CN208044632U - 屏下生物特征识别装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种的屏下生物特征识别装置和电子设备，该屏下生物特征识别装置包括：镜头，设置在显示屏的下方，用于接收来自所述显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号，其中所述光信号用来检测所述手指的生物特征信息；镜筒，所述镜头固定在所述镜筒内；支架，所述支架和所述镜筒之间通过螺纹连接的方式进行连接，所述支架用于支撑所述镜筒。本申请实施例提供的屏下生物特征识别装置和电子设备，能够提升屏下生物特征识别的效率。

Description

屏下生物特征识别装置和电子设备
本申请是申请日为2018年7月6日、中国申请号为201821077979.2、实用新型名称为“屏下生物特征识别装置和电子设备”的实用新型申请的分案申请。
本申请要求于2018年02月06日提交中国专利局、申请号为PCT/CN2018/075450、发明名称为“屏下生物特征识别装置、生物特征识别组件和终端设备”的国际专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请实施例涉及生物特征识别领域，并且更具体地，涉及屏下生物特征识别装置和电子设备。
背景技术
随着手机行业的高速发展，生物识别技术越来越受到人们重视，更加便捷的屏下生物特征识别技术，例如屏下指纹识别技术的实用化已成为大众所需。
目前，屏下光学指纹识别技术主要包括基于周期性微孔阵列的屏下光学指纹识别技术和基于一体式的微透镜屏下光学指纹识别技术。前一种光学指纹识别技术容易受到莫尔条纹的影响，并且需要将光学指纹识别模组贴在OLED屏下，工序复杂。后一种屏下光学指纹识别技术的指纹识别模组是一体式的，其在量产过程中对于整个光学指纹识别模组的精度要求非常高，一般的加工工艺满基本足不了实际需求。由于上述各种问题的存在，影响了屏下生物特征识别的效率。
因此，如何提升屏下生物特征识别的效率，成为一个亟待解决的技术问题。
实用新型内容
提供了一种的屏下生物特征识别装置和电子设备，能够提升屏下生物特征识别的效率。
第一方面，提供了一种屏下生物特征识别装置，包括：
镜头，设置在显示屏的下方，用于接收来自所述显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号，其中所述光信号用来检测所述手指的生物特征信息；
镜筒，所述镜头固定在所述镜筒内；
支架，所述支架和所述镜筒之间通过螺纹连接的方式进行连接，所述支架用于支撑所述镜筒。
在一些可能的实现方式中，所述镜筒和所述支架之间形成有点胶结构，所述镜筒和所述支架之间的螺纹连接通过在所述点胶结构内进行点胶的方式进行固定。
在一些可能的实现方式中，所述点胶结构包括：所述支架的上表面在螺纹孔的外围区域向下延伸形成的第一台阶结构。
在一些可能的实现方式中，所述镜头包括非球面透镜或非球面透镜组。
在一些可能的实现方式中，所述支架的下表面在螺纹孔的外围区域向下延伸形成有第一凸起结构，所述镜头安装在所述第一凸起结构内。
在一些可能的实现方式中，所述支架的下表面在所述第一凸起结构和所述支架的边缘之间形成有第二凸起结构。
在一些可能的实现方式中，所述镜筒的上表面在筒口处向内延伸形成第三凸起结构，所述第三凸起结构用于固定所述镜头。
在一些可能的实现方式中，所述镜筒的上表面在筒口处通过倒角处理形成有斜角，使得所述镜筒在上表面处的内径大于所述镜筒在所述第三凸起结构处的内径。
在一些可能的实现方式中，所述镜筒的内侧表面在所述第三凸起结构的下方形成有第二台阶结构，所述镜头通过所述第二台阶结构固定在所述镜筒内。
在一些可能的实现方式中，所述镜筒的外侧表面在所述第三凸起结构的下方形成第五凸起结构，所述第五凸起结构上形成有外螺纹。
在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：
成像芯片，所述成像芯片设置在镜筒的下方，所述成像芯片用于基于穿过所述镜头的光信号进行成像，其中，所述镜头与所述成像芯片之间的距离通过旋转所述镜筒进行调整。
在一些可能的实现方式中，所述镜头的光学中心与所述成像芯片的上表面之间的距离等于所述镜头的成像距离。
在一些可能的实现方式中，所述镜筒的上边表在边缘区域向外延伸形成有至少一个第五凸起结构，所述第五凸起结构用于旋转所述镜筒，以调整所述镜头与所述成像芯片之间的距离。
在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：
光学滤波片，所述光学滤波片位于所述镜头的和所述成像芯片之间。
在一些可能的实现方式中，所述光学滤波片固定在所述成像芯片的上表面。
在一些可能的实现方式中，所述光学滤波片固定在所述镜筒内。
在一些可能的实现方式中，所述镜头的下表面的边缘区域向下延伸形成有凸环结构，所述凸环结构的下表面与所述滤波片接触，所述凸环结构的外侧边缘区域与所述滤波片的上表面通过胶材贴合固定方式进行固定连接。
在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：
微透镜阵列，所述微透镜阵列固定在所述成像芯片的上表面，所述微透镜阵列用于将穿过所述镜头的光信号成像到所述成像芯片的成像像素单元。
在一些可能的实现方式中，所述成像芯片中的每一个成像像素单元对应有所述微透镜阵列中的一个微透镜。
在一些可能的实现方式中，所述微透镜阵列中的微透镜为半球透镜，所述成像像素单元为多边形，所述半球透镜的直径为所述多边形的长边的长度。
在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：
柔性印制电路板，所述成像芯片固定在所述柔性印制电路板的上表面，所述支架的下表面与所述柔性印制电路板的上表面的在所述成像芯片的边缘区域固定连接。
在一些可能的实现方式中，所述支架形成有排气孔，所述排气孔用于调整所述支架和所述柔性印制电路板形成的内部空间的气压强度。
在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：
钢板，所述钢板固定在所述柔性印制电路板的下表面。
在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：
固定架，所述支架通过所述固定架固定在所述显示屏的下方，并使得所述显示屏的上表面与所述镜头光学中心之间的距离满足成像条件。
在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置应用于电子设备，所述固定架为所述电子设备的中框，所述中框用于支撑所述显示屏。
在一些可能的实现方式中，
在一些可能的实现方式中，所述中框与所述支架通过以下安装方式中的任一种进行的安装固定：螺钉安装固定方式、胶材贴合固定方式、焊接固定方式以及耦合固定方式。
在一些可能的实现方式中，所述中框形成有开孔，所述镜筒至少部分容纳在所述开孔内，所述镜筒外侧和所述开孔的内侧之间存在间隙。
在一些可能的实现方式中，所述中框的上表面在所述开孔边缘通过倒角处理形成有斜角，所述斜角使得所述中框上表面的开孔宽度大于所述中框下表面的开孔宽度。
在一些可能的实现方式中，所述中框的上表面在所述开孔的边缘区域形成有第三台阶结构。
在一些可能的实现方式中，所述中框的下表面在所述开孔的外围区域向下延伸形成有第五凸起结构，所述支架安装在所述第五凸起结构的内部。
在一些可能的实现方式中，所述中框的下表面在所述开孔的边缘区域向上延伸形成槽结构，所述支架安装在凹槽结构内。
在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：
泡棉，所述泡棉设置于所述支架的上表面和所述中框的下表面之间。
第二方面，提供了一种电子设备，包括：
第一方面所述的屏下生物特征识别装置。
