CN111066031A - 屏下指纹识别装置、lcd指纹识别系统和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种屏下指纹识别装置、LCD指纹识别系统和电子设备，屏下指纹识别装置应用于具有液晶显示屏幕和中框的电子设备，屏下指纹识别装置的指纹检测区域至少部分位于液晶显示屏幕的显示区域。屏下指纹识别装置包括检测光源组件、以及位于液晶显示屏幕之下的指纹识别模组；检测光源组件用于以倾斜方式设置在中框上并位于液晶显示屏幕的边缘区域下方，以向指纹检测区域发射探测光，探测光照射到指纹检测区域上方的手指并经手指反射形成携带有指纹信息的指纹检测光，指纹识别模组用于接收透过透光区域的指纹检测光以获取手指的指纹图像，从而实现采用LCD屏幕的电子设备的屏下指纹识别。

Description

屏下指纹识别装置、LCD指纹识别系统和电子设备

技术领域

本申请涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种屏下指纹识别装置、LCD指纹识别系统和电子设备。

背景技术

智能手机进入全面屏时代，手机的屏占比越来越大，屏下指纹识别技术顺势成为潮流。

目前，有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，简称OLED)屏幕手机的光学屏下指纹技术已经进入商用时代。采用OLED屏幕的手机利用OLED屏幕像素自发光作为光源，光线照射到手指形成指纹检测光并返回透过OLED屏幕，被屏幕下方的光学指纹传感器接收，实现指纹图像采集和指纹识别。由于OLED屏幕的成本较高，使得采用OLED屏幕的手机的价格也较高。液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)屏幕具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，被广泛的应用于电视、电脑、手机等电子产品中。

然而，现有的电子产品并无采用LCD屏幕实现屏下指纹识别的功能。

发明内容

本申请提供一种屏下指纹识别装置、LCD指纹识别系统和电子设备，以解决现有电子产品并无采用LCD屏幕实现屏下指纹识别的问题。

第一方面，本申请提供一种屏下指纹识别装置，应用于具有液晶显示屏幕和中框的电子设备，所述屏下指纹识别装置的指纹检测区域至少部分位于所述液晶显示屏幕的显示区域；

所述屏下指纹识别装置包括检测光源组件、以及位于所述液晶显示屏幕之下的指纹识别模组；所述检测光源组件以倾斜方式设置在所述中框内并位于所述液晶显示屏幕的边缘区域下方，以向所述指纹检测区域发射探测光；所述探测光照射到所述指纹检测区域上方的手指并形成携带有指纹信息的指纹检测光，所述指纹识别模组用于接收透过所述液晶显示屏幕的所述指纹检测光以获取所述手指的指纹图像。

在本申请的一种具体实施例中，所述液晶显示屏幕包括背光模组，所述背光模组上形成有用于使所述指纹检测光透过的所述透光区域，所述指纹识别模组位于所述背光模组的所述透光区域之下，以使所述指纹检测光透过所述背光模组传输到所述指纹识别模组。

在本申请的一种具体实施例中，所述探测光或者所述指纹检测光与所述背光模组提供的用于显示画面的背光的波长不同。

在本申请的一种具体实施例中，所述探测光和/或所述指纹检测光为红外光，所述背光模组提供的背光为可见光。

在本申请的一种具体实施例中，所述液晶显示屏幕包括液晶面板和位于所述液晶面板之上的保护盖板，所述检测光源组件位于所述保护盖板的边缘区域的下方且位于所述背光模组的一侧。

在本申请的一种具体实施例中，所述检测光源组件倾斜设置在所述中框的边框内，所述检测光源组件与所述液晶显示屏幕之间的夹角为30°-60°。

在本申请的一种具体实施例中，所述中框的边框内设有用于容纳所述检测光源组件的容纳空间。

在本申请的一种具体实施例中，所述中框的边框的侧壁形成有缺口来作为所述容纳空间，所述缺口位于所述液晶显示屏幕的保护盖板的边缘延伸部的下方，且其在所述侧壁与所述边框的底部之间可以形成一具有倾斜面的斜台结构，所述倾斜面朝向位于所述液晶显示屏幕的指纹检测区域；所述检测光源组件贴合在所述斜台结构的倾斜面或者贴合在所述保护盖板的边缘延伸部的下表面，并位于所述容纳空间之内。

在本申请的一种具体实施例中，所述检测光源组件包括用于发射所述探测光的检测光源组、以及用于固定所述检测光源组的基板，所述基板通过粘结、焊接或者紧固件连接在所述中框上。

在本申请的一种具体实施例中，所述检测光源组包括多个用于发射所述探测光的检测光源，所述检测光源并列排布在所述基板上，和/或，所述检测光源组与所述指纹识别模组平行设置。

在本申请的一种具体实施例中，多个所述检测光源对称分布在所述指纹识别模组的两侧，且所述检测光源组与所述指纹识别模组中心的垂直距离小于等于20mm。

在本申请的一种具体实施例中，所述检测光源组件还包括用于与所述检测光源组电连接的第一电路板，所述第一电路板位于所述检测光源组和所述基板之间。

在本申请的一种具体实施例中，所述指纹识别模组与所述中框的底板固定；其中，所述中框的底板在与所述指纹识别模组的相对区域设有第一开孔，所述第一开孔用于使透过所述背光模组的所述指纹检测光透过所述中框传输至所述指纹识别模组，其中，所述中框包括设置所述底板边缘区域的边框。

