CN111597865A - 屏组件及电子设备 - Google Patents

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CN111597865A CN201910816813.0A CN201910816813A CN111597865A CN 111597865 A CN111597865 A CN 111597865A CN 201910816813 A CN201910816813 A CN 201910816813A CN 111597865 A CN111597865 A CN 111597865A
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Abstract

本申请实施例公开一种屏组件，包括显示面板及位于显示面板非出光侧的识别面板，显示面板包括多个识别区域，相邻且彼此间隔的两个识别区域之间形成非识别区域，识别面板包括多个图像传感器，多个图像传感器的感光面用于一一对应地采集位于多个识别区域的用户指纹图像；在指纹覆盖区域中，所有识别区域的总面积与所有非识别区域的总面积的比大于或等于1：5。上述屏组件能够实现大面积指纹识别且成本较低。本申请实施例还公开一种电子设备。

Description

屏组件及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种屏组件以及一种电子设备。
背景技术
目前的智能手机通常搭载有用于实现指纹识别的图像传感器。图像传感器的成本与其感光面面积相关，面积越大则成本越高，导致具有大屏指纹识别功能的智能手机的成本高居不下。
发明内容
本申请实施例提供一种屏组件及电子设备，以实现大面积指纹识别且成本较低。
第一方面，本申请实施例提供一种屏组件。所述屏组件可应用于电子设备中。所述屏组件包括显示面板及位于所述显示面板非出光侧的识别面板。所述识别面板与所述显示面板层叠设置。所述显示面板用于显示图像。所述显示面板的两侧分别为出光侧和非出光侧，其中，出光侧为所述显示面板射出显示光线一侧。
所述显示面板包括多个识别区域。相邻且彼此间隔的两个所述识别区域之间形成非识别区域。所述识别面板包括多个图像传感器。所述多个图像传感器的感光面用于一一对应地采集位于所述多个识别区域的用户指纹图像。所述图像传感器的感光面能够将形成在其上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。在指纹覆盖区域中，所有所述识别区域的总面积与所有所述非识别区域的总面积的比大于或等于1：5。
在本实施例中，包括所述多个图像传感器的所述识别面板位于所述显示面板的非出光侧，因此所述多个图像传感器能够进行屏下指纹图像采集，所述多个图像传感器无需占用所述显示面板的周边空间，所述显示面板的面积得以增加，有利于所述屏组件的窄边框化，使得所述屏组件的屏占比较大，应用所述屏组件的所述电子设备的屏占比较大。
在本实施例中，由于所述多个图像传感器的感光面一一对应地采集位于所述多个识别区域出光侧的部分用户指纹图像，而不采集位于所述非识别区域出光侧的部分指纹图像，故而所述多个图像传感器的感光面对位于所述显示面板出光侧的用户指纹图像进行局部采集，而非全部采集，使得所述多个图像传感器的感光面的总面积得以缩小，所述识别面板及所述屏组件的成本得以降低。
并且，由于在所述指纹覆盖区域中，所有所述识别区域的总面积与所有所述非识别区域的总面积的比大于或等于1：5，因此所述多个图像传感器的感光面所采集的局部指纹图像的总面积(即有效采集面积)能够满足指纹识别过程所需求的最小采集面积，使得所述屏组件能够满足基本识别需求的情况下，减小所述多个图像传感器的感光面的总面积，从而降低所述多个图像传感器的成本，也降低所述屏组件的成本。由于所述屏组件能够满足识别需求且成本较低，因此所述屏组件能够在不显著增加成本的情况下，实现大面积指纹识别(全屏指纹识别或大屏指纹识别)。也即，所述屏组件及应用所述屏组件的电子设备能够实现大面积指纹识别且成本较低。
一种可选实施例中，在指纹覆盖区域中，所有所述识别区域的总面积与所有所述非识别区域的总面积的比在1：2至2:1的范围内。在本申请中，“A”至“B”的范围包括端点A和端点B。
其中，对于在所述指纹覆盖区域中，所有所述识别区域的总面积与所有所述非识别区域的总面积的比值的上限，本申请不作严格限定。该比值越大，则识别精度越高。该比值越低，则成本更低。通过实验验证，当所有所述识别区域的总面积与所有所述非识别区域的总面积的比在1：2至2:1的范围内时，所述屏组件能够很好地兼顾识别精度及成本的需求。
一种实施例中，所述屏组件能够实现全屏指纹识别。此时，所述指纹覆盖区域可位于所述显示面板的显示区域的任意位置。也即，所述显示面板的整个显示区域均可响应用户的操作，而形成对应的指纹覆盖区域。另一种实施例中，所述屏组件能够实现大屏指纹识别。所述指纹覆盖区域可位于所述显示面板的显示区域的指定范围中。例如，所述显示面板的部分显示区域为指定位置，这部分区域可响应用户的操作而形成对应的指纹覆盖区域。该指定范围的面积较大。例如，该指定范围可以是屏组件的半个或半个以上的靠上或靠下的屏幕，可以是屏组件的半个或半个以上的靠左或靠右的屏幕等。
可选的，所述指纹覆盖区域响应于用户操作。也即，所述指纹覆盖区域的位置由用户自定义。一种实施例中，所述屏组件可以通过感应用户的触摸区域，该触摸区域即形成所述指纹覆盖区域。此时，所述指纹覆盖区域的形状随用户的触摸区域形状变化。
另一种实施例中，所述屏组件可以通过感应用户的触摸位置，启动预设的对应于该触摸位置的所述指纹覆盖区域，所述指纹覆盖区域覆盖触摸位置。此时，所述指纹覆盖区域的形状可以为圆形、椭圆形、方形或跑道形等。所述指纹覆盖区域的形状也可以与用户手指指头的形状相似或相同。所述指纹覆盖区域的形状也可以由用户进行自定义。本申请实施例不对所述指纹覆盖区域的具体形状作严格限定。
其中，所述指纹覆盖区域的面积在35平方毫米至200平方毫米的范围内。例如，所述指纹覆盖区域的面积可以在64平方毫米至144平方毫米的范围内。
在本申请实施例中，所述指纹覆盖区域中，包括至少两个所述识别区域。此时，各所述识别区域的面积较小。由对应于至少两个所述识别区域的所述图像传感器的感光面所采集的图像拼接成最终的比对图像。由于比对图像由多个图像拼接成，因此所述比对图像较为精准，有利于提高应用所述屏组件的所述电子设备的指纹识别准确度。
可以理解的，在指纹覆盖区域满足基本采集面积的前提下，各识别区域的面积越小，比对图像由数量越多的图像拼接成，比对图像的图像质量更高，指纹识别的准确度更高，而更多数量的图像传感器也带来成本高的问题；而各识别区域的面积越大时，虽然能够减少图像传感器的数量以降低成本，但是比对图像所包括的拼接图像数量降低，比对图像的图像质量降低，指纹识别的准确度降低。故而，本申请实施例在设计单个所述识别区域的面积时，需要兼顾识别准确度需求和成本需求。
其中，各所述图像传感器的感光面均包括阵列排布的多个传感单元。所述传感单元可采用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)传感器，或薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)传感器。当所述传感单元采用互补金属氧化物半导体传感器时，所述图像传感器的衬底采用半导体材料。当所述传感单元采用薄膜晶体管传感器时，所述图像传感器的衬底采用玻璃或有机介质等绝缘材料。
在本申请实施例中，各所述识别区域的形状和面积可以是相同的，也可以存在不同。本申请以各所述识别区域的形状和面积是相同的为例进行说明。
在本申请实施例中，在所述识别区域的面积与所述非识别区域的面积的比满足上述条件的情况下，所述多个识别区域的排布可以呈一定规律，也可以是随机的。本申请实施例以所述多个识别区域的排布可以一定规律为例进行说明。
一种可选实施例中，所述多个识别区域在第一方向上彼此间隔排布。也即，在所述第一方向上，任意相邻的两个所述识别区域之间均排布有所述非识别区域。此时，在所述第一方向上，任意相邻的两个所述识别区域之间的距离具有第一尺寸，各所述识别区域的长度具有第二尺寸。所述第一尺寸可以大于、等于或者小于所述第二尺寸，本申请实施例不对两者之间的尺寸关系进行严格限定。
在本实施例中，由于所述多个识别区域在第一方向上彼此间隔排布，因此当两个所述指纹覆盖区域位于所述显示面板的不同位置时，两个所述指纹覆盖区域所对应的所述图像传感器的感光面的数量相同或者相近，从而保证所述屏组件在不同使用场景下均能够获得足够的有效采集面积，使得所述电子设备的指纹识别准确度高。
一种可选实施例中，所述多个识别区域在第二方向上彼此间隔排布，所述第二方向垂直于所述第一方向。也即，在所述第二方向上，任意相邻的两个所述识别区域之间均排布有非识别区域。此时，在所述第二方向上，任意相邻的两个所述识别区域之间的距离具有第三尺寸，各所述识别区域的长度具有第四尺寸。所述第三尺寸可以大于、等于或者小于所述第四尺寸，本申请实施例不对两者之间的尺寸关系进行严格限定。
