CN112949593B - 指纹识别装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种指纹识别装置和电子设备，在所述指纹识别装置应用于电子设备时，所述指纹识别装置设置于所述电子设备的显示屏和所述电子设备的中框之间，且与所述显示屏之间具有间隙。本申请实施例的指纹识别装置和电子设备，既能使得指纹识别装置与显示屏完全解耦，避免了由于贴合不良所造成的成本高、效率低且工艺复杂等问题；同时将指纹识别装置设置在显示屏和中框之间，从而不需避让电子设备内部的各种零部件，例如，该指纹识别装置与电池在电子设备的厚度方向上可以重合，使得指纹识别装置的摆放位置不再受限。

Description

指纹识别装置和电子设备

本申请是申请日为2018年12月13日、申请号为201880002612.0、名称为“指纹识别装置和电子设备”的发明申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹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方案主要有两种。第一种是基于周期性微孔阵列的光路调制器方案，该方案要求将指纹识别模组与屏幕(例如有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED))紧密贴合。第二种是基于微透镜方案，该方案是将指纹识别模组与屏幕分离，固定在电子设备的中框下方。

在第一种方案中，可能会存在由贴合不良带来的成本较高，效率低，工艺复杂等问题；在第二种方案中，需要避让电池空间、音腔、副板、马达、用户身份识别卡(SubscriberIdentification Module，SIM)等才能满足电子设备要求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种指纹识别装置和电子设备，能够更好地满足电子设备的需求，并且能够降低成本、提高效率，装配简单。

第一方面，提供了一种指纹识别装置，在所述指纹识别装置应用于电子设备时，所述指纹识别装置设置于所述电子设备的显示屏和所述电子设备的中框之间，且与所述显示屏之间具有间隙。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置固定在所述中框的上表面。

在一种可能的实现方式中，所述中框的上表面向下延伸设有凹槽，所述指纹识别装置固定于所述凹槽内。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置通过导电或非导电双面胶固定于所述凹槽内。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置通过机械连接结构固定于所述凹槽内。

可选地，所述凹槽的深度可以小于或等于0.3mm。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置的上表面到所述显示屏的下方之间设置至少一个叠层，所述至少一个叠层具有开孔，所述指纹识别装置至少部分容纳在所述开孔内，以接收从所述显示屏透过的光。

屏下叠层开孔可以保证有效光路，同时也可以使得显示屏与指纹识别装置之间形成良好的密封，避免异物污染影响成像质量。

在一种可能的实现方式中，所述至少一个叠层包括泡棉层，所述指纹识别装置的上表面贴附所述泡棉层。

在指纹识别装置的上表面贴附一定厚度和尺寸保持力的泡棉，该泡棉压缩率可以大于50％，从而在显示屏下与指纹识别装置之间形成密封环境，达到遮光、防尘的要求。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置包括：传感芯片；通孔阵列，所述通孔阵列设置于所述传感芯片的上方，用于将从所述显示屏透过的光指向所述传感芯片的感应单元上。

在一种可能的实现方式中，所述传感芯片固定在柔性印制电路板或所述柔性印制电路板的补强钢片表面。

将传感芯片邦定在柔性印制电路板的补强钢片表面可以有效减小指纹识别装置的厚度。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：支架，所述支架用于将所述通孔阵列固定在所述传感芯片的上方。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：光学滤波片，设置于所述传感芯片和所述通孔阵列之间；所述光学滤波片贴合在所述传感芯片上，或所述光学滤波片固定在所述支架上，且与所述传感芯片具有间隙。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置包括多个传感芯片，所述多个传感芯片并排分布在柔性印制电路板上。

将多个传感芯片并排分布在柔性印制电路板上，从而可以形成多个指纹检测区域，有利于实现全屏指纹解锁，从而可以提高用户体验。

第二方面，提供一种电子设备，包括显示屏、中框和所述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的指纹识别装置。

在一种可能的实现方式中，所述显示屏为有机发光二极管OLED屏。

在一种可能的实现方式中，所述中框为金属或塑胶结构件。

通过将指纹识别装置设置在显示屏和中框之间，并且与显示屏之间有间隙，既能使得指纹识别装置与显示屏完全解耦，避免了由于贴合不良所造成的成本高、效率低且工艺复杂等问题；同时将指纹识别装置设置在显示屏和中框之间，不需避让电子设备内部的各种零部件，例如，该指纹识别装置与电池在电子设备的厚度方向上可以重合，使得指纹识别装置的摆放位置不再受限。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1示出了本申请实施例的应用场景的示意性框图。

图2是一种典型的指纹识别装置的结构示意图。

图3是另一种典型的指纹识别装置的结构示意图。

图4是本申请实施例的指纹识别装置的结构示意图。

图5是本申请实施例的指纹识别装置的另一结构示意图。

图6是本申请实施例的指纹识别装置的装配流程示意图。

图7是本申请实施例的电子设备的示意性框图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，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，所描述的实施例仅是本申请实施例的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。

