本发明涉及指纹成像领域，特别涉及一种指纹成像模组和电子设备。
背景技术：
指纹识别是在采集人体指纹图像之后，将指纹图像与指纹识别系统里已有指纹信息进行比对，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。
指纹识别所采用的指纹成像技术中，一种是通过光学方法采集人体指纹图像：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。
但是现有技术中的指纹成像模组所获得的指纹图像容易出现形变的问题。
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和电子设备，以改善指纹图像形变问题。
为解决上述问题，本发明提供一种指纹成像模组，包括：
光源，用于产生入射光；保护盖板，位于所述光源上，所述保护盖板具有朝向所述光源的第一面，所述第一面上覆盖有滤光层，所述滤光层材料的折射率大于所述保护盖板材料的折射率；感测面，透射所述滤光层和所述保护盖板的入射光，在所述感测面上发生反射，形成携带有指纹信息的反射光；图像传感器，用于采集所述反射光以获得指纹图像。
可选的，所述滤光层材料的折射率大于1.52。
可选的，所述滤光层的材料为五氧化二钛、氮化硅、氧化硅、氧化铝或氧化铟锡。
可选的，所述滤光层的厚度在50纳米到100纳米范围内。
可选的，所述滤光层为通过镀膜工艺所形成的膜层。
可选的，所述镀膜工艺包括：蒸镀工艺、磁控溅射工艺、物理气相沉积工艺或者化学气相沉积工艺。
可选的，所述光源位于所述图像传感器一侧，且所述光源和所述图像传感器之间具有间隔；所述保护盖板延伸至所述图像传感器上；所述滤光层至少覆盖所述图像传感器和所述光源之间的第一面。
可选的，所述指纹成像模组还包括：粘合层，用于实现所述图像传感器和所述保护盖板之间的连接。
可选的，所述滤光层延伸至所述图像传感器和所述保护盖板之间；所述粘合层用于实现所述图像传感器和所述滤光层之间的贴合。
可选的，所述粘合层的材料为透明光学胶。
可选的，所述光源具有出光面；所述指纹成像模组还包括导光层，位于所述光源出光面上，用于传导入射光。
可选的，所述导光层具有入射面和出射面；所述导光层的入射面与所述光源的出光面相贴合；所述导光层的出射面与所述滤光层表面相贴合。
可选的，所述导光层的材料为透明光学胶。
可选的，所述光源具有出光面；所述出光面朝向所述图像传感器。
可选的，所述滤光层朝向所述光源的表面与所述光源出光面的夹角在60°到90°范围内。
可选的，所述保护盖板的材料为玻璃。
可选的，所述光源为发光二极管。
相应的，本发明还提供一种电子设备，包括：本发明的指纹成像模组。
可选的，所述电子设备还包括：玻璃盖板；所述玻璃盖板为所述保护盖板。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
由于所述滤光层材料的折射率大于所述保护盖板材料的折射率，因此所述入射光透射所述滤光层和所述保护盖板为光密介质进入光疏介质，所以当入射光入射角度过大时，入射光会在所述滤光层和所述保护盖板的界面处发生全反射。滤光层能够使大角度的入射光发生全反射，仅使入射角较小的入射光实现透射，也就是说，所述滤光层的设置能够有效减少大角度入射光的透射，从而减少投射至所述感测面上大角度光线的成分，减少所形成反射光中大角度光线的成分，所以所述图像传感器所采集的反射光中小角度光线的成分较高，从而有利于改善指纹图像放大的问题，有利于减少指纹图像形变现象的出现。
附图说明
图1是一种指纹成像模组的剖面结构示意图；
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是图2所示实施例中滤光层滤除大角度入射光的光路示意图；
图4是图2所示实施例中小角度入射光透射滤光层和保护盖板形成反射光的光路示意图；
图5是本发明指纹成像模组另一实施例的剖面结构示意图；
图6是本发明电子设备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，现有技术中的指纹成像模组存在所获得指纹图像容易出现形变的问题。现结合一种指纹成像模组的剖面结构示意图分析其指纹图像形变问题的原因：
