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成像模组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的工作原理：人的手指按压在光学式指纹成像模组的保护盖板上时，光源发出的光形成入射光；入射光透过图像传感器(sensor)和保护盖板后到投射到保护盖板与手指的界面，在手指和保护盖板相接触的位置处发生反射和折射；通过图像传感器采集所述反射光，将所述反射光的光信号转换为电信号，处理后即可得到手指的指纹图像。
但是，现有技术中的指纹成像模组存在模组体积，难以提高集成度的问题。
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，以减小模组体积，提高设备集成度。
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；盖板，位于所述光源一侧，包括朝向光源的第一面，所述第一面内具有凹槽，用于容纳所述光源；感测面，位于所述盖板远离所述光源的一侧，经所述盖板传导的入射光在所述感测面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，所述盖板包括透光区，所述凹槽环绕所述透光区设置；所述图像传感器与所述透光区位置对应。
可选的，所述凹槽环绕所述透光区构成闭合环形。
可选的，所述凹槽环绕区域的面积大于或等于25.00mm2。
可选的，所述凹槽深度与所述盖板厚度之比在1:14到11:14范围内。
可选的，所述凹槽的深度在0.05mm到0.55mm范围内。
可选的，所述凹槽的宽度在0.20mm到4.00mm范围内。
可选的，所述光源为线光源；所述线光源沿所述凹槽延伸方向延伸。
可选的，所述光源为柔性线光源。
可选的，所述光源包括通体发光光纤。
可选的，所述指纹成像模组还包括：粘合层，填充于所述凹槽内。
可选的，所述粘合层为硅胶。
可选的，所述盖板还包括遮光区；所述指纹成像模组还包括：遮光层，覆盖所述遮光区的第一面。
可选的，所述遮光层的透光率小于或等于5％。
可选的，所述遮光层的材料为金属或油墨。
可选的，所述盖板的材料为玻璃。
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：
所述盖板第一面内的凹槽，能够为所述光源的设置提供空间，使光源嵌设在所述盖板内部，使得光源本身并不占模组空间；与光源设置于图像传感器下方或者侧面的技术方案相比，能够减小模组体积，有利于提高设备集成度；而且由于光源嵌设于所述盖板内，所以所述盖板不仅起到保护作用，还能够传导入射光，从而提高所述入射光投射至所述感测面的均匀度，有利于提高指纹图像的质量；此外，所述感测面位于所述盖板远离所述光源的一侧，因此，所述光源嵌设于所述盖板内的做法，能够减小所述光源与所述感测面之间的距离，从而能够有效的减小所述入射光投射至所述感测面的光程，有利于提高感测面上入射光的光强，有利于高质量指纹图像的获得。
本发明可选方案中，所述凹槽环绕所述盖板透光区设置；而且所述光源设置为线光源，且所述线光源沿所述凹槽延伸方向延伸，因此所述入射光能够从所述透光区四周不同位置出射，所以所形成反射光能够相互补充，从而达到提高反射光中小角度光线成分的目的，以改善指纹图像变形的问题，有利于降低误读率，有利于克服指纹图像变形而造成的算法困扰问题。
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是另一种指纹成像模组的剖面结构示意图；
图3是本发明指纹成像模组一实施例的透视结构示意图；
图4是图3所示指纹成像模组实施例中盖板沿a方向的俯视结构示意图；
图5是图3所示指纹成像模组实施例中沿bb线的剖面结构示意图。
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模组体积过大的问题。现结合一种指纹成像模组的结构分析其模组体积过大问题的原因：
