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：
指纹识别技术通过指纹成像传感器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。
指纹识别技术所采用的成像方式有光学式、电容式、超声波式等多种技术。其中一种是通过光学成像模组采集人体的指纹图像。光学式指纹成像模组主要包括：保护盖板、光学传感器、集成芯片(ic)、柔性电路板(fpc)和柔性电路板上的电子器件(包括光源led)、导光板、上保护壳体以及下保护壳体等主要部件。其中光学传感器是利用非晶硅薄膜晶体管(a-sitft)、低温多晶硅薄膜晶体管(ltpstft)或氧化物半导体薄膜晶体管(ostft)等半导体工艺技术，在玻璃基板上制作的；之后经过切割、点胶、粘接等过程实现封装。
目前，指纹成像传感器在移动终端设备中的应用是利用指纹进行解锁。但是由于移动终端的电池容量有限，为了降低指纹成像传感器的能耗，延长待机时间，因此电源管理一直是移动终端开发很重要的一部分。
在指纹成像模组中集成触控功能，以判断所述指纹成像模组是否受到触摸，是现有技术中一种有效的电压管理方法。在指纹成像模组上实现手指探测，在未探测到手指时，使所述指纹成像模组进入休眠模式，以降低功耗；在探测到手指时，唤醒所述指纹成像模组，使其从休眠状态转换为工作状态，获取指纹图像。
但是现有技术中集成有触控功能的指纹成像模组存在触发成功率不稳定的问题。
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，以提高所述指纹成像模组的触发成功率。
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；感测面，所述入射光在所述感测面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，并将所述反射光的光信号转换为电信号以获得指纹图像；触控层，位于所述图像传感器和所述感测面之间，用于构成电容结构以感测触摸，在感测到触摸时，控制所述图像传感器获得指纹图像。
可选的，所述触控层的材料包括金属或透明氧化物导体。
可选的，所述图像传感器包括：器件层，所述器件层内具有感光器件以及用于实现连接的互连线，所述器件层朝向所述感测面的表面为第一面；所述触控层到所述第一面的距离大于或等于20μm。
可选的，所述图像传感器还包括：覆盖所述器件层第一面的封装层；所述触控层位于所述封装层和所述感测面之间，所述封装层的厚度小于或等于20μm。
可选的，所述指纹成像模组还包括：粘合层，覆盖所述封装层；所述触控层通过所述粘合层贴合于所述图像传感器表面。
可选的，所述粘合层的材料与所述封装层材料相同。
可选的，所述粘合层的厚度小于或等于20μm。
可选的，所述指纹成像模组还包括：上盖板，位于所述图像传感器上；所述感测面为所述上盖板背向所述图像传感器的表面；所述触控层位于所述上盖板和所述图像传感器之间。
可选的，所述上盖板的材料为玻璃。
可选的，所述触控层包括一个或多个触控条，所述触控条在平行所述感测面的平面内呈方波状或网格状设置。
可选的，所述触控层的面积大于或等于4mm2。
可选的，所述触控层包括多个感触块，所述多个感触块在平行所述感测面的表面内呈阵列排布。
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。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
所述触控层位于所述图像传感器和所述感测面之间，以感测触摸；由于所述触控层位于所述图像传感器和所述感测面之间，与在所述光学面阵传感器周围设置触摸电路的技术方案相比，在指纹感测时，所述触控层和手指之间的重叠面积较大；触控层和手指之间重叠面积的增大，能够有效的提高手指探测的成功率，有利于触发成功率的提高。
本发明可选方案中，所述图像传感器包括内部具有感光器件和互连线的器件层，所述触控层与所述器件层第一面之间的距离大于或等于20μm。将所述触控层与所述器件层第一面之间的距离设置为大于或等于20μm，能够有效的增大触控层与所述感光器件和所述互连线之间的距离，有效的减小所述触控层与所述感光器件和所述互连线之间的寄生电容，有利于降低所述触控层对所述图像传感器所产生电信号的干扰，有利于降低所述图像传感器的噪声，有利于高质量指纹图像的获得。
