CN109196519B - 镜头系统、指纹识别装置和终端设备 - Google Patents

镜头系统、指纹识别装置和终端设备 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供了一种镜头系统、指纹识别装置和终端设备，包括：从物方到像方依次设置的第一镜头和第二镜头，其中：所述第一镜头为负光焦度的S形弯月镜片，所述第二镜头为正光焦度的双凸面镜片，所述第一镜头和所述第二镜头的焦距满足第一关系，以使所述镜头系统的视场角FOV大于第一阈值。

Description

镜头系统、指纹识别装置和终端设备
技术领域
本申请实施例涉及光学成像领域，并且更具体地，涉及镜头系统、指纹识别装置和终端设备。
背景技术
随着指纹识别传感器的发展，屏下指纹识别技术由于不占用电子设备上的物理位置，成为一种技术趋势，目前的屏下指纹技术基于光准直原理，光学指纹模组的分辨率由光准直单元的分布周期和深宽比决定，若光学指纹模组的尺寸受限的话，通常指纹识别的解析力较低，影响指纹识别的准确率和安全性。
发明内容
本申请提供一种镜头系统、指纹识别装置和终端设备，能够在指纹模组的尺寸受限的情况下，实现对较大范围的指纹信息的采集，能够提升指纹识别的解析力，从而能够提升指纹识别的准确率和安全性。
第一方面，提供了一种镜头系统，包括：从物方到像方依次设置的第一镜头和第二镜头，其中：
所述第一镜头为负光焦度的S形弯月镜片，所述第二镜头为正光焦度的双凸面镜片，所述第一镜头和所述第二镜头的焦距满足第一关系，以使所述镜头系统的视场角FOV大于第一阈值。
因此，本申请实施例的镜头系统通过布局不同光焦度的镜头，以及通过设置镜头系统的参数满足第一关系，使得镜头系统具有FOV大的特性，从而能够提升采用该镜头系统的光学指纹识别模组的指纹识别性能。
在一些可能的实现方式中，所述第一关系为：-2.6＜f1/f2<-1.6，其中，f1为所述第一镜头的焦距，f2为所述第二镜头的焦距。
在一些可能的实现方式中，所述第一阈值为100度。
在一些可能的实现方式中，所述镜头系统的成像面上的最大像高Y'、焦距f和从显示屏的下表面到成像面的距离TTL满足第二关系，以使所述镜头系统的焦距小于第二阈值。
在一些可能的实现方式中，所述第二关系为：0.2＜Y'/(f*TTL)<0.6。
在一些可能的实现方式中，所述镜头系统还包括：
光阑，设置于所述第一镜头和所述第二镜头之间。
在一些可能的实现方式中，所述镜头系统中的至少一个面为非球面。
在一些可能的实现方式中，所述镜头系统的TV畸变小于5％，所述镜头系统的相对照度大于60％，所述镜头系统的F数小于1.6。
在一些可选的实现方式中，可以通过设置该镜头系统中的每个面的曲率半径、厚度、材料、有效直径、圆锥系数中的至少一项，和/或该镜头系统中的非球面透镜的非球面高次项系数，例如，A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16，以使该镜头系统的参数满足该第一关系和该第二关系，从而使得该镜头系统的FOV大于100°，TV畸变小于5％，F数小于1.6，以及相对照度大于60％。
第二方面，提供了一种指纹识别装置，包括：
如第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的镜头系统。
在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：
图像传感器，设置于所述镜头系统的下方，用于接收经所述镜头系统传输后的光信号，并对所述光信号进行处理，以获取所述光信号中包括的指纹信息。
在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：支架，
其中，所述镜头系统过盈装配于所述支架中。
第三方面，提供了一种终端设备，包括：
如第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的镜头系统。
在一种可能的实现方式中，所述终端设备还包括：
屏幕组件，包括显示屏、泡棉和铜箔，设置于所述指纹识别装置中的镜头系统的上方；
其中，所述镜头系统上方对应的所述泡棉和所述铜箔的区域开孔，以使包括指纹信息的光信号进入所述镜头系统。
附图说明
图1是本申请实施例所适用的终端设备的结构示意图。
图2根据本申请实施例的镜头系统的结构示意图。
图3根据本申请实施例的光学指纹识别模组的结构示意图。
