CN109643377A - 指纹识别装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种指纹识别装置和电子设备。该指纹识别装置设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之内，所述指纹识别装置包括：支撑件，所述支撑件的一端用于连接所述显示屏，所述支撑件的另一端用于连接所述指纹识别装置下方的电路板，所述支撑件上设置有固定结构，所述固定结构用于固定所述光学准直器；光学指纹传感器，设置在所述电路板上；光学准直器，设置在所述固定结构上，以使所述光学准直器设置在所述光学指纹传感器的上方，并且使所述光学准直器与所述显示屏之间的距离以及所述光学准直器与所述光学指纹传感器之间的距离满足所述光学准直器的成像需求。因此该指纹识别装置能够实现有效的指纹识别。

Description

指纹识别装置和电子设备

技术领域

本申请实施例涉及指纹识别技术领域，并且更具体地，涉及一种指纹识别装置和电子设备。

背景技术

随着电子设备的高速发展，指纹识别技术越来越受到人们重视。对于目前市面上常见的电容式指纹识别技术，不仅受穿透厚度和湿手指的影响，还对指纹识别装置在电子设备上放置的位置都有较大限制，并且影响电子设备的屏占比。

光学指纹识别技术是通过光学指纹传感器采集光源发出的光线在手指发生反射形成的反射光，反射光中携带手指的指纹信息，从而实现指纹识别。相比于电容式指纹识别装置，光学指纹识别装置对电子设备的屏幕厚度的要求较低，并且在电子设备上放置的位置可以更加灵活，而且可以提高电子设备的屏占比。为了实现这些优势，光学指纹识别装置中需要包括光学指纹传感器和光学准直器等光学部件，因此，如何合理地设置这些光学部件以使光学指纹识别装置能够实现有效的指纹识别，成为急需解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种指纹识别装置和电子设备，该指纹识别装置的结构使得其能够实现有效的指纹识别。

第一方面，提供了一种指纹识别装置，所述指纹识别装置用于设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之内，所述指纹识别装置包括：

支撑件，所述支撑件的一端用于连接所述显示屏，所述支撑件的另一端用于连接所述指纹识别装置下方的电路板，所述支撑件上设置有固定结构，所述固定结构用于固定光学准直器；

光学指纹传感器，设置在所述电路板上，用于检测所述指纹采集区域上方的物体反射的光信号；

所述光学准直器，设置在所述固定结构，以使所述光学准直器设置在所述光学指纹传感器的上方，并且使所述光学准直器与所述显示屏之间的距离以及所述光学准直器与所述光学指纹传感器之间的距离满足所述光学准直器的成像需求，所述光学准直器用于将来自所述指纹采集区域的光信号引导至所述光学指纹传感器。

该实施例中，指纹识别装置的支撑件上设置有固定结构，用于对光学准直器进行固定，使得光学准直器与显示屏之间的距离以及光学准直器与光学指纹传感器之间的距离分别满足该光学准直器的成像要求，从而能够实现有效的指纹识别。并且，由于指纹识别装置中不需要基底等材料，可以减小指纹识别装置的厚度。

在一种可能的实现方式中，所述支撑件包括两个支架，所述固定结构为沿所述两个支架内侧壁延伸出的凸起部，其中，所述光学准直器固定在所述凸起部的上表面或者下表面。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括设置在所述光学指纹传感器上方的光学滤波器，用于选择传输至所述光学指纹传感器的光信号的波长。其中，所述光学准直器固定在所述凸起部的上表面时，所述光学滤波器固定在所述凸起部的下表面，或者，所述光学滤波器设置在所述光学指纹传感器的上表面；或者，所述光学准直器固定在所述凸起部的下表面时，所述光学滤波器固定在所述凸起部的上表面，或者，所述光学滤波器设置在所述光学指纹传感器的上表面。

在一种可能的实现方式中，所述光学准直器固定在所述凸起部的上表面或下表面，包括：所述光学准直器边缘的非透光区域通过不透明粘贴材料粘贴在所述凸起部的上表面或下表面；所述光学滤波器固定在所述凸起部的上表面或下表面，包括：所述滤波器边缘的非透光区域通过不透明粘贴材料粘贴在所述凸起部的上表面或下表面；所述光学滤波器设置在所述光学指纹传感器的上表面，包括：所述光学滤波器通过透明粘贴材料粘贴在所述光学指纹传感器的上表面。