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。

如图1所示为本申请实施例可以适用的终端设备的结构示意图，所述终端设备100包括显示屏120和指纹识别装置130，其中，所述指纹识别装置130设置在所述显示屏120下方的局部区域。所述指纹识别装置130可以包括具有多个光学感应单元的感应阵列，其中，所述感应阵列也可以是一个指纹传感器。所述感应阵列所在区域或者其光学感应区域为所述指纹识别装置130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120的显示区域102之中，因此，使用者在需要对所述终端设备100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终端设备100无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)。

作为一种优选的实施例，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。另外，所述显示屏120可以具体为触控显示屏，其不仅可以进行画面显示，还可以检测用户的触摸或者按压操作，从而为用户提供一个人机交互界面。比如，在一种实施例中，所述终端设备100可以包括触摸控制器，所述触摸控制器可以具体为触控面板，其可以设置在所述显示屏120表面，也可以部分集成或者整体集成到所述显示屏120内部，从而形成所述触控显示屏。以采用OLED显示屏为例，所述指纹识别装置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。

在其他实施例中，所述指纹识别装置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，所述指纹识别装置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，所述指纹识别装置130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终端设备100的保护盖板下方的边缘区域，而所述指纹识别装置130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指纹识别装置130的感应阵列。

并且，所述指纹识别装置130的感应阵列具体可以为光探测器(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。当手指按压在所述指纹检测区域103时，所述指纹检测区域103的显示单元发出的光线在手指表面的指纹发生反射并形成反射光，其中所述手指指纹的脊和谷的反射光是不同的，反射光从所述显示屏120透过并被所述光探测器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，从而在所述终端设备100实现光学指纹识别功能。

在其他替代实施例中，所述指纹识别装置130也可以设置在所述显示屏120下方的整个区域，从而将所述指纹检测区域103扩展到整个所述显示屏120的整个显示区域102，实现全屏指纹识别。

应当理解的是，在具体实现上，所述终端设备100还可以包括透明保护盖板110，所述盖板110可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其设置于所述显示屏120的上方并覆盖所述终端设备100的正面。因此，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110或者覆盖所述盖板110的保护层表面。

作为一种可选的实现方式，如图1所示，所述指纹识别装置130可以包括光检测部分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)；即所述光检测部分134可以制作在光学成像芯片或者图像传感芯片。

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，所述光学组件132可以包括滤光层(Filter)、导光层以及其他光学元件；所述滤光层可以用于滤除穿透手指的环境光，而所述导光层主要用于将从手指表面反射回来的反射光导引(比如光学准直或者汇聚)至所述感应阵列进行光学检测。

所述显示屏120发出的光线在所述显示屏120上方的待检测手指表面发生反射，从手指反射回来的反射光经所述微孔阵列或者所述透镜单元进行光学准直或者汇聚之后，进一步经过滤光层的滤波后被所述光学检测部分134接收，所述光学检测部分134可以进一步对接收到的该反射光进行检测，从而获取到所述手指的指纹图像以实现指纹识别。

应当理解，上述指纹识别装置130仅是一种示例性的结构，在具体实现上，该光学组件132的滤光层的位置并不局限在所述导光层的下方；比如，在一种替代实施例中，该滤光层也可以设置在所述导光层和所述显示屏120之间，即位于所述导光层上方；或者，所述光学组件132可以包括两层滤光层，二者分别设置在所述导光层的上方和下方。在其他替代实施例中，该滤光层也可以集成到所述导光层内部，甚至也可以省略掉，本申请对此不做限制。

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芯片。也可以是作为与光学检测部分134相对独立的部件安装在指纹识别装置内部，即是将所述光学组件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的导光层有多种实现方案。

在一种实施例中，所述光学组件132的导光层具体为在半导体硅片或者其他基材(比如硅氧化物或氮化物)制作而成的光路调制器或者光路准直器，其具有多个光路调制单元或者准直单元，具体地，所述光路调制单元或者准直单元可以具体为具有高深宽比的通孔，因此所述多个准直单元或者透镜单元可以构成通孔阵列。在从手指反射回来的反射光中，入射到所述光路调制单元或者准直单元的光线可以穿过并被其下方的光学感应单元接收，每一个光学感应单元基本上能够接收到其上方的通孔导引过来的指纹纹路的反射光，从而所述感应阵列便可以检测出手指的指纹图像。

在其他替代实施例中，所述导光层也可以包括光学透镜(Lens)层，其具有一个或多个光学透镜单元，比如一个或多个非球面透镜组成的透镜组。从手指反射回来的反射光经所述光学透镜单元进行光路准直或者汇聚之后，并被其下方的光学感应单元接收，据此，所述感应阵列可以检测出手指的指纹图像。

