指纹成像模组和电子设备的制作方法

文档序号:16147165发布日期:2018-12-05 16:40阅读:120来源:国知局

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。

目前,指纹成像模组常常被集成在移动终端设备中以实现指纹解锁的功能。移动终端设备所处的环境会影响所述指纹成像模组自身的温度。当移动终端设备长时间处于温度较高的环境中时,其所集成的指纹成像模组可能会出现温度过高的问题。

由于指纹成像模组采集指纹时需要与人体接触,所以当指纹成像模组温度过高时,可能会对所接触的人员造成损伤风险。但是现有的指纹成像模组无法探测温度,所以使指纹成像模组实现温度探测,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。



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,以实现指纹成像模组对温度的探测,降低所述指纹成像模组对接触人员造成损伤的风险。

为解决上述问题,本发明提供一种指纹成像模组,包括:

光源;感测面,使所述光源产生的入射光形成携带有指纹信息的反射光;图像传感器,通过采集所述反射光以获得指纹图像;第一导电层,用于感测所述感测面的温度;第二导电层,与所述第一导电层相连,用于根据与所述第一导电层之间温度的差异产生电信号;测温芯片,与所述第二导电层相连,用于根据所述电信号获得所述感测面的温度。

可选的,所述第一导电层位于所述感测面和所述图像传感器之间。

可选的,所述图像传感器位于所述光源和所述感测面之间;所述第一导电层位于所述图像传感器和所述光源之间。

可选的,所述第一导电层和所述感测面之间的距离小于或等于0.1mm。

可选的,所述第一导电层的材料为透明氧化物导体。

可选的,所述第一导电层的材料为氧化锡锑或氧化铟锡。

可选的,所述第一导电层的电阻率小于或等于2.4×10-4ω*cm。

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;所述第一导电层与所述器件层之间的距离大于或等于

可选的,所述第一导电层上覆盖有封装材料,所述封装材料的厚度大于或等于

可选的,所述第一导电层为图形化的第一导电层。

可选的,所述图形化的第一导电层通过光刻的方式形成。

可选的,所述第二导电层的材料为铂、铂铑合金或者钯铬合金。

可选的,所述指纹成像模组还包括:驱动板,与所述光源和所述图像传感器相连;所述测温芯片与所述驱动板电性相连。

可选的,所述测温芯片内设置有高温阈值,在所获得温度大于所述高温阈值时,产生高温信号。

相应的,本发明还提供一种电子设备,包括:指纹成像模组;所述指纹成像模组包括:光源;感测面,使所述光源产生的入射光形成携带有指纹信息的反射光;图像传感器,通过采集所述反射光以获得指纹图像;第一导电层,用于感测所述感测面的温度;第二导电层,与所述第一导电层相连,用于根据与所述第一导电层之间温度的差异产生电信号;测温芯片,与所述第二导电层相连,用于根据所述电信号获得所述感测面的温度。

可选的,所述测温芯片内设置有高温阈值,在所获得温度大于所述高温阈值时,产生高温信号;所述电子设备还包括:提醒装置,与所述测温芯片相连,在所述高温信号的控制下产生高温报警信号。

可选的,所述提醒装置为显示屏,用于显示所述提醒信号。

与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:

所述第一导电层能够实现对所述感测面温度的感测,与所述第一导电层相连的第二导电层能够根据与所述第一导电层之间温度的差异产生电信号;所述测温芯片与所述第二导电层相连,用于根据所述第二导电层所产生的电信号获得所述感测面的温度。所以所述第一导电层、所述第二导电层以及所述测温芯片能够实现对所述感测面温度的探测,有利于降低所述指纹成像模组对接触人员造成损伤的风险。

本发明可选方案中,所述测温芯片内设置有高温阈值,在所获得温度大于或等于所述高温阈值时,所述测温芯片能够产生高温信号;所述高温信号用于在所述感测面温度过高时进行报警,从而能够有效降低所述指纹成像模组对接触人员造成损伤的风险。