在本申请的一种具体实施例中，所述背光模组包括用于可使所述指纹检测光透过的光学膜片、以及用于支撑所述光学膜片的钢板，所述指纹识别模组设置在所述钢板的下方，且所述钢板在与所述指纹识别模组的相应区域设有第二开孔，所述第二开孔用于使透过所述光学膜片的所述指纹检测光透过所述钢板传输至所述指纹识别模组；其中，所述第二开孔与所述透光区域相对应。

在本申请的一种具体实施例中，所述指纹识别模组中指纹传感器与所述背光模组下表面之间的距离为150um-3000um。

在本申请的一种具体实施例中，还包括与所述指纹识别模组电连接的第二电路板，所述指纹识别模组通过所述第二电路板设在所述电子设备的主板上。

第二方面，本申请提供一种液晶显示屏指纹识别系统，应用于具有中框的电子设备，包括液晶显示屏幕、以及如上所述的屏下指纹识别装置，所述屏下指纹识别装置的指纹检测区域至少部分位于所述液晶显示屏幕的显示区域；

所述屏下指纹识别装置包括检测光源组件、以及位于所述液晶显示屏幕之下的指纹识别模组；所述检测光源组件以倾斜方式设置在所述中框上并位于所述液晶显示屏幕的边缘区域下方，以向所述指纹检测区域发射探测光；所述探测光照射到所述指纹检测区域上方的手指并形成携带有指纹信息的指纹检测光，所述指纹识别模组用于接收透过所述液晶显示屏幕的所述指纹检测光。

在本申请的一种具体实施例中，所述液晶显示屏幕在所述非显示区域靠近所述检测光源组件的一面设有遮挡层，所述遮挡层采用对所述探测光和/或所述指纹检测光具有透过性的材料制备而成。

在本申请的一种具体实施例中，所述探测光和/或所述指纹检测光为红外光，所述遮挡层为红外透视油墨。

在本申请的一种具体实施例中，所述中框用于支撑容纳所述液晶显示屏幕，所述液晶显示屏幕与所述中框之间设有屏下缓冲区域，所述屏下缓冲区域内填充有缓冲材料。

第三方面，本申请提供一种电子设备，电子设备包括中框，以及上述任意一项所述的液晶显示屏指纹识别系统。

本申请提供的屏下指纹识别装置、LCD指纹识别系统和电子设备中，通过将检测光源组件以倾斜方式设在中框上用于发射探测光，探测光照射到指纹检测区域上方的手指并形成携带有指纹信息的指纹检测光，指纹识别模组位于液晶显示屏幕之下，并用于接收透过透光区域的指纹检测光以获取手指的指纹图像，从而实现采用LCD屏幕的电子设备的屏下指纹识别，进而解决现有技术电子产品并无采用LCD屏幕实现屏下指纹识别的功能，填补了现有电子产品中采用LCD屏幕实现屏下指纹识别的空白。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种装配有屏下指纹识别装置的手机的局部分解示意图；

图2为本申请实施例提供的一种装配有屏下指纹识别装置的手机的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种装配有屏下指纹识别装的手机的局部结构示意图；

图4是本申请本实施例提供的检测光源组件的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种指纹识别模组的分解示意图。

附图标记说明：

手机-100；液晶显示屏幕-10；显示模组-11；保护盖板-111；显示区域-112；非显示区域-113；背光模组-12；光学膜片-121；钢板-122；第二开孔-1221；遮挡层-13；屏下指纹识别装置-20；检测光源组件-21；检测光源组-211；检测光源-2111；基板-212；指纹识别模组-22；指纹传感器-221；红外截止滤光片-222；光学元件-223；第二电路板-224；中框-30；第一开孔-31；边框-32；底板-33；容纳空间-321；斜台结构-322；主板-40；屏下缓冲区域-50。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

目前，OLED屏幕手机的光学屏下指纹技术已经进入商用时代。采用OLED屏幕的手机利用OLED屏幕像素自发光作为光源，光线照射到手指形成指纹检测光并返回透过OLED屏幕，被屏幕下方的光学指纹传感器接收，实现指纹图像采集和指纹识别。由于OLED屏幕的成本较高，使得采用OLED屏幕的手机的价格也较高。LCD屏幕具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，被广泛的应用于电视、电脑、手机等电子产品中。然而，现有技术中的电子产品中并无采用LCD屏幕实现屏下指纹检测的功能。

为此，本申请提供一种屏下指纹识别装置、LCD指纹识别系统和电子设备，以实现LCD屏下光学指纹检测。

本申请实施例提供一种应用于电子设备的屏下指纹识别装置和液晶显示屏幕指纹识别系统，其中，终端设备可以包括但不限于采用液晶显示屏幕的手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪、指纹锁等电子产品或部件。终端设备包括液晶显示屏幕、中框、以及本申请实施例提供的屏下指纹识别装置或者液晶显示屏幕指纹识别系统。

