CN109376570A - 一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述微型补光照明系统位于液晶屏的导光板和进行指纹识别的成像模组之间，用于补充液晶屏照明，消除所述液晶屏上由于导光板开孔造成的黑点；所述微型补光照明系统包括两个以上的以成像模组为中心对称分布的发光二极管LED光源以及由两个以上反射面组成的折叠光路组件，LED光源发出的光线借助于所述折叠光路组件进行多次反射混光，混光后的光线均匀地照亮上方的液晶屏。其可以消除由于导光板组件开孔及导光纹局部取消所造成的手机显示屏上的黑点，形成与液晶屏其它位置基本一样的光分布，同时照亮指纹下表皮。
Description
技术领域
本发明涉及指纹识别技术，具体涉及一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统(即微型补充背光照明系统)。
背景技术
近来由于手机全面屏的广泛应用，越来越多的手机采用了屏下指纹识别模组。现有市面上流行的屏下指纹识别模组，大部分是电容式指纹传感器组件，其利用硅晶元微阵列与导电的皮下电解液形成电场，指纹的高低起伏会导致二者之间的压差出现不同的变化，借此可实现准确的指纹测定。但是由于传感器表面是使用硅材料容易损坏，导致使用寿命降低。以及通过指纹的沟壑和山脊之间的凹凸来形成指纹图像的，因而对脏手指或湿手指等识别困难，手指辨别率较低。
最近，美国专利和商标局公布了苹果公司美国专利号为US9570002的“集成红外二极管的交互式显示面板”，提出了一种阵列式微型红外LED传感技术的触摸显示屏指纹识别技术，如图1所示。这项技术在微型LED显示器上配备了微小的红外线发射器和传感器阵列，对指纹表皮进行成像和特征识别，从而取代现在主流的电容式指纹传感器组件。该设计可使触摸面板和指纹传感器集成于一体。其优点为：其非常美观和实用，隐藏于显示屏下方，非常隐秘不易被发觉，与显示屏浑然一体，其主要用于下一代智能手机的无边框屏幕设计、“消失”的HOME键和Touch ID指纹传感器。但是该技术只能由于OLED的显示屏上，其主要原因为：OLED(有机发光LED)，是全透自发光的，显示屏不需要背光照明，因此指纹识别成像的区域也不用背光开孔。所述苹果的采用微型LED传感技术的触摸显示屏技术，所述OLED屏最大的技术问题是有机材料的寿命有限。由于产生蓝光的OLED材料比其他颜色的材料降解得更快，因此蓝光输出会比其他颜色的光少。另外水可以瞬间损坏显示器的有机材料，因此，改进的密封工艺对实际生产具有重要意义。OLED屏在显示具有白色背景的图像时(比如文档或是网站)，会非常耗电。还有一个缺点是烧屏问题：由于各像素在屏幕上显示的差异，每个位置的老化速度就有了差异。这种面板的生产难度非常高，而且价格昂贵。
目前一些手机厂商也在积极开发光学成像式、用于普通LCD显示屏的屏下指纹识别模组。由于手机LCD显示屏本身不发光，其需要一个背光模组来进行照明。由于手机背光模组的导光板底面设置有许多密密麻麻的网点或微结构阵列，其会阻挡下方指纹识别的透镜进行成像。因此需要将导光板在指纹识别光学成像透镜正上方的位置开一个孔，让指纹下表皮的反射光线可以穿过该背光模组进入到下方的成像透镜中进行成像和特征识别。那么由于导光板的开孔位置不能对正上方的LCD显示屏进行照明，会导致手机显示屏上会出现一个明显的黑点。
为此，如何解决导光板开孔导致显示屏上出现黑点成为当前屏下指纹识别技术亟需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提供一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，上述系统可以消除由于导光板开孔造成的显示屏上的黑点。
本发明的技术方案主要包括：
一方面，提出了一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，
所述微型补光照明系统位于液晶屏的导光板和进行指纹识别的成像模组之间，用于补充照明液晶屏，消除所述液晶屏上由于导光板组件开孔或局部取消导光纹所造成的黑点；
所述微型补光照明系统包括两个以上的在成像模组外侧设置的以发光二极管LED光源或红外光源以及由两个以上反射面组成的折叠光路组件，LED光源或红外光源发出的光线借助于所述折叠光路组件形成照明液晶屏的混光。
所述折叠光路组件由上反射片和下反射片组成，所述上反射片将LED入射的光线朝向所述下反射片的进行均匀分配，且所述上反射片和所述下反射片以对所述LED光源发出的光线进行多次反射和混光，形成用于照明液晶屏的均匀光线分布；
所述上反射片、所述下反射片均具有反射面；
所述下反射片，其中间设置有一个通孔，其作为成像系统的孔径光阑。
所述反射面为光滑面、带有微结构的表面、带有反射膜的表面或带高反光白色油墨的表面。
可选地，
所述折叠光路组件包括上反射片、下反射片、用于导光的自由曲面聚光及转折棱镜；
所述上反射片位于棱镜的上方，所述下反射片位于棱镜的下方，以形成对LED光源发出的光线进行混光的混光腔；所述LED光源发出的光线借助于棱镜的侧面/自由曲面进入混光腔进行混光后，形成照明液晶屏的均匀光线；
所述上反射片、所述下反射片均具有反射面；
所述反射面为光滑面、带有微结构的表面、带有反射膜的表面或带高反光白色油墨的表面。
所述LED光源，为白光LED，或彩色RGB LED，或红外LED；
所述红外光源为780～1500nm波段的红外LED或红外激光光源；
所述两个以上的LED光源、所述红外光源设置分布为环形结构、三角形、四边形或多边形结构；
所述LED光源及所述红外光源单独设置，或相互混合设置。
所述两个以上LED光源，包括一个以上的白光LED光源，或一个以上的彩色RGB LED光源，或一个以上的红外LED光源，或一个以上的红外激光光源；
所述红外LED光源或所述红外激光光源发出的红外光线经由折叠光路组件直接照明所述液晶屏，照明所述液晶屏的光线与所述液晶屏的入射角为45°～85°；
所述白光LED光源或彩色RGB LED光源发出的光线通过所述折叠光路组件的反射面进行多次反射进行混光后，形成照明液晶屏的均匀光线。
可选地，
所述上反射片设置在成像模组的透镜的外侧，其为环形状、或三角形、四边形或多边形的结构设置；，所述下反射片上设置有用于成像模组成像的光线直接穿透的透明区域，该透明区域对应成像模组的透镜；
或者，所述下反射片上设置有用于成像模组成像的光线直接穿透的通孔，所述通孔作为成像模组的孔径光阑。
实施方式1，所述自由曲面聚光及转折棱镜150设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的红外LED贴片、白光LED贴片；
所述自由曲面聚光及转折棱镜具有外侧面一151a、外侧面二151b、折射面一154a、折射面二154b、内侧表面一152a、内侧表面二152b、全反射表面一153a和全反射表面二153b；
所述红外LED贴片190a发出的红外光线通过外侧面一151a会聚，经由内侧表面一152a进行第一次全反射后，向上入射到全反射表面一153a进行第二次全反射，从折射面一154a射出，射出的光线以与光轴Z1Z2的夹角约为45°～85°的倾斜角度射向液晶屏；
所述白光LED贴片190b发出的白光光线通过外侧面二151b会聚，经由内侧表面二152b进行第一次全反射后，向上入射到全反射表面二153b进行第二次全反射，从折射面二154b射出，射出光线向下入射到下反射片142上后，再反射到上反射片141，并在上反射片141及下反射片142之间进行多次反射并形成混光。
所述下反射片142与下方的所述成像模组中的成像透镜160作为成像的光阑组件，且是双料成型一体式结构，所述双料成型一体式结构，其中下反射片142为具有高反射率的白色材料；
所述下反射片142，其材质或为具有遮挡可见光特性的各种颜色树脂，并在其表面或内部涂覆一层或多层的高反射率的金属镀膜或白色油墨。
所述下反射片142与成像透镜160，其两者为一体式结构设置，或为分体式单独设置并组装在一起。
所述微型补光照明系统包括外壳170，所述上反射片、所述自由曲面聚光及转折棱镜、下反射片均位于所述外壳170，用于将红外LED贴片、白光LED贴片分别向外侧漏出的光线收集起来。
实施方式2：所述自由曲面聚光及转折棱镜250设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的红外LED贴片、白光LED贴片所述自由曲面聚光及转折棱镜250具有：作为聚光折射面的下表面一251a和下表面二251b、反射面一252a、反射面二252b、上表面平面一253a、上表面平面二253b、内侧折射面一254a和内侧折射面二254b；
其中，反射面一252a和反射面二252b为略带弧形的全反射面；
红外LED贴片290a发出的光线通过下表面一251a进行准直，准直后的光线竖直向上入射到反射面一252a上进行第一次全反射，全反射后的光线入射到上表面平面一253a进行第二次全反射，全反射后的光线从内侧折射面一254a输出，输出光线向下射到下反射片242上，经过下反射片242反射后，反射光线以与光轴Z1Z2夹角为45°～85°之间的倾斜角入射到液晶屏；
所述白光LED贴片290b发出的光线，通过下表面二251b进行会聚，会聚后的光线在反射面二252b上进行第一次全反射，全反射后的光线入射到上表面平面二253b进行第二次全反射，全反射后的光线从内侧折射面二254b输出，输出光线向下射到下反射片242上，在下反射片242和上反射片241之间进行多次反射，形成一个均匀照明的混光。
下表面一251a为准直面；下表面二251b为聚焦面；
反射面一252a的弧面弧度相对于反射面二252b弧面弧度小。
可选地，
所述折叠光路组件还包括：位于所述上反射片和所述下反射片之间的透明导光件；
所述透明导光件与所述导光板无间隙配合，以消除下反射片的孔径光阑出现重影。
实施方式4：所述自由曲面聚光及转折棱镜450设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的红外LED光源和白光LED光源；
所述自由曲面聚光及转折棱镜450具有：作为聚光折射面的外侧曲面一451a、外侧曲面二451b，以及具有反射表面一452a、反射表面二452b、自由曲面一453a、自由曲面二453b、折射面一454a和折射面二454b；
其中，自由曲面一453a为凸面、自由曲面二453b为凹面；
所述红外LED光源发出的红外光线通过外侧曲面一451a会聚，经由反射表面一452a进行第一次全反射后，向上入射到自由曲面一453a进行第二次全反射，从折射面一454a射向液晶屏；
所述白光LED光源发出的白光光线通过外侧面二451b会聚，经由反射表面二452b进行第一次全反射后，向上入射到自由曲面二453b进行第二次全反射，从折射面二454b射出，射出光线向下入射到下反射片442上后，再反射到上反射片441，并在上反射片441及下反射片442之间进行多次反射并形成均匀的混光。
实施方式5：所述自由曲面聚光及转折棱镜550设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的红外LED光源和白光LED光源；
所述自由曲面聚光及转折棱镜550具有：作为聚光折射面的外侧曲面一551a、外侧曲面二551b，以及具有反射表面一552a、反射表面二552b、自由曲面一553a、自由曲面二553b、折射面一554a和折射面二554b；
其中，自由曲面一553a为凸面、自由曲面二553b为凸面；
所述红外LED光源发出的红外光线通过外侧曲面一551a会聚，经由反射表面一552a进行第一次全反射后，向上入射到自由曲面一553a进行第二次全反射，从折射面一554a射向液晶屏；
所述白光LED光源发出的白光光线通过外侧面二551b会聚，经由反射表面二552b进行第一次全反射后，向上入射到自由曲面二553b进行第二次全反射，从折射面二554b射出，射出光线向下入射到下反射片542上后，再反射到上反射片541，并在上反射片541及下反射片542之间进行多次反射并进行形成均匀的混光。
实施方式6：所述自由曲面聚光及转折棱镜650设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的LED光源690；
所述自由曲面聚光及转折棱镜650具有：会聚及折射的下表面651、全反射表面652、折射面653；
LED光源690发射的光线进入下表面651，经由下表面651会聚到全反射表面652，在全反射表面652反射后通过折射面653射出，射出的光线在上反射片641及下反射片642之间进行多次反射并进行混光。
实施方式7：上反射片741的下方外围端部均匀分布四颗LED光源790；
LED790发出的光线直接射入到上反射片741及下反射片742，并在上反射片741及下反射片742之间进行多次反射并进行混光；混光后的光线均匀地照明液晶屏720。