在本实施例中，当所述多个识别区域在第一方向上和第二方向上均彼此间隔排布时，位于所述显示面板的不同位置两个所述指纹覆盖区域所对应的所述图像传感器的感光面的数量相同或者更为相近，进一步保证所述屏组件在不同使用场景下均能够获得足够的有效采集面积，使得所述电子设备的指纹识别准确度更高。
其中，所述多个识别区域在所述第一方向上的排布方式与在所述第二方向上的排布方式相同。此时，所述屏组件在不同使用场景下获得足够的有效采集面积的可靠性更高，所述电子设备的指纹识别准确度更高。当然，在其他实施例中，所述多个识别区域在所述第一方向上的排布方式与在所述第二方向上的排布方式也可以不相同。
一种可选实施例中，所述多个识别区域在第一方向上彼此间隔地排布成行，且在第二方向上彼此间隔地排布成列，所述第二方向垂直于所述第一方向。相邻的两行所述识别区域中的各个所述识别区域均排布于不同列中。此时，相邻的两列所述识别区域中的各个所述识别区域均排布于不同列中。
在本实施例中，所述屏组件的位置不同的任意两个指纹覆盖区域所包括的所述识别区域的数量非常相近，也即这两个指纹覆盖区域所对应的所述图像传感器的感光面的数量非常相近，所述屏组件在不同使用场景下均能够获得足够的有效采集面积，使得所述电子设备的指纹识别准确度更高。
一种可选实施例中，在指纹覆盖区域中，所有所述识别区域的总面积与所有所述非识别区域的总面积的比在1：0.8至1：1.2的范围内。此时，在第一方向上，相邻两个所述识别区域之间的间距可以等于、略大于或略小于所述识别区域的长度。在第二方向上，相邻两个所述识别区域之间的间距也可以等于、略大于或略小于所述识别区域的长度。
在本实施例中，所述屏组件能够综合考虑制作公差、装配公差、图像采集总面积、成本等各方面的需求，以获得更高的产品良率和指纹识别准确度以及更低的成本。
一种可选实施例中，所述多个识别区域包括多个识别区域组。各所述识别区域组中均包括彼此邻接的至少两个所述识别区域。任意相邻的两个所述识别区域组彼此间隔排布。其中，至少两个识别区域彼此邻接是指：同一个所述识别区域组的相邻两个所述识别区域之间的间距，远小于相邻两个所述识别区域组之间的间距。任意相邻的两个所述识别区域组之间形成所述非识别区域。其中，多个所述识别区域组在第一方向上彼此间隔排布，且在第二方向上彼此间隔排布或连续排布，所述第二方向垂直于所述第一方向。
在本实施例中，由于各所述识别区域组中均包括彼此邻接的至少两个所述识别区域，任意相邻的两个所述识别区域组彼此间隔排布，因此所述识别区域的排列方式更为多样化，有利于满足不同的电子设备各自的指纹识别需求。各所述识别区域组中均包括至少两个识别区域，也使得所述识别区域能够采集小区域范围内的连续图像，使得所述屏组件所形成的最终比对图像由至少两个连续图像拼接而成，所述最终比对图像更容易与电子设备中的标准图像进行比对，所述电子设备的指纹识别准确度更高。
其中，在所述指纹覆盖区域中，包括至少两个所述识别区域组。此时，所述屏组件所形成的最终比对图像由至少两个所述识别区域组所采集的图像拼接而成，图像质量较高，使得应用所述屏组件的所述电子设备的指纹识别准确度较高。
一种可选实施例中，单个所述图像传感器包括一个感光面。此时，所述图像传感器的整体体积随其感光面面积变化，感光面面积设计较小，使得所述图像传感器的整体体积较小，有利于降低所述图像传感器的成本。
另一种可选实施例中，单个所述图像传感器包括多个感光面。当单个感光面的面积很小时，可以将多个感光面集成在同一个图像传感器中，以降低图像传感器的切割工艺难度，从而兼顾图像传感器小体积和易加工的需求。
其中，同一所述图像传感器的多个感光面之间可以彼此间隔设置，也可以彼此邻接设置。
一种可选实施例中，所述识别面板还包括衬底及光学层。所述衬底位于所述显示面板的非出光侧。所述多个图像传感器固定于所述衬底朝向所述显示面板的一侧。各所述图像传感器的感光面远离所述衬底设置，也即面向所述显示面板设置。所述光学层位于所述多个图像传感器与所述显示面板之间。所述光学层用于将位于所述识别区域出光侧的用户指纹图像成像至对应的所述图像传感器的感光面上。所述屏组件通过所述光学层处理被用户指纹所反射的光线，以在对应的所述图像传感器的感光面上形成相应的采集图像，该采集图像与用户指纹图像相对应。
在本实施例中，由于所述屏组件设置有所述光学层，所述光学层能够改变光线状态，因此能够通过设置所述光学层的结构和尺寸，使得所述图像传感器的感光面与所述显示面板的相对位置关系发生变化，使得所述屏组件的结构更为多样化，所述屏组件的适用范围更广。
一种实施例中，所述多个图像传感器的感光面可以一一对应地正对所述多个识别区域。此时，所述光学层对光线的传播方向的改动较小，能够降低光线在传播过程中发生畸变而导致最终的比对图像出现精确度不足的风险，使得应用所述屏组件的所述电子设备的指纹识别准确度较高。
其他实施方式中，所述光学层可以改变光线的传播方向，因此所述多个图像传感器的感光面之间的相对位置关系可以与多个所述识别区域的相对位置关系有些许不同。
例如，单个所述图像传感器上包括多个感光面，多个感光面彼此邻接。多个感光面所对应的多个所述识别区域彼此间隔设置。通过光学层改变光线的传播方向，使得由这些识别区域进入的光线汇聚射入彼此邻接的多个感光面中，从而实现图像采集。
一种实施例中，所述衬底可以是刚性印刷电路板(printed circuit board，PCB)。另一种实施例中，所述衬底可以包括柔性印刷电路板(flexible printed circuit，FPC)和补强板，所述补强板与所述柔性印刷电路板层叠设置。
一种实施例中，所述多个图像传感器可采用芯片贴装(die attach)方式直接绑定(bonding)到所述衬底上。另一种实施例中，所述多个图像传感器可采用扇出(fan-out)工艺连接成一体封装结构，再将该封装结构整体贴合至所述衬底。
一种可选实施例中，所述识别面板还包括封装件。所述封装件位于所述衬底朝向所述显示面板的一侧，且围绕所述多个图像传感器设置。此时，所述封装件将所述多个图像传感器封装成一体式封装结构。其中，所述封装件可采用扇出工艺封装多个所述图像传感器。所述光学层覆盖所述封装件及所述多个图像传感器。此时，所述光学层可以为一体式结构。
在本实施例中，所述封装件能够先将所述多个图像传感器封装成一体封装结构，然后将该封装结构贴合至所述衬底，接着将同为一体式结构的所述光学层覆盖在所述封装件及所述多个图像传感器上，故而所述屏组件的组装工艺步骤少且工艺难度低，有利于降低所述屏组件的生产成本。
一种可选实施例中，所述光学层包括多个光学部。所述多个光学部一一对应地位于所述多个图像传感器上。所述光学部位于对应的所述图像传感器的采集图像的一侧，也即位于所述图像传感器的感光面的上方。其中，所述识别面板还包括多个封装体。所述多个封装体与所述多个光学部一一对应设置。各所述封装体用于将对应的所述光学部与所述图像传感器封装成一体式的单元组件。
所述识别面板还包括封装件。所述封装件位于所述衬底朝向所述显示面板的一侧，且围绕所述多个图像传感器及所述多个光学部设置。一种实施例中，所述图像传感器及位于其上方的所述光学部可以先形成单元组件，多个所述单元组件固定至所述衬底后，通过所述封装件将多个所述单元组件及所述衬底封装成一体式结构。另一种实施例中，所述图像传感器及位于其上方的所述光学部可以先形成单元组件，通过所述封装件将多个所述单元组件封装成一体式结构后，将该结构贴合至所述衬底，以完成组装。
在本实施例中，由于对应的所述光学部与所述图像传感器可形成单元组件，而后多个所述单元组件再依据具体的排布需求固定至所述衬底，因此所述屏组件可以在不更改物料种类的情况下，通过改变所述单元组件的位置形成不同的识别面板，有利于所述屏组件的批量化和多型号化。
一种可选实施例中，所述光学层包括多个准直器。所述准直器用于将发散的光线转变成准直光线。所述多个准直器一一对应地正对所述多个图像传感器的感光面设置。
在本实施例中，所述多个准直器在所述图像传感器的感光面上成像出物象比例1：1的采集图像。由于所述多个准直器能够对被用户指纹反射的光线进行准直处理，因此所述采集图像的图像质量较高，所述屏组件能够形成质量较高的比对图像，从而使得所述电子设备的指纹识别精度较高。
其中，由于所述准直器用于成像出物象比例1：1的采集图像，因此所述图像传感器的感光面的面积与所述显示面板上的识别区域的面积相近。考虑到所述多个图像传感器在组装时的公差，彼此靠近的两个所述图像传感器之间可以预留合理避让，以提高所述屏组件的组装精度和产品良率。
其中，当对应的所述图像传感器和所述光学部先形成单元组件、后通过所述封装件封装时：各所述准直器可通过晶元级(wafer level)加工工艺直接形成在所述图像传感器的感光面上。例如，可以采用多层遮光光罩(mask)工艺在所述图像传感器的感光面上沉积或蚀刻出准直孔结构，以形成所述准直器。或者，各所述准直器也可以是先形成的具有准直孔的薄膜，而后将各所述准直器贴合到对应的所述图像传感器的感光面上。