下面本实施例以采用液晶显示屏幕的手机的应用场景为例，对本申请的屏下指纹识别装置和液晶显示屏幕指纹识别系统做进一步阐述。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种装配有屏下指纹识别装置的手机的局部分解示意图，图2为本申请实施例提供的一种装配有屏下指纹识别装置的手机的结构示意图，图3是本申请实施例提供的一种装配有屏下指纹识别装置的手机的局部结构示意图，图4是本申请本实施例提供的检测光源组件的结构示意图，图5是本申请实施例提供的一种指纹识别模组的分解示意图。

参考图1至图5所示，本申请实施例提供一种屏下指纹识别装置，应用于具有液晶显示屏幕10和中框30的手机100，中框30可以用于收容支撑液晶显示屏幕10，以使液晶显示屏幕10的至少部分位于中框30内，屏下指纹识别装置20的指纹检测区域至少部分位于液晶显示屏幕10的显示区域112；

屏下指纹识别装置20包括检测光源组件21、以及位于液晶显示屏幕10之下的指纹识别模组22；检测光源组件21以倾斜方式设置在中框30上并位于液晶显示屏幕10的边缘区域下方，以向指纹检测区域发射探测光；探测光照射到指纹检测区域上方的手指并经手指形成携带有指纹信息的指纹检测光，其中，指纹检测光可以是检测光源组件21发出的探测光在手指发生反射或散射形成的，也可以是探测光进入手指并从手指表面透射形成的；指纹识别模组22用于接收透过透光区域的指纹检测光以获取手指的指纹图像。

需要说明的是，本实施例中，参考图1至图2所示，手机100可以包括液晶显示屏幕10和后盖(在图中未标示)，中框30安装在液晶显示屏幕10和后盖之间，且液晶显示屏幕10位于中框30内。具体的，手机100内部的其他部件，如手机100的主板40(即电路板)和电池等可以安装在中框30上。具体的，中框30与液晶显示屏幕10和后盖的连接方式可以为卡接、粘结或者通过紧固件连接，在本实施例中，中框30可以包括底板33和位于底板33边缘的边框32，边框32可以从底板33边缘垂直延伸而成多个侧壁，多个侧壁与底板33配合形成收容空间，用于收容并支撑液晶显示屏幕10。

具体的，本实施例中，参考图1和图2所示，液晶显示屏幕10的显示区域112为液晶显示屏幕10或者手机100上用于显示画面的区域。屏下指纹识别装置的指纹检测区域至少部分位于液晶显示屏幕10的显示区域112，在实现屏下指纹识别的基础上，以增大液晶显示屏幕10上显示区域112的面积，从而获得较好的用户体验度。其中，指纹检测区域可以具体为供用户进行手指按压以实现指纹输入操作的区域。

具体地，检测光源组件21倾斜设在中框30上并位于液晶显示屏幕10的边缘区域下方，可以实现以侧面打光方式向液晶显示屏幕10上方的手指发射探测光，一方面探测光可以通过倾斜角度进入手指并从手指表面透射出来形成指纹检测光，提高指纹检测光所携带的指纹信息，另一方面探测光不会受到液晶显示屏幕10的液晶面板和背光模组的衰减和影响，可以增强在手指形成的指纹检测光，从而提高指纹识别或者指纹检测的效果。

本实施例中，通过将检测光源组件21倾斜设在中框30上用于发射探测光，探测光照射到指纹检测区域上方的手指并形成携带有指纹信息的指纹检测光，指纹识别模组22位于液晶显示屏幕10之下，用于接收透过透光区域的指纹检测光以获取手指的指纹图像，从而实现采用LCD屏幕的电子设备的屏下指纹识别，进而解决现有技术电子产品并无采用LCD屏幕实现屏下指纹识别的功能，填补了现有电子产品中采用LCD屏幕实现屏下指纹识别的空白。

液晶显示屏幕10一般包括显示模组11下方的背光模组12，指纹识别模组22位于背光模组12之下，为保证检测光源组件21发射的探测光以及其照射到手指形成的指纹检测光可以穿过液晶显示屏幕10，背光模组12上形成有用于使指纹检测光透过的透光区域，透光区域可以是指背光模组12的相关光学膜层在探测光和指纹检测光的传输路径形成关于指纹检测光的波段是透光的区域，指纹识别模组22位于背光模组12的透光区域之下，以使指纹检测光透过背光模组12传输到指纹识别模组22。

具体的，本实施例中，透光区域可以为指纹检测光在液晶显示屏幕10的传输路径所对应的区域，且探测光的透射波段覆盖探测光的反射波段，以使探测光及其在手指形成的指纹检测光可以穿透背光模组12的透光区域。

为了避免检测光源组件21发出的探测光对液晶显示屏幕10的显示效果造成干扰，本实施例中，探测光或者指纹检测光与背光模组12提供的用于显示画面的背光的波长不同，也就是说，探测光或者指纹检测光的波段与背光波段不同。因此，本申请实施例的指纹识别模组22不仅能够利用穿过背光模组12的指纹检测光实现屏下光学指纹检测，而且还能降低检测光源2111发出的探测光液晶显示屏幕10的显示效果造成干扰，避免对图像的显示效果产生影响。

