CN110796097B - 屏下光学指纹模组、显示屏组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种屏下光学指纹模组、显示屏组件和电子设备，其中，屏下光学指纹模组包括：图像传感器和光传输层；图像传感器，具有多个感光单元；光传输层，位于显示屏本体下方且覆盖图像传感器，光传输层对应每一感光单元设置有光传输通路；各光传输通路设置有准直元件和出光口；其中，显示屏本体的透射光经准直元件入射进入光传输通路，沿光传输通路传输至出光口，从出光口出射至对应的感光单元。由此，能够实现降低图像传感器相邻感光单元之间的串扰，提升指纹成像清晰度。

Description

屏下光学指纹模组、显示屏组件和电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种屏下光学指纹模组、显示屏组件和电子设备。

背景技术

目前，屏下光学指纹终端可以由终端显示屏本体和屏下指纹传感器组成，其中，终端显示屏本体可以由玻璃盖板和显示面板组成，屏下指纹传感器可以由模组外框、光学透镜和图像传感器组成。显示面板发出的光通过玻璃盖板到达手指表面，由于光在手指指纹谷脊处的反射率不同，指纹谷脊处的反射光强弱也不同，反射光经过光学透镜后到达图像传感器，图像传感器接收经由手指表面反射的不同强弱的光形成指纹图像。

但是，由于处于图像传感器边缘处的像素距离光学透镜的光轴具有一段距离，从而边缘处像素的入射光和垂直方向会存在一个不为零的夹角，这个不为零的入射光角度会引起信号串扰问题，降低指纹成像清晰度。

发明内容

本申请提出一种屏下光学指纹模组、显示屏组件和电子设备，以实现降低图像传感器相邻感光单元之间的串扰，提升指纹成像清晰度。

本申请第一方面实施例提出了一种屏下光学指纹模组，包括：图像传感器和光传输层；

所述图像传感器，具有多个感光单元；

所述光传输层，位于显示屏本体下方且覆盖所述图像传感器，所述光传输层对应每一感光单元设置有光传输通路；各所述光传输通路设置有准直元件和出光口；

其中，所述显示屏本体的透射光经所述准直元件入射进入所述光传输通路，沿所述光传输通路传输至所述出光口，从所述出光口出射至对应的感光单元。

本申请实施例的屏下光学指纹模组，通过设置图像传感器和光传输层，其中，图像传感器具有多个感光单元；光传输层位于显示屏本体下方且覆盖图像传感器，光传输层对应每一感光单元设置有光传输通路，各光传输通路设置有准直元件和出光口。本申请中，准直元件可以将光线保持平行状态，显示屏本体的透射光经过准直元件后可以保持准直特性，从而具有准直特性的光线入射进入光传输通路，沿光传输通路传输至出光口，并从出光口出射至对应的感光单元，可以降低图像传感器相邻感光单元之间的串扰，提升指纹成像清晰度。

本申请第二方面实施例提出了一种显示屏组件，其特征在于，包括如本申请第一方面实施例提出的屏下光学指纹模组；

以及，设置于所述屏下光学指纹模组上方的显示屏本体。

本申请实施例的显示屏组件，通过设置图像传感器和光传输层，其中，图像传感器具有多个感光单元；光传输层位于显示屏本体下方且覆盖图像传感器，光传输层对应每一感光单元设置有光传输通路，各光传输通路设置有准直元件和出光口。本申请中，准直元件可以将光线保持平行状态，显示屏本体的透射光经过准直元件后可以保持准直特性，从而具有准直特性的光线入射进入光传输通路，沿光传输通路传输至出光口，并从出光口出射至对应的感光单元，可以降低图像传感器相邻感光单元之间的串扰，提升指纹成像清晰度。

本申请第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：如本申请第二方面实施例提出的显示屏组件，以及包括壳体；

所述壳体，包括底板以及设置在所述底板上的侧壁，所述底板与所述侧壁形成一收容空间，与所述底板相对的顶面设置所述显示屏组件中的显示屏本体；

所述显示屏组件中的屏下光学指纹模组设置于所述收容空间。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有屏下光学指纹终端的结构示意图；