另一方面，所述光检测部分134的感应阵列可以具体只包括单一的感应阵列，也可以采用具有两个或以上并排设置的感应阵列的双感应阵列(Dual Array)或多感应阵列(Multiple Array)的架构。当所述光检测部分134采用双感应阵列或者多感应阵列架构时，所述光学组件132可以采用单独一个导光层同时覆盖所述两个或以上的感应阵列；可替代地，所述光学组件132也可以包括两个或以上并排设置的导光层，比如两个或以上的光路调制器或光路准直器，或者两个或以上的光学透镜层，所述两个或以上并排设置的导光层分别对应设置在所述两个或以上的感应阵列的上方，用于将相关反射光导引或者汇聚到其下方的感应阵列。

在其他替代实现方式中，所述显示屏120也可以采用非自发光的显示屏，比如采用背光的液晶显示屏；在这种情况下，所述指纹识别装置130便无法采用所述显示屏120的显示单元作为激励光源，因此需要在所述指纹识别装置130内部集成激励光源或者在其外部设置激励光源来实现光学指纹检测，其检测原理与上面描述内容是一致的。

应当理解，虽然在图1所示的实施例中以所述指纹识别装置为屏下光学指纹识别装置为例，但是，在其他实施例中，所述终端设备100的指纹识别装置也可以采用超声波指纹识别装置或者其他类型的指纹识别装置代替。本申请对指纹识别装置的类型和具体结构不作特殊限制，只要上述指纹识别装置可以满足在终端设备的显示屏内部进行指纹识别的性能要求便可。

请参阅图2，在一种典型的指纹识别装置中，保护盖板210的下表面与OLED显示屏220的上表面贴合，指纹识别装置230通过胶材240以点胶方式与OLED显示屏220的下表面贴合，并且指纹识别装置230的下表面与柔性电路板250进行焊接固定。具体地，胶材240可以形成在指纹识别装置230的外侧壁，以使得指纹识别装置230的外侧壁与OLED显示屏220的下表面之间进行完全贴合固定。此外，OLED显示屏220的下表面边缘通过泡棉背胶260与中框270的上表面贴合，中框270在指纹识别装置230所在区域具有凹槽结构，该凹槽结构可以用于为指纹识别装置230及其下方的柔性电路板250提供避让空间。另外，中框270与后盖290之间可设置有电池280。

可以发现，虽然图2所示的设计结构实现了显示屏下的指纹识别，但要求指纹识别装置和显示屏紧固连接，这样导致的问题就是：

1.OLED显示屏220成本很高，且很脆弱，指纹识别装置230与OLED显示屏220的贴合过程中很容易损坏OLED显示屏220。

2.指纹识别装置230直接贴合在OLED显示屏220之后更换难度较大，且在更换指纹识别装置230时很容易损坏OLED显示屏220。也就是说，由于指纹识别装置230和OLED显示屏220完全粘在一起，如出现指纹识别装置230损坏，在从OLED显示屏220下表面拆卸指纹识别装置230时很容易损坏OLED显示屏220。

3.将指纹识别装置230直接贴合在OLED显示屏220下表面的贴合工艺复杂。

请参阅图3，在另一种典型的指纹识别装置中，保护盖板310的下表面与显示屏320的上表面贴合，该指纹识别装置330可以固定设置在该显示屏320的下方，该指纹识别装置330的下表面与柔性电路板350进行焊接固定。并且该指纹识别装置330与该显示屏320之间存在间隙390。作为一种可选地实现方式，该指纹识别装置330可以通过固定连接在终端设备内部容易拆卸的器件上来实现安装在该显示屏320的下方，例如可以将指纹识别装置330安装在中框370的下表面，该中框370的上表面可以与该显示屏320的下表面边缘部分通过泡棉背胶360贴合。该中框370可以作为该指纹识别装置330与该显示屏320之间的固定架。该中框370设置于显示屏320和后盖中间并用于承载内部各种组件的框架，其内部各种组件包括但不限于电池，主板，摄像头，排线，各种感应器，话筒，听筒等等零部件。由此，使得该指纹识别装置330和该显示屏320完全解耦，避免了安装或者拆卸该指纹识别装置330时损坏该显示屏320。

可以发现，虽然图3所示的设计结构也可以实现显示屏下的指纹识别，但指纹识别装置固定在终端设备的中框下方，可能需要避让电池、主板，摄像头，排线，各种感应器，话筒，听筒等等零部件，使得指纹检测区域在屏幕中的位置受限。

因此，为了解决上述各种问题，本申请实施例提供了一种指纹识别装置，既能够解决指纹识别装置与显示屏的贴合工艺复杂、贴合成本较高以及在贴合过程和维修过程中容易损坏显示屏等问题，又能够解决指纹检测区域在屏幕中的位置受限的问题。