在一种可能的实现方式中，所述光学指纹识别装置通过不透明粘贴材料粘贴在所述显示屏的下表面。

在一种可能的实现方式中，所述光学指纹识别装置还包括导线，所述导线用于电连接所述光学指纹传感器与所述电路板。

第二方面，提供了一种指纹识别装置，所述指纹识别装置设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之内，所述指纹识别装置包括：

光学指纹传感器，设置在所述指纹识别装置的基底上，用于检测所述指纹采集区域上方的物体反射的光信号；

光学准直器，设置在所述光学指纹传感器上方，用于将来自所述指纹采集区域的光信号引导至所述光学指纹传感器，所述光学准直器与所述光学指纹传感器封装在一起，或者所述光学准直器作为与所述光学指纹传感器相对独立的部件设置在所述光学指纹传感器上方；

其中，所述光学准直器与所述显示屏之间的距离以及所述光学准直器与所述光学指纹传感器之间的距离满足所述光学准直器的成像需求。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括设置在所述光学指纹传感器上方的光学滤波器，用于选择传输至所述光学指纹传感器的光信号的波长。

其中，所述光学滤波器与所述光学指纹传感器封装在一起，所述光学准直器作为与所述光学滤波器和所述光学指纹传感器相对独立的部件设置在所述光学滤波器上方；或者，

所述光学准直器与所述光学指纹传感器封装在一起，所述光学滤波器作为与所述光学准直器和所述光学指纹传感器相对独立的部件设置在所述准直器上方；或者，

所述光学准直器、所述光学滤波器和所述光学指纹传感器封装在一起。

在一种可能的实现方式中，所述封装在一起的各部件之间通过透明粘贴材料粘贴在一起，所述相对独立的部件边缘的非透光区域通过不透明粘贴材料粘贴在封装材料的上表面。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置通过不透明粘贴材料粘贴在所述显示屏的下表面。

在一种可能的实现方式中，所述光学指纹识别装置还包括导线，所述导线用于电连接所述光学指纹传感器与所述基底。

在一种可能的实现方式中，所述基底通过焊接的方式连接在所述指纹识别装置下方的电路板上。

第三方面，提供了一种电子设备，包括：自发光显示屏；以及，第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的指纹识别装置或者第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的指纹识别装置。

在一种可能的实现方式中，所述显示屏为有机发光二极管显示屏OLED，所述显示屏的发光层包括多个有机发光二极管光源，其中所述指纹识别装置采用至少部分有机发光二极管光源作为指纹识别的激励光源。

附图说明

图1是本申请可以适用的电子设备的平面示意图。

图2是图1所示的电子设备沿A-A’的部分剖面示意图。

图3是本申请实施例的指纹识别装置与显示屏之间的位置关系的示意图。

图4是本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图。

图5是本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图。

图6是本申请实施例的光学准直器的结构示意图。

图7是本申请实施例的穿过光学准直器的光线角度的示意图。

图8是本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图。

图9是本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图。

图10是本申请实施例的指纹识别装置与显示屏之间的连接示意图。

图11是本申请实施例的指纹识别装置与显示屏之间的连接示意图。

图12是本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图。

图13是本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图。

图14是本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图。

图15是本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图。

图16是本申请实施例的指纹识别装置与显示屏之间的连接示意图。

图17是本申请实施例的指纹识别装置与显示屏之间的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

随着电子设备步入全面屏时代，电子设备正面指纹采集区域受到全面屏的挤压，因此屏下(Under-display或者Under-screen)指纹识别技术越来越受到关注。屏下指纹识别技术是指将指纹识别装置(比如光学指纹识别装置)安装在显示屏下方，从而实现在显示屏的显示区域内进行指纹识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置指纹采集区域。

光学屏下指纹识别技术使用从设备显示组件的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。该返回的光携带与该顶面接触的物体(例如手指)的信息，通过采集和检测该返回的光，实现位于显示屏下方的特定光学传感器模块。光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于采集和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像。

应理解，本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备，例如智能手机、笔记本电脑、平板电脑、游戏设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine，ATM)等其他电子设备，但本申请实施例对此并不限定。

图1和图2示出了本申请实施例的指纹识别装置可以适用的一种电子设备100的示意图，其中图1为电子设备100的正面示意图，图2为图1所示的电子设备100沿A-A’的部分剖面结构示意图。

