例中,反光板30的长度大于光学传感芯片12的长度,在长度方向上,反光板30长出光学传感芯片12的部分就可以形成反射区32,反光板30的反射区32在电路板上的投影相应位置为镂空结构,该镂空结构远离反光板30的一侧设置发光装置62,这样就能使电源与光学传感芯片12下的主电路板11之间形成第一水平间隙。
[0096]
其中,在本实施例中,反光板30、光学传感芯片12、主电路板11、光学调制器件40之间的设置方式参见实施例三,在本实施例中不再赘述。
[0097]
具体的,如图4所示,在本实施例中,反光板30设置在光学传感元件10的上方,光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,该光学传感芯片12与反光板30之间形成第一间隙,光学调制器件40设于该第一间隙中,并位于光学传感芯片12上,该反光板30被光学调制器件40分割为第一区域和反射区32,反光板30下设置有用于支撑的第一支撑板51,第一支撑板51具有朝光学传感元件10突出的第一支撑凸台52,第一支撑板51与光学调制器件40相连,第一支撑凸台52位于光学传感芯片12上,第一支撑板51与光学传感芯片12之间形成第一间隙,第一支撑凸台52与光学调制器件40之间形成第二间隙,在靠近光学调制器件的一侧设置有光源60,该光源60的光源电路板61为由主电路板11延伸出的一部分,光源60的LED发光装置62嵌设在光源电路板上,且嵌设有发光装置62的光源电路板与位于光学传感芯片12下的主电路板11之间具有第一水平间隙,以使经手指反射的光可以在反光板30的反射区32上进行第二次反射,这样从发光装置62发出的光,经过屏幕20上手指的第一次反射后进入第一水平间隙照射在反光板30上,经过反光板30的第二次反射,进入光学调制器件40进行调制后,进入第一间隙和第二间隙形成的空间并照射到光学传感芯片12上,光学传感芯片12将其转换成电学信号后经过主电路板11输出,可以折叠从手指反射的 光的光路,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0098]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,首先将LED贴装到电路板上,然后将光学调制器件贴合到第一支撑板上,与第一支撑凸台和第一支撑板组成一个整体,将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,将切割好的光学传感芯片贴到电路板上,之后将组成一个整体的光学调制器件、支架一起贴到光学传感芯片上方,将反光板贴到支架上,贴合完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与电路板表面的Lead通过金属线电性连接,最后根据实际需求,可选的在金属线上做点胶保护,上述所有贴合可以使用胶水或者胶膜,以上的焊线工序,可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间。
[0099]
实施例六
[0100]
图6是本发明实施例六提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图,图7是本发明实施例六提供的一种光学指纹识别模组的俯视图。
[0101]
与实施例五不同的是,在本实施例中,第一支撑凸台52位于光学传感元件10的主电路板11上,且光源60位于光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置,反光板30、光学传感芯片12、主电路板11、光学调制器件40以及第一支撑板51之间的设置方式可参见实施例五,在本实施例中不再赘述。
[0102]
具体的,如图6和图7所示,在本实施例中,反光板30设置在光学传感元件10的上方,光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,其中,反光板30的长度大于光学传感芯片12的长度,反光板30的宽度小于光学传感芯片12的宽度,该光学传感芯片12与反光板30之间形成第一间隙,光学调制器件40设于该第一间隙中,并位于光学传感芯片12上,该光学调制器件40将该反光板30分割为第一区域和反射区32,第一支撑板51支撑在反光板30下,且与光学调制器件40相连,第一支撑凸台52位于主电路板11上,第一支撑板51与光学传感芯片12之间形成第一间隙,第一支撑凸台52与光学调制器件40之间形成第二间隙,在光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置有光源60,该光源60的光源电路板61为由主电路板11延伸出的一部分,光源60的LED发光装置62嵌设在光源电路板上,这样从 