图4是根据本申请实施例的镜头系统的一种布局的示意图。
图5是图4所示的布局的镜头系统的相对照度图。
图6是图4所示的布局的镜头系统的像散图。
图7是图4所示的布局的镜头系统的TV畸变图。
图8是图4所示的布局的镜头系统的MTF图。
图9是根据本申请实施例的镜头系统的另一种布局的示意图。
图10是图9所示的布局的镜头系统的相对照度图。
图11是图9所示的布局的镜头系统的像散图。
图12是图9所示的布局的镜头系统的TV畸变图。
图13是图9所示的布局的镜头系统的MTF图。
图14是根据本申请实施例的指纹识别装置的结构示意图。
图15是根据本申请实施例的终端设备的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
应理解，本申请实施例可以应用于光学指纹系统，包括但不限于光学指纹识别系统和基于光学指纹成像的医疗诊断产品，本申请实施例仅以光学指纹系统为例进行说明，但不应对本申请实施例构成任何限定，本申请实施例同样适用于其他采用光学成像技术的系统等。
还应理解，本申请实施例的技术方案除了可以进行指纹识别外，还可以进行其他生物特征识别，例如，活体识别等，本申请实施例对此也不限定。
作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的光学指纹系统可以应用在智能手机、平板电脑以及其他具有显示屏的移动终端或者其他终端设备；更具体地，在上述终端设备中，指纹采集装置可以具体为光学指纹装置，其可以设置在显示屏下方的局部区域或者全部区域，从而形成屏下(Under-display)光学指纹系统。
如图1所示为本申请实施例可以适用的终端设备的结构示意图，所述终端设备700包括显示屏720和光学指纹装置730，其中，所述光学指纹装置730设置在所述显示屏720下方的局部区域。所述光学指纹装置730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为所述光学指纹装置730的指纹检测区域703。如图1所示，所述指纹检测区域703位于所述显示屏720的显示区域702之中，因此，使用者在需要对所述终端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720的指纹检测区域703，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终端设备700无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)。
作为一种优选的实施例中，所述显示屏720可以采用具有自发光显示单元的显示屏，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，所述光学指纹装置730可以利用所述OLED显示屏720位于所述指纹检测区域703的显示单元(即OLED光源)来作为光学指纹检测的激励光源。并且，所述光学指纹装置730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。当手指按压在所述指纹检测区域703时，所述指纹检测区域703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脊和谷的反射光是不同的，反射光从所述显示屏720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，从而在所述终端设备700实现光学指纹识别功能。
应当理解的是，在具体实现上，所述终端设备700还包括透明保护盖板710，所述盖板710可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏720的上方并覆盖所述终端设备700的正面。因为，本申请实施例中，所谓的手指按压在所述显示屏720实际上是指按压在所述显示屏720上方的盖板710或者覆盖所述盖板710的保护层表面。