图4是本申请实施例提供的一种指纹识别装置的示意性结构图。当该指纹识别装置应用于电子设备(例如智能手机)时，如图4所示，保护盖板410的下表面与显示屏420的上表面贴合，该指纹识别装置430可以固定设置在该显示屏420的下方与中框440之间，并且与显示屏420之间具有间隙470。在一种可选的实现方式，该指纹识别装置430可以包括一个易拆卸的结构件，并通过该结构件固定在电子设备的显示屏420和电子设备的中框440之间，且该指纹识别装置430与显示屏420之间具有一定间隙。在另一种可选的实现方式中，该结构件为电子设备的中框440。具体地，该指纹识别装置430可以固定在中框440的上表面。并且与显示屏420之间具有间隙470。其中，该显示屏420可以是如图1所示的OLED屏120，该指纹识别装置430可以是如图1所示的指纹识别装置130。该中框440可以作为该指纹识别装置430与该显示屏420之间的固定架。该中框440设置于显示屏420和后盖460中间并用于承载内部各种组件的框架，例如电池450，或者还可以是主板，音腔，副板，摄像头，马达，排线，各种感应器，话筒，听筒，SIM卡位等等零部件。在图4中，该指纹识别装置430可以与电池450在电子设备的厚度方向重合，指纹检测区域可以放置在显示屏420的任意位置，例如，指纹识别区域可以距离显示屏420下边缘20～80mm。该显示屏420和该指纹识别装置430的具体结构、功能以及指纹识别过程可以参照前面关于OLED显示屏120和指纹识别装置130的描述，此处不再赘述。

因此，本申请实施例提供的指纹识别装置，既能使得指纹识别装置与显示屏完全解耦，避免了由于贴合不良所造成的成本高、效率低且工艺复杂等问题；同时将指纹识别装置设置在显示屏和中框之间，从而不需避让电子设备内部的各种零部件，例如，该指纹识别装置与电池在电子设备的厚度方向上可以重合，使得指纹识别装置的摆放位置不再受限。

该中框440具体可以由金属或者合金材料制成，甚至可以由塑胶材料制成，这种情况下，该中框440甚至可以和电子设备的边框一体成型，所谓一体成型就是内部中框和边框是一个整体。比如，边框可以只是一个金属贴边，或者可以在中框上面镀一层类似金属的涂料。进一步地，该中框440还可以是复合中框，以手机为例，中框440包括内中框1与外中框2，内中框1用于承载手机零部件，外中框2在内中框1外，外中框2外沿装有手机按键，内中框1与外中框2整合为一体。由于将手机中框设计成内中框与外中框，内外中框整合为一整体，手机受撞击时，首先是外中框磨损，由于外中框上只有按键，更换外中框简单方便，成本低；进一步地，可以在内外中框之间设置有弹性材料，由于内外中框在弹性层弹力的压紧下相对固定，因此，在外中框承受冲击力时弹性层可以减小对内中框的冲击。

作为一种具体的实现方式，可以在该中框440的上表面向下延伸设置凹槽，即在该指纹识别装置430的安装区域形成凹槽结构，使得该指纹识别装置430至少部分容纳在凹槽内。该指纹识别装置430可以固定在该凹槽内。一种可能的实施例为：该指纹识别装置430可以通过导电或非导电双面胶固定在凹槽内。例如，可以在指纹识别装置430的下表面或者凹槽表面贴附双面胶，并在指纹识别装置430的上表面施加一定压力，将其与凹槽固定粘接。另一种可能的实施例为：该指纹识别装置430可以通过专用定位结构，即通过机械连接方式固定在凹槽表面。例如，螺钉安装固定方式、焊接固定方式和耦合固定方式等。

其中，该凹槽的深度可以小于或等于0.3mm，中框440的厚度一般为0.6mm，为了不影响电子设备的其他性能，尽量保证具有凹槽的中框440的最薄处的厚度大于或等于0.2mm，应理解，凹槽的深度可以与中框的厚度相关，此处各个参数值仅仅用于示例，不作具体限定。

在本申请实施例的技术方案中所使用的显示屏420可以是OLED屏、软屏或硬屏，以下以OLED屏为例进行详细的阐述。如果该指纹识别装置430为光学指纹识别装置，该指纹识别装置430需要检测该显示屏420发出的光信号经过手指反射形成的反射光，该指纹识别装置430与显示屏420之间应该保持至少50μm的空气间隙。在显示屏420下方还可以有一层遮光层、屏幕保护泡棉、光学胶、屏幕组件柔性线路板等叠层，需要将各个叠层开孔，使得该指纹识别装置430至少部分容纳在开孔内，以有效接收从显示屏420透过的光。该开孔尺寸相对于电子设备来讲，可以沿屏幕横向小于或等于30mm，沿屏幕纵向则小于或等于60mm，或者，屏下叠层开孔尺寸相对于指纹识别装置的外形尺寸可以向外延伸0.7～1.5mm。本领域技术人员理解，此处各个参数值也仅用于示例，不作具体限定。