实施方式8：所述自由曲面聚光及转折棱镜850设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的LED光源890；
所述自由曲面聚光及转折棱镜850具有：作为聚光及折射的侧面851、内侧全反射面852、外侧全反射面853、折射面854；
LED光源890发出的光线通过侧面851进行准直并入射到内侧全反射面852上，外侧全反射面852将入射光线进行反射并向上方转折，再通过外侧全反射面853反射后再次转折，最后从折射面854射出，射出的光线，在上反射片841及下反射片842之间进行多次反射并进行混光，混光后的光线照明液晶屏820。
实施方式9：所述自由曲面聚光及转折棱镜950设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的LED光源990；
所述自由曲面聚光及转折棱镜950具有：作为聚光及折射的底面951、全反射面952、折射面953；
LED光源990发出的光线通过所述底面951进行准直并向上入射到全反射面952上，全反射面952将入射光线进行反射并向斜上方转折，最后从折射面953射出，射出的光线，在上反射片941及下反射片942之间进行多次反射并进行混光，混光后的光线均匀地照明上方的液晶屏920。
实施方式11：所述折叠光路组件包括上反射片1141、下反射片1142、以及掺杂扩散粒子的导光透镜1150；
上反射片1141位于所述导光透镜1150下方，所述下反射片1142位于所述导光透镜1150下方，以形成对LED光源发出的光线进行混光的混光腔；
LED光源发出的光线进入到所述导光透镜之后，所述导光透镜的扩散粒子用于将混光腔内多次反射的光线，改变光线的方向，以在混光腔内散射；
所述导光透镜1150中间设置有一个锥形的喇叭口，用于限制下方成像模组的视场角。
实施方式12：所述折叠光路组件包括一个组合式的折射-全反射导光透镜；
所述导光透镜1250为透明导光件，中间有一个通孔，所述导光透镜1250外侧较厚，从外侧往中间通孔位置慢慢变尖；
所述导光透镜1250除通孔区域均设置有光学反射膜或高反光白色油墨；
或者，所述导光透镜1250除通孔区域的表面为光滑面或为带有微结构的表面。
所述导光透镜1250包括：上方曲面1255、底面1254、上斜面1252、下斜面1253、内侧凸面1251；
LED光源发出的光线从内侧凸面1251进入所述导光透镜，经由上斜面1252和下斜面1253全反射之后，经由底面1254、上方曲面1255之间多次反射形成照明液晶屏的混光。
实施方式13：所述折叠光路组件包括一个组合式的折射-全反射导光透镜；
所述导光透镜1350为透明导光件，中间有一个通孔，所述导光透镜1350外侧较厚，从外侧往中间小孔位置慢慢变尖；
所述导光透镜1350除通孔区域之外的均设置有光学反射膜或高反光白色油墨；
或者，所述导光透镜1350除通孔区域之外的表面为光滑面，或为带有微结构的表面。
所述导光透镜1350包括：上方曲面1355、底面1354、外侧斜面1352和下方凸面1351；
外侧斜面1352为全反射面、下方凸面1351为准直面、上方曲面1355为弧面；
LED光源发出的光线向上发射经由下方凸面1351进入导光透镜1350，再经由外侧斜面1352反射，反射后光线在底面1354和上方曲面1355之间多次反射形成照明液晶屏的混光。
实施方式14：所述折叠光路组件包括一个组合式的折射-全反射导光透镜；
所述导光透镜1450为透明导光件，中间有一个通孔，所述导光透镜1450的外侧较厚，从外侧往中间小孔位置慢慢变尖；
所述导光透镜1450除通孔区域之外的均设置有光学反射膜或带高反光白色油墨；
或者，所述导光透镜1450除通孔区域之外的表面为光滑面，或为带有微结构的表面。
所述导光透镜1450包括：底面1454、上方曲面1455、斜面一1453、斜面二1452、外侧凸面1451
LED光源发出的光线经由外侧凸面1451到达斜面二1452，向上反射到斜面一1453，在底面1454、上方曲面1455之间多次反射，形成混光。
另一方面，提出了一种屏下指纹识别模组，包括如上任一所述的微型补光照明系统和位于微型补光照明系统下方的成像模组，成像模组用于对液晶屏上的指纹进行成像。
所述成像模组包括：
成像透镜和位于成像透镜下方的成像传感器；
所述成像透镜和所述成像传感器之间还设置有用于滤除白光/红外光线的滤波片。
所述成像透镜、滤波片和所述成像传感器均安装在镜筒中，以阻止外侧的杂光进入所述成像传感器。
可选地，
所述成像模组中的成像透镜160包括进料通道163；
所述成像透镜160通过从进料通道163进行注胶，与微型补光照明系统的下反射片142通过双料注塑的方法一起注塑成型。
所述成像透镜160为透明的光学材质或为只允许透射750～1500nm红外波段的光学材料。
所述成像透镜160，其光学曲面为非球面，或为球面、菲涅耳曲面、Binary2曲面、或微透镜阵列曲面。
本发明具有的有益效果如下：
本发明一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，LED发出的光线，经过所述折叠光路多次反射后，其均匀地照亮上方，同时对液晶屏均匀的补充背光照明，其可以消除由于导光板组件开孔及导光纹局部取消所造成的手机显示屏上的黑点，形成与液晶屏其它位置基本一样的光分布，同时照亮指纹下表皮。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为专利号为US9570002“集成红外二极管的交互式显示面板”所示触摸显示屏指纹识别技术示意图；
图2为本发明实施例1所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统的等轴侧爆炸图；
图3为本发明实施例1所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统的剖面图；
图4为本发明实施例1所述自由曲面聚光及转折棱镜150的三视图；
图5为本发明实施例1所述光阑组件142的三视图；
图6为本发明实施例1所述红外成像透镜160的三视图；
图7为本发明实施例1所述红外喑视场照明系统以及用于消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的补充照明方法示意图；
图8为本发明实施例1所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统计算机模拟图；
图9为本发明实施例1所述所述触摸屏玻璃盖板上表面111，其红外光线暗视场照明的配光模拟图；
图10为本发明实施例1所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统将观察屏设置于紧贴着手机LCD显示屏下方的位置消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的白光补充照明的计算机模拟结果图；
图11为本发明实施例1所述光阑组件142，其反射面的微结构排列方式示意图；
图12为本发明实施例2所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统的等轴侧爆炸图；
图13为本发明实施例2所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统的剖面图；
图14为本发明实施例2所述自由曲面聚光及转折棱镜250的三视图；
图15为本发明实施例2所述成像透镜260的三视图；
图16为本发明实施例2所述红外LED290a对位于手机触摸屏玻璃盖板位置的指纹表皮的暗视场照明方法示意图；
图17为本发明实施例2所述白光LED290b用于消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的补充照明方法示意图；
图18为本发明实施例3所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像方法示意图；
图19为本发明实施例4所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像方法示意图；
图20为本发明实施例5所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像方法示意图；
图21为本发明实施例6所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统结构示意图；
图22为本发明实施例6所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像方法示意图；
图23为本发明实施例7所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统结构示意图；
图24为本发明实施例7所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像方法示意图；
图25为本发明实施例8所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统结构示意图；
图26为本发明实施例8所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像方法示意图；
图27为本发明实施例9所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统结构示意图；
图28为本发明实施例9所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像方法示意图；
图29为本发明实施例10所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像方法示意图；
图30为本发明实施例11所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统结构示意图；
图31为本发明实施例11所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像方法示意图；
图32为本发明实施例12所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像光路图；
图33为本发明实施例13所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像光路图；
图34为本发明实施例14所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统补充照明及成像光路图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
根据现有技术的缺点(即导光板开孔导致显示屏上出现黑点)，本发明提的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，即针对于隐藏在屏幕下方指纹识别模组(即屏下指纹识别模组)的微型补充背光照明系统，所述的微型补充背光照明系统，其由两个以上的发光二极管(LED)以及至少两个以上反射面的折叠光路组成。多个反射面之间形成一个均匀的混光腔，从LED发出的光线，经过所述折叠光路多次反射后，其均匀地照亮上方，其用于消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点。
所述的微型补充背光照明系统为环形、中间设置有通孔，所述通孔可以让位于手机触摸屏玻璃盖板位置的指纹表皮的特征图像可以直接进入到下方的成像模组进行成像。
所述的微型补充背光照明系统的反射面，其至少有一个表面镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。
所述的微型补充背光照明系统，其对位于手机触摸屏玻璃盖板位置的指纹表皮的照明方式为大角度倾斜的喑视场照明的方式，所述的照明光线与光轴的夹角为60°～75°左右。其用于指纹特征识别的照明波长为红外波长。
所述的屏下指纹识别模组，其包含：设置有该折叠光路的微型补充背光照明系统、以及位于其正中间下方位置的用于指纹识别的成像模组构成。所述用于指纹识别的成像模组，其由位于模组正中间下方位置的成像透镜、滤波片、以及成像传感器组成。所述的成像透镜，其为光学成像透镜、红外成像透镜；其将指纹表皮的沟壑纹理特征，成像到位于透镜下方的图像传感器上，形成一个清晰的像，以便进行图像处理和特征提取。
具体实施方案1：