作为一种可选的实现方式，如图1所示，所述光学指纹装置730包括光检测部分734和光学组件732，所述光检测部分734包括所述感应阵列以及与所述感应阵列电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)；所述光学组件732可以设置在所述光检测部分134的感应阵列的上方，其可以具体包括滤光层(Filter)、导光层以及其他光学元件，所述滤光层可以用于滤除穿透手指的环境光，而所述导光层主要用于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732可以与所述光检测部分134封装在同一个光学指纹芯片。其中，所述导光层可以具体为在半导体硅片制作而成的透镜(Lens)层，其具有多个透镜单元，从手指反射回来的反射光经所述透镜单元，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。
在所述光学指纹装置730中，每一个透镜单元可以分别对应所述感应阵列的其中一个光学感应单元；可替代地，所述透镜单元跟所述感应阵列的光学感应单元之间也可以采用非一一对应的关系来降低产生莫尔条纹干扰，比如一个光学感应单元可以对应于多个透镜单元，或者，所述透镜单元也可以采用不规则排列的方式；采用不规则排列的透镜单元可以通过后期软件算法来对每一个感应单元检测到的反射光线进行校正。
在其他替代实现方式中，所述显示屏720也可以采用非自发光的显示屏，比如采用背光的液晶显示屏；在这种情况下，所述光学检测装置730便无法采用所述显示屏720的显示单元作为激励光源，因此需要在所述光学检测装置730内部集成激励光源或者在其外部设置激励光源来实现光学指纹检测，其检测原理与上面描述内容是一致的。
应理解，在本申请实施例中，该光学指纹装置中的感应阵列也可以称为图像传感器(Sensor)或光电传感器，经半导体工艺加工处理可以制作成一个DIE，即DIE包括图像传感器。
还应理解，本申请实施例中的光学指纹装置也可以称为光学指纹识别模组、指纹识别装置、指纹识别模组、指纹模组、指纹采集装置等。
为便于更好的理解本申请实施例，首先介绍一下镜头的性能指标。
视场角(Field Of View，FOV)，表征镜头的视野范围，在镜头尺寸相等的情况下，镜头的FOV越大，表示该镜头能获得更大区域的信息，即采用该FOV大的镜头能够获得的信息量更大。
F数，用于表征透过镜头进入光学指纹装置的感应阵列的光线量，F数越小，表示进入镜头的光线量越多。
TV畸变，用于度量图像的视觉畸变程度，可以理解，TV畸变越小，成像效果越好。
相对照度，可以指成像面上的不同坐标点的照度和中心点的照度之比，相对照度越小，成像面的照度越不均匀，容易产生某些位置曝光不足或中心过曝光的问题，影响成像质量，即相对照度越大，成像质量越高。
图2是根据本申请实施例的镜头系统的示意性结构图，如图2所示，该镜头系统10包括：从物方到像方依次设置的第一镜头11和第二镜头12，其中，所述第一镜头11为负光焦度的镜片，所述第二镜头12为正光焦度的镜片。
具体地，所述第一镜头为负光焦度的S形弯月镜片，所述第二镜头为正光焦度的双凸面镜片，即，该第一镜头11可以为凹透镜，该第二镜头12可以为凸透镜。
应理解，在本申请实施例中，该第一镜头可以为一个凹透镜，或者也可以为一组透镜，只要该一组透镜的组合光焦度为负光焦度即可，同理，该第二镜头也可以为一个凸透镜，或者也可以为一组透镜，只要该一组透镜的组合光焦度为正光焦度即可。
可选地，在一些实施例中，所述第一镜头和所述第二镜头可以采用树脂材料，或者其他塑料材质，本申请实施例对此不作限定。
进一步地，所述第一镜头和所述第二镜头的焦距满足第一关系，以使所述镜头系统的视场角FOV大于第一阈值。
应理解，这里，该第一镜头和第二镜头的焦距满足第一关系，可以为该第一镜头和第二镜头的焦距的比值在特定的范围内，或者该第一镜头与该镜头系统的组合焦距的比值在特定的范围内，或者也可以为该第二镜头与该镜头系统的组合焦距的比值在特定的范围内等，本申请实施例对此不作限定。
也就是说，本申请实施例可以通过设置第一镜头、第二镜头的焦距和该镜头系统的组合焦距中的至少两项满足一定的关系，从而能够使得该镜头系统具有FOV大的特性，这样，采用该镜头系统的指纹识别模组能够采集更大区域的指纹信息，进而能够提升指纹识别的准确度和安全性。
可选地，在一些实施例中，该第一关系可以为-2.6＜f1/f2<-1.6，其中，f1为所述第一镜头的焦距，f2为所述第二镜头的焦距。
也就是说，通过设置该第一镜头和第二镜头的比值在特定的范围内，可以使得该镜头系统的FOV较大。
可选地，在一些实施例中，所述第一阈值为100度。
因此，通过设置镜头系统的参数满足该第一关系，从而使得该镜头系统的FOV大于100度，这样，在镜头尺寸相同的情况下，能够采集更大区域的指纹信息，有利于提升指纹识别的解析力。
