CN209625236U - 一种屏下指纹模组及终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种屏下指纹模组及终端设备，所述屏下指纹模组包括自发光显示屏、棱镜及镜头及指纹识别芯片，所述自发光显示屏包括指纹区域，所述指纹区域用于发出光线照射用户手指以生成指纹光线；所述棱镜及镜头置于所述自发光显示屏的下方，所述棱镜与所述指纹区域对应，用于将接收的所述指纹光线反射至所述镜头，所述镜头的光轴与所述自发光显示屏平行，通过棱镜反射指纹光线，同时改变镜头与指纹识别芯片的设置方式，可以使指纹模组摆脱终端设备厚度的限制，延长指纹光线的光路，提升指纹模组的识别精度。

Description

一种屏下指纹模组及终端设备

技术领域

本实用新型涉及指纹模组技术领域，具体而言，涉及一种屏下指纹模组及终端设备。

背景技术

现有的光学指纹模组中，其镜头、感光芯片等均设置于指纹识别区域的下方，受限于指纹模组厚度的影响，现有的光学指纹模组像距、物距较短，光路长度小，光学指纹模组上的微米级的尺寸差异都会对模组性能产生很大的影响，使得目前的光学指纹模组对模组本体的原材管控及生产厂商制程能力要求较高，极大的影响生产效率、良率及指纹模组解锁性能。目前的光学指纹模组中受限于指纹模组厚度的影响，光路长度较小对指纹识别的精度有较大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种屏下指纹模组及终端设备，以增大指纹模组光路长度，提高指纹模组的识别精度。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供了一种屏下指纹模组，所述屏下指纹模组包括：自发光显示屏、棱镜及镜头，所述自发光显示屏包括指纹区域，所述指纹区域用于发出光线照射用户手指以生成指纹光线；所述棱镜及镜头置于所述自发光显示屏的下方，所述棱镜与所述指纹区域对应，用于将接收的所述指纹光线反射至所述镜头，所述镜头的光轴与所述自发光显示屏平行。

进一步地，所述屏下指纹模组包括指纹识别芯片，所述指纹识别芯片与所述镜头相对设置，所述指纹识别芯片用于接收所述镜头出射的指纹光线以识别指纹信息。

进一步地，所述棱镜包括反射面，所述棱镜的反射面与所述自发光显示屏的夹角为预设定的值。

进一步地，所述棱镜的反射面与所述自发光显示屏的夹角为45度。

进一步地，所述屏下指纹模组包括滤光片，所述滤光片设置于所述镜头与所述指纹识别芯片之间。

进一步地，所述屏下指纹模组还包括柔性电路板，所述柔性电路板与所述指纹识别芯片电连接，用于输出所述指纹识别芯片识别的指纹信息。

进一步地，所述自发光显示屏包括非指纹区域，所述非指纹区域远离用户手指的一侧设置有遮光层以防止干扰指纹光线。

进一步地，所述屏下指纹模组包括指纹识别芯片，所述屏下指纹模组包括支架，所述支架包括第一安装部及与所述第一安装部相对的第二安装部，所述棱镜安装于所述第一安装部，所述指纹识别芯片安装于第二安装部，所述镜头设置于所述棱镜与所述指纹识别芯片之间。

本实用新型还提供了一种终端设备，所述终端设备包括上述的屏下指纹模组。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种屏下指纹模组及终端设备，所述屏下指纹模组包括：自发光显示屏、棱镜及镜头，所述自发光显示屏包括指纹区域，所述指纹区域用于发出光线照射用户手指以生成指纹光线；所述棱镜及镜头置于所述自发光显示屏的下方，所述棱镜与所述指纹区域对应，用于将接收的所述指纹光线反射至所述镜头，所述镜头的光轴与所述自发光显示屏平行，通过棱镜反射指纹光线，同时改变镜头与指纹识别芯片的设置方式，可以使指纹模组摆脱终端设备厚度的限制，延长指纹光线的光路，提升指纹模组的识别精度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型所提供的一种屏下指纹模组的示意图。