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，在玻璃基底上制作的；之后经过切割、点胶、粘接等过程实现封装。
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、位于所述光源上的光学面阵传感器12以及位于所述光学面阵传感器12上的感测面13。
在采集指纹时，手指10按压于感测面13上；光源产生的入射光投射至感测面13上，在手指10与所述感测面13接触的位置处发生反射和折射，所形成的反射光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。
为了提高入射光的均匀性，从而获得高质量的指纹图像，通常情况下，所述光源为面光源，包括发光二极管11a和位于所述发光二极管11a一侧的导光板11b。所述发光二极管11a所产生的初始光投射进入所述导光板11b，经所述导光板11b反射形成光强分布更均匀的入射光。
但是由发光二极管11a和导光板11b所组成的面光源往往存在厚度较大。一般情况下，由发光二极管11a和导光板11b所组成的面光源厚度在0.3mm以上。
现有指纹成像模组的厚度通常较小。如图1所示的超薄型指纹成像模组中，图像传感器位于所述光源和所述感测面之间，所述指纹成像模组的整体模组厚度也仅仅约为1.0mm。所以所述光源的厚度限制了所述指纹成像模组厚度的减小，造成了设备的集成度难以提高的问题。
参考图2，示出了另一种指纹成像模组的剖面结构示意图。
为了减小指纹成像模组的厚度，一种方法是将发光二极管21a直接设置于所述图像传感器22的一侧，从而达到省去导光板的目的。
但是将所述发光二极管21a设置于所述图像传感器22一侧的做法，会增大入射光投射至感测面23上的入射角度，所形成的反射光的角度也随之增大，因此这种做法会造成所述图像传感器22所采集反射光中，大角度光线的成分增多，引起指纹图像的放大问题。而且虽然导光板的省略能够一定程度上减小所述指纹成像模组的厚度，但是所述发光二极管21a设置于所述图像传感器22的一侧，会使所述指纹成像模组在平行感测面23内的宽度增大，也就是说，所述指纹成像模组体积较大的问题依旧存在，设备的集成度依旧不高。
为解决所述技术问题，本发明提供一种指纹成像模组，在所述盖板第一面内设置凹槽，并将所述光源嵌设于所述凹槽内，使光源不占模组空间，能够有效的减小模组体积、提高设备集成度。
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3，示出了本发明指纹成像模组一实施例的透视结构示意图。
如图3所示，所述指纹成像模组包括：
光源110，用于产生入射光；盖板120，位于所述光源100一侧，包括朝向光源110的第一面121，所述第一面121内具有凹槽122，用于容纳所述光源110；感测面130，位于所述盖板120远离所述光源110的一侧，经所述盖板120传导的入射光在所述感测面130形成携带有指纹信息的反射光；图像传感器140，用于采集所述反射光以获得指纹图像。
所述盖板120第一面121内的凹槽122，能够为所述光源110的设置提供空间，使光源110嵌设在所述盖板120内部，使得光源110本身并不占模组空间；与光源110设置于图像传感器140下方或者侧面的技术方案相比，能够减小模组体积，有利于提高设备集成度；而且由于光源110嵌设于所述盖板120内，所以所述盖板120不仅起到保护作用，还能够传导入射光，从而提高所述入射光投射至所述感测面130的均匀度，有利于提高指纹图像的质量；此外，所述感测面130位于所述盖板120远离所述光源110的一侧，因此，所述光源110嵌设于所述盖板120内的做法，能够减小所述光源110与所述感测面130之间的距离，从而能够有效的减小所述入射光投射至所述感测面130的光程，有利于提高感测面130上入射光的光强，有利于高质量的指纹图像的获得。
所述光源110用于产生入射光。
所述光源110所产生的入射光可以为可见光，也可以为不可见光。具体的，所述入射光可以为近紫外光、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。