在一些可能的实现方式中，所述电子设备还包括：
显示屏，所述屏下生物特征识别装置设置在所述显示屏的下方，并使得所述显示屏的上表面与所述屏下生物特征识别装置中的镜头的光学中心之间的距离满足成像条件。
一方面，本申请实施例中支架和镜筒之间的螺纹连接方式使得在组装所述屏下生物特征识别装置140的过程中，可以通过调焦的方式来实现期望的光学成像，进而降低了对加工工艺的要求，也解决了一体式模组在生产组装过程中的批次性的良率问题和一体式模组的最佳焦距不能精确对准的问题，从而提升屏下生物特征识别的效率。
另一方面，避免了将光学指纹识别模组贴在显示屏的下表面，只需要将屏下生物特征识别装置140设置在显示屏的下方即可，例如，将所述镜头设置在所述显示屏的下方，有效简化了屏下生物特征识别装置140的安装工序，提升了屏下生物特征识别装置140的安装过程中的批次性的良率，降低了屏下生物特征识别装置140的更换过程中的损坏率，进而有效降低了成本。
附图说明
图1是本申请可以适用的移动终端的平面示意图。
图2是图1所示的移动终端沿A’-A’的部分剖面示意图。
图3为屏下生物特征识别装置的定向视图。
图4是图3所示屏下生物特征识别装置中支架的定向视图。
图5是图3所示屏下生物特征识别装置中镜筒的定向视图。
图6是图3所示的屏下生物特征识别装置沿B’-B’的部分剖面结构示意图。
图7是本申请实施例的屏下生物特征识别装置的定向视图。
图8是图7所示的屏下生物特征识别装置中的滤波片、成像芯片、电路板以及图像处理器的定向视图。
图9是图7所示屏下生物特征识别装置沿C’-C’的部分剖面结构示意图。
图10是本申请实施例的滤波片位于镜筒内的示意性结构图。
图11是本申请实施例的具有微透镜阵列的成像芯片的示意性结构图。
图12是本申请实施例的屏下生物特征识别装置的支架的上表面贴有泡棉的定向视图。
图13至图18是本申请实施例的屏下生物特征识别装置位于显示屏下方的示意性结构图。
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。
随着智能终端步入全面屏时代，电子设备正面生物特征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。
屏下生物特征识别技术可以包括屏下光学生物特征识别技术、屏下超声波生物特征识别技术或者其他类型的屏下生物特征识别技术。
以屏下光学生物特征识别技术为例，屏下光学生物特征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除了可以进行指纹识别外，还可以进行其他生物特征识别，例如，活体识别等，本申请实施例对此也不限定。
图1和图2示出了屏下生物特征识别装置可以适用的电子设备100的示意图，其中图1为屏下生物特征识别装置可以适用的电子设备100的正面示意图，图2是图1所示的电子设备100沿A’-A’的部分剖面结构示意图。
如图1和图2所示，电子设备100可以包括显示屏120和屏下生物特征识别装置140，其中，所述显示屏120具有显示区域102，所述屏下生物特征识别装置140设置在所述显示屏120的下方。
显示屏120可以为自发光显示屏，其采用具有自发光显示单元的作为显示像素。比如显示屏120可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。在其他替代实施例中，显示屏120也可以为液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)或者其他被动发光显示屏，本申请实施例对此不做限制。
显示屏120具体可以为触控显示屏，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，所述电子设备100可以包括触摸传感器，所述触摸传感器可以具体为触控面板(Touch Panel,TP)，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。
屏下生物特征识别装置140可以为光学屏下生物特征识别装置，其可以包括具有光学感应阵列的光学生物特征传感器，比如光学指纹传感器；所述光学感应阵列包括多个光学感应单元，且所述光学感应阵列的所在区域为所述屏下生物特征识别装置140的生物特征采集区域，所述多个光学感应单元用于采集用户的指纹特征信息(比如指纹图像信息)。
屏下生物特征识别装置140可以至少设置在显示屏120下方的局部区域，从而使得所述屏下生物特征识别装置140的生物特征采集区域(或感应区域)至少部分位于所述显示屏120的显示区域102内。
如图1所示，所述生物特征采集区域130位于所述显示屏120的显示区域102之中。由此，用户在需要对所述电子设备进行解锁或者其他生物特征验证的时候，只需要将手指按压在位于所述显示屏120的生物特征采集区域130，便可以实现生物特征的输入操作。由于生物特征采集检测可以在所述显示屏120的显示区域102内部实现，采用上述结构的电子设备100无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，因而可以采用全面屏方案，即所述显示屏120的显示区域102可以基本扩展到所述电子设备100的整个正面。
在生物特征识别过程中，以显示屏120采用OLED显示屏为例，所述显示屏120具有呈阵列式排布的OLED显示单元，所述屏下生物特征识别装置140可以利用所述OLED显示屏120位于所述生物特征采集区域130的OLED显示单元(即OLED光源)来作为生物特征检测识别的激励光源。当然，应当理解，在其他替代实现方案中，所述屏下生物特征识别装置140也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行生物特征检测识别的光信号，在这种情况下，所述屏下生物特征识别装置不仅可以适用于如OLED显示屏等自发光显示屏，还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。并且，所述屏下生物特征识别装置140的光学感应阵列具体可以为光探测器(Photo detector)阵列(或称为光电探测器阵列)，其包括多个呈阵列式分布的光探测器或光电探测器，所述光探测器或光电探测器可以作为如上所述的光学感应单元。
当手指触摸、按压或者接近(为便于描述，本申请统称为按压)在所述生物特征采集区域130时，所述生物特征采集区域130的显示单元发出的光线在手指发生反射并形成反射光，其中所述反射光可以携带有用户手指的指纹特征信息。比如，所述光线在用户手指表面的指纹发生反射之后，由于手指指纹的纹脊和纹谷的反射光是不同的，因此反射光便携带有用户的指纹信息。所述反射光返回所述显示屏120并被其下方的屏下生物特征识别装置140的光探测器阵列所接收并且转换为相应的电信号，即生物特征检测信号。所述电子设备100基于所述生物特征检测信号便可以获得用户的生物特征信息，并且可以进一步进行生物特征匹配验证，从而完成当前用户的身份验证以便于确认其是否有权限对所述电子设备100进行相应的操作。
在其他替代实施例中，所述屏下生物特征识别装置140也可以设置在所述显示屏120下方的整个区域，从而将所述生物特征采集区域130扩展到整个所述显示屏120的整个显示区域102，实现全屏生物特征识别。
应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备100还可以包括保护盖板110，所述保护盖板110可以具体为透明盖板，比如玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏120的上方并覆盖所述电子设备100的正面，且所述保护盖板110表面还可以设置有保护层。因此，本申请实施例中，所谓的手指按压所述显示屏120可以实际上可以是指手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。