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其具体实施方案1所述的补充背光照明系统，其分别采用红外以及白光两种LED光源的照明方式。其种三颗红外LED采用大角度喑视场倾斜照明的方式，从旁边以大倾斜角度，直接照明位于手机触摸屏玻璃盖板表面的指纹表皮。另外三颗白光LED则通过上下两片反射面形成的混光腔，用于均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。
所述的微型补充背光照明系统，其为环形，即上下两片反射面形成的混光腔、用于导光的自由曲面聚光及转折棱镜、以及LED光源的排列方式、都围绕着指纹位置环形设置。所述的混光腔，其中间设置有通孔，所述通孔可以让位于手机触摸屏玻璃盖板位置的指纹表皮的特征图像可以直接进入到下方的成像模组进行成像。所述的混光腔，其上方反射面中间通孔直径较大，而下方反射片与成像透镜为双料成型一体式结构，其为高光滑白色的光阑组件，如本具体实施方案1所述。
本具体实施方案1的等轴侧爆炸图如图2所示，其剖面图如图3所示。所述的成像系统，其位于所述补充背光照明系统正中间的下方位置，其由成像透镜160、滤波片161、以及下方的成像传感器162组成。
图中110为触摸屏的玻璃盖板；120为LCD液晶显示屏；130为用于照明液晶显示屏的导光板、141及142为上下两片反射片；其中下方反射片142与成像透镜160为双料成型一体式结构，其为高光滑白色的光阑组件。150为环状自由曲面聚光及转折棱镜；160、161、及162分别为成像透镜、带通滤波片、以及图像传感器；外壳170为乳白色材料；180为柔性电路板(FPC)；190a及190b分别为红外及白光的贴片LED。
所述用于照明液晶显示屏的导光板130，其底面132设置有许多密密麻麻的网点或微结构阵列，其用于照明整块手机液晶显示屏120，其中间设置有一个通孔131，其也可以在此通孔区域设置完全透明、上下表面都为光学平面的塑胶件，其用于让指纹表皮向下反射的光线可以直接穿过，进行指纹特征的成像。
本具体实施方案1所述的微型补充背光照明系统，其由设置于自由曲面聚光及转折棱镜150下方围绕一圈的三颗红外LED190a、三颗白光LED190b、上下两片反射片141及142；自由曲面聚光及转折棱镜150、以及外侧乳白色的外壳170组成。
所述的自由曲面聚光及转折棱镜150，其三视图如图4所示，其中，图4(a)为正视图，图4(b)为等轴侧视图，图4(c)为俯视图，图4(d)为侧视图，图4(e)为底视图。其形状为环形，其分别根据红外及白光LED的间隔排列交错分为6个区域，其外侧面151a(b)为聚光的折射面，其将LED发出的光线进行准直，入射到棱镜内侧全反射表面152a和152b上并进行第一次全反射，全反射后的光线向上分别入射到棱镜外侧面倾斜的全反射配光面153a及153b上并进行第二次全反射，最后从折射面154a和154b射出。从折射面154a射出的红外光线，其直接以较大的倾斜角度射向上方(其与光轴Z1Z2的夹角约为45°～85°)，以喑视场照明的方式、照亮位于手机触摸屏玻璃盖板表面的指纹表皮。而从折射面154b射出的白光光线，则在上下两片反射片141及142之间进行多次反射并进行混光，混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏120。
本具体实施方案1优选上方的反射片141的表面镀光学反射膜；所述的反射片141，其中间设置有通孔，其可以让位于手机触摸屏玻璃盖板位置的指纹表皮的特征图像可以直接进入到下方的成像模组进行成像。所述通孔，其直径为3～5mm范围。
本具体实施方案1所述的微型补充背光照明系统，所述下方反射片142，其3视图如图5所示，其中，图5(a)为正视图，图5(b)为等轴侧视图，图5(c)为俯视图，图5(d)为侧视图，图5(e)为底视图；其与下方的成像透镜160为双料成型一体式结构，其同时作为高光滑白色的光阑组件。其与上方的反射片141一起，对入射光线进行多次漫反射混光，其材料为高反射率的白色材料。
所述的成像系统，其由成像透镜160、滤波片161、以及下方的成像传感器162组成。
所述的成像透镜160，其三视图如图6所示，其中，图6(a)为正视图，图6(b)为等轴侧视图，图6(c)为俯视图，图6(d)为侧视图，图6(e)为底视图；其采用高透光率的红外塑胶材料，其为红外成像透镜，本具体实施方案1优选其上下表面全部为非球面，其形状为圆锥形。所述的成像透镜160，其与上方的白色反射片142通过双料注塑的方法一起注塑成型，其通过进料通道163进行进胶。其将指纹表皮的沟壑纹理红外结构特征，成像到位于透镜下方的图像传感器162上，形成一个清晰的像，以便进行图像处理。
所述的带通滤波片161，其将波长380～760nm之间的白光光线滤掉，只让760nm之外的红外光线通过并成像到下方的图像传感器162中。
本具体实施方案1所述的微型补充背光照明系统，所述的外侧乳白色的外壳170，其作用为：其将LED向外侧漏出的光线收集起来，返回到所述微型补充背光照明系统中。
本具体实施方案1所述的微型补充背光照明系统，所述红外LED190a，其对位于手机触摸屏玻璃盖板位置的指纹表皮的暗视场照明方法如图7的左侧光路所示。从红外LED190a发出的光线，经过自由曲面聚光及转折棱镜150外侧的准直曲面151a进行准直，准直后的光线入射到棱镜内侧面152a上进行第一次全反射，全反射后的光线向上转折并入射到棱镜外侧面的自由曲面反射面153a上进行全反射配光，配光后的光线从折射面154a射出，并以较大的倾斜角度射向上方(其与光轴Z1Z2的夹角约为45°～85°)，以喑视场照明的方式、照亮位于手机触摸屏玻璃盖板表面的指纹表皮。
本具体实施方案1所述的微型补充背光照明系统，所述白光LED190b，其用于消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的补充照明方法如图7右侧的光路所示。从白光LED190b发出的光线，经过棱镜外侧曲面151b进行准直，准直后的光线入射到棱镜内侧面152b上进行第一次全反射，全反射后的光线向上转折并入射到棱镜外侧面的自由曲面反射面153b上进行全反射配光，配光后的光线从折射面154b以较大的发散角输出，输出光线向下射到位于下方的反射片142上，然后再反射到上方的反射片141上，并在两片反射片之间多次反射，形成一个均匀照明的混光腔，经过上下两片反射片多次反射后，均匀照明正上方手机液晶显示屏120的位置，从而消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点。
图8为本具体实施方案1所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述微型补充背光照明系统的计算机模拟。其过程为将建模完成的3D图档导入到光度分析软件中，并导入红外及白光LED的近场光线数据文件，对该模组的配光进行模拟。
图9为本具体实施方案1所述一种屏下指纹识别模组，所述触摸屏玻璃盖板上表面111，其红外光线暗视场照明的模拟结果。模拟过程设置三颗红外LED 190a发光，其它三颗白光LED 190b不发光，观察屏设置在所述触摸屏玻璃盖板的上表面111位置。从其右侧及下边的平顶的照度分布曲线，可以看出其均匀度基本均匀，其直径5mm的范围内其均匀度超过80％。
图10为本具体实施方案1所述一种屏下指纹识别模组，其用于消除由于导光板开孔造成手机显示屏上的黑点的白光补充照明的计算机模拟结果，其观察屏设置于紧贴着手机LCD显示屏120下方的位置。模拟过程设置三颗白光LED 190b发光，其它三颗红外LED190b不发光。三颗白光LED190b经过环形的自由曲面聚光及转折棱镜150之后，通过上下两片反射片141及142形成的混光腔进行充分混光，均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。从其右侧及下边的平顶的照度分布曲线，可以看出其均匀度十分均匀，直径5mm的范围内其均匀度超过90％。
本具体实施方案1所述的微型补充背光照明系统，所述下方反射片142，其反射面除了图5所示的高光滑白色反射面之外，其表面可以设置多种微结构，如图11所示，其中，图11(a1)、图11(b1)、图11(c1)、图11(d1)为俯视图，图11(a2)、图11(b2)、图11(c2)、图11(d2)为等轴侧视图。图11(a1)、图11(a2)中，所述反射面142b的微结构为交错排列的圆点型微透镜阵列结构；图11(b1)、图11(b2)中，所述反射面142c的微结构为交错排列的微型金字塔型阵列结构；图11(c1)、图11(c2)中，所述反射面142d的微结构为环形排列的棱镜阵列结构，也可以为带有光线漫反射特征的各种不同形状的微结构。所述的微结构，其可以为凸点，也可以为凹坑。
所述的反射片142b～142d，所述反射面设置的微结构尺寸为2微米～500微米的量级，其材料为高反射率材料，或在反射面上的微结构表面设置光学反射膜，其与下方的成像透镜160作双料成型一体式结构或分立单独设置，其反射片同时作为光阑组件。其与上方的反射片141一起，对入射光线进行多次漫反射及混光。所述的光学反射膜，其可以为镀制金属反射膜，也可以为喷覆反光油墨，油墨可以为单层或不同颜色的多层。
具体实施方案2：
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统其分别采用红外以及白光两种LED光源的照明方式。其种三颗红外LED采用大角度喑视场倾斜照明的方式，从旁边以大倾斜角度，直接照明位于手机触摸屏玻璃盖板表面的指纹表皮。另外三颗白光LED则通过上下两片反射片形成的混光腔，用于均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。
所述的微型补充背光照明系统，所述的混光腔，其下方反射片中间有一个小的通孔，其与成像透镜为分开设置的两个件，其作为成像透镜的孔径光阑，如本具体实施方案2所述。
本具体实施方案2的等轴侧爆炸图如图12所示，其剖面图如图13所示。所述的成像系统，其位于所述补充背光照明系统正中间的下方位置，其由成像透镜260、滤波片261、以及下方的成像传感器262组成。
图中210为触摸屏的玻璃盖板；220为LCD液晶显示屏；230为用于照明液晶显示屏的导光板、241及242为上下两片反射片；250为环状自由曲面聚光及转折棱镜；260、261、及262分别为成像透镜、滤波片、以及图像传感器；外壳270为乳白色材料；280为柔性电路板(FPC)；290a及290b分别为红外及白光的贴片LED。
所述用于照明液晶显示屏的导光板230，其底面232设置有许多密密麻麻的网点或微结构阵列，其用于照明整块手机液晶显示屏220，其中间设置有一个通孔231，其也可以在此通孔区域设置完全透明、上下表面都为光学平面的塑胶件，其用于让指纹表皮向下反射的光线可以直接穿过，进行指纹特征的成像。
本具体实施方案2所述的微型补充背光照明系统，其由设置于自由曲面聚光及转折棱镜250下方围绕一圈的三颗红外LED290a、三颗白光LED290b、上下两片反射片241及242；自由曲面聚光及转折棱镜250、以及外侧乳白色的外壳270组成。
本具体实施方案2所述的微型补充背光照明系统，所述的自由曲面聚光及转折棱镜250，其透镜的三视图如图14所示，其中，图14(a)为正视图，图14(b)为等轴侧视图，图14(c)为俯视图，图14(d)为侧视图，图14(e)为底视图。其分为六个区域，每隔60度为一个区域，分别对应红外LED290a以及白光LED290来进行配光。
所述的自由曲面聚光及转折棱镜250，其形状为环形，其分别根据红外及白光LED的间隔排列交错分为6个区域，其下表面251a和251b为聚光面，其为折射面，其将LED发出的光线会聚到棱镜外侧弯曲的全反射表面252a和252b上进行第一次全反射，再通过上方的平面253a及253b进行第二次全反射，最后从折射面254a和254b射出。
从折射面254a射出的红外光线，其直接以较大的倾斜角度射向上方(其与光轴Z2Z2的夹角约为45°～85°)，以喑视场照明的方式、照亮位于手机触摸屏玻璃盖板表面的指纹表皮。而从折射面254b射出的白光光线，则在上下两片反射片242及242之间进行多次反射并进行混光，混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏220。
所述的上下两片反射片241及242，其表面镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。其组成一个混光腔，将自由曲面聚光及转折棱镜250入射过来的光线进行多次反射，并均匀混光。所述反射片242，其中间部位设置有一个小的通孔，其直径位于0.1～0.5mm之间，其为成像透镜260的孔径光阑，其允许指纹下表皮的成像光线直接穿过成像透镜260成像到下方的图像传感器262中，并挡住不需要的杂光。