图2为Z方向的定义示意图；

图3为现有图像传感器边缘处的像素的入射光分布示意图；

图4为本申请实施例一所提供的屏下光学指纹模组的结构示意图；

图5为本申请实施例中电子设备的结构示意图一；

图6为本申请实施例中电子设备的结构示意图二；

图7为本申请实施例中光传输通路的结构示意图一；

图8为本申请实施例二所提供的屏下光学指纹模组的结构示意图；

图9为本申请实施例中第一种光传输通路横截图的放大图示意图；

图10为本申请实施例中第一反射元件和第二反射元件的形状示意图；

图11为本申请实施例中第一阻光板的平面特征示意图；

图12为本申请实施例中第一导光板的平面特征示意图；

图13为本申请实施例中第二导光板的平面特征示意图；

图14为本申请实施例中第二阻光板的平面特征示意图；

图15为本申请实施例中图像传感器的平面特征示意图；

图16为本申请实施例三所提供的屏下光学指纹模组的结构示意图；

图17为本申请实施例中第二种光传输通路横截图的放大图示意图；

图18为本申请实施例中第三导光板的正面平面图示意图；

图19为本申请实施例中第三导光板的背面平面图示意图；

图20为本申请实施例四所提供的屏下光学指纹模组的结构示意图；

图21为本申请实施例中第三种光传输通路横截图的放大图示意图；

图22为本申请实施例中第四导光板的平面图示意图；

图23为本申请实施例中第四种光传输通路横截图的放大图示意图；

图24为本申请实施例中第五种光传输通路横截图的放大图示意图；

图25为本申请实施例中第六种光传输通路横截图的放大图示意图；

图26为本申请实施例中第五阻光板的平面图示意图；

图27为本申请实施例中第六阻光板的平面图示意图；

图28为本申请实施例中光传输通路的结构示意图二。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

目前，屏下光学指纹识别方法采用如图1所示的屏下光学指纹终端，实现屏下光学指纹识别功能。如图1所示，屏下光学指纹终端可以由终端显示屏本体和屏下指纹传感器组成，其中，终端显示屏本体10可以由玻璃盖板11和显示面板12组成，屏下指纹传感器20可以由模组外框21、光学透镜22和图像传感器23组成。显示面板12发出的光通过玻璃盖板11到达手指表面，由于光在手指指纹谷脊处的反射率不同，指纹谷脊处的反射光强弱也不同，反射光经过光学透镜22后到达图像传感器23，图像传感器23接收经由手指表面反射的不同强弱的光形成指纹图像。

然而，图1中的屏下光学指纹终端存在明显的阴影和串扰问题。图1中的图像传感器23边缘处的像素的入射光分布可以如图3所示，由于处于边缘处的像素231距离光学透镜22的光轴具有一段距离，从而边缘处像素231的入射光和垂直方向会存在一个不为零的夹角。这个不为零的入射光角度θ会导致部分像素231_A的入射光进入像素231_B区域，造成像素231_A接收到的入射光减小，而引起阴影问题，同时像素231_A的入射光进入像素231_B引起信号串扰问题。

因此，本申请主要针对现有技术中图像传感器中相邻像素存在信号串扰的技术问题，提出一种屏下光学指纹模组。

本申请实施例的屏下光学指纹模组，不采用如图1中的大尺寸光学透镜，直接采用1:1的比例将指纹图像投影到图像传感器上。其中，屏下光学指纹模组采用位于显示屏本体下方的光传输层，减小图像传感器相邻像素之间的串扰，以及对入射到屏下光学指纹模组的光线做汇聚整形处理，提高了屏下光学指纹模组的准直特性，同时减小了Z向光路的长度，从而减小了屏下光学指纹模组的整体Z向厚度，使得模组所占据的终端空间更小，从而可以实现电子设备中的大面积应用，符合目前的大面积指纹解锁应用需求。

下面参考附图描述本申请实施例的屏下光学指纹模组、显示屏组件和电子设备。在具体描述本申请实施例之前，为了便于理解，首先对本申请中常用技术词进行介绍：

屏下光学指纹，是指采用光学原理，将指纹传感器置于显示屏本体下方的指纹传感技术。

阴影，是指在图像边缘观察到的光亮减小的现象。

准直，是指保持光线的平行状态。

准直元件，或称为准直层、准直阵列，是指能将来自孔径栏中每一点的光线变成一束平行的准直光柱的仪器。准直元件的型式取决于像差要求，对于像差要求低的，准直元件可采用简单的单片透镜，如平凸透镜或双凸透镜，并允许较大的相对孔径；而对于像差要求高的，准直元件可采用双胶合透镜，相对孔径也适当缩小。

图4为本申请实施例一所提供的屏下光学指纹模组的结构示意图。

本申请实施例的屏下光学指纹模组可以设置于电子设备的显示屏本体下方或显示屏本体背面，以实现屏下光学指纹识别功能。

其中，电子设备可以为手机、平板电脑、个人数字助理、穿戴式设备、车载设备等具有各种操作系统、触摸屏和/或显示屏的硬件设备。

如图4所示，该屏下光学指纹模组可以包括：图像传感器100和光传输层200。

其中，图像传感器100，具有多个感光单元。

光传输层200，位于显示屏本体下方且覆盖图像传感器，光传输层对应每一感光单元设置有光传输通路；各光传输通路设置有准直元件和出光口。

其中，显示屏本体的透射光经准直元件入射进入光传输通路，沿光传输通路传输至出光口，从出光口出射至对应的感光单元。

本申请实施例中，准直元件可以将光线保持平行状态，显示屏本体的透射光经过准直元件后可以保持准直特性，从而具有准直特性的光线入射进入光传输通路，沿光传输通路传输至出光口，并从出光口出射至对应的感光单元，可以降低图像传感器相邻感光单元之间的串扰，提升指纹成像清晰度。

