CN111164611B - 屏下生物特征识别装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种屏下生物特征识别装置和电子设备，能够通过束眼透镜阵列实现诸如指纹、掌纹、人脸等生物特征识别。该屏下生物特征识别装置，适用于具有显示屏的电子设备，包括：束眼透镜阵列，用于设置于显示屏的下方，其中，该束眼透镜阵列包括多个束眼透镜单元，该多个束眼透镜单元中的每个束眼透镜单元包括竖向分布的多层微透镜；图像传感器，设置于该束眼透镜阵列下方；其中，该多个束眼透镜单元中的每个束眼透镜单元用于将该显示屏上目标物体的部分区域按照特定比例正像成像在该图像传感器上，该多个束眼透镜单元在该图像传感器上所成的图像用于拼接，以得到该目标物体的图像。

Description

屏下生物特征识别装置和电子设备
技术领域
本申请涉及生物特征识别领域，并且更具体地，涉及一种屏下生物特征识别装置和电子设备。
背景技术
已公开的屏下光学指纹识别装置技术主要有三种。第一种是基于周期性微孔阵列的屏下光学指纹识别技术，这种方案光能量损失大，且指纹识别装置需要紧贴手机屏；第二种是基于微距透镜的屏下光学指纹识别技术，这种方案的指纹识别装置的厚度通常较厚体积大，指纹识别装置接收的图像强度不均匀；第三种是基于微透镜阵列的屏下指纹识别技术，这种方案的透镜单元过小，可接收的能量较低，曝光时间较长。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种屏下生物特征识别装置和电子设备，相对于周期性微孔阵列的方案来说，可以在不用紧贴屏的情况下，直接安装在电子设备中框，保持与电子设备显示屏的安全距离，同时不影响诸如指纹、掌纹、人脸等的信号量。相对于微透镜的方案，该屏下生物特征识别装置的厚度减薄，且与显示屏分离，可以实现大面积生物特征识别。相对于微透镜阵列的方案，可以避免曝光能量过低和光学分辨率低的问题。因此，本申请实施例的屏下生物特征识别装置通过束眼透镜阵列实现诸如指纹、掌纹、人脸等生物特征识别，同时可以现实超薄化，以及能够使得生物特征识别的成像质量得到了很大的提高。
第一方面，提供了一种屏下生物特征识别装置，适用于具有显示屏的电子设备，包括：
束眼透镜阵列，用于设置于显示屏的下方，其中，所述束眼透镜阵列包括多个束眼透镜单元，所述多个束眼透镜单元中的每个束眼透镜单元包括竖向分布的多层微透镜；
图像传感器，设置于所述束眼透镜阵列下方；
其中，所述多个束眼透镜单元中的每个束眼透镜单元用于将所述显示屏上目标物体的部分区域按照特定比例正像成像在所述图像传感器上，所述多个束眼透镜单元在所述图像传感器上所成的图像用于拼接，以得到所述目标物体的图像。
在一种可能的实现方式中，所述特定比例为μ，0.8≤μ≤1.2。
在一种可能的实现方式中，所述多个束眼透镜单元中的相邻束眼透镜单元在所述图像传感器上的成像存在重叠区域。
在一种可能的实现方式中，所述束眼透镜单元的口径为R1，3μm≤R1≤300μm。
在一种可能的实现方式中，所述束眼透镜单元中靠近所述显示屏的微透镜与靠近所述图像传感器的微透镜之间的距离为D1，0.61mm≤D1≤3mm。
在一种可能的实现方式中，所述多层微透镜中每层微透镜包括至少一片微透镜或者微透镜阵列。
在一种可能的实现方式中，所述多层微透镜中的微透镜的口径为R2，R2≤75μm。
在一种可能的实现方式中，所述多层微透镜中的微透镜为物侧表面和/或像侧表面是球面或者非球面的多边形微透镜。
在一种可能的实现方式中，所述多层微透镜中的微透镜的占空比为50％～100％。
在一种可能的实现方式中，以所述束眼透镜阵列中具有最大口径的一层微透镜的口径作为所述束眼透镜单元的分布周期。
在一种可能的实现方式中，所述束眼透镜单元中的所述多层微透镜对称分布。
在一种可能的实现方式中，所述束眼透镜单元中处于不同层的微透镜的物侧表面具有不同的面型，和/或，所述束眼透镜单元中处于不同层的微透镜的像侧表面具有不同的面型。
在一种可能的实现方式中，所述束眼透镜单元从物侧至像侧依次包括：
第一微透镜，第二微透镜和第三微透镜；
其中，所述第一微透镜物侧表面的曲率半径为k1，所述第一微透镜像侧表面的曲率半径为k2，所述第二微透镜物侧表面的曲率半径为k3，所述第二微透镜像侧表面的曲率半径为k4，所述第三微透镜物侧表面的曲率半径为k5，所述第三微透镜像侧表面的曲率半径为k6，其满足下列条件：k1＝-k6，k2＝k5，k3＝-k4。
在一种可能的实现方式中，0.209≤k1≤0.314，k2为无穷大，0.066≤k3≤0.099。
在一种可能的实现方式中，所述束眼透镜单元中的所述多层微透镜非对称分布。
在一种可能的实现方式中，所述束眼透镜单元中处于不同层的微透镜的物侧表面具有相同的面型，和/或，所述束眼透镜单元中处于不同层的微透镜的像侧表面具有相同的面型。
在一种可能的实现方式中，所述束眼透镜单元从物侧至像侧依次包括：
第一微透镜，第二微透镜和第三微透镜；
其中，所述第一微透镜物侧表面的曲率半径为k1，所述第一微透镜像侧表面的曲率半径为k2，所述第二微透镜物侧表面的曲率半径为k3，所述第二微透镜像侧表面的曲率半径为k4，所述第三微透镜物侧表面的曲率半径为k5，所述第三微透镜像侧表面的曲率半径为k6，其满足下列条件：0.104≤k1≤0.156，k2为无穷大，0.077≤k3≤0.115，k4为无穷大，0.047≤k5≤0.07，k6为无穷大。
在一种可能的实现方式中，所述束眼透镜单元从物侧至像侧依次包括：
第一微透镜，第二微透镜和第三微透镜；
其中，所述第一微透镜物侧表面的曲率半径为k1，所述第一微透镜像侧表面的曲率半径为k2，所述第二微透镜物侧表面的曲率半径为k3，所述第二微透镜像侧表面的曲率半径为k4，所述第三微透镜物侧表面的曲率半径为k5，所述第三微透镜像侧表面的曲率半径为k6，其满足下列条件：0.116≤k1≤0.174，-0.67≤k2≤-0.446，0.068≤k3≤0.102，-0.067≤k4≤-0.045，0.034≤k5≤0.051，k6为无穷大。
在一种可能的实现方式中，所述多层微透镜中的每层微透镜所包括的微透镜与所述图像传感器的像素单元满足一对一或者一对多的对应关系。
在一种可能的实现方式中，所述束眼透镜单元中不同层的微透镜之间设置有支撑结构，以支撑或者固定所述束眼透镜单元中的微透镜，所述支撑结构不影响所述束眼透镜单元在所述图像传感器上成像。
在一种可能的实现方式中，所述多层微透镜中每层微透镜生长在玻璃基底或者塑料基底表面。
在一种可能的实现方式中，所述多层微透镜中的微透镜与所述玻璃基底或者塑料基底之间设置有过渡层，以使所述多层微透镜中的微透镜生长在所述玻璃基底或者塑料基底表面。
在一种可能的实现方式中，所述多层微透镜中的微透镜的边缘区域覆盖有遮光层，以消除杂散光影响。
在一种可能的实现方式中，所述遮光层覆盖所述多层微透镜中的微透镜的边缘区域超过1.5μm。
在一种可能的实现方式中，所述生物特征识别装置还包括：