在一种实现方式中，屏下生物特征识别装置140可以采用周期性微孔阵列将光线传输到感应阵列上，这需要将光学指纹识别模组贴在OLED屏下，工序复杂且成本过高。在另一种实现方式中，屏下生物特征识别装置140可以采用一体式的微透镜将光线传输到感应阵列上，所述一体式的微透镜是指将微透镜和感应阵列设计为一个整体进而形成一体式模组，由于一体式模组在量产过程中对精度要求非常高，一般的加工工艺满基本足不了实际需求。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种改进的技术方案。具体地，屏下生物特征识别装置140采用镜头将光线传输到感应阵列上。更具体地，屏下生物特征识别装置140可以包括支架和内置有镜头的镜筒，所述镜头设置在显示屏的下方，所述镜头用于接收来自显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号，其中所述光信号用来检测所述手指的生物特征信息；例如，所述光信号可以是如上所述携带有所述手指的指纹信息的反射光，其可以用来检测所述手指的指纹信息。所述支架和所述镜筒之间通过螺纹连接的方式进行连接，所述支架用于支撑所述镜筒。
需要注意的是，在某些场景下，本申请实施例中的所述镜头需要被配置为比用于拍照的前置摄像头的组装工艺更精准、体积更小的用于调制光的元件或器件，以达到屏下光学指纹精准对焦的要求。
本申请实施例的技术方案相对前一种实现方式(采用周期性微孔阵列将光线传输到感应阵列上)，避免了将光学指纹识别模组贴在显示屏的下表面，只需要将屏下生物特征识别装置140设置在显示屏的下方即可，例如，将所述镜头设置在所述显示屏的下方，有效简化了屏下生物特征识别装置140的安装工序，提升了屏下生物特征识别装置140的安装过程中的批次性的良率，降低了屏下生物特征识别装置140的更换过程中的损坏率，进而有效降低了成本。
而本申请实施例的技术方案相对后一种实现方式(采用一体式的微透镜将光线传输到感应阵列上)，支架和镜筒之间的螺纹连接方式使得在组装所述屏下生物特征识别装置140的过程中，可以通过调焦的方式来实现期望的光学成像，进而降低了对加工工艺的要求，有效解决了一体式模组在量产过程中对精度要求过高的问题，进而也解决了一体式模组在生产组装过程中的批次性的良率问题，解决了一体式模组的最佳焦距不能精确对准的问题，从而提升屏下生物特征识别的效率。
下面将结合图3至图5，对本申请实施例中的屏下生物特征识别装置300进行清楚地描述。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。
图3至图13示出了屏下生物特征识别装置200的示意图，其中图3为屏下生物特征识别装置200的定向视图。图4是图3所示屏下生物特征识别装置200中支架230的定向视图。图5是图3所示屏下生物特征识别装置200中镜筒220的定向视图。图6是图3所示的屏下生物特征识别装置200沿B’-B’的部分剖面结构示意图。
如图3至图6所示，屏下生物特征识别装置200可以包括：镜头210、镜筒220和支架230。其中，镜头210设置在显示屏的下方，镜头210用于接收来自显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号。例如，所述显示屏发出的光在所述显示屏的上方被手指反射后，一部分反射光可以被镜头210接收。镜头210固定在镜筒220内。支架230和镜筒220之间通过螺纹连接的方式进行连接，支架230用于支撑镜筒220。
其中，所述显示屏可以为图1和图2所示的显示屏，其相关说明可以参考可以参照前述关于显示屏120的描述，为了简洁，在此不再赘述。
可选地，在本申请一个实施例中，镜头210可以包括非球面透镜或非球面透镜组，以减小指纹图像的成像畸变。
需要注意的是，所述非球面透镜或所述非球面透镜组的焦距可以比用于拍照用的前置摄像头的焦距小或所述镜头210为微距镜头，以达到屏下指纹识别的要求。例如，所述微距镜头的焦距范围可以为0.5mm-1.8mm。应注意，所述范围仅为所述间隙的示例范围，本申请实施例不限于此。例如，所述微距镜头的焦距也可以是2mm。
在组装所述屏下生物特征识别装置200的过程中，可以通过自动调焦机器调整镜筒220的高度来实现期望的光学成像。
为了保证能够将对高度调整完成后的镜筒220稳定的固定在支架230上。可选地，在本申请一个实施例中，镜筒220和支架230之间可以形成有点胶结构，镜筒220和支架230之间的螺纹连接通过在点胶结构内进行点胶的方式进行固定。例如，如图3至图6所示，所述点胶结构可以包括支架230的上表面在螺纹孔的外围区域向下延伸形成的第一台阶结构231，其可以为胶水提供一个容纳空间，由此可以通过在第一台阶结构231提供的容纳空间内以点胶的方式固定连接镜筒220和支架230。
应理解，第一台阶结构231可以包括一个或多个台阶。本申请实施例不做具体限定。例如，如图3至图6所示，第一台阶结构231包括两个台阶。
还应理解，第一台阶结构231沿支架230的上表面的螺纹孔可以是连续的也可以是离散的。本申请实施例不做具体限定。例如，如图3至图6所示，第一台阶结构231沿支架230的上表面的螺纹孔呈现为凹环。
可选地，在本申请一个实施例中，可以对支架230的下表面在螺纹孔的外围区域进行加厚处理，以增加支架230和镜筒220之间的螺纹连接的可靠度。例如，如图3至图6所示，支架230的下表面在螺纹孔的外围区域向下延伸形成有第一凸起结构233，镜头210安装在第一凸起结构233内。具体地，第一凸起结构233沿支架230的下表面的螺纹孔可以是连续的也可以是离散的，本申请实施例不做具体限定。
可选地，在本申请一个实施例中，还可以对支架230中的厚度较薄的部分区域进行加厚处理，以加强支架230的强度。例如，如图3至图6所示，支架230的下表面在第一凸起结构233和支架230的边缘之间形成有第二凸起结构234。具体地，第二凸起结构234在某一方向上可以是连续的也可以是离散的，本申请实施例不做限定。
为了保证能够将镜头210稳定的固定在镜筒220内。可选地，在本申请一个实施例中，可以在镜筒220的上表面的筒口处设置用于阻止镜头210向上进行移动的结构。例如，如图3至图6所示，镜筒220的上表面在筒口处向内延伸形成第三凸起结构222，第三凸起结构222用于固定镜头210。可选地，在本申请的另一个实施例中，为了阻止镜头210向下移动，镜筒220的内侧表面和镜头210之间可以通过胶材贴合固定方式进行固定。
可选地，在本申请一个实施例中，第三凸起结构222的上表面可以被设计成特定结构，例如漏斗结构或者斜面结构，以使得来自显示屏的经由人体手指反射的光信号尽可能多的穿过第三凸起结构222，进而增加镜头210接收的信号量。例如，如图3至图6所示，镜筒220的上表面在筒口处通过倒角处理形成有斜角，使得镜筒220在上表面处的内径大于镜筒220在第三凸起结构222处的内径。
可选地，在本申请一个实施例中，镜筒220的内侧表面和镜头之间可以设置额外的用于容纳胶水的空间，以增加镜筒220的内侧表面和镜头210之间贴合的可靠度。例如，如图3至图6所示，镜筒220的内侧表面在第三凸起结构222的下方形成有第二台阶结构223，镜头210通过第二台阶结构223固定在镜筒220内。具体地，第二台阶结构223可以极大程度的增加胶水的容纳空间。
可选地，在本申请一个实施例中，还可以进一步对镜筒220的筒壁进行加厚处理，以增加镜筒220的筒体强度。例如，如图3至6所示，镜筒220的外侧表面在第三凸起结构222的下方可以形成由第四凸起结构224，第四凸起结构224上形成有外螺纹。采用这种设计结构，不仅能够增加镜筒220的筒体强度，还能够进一步增大胶水的容纳空间，将镜筒220更稳定的固定在支架230上。