可选地，在一些实施例中，该镜头系统的F数小于1.6，能够使得足够多的光线进入到镜头系统，有利于采集微弱的指纹信号，同时还可以缩短曝光时间，降低功耗。
可选地，在一些实施例中，该镜头系统的TV畸变小于5％，有利于规避莫尔条纹对指纹成像的影响。
可选地，在一些实施例中，该镜头系统的相对照度大于60％，有利于提升成像质量。
因此，本申请实施例的镜头系统通过布局不同光焦度的镜头，以及通过设置镜头系统的参数满足第一关系，从而使得镜头系统具有FOV大、工作F数小、TV畸变小和相对照度大的性能，有利于提升采用该镜头系统的指纹识别模组的指纹识别性能。
可选地，在一些实施例中，所述镜头系统的成像面上的最大像高Y'、焦距f和从显示屏的下表面到成像面的距离TTL(即光学总高)满足第二关系，以使所述镜头系统的焦距小于第二阈值。
应理解，TTL的大小决定了该镜头系统的焦距的大小，或者，该镜头系统的尺寸的大小，本申请实施例通过控制该Y'、f和TTL满足第二关系，能够使得该镜头系统在具有较大的FOV的同时，还具有较短的焦距，从而使得该镜头系统能够更好的应用于对尺寸有要求的终端设备上。
可以理解，这里的显示屏可以为该镜头系统所安装的电子设备中的显示屏，该成像面可以为图像传感器的表面，该图像传感器可以对应于光学指纹识别模组中的DIE，即进行光信号检测的部分。
可选地，该第二阈值可以为5毫米，或3毫米等，本申请实施例对此不作限定，只要能够满足终端设备的尺寸要求即可。
可选地，在一些实施例中，所述第二关系为：0.2＜Y'/(f*TTL)<0.6。
可选地，在一些实施例中，所述镜头系统还包括：
光阑，设置于所述第一镜头和所述第二镜头之间。
具体地，光阑可以用于调节光信号或成像范围的大小，通过设置光阑对光信号或成像范围进行调整，可以使得带有指纹信息的光信号最大程度成像于光学指纹识别模组中的图像传感器的表面，使得该图像传感器能够获得更多的指纹信息，进一步可以提升指纹识别的解析力。
综上，本申请实施例的镜头系统是一种广角短焦镜头，广角设计使得该镜头系统能够采集更大区域的指纹信息，短焦设计使得该镜头系统占用更小的空间，从而该镜头系统在实现更优的指纹识别性能的同时，还可以满足终端设备对尺寸的要求，增强了该镜头系统的适用性。
可选地，在一些实施例中，可以通过控制该透镜系统中的各个结构件(例如，第一透镜、第二透镜、光阑)的曲率半径、厚度、材料、有效直径和圆锥系数等物理参数，和/或该镜头系统中的非球面透镜的非球面高次项系数(例如，A2～A16中的偶次项)，以使所述镜头系统的参数满足上述的第一关系和第二关系，进而使得该镜头系统的FOV大于100度，所述镜头系统的TV畸变小于5％，所述镜头系统的相对照度大于60％，所述镜头系统的F数小于1.6，下文结合具体实施例详细描述。
应理解，本申请实施例的镜头系统可以应用于光学指纹识别模组中，该镜头系统可以与该光学指纹识别模组中的图像传感器配合，实现在有限的空间内对较大区域的指纹信息的成像；或者，该镜头系统也可以应用在其他对光学成像性能要求较高的设备或装置中，本申请实施例对此不作限定。
图3是采用本申请实施例的镜头系统的光学指纹识别模组的结构示意图。如图3所示，该光学指纹识别模组200可以包括:红外滤光片(Infrared Filter，IR Filter)201、IR滤光片贴合胶202、芯片(DIE)203、DIE贴合胶204、柔性电路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)205、补强板206、支架207和镜头系统10。
其中，该IR Filter用于过滤红外光，以避免红外光影响指纹成像；
IR滤光片贴合胶202用于贴合该IR滤光片201和DIE203；
DIE203，对应于图1中的光检测部分734，用于将光信号转换为电信号，可以与镜头系统10配合使用，将经该镜头系统10成像的光信号转换为电信号；
DIE贴合胶204，用于固定DIE203与柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)205。
FPC205，用于连接该DIE203和该光学指纹识别模组所安装的电子设备中的电路；
支架207，用于固定该镜头系统10和DIE203，以控制离焦和偏心的精度。
该光学指纹识别模组200的上方还设置有显示屏模组，包括显示屏320、泡棉310和铜箔300。