滤波层，设置于所述显示屏与所述图像传感器之间，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。
在一种可能的实现方式中，所述滤波层生长在所述图像传感器的表面，或者，所述滤波层设置于所述束眼透镜阵列与所述图像传感器之间，或者，所述滤波层设置于所述显示屏与所述束眼透镜阵列之间。
在一种可能的实现方式中，所述生物特征识别装置还包括：
多个微透镜阵列，其中，所述多个微透镜阵列中每个微透镜阵列设置于所述图像传感器的一个像素单元表面，以及所述图像传感器的部分或者全部像素单元表面设置有所述多个微透镜阵列中的微透镜阵列。
在一种可能的实现方式中，所述目标物体为手指、手掌、人脸中的至少一种。
在一种可能的实现方式中，所述生物特征识别装置与所述显示屏之间的距离为D2，50μm≤D2≤1000μm。
第二方面，提供了一种电子设备，包括：显示屏以及第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的生物特征识别装置；
其中，所述生物特征识别装置与所述显示屏之间的距离为D2，50μm≤D2≤1000μm。
在一种可能的实现方式中，所述电子设备还包括：低通滤波器器，所述低通滤波器为用于图像处理的低通滤波器，以消除所述束眼透镜单元光阑对所述束眼透镜单元所成的图像的影响。
在一种可能的实现方式中，所述电子设备还包括：中框，所述屏下生物特征识别装置通过所述中框装配至所述显示屏的下方，以使所述屏下生物特征识别装置与所述显示屏之间的距离为D2。
在本申请实施例中，束眼透镜阵列中的束眼透镜单元能够将显示屏上目标物体的部分区域按照特定比例正像成像在图像传感器上，多个束眼透镜单元在图像传感器上所成的图像用于拼接，以得到目标物体的图像，进而实现对诸如指纹、掌纹、人脸等生物特征信息的采集，同时能够提高成像光束的利用率。
并且通过将束眼透镜单元微型化和阵列化，可以实现在一定距离内的诸如指纹、掌纹、人脸等成像。相对于周期性微孔阵列的方案来说，可以实现与显示屏分离，提高成像光束的利用率，避免垂直方向的光损失，进而可以减少图像传感器的曝光时间。相对于微透镜的方案，该屏下生物特征识别装置也能让整个系统的成像畸变减小，可以实现大面积光学生物特征识别。该屏下生物特征识别装置可以实现正像拼接，实现更好的准直性和成像质量。
同时，图像传感器与束眼透镜阵列采用可分离式装配结构，方便组装，还可以灵活调整两者之间的距离，进而可以得到比直接在图像传感器表面生长微透镜阵列的方案更好的准直性和成像质量。另外，束眼透镜阵列与显示屏存在间隙，可以实现在中框安装固定的方式，因而可以灵活组装，方便更换合适参数的束眼透镜阵列，以达到更好的成像效果。另外，在透明玻璃或者塑料基底中设置遮光层，遮光层覆盖束眼透镜单元中多层微透镜中的微透镜的边缘区域，可以减少环境光、杂散光等对于束眼透镜单元成像的干扰，还可以减少相邻微透镜之间的光信号的串扰，进一步得到更好的成像质量和效果。
附图说明
图1是本申请实施例所适用的电子设备的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种屏下生物特征识别装置的示意性结构图。
图3是本申请实施例提供的一种束眼透镜单元的示意性结构图。
图4是本申请实施例提供的另一种束眼透镜单元的示意性结构图。
图5是本申请实施例提供的另一种束眼透镜单元的示意性结构图。
图6是本申请实施例提供的再一种束眼透镜单元的示意性结构图。
图7是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
随着智能终端步入全面屏时代，电子设备正面指纹采集区域受到全面屏的挤压，因此屏下(Under-display或者Under-screen)生物特征识别技术越来越受到关注。屏下生物特征识别技术是指将屏下生物特征识别装置(比如指纹识别模组)安装在显示屏下方，从而实现在显示屏的显示区域内部进行生物特征识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置生物特征采集区域。
以屏下指纹识别技术为例，屏下指纹识别技术可以包括屏下光学指纹识别技术、屏下超声波指纹识别技术或者其他类型的屏下指纹识别技术。
具体以屏下光学指纹识别技术为例，屏下光学指纹识别技术使用从设备显示组件的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。所述返回的光携带与所述顶面接触的物体(例如手指)的信息，通过捕获和检测所述返回的光实现位于显示屏幕下方的特定光学传感器模块。所述特定光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于捕获和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像。
应理解，本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备，更具体地，可以应用于具有显示屏的电子设备。例如智能手机、笔记本电脑、平板电脑、游戏设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(automated teller machine，ATM)等其他电子设备，但本申请实施例对此并不限定。
还应理解，本申请实施例的技术方案可以进行诸如指纹、掌纹、人脸等生物特征识别，还可以基于上述生物特征进行诸如活体识别等，本申请实施例对此也不限定。
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
需要说明的是，为便于说明，在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。
应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及屏下生物特征识别装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。
以下结合图1阐述本申请实施例可以适用的电子设备1，且以屏下生物特征识别装置为屏下指纹识别装置20为例进行具体阐述，当然其他诸如掌纹、人脸等生物特征识别同样适用于所述电子设备1，本申请实施例对此不作限定。
如图1所示为本申请实施例可以适用的电子设备的结构示意图，所述电子设备1包括显示屏10和屏下指纹识别装置20，其中，所述屏下指纹识别装置20设置在所述显示屏10下方的局部区域。所述屏下指纹识别装置20包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有多个像素单元401的光检测阵列400，所述光检测阵列400所在区域或者其感应区域为所述屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103。如图1所示，所述指纹检测区域103位于所述显示屏10的显示区域之中。在一种替代实施例中，所述屏下指纹识别装置20还可以设置在其他位置，比如所述显示屏10的侧面或者所述电子设备1的边缘非透光区域，并通过光路设计来将所述显示屏10的至少部分显示区域的光信号导引到所述屏下指纹识别装置20，从而使得所述指纹检测区域103实际上位于所述显示屏10的显示区域。