发光装置62发出的光,经过屏幕20上手指的第一次反射后再照射再反光板30上,经过反光板30的第二次反射,经过光学调制器件40进行调制后,进入第一间隙和第二间隙形成的空间并照射到光学传感芯片12上,光学传感芯片12将其转换成电学信号后经过主电路板11输出,实现对光路的折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0103]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,首先将LED贴装到电路板上,然后将光学调制器件贴合到第一支撑板上,组成一个整体,将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,将切割好的光学传感芯片贴到主电路板上,之后将组成一个整体的光学调制器件、第一支撑板、第一支撑凸台一起贴到主电路板表面,再将反光板贴到第一支撑板上,贴合完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与电路板表面的Lead通过金属线电性连接,最后根据实际需求,可选的在金属线上做点胶保护,上述的所有贴合可以使用胶水或者胶膜,以上的焊线工序,可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间。
[0104]
实施例七
[0105]
图8是本发明实施例七提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图。
[0106]
进一步的,在上述实施例二的基础上,在本实施例中,反光板30一侧具有朝光学传感元件10突出的第二支撑凸台31,第二支撑凸台31与光学调制器件40之间具有用于使光学传感元件10的传感区域和第一区域露出的第二间隙,且该第二支撑凸台31位于光学传感元件10的光学传感芯片12上,在本实施例中,反光板30与用于支撑的第二支撑凸台31是一体成型的,该第二支撑凸台31位于反光板30和光学传感芯片12之间以形成第一间隙,第二支撑凸台31与光学调制器件40之间形成第二间隙,第一间隙与第二间隙形成可供光传播的空间,以使经过光学调制器件40调制后的光学图像信号可以进入该空间并照射在光学传感元件10的表面,并被光学传感元件10位于该空间内的传感区域捕捉,以将其转换为电信号输出。
[0107]
进一步的,在本实施例中,光学传感元件10包括主电路板11和固定在主电路板11上的光学传感芯片12,主电路板11和光学传感芯片12具体的设置及连接方式参见实施例三,在本实施例中不再赘述。
[0108]
在本实施例中,未单独设置光源60,可以使用屏幕20自身发出的光在手指上一次反射后,再经过反射板进行第二次反射之后,经过调制、转换以输出。
[0109]
在本实施例中,反光板30、光学传感芯片12、主电路板11以及光学调制器件40之间的设置方式可以参见实施例三,在本实施例中不再赘述。
[0110]
具体的,如图8所示,在本实施例中,反光板30设置在光学传感元件10的上方,该光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,反光板30一侧具有朝光学传感元件10突出的第二支撑凸台31,该第二支撑凸台31用于支撑反光板30和光学传感元件10以形成第一间隙,且第二支撑凸台31与光学调制器件40之间具有用于使光学传感元件10的传感区域和第一区域露出的第二间隙,且该第二支撑凸台31位于光学传感芯片12上,手指放在屏幕20上时,屏幕20发出的光照射在手指上发生第一次反射后,再照射在反光板30上,经过反光板30的第二次反射,经过光学调制器件40进行调制后,进入第一间隙和第二间隙形成的空间并照射到光学传感芯片12上,光学传感芯片12将其转换成电学信号后经过主电路板11输出,实现对光路的折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0111]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,首先使用硅蚀刻或者注塑成型的方式,使反光板的一侧具有支撑作用的、突出的第二支撑凸台,然后将光学调制器件贴合到一体的反光板和第二支撑凸台上,形成一个整体,再将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,将切割好的光学传感芯片贴到主电路板上,之后将组成一个整体的光学调制器件、第二支撑凸台一起贴到光学传感芯片上方,贴合完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与电路板表面的Lead通过金属线电性连接,最后根据实际需求,可选的在金属线上做点胶保护,上述所有贴合可以使用胶水或者胶膜,以上的焊线工序,可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间。
[0112]
实施例八
[0113]
图9是本发明实施例八提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图。
[0114]
与实施例七不同的是,在本实施例中,该光学指纹识别模组包括光源60, 该光源60位于光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置,该光源60的光源电路板61为单独设置的电路板,该光源60的发光装置62位于光源电路板61背向光学传感元件10的一侧上设置,反光板30、第二支撑凸台31、光学调制器件40、光学传感芯片12以及主电路板11的设置方式可以参见实施例七,在本实施例中不再赘述。
