CN111213080B - 镜头、指纹识别装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种镜头(40,209,601)、指纹识别装置(200,600)和电子设备(10)，该镜头(40,209,601)包括：从物方到像方依次设置的第一透镜(401)、第二透镜(402)、光阑、第三透镜(403)和第四透镜(404)，其中：第一透镜(401)为负光焦度镜片，第一透镜(401)的像侧表面上的近轴区域为凹面，且第一透镜(401)的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；第二透镜(402)为正光焦度镜片，第二透镜(402)的物侧表面上的近轴区域为凸面，像侧表面上的近轴区域为凹面，且第二透镜(402)的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；第三透镜(403)为正光焦度镜片，第三透镜(403)的物侧表面上的近轴区域为凸面，像侧表面上的近轴区域为凸面，且第三透镜(403)的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；第四透镜(404)为正光焦度镜片，第四透镜(404)的物侧表面上的近轴区域为凸面，且第四透镜(404)的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面。
Description
技术领域
本申请实施例涉及光学成像领域，并且更具体地，涉及镜头、指纹识别装置和电子设备。
背景技术
随着指纹识别技术的发展，屏下光学指纹技术由于不占用电子设备上的物理位置，成为一种技术趋势。一种典型的屏下光学指纹技术是基于光准直原理的屏下光学指纹技术，基于光准直原理的屏下光学指纹模组中，光准直单元是由周期性分分布的深孔单元组成，深孔单元的孔直径和孔深度的比值为深宽比，光学指纹模组的分辨率由光准直单元的周期和深宽比决定，如果光学指纹模组的尺寸受限的话，指纹识别的解析力较低，影响指纹识别的准确率和安全性。
发明内容
本申请提供一种镜头、指纹识别装置和电子设备，能够在指纹模组的尺寸受限的情况下，实现对较大范围的指纹信息的采集，能够提升指纹识别的解析力，从而能够提升指纹识别的准确率和安全性。
第一方面，提供了一种镜头，包括：从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜和第四透镜，其中：
所述第一透镜为负光焦度镜片，所述第一透镜的像侧表面上的近轴区域为凹面，且所述第一透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；
所述第二透镜为正光焦度镜片，所述第二透镜的物侧表面上的近轴区域为凸面，像侧表面上的近轴区域为凹面，且所述第二透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；
所述第三透镜为正光焦度镜片，所述第三透镜的物侧表面上的近轴区域为凸面，像侧表面上的近轴区域为凸面，且所述第三透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；
所述第四透镜为正光焦度镜片，所述第四透镜的物侧表面上的近轴区域为凸面，且所述第四透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面。
在一些可能的实现方式中，所述镜头的成像面上的最大像高Y'、所述镜头的整体焦距f和从物体平面到成像面的距离TTL满足如下关系：0.45<|Y'/(f*TTL)|<0.6。
在一些可能的实现方式中，所述镜头中的透镜的光焦度的分配满足如下关系中的至少一项：-0.47<f1/f2<-0.11，2.4<f2/f3<3.7，0.19<f3/f4<3.7，-8.35<f2/f12<-0.21，0.27<f3/f23<0.5，0.27<f4/f34<5.3，-1.9<f12/f<-1.7，3.8<f23/f<16，1.5<f34/f<5.6，
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距，f23为所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距，f34为所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距，f为所述镜头的整体焦距。
因此，本申请实施例的镜头，采用具有至少一个非球面的四个透镜，通过不同的光焦度分配，能够提高光学指纹识别的解析力，满足了电子设备日益紧张的尺寸限制以及指纹识别对视场的需求，提高了光学指纹识别的准确率和识别速度。
在一些可能的实现方式中，所述镜头中的透镜的焦距和所述透镜的曲率半径满足以下关系中的至少一项：-1<f1/R1<0.15，-3.2<f1/R2<-1.6，2.5<f2/R3<6.7，0.79<f2/R4<5.2，0.4<f3/R5<1.8，-1.6<f3/R6<0，
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，R1为所述第一透镜的物侧的曲率半径，R2为所述第一透镜的像侧的曲率半径，R3为所述第二透镜的物侧的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧的曲率半径，R5为所述第三透镜的物侧的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧的曲率半径。
在一些可能的实现方式中，所述镜头中的透镜的中心厚度满足如下关系中的至少一项：1.0<CT1/CT2<1.1，0.4<CT2/CT3<0.5，1.8<CT3/CT4<2.1，
其中，CT1为所述第一透镜的中心厚度，CT2为所述第二透镜的中心厚度，CT3为所述第三透镜的中心厚度，CT4为所述第四透镜的中心厚度。
在一些可能的实现方式中，所述镜头中的透镜的物侧和像侧的曲率半径之间满足如下关系中的至少一项：-15<R1/R2<69，0.3<R3/R4<0.8，-3.5<R5/R6<0，-0.2<R7/R8<0.6，
其中，R1为所述第一透镜的物侧的曲率半径，R2为所述第一透镜的像侧的曲率半径，R3为所述第二透镜的物侧的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧的曲率半径，R5为所述第三透镜的物侧的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧的曲率半径，R7为所述第四透镜的物侧的曲率半径，R8为所述第四透镜的像侧的曲率半径。
在一些可能的实现方式中，所述镜头中的透镜的折射率满足如下关系中的至少一项：
n1＞1.50，n2＞1.50，n3＞1.50，n4＞1.50，