本发明可选方案中，所述指纹成像模组还包括：位于所述图像传感器的上盖板，所述触控层位于所述上盖板和所述图像传感器之间。将所述触控层设置于所述上盖板朝向所述图像传感器的一侧，所述上盖板能够起到隔离所述触控层与外部环境的作用，能够降低所述触控层被接触的几率，从而有利于改善减少误触现象的出现。
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第一实施例的剖面结构示意图；
图3是图2所示指纹成像模组实施例中沿a方向的俯视结构示意图；
图4是本发明指纹成像模组第二实施例的俯视结构示意图；
图5是本发明指纹成像模组第三实施例的俯视结构示意图；
图6是本发明指纹成像模组第四实施例的俯视结构示意图；
图7是本发明指纹成像模组第五实施例的俯视结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术中具有触控功能的指纹成像模组存在触发成功率不稳定的问题。
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，所述指纹成像模组为超薄型光学式指纹成像模组。所述指纹成像模组是通过光电转换原理实现指纹成像的，包括：光源11、位于所述光源11上的光学面阵传感器12、位于所述光学面阵传感器12上的保护层13。
在采集指纹时，手指10按压于保护层13上；光源11产生的入射光在手指10与保护层13的接触界面发生反射和透射；所形成的反射光透过保护层13，投射至光学面阵传感器12上；光学面阵传感器12采集所述反射光，并进行光电转换和信号处理，实现指纹图像的采集。所述光学面阵传感器12的封装主要采用在切割后将光电传感器小片通过密封材料与上盖进行贴合实现封装。
为了在所述指纹成像模组上实现触控功能，在所述光学面阵传感器12周围设置触摸电路14。由于触控电路14设置于所述光学面阵传感器12的周围，所以所述触控电路14与手指的重叠面积有效，影响了对手指10的探测，从而造成触发成功率不稳定的问题。
特别是当所述指纹成像模组的面积较大，例如2指、4指或者全掌等大尺寸的指纹成像模组中，通过设置于所述光学面阵传感器12周围的触控电路14触发所述指纹成像模组获得指纹图像的成功率就更低了。
为解决所述技术问题，本发明提供一种指纹成像模组，所述指纹成像模组在图像传感器上贴合触控层实现触控，从而能够有效的降低工艺难度，有利于成本控制。
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第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111；感测面120，所述入射光111在所述感测面120形成携带有指纹信息的反射光121；图像传感器130，用于采集所述反射光121，并将所述反射光121的光信号转换为电信号以获得指纹图像；触控层140，位于所述图像传感器130和所述感测面120之间，用于构成电容结构以感测触摸，在感测到触摸时，控制所述图像传感器130获得指纹图像。
所述触控层140位于所述图像传感器130和所述感测面120之间，以感测触摸；由于所述触控层140位于所述图像传感器130和所述感测面120之间，与在所述光学面阵传感器周围设置触摸电路的技术方案相比，在指纹感测时，所述触控层140和手指之间的重叠面积较大；触控层140和手指之间重叠面积的增大，能够有效的提高手指探测的成功率，有利于触发成功率的提高。
本实施例中，所述光源110为面光源，包括发光二极管(图中未示出)和位于所述发光二极管一侧的导光板(图中未示出)。所述发光二极管用于形成初始光；所述发光二极管所产生的初始光投射进入所述导光板，经所述导光板反射形成光强分布更均匀的入射光111。将所述光源110设置为面光源的做法，能够有效的提高所述入射光111的均匀性，能够有效减小入射光111的入射角度，有利于提高所获的指纹图像的质量。
本发明其他实施例中，所述光源也可以为线光源或点光源等其他形式的光源。例如，所述光源可以为单个发光二极管。