进一步的，本实施例中，探测光和/或指纹检测光为红外光或者其他波长位于可见光的波段之外且能够实现指纹识别的光信号，背光模组12提供的背光为可见光，以使用户通过液晶显示屏幕10无法看到或察觉上述用于指纹识别的探测光。在本实施例中，探测光和/或指纹检测光可以包括但不仅限于红外光。

其中，本实施例中，检测光源2111发出的探测光可以为红外光或其他波长位于可见光的波段之外且能够实现指纹识别的光信号，在本实施例中，探测光可以包括但不仅限于红外光。

参考图1至图2所示，检测光源组件21可以位于液晶显示屏幕10的边缘非显示区域下方(比如位于显示模组11的保护盖板111下方)，而指纹识别模组22设置在液晶显示屏幕10的显示区域112下方(比如位于背光模组12下方)。

应理解的是，液晶显示屏幕10上的非显示区域113为液晶显示屏幕10上的不进行显示或者不具有显示功能的区域，比如下巴区域。

具体的，参考图2所示，液晶显示屏幕10包括液晶面板和位于液晶面板之上的保护盖板111，检测光源组件21可以位于保护盖板111的边缘区域的下方且位于背光模组12的一侧。此时，指纹识别模组22和检测光源组件21为分体式结构相较于指纹识别模组22和检测光源组件21的一体式结构，能够减小屏下指纹识别装置20的整体结构尺寸，使得指纹识别模组22和/或检测光源组件21的安装方式更加灵活和多样化。并且，检测光源21设置在保护盖板111的边缘区域的下方，可以实现以侧面打光方式向液晶显示屏幕10上方的手指发射探测光，一方面探测光不会受到液晶面板和背光模组的衰减和影响，可以增强在手指形成的指纹检测光，另一方面探测光可以通过倾斜角度进入手指并从手指表面透射出来形成指纹检测光，提高指纹检测光所携带的指纹信息。

示例性的，参考图2所示，保护盖板111可以相对于背光模组12具有一个边缘延伸部，边缘延伸部可以对应于手机100的下巴区域，其可以用于作为液晶面板(在图中未标示)的走线区域，且检测光源组件21可以设置在保护盖板111的边缘延伸部(即边缘区域)的下方，并与液晶面板和背光模组12并排设置(即不相互重叠)且位于液晶面板和背光模组12的一侧；或者，检测光源组件21也可以设置在其他位置，只需保证检测光源组件21发射的探测光能够照射到指纹检测区域上方的手指，且经手指反射或透射形成的指纹检测光能够透过背光模组12的透光区域进入指纹识别模组22即可。

具体的，液晶面板可以为具有触控检测功能的触控液晶面板，保护盖板111设置在液晶面板上方，用于保护该液晶面板并为用户提供手指操作的人机交互界面。

需要说明的是，在实际应用中，可以根据需要对检测光源组件21、背光模组12的透光区域、以及指纹识别模组22之间的相对位置进行调整，但是调整后的检测光源组件21、背光模组12的透光区域、以及指纹识别模组22之间的相对位置，需满足检测光源组件21发射的探测光能够照射到指纹检测区域上方的手指，且经手指反射或透射形成的指纹检测光能够透过背光模组12的透光区域进入指纹识别模组22。

为了便于指纹检测光传输至指纹识别模组22，参考图2所示，检测光源组件21倾斜设置在中框30的边框32内，检测光源组件21与液晶显示屏幕10之间的夹角为30°-60°，使得探测光能够相对于液晶显示屏幕10倾斜射出，便于探测光呈倾斜角度进入手指并从手指表面透射出来形成指纹检测光，提高指纹检测光所携带的指纹信息。

需要说明的是，在实际应用中，可以根据检测光源组件21、指纹识别模组22、以及背光模组12的透光区域的相对位置在上述范围内对探测光与液晶显示屏幕10之间的夹角进行调整。在本实施例中，不再对该夹角作进一步限定。

在一种可能的实现方式中，参考图2所示，中框30的边框32内设有用于容纳检测光源组件21的容纳空间321，检测光源组件21可以设在边框32上且位于容纳空间321内，或者，检测光源组件21可以设在液晶显示屏幕10的非显示区域113的下表面且位于容纳空间32内。其中，检测光源组件21可以通过粘结设在液晶显示屏幕10的非显示区域113的下表面。

示例性的，参考图2所示，容纳空间321可以为中框30在与检测光源组件21相对位置处开设的缺口或者其他能够容纳检测光源组件21的结构，通过将检测光源组件21设在容纳空间321内，能够避免由于检测光源组件21的设置导致手机100的整机结构过厚。

