CN109685034A - 指纹识别模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种指纹识别模组及显示装置。该指纹识别模组包括第一透镜组、第二透镜组、反射镜组及感光元件，第二透镜组的主光轴与第一透镜组的主光轴呈非平行设置；反射镜组包括反射镜和与反射镜连接的转动轴，转动轴能够带动反射镜转动，反射镜包括反射面，反射面位于第一透镜组的出光侧及第二透镜组的入光侧；感光元件位于第二透镜组的出光侧；其中，第一透镜组用于汇聚指纹反射光并投射至反射面上，反射面用于将指纹反射光反射至第二透镜组，并经第二透镜组汇聚至感光元件，感光元件用于将指纹反射光转换成电信号，以识别指纹信息。该方案能够减小指纹识别模组的厚度及提高指纹识别精度。

Description

指纹识别模组及显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种指纹识别模组及显示装置。

背景技术

随着OLED(Organic Light Emitting Display，有机发光二极管)显示技术的发展，手机等移动终端全面屏的潮流已经到来，屏下指纹识别将成为趋势。

目前，屏下指纹识别技术主要包括两种，一种是超声波式的指纹识别技术，另一种是光学式的指纹识别技术。其中，由于光学式的指纹识别技术的识别范围相对较大，且成本相对较低，因此，该光学式的指纹识别技术被广泛应用于OLED显示装置中。

一般来说，光学式的指纹识别模组内部光路的传播方向呈一字型，但根据成像原理和景深的要求，该指纹识别模组在光路传播方向必须要有足够厚度空间，才能保证成像效果，不利于显示装置向轻薄化发展。此外，由于不同用户或同一用户不同时刻按压指纹区域的角度可能不同，因此该光学式的指纹识别模组还存在识别精度较低的问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请的目的在于提供一种指纹识别模组及显示装置，能够在减小指纹识别模组的厚度，从而便于显示装置向轻薄化发展的同时，还能够提高指纹识别精度。

本申请第一方面提供了一种指纹识别模组，其包括：

第一透镜组；

第二透镜组，所述第二透镜组的主光轴与所述第一透镜组的主光轴呈非平行设置；

反射镜组，其包括反射镜和与所述反射镜连接的转动轴，所述转动轴能够带动所述反射镜转动，所述反射镜包括反射面，所述反射面位于所述第一透镜组的出光侧及所述第二透镜组的入光侧；

感光元件，位于所述第二透镜组的出光侧；

其中，所述第一透镜组用于汇聚指纹反射光并投射至所述反射面上，所述反射面用于将所述指纹反射光反射至所述第二透镜组，并经所述第二透镜组汇聚至所述感光元件，所述感光元件用于将所述指纹反射光转换成电信号，以识别指纹信息。

在本申请的一种示例性实施例中，所述反射镜组还包括：

驱动元件，与所述转动轴连接；

检测元件，用于检测投射至所述反射面上的所述指纹反射光的入射角度；

控制元件，与所述检测元件及所述驱动元件连接，所述控制元件用于根据所述检测元件检测到的所述入射角度，以控制所述驱动元件驱动所述转动轴转动。

在本申请的一种示例性实施例中，所述检测元件设置有多个，在垂直于所述反射面的方向上得到的投影中，各所述检测元件的投影面均匀分布在所述反射面的投影面内。

在本申请的一种示例性实施例中，所述检测元件包括光敏元件。

在本申请的一种示例性实施例中，还包括滤光部，所述滤光部设置在所述第一透镜组的入光侧，用于滤除指纹反射光中的杂光。

在本申请的一种示例性实施例中，所述滤光部包括滤光膜，所述滤光膜贴覆在所述第一透镜组的入光面上。

在本申请的一种示例性实施例中，在垂直于所述反射面的方向上得到的投影中，所述反射面的中心点投影在所述转动轴的轴线上。

在本申请的一种示例性实施例中，所述转动轴的轴线同时垂直于所述第一透镜组的主光轴及所述第二透镜组的主光轴。

在本申请的一种示例性实施例中，所述第二透镜组的主光轴穿过所述反射面的中心，所述第一透镜组的主光轴穿过所述反射面的中心。

在本申请的一种示例性实施例中，所述第一透镜组的主光轴与所述第二透镜组的主光轴垂直。

在本申请的一种示例性实施例中，所述第二透镜组的主光轴穿过所述感光元件的感光面的中心。

本申请第二方面提供了一种显示装置，其包括：

显示面板；以及

上述任一项所述的指纹识别模组，在所述显示面板的厚度方向上得到的投影中，所述指纹识别模组的投影面位于所述显示面板的投影面内。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的指纹识别模组及显示装置，其第一透镜组与第二透镜组的主光轴呈非平行设置，且其反射镜组中反射镜的反射面位于第一透镜组的出光侧及第二透镜组的入光侧，该反射镜可将第一透镜组汇聚的指纹反射光反射至第二透镜组并经第二透镜组汇聚至感光元件，也就是说，该反射镜可以有效改变指纹识别模组内指纹反射光的传播方向，使得指纹模组内指纹反射光的传播方向呈非一字型传播，这样在保证指纹识别模组的成像效果的同时，还可减小指纹识别模组的厚度，从而便于显示装置向轻薄化发展。