[0115]
具体的,如图9所示,在本实施例中,反光板30设置在光学传感元件10的上方,该光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,在反光板30的一侧具有朝光学传感元件10突出的第二支撑凸台31,第二支撑凸台31用于支撑反光板30和光学传感元件10以形成第一间隙,且第二支撑凸台31与光学调制器件40之间具有用于使光学传感元件10的传感区域和第一区域露出的第二间隙,该第二支撑凸台31位于光学传感芯片12上,在光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置有光源60,该光源60的光源电路板61为单独设置的电路板,光源60的LED发光装置62位于光源电路板61背向光学传感元件10的一侧上设置,手指放在屏幕20上时,发光装置62发出的光照射在手指上发生第一次反射后,再照射在反光板30上,经过反光板30的第二次反射,经过光学调制器件40进行调制后,进入第一间隙和第二间隙形成的空间并照射到光学传感芯片12上,光学传感芯片12将其转换成电学信号后经过主电路板11输出,可以折叠从手指反射的光的光路,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0116]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,首先使用硅蚀刻或者注塑成型的方式,使反光板的一侧具有第二支撑凸台,然后将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,将切割好的光学传感芯片贴到主电路板上,再将光学调制器件贴合到光学传感芯片上方,之后将整体的反光板和第二支撑凸台贴到光学传感芯片上方,贴合完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与电路板表面的Lead通过金属线电性连接,然后根据实际需求,可选的在金属线上做点胶保护,最后,将LED贴装到光源电路板上,上述所有贴合可以使用胶水或者胶膜,以上的焊线工序,可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间。
[0117]
实施例九
[0118]
图10是本发明实施例九提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图。
[0119]
与实施例八相比不同的是,在本实施例中,反光板30一侧具有的第二支撑凸台31位于光学传感元件10的主电路板11上,且光学调制器件40也位于主电路板11上,另外,光源60位于光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置,该光源60的发光装置62为侧发光装置,光源60的光源电路板61为独立设置的电路板,该发光装置62位于光源电路板61朝向光学传感元件10的一侧上设置,反光板30、光学传感芯片12以及主电路板11之间的设置方式可以参见实施例八,在本实施例中不再赘述。
[0120]
具体的,如图10所示,反光板30设置在光学传感元件10的上方,该光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,在反光板30的一侧具有朝光学传感元件10突出的第二支撑凸台31,第二支撑凸台31用于支撑反光板30和光学传感元件10以形成第一间隙,且第二支撑凸台31与光学调制器件40之间具有用于使光学传感元件10的传感区域和第一区域露出的第二间隙,该第二支撑凸台31和光学调制器件40分别位于主电路板11上,在光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置有光源60,该光源60的发光装置62为侧发光LED装置,发光装置62位于该光源电路板61朝向光学传感元件10的一侧上设置,手指放在屏幕20上时,侧发光装置62发出的光照射在手指上发生第一次反射后,再照射在反光板30上,经过反光板30的第二次反射,经过光学调制器件40进行调制后,进入第一间隙和第二间隙形成的空间并照射到光学传感芯片12上,光学传感芯片12将其转换成电学信号后经过主电路板11输出,可以实现对从手指反射的光的光路折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0121]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,首先使用硅蚀刻或者注塑成型的方式,使反光板的一侧具有第二支撑凸台,然后将光学调制器件贴合到反光板上,形成一个整体,再将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,将切割好的光学传感芯片贴到主电路板上,之后将组成一个整体的光学调制器件、第二支撑凸台一起贴到主电路板上方,贴合完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与电路板表面的Lead通过金属线电性连接,然后根据实际 需求,可选的在金属线上做点胶保护,最后将LED贴装到光源电路板上。上述所有贴合可以使用胶水或者胶膜,以上的焊线工序可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间。