本发明可选方案中,所述第一导电层与所述图像传感器的器件层之间的距离大于或等于将所述第一导电层和所述器件层之间的距离控制在以上,能够有效增大所述第一导电层与所述感光器件和所述互连线之间的距离,能够有效减小所述第一导电层与所述感光器件和所述互连线之间的寄生电容,有利于降低所述第一导电层的干扰,有利于降低噪声、提高信噪比。

附图说明

图1是本发明指纹成像模组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,现有技术中指纹成像模组无法对所述感测面的温度进行感测。

为解决所述技术问题,本发明提供一种指纹成像模组和电子设备,通过所述第一导电层、所述第二导电层以及所述测温芯片实现对所述感测面温度的探测,有利于降低所述指纹成像模组对接触人员造成损伤的风险。

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1,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;感测面120,使所述光源110产生的入射光形成携带有指纹信息的反射光;图像传感器130,通过采集所述反射光以获得指纹图像;第一导电层141,用于感测所述感测面120的温度;第二导电层142,与所述第一导电层141相连,用于根据与所述第一导电层142之间温度的差异产生电信号;测温芯片143,与所述第二导电层142相连,用于根据所述电信号获得所述感测面120的温度。

所述第一导电层141能够实现对所述感测面120温度的感测,与所述第一导电层141相连的第二导电层142能够根据与所述第一导电层141之间温度的差异产生电信号;所述测温芯片143与所述第二导电层142相连,用于根据所述第二导电层142所产生的电信号获得所述感测面120的温度。所以所述第一导电层141、所述第二导电层142以及所述测温芯片143能够实现对所述感测面120温度的探测,有利于降低所述指纹成像模组对接触人员造成损伤的风险。

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。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的均匀性,能够有效减小入射光的入射角度,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。

所述感测面120用于接受触摸。在进行指纹感测时,所述入射光投射至所述感触面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。

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(图中未标示),所述感测面120为所述上盖板背向所述光源110的表面。具体的,所述上盖板的材料可以为玻璃。

所述图像传感器130用于采集所述反射光,并将所述反射光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。

本实施例中,所述图像传感器130还包括覆盖所述器件层131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的厚度大于或等于20μm。

所述第一导电层141用于感测所述感测面120的温度。

所述第一导电层141与所述感测面120相互接触或者所述第一导电层141靠近所述感测面120,所述第一导电层141能够与所述感测面120之间实现热传导或热对流,使所述第一导电层141与所述感测面120之间达到相同的温度。

本实施例中,所述指纹成像模组为超薄式指纹成像模组,所述图像传感器130位于所述光源110和所述感测面120之间;所述第一导电层141位于所述感测面120和所述图像传感器130之间,从而能够达到减小所述第一导电层141和所述感测面120之间距离,减小所述指纹成像模组厚度的目的。

具体的,所述感测面120为所述上盖板背向所述光源110的表面,所以所述第一导电层141贴合于所述上盖板与所述感测面120相背的表面。

本发明其他实施例中,所述第一导电层还可以设置于所述图像传感器和所述光源之间,从而能够有效避免所述第一导电层对指纹图像采集的影响,有利于提高指纹图像质量。

需要说明的是,所述第一导电层141与所述感测面120之间距离不宜太大。所述第一导电层141与所述感测面120之间距离如果太大,则所述第一导电层141与所述感测面120难以达到相同温度,可能会影响对所述感测面120上温度的判断,不利于降低对接触人员造成损伤的风险,而且所述第一导电层141与所述感测面120之间距离如果太大,也不利于所述指纹成像模组厚度的减小,不利于集成度的提高。具体的,本实施例中,所述第一导电层141和所述感测面120之间距离小于或等于0.1mm。

本实施例中,所述第一导电层141的材料为透明氧化物导体。将所述第一导电层141设置为透明氧化物导体的做法,能够有效提高所述第一导电层141对所述入射光和所述反射光的透射率,有利于降低所述第一导电层141对指纹图像采集的影响,能够达到兼顾高精度温度测量、高质量指纹图像采集的目的。具体的,所述第一导电层141的材料为氧化锡锑(antimonytinoxide,ato)或氧化铟锡(indiumtinoxide,ito)。