如图1所示和图2所示，该电子设备100包括显示屏120和光学指纹识别装置(后面简称为指纹识别装置)130，其中，所述光学指纹识别装置130具有一个或多个的感应阵列，所述感应阵列至少设置在所述显示屏120下方的局部区域，从而使得所述光学指纹识别装置130的指纹采集区域(或感应区域)103至少部分位于所述显示屏120的显示区域102。

应当理解，所述指纹采集区域103的面积可以与所述光学指纹识别装置130的感应阵列的面积不同，例如通过例如透镜成像的光路设计、反射式折叠光路设计或者其他光线汇聚或者反射等光路设计，可以使得所述光学指纹识别装置130的指纹采集区域103的面积大于所述光学指纹识别装置130感应阵列的面积。在其他替代实现方式中，如果采用例如光线准直方式进行光路引导，所述光学指纹识别装置130的指纹采集区域103也可以设计成与所述光学指纹识别装置130的感应阵列的面积相一致。

如图1所示，所述指纹采集区域103位于所述显示屏120的显示区域102之中，因此，使用者在需要对所述电子设备进行解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于所述显示屏120的指纹采集区域103，便可以实现指纹输入。由于指纹检测可以在屏内实现，因此采用上述结构的电子设备100无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，从而可以采用全面屏方案，即所述显示屏120的显示区域102可以基本扩展到整个电子设备100的正面。

作为一种实施例中，所述显示屏120可以为自发光显示屏，其采用自发光显示单元作为显示像素，比如有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。以采用OLED显示屏为例，所述光学指纹识别装置130可以利用所述OLED显示屏120位于所述指纹识别区域103的OLED显示单元(即OLED光源)作为光学指纹检测的激励光源。

在其他实施例中，所述光学指纹识别装置130也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号。在这种情况下，所述光学指纹识别装置130可以适用于非自发光显示屏，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏。以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，所述电子设备100的光学指纹系统还可以包括用于光学指纹检测的激励光源，所述激励光源可以具体为红外光源或者特定波长非可见光的光源，其可以设置在所述液晶显示屏的背光模组下方或者设置在所述电子设备100的保护盖板下方的边缘区域，而所述光学指纹识别装置130可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达所述光学指纹识别装置130；或者，所述光学指纹识别装置130也可以设置在所述背光模组下方，且所述背光模组通过对扩散片、增亮片、反射片等膜层进行开孔或者其他光学设计以允许指纹检测光穿过液晶面板和背光模组并到达所述光学指纹识别装置130。

并且，所述光学指纹识别装置130的感应阵列具体为光探测器(Photo detector)阵列，其包括多个呈阵列式分布的光探测器，所述光探测器可以作为如上所述的光学感应单元。当手指触摸、按压或者接近(为便于描述，本申请统称为触摸)在所述指纹识别区域103时，所述指纹识别区域103的显示单元发出的光线在手指表面的指纹发生反射并形成反射光，其中所述手指指纹的纹脊和纹谷的反射光是不同的，反射光从所述显示屏120并被所述光探测器阵列所接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号。基于所述指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并且可以进一步进行指纹匹配验证，从而在所述电子设备100实现光学指纹识别功能。

应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备100还包括透明保护盖板110，所述盖板110可以具体为透明盖板，比如玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏120的上方并覆盖所述电子设备100的正面。因此，本申请实施例中，所谓的手指触摸、按压或者接近在所述显示屏120实际上是指手指触摸、按压或者接近在所述显示屏120上方的盖板110或者覆盖所述盖板110的保护层表面。另外，所述电子设备100还可以包括触摸传感器，所述触摸传感器可以具体为触控面板，其可以设置在所述显示屏120表面，也可以部分或者整体集成到所述显示屏120内部，即所述显示屏120具体为触控显示屏。

作为一种可选的实现方式，如图2所示，所述光学指纹识别装置130包括光学检测单元134和光学组件132，所述光学检测单元134包括所述感应阵列以及与所述感应阵列电性连接的读取电路及其他辅助电路，其可以在通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)；即所述光学检测单元134可以制作在光学成像芯片或者图像传感芯片。所述光学组件132可以设置在所述光学检测单元134的感应阵列的上方，其可以具体包括光学滤波器(或称滤光片(Filter))、光路引导结构以及其他光学元件，所述滤光片可以用于滤除穿透手指的环境光，而所述光路引导结构主要用于对向下传播的光线进行准直、调制或者汇聚等光路引导以实现将从手指表面反射回来的反射光导引至所述感应阵列进行光学检测。