本具体实施方案2优选上方的反射片241的表面镀光学反射膜；优选下方反射片242的表面为鳞片状微结构的高反射率白色表面，其对入射光线进行多次漫反射混光。所述的鳞片状微结构，其包括金字塔状阵列微结构、透镜阵列微结构、锥面阵列微结构、片状阵列微结构、不规则颗粒状微结构。
本具体实施方案2所述的微型补充背光照明系统，所述的外侧乳白色的外壳270，其作用为：其将LED向外侧漏出的光线收集起来，返回到所述微型补充背光照明系统中。
所述的成像系统，其由成像透镜260、滤波片261、以及下方的成像传感器262，以及外侧黑色的镜筒270组成。所述的成像透镜260，其三视图如图15所示，图15(a)为正视图，图15(b)为等轴侧视图，图15(c)为俯视图，图15(d)为侧视图，图15(e)为底视图；其为光学成像透镜，本具体实施方案2优选其上下表面全部为非球面。其将指纹表皮的沟壑纹理红外结构特征，成像到位于透镜下方的图像传感器262上，形成一个清晰的像，以便进行图像处理。
所述的滤波片261，其将波长380～760nm之间的白光光线滤掉，只让760nm之外的红外光线通过并成像到下方的图像传感器262中。
本具体实施方案2所述的微型补充背光照明系统，所述红外LED290a，其对位于手机触摸屏玻璃盖板位置的指纹表皮的喑视场照明方法如图16所示。从红外LED290a发出的光线，经过其上方的准直曲面251a进行准直，准直后的光线竖直向上入射到外侧的全反射面252a上，外侧反射面252a为略带弧形的全反射面，其将入射光线进行第一次全反射，全反射后的光线入射到棱镜250上表面的平面253a上，平面253a对入射光线进行第二次全反射，全反射后的光线从内侧锥面254a输出，输出光线向下射到位于下方的反射片242上，经过反射片再次反射后，反射光线以较大的倾斜角(反射光线与光轴Z1Z2夹角为45°～85°之间)入射到手机触摸屏玻璃盖板的上表面211上，形成对指纹表皮的喑视场照明。
本具体实施方案2所述的微型补充背光照明系统，所述白光LED290b，其用于消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的补充照明方法如图17所示。从白光LED290b发出的光线，经过其上方的曲面251b进行会聚，会聚后的光线聚焦到外侧的全反射面252b上，外侧反射面252b为弧形弯曲的全反射面，其将入射光线进行第一次全反射，全反射后的光线入射到棱镜250上表面的平面253b上，平面253b对入射光线进行第二次全反射，全反射后的光线从内侧锥面254b以较大的发散角输出，输出光线向下射到位于下方的反射片242上，然后再反射到上方的反射片241上，并在两片反射片之间多次反射，形成一个均匀照明的混光腔，经过上下两片反射片多次反射后，均匀照明正上方手机液晶显示屏220的位置，从而消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点。
本具体实施方案2所述的微型补充背光照明系统，所述环形的自由曲面聚光及转折棱镜250，所述的红外配光区域及白光照明区域，其下方靠近LED的位置，其用于聚光的曲面形状不同。所述的红外配光区域，所述自由曲面聚光及转折棱镜250，其下方用于聚光的曲面251a为准直面，其将LED的入射光线进行准直；而所述的白光配光区域，所述自由曲面聚光及转折棱镜250，其下方用于聚光的曲面251b为聚焦面，其将LED的光线聚焦到外侧252b的位置，其相对于准直的251a较深。即，聚焦面251b入射到的全反射表面252b的位置比从准直面一251a入射到全反射表面252a位置较深，光线光路较长，聚焦面的焦距比准直面的焦距要小。
另外，所述环形的自由曲面聚光及转折棱镜250，所述的红外配光区域及白光照明区域，其外侧的全反射面252a及252b也不同，其中红外区域252a的弧面比较浅，其将入射的红外光线进行第一次全反射，全反射后的光线入射到棱镜250上表面的平面253a上，平面253a对入射光线进行第二次全反射，全反射后的光线从内侧锥面254a输出，输出光线向下射到位于下方的反射片242上，经过反射片再次反射后，反射光线以较大的倾斜角(反射光线与光轴Z1Z2夹角为45°～85°之间)入射到手机触摸屏玻璃盖板的上表面211上，形成对指纹表皮的喑视场照明。而白光区域的外侧全反射面252b的弧面比较深，其将入射的白光光线进行第一次全反射，全反射后的光线入射到棱镜250上表面的平面253b上，平面253b对入射光线进行第二次全反射，全反射后的光线从内侧锥面254b以较大的发散角输出，输出光线向下射到位于下方的反射片242上，然后再反射到上方的反射片241上，并在两片反射片之间多次反射，形成一个均匀照明的混光腔，经过上下两片反射片多次反射后，均匀照明正上方手机液晶显示屏220的位置，从而消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点。
具体实施方案3：
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述的补充背光照明系统，所述的两片反射片之间的混光腔，其中间区域可设置为填充结构，即加一片透镜使之与手机液晶显示屏的导光板无间隙配合，避免从外向内观察时避免看到下方反射片中间的孔径光阑出现重影现象；而所述的成像透镜，其外圈用于装配作用的部分可以采用双色注塑的方式做成吸光的黑色，如本具体实施方案3所述。
其具体实施方案3所述的微型补充背光照明系统及成像系统的工作方法如图18所示。所述对指纹面红外光的喑视场照明方法以及所述用于消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的补充照明为采用混光腔多次全反射照明的白光照明方法，其与上述所述的具体实施方案2基本相同。所述成像部分对手机触摸屏玻璃盖板位置的指纹表皮的成像其也为红外成像的方法。
如图29所示，所述的两片反射片341及342之间的混光腔，其中间区域可设置为填充结构340，其为透明的导光件，其底面342，除了中间位置的孔径光阑之外，其余位置镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其用来产生均匀的混光；其上方位置341，除了中间直径5mm范围之内完全透明之外，其余位置也镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其与下方的反射片342一起形成一个多次反射混光腔，用来产生均匀的混光，消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的白光补充照明。
本具体实施方案3所述的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其分别采用红外以及白光两种LED光源的照明方式。其种三颗红外LED390a采用大角度喑视场倾斜照明的方式，从旁边以大倾斜角度，直接照明位于手机触摸屏玻璃盖板表面的指纹表皮。另外三颗白光LED390b则通过导光透镜340上下两个反射面形成的混光腔，用于均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。
所述的自由曲面聚光及转折棱镜350，其形状为环形，其外侧曲面351a和351b为聚光面，其为折射面，其将LED发出的光线会聚到棱镜内侧倾斜的全反射表面352a和352b上进行第一次全反射，再通过外侧面上方的自由曲面353a及353b进行第二次全反射，最后从折射面354a和354b射出。所述外侧面上方的自由曲面353a其为凸面，其红外反射光线以较大的倾斜角度射向上方，照明位于触摸屏玻璃盖板上表面311位置的指纹表皮。所述外侧面上方的自由曲面353b其也为凸面，其剖面轮廓线相对比较长，具体地，在实际实施中，可以使自由曲面353b的凸度比自由曲面352b的凸度小，其白光反射光线向下倾斜照射、并均匀地分布到透明导光件340下方的底面342上，由于底面342为白色涂敷面或者为微结构阵列面，其反射光线为漫反射，其均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。
本具体实施方案3所述的一种屏下指纹识别模组，所述的成像模组，所述成像透镜360为采用双料成型的方法注塑成型，其外圈用于装配及固定作用的部分采用黑色吸光的材料注塑成型，以消除成像系统中的杂光。
具体实施方案4：
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述的补充背光照明系统，所述的两片反射片之间的混光腔，其中间区域可设置为中空结构，如具体实施方案4所述、。
其具体实施方案4所述的微型补充背光照明系统及成像系统的工作方法如图19所示。所述对指纹面红外光的喑视场照明方法以及所述用于消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的补充照明为采用混光腔多次全反射照明的白光照明方法，其与上述所述的具体实施方案2和具体实施方案3基本相同。所述成像部分对手机触摸屏玻璃盖板位置的指纹表皮的成像其也为红外成像的方法。
如图19所示，所述的两片反射片441及442之间的混光腔，其中间区域设置为中空结构，其为空气混光腔，其底面442，除了中间位置的孔径光阑之外，其余位置镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其用来产生均匀的混光；其上方位置441，除了中间直径5mm范围之内完全透明之外，其余位置也镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其与下方的反射片442一起形成一个多次反射混光腔，用来产生均匀的混光，消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的白光补充照明。
本具体实施方案4所述的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其分别采用红外以及白光两种LED光源的照明方式。其种三颗红外LED490a采用大角度喑视场倾斜照明的方式，从旁边以大倾斜角度，直接照明位于手机触摸屏玻璃盖板表面的指纹表皮。另外三颗白光LED490b)则通过上下两片反射片形成的混光腔，用于均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。
具体实施方案4所述的自由曲面聚光及转折棱镜450，其实施方法于具体实施方案2所述的一致，其形状为环形，其外侧曲面451a和451b为聚光面，其为折射面，其将LED发出的光线会聚到棱镜内侧倾斜的全反射表面452a和452b上进行第一次全反射，再通过外侧面上方的自由曲面453a及453b进行第二次全反射，最后从折射面454a和454b射出。所述外侧面上方的自由曲面453a其为凸面，其红外反射光线以较大的倾斜角度射向上方，照明位于触摸屏玻璃盖板上表面411位置的指纹表皮。所述外侧面上方的自由曲面453b其为凹面，其白光反射光线向下倾斜照射、并均匀地分布到下方的反射片442上，由于下方反射片442为白色涂敷面或者为微结构阵列面，其反射光线为漫反射，其均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。
本具体实施方案4所述的一种屏下指纹识别模组，所述的成像模组，所述成像透镜460为同一种光学塑胶材料，没有采用双料注塑成型。
具体实施方案5：
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述的补充背光照明系统，所述的两片反射片之间的混光腔，其中间区域可设置为中空结构，如具体实施方案5所述。
其具体实施方案5所述的微型补充背光照明系统及成像系统的工作方法如图20所示。所述对指纹面红外光的喑视场照明方法以及所述用于消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的补充照明为采用混光腔多次全反射照明的白光照明方法，其与上述所述的具体实施方案2和具体实施方案3基本相同。所述成像部分对手机触摸屏玻璃盖板位置的指纹表皮的成像其也为红外成像的方法。
如图20所示，所述的两片反射片541及542之间的混光腔，其中间区域设置为中空结构，其为空气混光腔，其底面542，除了中间位置的孔径光阑之外，其余位置镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其用来产生均匀的混光；其上方位置541，除了中间直径5mm范围之内完全透明之外，其余位置也镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其与下方的反射片542一起形成一个多次反射混光腔，用来产生均匀的混光，消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的白光补充照明。