本实施例中,所述第一导电层141的电阻率小于或等于2.4×10-4ω*cm。所述第一导电层14的电阻率不宜太大。所述第一导电层141的电阻率如果太大,则不利于所述第一导电层141和所述第二导电层142之间因为温差而形成电动势,不利于所述感侧面120上温度的测量。

需要说明的是,本实施例中,以所述第一导电层141和所述图像传感器130的器件层131之间的距离大于或等于由于所述器件层131内具有感光器件和互连线,感光器件内的一些膜层和互连线为导电材料,所以所述第一导电层141与所述器件层131之间的距离如果太小,不利于减小所述第一导电层141和所述器件层131之间的寄生电容,所述第一导电层141可能会影响所述器件层131性能,影响指纹图像的获得和质量。

本实施例中,所述第一导电层141位于所述感测面120和所述图像传感器130之间,即所述第一导电层141位于所述图像传感器130上,而且所述器件层131上覆盖有厚度大于或等于20μm的封装层132,所以所述第一导电层141直接覆盖所述封装层132的表面。

本发明其他实施例中,所述第一导电层也可以设置在所述图像传感器和所述光源之间。当所述第一导电层位于所述图像传感器和所述光源之间时,所述第一导电层上覆盖有封装材料,所述封装材料的厚度大于或等于以满足所述第一导电层和所述器件层之间的距离需要。

需要说明的是,本实施例中,所述第一导电层141为图形化的第一导电层141,即所述第一导电层141露出部分所述图像传感器130的表面。将所述第一导电层141设置为图形化第一导电层141的做法,能够有效提高所述第一导电层141透射所述入射光和所述反射光的透光率,有利于指纹图像质量的提高。具体的,所述图形化的第一导电层141可以包括多个导电条,所述导电条在所述感测面120的平面内呈方波状或网格状设置。

本实施例中,所述图形化的第一导电层141是通过光刻的方式形成的,即形成所述图形化的第一导电层141的步骤包括:在所述图像传感器130上形成导电材料层,例如可以通过磁控溅射的方式形成所述导电材料层;在所述导电材料层上形成光刻胶;对所述光刻胶进行曝光、显影,形成图形化的光刻胶层;以所述图形化的光刻胶层为掩膜,刻蚀所述导电材料层,形成图形化的第一导电层141,其中刻蚀所述导电材料层所采用的工艺可以包括湿法刻蚀或干法刻蚀。通过光刻的方式形成所述图形化的第一导电层141的做法,与现有图像传感器的形成工艺兼容,能够有效降低所述指纹成像模组的形成工艺难度,有利于良率和成本的控制。

需要说明的是,本实施例中,所述第一导电层141还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。具体的,所述第一导电层作为电容结构的一个极板,从而感测触摸。具体的,当所述感测面120上没有手指时,所述第一导电层141呈悬置状态,所述第一导电层141与地端之间构成电容结构,所述电容结构具有一定的电容值;当手指按压在所述感测面120上时,由于人体为导体,也能够充当电容结构的极板,因此由于人体的加入,所述第一导电层141和所述地端之间电容结构变为所述第一导电层141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,因此所述第一导电层141与地端之间电容结构的电容值发生变化,从而能够感测到所述感测面120上手指的存在,也就是说所述第一导电层141能够实现触摸的感测。

所述第二导电层142一端与所述第一导电层141相连,能够在温度与所述第一导电层141之间存在差异时产生电信号;所述第二导电层142另一端与所述温度芯片143相连,从而实现所述第一导电层141与所述温度芯片143的电性连接,并传输所产生的电信号。

具体的,本实施例中,当所述第二导电层142和所述第一导电层141之间温度出现差异时,在两者相接触的位置处会因为温度的扰动而形成电位差,产生电动势,从而形成与温度差相关的电信号。

