指纹成像模组的制作方法

本发明涉及指纹成像领域，特别涉及一种指纹成像模组。

背景技术：

指纹识别技术通过指纹成像模组采集到人体的指纹图像，然后与指纹识别系统里已有指纹成像信息进行比对，以实现身份识别。由于使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、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。

指纹识别技术中所采用的指纹成像模组，有一种是通过光学指纹成像模组采集人体的指纹图像：通过光源产生入射光；入射光投射至手指表层，经手指反射形成带有指纹信息的反射光；由图像传感器接收所述反射光，获得指纹图像。

当这种光学式指纹成像模组应用于手机或其他移动设备时，指纹成像模组成为了设备外观的一部分，因此对传感器的外观颜色就有所要求，需要对指纹成像模组进行上色处理，以适应设备的外观设计。但是现有技术中经上色处理的指纹成像模组成像效果不佳。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种指纹成像模组，以提高成像效果。

为解决上述问题，本发明提供一种指纹成像模组，包括：

图像传感器，包括朝向手指的感光面；颜色层，位于所述感光面上；光源，位于所述图像传感器一侧，手指与所述颜色层之间。

可选的，所述颜色层覆盖部分所述感光面；所述指纹成像模组还包括：驱动芯片，位于所述感光面未覆盖所述颜色层的表面上；衬垫层，位于所述驱动芯片一侧，覆盖所述颜色层表面；所述光源位于所述衬垫层的一侧。

可选的，垂直所述感光面方向上，所述衬垫层的尺寸大于或等于所述驱动芯片的尺寸。

可选的，所述衬垫层的材料包括玻璃或光学胶。

可选的，所述衬垫层的材料为玻璃，且垂直所述感光面方向上，所述衬垫层的尺寸大于或等于所述光源的尺寸时；所述衬垫层包括朝向所述指纹传感器的第一面以及与所述第一面相对的第二面；所述光源位于所述第一面和所述第一面和所述第二面之间，所述光源的发光面朝向所述衬垫层。

可选的，所述衬垫层朝向所述光源的端面与所述图像传感器朝向所述光源的端面齐平；或者所述衬垫层朝向所述光源的端面位于所述图像传感器朝向所述光源的端面与所述光源的发光面之间。

可选的，还包括：触摸层，位于所述颜色层上，包括朝向手指的触摸面；所述光源位于所述触摸面与所述颜色层之间。

可选的，沿垂直方向向所述感光面所在平面内投影，所述触摸层的投影覆盖所述图像传感器和所述光源的投影；所述触摸层还包括与所述触摸面相对的背面；所述指纹成像模组还包括：灯槽，位于所述触摸层背面；所述光源位于所述灯槽内，所述光源的发光面朝向所述灯槽靠近所述图像传感器一侧的侧壁。

可选的，还包括：驱动芯片，位于所述感光面的表面；避让槽，位于所述触摸层背面，且设置于与所述驱动芯片向对应的位置。

可选的，所述颜色层位于所述图像传感器感光面表面，所述触摸层位于所述颜色层表面。

可选的，所述灯槽和/或所述避让槽通过机械加工的方式在所述触摸层背面形成。

可选的，所述灯槽和/或所述避让槽的侧壁与底部的夹角为钝角、锐角或直角。

可选的，所述光源和所述驱动芯片分别位于所述颜色层的两侧。

可选的，还包括柔性电路板，所述柔性电路板一端与所述图像传感器的 感光面相连，且弯折至所述图像传感器下方，与所述感光面相背的一面贴合；所述光源设置于所述柔性电路板的另一端。

可选的，所述触摸层包括触摸屏。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明通过将光源设置于图像传感器一侧，并位于手指与颜色层之间，使光源产生的入射光直接投射至手指表面，从而可以避免入射光投射颜色层，避免颜色层对入射光的散射，从而提高了投射至手指入射光的集中度，增大入射光光强，有利于提高投射至图像传感器的反射光集中度，增大反射光光强，有利于提高图像传感器获得的指纹图像的质量。而且由于光源设置于手指与颜色层之间，因此，可以省去导光板的使用，简化了指纹成像模组的结构，减小了指纹成像模组的体积，提高集成度，降低了制造成本；减少了指纹成像模组的组装步骤，提高了组装效率。