可选地，还可以在指纹识别装置430的上表面贴附一定厚度和尺寸保持力的泡棉，在显示屏420下方与指纹识别装置430之间可以形成密闭环境，以此可以达到遮光、防尘的要求。其中，泡棉压缩率可以大于50％，泡棉与显示屏420的粘接面可以无黏性或者低黏性，以便于返工。

图5是本申请实施例提供的另一种指纹识别装置的示意性结构图。当该指纹识别装置应用于电子设备(例如智能手机)时，如图5所示，保护盖板410的下表面与显示屏420的上表面贴合，该指纹识别装置430可以固定在中框440的上表面设置的凹槽内。该指纹识别装置430可以是基于准直孔的光路设计原理，具体地，包括：传感芯片431和光路调制器432，例如，该光路调制器432为通孔阵列。可选地，该光路调制器432上表面到显示屏420的下表面具有一定的空气间隙。在一种可替代的实现方式中，该指纹识别装置430中的光路调制器432可以与显示屏420直接贴合，该指纹识别装置430中的其他组件可以固定在中框440的凹槽内。显示屏420发出的光线在显示屏420上方的待检测手指表面发生反射，通过光路调制器432对从手指表面反射回来的反射光进行准直和调制，并将反射光导引至传感芯片431并被接收，所述传感芯片431可以进一步对接收到的该反射光进行检测，以实现指纹识别。

可选地，所述光路调制器432可以采用准直器结构，从结构上讲就是一层板上有若干个光通道，即通孔阵列，其结构可以使光纤，或者其他可以将发散光转化为准直光的透镜结构，除了通道是透光的，壁面及其他区域都采用遮光材料涂覆，在使用过程中，反射光透过盖板、显示屏后进入准直器，在准直器过滤折射。散射光，使得到达传感芯片的光线为准直光，从而获得清晰成像。

可替代地，所述光路调制器432也可以采用微透镜结构，在使用时，反射光透过盖板、显示屏后进入透镜，然后聚焦在传感芯片上，从而获得清晰成像。

可选地，在本申请的一个实施例中，如图5所示，该指纹识别装置430还包括：光学滤波片433。所述光学滤波片433可以设置于传感芯片431和光路调制器432之间。应理解，在具体实现上，该光学滤波片的位置并不局限在所述光路调制器432的下方，也可以设置在光路调制器432和显示屏420之间，即位于所述光路调制器432上方；或者，可以包括两层光学滤波片433，二者分别设置在光路调制器432的上方和下方。在其他可替代的实施例中，该光学滤波片433也可以集成到光路调制器432内部，甚至也可以省略掉，本申请对此不作限制。

在一种可能的实现方式中，如图5所示，该指纹识别装置430还包括：支架434，该支架434可以作为该指纹识别装置430与显示屏420和/或中框440之间的连接件，用于实现这三者之间的固定连接。可选地，该光路调制器432可以直接固定在该支架434上，例如，该光路调制器432的侧表面可以通过固定胶与支架432的内侧表面贴合。可替代的，该支架434还可以包括凸起结构，该凸起结构可以用于放置所述光路调制器432。例如，可以将光路调制器432通过固定胶与支架432的凸起结构的上表面贴合。需要说明的是，该支架432可以是设置在指纹识别装置430外侧分开的多个部件，也可以是一体成型。

应理解，所述光学滤波片433可以用来减少指纹感应中的不期望的背景光，以提高传感芯片431对接收到的光的光学感应。所述光学滤波片433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，如果一个或多个光学过滤器或光学过滤涂层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指纹感应中的光学检测的影响。

可选地，该光学滤波片433可以为红外截止光学滤波片，可以通过光学胶贴合固定在传感芯片431上或者也可以固定在支架434上与传感芯片431保持一定距离，其中，当光学滤波片433贴合在传感芯片431上时，要求固化后传感芯片431与光学滤波片433之间应无气泡。

可替代地，该光学滤光片433可以包括一个或多个光学过滤器，所述一个或多个光学过滤器可以配置为例如带通过滤器，以允许OLED像素发射的光的传输，同时阻挡太阳光中的红外光等其他光组分。当在室外使用所述指纹识别装置430时，这种光学过滤可以有效地减少由太阳光造成的背景光。所述一个或多个光学过滤器可以实现为例如光学过滤涂层，所述光学过滤涂层形成在一个或多个连续界面上，或可以实现为一个或多个离散的界面上。应理解，所述光学滤光片433可以制作在任何光学部件的表面上，或者沿着到经由手指反射形成的反射光至传感芯片431的光学路径上。