应当理解，所述指纹检测区域103的面积可以与所述屏下指纹识别装置20的感应阵列的面积不同，例如通过例如透镜成像的光路设计、反射式折叠光路设计或者其他光线汇聚或者反射等光路设计，可以使得所述屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103的面积大于所述屏下指纹识别装置20感应阵列的面积。在其他替代实现方式中，如果采用例如光线准直方式进行光路引导，所述屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103也可以设计成与所述屏下指纹识别装置20的感应阵列的面积基本一致。
因此，使用者在需要对所述电子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10的指纹检测区域103，便可以实现指纹输入。由于指纹检测可以在屏下实现，因此采用上述结构的电子设备1无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，从而可以采用全面屏方案，即所述显示屏10的显示区域可以基本扩展到整个电子设备1的正面。
作为一种可选的实现方式，如图1所示，所述屏下指纹识别装置20包括光学组件30和光检测部分40，所述光检测部分40包括所述光检测阵列400以及与所述光检测阵列电性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)，比如光学成像芯片或者光学指纹传感器，所述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像素单元；所述光学组件30可以设置在所述光检测部分40的感应阵列的上方。
在具体实现上，所述光学组件30可以与所述光检测部分40封装在同一个光学指纹部件。比如，所述光学组件30可以与所述光检测部分40封装在同一个光学指纹芯片，也可以将所述光学组件30设置在所述光检测部分40所在的芯片外部，比如将所述光学组件30贴合在所述芯片上方，或者将所述光学组件30的部分元件集成在上述芯片之中。
应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备1还包括透明保护盖板130，所述盖板可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏10的上方并覆盖所述电子设备1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10实际上是指按压在所述显示屏10上方的盖板或者覆盖所述盖板的保护层表面。
另一方面，在某些实施例中，所述屏下指纹识别装置20可以仅包括一个光学指纹传感器，此时屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103的面积较小且位置固定，因此用户在进行指纹输入时需要将手指按压到所述指纹检测区域103的特定位置，否则屏下指纹识别装置20可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。在其他替代实施例中，所述屏下指纹识别装置20可以具体包括多个光学指纹传感器；所述多个光学指纹传感器可以通过拼接方式并排设置在所述显示屏10的下方，且所述多个光学指纹传感器的感应区域共同构成所述屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103。也即是说，所述屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于其中一个光学指纹传感器的感应区域，从而将所述光学指纹模组130的指纹检测区域103可以扩展到所述显示屏的下半部分的主要区域，即扩展到手指惯常按压区域，从而实现盲按式指纹输入操作。可替代地，当所述光学指纹传感器数量足够时，所述指纹检测区域103还可以扩展到半个显示区域甚至整个显示区域，从而实现半屏或者全屏指纹检测。
应当理解，屏下指纹识别装置20的下方还可以设置有电路板150，比如软性电路板(flexible printed circuit，FPC)。屏下指纹识别装置20可以通过背胶粘接在所述电路板150上，并通过焊盘及金属线焊接与所述电路板150实现电性连接。光学指纹识别装置20可以通过电路板150实现与其他外围电路或者电子设备1的其他元件的电性互连和信号传输。比如，屏下指纹识别装置20可以通过电路板150接收电子设备1的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板150将来自屏下指纹识别装置20的指纹检测信号输出给电子设备1的处理单元或者控制单元等。
需要说明的是，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，上述术语可相互替换。
需要注意的是，所述显示屏10为具有自发光显示单元的显示屏时，比如OLED显示屏或者微型发光二极管(Micro Light-Emitting Diode，Micro-LED)显示屏。以采用OLED显示屏为例，所述屏下指纹识别装置20可以利用所述OLED显示屏10位于所述指纹检测区域103的显示单元(即OLED光源)来作为光学指纹检测的激励光源。显示屏10向所述指纹检测区域103上方的目标手指140发出一束光，该光在手指140的表面发生反射形成反射光或者经过所述手指140内部散射而形成散射光，在相关专利申请中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的嵴(ridge)与峪(vally)对于光的反射能力不同，因此，来自指纹嵴的反射光和来自指纹峪的反射光具有不同的光强，反射光经过光学组件30后，被屏下指纹识别装置20中的光检测阵列400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，从而在所述电子设备1实现光学指纹识别功能。