本发明可选方案中，可以在触摸层背面设置开口朝向图像传感器的灯槽，用于放置光源；光源位于灯槽内，其发光面朝向所述灯槽靠近图像传感器一侧的侧壁。光源产生的入射光投射进入触摸层，在触摸层内发生折射或全反射。当入射光投射至所述触摸层与空气的界面时，当入射角小于全反射临界角的部分入射光能够从所述界面出射，投射至手指，经手指反射形成携带有指纹信息的反射光，所述反射光被所述图像传感器接收获得指纹图像；入射角大于全反射临界角的部分入射光会在所述触摸层内继续传播，从所述触摸层远离光源的一端出射，避免了入射光投射至图像传感器而造成干扰，有利于改善图像传感器获得指纹图像的信噪比，提高所获得指纹图像的质量。

本发明可选方案中，还可以在触摸层背面设置避让槽，用于设置驱动芯片，从而可以省去衬垫层的使用，能够进一步减小指纹成像模组的厚度，提高其集成度，还能够降低产品制造成本。而且在触摸层背面设置避让槽和灯槽的步骤可以同时进行，因此可以简化制造指纹成像模组的制造工艺，减少组装工序。

附图说明

图1是一种光学式指纹成像模组的剖视结构示意图；

图2是本发明指纹成像模组一实施例的剖面结构示意图；

图3是本发明指纹成像模组另一实施例的剖面结构示意图；

图4是本发明指纹成像模组再一实施例的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中经上色处理的指纹成像模组存在成像效果不佳的问题。现结合所述指纹成像模组的结构分析其成像效果不佳问题的原因：

参考图1，示出了一种光学式指纹成像模组的剖视结构示意图。

人的手指10按压在触摸层11上时，光源12发出的光经过导光板13形成入射光14。入射光14透过图像传感器15和触摸层11后到投射到手指10表层。经手指反射形成反射光16，由图像传感器15接收所述反射光16，对所述反射光16处理后得到手指的指纹图像。

为了使指纹成像模组的外观颜色适应设备的外观设计，现有技术中在图像传感器15和触摸层11之间形成呈现一定颜色的上色层17，使所述指纹成像模组具有一定的外观颜色。

现有技术中的光学式指纹成像模组中采用的是背光源，也就是光源12位于所述导光板13的一侧，所述导光板13位于所述图像传感器15的下方。因此所述入射光线14在投射至手指10表面需要依次透射所述图像传感器15、所述上色层17以及所述触摸层11。

所述图像传感器15、所述上色层17以及所述触摸层11均会对投射至所述手指10的所述入射光14的强度造成影响。特别是上色层17。上色层17通常是镀膜工艺形成的膜层或丝网印刷工艺形成油墨层，上色层17中的膜层颗粒或油墨颗粒对入射光14具有较强的散射作用，会造成入射光14的角度发散，大量入射光14无法投射至手指10形成反射光16，从而造成反射光16光强减小，影响所述图像传感器15接收反射光16获得的指纹图像的质量。

此外，当上色层17为高反射颜色(如白色或银色)时，大量入射光14受到上色层17的反射所形成的反射光投射至所述图像传感器15还会对所述 图像传感器15对所述反射光16的接收造成干扰，也会对指纹图像的获得造成影响。因此现有技术中，这种经上色处理的指纹成像模组存在成像质量差的问题。

为解决所述技术问题，本发明提供一种指纹成像模组，包括：

图像传感器，包括朝向手指的感光面；颜色层，位于所述感光面上；光源，位于所述图像传感器一侧，手指与所述颜色层之间。

本发明通过将光源设置于图像传感器一侧，并位于手指与颜色层之间，使光源产生的入射光直接投射至手指表面，从而可以避免入射光投射颜色层，避免颜色层对入射光的散射，从而提高了投射至手指入射光的集中度，增大入射光光强，有利于提高投射至图像传感器的反射光集中度，增大反射光光强，有利于提高图像传感器获得的指纹图像的质量。而且由于光源设置于手指与颜色层之间，因此，可以省去导光板的使用，简化了指纹成像模组的结构，减小了指纹成像模组的体积，提高集成度，降低了制造成本；减少了指纹成像模组的组装步骤，提高了组装效率。