可选地，在本申请的一个实施例中，该指纹识别装置430还可以包括用于传输信号的电路板，如图5所示，所述电路板可以是柔性印制电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)435。

可选地，所述传感芯片431可以通过固晶胶固定在所述柔性印制电路板435的上表面，并通过金线电连接所述柔性印制电路板435。所述传感芯片431也可以通过焊盘焊接到所述柔性印制电路板435的上。可替代地，所述传感芯片431可以通过上述方式固定在所述柔性印制电路板435的补强钢片表面，以减小所述指纹识别装置430的厚度，能够更好地实现本申请技术方案。具体地，所述传感芯片431可以通过所述柔性印制电路板435实现与其他外围电路或者如图1所示的终端设备100的其他元件的电性互连和信号传输。比如，所述传感芯片431可以通过所述柔性印制电路板435接收所述终端设备100的处理单元的控制信号，并且还可以通过所述柔性印制电路板435将所述指纹检测信号(例如指纹图像)输出给所述终端设备100的处理单元或者控制单元等。

可选地，如图5所示，该支架434可以通过在柔性印制电路板435外围点固定胶实现密封粘接，其中，该胶厚设计可以控制在0.02mm～0.03mm。

可选地，如图5所示，该支架434可以在金线区掏孔避空，通过密封胶密封金线。该密封胶要求固化后需完全覆盖金线。该光路调制器432可以通过在支架434胶槽上点固定胶与支架434粘接，要求胶固化后不遮挡通孔阵列开孔区的光路。

其中，所述固定胶可以具有以下至少一种特性：环氧体系或者丙烯酸体系，粘度≥2000mPas，固化收缩率<3％，固化方式可以是85℃以内的低温固化。

在一种可能的实现方式中，该指纹检测区域可以包括多个小面积检测区域，或者可以是一个大面积检测区域。例如，该指纹识别装置430可以包括多个传感芯片431，多个光路调制器432以及多个光学滤波片433等。其中，该多个传感芯片431、多个光路调制器432以及多个光学滤波片433这三者之间可以一一对应，并且每个传感芯片形成的指纹检测区域的面积应该大于5mm*8mm，其中，每个传感芯片的尺寸应该大于5.5mm*8.5mm。再例如，该指纹识别装置430还可以只包括一个传感芯片431、一个通孔阵列以及一个光学滤波片433，其中，该传感芯片形成的指纹检测区域的面积应该大于5mm*30mm，其中，传感芯片的尺寸应该大于5.5mm*30.5mm。当该指纹识别装置430包括多个传感芯片时，该多个传感芯片可以使用一个处理单元，并且该多个传感芯片可以并排分布在柔性印制电路板上。

需要说明的是，在本申请实施例中，所述传感芯片431对应于图1中所述的光电检测部分134，所述光学滤波片133和通孔阵列132对应于图1中所述的光学组件132，其具体结构、功能以及指纹检测过程可以参照前面关于图1中所示的指纹识别装置130的描述，此处不再赘述。

应理解，在具体实现上，封装的指纹识别装置430可以包括上述部分或全部组件，例如，可以将光学滤波片433和传感芯片431封装在一起形成指纹识别装置430，而光路调制器432，支架434以及柔性印制电路板435等各部件可以分别安装在电子设备上。

再次说明，以上各个实施例中举例说明的参数值，并不用于限制本申请，可以根据具体实现作相应的修改。

图6是本申请实施例的指纹识别装置的装配流程的示意图。具体地，所述装配流程包括：

S510，被动元件贴片。

将电容器、MCU等被动元件固定在柔性印制电路板435上。

S520，传感芯片贴合。

将传感芯片431通过固晶胶固定在柔性印制电路板435或者柔性印制电路板435的补强钢片表面，其中，邦定在柔性印制电路板的补强钢片表面可以减小指纹识别装置的厚度，同时将被动元件与传感芯片431电连接。

S530，光学滤光片贴合。

将光学滤光片433通过光学胶固定在传感芯片431上，该光学滤波片433可以完全覆盖传感芯片431，并且要求固化后与传感芯片之间无气泡，该光学滤波片433可以为红外截止光学滤波片，有效使用波长为475nm～550nm。

S540，传感芯片邦定。

传感芯片431通过金线电连接至柔性印制电路板435，与柔性印制电路板435构成电路部分。

S550，支架贴合。

支架434通过在柔性印制电路板435外围点固定胶实现密封粘接。

S560，金线封胶。

支架434在金线区域掏孔避空，通过密封胶密封金线，密封胶要求固化后需完全覆盖金线，以提高连接可靠性。

S570，光路调制器432贴合。

光路调制器432可以是周期性小孔阵列形式，光路调制器432通过在支架胶槽上点固定胶与支架粘接，要求胶固化后不遮挡光路调制器432开孔区光路。

其中，固定胶可以是属于环氧体系或者丙烯酸体系的胶，所述固定胶具有以下特性中的至少一种：不透可见光，厚度为0.02mm～0.10mm，粘度＞20000mPas，固化收缩率＜3％。所述固定胶的固化方式可以是85℃以内的低温固化，也可以是紫外固化(Ultravioletcuring，UV)固化，还可以是UV固化结合85℃以内的低温固化。