本具体实施方案5所述的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其分别采用红外以及白光两种LED光源的照明方式。其种三颗红外LED590a采用大角度喑视场倾斜照明的方式，从旁边以大倾斜角度，直接照明位于手机触摸屏玻璃盖板表面的指纹表皮。另外三颗白光LED590b则通过上下两片反射片形成的混光腔，用于均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。
具体实施方案5所述的自由曲面聚光及转折棱镜550，其实施方法于具体实施方案3所述的一致，其形状为环形，其外侧曲面551a和551b为聚光面，其为折射面，其将LED发出的光线会聚到棱镜内侧倾斜的全反射表面552a和552b上进行第一次全反射，再通过外侧面上方的自由曲面553a及553b进行第二次全反射，最后从折射面554a和554b射出。所述外侧面上方的自由曲面553a其为凸面，其红外反射光线以较大的倾斜角度射向上方，采用暗视场照明的方式，照明位于触摸屏玻璃盖板上表面511位置的指纹表皮。所述外侧面上方的自由曲面553b其也为凸面，其剖面轮廓线相对比较长，其白光反射光线向下倾斜照射、并均匀地分布到下方的反射片542上，由于下方反射片542为白色涂敷面或者为微结构阵列面，其反射光线为漫反射，其均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。
具体实施方案5所述成像透镜560为采用双料成型的方法注塑成型，其外圈用于装配及固定作用的部分采用黑色吸光的材料注塑成型，以消除成像系统中的杂光。
具体实施方案6：
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述的补充背光照明系统，其对位于触摸屏玻璃盖板上表面的指纹表皮的照明以及用于补充手机显示屏上的黑点也可以采用同一种白光照明的方式，所述用于聚光及转折的自由曲面棱镜，其剖面轮廓比较短，即相对于以上具体实施方案1～4，其通孔直径比较大，如本具体实施方案6所述。
其具体实施方案6的结构示意图如图21所示。所述的指纹识别模组，所述的补充背光照明系统，其由两颗以上向上发光的LED，两次折射、一次全反射的自由曲面聚光及转折棱镜，以及上下两片反射片组成。
其中610为触摸屏的玻璃盖板；620为LCD液晶显示屏；630为用于照明液晶显示屏的导光板、641及642为上下两片反射片；650为自由曲面聚光及转折棱镜；660、661、及662分别为成像透镜、红外滤波片、以及图像传感器；670为黑色镜筒；680为柔性电路板(FPC)；690为发光二极管LED。
所述用于照明液晶显示屏的导光板630，其底面632设置有许多密密麻麻的网点或微结构阵列，其用于照明液晶显示屏620，其中间设置有一个通孔631，其用于让指纹下表皮向下反射的光线可以穿过。其也可以在此通孔的区域设置完全透明的材料。
所述的微型补充背光照明系统，其由左右及前后共四颗LED690、上下两片反射片641及642；自由曲面聚光及转折棱镜650组成。
所述的LED 690，其为白光LED，也可以为单色或者多色LED、红外LED。其位于最下方的柔性印刷电路板(FPC)680上。
所述的自由曲面聚光及转折棱镜650，其对入射光线进行两次折射以及一次全反射，其形状为环形，其下表面651为会聚面，其为折射面，其将LED发出的光线会聚到棱镜外侧弯曲的全反射表面652上，再通过折射面653射出，射出的光线，在上下两片反射片641及642之间进行多次反射并进行混光。混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏620，同时照亮指纹表面。
所述的上下两片反射片641及642，其表面镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。其组成一个混光腔，将自由曲面聚光及转折棱镜650入射过来的光线进行多次反射，并均匀混光。所述反射片642，其中间部位设置有一个小的通孔，其直径位于0.1～0.5mm之间，其作为成像透镜660的孔径光阑，其允许指纹下表皮的成像光线穿过成像透镜660成像到下方的图像传感器662中，并挡住不需要的杂光。
本具体实施方案6优选上方的反射片641的表面镀光学反射膜；优选下方反射片642的表面为鳞片状微结构的高反射率白色表面，其对入射光线进行多次漫反射混光。所述的鳞片状微结构，其包括金字塔状阵列微结构、透镜阵列微结构、锥面阵列微结构、片状阵列微结构、不规则颗粒状微结构。
所述的成像系统，其由成像透镜660、红外滤波片661、以及下方的成像传感器662，以及外侧黑色的镜筒670组成。所述的成像透镜660，其为光学成像透镜，本具体实施方案6优选其上下表面全部为非球面。其将指纹表皮的沟壑纹理结构，成像到位于透镜下方的图像传感器662上，形成一个清晰的像，以便进行图像处理。所述的红外滤波片661，其将红外光线过滤掉(譬如手指的热辐射)，只让波长380～760mm之内的光线可以通过并进行成像。所述外侧黑色的镜筒670，其用来阻止外侧的杂光进入到里面的传感器上干扰成像。
本具体实施方案6所述的所述的指纹识别模组，所述的微型补充背光照明系统及成像系统的工作方法如图22所示。
所述的微型补充背光照明系统，其照明的特征为：从最下方LED 690发出的光线，经过上方自由曲面聚光及转折棱镜650下表面的聚光面651，会聚到棱镜外侧弯曲的全反射表面652上，全反射面将入射光线再次反射，反射光线从出光面653射出，射出的光线，在上下两片反射片641及642之间进行多次反射并进行混光。混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏620，同时照亮指纹表面。所述的上下两片反射片641及642，其表面镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。其组成一个混光腔，将自由曲面聚光及转折棱镜650入射过来的光线进行多次反射，并均匀混光。混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏620，同时照亮位于触摸屏玻璃盖板的上表面611的指纹表面。
所述的成像系统，其成像的特征为：被下方所述的微型补充背光照明系统照亮的、位于触摸屏玻璃盖板的上表面611的指纹表面，其沟壑纹理特征的反射光线穿过所述用于照明液晶显示屏的导光板630中间设置的通孔631，然后再穿过下方反射片642中间的孔径光阑，经过成像透镜660、红外滤波片661之后成像到图像传感器662上。图像传感器将所成的指纹图像进行图像处理和特征识别，提取所需的指纹信息，实现指纹识别的功能。
具体实施方案7：
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其对指纹表面的照明以及用于补充照明由于导光板开孔而造成手机显示屏上的黑点也可以采用同一种白光照明的方式，所述的补充背光照明系统，其也可以不设置聚光及配光用的自由曲面透镜，其只由放置于模组侧面的两颗以上侧面发光的LED、以及上下两片反射片组成。其具体实施方案7的结构示意图如图23所示。
其中710为触摸屏的玻璃盖板；720为LCD液晶显示屏；730为用于照明液晶显示屏的导光板、741及742为上下两片反射片；760、761、及762分别为成像透镜、红外滤波片、以及图像传感器；770为黑色镜筒；780为柔性电路板；790为位于侧面的发光二极管(LED)。
所述用于照明液晶显示屏的导光板730，其底面732设置有许多密密麻麻的网点或微结构阵列，其用于照明液晶显示屏720，其中间设置有一个通孔731，其用于让指纹表皮向下反射的光线可以穿过、进入到下方的成像系统进行成像。其也可以在此通孔的区域设置完全透明的材料。
本具体实施方案7所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其由放置于模组侧面的左右及前后各两颗LED790、上下两片反射片741及742组成。
所述的LED 790，其为侧面发光的白光LED，也可以为单色或者多色LED、红外LED。其位于模组侧面、紧贴着反射片741的下方，同时位于反射片742的上方，其发光的方向为侧发光。LED790发出的光线直接射入到上下两片反射片741及742之间，并进行多次反射并进行混光。混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏720，同时照亮指纹表面。
所述的上下两片反射片741及742，其表面镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。其组成一个混光腔，将LED入射过来的光线进行多次反射，并均匀混光。所述反射片742，其中间部位设置有一个小的通孔，其直径位于0.1～0.5mm之间，其为成像透镜760的孔径光阑，其允许指纹下表皮的反射光线穿过成像透镜760成像到下方的图像传感器762中，并挡住不需要的杂光。
本具体实施方案7优选上方的反射片741的表面镀镜面光学反射膜；并优选下方反射片742的表面为鳞片状微结构的白色高反射率表面，其对入射光线进行多次漫反射混光。所述的鳞片状微结构，其包括金字塔状阵列微结构、透镜阵列微结构、锥面阵列微结构、片状阵列微结构、不规则颗粒状微结构。
所述的成像系统，其由成像透镜760、红外滤波片761、以及下方的成像传感器762，以及外侧黑色的镜筒770组成。所述的成像透镜760，其为光学成像透镜，本具体实施方案7优选其上下表面全部为非球面。其将指纹表皮的沟壑纹理结构，成像到位于透镜下方的图像传感器762上，形成一个清晰的指纹像，以便进行图像处理。所述的红外滤波片761，其将红外光线过滤掉(譬如手指的热辐射)，只让波长380～760nm之内的光线可以通过并进行成像。所述外侧黑色的镜筒770，其用来阻止外面的杂光进入到里面的传感器上干扰成像。
本具体实施方案7所述的所述的指纹识别模组，所述的微型补充背光照明系统及成像系统的工作方法如图24所示。
所述的微型补充背光照明系统，其照明的特征为：从侧面发光LED790发出的光线，直接射入到上下两片反射片741及742之间，并进行多次反射并进行混光。
所述的上下两片反射片741及742，其表面镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。其组成一个混光腔，将LED入射过来的光线进行多次反射，并均匀混光。混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏720，同时照亮位于触摸屏玻璃盖板的上表面711的指纹表面。
所述的成像系统，其成像的特征为：被下方所述的微型补充背光照明系统照亮的、位于触摸屏玻璃盖板的上表面711的指纹表面，其沟壑纹理特征的反射光线穿过所述用于照明液晶显示屏的导光板730中间设置的通孔731，然后再穿过下方反射片742中间的孔径光阑，经过成像透镜760、红外滤波片761之后成像到图像传感器762上。图像传感器将所成的指纹图像进行图像处理和特征识别，提取所需的指纹信息，实现指纹识别的功能。
具体实施方案8：
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统所述的补充背光照明系统，其由放置于底部柔性电路板上的两颗以上侧面发光的LED，两次折射、两次全反射的自由曲面棱镜，以及上下两片反射片组成。其具体实施方案8的结构示意图如图25所示。
其中810为触摸屏的玻璃盖板；820为LCD液晶显示屏；830为用于照明液晶显示屏的导光板、841及842为上下两片反射片；850为两次折射、两次全反射的自由曲面棱镜；860、861、及862分别为成像透镜、红外滤波片、以及图像传感器；870为黑色镜筒；880为柔性电路板(FPC)；890为侧面发光二极管LED。
所述用于照明液晶显示屏的导光板830，其底面832设置有许多密密麻麻的网点或微结构阵列，其用于照明液晶显示屏820，其中间设置有一个通孔831，其用于让指纹下表皮向下反射的光线可以穿过。其也可以在此通孔的区域设置完全透明的材料。
所述的微型补充背光照明系统，其由放置于底部柔性电路板上的两颗以上侧面发光的左右及前后各两颗LED890；两次折射、两次全反射的自由曲面棱镜850；以及上下两片反射片841及842组成。
所述的LED 890，其为侧面发光的白光LED，也可以为单色或者多色LED、红外LED。其位于最下方的柔性印刷电路板(FPC)880上。