也就是说，经过准直元件入射进入光传输通路的光线，可以平行于准直元件的光轴，保持准直特性，由此，可以衰减其他方向进入的光线，减小图像传感器相邻感光单元之间的串扰，提升指纹成像清晰度。并且，出光口仅通过具有准直特性的光线，而阻隔杂散光线和干扰光线，可以进一步降低相邻感光单元之间的串扰，提升指纹成像清晰度。

作为一种示例，参见图5，图5为本申请实施例中电子设备的结构示意图。其中，显示屏本体60的正面60_1用于显示，屏下光学指纹模组40可以置于电子设备显示屏本体60的背面。如图6所示，电子设备的显示屏本体60可以由玻璃盖板61和显示面板62组成，其中，玻璃盖板61起到保护显示屏本体60的作用，显示面板62位于玻璃盖板61之下，提供显示屏本体60的显示功能。首先，显示面板62向上发出的光在手指F和玻璃盖板61的交界面处发生反射，由于手指F的折射率和玻璃相近，而空气的折射率要远小于玻璃，从而指纹谷处的反射光强较大，指纹脊处的反射光强较小，从而向下的反射光整体上会携带指纹信号。随后，反射光穿过显示面板62处到达屏下光学指纹模组40的准直元件，经过准直元件入射进入光传输通路的光线，可以平行于准直元件的光轴，由此，可以衰减其他方向进入的光线，减小图像传感器100相邻感光单元110之间的串扰，提升指纹成像清晰度。

本申请实施例的屏下光学指纹模组，通过设置图像传感器和光传输层，其中，图像传感器具有多个感光单元；光传输层位于显示屏本体下方且覆盖图像传感器，光传输层对应每一感光单元设置有光传输通路，各光传输通路设置有准直元件和出光口。本申请中，准直元件可以将光线保持平行状态，显示屏本体的透射光经过准直元件后可以保持准直特性，从而具有准直特性的光线入射进入光传输通路，沿光传输通路传输至出光口，并从出光口出射至对应的感光单元，可以降低图像传感器相邻感光单元之间的串扰，提升指纹成像清晰度。

作为一种可能的实现方式，光传输通路还可以设置有至少两反射元件，显示屏本体的透射光经准直元件入射进入光传输通路，经至少两反射元件反射后，传输至出光口，从出光口出射至对应的感光单元；其中，在相邻的两个反射元件之间的光传输方向，与准直元件的光轴之间具有夹角。

例如，当每个光传输通路设置有两个反射元件时，参见图7，图7为本申请实施例中光传输通路的结构示意图一。其中，两个反射元件包括反光面相对设置的第一反射元件202和第二反射元件203，第一反射元件202设置于准直元件201的光轴上，第一反射元件202的反光面朝向准直元件201的出光面，且第一反射元件202的反光面与准直元件201的光轴具有夹角；第二反射元件203，设置于垂直出光口所在平面的轴线位置。其中，图7以准直元件为凸透镜进行示例。

由图7可知，准直元件201，例如凸透镜可以将光线进行汇聚，让光线的能量更汇聚，利于后面对光路进行反射整形处理。经过准直元件入射进入光传输通路的光线经第一反射元件202进行第一次反射，反射后的光线落射于第二反射元件203进行第二次反射，出光口01仅通过汇聚整形后的光线，阻隔杂散光线和干扰光线，降低相邻感光单元110之间的串扰，提升指纹成像清晰度。

作为一种可能的实现方式，参见图8，在上述实施例的基础上，该光传输层200具体可以为多层，从显示屏本体下方至图像传感器100顺序排列有第一阻光板210、第一导光板220、第二导光板230和第二阻光板240。

其中，第一阻光板210，设置有开口。

本申请实施例中，第一阻光板210上的开口位置对应指纹信号取样点位置，开口的形状可以为圆形、方形、菱形或其他形状，本申请对此并不做限制。

第一导光板220，靠近第一阻光板210的一面，对应第一阻光板210的开口位置，成型有准直元件；靠近第二导光板230的一面成型有第二反射元件，第二反射元件与准直元件位置错开。

需要说明的是，图8以准直元件为凸透镜进行示例。

第二导光板230，靠近第一阻光板210的一面，对应准直元件位置，成型有第一反射元件；对应第二反射元件位置设置有开口。

第二阻光板240，对应第二导光板230的开口位置，设置有开口且第二阻光板240的开口与相应感光单元110位置对齐。

本申请实施例中，光线R可以通过第一阻光板210的开口，即第一阻光板210用于进行第一次滤光，透过开口位置的光线R，使其进入下层结构，阻隔其他位置的干扰光线。第一导光板220和第二导光板230共同实现导光的作用，对光路进行汇聚和整形。第二阻光板240用于进行第二次滤光，阻隔杂散光线和干扰光线，仅透过经第一导光板220和第二导光板230汇聚整形后的光线。图像传感器100用来实现指纹成像，每个感光单元110收集对应的经过第一阻光板210、第一导光板220、第二导光板230和第阻光板240后的光线进行光电转换，得到指纹图像。