本实施例中,所述第二导电层143的材料为铂,从而能够有效提高所述第二导电层142和所述第一导电层141之间形成电信号对温度的灵敏度,由于提高所述指纹成像模组实现温度测量的灵敏度和精度。本发明其他实施例中,所述第二导电层的材料还可以为铂铑合金(例如pt-rh13)或者钯铬合金(例如pd-cr14)。

所述测温芯片143与所述第二导电层142相连,以接受所述电信号,并根据所述电信号获得所述感测面120的温度。

本实施例中,所述测温芯片143与所述第二导电层142相连,以接受所述第二导电层142所传输的所述电信号;所述测温芯片143内设置有基准点,根据所述电信号和所述基准点,获得所述感测面120的温度。

如图1所示,本实施例中,所述指纹成像模组还包括:驱动板160,与所述光源110和所述图像传感器130相连,以实现所述光源110和所述图像传感器130的供电和驱动,并实现所述光源110和所述图像传感器130与外部电路的连接;所述测温芯片143与所述驱动板160电性相连,从而实现所述测温芯片143的供电、驱动以及与外部电路的连接。

具体的,本实施例中,所述驱动板160为集成所述指纹成像模组的电子设备的电路板,所以所述测温芯片143打件在所述驱动板160上,通过打线的方式实现电性连接。本发明其他实施例中,所述驱动板160也可以为所述指纹成像模组的电路板,与所集成电子设备的电路板电连接;此外,所述测温芯片143也可以与所述驱动板160上其他功能的芯片相结合,也可以通过焊球阵列的方式与所述驱动板160实现电连接。

需要说明的是,本实施例中,所述驱动芯片143内设置有高温阈值,在所述测温芯片143所获得温度大于所述高温阈值时,所述测温芯片143还能够产生高温信号,以提醒接触人员,降低接触人员造成损伤的风险。具体的,所述高温信号可以用于调动集成所述指纹成像模组的电子设备的其他部件,以产生预警信号。

相应的,本发明还提供一种电子设备,包括:指纹成像模组;所述指纹成像模组包括:光源;感测面,使所述光源产生的入射光形成携带有指纹信息的反射光;图像传感器,通过采集所述反射光以获得指纹图像;第一导电层,用于感测所述感测面的温度;第二导电层,与所述第一导电层相连,用于根据与所述第一导电层之间温度的差异产生电信号;测温芯片,与所述第二导电层相连,用于根据所述电信号获得所述感测面的温度。

所述指纹成像模组用于采集指纹图像,还用于测量所述感测面的温度。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。

当所述指纹成像模组中的第一导电层、第二导电层以及测温芯片能够实现对所述感测面温度的探测,从而有利于所述指纹成像模组对接触人员造成损伤的风险。

本实施例中,所述测温芯片内设置有高温阈值,在所述测温芯片获得的温度大于所述高温阈值时,产生高温信号;所述电子设备还包括:提醒装置,与所述测温芯片相连,在所述高温信号的控制下产生高温报警信号。

本实施例中,所述电子设备为手机或平板电脑,所以所述提醒装置为显示屏,能够显示提醒装置。所述显示屏在所述高温信号的控制下显示所述报警信号,以提醒接触人员,降低接触人员受到损伤的风险。本发明其他实施例中,所述提醒装置也可以为蜂鸣器,在所述高温型号的控制下产生声音信号,以提醒接触人员。

综上,所以所述第一导电层、所述第二导电层以及所述测温芯片能够实现对所述感测面温度的探测,有利于降低所述指纹成像模组对接触人员造成损伤的风险。而且本发明可选方案中,所述测温芯片内设置有高温阈值,所述测温芯片能够产生高温信号,以进行报警,能够有效降低所述指纹成像模组对接触人员造成损伤的风险。此外,本发明可选方案中,所述第一导电层与所述图像传感器的器件层之间的距离大于或等于能够有效增大所述第一导电层与所述感光器件和所述互连线之间的距离,减小寄生电容,有利于降低所述第一导电层的干扰,有利于降低噪声、提高信噪比。

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。

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