在本申请实施例中，该镜头系统10可以过盈装配于该支架207中，以使该镜头系统10和DIE203贴合在一起，该光学指纹识别模组的各个结构件可以通过胶粘合在一起，进一步该光学指纹识别模组可以固定在电子设备的中框208中。
由于镜头系统10和显示屏320之间需要进行光信号的传递，因此，该镜头系统10所对应的显示屏模组中的泡棉310和铝箔300需要开孔，以使该镜头系统10的FOV范围内的光信号能够通过。
以下，结合实施例1和实施例2，具体说明根据本申请实施例的镜头系统的性能。
在实施例1和实施例2中，该镜头系统都包括二组透镜和光阑，图4和图9分别示出了实施例1和实施例2的镜头系统的两种布局(layout)，在该二种布局中，从物方到像方依次设置有：显示屏20、第一镜头21、光阑、第二镜头22、IR滤光片、滤光片贴合胶。
其中，该第一镜头21、第二镜头22分别对应于上文所述的第一镜头11、第二镜头12，即该第一镜头21为凹透镜，该第二镜头22为凸透镜。
为便于区分和描述，按照从物方到像方的顺序，将显示屏20的上下表面分别记为S1和S2，第一镜头21的两个表面分别记为S3和S4，光阑的表面记为S5，第二镜头22的两个表面分别记为S6和S7，IR滤光片的表面分别记为S8和S9，滤光片贴合胶26的表面记为S10和S11，成像面为S12。
进一步地，通过设置该镜头系统中的每个面的曲率半径、厚度、材料、有效直径、圆锥系数中的至少一项，和/或该镜头系统中的非球面透镜的非球面高次项系数A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16，以使该镜头系统的参数满足上述第一关系和第二关系，从而使得该镜头系统的FOV大于100度，TV畸变小于5％，F数小于1.6，以及相对照度大于60％。
以下，以该第一关系为：-2.6＜f1/f2<-1.6，该第二关系为：0.2＜Y'/(f*TTL)<0.6为例进行说明，但本申请并不限于此。
例如，在实施例1中，可以设置该S1～S12中的每个面的曲率半径、厚度、材料、有效直径、圆锥系数采用表1中对应的参数，S1～S12中的非球面的非球面高次项系数采用表2所示的参数。
表1
表面 表面类型 曲率半径 厚度 材料 有效直径 圆锥系数
S1 物面 无穷 1.5 BK7 3.5
S2 球面 无穷 1.535 2.616
S3 非球面 2.392 0.409 APL5014CL 0.721 7.713
S4 非球面 0.702 0.257 0.283 -14.748
S5 光阑面 无穷 0 0.197
S6 非球面 0.757 0.505 OKP1 0.251 3.202
S7 非球面 -6.110 0.463 0.287 -4.11E39
S8 球面 无穷 0.021 D263TECO 0.395
S9 球面 无穷 0.020 BK7 0.488
S12 像面 0.497
应理解，本申请实施例的表1至表6中参数对应的位置为空白表示无此参数，例如，材料处的空白可以表示空气。
需要说明的是，在该实施例1和实施例2中，S9和S10可以认为是同一表面，S11和S12可以认为是同一表面，即S10和S9对应同样的参数，S12和S11的参数对应同样的参数，故S10和S11对应的参数未示出。
表2
表面 A2 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S3 -0.79 3.23 -11.043 25.473 -23.280 -33.485 99.840 -69.249
S4 -0.326 2.010 913.950 -4.803e4 1.326e6 -1.962e7 1.494e8 -4.519e8
S6 4.122 -1.303 194.141 -1.067e4 2.906e5 -4.070e6 2.874e7 -7.583e7
S7 -1.167 1.589 -19.044 41.413 7948.506 -5.395e4 -2.939e4 4.602e5
基于表1和表2所示的参数，可以确定实施例1所示的镜头系统的参数如下：TTL＝3.4(即S2到S12的距离)，f1＝-0.88445，f2＝0.822380，f3＝0.48554，f＝0.40994，f1/f2＝-1.822，Y'/(f*TTL)＝0.424，即镜头系统的参数满足前述的第一关系和第二关系。在上述参数下，图5至图8依次为该镜头系统的相对照度图、像散图、TV畸变图和光学传递函数(Optical Transfer Function)的模值(MTF)图。