[0122]
实施例十
[0123]
图11是本发明实施例十提供的一种光学指纹识别模组应用场景示意图。
[0124]
进一步的,在上述实施例一的基础上,在本实施例中,反射区32为反光板30上与光学传感元件10位于第一间隙内的传感区域对应的第一区域,以使经手指反射的光经过光学调制器件40后,照射在反射区32,并进行反射后进入传感区域。反射区32位于反光板30上与第一间隙内的传感区域对应的第一区域,使经手指反射的光经过光学调制器件40后,照在在反射区32上反射后进入传感区域,这样将手指放在屏幕20上时,从手指反射的、带有指纹信号的光首先经过光学调制器件40后进入第一间隙内,照射在反射板30的反射区32上,并被反射到该传感区域表面,被光学传感元件10的传感区域捕捉并将该光学图像信号转换成电信号传递到模组外部,以识别指纹,即将手指反射的光依次经过调制、反射、转换成电学信号后输出,实现对从手指反射、带有指纹信息的光的光路的折叠,这样就可以有效的减小指纹识别模组的厚度,同时也不会对指纹识别性能造成影响。
[0125]
具体的,如图11所示,在本实施例中反光板30设置在光学传感元件10的上方,在光学传感元件10与反光板30相背的一侧设置有屏幕20,光学传感元件10表面具有传感区域,用于捕捉照射在其上的光学图像信号,光学传感元件10与反光板30之间形成有第一间隙,在该间隙内设置光学调制器件40,反光板30上与光学传感元件10位于第一间隙内的传感区域对应的第一区域为反射区32,这样将手指放在屏幕20上时,照射在手指上的光就会发生一次反射,此时该反射光信号中就包含有指纹信息,该倾斜的反射光首先进入光学调制器件40调制成像后进入该第一间隙中,照射在反光板30的反射区32上,并发生二次反射进入传感区域,光学传感元件10将捕捉的光学图像信号转换为电学信号,并将该电学信号传递到模组外部,以识别该指纹,也就是说,从手指反射的、带有指纹信息的光学信号,依次经过调制、反射、转换成电学信号后输出,这样就实现了对光路的折叠,有效的减小了指纹识 别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄,以满足市场的设计需求。
[0126]
需要说明的是,在本实施例中,反光板30和光学传感元件10之间形成第一间隙,同时反射区32为与第一间隙内传感区域相对应的第一区域,其中,该第一间隙用于保证光学传感元件10的传感区域不被遮盖,且经过光学调制器件40调制后的光可以进入第一间隙中,并照射在位于第一间隙中的反射区32上,因此,对于第一间隙和反射区32的大小并无其它要求,能够使经手指反射的光经光学调制器件40进入第一间隙,照射在反射区32上反射后,进入光学传感元件10的传感区域即可。
[0127]
本发明实施例提供的一种光学指纹识别模组,通过将反射区32设置为反光板30上与光学传感元件10位于第一间隙内的传感区域对应的第一区域,以使经手指反射的光经过光学调制器件40调制后,进入第一间隙并照射在反射区32上,进行反射后照射到传感区域表面,这样将手指放在屏幕20上时,经过手指反射的、带有指纹信息的光学信号,经过光学调制器件40调制形成光学图像信号并进入第一间隙后,照射到反射区32上,进行反射后,照射在光学传感元件10的传感区域上,并被传感区域捕捉,光学传感元件10将捕捉的光学图像信号转换为电学信号,并将该电学信号传递到模组外部,以识别该指纹,也就是说将手指反射的光依次经过调制、反射、转换成电学信号后输出,实现了对从手指反射的光的光路折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度。
[0128]
实施例十一
[0129]
图12是本发明实施例十一提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图。
[0130]
进一步的,在上述实施例十的基础上,在本实施例中,反光板30和光学传感元件10之间还设有支撑架50,支撑架50用于支撑反光板30和光学传感元件10以形成第一间隙,该支撑架50与光学调制器件40之间具有用于使传感区域和第一区域露出的第二间隙。在反光板30和光学传感元件10之间设置支撑架50,用于支撑反光板30和光学传感元件10,使反光板30和光学传感元件10之间在纵向的方向上形成第一间隙,而支撑架50与光学调制器件40之间具有可以使传感区域和第一区域即反射区32露出的第二间隙,第 二间隙是指光学调制器件40与支撑架50之间在横向的方向上间隔形成第二间隙,该第一间隙和第二间隙共同形成了可供光传播的空间,从而使经过光学调制器件40调制后的光学图像信号可以进入该空间并照射在第一区域即反射区32上,被反射后照射到光学传感元件10的传感区域表面,并将其转换为电信号输出。另外,该支撑架50还可以起到遮挡外部环境光线的作用,以避免环境光线带来的干扰。