具体地，显示屏本体的透射光到达第一阻光板210，第一阻光板210上的开口透过指纹信号取样点位置的光线R，阻隔其他位置的干扰光线和杂散光线。透过第一阻光板210的光线R经过第一导光板220的准直元件进行光线的汇聚，可以让透过第一阻光板210的光线能量更汇聚，利于后面对光路进行反射整形处理。光线R在经过第一导光板220的准直元件后落射于第二导光板230的第一反射元件，在该第一反射元件上进行第一次反射，反射后的光线落射于第一导光板220的第二反射元件进行第二次反射。在第一导光板220的第二反射元件进行反射后的光线通过第二导光板230的开口，以及第二阻光板240的开口，到达下方对应的感光单元110。其中，第二阻光板240用于透过经过第一导光板220和第二导光板240汇聚整形后的光线，阻隔光路在第一导光板220和第二导光板240汇聚整形过程中产生的杂散光线和干扰光线，可以减小相邻感光单元之间的串扰。

图8中每个光传输通路横截图的放大图可以如图9所示，第一阻光板210的开口210_1和第一导光板220的准直元件201的位置(中轴线)对齐，使得经过第一阻光板210的开口210_1的光线中轴，对准第一导光板220的准直元件201的光轴。第一导光板220的准直元件201、第二导光板230的第一反射元件202、第一导光板220的第二反射元件203、第二导光板230的开口230_1和第二阻光板240的开口240_1的相对位置对齐，使得在经过第二导光板230的第一反射元件和第一导光板220的第二反射元件反射后的光线的光轴，对准第二导光板230的开口230_1和第二阻光板240的开口240_1中轴。需要说明的是，本申请仅对第二导光板240的开口240_1和第二阻光板240的开口240_1的位置做中轴位置对齐要求，而对其形状和相对大小关系不做限定。

作为一种示例，第二导光板230的第一反射元件202和第一导光板220的第二反射元件203的形状可以如图10所示，但实际应用时，不限定第一反射元件202和第二反射元件203的形状，仅对图8和图9中第二导光板230的第一反射元件、第一导光板220的第二反射元件、第一导光板220的准直元件、第二导光板230的开口和第二阻光板的开口的相对对准位置做限定。

图8和图9中，准直元件、第一反射元件和第二反射元件、第一阻光板和第二阻光板开口设置的配合结构，可以实现显示屏本体的透射光的光线汇聚和光路折叠的作用。这种光线汇聚可以实现类准直的效果，使得光传输通路只能接收平行于准直元件的光轴的光线，而衰减其他方向进入的光线，减小了相邻光传输通信之间的串扰，提升了指纹成像清晰度。同时，光路折叠减小了屏下光学指纹模组的Z向光路长度，减小了模组的整体厚度，不占据电子设备的内部空间(电池空间)，从而可以实现在电子设备上的大面积应用，符合目前的大面积指纹解锁应用需求。

作为一种示例，第一阻光板210、第一导光板220、第二导光板230、第二阻光板240和图像传感器100的平面特征示意图分别如图11至15所示。如图11所示，第一阻光板210整体采用不透光(或者吸光)的材料做成，仅在对应的指纹信号采样点位置做开孔或开口210_1来进行透光。其中，图10仅以开口210_1的形状为圆形示例，实际应用时，本申请对第一阻光板210的开口210_1的形状并不做限制。

如图12所示，第一导光板220整体采用透光介质做成，在相应的位置有准直元件201结构和第二反射元件203结构。其中，实线框圆形表示第一导光板220正面的准直元件201结构，但此处不限定准直元件201的形状，可以是圆形凸透镜，也可以是方形凸透镜，或者是其他形状的凸透镜；斜线填充的虚线框圆形表示第一导光板220背面的第二反射元件面203结构，但此处不限定第二反射元件203的形状。

如图13所示，第二导光板230整体采用透光介质做成，在相应的位置有第二导光板230的第一反射元件202结构和第二导光板的开口230_1结构。其中，斜线填充的圆形实线框表示第二导光板230正面的第一反射元件202结构，但此处不限定第一反射元件202的形状，仅对第二导光板230的第一反射元件202、第一导光板220的第二反射元件203、第一导光板220的准直元件201、第二导光板230的开口230_1和第二阻光板240的开口240_1的相对对准位置做限定；圆形实线框表示第二导光板230的开口230_1结构，但此处也不限定其形状，而仅对第一反射元件202、第二反射元件203、准直元件201和第二导光板230的开口230_1、第二阻光板240的开口240_1相对对准位置做出限定。