图2示出了本实用新型所提供的一种屏下指纹模组的结构示意图。

图3示出了OLED显示屏的示意图。

图4示出了终端设备的示意图。

图标：100-屏下指纹模组；110-OLED显示屏；111-遮光层；112-非指纹区域；113-指纹区域；120-支架；121-第一安装部；122-第二安装部；130-棱镜；140-镜头；141-镜片；150-滤光片；160-指纹识别芯片；170-基板；180-板材；200-终端设备；210-终端设备本体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

本实施例提供了一种屏下指纹模组100，以改变现有的指纹模组受终端设备的厚度限制，指纹光线光路距离较短，造成指纹识别精度较低的问题。作为一种应用场景，本实施例提供的屏下指纹模组100可以应用在智能手机、平板电脑以及其他的具有显示屏的移动终端设备或其他的终端设备。

请参阅图1，图1示出了本实施例提供的屏下指纹模组100的示意图，屏下指纹模组100包括自发光显示屏、支架120、棱镜130、镜头140、指纹识别芯片160及基板170，支架120、棱镜130、镜头140、指纹识别芯片160及基板170设置在自发光显示屏的下方的局部区域或全部区域，从而形成屏下(Under-display)光学指纹识别***。需要说明的是，相对于用户手指触的摸屏幕一侧表面而言，支架120、棱镜130、镜头140、指纹识别芯片160及基板170设置在屏幕的另一侧，也即是屏幕的下方。

自发光显示屏采用自发光显示单元作为显示像素，例如有机发光二极管(OrganicLight-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110为例，请参阅图3，图3示出了OLED显示屏110的示意图。一般地，对于屏下指纹模组100而言，其OLED显示屏110包含有指纹区域113，指纹区域113可以是OLED显示屏110的某一处特定的区域(如，虚拟的HOME键)，指纹区域113还可以是OLED显示屏110的全部区域。当用户的手指触摸或按压指纹区域113时，OLED显示屏110发光照射在用户的指纹上，反射形成指纹光线，指纹模组识别指纹光线得到指纹信息，从而可以对用户的身份进行验证。可以理解地，自发光显示屏还包括非指纹区域112，于本实施例中，非指纹区域112即是指OLED显示屏110的指纹区域113以外的其他区域，非指纹区域112远离用户手指的一侧设置有遮光层111以防止干扰指纹光线。

请继续参阅图1，棱镜130设置在OLED显示屏110的指纹区域113下方，改变指纹光线的方向，从而将指纹光线反射至镜头140，需要说明的是，在本实施例的其他实施方式中，还可以使用其他的具有反射功能的装置以反射指纹光线。于本实施例中，请结合图1及图2，棱镜130设置在OLED显示屏110的指纹区域113的下方，棱镜130包括反射面，棱镜130的反射面与OLED显示屏110的夹角为预设定的值，以将指纹光线反射至镜头140。例如，于本实施例中，镜头140的光轴方向与OLED显示屏110平行，棱镜130的反射面与OLED显示屏110的夹角为45度，从而可以将垂直OLED显示屏110入射的指纹光线进行反射至于OLED显示屏110所平行的方向上。在本实施例的其他实施方式中，棱镜130的反射面与OLED显示屏110形成的角度还可以是其他的角度值，以将指纹光线反射至镜头140，只需能够脱离终端设备厚度的限制，将指纹光线的光路延长即可。