当所述封装件先封装所述多个图像传感器、后组装所述光学层时，所述光学层可以为包括多个准直器的一体式结构。
一种可选实施例中，所述光学层包括多个透光小孔。所述光学层可包括基底和遮光膜，所述遮光膜位于所述基底朝向所述显示面板的一侧。所述基底采用透光材料，例如玻璃或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)。所述遮光膜上具有所述多个透光小孔。所述遮光膜采用遮光材料。所述多个透光小孔一一对应地正对所述多个图像传感器的感光面设置。各所述透光小孔的中心与所述显示面板的出光面之间形成第一间距，且与所述图像传感器的感光面之间形成第二间距，所述第一间距大于所述第二间距。
在本实施例中，利用小孔成像原理，所述多个透光小孔在所述图像传感器的感光面上成像出物象比例X：1的采集图像。X大于1。此时，所述采集图像的面积小于所述显示面板上所述识别区域的面积，因此在所述识别区域的面积不变的情况下，所述图像传感器的感光面的面积能够减小，使得所述图像传感器的成本降低，所述屏组件的成本降低。同时，在所述图像传感器的感光面的面积不变的情况下，所述图像传感器所对应的所述识别区域的面积增加，多个所述识别区域的拼接可以采用冗余拼接，从而提高所述电子设备的指纹识别准确度。
其中，所述屏组件可通过调节所述第一间距和所述第二间距的尺寸，降低所述图像传感器的感光面的面积，或者增加所述图像传感器的感光面所对应的识别区域的面积。
其中，所述显示面板的出光面为所述显示面板远离所述识别面板的表面。所述显示面板的非出光面与所述显示面板的出光面相背设置。所述显示面板的非出光面与所述透光小孔的中心之间形成间距。可通过调节该间距的大小，调整所述第一间距的大小。
其中，所述光学层的基底具有厚度(在垂直于所述图像传感器的感光面的方向上的尺寸)。可通过调节所述基底的厚度，来调整所述第二间距的大小。
一种可选实施例中，所述屏组件还包括透明的粘接层，所述粘接层粘接于所述显示面板与所述光学层之间。在本实施例中，所述显示面板与所述光学层之间填充有所述粘接层。所述粘接层可以粘接所述光学层及所述显示面板，还可以防止光线因空气层的散射而影响所述采集图像的质量。所述粘接层可采用透明光学胶。一种实施例中，所述粘接层也可同时覆盖所述封装件。
一种可选实施例中，所述光学层包括多个透镜。所述多个透镜一一对应地正对所述多个图像传感器的感光面设置。所述透镜用于将所述用户指纹图像成像并缩小至所述图像传感器的感光面。所述透镜用于起到聚光作用。
在本实施例中，所述透镜用于将所述用户指纹图像成像并缩小至所述图像传感器的感光面，所述图像传感器的感光面上所形成的采集图像与对应的识别区域的面积比小于1，也即物象比例大于1。此时，所述采集图像的面积小于所述显示面板上所述识别区域的面积，因此在所述识别区域的面积不变的情况下，所述图像传感器的感光面的面积能够减小，使得所述图像传感器的成本降低，所述屏组件的成本降低。同时，在所述图像传感器的感光面的面积不变的情况下，所述图像传感器的感光面所对应的所述识别区域的面积增加，多个所述识别区域的拼接可以采用冗余拼接，从而提高所述电子设备的指纹识别准确度。
其中，单个所述透镜可包括一个或多个子透镜。单个所述透镜包括一个子透镜时，该子透镜为凸透镜。单个所述透镜包括多个子透镜时，多个子透镜可以是多个凸透镜，也可以是凹透镜和凸透镜组合。其中，所述透镜也可以为利用超材料结构制作的平面透镜。
第二方面，本申请实施例还提供一种电子设备。所述电子设备包括壳体及上述任一项所述的屏组件。所述屏组件安装于所述壳体。
在本实施例中，由于所述屏组件具有更大的显示面积，所述电子设备的屏占比较大。由于所述屏组件能够在具有足够有效采集面积的条件下，降低所述多个图像传感器的感光面的总面积，从而降低所述多个图像传感器的成本，因此所述屏组件的成本更低，所述电子设备能够在不显著影响指纹识别性能的前提下，实现大面积指纹识别且成本较低。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图2是图1所示电子设备的屏组件的结构示意图；
图3是图2所示屏组件在A-A线处的结构在一种实施例中的结构示意图；
图4是图2所示屏组件在A-A线处的结构在另一种实施例中的结构示意图；
图5A是图2所示屏组件的显示面板在一种实施方式中的部分结构示意图；
图5B是图5A所示显示面板的识别区域和非识别区域在一种排布方式中的示意图；
图5C是图5A所示显示面板的识别区域和非识别区域在另一种排布方式中的示意图；
图5D是图5A所示显示面板的识别区域和非识别区域在再一种排布方式中的示意图；
图6A是图2所示屏组件的显示面板在另一种实施方式中的部分结构示意图；
图6B是图2所示屏组件的显示面板在再一种实施方式中的部分结构示意图；
图6C是图2所示屏组件的显示面板在再一种实施方式中的部分结构示意图；
图7是图3所示屏组件在第一实施例中的结构示意图；
图8A是图7所示屏组件在第一实施方式中的结构示意图；
图8B是图7所示屏组件在第二实施方式中的结构示意图；
图8C是图7所示屏组件在第三实施方式中的结构示意图；
图9是图3所示屏组件在第二实施例中的结构示意图；
图10A是图9所示屏组件在第一实施方式中的结构示意图；
图10B是图9所示屏组件在第二实施方式中的结构示意图；
图10C是图9所示屏组件在第三实施方式中的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种电子设备100的结构示意图。
电子设备100可以是手机、平板电脑、电子阅读器、笔记本电脑、车载设备或可穿戴设备等设备。图1所示实施例以电子设备100是手机为例进行说明。
电子设备100包括壳体10和屏组件20。屏组件20安装于壳体10。具体的，壳体10包括边框和后盖。边框环绕设于后盖的周缘。屏组件20安装于边框远离后盖的一侧。也即，屏组件20和后盖分别安装于边框的两侧。用户使用电子设备100时，屏组件20通常朝向用户放置，后盖背离用户放置。其中，边框和后盖可以通过组装形成一体式结构。边框和后盖也可以是一体成型的结构。
其中，屏组件20集成有显示功能、触摸感应功能及指纹图像采集功能。屏组件20能够采集用户指纹图像，并形成对应的比对图像。
电子设备100还包括电路板30和位于电路板30上的控制模块40。电路板30和控制模块40收容于壳体10内侧。控制模块40可以包括至少一个通信接口、总线、至少一个处理器和至少一个存储器。至少一个通信接口、至少一个处理器及至少一个存储器可通过总线相互通信。至少一个通信接口用于接收和发送数据。屏组件20连接其中一个通信接口。屏组件20能够将对应于用户指纹图像的比对图像的数据传输至处理器。至少一个存储器用于存储程序代码。程序代码包括指纹识别的代码。至少一个处理器可以用于执行上述应用程序代码。例如，至少一个处理器能够执行指纹识别的代码，以实现指纹识别。本申请中，“至少一个”包括一个或两个两种情况。
请一并参阅图2和图3，图2是图1所示电子设备100的屏组件20的结构示意图，图3是图2所示屏组件20在A-A线处的结构在一种实施例中的结构示意图。
屏组件20包括显示面板1及位于显示面板1非出光侧的识别面板2。识别面板2与显示面板1层叠设置。显示面板1用于显示图像。显示面板1的两侧分别为出光侧和非出光侧，其中，出光侧为显示面板1射出显示光线一侧。
识别面板2包括多个图像传感器21。显示面板1包括多个识别区域11。相邻且彼此间隔的两个识别区域11之间形成非识别区域12。多个图像传感器21的感光面211用于一一对应地采集位于显示面板1出光侧的用户指纹图像。具体的，多个图像传感器21的感光面211用于一一对应采集位于多个识别区域11的用户指纹图像。图像传感器21能够将形成在其感光面211上的采集图像(光像)转换为与采集图像成相应比例关系的电信号。在指纹覆盖区域3中，所有识别区域11的总面积与所有非识别区域12的总面积的比大于或等于1：5。
在本实施例中，包括多个图像传感器21的识别面板2位于显示面板1的非出光侧，因此多个图像传感器21能够进行屏下指纹图像采集，多个图像传感器21无需占用显示面板1的周边空间，显示面板1的面积得以增加，有利于屏组件20的窄边框化，使得屏组件20的屏占比较大，应用屏组件20的电子设备100的屏占比较大。
在本实施例中，由于多个图像传感器21的感光面211一一对应地采集位于多个识别区域11出光侧的部分用户指纹图像，而不采集位于非识别区域12出光侧的部分指纹图像，故而多个图像传感器21的感光面211对位于显示面板1出光侧的用户指纹图像进行局部采集，而非全部采集，使得多个图像传感器21的感光面211的总面积得以缩小，识别面板2及屏组件20的成本得以降低。