如图14所示，第二阻光板240整体采用不透光(或者吸光)的材料做成，仅在相应位置做开口240_1来进行透光。其开口240_1的位置由第二导光板240的第一反射元件202、第一导光板220的第二反射元件203、第一导光板220的准直元件201、第二导光板230的开口230_1和第二阻光板240的开口240_1的相对位置决定，这里不限定第二阻光板240的开口240_1的形状。

如图15所示，灰色正方形表示图像传感器100的感光单元110结构，图8中的一个光传输通路对应一个感光单元110，感光单元110的尺寸可以大于第二阻光板240开口240_1的大小，以实现充分采集光信号，提升指纹图像的质量。需要说明的是，本申请中对图像传感器100的感光单元110的形状并不做限定。

需要说明的是，现有技术中，如图1中的屏下光学指纹终端存在模组尺寸较厚，即图1中的模组底端到显示屏底端距离L较大的问题。具体地，由于现有的屏下光学指纹终端采用CMOS摄像头模组(CMOS Camera Module，简称CCM)结构，模组中的光学透镜22需要和终端显示屏本体10底端以及图像传感器23顶端保持一定的物距和像距以满足光学成像需求，这就使得屏下光学指纹模组的底端和显示面板12底端需要保持一定的距离，从而现有屏下光学指纹终端的Z向尺寸较大(Z方向定义如下图2所示，表示垂直于终端显示屏本体向外的方向)。较大Z向尺寸会压缩采用该技术的终端的电池空间，从而造成电池容量减小，终端续航变差，有悖于目前用户对终端长续航的需求。

而本申请采用如图8和图9所示的屏下光学指纹模组结构，其中，屏下光学指纹模组采用1:1的放大比例进行光学成像，不需要使用传统结构的大尺寸光学透镜，和传统结构相比，屏下光学指纹模组整体尺寸较小。其中，屏下光学指纹模组采用两层阻光板滤除杂散光线和干扰光线，减小图像传感器相邻感光单元之间的串扰。通过两层导光板对入射到屏下光学指纹模组的光线做汇聚整形处理，提高了屏下光学指纹模组的准直特性，同时减小了Z向光路的长度，从而减小了屏下光学指纹模组的整体Z向厚度，使得屏下光学指纹模组所占据的空间更小，从而可以实现大面积的应用。

也就是说，本申请中，屏下光学指纹模组采用第一阻光板、第一导光板、第二导光板和第二阻光板对光传输通路进行汇聚和折叠整形，实现了类准直的效果，使得光传输通信只能接收平行于准直元件光轴的光线，而衰减其他方向进入的光线，从而减小了相邻光传输通路之间的串扰，提升了指纹成像清晰度。同时，光路折叠进一步减小了屏下光学指纹模组的Z向光路长度，减小了屏下光学指纹模组的整体厚度，使得屏下光学指纹模组整体尺寸更加轻薄，适合于电子设备中的大面积应用，符合目前的大面积指纹解锁应用需求。

作为另一种可能的实现方式，参见图16，在上述图4至图7所示实施例的基础上，该光传输层200具体可以为多层，从显示屏本体下方至图像传感器100顺序排列有第三阻光板210’、第三导光板220’和第四阻光板230’。

其中，第三阻光板210’，设置有开口。

本申请实施例中，第三阻光板210’上的开口位置对应指纹信号取样点位置，开口的形状可以为圆形、方形、菱形或其他形状，本申请对此并不做限制。

第三导光板220’，靠近第三阻光板210’的一面，成型有准直元件和第二反射元件，准直元件与第二反射元件之间具有间隔；其中，准直元件，位于对应第三阻光板210’的开口位置。

需要说明的是，图16以准直元件为凸透镜进行示例。

第三导光板220’，靠近第四阻光板230’的一面，对应准直元件位置，成型有第一反射元件。

第四阻光板230’，对应第二反射元件位置，设置有与相应感光单元位置对齐的开口。

相对于图8而言，该实施例是将第一导光板220和第二导光板230上的微观结构(准直元件、第一反射元件和第二反射元件)做在同一层导光板中，本申请记为第三导光板220’。如图16所示，在第三导光板220’靠近第三阻光板210’的一面，即第三导光板220’的正面做准直元件和第二反射元件结构，在第三导光板220’靠近第四阻光板230’的一面，即第三导光板220’的背面做第一反射元件结构，而第三阻光板210’和图8中的第一阻光板210结构一致，第四阻光板230’和第二阻光板240结构一致，其实现原理类似，此处不做赘述。图16中每个光传输通路横截图的放大图可以如图17所示。

如图16和17所示，显示屏本体的透射光经过第三阻光板210’上的开口210’_1后到达第三导光板220’上的准直元件201，光线R经过准直元件201汇聚后在第三导光板220’的第一反射元件202进行反射，反射光落射于第三导光板220’的第二反射元件203上进行第二次反射。经过第三导光板220’第二反射元件203反射的光线向下穿过第四阻光板230’的开口230’_1后到达图像传感器100的感光单元110，进行光电转换得到指纹图像。