而当所述显示屏10为不具有自发光显示单元的显示屏时，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏，需要采用背光模组作为显示屏10的光源。以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，如图1所示，所述显示屏10包括液晶面板110和背光模组120，所述背光模组用于向所述液晶面板发出光信号，所述液晶面板110包括液晶层以及控制电路，用于控制液晶的偏转以透过光信号。所述电子设备1还可以包括用于光学指纹检测的激励光源160，所述屏下指纹识别装置20设置在所述背光模组120下方，当手指140按压在所述指纹检测区域103时，激励光源160向所述指纹检测区域103上方的目标手指140发出激励光111，该激励光111在手指140的表面发生反射形成指纹嵴141的第一反射光151和指纹峪142的第二反射光152，第一反射光151和第二反射光152需经过液晶面板110和背光模组120后，再经过光学组件30后，被屏下指纹识别装置20中的光检测阵列400所接收并转换为指纹检测信号。
在一种实现方式中，所述屏下指纹识别装置20可以采用周期性微孔阵列将光线传输到感应阵列上，这种方案光能量损失大，传感器曝光时间长，为了获得更好的指纹信号，所述屏下指纹识别装置20需要紧贴手机屏。
在另一种实现方式中，所述屏下指纹识别装置20可以采用微透镜将光线传输到感应阵列上，所述屏下指纹识别装置20的厚度通常较厚、体积较大，所述屏下指纹识别装置20接收的指纹图像强度不均匀。
在再一种实现方式中，所述屏下指纹识别装置20可以采用微透镜阵列将光线传输到感应阵列上，这种方案透镜单元过小，可接收的能量较低，曝光时间较长。
应理解，普通透镜单元系统在实物成实像时，比如手机，单反相机，运动相机成像的时候，均成倒像。束眼透镜阵列是由可以正相成像的微透镜单元阵列形成，可以对物方特定区域进行正像成像。
为了解决上述各种问题，本申请实施例提供了一种生物特征识别装置，该生物特征识别装置可以设置在显示屏下方，通过束眼透镜阵列实现生物特征正像成像在图像传感器上，从而实现生物特征识别，同时可以现实超薄化，以及能够使得生物特征识别的成像质量得到了很大的提高。具体地，如图2所示。
图2是本申请实施例的屏下生物特征识别装置200的示意性结构图，适用于具有显示屏10的电子设备。
需要说明的是，在生物特征为指纹的情况下，所述屏下生物特征识别装置200可以为上述图1中的屏下指纹识别装置20。
具体地，如图2所示，所述屏下生物特征识别装置200可以包括：
束眼透镜阵列210，用于设置于显示屏10的下方，其中，所述束眼透镜阵列210包括多个束眼透镜单元211，所述多个束眼透镜单元211中的每个束眼透镜单元211包括竖向分布的多层微透镜2110；
图像传感器220，设置于所述束眼透镜阵列210下方；
其中，所述多个束眼透镜单元211中的每个束眼透镜单元211用于将所述显示屏10上目标物体的部分区域按照特定比例正像成像在所述图像传感器220上，所述多个束眼透镜单元211在所述图像传感器220上所成的图像用于拼接，以得到所述目标物体的图像。
例如，所述多个束眼透镜单元211中的每个束眼透镜单元211包括竖向分布的2-5层微透镜2110。图2是以所述多个束眼透镜单元211中的每个束眼透镜单元211包括竖向分布的3层微透镜2110为例进行说明，并不对本申请实施例构成限定。
可选地，所述特定比例为μ，0.8≤μ≤1.2。
需要注意的是，在所述特定比例μ小于1的情况下，所述多个束眼透镜单元211在所述图像传感器220上所成的图像可以实现重叠拼接，即所成的图像存在一定的重叠区域。在所述特定比例μ等于1的情况下，所述多个束眼透镜单元211在所述图像传感器220上所成的图像可以实现无缝拼接，即每个束眼透镜单元211用于将所述显示屏10上目标物体的部分区域按照1:1正像成像在所述图像传感器220上，这种情况下的成像效果最佳。在所述特定比例μ大于1的情况下，所述多个束眼透镜单元211在所述图像传感器220上所成的图像可以实现有缝拼接，即所成的图像存在一定的间隔。
在本申请实施例中，束眼透镜阵列210的材料可以是塑料或者玻璃。以及束眼透镜阵列210的生产可以通过热回流工艺、压模、灰度光刻工艺实现。
束眼透镜阵列210与图像传感器220可以通过超薄双面胶框贴固定的方式进行组装。也可以是其他具有粘合性质的粘合剂，只要能够将图像传感器220和束眼透镜阵列210进行框贴固定即可，本实施例不做限定。
在本申请实施例中，所述多个束眼透镜单元211在所述图像传感器220上所成的图像的拼接方式可以是物理拼接。
需要说明的是，本申请实施例所述的显示屏10例如可以是液晶显示屏(LiquidCrystal Display，LCD)，也可以是有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏。
可选地，上述图1中的光学组件30可以包括所述束眼透镜阵列210。
可选地，上述图1中的光检测阵列400可以是所述图像传感器220。
可选地，所述图像传感器220可以是互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器。
可选地，所述目标物体为手指、手掌、人脸中的至少一种。当然，所述目标物体还可以是一些其他的生物特征信息，本申请对此不作限定。
可选地，在本申请实施例中，所述多个束眼透镜单元211中的相邻束眼透镜单元211在所述图像传感器220上的成像存在重叠区域。当然，这一重叠区域会比较小，在能够降低拼接区域的照度不均匀性的前提下，也不会对束眼透镜阵列210中束眼透镜单元211的分布周期造成较大影响。
也就是说，所述多个束眼透镜单元211中的相邻的束眼透镜单元211可以相互在对方的成像区域成像，从而可以降低拼接区域的照度不均匀性。
可选地，所述束眼透镜单元211的口径为R1，3μm≤R1≤300μm。
可选地，在本申请实施例中，以所述束眼透镜阵列210中具有最大口径的一层微透镜的口径作为所述束眼透镜单元211的分布周期。
可选地，如图2所示，所述束眼透镜单元211中靠近所述显示屏10的微透镜与靠近所述图像传感器220的微透镜之间的距离为D1，0.61mm≤D1≤3mm。
可选地，所述多层微透镜2110中每层微透镜包括至少一片微透镜或者微透镜阵列。图2仅以所述多层微透镜2110中每层微透镜包括一片微透镜为例进行说明，并不对本申请构成限定。
可选地，所述多层微透镜2110中的微透镜的口径为R2，R2≤75μm。
需要说明的是，所述多层微透镜2110中的微透镜的口径需要满足生物特征采样需求，例如，在进行指纹采集时，R2通常需要小于或者等于75μm。换句话说，图像传感器220的空间采样周期需要满足生物特征采样需求，例如，在进行指纹采集时，图像传感器220的空间采样周期通常需要小于或者等于75μm。
可选地，所述多层微透镜2110中的微透镜为物侧表面和/或像侧表面是球面或者非球面的多边形微透镜。
上述多边形例如可以是四边形或者六边形，当然也可以是其他多边形。相较于圆形的微透镜，多边形的微透镜在所述束眼透镜单元211中可以具有更大的占空比。例如，当所述多层微透镜2110中的微透镜采用正方形排列方式时，微透镜的占空比可以高达100％。
例如，所述多层微透镜2110中的微透镜为物侧表面为球面的多边形微透镜。又例如，所述多层微透镜2110中的微透镜为物侧表面为非球面的多边形微透镜。又例如，所述多层微透镜2110中的微透镜为像侧表面为球面的多边形微透镜。又例如，所述多层微透镜2110中的微透镜为像侧表面为非球面的多边形微透镜。