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。

参考图2，示出了本发明指纹成像模组一实施例的剖面结构示意图。

所述指纹成像模组包括：图像传感器110，朝向所述手指100的一面为感光面111；颜色层120，位于所述感光面111上；以及光源130，位于所述图像传感器110一侧、手指100与所述颜色层120之间。

所述光源130位于手指100与颜色层120之间，能够使光源130产生的入射光直接投射至手指100表面，避免入射光透射所述颜色层120。入射光无需透射所述颜色层120，能够避免所述颜色层120对所述入射光的散射，有效的增大投射至所述手指100入射光的集中度，增大入射光光强，从而增大经所述手指100反射所形成反射光的集中度，增大反射光光强。由于所述反射光携带有指纹信息，因此本发明能够有效提高所述图像传感器110根据所述反射光获得的指纹图像的质量。

此外，将所述光源130设置于所述手指100与所述颜色层120之间的做 法，能够省去现有技术中导光板的使用，简化指纹成像模组的结构，减小指纹成像模组的体积，提高集成度，降低了制造成本。而且省去导光板的使用还可以减少指纹成像模组的组装步骤，提高组装效率。

下面结合附图，详细说明所述指纹成像模组的结构。

如图2所示，所述指纹成像模组包括：图像传感器110。

所述图像传感器110用于获得手指100的指纹图像。所述图像传感器110朝向所述手指100的面为感光面111。当进行指纹识别时，投射至手指100表面的入射光，经手指100反射形成携带有指纹信息的反射光，所述反射光投射至所述图像传感器110的感光面111，所述图像传感器110根据所述反射光获得指纹图像。

位于所述感光面111上的颜色层120，用于对所述图像传感器110的外表进行上色。

指纹成像模组广泛应用于手机、平板电脑等各种电子设备中，为了配合电子设备的外观设计，所述指纹成像模组需要呈现一定的外观颜色，所述上色层120即用于对所述图像传感器110进行外观上色。

所述颜色层120位于所述图像传感器110的感光面111上。具体的，可以通过丝网印刷技术将油墨涂覆于所述感光面111上形成颜色层120，也可以通过物理气相沉积等膜层沉积的方式在所述感光面111上形成颜色层120。

位于所述图像传感器120一侧、所述手指100与所述颜色层120之间的光源130，用于产生入射光。

所述光源130产生的入射光，投射至所述手指100，经所述手指100反射形成携带有指纹信息的反射光，所述图像传感器110采集所述反射光，获得指纹图像。具体的，本实施例中，所述光源130为发光二极管，以缩小所述指纹成像模组的体积，降低所述指纹成像模组的能耗。

所述光源130位于所述图像传感器110的一侧，且位于所述手指100与所述颜色层120之间。光源130产生的入射光，能够直接投射至手指100表面，无需透射所述颜色层120，因此能够避免所述颜色层120对入射光的散热， 有效的提高了入射光的集中度，增大入射光光强，提高了经手指100反射形成的反射光集中度，增大了反射光光强，从而有效提高所述图像传感器110所获得的指纹图像的质量。

本实施例中，所述指纹成像模组还包括：触摸层140，位于所述颜色层120上，包括朝向所述手指的触摸面141。所述光源130位于所述触摸面141与所述颜色层120之间。

具体的，所述触摸层140用于被所述手指100触摸。当手指100触摸到所述触摸层140的触摸面141时，所述光源130产生的入射光投射至所述手指100与所述触摸面141的接触处，发生反射和折射，从而能够提高所获得的指纹图像的质量。

所述光源130位于所述触摸面141与所述颜色层120之间。具体的，本实施例中，所述光源130位于所述触摸层140远离所述手指100的一侧，且位于所述颜色层120靠近所述手指100的一侧。所以所述光源130产生的入射光能够直接投射至所述手指100与所述触摸面141的接触处，无需透射所述颜色层120。

具体的，所述触摸层140可以为触摸屏。所述指纹成像模组可以为位于所述触摸屏下方的隐藏式结构，从而避免在所述触摸屏上形成通孔，简化设备结构，降低制造成本。但是这种做法仅为一示例，本发明其他实施例中，所述触摸层还可以是电子设备中的其他膜层。

需要说明的是，本实施例中，所述颜色层120覆盖部分所述感光面111。进一步，所述指纹成像模组还包括：驱动芯片150，位于所述感光面111未覆盖所述颜色层111的表面上；以及位于所述驱动芯片150一侧且覆盖所述颜色层的衬垫层160；所述光源130位于所述衬垫层160的一侧。