其中，n1为所述第一透镜的折射率，n2为所述第二透镜的折射率，n3为所述第三透镜的折射率，n4为所述第四透镜的折射率。
在一些可能的实现方式中，所述镜头中透镜的色散系数满足如下关系中的至少一项：
v1＞53.0，v2＞53.0，v3＞53.0，v4＞53.0，
其中，v1为所述第一透镜的色散系数，v2为所述第二透镜的色散系数，v3为所述第三透镜的色散系数，v4为所述第四透镜的色散系数。
在一些可能的实现方式中，所述镜头的畸变小于5％，所述镜头的视场FOV大于100度，所述镜头的F数小于2。
在一些可能的实现方式中，述镜头用于设置在电子设备的显示屏的下方，所述镜头用于将来自显示屏上方的人体手指的光信号传输至所述镜头下方的图像传感器，所述光信号用于获取所述人体手指的指纹信息。
第二方面，提供了一种指纹识别装置，包括：
如第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的镜头；
图像传感器，设置于所述镜头的下方，用于接收经所述镜头传输后的光信号，所述光信号用于获取人体手指的指纹信息。
在一些可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：
支架，用于固定所述镜头。
在一些可能的实现方式中，所述镜头过盈装配于所述支架中。
在一些可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：
红外滤光片，设置在所述图像传感器上方，用于过滤进入所述图像传感器的红外光。
在一些可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：
柔性电路板，用于将所述图像传感器输出的包括指纹信息的电信号传输至电子设备的处理单元。
在一些可能的实现方式中，所述柔性电路板设置在所述图像传感器下方。
在一些可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：
补强板，设置在所述柔性电路板下方。
第三方面，提供了一种电子设备，包括：
显示屏；
如第二方面或第二方面的任一可能的实现方式中的指纹识别装置，其中，所述指纹识别装置设置在所述显示屏的下方。
在一些可能的实现方式中，所述电子设备还包括：
泡棉，设置在所述显示屏的下表面，且位于所述指纹识别装置中的镜头的上方；
铜箔，设置于所述泡棉的下表面，且位于所述指纹识别装置中的镜头的上方；
其中，所述镜头上方对应的所述泡棉和所述铜箔的区域开孔以使包括指纹信息的光信号进入所述镜头。
在一些可能的实现方式中，所述电子设备还包括：
中框，设置在所述铜箔的下方，用于支撑所述显示屏。
在一些可能的实现方式中，所述显示屏为OLED显示屏，所述图像传感器利用所述OLED显示屏的部分显示单元作为光学指纹检测的激励光源。
附图说明
图1A是本申请可以适用的电子设备的平面示意图。
图1B是图1A所示的电子设备沿A’-A’的部分剖面示意图。
图2根据本申请实施例的镜头的结构示意图。
图3根据本申请实施例的光学指纹识别模组的结构示意图。
图4是根据本申请第一实施例的镜头的一种布局的示意图。
图5是根据图4所示的第一实施例的镜头的像散与畸变收差曲线。
图6是根据图4所示的第一实施例的镜头的成像质量收差曲线。
图7是根据本申请第二实施例的镜头的一种布局的示意图。
图8是根据图7所示的第二实施例的镜头的像散与畸变收差曲线。
图9是根据图7所示的第二实施例的镜头的成像质量收差曲线。
图10是根据本申请第三实施例的镜头的一种布局的示意图。
图11是根据图10所示的第三实施例的镜头的像散与畸变收差曲线。
图12是根据图10所示的第三实施例的镜头的成像质量收差曲线。
图13是根据本申请第四实施例的镜头的一种布局的示意图。
图14是根据图13所示的第四实施例的镜头的像散与畸变收差曲线。
图15是根据图13所示的第四实施例的镜头的成像质量收差曲线。
图16是根据本申请实施例的指纹识别装置的示意性结构图。
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。
作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的指纹识别装置可以应用在智能手机、平板电脑以及其他具有显示屏的移动终端或者其他终端设备；更具体地，在上述终端设备中，指纹识别装置可以具体为光学指纹装置，其可以设置在显示屏下方的局部区域或者全部区域，从而形成屏下(Under-display)光学指纹系统。
图1A和图1B示出了本申请实施例可以适用的电子设备的示意图，其中，图1A为电子设备10的定向示意图，图1B为图1A所示的电子设备10沿A-A’的部分剖面结构示意图。
如图1A和图1B所示，所述电子设备10包括显示屏120和光学指纹装置130，其中，所述光学指纹装置130设置在所述显示屏120下方的局部区域，例如，显示屏中间区域的下方。所述光学指纹装置130包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括具有多个光学感应单元的感应阵列，所述感应阵列所在区域或者其感应区域为所述光学指纹装置130的指纹检测区域103。如图1A所示，所述指纹检测区域103位于所述显示屏120的显示区域之中。
应当理解，所述指纹检测区域103的面积可以与所述光学指纹装置130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，可以使得所述光学指纹装置130的指纹检测区域103的面积大于所述光学指纹装置130感应阵列的面积。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120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内实现，因此采用上述结构的电子设备10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120的显示区域可以基本扩展到整个电子设备10的正面。
作为一种可选的实现方式，如图1B所示，所述光学指纹装置130包括光检测部分134和光学组件132，所述光检测部分134包括所述感应阵列以及与所述感应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光学感应单元；所述光学组件132可以设置在所述光检测部分134的感应阵列的上方，其可以具体包括滤光层(Filter)、导光层或光路引导结构以及其他光学元件，所述滤光层可以用于滤除穿透手指的环境光，例如，干扰成像的红外光，而所述导光层或光路引导结构主要用于从手指表面反射回来的反射光导引至所述感应阵列进行光学检测。