上述球面型微透镜例如可以是凸透镜，上述非球面型微透镜例如可以是平面镜。
可选地，所述多层微透镜2110中的微透镜的物侧表面与像侧表面的面型可以相同，也可以不同。所述多层微透镜2110中的微透镜的物侧表面与像侧表面的形状可以相同，也可以不同。
需要说明的是，所述多层微透镜2110中的微透镜的物侧表面可以是靠近显示屏10的那一侧的表面，所述多层微透镜2110中的微透镜的像侧表面可以是靠近图像传感器220的那一侧的表面。
可选地，所述多层微透镜中的微透镜的占空比为50％～100％。即在所述束眼透镜单元211中，每一层的微透镜的占空比可以为50％～100％。在所述束眼透镜单元211中，不同层的微透镜的占空比可以相同，也可以不同。
可选地，在本申请实施例中，所述束眼透镜单元211中的所述多层微透镜2110对称分布。
可选地，所述束眼透镜单元211中处于不同层的微透镜的物侧表面具有不同的面型，和/或，所述束眼透镜单元211中处于不同层的微透镜的像侧表面具有不同的面型。
换句话说，所述束眼透镜单元211中处于不同层的微透镜的物侧表面具有不同的朝向，和/或，所述束眼透镜单元211中处于不同层的微透镜的像侧表面具有不同的朝向。
可选地，在所述束眼透镜单元211中的所述多层微透镜2110对称分布的情况下，所述束眼透镜单元211从物侧至像侧依次可以包括：
第一微透镜51，第二微透镜52和第三微透镜53；
其中，所述第一微透镜51物侧表面的曲率半径为k1，所述第一微透镜51像侧表面的曲率半径为k2，所述第二微透镜52物侧表面的曲率半径为k3，所述第二微透镜52像侧表面的曲率半径为k4，所述第三微透镜53物侧表面的曲率半径为k5，所述第三微透镜53像侧表面的曲率半径为k6，其满足下列条件：k1＝-k6，k2＝k5，k3＝-k4。
可选地，0.209≤k1≤0.314，k2为无穷大(infinity)，0.066≤k3≤0.099。
也就是说，所述第一微透镜51像侧表面和所述第三微透镜53物侧表面可以是非球面型，例如，为平面镜。
例如，如图3所示，束眼透镜单元211从物侧至像侧依次包括：第一微透镜51，第二微透镜52和第三微透镜53，其中，第一微透镜51，第二微透镜52和第三微透镜53对称分布，k1＝-k6，k2＝k5，k3＝-k4，并且，k1＝2.62E-01，k2＝infinity，k3＝8.23E-02，k4＝-8.23E-02，k5＝infinity，k6＝-2.62E-01。在该束眼透镜单元211的成像光路上，具体的光路参数可以如下表1所示。
表1
需要说明的是，H-K9L为玻璃，即显示屏、第一微透镜、第二微透镜、第三微透镜可以是由玻璃材料制备而成，当然，也可以由其他透明材料制备而成，本申请对此不作限定。
可选地，在如图3所示的成像光路中，在A位置和/或B位置可以设置一个平面镜(A位置与B位置分别位于第二微透镜52的两侧)，例如，如图4所示，在A位置设置一个平面镜54。此种情况下，在束眼透镜单元211的成像光路上，具体的光路参数可以如下表2所示。
表2
可选地，在本申请实施例中，所述束眼透镜单元211中的所述多层微透镜2110非对称分布。
可选地，所述束眼透镜单元211中处于不同层的微透镜的物侧表面具有相同的面型，和/或，所述束眼透镜单元211中处于不同层的微透镜的像侧表面具有相同的面型。
换句话说，所述束眼透镜单元211中处于不同层的微透镜的物侧表面具有相同的朝向，和/或，所述束眼透镜单元211中处于不同层的微透镜的像侧表面具有相同的朝向。
可选地，在所述束眼透镜单元211中的所述多层微透镜2110非对称分布的情况下，所述束眼透镜单元211从物侧至像侧依次包括：
第一微透镜51，第二微透镜52和第三微透镜53；
其中，所述第一微透镜51物侧表面的曲率半径为k1，所述第一微透镜51像侧表面的曲率半径为k2，所述第二微透镜52物侧表面的曲率半径为k3，所述第二微透镜52像侧表面的曲率半径为k4，所述第三微透镜53物侧表面的曲率半径为k5，所述第三微透镜53像侧表面的曲率半径为k6，其满足下列条件：0.104≤k1≤0.156，k2为无穷大，0.077≤k3≤0.115，k4为无穷大，0.047≤k5≤0.07，k6为无穷大。
也就是说，所述第一微透镜51像侧表面、所述第二微透镜52像侧表面和所述第三微透镜53像侧表面可以是非球面型，例如，为平面镜，并且，第一微透镜51，第二微透镜52和第三微透镜53像侧表面和物侧表面具有相同的朝向。
例如，如图5所示，束眼透镜单元211从物侧至像侧依次包括：第一微透镜51，第二微透镜52和第三微透镜53，其中，第一微透镜51，第二微透镜52和第三微透镜53像侧表面和物侧表面具有相同的朝向，并且，k1＝1.30E-01，k2＝infinity，k3＝9.57E-02，k4＝infinity，k5＝5.83E-02，k6＝infinity。在该束眼透镜单元211的成像光路上，具体的光路参数可以如下表3所示。
表3
可选地，在所述束眼透镜单元211中的所述多层微透镜2110非对称分布的情况下，可以现实超短的光路设计，例如，屏下光路部分长度小于0.78mm。具体地，所述束眼透镜单元211从物侧至像侧依次包括：
第一微透镜51，第二微透镜52和第三微透镜53；
其中，所述第一微透镜51物侧表面的曲率半径为k1，所述第一微透镜51像侧表面的曲率半径为k2，所述第二微透镜52物侧表面的曲率半径为k3，所述第二微透镜52像侧表面的曲率半径为k4，所述第三微透镜53物侧表面的曲率半径为k5，所述第三微透镜53像侧表面的曲率半径为k6，其满足下列条件：0.116≤k1≤0.174，-0.67≤k2≤-0.446，0.068≤k3≤0.102，-0.067≤k4≤-0.045，0.034≤k5≤0.051，k6为无穷大。
例如，如图6所示，束眼透镜单元211从物侧至像侧依次包括：第一微透镜51，第二微透镜52和第三微透镜53，其中，k1＝1.45E-01，k2＝-5.58E-01，k3＝8.46E-02，k4＝-5.60E-02，k5＝4.24E-02，k6＝infinity，第二微透镜52从物侧至像侧依次由微透镜X和微透镜Y组合而成，微透镜X和微透镜Y的连接面的曲率半径为infinity，第二微透镜52中微透镜X的厚度为1.20E-01mm，微透镜Y的厚度为6.96E-02mm。在该束眼透镜单元211的成像光路上，具体的光路参数可以如下表4所示。
表4
需要说明的是，在本申请实施例中，可以通过改变折射材料、改变透镜曲率半径、使用更多透镜等方式实现本申请实施例。
可选地，在本申请实施例中，所述多层微透镜2110中的每层微透镜所包括的微透镜与所述图像传感器220的像素单元满足一对一或者一对多的对应关系。也就是说，在束眼透镜阵列210下方的所述图像传感器220的像素密度可以根据实际需求灵活设置，或者，可以根据实际需求灵活选取具有特定像素密度的所述图像传感器220。