可选地，在本申请一个实施例中，镜筒220的上表面可以形成有用于自动调焦机器进行调焦操作的结构。例如，镜筒220的上边表在边缘区域向外延伸形成有至少一个第五凸起结构221，第五凸起结构221用于旋转镜筒220，以调整镜头210与成像芯片250之间的距离。应理解，所述第五凸起结构221在某一方向上可以是连续的也可以是离散的，本申请实施例不做限定。例如，如图3至图6所示，至少一个第五凸起结构221为四个突出的花瓣。
应当理解的是，在具体实现上，所述镜头210、镜筒220以及支架230还可以设计有其他结构。例如，如图3至图6所示，镜头210还可以设计有镜头210的尺寸标记(a)225，镜筒220还可以设计有镜筒220的尺寸标记(A1)236和装机用的沉孔235。例如，如图3至图6所示，所述沉孔不同的厂家可以使用不同的孔径和孔深。又例如，如图3和图4所示，支架230还可以设计有用于固定支架230的孔237，例如螺纹固定孔。
图7至图9为本申请实施例的屏下生物特征识别装置200的示意图。其中图7是集成有滤波片260、成像芯片250、电路板以及图像处理器280的屏下生物特征识别装置200的定向视图，图8是图7所示的屏下生物特征识别装置200中的滤波片260、成像芯片250、电路板以及图像处理器280的定向视图。图9是图7所示屏下生物特征识别装置200沿C’-C’的部分剖面结构示意图。
本申请实施例中，来自显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号经过镜头210进行调制后可以用于指纹图像的成像。
可选地，在本申请一个实施例中，如图7至图9所示，屏下生物特征识别装置200还可以包括：
成像芯片250，成像芯片250设置在镜筒220的下方，成像芯片250用于基于穿过镜头210的光信号进行成像，其中，镜头210与成像芯片250之间的距离通过旋转镜筒220进行调整。换句话说，可以通过调整镜筒220的高度调整镜头210与成像芯片250之间的距离。
可选地，在本申请一个实施例中，镜头210的光学中心与成像芯片250的上表面之间的距离等于镜头210的成像距离。具体地，在组装所述屏下生物特征识别装置200的过程中，可以通过自动调焦机器调整镜筒220的高度来实现调整镜头210与成像芯片250之间的距离，以实现期望的指纹图像的成像。
可选地，镜头210的成像距离可以大于镜头210的焦距。
应理解，上述镜头210与成像芯片250之间的距离可以是镜头210的光学中心与成像芯片250上表面之间的距离，其中，镜头210的光学中心为镜头210中的一个特殊点，凡是通过所述特殊点的光，其传播方向不变。镜头210的光学中心又称为镜头210的光心(Optical center)。
本申请实施例中，成像芯片250接收经过镜头210调制后的光信号并基于接收的光信号获取生物特征检测信号(例如指纹图像)，所述生物特征检测信号用于进行指纹识别。换句话说，成像芯片250首先接收经过镜头210调制后的光信号并基于接收的光信号进行成像，以生成指纹图像；然后，将所述指纹图像发送给图像处理器，以便所述图像处理器进行图像处理并得到指纹信号；最后，通过算法对所述指纹信号进行指纹识别。
可选地，在本申请一个实施例中，屏下生物特征识别装置200还可以包括用于传输信号的电路板，例如，如图7至图9所示，所述电路板可以为软性电路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)270。
成像芯片250可以通过焊盘焊接到FPC 270，并通过所述FPC 270实现与其他外围电路或者如图1或图2所示的电子设备100的其他元件的电性互连和信号传输。比如，所述成像芯片250可以通过所述FPC 270接收所述电子设备100的处理单元的控制信号，并且还可以通过所述FPC 270将所述生物特征检测信号(例如指纹图像)输出给所述电子设备100的处理单元或者控制单元等。
可选地，在本申请一个实施例中，屏下生物特征识别装置200还包括钢板，钢板固定在柔性印制电路板的下表面。
可选地，在本申请一个实施例中，如图7至图9所示，屏下生物特征识别装置200还可以包括图像处理器280，所述图像处理器180用于接收来自FPC 270发送的生物特征检测信号(例如指纹图像)，并基于所述生物特征检测信号进行指纹识别。
可选地，在本申请一个实施例中，如图9所示，所述成像芯片250固定在FPC 270的上表面，支架230的下表面与FPC 270的上表面的在成像芯片250的边缘区域固定连接。
如图7至图9所示，由于支架230固定在FPC 270的上表面时，支架230和FPC 270支架会形成一个封闭的空间，为例避免由于这个封闭空间的压强过大或过小影响屏下生物特征识别装置200的稳定性。
可选地，在本申请一个实施例中，如图7至图9所示，支架230形成有排气孔232，排气孔232用于调整支架230和FPC 270形成的内部空间的气压强度。
本申请实施例中，穿过镜头210的光信号到达成像芯片250之前，还可以通过光学滤波器对其进行滤波，以滤除不需要的光。
可选地，如图7至图9所示，作为本申请的一个实施例，屏下生物特征识别装置200还包括光学滤波片260，光学滤波片260位于镜头210的和成像芯片250之间。
滤波片260用于来减少指纹感应中的不期望的背景光，以提高成像芯片250对接收到的光的光学感应。所述滤波片260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。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，在本申请一个实施例中，滤光片260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。当在室外使用所述屏下生物特征识别装置200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，所述滤光片260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成像芯片250的光学路径上。
图9仅以所述滤光片260在成像芯片250的上表面上为例，但本申请不限于此。例如，所述滤光片260可以贴合在包括显示器底面、棱镜表面或所述成像芯片250的内部等。
图10是本申请实施例的将滤光片260设置于镜筒220内的示意性结构图。如图10所示，所述滤波片260可以位于镜筒220内。这种情况下，为了增加滤波片260在镜筒220内的稳定性，所述镜头210的下表面的边缘区域可以向下延伸形成有凸环结构226，凸环结构226的下表面与滤波片260接触，凸环结构226的外侧边缘区域与滤波片260的上表面通过胶材贴合固定方式进行固定连接。
应理解，图9所示的滤光片260的数量、位置以及具体结构仅为示例性描述，本申请实施例对此不做限定。例如，可以根据所述成像芯片250的实际需求确定是否添加一个或者多个所述滤光片260。
当所述滤波片260可以位于镜筒220内时，屏下生物特征识别装置200还包括：微透镜阵列，微透镜阵列固定在成像芯片250的上表面，微透镜阵列用于将穿过镜头210的光信号成像到成像芯片250的成像像素单元。可选地，微透镜阵列包括多个成阵列分布的半球透镜或棱镜，由于半球透镜或棱镜有聚光作用，因此，通过在成像芯片250的上表面添加微透镜阵列能够增加成像芯片250上接收到的信号量。
综上所述，本申请实施例中的屏下生物特征识别装置200可以兼容和适应集成微透镜阵列的成像芯片250和不集成微透镜阵列的成像芯片250的机械结构，其在结构上更灵活。
可选地，在本申请一个实施例中，成像芯片250中的每一个成像像素单元对应有微透镜阵列中的一个微透镜。
可选地，在本申请一个实施例中，所述微透镜阵列中的微透镜为半球透镜，成像像素单元为多边形，所述半球透镜的直径为所述多边形的长边的长度。
图11是本申请实施例的集成有微透镜阵列的成像芯片的示意性结构图，如图11所示，所述成像像素单元为正方形时，则所述半球透镜的直接约为所述正方形的边长。例如，所述成像像素单元的边长和所述半球透镜的直径均为5um。