此外，该反射镜组还包括与反射镜连接的转动轴，该转动轴能够带动反射镜转动，这样可根据不同用户的指头在按压指纹区域时的角度(即：可根据不同入射光的入射方向)来调整反射镜的角度，使得更多的指纹反射光能够经过第二透镜组汇聚至感光元件的感光面上，从而可提高指纹识别模组的成像精度，继而提高指纹识别模组的指纹识别精度及灵敏度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中一实施例所述的指纹识别模组的结构示意图；

图2为相关技术中另一实施例所述的指纹识别模组的结构示意图；

图3为本申请一实施例所述的一种指纹识别模组的结构示意图；

图4为本申请另一实施例所述的另一种指纹识别模组的结构示意图；

附图标记：

100、指纹采集模块；200，指纹成像模块。

1、第一透镜组；2、反射镜；3、第二透镜组；4、感光元件；5、转动轴；6、驱动元件；7、控制元件。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

一般来说，光学式的指纹识别模组主要包括指纹采集模块100和指纹成像模块200这两部分。该指纹采集模块100通常由各种透镜组成，指纹成像模块200通常为CCD(chargecoupled device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等感光元件4，如图1所示，该指纹采集模块100与指纹成像模块200的中轴线通常在竖直方向(如图1中所示的Y方向)上呈一字型排布，也就是说，该指纹识别模组内部光路的传播方向通常呈一字型，这种光路设计方法虽然结构简单，但根据成像原理和景深的要求，指纹成像模块200与指纹采集模块100之间必须保证一定距离才能清晰成像，这样就造成指纹识别模组在光路传播方向必须要有足够厚度空间，才能保证成像效果。也就是限制了指纹识别模组变薄的可能，由于指纹识别模组需安装在显示装置的屏幕下方，其较大厚度将直接影响显示装置的厚度，与目前显示产品向轻薄化发展的趋势矛盾。

相关技术中，为了减少指纹识别模组的厚度，提供了一种新的指纹识别模组，如图2所示，该指纹识别模组包括第一透镜组1、反射镜2、第二透镜组3及感光元件4，该反射镜2用于将第一透镜组1汇聚的在竖直方向(如图2中所示的Y方向)上传播的光束变为在水平方向(如图2中所示的X方向)上传播的光束并经第二透镜组3汇聚至感光元件4上，这样虽然可以减少指纹识别模组在竖直方向上的厚度，但该反射镜2针对特定角度入射的光束具有较好的反射能力，而不同用户或同一用户不同时刻按压指纹区域的角度可能不同，因此该光学式的指纹识别模组还存在识别精度较低的问题。

为解决上述提到的技术问题，本申请一实施例提供了一种指纹识别模组，该指纹识别模组可为光学式的指纹识别模组，并能够应用于显示装置，尤其是OLED显示装置中，但不限于此。

本实施例中，如图3和图4所示，指纹识别模组可包括第一透镜组1、第二透镜组3、反射镜组及感光元件4，第一透镜组1、第二透镜组3、反射镜组可共同被称为指纹识别模组中的指纹采集模块，感光元件4可被称为指纹识别模组中的指纹成像模块。具体地，该第二透镜组3的主光轴与第一透镜组1的主光轴呈非平行设置；反射镜组可包括反射镜2和与反射镜2连接的转动轴5，转动轴5能够带动反射镜2转动，反射镜2包括反射面，反射面位于第一透镜组1的出光侧及第二透镜组3的入光侧；感光元件4位于第二透镜组3的出光侧；其中：

第一透镜用于汇聚指纹反射光，并将汇聚后的指纹反射光投射至反射镜2的反射面上。该第一透镜组1可由多种透镜组成，此透镜可为凸透镜、凹透镜、棱镜等，但不限于此。且前述提到的指纹反射光可指用户的指头(例如：手指)在触摸指纹识别模组时，由显示装置的显示面板发出的光线照射指头并反射回来的光线。

反射镜2中反射面用于将经第一透镜汇聚的指纹反射光反射至第二透镜组3。该反射面通常为平面，初始安装时，该反射镜2的反射面与竖直方向(如图3和图4中所示的Y方向)的夹角及水平方向(如图3和图4中所示的X方向)的夹角均可呈45°，但不限于此。