在具体实现上，所述光学组件132可以与所述光学检测单元134封装在同一个光学指纹芯片，也可以将所述光学组件132设置在所述光学检测单元134所在的芯片外部，比如将所述光学组件132贴合在所述芯片上方，或者将所述光学组件132的部分元件集成在上述芯片之中。其中，所述光学组件132的光路引导结构有多种实现方案，比如可以具体为在半导体硅片或者其他基材制作而成的光路调制器或者光路准直器，其具有多个光路调制单元或者准直单元，所述光路调制单元或者准直单元可以具体为微孔阵列。或者，所述导光层也可以为光学透镜(Lens)层，其具有一个或多个透镜单元，比如一个或多个非球面透镜组成的透镜组。从手指反射回来的反射光经所述微孔阵列或者所述透镜单元进行光路准直或者汇聚之后，并被其下方的光学感应单元接收，据此，所述感应阵列可以检测出手指的指纹图像。

所述光学指纹识别装置130的下方还可以设置有电路板140，比如软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，所述光学指纹识别装置130例如可以通过焊盘焊接到所述电路板140，并通过所述电路板140实现与其他外围电路或者所述电子设备100的其他元件的电性互连和信号传输。比如，所述光学指纹识别装置130可以通过所述电路板140接收所述电子设备100的处理单元的控制信号，并且还可以通过所述电路板140将所述指纹检测信号输出给所述电子设备100的处理单元或者控制单元等。

本申请提供了两种光学指纹识别装置的结构。例如图3所示，该指纹识别装置可以放置在显示屏的下方。根据该指纹识别装置的尺寸和指纹识别装置的指纹采集区域的布局要求，并结合人体工学，可以在自发光显示屏的背面的相应位置去除例如泡棉、铜箔等材料，形成一个特定的凹槽。该指纹识别装置可以通过粘贴等方式，按照一定方向粘贴于显示屏的该凹槽中，以实现光学指纹识别装置和显示屏的结合。

下面结合图4至图11详细描述本申请实施例的指纹识别装置。该指纹识别装置例如可以应用在具有自发光显示屏的电子设备。

图4和图5示出了本申请一个实施例的指纹识别装置400的可能的结构。如图4和图5所示，所述指纹识别装置用于设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之内。该指纹识别装置包括支撑件、光学指纹传感器和光学准直器。

其中，所述支撑件的一端用于连接所述显示屏，所述支撑件的另一端用于连接所述指纹识别装置下方的电路板，所述支撑件上设置有固定结构，所述固定结构用于固定光学准直器。

所述光学指纹传感器设置在所述电路板上，用于检测所述指纹采集区域上方的物体反射的光信号。

所述光学准直器设置在所述固定结构，以使所述光学准直器设置在所述光学指纹传感器的上方，并且使所述光学准直器与所述显示屏之间的距离以及所述光学准直器与所述光学指纹传感器之间的距离满足所述光学准直器的成像需求，所述光学准直器用于将来自所述指纹采集区域的光信号引导至所述光学指纹传感器。

本申请实施例对该支撑件的材料不做限定。该支撑件的一端与指纹识别装置上方的显示屏相连，另一端与指纹识别装置下方的电路板相连，从而形成指纹识别装置的内部空间以设置各个光学部件。该支撑件上设置有固定结构，该固定结构可以起到固定光学准直器的作用。并且通过设置该固定结构在支撑件上的高度位置，可以使得该光学准直器固定在该固定结构上时，该光学准直器与显示屏之间的距离满足该光学准直器成像所需满足的物距要求，以及该光学准直器与光学指纹传感器之间的距离满足该光学准直器成像所需满足的像距要求，从而指纹采集区域上方的物体反射的光信号能够准确地到达光学指纹传感器。

该光学指纹传感器包括具有多个光学感应单元的感应阵列，所述感应阵列所在区域对应于所述指纹识别装置的指纹采集区域。这样，从指纹采集区域上方的手指反射的光线通过该光学准直器到达光学指纹传感器后，光学指纹传感器的感应单元就能够获得携带指纹图案的光信号，从而对采集到的光信号进行处理以实现准确的指纹识别。

并且，由于指纹识别装置中的各部件不需要形成在基底等材料上，因此可以减小指纹识别装置的厚度，从而在实现光学指纹识别的同时减小指纹识别装置的体积。

可选地，所述支撑件包括两个支架，所述固定结构为沿所述两个支架内侧壁延伸出的凸起部，例如图4和图5中所示。但本申请并不限于此，该固定结构也可以是在两个支架上设置的台阶结构等。