本实施例中，所述光源110为线光源，即所述光源110为沿一个方向的尺寸远大于其垂向尺寸的光源。所述光源110所产生的入射光，朝向所述线光源110的侧向出射。其中所述光源110的侧向垂直于所述光源110的延伸方向。
而且线光源具有出光稳定性较高，光强分布均匀性较高的优点，因此线光源的采用能够有效提高所产生入射光的均匀性，从而能够有效的提高投射至所述感测面上入射光的光强均匀性，有利于获得高质量的指纹图像。
此外，所述光源110为柔性光源。也就是说，所述光源110能够发生弯折，因此所述光源110能够适应所述凹槽122的形状，从而能够有效的降低所述指纹成像模组的装配难度。
本实施例中，所述光源110包括通体发光光纤。具体的，所述光源110包括发光二极管以及与所述发光二极管相连的通体发光光纤。所述发光二极管用于产生光线，所述通体发光光纤用于传导所述发光二极管所产生的光线，以形成线光源。
通体发光光纤，也称测光光纤，通常为阶跃型聚合物光纤，具有柔软、节能、使用寿命长、适用范围广等优势。所述通体发光光纤最显著的特点就是通体发光。光线在所述通体发光光纤内传播，并沿通体发光光纤延伸方向均匀散射，从而呈现通体发光的效果。而且光线在通体发光光纤内传播的损耗较小，因此通过所述通体发光光纤形成所述光源110的做法，能够有效控制所述初始光在传输过程中的能量损耗，有利于提高所形成入射光的光强，降低所述指纹成像模组的能耗。
本实施例中，所述通体发光光纤为液态芯通体发光光纤。采用液态芯通体发光光纤的做法具有柔软性好，亮度基本均匀的优势，能够有效提高所述指纹成像模组的良率和成像效果。所以所述通体发光光纤的芯材为硅油等液体。
但是本发明其他实施例中，所述光源也可以是通过丝印或蒸镀等其他方式形成的有机或无机的发光结构。
所述盖板120用于起保护作用，以减少所述图像传感器140和所述光源110等硬件设备受损的可能。
所述盖板120具有相背设置的第一面121，所述第一面121朝向所述光源110。所述凹槽122用于为所述光源110的设置提供空间，即所述光源110嵌设于所述凹槽122内。
由于所述光源110嵌设于所述盖板120内部，因此所述光源110的设置不会增加所述指纹成像模组的体积，所以这种做法能够有效的减小所述指纹成像模组的体积，有利于集成度的提高。
此外，所述光源110嵌设于所述盖板120内，因此所述光源110所产生的入射光首先投射至所述盖板120内，经所述盖板120传导的入射光再投射至所述感测面上。所述入射光在所述盖板120的传导，能够提高投射至所述感测面上入射光的均匀度，有利于提高指纹图像的质量。
具体的，所述盖板120的材料为玻璃。本发明其他实施例中，所述盖板120的材料还可以为其他具有相当机械强度且能够实现光线传导功能的材料。
本实施例中，所述光源110为线光源，且所述光源110为柔性光源，所以所述光源110沿所述凹槽122延伸方向延伸。
结合参考图4，示出图3所示指纹成像模组实施例中盖板沿a方向的俯视结构示意图。
如图3和图4所示，所述盖板120包括透光区123，所述凹槽122环绕所述透光区123设置。所以所述光源110位于所述凹槽122内，且沿所述凹槽122的延伸方向延伸，也环绕所述透光区123设置。
将所述光源110设置成这种做法，能够使所形成的入射光能够从所述透光区四周不同位置出射，所以反射光能够相互补充，从而达到提高反射光中小角度光线成分的目的，以改善指纹图像变形的问题，有利于降低误读率，有利于克服指纹图像变形而造成的算法困扰问题。
如图4所示，所述凹槽122环绕所述透光区123构成闭合环形。具体的，所述透光区123为方形，所以所述凹槽122环绕所述透光区123形成方环形，所述光源110也为方环形，嵌设于所述凹槽122内。
所述凹槽122的形状也可以随着所述透光区123形状的变化而变化。例如，本发明其他实施例中，当所述透光区的形状为圆形时，所述凹槽可以为圆环形；当所述透光区为长圆形时，所述凹槽可以为长圆环形。本发明另一些实施例中，所述透光区的形状也可以为其他规则或不规则的形状，所述凹槽也可以随之发生变化。