具体的，参考图2所示，为了便于检测光源组件21倾斜设置在中框30内，容纳空间321的底部(即中框30在与检测光源组件21相对位置处)可以具有一定的倾斜角度，以便检测光源组件21倾斜固定在中框30的容纳空间321内。具体地，中框30的边框32靠近手机100的下巴区域(即底部边缘区域)的侧壁可以形成有上述缺口来作为容纳空间321，缺口位于保护盖板111的边缘延伸部的下方，且其在侧壁与边框32的底部之间可以形成一具有倾斜面的斜台结构322。倾斜面朝向液晶显示屏幕10的指纹检测区域，且其倾斜角度可以为30°-60°，比如45°。检测光源组件21可以贴合在斜台结构322的倾斜面或者贴合在保护盖板111的边缘延伸部的下表面，由此实现检测光源组件21倾斜固定在中框30的容纳空间321内。

进一步的，参考图2至图4所示，检测光源组件21包括用于发射探测光的检测光源组211、以及用于固定检测光源组211的基板212，基板212通过粘结、焊接或者紧固件连接在中框30上且与中框30贴合。具体的，检测光源组211可以倾斜设置在中框30内，使得探测光能够相对于液晶显示屏幕10倾斜射出并照射到指纹检测区域上方的手指上，以提高指纹检测光所携带的指纹信息。其中，检测光源组件21与液晶显示屏幕10之间的夹角为30°-60°。

进一步的，参考图3和图4所示，检测光源组211包括多个用于发射探测光的检测光源2111，检测光源2111并列排布在基板212上，和/或，检测光源组211与指纹识别模组22平行设置，使得每个检测光源2111距离指纹识别模组22中心的垂直距离相等。

其中，本实施例中，检测光源组211可以为由多个离散型的检测光源2111固定在基板212上形成的检测光源组211，或者，检测光源组211也可以为由多个检测光源2111集成在一起形成的具有一体化结构的检测光源组211。其中，本实施例中，检测光源2111可以相对于基板212呈对称结构，也就是说，检测光源2111在基板212的两端排布方式呈对称结构；或者，检测光源2111也可以相对于基板212呈非均匀分布在基板212上，即检测光源2111在基板212两端上的分布方式不同。在本实施例中，对于检测光源组211的结构形式并不做进一步限定。

具体的，检测光源2111可以为红外光源，其发出的探测光均为红外光，因此探测光照射到手指并在手指反射、散射或透射形成的指纹检测光也为红外光。示例性的，检测光源2111可以为红外灯、红外的垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface EmittingLaser，简称VCSEL)、红外的激光二极管(Laser Diode)等红外光源，在本实施例中，对于检测光源2111的种类并不做进一步限定。

需要说明的是，本实施例中，利用检测光源2111发出的红外光作为探测光，由于红外光的穿透能力比可见光强，可以更有效地增强穿透液晶显示屏幕10及背光模组12的指纹检测光的信号，从而提高指纹识别效果。

进一步的，参考图3和图4，为了提高指纹识别的效果，多个检测光源2111可以对称分布在指纹识别模组22的两侧，且检测光源组211与指纹识别模组22中心的垂直距离L小于等于20mm，使得检测光源组件21倾斜设置在中框30内时，探测光能够集中照射到指纹检测区域上的手指上，缩短检测光源组211与指纹识别模组22中心的距离，进而缩短探测光和指纹检测光在液晶显示屏幕10上的传输路径，尽可能的降低探测光和指纹检测光在传输过程中的损耗，可以有效的增强指纹检测光传输至指纹识别模组22的信号强度，从而提高指纹识别的效果。示例性的，参考图3和图4，检测光源2111的数量包括但不仅限于4个，2个检测光源2111组成一组分布在指纹识别模组22的两侧。

具体的，检测光源组件21还包括用于与检测光源组211电连接的第一电路板(在图中未标示)，第一电路板位于检测光源组211和基板212之间。其中，第一电路板包括但不仅限于柔性电路板(Flexible Printed Circuit简称：FPC)。为便于实现检测光源组211与第一电路板的电连接，检测光源组件21还包括第一连接器(在图中未标示)，通过第一连接器实现检测光源组211与第一电路板的电连接。

为了实现对指纹识别模组22的固定，参考图2和图5所示，指纹识别模组22可以通过粘结、螺钉锁固或者焊接与中框30的底板33贴合，以使指纹识别模组22位于液晶显示屏幕10之下。为了便于透过背光模组12的指纹检测光透过中框30进入指纹识别模组22，中框30的底板33在与指纹识别模组22的相对区域设有第一开孔31，第一开孔31用于使透过背光模组12的指纹检测光透过中框30传输至指纹识别模组22，其中，中框30包括设置底板33边缘区域的边框32。

具体的，指纹识别模组22可以整体贴合在中框30的下表面且位于第一开孔31的外围区域之下，在中框30的底板35具有一定厚度时，指纹识别模组22可以部分收容到第一开孔31之内，以使指纹识别模组22完全位于液晶显示屏幕10之下，在本实施例中，对于指纹识别模组22的设置方式并不做进一步限定，只要满足指纹检测光能够透过第一开孔31进入指纹识别模组22即可。

其中，第一开孔31的开孔形状及大小可以满足指纹检测光基本可以透过，以避免由于指纹检测光无法正常透过中框30而影响指纹图像的获取，在本实施例中，对于第一开孔31的大小以指纹识别模组22的接收光路为准。