[0131]
具体的,如图12所示,在本实施例中,反光板30和光学传感元件10之间设有支撑架50,使反光板30和光学传感元件10之间形成纵向的第一间隙,支撑架50与光学调制器件40之间还具有用于使传感区域和反射区32露出的横向的第二间隙,从而使经过光学调制器件40调制后的光能够进入第一间隙和第二间隙形成的空间内,照在反射区上进行反射后,进入传感区域,光学传感元件10将传感区域捕捉的光学图像信号转换成电学信号并输出模组外部,进而实现指纹的识别。
[0132]
在本实施例中,支撑架50的材质包括玻璃、硅、金属或塑料,该支撑架50可以是玻璃材质、硅材质、金属材质、塑料材质或者其它能够成型的材质的支撑架,在本实施例中不做限制。对支撑架的形状在本实施例中也不做限制,支撑架可以是包括支撑于反光板下的第一支撑板,第一支撑板朝光学传感元件的一侧具有突起的第一支撑凸台,保证第一支撑板与光学传感元件之间形成第一间隙,且第一支撑凸台与光学调制器件之间具有使反射区和传感区域和反射区露出的第二间隙即可。
[0133]
进一步的,在本实施例中,光学传感元件10包括主电路板11和固定在主电路板11上的光学传感芯片12,光学传感芯片12以及主电路板11之间的具体设置以及连接关系可参见实施例三,在本实施例中不再赘述。
[0134]
在本实施例中,光学调制器件40位于光学传感芯片12上,支撑架50位于光学传感芯片12上,如图12所示,光学调制器件40设置在光学传感芯片12上,支撑架50位于光学传感芯片12与反光板30之间,以使光学传感芯片12与反光板30之间形成第一间隙,同时该支撑架50与光学调制器件40之间形成第二间隙,以使传感区域和反射区32露出,这样就能够使经手指反射的光经过光学调制器件40调制后,进入第一间隙和第二间隙形成的空间中,照射到反射区32上反射后,并照射到传感区域上,从而实现对光学图像信号 的捕捉。
[0135]
进一步的,在本实施例中,该光学指纹识别模组还包括光源60,该光源60位于光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置,该光源60的光源电路板61为单独设置的电路板,该光源60的发光装置62为侧发光LED,且位于光源电路板61背向光学传感元件10的一侧上设置。
[0136]
在本实施例中,如图12所示,反光板30设置在光学传感元件10的上方,光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,该光学传感芯片12与反光板30之间形成第一间隙,光学调制器件40设于该第一间隙中,并位于光学传感芯片12上,反光板30的与传感区域相应的第一区域为反射区32,反光板30与光学传感芯片12之间还设有支撑架50,该支撑架50与光学调制器件40间具有第二间隙,在光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置有光源60,该光源60包括LED发光装置62和光源电路板61,该发光装置62位于该光源电路板61背向光学传感元件10的一侧上设置。LED发光装置发出的光,经过屏幕上手指第一次反射后经过光学调制器件40调制后,照射在反射区32进行第二次反射,反射后进入传感区域并被捕捉,光学传感芯片12将其转换成电学信号后经过主电路板11输出,这样就实现对从手指反射的光的光路折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0137]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,可首先将LED发光装置贴装到光源电路板上,然后将光学调制器件贴合到支撑架上,组成一个整体,将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,并将切割好的光学传感芯片贴到电路板上,然后将组成一个整体的光学调制器件、支撑架一起贴到光学传感芯片上方,最后将反光板贴到支撑架上贴合作业完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与电路板表面的Lead使用金属线达成电性连接,最后根据实际客户需求,可选的在金线上做点胶保护;以上所有贴合可以使用胶水或者胶膜,焊线工序可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间进行。
[0138]
实施例十二
[0139]
图13是本发明实施例十二提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图。
[0140]
与实施例十一不同的是,在本实施例中,支撑架50位于主电路板11上, 且光学调制器件40也位于主电路板11上,反光板30、光学传感芯片12以及主电路板11之间的设置方式可以参见实施例十一,在本实施例中不再赘述。
[0141]