需要说明的是，所述透光区123的面积不宜太小，即所述凹槽122环绕区域的面积不宜太小。
所述透光区123的面积如果太小，即所述凹槽122环绕区域的面积太小，则会影响透射所述盖板120的透光率，会影响所述入射光的利用率，不利于所述指纹成像模组能耗的降低。具体的，本实施例中，所述透光区123的面积大于或等于25mm2，也就是说，所述凹槽122环绕区域的面积大于或等于25mm2。
所述感测面用于接受触摸，所述入射光投射至所述感测面上，发生反射和折射，形成携带有指纹信息的反射光。
本实施例中，所述盖板120还包括与所述第一面121相对的第二面，所述盖板120的第二面为所述感测面。本发明其他实施例中，所述指纹成像模组上还可以设置玻璃盖板，所述感测面也可以为所述玻璃盖板远离所述指纹成像模组的表面。
所述图像传感器130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。
本实施例中，所述凹槽122环绕所述透光区123设置，位于所述凹槽122内的光源110也环绕所述透光区123设置，因此所述图像传感器140与所述透光区123位置对应。所以所述入射光能够经过所述透光区123投射至所述感测面上；所形成的反射光也能够经所述透光区123透射，而投射至所述图像传感器140上，被所述图像传感器140采集。
继续参考图3，结合参考图5，示出图3所示指纹成像模组实施例中沿bb线的剖面结构示意图。
所述凹槽122环绕所述透光区123设置，因此位于所述透光区123四周凹槽122内光源110所产生的入射光能够经所述盖板120传导，投射至所述感测面130上。
如图5所示，位于所述透光区123两侧光源110所产生入射光在感测面上发生反射和折射，分别形成对应的反射光；所述反射光能够起到相互补充的作用，从而达到提高小角度光线成分的目的，以改善指纹图像变形的问题，有利于降低误读率，有利于克服指纹图像变形而造成的算法困扰问题。
此外，所述光源110嵌设于所述盖板120内的做法，能够减小所述光源110与所述感测面130之间的距离，从而能够有效的减小所述入射光投射至所述感测面130的光程，有利于提高感测面130上入射光的光强，有利于高质量指纹图像的获得。
需要说明的是，所述凹槽122的深度d与所述盖板120厚度t之比不宜太大也不宜太小。
所述凹槽122的深度d与所述盖板120厚度t之比如果太大，则所述凹槽122底部盖板120的厚度过小，所述盖板120强度会随之减小，不利于所述盖板120的保护功能；所述凹槽122的深度d与所述盖板120厚度t之比如果太小，则不利于减小所述光源110和所述感测面130之间距离，不利于减小入射光投射至所述感测面130上光程，不利于提高所述感测面130上入射光的光强，不利于高质量指纹图像的获得。具体的，本实施例中，所述凹槽122的深度d与所述盖板120厚度t之比在1:14到11:14范围内。
本实施例中，所述凹槽122的深度d在0.05mm到0.55mm范围内。将所述凹槽122设置在合理范围内，使所述凹槽122能够为所述光源110的设置提供足够的空间；而且结合所述凹槽122的深度d与所述盖板120厚度t的比值，能够有效的控制所述盖板120的厚度，使所述盖板120在达到一定保护能力的前提下，尽量减小所述盖板120的厚度，从而能够有效的控制所述指纹成像模组的厚度，有利于设备集成度的提高。所以所述盖板120的厚度可以控制在0.06mm到7.7mm范围内，例如所述盖板120的厚度可以设置为0.7mm左右。
此外，所述凹槽122的宽度w也不宜太大不宜太小。
所述凹槽122的宽度w如果太大，则会使平行所述感测面130内所述指纹成像模组面积随之增大，从而不利于所述指纹成像模组体积的减小、集成度的提高，而且所述凹槽122的宽度w如果太大，还会使所述入射光在所述盖板120内传导的光程过长，可能会影响所述感测面130上入射光光强的增大，也可能会影响所述感测面130上入射光光强分布的均匀性；所述凹槽122的宽度w如果太小，则会限制嵌设于所述凹槽122内光源110的尺寸，会增大所述光源110的形成工艺难度，也可能会增大光源110的成本，而且光源110尺寸的限制，可能会对光源110所产生入射光光强产生影响，也不利于指纹图像质量的提高。具体的，本实施例中，所述凹槽122的宽度w在0.20mm到4.00mm范围内。