其中，所述光学准直器可以固定在所述凸起部的上表面或者下表面。例如图4所示，该光学准直器粘贴在该凸起部的上表面；又例如图8所示，该光学准直器粘贴在该凸起部的下表面。其中，粘贴该光学准直器与该凸起部的粘接材料可以为不透明的粘贴材料，例如不透明的胶膜或胶水等。

沿两个支架内侧壁延伸出的凸起部的高度需要考虑该光学准直器的成像参数。该光学准直器与显示屏的距离为该光学准直器的像距P，应当在一定的范围内；该光学准直器与光学指纹传感器的距离为该光学准直器的像距Q，也应当在一定范围内。因此，该支架的总高度和该凸起部在该支架上的位置高度，应该使得光学准直器固定在该凸起部的上表面或下表面后，该光学准直器与显示屏之间的距离以及该光学准直器与光学指纹传感器之间的距离均在相应的范围内。

本申请实施例中的光学准直器例如可以为具有通孔阵列的硅片，或者高透光率的玻璃与低透光率材料的混合组合，例如图6所示，该孔阵列中包括多个具有规则孔径和孔间距的透光孔，该透光孔可以对指纹采集区域上方的手指反射的光线具有高透过率例如大于95％，其他非透光区域则对该光线具有高吸收率例如满足T＝I_t/I₀≤5％(I_t为透射光，I₀为入射光)。该透光孔也可以为实心孔也可以为空心的通孔。该光学准直器主要用于对向下传播的指纹检测光进行准直、调制和成像等，实现将从手指表面反射回来的反射光导引至光学指纹传感器的感应单元从而进行光学检测以获取指纹图像信息，并对不满足入射角度要求的光线进行过滤，例如图7中与孔径轴向方向夹角大于α的光线。其中，单个孔的孔径D与光学准直器的厚度T的比值例如可以在1：30至1：5之间。该光学准直器上的透光孔的排布角度与自发光显示屏上的自发光单元的排布方向匹配。

可选地，该指纹识别装置还包括设置在该光学指纹传感器上方的光学滤波器，其中，该光学准直器固定在该凸起部的上表面时，该光学滤波器固定在该凸起部的下表面，或者，该光学滤波器设置在该光学指纹传感器的上表面；或者，

该光学准直器固定在该凸起部的下表面时，该光学滤波器固定在该凸起部的上表面，或者，该光学滤波器设置在该光学指纹传感器的上表面。

本申请实施例中的该光学滤波器(或称为滤波片等)对特定波段的光线具有高透过率，而对其他波段则不具备高透过率。该光学滤波器的基材例如可以是蓝玻璃或者蓝水晶等高透光率材质，在基材的上表面和下表面分别镀上具有特定材质、层数和厚度的膜，从而实现对经过该光学滤波器的光线进行滤波，达到波长选择的作用。

该光学滤波器可以设置在显示屏与光学指纹传感器之间的任何位置。

例如图4所示，光学准直器粘贴在凸起部的上表面，而该光学滤波器粘贴在凸起部的下表面。又例如图5所示，光学准直器粘贴在凸起部的上表面，而该光学滤波器粘贴在光学指纹传感器的上表面。这时，手指反射的光信号先经过光学准直器的调制后被引导向光学指纹传感器的感应单元，并在光线达到光学指纹传感器之前经过光学滤波器进行滤波。

当然，本申请实施例中，光学准直器和光学滤波器均设置在显示屏与光学指纹传感器之间，但是光学准直器与显示屏和光学指纹传感器之间的距离应当满足一定要求，而光学滤波器可以设置在显示屏和光学指纹传感器之间的任何位置。因此，除了图4和图5所示的指纹识别装置的结构，光学准直器与光学滤波器还可以有其他布置，只要满足上述距离要求即可。例如图8所示，光学准直器粘贴在凸起部的下表面，而该光学滤波器粘贴在凸起部的上表面。又例如图9所示，光学准直器粘贴在光学指纹传感器的上表面，而光学滤波器粘贴在凸起部的上表面。这时，手指反射的光信号先经过光学滤波器进行滤波，滤波后得到的位于特定波段的光线再经过光学准直器的调制后被引导至光学指纹传感器的感应单元上。

图4至图9中的各个光学部件之间，在指纹识别装置的透光区域进行粘贴时，粘贴材料为透明的，从而避免遮挡携带指纹信息的光信号的传输；而在指纹识别装置的非透光区域为进行粘贴时，粘贴材料为不透明的，以避免对该光信号带来干扰。