并且，由于在指纹覆盖区域3中，所有识别区域11的总面积与所有非识别区域12的总面积的比大于或等于1：5，因此多个图像传感器21的感光面211所采集的局部指纹图像的总面积(即有效采集面积)能够满足指纹识别过程所需求的最小采集面积，使得屏组件20在满足基本识别需求的情况下，减小多个图像传感器211的感光面211的总面积，从而降低多个图像传感器21的成本，也降低屏组件20的生产成本。由于屏组件20能够满足识别需求且成本较低，因此屏组件20能够在不显著增加成本的情况下，实现大面积指纹识别(全屏指纹识别或大屏指纹识别)。也即，屏组件20及应用屏组件20的电子设备100能够实现大面积指纹识别且成本较低。
其中，指纹覆盖区域3包括区域轮廓线范围内的区域。若某个识别区域11一半的面积或其他预设比例(例如全部、三分二、三分一、四分三、四分一、五分一等)的面积位于区域轮廓线内，则该识别区域11为指纹覆盖区域3内的区域。当非识别区域12的数量为多个，且被识别区域11隔开时(可参阅后文中图5B和图5D)：若某个非识别区域12一半的面积或其他预设比例的面积位于区域轮廓线内，则该非识别区域12为指纹覆盖区域3内的区域；当非识别区域12为一体区域时(可参阅后文中图5C)：则非识别区域12位于区域轮廓线范围内的部分为指纹覆盖区域3内的区域。
一种可选实施例中，在指纹覆盖区域3中，所有识别区域11的总面积与所有非识别区域12的总面积的比在1：2至2:1的范围内。在本申请中，“A”至“B”的范围包括端点A和端点B。
其中，对于在指纹覆盖区域3中，所有识别区域11的总面积与所有非识别区域12的总面积的比值的上限，本申请不作严格限定。该比值越大，则识别精度越高。该比值越低，则成本更低。设计时，该比值需兼顾识别精度及成本。通过实验验证，当在指纹覆盖区域3中，所有识别区域11的总面积与所有非识别区域12的总面积的比在1：2至2:1的范围内时，屏组件20能够很好地兼顾识别精度及成本的需求。
一种实施例中，屏组件20能够实现全屏指纹识别。此时，指纹覆盖区域3可位于显示面板1的显示区域的任意位置。也即，显示面板1的整个显示区域均可响应用户的操作，而形成对应的指纹覆盖区域3。另一种实施例中，屏组件20能够实现大屏指纹识别。指纹覆盖区域3可位于显示面板1的显示区域的指定范围中。例如，显示面板1的部分显示区域为指定位置，这部分区域可响应用户的操作而形成对应的指纹覆盖区域3。该指定范围的面积较大。例如，该指定范围可以是屏组件的半个或半个以上的靠上或靠下的屏幕，可以是屏组件的半个或半个以上的靠左或靠右的屏幕等。
可选的，所述指纹覆盖区域响应于用户操作。也即，所述指纹覆盖区域的位置由用户自定义。
一种实施例中，所述屏组件可以通过感应用户的触摸区域，该触摸区域即形成所述指纹覆盖区域。此时，所述指纹覆盖区域的形状随用户的触摸区域形状变化。
另一种实施例中，所述屏组件可以通过感应用户的触摸位置，启动预设的对应于该触摸位置的所述指纹覆盖区域，所述指纹覆盖区域覆盖触摸位置。此时，指纹覆盖区域3的形状可以为圆形、椭圆形、方形或跑道形等。指纹覆盖区域3的形状也可以与用户手指指头的形状相似或相同。指纹覆盖区域3的形状也可以由用户进行自定义。本申请实施例不对指纹覆盖区域3的具体形状作严格限定。图2中指纹覆盖区域3的形状为圆形为例进行示意。
本申请实施例还公开一种电子设备100的指纹识别方法，该方法可以应用于本申请实施例中的电子设备100。该方法包括：
步骤一：屏组件20捕捉用户的触摸位置，并形成触摸信息。其中，第一触摸信息包括用户手指的位置信息。例如，如图2所示，用户手指触摸第一点311时，第一触摸信息包括第一点311的位置信息(也即坐标)。用户手指触摸第二点321时，第二触摸信息包括第二点321的位置信息(也即坐标)。屏组件20中的触摸层可用于步骤用户的触摸动作，并形成触摸信息。
步骤二：控制模块40依据触摸信息，启动对应的指纹覆盖区域3的光源。其中，对应的指纹覆盖区域3为以用户手指的位置为中心或基点的预设形状所覆盖的区域。
例如，如图2所示，触摸信息包括第一点311位置时，对应的指纹覆盖区域3为第一指纹覆盖区域31。触摸信息包括第二点321位置时，对应的指纹覆盖区域3为第二指纹覆盖区域32。以图像传感器21识别可见光为例进行说明，则对应的指纹覆盖区域3的光源可以是位于指纹覆盖区域3中的识别区域11和非识别区域12，也可以是一个覆盖该指纹覆盖区域3的发光区域。
步骤三：控制模块40依据触摸信息，启动对应于该指纹覆盖区域3的图像传感器21的感光面211。
例如，如图2所示，各图像传感器21包括一个感光面211。对应于第一指纹覆盖区域31的图像传感器21的感光面211是图2中用于采集第一指纹覆盖区域31的4颗图像传感器21的感光面211。对应于第二指纹覆盖区域32的图像传感器21的感光面是图2中用于采集第二指纹覆盖区域32的5颗图像传感器21的感光面211。其他实施例中，单个图像传感器21包括多个感光面211时，也可以启动需要的感光面211，而不需要的感光面211不工作，以降低能耗。
步骤四：控制模块40读取对应于该指纹覆盖区域3的图像传感器21的感光面211的比对图像数据。该比对图像数据对应与用户的指纹图像。其中，控制模块40可以同时读取对应于该指纹覆盖区域3的多个图像传感器21的感光面211的数据，也可以顺利读取对应于该指纹覆盖区域3的多个图像传感器21的感光面211的数据。
步骤五：控制模块40提取比对图像数据中的特征信息与模板进行匹配。匹配成功，则指纹识别通过，电子设备100执行后续的对应操作(例如屏幕解锁、APP解锁、支付解锁等解锁操作)。匹配失败，则指纹识别不通过，电子设备100不执行后续的对应操作。
在本实施例中，由于控制模块40依据用户的触摸位置启动对应的光源及图像传感器21的感光面211，因此电子设备100在指纹识别过程中，只需启动需要的部分光源和部分图像传感器21的感光面211即可进行图像采集，也只需处理这部分图像传感器21的感光面211所形成的比对图像数据即可实现匹配判断，故而电子设备100的整体功耗较低，且采图时间短、识别速度快。
其中，指纹覆盖区域3的面积在35平方毫米至200平方毫米的范围内。例如，指纹覆盖区域3的面积可以在64平方毫米至144平方毫米的范围内。
在本申请实施例中，在指纹覆盖区域3中，通常包括至少两个识别区域11。此时，各识别区域11的面积较小。由对应于至少两个识别区域11的图像传感器21的感光面211所采集的图像拼接成最终的比对图像。由于比对图像由多个图像拼接成，因此比对图像较为精准，有利于提高应用屏组件20的电子设备100的指纹识别准确度。
可以理解的，在满足指纹覆盖区域3具有基本采集面积的前提下，各识别区域11的面积越小，比对图像由数量越多的图像拼接成，比对图像的图像质量更高，指纹识别的准确度更高，而更多数量的图像传感器21也带来成本高的问题；而各识别区域11的面积越大时，虽然能够减少图像传感器21的数量以降低成本，但是比对图像所包括的拼接图像数量降低，比对图像的图像质量降低，指纹识别的准确度降低。故而，本申请实施例在设计单个识别区域11的面积时，需要兼顾识别准确度需求和成本需求。
其中，各图像传感器21的感光面211均包括阵列排布的多个传感单元。传感单元可采用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)传感器，或薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)传感器。当传感单元采用互补金属氧化物半导体传感器时，图像传感器21的衬底采用半导体材料。当传感单元采用薄膜晶体管传感器时，图像传感器21的衬底采用玻璃或有机介质等绝缘材料。
一种可选实施例中，各图像传感器21中的传感单元用于感应可见光。则，显示面板1的部分区域或全部区域允许可见光穿过，显示面板1为透明显示屏。此时，被用户指纹反射后的可见光能够经过显示面板1后进入图像传感器21，使得屏组件20能够顺利采集用户指纹图像。其中，显示面板1发出的显示光线能够作为电子设备100在指纹识别中的感测光线，该感测光线被用户指纹反射后能够被图像传感器21采集，从而形成对应于指纹图像的比对图像。
另一种可选实施例中，各图像传感器21中的传感单元用于感应不可见光。不可见光例如近红外线、红外线、近紫外线、紫外线等。则，显示面板1的部分区域或全部区域允许不可见光穿过。此时，显示面板1可以允许可见光穿过，也可以遮挡可见光，本申请对此不作严格限定。在本实施例中，电子设备100还包括用于发出不可见光的光源。该光源可以相对屏组件20独立，也可以集成在屏组件20中。该光源发出的不可见光被用户指纹反射后能够被图像传感器21采集，从而使屏组件20形成对应于指纹图像的比对图像。
其中，显示面板1可以为有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)面板、液晶显示面板(liquid crystal display，LCD)、量子点发光二极管(quantum dotlight emitting diodes，QLED)面板或微尺寸发光二极管(micro light-emitting diode，uLED)面板等。