参考图5所示，本实施例中，指纹识别模组22可以包括光学元件223、滤光片222和指纹传感器221，其中，滤光片222位于光学元件223和指纹传感器221之间，光学元件223朝向背光模组12的一侧，光学元件223用于使得透过背光模组12的指纹检测光可以经过光学元件223的光路引导或者光学汇聚并进入指纹传感器221以实现指纹图像的光学成像。指纹传感器221也可以称为光学传感器、图像传感器、光学指纹传感器、光学感应器或指纹检测感应器等，其可以具体包括光学成像芯片，或者具有一定光学叠层的光学成像芯片，其具有用于接收指纹检测光并对指纹检测光进行光电转换的多个光学感应单元的光学感应阵列。滤光片222滤除指纹检测光的波段之外的其他红外光或者干扰光，以消除上述光线进入指纹传感器221对指纹识别造成干扰，从而提高指纹识别的效果。

具体的，滤光片222可以通过贴合在第二电路板224并位于指纹传感器221上方，或者也可以直接通过镀膜方式形成在指纹传感器221的光学感应阵列或者光路引导结构的上方。

示例性的，本实施例中，滤光片222包括但不仅限于红外截止滤光片(IR-CutFilter，简称：IRCF)。第二电路板224包括但不仅限于柔性电路板。

其中，光学元件223可以包括具有至少一个球面或非球面透镜的微距镜头以及用于承载微距镜头的物理组件，物理组件可以包括镜筒或者镜头支架，其设置在第二电路板224上方并与第二电路板224形成一个密闭空间，指纹传感器221及其上方的滤光片222可以设置在上述密闭空间之内，并位于微距镜头的汇聚光路以实现指纹光学成像。

具体的，参考图2所示，背光模组12包括用于可使指纹检测光透过的光学膜片121、以及用于支撑光学膜片121的钢板122，指纹识别模组22设置在钢板122的下方，且钢板122在与指纹识别模组22的相应区域设有第二开孔1221，第二开孔1221用于使透过光学膜片121的指纹检测光透过钢板122传输至指纹识别模组22，其中，第二开孔1221与透光区域相对应。因此，第二开孔1221的开孔形状及大小可以满足指纹检测光可以透过，以避免由于指纹检测光无法正常透过钢板122而影响指纹图像的获取。在本实施例中，对于第二开孔1221的大小以指纹识别模组22的接收光路为准。

进一步的，为了提高指纹识别的效果，本实施例中，指纹传感器221与背光模组12下表面之间的距离为150um-3000um，在实现较好的指纹识别效果的基础上，能够使得手机100的整机厚度不至于过大，因此，本实施例将指纹传感器221与背光模组12下表面(即钢板122的下表面)之间的距离限制在上述范围内。在实际应用中，根据屏下指纹识别装置20不同的应用场景，即随着电子设备的不同，指纹传感器221与背光模组12下表面之间的距离也会随之发生改变，本实施例中，对于指纹传感器221与背光模组12下表面之间的距离并不做进一步限定。

具体的，背光模组12设置在液晶面板下方，用于为液晶面板提供背光源；背光模组12包括背光光源(在图中未标示)，背光光源发出的可见光经过光学膜片121转换为均匀地面光源并照射液晶面板以使其显示画面。

需要说明的是，本实施例中，光学膜片121可以包括反射膜、导光板、增亮膜、匀光膜等，光学膜片121在探测光和指纹检测光的传输光路可以形成有透光区域，其中透光区域可以是对可见光和红外光具有不同光学特性的区域，以使得光学膜片121对背光光源提供的可见光进行正常的光学处理来为显示模组11提供均匀面光源，同时又不会对探测光和指纹检测光采用的红外光造成影响，使得探测光和指纹检测光可以正常穿透光学膜片121而进入指纹识别模组22。

参考图2和图5所示，屏下指纹识别装置20还包括与指纹识别模组22电连接的第二电路板224，指纹识别模组22通过第二电路板224设在电子设备的主板40上，其中，第二电路板224包括但不仅限于柔性电路板(Flexible Printed Circuit简称：FPC)，指纹识别模组22与第二电路板224可以通过导电胶粘结。

本申请提供的屏下指纹识别装置中，将检测光源组件倾斜设在中框上用于发射探测光，位于液晶显示屏幕之下的指纹识别模组用于接收透过液晶显示屏幕的指纹检测光以获取手指的指纹图像，从而实现采用LCD屏幕的电子设备的屏下指纹识别填补了现有电子产品中采用LCD屏幕实现屏下指纹识别的空白。

实施例二

在上述实施例的基础上，本实施例提供一种液晶显示屏指纹识别系统，应用于具有中框30的手机100，包括至少部分位于中框30内的液晶显示屏幕10、以及如上述实施例中的屏下指纹识别装置20，屏下指纹识别装置20的指纹检测区域至少部分位于液晶显示屏幕10的显示区域112；