在具体实现上，所述光学组件132可以与所述光检测部分134封装在同一个光学指纹部件。比如，所述光学组件132可以与所述光学检测部分134封装在同一个光学指纹芯片，也可以将所述光学组件132设置在所述光检测部分134所在的芯片外部，比如将所述光学组件132贴合在所述芯片上方，或者将所述光学组件132的部分元件集成在上述芯片之中。
其中，所述光学组件132的导光层或者光路引导结构有多种实现方案，比如，所述导光层或者光路引导结构也可以为光学透镜(Lens)层，其具有一个或多个透镜单元，比如一个或多个非球面透镜组成的透镜组，其用于将从手指反射回来的反射光汇聚到其下方的光检测部分134的感应阵列，以使得所述感应阵列可以基于所述反射光进行成像，从而得到所述手指的指纹图像。可选地，所述光学透镜层在所述透镜单元的光路中还可以形成有针孔，所述针孔可以配合所述光学透镜层扩大所述光学指纹装置的视场，以提高所述光学指纹装置130的指纹成像效果。
应当理解，上述光学透镜(Lens)层的实现方案可以单独使用也可以结合其他实现方案使用，比如，可以在所述光学透镜层下方进一步设置微透镜层。当然，在所述光学透镜层与所述微透镜层结合使用时，其具体叠层结构或者光路可能需要按照实际需要进行调整。
作为一种可选的实施例，所述显示屏120可以采用具有自发光显示单元的显示屏，比如有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。以采用OLED显示屏为例，所述光学指纹装置130可以利用所述OLED显示屏120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。当手指按压在所述指纹检测区域103时，显示屏120向所述指纹检测区域103上方的目标手指发出一束光，该光在手指的表面发生反射形成反射光或者经过所述手指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发射光具有不同的光强，反射光经过光学组件后，被光学指纹装置130中的感应阵列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10实现光学指纹识别功能。在其他实施例中，所述光学指纹装置130也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号。
在其他实施例中，所述光学指纹装置130也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号。在这种情况下，所述光学指纹装置130可以适用于非自发光显示屏，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏。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，所述电子设备10的光学指纹系统还可以包括用于光学指纹检测的激励光源，所述激励光源可以具体为红外光源或者特定波长非可见光的光源，其可以设置在所述液晶显示屏的背光模组下方或者设置在所述电子设备10的保护盖板下方的边缘区域，而所述光学指纹装置130可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达所述光学指纹装置130；或者，所述光学指纹装置130也可以设置在所述背光模组下方，且所述背光模组通过对扩散片、增亮片、反射片等膜层进行开孔或者其他光学设计以允许指纹检测光穿过液晶面板和背光模组并到达所述光学指纹装置130。当采用所述光学指纹装置130采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号时，其检测原理与上面描述内容是一致的。
应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备10还包括透明保护盖板，其位于所述显示屏120的上方并覆盖所述电子设备10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120实际上是指按压在所述显示屏120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，所述光学指纹装置130可以仅包括一个光学指纹传感器，此时光学指纹装置130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，否则光学指纹装置130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，所述光学指纹装置130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120的中间区域，且所述多个光学指纹传感器的感应区域共同构成所述光学指纹装置130的指纹检测区域103。也就是说，所述光学指纹装置130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装置130的指纹采集区域103可以扩展到所述显示屏的中间部分的主要区域，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130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。
可选地，在本申请一些实施例中，该光学指纹装置130还可以包括用于传输信号(例如所述指纹检测信号)的电路板，例如，所述电路板可以为柔性电路板(FlexiblePrinted Circuit，FPC)。光学指纹传感器可以连接到FPC，并通过所述FPC实现与其他外围电路或者电子设备中的其他元件的电性互连和信号传输。比如，所述光学指纹传感器可以通过所述FPC接收所述电子设备的处理单元的控制信号，并且还可以通过所述FPC将指纹检测信号(例如指纹图像)输出给所述电子设备的处理单元或者控制单元等。
应理解，在本申请实施例中，该光学指纹装置中的感应阵列也可以称为图像传感器(Sensor)，或光电传感器，经半导体工艺加工处理可以制作成一个DIE。
为便于更好的理解本申请实施例，首先介绍一下镜头的性能指标。
视场角(Field Of View，FOV)，表征镜头的视野范围，在镜头尺寸相等的情况下，镜头的FOV越大，表示该镜头能获得更大区域的信息，即采用该镜头能够获得的信息量更大，能够实现更大面积的指纹采集。
F数，用于表征透过镜头进入光学指纹装置的感应阵列的光线量，F数越小，表示进入镜头的光线量越多，有利于实现对微弱的指纹光信号的检测。
TV畸变，用于度量图像的视觉畸变程度，TV畸变越小，成像效果越好。
现有光学指纹识别的解析力受限，本申请实施例提供了一种可以用于指纹识别装置的镜头，该镜头的视场角(Field of view，FOV)大于100°，能够满足电子设备日益紧张的尺寸限制以及指纹识别对视场的需求，有效提高光学指纹识别的准确率和识别速度。