例如，当该光学滤波器固定在该凸起部的上表面或下表面时，其边缘的非透光区域通过不透明粘贴材料比如不透明胶水或胶膜等，粘贴在该凸起部的上表面或下表面。而当该光学滤波器设置在光学传感器上方时，需要使用透明粘贴材料例如透明胶水或胶膜等粘贴在光学传感器的上表面。

又例如，当该光学准直器固定在该凸起部的上表面或下表面时，其边缘的非透光区域通过不透明粘贴材料比如不透明胶水或胶膜等，粘贴在该凸起部的上表面或下表面。而当该光学准直器设置在光学传感器上方时，需要使用透明粘贴材料例如透明胶膜等粘贴在光学传感器的上表面。

可选地，该指纹识别装置通过不透明粘贴材料粘贴在该显示屏的下表面。例如图10和图11所示，指纹识别装置安装在显示屏下方的凹槽内。此外，支撑件与显示屏之间还可以加入具有一定厚度的泡棉或不透明胶膜，并且支撑件与显示屏的连接处的四周还可以通过胶水等材料进行固定。图10和图11中的支撑件与显示屏之间以不透明胶膜为例，该不透明胶膜不仅可以起到连接支撑件与显示屏的作用，还具有增加指纹识别装置与显示屏的连接强度等作用。

可选地，该指纹识别装置还包括导线例如金线，该导线用于电连接该光学指纹传感器与该电路板。

可选地，该指纹识别装置还包括信号处理模块，该信号处理模块可以设置在电路板上且设置在指纹识别装置的内部空间内，用于对光学指纹传感器接收到的光信号进行处理，例如图10和图11所示，将该信号处理模块设置在指纹识别装置内部多余的空间内，可以实现空间有效利用。

图12至图15示出了本申请另一个实施例的指纹识别装置400的可能的结构。

如图12至图15所示，该指纹识别装置设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于该显示屏的显示区域之内，该指纹识别装置包括支撑件、光学指纹传感器和光学准直器。

其中，该光学指纹传感器设置在该指纹识别装置的基底上，用于检测该指纹采集区域上方的物体反射的光信号。

所述光学准直器设置在该光学指纹传感器上方，用于将来自该指纹采集区域的光信号引导至该光学指纹传感器，该光学准直器与该光学指纹传感器封装在一起，或者该光学准直器作为与该光学指纹传感器相对独立的部件设置在该光学指纹传感器上方。

其中，该光学准直器与该显示屏之间的距离以及该光学准直器与该光学指纹传感器之间的距离满足该光学准直器的成像需求。

该实施例中采用了封装的方式构建光学指纹识别装置的内部结构，无需制作任何支撑件。其中，光学准直器可以与光学指纹传感器封装在一起，或者也可以作为与该光学指纹传感器相对独立的部件设置在该光学指纹传感器上方。这里，该光学准直器与显示屏之间的距离应满足该光学准直器成像所需满足的物距的要求，以及该光学准直器与光学指纹传感器之间的距离满足该光学准直器成像所需满足的像距的要求，从而使指纹采集区域上方的物体反射的光信号能够准确地到达光学指纹传感器。

这样，从指纹采集区域上方的手指反射的光线通过该光学准直器到达光学指纹传感器后，光学指纹传感器的感应单元就能够获得携带指纹图案的光信号，从而对采集到的光信号进行处理以实现准确的指纹识别。

可选地，该指纹识别装置还包括设置在该光学指纹传感器上方的光学滤波器，用于选择传输至该光学指纹传感器的光信号的波长。

其中，该光学滤波器与该光学指纹传感器封装在一起，该光学准直器作为与该光学滤波器和该光学指纹传感器相对独立的部件设置在该光学滤波器上方；或者，

该光学准直器与该光学指纹传感器封装在一起，该光学滤波器作为与该光学准直器和该光学指纹传感器相对独立的部件设置在该准直器上方；或者，

该光学准直器、该光学滤波器和该光学指纹传感器封装在一起。

应理解，光学准直器和光学滤波器均设置在显示屏与光学指纹传感器之间，但是光学准直器与显示屏和光学指纹传感器之间的距离应当满足一定要求，而光学滤波器可以设置在显示屏和光学指纹传感器之间的任何位置。