所述的自由曲面聚光及转折棱镜850，其对入射光线进行两次折射以及两次全反射，其形状为环形，其侧面851为聚光面，其为折射面，其将LED发出的光线进行准直并入射到棱镜内侧的全反射表面852上，全反射面852将入射光线进行全射并向上方转折，再通过棱镜外侧全反射面853反射后再次转折，最后从折射面854射出，射出的光线，在上下两片反射片841及842之间进行多次反射并进行混光。混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏820，同时照亮指纹表面。
所述的上下两片反射片841及842，其表面镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。其组成一个混光腔，将自由曲面聚光及转折棱镜850入射过来的光线进行多次反射，并均匀混光。所述反射片842，其中间部位设置有一个小的通孔，其直径位于0.1～0.5mm之间，其为成像透镜860的孔径光阑，其允许指纹下表皮的成像光线穿过成像透镜860成像到下方的图像传感器862中，并挡住不需要的杂光。
本具体实施方案8优选上方的反射片841的表面镀光学反射膜；优选下方反射片842的表面为鳞片状微结构的高反射率白色表面，其对入射光线进行多次漫反射混光。所述的鳞片状微结构，其包括金字塔状阵列微结构、透镜阵列微结构、锥面阵列微结构、片状阵列微结构、不规则颗粒状微结构。
所述的成像系统，其由成像透镜860、红外滤波片861、以及下方的成像传感器862，以及外侧黑色的镜筒870组成。所述的成像透镜860，其为光学成像透镜，本具体实施方案8优选其上下表面全部为非球面。其将指纹表皮的沟壑纹理结构，成像到位于透镜下方的图像传感器862上，形成一个清晰的像，以便进行图像处理。所述的红外滤波片861，其将红外光线过滤掉(譬如手指的热辐射)，只让波长380～760mm之内的光线可以通过并进行成像。所述外侧黑色的镜筒870，其用来阻止外侧的杂光进入到里面的传感器上干扰成像。
本具体实施方案8所述的所述的指纹识别模组，所述的微型补充背光照明系统及成像系统的工作方法如图26所示。
所述的微型补充背光照明系统，其照明的特征为：从放置于底部柔性电路板上的LED890发出的光线，经过棱镜外侧折射面851准直之后入射到棱镜内侧的全反射表面852上，内侧全反射面852将入射光线进行全射并向上方转折，再通过棱镜外侧全反射面853反射后再次转折，最后从折射面854射出，射出的光线，在上下两片反射片841及842之间进行多次反射并进行混光。混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏820，同时照亮位于触摸屏玻璃盖板的上表面811的指纹表面。
所述的成像系统，其成像的特征为：被下方所述的微型补充背光照明系统照亮的、位于触摸屏玻璃盖板的上表面811的指纹表面，其沟壑纹理特征的反射光线穿过所述用于照明液晶显示屏的导光板830中间设置的通孔831，然后再穿过下方反射片842中间的孔径光阑，经过成像透镜860、红外滤波片861之后成像到图像传感器862上。图像传感器将所成的指纹图像进行图像处理和特征识别，提取所需的指纹信息，实现指纹识别的功能。
具体实施方案9：
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述的补充背光照明系统，其由放置于底部柔性电路板上的两颗以上侧面发光的LED，两次折射、一次全反射的自由曲面棱镜，以及上下两片反射片组成。如本具体实施方案9所述。
本具体实施方案9所述的种屏下指纹识别模组，其结构示意图如图27所示。其中910为触摸屏的玻璃盖板；920为LCD液晶显示屏；930为用于照明液晶显示屏的导光板、941及942为上下两片反射片；950为两次折射、两次全反射的自由曲面棱镜；960、961、及962分别为成像透镜、红外滤波片、以及图像传感器；970为黑色镜筒；980为柔性电路板(FPC)；990为侧面发光二极管LED。
所述用于照明液晶显示屏的导光板930，其底面932设置有许多密密麻麻的网点或微结构阵列，其用于照明液晶显示屏920，其中间设置有一个通孔931，其用于让指纹下表皮向下反射的光线可以穿过。其也可以在此通孔的区域设置完全透明的材料。
所述的微型补充背光照明系统，其由放置于底部柔性电路板上的两颗以上侧面发光的左右及前后各两颗LED990；两次折射、两次全反射的自由曲面棱镜950；以及上下两片反射片941及942组成。
所述的LED 990，其为侧面发光的白光LED，也可以为单色或者多色LED、红外LED。其位于最下方的柔性印刷电路板(FPC)980上。
本具体实施方案9所述的一种屏下指纹识别模组，所述的微型补充背光照明系统的配光方法及成像系统的工作方法如图28所示。
所述的自由曲面聚光及转折棱镜950，其对入射光线进行两次折射以及一次全反射，其形状为环形，其底面951为聚光面，其为折射面，其将LED发出的光线进行准直并入射到棱镜外侧面上方的全反射表面952上，全反射面952将入射光线进行全射并向斜上方转折，最后从折射面953射出，射出的光线，在上下两片反射片941及942之间进行多次反射并进行混光。混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏920，同时照亮指纹表面。
所述的上下两片反射片941及942，其表面镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。其组成一个混光腔，将自由曲面聚光及转折棱镜950入射过来的光线进行多次反射，并均匀混光。所述反射片942，其中间部位设置有一个小的通孔，其直径位于0.1～0.5mm之间，其为成像透镜960的孔径光阑，其允许指纹下表皮的成像光线穿过成像透镜960成像到下方的图像传感器962中，并挡住不需要的杂光。
本具体实施方案9优选上方的反射片941的表面镀光学反射膜；优选下方反射片942的表面为鳞片状微结构的高反射率白色表面，其对入射光线进行多次漫反射混光。所述的鳞片状微结构，其包括金字塔状阵列微结构、透镜阵列微结构、锥面阵列微结构、片状阵列微结构、不规则颗粒状微结构。
所述的成像系统，其由成像透镜960、红外滤波片961、以及下方的成像传感器962，以及外侧黑色的镜筒970组成。所述的成像透镜960，其为光学成像透镜，本具体实施方案9优选其上下表面全部为非球面。其将指纹表皮的沟壑纹理结构，成像到位于透镜下方的图像传感器962上，形成一个清晰的像，以便进行图像处理。所述的红外滤波片961，其将红外光线过滤掉(譬如手指的热辐射)，只让波长380～760mm之内的光线可以通过并进行成像。所述外侧黑色的镜筒970，其用来阻止外侧的杂光进入到里面的传感器上干扰成像。
具体实施方案10：
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述的补充背光照明系统，所述的两片反射片之间的混光腔，其中间区域可设置为填充结构，即加一片透镜使之与手机液晶显示屏的导光板无间隙配合，避免从外向内观察时避免看到下方反射片中间的孔径光阑出现重影现象，如本具体实施方案10所述。
其具体实施方案10所述的微型补充背光照明系统及成像系统的工作方法如图29。所述的两片反射片1041及1042之间的混光腔，其中间区域可设置为填充结构1040，其为透明的导光件，其底面1042，除了中间位置的孔径光阑之外，其余位置镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其用来产生均匀的混光；其上方位置1041，除了中间直径5mm范围之内完全透明之外，其余位置也镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其与下方的反射片1042一起形成一个多次反射混光腔，用来产生均匀的混光，消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的白光补充照明。
本具体实施方案10所述的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其分别采用红外以及白光两种LED光源的照明方式。其种三颗红外LED1090a采用大角度喑视场倾斜照明的方式，从旁边以大倾斜角度，直接照明位于手机触摸屏玻璃盖板表面的指纹表皮。另外三颗白光LED1090b则通过导光透镜1040上下两个反射面形成的混光腔，用于均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。
所述的自由曲面聚光及转折棱镜1050，其形状为环形，其外侧曲面1051a和1051b为聚光面，其为折射面，其将LED发出的光线会聚到棱镜内侧倾斜的全反射表面1052a和1052b上进行第一次全反射，再通过外侧面上方的自由曲面1053a及1053b进行第二次全反射，最后从折射面1054a和1054b射出。所述外侧面上方的自由曲面1053a其为凸面，其红外反射光线以较大的倾斜角度射向上方，照明位于触摸屏玻璃盖板上表面1011位置的指纹表皮。所述外侧面上方的自由曲面1053b其为凹面，其白光反射光线向下倾斜照射、并均匀地分布到透明导光件1040下方的底面1042上，由于底面1042为白色涂敷面或者为微结构阵列面，其反射光线为漫反射，其均匀地补充照明由于手机背光模组的导光板开孔而产生的手机显示屏上的黑点，形成与手机屏其它位置基本一样的光分布。
具体实施方案11
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其对指纹表面的照明以及用于补充照明由于导光板开孔而造成手机显示屏上的黑点也可以采用同一种白光照明的方式，所述的补充背光照明系统，其也可以不设置聚光及配光用的自由曲面透镜，其只由放置于模组侧面的两颗以上侧面发光的LED、上下两片反射片、以及掺杂扩散粒子的导光透镜组成。所述掺杂扩散粒子的导光透镜，其中间设置有一个锥形的喇叭口，其用于限制下方成像系统的视场角。其具体实施方案11的结构示意图如图30所示。
其中1110为触摸屏的玻璃盖板；1120为LCD液晶显示屏；1130为用于照明液晶显示屏的导光板、1141及1142为上下两片反射片；1150为掺杂扩散粒子的导光透镜；1160、1161、及1162分别为成像透镜、红外滤波片、以及图像传感器；1170为黑色镜筒；1180为柔性电路板；1190为位于侧面的发光二极管(LED)。
所述用于照明液晶显示屏的导光板1130，其底面1132设置有许多密密麻麻的网点或微结构阵列，其用于照明液晶显示屏1120，其中间设置有一个通孔1131，其用于让指纹表皮向下反射的光线可以穿过、进入到下方的成像系统进行成像。其也可以在此通孔的区域设置完全透明的材料。
本具体实施方案11所述一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其由放置于模组侧面的左右及前后各两颗LED1190、上下两片反射片1141及1142组成。
所述的LED 1190，其全部为侧面发光的白光LED，也可以为单色或者多色LED、红外LED。其位于模组侧面、紧贴着反射片1141的下方，同时位于反射片1142的上方，其发光的方向为侧发光。LED1190发出的光线直接射入到上下两片反射片1141及1142之间，并进行多次反射并进行混光。混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏1120，同时照亮指纹表面。
所述的上下两片反射片1141及1142，其表面镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。
所述的上下两片反射片1141及1142，其组成一个混光腔，混光腔之间设置了一块内部掺杂有扩散粒子的导光透镜1150。所述掺杂的扩散粒子，其为玻璃3～5m的玻璃微珠、石英微珠、或者与导光透镜折射率相差较大的微米级别的微结构材料，其作用为将混光腔内多次反射的光线，改变光线的方向，形成腔体内散射，更大程度地加强光线反射的次数。所述掺杂扩散粒子的导光透镜1150，其中间设置有一个锥形的喇叭口1151，其用于限制下方成像系统的视场角。
所述反射片1142，其中间部位设置有一个小的通孔，其直径位于0.1～0.5mm之间，其为成像透镜1160的孔径光阑，其允许指纹下表皮的反射光线穿过成像透镜1160成像到下方的图像传感器1162中，并挡住不需要的杂光。
本具体实施方案11优选上方的反射片1141的表面镀镜面光学反射膜；并优选下方反射片1142的表面为鳞片状微结构的白色高反射率表面，其对入射光线进行多次漫反射混光。所述的鳞片状微结构，其包括金字塔状阵列微结构、透镜阵列微结构、锥面阵列微结构、片状阵列微结构、不规则颗粒状微结构。