具体的,如图13所示,反光板30设置在光学传感元件10的上方,该光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,光学传感芯片12与反光板30之间形成有第一间隙,在该间隙内设置光学调制器件40,该光学调制器件40位于主电路板11上,反射区32为反光板30上与光学传感元件10位于第一间隙内的传感区域对应的第一区域,反光板30和光学传感元件10之间还设有支撑架50,该支撑架50与光学调制器件40之间形成第二间隙,该支撑架50也位于主电路板11上,在光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置有光源60,该光源60的光源电路板61为单独设置的电路板,该光源60的发光装置62为侧发光LED,且位于光源电路板61背向光学传感元件10的一侧上设置。手指放在屏幕20上时,侧发光装置62发出的光照射在手指上发生第一次反射后经过光学调制器件40,照射在反射区32进行第二次反射,反射后进入传感区域并被捕捉,这样就实现对从手指反射的光的光路折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0142]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,可首先将LED发光装置贴装到光源电路板上,然后将光学调制器件、支撑架、反光板相互贴合组成一个整体,将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,并将切割好的光学传感芯片贴到电路板上,之后将组成一个整体的光学调制器件、反光板、支撑架一起贴到光学传感芯片上方,贴合作业完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与电路板表面的Lead使用金属线电性连接,最后根据实际需求,可选的在金线上做点胶保护,以上所有贴合可以使用胶水或者胶膜,焊线工序可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间进行。
[0143]
实施例十三
[0144]
图14是本发明实施例十三提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图。
[0145]
进一步的,在上述实施例十的基础上,在本实施例中,反光板30一侧具有朝光学传感元件10突出的第二支撑凸台31,第二支撑凸台31与光学调制器件40之间具有用于使光学传感元件10的传感区域和反射区32露出的第二 间隙,且光学调制器件40和第二支撑凸台31均位于光学传感元件10的光学传感芯片12上。在本实施例中,反光板30与用于支撑的第二支撑凸台31是一体成型的,该第二支撑凸台31位于反光板30和光学传感芯片12之间以形成第一间隙,第二支撑凸台31与光学调制器件40之间形成第二间隙,第一间隙与第二间隙形成可供光传播的空间,以使手指反射的光经过光学调制器件40调制进入该空间,并照射在反射区32上进行反射后,照到光学传感区域的表面,并被光学传感元件10的传感区域捕捉,以将其转换为电信号输出。
[0146]
进一步的,在本实施例中,光学传感元件10包括主电路板11和固定在主电路板11上的光学传感芯片12,主电路板11和光学传感芯片12具体的设置及连接方式参见实施例三,在本实施例中不再赘述。
[0147]
在本实施例中,未单独设置光源60,可以使用屏幕20自身发出的光在手指上一次反射后,再经过反射板进行第二次反射之后,经过调制、转换以输出。
[0148]
在本实施例中,反光板30、光学传感芯片12、主电路板11以及光源之间的设置方式可以参见实施例十一,在本实施例中不再赘述。
[0149]
具体的,如图14所示,在本实施例中,反光板30设置在光学传感元件10的上方,该光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,反光板30一侧具有朝光学传感元件10突出的第二支撑凸台31,该第二支撑凸台31用于支撑反光板30和光学传感元件10以形成第一间隙,且第二支撑凸台31与光学调制器件40之间具有用于使传感区域和反射区32露出的第二间隙,且该第二支撑凸台31位于光学传感芯片12上,手指放在屏幕20上时,屏幕20发出的光照射在手指上发生第一次反射后,经过光学调制器件40进入第一间隙和第二间隙形成的空间,并照射在反射区32上被第二次反射后,照射到光学传感芯片12上,光学传感芯片12将其转换成电学信号后经过主电路板11输出,实现对光路的折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0150]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,首先使用硅蚀刻或者注塑成型的方式,使反光板的一侧具有用于支撑的第二支撑凸台,然后将光学调制器件贴合到一体的反光板和第二支撑凸台上,形成一个整体,再将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,将切割好的光学传感芯片贴到主电路板上, 之后将组成一个整体的光学调制器件、第二支撑凸台一起贴到光学传感芯片上方,贴合完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与电路板表面的Lead使用金属线电性连接,最后根据实际需求,可选的在金线上做点胶保护,以上所有贴合可以使用胶水或者胶膜,以上的焊线工序,可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间进行。