所述光源110所产生的入射光111可以为可见光，也可以为不可见光。具体的，所述入射光111可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光等颜色。
所述感测面120用于接受触摸。如图2所示，在进行指纹感测时，所述入射光111投射至所述感触面120上，在所述感触面120上发生反射或折射，从而形成携带有指纹信息的反射光121。
具体的，本实施例中，所述指纹成像模组还包括起保护作用的上盖板121，所述感测面120为所述上盖板121背向所述光源110的表面。具体的，所述上盖板121的材料可以为玻璃。
所述图像传感器130用于采集所述反射光121，并将所述反射光121的光信号转换为电信号，从而获得所述指纹图像。
本实施例中，所述指纹成像模组为超薄型指纹成像模组，所述图像传感器130位于所述感测面120和所述光源110之间；所述入射光111透射所述图像传感器130后投射至所述感测面120上。
所述图像传感器130包括器件层131，所述器件层131内具有感光器件以及连接所述感光器件的互连线。所述反射光121投射至所述器件层131时，被所述感光器件采集并转换为电信号，从而获得指纹图像；所述互连线用于实现感光器件之间以及所述感光器件与外部电路之间的电连接。具体的，所述感光器件可以为感光二极管；所述互连线可以为导体材料所形成的金属互连结构。
所述器件层131朝向所述感测面120的表面为第一面。本实施例中，所述图像传感器130还包括覆盖所述器件层131第一面的封装层132。所述封装层132覆盖所述器件层131，以实现所述感光器件以及所述互连线与外部环境的隔离，从而提高图像传感器130的稳定性。所以所述封装层132的材料可以为电容性材料，例如uv胶、透明硅胶、电容性光学胶(opticallyclearadhesive，oca)等材料。
需要说明的是，所述封装层132的厚度不宜太大也不宜太小。所述封装层132的厚度如果太小，则不利于实现所述器件层131与外部环境的隔离，不利于所述图像传感器130的稳定性提高；所述封装层132的厚度如果太大，则容易造成材料浪费、增大工艺难度的问题。具体的，所述封装层132的厚度小于或等于20μm。
所述触控层140用于作为电容结构的一个极板，从而感测触摸，在感测到触摸时，控制所述图像传感器130获得指纹图像。
具体的，所述触控层140的材料包括金属或透明氧化物导体。所以当所述感测面120上没有手指时，所述触控层140呈悬置状态，所述触控层140与地端之间构成电容结构，所述触控层140和地端之间电容结构具有一定的电容值。
当手指100按压到所述感测面120上时，人体为导体，能够充当电容结构的极板，因此由于人体的加入，所述触控层140与地端之间的电容结构变为所述触控层140与人体之间电容结构以及人体与地端之间电容结构的串联，所以所述触控层140与地端之间电容结构的电容值与不存在手指100时候发生了变化，所以通过所述触控层140与地端之间电容值的变化，可以感测到所述感测面120上是否有手指，也就是说，所述触控层140的设置能够实现触摸的感测。
而且由于所述触控层140位于图像传感器130与所述感测面120之间，如图2所示，所述手指100直接位于所述感触面140的上方，所以与在所述图像传感器周围触摸电路的技术方案相比，所述手指100与所述触控层140之间重叠面积较大、距离较近，人体与所述触控层140之间电容值较大，因此人体的加入对所述触控层140与地端之间电容结构电容值的影响较大，因此能够有效的提高手指探测的成功率，有利于改善触发成功率。
需要说明的是，本实施例中，所述指纹成像模组还包括位于所述图像传感器130上的上盖板121，所述感测面120为所述上盖板121背向所述图像传感器130的表面；所以所述触控层140还位于所述上盖板121和所述图像传感器130之间。进行触摸感测时，所述上盖板121在所述触控层140和手指100之间作为电解质实现电隔离，从而构成电容结构。