从图5至图8所示的仿真图可以得出，该镜头系统的FOV为106度，工作F数为1.5869，TV畸变为-3.036％，相对照度为78.2％。因此，在镜头系统的参数满足前述的第一关系和第二关系的情况下，该镜头系统具有FOV大、工作F数小、TV畸变小和相对照度高的性能。
再例如，在实施例2中，可以设置该S1～S12中的每个面的曲率半径、厚度、材料、有效直径、圆锥系数采用表3中对应的参数，S1～S14中的非球面的非球面高次项系数采用表4所示的参数。
表3
表面 表面类型 曲率半径 厚度 材料 有效直径 圆锥系数
S1 物面 无穷 1.5 BK7 3.5
S2 球面 无穷 1.646 2.647
S3 非球面 2.526 0.380 APL5014CL 0.721 9.226
S4 非球面 0.702 0.311 0.304 -6.892
S5 光阑面 无穷 0 0.202
S6 非球面 0.704 0.495 APL5014CL 0.253 2.957
S7 非球面 -0.845 0.452 0.291 -8.793e39
S8 球面 无穷 0.21 D263TECO 0.409
S9 球面 无穷 0.02 BK7 0.496
S12 像面 0.505
表4
表面 A2 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S3 -0.790 3.249 -10.931 25.502 -23.135 -33.495 99.102 -69.443
S4 -0.441 2.639 882.874 -4.818e4 1.328e6 -1.965e7 1.495e8 -4.557e8
S6 0.063 -1.423 191.242 -1.075e4 2.901e5 -4.064e6 2.878e7 -7.651e7
S7 -1.369 1.718 -21.031 35.880 8124.488 -5.133e4 -1.185e4 4.905e5
基于表3和表4所示的参数，可以确定实施例1所示的镜头系统的参数如下：TTL＝3.4(即S2到S12的距离)，f1＝-1.007，f2＝0.415，f＝0.311，f1/f2＝-2.427，Y'/(f*TTL)＝0.468，即镜头系统的参数满足前述的第一关系和第二关系。在上述参数下，图10至图13依次为该镜头系统的相对照度图、像散图、TV畸变图和MTF图。
从图10至图13所示的仿真图可以得出，该镜头系统的FOV为109度，工作F数为1.518，TV畸变为-4.17％，相对照度为62.5％。因此，在镜头系统的参数满足前述的第一关系和第二关系的情况下，该镜头系统具有FOV大、工作F数小、TV畸变小和相对照度高的性能。
综上，本申请实施例的镜头系统提供了一种广角短焦镜头，采用该镜头系统能够采集更大区域的指纹信息，并且短焦设计使得该镜头系统能够更好的应用于对尺寸有要求的终端设备上，增强了该镜头系统的适用性。
图14是根据本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图，如图14所示，该指纹识别装置400可以包括镜头系统10，该镜头系统10可以为前述实施例中的镜头系统10。
可选地，该指纹识别装置可以包括图像传感器402，设置在该镜头系统10的下方，用于接收经该镜头系统传输后的光信号，并对该光信号进行处理，以获取该光信号中包括的指纹信息。
应理解，该指纹识别装置400对应于图3所示的光学指纹识别模组200，该指纹识别装置400还可以包括该光学指纹识别模组200中的结构，例如，IR滤光片201、支架207等，这里不作赘述。
本申请实施例还提供了一种终端设备，如图15所示，该终端设备700包括光学指纹装置730，该光学指纹装置730可以为前述实施例中的指纹识别装置400，或图3所示实施例中的光学指纹识别模组200。
可选地，该终端设备还可以包括屏幕组件520，包括显示屏、泡棉和铜箔，设置于所述光学指纹装置730中的镜头系统的上方；
其中，所述镜头系统上方对应的所述泡棉和所述铜箔的区域开孔，以使包括指纹信息的光信号进入所述镜头系统。
作为示例而非限定，所述终端设备700可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、车载电子设备或穿戴式智能设备等，该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能，例如：智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等设备。