第二透镜组3用于将经反射镜2的反射面反射的指纹反射光汇聚至感光元件4。该第二透镜组3可由多种透镜组成，此透镜可为凸透镜、凹透镜、棱镜等，但不限于此。

感光元件4用于将第二透镜组3汇聚的指纹反射光转换成电信号，以识别指纹信息。该感光元件4可为CCD成像元件或COMS成像元件。

由上述可知，在本实施例的指纹识别模组中，其第一透镜组1与第二透镜组3的主光轴呈非平行设置，且其反射镜组中反射镜2的反射面位于第一透镜组1的出光侧及第二透镜组3的入光侧，该反射镜2可将第一透镜组1汇聚的指纹反射光反射至第二透镜组3并经第二透镜组3汇聚至感光元件4，也就是说，该反射镜2可以有效改变指纹识别模组内指纹反射光的传播方向，使得指纹模组内指纹反射光的传播方向呈非一字型传播，这样在保证指纹识别模组的成像效果的同时，还可减小指纹识别模组的厚度，从而便于显示装置向轻薄化发展。

此外，该反射镜组中的反射镜2连接有转动轴5，该转动轴5能够带动反射镜2转动，这样可根据不同用户的指头在按压指纹区域时的角度(即：可根据不同入射光的入射方向)来调整反射镜2的角度，使得更多的指纹反射光能够经过第二透镜组3汇聚至感光元件4的感光面上，从而可提高指纹识别模组的成像精度，继而提高指纹识别模组的指纹识别精度及灵敏度。

需要说明的是，图3和图4示出的进入第一透镜组1的指纹反射光为平行光，但不以此为限。此外，前述提到第一透镜组1和第二透镜组3用于汇聚指纹反射光，本实施例中的汇聚指的是相邻入射光之间的最小间距在经第一透镜组1或第二透镜组3之后变小，如图3和图4所示，平行的指纹反射光在经第一透镜组1汇聚后可仍为平行光，但各光线之间的间距变小了，以表示第一透镜组1的汇聚作用；反射镜2反射出的平行的指纹反射光在经第二透镜组3汇聚后可呈渐缩式，以表示第二透镜组3的汇聚作用。

下面结合附图对本申请中提到的指纹识别模组进行详细说明。

在一实施例中，在垂直于反射面的方向上得到的投影中，反射面的中心点投影在转动轴5的轴线上，这样可缩短反射面转动时的路径，以减小反射镜2占用的空间，从而减小指纹识别模组的厚度，便于显示装置向轻薄化发展。

可选地，转动轴5的轴线同时垂直于第一透镜组1的主光轴及第二透镜组3的主光轴，这样设计可降低反射镜2的布置难度，以降低在根据不同指纹反射光的入射方向来调整反射镜2的难度，使得反射镜2能够反射更多的指纹反射光，从而使得更多的指纹反射光能够经过第二透镜组3汇聚至感光元件4的感光面上，以提高指纹识别模组的成像精度，继而提高指纹识别模组的指纹识别精度及灵敏度。

其中，第二透镜组3的主光轴可穿过反射面的中心，且该第一透镜组1的主光轴可穿过反射面的中心，这样设计可使更多的指纹反射光经第一透镜组1投射至反射面上，且该反射面可将更多的指纹反射光反射至第二透镜组3，并经第二透镜组3汇聚至感光元件4的感光面上，以提高指纹识别模组的成像精度，继而提高指纹识别模组的指纹识别精度及灵敏度。此外，这样设计还可适当减小指纹识别模组的厚度，便于显示装置向轻薄化发展。

进一步地，第一透镜组1的主光轴与第二透镜组3的主光轴垂直，以实现第一透镜组1、反射镜组及第二透镜组3的合理排布，减小指纹识别模组的厚度，便于显示装置向轻薄化发展。

在一实施例方式中，第二透镜组3的主光轴穿过感光元件4的感光面的中心，这样可增加感光元件4接收到的指纹反射光的数量，从而可提高指纹识别模组的成像精度，继而提高指纹识别模组的指纹识别精度及灵敏度。

前述提到该反射镜组中的转动轴5能够带动反射镜2转动，具体地，可通过以下两种方式实现：

第一种实现方式，如图3所示，可根据用户手指按压习惯手动转动与反射镜2连接的转动轴5，以使转动轴5带动反射镜2转动，从而将反射镜2调整到最佳位置，以提高指纹识别模组的指纹识别精度及灵敏度。

第二种实现方式，如图4所示，可通过检测指纹反射光的入射方向控制转动轴5自动转动，从而带动反射镜2转动，使得反射镜2调整到最佳位置，以提高指纹识别模组的指纹识别精度及灵敏度。