需要说明的是，每个束眼透镜单元211所对应的所述图像传感器220的像素单元需要满足束眼透镜单元211的成像需求。
可选地，在本申请实施例中，所述束眼透镜单元211中不同层的微透镜之间设置有支撑结构2111，以支撑或者固定所述束眼透镜单元211中的微透镜，所述支撑结构2111不影响所述束眼透镜单元211在所述图像传感器220上成像。
可选地，所述支撑结构2111可以设置于所述束眼透镜单元211的外围区域，仅起到支撑或者固定所述束眼透镜单元211中的微透镜的作用，不会影响所述束眼透镜单元211中的光信号传输，也就不会影响所述束眼透镜单元211在所述图像传感器220上成像。
可选地，在本申请实施例中，所述多层微透镜2110中每层微透镜生长在玻璃基底或者塑料基底表面。
可选地，所述多层微透镜2110中的微透镜与所述玻璃基底或者塑料基底之间设置有过渡层，以使所述多层微透镜2110中的微透镜生长在所述玻璃基底或者塑料基底表面。
可选地，所述多层微透镜2110中的微透镜的边缘区域覆盖有遮光层，以消除杂散光影响。
例如，所述遮光层覆盖所述多层微透镜中的微透镜的边缘区域超过1.5μm。
可选地，所述遮光层可以设置于所述过渡层的上方，也可以设置于所述过渡层的下方，本申请对此不作限定。
可选地，在本申请实施例中，如图2所示，所述生物特征识别装置200还包括：
滤波层230，设置于所述显示屏10与所述图像传感器220之间，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。
可选地，所述滤波层230生长在所述图像传感器220的表面，或者，所述滤波层230设置于所述束眼透镜阵列210与所述图像传感器220之间，或者，所述滤波层230设置于所述显示屏10与所述束眼透镜阵列210之间。
需要说明的是，所述滤波层230可以是一个或多个滤波片或者光学过滤涂层，例如所述滤波层230可以是红外截止滤波片。
可选地，所述滤波层230不限于采用生长工艺进行设置，也可以通过其他工艺设置在图像传感器220的上方，比如蒸镀工艺，本实施例不做限定。
应理解，滤波层230可以用来减少生物特征采集中的不期望的背景光，以提高图像传感器对接收到的光的光学感应。该滤波层230具体可以用于过滤掉环境光波长，例如，近红外光和部分的红光等。又例如，蓝光或者部分蓝光。例如，人类手指吸收波长低于580nm的光的能量中的大部分，如果滤波层230可以设计为过滤波长从580nm至红外的光，则可以大大减少环境光对生物特征采集中的成像效果的影响。
可选地，在本申请实施例中，所述生物特征识别装置200还包括：
多个微透镜阵列240，其中，所述多个微透镜阵列240中每个微透镜阵列设置于所述图像传感器220的一个像素单元表面，以及所述图像传感器220的部分或者全部像素单元表面设置有所述多个微透镜阵列240中的微透镜阵列。
也就是说，在本申请实施例中，可以在所述图像传感器220的部分或者全部像素单元表面设置一个微透镜阵列，增加所述图像传感器220的聚光效果，从而可减小曝光时间。
可选地，在本申请实施例中，如图2所示，所述生物特征识别装置200与所述显示屏10之间的距离为D2，50μm≤D2≤1000μm。也就是说，所述生物特征识别装置200可以设置于所述显示屏10下方50μm～1000μm的地方，满足所述生物特征识别装置200与显示屏10安装的安全距离，不因振动或者跌落而引起显示屏10损坏而造成生物特征识别装置200损坏。
可选地，在本申请实施例中，所述生物特征识别装置200可以固定于所述电子设备的中框上。例如，所述生物特征识别装置200可以固定于手机等电子设备的中框上。
如图7所示，本申请实施例还提供了一种电子设备300，该电子设备300可以包括显示屏10以及上述申请实施例的屏下生物特征识别装置200，其中，所述生物特征识别装置200与所述显示屏10之间的距离为D2，50μm≤D2≤1000μm。
可选地，所述电子设备300还包括：低通滤波器器310，所述低通滤波器310为用于图像处理的低通滤波器，以消除所述束眼透镜单元光阑对所述束眼透镜单元211所成的图像的影响。
可选地，所述电子设备300还包括：中框320，所述屏下生物特征识别装置200通过所述中框320装配至所述显示屏10的下方，以使所述屏下生物特征识别装置200与所述显示屏10之间的距离为D2。
当然，所述电子设备300还可以包括诸如处理器、存储器、电源等其他部件或者模块，本申请对此不作限定。
在本申请实施例中，束眼透镜阵列中的束眼透镜单元能够将显示屏上目标物体的部分区域按照特定比例正像成像在图像传感器上，多个束眼透镜单元在图像传感器上所成的图像用于拼接，以得到目标物体的图像，进而实现对诸如指纹、掌纹、人脸等生物特征信息的采集，同时能够提高成像光束的利用率。
并且通过将束眼透镜单元微型化和阵列化，可以实现在一定距离内的诸如指纹、掌纹、人脸等成像。相对于周期性微孔阵列的方案来说，可以实现与显示屏分离，提高成像光束的利用率，避免垂直方向的光损失，进而可以减少图像传感器的曝光时间。相对于微透镜的方案，该屏下生物特征识别装置也能让整个系统的成像畸变减小，可以实现大面积光学生物特征识别。该屏下生物特征识别装置可以实现正像拼接，实现更好的准直性和成像质量。
同时，图像传感器与束眼透镜阵列采用可分离式装配结构，方便组装，还可以灵活调整两者之间的距离，进而可以得到比直接在图像传感器表面生长微透镜阵列的方案更好的准直性和成像质量。另外，束眼透镜阵列与显示屏存在间隙，可以实现在中框安装固定的方式，因而可以灵活组装，方便更换合适参数的束眼透镜阵列，以达到更好的成像效果。另外，在透明玻璃或者塑料基底中设置遮光层，遮光层覆盖束眼透镜单元中多层微透镜中的微透镜的边缘区域，可以减少环境光、杂散光等对于束眼透镜单元成像的干扰，还可以减少相邻微透镜之间的光信号的串扰，进一步得到更好的成像质量和效果。
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。
应理解，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。
另外，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单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种生物特征识别装置，其特征在于，适用于具有显示屏的电子设备，包括：
束眼透镜阵列，用于设置于显示屏的下方，其中，所述束眼透镜阵列包括多个束眼透镜单元，所述多个束眼透镜单元中的每个束眼透镜单元包括竖向分布的多层微透镜；
所述束眼透镜单元从物侧至像侧依次包括：
第一微透镜，第二微透镜和第三微透镜；
其中，所述第一微透镜物侧表面的曲率半径为k1，所述第一微透镜像侧表面的曲率半径为k2，所述第二微透镜物侧表面的曲率半径为k3，所述第二微透镜像侧表面的曲率半径为k4，所述第三微透镜物侧表面的曲率半径为k5，所述第三微透镜像侧表面的曲率半径为k6，其满足下列条件：k1＝-k6，k2＝k5，k3＝-k4，或