请参阅图3，一种可选实施例中，单个图像传感器21包括一个感光面211。此时，图像传感器21的整体体积随其感光面211的面积变化，感光面211的面积设计较小，使得图像传感器21的整体体积较小，有利于降低图像传感器21的成本。
请参阅图4，图4是图2所示屏组件20在A-A线处的结构在另一实施例中的结构示意图。
另一种可选实施例中，单个图像传感器21包括多个感光面211。当单个感光面211的面积很小时，可以将多个感光面211集成在同一个图像传感器21中，以降低图像传感器21的切割工艺难度，从而兼顾图像传感器21小体积需求和易加工需求。
其中，同一图像传感器21的多个感光面211之间可以彼此间隔设置，也可以彼此邻接设置。多个感光面211可以共面设置。
在本申请实施例中，各识别区域11的形状和面积可以是相同的，也可以存在不同。本申请以各识别区域11的形状和面积是相同的为例进行说明。
在本申请实施例中，在识别区域11的面积与非识别区域12的面积的比满足前文所述条件的情况下，多个识别区域11的排布可以呈一定规律，也可以是随机的。本申请实施例以多个识别区域11的排布可以一定规律为例进行说明。
请参阅图5A，图5A是图2所示屏组件20的显示面板1在一种实施方式中的部分结构示意图。图5A中识别区域11示意为填充倾斜线的方格，非识别区域12示意为没有进行填充的方格。
可选的，多个识别区域11在第一方向X上彼此间隔地排布成行，且在第二方向Y上彼此间隔地排布成列，第二方向Y垂直于第一方向X。相邻的两行识别区域11中的各个识别区域11均排布于不同列中。此时，相邻的两列识别区域11中的各个识别区域11均排布于不同列中。
其中，第一方向X可以平行于屏组件20的宽度方向(也称横向)，第二方向Y平行于屏组件20的长度方向(也称竖向)。其他实施例中，第一方向X和第二方向Y可以对调。
图5A所示实施方式中，奇数行识别区域11排布于奇数列，偶数行识别区域11排布于偶数列。第1行、第3行、第5行、第7行、第9行为奇数行。第2行、第4行、第6行、第8行、第10行为偶数行。第1列、第3列、第5列、第7列、第9列为奇数列。第2列、第4列、第6列、第8列、第10列为偶数列。其他实施例中，奇数行识别区域11也可排布于偶数列，偶数行识别区域11排布于奇数列。
在本实施方式中，屏组件20的位置不同的任意两个指纹覆盖区域3所包括的识别区域11的数量非常接近，也即这两个指纹覆盖区域3所对应的图像传感器21的感光面211的数量非常相近，屏组件20在不同使用场景下均能够获得足够的有效采集面积，使得电子设备100的指纹识别准确度更高。
一种可选实施例中，在指纹覆盖区域3中，所有识别区域11的总面积与所有非识别区域的总面积的比在1：0.8至1:1.2的范围内。此时，在第一方向X上，相邻两个识别区域11之间的间距可以等于、略大于或略小于识别区域11的长度。在第二方向Y上，相邻两个识别区域11之间的间距也可以等于、略大于或略小于识别区域11的长度。
在本实施例中，屏组件20能够综合考虑制作公差、装配公差、图像采集总面积、成本等各方面的需求，以获得更高的产品良率和指纹识别准确度以及更低的成本。
在本申请实施例中，显示面板1上的识别区域11和非识别区域12的排布方式有多种，包括但不限于：
请参阅图5B，图5B是图5A所示显示面板1的识别区域11和非识别区域12在一种排布方式中的示意图。图5B中，用填充有倾斜线的格子示意出识别区域11，用未进行填充的空格子示意出非识别区域12。
一种排布方式中，显示面板1包括多个非识别区域12，多个非识别区域12被识别区域11间隔开。在第一方向X上，各识别区域11的长度L1等于相邻两个识别区域11之间的间距L2。间距L2等于非识别区域12在第一方向X上的长度。在第二方向Y上，各识别区域11的长度L3等于相邻两个识别区域11之间的间距L4。间距L4等于非识别区域12在第二方向Y上的长度。此时，非识别区域12的形状和尺寸与识别区域11相同。
结合参阅图5A和图5B，图5A中以圆形指纹覆盖区域3为例进行示意。例如，各识别区域11尺寸为3毫米*3毫米。指纹覆盖区域3是直径为9毫米的圆形区域。在第三指纹覆盖区域33中，包括4个识别区域11。对应的，识别面板2中的对应于这4个识别区域11的4个图像传感器21的感光面211用于采集用户指纹图像。此时，有效采集面积为36平方毫米，能够满足指纹识别的最小采集面积需求。在第四指纹覆盖区域34中，包括5个识别区域11。对应的，识别面板2中的对应于这5个识别区域11的5个图像传感器21的感光面211用于采集用户指纹图像。此时，有效采集面积为45平方毫米，能够满足指纹识别的最小采集面积需求。本实施例中，屏组件20的位置不同的任意两个指纹覆盖区域3所对应的图像传感器21的感光面211的数量非常相近，屏组件20在不同使用场景下均能够获得足够的有效采集面积。
请参阅图5C，图5C是图5A所示显示面板1的识别区域11和非识别区域12在另一种排布方式中的示意图。图5C中，用填充有倾斜线的格子示意出识别区域11，用未进行填充的空格子示意出非识别区域12。
另一种排布方式中，非识别区域12为一体区域。在第一方向X上，各识别区域11的长度L1均小于相邻两个识别区域11之间的间距L2。间距L2为位于相邻两个识别区域11之间的部分非识别区域12在第一方向X上的长度。在第二方向Y上，各识别区域11的长度L3均小于相邻两个识别区域11之间的间距L4。间距L4为位于相邻两个识别区域11之间的部分非识别区域12在第二方向Y上的长度。
请参阅图5D，图5D是图5A所示显示面板1的识别区域11和非识别区域12在再一种排布方式中的示意图。图5D中，用填充有倾斜线的格子示意出识别区域11，用未进行填充的空格子示意出非识别区域12。
再一种排布方式中，显示面板1包括多个非识别区域12，多个非识别区域12被识别区域11间隔开。在第一方向X上，各识别区域11的长度L1均大于相邻两个识别区域11之间的间距L2。间距L2为非识别区域12在第一方向X上的长度。在第二方向Y上，各识别区域11的长度L3均大于相邻两个识别区域11之间的间距L4。间距L4为非识别区域12在第二方向Y上的长度。非识别区域12的形状与识别区域11相同或相似，非识别区域12的面积小于识别区域11的面积。在本实施例中，多个识别区域11上的图像拼接后形成的图像存在少量冗余，可通过图像处理成合适的比对图像，以提高电子设备100的指纹识别准确度。
请参阅图6A，图6A是图2所示屏组件20的显示面板1在另一种实施方式中的部分结构示意图。图6A中识别区域11示意为填充倾斜线的方格，非识别区域12示意为没有进行填充的方格。
可选的，多个识别区域11在第一方向X上彼此间隔排布。也即，在第一方向X上，任意相邻的两个识别区域11之间均排布有非识别区域12。此时，在第一方向X上，任意相邻的两个识别区域11之间的距离具有第一尺寸，各识别区域11的长度具有第二尺寸。第一尺寸也为位于两个识别区域11之间的部分非识别区域12在第一方向X上的长度。第一尺寸可以大于、等于或者小于第二尺寸，本申请实施例不对两者之间的尺寸关系进行严格限定。
在图6A所示实施方式中，多个识别区域11在第二方向Y上连续排布成列，第二方向Y垂直于第一方向X。此时，在第二方向Y上彼此相邻的两个识别区域11彼此邻接。也即，在第二方向Y上彼此相邻的两个识别区域11之间的距离(可以为零、负值或正值)远小于在第一方向X上彼此相邻的两个识别区域11之间的距离。此时，显示面板1包括多个非识别区域12。任意相邻的两列识别区域11之间均形成呈条形的非识别区域12。其他实施例中，多个识别区域11在第二方向Y上也可以有其他排列方式，例如彼此间隔排布。
图6A中以圆形指纹覆盖区域3为例进行示意。例如，各识别区域11尺寸为2毫米*2毫米。指纹覆盖区域3是直径为10毫米的圆形区域。第五指纹覆盖区域35包括10个识别区域11。对应的，识别面板2中的对应于这10个识别区域11的10个图像传感器21的感光面211用于采集用户指纹图像。此时，有效采集面积为40平方毫米，能够满足指纹识别的最小采集面积需求。第六指纹覆盖区域36包括15个识别区域11。对应的，识别面板2中的对应于这15个识别区域11的15个图像传感器21的感光面211用于采集用户指纹图像。此时，有效采集面积为60平方毫米，能够满足指纹识别的最小采集面积需求。
在本实施方式中，由于多个识别区域11在第一方向上彼此间隔排布，因此当两个指纹覆盖区域3位于显示面板1的不同位置时，两个指纹覆盖区域3所对应的图像传感器21的感光面211的数量相同或者相近，从而保证屏组件20在不同使用场景下均能够获得足够的有效采集面积，使得电子设备100的指纹识别准确度高。
请参阅图6B，是图2所示屏组件20的显示面板1在再一种实施方式中的部分结构示意图。图6C中识别区域111示意为填充倾斜线的方格，非识别区域112示意为没有进行填充的方格。