图2是根据本申请实施例的镜头的示意性结构图，如图2所示，该镜头40包括：从物方到像方依次设置的第一透镜401、第二透镜402、光阑、第三透镜403和第四透镜404，其中：
所述第一透镜401为负光焦度镜片，所述第一透镜的像侧表面上的近轴区域为凹面，且所述第一透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；
所述第二透镜402为正光焦度镜片，所述第二透镜的物侧表面上的近轴区域为凸面，像侧表面上的近轴区域为凹面，且所述第二透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；
所述第三透镜403为正光焦度镜片，所述第三透镜的物侧表面上的近轴区域为凸面，像侧表面上的近轴区域为凸面，且所述第三透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；
所述第四透镜404为正光焦度镜片，所述第四透镜的物侧表面上的近轴区域为凸面，且所述第四透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面。
应理解，本申请实施例的镜头40可以用于各种场景中，对应不同的应用场景，物侧和像侧也不同。例如，可以将该镜头40设置在具有指纹识别功能的电子设备中，具体的，该电子设备可以包括指纹识别装置，该指纹识别装置包括该镜头40，对应的，该物侧可以为该电子设备的显示屏的表面，该显示屏的上表面用于为手指触摸操作提供触摸界面，该显示屏还可以用于发光以照亮手指并发生反射或者折射，从而产生返回光；而该电子设备中的像侧可以指指纹识别装置中的图像传感器，可以用于接收返回光，该返回光用于生成指纹数据，该指纹数据可以用于指纹识别，但本申请实施例并不限于此。
应理解，在本申请实施例中，透镜的物侧表面为所述透镜靠近物方的表面，类似地，透镜像侧表面为所述透镜靠近像方的表面。
应理解，上述的近轴区域指的是在各个透镜光轴附近的区域，各个透镜的近轴区域分别满足上述要求，但是对于非近轴区域，例如，每个透镜的边缘区域可以为任意形状，例如，可以为规则或者不规则的凹面或者凸面，图2中仅为其中任意一种可能，本申请实施例并不限于此。
应理解，在本申请实施例中，该第一透镜可以为一个凹透镜，或者也可以为一组透镜，只要该一组透镜的组合光焦度为负光焦度即可，同理，该第二透镜也可以为一个凸透镜，或者也可以为一组透镜，只要该一组透镜的组合光焦度为正光焦度即可，类似地，对于该第三透镜和第四透镜亦是如此，这里不做赘述。
在本申请实施例中，光阑或者光圈可以用于调节通光量或成像范围的大小，通过设置光阑对通光量或成像范围进行调整，可以使得带有指纹信息的有用光信号最大程度成像于图像传感器的表面，同时使得成像范围外的干扰光信号最大程度被阻挡，从而使得该图像传感器能够获得更多的有用光信号，进而可以提升指纹识别的解析力。
可选地，在一些实施例中，所述第一透镜的像侧表面为弯月形。
可选地，在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜，所述第三透镜和所述第四透镜可以采用树脂材料，或者其他透光材质，本申请实施例对此不作限定。
在本申请实施例中，通过设置所述镜头中的透镜的光学参数满足一定关系，能够使得该镜头的FOV大于第一阈值，例如大于100°，作为示例而非限定，该透镜的光学参数可以包括以下中的至少一项：
所述镜头的整体焦距f，所述镜头的成像面上的最大像高Y'，从物体表面到成像面的距离TTL，所述镜头中的单个透镜的焦距，所述镜头中的透镜之间的组合焦距，所述镜头中的透镜的曲率半径，所述镜头中的透镜的中心厚度，所述镜头中的透镜的有效直径，所述镜头中的透镜的圆锥系统，所述镜头中的透镜的折射率，所述镜头中的透镜的色散系数。
需要说明的是，以下镜头中的透镜的光学参数所满足的关系的具体范围仅为示例，本申请实施例也可以根据具体的成像需求和该镜头所安装的电子设备对尺寸的要求进行调整，本申请实施例对此不作限定。
可选地，在本申请一些实施例中，所述镜头的成像面上的最大像高Y'、所述镜头的整体焦距f和从物体表面到成像面的距离TTL满足第一关系，以使该镜头的FOV大于第一阈值。
作为一个具体实施例，该第一关系可以为0.45<|Y'/(f*TTL)|<0.6。
应理解，TTL的大小决定了该镜头的焦距的大小，或者，该镜头的尺寸的大小，本申请实施例通过控制该Y'、f和TTL满足上述关系，能够最大限度利用光学指纹传感器的感应面积采集最大区域内指纹信息，提升成像分辨率。在另一方面来讲，采用上述设置方式，能够使得该镜头在具有较大的FOV的同时，还具有较短的焦距，从而使得该镜头能够更好的应用于对尺寸有要求的电子设备上。
可选地，在一些实施例中，所述镜头可以应用于电子设备的显示屏的下方，以实现屏下光学指纹识别，此情况下，所述TTL可以为从显示屏的下表面到成像面的距离，这里的成像面可以为图像传感器的感应面，该图像传感器可以对应于图1B中的光检测部分134。
可选地，在本申请一些实施例中，通过设置所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的光焦度的分配，以降低镜头的景深，相对于降低了镜头的厚度，提升特定区域(例如，指纹检测区域)内的成像质量。
可选地，作为一个实施例，所述镜头中的透镜的光焦度的分配满足如下关系中的至少一项：
-0.47<f1/f2<-0.11，
2.4<f2/f3<3.7，
0.19<f3/f4<3.7，
-8.35<f2/f12<-0.21，
0.27<f3/f23<0.5，优选地，0.27<f3/f23<0.42，
0.27<f4/f34<5.3，
-1.9<f12/f<-1.7，
3.8<f23/f<16，
1.5<f34/f<5.6，
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距，f23为所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距，f34为所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距，f为所述镜头的整体焦距。
也就是说，本申请实施例可以通过设置镜头中的透镜的光焦度分配满足一定的关系，从而能够保证镜头对特定区域(例如，显示屏上的指纹检测区域)的成像质量时，并且能够降低镜头的整体厚度，有利于满足对尺寸有要求的电子设备的需求。
可选地，在本申请一个实施例中，通过设置所述镜头中的透镜的焦距和所述透镜的曲率半径，以使所述镜头的FOV大于第一阈值。
可选地，作为一个实施例，所述镜头中的透镜的焦距和所述透镜的曲率半径满足以下关系中的至少一项：
-1<f1/R1<0.15，
-3.2<f1/R2<-1.6，
2.5<f2/R3<6.7，
0.79<f2/R4<5.2，
0.4<f3/R5<1.8，
-1.6<f3/R6<0，优选地，-1.5<f3/R6<0，
