[发明专利]具有发散光学元件的生物计量传感器

权利要求书

1.一种光学生物计量传感器，包括：

光感测元件阵列；

发散光学元件阵列；以及

不透明材料层中的孔径阵列，所述孔径阵列设置在所述光感测元件阵列与所述发散光学元件阵列之间，所述孔径阵列中的每一个孔径设置在所述发散光学元件的对应一个与所述光感测元件阵列中的至少一个对应光感测元件之间；

其中在所限定接收角内入射在所述发散光学元件上的光穿过所述对应孔径并且朝着所述至少一个对应光感测元件，以及其中在所述所限定接收角之外入射在所述发散光学元件上的光远离所述对应孔径发散并且朝着所述不透明材料层。

2.如权利要求1所述的光学生物计量传感器，其中所述发散光学元件阵列包括由第二材料形成的多个透镜元件，所述第二材料具有与第一材料的第一折射率n₁不同的第二折射率n₂，入射在所述发散光学元件上的所述光从所述第一材料进入所述发散光学元件。

3.如权利要求1所述的光学生物计量传感器，其中所述孔径阵列具有比指纹中的脊的节距更小的节距。

4.如权利要求1所述的光学生物计量传感器，还包括光学滤色器元件阵列，所述光学滤色器元件阵列设置在所述孔径阵列与所述光感测元件阵列之间。

5.如权利要求1所述的光学生物计量传感器，还包括准直器过滤器孔结构阵列，其中每一个孔径最接近于对应准直器过滤器孔结构的光入口端来设置，以及其中每一个准直器过滤器孔结构从所述对应孔径朝着所述至少一个对应光感测元件延伸。

6.如权利要求5所述的光学生物计量传感器，其中每一个准直器过滤器孔结构的直径或宽度从所述光入口端到最接近所述至少一个对应光感测元件的末端减小。

7.如权利要求5所述的光学生物计量传感器，其中所述孔径阵列设置在半导体管芯的背面上，在所述半导体管芯中形成所述光感测元件阵列，以及其中所述准直器过滤器孔结构阵列形成在所述半导体管芯的所述背面中。

8.如权利要求1所述的光学生物计量传感器，还包括准直器过滤器孔结构阵列，其中每一个孔径形成对应准直器过滤器孔结构的光入口端，以及其中每一个准直器过滤器孔结构从所述对应孔径朝着所述至少一个对应光感测元件延伸。

9.如权利要求1所述的光学生物计量传感器，还包括准直器过滤器孔结构阵列，其中每一个孔径最接近于对应准直器过滤器孔结构的光出口端来设置，以及其中每一个准直器过滤器孔结构从所述对应孔径朝着至少一个对应发散光学元件延伸，所述发散光学元件设置在所述准直器过滤器孔结构的光入口端处。

10.如权利要求1所述的光学生物计量传感器，其中所述孔径阵列设置在半导体管芯的背面上，在所述半导体管芯中形成所述光感测元件阵列。

11.如权利要求1所述的光学生物计量传感器，其中所述生物计量传感器是指纹传感器。

12.一种用于制作光学生物计量传感器的方法，包括：

在衬底中形成光感测元件阵列；

在所述衬底上的不透明材料层中形成孔径阵列；

在所述孔径阵列上形成发散光学元件阵列，其中所述孔径阵列设置在所述光感测元件阵列与所述发散光学元件阵列之间，所述孔径阵列中的每一个孔径设置在所述发散光学元件的对应一个与所述光感测元件阵列中的至少一个对应光感测元件之间；

其中所述发散光学元件阵列被布置以使得在所限定接收角之内入射在所述发散光学元件上的光穿过所述对应孔径并且朝着所述至少一个对应光感测元件，而使得在所述所限定接收角之外入射在所述发散光学元件上的光远离所述对应孔径发散并且朝着所述不透明材料层。

13.如权利要求12所述的方法，还包括在所述孔径阵列与所述光感测元件阵列之间形成光学滤色器元件阵列。