可选的，多个识别区域111在第一方向上彼此间隔排布。也即，在第一方向上，任意相邻的两个识别区域111之间均排布有至少一个非识别区域112。第一方向为多个区域11形成的区域阵列的行方向或列方向。在第一方向上，多个识别区域111和多个非识别区域112可以一一交替排布、一二交替排布或二一交替排布，本申请对此不作严格限定。
多个识别区域111在第二方向上彼此间隔排布，第二方向垂直于第一方向。也即，在第二方向上，任意相邻的两个识别区域111之间均排布有至少一个非识别区域112。在图6B所示实施方式中，第一尺寸大于第二尺寸，例如，第一尺寸等于两倍的第二尺寸。第三尺寸大于第四尺寸，例如第三尺寸等于两倍的第四尺寸。此时，多个识别区域11在第一方向X和第二方向Y的对角线方向上连续排列。显示面板1包括多个非识别区域12。对角线方向上的相邻两条识别区域11之间形成非识别区域12。非识别区域12大致呈阶梯条形。
在图6B所示实施方式中，各区域11尺寸为2毫米*2毫米。指纹覆盖区域3是直径为10毫米的圆形区域。在第七指纹覆盖区域37中，包括8个识别区域11。对应的，识别面板2中的对应于这8个识别区域11的8个图像传感器21的感光面211用于采集用户指纹图像。此时，有效采集面积为32平方毫米，能够满足指纹识别的最小采集面积需求。在第八指纹覆盖区域38中，包括9个识别区域11。对应的，识别面板2中的对应于这9个识别区域11的9个图像传感器21的感光面211用于采集用户指纹图像。此时，有效采集面积为36平方毫米，能够满足指纹识别的最小采集面积需求。
在本实施方式中，当多个识别区域11在第一方向上和第二方向上均彼此间隔排布时，位于显示面板1的不同位置两个指纹覆盖区域3所对应的图像传感器21的感光面211的数量相同或者更为相近，进一步保证屏组件20在不同使用场景下均能够获得足够的有效采集面积，使得电子设备100的指纹识别准确度更高。
其中，多个识别区域11和多个非识别区域12在第一方向上的排布方式与在第二方向上的排布方式相同。此时，屏组件20在不同使用场景下获得足够的有效采集面积的可靠性更高，电子设备100的指纹识别准确度更高。当然，在其他实施例中，多个识别区域11在第一方向上的排布方式与在第二方向上的排布方式也可以不相同。
请参阅图6C，图6C是图2所示屏组件20的显示面板1在再一种实施方式中的部分结构示意图。图6C中识别区域11示意为填充倾斜线的方格，非识别区域12示意为没有进行填充的方格。
可选的，多个识别区域11包括多个识别区域组13。各识别区域组13中均包括彼此邻接的至少两个识别区域11。任意相邻的两个识别区域组13彼此间隔设置。其中，至少两个识别区域11彼此邻接是指：同一个识别区域组13的相邻两个识别区域11之间的间距，远小于相邻两个识别区域组13之间的间距。任意相邻的两个识别区域组13之间形成非识别区域12。其中，多个识别区域组13在第一方向X上彼此间隔排布，且在第二方向Y上彼此间隔排布或连续排布，第二方向Y垂直于第一方向X。
在图6C所示实施方式中，各识别区域组13包括阵列排布的四个识别区域11，四个识别区域11中的两个排布在第一方向X上，另外两个排布在第二方向Y上。在本实施方式中，显示面板1的非识别区域12位一体区域。在第一方向X上，相邻两个识别区域组13之间排布有非识别区域12。在第二方向Y上，相邻两个识别区域组13之间排布有非识别区域12。
各识别区域11尺寸为2毫米*2毫米。指纹覆盖区域3是直径为10毫米的圆形区域。在第九指纹覆盖区域39中，包括16个识别区域11。对应的，识别面板2中的对应于这16个识别区域11的16个图像传感器21的感光面211用于采集用户指纹图像。此时，有效采集面积为64平方毫米，能够满足指纹识别的最小采集面积需求。在第十指纹覆盖区域310中，包括9个识别区域11。对应的，识别面板2中的对应于这9个识别区域11的9个图像传感器21的感光面211用于采集用户指纹图像。此时，有效采集面积为36平方毫米，能够满足指纹识别的最小采集面积需求。
在本实施方式中，由于各识别区域组13中均包括至少两个识别区域11，任意相邻的两个识别区域组13彼此间隔设置，因此识别区域11的排列方式更为多样化，有利于满足不同的电子设备100各自的指纹识别需求。各识别区域组13中均包括至少两个识别区域11，也使得识别区域11能够采集小区域范围内的连续图像，使得屏组件20所形成的最终比对图像由至少两个连续图像拼接而成，最终比对图像更容易与电子设备100中的标准图像进行比对，电子设备100的指纹识别准确度更高。
在其他实施方式中，识别区域组13包括的识别区域11数量、识别区域组13中识别区域11的排布方式等，均可以有其他设置方式，本申请对此不作严格限定。
其中，在指纹覆盖区域3中，包括至少两个识别区域组13。此时，屏组件20所形成的最终比对图像由至少两个识别区域组13所采集的图像拼接而成，图像质量较高，使得应用屏组件20的电子设备100的指纹识别准确度较高。
请参阅图7，图7是图3所示屏组件20在第一实施例中的结构示意图。在第一实施例中，以单个图像传感器21包括一个感光面211为例进行说明。在其他实施例中，单个图像传感器21也可以包括多个感光面211，该实施例的其他特征可参阅第一实施例进行设置，此处不再赘述。
一种可选实施例中，识别面板2还包括衬底22及光学层23。衬底22位于显示面板1的非出光侧。多个图像传感器21固定于衬底22朝向显示面板1的一侧。各图像传感器21的感光面211远离衬底22设置，也即面向显示面板1设置。光学层23位于多个图像传感器21与显示面板1之间。光学层23用于将位于识别区域11出光侧的用户指纹图像成像至对应的图像传感器21的感光面211上。屏组件20通过光学层23处理被用户指纹所反射的光线，以在对应的图像传感器21的感光面211上形成相应的采集图像，该采集图像与用户指纹图像相对应。
在本实施例中，由于屏组件20设置有光学层23，光学层23能够改变光线状态，因此能够通过设置光学层23的结构和尺寸，使得图像传感器21的感光面211与显示面板1的相对位置关系发生变化，使得屏组件20的结构更为多样化，屏组件20的适用范围更广。
在本实施例中，多个图像传感器21的感光面211的排布位置与多个识别区域11的排布位置相对应。多个图像传感器21的感光面211可以一一对应地采集位于多个识别区域11上的指纹图像。此时，光学层23对光线的传播方向的改动较小，能够降低光线在传播过程中发生畸变而导致最终的比对图像出现精确度不足的风险，使得应用屏组件20的电子设备100的指纹识别准确度较高。其中，单个图像传感器21可以包括一个感光面211(如图7所示)，也可以包括多个感光面211(可参阅图4)。
其他实施方式中，光学层23可以改变光线的传播方向，因此多个图像传感器21的感光面211之间的相对位置关系可以与多个识别区域11的相对位置关系有些许不同。
例如，可以通过光学层23改变光线的传播方向，从而使得单个图像传感器21的感光面211能够同时采集两个或两个以上的识别区域11上的指纹图像。则，图像传感器21的总数少于识别区域11的总数，使得屏组件20的成本更低。
例如，单个图像传感器21上包括多个感光面211，多个感光面211彼此邻接。多个感光面211所对应的多个识别区域11彼此间隔设置。通过光学层23改变光线的传播方向，使得由这些识别区域11进入的光线汇聚射入彼此邻接的多个感光面211中，从而实现图像采集。
一种实施例中，衬底22可以是刚性印刷电路板(printed circuit board，PCB)。另一种实施例中，衬底22可以包括柔性印刷电路板(flexible printed circuit，FPC)和补强板，补强板与柔性印刷电路板层叠设置。
一种实施例中，多个图像传感器21可采用芯片贴装(die attach)方式直接绑定(bonding)到衬底22上。另一种实施例中，多个图像传感器21可采用扇出(fan-out)工艺连接成一体封装结构，再将该封装结构整体贴合至衬底22。
可选的，识别面板2还包括封装件24。封装件24位于衬底22朝向显示面板1的一侧，且围绕多个图像传感器21设置。此时，封装件24将多个图像传感器21封装成一体式封装结构。其中，封装件24可采用扇出工艺封装多个图像传感器21。光学层23覆盖封装件24及多个图像传感器21。此时，光学层23可以为一体式结构。
在本实施例中，封装件24能够先将多个图像传感器21封装成一体封装结构，然后将该封装结构贴合至衬底22，接着将同为一体式结构的光学层23覆盖在封装件24及多个图像传感器21上，故而屏组件20的组装工艺步骤少且工艺难度低，有利于降低屏组件20的生产成本。
其中，封装件24可采用遮光材料，以降低因串光而导致采集图像质量不佳的风险。
请参阅图8A，图8A是图7所示屏组件20在第一实施方式中的结构示意图。
一种可选实施例中，光学层23包括多个准直器231。准直器231用于将发散的光线转变成准直光线。多个准直器231一一对应地正对多个图像传感器21的感光面211设置。