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，R1为所述第一透镜的物侧的曲率半径，R2为所述第一透镜的像侧的曲率半径，R3为所述第二透镜的物侧的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧的曲率半径，R5为所述第三透镜的物侧的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧的曲率半径。
应理解，本申请实施例中描述的任意一个表面的曲率半径指的是对应表面上近轴区域的曲率半径，例如，像侧的曲率半径可以为像侧表面上的近轴区域的曲率半径，可选地，该曲率半径可以为近轴区域的平均曲率半径，或者，通过其他方式确定的近轴区域的曲率半径，本申请实施例并不限于此。
通过设置所述第一透镜的焦距和所述第一透镜的两个面的曲率半径满足-1<f1/R1<0.15，-3.2<f1/R2<-1.6，能够满足在FOV内的成像需求，并且能够有效较低所述镜头的厚度。
通过设置所述第二透镜的焦距和所述第二透镜的两个面的曲率半径满足2.5<f2/R3<6.7，0.79<f2/R4<5.2，能够降低所述镜头的像差，并且能够有效提升镜头的成像质量。
通过设置所述第三透镜的焦距和所述第三透镜的两个面的曲率半径满足0.4<f3/R5<1.8，-1.6<f3/R6<0，能够增大成像面的像高Y'，并且能够有效提升镜头的成像质量。
可选地，在本申请一个实施例中，通过设置所述镜头中的透镜的物侧和像侧的曲率半径之间满足一定关系，能够降低镜头对尺寸的敏感度，从而提升产品的良率。
可选地，作为一个实施例，所述镜头中的透镜的物侧和像侧的曲率半径满足如下关系中的至少一项：
-15<R1/R2<69，
0.3<R3/R4<0.8，
-3.5<R5/R6<0，
-0.2<R7/R8<0.6，
其中，R1为所述第一透镜的物侧的曲率半径，R2为所述第一透镜的像侧的曲率半径，R3为所述第二透镜的物侧的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧的曲率半径，R5为所述第三透镜的物侧的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧的曲率半径，R7为所述第四透镜的物侧的曲率半径，R8为所述第四透镜的像侧的曲率半径。
通过上述设置方式，能够保证在镜头中的透镜的尺寸在一定误差范围内时，镜头的整体性能不受影响，从而能够提升产品的良率。
可选地，在本申请一个实施例中，通过设置所述镜头中的透镜的中心厚度满足一定关系，能够提升镜头的可靠性，从而提升镜头的使用寿命。
可选地，在本申请一个实施例中，所述镜头中的透镜的中心厚度满足如下关系中的至少一项：
1.0<CT1/CT2<1.1，
0.4<CT2/CT3<0.5，
1.8<CT3/CT4<2.1，
其中，CT1为所述第一透镜的中心厚度，CT2为所述第二透镜的中心厚度，CT3为所述第三透镜的中心厚度，CT4为所述第四透镜的中心厚度。
通过设置所述镜头中的透镜的中心厚度满足上述关系，能够使得镜头更为坚固，从而提升使用该镜头的指纹识别装置的可靠性。
可选地，在本申请一个实施例中，通过设置所述镜头中透镜的折射率和/或色散系数满足一定关系，能够减少色散，实现像差平衡，并且能够降低生产制备成本。
可选地，作为一个实施例，所述镜头中的透镜的折射率满足如下关系中的至少一项：
n1＞1.50，n2＞1.50，n3＞1.50，n4＞1.50，
其中，n1为所述第一透镜的折射率，n2为所述第二透镜的折射率，n3为所述第三透镜的折射率，n4为所述第四透镜的折射率。
可选地，作为一个实施例，所述镜头中的透镜的色散系数满足如下关系中的至少一项：
v1＞53.0，v2＞53.0，v3＞53.0，v4＞53.0，
其中，v1为所述第一透镜的色散系数，v2为所述第二透镜的色散系数，v3为所述第三透镜的色散系数，v4为所述第四透镜的色散系数。
因此，本申请实施例的镜头，采用4片非球面的透镜，通过不同的光焦度分配，能够提高光学指纹识别的解析力，有利于满足电子设备日益紧张的尺寸限制以及指纹识别对视场的需求，提高了光学指纹识别的准确率和识别速度。另外，通过设置各个透镜对应的光学参数，可以进一步提高该镜头的性能，例如，可以使透镜的FOV满足FOV>100°，以实现在狭小模组尺寸的限制下获得较大的指纹识别区域；该镜头的F数可以满足小于2.0，以实现探测微弱指纹信号并缩短曝光时间；该镜头的TV畸变控制在5％以内，以规避由OLED模组电路结构成像所造成莫尔条纹的影响。
从镜头的性能参数可以看出，本申请实施例的镜头是一种广角短焦镜头，广角设计使得该镜头能够采集更大区域的指纹信息，短焦设计使得该镜头占用更小的空间，从而该镜头在实现更优的指纹识别性能的同时，还可以满足电子设备对尺寸的要求，增强了该镜头的适用性。
应理解，本申请实施例的镜头可以应用于指纹识别装置中，该镜头可以与该指纹识别装置中的图像传感器配合，实现在有限的空间内对较大区域的指纹信息的成像；或者，该镜头也可以应用在其他对光学成像性能要求较高的设备或装置中，本申请实施例对此不作限定。
图3是采用本申请实施例的镜头的指纹识别装置的结构示意图。如图3所示，该指纹识别装置200可以包括:红外滤光片(Infrared Filter，IR Filter)201、IR滤光片贴合胶202、芯片(DIE)203、DIE贴合胶204、柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)205、补强板206、支架207和镜头209。
该镜头209可以对应于图2中的镜头40，该镜头209中的各个透镜的设置方式可以参考图2中实施例的相关描述，这里不再赘述。
IR Filter 201用于过滤红外光，以降低红外光指纹成像的影响。
IR滤光片贴合胶202用于将该IR滤光片201固定在DIE 203上。
可选地，在其他实施例中，所述IR Filter 201也可以设置在所述镜头209的上方，或者也可以直接蒸镀或溅射在DIE 203的表面，只要设置在从显示屏下表面至所述DIE203之间的光路中即可，本申请实施例对此不作限定。
DIE 203，对应于图1B中的光检测部分134，用于将光信号转换为电信号，可以与镜头209配合，将经该镜头209传输的光信号转换为电信号，进一步通过FPC 205传输至电子设备中的处理单元或控制单元，从而所述电子设备中的处理单元或控制单元可以对所述电信号作进一步处理，例如，进行指纹识别。
DIE贴合胶204，用于固定DIE203与柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)205，例如，可以通过DIE贴合胶204将DIE 203固定在FPC205的上表面。在其他替代实施例中，所述FPC 205也可以设置在所述DIE 203的外侧，此情况下，可以不需要该DIE贴合胶204，本申请实施例对于该DIE203与FPC 205的连接方式不作具体限定。