作为一种示例，第三导光板220’靠近第三阻光板210’的一面，即第三导光板220’的正面220’_A的平面图可以如图18所示，具有准直元件201和第二反射元件203两个特征，而第三导光板220’靠近第四阻光板230’的一面，即第三导光板220’的背面220’_B的平面图可以如图19所示，具有第一反射元件202这一个特征。

本申请采用如图16和17所示的屏下光学指纹模组结构，其中，屏下光学指纹模组采用两层阻光板滤除杂散光线和干扰光线，减小图像传感器相邻感光单元之间的串扰。通过一层导光板对入射到屏下光学指纹模组的光线做汇聚整形处理，提高了屏下光学指纹模组的准直特性，同时减小了Z向光路的长度，从而减小了屏下光学指纹模组的整体Z向厚度，使得屏下光学指纹模组所占据的空间更小，从而可以实现大面积的应用。

也就是说，本申请中，屏下光学指纹模组采用第三阻光板、第三导光板和第四阻光板对光传输通路进行汇聚和折叠整形，实现了类准直的效果，使得光传输通信只能接受平行于准直元件光轴的光线，而衰减其他方向进入的光线，从而减小了相邻光传输通路之间的串扰，提升了指纹成像清晰度。同时，光路折叠进一步减小了屏下光学指纹模组的Z向光路长度，减小了屏下光学指纹模组的整体厚度，使得屏下光学指纹模组整体尺寸更加轻薄，适合于电子设备中的大面积应用，符合目前的大面积指纹解锁应用需求。

作为又一种可能的实现方式，参见图20，在上述图4至图7所示实施例的基础上，该光传输层200具体可以为多层，从显示屏本体下方至图像传感器100顺序排列有第四导光板210”、第五阻光板220”和第六阻光板230”。

其中，第四导光板210”，靠近显示屏本体一面成型有准直元件。

需要说明的是，图20以准直元件为凸透镜进行示例。

第五阻光板220”，对应准直元件位置设置有开口；靠近第六阻光板230”的一面成型有第二反射元件。

第六阻光板230”，靠近第五阻光板220”的一面对应第五阻光板220”的开口位置成型有第一反射元件，对应第二反射元件位置设置有开口。

相对于图8而言，该实施例是将准直元件结构独立出来，单独做在导光板上，本申请中记为第四导光板210”。如图20所示，在阻光板的反射凸台上做反射涂层，使得第五阻光板220”和第六阻光板230”同时实现阻光和光路折叠整形的功能。图20中每个光传输通路横截图的放大图可以如图21所示。

如图20和21所示，显示屏本体的透射光经过第四导光板210”的准直元件201进行汇聚整形后，通过第五阻光板220”的开口220”_1进行第一次滤光，滤除相邻感光单元位置的干扰光线。光线R通过第五阻光板220”的开口220”_1后落射于第六阻光板230”反射凸台230”_a上的第一反射元件202，在第一反射元件202上进行第一次反射。反射后的光线到达第五阻光板220”反射凸台220”_a上的第二反射元件203进行第二次反射。光线在第二反射元件203上反射后通过第六阻光板230”的开口230”_1到达下方的图像传感器100的感光单元110进行光电转换，得到指纹图像。

作为一种示例，第四导光板210”的平面图可以如图22所示，上面具有准直元件201这一个特征。

本申请中，第五阻光板220”的第二反射元件203和第六阻光板230”的第一反射元件202，可以通过涂覆的方法做在对应的两个阻光板上，使得阻光板在实现阻光的作用同时，实现了光路折叠整形的作用。

作为一种可能的实现方式，为了实现滤除第一次反射中产生的杂散光线，可以在第五阻光板220”和第六阻光板230”上设置凸起。具体地，参见图23，在图21所示实施例的基础上，可以在第五阻光板220”，靠近第六阻光板的一面，位于开口边缘与第二反射元件之间，设置有第一凸起221”。

第六阻光板230”，靠近第五阻光板220”的一面，对应第一凸起221”位置设置有第二凸起231”。

其中，第一凸起221”和第二凸起231”之间具有间隙，以形成透光口。

本申请实施例中，显示屏本体的透射光经过第四导光板210”的准直元件进行汇聚整形后，通过第五阻光板220”的开口进行第一次滤光，滤除相邻感光单元位置的干扰光线。光线通过第五阻光板220”的开口220”_1后落射于第六阻光板230”反射凸台230”_a上的第一反射元件202，在第一反射元件202上进行第一次反射。反射后的光线穿过第五阻光板220”的第一凸起221”和第六阻光板230”的第二凸起231”之间的开缝230”_1，到达第五阻光板220”反射凸台220”_a上的第二反射元件203进行第二次反射。由此，可以对整形中的光线进行第二次滤光，滤除第一次反射中产生的杂散光线。

作为另一种可能的实现方式，为了实现对相邻感光单元之间进行阻光隔离，进一步减小相邻感光单元之间的串扰，还可以在第五阻光板220”或者第六阻光板230”上设置用于隔离相邻传输通路中光线的第三凸起。