屏下指纹识别装置20包括设在中框30上的检测光源组件21、以及位于液晶显示屏幕10之下的指纹识别模组22；检测光源组件21用于发射探测光；探测光照射到指纹检测区域上方的手指并经手指反射、散射或透射形成携带有指纹信息的指纹检测光，指纹识别模组22用于接收透过液晶显示屏幕10的指纹检测光。

需要说明的是，液晶显示屏幕10包括显示模组11、背光模组12和屏下指纹识别装置20，其中，显示模组11包括液晶面板和位于液晶面板之上的保护盖板111，其中，液晶面板可以为具有触控检测功能的触控液晶面板，保护盖板111设置在液晶面板上方，用于保护该液晶面板并为用户提供手指操作的人机交互界面。背光模组12设在液晶面板下方，用于为液晶面板提供背光源；背光模组12包括背光光源(在图中未标示)，背光光源发出的可见光经过光学膜片121转换为均匀地面光源并照射液晶面板以使其显示画面。

具体的，本实施例中，屏下指纹识别装置20可以参考上述实施例一种对于屏下指纹识别装置20的描述，在本实施例中，不再对其作进一步赘述。

进一步的，为了避免用户透过液晶显示屏幕10直观的看到屏下指纹识别装置20，参考图2所示，液晶显示屏幕10在非显示区域113靠近检测光源组件21的一面设有遮挡层13，也就是说，在液晶显示屏幕10的非显示区域113的下表面设置有遮挡层13，且该遮挡层13至少用于遮挡屏下指纹识别装置20，以避免用户直观的过液晶显示屏幕10直观的看到屏下指纹识别装置20，提高手机100的美观度和用户体验度。

进一步的，参考图2所示，为了避免由于遮挡层13的设置而影响探测光的透过率，遮挡层13采用对探测光和/或指纹检测光具有透过性的材料制备而成，以确保探测光能够透过液晶显示屏幕10，照射到指纹检测区域上方的手指上，并且经手指反射、散射或透射后的携带有指纹信息的指纹检测光能够透过液晶显示屏幕10并指纹识别模组22接收，以获取指纹信息，从而进行指纹识别或者指纹检测。

作为一种可能的实现方式，本实施例中，探测光和/或指纹检测光可以为红外光，相应的，遮挡层13可以为红外透视油墨或者其他能够使得探测光和/或指纹检测光透过且用于遮挡的材料，在本实施例中，对于遮挡层13并不做进一步限定。

进一步的，参考图2所示，为了对液晶显示屏幕10进行保护，液晶显示屏幕10与中框30之间设有屏下缓冲区域50，屏下缓冲区域50内填充有缓冲材料，通过该缓冲材料填充在液晶显示屏幕10和中框30之间的间隙处，一方面，使得液晶显示屏幕10的背光模组12和中框30之间具有一定的缓冲作用，进而实现对背光模组12的保护；另一方面，通过屏下缓冲区域50的设置，能够避免指纹检测光在屏下缓冲区域50的扩散，使得指纹检测光能够集中传输到指纹识别模组22中，从而提高指纹识别的效果。除此之外，能够对背光模组12和中框30之间的灰尘进行阻挡，降低灰尘进入指纹识别模组22的可能性。

本申请提供的液晶显示屏指纹识别系统中，通过在液晶显示屏幕上设有透光区域，将检测光源组件倾斜设在中框内用于发射探测光，指纹识别模组位于液晶显示屏幕之下，用于接收透过液晶显示屏幕的指纹检测光以获取手指的指纹图像，从而实现采用LCD屏幕的电子设备的屏下指纹识别填补了现有电子产品中采用LCD屏幕实现屏下指纹识别的空白。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (24)

1.一种屏下指纹识别装置，应用于具有液晶显示屏幕和中框的电子设备，其特征在于，所述屏下指纹识别装置的指纹检测区域至少部分位于所述液晶显示屏幕的显示区域；

所述屏下指纹识别装置包括检测光源组件、以及位于所述液晶显示屏幕之下的指纹识别模组；所述检测光源组件用于以倾斜方式设置在所述中框上并位于所述液晶显示屏幕的边缘区域下方，以向所述指纹检测区域发射探测光；所述探测光照射到所述指纹检测区域上方的手指并形成携带有指纹信息的指纹检测光，所述指纹识别模组用于接收透过所述液晶显示屏幕的所述指纹检测光以获取所述手指的指纹图像。

2.根据权利要求1所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述液晶显示屏幕包括背光模组，所述背光模组上形成有用于使所述指纹检测光透过的透光区域，所述指纹识别模组位于所述背光模组的所述透光区域之下，以使所述指纹检测光透过所述背光模组传输到所述指纹识别模组。

3.根据权利要求2所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述探测光或者所述指纹检测光与所述背光模组提供的用于显示画面的背光的波长不同。

4.根据权利要求3所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述探测光和/或所述指纹检测光为红外光，所述背光模组提供的背光为可见光。

5.根据权利要求2所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述液晶显示屏幕包括液晶面板和位于所述液晶面板之上的保护盖板，所述检测光源组件位于所述保护盖板的边缘区域的下方且位于所述背光模组的一侧。

6.根据权利要求5所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述检测光源组件倾斜设置在所述中框的边框内，所述检测光源组件与所述液晶显示屏幕之间的夹角为30°-60°。

