CN107644215A - 一种光学指纹组件及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学指纹组件及移动终端，该光学指纹组件包括：透明盖板、发光显示屏和感光元件，所述发光显示屏位于所述透明盖板与所述感光元件之间，在所述透明盖板与所述感光元件之间设置有准直层，所述准直层用于将从所述透明盖板朝向所述感光元件的端面出射的光线转化为准直光，传导至所述感光元件；其中，所述光线为所述发光显示屏发射的。这样可以有效提升指纹识别的清晰度。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种光学指纹组件及移动终端。
背景技术
随着技术的不断发展，手机等移动终端的屏占比越来越高，全面屏移动终端已经成为一种发展趋势。针对全面屏移动终端的指纹识别，常规的电容式指纹由于无法穿透厚度超过0.5毫米以上的盖板玻璃，因此不再适应全面屏移动终端的发展趋势，而有良好穿透性的光学式指纹成为了一种新的技术方向。
目前，针对全面屏移动终端的指纹识别的设计，一般是在显示屏下堆叠设计光学指纹感光元件。在指纹识别的实际应用中，通过识别按压覆盖在显示屏上的玻璃盖板上的指纹；然而用于识别指纹的光线至少要穿过显示屏和玻璃盖板，且由于玻璃盖板具备一定的厚度，光线在透过玻璃盖板返回的过程中会发生比较严重的折射和散射，导致指纹影像无法的在光学指纹芯片清晰的成像。可见，现有的全面屏光学指纹识别存在清晰度低的问题；而如果将光学指纹感光元件采用硅基的CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器，虽然可以提高图像识别清晰度，但是仅限于小区域使用，若应用于全屏指纹识别，尺寸过大，成本过高，无法使用。
发明内容
本发明实施例提供一种光学指纹组件及移动终端，以解决现有的全面屏光学指纹识别存在清晰度低的问题。
本发明实施例提供了一种光学指纹组件，包括：透明盖板、发光显示屏和感光元件，所述发光显示屏位于所述透明盖板与所述感光元件之间，在所述透明盖板与所述感光元件之间设置有准直层，所述准直层用于将从所述透明盖板朝向所述感光元件的端面出射的光线转化为准直光，传导至所述感光元件；其中，所述光线为所述发光显示屏发射的。
本发明实施例还提供了一种移动终端，包括上述光学指纹组件。
在本发明实施例中，光学指纹组件包括：透明盖板、发光显示屏和感光元件，所述发光显示屏位于所述透明盖板与所述感光元件之间，在所述透明盖板与所述感光元件之间设置有准直层，所述准直层用于将从所述透明盖板朝向所述感光元件的端面出射的光线转化为准直光，传导至所述感光元件；其中，所述光线为所述发光显示屏发射的。这样通过在感光元件与透明盖板之间设置准直层，将从透明盖板的第二面出射的光线转化为准直光，改善光线的传导角度，从而提升指纹在感光元件上成像的清晰度，进而提升光学指纹组件的指纹识别功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的光学指纹组件的结构示意图之一；
图2是图1中A区域的局部放大图；
图3是本发明实施例提供的光学指纹组件的结构示意图之二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1-3，图1是本发明实施例提供的光学指纹组件的结构示意图之一；图2是图1中A区域的局部放大图；图3是本发明实施例提供的光学指纹组件的结构示意图之二。
如图1至图3所示，本发明实施例提供一种光学指纹组件100，包括：透明盖板10、发光显示屏20和感光元件30，所述发光显示屏20位于所述透明盖板10与所述感光元件30之间，在所述透明盖板10与所述感光元件30之间设置有准直层40，所述准直层40用于将从所述透明盖板10朝向所述感光元件30的端面出射的光线转化为准直光，传导至所述感光元件30；其中，所述光线为所述发光显示屏20发射的。
在本发明实施例中，透明盖板10包括相背设置的第一面和第二面，其中，透明盖板10朝向感光元件30的端面为透明盖板10的第二面，且透明盖板10可以是由透光材料制成的盖板，比如盖板玻璃，可以起到封装和保护光学指纹组件100的作用；发光显示屏20位于透明盖板10的第二面一侧，用于产生红绿蓝光并显示图像，还用于发射用于指纹识别的光线；感光元件30也位于透明盖板10的第二面一侧，用于实现指纹200成像。由于透明盖板10存在一定厚度，经手指返回的光线，自透明盖板10的第二面射出后，会形成部分发散光，导致手指的指纹200无法在感光元件30上清晰的成像。通过在透明盖板10与感光元件30之间设置准直层40，可以利用准直层40将透明盖板10的第二面出射的光线转化为准直光，并传到至感光元件30上，使手指的指纹200可以在感光元件30上清晰的成像，从而有效提升光学指纹组件100的指纹识别功能。