所述触控层140到所述图像传感器130器件层131第一面之间的距离不易不宜太小。所述触控层140到所述图像传感器130器件层131第一面之间的距离如果太小，则所述触控层140与所述器件层131之间的距离过小，由于所述触控层140、所述感光器件以及所述互连线均为导电材料，所以所述触控层140与所述感光器件和所述互连线之间可能会存在一定的寄生电容，所述触控层140与所述感光器件和所述互连线之间距离过小，会造成寄生电容过大，从而影响所述感光器件电信号的形成以及所述互连线对所述电信号的传导，容易导致噪声过大，不利于高质量的指纹图像获取。具体的，本实施例中，本实施例中，所述触控层140到所述第一面的距离大于或等于20μm。
需要说明的是，所述触控层140到所述图像传感器130器件层131第一面之间的距离也不宜太大。所述触控层140到所述图像传感器130器件层131第一面之间的距离如果太大，则所述触控层140与所述器件层131之间的距离过大，容易造成材料浪费，也容易增大所述指纹成像模组的体积，不利于所述指纹成像模组的超薄化和集成度的提高。所以，本实施例，所述触控层140到所述图像传感器130器件层131第一面之间的距离小于或等于100μm。
本实施例中，所述指纹成像模组还包括粘合层141，位于所述封装层132上；所述触控层140通过所述粘合层141贴合于所述封装层132表面。
所述粘合层141用于实现所述触控层140和所述图像传感器130之间的连接。由于所述粘合层141需要透射所述入射光111和所述反射光121，所以所述粘合层141的材料与所述封装层132材料相同，以降低对所述入射光111和所述反射光121的影响。具体的，所述粘合层141的材料可以为电容性材料，例如uv胶、透明硅胶、电容性光学胶(opticallyclearadhesive，oca)等材料。
所述粘合层141的厚度不宜太大也不宜太小。所述粘合层141的厚度如果太小，则可能会造成所述触控层140与所述器件层131之间距离过小，所述触控层140与所述感光器件以及互连线之间寄生电容过大，影响所述图像传感器的信噪比；所述粘合层141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。具体的，本实施例中，所述粘合层141的厚度小于或等于20μm。
所述粘合层141覆盖所述封装层132表面，所述触控层140位于所述封装层132和所述感测面120之间，贴合于所述封装层132表面。所以所述触控层140与所述器件层131第一面之间的距离为所述封装层132的厚度与所述粘合层141厚度之和。所以所述封装层132的厚度与所述粘合层141的厚度相互配合，使所述触控层140与所述器件层131之间距离达到合理范围内，从而达到模组集成度和信噪比的兼顾，提高所述指纹成像模组的性能。
而且通过所述粘合层141实现所述触控层140和所述图像传感器130之间连接的做法，能够在现有的图像传感器130的基础上直接贴合所述触控层140，从而有利于降低形成所述触控层140的工艺难度，有利于控制工艺成本。
参考图3，示出了图2所示指纹成像模组实施例中沿a方向的俯视结构示意图。
如图3所示，所述触控层140包括一个或多个触控条，所述触控条在平行所述感测面120的平面内呈方波形设置。将所述触控条设置为方波状的做法，能够通过感测所述触控条不同位置处与地端之间电容值变化的先后顺序，实现对手指动作的感测，有利于扩展所述指纹成像模组的功能，有利于提高电子设备的操控体验。
所述触控层140在所述感测面120上投影面积不宜太小。所述触控层140在所述感测面120上投影面积如果太小，则会影响触控层和手指之间重叠的面积，可能会影响手指探测的成功率，不利于触发成功率的提高。具体的，本实施例中，所述触控层140在所述感测面120上投影面积大于或等于4mm2。
需要说明的是，本发明其他实施例中，所述触控层在所述感测面上投影还可以与所述感测面相重叠。
参考图4，示出了本发明指纹成像模组第二实施例的俯视结构示意图。图4是图3所对应的俯视结构示意图。
所述触控层240触控条在平行所述感测面220的平面内还可以呈网格状设置。由于方波状和网格状设置的触控条之间均具有空隙，将所述触控条设置为方波状或网格状的做法，还能够使所述入射光和所述反射光从所述触控条之间的空隙透射所述触控层240，从而能够有效降低所述触控层240对所述入射光和所述反射光的影响，有利于在保证所获得指纹图像质量的前提下，实现提高触发成功率，改善触控体验。
所述网格状的触控层240可以有多种构成方式。如图4所示，本实施例中，所述触控层240中的多个触控条位于同层，且所述多个触控条之间相互连接，以构成网格状。