FPC205，用于电连接该DIE 203和该指纹识别装置所安装的电子设备中的电路，所述DIE 203通过所述FPC205将包括指纹信息的电信号传输至电子设备中的处理单元或控制单元，以便于所述电子设备中的处理单元或控制单元可以对所述电信号作进一步处理，例如，进行指纹识别。
支架207，用于固定该镜头209，以控制离焦和偏心的精度。
该指纹识别装置200的上方还设置有显示屏模组，包括显示屏320、泡棉310和铜箔300。
在本申请实施例中，该镜头209可以过盈装配于该支架207中，以使该镜头209和DIE 203的相对位置固定，该指纹识别装置的各个结构件可以通过胶粘合在一起，进一步该指纹识别装置可以固定在电子设备的中框208中。
由于镜头209和显示屏320之间需要进行光信号的传递，因此，该镜头209所对应的显示屏模组中的泡棉310和铝箔300需要开孔，以使该镜头209的FOV范围内的光信号能够通过。
以下，结合第一实施例至第四实施例，详细描述将本申请实施例的镜头40在指纹识别装置中的应用。
在第一实施例至第四实施例中，图4、图7，图10和图13分别示出了第一实施例至第四实施例的镜头的四种布局(layout)，在该四种布局中，从物方到像方依次设置有：显示屏20、第一透镜401、第二透镜402、光阑、第三透镜403、第四透镜404、IR滤光片、滤光片贴合胶。
为便于区分和描述，按照从物方到像方的顺序，将显示屏20的上下表面分别记为S1和S2，第一透镜401的两个表面分别记为S3和S4，第二透镜402的两个表面分别记为S5和S6，光阑的表面记为S7，第三透镜403的两个表面分别记为S8和S9，第四透镜404的两个表面分别记为S10和S11，IR滤光片的表面分别记为S12和S13，滤光片贴合胶的表面记为S14和S15，成像面为S16，其中，由于滤光片贴合胶的作用，S13和S14可以看作一个平面，各个参数相同，S15和S16可以看作一个平面，各个参数也相同。
第一实施例：
在该第一实施例中，第一透镜401为负光焦度镜片，所述第二透镜402为正光焦度镜片，所述第三透镜403为正光焦度镜片，所述第四透镜404为正光焦度镜片，其所述镜头中至少有一个面为非球面，并且所述镜头中的透镜的光学参数满足前述实施例中所述的关系，具体地，所述镜头中的各个透镜的光学参数分别如表1，表2和表3所示。
表1
表2
| 表面 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材料 | 有效直径 | 圆锥系数 |
| S1 | 物面 | 无限 | 1.575 | BK7 | 4.496 | 0.000 |
| S2 | 球面 | 无限 | 1.101 | 3.503 | 0.000 | |
| S3 | 非球面 | -8.376 | 0.269 | APL5014CL | 1.173 | -999.970 |
| S4 | 非球面 | 0.560 | 0.353 | 0.622 | -0.322 | |
| S5 | 非球面 | 0.900 | 0.253 | APL5014CL | 0.560 | -0.044 |
| S6 | 非球面 | 1.627 | 0.113 | 0.353 | -244.641 | |
| S7 | 光阑面 | 无限 | 0.015 | 0.316 | 0.000 | |
| S8 | 非球面 | 2.057 | 0.569 | APL5014CL | 0.381 | 22.802 |
| S9 | 非球面 | -0.592 | 0.027 | 0.508 | -0.515 | |
| S10 | 非球面 | 0.901 | 0.281 | APL5014CL | 0.738 | -13.638 |
| S11 | 非球面 | 2.306 | 0.519 | 0.687 | 7.551 | |
| S12 | 球面 | 无限 | 0.210 | D263TECO | 0.838 | 0.000 |
| S14 | 球面 | 无限 | 0.020 | BK7 | 0.896 | 0.000 |
| S16 | 像面 | 无限 | 0.000 | 0.908 | 0.000 |
表3
在该第一实施例中，基于表1至表3所示的光学参数，可以确定镜头的参数如下：TTL＝3.734毫米(即S2到S16的距离)，镜头的整体焦距f为0.532毫米，该镜头的FOV为125度，工作F数(或称光圈值)为1.39。
如图5所示，从左至右分别为该第一实施例中镜头的像散与畸变收差曲线；图6为第一实施例的镜头的成像质量收差曲线，其中纵坐标的光学传递函数(optical transferfunction，OTF)模值可以用于表示光学系统解析力。
第二实施例：
在该第二实施例中，第一透镜401为负光焦度镜片，所述第二透镜402为正光焦度镜片，所述第三透镜403为正光焦度镜片，所述第四透镜404为正光焦度镜片，其所述镜头中至少有一个面为非球面，并且所述镜头中的透镜的光学参数满足前述实施例中所述的关系，具体地，所述镜头中的各个透镜的光学参数分别如表4，表5和表6所示。
表4
表5
| 表面 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材料 | 有效直径 | 圆锥系数 |
| S1 | 物面 | 无限 | 1.575 | BK7 | 4.496 | 0.000 |
| S2 | 球面 | 无限 | 1.101 | 3.503 | 0.000 | |
| S3 | 非球面 | -8.376 | 0.269 | APL5014CL | 1.173 | 489.088 |
| S4 | 非球面 | 0.560 | 0.353 | 0.622 | -0.998 | |
| S5 | 非球面 | 0.900 | 0.253 | APL5014CL | 0.560 | -6.103 |
| S6 | 非球面 | 1.627 | 0.113 | 0.353 | -765.303 | |
| S7 | 光阑面 | 无限 | 0.015 | 0.316 | 0.000 | |
| S8 | 非球面 | 2.057 | 0.569 | APL5014CL | 0.381 | 6.518 |
| S9 | 非球面 | -0.592 | 0.027 | 0.508 | -532.272 | |
| S10 | 非球面 | 0.901 | 0.281 | APL5014CL | 0.738 | -7.807 |
| S11 | 非球面 | 2.306 | 0.519 | 0.687 | -11.973 | |
| S12 | 球面 | 无限 | 0.210 | D263TECO | 0.838 | 0.000 |
| S14 | 球面 | 无限 | 0.020 | BK7 | 0.896 | 0.000 |
| S16 | 像面 | 无限 | 0.000 | 0.908 | 0.000 |