本发明实施例的工作原理是，在指纹识别的过程中，手指按压在透明盖板10的第一面上，发光显示屏20产生的光线可以穿过透明盖板10发射出去；当有手指按压在透明盖板10的第一面上时，自发光显示屏20发射而出的部分光线会由于手指的阻挡，而发生反射，然后自透明盖板10的第二面射出；自透明盖板10的第二面射出的光线传导至感光元件30上，从而将手指的指纹200成像在感光元件30上，从而实现指纹识别的功能。由于透明盖板10存在一定厚度，经手指返回的光线，自透明盖板10的第二面射出后，会形成部分发散光，导致手指的指纹200无法在感光元件30上清晰的成像。通过在透明盖板10与感光元件30之间设置准直层40，可以利用准直层40将透明盖板10的第二面出射的光线转化为准直光，并传到至感光元件30上，使手指的指纹200可以在感光元件30上清晰的成像，从而提升光学指纹组件100的指纹识别功能。
本发明实施例所提供的光学指纹组件100可以应用于全屏移动终端，针对全屏显示区进行全屏指纹识别，所述感光元件30可以全屏设置，也就是，将所述感光元件30设置于所述发光显示屏20的显示区域内，此时，如图1所示，所述发光显示屏20包括相背设置的发光面和背面，其中所述透明盖板10设置于所述发光显示屏20的发光面一侧；所述感光元件30设置于所述发光显示屏20的背面一侧；且所述准直层40位于所述发光显示屏20与所述感光元件30之间。
采用上述方案，所述准直层40位于所述发光显示屏与所述感光元件30之间，当有手指按压在透明盖板10的第一面上时，自发光显示屏20发射而出的部分光线会由于手指的阻挡，而发生反射，然后自透明盖板10的第二面射出；自透明盖板10的第二面射出的光线穿过所述发光显示屏20，再经所述准直层40将光线校准为准直光，而传导至感光元件30上，从而将手指的指纹200成像在感光元件30上，从而实现全屏指纹识别的功能。由于设置所述准直层40来校准所述透明盖板10和所述发光显示屏20出射至所述感光元件30上的光线，可以解决现有技术中光学式指纹识别技术中所存在的全屏指纹识别时成像模糊的问题，同时解决了现有技术中大尺寸的硅基的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器成本过高无法用来制作全屏指纹识别移动终端的问题，此外，通过该准直层40的设置，还可以保证感光面积最大化，以解决将感光元件30放置于透过率低的发光显示屏20下方时，感光不足的问题。
需要说明的是，本发明实施例所提供的光学指纹组件100还可以应用于全屏移动终端进行局部指纹识别，此时，所述感光元件30设置在所述发光显示屏20的显示区域以外，也就是说，所述感光元件30仅设置在所述透明盖板10下方，且位于所述发光显示屏20的显示区域之外，这种方案可以针对现有技术中全屏移动终端进行局部区域指纹识别设计时，采用普通的感光元件当透明盖板10厚度较大时存在图像模糊的问题，而局部指纹识别时采用硅基的CMOS图像传感器又成本高，可以达到既能提高指纹识别图像清晰度，又能降低成本的目的。
以下就以所述光学指纹组件100应用于全屏移动终端，针对全屏显示区进行全屏指纹识别(也就是说，将所述准直层40设置在发光显示屏20与感光元件30之间)为例，来对本发明所提供的光学指纹组件进行进一步的详细说明。
在本实施方式中，发光显示屏20可以是柔性有机发光二极管显示屏或者玻璃有机发光二极管显示屏。
可选的，所述准直层40为光纤准直层。
在本实施方式中，准直层40可以为光纤准直层，光线准直层具有不仅可以校准自透明盖板10的第二面出射的光线的角度，还具有光线转化效率高的特点，可以有效降低光线在传导过程中强度的衰弱，并使经指纹200返回的光线可以在感光元件30清晰的成像。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，所述准直层40还可以是采用其他结构来实现，例如：能够将发散光转化为准直光的透镜结构等，只要是能够实现将从透镜盖板的第一面反射至所述透明盖板，并透过所述透明盖板和所述发光显示屏之后的光线校准为准直光的结构，都应属于本申请的保护范围之内。
可选的，所述准直层40的收光角度与显示模块的厚度存在呈正相关的映射关系，其中，所述显示模块为包括贴合连接的所述透明盖板10与所述发光显示屏20。
在本实施方式中，由于透明盖板10与发光显示屏20均存在一定厚度，光线经手指阻挡，返回的过程中，光线传导角度会发生变化，通过给准直层40设置一定的收光角度，可以有效增加可穿过准直层40的光线，提升指纹200在感光元件30成像的完整性。
其中，准直层40的收光角度与显示模块的厚度存在呈正相关的映射关系。显示模块包括贴合连接的透明盖板10与发光显示屏20，即显示模块的厚度为透明盖板10与发光显示屏20的叠加。比如，透明盖板10与发光显示屏20叠加后的厚度范围为0.9～1.3mm时，准直层40的收光角度范围为6～8°；优选的，透明盖板10与发光显示屏20叠加后的厚度为1.1mm，准直层40的收光角度为7°。