S580，功能测试。

此时主要是进行所述指纹识别装置430的测试，例如，指纹检测测试。

S590，模组表面贴双面胶。

上述模组为所述指纹识别装置430，在步骤580中测试合格时，在所述模组的下表面贴双面胶，还可以在模组的上表面贴附具有一定厚度和尺寸保持力的泡棉，泡棉压缩率>50％，在显示屏420下与所述光路调制器之间形成密封环境，达到遮光、防尘的要求。其中泡棉与屏下粘接面可以无黏性或者低黏性，便于返工。

S591，模组贴中框。

通过双面胶将所述模组与中框440固定，中框440固定模组的区域可以开沉槽，并且可以在模组的下表面或者沉槽贴附导电或非导电双面胶，通过模组外形轮廓与中框440的沉槽形成定位。

显示屏420下表面到光路调制器上表面的距离构成指纹识别装置430的物距，在该距离范围内，屏下叠层结构需开孔保证有效光路。以硬屏为类，屏下叠层可以包括泡棉，双面胶，屏幕组件柔性印制电路板等。并且可以在中框440下表面放置电池、主板，摄像头，排线，各种感应器，话筒，听筒等等零部件。

S592，功能测试。

此时进行的是全面测试，即整机测试，在测试合适时，装配流程完成。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述各种实施例中的指纹识别装置、显示屏以及中框，其中，该指纹识别装置位于显示屏与中框之间，并且与显示屏之间具有间隙。

图7是根据本申请实施例提供的电子设备600的示意性框图。图7所示的电子设备600包括：射频(Radio Frequency，RF)电路610、存储器620、其他输入设备630、显示屏640、传感器650、音频电路660、I/O子系统670、处理器680、以及电源690等部件。本领域技术人员可以理解，图7中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。本领领域技术人员可以理解显示屏640属于用户界面(User Interface，UI)，且电子设备600可以包括比图示或者更少的用户界面。

下面结合图7对电子设备600的各个构成部件进行具体的介绍：

RF电路610可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，给处理器680处理；另外，将设计上行的数据发送给基站。通常，RF电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(Low NoiseAmplifier，LNA)、双工器等。此外，RF电路610还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。存储器620可用于存储软件程序以及模块，处理器680通过运行存储在存储器620的软件程序以及模块，从而执行电子设备600的各种功能应用以及数据处理。存储器620可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子设备600的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器620可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其他输入设备630可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备600的用户设置以及功能控制有关的信号输入。具体地，其他输入设备630可包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆、光鼠(光鼠是不显示可视输出的触摸敏感表面，或者是由屏幕形成的触摸敏感表面的延伸)等中的一种或多种。其他输入设备630与I/O子系统670的其他输入设备控制器671相连接，在其他设备输入控制器671的控制下与处理器680进行信号交互。

显示屏640可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及电子设备600的各种菜单，还可以接受用户输入。具体的显示屏640可以是触控屏，可包括显示面板641，以及触控面板642。触控面板642可覆盖显示面板641，用户可以根据显示面板641显示的内容(该显示内容包括但不限于，软键盘、虚拟鼠标、虚拟按键、图标等等)，在显示面板641上覆盖的触控面板642上或者附近进行操作，触控面板642检测到在其上或附近的操作后，通过I/O子系统670传送给处理器680以确定用户输入，随后处理器680根据用户输入通过I/O子系统670在显示面板641上提供相应的视觉输出。虽然在图7中，触控面板642与显示面板641是作为两个独立的部件来实现电子设备600的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板642与显示面板641集成而实现电子设备600的输入和输出功能。

电子设备600还可包括至少一种传感器650，例如，该传感器650可以是位于显示屏640下或显示屏640内的指纹传感器，也就是本申请实施例中的指纹识别装置。

音频电路660、扬声器661，麦克风662可提供用户与电子设备600之间的音频接口。音频电路660可将接收到的音频数据转换后的信号，传输到扬声器661，由扬声器661转换为声音信号输出；另一方面，麦克风662将收集的声音信号转换为信号，由音频电路660接收后转换为音频数据，再将音频数据输出至RF电路610以发送给比如另一手机，或者将音频数据输出至存储器620以便进一步处理。