例如图12所示，光学滤波器粘贴在光学指纹传感器的上表面，并且光学滤波器与光学指纹传感器封装在一起，而光学准直器粘贴在封装材料(或称塑封材料)的上表面。又例如图13所示，光学准直器粘贴在光学指纹传感器的上表面，并且光学准直器与光学指纹传感器封装在一起，而光学滤波器粘贴在封装材料的上表面。又例如图14和图15所示，光学准直器、光学滤波器和光学指纹传感器封装在一起。其中，在图14中，光学滤波器粘贴在光学指纹传感器的上表面而光学准直器粘贴在光学滤波器的上表面；在图15中，光学准直器粘贴在光学指纹传感器的上表面而光学滤波器粘贴在光学准直器的上表面。

该指纹识别装置中，封装在一起的各部件之间可以通过透明粘贴材料粘贴在一起，从而避免遮挡光信号的传输；相对独立的部件边缘的非透光区域可以通过不透明粘贴材料粘贴在封装材料的上表面，以避免对该光信号带来干扰。

例如在图12中，光学滤波器与光学指纹传感器之间的粘接材料应具有高透过率例如为透明胶膜。光学准直器与封装材料之间的粘贴材料为不透明粘贴材料例如不透明的胶膜或胶水。其中，光学准直器与封装材料之间的不透明粘贴材料的厚度满足一定的厚度要求，以使得光学准直器距离光学指纹传感器之间的距离在光学准直器成像所需的像距要求的范围内。

并且，指纹识别装置与显示屏的之间应当满足一定的距离要求，以使得光学准直距离光学指纹传感器之间的距离在光学准直器成像所需的物距要求的范围内。从而使指纹采集区域上方的物体反射的光信号能够准确地到达光学指纹传感器。

可选地，该指纹识别装置通过不透明粘贴材料粘贴在该显示屏的下表面。例如图16和图17所示，指纹识别装置安装在显示屏下方的凹槽内。此外，支撑件与显示屏之间还可以加入一定厚度的泡棉或不透明胶膜，该厚度可以用来调节光学准直器与显示屏之间的距离，并且支撑件与显示屏的连接处的两侧可以通过胶水等材料进行固定。图16和图17中的支撑件与显示屏之间以不透明胶膜为例，该不透明胶膜的厚度使得光学准直器与显示屏之间的距离满足光学准直器的成像需求，并且可以起到连接支撑件与显示屏的作用，还可以增加指纹识别装置与显示屏的连接强度。

在图12至图15中，优选的方案可以参考图12所示的指纹识别装置。在图13至图15中，光学准直器是通过胶膜直接与光学指纹传感器和/或光学滤波器粘贴在一起并进行封装的，因此光学准直器的下表面在通过胶膜与其下方部件进行粘贴时，或者光学准直器的上表面在通过胶膜与其上方部件进行粘贴时，胶膜材料可能会溢进光学准直器的透光孔，从而对光学准直器的性能带来影响。而在图12中，光学准直器没有与光学指纹传感器和光学滤波器封装在一起，也即光学准直器不进行封装，而是光学准直器两端的不用来透光的区域会通过不透明粘贴材料粘贴在封装材料的上表面。这样，光学准直器的透光孔内就能够避免溢进粘接材料，保证了光学准直器的性能。

可选地，该基底通过焊接的方式连接在该指纹识别装置下方的电路板。例如图12至图15所示，基底下方具有焊盘，基底下方的焊盘通过焊料例如锡与电路板上的焊盘焊接在一起，并实现电连通。

可选地，该光学指纹识别装置还包括导线例如金线，该导线用于电连接该光学指纹传感器与该基底，或者说电连接该光学指纹传感器与该电路板。

应理解，本申请实施例的指纹识别装置中，需要粘贴在一起的部件，如果是在透光区域内的粘贴，则都必须使用具有高透过率的粘贴材料，从而避免遮挡光信号的传输；而如果是在非透光区域内的粘贴，都建议使用不透明的粘贴材料，以避免杂散光对该光信号带来干扰。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括自发光显示屏以及上述本申请各种实施例中的指纹识别装置。

该电子设备可以为任何具有自发光显示屏的电子设备，其采用本申请实施例的技术方案实现光学屏下指纹识别。

显示屏可以采用以上描述中的显示屏，例如OLED显示屏。

该自发光显示屏为有机发光二极管显示屏时，该自发光显示屏的发光层包括多个有机发光二极管光源，其中该指纹识别装置采用至少部分有机发光二极管光源作为指纹识别的激励光源。