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，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。
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，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种镜头系统，其特征在于，适用于终端设备的显示屏下方的光学指纹装置以形成屏下光学指纹系统，其中所述光学指纹装置的指纹检测区域位于所述显示屏的显示区域，所述镜头系统包括：从物方到像方依次设置的第一镜头和第二镜头，其中：
所述第一镜头为负光焦度的S形弯月镜片，所述第二镜头为正光焦度的双凸面镜片，所述第一镜头和所述第二镜头的焦距满足第一关系，以使所述镜头系统的视场角FOV大于第一阈值，所述第一关系为：
Figure 894053DEST_PATH_IMAGE001
，且所述第一阈值为100度；并且，所述镜头系统的成像面的最大像高
Figure 827374DEST_PATH_IMAGE002
、所述镜头系统的焦距f和从所述显示屏的下表面到成像面的距离TTL满足第二关系，以使所述镜头系统的焦距小于第二阈值，所述第二关系为
Figure 292990DEST_PATH_IMAGE003
；其中，f 1为所述第一镜头的焦距，f 2为所述第二镜头的焦距。
2.根据权利要求1所述的镜头系统，其特征在于，所述镜头系统还包括：
光阑，设置于所述第一镜头和所述第二镜头之间。
3.根据权利要求1或2所述的镜头系统，其特征在于，所述镜头系统中的至少一个面为非球面。
4.根据权利要求1或2所述的镜头系统，其特征在于，所述镜头系统的TV畸变小于5%，所述镜头系统的相对照度大于60%，所述镜头系统的F数小于1.6。
5.根据权利要求1或2所述的镜头系统，其特征在于，通过设置所述镜头系统中的每个面的曲率半径、厚度、材料、有效直径、圆锥系数中的至少一项，和/或所述镜头系统中的非球面透镜的非球面高次项系数，以使所述镜头系统的参数满足所述第一关系。
6.一种指纹识别装置，其特征在于，应用于在终端设备的显示屏下方以形成屏下光学指纹系统，其中所述指纹识别装置的指纹检测区域位于所述显示屏的显示区域，所述指纹识别装置包括：镜头系统和图像传感器；
所述镜头系统，用于将在所述显示屏上方的手指反射形成的光信号传输到所述图像传感器；
所述图像传感器，设置于所述镜头系统的下方，用于接收经所述镜头系统传输后的光信号，并对所述光信号进行处理，以获取所述显示屏上方的手指的指纹信息；
其中，所述镜头系统包括从物方到像方依次设置的第一镜头和和第二镜头以及设置在所述第一镜头和所述第二镜头之间的光阑；所述第一镜头为负光焦度的S形弯月镜片，所述第二镜头为正光焦度的双凸面镜片；所述第一镜头和所述第二镜头的焦距满足第一关系，以使所述镜头系统的视场角FOV大于第一阈值，所述第一关系为：
Figure 20775DEST_PATH_IMAGE001
，且所述第一阈值为100度；并且，所述镜头系统的成像面的最大像高
Figure 571842DEST_PATH_IMAGE002
、所述镜头系统的焦距f和从所述显示屏的下表面到成像面的距离TTL满足第二关系，以使所述镜头系统的焦距小于第二阈值，所述第二关系为
Figure 43275DEST_PATH_IMAGE003
；其中，f 1为所述第一镜头的焦距，f 2为所述第二镜头的焦距。
7.根据权利要求6所述的指纹识别装置，其特征在于，还包括：支架；
其中，所述镜头系统过盈装配于所述支架中。
8.一种终端设备，其特征在于，包括：如权利要求6或7所述的指纹识别装置。
9.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括：
屏幕组件，包括显示屏、泡棉和铜箔，设置于所述指纹识别装置中的镜头系统的上方；
其中，所述镜头系统上方对应的所述泡棉和所述铜箔的区域开孔，以使包括指纹信息的光信号进入所述镜头系统。
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