在本实施例中，多个准直器231在图像传感器21的感光面211上成像出物象比例1：1的采集图像。由于多个准直器231能够对被用户指纹反射的光线进行准直处理，因此采集图像的图像质量较高，屏组件20能够形成质量较高的比对图像，从而使得电子设备100的指纹识别精度较高。
其中，由于准直器231用于成像出物象比例1：1的采集图像，因此图像传感器21的感光面211的面积与显示面板1上的识别区域11的面积相近。考虑到多个图像传感器21在组装时的公差，彼此靠近的两个图像传感器21之间可以预留合理避让，以提高屏组件20的组装精度和产品良率。此时，识别区域11的面积对应地适当缩小。
其中，封装件24可以先封装多个图像传感器21、后组装光学层23。此时，光学层23可以为包括多个准直器231的一体式结构。例如，各准直器231可以是先形成的具有准直孔的薄膜，而后将各准直器231贴合到对应的图像传感器21的感光面211上。多个准直器231一体成型在同一张薄膜中。
其他实施方式中，光学层23也可包括基底和挡光膜。基底采用透光材料。挡光膜层叠在基底上。挡光膜上具有多组准直孔，各组准直孔对应形成一个准直器231。
请参阅图8B，图8B是图7所示屏组件20在第二实施方式中的结构示意图。
一种可选实施例中，光学层23包括多个透光小孔232。光学层23可包括基底2321和遮光膜2322。基底2321可以为一体成型结构。遮光膜2322也可以为一体成型结构。遮光膜2322位于基底2321朝向显示面板1的一侧。基底2321采用透光材料，例如玻璃或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)。遮光膜2322上具有多个透光小孔232。遮光膜2322采用遮光材料。多个透光小孔232一一对应地正对多个图像传感器21的感光面211设置。各透光小孔232的中心与显示面板1的出光面13之间形成第一间距S1，且与图像传感器21的感光面211之间形成第二间距S2，第一间距S1大于第二间距S2。换言之，各透光小孔232的中心与显示面板1的出光面13之间的距离大于各透光小孔232的中心与图像传感器21的感光面211之间的距离。
在本实施例中，利用小孔成像原理，多个透光小孔232在图像传感器21的感光面211上成像出物象比例X：1的采集图像。X大于1。此时，采集图像的面积小于显示面板1上识别区域11的面积，因此在识别区域11的面积不变的情况下，图像传感器21的感光面211的面积能够减小，使得图像传感器21的成本降低，屏组件20的成本降低。同时，在图像传感器21的感光面211的面积不变的情况下，图像传感器21所对应的识别区域11的面积增加，多个识别区域11的拼接可以采用冗余拼接，从而提高电子设备100的指纹识别准确度。
其中，屏组件20可通过调节第一间距S1和第二间距S2的尺寸，降低图像传感器21的感光面211的面积，或者增加图像传感器21的感光面211所对应的识别区域11的面积。
其中，显示面板1的出光面13为显示面板1远离识别面板2的表面。显示面板1的非出光面14与显示面板1的出光面13相背设置。显示面板1的非出光面14与透光小孔232的中心之间形成间距S3。可通过调节该间距S3的大小，调整第一间距S1的大小。
其中，光学层23的基底2321具有厚度(在垂直于图像传感器21的感光面211的方向上的尺寸)。可通过调节基底2321的厚度，来调整第二间距S2的大小。
可选的，屏组件20还包括透明的粘接层25。粘接层25粘接于显示面板1与光学层23之间。在本实施例中，显示面板1与光学层23之间填充有粘接层25。粘接层25可以粘接光学层23及显示面板1，还可以防止光线因空气层的散射而影响采集图像的质量。粘接层25可采用透明光学胶。
请参阅图8C，图8C是图7所示屏组件20在第三实施方式中的结构示意图。
一种可选实施例中，光学层23包括多个透镜233。多个透镜233一一对应地正对多个图像传感器21的感光面211设置。透镜233用于将用户指纹图像成像并缩小至图像传感器21的感光面211。透镜233用于起到聚光作用。光学层23还包括固定基材234，该固定基材234采用透明材料。多个透镜233固定在固定基材234上，以与固定基材234形成一体式结构。
在本实施例中，透镜233用于将用户指纹图像成像并缩小至图像传感器21的感光面211，图像传感器21的感光面211上所形成的采集图像与对应的识别区域11的面积比小于1，也即物象比例大于1。此时，采集图像的面积小于显示面板1上识别区域11的面积，因此在识别区域11的面积不变的情况下，图像传感器21的感光面211的面积能够减小，使得图像传感器21的成本降低，屏组件20的成本降低。同时，在图像传感器21的感光面211的面积不变的情况下，图像传感器21所对应的识别区域11的面积增加，多个识别区域11的拼接可以采用冗余拼接，从而提高电子设备100的指纹识别准确度。
其中，单个透镜233可包括一个或多个子透镜。在本实施方式中，单个透镜233包括一个子透镜，该子透镜为凸透镜。在其他实施方式中，单个透镜233包括多个子透镜，多个子透镜可以是多个凸透镜，也可以是凹透镜和凸透镜组合。在其他实施方式中，透镜233也可以为利用超材料结构制作的平面透镜。
请参阅图9，图9是图3所示屏组件20在第二实施例中的结构示意图。在第二实施例中，以单个图像传感器21包括一个感光面211为例进行说明。在其他实施例中，单个图像传感器21也可以包括多个感光面211。该实施例的其他特征可参阅第二实施例进行设置，此处不再赘述。
一种可选实施例中，光学层23包括多个光学部230。多个光学部230彼此间隔设置。多个光学部230位于对应的图像传感器21的采集图像的一侧，也即位于图像传感器21的感光面211的上方。多个光学部230一一对应地位于多个图像传感器21上。单个图像传感器21包括多个感光面211时，一个图像传感器21上也可以设置多个光学部230，多个光学部230一一对应地设置在多个感光面211上。其中，识别面板2还包括多个封装体26。多个封装体26与多个光学部230一一对应设置。各封装体26用于将对应的光学部230与图像传感器21封装成一体式的单元组件27。
识别面板2还包括封装件24。封装件24位于衬底22朝向显示面板1的一侧，且围绕多个图像传感器21及多个光学部230设置。一种实施例中，图像传感器21及位于其上方的光学部230可以先形成单元组件27，多个单元组件27固定至衬底22后，通过封装件24将多个单元组件27及衬底22封装成一体式结构。另一种实施例中，图像传感器21及位于其上方的光学部230可以先形成单元组件27，通过封装件24将多个单元组件27封装成一体式结构后，将该结构贴合至衬底22，以完成组装。
在本实施例中，由于对应的光学部230与图像传感器21可形成单元组件27，而后多个单元组件27再依据具体的排布需求固定至衬底22，因此屏组件20可以在不更改物料种类的情况下，通过改变单元组件27的位置形成不同的识别面板2，有利于屏组件20的批量化和多型号化。
其中，单元组件27中的封装体26的材料可以与封装件24的材料相同，也可以不同，本申请对此不作严格限定。一种实施例中，封装体26和封装件24中的一者或二者采用遮光材料，以降低因串光而导致采集图像质量不佳的风险。
请参阅图10A，图10A是图9所示屏组件20在第一实施方式中的结构示意图。
一种可选实施例中，光学层23包括多个准直器231。多个准直器231一一对应地正对多个图像传感器21的感光面211设置。多个准直器231彼此间隔设置。各光学部230均包括一个准直器231(对应于单个传感器21包括一个感光面211的方案)或多个准直器231(对应于单个传感器21包括多个感光面211的方案)。准直器231用于将发散的光线转变成准直光线。其中，对应的图像传感器21和光学部230可以先形成单元组件27、后通过封装件24封装。也即，封装体26先将准直器231固定至对应的图像传感器21，以形成一体化、模块化的单元组件27。然后通过封装件24将多个单元组件27固定至衬底22，以形成识别面板2。
在本实施例中，多个准直器231在图像传感器21的感光面211上成像出物象比例1：1的采集图像。由于多个准直器231能够对被用户指纹反射的光线进行准直处理，因此采集图像的图像质量较高，屏组件20能够形成质量较高的比对图像，从而使得电子设备100的指纹识别精度较高。
其中，由于准直器231用于成像出物象比例1：1的采集图像，因此图像传感器21的感光面211的面积与显示面板1上的识别区域11的面积相近。考虑到多个图像传感器21在组装时的公差，彼此靠近的两个图像传感器21之间可以预留合理避让，以提高屏组件20的组装精度和产品良率。此时，识别区域11的面积对应地适当缩小。
其中，各准直器231可通过晶元级(wafer level)加工工艺直接形成在图像传感器21的感光面211上。例如，可以采用多层遮光光罩(mask)工艺在图像传感器21的感光面211上沉积或蚀刻出准直孔结构，以形成准直器231。