镜头140接收棱镜130反射的指纹光线，将指纹光线聚焦成像至指纹识别芯片160。镜头140内设置有至少一个镜片141，优选地，镜头140可以使用1.2～n塑胶(P)镜片，于本实施例中，所述镜片141可以是凸成像镜片141。在传统的指纹模组中，镜头的光轴与显示屏垂直，镜头、滤光片、指纹识别芯片形成立式结构，导致指纹光线的光路距离收到终端设备厚度限制，无法满足需求，在传统的屏下指纹模组100中，由于终端设备厚度的限制(终端设备的厚度一般不大于7mm)，屏下指纹模组100的厚度等于或小于终端设备的厚度，这就导致在屏下指纹模组100中，指纹光线的光路距离也被限制为不大于7mm，例如，在屏下指纹模组100中，指纹光线的光路距离即是像距与物距之和，在像距物距较短的情况下，屏下指纹模组100上微米级的误差都会对模组的性能产生很大的影响，使得原材管控及生产厂商的制程能力要求较高，极大地影响了生产效率、良率及模组的识别精度。于本实施例中，镜头140的光轴与OLED显示屏110平行，摆脱了终端设备厚度的限制，镜头140在OLED显示屏110下可以设置在任意设定的位置，具体可以根据镜片141的成像特性进行设定，达到较佳的像距、物距水平，从而成像更加清晰，可以提高屏下指纹模组100的指纹识别精度，也能够提高屏下指纹模组100的生产效率。

在本实施例的其他的实施方式中，镜头140可以是定焦镜头140，也可以是变焦镜头140，本实施例对此不做限定。

指纹识别芯片160与镜头140相对设置，以接收从镜头140出射的指纹光线，对镜头140出射的指纹光线进行识别以获取指纹光线包含的指纹信息。指纹识别芯片160可以是CMOS光学芯片，但不限于此。需要说明的是，于本实施例中，指纹识别芯片160与镜头140相对设置，以接收指纹光线进行识别，指纹光线由镜头140出射，入射至指纹识别芯片160，指纹识别芯片160与镜头140之间的相对关系包括但不限于二者的轴心处于同一条直线上的形式，还可以是其他的相对方式，例如，在本实施例的其他实施方式中，还可以在镜头140与指纹识别芯片160之间设置至少一个反射装置，以将镜头140出射的指纹光线导至指纹识别芯片160。

请继续参阅图1和图2，在本实施例的一种优选实施方式中，屏下指纹模组100包括滤光片150，滤光片150设置于所述镜头140与所述指纹识别芯片160之间，以对指纹光线进行过滤，滤除非必要的杂光，滤光片150可以是单体滤光片，也可以是滤光片组。在本实施例的一种其他的实施方式中，滤光片150可以设置在镜头140与指纹识别芯片160之间的空间，在本实施例的另一种实施方式中，滤光片150还可以设置在镜头140中。

屏下指纹模组100包括基板170，指纹识别芯片160与基板170连接，例如通过胶水与基板170粘接，以将识别的指纹信号通过板材180输出至终端设备的处理器或其他的功能模块。一般地，基板170可以是印刷电路板等等，于本实施例中，基板170可以直接与终端设备200的其他功能元件连接，还可以通过板材180与终端设备200的其他功能元件连接，板材180可以是柔性电路板，板材180可以弯折，以适应屏下指纹模组100与终端设备的其他功能模块或组件的连接。

于本实施例中，所述屏下指纹模组100包括支架120，用以形成支撑和保护，棱镜130、镜头140、滤光片150及指纹识别芯片160均设置于支架120上。支架120可以与OLED显示屏110贴合，在支架120与OLED屏幕的非指纹区域112之间设置有遮光层111。

支架120包括第一安装部121及与所述第一安装部121相对的第二安装部122，所述棱镜130安装于所述第一安装部121，例如，棱镜130通过浇水粘接于所述第一安装部121，棱镜130的反射面朝向OLED屏幕，以将指纹光线反射至镜头140；所述指纹识别芯片160安装于第二安装部122，指纹识别芯片160可以卡接于第二安装部122，还可以是通过胶水粘接、螺栓或卡扣固定等方式，镜头140及滤光片150设置于棱镜130及指纹识别芯片160之间。支架120可以由塑料材料制成，也可以由金属材料制成。由于棱镜130可以将指纹光线反射至镜头140，镜头140、指纹识别芯片160无须形成传统的立式结构，在延长光路的同时，可以降低模组的厚度。可以理解地，于本实施例中，屏下指纹模组100的相对于终端设备的厚度约等于镜头140的直径，一般地，约为5～6mm，不会对终端设备的厚度造成影响(例如，终端设备的厚度为不大于7mm)，屏下指纹模组100相对于终端设备的长度约为支架120的长度，也即是棱镜130与指纹识别芯片160之间的距离，为了满足不同的成像需求，根据不同的光路长度可以对支架120的长度进行调节，同时，镜头140在支架120中的位置也可以根据实际的像距以及物距需求进行调节，在不影响终端设备厚度的情况下，延长光路距离，提高指纹识别的精度。