需要注意的是，所述成像芯片250上的半球透镜时，其厚度可以为5um，但是5um厚的半球透镜在毫米级厚度的模组图纸是显示不出来的。也就是说，图10所示的微透镜阵列251仅为示例，本申请实施例不限于此。
换句话说，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。
本申请实施例中，所述屏下生物特征识别装置200不和所述显示屏直接接触，即，所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏之间采用分离设计。
可选地，在本申请一个实施例中，屏下生物特征识别装置200中的支架230通过固定架固定在显示屏的下方，并使得显示屏的上表面与镜头210光学中心之间的距离满足成像条件。
可选地，在本申请一个实施例中，所述成像条件可以为以下光学成像公式：
1/u+1/v＝1/f。
其中，u表示物距，v表示像距，f表示焦距。即物距的倒数加上像距的倒数等于焦距的倒数。本申请实施例中，所述显示屏的上表面与镜头210光学中心之间的距离为物距，所述镜头210光学中心与成像芯片250的上表面之间的距离为像距，所述镜头210的焦距为一个固定值。
换句话说，支架230通过固定架固定在显示屏的下方时，需要使得显示屏的上表面、镜头210光学中心以及成像芯片250的上表面之间的距离满足上述光学成像公式。
具体地，镜头210的光学中心与成像芯片250的上表面之间的距离(即镜头210的成像距离)，可以通过自动调焦机器调整镜筒220的高度来实现调整镜头210与成像芯片250之间的距离。由于成像芯片250接收的光会包含指纹信号和屏内部结构信号。因此，本申请实施例中，进一步可以通过调节镜头210的焦点形成微弱的立交条件，使得屏内部结构信号的成像模糊，但指纹信号的成像不受影响。
换句话说，可以对上述公式中像距(即所述镜头210光学中心与成像芯片250的上表面之间的距离)进行修正。例如，将第一成像界面偏移一定距离至第二成像界面，所述第二成像界面距离所述镜头210的光学中心之间的距离定义为所述像距修正后的值，其中，所述第一成像界面为指纹信号的成像最清晰的界面，且屏内部结构信号对指纹信号的成像产生影响，使得指纹成像达不到指纹识别的要求。
应理解，所述第一成像界面偏移的距离可以向靠近所述镜头210的光学中心的方向偏移，也可以是向远离所述镜头210的光学中心的方向偏移，本申请实施例不做限定。例如，所述第一成像界面偏移的距离可以是±10um～±50um。应注意，所述范围仅为所述间隙的示例范围，本申请实施例不限于此。
图12是本申请实施例的屏下生物特征识别装置的支架的上表面贴有泡棉的定向视图。如图12所示，所述屏下生物特征识别装置200还可以包括泡棉290，所述泡棉290设置于所述支架230的上表面。所述泡棉290可以用于密封防尘。
本申请实施例中，所述屏下生物特征识别装置200可以通过固定连接在所述终端设备内部容易拆卸的器件上来实现安装在所述显示屏的下方。
换句话说，上述容易拆卸的器件可以作为所述屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320之间的固定架。所述屏下生物特征识别装置200可以通过其他辅助元件实现以非接触方式固定设置在所述显示屏的下方。比如，所述屏下生物特征识别装置200可以固定到所述固定架，并通过所述固定架固定设置在所述显示屏的下方。
可选地，在本申请一个实施例中，当所述屏下生物特征识别装置应用在移动终端(比如智能手机)时，所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏之间可以通过所述移动终端的中框或者其他元部件固定在所述显示屏的下方。
图13至图18是将支架230通过中框370设置于显示屏320下方的示意图。如图13至图18所示，所述屏下生物特征识别装置200可以固定设置在所述显示屏220的下方。其中，所述显示屏320可以为如图1和图2所示的OLED显示屏120，所述屏下生物特征识别装置200可以为如图1和图2所示的屏下生物特征识别装置140，其具体可以包括镜头210、镜筒220、支架230、成像芯片250、滤波片260、FPC 270以及泡棉290等等。所述屏下生物特征识别装置200可以用于采集指纹或者其他生物特征，且其生物特征采集区域至少部分位于所示显示屏320的显示区域之内。所述显示屏320和所述屏下生物特征识别装置200的具体结构、功能以及生物特征检测识别过程可以参照前面关于OLED显示屏120和屏下生物特征识别装置140的描述，此处不再赘述。
中框370为电子设备的设置于显示屏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。
中框370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，所述中框370甚至可以和移动终端的边框一体成型，所述一体成型指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，所述中框370还可以是复合中框，例如，包括内中框与外中框，其中，内中框用于承载手机零部件(例如支架230)，外中框在内中框外，外中框外沿装有手机按键，内中框与外中框整合为一体。
可选地，在本申请一个实施例中，屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320之间存在间隙。
应当理解，所述屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320之间存在间隙旨在为了使得显示屏的上表面与镜头210光学中心之间的距离满足成像条件，本申请实施例对所述间隙的大小和具体含义不做限定。
例如，所述间隙可以是厂商在对所述生物识别装置200的安装过程中通过调试确定的，也可以是各个厂商规定好的。
又例如，所述间隙可以是镜筒220的上表面与所述显示屏320的下表面之间的距离，也可以是支架230的上表面与显示屏320的下表面之间的距离。
可选地，在本申请一个实施例中，所述屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320之间存在间隙的间隙宽度可以大于或等于第一距离，所述第一距离为所述终端设备处于跌落或者碰撞等震荡状态时所述镜筒220与所述显示屏320不会发生触碰的最小距离。
例如，所述间隙宽度的范围可以为：0.3mm-1mm。应注意，所述范围仅为所述间隙的示例范围，本申请实施例不限于此。
应当理解，虽然上述实施例中以所述中框370为固定架为例，但是，在其他实施例中，所述屏下生物特征识别装置200可以通过固定连接在所述终端设备内部容易拆卸的任意器件上来实现安装在所述显示屏320的下方，并保证所述屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320之间存在间隙。只要上述屏下生物特征识别装置200能够以非接触方式固定设置在所述显示屏320的下方便可。在其他实施例中，所述屏下生物特征识别装置200也可以固定到所述移动终端的后盖、主板以及电池等易拆卸的器件上，进一步地固定设置在所述显示屏320的下方。
由于所述屏下生物特征识别装置200采用非接触方式设置在所述显示屏320的下方，且不和所述显示屏320的下表面接触，即，所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏320完全解耦，避免了拆卸所述屏下生物特征识别装置200时损坏所述显示屏320。