表6
在该第二实施例中，基于表4至表6所示的光学参数，可以确定镜头的参数如下：TTL＝3.718毫米(即S2到S16的距离)，镜头的整体焦距f为0.489毫米，该镜头的FOV为140度，工作F数(或称光圈值)为1.48。
如图8所示，从左至右分别为该第二实施例中镜头的像散与畸变收差曲线；图9为第二实施例的镜头的成像质量收差曲线，其中纵坐标的OTF模值可以用于表示光学系统解析力。
第三实施例：
在该第三实施例中，第一透镜401为负光焦度镜片，所述第二透镜402为正光焦度镜片，所述第三透镜403为正光焦度镜片，所述第四透镜404为正光焦度镜片，其所述镜头中至少有一个面为非球面，并且所述镜头中的透镜的光学参数满足前述实施例中所述的关系，具体地，所述镜头中的各个透镜的光学参数分别如表7，表8和表9所示：
表7
表8
表9
在该第三实施例中，基于表7至表8所示的光学参数，可以确定镜头的参数如下：TTL＝4.15毫米(即S2到S16的距离)，镜头的整体焦距f为0.636毫米，该镜头的FOV为126度，工作F数(或称光圈值)为1.52。
如图11所示，从左至右分别为该第三实施例中镜头的像散与畸变收差曲线；图12为第三实施例的镜头的成像质量收差曲线，其中纵坐标的OTF模值可以用于表示光学系统解析力。
第四实施例：
在该第四实施例中，第一透镜401为负光焦度镜片，所述第二透镜402为正光焦度镜片，所述第三透镜403为正光焦度镜片，所述第四透镜404为正光焦度镜片，其所述镜头中至少有一个面为非球面，并且所述镜头中的透镜的光学参数满足前述实施例中所述的关系，具体地，所述镜头中的各个透镜的光学参数分别如表10，表11和表12所示：
表10
表11
表12
在该第四实施例中，基于表10至表12所示的光学参数，可以确定镜头的参数如下：TTL＝3.721毫米(即S2到S16的距离)，镜头的整体焦距f为0.498毫米，该镜头的FOV为138度，工作F数(或称光圈值)为1.49。
如图14所示，从左至右分别为该第四实施例中镜头的像散与畸变收差曲线；图15为第四实施例的镜头的成像质量收差曲线，其中纵坐标的OTF模值可以用于表示光学系统解析力。
因此，本申请实施例提供了一种广角短焦镜头，采用该镜头能够采集更大区域的指纹信息，并且短焦设计使得该镜头能够更好的应用于对尺寸有要求的电子设备上，增强了该镜头的适用性。
图16是根据本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图，如图16所示，该指纹识别装置600可以包括：
镜头601；
图像传感器602，设置于所述镜头601的下方，用于接收经所述镜头传输后的光信号，所述光信号用于获取人体手指的指纹信息。
应理解，该镜头601可以为图2所示实施例中的镜头40，具体实现可以参考前述实施例中的相关描述，这里不再赘述。
可选地，在一些实施例中，所述指纹识别装置可以设置在电子设备的显示屏的下方，以实现屏下指纹识别。
可选地，在一些实施例中，所述显示屏为OLED显示屏，所述图像传感器602利用所述OLED显示屏的部分显示单元作为光学指纹检测的激励光源。
可选地，在一些实施例中，所述指纹识别装置600还包括：
支架，用于固定所述镜头。
可选地，在一些实施例中，所述镜头过盈装配于所述支架中。
可选地，在一些实施例中，所述指纹识别装置600还包括：
红外滤光片，设置在所述图像传感器上方，用于过滤进入所述图像传感器的红外光。
可选地，在一些实施例中，所述指纹识别装置600还包括：
柔性电路板，用于将所述图像传感器输出的包括指纹信息的电信号传输至电子设备的处理单元。
可选地，在一些实施例中，所述柔性电路板设置在所述图像传感器下方。
可选地，在一些实施例中，所述指纹识别装置还包括：
补强板，设置在所述柔性电路板下方。
可选地，该指纹识别装置600可以为图3所示的指纹识别装置200，该指纹识别装置600的各个结构件的具体实现可以参考该指纹识别装置200的相关说明，为了简洁，这里不作赘述。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括显示屏和指纹识别装置，该指纹识别装置设置在所述显示屏的下方。
可选地，该指纹识别装置可以为图16所示实施例中的指纹识别装置600，或图3所示实施例中的指纹识别装置200。
可选地，在一些实施例中，所述电子设备还包括：
泡棉，设置在所述显示屏的下表面，且位于所述指纹识别装置中的镜头的上方；
铜箔，设置于所述泡棉的下表面，且位于所述指纹识别装置中的镜头的上方；
其中，所述镜头上方对应的所述泡棉和所述铜箔的区域开孔以使包括指纹信息的光信号进入所述镜头。
可选地，在一些实施例中，所述电子设备还包括：
中框，设置在所述铜箔的下方，用于支撑所述显示屏。
作为示例而非限定，所述电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、车载电子设备或穿戴式智能设备等，该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能，例如：智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等设备。
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，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。
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，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。
Claims (18)
1.一种镜头，其特征在于，适用于电子设备的显示屏下方的光学指纹装置以形成屏下光学指纹系统，其中所述光学指纹装置的指纹检测区域位于所述显示屏的显示区域，所述镜头包括：
从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜和第四透镜，其中：
所述第一透镜为负光焦度镜片，所述第一透镜的像侧表面上的近轴区域为凹面，且所述第一透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；
所述第二透镜为正光焦度镜片，所述第二透镜的物侧表面上的近轴区域为凸面，像侧表面上的近轴区域为凹面，且所述第二透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；
所述第三透镜为正光焦度镜片，所述第三透镜的物侧表面上的近轴区域为凸面，像侧表面上的近轴区域为凸面，且所述第三透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；