[0151]
实施例十四
[0152]
图15是本发明实施例十四提供的一种光学指纹识别模组的截面示意图。
[0153]
与实施例十三不同的是,在本实施例中,第二支撑凸台和光学调制器件均位于光学传感元件的主电路板上,且该光学指纹识别模组还包括光源60,该光源60位于光学传感元件10背离光学调制器件40的一侧设置,该光源60的光源电路板61为单独设置的电路板,该光源60的发光装置62为侧发光LED,且位于光源电路板61背向光学传感元件10的一侧上设置。
[0154]
在本实施例中,反光板30、光学传感芯片12、主电路板11以及光源之间的设置方式可以参见实施例十一,在本实施例中不再赘述。
[0155]
具体的,如图15所示,在本实施例中,反光板30设置在光学传感元件10的上方,该光学传感元件10包括光学传感芯片12和主电路板11,反光板30一侧具有朝光学传感元件10突出的第二支撑凸台31,反光板30和光学传感元件10之间形成第一间隙,且第二支撑凸台31与光学调制器件40之间具有用于使传感区域和反射区32露出的第二间隙,且该第二支撑凸台31和光学调制器件均位于主电路板上,从侧发光装置发出的光照射在手指上发生第一次反射后,经过光学调制器件40后,进入第一间隙和第二间隙形成的空间内,并照射在反光板30的反射区进行第二次反射后,照射到传感区域上,光学传感芯片12将其转换成电学信号后经过主电路板11输出,实现对光路的折叠,有效的减小了指纹识别模组的厚度,在保证指纹识别性能的同时,将指纹识别模组厚度压缩变薄。
[0156]
在本实施例中,在制作该光学指纹识别模组时,首先使用硅蚀刻或者注塑成型的方式,使反光板的一侧具有用于支撑的第二支撑凸台,然后将光学调制器件贴合到一体的反光板和第二支撑凸台上,形成一个整体,再将光学传感芯片的晶圆进行研磨并划片,将切割好的光学传感芯片贴到主电路上, 之后将组成一个整体的光学调制器件、反光板、第二支撑凸台一起贴到主电路板上方,贴合完成后,进行焊线作业,将晶片表面的Pad与电路板表面的Lead使用金属线电性连接,然后根据实际需求,可选的在金线上做点胶保护,最后将LED贴装到主电路板上,以上所有贴合可以使用胶水或者胶膜,以上的焊线工序,可以在光学传感芯片贴合完成后的任意一个工序之间进行。
[0157]
另一方面,本发明还提供一种电子装置,包括上述实施例中的光学指纹识别模组,该电子装置包括但不限于手机、平板电脑、可穿戴设备、门禁装置、ATM机等使用光学指纹识别功能的电子装置。
[0158]
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0159]
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非是另有精确具体地规定。
[0160]
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0161]
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的 普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

权利要求书

[权利要求 1]
一种光学指纹识别模组,其特征在于,包括:反光板、光学调制器件和光学传感元件; 其中,所述反光板和所述光学传感元件上下设置,且所述光学传感元件与所述反光板之间形成第一间隙,所述光学调制器件设置于所述第一间隙内,所述反光板包括位于所述光学调制器件一侧的反射区,以使经手指反射的光经所述光学调制器件和所述反射区后进入所述光学传感元件的传感区域。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述反光板被所述光学调制器件分割为位于所述光学调制器件一侧、与所述光学传感元件位于所述第一间隙内的传感区域对应的第一区域,以及位于所述光学调制器件另一侧的所述反射区,以使经手指反射的光在所述反射区反射后经所述光学调制器件进入所述传感区域。
[权利要求 3]
根据权利要求1所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述反射区为所述反光板上与所述光学传感元件位于所述第一间隙内的传感区域相对应的第一区域,以使经手指反射的光经过所述光学调制器件后在所述反射区反射后进入所述传感区域。
[权利要求 4]
根据权利要求2或3所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述反光板和所述光学传感元件之间还设有支撑架,所述支撑架用于支撑所述反光板和所述光学传感元件以形成所述第一间隙,所述支撑架与所述光学调制器件之间具有用于使所述传感区域和所述第一区域露出的第二间隙。
[权利要求 5]