此外，由于所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏320的下表面不接触，二者之间保持一个固定的间隙，所述间隙可以是不填充任何辅助材料的空气间隙(air gap)，其可保证在当显示屏320受到按压或者终端设备出现跌落或碰撞时均不会出现所述屏下生物特征识别装置200接触到所述显示屏320的下表面，也不会影响所述屏下生物特征识别装置200的生物特征识别稳定性和性能。
综上所述，本申请实施例通过将所述屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320的下表面进行分离设计，能够降低拆卸所述屏下生物特征识别装置200的难度，进而提高终端设备的可维修性。进一步地，能够降低在所述屏下生物特征识别装置的生产过程中将所述屏下生物特征识别装置200安装到所述显示屏320下方的复杂度，并提高所述屏下生物特征识别装置生产成功率，进而降低的生产成本。此外，也不会影响所述屏下生物特征识别装置200的生物特征识别稳定性和性能。
可选地，在本申请一个实施例中，如图13至图15所示，所述泡棉290设置于所述支架230的上表面和所述中框370的下表面之间。所述泡棉290不但可以用于密封防尘，还可以用于贴合所述支架230与所述中框370。
需要说明的是，本申请实施例中，所述显示屏320和所述中框370之间的位置关系是相对固定的。
可选地，在本申请一个实施例中，如图13所示，所述中框370的上表面的边缘区域与所述显示屏320的下表面贴合，且所述中框370的上表面中除边缘之外的区域与所述显示屏320之间也可以存在间隙。
其中，所述中框370的上表面的边缘区域与所述显示屏320的下表面贴合可以理解为：所述显示屏320和所述中框370，通过所述显示屏320的下表面的边缘与所述中框370的上表面的边缘贴合的方式，进行相互之间的固定连接。
本申请实施例中，屏下生物特征识别装置200采用光学方式进行生物特征识别时，比如光学指纹识别时，所述屏下生物特征识别装置200需要检测所述显示屏320发出的光信号经过手指反射而形成的反射光。
在一个可选的方案中，如图13所示，所述中框370在所述屏下生物特征识别装置200的安装区域形成有开孔371，所述屏下生物特征识别装置200设置于所述开孔371的下方，且其光学感应阵列通过所述开孔371与所述显示屏320的下表面正对设置。因此，当所述屏下生物特征识别装置200设置在所述中框370的下表面时，能够保证所述屏下生物特征识别装置200可以透过所述开孔371接收到上述反射光，
应理解，本申请实施例对所述开孔371的尺寸不做具体限定。例如，所述中框370的开孔371的尺寸可以小于或者等于所述屏下生物特征识别装置200的尺寸。又例如，所述中框370的开孔371的尺寸也可以大于或等于镜筒220的尺寸。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图15所示，所述中框370的开孔371的尺寸可以小于所述屏下生物特征识别装置200的尺寸。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图16所示，所述中框370的开孔371的尺寸大于镜筒220的尺寸，且所述中框370的开孔371的尺寸小于所述屏下生物特征识别装置200的尺寸。这种情况下，镜筒220可以部分容纳在中框370的开孔371内，且镜筒220和中框370之间可以形成有缓冲空间，其可以保证在当所述中框370受到按压或者终端设备出现跌落或碰撞时均不会出现镜筒220接触到中框370，也不会影响所述屏下生物特征识别装置200的生物特征识别稳定性和性能。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图17和图18所示，所述中框370的开孔371的尺寸可以大于所述屏下生物特征识别装置200的尺寸。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述屏下生物特征识别装置200可以直接固定在中框370上。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述屏下生物特征识别装置200的侧表面可以与所述开孔371的孔壁固定连接；或者，所述屏下生物特征识别装置200的上表面边缘可以与所述中框370的下表面位于所述开孔371周围的区域固定连接。
图13和图14是屏下生物特征识别装置200与中框370之间直接进行固定连接的示意性结构图。例如，如图13所示，所述屏下生物特征识别装置200的上表面边缘可以与所述中框370的下表面位于所述开孔371周围的区域固定连接。更具体地，例如，如图14所示，所述支架230的上表面和所述中框与所述中框370的下表面位于所述开孔371周围的区域固定连接。
本申请实施例中，所述屏下生物特征识别装置200与所述中框370之间直接进行固定连接的方式仅为示例性描述，本申请实施例不限于此。例如，在其他可替代实施例中，所述屏下生物特征识别装置200还可以通过连接件与所述中框370之间进行固定连接。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述屏下生物特征识别装置200还可以包括：模组支架330，所述模组支架330可以作为所述支架230与所述中框370之间的连接件，用于实现二者之间的固定连接。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述屏下生物特征识别装置200的侧表面可以与上述模组支架330的内侧表面固定连接，或者所述屏下生物特征识别装置200的上表面边缘与该模组支架330的下表面固定连接；而上述模组支架330的外侧表面与该开孔371的孔壁固定连接，或者该模组支架330的上表面与该中框370的下表面位于该开孔371周围的区域(即孔口边缘处)固定连接。
图15至图18是屏下生物特征识别装置200通过模组支架330与所述中框370之间进行固定连接的示意性结构图。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图15所示，所述屏下生物特征识别装置200的侧表面可以固定在所述模组支架330的内侧表面，且所述屏下生物特征识别装置200的上表面边缘以及所述模组支架330的上表面可以同时固定到所述中框370下表面位于所述开孔371周围的区域(即孔口边缘处)。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图16所示，所述支架230的侧表面可以固定在所述模组支架330的内侧表面，且支架230的上表面边缘以及所述模组支架330的上表面可以同时固定到所述中框370下表面位于所述开孔371周围的区域(即孔口边缘处)。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图17和图16所示，所述中框370的开孔371的尺寸大于所述屏下生物特征识别装置200的尺寸，所述屏下生物特征识别装置200通过模组支架330来固定到所述中框370。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图17所示，所述屏下生物特征识别装置200的上表面边缘通过所述模组支架330固定到所述中框370下表面位于所述开孔371周围的区域(即孔口边缘处)。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图18所示，所述支架230的上表面边缘通过所述模组支架330固定到所述中框370下表面位于所述开孔371周围的区域(即孔口边缘处)。
采用图17和图18所示的设计结构，使得上述模组支架330的上表面还可以高于所述屏下生物特征识别装置200的上表面，一方面能够保证所述屏下生物特征识别装置200与显示屏320之间存在间隙。另一方面，由于上述模组支架330的上表面高于所述屏下生物特征识别装置200的上表面，因此，所述屏下生物特征识别装置200可以与所述模组支架330的至少一个表面进行固定连接，增加了所述屏下生物特征识别装置200与模组支架330之间的接触面积，在通过双面胶固定方式或者胶水固定方式对所述屏下生物特征识别装置200和所述模组支架330进行固定连接时，能够增加固定连接的稳定性。