参考图1，示出了一种指纹成像模组的剖面结构示意图。
如图1所示，所述指纹成像模组包括：保护盖板11和位于保护盖板11下方的光源12和图像传感器13；在进行指纹图像采集的过程中，手指10按压在所述保护盖板11的表面；所述光源12所产生的入射光投射至手指10和保护盖板11的界面处，在所述界面处发生反射和折射，从而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13；所述图像传感器13采集所述反射光，将所述反射光的光信号转换为电信号，以获得指纹图像。
为了减小指纹成像模组的体积，所述光源12往往是发光二极管，也就是说，所述光源12为点光源，因此所述光源产生的入射光具有一定的发散角，所以所形成的反射光也相应的具有一定的发散角。
如图1所示，所述入射光照射到手指10和保护盖板11界面处范围具有第一距离d1；而所形成反射光投射至图像传感器13的范围具有第二距离d2。由于反射光具有一定的发散角，第二距离d2大于第一距离d1，也就是说，采集所述反射光所获得的指纹图像与真实手指10表面指纹相比会出现一定程度的放大，其放大比例为d2/d1。
而且当应用于手机等电子设备时，所述指纹成像模组所呈现的外观颜色需要与电子设备的外观设计相适应，特别是图像传感器13上方的区域，可能会成为电子设备外观的一部分，因此会对所述指纹成像模组进行上色处理，使所述指纹成像模组的外观颜色与点射设备的外观相适应。对所述指纹成像模组进行上色处理时，所述保护盖板11朝向所述光源12的表面会涂覆油墨，而大部分油墨的透光性能较差，对透射至所述保护盖板11上的入射光会形成较强的散射。
为了提高入射光的透射率，如图1所示，一种方法是将光源12设置于所述图像传感器13的一侧，使所述入射光斜向投射至所述保护盖板11上，所述入射光从未涂覆油墨的保护盖板11透射。
将光源12设置于所述图像传感器13一侧的做法，使只有大角度的入射光才能够投射至手指10和保护盖板11界面处，也就是说，增大了手指10和保护盖板11界面处入射光中大角度光线的成分，因此所形成反射光中大角度光线的成分较多，所以采集所述反射光所形成的指纹图像会出现比较严重的放大现象，从而引起指纹图像的变形。
为解决所述技术问题，本发明提供一种指纹成像模组，通过在所述保护盖板第一面上设置滤光层，所述滤光层能够滤除大角度的入射光，从而改善指纹图像放大的问题，有利于减少指纹图像形变现象的出现。
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：
光源110，用于产生入射光；保护盖板120，位于所述光源110上，所述保护盖板120具有朝向所述光源110的第一面，所述第一面上覆盖有滤光层121，所述滤光层121材料的折射率大于所述保护盖板120材料的折射率；感测面122，透射所述滤光层121和所述保护盖板120的入射光，在所述感测面122上发生反射，形成携带有指纹信息的反射光；图像传感器130，用于采集所述反射光以获得指纹图像。
由于所述滤光层121材料的折射率大于所述保护盖板120材料的折射率，因此所述入射光透射所述滤光层121和所述保护盖板120为光密介质进入光疏介质，所以当入射光入射角度过大时，入射光会在所述滤光层121和所述保护盖板120的界面处发生全反射。滤光层121能够使大角度的入射光发生全反射，仅使入射角较小的入射光实现透射，也就是说，所述滤光层121的设置能够有效减少大角度入射光的透射，从而减少投射至所述感测面122上大角度光线的成分，减少所形成反射光中大角度光线的成分，所以所述图像传感器130所采集的反射光中小角度光线的成分较高，从而有利于改善指纹图像放大的问题，有利于减少指纹图像形变现象的出现。
下面结合光路图详细说明本发明指纹成像模组的技术方案。
所述光源110用于产生入射光。所述图像传感器130用于采集所述反射光线，根据所述反射光获得所述指纹图像。具体的，本实施例中，所述光源110为发光二极管。
所述光源110具有出光面，入射光从所述出光面以一定发散角出射。
所述感测面122用于接受触摸。