作为一种示例，参见图24，在23所示实施例的基础上，还可以在第五阻光板220”，靠近第六阻光板230”的一面，设置有用于隔离相邻传输通路中光线的第三凸起222”。由此，可以实现对每个感光单元进行阻光隔离，进一步减小相邻感光单元之间的串扰。

进一步地，为了实现避免相邻感光单元之间的串扰，对每个感光单元进行完全的阻光隔离，在图24所示实施例的基础上，第三凸起222”可以延伸至第六阻光板230”表面，包围第一反射元件202和第二反射元件203。

作为另一种示例，参见图25，在23所示实施例的基础上，还可以在第六阻光板230”，靠近第五阻光板220”的一面，设置有用于隔离相邻传输通路中光线的第三凸起232”。由此，可以实现对每个感光单元进行阻光隔离，进一步减小相邻感光单元之间的串扰。

进一步地，为了实现避免相邻感光单元之间的串扰，对每个感光单元进行完全的阻光隔离，在图25所示实施例的基础上，第三凸起可以延伸至第五阻光板220”表面，包围第一反射元件202和第二反射元件202。

本申请中，凸起和开口的组合应用，可以使得感光单元之间的干扰可以达到最小，减小相邻感光单元之间的串扰的同时，又提升了单个感光单元的灵敏度。

作为一种示例，第五阻光板220”的平面图可以如图26所示，上面具有开口220”_1、第一凸起221”、第二反射元件203这三个特征。

作为一种示例，第六阻光板230”的平面图可以如图27所示，上面具有第二凸起231”、第一反射元件202和第三凸起232”、开口230”_1这四个特征。

作为一种可能的实现方式，在图4至图7所示实施例的基础上，可以在第一反射元件202和第二反射元件203之间设置有第一阻光结构，第一阻光结构具有透光口；其中，透光口，位于第一反射元件202和第二反射元件203的连线上，用于透射在第一反射元件202和第二反射元件203之间传输的光线；透光口的孔径小于两个反射面的孔径。由此，通过设置第一阻光结构，可以实现对整形中的光线进行滤光处理，滤除第一次反射中产生的杂散光线。

作为一种示例，参见图28，在图7所示实施例的基础上，可以在第一反射元件202和第二反射元件203之间设置有第一阻光结构204。第一阻光结构204较小的透光口可以实现滤除第一次反射中产生的杂散光线。

作为一种可能的实现方式，为了减小相邻感光单元之间的串扰，在图4所示实施例的基础上，相邻两传输通路之间还可以设置有第二阻光结构，其中，第二阻光结构，用于隔离相邻两传输通路中的光线。

作为一种可能的实现方式，在上述实施例的基础上，各光传输通路设置的出光口的孔径可以小于对应感光单元的孔径，由此，通过较大孔径的感光单元实现充分采集光信号，可以提升指纹图像的质量。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种显示屏组件，其中，该显示屏组件可以包括前述实施例提出的屏下光学指纹模组，以及设置于屏下光学指纹模组上方的显示屏本体。

需要说明的是，前述实施例对屏下光学指纹模组的解释说明也适用于该实施例的显示屏组件，其实现原理类似，此处不做赘述。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种电子设备。

本申请实施例的电子设备，包括前述实施例提出的显示屏组件以及壳体。

其中，壳体包括底板以及设置在底板上的侧壁，底板与侧壁形成一收容空间，与底板相对的顶面设置显示屏组件中的显示屏本体；显示屏组件中的屏下光学指纹模组设置于收容空间。

需要说明的是，前述实施例对屏下光学指纹模组的解释说明也适用于该实施例的电子设备，其实现原理类似，此处不做赘述。

本申请实施例的电子设备，通过设置图像传感器和光传输层，其中，图像传感器具有多个感光单元；光传输层位于显示屏本体下方且覆盖图像传感器，光传输层对应每一感光单元设置有光传输通路，各光传输通路设置有准直元件和出光口。本申请中，准直元件可以将光线保持平行状态，显示屏本体的透射光经过准直元件后可以保持准直特性，从而具有准直特性的光线入射进入光传输通路，沿光传输通路传输至出光口，并从出光口出射至对应的感光单元，可以降低图像传感器相邻感光单元之间的串扰，提升指纹成像清晰度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种屏下光学指纹模组，其特征在于，包括图像传感器和光传输层；