0.104≤k1≤0.156，k2为无穷大，0.077≤k3≤0.115，k4为无穷大，0.047≤k5≤0.07，k6为无穷大，或
0.116≤k1≤0.174，-0.67≤k2≤-0.446，0.068≤k3≤0.102，-0.067≤k4≤-0.045，0.034≤k5≤0.051，k6为无穷大；
图像传感器，设置于所述束眼透镜阵列下方；
其中，所述多个束眼透镜单元中的每个束眼透镜单元用于将所述显示屏上目标物体的部分区域按照特定比例正像成像在所述图像传感器上，所述多个束眼透镜单元在所述图像传感器上所成的图像用于拼接，以得到所述目标物体的图像，所述特定比例为μ，0.8≤μ≤1.2。
2.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述多个束眼透镜单元中的相邻束眼透镜单元在所述图像传感器上的成像存在重叠区域。
3.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述束眼透镜单元的口径为R1，3μm≤R1≤300μm。
4.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述束眼透镜单元中靠近所述显示屏的微透镜与靠近所述图像传感器的微透镜之间的距离为D1，0.61mm≤D1≤3mm。
5.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述多层微透镜中的微透镜的口径为R2，R2≤75μm。
6.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述多层微透镜中的微透镜的占空比为50％～100％。
7.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，0.209≤k1≤0.314，k2为无穷大，0.066≤k3≤0.099。
8.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述多层微透镜中的每层微透镜所包括的微透镜与所述图像传感器的像素单元满足一对一或者一对多的对应关系。
9.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述束眼透镜单元中不同层的微透镜之间设置有支撑结构，以支撑或者固定所述束眼透镜单元中的微透镜，所述支撑结构不影响所述束眼透镜单元在所述图像传感器上成像。
10.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述多层微透镜中每层微透镜生长在玻璃基底或者塑料基底表面。
11.根据权利要求10所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述多层微透镜中的微透镜与所述玻璃基底或者塑料基底之间设置有过渡层，以使所述多层微透镜中的微透镜生长在所述玻璃基底或者塑料基底表面。
12.根据权利要求10所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述多层微透镜中的微透镜的边缘区域覆盖有遮光层，以消除杂散光影响。
13.根据权利要求12所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述遮光层覆盖所述多层微透镜中的微透镜的边缘区域超过1.5μm。
14.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述生物特征识别装置还包括：
滤波层，设置于所述显示屏与所述图像传感器之间，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。
15.根据权利要求14所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述滤波层生长在所述图像传感器的表面，或者，所述滤波层设置于所述束眼透镜阵列与所述图像传感器之间，或者，所述滤波层设置于所述显示屏与所述束眼透镜阵列之间。
16.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述生物特征识别装置还包括：
多个微透镜阵列，其中，所述多个微透镜阵列中每个微透镜阵列设置于所述图像传感器的一个像素单元表面，以及所述图像传感器的部分或者全部像素单元表面设置有所述多个微透镜阵列中的微透镜阵列。
17.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述目标物体为手指、手掌、人脸中的至少一种。
18.根据权利要求1所述的生物特征识别装置，其特征在于，所述生物特征识别装置与所述显示屏之间的距离为D2，50μm≤D2≤1000μm。
19.一种电子设备，其特征在于，包括：显示屏以及
根据权利要求1至17中任一项所述的生物特征识别装置，其中，所述生物特征识别装置与所述显示屏之间的距离为D2，50μm≤D2≤1000μm。
20.根据权利要求19所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：低通滤波器，所述低通滤波器为用于图像处理的低通滤波器，以消除所述束眼透镜单元光阑对所述束眼透镜单元所成的图像的影响。
21.根据权利要求19或20所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：中框，屏下生物特征识别装置通过所述中框装配至所述显示屏的下方，以使所述屏下生物特征识别装置与所述显示屏之间的距离为D2。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111860470A (zh) * 2020-08-27 2020-10-30 宁波舜宇奥来技术有限公司 屏下指纹识别设备与屏下指纹识别方法
TWI781458B (zh) 2020-10-08 2022-10-21 大立光電股份有限公司 光學指紋辨識系統
CN113810578B (zh) * 2021-09-14 2023-07-21 苏州清越光电科技股份有限公司 一种屏下摄像头模块和显示装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6462795B1 (en) * 1999-07-12 2002-10-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Display system having curved microlens array between flat matrix display panel and similarly curved viewing screen