在进行指纹图像采集时，手指按压在所述感测面122上，透射入射光投射至所述感测面122，在手指和所述感测面122接触位置处发生反射和折射，从而形成携带有指纹信息的反射光。
所述保护盖板120位于所述光源110上，以保护所述光源110。
为了提高所述电子设备的集成度，本实施例中，平行所述保护盖板120表面的平面内，所述光源110位于所述图像传感器130的一侧，且所述图像传感器130和所述光源110之间具有间隔。所以所述光源110所产生的入射光111斜向投射至所述光源110和所述图像传感器130之间的保护盖板120上。
投射至所述保护盖板120上的入射光111中，包括入射角较小的小角度入射光111a和入射角较大的大角度入射光111b。小角度入射光111a所形成反射光的角度较小，所以根据小角度入射光111a所形成反射光获得的指纹图像的放大比例较小；大角度入射光111b所形成反射光的角度较大，所以根据大角度入射光111b所形成反射光获得的指纹图像的放大比例较大。
需要说明的是，如图2所示，本实施例中，所述指纹成像模组还包括：导光层140，位于所述光源110的出光面上，用于传导入射光111。
具体的，所述导光层140填充于所述光源110和所述图像传感器130之间，所述导光层140包括入射面和出射面。所述导光层140的入射面与所述光源110的出光面相贴合，从而保证尽量多的入射光111投射至所述导光层140内，经所述导光层140传导，以提高入射光111的利用率。所述导光层140的出射面朝向所述保护盖板120，从而使经所述导光层140传导的入射光尽可能多的投射至所述保护盖板120上。
本实施例中，所述导光层140的材料为透明光学胶，所以所述导光层140还可以用于实现所述光源110的固定。
具体的，所述保护盖板120可以为玻璃盖板，即所述保护盖板120的材料为玻璃。为了提高所述保护盖板120的保护能力，所述保护盖板120的材料可以为钢化玻璃。
所述保护盖板120具有相对设置的第一面和第二面，所述第一面朝向所述光源110，所述第二面与所述光源110相背设置。
所述第一面上的滤光层121用于滤除入射光111中入射角较大的大角度入射光111b，使入射角较小的小角度入射光111a透射，从而减少透射所述滤光层121和所述保护盖板120的入射光中大角度光线的成分，提高透射所述滤光层121和所述保护盖板120的入射光中小角度光线的比重，从而降低所形成反射光中大角度光线的成分，所以所述图像传感器130所采集的反射光中小角度光线的成分较高，从而有利于改善指纹图像放大的问题，有利于减少指纹图像形变现象的出现。
需要说明的是，本实施例中，所述保护盖板120的第二面用于接受触摸，也就是说，所述保护盖板120的第二面为感测面122。但是这种做法仅为一示例，本发明其他实施例中，当所述保护盖板上还覆盖有其他膜层结构时，所述感测面也可以为其他膜层结构的表面。
参考图3和图4，其中图3是图2所示实施例中所述滤光层121滤除大角度入射光111b的光路示意图，图4是图2所示实施例中小角度入射光110a透射所述滤光层121和所述保护盖板120形成反射光的光路示意图。
需要说明的是，为显示清晰，图3和图4中省去了导光层140。
所述滤光层121材料的折射率大于所述保护盖板120材料的折射率。入射光111从所述滤光层121传播进入所述保护盖板120为光密介质进入光疏介质，所以如图3所示，大角度入射光111b在所述滤光层121和所述保护盖板120之间的界面处会发生全反射，而实现滤除。
如图4所示，小角度入射光111a在所述滤光层121和所述保护盖板120之间的界面处会发生折射，而实现透射。所以所述滤光层121的设置能够有效提高透射所述滤光层121和所述保护盖板120的反射光中小角度入射光111a的比重，能够有效提高所形成反射光中小角度光线的比重，有利于改善所获得指纹图像的放大问题。
例如小角度入射光111a透射所述滤光层121和所述保护盖板120后，投射至手指100和保护盖板120界面处的范围具有第一距离d1；所形成反射光在透射所述保护盖板120和所述滤光层121后投射至图像传感器130的范围具有第二距离d2。所以采集所述反射光所获得指纹图像与真实手指100表面指纹相比的放大比例为d2/d1。由于所述反射光是由小角度入射光111a所形成的，所以所述反射光投射至图像传感器130表面的入射角相对较小，从而能够有效的减小放大比例，有利于改善指纹图像放大的问题，减少指纹图像形变现象的出现。