具体地，针对第二种实现方式，本实施例中的反射镜组还可包括驱动元件6、检测元件(图中未示出)及控制元件7，其中：

该驱动元件6可与转动轴5连接。举例而言，该驱动元件6可为微型马达，但不限于此。

检测元件用于检测投射至反射面上的指纹反射光的入射角度。举例而言，该检测元件可包括光敏元件，但不限于此。该光敏元件不仅可检测投射至反射面上的指纹反射光的入射角度，也可检测投射至反射面上的指纹反射光的强度，通过检测指纹反射光的强度可起到辅助的作用，以提高检测精准性。

其中，该检测元件可设置有多个，在垂直于反射面的方向上得到的投影中，各检测元件的投影面均匀分布在反射面的投影面内，这样设计可提高检测精度，从而提高转动反射镜2时精准度。

控制元件7与检测元件及驱动元件6连接，该控制元件7用于根据检测元件检测到的入射角度，以控制驱动元件6驱动转动轴5转动。举例而言，控制元件7与检测元件及驱动元件6可采用有线连接，也可采用无线连接。需要说明的是，该控制元件7可为显示装置的总控制芯片，也可为独立于显示装置中总控制芯片的元件。此外，该控制元件7可直接与转动轴5连接，以控制转动轴5转动。

在本申请一实施例中，该指纹识别模组还可包括滤光部，该滤光部设置在第一透镜组1的入光侧，用于滤除指纹反射光中的杂光，以提高指纹识别模组的指纹识别精度及灵敏度。

其中，该滤光部可包括滤光膜，此滤光膜贴覆在第一透镜组1的入光面上，这样可缩短滤光部与第一透镜组1的定位时间，便于指纹识别模组进行组装。另外，滤光膜贴覆在第一透镜组1的入光面上，该滤光膜并不会占用太多的空间，以避免指纹识别模组由于增加滤光部而变厚的情况，便于显示装置向轻薄化发展。

需要说明的是，图1至图4中实线箭头中除了表示X方向和Y方向的实线箭头之外的其他实线箭头指的是指纹反射光的传播方向。图3和图4中的实线双箭头指的是转动方向。图4中的虚线箭头指的是与指纹反射光的入射角度相对应的信号的传播方向。图4中的虚线用于表示驱动元件6与转动轴5连接。

本申请一实施例中还提供了一种显示装置，其包括显示面板及上述任一实施例所述的指纹识别模组。该显示面板可为OLED显示面板，但不限于此。其中，在显示面板的厚度方向上得到的投影中，指纹识别模组的投影面可位于显示面板的投影面内，但不限于此。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (12)

1.一种指纹识别模组，其特征在于，包括：

第一透镜组；

第二透镜组，所述第二透镜组的主光轴与所述第一透镜组的主光轴呈非平行设置；

反射镜组，其包括反射镜和与所述反射镜连接的转动轴，所述转动轴能够带动所述反射镜转动，所述反射镜包括反射面，所述反射面位于所述第一透镜组的出光侧及所述第二透镜组的入光侧；

感光元件，位于所述第二透镜组的出光侧；

其中，所述第一透镜组用于汇聚指纹反射光并投射至所述反射面上，所述反射面用于将所述指纹反射光反射至所述第二透镜组，并经所述第二透镜组汇聚至所述感光元件，所述感光元件用于将所述指纹反射光转换成电信号，以识别指纹信息。

2.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述反射镜组还包括：

驱动元件，与所述转动轴连接；

检测元件，用于检测投射至所述反射面上的所述指纹反射光的入射角度；

控制元件，与所述检测元件及所述驱动元件连接，所述控制元件用于根据所述检测元件检测到的所述入射角度，以控制所述驱动元件驱动所述转动轴转动。

3.根据权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述检测元件设置有多个，在垂直于所述反射面的方向上得到的投影中，各所述检测元件的投影面均匀分布在所述反射面的投影面内。

4.根据权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述检测元件包括光敏元件。

5.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，还包括滤光部，所述滤光部设置在所述第一透镜组的入光侧，用于滤除指纹反射光中的杂光。

6.根据权利要求5所述的指纹识别模组，其特征在于，所述滤光部包括滤光膜，所述滤光膜贴覆在所述第一透镜组的入光面上。

7.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，在垂直于所述反射面的方向上得到的投影中，所述反射面的中心点投影在所述转动轴的轴线上。

8.根据权利要求7所述的指纹识别模组，其特征在于，所述转动轴的轴线同时垂直于所述第一透镜组的主光轴及所述第二透镜组的主光轴。

9.根据权利要求8所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第二透镜组的主光轴穿过所述反射面的中心，所述第一透镜组的主光轴穿过所述反射面的中心。

10.根据权利要求9所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第一透镜组的主光轴与所述第二透镜组的主光轴垂直。

11.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第二透镜组的主光轴穿过所述感光元件的感光面的中心。

12.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板；以及

权利要求1至11中任一项所述的指纹识别模组，在所述显示面板的厚度方向上得到的投影中，所述指纹识别模组的投影面位于所述显示面板的投影面内。