应当理解，本申请实施例中涉及的固定连接包括但不限于以下连接方式：螺钉固定方式、双面胶固定方式、胶水固定方式、焊接固定方式以及耦合固定方式。
应理解，上述模组支架330的主要作用是将所述屏下生物特征识别装置200固定连接在所述中框370，并使得所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏320之间存在间隙。图14所示的模组支架330的位置和/或具体结构仅为示例，本申请实施例不限于此。
例如，在其他实施例中，为了增加所述屏下生物特征识别装置200与模组支架330之间固定连接的稳定性，上述模组支架330还可以设置有空腔结构，所述空腔结构与所述中框370的开孔371对准设置，其可以为所述屏下生物特征识别装置200提供一个收容空间，且所述屏下生物特征识别装置200至少部分收容并固定在所述空腔结构之中。比如，所述屏下生物特征识别装置200的侧表面通过所述空腔结构与上述模组支架330的内侧表面固定连接。
进一步地，为了保证所述屏下生物特征识别装置200通过所述空腔结构与上述模组支架330的固定连接具有一定的稳定性，作为一个实施例，所述空腔结构的形状可以为所述屏下生物特征识别装置200的形状。作为另一个实施例，还可以对空腔结构做进一步优化。例如，所述模组支架330的空腔结构的顶部边缘可以向内延伸而形成一个环状固定部，且所述屏下生物特征识别装置200的上表面边缘可以固定到所述环状固定部的下表面，而所述环状固定部的上表面与所述模组支架330主体的上表面平齐。利用上述模组支架330的环状固定部，可以使得所述屏下生物特征识别装置200在所述空腔结构内部与所述模组支架330之间的连接更加稳定，且此时所述模组支架330的上表面高于所述屏下生物特征识别装置200的上表面，二者之间的高度差便可以进一步增加所述显示屏320与所述屏下生物特征识别装置200之间的间隙宽度。
此外，终端设备的中框370可以采用金属中框或者铝合金中框，由于其厚度可能较薄或者较厚而未能满足所述显示屏320和所述屏下生物特征识别装置200之间的间隙的宽度要求。因此，为了保证本申请实施例中所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏320之间的间隙具有足够的宽度。本申请实施例中，还可以进一步优化所述中框370的结构设计。下面结合附图岁本申请实施例的中框370的结构进行示例性说明。
实际产品中，如果所述中框370的厚度较薄，可选地，在本申请的一个实施例中，可以对所述中框370上的所述屏下生物特征识别装置200的安装区域进行加厚处理。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述中框370在上述安装位置可以形成有开孔371，且所述中框370的开孔371的边缘还可以向下延伸而形成第五凸起结构。所述屏下生物特征识别装置200可以直接安装或者通过模组支架330固定到所述第五凸起结构的下表面。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图15和图16所示，所述中框370的开孔371的边缘还可以向下延伸而形成有凸环，其中所述屏下生物特征识别装置200在安装到所述中框370之后可以位于所述凸环的内侧。进一步地，如图15和图16所示，所述屏下生物特征识别装置200也可以通过所述模组支架330固定到所述凸环内。所述凸环一方面可以保证所述中框370在所述开孔371的外围区域进行减薄之后仍具有较高的强度，另一方面也可以对其内侧的屏下生物特征识别装置200进行保护。
实际产品中，如果所述中框370的厚度较厚，可选地，在本申请的一个实施例中，也可以对所述中框370上的所述屏下生物特征识别装置200的安装区域进行减薄处理。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述中框370的下表面在所述开孔371的周围区域可以开设有凹槽结构。所述屏下生物特征识别装置200可以直接安装或者通过模组支架330固定到所述凹槽结构中。例如，如图17和图18所示，所述中框370的下表面在背向所述显示屏320的孔口边缘处向上延伸形成有凹槽结构，所述屏下生物特征识别装置200通过模组支架320固定在所述凹槽结构内。
可选地，在本申请的一个实施例中，还可以对所述中框370的上表面在所述开孔371的外围区域进行减薄处理。例如，如图15和图16所示，所述中框370的上表面在所述开孔371的边缘区域形成有第三台阶结构。即所述中框370在所述开孔371的外围区域的厚度小于所述中框370的主体厚度。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述第三台阶结构的高度差同样可以作为所述显示屏320与所述屏下生物特征识别装置200之间的间隙的一部分。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图18所示，所述中框370的上表面在所述开孔371的边缘区域形成有第三台阶结构，并且所述中框370的下表面在所述开孔371的周围区域可以开设有凹槽结构。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图14至图18所示，所述中框370的开孔371朝向所述显示屏320的孔口边缘可以做倒角处理来形成斜角，所述斜角可以更有利于反射光从所述中框370的开孔371进入所述屏下生物特征识别装置200，从而提高所述屏下生物特征识别装置的生物特征检测性能和检测效率。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述斜角的延伸至所述中框的下表面的背向所述显示屏的孔口边缘处，使得所述间隙包括所述斜角所在面在垂直所述显示屏方向上的投影高度。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图14至图18所示，当所述屏下生物特征识别装置200应用于终端设备时，其还可以包括：盖板310。
其中，所述盖板310可以为透明保护盖板，比如玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其可以覆盖在所述显示屏120，并且所述盖板310的下表面可以与所述显示屏320的上表面(即显示面)进行贴合。显示屏320与盖板310之间可以通过粘胶层连接，也可以通过其他连接方式连接，本申请实施例对此不做限定。
通过以上分析可以发现，本申请实施例中，通过让屏下生物特征识别装置200和显示屏320分离设计，例如，屏下生物特征识别装置200可以固定在中框370或后盖结构件上，解决目前屏下生物特征识别装置直接将屏下生物特征识别装置200贴合到显示屏320而导致的拆卸难，易损坏显示屏320，工艺贴合难度高等问题。
此外，本申请实施例中，所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏320的下表面之间形成一个间隙，所述间隙可保证在所述显示屏320受到按压或者当所述终端设备跌落或碰撞等条件下，所述屏下生物特征识别装置200均不接触所述显示屏320下表面，避免损坏所述显示屏320。
应当理解，图13至图18仅为屏下生物特征识别装置200贴合在中框370下表面的示例，本申请实施例不限于此。例如，在其他替代实施例中，所述屏下生物特征识别装置200可以设置于所述中框370的上表面或者内部，并使得屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320之间保持一个具有预定宽度的间隙。在具体地实现方式中，所述中框370的上表面可以形成有凹槽结构，所述屏下生物特征识别装置200可以固定在所述凹槽结构内，所述凹槽结构可以用于为屏下生物特征识别装置200提供容纳空间。