需要说明的是，如图2所示，本实施例中，所述指纹成像模组还包括位于所述光源110出光面上的导光层140。所述导光层140的材料为透明光学胶，所以所述导光层140的折射率与所述保护盖板121的折射率相近，小于所述滤光层121的折射率，因此入射光111从所述导光层140传播进入所述滤光层121为光疏介质进入光密介质，所以所述导光层140的设置不会影响所述滤光层121滤除大角度入射光111b的功能。
所述保护盖板120的材料为玻璃，所述保护盖板120材料的折射率在1.52左右，因此所述滤光层121材料的折射率大于1.52。本实施例中，所述滤光层121的材料为五氧化二钛，所以所述滤光层121材料的折射率大于2。本发明其他实施例中，所述滤光层的材料还可以为氮化硅、氧化硅、氧化铝或氧化铟锡等透明高折射率材料。
所述滤光层121材料的折射率和所述保护盖板120材料的折射率的差值影响了在所述滤光层121和所述保护盖板120界面处发生全反射入射光的入射角，从而影响了入射光111中被所述滤光层121滤除的入射光能量与能够透射所述滤光层121的入射光能量的比值，即所述大角度入射光111b的光能和小角度入射光111a的光能的比值。所以通过设置所述保护盖板120和所述滤光层121的材料，使所述保护盖板120材料折射率和所述滤光层121材料折射率的差值在合理范围内，在滤除大角度入射光111b后，透射所述滤光层121和所述保护盖板120的小角度入射光111a所形成足够强度的反射光，从而获得放大比例较小，且清晰的指纹图像。
需要说明的是，所述滤光层121的厚度不宜过大也不宜过小。
所述滤光层121的厚度如果太小，则会影响滤光层121滤除大角度入射光111b的功能，会增大大角度入射光111b透射所述滤光层121的可能，从而增加指纹图像放大现象出现的几率；所述滤光层121的厚度如果太大，则容易造成材料浪费、增加工艺难度的问题，而且也不利于所述指纹成像模组集成度的提高。本实施例中，所述滤光层121的厚度在50纳米到100纳米范围内。
所述滤光层121为镀膜工艺所形成的膜层。采用镀膜工艺形成所述滤光层121的做法，能够提高所述滤光层121与所述保护盖板120之间连接的强度，从而提高所述滤光层121和所述指纹成像模组的稳定性。具体的，本实施例中，所述滤光层121为通过物理气相沉积工艺所形成的五氧化三钛镀膜。本发明其他实施例中，所述滤光层还可以为通过蒸镀工艺、磁控溅射工艺或化学气相沉积工艺所形成的镀膜。
需要说明的是，本实施例中，所述光源110位于所述图像传感器130的一侧，且所述图像传感器130和所述光源110之间具有间隔，所述保护盖板120还延伸至所述图像传感器130上，以保护所述图像传感器130。所以所述滤光层121至少覆盖所述图像传感器130和所述光源110之间的第一面。
所述指纹成像模组还包括：粘合层(图中未示出)，位于所述图像传感器130和所述保护盖板120之间，用于实现所述图像传感器130和所述保护盖板120之间的连接。
所述滤光层121延伸至所述保护盖板120朝向所述图像传感器120的部分第一面上。所以所述粘合层用于实现所述图像传感器130和所述滤光层121之间的贴合。
具体的，所述粘合层的材料为透明光学胶。由于所形成的反射光需要透射所述粘合层才能够被所述图像传感器130采集，因此将所述粘合层的材料设置为透明光学胶的做法，能够降低所述粘合层对反射光的影响，提高反射光的透射率。
此外，如图2所示，本实施例中，所述指纹成像模组还包括导光层140，所述导光层140的出射面朝向所述保护盖板120。具体的，所述导光层140的出射面与所述滤光层121表面相贴合，从而使所述导光层140传导的入射光能够尽可能多的投射至所述滤光层121上，有利于提高投射至所述滤光层121入射光的能量，有利于提高透射所述滤光层121和所述保护盖板120小角度入射光111a的能量，有利于提高所形成反射光的能量，有利于提高所获得指纹图像的质量。