JP2003098595A (ja) * 2001-09-21 2003-04-03 Ricoh Co Ltd 画像表示装置及び画素像縮小方法及び画素像縮小光学構造
CN101959457A (zh) * 2008-03-04 2011-01-26 株式会社理光 个人认证装置和电子装置
EP3089066A1 (en) * 2015-04-29 2016-11-02 Samsung Electronics Co., Ltd Fingerprint information processing method and electronic device supporting the same
CN107040702A (zh) * 2017-04-28 2017-08-11 广东欧珀移动通信有限公司 图像传感器、对焦控制方法、成像装置和移动终端
CN107728240A (zh) * 2017-08-28 2018-02-23 苏州端景光电仪器有限公司 一种用于指纹识别的自聚焦透镜阵列及移动终端
CN108323207A (zh) * 2018-02-06 2018-07-24 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下生物特征识别装置、生物特征识别组件和终端设备
CN108513666A (zh) * 2018-03-22 2018-09-07 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下生物特征识别装置和电子设备
CN108632506A (zh) * 2018-03-21 2018-10-09 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种微透镜阵列成像系统
CN109791612A (zh) * 2018-12-26 2019-05-21 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置和电子设备
JP2019082412A (ja) * 2017-10-31 2019-05-30 株式会社ニコン 撮像装置
CN210052170U (zh) * 2019-06-05 2020-02-11 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下生物特征识别装置和电子设备

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120170072A1 (en) * 2009-09-18 2012-07-05 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
US10083338B2 (en) * 2016-07-25 2018-09-25 Idspire Corporation Ltd. Optical fingerprint sensor with prism module
CN106019613B (zh) * 2016-07-27 2019-03-26 广州弥德科技有限公司 一种指向性背光立体显示装置
CN108241834A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 创智能科技股份有限公司 生物特征辨识装置
CN209168151U (zh) * 2018-12-26 2019-07-26 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置和电子设备

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6462795B1 (en) * 1999-07-12 2002-10-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Display system having curved microlens array between flat matrix display panel and similarly curved viewing screen
JP2003098595A (ja) * 2001-09-21 2003-04-03 Ricoh Co Ltd 画像表示装置及び画素像縮小方法及び画素像縮小光学構造
CN101959457A (zh) * 2008-03-04 2011-01-26 株式会社理光 个人认证装置和电子装置
EP3089066A1 (en) * 2015-04-29 2016-11-02 Samsung Electronics Co., Ltd Fingerprint information processing method and electronic device supporting the same
CN107040702A (zh) * 2017-04-28 2017-08-11 广东欧珀移动通信有限公司 图像传感器、对焦控制方法、成像装置和移动终端
CN107728240A (zh) * 2017-08-28 2018-02-23 苏州端景光电仪器有限公司 一种用于指纹识别的自聚焦透镜阵列及移动终端
JP2019082412A (ja) * 2017-10-31 2019-05-30 株式会社ニコン 撮像装置
CN108323207A (zh) * 2018-02-06 2018-07-24 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下生物特征识别装置、生物特征识别组件和终端设备
CN108632506A (zh) * 2018-03-21 2018-10-09 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种微透镜阵列成像系统
CN108513666A (zh) * 2018-03-22 2018-09-07 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下生物特征识别装置和电子设备
CN109791612A (zh) * 2018-12-26 2019-05-21 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置和电子设备
CN210052170U (zh) * 2019-06-05 2020-02-11 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下生物特征识别装置和电子设备

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