I/O子系统670用来控制输入输出的外部设备，可以包括其他设备输入控制器671、传感器控制器672、显示控制器673。可选的，一个或多个其他输入控制设备控制器671从其他输入设备630接收信号和/或者向其他输入设备630发送信号，其他输入设备630可以包括物理按钮(按压按钮、摇臂按钮等)、拨号盘、滑动开关、操纵杆、点击滚轮、光鼠(光鼠是不显示可视输出的触摸敏感表面，或者是由屏幕形成的触摸敏感表面的延伸)。值得说明的是，其他输入控制设备控制器671可以与任一个或者多个上述设备连接。所述I/O子系统670中的显示控制器673从显示屏640接收信号和/或者向显示屏640发送信号。显示屏640检测到用户输入后，显示控制器673将检测到的用户输入转换为与显示在显示屏640上的用户界面对象的交互，即实现人机交互。传感器控制器672可以从一个或者多个传感器660接收信号和/或者向一个或者多个传感器660发送信号。

处理器680是电子设备600的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器620内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器620内的数据，执行电子设备600的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。可选的，处理器680可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器680可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器680中。该处理器680可以用来执行本申请方法实施例中的各个步骤。

电子设备600还包括给各个部件供电的电源690(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器680逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗等功能。

尽管未示出，电子设备600还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

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及电路，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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，所揭露的电路、支路和单元，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的支路是示意性的，例如，该单元的划分，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一个支路，或一些特征可以忽略，或不执行。

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该权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，在所述指纹识别装置应用于电子设备时，所述指纹识别装置设置于所述电子设备的显示屏和所述电子设备的中框之间，且与所述显示屏之间具有间隙；

所述指纹识别装置固定在所述中框的上表面；

所述中框的上表面向下延伸设有凹槽，所述指纹识别装置固定于所述凹槽内，以使得所述指纹识别装置至少部分容纳在所述凹槽内，其中，所述中框为设置在所述电子设备的显示屏和后盖之间并用于承载所述电子设备内部组件的框架；

所述中框的下表面设置有电池，所述指纹识别装置与所述电池在所述电子设备的厚度方向上重合；

所述指纹识别装置包括传感芯片和用于输出指纹检测信号的电路板，所述电路板为柔性印刷电路板，所述传感芯片固定在柔性印制电路板的补强钢片表面，并通过金线连接到所述柔性印制电路板；

所述显示屏的下方设置至少一个叠层，所述至少一个叠层具有开孔，以接收从所述显示屏透过的光，所述从所述显示屏透过的光为所述显示屏的指纹检测区域的显示单元发出的光线在所述显示屏上方的手指发生反射并形成的反射光。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置通过导电或非导电双面胶固定于所述凹槽内。

3.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置通过机械连接结构固定于所述凹槽内。

4.根据权利要求1至3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：

通孔阵列，所述通孔阵列设置于所述传感芯片的上方，用于将从所述显示屏透过的光指向所述传感芯片的感应单元上。

5.根据权利要求4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，所述支架用于将所述通孔阵列固定在所述传感芯片的上方。

6.根据权利要求5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：

光学滤波片，设置于所述传感芯片和所述通孔阵列之间；

所述光学滤波片贴合在所述传感芯片上，或所述光学滤波片固定在所述支架上，且与所述传感芯片具有间隙。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至6中任一项所述的指纹识别装置、显示屏、中框和电池，所述中框用于支撑所述指纹识别装置。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏为有机发光二极管OLED屏。

9.一种指纹识别装置，其特征在于，在所述指纹识别装置应用于电子设备时，所述指纹识别装置设置于所述电子设备的显示屏和所述电子设备的中框之间，且与所述显示屏之间具有间隙；

所述指纹识别装置固定在所述中框的上表面；

所述中框的上表面向下延伸设有凹槽，所述指纹识别装置固定于所述凹槽内，以使得所述指纹识别装置至少部分容纳在所述凹槽内，其中，所述中框为设置在所述电子设备的显示屏和后盖之间并用于承载所述电子设备内部组件的框架，所述凹槽的深度小于或等于0.3毫米；

所述中框的下表面设置有电池，所述指纹识别装置与所述电池在所述电子设备的厚度方向上重合；

所述指纹识别装置包括传感芯片和用于输出指纹检测信号的电路板，所述电路板为柔性印刷电路板，所述传感芯片固定在柔性印制电路板的补强钢片表面，并通过金线连接到所述柔性印制电路板；

所述显示屏的下方设置至少一个叠层，所述至少一个叠层具有开孔，以接收从所述显示屏透过的光，所述从所述显示屏透过的光为所述显示屏的指纹检测区域的显示单元发出的光线在所述显示屏上方的手指发生反射并形成的反射光。

10.根据权利要求9所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置的上表面还贴附具有一定厚度和尺寸保持力的泡棉，以使得所述显示屏下方与所述指纹识别装置之间形成密闭环境。