参考图5，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。
本实施例与前述实施例相同之处，本发明在此不再赘述。
本实施例与前述实施例不同之处在于，所述滤光层221朝向所述光源210的表面与所述光源210的出光面呈斜交。将所述光源210的出光面设置为与所述滤光层221朝向所述光源210表面斜交的做法，能够减小入射光投射至所述滤光层221上的入射角，从而能够有效的增大入射光中小角度入射光的比重，降低入射光中大角度入射光的比重，能够有效的提高透射所述滤光层221的入射光能量，有利于提高入射光的利用率，有利于提高所获得指纹图像的质量。
需要说明的是，所述滤光层221朝向所述光源210的表面与所述光源210出光面之间的夹角α不宜太大也不宜太小。
由于反射光需要透射至所述图像传感器230上方能被采集而形成指纹图像，因此在进行指纹感测时手指与所述保护盖板220接触的位置为靠近所述图像传感器230的区域，所以投射至手指与所述保护盖板220接触位置的入射光才能形成携带有指纹信息的反射光，所述滤光层221朝向所述光源210的表面与所述光源210出光面之间的夹角如果太大，则投射至手指与所述保护盖板220接触位置的入射光较少，不利于提高所形成携带有指纹信息的反射光的光强，会影响所获得指纹图像的清洗程度；所述滤光层221朝向所述光源210的表面与所述光源210出光面之间的夹角如果太小，则减小入射光投射至所述滤光层221上的入射角的功能不明显，不利于增大入射光中小角度入射光的比重，不利于降低入射光中大角度入射光的比重。具体的，本实施例中，所述滤光层221朝向所述光源210的表面与所述光源210出光面的夹角α在60°到90°范围内。
具体的，本实施例中，所述光源210具有出光面和与所述出光面相背的背面；所述出光面朝向所述滤光层121，且所述滤光层221和所述出光面之间距离小于所述滤光层221和所述背面之间的距离。也就是说，所述光源210以出光面垂直所述滤光层221表面的位置为起点，所述出光面沿朝向所述滤光层221的方向旋转一定角度，从而实现所述出光面与所述滤光层221表面斜交。
需要说明的是，为了实现所述光源210的固定，使所述出光面与所述滤光层221朝向所述光源210的表面斜交，本实施例中，所述导光件240的入射面与所述滤光层221表面斜交，使所述光源210的出光面与所述滤光层221的入射面贴合，从而实现所述光源210位置和角度的固定。
相应的，本发明还提供一种电子设备。
参考图6，示出了本发明电子设备一实施例的剖面结构示意图。
如图6所示，所述电子设备包括：本发明的指纹成像模组310。
需要说明的是，本实施例中，所述电子设备为手机或平板电脑等便携式电子设备；本发明其他实施例中，所述电子设备也可以为其他便携式电子设备或非便携式电子设备。
所述指纹成像模组310为本发明的指纹成像模组，所述指纹成像模组310的具体技术方案参考前述实施例，本发明在此不再赘述。
本实施例中，所述电子设备包括：玻璃盖板320。所述玻璃盖板320延伸至所述指纹成像模组310所在的区域，所以所述玻璃盖板320为所述指纹成像模组310中的保护盖板。
具体的，所述电子设备具有显示屏330，所述玻璃盖板320为保护所述显示屏330的玻璃盖板。所述玻璃盖板320延伸至所述指纹成像模组310所在的位置处，作为所述指纹成像模组310的保护盖板。
综上，本发明技术方案中，由于所述滤光层材料的折射率大于所述保护盖板材料的折射率，因此所述入射光透射所述滤光层和所述保护盖板为光密介质进入光疏介质，所以当入射光入射角度过大时，入射光会在所述滤光层和所述保护盖板的界面处发生全反射。滤光层能够使大角度的入射光发生全反射，仅使入射角较小的入射光实现透射，也就是说，所述滤光层的设置能够有效减少大角度入射光的透射，从而减少投射至所述感测面上大角度光线的成分，减少所形成反射光中大角度光线的成分，所以所述图像传感器所采集的反射光中小角度光线的成分较高，从而有利于改善指纹图像放大的问题，有利于减少指纹图像形变现象的出现。
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。