请参阅图10B，图10B是图9所示屏组件20在第二实施方式中的结构示意图。
一种可选实施例中，光学层23包括多个透光小孔232。光学层23可包括基底2321和遮光膜2322，遮光膜2322位于基底2321朝向显示面板1的一侧。基底2321采用透光材料，例如玻璃或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)。遮光膜2322上具有多个透光小孔232。遮光膜2322采用遮光材料。多个透光小孔232一一对应地正对多个图像传感器21的感光面211设置。具体的，基底2321包括多个基底部分2323，多个基底部分2323彼此间隔设置。多个基底部分2323一一对应地正对多个图像传感器21设置。遮光膜2322包括多个遮光部分2324，多个遮光部分2324彼此间隔设置，且各遮光部分2324均设有透光小孔232。透光小孔232的数量与对应的图像传感器21上的感光面211的数量相同。多个遮光部分2324一一对应地位于多个基底部分2323上。通过封装体26将各遮光部分2324和基底部分2323固定至对应的图像传感器21，以形成一体化、模块化的单元组件27。
各透光小孔232的中心与显示面板1的出光面13之间形成第一间距S1，且与图像传感器21的感光面211之间形成第二间距S2，第一间距S1大于第二间距S2。换言之，各透光小孔232的中心与显示面板1的出光面13之间的距离大于各透光小孔232的中心与图像传感器21的感光面211之间的距离。
在本实施例中，利用小孔成像原理，多个透光小孔232在图像传感器21的感光面211上成像出物象比例X：1的采集图像。X大于1。此时，采集图像的面积小于显示面板1上识别区域11的面积，因此在识别区域11的面积不变的情况下，图像传感器21的感光面211的面积能够减小，使得图像传感器21的成本降低，屏组件20的成本降低。同时，在图像传感器21的感光面211的面积不变的情况下，图像传感器21所对应的识别区域11的面积增加，多个识别区域11的拼接可以采用冗余拼接，从而提高电子设备100的指纹识别准确度。
其中，屏组件20可通过调节第一间距S1和第二间距S2的尺寸，降低图像传感器21的感光面211的面积，或者增加图像传感器21所对应的识别区域11的面积。
其中，显示面板1的出光面13为显示面板1远离识别面板2的表面。显示面板1的非出光面14与显示面板1的出光面13相背设置。显示面板1的非出光面14与透光小孔232的中心之间形成间距S3。可通过调节该间距S3的大小，调整第一间距S1的大小。
其中，光学层23的基底2321具有厚度(在垂直于图像传感器21的感光面211的方向上的尺寸)。可通过调节基底2321的厚度，来调整第二间距S2的大小。
可选的，屏组件20还包括透明的粘接层25，粘接层25粘接于显示面板1与光学层23之间。在本实施例中，显示面板1与光学层23之间填充有粘接层25。粘接层25可以粘接光学层23及显示面板1，还可以防止光线因空气层的散射而影响采集图像的质量。粘接层25可采用透明光学胶。一种实施例中，粘接层25也可同时覆盖封装件24。
请参阅图10C，图10C是图9所示屏组件20在第三实施方式中的结构示意图。
一种可选实施例中，光学层23包括多个透镜233。多个透镜233一一对应地正对多个图像传感器21的感光面211设置。各光学部230均包括一个透镜233(对应于单个传感器21包括一个感光面211的方案)或多个透镜233(对应于单个传感器21包括多个感光面211的方案)。透镜233用于将用户指纹图像成像并缩小至图像传感器21的感光面211。透镜233用于起到聚光作用。可以通过封装体26将透镜233固定至对应的图像传感器21，以形成一体化、模块化的单元组件27。
在本实施例中，透镜233用于将用户指纹图像成像并缩小至图像传感器21的感光面211，图像传感器21的感光面211上所形成的采集图像与对应的识别区域11的面积比小于1，也即物象比例大于1。此时，采集图像的面积小于显示面板1上识别区域11的面积，因此在识别区域11的面积不变的情况下，图像传感器21的感光面211的面积能够减小，使得图像传感器21的成本降低，屏组件20的成本降低。同时，在图像传感器21的感光面211的面积不变的情况下，图像传感器21所对应的识别区域11的面积增加，多个识别区域11的拼接可以采用冗余拼接，从而提高电子设备100的指纹识别准确度。
其中，单个透镜233可包括一个或多个子透镜。在本实施方式中，单个透镜233包括一个子透镜，该子透镜为凸透镜。在其他实施方式中，单个透镜233包括多个子透镜，多个子透镜可以是多个凸透镜，也可以是凹透镜和凸透镜组合。在其他实施方式中，透镜233也可以为利用超材料结构制作的平面透镜。
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；在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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 (16)

1.一种屏组件，其特征在于，包括显示面板及位于所述显示面板非出光侧的识别面板；
所述显示面板包括多个识别区域，相邻且彼此间隔的两个所述识别区域之间形成非识别区域，所述识别面板包括多个图像传感器，所述多个图像传感器的感光面用于一一对应地采集位于所述多个识别区域的用户指纹图像；在指纹覆盖区域中，所有所述识别区域的总面积与所有所述非识别区域的总面积的比大于或等于1：5。
2.根据权利要求1所述的屏组件，其特征在于，在指纹覆盖区域中，所有所述识别区域的总面积与所有所述非识别区域的总面积的比在1：2至2:1的范围内。
3.根据权利要求1所述的屏组件，其特征在于，所述多个识别区域在第一方向上彼此间隔排布。
4.根据权利要求3所述的屏组件，其特征在于，所述多个识别区域在第二方向上彼此间隔排布，所述第二方向垂直于所述第一方向。
5.根据权利要求1所述的屏组件，其特征在于，所述多个识别区域在第一方向上彼此间隔地排布成行，且在第二方向上彼此间隔地排布成列，所述第二方向垂直于所述第一方向，相邻的两行所述识别区域中的各个所述识别区域均排布于不同列中。
6.根据权利要求5所述的屏组件，其特征在于，在指纹覆盖区域中，所有所述识别区域的总面积与所有所述非识别区域的总面积的比在1：0.8至1：1.2的范围内。
7.根据权利要求1所述的屏组件，其特征在于，所述多个识别区域包括多个识别区域组，各所述识别区域组中均包括彼此邻接的至少两个所述识别区域，任意相邻的两个所述识别区域组彼此间隔排布。
8.根据权利要求1所述的屏组件，其特征在于，单个所述图像传感器包括一个感光面；或者，单个所述图像传感器包括多个感光面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的屏组件，其特征在于，所述识别面板还包括衬底及光学层，所述衬底位于所述显示面板的非出光侧，所述多个图像传感器固定于所述衬底朝向所述显示面板的一侧，所述光学层位于所述多个图像传感器与所述显示面板之间，所述光学层用于将位于所述识别区域出光侧的用户指纹图像成像至对应的所述图像传感器的感光面上。
10.根据权利要求9所述的屏组件，其特征在于，所述识别面板还包括封装件，所述封装件位于所述衬底朝向所述显示面板的一侧，且围绕所述多个图像传感器设置，所述光学层覆盖所述封装件及所述多个图像传感器。
11.根据权利要求9所述的屏组件，其特征在于，所述光学层包括多个光学部，所述多个光学部一一对应地位于所述多个图像传感器上，所述识别面板还包括封装件，所述封装件位于所述衬底朝向所述显示面板的一侧，且围绕所述多个图像传感器及所述多个光学部设置。
12.根据权利要求10或11所述的屏组件，其特征在于，所述光学层包括多个准直器，所述多个准直器一一对应地正对所述多个图像传感器的感光面设置。
13.根据权利要求10或11所述的屏组件，其特征在于，所述光学层包括多个透光小孔，所述多个透光小孔一一对应地正对所述多个图像传感器的感光面设置，各所述透光小孔的中心与所述显示面板的出光面之间形成第一间距，且与所述图像传感器的感光面之间形成第二间距，所述第一间距大于所述第二间距。
14.根据权利要求13所述的屏组件，其特征在于，所述屏组件还包括透明的粘接层，所述粘接层粘接于所述显示面板与所述光学层之间。
15.根据权利要求10或11所述的屏组件，其特征在于，所述光学层包括多个透镜,所述多个透镜一一对应地正对所述多个图像传感器的感光面设置，所述透镜用于将所述用户指纹图像成像并缩小至所述图像传感器的感光面。
16.一种电子设备，其特征在于，包括壳体及权利要求1至15中任一项所述的屏组件，所述屏组件安装于所述壳体。
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