所述第四透镜为正光焦度镜片，所述第四透镜的物侧表面上的近轴区域为凸面，且所述第四透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一面为非球面；
其中，所述镜头的成像面上的最大像高Y'、所述镜头的整体焦距f和从所述显示屏的下表面到成像面的距离TTL满足如下关系：0.45<|Y'/(f*TTL)|<0.6；
其中，所述镜头的视场FOV大于或等于125度，所述镜头的F数小于等于1.52，所述镜头中的透镜的光焦度的分配满足如下关系中的至少一项：
-0.135≤f1/f2<-0.11，
2.4<f2/f3≤2.616，
3.226≤f3/f4<3.7，
-8.35<f2/f12≤-7.419，
0.27<f3/f23<0.5，
0.27<f4/f34≤0.31，
-1.9<f12/f<-1.7，
3.8<f23/f<16，
1.5<f34/f<5.6，
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距，f23为所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距，f34为所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距，f为所述镜头的整体焦距。
2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头中的透镜的焦距和所述透镜的曲率半径满足以下关系中的至少一项：
-1<f1/R1<0.15，
-3.2<f1/R2<-1.6，
2.5<f2/R3<6.7，
0.79<f2/R4<5.2，
0.4<f3/R5<1.8，
-1.6<f3/R6<0，
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，R1为所述第一透镜的物侧的曲率半径，R2为所述第一透镜的像侧的曲率半径，R3为所述第二透镜的物侧的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧的曲率半径，R5为所述第三透镜的物侧的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧的曲率半径。
3.根据权利要求1或2所述的镜头，其特征在于，所述镜头中的透镜的中心厚度满足如下关系中的至少一项：
1.0<CT1/CT2<1.1，
0.4<CT2/CT3<0.5，
1.8<CT3/CT4<2.1，
其中，CT1为所述第一透镜的中心厚度，CT2为所述第二透镜的中心厚度，CT3为所述第三透镜的中心厚度，CT4为所述第四透镜的中心厚度。
4.根据权利要求1或2所述的镜头，其特征在于，所述镜头中的透镜的物侧和像侧的曲率半径之间满足如下关系中的至少一项：
-15<R1/R2<69，
0.3<R3/R4<0.8，
-3.5<R5/R6<0，
-0.2<R7/R8<0.6，
其中，R1为所述第一透镜的物侧的曲率半径，R2为所述第一透镜的像侧的曲率半径，R3为所述第二透镜的物侧的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧的曲率半径，R5为所述第三透镜的物侧的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧的曲率半径，R7为所述第四透镜的物侧的曲率半径，R8为所述第四透镜的像侧的曲率半径。
5.根据权利要求1或2所述的镜头，其特征在于，所述镜头中的透镜的折射率满足如下关系中的至少一项：
n1＞1.50，n2＞1.50，n3＞1.50，n4＞1.50，
其中，n1为所述第一透镜的折射率，n2为所述第二透镜的折射率，n3为所述第三透镜的折射率，n4为所述第四透镜的折射率。
6.根据权利要求1或2所述的镜头，其特征在于，所述镜头中透镜的色散系数满足如下关系中的至少一项：
v1＞53.0，v2＞53.0，v3＞53.0，v4＞53.0，
其中，v1为所述第一透镜的色散系数，v2为所述第二透镜的色散系数，v3为所述第三透镜的色散系数，v4为所述第四透镜的色散系数。
7.根据权利要求1或2所述的镜头，其特征在于，所述镜头用于将来自显示屏上方的人体手指的光信号传输至所述镜头下方的图像传感器，所述光信号用于获取所述显示屏上方的人体手指的指纹信息。
8.一种指纹识别装置，其特征在于，用于设置在电子设备的显示屏下方以形成屏下光学指纹系统，其中所述指纹识别装置的指纹检测区域位于所述显示屏的显示区域，所述指纹识别装置包括：
如权利要求1至7中任一项所述的镜头；
图像传感器，设置于所述镜头的下方，用于接收经所述镜头传输后的光信号，所述光信号用于获取所述显示屏上方的人体手指的指纹信息。
9.根据权利要求8所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
支架，用于固定所述镜头。
10.根据权利要求9所述的指纹识别装置，其特征在于，所述镜头过盈装配于所述支架中。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
红外滤光片，设置在所述图像传感器上方，用于过滤进入所述图像传感器的红外光。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
柔性电路板，用于将所述图像传感器输出的包括指纹信息的电信号传输至电子设备的处理单元。
13.根据权利要求12所述的指纹识别装置，其特征在于，所述柔性电路板设置在所述图像传感器下方。
14.根据权利要求12所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
补强板，设置在所述柔性电路板下方。
15.一种电子设备，其特征在于，包括：
显示屏；
如权利要求8至14中任一项所述的指纹识别装置，其中，所述指纹识别装置设置在所述显示屏的下方以形成屏下光学指纹系统，其中所述指纹识别装置的指纹检测区域位于所述显示屏的显示区域。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：
泡棉，设置在所述显示屏的下表面，且位于所述指纹识别装置中的镜头的上方；
铜箔，设置于所述泡棉的下表面，且位于所述指纹识别装置中的镜头的上方；
其中，所述镜头上方对应的所述泡棉和所述铜箔的区域开孔以使包括指纹信息的光信号进入所述镜头。
17.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：
中框，设置在所述铜箔的下方，用于支撑所述显示屏。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏为OLED显示屏，所述图像传感器利用所述OLED显示屏的部分显示单元作为光学指纹检测的激励光源。
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