参考图5，示出了本发明指纹成像模组第三实施例的俯视结构示意图。图5是图3所对应的俯视结构示意图。
本实施例中，所述触控层241在所述感测面220上的投影也为网格状。但是本实施例与前述实施例不同之处在于，本实施例中，所述触控条包括第一触控条241a和位于所述第一触控条241a和所述感测面220之间的第二触控条241b。所述第一触控条241a延伸方向垂直于所述第二触控条241b的延伸方向，从而构成网格状的触控层241。
此外，所述触控层还可以为其他形式的网格，如图6所示，示出了本发明指纹成像模组第四实施例的俯视结构示意图。图6是图3所对应的俯视结构示意图。
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，本实施例中，所述触控层242中，第一触控条242a和第二触控条242b的长宽比较大，呈线状，也就是说，所述第一触控条242a和所述第二触控条242b为导电线，例如，所述第一触控条242a和所述第二触控条242b可以为纳米银金属线。
而且本实施例中，所述第一触控条242a和所述第二触控条242b分别在平行所述感测面220的平面内构成菱形网格。
参考图7，示出了本发明指纹成像模组第五实施例的俯视结构示意图。图7是图3所对应的俯视结构示意图。
本实施例与前述实施例相同之处，本发明再次不再赘述。本实施例与前述实施例不同之处在于，所述触控层340包括多个感触块，所述多个感触块在平行所述感测面220的表面内呈阵列排布。
通过阵列排布的感触块构成所述触控层340的做法，能够有效的提高所述触控层340与手指的重叠面积，有利于手指探测成功率的提高，有利于获得较高的触发成功率。
需要说明的是，本实施例中，所述触控层340可以通过自电容检测或者互电容检测的方式实现对触摸的感测。本发明其他实施例中，例如图5所示实施例中，所述触控层可以通过互电容检测实现手指探测。
相应的，本发明还提供一种电子设备，包括：本发明指纹成像模组。
所述指纹成像模组用于采集指纹图像。所述指纹成像模组为本发明指纹成像模组，具体技术方案参考前述指纹成像模组的具体实施例，本发明在此不再赘述。所述电子设备根据所述指纹成像模组所获得指纹图像，进行指纹识别。
当手指按压到所述感测面上时，手指与位于所述图像传感器下方的触控层形成电容结构，通过所述触控层与地端之间电容值的变化，所述指纹成像模组能够探测到手指的存在，从而控制所述光源产生入射光，并控制所述图像传感器采集光信号以获得指纹图像。所述触控层位于所述图像传感器和所述感测面之间，所以所述触控层和手指之间的重叠面积较大；触控层和手指之间重叠面积的增大，能够有效的提高手指探测的成功率，有利于触发成功率的提高。
具体的，所述电子设备为手机或平板电脑。所述触控层的设置，能够有效的降低所述电子设备的能耗，有利于延长所述电子设备的待机时间。
综上，所述触控层位于所述图像传感器和所述感测面之间，以感测触摸；由于所述触控层位于所述图像传感器和所述感测面之间，与在所述光学面阵传感器周围设置触摸电路的技术方案相比，在指纹感测时，所述触控层和手指之间的重叠面积较大；触控层和手指之间重叠面积的增大，能够有效的提高手指探测的成功率，有利于触发成功率的提高。而且，本发明可选方案中，所述图像传感器包括内部具有感光器件和互连线的器件层，所述触控层与所述器件层第一面之间的距离大于或等于20μm。将所述触控层与所述器件层第一面之间的距离设置为大于或等于20μm，能够有效的增大触控层与所述感光器件和所述互连线之间的距离，有效的减小所述触控层与所述感光器件和所述互连线之间的寄生电容，有利于降低所述触控层对所述图像传感器所产生电信号的干扰，有利于降低所述图像传感器的噪声，有利于高质量指纹图像的获得。此外，本发明可选方案中，所述指纹成像模组还包括：位于所述图像传感器的上盖板，所述触控层位于所述上盖板和所述图像传感器之间。将所述触控层设置于所述上盖板朝向所述图像传感器的一侧，所述上盖板能够起到隔离所述触控层与外部环境的作用，能够降低所述触控层被接触的几率，从而有利于改善减少误触现象的出现。
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。