可选的，如图2所示，所述感光元件30为图像传感器，且所述感光元件30包括基板31及设置在所述基板31上阵列排布的多个传感器像素单元32，所述准直层40包括多个光纤单元41。
在本实施方式中，基板31可以是玻璃基板，并用于承载传感器像素单元32；传感器像素单元32用于指纹200成像，光纤单元41用于校准光线角度。其中，传感器像素单元32与光纤单元41的对应关系包括一对一、一对多或者多对一，比如，如图1和图2所示，每一所述传感器像素单元32对应一个所述光纤单元41；每一所述光纤单元41对应至少两个所述传感器像素单元32；如图3所示，每一所述传感器像素单元32对应至少两个所述光纤单元41。
其中，在上述方案中，每一所述光纤单元41中可以设置有一根或多根光纤。
可选的，如图3所示，所述发光显示屏20包括至少两个发光单元21，且相邻的两个发光单元21设有间距，每一所述传感器像素单元32正对所述间距设置。
在本实施方式中，由于将光纤单元41与传感器像素单元32实现一对一的设置，需要光纤准直层与感光元件30精准对位，在工艺上具有很大的制作难度，而且成本高。然而，通过将传感器像素单元32设置在相邻两个发光单元21的间距下，可以充分利用空间，进而将自透明盖板10的第二面射出的光线最大化的传导至传感器像素单元32上。
需要说明的是，光学指纹组件100还设有开关元件33，开关元件33可以设置在基板31上，开关元件33用于控制发光显示屏20及感光元件30的工作。在本实施方式中，为了充分利用空间，并将自透明盖板10的第二面射出的光线最大化的传导至传感器像素单元32上，可以将开关元件33正对发光单元21设置。
本发明实施例还涉及一种移动终端，包括上述光学指纹组件100。
其中，该移动终端可以是全面屏移动终端，比如全面屏手机、全面屏平板电脑。
需要说明的是，上述光学指纹组件100实施例的实现方式同样适应于该移动终端的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种光学指纹组件，其特征在于，包括：透明盖板、发光显示屏和感光元件，所述发光显示屏位于所述透明盖板与所述感光元件之间，其特征在于，在所述透明盖板与所述感光元件之间设置有准直层，所述准直层用于将从所述透明盖板朝向所述感光元件的端面出射的光线转化为准直光，传导至所述感光元件；其中，所述光线为所述发光显示屏发射的。
2.根据权利要求1所述的光学指纹组件，其特征在于，所述发光显示屏包括相背设置的发光面和背面；其中，
所述透明盖板设置于所述发光显示屏的发光面一侧；
所述感光元件设置于所述发光显示屏的背面一侧；
且所述准直层位于所述发光显示屏与所述感光元件之间。
3.根据权利要求2所述的光学指纹组件，其特征在于，所述准直层为光纤准直层。
4.根据权利要求3所述的光学指纹组件，其特征在于，所述准直层的收光角度与显示模块的厚度存在呈正相关的映射关系，其中，所述显示模块为包括贴合连接的所述透明盖板与所述发光显示屏。
5.根据权利要求4所述的光学指纹组件，其特征在于，所述显示模块的厚度范围为0.9～1.3mm时，所述准直层的收光角度范围为6～8°。
6.根据权利要求5所述的光学指纹组件，其特征在于，所述显示模块的厚度为1.1mm，所述准直层的收光角度为7°。
7.根据权利要求3所述的光学指纹组件，其特征在于，所述感光元件为图像传感器。
8.根据权利要求7所述的光学指纹组件，其特征在于，所述感光元件包括基板及设置在所述基板上阵列排布的多个传感器像素单元，所述准直层包括多个光纤单元。
9.根据权利要求8所述的光学指纹组件，其特征在于，每一所述传感器像素单元对应一个所述光纤单元。
10.根据权利要求8所述的光学指纹组件，其特征在于，每一所述光纤单元对应至少两个所述传感器像素单元。
11.根据权利要求8所述的光学指纹组件，其特征在于，每一所述传感器像素单元对应至少两个所述光纤单元。
12.根据权利要求8所述的光学指纹组件，其特征在于，所述发光显示屏包括至少两个发光单元，且相邻的两个发光单元设有间距，每一所述传感器像素单元正对所述间距设置。
13.根据权利要求2所述的光学指纹组件，其特征在于，所述发光显示屏为柔性有机发光二极管显示屏或者玻璃有机发光二极管显示屏。
14.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1至13中任一项所述的光学指纹组件。
15.根据权利要求14所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端为全面屏移动终端。
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