于本实施例中，屏下指纹模组100采用柔性电路板与终端设备进行指纹信息的传输，柔性电路板可以弯折，因此不会影响终端设备内其他的功能器件的布局。

第二实施例

本实用新型还提供了一种终端设备200，请参阅图4，终端设备200包括终端设备本体210以及第一实施例提供的屏下指纹模组100，屏下指纹模组100设置在终端设备本体210上。

需要说明的是，本实施例提供终端设备200其技术效果与基本原理与第一实施例提供的基本相同，为简要描述，本实施例不再进行详细说明，本实施例未介绍详尽之处，请参阅第一实施例中的相关内容。

综上所述，本实用新型提供了一种屏下指纹模组及终端设备，所述屏下指纹模组包括自发光显示屏、棱镜及镜头及指纹识别芯片，所述自发光显示屏包括指纹区域，所述指纹区域用于发出光线照射用户手指以生成指纹光线；所述棱镜及镜头置于所述自发光显示屏的下方，所述棱镜与所述指纹区域对应，用于将接收的所述指纹光线反射至所述镜头，所述镜头的光轴与所述自发光显示屏平行，通过棱镜反射指纹光线，同时改变镜头与指纹识别芯片的设置方式，可以使指纹模组摆脱终端设备厚度的限制，延长指纹光线的光路，提升指纹模组的识别精度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种屏下指纹模组，其特征在于，所述屏下指纹模组包括：自发光显示屏、棱镜及镜头，所述自发光显示屏包括指纹区域，所述指纹区域用于发出光线照射用户手指以生成指纹光线；所述棱镜及镜头置于所述自发光显示屏的下方，所述棱镜与所述指纹区域对应，用于将接收的所述指纹光线反射至所述镜头，所述镜头的光轴与所述自发光显示屏平行。

2.如权利要求1所述的屏下指纹模组，其特征在于，所述屏下指纹模组包括指纹识别芯片，所述指纹识别芯片与所述镜头相对设置，所述指纹识别芯片用于接收所述镜头出射的指纹光线以识别指纹信息。

3.如权利要求1所述的屏下指纹模组，其特征在于，所述棱镜包括反射面，所述反射面与所述自发光显示屏的夹角为预设定的值。

4.如权利要求3所述的屏下指纹模组，其特征在于，所述反射面与所述自发光显示屏的夹角为45度。

5.如权利要求2所述的屏下指纹模组，其特征在于，所述屏下指纹模组包括滤光片，所述滤光片设置于所述镜头与所述指纹识别芯片之间。

6.如权利要求2所述的屏下指纹模组，其特征在于，所述屏下指纹模组还包括柔性电路板，所述柔性电路板与所述指纹识别芯片电连接，用于输出所述指纹识别芯片识别的指纹信息。

7.如权利要求1～6任意一项所述的屏下指纹模组，其特征在于，所述自发光显示屏包括非指纹区域，所述非指纹区域远离用户手指的一侧设置有遮光层以防止干扰指纹光线。

8.如权利要求1所述的屏下指纹模组，其特征在于，所述屏下指纹模组包括指纹识别芯片，所述屏下指纹模组包括支架，所述支架包括第一安装部及与所述第一安装部相对的第二安装部，所述棱镜安装于所述第一安装部，所述指纹识别芯片安装于第二安装部，所述镜头设置于所述棱镜与所述指纹识别芯片之间。

9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括如权利要求1～8任意一项所述的屏下指纹模组。