所述的成像系统，其由成像透镜1160、红外滤波片1161、以及下方的成像传感器1162，以及外侧黑色的镜筒1170组成。所述的成像透镜1160，其为光学成像透镜，本具体实施方案11优选其上下表面全部为非球面。其将指纹表皮的沟壑纹理结构，成像到位于透镜下方的图像传感器1162上，形成一个清晰的指纹像，以便进行图像处理。所述的红外滤波片1161，其将红外光线过滤掉(譬如手指的热辐射)，只让波长380～760mm之内的光线可以通过并进行成像。所述外侧黑色的镜筒1170，其用来阻止外面的杂光进入到里面的传感器上干扰成像。
本具体实施方案11所述的所述的指纹识别模组，所述的微型补充背光照明系统及成像系统的工作方法如图31所示。
所述的微型补充背光照明系统，其照明的特征为：从侧面发光LED1190发出的光线，射入到上下两片反射片1141及1142之间的混光腔体中，进行多次反射并进行混光。由于混光腔之间设置了一块内部掺杂有扩散粒子的导光透镜1150。所述掺杂的扩散粒子，其将混光腔内多次反射的光线，往各个方向改变其方向，形成腔体内散射，更大程度地加强光线反射的次数，并均匀混光。混光后的光线均匀地照明上方的LCD液晶显示屏1120，同时照亮位于触摸屏玻璃盖板的上表面1111的指纹表面。
所述的成像系统，其成像的特征为：被下方所述的微型补充背光照明系统照亮的、位于触摸屏玻璃盖板的上表面1111的指纹表面，其沟壑纹理特征的反射光线穿过所述用于照明液晶显示屏的导光板1130中间设置的通孔1131，然后再穿过下方反射片1142中间的孔径光阑，经过成像透镜1160、红外滤波片1161之后成像到图像传感器1162上。图像传感器将所成的指纹图像进行图像处理和特征识别，提取所需的指纹信息，实现指纹识别的功能。
具体实施方案12
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述的补充背光照明系统，所述的两片反射片之间的混光腔，其可以为一个组合式的折射-全反射导光透镜，所述的导光透镜，其经过两次全反射，其中间有一个小孔，其形状为：外侧较厚，从外侧往中间小孔位置慢慢变尖。所述的导光透镜，其中间用于混光的底面为镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。所述的LED，其朝外侧发射，如本具体实施方案12所述。
其具体实施方案12所述的微型补充背光照明系统及成像系统的光路图如图32所示。所述的混光腔省略了上下两片反射片，而是采用一个组合式的折射-全反射导光透镜1250来代替。
所述组合式的折射-全反射导光透镜1250，其为透明的导光件，其底面1254，除了中间位置的孔径光阑之外，其余位置镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其用来产生均匀的混光；本具体实施方案12优选其为带有回复反射作用的微棱镜结构。所述组合透镜上方曲面1255，其为缓慢变化的弧面。其与底面1254一起形成一个多次反射混光腔，用来产生均匀的混光，消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的白光补充照明。所述组合式的导光透镜1250，其外侧部分的上下斜面1252及1253为全反射面，其内侧凸面1251为准直面。
本具体实施方案12所述的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其采用同一种白光两种LED光源的照明方式。所述的LED1290，其靠近组合式导光透镜1250内侧面，并朝外侧发光。
具体实施方案13
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述的补充背光照明系统，所述的两片反射片之间的混光腔，其可以为一个组合式的折射-全反射导光透镜，所述的导光透镜，其经过一次全反射，其中间有一个小孔，其形状为：外侧较厚，从外侧往中间小孔位置慢慢变尖。所述的导光透镜，其中间用于混光的底面为镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。所述的LED，其朝上发光，如本具体实施方案13所述。
其具体实施方案13所述的微型补充背光照明系统及成像系统的光路图如图33图32所示。所述的混光腔省略了上下两片反射片，而是采用一个组合式的折射-全反射导光透镜1350来代替。
所述组合式的折射-全反射导光透镜1350，其为透明的导光件，其中间用于混光的底面1354，除了中间位置的孔径光阑之外，其余位置镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其用来产生均匀的混光；本具体实施方案13优选其为带有回复反射作用的微棱镜结构。所述组合透镜上方曲面1355，其为缓慢变化的弧面。其与底面1354一起形成一个多次反射混光腔，用来产生均匀的混光，消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的白光补充照明。所述组合式的导光透镜1350，其外侧斜面1352为全反射面，正对外侧斜面1352的下方凸面1351为准直面。
本具体实施方案13所述的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其采用同一种白光两种LED光源的照明方式。所述的LED1390，其靠近组合式导光透镜的外侧下方聚光面1351，并朝上发光。
具体实施方案14
本发明所涉及的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，所述的补充背光照明系统，所述的两片反射片之间的混光腔，其可以为一个组合式的折射-全反射导光透镜，所述的导光透镜，其经过两次全反射，其中间有一个小孔，其形状为：外侧较厚，从外侧往中间小孔位置慢慢变尖。所述的导光透镜，其中间用于混光的底面为镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面。所述的LED，其朝内侧发光，如本具体实施方案14所述。
其具体实施方案14所述的微型补充背光照明系统及成像系统的光路图如图34图32所示。所述的混光腔省略了上下两片反射片，而是采用一个组合式的折射-全反射导光透镜1450来代替。
所述组合式的折射-全反射导光透镜1450，其为透明的导光件，其中间用于混光的底面1454，除了中心位置的孔径光阑之外，其余位置镀有光学反射膜或设置带高反光白色油墨，其为光滑面，或为带有微结构的表面，其用来产生均匀的混光；本具体实施方案14优选其为带有回复反射作用的微棱镜结构。所述组合透镜上方曲面1455，其为缓慢变化的弧面。其与底面1454一起形成一个多次反射混光腔，用来产生均匀的混光，消除由于导光板开孔造成的手机显示屏上的黑点的白光补充照明。所述组合式的导光透镜1450，其斜面1452、1453为全反射面，其外侧凸面1451为准直面。
本具体实施方案14所述的一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其采用同一种白光两种LED光源的照明方式。所述的LED1490，其设置于导光透镜1450外侧的一圈，并朝内侧发光。
上述的成像系统即为成像模组，本发明实施例中表示同一含义，只是不同位置使用不同名称。上述各个实施例中的LED光源均连接柔性电路板。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (30)
1.一种用于屏下指纹识别模组的微型补光照明系统，其特征在于，
所述微型补光照明系统位于液晶屏的导光板和进行指纹识别的成像模组之间，用于补充照明液晶屏，消除所述液晶屏上由于导光板组件开孔或局部取消导光纹所造成的黑点；
所述微型补光照明系统包括两个以上的在成像模组外侧设置的发光二极管LED光源或红外光源以及由两个以上反射面组成的折叠光路组件，LED光源或红外光源发出的光线借助于所述折叠光路组件进行多次反射混光，混光后的光线均匀地照亮上方的液晶屏。
2.根据权利要求1所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述折叠光路组件由上反射片和下反射片组成，所述上反射片将LED或红外光源入射的光线朝向所述下反射片进行均匀分配，且所述上反射片和所述下反射片以对所述LED光源或红外光源发出的光线进行多次反射和混光，形成用于照明液晶屏的均匀光线分布；
所述上反射片、所述下反射片均具有反射面；
所述下反射片，其中间设置有一个通孔，其作为成像系统的孔径光阑。
所述反射面为光滑面、带有微结构的表面、带有反射膜的表面或带高反光白色油墨的表面。
3.根据权利要求1所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述折叠光路组件包括上反射片、下反射片、用于导光的自由曲面聚光及转折棱镜；
所述上反射片位于棱镜的上方，所述下反射片位于棱镜的下方，以形成对LED光源发出的光线进行混光的混光腔；所述LED光源发出的光线借助于棱镜的侧面/自由曲面进入混光腔进行混光后，形成照明液晶屏的均匀光线；
所述上反射片、所述下反射片均具有反射面；
所述反射面为光滑面、带有微结构的表面、带有反射膜的表面或带高反光白色油墨的表面。
4.根据权利要求1所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述LED光源，为白光LED，或彩色RGB LED，或红外LED；
所述红外光源为780～1500nm波段的红外LED或红外激光光源；
所述两个以上的LED光源、所述红外光源设置分布为环形结构、三角形、四边形或多边形结构；
所述LED光源及所述红外光源单独设置，或相互混合设置。
5.根据权利要求1所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述两个以上LED光源，包括一个以上的白光LED光源，或一个以上的彩色RGB LED光源，或一个以上的红外LED光源，或一个以上的红外激光光源；
所述红外LED光源或所述红外激光光源发出的红外光线经由折叠光路组件直接照明所述液晶屏，照明所述液晶屏的光线与所述液晶屏的入射角为45°～85°；
所述白光LED光源或彩色RGB LED光源发出的光线通过所述折叠光路组件的反射面进行多次反射进行混光后，形成照明液晶屏的均匀光线。
6.根据权利要求2或3所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述上反射片设置在成像模组的透镜的外侧，其为环形状、或三角形、四边形或多边形的结构设置；
所述下反射片上设置有用于成像模组成像的光线直接穿透的透明区域，该透明区域对应成像模组的透镜；
或者，所述下反射片上设置有用于成像模组成像的光线直接穿透的通孔，所述通孔作为成像模组的孔径光阑。
7.根据权利要求3所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述自由曲面聚光及转折棱镜(150)设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的红外LED贴片、白光LED贴片；
所述自由曲面聚光及转折棱镜具有外侧面一(151a)、外侧面二(151b)、折射面一(154a)、折射面二(154b)、内侧表面一(152a)、内侧表面二(152b)、全反射表面一(153a)和全反射表面二(153b)；
所述红外LED贴片(190a)发出的红外光线通过外侧面一(151a)会聚，经由内侧表面一(152a)进行第一次全反射后，向上入射到全反射表面一(153a)进行第二次全反射，从折射面一(154a)射出，射出的光线以与光轴(Z1Z2)的夹角约为45°～85°的倾斜角度射向液晶屏；
所述白光LED贴片(190b)发出的白光光线通过外侧面二(151b)会聚，经由内侧表面二(152b)进行第一次全反射后，向上入射到全反射表面二(153b)进行第二次全反射，从折射面二(154b)射出，射出光线向下入射到下反射片(142)上后，再反射到上反射片(141)，并在上反射片(141)及下反射片(142)之间进行多次反射并形成混光。
8.根据权利要求7所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述下反射片(142)与下方的所述成像模组中的成像透镜(160)作为成像的光阑组件，且是双料成型一体式结构，所述双料成型一体式结构，其中下反射片(142)为具有高反射率的白色材料，
所述下反射片(142)，其材质或为具有遮挡可见光特性的各种颜色树脂，并在其表面或内部涂覆一层或多层的高反射率的金属镀膜或白色油墨。
所述反射片(142)与成像透镜(160)，其两者为一体式结构设置，或为分体式单独设置并组装在一起。
9.根据权利要求7所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述微型补光照明系统包括外壳(170)，所述上反射片、所述自由曲面聚光及转折棱镜、下反射片均位于所述外壳(170)，用于将红外LED贴片、白光LED贴片分别向外侧漏出的光线收集起来。