7.根据权利要求6所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述中框的边框内设有用于容纳所述检测光源组件的容纳空间。

8.根据权利要求7所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述中框的边框的侧壁形成有缺口来作为所述容纳空间，所述缺口位于所述液晶显示屏幕的保护盖板的边缘延伸部的下方，且其在所述侧壁与所述边框的底部之间可以形成一具有倾斜面的斜台结构，所述倾斜面朝向位于所述液晶显示屏幕的指纹检测区域；所述检测光源组件贴合在所述斜台结构的倾斜面或者贴合在所述保护盖板的边缘延伸部的下表面，并位于所述容纳空间之内。

9.根据权利要求5所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述检测光源组件包括用于发射所述探测光的检测光源组、以及用于固定所述检测光源组的基板，所述基板通过粘结、焊接或者紧固件连接在所述中框上。

10.根据权利要求9所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述检测光源组包括多个用于发射所述探测光的检测光源，所述检测光源并列排布在所述基板上，和/或，所述检测光源组与所述指纹识别模组平行设置。

11.根据权利要求10所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，多个所述检测光源对称分布在所述指纹识别模组的两侧，且所述检测光源组与所述指纹识别模组中心的垂直距离小于等于20mm。

12.根据权利要求9所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述检测光源组件还包括用于与所述检测光源组电连接的第一电路板，所述第一电路板位于所述检测光源组和所述基板之间。

13.根据权利要求2-12中任意一项所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别模组与所述中框的底板固定；其中，所述中框的底板在与所述指纹识别模组的相对区域设有第一开孔，所述第一开孔用于使透过所述背光模组的所述指纹检测光透过所述中框传输至所述指纹识别模组，其中，所述中框包括设置所述底板边缘区域的边框。

14.根据权利要求13所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述背光模组包括用于可使所述指纹检测光透过的光学膜片、以及用于支撑所述光学膜片的钢板，所述指纹识别模组设置在所述钢板的下方，且所述钢板在与所述指纹识别模组的相应区域设有第二开孔，所述第二开孔用于使透过所述光学膜片的所述指纹检测光透过所述钢板传输至所述指纹识别模组；其中，所述第二开孔与所述透光区域相对应。

15.根据权利要求13所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别模组包括滤波片和指纹传感器，所述滤波片设置在所述指纹传感器的上方，用于滤除所述指纹检测光的波段之外的其他红外光或者干扰光，所述指纹传感器包括具有多个光学感应单元的光学感应阵列，用于接收经过所述滤波片的指纹检测光以获得所述手指的指纹图像。

16.根据权利要求15所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述滤波片直接通过镀膜方式形成在所述指纹传感器的光学感应阵列或者光路引导结构的上方。

17.根据权利要求15所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别模组还包括光学元件，所述光学元件包括具有至少一个球面或非球面透镜的微距镜头以及用于承载微距镜头的物理组件，所述物理组件包括镜筒或者镜头支架，其设置在第二电路板上方并与第二电路板形成一个密闭空间，所述指纹传感器及其上方的滤波片可以设置在上述密闭空间之内，并位于所述微距镜头的汇聚光路以实现指纹光学成像。

18.根据权利要求15所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述指纹传感器与所述背光模组下表面之间的距离为150um-3000um。

19.根据权利要求15所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，还包括与所述指纹识别模组电连接的第二电路板，所述指纹识别模组通过所述第二电路板设在所述电子设备的主板上。

20.一种液晶显示屏指纹识别系统，应用于具有中框的电子设备，其特征在于，包括液晶显示屏幕、以及如权利要求1-19中任意一项所述的屏下指纹识别装置，所述屏下指纹识别装置的指纹检测区域至少部分位于所述液晶显示屏幕的显示区域；

所述屏下指纹识别装置包括检测光源组件、以及位于所述液晶显示屏幕之下的指纹识别模组；所述检测光源组件以倾斜方式设置在所述中框内并位于所述液晶显示屏幕的边缘区域下方，以向所述指纹检测区域发射探测光；所述探测光照射到所述指纹检测区域上方的手指并形成携带有指纹信息的指纹检测光，所述指纹识别模组用于接收透过所述液晶显示屏幕的所述指纹检测光。

21.根据权利要求20所述的液晶显示屏指纹识别系统，其特征在于，所述液晶显示屏幕在非显示区域靠近所述检测光源组件的一面设有遮挡层，所述遮挡层采用对所述探测光和/或所述指纹检测光具有透过性的材料制备而成。

22.根据权利要求21所述的液晶显示屏指纹识别系统，其特征在于，所述探测光和/或所述指纹检测光为红外光，所述遮挡层为红外透视油墨。

23.根据权利要求20所述的液晶显示屏指纹识别系统，其特征在于，所述中框用于支撑容纳所述液晶显示屏幕，所述液晶显示屏幕与所述中框之间设有屏下缓冲区域，所述屏下缓冲区域内填充有缓冲材料。

24.一种电子设备，其特征在于，包括中框，以及如权利要求20-23中任意一项所述的液晶显示屏指纹识别系统。

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