所述驱动芯片150用于驱动所述图像传感器110获得指纹图像。所述驱动芯片150位于所述感光面上、未被所述颜色层120覆盖的区域。

本实施例中，沿垂直所述感光面111方向上，所述衬垫层160的尺寸大于或等于所述驱动芯片150的尺寸。所以所述衬垫层160在所述感光面111表面形成间隙，以设置所述驱动芯片150。

具体的，所述颜色层120覆盖部分所述感光面111，所述衬垫层160覆盖所述颜色层120表面，所述触摸层140贴合与所述衬垫层160表面。所述感光面111上，所述图像传感器110和所述触摸层140之间形成一间隙。所述驱动芯片150位于所述间隙内、所述图像传感器110的感光面111上。具体的，所述衬垫层160的材料包括玻璃或光学胶(opticallyclearadhesive,oca)。

需要说明的是，本实施例中，所述颜色层120形成于所述图像传感器110的感光面111表面。但是这种做法仅为一示例。本发明其他实施例中，所述颜色层120也可以形成于所述衬垫层120朝向所述图像传感器110的一面上。

此外，本实施例中，所述衬垫层160的材料为玻璃，且垂直所述感光面111方向上，所述衬垫层160的尺寸大于或等于所述光源130的尺寸。所述衬垫层160包括朝向所述图像传感器110的第一面以及与所述第一面相对的第二面。所述光源130位于所述第一面和第二面之间，而且所述光源130的发光面朝向所述衬垫层160。

具体的，本实施例中，所述衬垫层160位于颜色层120和所述触摸层140之间。所以沿垂直所述感光面111方向上，所述光源130与所述衬垫层160齐平，也位于颜色层120和所述触摸层140之间。

此外，所述衬垫层160朝向所述光源130的端面位于所述图像传感器110朝向所述光源130的端面与所述光源130的发光面之间，从而使所述衬垫层160完全覆盖所述感光面，避免所述光源130产生的入射光直接投射至所述感光面111而造成干扰。但是这种做法仅为一示例，本发明其他实施例中，也可以使所述衬垫层朝向所述光源的端面与所述图像传感器朝向所述光源的端面齐平。

需要说明的是，本实施例中，所述指纹成像模组还包括柔性电路板170，用于实现所述指纹成像模组与外部电路的连接。所述柔性电路板170的一端与所述感光面111相连，且弯折至所述图像传感器110下方，与所述感光面111相背的一面贴合；所述光源130位于所述柔性电路板170的另一端。

与现有技术相比，省去了导光板的设置，所述柔性电路板170直接与所述图像传感器110与所述感光面111相背的一面贴合，简化了所述指纹成像模 组的结构，减小了所述指纹成像模组的体积，提高集成度，降低了制造成本；减少了所述指纹成像模组的组装步骤，提高了组装效率。

此外，本实施例中，所述光源130与所述驱动芯片150分别设置于所述颜色层的两侧，避免了所述光源130与所述驱动芯片150之间的相互干扰，也避免了柔性电路板170内导线过于密集，有利于降低所述指纹成像模组的噪声，提高成像质量。

参考图3，示出了本发明指纹成像模组另一实施例的剖面结构示意图。

本实施例与前一实施例的相同之处不再赘述，本实施例与前一实施例的不同之处在于，所述触摸层240内设置有灯槽。

具体的，如图3所示，本实施例中，沿垂直方向向所述图像传感器210的感光面211所在平面内投影，所述触摸层240的投影覆盖所述图像传感器210和所述光源230的投影。也就是说，所述触摸层240完全覆盖所述图像传感器210和所述光源230。

所述触摸层240还包括与所述触摸面241相对的背面242。所述指纹成像模组还包括：位于所述触摸层240背面的灯槽280。所述光源230位于所述灯槽280内，所述光源230的发光面朝向所述灯槽280靠近所述图像传感器一侧的侧壁。

本实施例中，所述触摸层240为电子设备的触摸屏。因此所触摸层240靠近所述背面242部分为玻璃基底。当所述光源230位于所述灯槽280内，且所述光源230的发光面朝向所述灯槽280靠近所述图像传感器210一侧的侧壁时，所述光源230产生的入射光投射进入所述触摸屏的玻璃基底内，在所述玻璃基底内发生折射或全反射。