此外，可替代地，图17和图18所示的屏下生物特征识别装置200也可以安装到所述模组支架330的开口331的内部，比如所述屏下生物特征识别装置200的外侧表面可以固定到所述开口331的内侧面。换句话说，本申请实施例对屏下生物特征识别装置200中各部件之间的连接方式也不做限定。
在本申请实施例中，上述屏下生物特征识别装置200也可以称为生物特征识别模组。光电探测器阵列也可以称为光电传感器阵列，其可以镜头220传输过来的光。例如，光电传感器阵列可以采用光电二极管的阵列，通过光电二极管将光信号转换为电信号，从而可以根据电信号进行成像。
本申请实施例中，还提供了一种生物特征识别组件，其可以包括屏下生物特征识别装置和模组支架；当所述生物特征识别组件应用到如上所述的屏下生物特征识别装置或者终端设备时，可以直接安装到所述终端设备的中框或者固定架，而在当所述屏下生物特征识别装置或者所述终端设备的屏下生物特征识别装置出现损坏时，可以对损坏的生物特征识别组件进行更换，因此能够进一步降低更换屏下生物特征识别装置的维修和器件更换的复杂度，避免对显示屏造成损坏。
本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备可以包括显示屏以及上述本申请各种实施例中的屏下生物特征识别装置，所述屏下生物特征识别装置设置在显示屏的下方，并使得显示屏的上表面与屏下生物特征识别装置中的镜头的光学中心之间的距离满足成像条件。
所述电子设备可以为任何具有显示屏的电子设备，其采用本申请实施例的技术方案实现屏下生物特征识别。所述显示屏可以为有机发光二极管显示屏，包括多个有机发光二极管光源，其中所述屏下生物特征识别装置采用至少部分有机发光二极管光源作为生物特征识别的激励光源。
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“所述”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，应所述理解到，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，或者所述技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，所述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(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、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 (18)

1.一种屏下生物特征识别装置，应用于具有显示屏的电子设备，其特征在于，包括：
镜头，包括至少一个非球面透镜，所述镜头设置在显示屏的下方，用于接收经由所述显示屏上方的人体手指反射形成的光信号，其中所述光信号用来检测所述手指的生物特征信息；
镜筒，收容所述镜头并与外部支架连接固定；
成像芯片，设置在镜筒的下方，用于接收穿过所述镜头的光信号并基于所述光信号进行成像以获得指纹图像。
2.根据权利要求1所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述镜头为微距镜头，且所述微距镜头的焦距范围为0.5mm-1.8mm。
3.根据权利要求1所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述镜头的光学中心与所述成像芯片的上表面之间的距离等于所述镜头的成像距离。
4.根据权利要求1所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述支架安装到所述电子设备的中框，并使所述屏下生物特征识别装置与所述显示屏之间具有预定间隙。
5.根据权利要求1所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述镜筒包括形成在其外表面的调焦螺纹，所述调焦螺纹用于调整所述镜头和所述芯片之间的距离。
6.根据权利要求5所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述镜筒通过所述调焦螺纹与所述支架进行螺纹连接，并通过点胶结构进行固定。
7.根据权利要求1所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，还包括光学滤波片，所述光学滤波片位于所述镜头的和所述成像芯片之间，并收容在所述镜筒内部。
8.根据权利要求7所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述镜头的下表面的边缘区域向下延伸形成有凸环结构，所述凸环结构的下表面与所述光学滤波片接触固定。
9.根据权利要求7所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，还包括微透镜阵列，所述微透镜阵列设置在所述成像芯片的上表面，所述微透镜阵列用于将穿过所述镜头的光信号分别汇聚到所述成像芯片的像素单元。
10.根据权利要求9所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述微透镜阵列包括多个微透镜，且所述成像芯片的每一个像素单元上方分别对应设置有一个微透镜。
11.根据权利要求10所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述微透镜阵列中的微透镜为半球透镜，所述像素单元为多边形，所述半球透镜的直径至少反覆盖所述多边形的长边的长度。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：
显示屏；
生物特征识别装置，设置在所述显示屏下方，所述生物特征识别装置为如权利要求1至11中任一项所述的屏下生物特征识别装置，且其生物特征采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之中。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，还包括：
中框，所述中框支撑所述显示屏，并用于安装所述支架以使所述镜头与所述显示屏之间具有预定间隙。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述中框与所述支架通过以下安装方式中的任一种进行的安装固定：螺钉安装固定方式、胶材贴合固定方式、焊接固定方式以及耦合固定方式。
15.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述中框形成有开孔，所述镜筒至少部分容纳在所述开孔内，所述镜筒外侧和所述开孔的内侧之间存在间隙。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述中框的上表面在所述开孔边缘通过倒角处理形成有斜角，所述斜角使得所述中框上表面的开孔宽度大于所述中框下表面的开孔宽度。
17.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述中框的下表面在所述开孔的边缘区域向上延伸形成槽结构，所述支架安装在凹槽结构内。
18.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，还包括泡棉，所述泡棉设置于所述支架的上表面和所述中框的下表面之间。
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