根据权利要求2所述的光学指纹识别模组,其特征在于,还包括:支撑在所述反光板下的第一支撑板,以及由所述第一支撑板朝所述光学传感元件突出的第一支撑凸台,所述第一支撑板与所述光学传感元件之间形成所述第一间隙,所述第一支撑板与所述光学调制器件连接,所述第一支撑凸台与所述光学调制器件之间具有用于使所述传感区域露出的第二间隙。
[权利要求 6]
根据权利要求2或3所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述反光板一侧具有朝所述光学传感元件突出的第二支撑凸台,所述第二支撑凸台与所述光学调制器件之间具有用于使所述传感区域和所述第一区域露出的第二间隙。
[权利要求 7]
根据权利要求4所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述光学传 感元件包括主电路板和固定在所述主电路板上的光学传感芯片,所述光学传感芯片背离所述主电路板的一侧表面具有所述传感区域,且所述传感芯片与所述反光板之间形成所述第一间隙。
[权利要求 8]
根据权利要求7所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述光学调制器件位于所述光学传感芯片上;或者,所述光学调制器件位于所述主电路板上;或者, 所述光学调制器件位于所述支撑架上;或者,所述光学调制器件位于所述反光板上。
[权利要求 9]
根据权利要求7所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述支撑架位于所述光学传感芯片上;或者,所述支撑架位于所述主电路板上。
[权利要求 10]
根据权利要求5所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述光学传感元件包括主电路板和固定在所述主电路板上的光学传感芯片,所述第一支撑凸台位于所述光学传感芯片上;或者,所述第一支撑凸台位于所述主电路板上。
[权利要求 11]
根据权利要求6所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述光学传感元件包括主电路板和固定在所述主电路板上的光学传感芯片,所述第二支撑凸台位于所述光学传感芯片上;或者,所述第二支撑凸台位于所述主电路板上。
[权利要求 12]
根据权利要求1所述的光学指纹识别模组,其特征在于,还包括:光源,所述光源设置于光学传感元件靠近所述光学调制器件的一侧,且所述光源与所述光学传感元件之间形成第一水平间隙。
[权利要求 13]
根据权利要求1所述的光学指纹识别模组,其特征在于,还包括:光源,所述光源位于光学传感元件背离所述光学调制器件的一侧设置。
[权利要求 14]
根据权利要求12或13所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述光源包括发光装置和与所述发光装置电性相连的光源电路板。
[权利要求 15]
根据权利要求14所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述光源电路板与所述光学传感元件的主电路板相互独立设置,所述发光装置嵌设在所述光源电路板上。
[权利要求 16]
根据权利要求14所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述光源电路板为由所述光学传感元件的主电路板延伸出的一部分,所述发光装置嵌 设在所述光源电路板上;或者, 所述发光装置位于所述光源电路板背向所述光学传感元件的一侧上设置。
[权利要求 17]
根据权利要求14所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述发光装置包括发光二极管、有机发光二极管、垂直腔面发射激光器、激光二极管和屏幕中的至少一个。
[权利要求 18]
根据权利要求7所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述主电路板包括PCB板、基板、软板或软硬结合板。
[权利要求 19]
根据权利要求1所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述光学调制元件光学调制器件包括透镜单体、滤光片单体或透镜和滤光片的组合元件。
[权利要求 20]
根据权利要求1所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述反光板的材质包括玻璃、硅、金属或塑料。
[权利要求 21]
根据权利要求4所述的光学指纹识别模组,其特征在于,所述支撑架的材质包括玻璃、硅、金属或塑料。
[权利要求 22]
一种电子装置,其特征在于,包括权利要求1-21任一项所述的光学指纹识别模组。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]  
[ 图 5]  
[ 图 6]  
[ 图 7]  
[ 图 8]  
[ 图 9]  
[ 图 10]  
[ 图 11]  
[ 图 12]  
[ 图 13]  
[ 图 14]  
[ 图 15]