因此当入射光进入所述触摸层240后，投射至触摸层240与空气的界面，入射角小于全反射临界角的部分入射光能够从触摸面241出射，投射至手指，经手指表面反射形成携带有指纹信息的反射光，所述反射光被所述图像传感器210接收，以获得指纹图像；入射角大于全反射临界角的部分入射光会在所述触摸层240内继续传播，从所述触摸层240光源230的一端出射，避免了入射光投射至图像传感器而形成干扰。

因此将所述光源230设置于所述灯槽280内的做法，能够提高所述光源230产生入射光的利用率，同时投射至所述手指200的入射光角度更集中，准直性更好，有利于提高所述指纹图像传感器210获得的指纹图像的质量。

所述灯槽280侧壁与底部的夹角可以为钝角、锐角或直角。也就是说，垂直所述感光面，沿光线传播方向的平面内，所述灯槽280的截面为方形或楔形。具体的，可以通过机械加工的方式在所述触摸层240的背面242内形成所述灯槽280。所述灯槽280的形成方式与现有技术中相似，本发明在此不再赘述。

参考图4，示出了本发明指纹成像模组再一实施例的剖面结构示意图。

本实施例与前述实施例的不同之处在于，本实施例中，所述触摸层340的背面342上还设置有用于设置驱动芯片350的避让槽390。

所述避让槽390位于所述触摸层340背面342，且设置于与所述驱动芯片350相对应的位置。具体的，所述避让槽390的形状也可以为方形或楔形，可以通过机械加工的方式在所述触摸层340的背面342形成。

此外，通过所述避让槽390的设置，所述触摸层340与所述图像传感器310之间具有足够的空间放置所述驱动芯片350。因此可以省去衬垫层的使用。因此本实施例中，所述颜色层320位于所述图像传感器310的感光面311表面，所述触摸层340直接覆盖所述颜色层320的表面。

省去所述衬垫层的使用，能够进一步减小所述指纹成像模组的厚度，提高其集成度，还能够降低产品制造成本。而且在所述触摸层340背面设置避让槽390和灯槽330的步骤可以同时进行，因此可以简化制造所述指纹成像模组的制造工艺，减少组装工序。

需要说明的是，为了是所述触摸层340与所述颜色层320更好的贴合，本实施例中，所述避让槽390还用于避让所述柔性电路板与所述图像传感器310的连接处。

综上，本发明通过将光源设置于图像传感器一侧，并位于手指与颜色层之间，使光源产生的入射光直接投射至手指表面，从而可以避免入射光投射颜色层，避免颜色层对入射光的散射，从而提高了投射至手指入射光的集中 度，增大入射光光强，有利于提高投射至图像传感器的反射光集中度，增大反射光光强，有利于提高图像传感器获得的指纹图像的质量。而且由于光源设置于手指与颜色层之间，因此，可以省去导光板的使用，简化了指纹成像模组的结构，减小了指纹成像模组的体积，提高集成度，降低了制造成本；减少了指纹成像模组的组装步骤，提高了组装效率。此外，本发明可选方案中，可以在触摸层背面设置开口朝向图像传感器的灯槽，用于放置光源；光源位于灯槽内，其发光面朝向所述灯槽靠近图像传感器一侧的侧壁。光源产生的入射光投射进入触摸层，在触摸层内发生折射或全反射。当入射光投射至所述触摸层与空气的界面时，当入射角小于全反射临界角的部分入射光能够从所述界面出射，投射至手指，经手指反射形成携带有指纹信息的反射光，所述反射光被所述图像传感器接收获得指纹图像；入射角大于全反射临界角的部分入射光会在所述触摸层内继续传播，从所述触摸层远离光源的一端出射，避免了入射光投射至图像传感器而造成干扰，有利于改善图像传感器获得指纹图像的信噪比，提高所获得指纹图像的质量。进一步，本发明可选方案中，还可以在触摸层背面设置避让槽，用于设置驱动芯片，从而可以省去衬垫层的使用，能够进一步减小指纹成像模组的厚度，提高其集成度，还能够降低产品制造成本。而且在触摸层背面设置避让槽和灯槽的步骤可以同时进行，因此可以简化制造指纹成像模组的制造工艺，减少组装工序。

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。