10.根据权利要求3所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述自由曲面聚光及转折棱镜(250)设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的红外LED贴片、白光LED贴片；
所述自由曲面聚光及转折棱镜(250)具有：作为聚光折射面的下表面一(251a)和下表面二(251b)、反射面一(252a)、反射面二(252b)、上表面平面一(253a)、上表面平面二(253b)、内侧折射面一(254a)和内侧折射面二(254b)；
其中，反射面一(252a)和反射面二(252b)为略带弧形的全反射面；
红外LED贴片(290a)发出的光线通过下表面一(251a)进行准直，准直后的光线竖直向上入射到反射面一(252a)上进行第一次全反射，全反射后的光线入射到上表面平面一(253a)进行第二次全反射，全反射后的光线从内侧折射面一(254a)输出，输出光线向下射到下反射片(242)上，经过下反射片(242)反射后，反射光线以与光轴(Z1Z2)夹角为45°～85°之间的倾斜角入射到液晶屏；
所述白光LED贴片(290b)发出的光线，通过下表面二(251b)进行会聚，会聚后的光线在反射面二(252b)上进行第一次全反射，全反射后的光线入射到上表面平面二(253b)进行第二次全反射，全反射后的光线从内侧折射面二(254b)输出，输出光线向下射到下反射片(242)上，在下反射片(242)和上反射片(241)之间进行多次反射，形成一个均匀照明的混光。
11.根据权利要求10所述的微型补光照明系统，其特征在于，
下表面一(251a)为准直面；下表面二(251b)为聚焦面；
反射面一(252a)的弧面弧度相对于反射面二(252b)弧面弧度小。
12.根据权利要求6所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述折叠光路组件还包括：位于所述上反射片和所述下反射片之间的透明导光件；
所述透明导光件与所述导光板无间隙配合，以消除下反射片的孔径光阑出现重影。
13.根据权利要求3所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述自由曲面聚光及转折棱镜(450)设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的红外LED光源和白光LED光源；
所述自由曲面聚光及转折棱镜(450)具有：作为聚光折射面的外侧曲面一(451a)、外侧曲面二(451b)，以及具有反射表面一(452a)、反射表面二(452b)、自由曲面一(453a)、自由曲面二(453b)、折射面一(454a)和折射面二(454b)；
其中，自由曲面一(453a)为凸面、自由曲面二(453b)为凹面；
所述红外LED光源发出的红外光线通过外侧曲面一(451a)会聚，经由反射表面一(452a)进行第一次全反射后，向上入射到自由曲面一(453a)进行第二次全反射，从折射面一(454a)射向液晶屏；
所述白光LED光源发出的白光光线通过外侧面二(451b)会聚，经由反射表面二(452b)进行第一次全反射后，向上入射到自由曲面二(453b)进行第二次全反射，从折射面二(454b)射出，射出光线向下入射到下反射片(442)上后，再反射到上反射片(441)，并在上反射片(441)及下反射片(442)之间进行多次反射并形成均匀的混光。
14.根据权利要求3所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述自由曲面聚光及转折棱镜(550)设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的红外LED光源和白光LED光源；
所述自由曲面聚光及转折棱镜(550)具有：作为聚光折射面的外侧曲面一(551a)、外侧曲面二(551b)，以及具有反射表面一(552a)、反射表面二(552b)、自由曲面一(553a)、自由曲面二(553b)、折射面一(554a)和折射面二(554b)；
其中，自由曲面一(553a)为凸面、自由曲面二(553b)为凸面；
所述红外LED光源发出的红外光线通过外侧曲面一(551a)会聚，经由反射表面一(552a)进行第一次全反射后，向上入射到自由曲面一(553a)进行第二次全反射，从折射面一(554a)射向液晶屏；
所述白光LED光源发出的白光光线通过外侧面二(551b)会聚，经由反射表面二(552b)进行第一次全反射后，向上入射到自由曲面二(553b)进行第二次全反射，从折射面二(554b)射出，射出光线向下入射到下反射片(542)上后，再反射到上反射片(541)，并在上反射片(541)及下反射片(542)之间进行多次反射并形成均匀的混光。
15.根据权利要求3所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述自由曲面聚光及转折棱镜(650)设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的LED光源(690)；
所述自由曲面聚光及转折棱镜(650)具有：会聚及折射的下表面(651)、全反射表面(652)、折射面(653)；
LED光源(690)发射的光线进入下表面(651)，经由下表面(651)会聚到全反射表面(652)，在全反射表面(652)反射后通过折射面(653)射出，射出的光线在上反射片(641)及下反射片(642)之间进行多次反射并进行混光。
16.根据权利要求2所述的微型补光照明系统，其特征在于，
上反射片(741)的下方外围端部均匀分布四颗LED光源(790)；
LED(790)发出的光线直接射入到上反射片(741)及下反射片(742)，并在上反射片(741)及下反射片(742)之间进行多次反射并进行混光；混光后的光线均匀地照明液晶屏(720)。
17.根据权利要求3所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述自由曲面聚光及转折棱镜(850)设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的LED光源(890)；
所述自由曲面聚光及转折棱镜(850)具有：作为聚光及折射的侧面(851)、内侧全反射面(852)、外侧全反射面(853)、折射面(854)；
LED光源(890)发出的光线通过侧面(851)进行准直并入射到内侧全反射面(852)上，内侧全反射面(852)将入射光线进行反射并向上方转折，再通过外侧全反射面(853)反射后再次转折，最后从折射面(854)射出，射出的光线，在上反射片(841)及下反射片(842)之间进行多次反射并进行混光，混光后的光线照明液晶屏(820)。
18.根据权利要求3所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述自由曲面聚光及转折棱镜(950)设置在成像模组的透镜的外围，外围区域设置有间隔分布的LED光源(990)；
所述自由曲面聚光及转折棱镜(950)具有：作为聚光及折射的底面(951)、全反射面(952)、折射面(953)；
LED光源(990)发出的光线通过所述底面(951)进行准直并向上入射到全反射面(952)上，全反射面(952)将入射光线进行反射并向斜上方转折，最后从折射面(953)射出，射出的光线，在上反射片(941)及下反射片(942)之间进行多次反射并进行混光，混光后的光线均匀地照明上方的液晶屏(920)。
19.根据权利要求1所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述折叠光路组件包括上反射片(1141)、下反射片(1142)、以及掺杂扩散粒子的导光透镜(1150)；
上反射片(1141)位于所述导光透镜(1150)下方，所述下反射片(1142)位于所述导光透镜(1150)下方，以形成对LED光源发出的光线进行混光的混光腔；
LED光源发出的光线进入到所述导光透镜之后，所述导光透镜的扩散粒子用于将混光腔内多次反射的光线，改变光线的方向，以在混光腔内散射；
所述导光透镜(1150)中间设置有一个锥形的喇叭口，用于限制下方成像模组的视场角。
20.根据权利要求1所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述折叠光路组件包括一个组合式的折射-全反射导光透镜；
所述导光透镜(1250)为透明导光件，中间有一个通孔，所述导光透镜(1250)外侧较厚，从外侧往中间通孔位置慢慢变尖；
所述导光透镜(1250)除通孔区域均设置有光学反射膜或高反光白色油墨；
或者，所述导光透镜(1250)除通孔区域的表面为光滑面或为带有微结构的表面。
21.根据权利要求20所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述导光透镜(1250)包括：上方曲面(1255)、底面(1254)、上斜面(1252)、下斜面(1253)、内侧凸面(1251)；
LED光源发出的光线从内侧凸面(1251)进入所述导光透镜，经由上斜面(1252)和下斜面(1253)全反射之后，经由底面(1254)、上方曲面(1255)之间多次反射形成照明液晶屏的混光。
22.根据权利要求1所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述折叠光路组件包括一个组合式的折射-全反射导光透镜；
所述导光透镜(1350)为透明导光件，中间有一个通孔，所述导光透镜(1350)外侧较厚，从外侧往中间小孔位置慢慢变尖；
所述导光透镜(1350)除通孔区域之外的均设置有光学反射膜或高反光白色油墨；
或者，所述导光透镜(1350)除通孔区域之外的表面为光滑面，或为带有微结构的表面。
23.根据权利要求22所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述导光透镜(1350)包括：上方曲面(1355)、底面(1354)、外侧斜面(1352)和下方凸面(1351)；
外侧斜面(1352)为全反射面、下方凸面(1351)为准直面、上方曲面(1355)为弧面；
LED光源发出的光线向上发射经由下方凸面(1351)进入导光透镜(1350)，再经由外侧斜面(1352)反射，反射后光线在底面(1354)和上方曲面(1355)之间多次反射形成照明液晶屏的混光。
24.根据权利要求1所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述折叠光路组件包括一个组合式的折射-全反射导光透镜；
所述导光透镜(1450)为透明导光件，中间有一个通孔，所述导光透镜(1450)的外侧较厚，从外侧往中间小孔位置慢慢变尖；
所述导光透镜(1450)除通孔区域之外的均设置有光学反射膜或带高反光白色油墨；
或者，所述导光透镜(1450)除通孔区域之外的表面为光滑面，或为带有微结构的表面。
25.根据权利要求24所述的微型补光照明系统，其特征在于，
所述导光透镜(1450)包括：底面(1454)、上方曲面(1455)、斜面一(1453)、斜面二(1452)、外侧凸面(1451)
LED光源发出的光线经由外侧凸面(1451)到达斜面二(1452)，向上反射到斜面一(1453)，在底面(1454)、上方曲面(1455)之间多次反射，形成混光。
26.一种屏下指纹识别模组，其特征在于，包括如上权利要求1至24任一所述的微型补光照明系统和位于微型补光照明系统下方的成像模组，成像模组用于对液晶屏上的指纹进行成像。
27.根据权利要求25所述的屏下指纹识别模组，所述成像模组包括：
成像透镜和位于成像透镜下方的成像传感器；
所述成像透镜和所述成像传感器之间还设置有用于滤除白光/红外光线的滤波片。
28.根据权利要求25或26所述的屏下指纹识别模组，其特征在于，
所述成像透镜、滤波片和所述成像传感器均安装在镜筒中，以阻止外侧的杂光进入所述成像传感器。
29.根据权利要求27所述的屏下指纹识别模组，其特征在于，
所述成像模组中的成像透镜(160)包括进料通道(163)；
所述成像透镜(160)通过从进料通道(163)进行注胶，与微型补光照明系统的下反射片(142)通过双料注塑的方法一起注塑成型。
30.根据权利要求17所述的屏下指纹识别模组，其特征在于，
所述成像透镜(160)为透明的光学材质或为只允许透射750～1500nm红外波段的光学材料。
所述成像透镜(160)，其光学曲面为非球面，或为球面、菲涅耳曲面、Binary2曲面、或微透镜阵列曲面。
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