应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围。

应理解，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置用于设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之内，所述指纹识别装置包括：

支撑件，所述支撑件的一端用于连接所述显示屏，所述支撑件的另一端用于连接所述指纹识别装置下方的电路板，所述支撑件上设置有固定结构，所述固定结构用于固定光学准直器；

光学指纹传感器，设置在所述电路板上，用于检测所述指纹采集区域上方的物体反射的光信号；

所述光学准直器，设置在所述固定结构，以使所述光学准直器设置在所述光学指纹传感器的上方，并且使所述光学准直器与所述显示屏之间的距离以及所述光学准直器与所述光学指纹传感器之间的距离满足所述光学准直器的成像需求，所述光学准直器用于将来自所述指纹采集区域的光信号引导至所述光学指纹传感器。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述支撑件包括两个支架，所述固定结构为沿所述两个支架内侧壁延伸出的凸起部，其中，所述光学准直器固定在所述凸起部的上表面或者下表面。

3.根据权利要求1或2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括设置在所述光学指纹传感器上方的光学滤波器，用于选择传输至所述光学指纹传感器的光信号的波长，

其中，所述光学准直器固定在所述凸起部的上表面时，所述光学滤波器固定在所述凸起部的下表面，或者，所述光学滤波器设置在所述光学指纹传感器的上表面；或者，

所述光学准直器固定在所述凸起部的下表面时，所述光学滤波器固定在所述凸起部的上表面，或者，所述光学滤波器设置在所述光学指纹传感器的上表面。

4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，

所述光学准直器固定在所述凸起部的上表面或下表面，包括：所述光学准直器边缘的非透光区域通过不透明粘贴材料粘贴在所述凸起部的上表面或下表面；

所述光学滤波器固定在所述凸起部的上表面或下表面，包括：所述滤波器边缘的非透光区域通过不透明粘贴材料粘贴在所述凸起部的上表面或下表面；

所述光学滤波器设置在所述光学指纹传感器的上表面，包括：所述光学滤波器通过透明粘贴材料粘贴在所述光学指纹传感器的上表面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹识别装置通过不透明粘贴材料粘贴在所述显示屏的下表面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹识别装置还包括导线，所述导线用于电连接所述光学指纹传感器与所述电路板。

7.一种指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之内，所述指纹识别装置包括：

光学指纹传感器，设置在所述指纹识别装置的基底上，用于检测所述指纹采集区域上方的物体反射的光信号；

光学准直器，设置在所述光学指纹传感器上方，用于将来自所述指纹采集区域的光信号引导至所述光学指纹传感器，所述光学准直器与所述光学指纹传感器封装在一起，或者所述光学准直器作为与所述光学指纹传感器相对独立的部件设置在所述光学指纹传感器上方；

其中，所述光学准直器与所述显示屏之间的距离以及所述光学准直器与所述光学指纹传感器之间的距离满足所述光学准直器的成像需求。

8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括设置在所述光学指纹传感器上方的光学滤波器，用于选择传输至所述光学指纹传感器的光信号的波长，

其中，所述光学滤波器与所述光学指纹传感器封装在一起，所述光学准直器作为与所述光学滤波器和所述光学指纹传感器相对独立的部件设置在所述光学滤波器上方；或者，

所述光学准直器与所述光学指纹传感器封装在一起，所述光学滤波器作为与所述光学准直器和所述光学指纹传感器相对独立的部件设置在所述准直器上方；或者，

所述光学准直器、所述光学滤波器和所述光学指纹传感器封装在一起。

9.根据权利要求8所述的指纹识别装置，其特征在于，所述封装在一起的各部件之间通过透明粘贴材料粘贴在一起，所述相对独立的部件的边缘的非透光区域通过不透明粘贴材料粘贴在封装材料的上表面。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，

所述指纹识别装置通过不透明粘贴材料粘贴在所述显示屏的下表面。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹识别装置还包括导线，所述导线用于电连接所述光学指纹传感器与所述基底。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述基底通过焊接的方式连接在所述指纹识别装置下方的电路板上。

13.一种电子设备，其特征在于，包括：

自发光显示屏，以及

根据权利要求1至6中任一项所述的指纹识别装置，或者根据权利要求7至12中任一项所述的指纹识别装置。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏为有机发光二极管显示屏OLED，所述显示屏的发光层包括多个有机发光二极管光源，其中所述指纹识别装置采用至少部分有机发光二极管光源作为指纹识别的激励光源。