需要说明是，本实施例中，所述凹槽122形成与所述感测面130相平行的平面环形，而且所述凹槽122侧壁垂直所述凹槽122的底部，所以所述凹槽122的宽度为平行所述感测面130平面内，所述凹槽122的开口尺寸。本发明其他实施例中，所述凹槽也可以与所述感测面不平行，或者所述凹槽侧壁也可以与底部斜交。在这种情况下，所述凹槽的宽度为垂直所述凹槽延伸方向，所述凹槽的开口尺寸。
结合参考图4和图5，本实施例中，所述指纹成像模组还包括：粘合层150，填充于所述凹槽122内。
所述粘合层150位于所述凹槽122内，用于实施所述光源110的固定，并使所述光源110与所述盖板110固定相连。而且所述粘合层150的固定，也能够有效的减小所述凹槽122所处位置处盖板120内部的应力，有利于增强所述凹槽122所处位置处盖板120的机械强度，有利于减少所述盖板120破损的几率。具体的，所述粘合层150的材料为硅胶，可以通过热硬化或湿法固化的方式使硅胶硬化形成所述粘合层150。
此外，本实施例中，所述盖板120还包括遮光区124；所述指纹成像模组还包括：遮光层160，覆盖所述遮光区124的第一面121。
所述遮光层160用于减少所述图像传感器140采集杂散光的几率。所以所述遮光层160的设置能够有效抑制所述图像传感器的噪声信号，有利于提高所述指纹成像模组的信噪比。
本实施例中，为了达到较好的遮光效果，所述遮光层160的透光率需要控制在5％以下，即对于所述入射光波长范围内的光线，所述遮光层160材料的透光率小于或等于5％。。具体的，所述遮光层160的材料为金属。本发明其他实施例中，所述遮光层160也可以丝印于所述盖板120第一面121上的油墨层。
相应的，本发明还提供一种电子设备，包括本发明指纹成像。
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。
位于所述凹槽内的光源不占据模组空间，因此与光源设置于图像传感器下方或者侧面的技术方案相比，所述指纹成像模组的体积较小，能够有效的提高所述电子设备的集成度；而且光源嵌设于所述盖板内的做法还能够使所述入射光在所述盖板内实现传导，从而提高所述入射光投射至所述感测面的均匀度，有利于提高指纹图像的质量；此外，所述感测面位于所述盖板远离所述光源的一侧，因此所述光源与所述感测面之间的距离较小，所述入射光投射至所述感测面的光程较小，感测面上入射光的光强较大，有利于高质量指纹图像的获得。
本实施例中，所述电子设备为手机或平板电脑。所述指纹成像模组的采用能够有效提高所述电子设备集成度的提高，有利于手机或平板电脑小型化和薄化。
综上，所述盖板第一面内的凹槽，能够为所述光源的设置提供空间，使光源嵌设在所述盖板内部，使得光源本身并不占模组空间；与光源设置于图像传感器下方或者侧面的技术方案相比，能够减小模组体积，有利于提高设备集成度；而且由于光源嵌设于所述盖板内，所以所述盖板不仅起到保护作用，还能够传导入射光，从而提高所述入射光投射至所述感测面的均匀度，有利于提高指纹图像的质量；此外，所述感测面位于所述盖板远离所述光源的一侧，因此，所述光源嵌设于所述盖板内的做法，能够减小所述光源与所述感测面之间的距离，从而能够有效的减小所述入射光投射至所述感测面的光程，有利于提高感测面上入射光的光强，有利于高质量指纹图像的获得。而且，本发明可选方案中，所述凹槽环绕所述盖板透光区设置；而且所述光源设置为线光源，且所述线光源沿所述凹槽延伸方向延伸，因此所述入射光能够从所述透光区四周不同位置出射，所以所形成反射光能够相互补充，从而达到提高反射光中小角度光线成分的目的，以改善指纹图像变形的问题，有利于降低误读率，有利于克服指纹图像变形而造成的算法困扰问题。
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。