所述图像传感器，具有多个感光单元；

所述光传输层，位于显示屏本体下方且覆盖所述图像传感器，所述光传输层对应每一感光单元设置有光传输通路；各所述光传输通路设置有准直元件和出光口；

其中，所述显示屏本体的透射光经所述准直元件入射进入所述光传输通路，沿所述光传输通路传输至所述出光口，从所述出光口出射至对应的感光单元；

所述光传输通路设置有至少两反射元件；所述至少两反射元件包括反光面相对设置的第一反射元件和第二反射元件；

其中，所述第一反射元件，设置于所述准直元件的光轴上，所述第一反射元件的反光面朝向所述准直元件的出光面，且所述第一反射元件的反光面与所述光轴具有夹角；

所述第二反射元件，设置于垂直所述出光口所在平面的轴线位置；

所述光传输层为多层；

从所述显示屏本体下方至所述图像传感器顺序排列有第一阻光板、第一导光板、第二导光板和第二阻光板；

其中，所述第一阻光板，设置有开口；

所述第一导光板，靠近所述第一阻光板的一面，对应所述第一阻光板的开口位置，成型有所述准直元件；靠近所述第二导光板的一面成型有所述第二反射元件，所述第二反射元件与所述准直元件位置错开；

所述第二导光板，靠近所述第一阻光板的一面，对应所述准直元件位置，成型有所述第一反射元件；对应所述第二反射元件位置设置有开口；

所述第二阻光板，对应所述第二导光板的开口位置，设置有开口且所述第二阻光板的开口与相应感光单元位置对齐；

或者，从所述显示屏本体下方至所述图像传感器顺序排列有第三阻光板、第三导光板和第四阻光板；

其中，所述第三阻光板，设置有开口；

所述第三导光板，靠近所述第三阻光板的一面，成型有准直元件和所述第二反射元件，所述准直元件与所述第二反射元件之间具有间隔；其中，所述准直元件，位于对应所述第三阻光板的开口位置；

所述第三导光板，靠近所述第四阻光板的一面，对应所述准直元件位置，成型有所述第一反射元件；

所述第四阻光板，对应所述第二反射元件位置，设置有与相应感光单元位置对齐的开口；

又或者，所述显示屏本体下方至所述图像传感器顺序排列有第四导光板、第五阻光板和第六阻光板；

其中，所述第四导光板，靠近所述显示屏本体一面成型有所述准直元件；

所述第五阻光板，对应所述准直元件位置设置有开口；靠近所述第六阻光板的一面成型有所述第二反射元件；

所述第六阻光板，靠近所述第五阻光板的一面对应所述第五阻光板的开口位置成型有所述第一反射元件，对应所述第二反射元件位置设置有开口。

2.根据权利要求1所述的屏下光学指纹模组，其特征在于，所述显示屏本体的透射光经所述准直元件入射进入所述光传输通路，经所述至少两反射元件反射后，传输至所述出光口，从所述出光口出射至对应的感光单元；其中，在相邻的两个反射元件之间的光传输方向，与所述准直元件的光轴之间具有夹角。

3.根据权利要求1所述的屏下光学指纹模组，其特征在于，

所述第五阻光板，靠近所述第六阻光板的一面，位于开口位置边缘与所述第二反射元件之间，设置有第一凸起；

所述第六阻光板，靠近所述第五阻光板的一面，对应所述第一凸起位置设置有第二凸起；

其中，所述第一凸起和所述第二凸起之间具有间隙，以形成透光口。

4.根据权利要求1所述的屏下光学指纹模组，其特征在于，

所述第五阻光板，靠近所述第六阻光板的一面，设置有用于隔离相邻传输通路中光线的第三凸起。

5.根据权利要求4所述的屏下光学指纹模组，其特征在于，

所述第三凸起延伸至所述第六阻光板表面，包围所述第一反射元件和所述第二反射元件。

6.根据权利要求1所述的屏下光学指纹模组，其特征在于，

所述第六阻光板，靠近所述第五阻光板的一面，设置有用于隔离相邻传输通路中光线的第三凸起。

7.根据权利要求6所述的屏下光学指纹模组，其特征在于，

所述第三凸起延伸至所述第五阻光板表面，包围所述第一反射元件和所述第二反射元件。

8.根据权利要求1所述的屏下光学指纹模组，其特征在于，所述第一反射元件和所述第二反射元件之间设置有第一阻光结构，所述第一阻光结构具有透光口；

其中，所述透光口，位于所述第一反射元件和所述第二反射元件的连线上，用于透射在所述第一反射元件和所述第二反射元件之间传输的光线；所述透光口的孔径小于两个所述反光面的孔径。

9.根据权利要求1所述的屏下光学指纹模组，其特征在于，相邻两传输通路之间设置有第二阻光结构；

所述第二阻光结构，用于隔离相邻两传输通路中的光线。

10.根据权利要求1-9任一项所述的屏下光学指纹模组，其特征在于，

所述出光口的孔径小于对应感光单元的孔径。

11.一种显示屏组件，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的屏下光学指纹模组；

以及，设置于所述屏下光学指纹模组上方的显示屏本体。

12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的显示屏组件，以及包括壳体；

所述壳体，包括底板以及设置在所述底板上的侧壁，所述底板与所述侧壁形成一收容空间，与所述底板相对的顶面设置所述显示屏组件中的显示屏本体；

所述显示屏组件中的屏下光学指纹模组设置于所述收容空间。

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