CN208888842U - 指纹识别装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种指纹识别装置和电子设备。该指纹识别装置应用在具有显示屏的电子设备，该指纹识别装置包括：光学指纹传感器，设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之内，所述光学指纹传感器包括至少两个有效感光区域，所述至少两个有效感光区域用于检测来自所述指纹采集区域上方的光信号；至少两个光学透镜，设置在所述显示屏和所述光学指纹传感器之间，所述多个光学透镜分别对应于所述多个有效感光区域，其中每个光学透镜用于将光信号引导至其对应的有效感光区域。该指纹识别装置能够在不增加指纹识别装置的厚度的情况下采集到更多的指纹信息，从而提高指纹识别的准确性。

Description

指纹识别装置和电子设备

技术领域

本申请实施例涉及指纹识别技术领域，并且更具体地，涉及一种指纹识别装置和电子设备。

背景技术

随着手机行业的高速发展，指纹识别技术越来越受到人们重视，屏下指纹识别技术的实用化已成为大众所需。光学屏下指纹识别技术是通过光学指纹传感器采集光源发出的光线在手指发生反射形成的反射光，反射光中携带手指的指纹信息，从而实现屏下指纹识别。指纹识别装置通常包括光路调制器，反射光需经过光路调制器的调制后到达光学指纹传感器，为了获得更多的指纹信息，需要尽可能扩大光路调制器的视场以采集更大面积的指纹图像，此时可以通过增加光路调制器与显示屏之间的物距来实现，但这样就会增加指纹识别装置的厚度。因此，如何在不增加指纹识别装置的厚度的情况下采集到更多的指纹图像，或者说，如何在采集到相同大小的指纹图像的条件下减少指纹识别装置的厚度，成为急需解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种指纹识别装置和电子设备，能够采集到更多的指纹信息且不增加指纹识别装置的厚度。

第一方面，提供了一种指纹识别装置，应用在具有显示屏的电子设备，所述指纹识别装置包括：

光学指纹传感器，用于设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之内，所述光学指纹传感器包括至少两个有效感光区域，其中每个有效感光区域用于检测其接收到的来自所述指纹采集区域上方的反射光信号；

至少两个光学透镜，用于设置在所述显示屏和所述光学指纹传感器之间，所述至少两个光学透镜分别对应于所述至少两个有效感光区域，其中每个光学透镜用于将光信号引导至其对应的有效感光区域。

在一种可能的实现方式中，所述光学指纹传感器包括一个光学指纹传感器芯片，所述至少两个有效感光区域位于所述光学指纹传感器芯片。

在一种可能的实现方式中，所述光学指纹传感器包括多个光学指纹传感器芯片，所述至少两个有效感光区域分别位于不同的光学指纹传感器芯片。

在一种可能的实现方式中，所述光学指纹传感器包括多个光学指纹传感器芯片，所述至少两个有效感光区域中的部分有效感光区域位于不同的光学指纹传感器芯片。

在一种可能的实现方式中，每个光学透镜用于将来自所述指纹采集区域中的一个子区域的光信号引导至其对应的有效感光区域，其中不同光学透镜对应的子区域之间部分重叠。

在一种可能的实现方式中，每个光学透镜用于将来自所述指纹采集区域中的一个子区域的光信号引导至其对应的有效感光区域，其中不同光学透镜对应的子区域之间互不重叠。

在一种可能的实现方式中，所述至少两个光学透镜直线排布。

在一种可能的实现方式中，所述至少两个光学透镜包括三个光学透镜，所述三个光学透镜排布成三角形。

在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括滤波单元，所述滤波单元设置在所述显示屏和所述光学指纹传感器之间，所述滤波单元用于使特定波长的光信号传输至所述光学指纹传感器。

第二方面，提供了一种电子设备，包括：显示屏以及第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的指纹识别装置。

在一种可能的实现方式中，所述显示屏为液晶显示屏LCD。

在一种可能的实现方式中，所述显示屏为有机发光二极管显示屏OLED，所述显示屏的发光层包括多个有机发光二极管光源，其中所述指纹识别装置采用至少部分有机发光二极管光源作为指纹识别的激励光源。

基于上述技术方案，指纹识别装置包括至少两个光学透镜，该至少两个光学透镜分别对应于光学指纹传感器的至少两个有效感光区域，其中每个光学透镜用于将手指反射的光信号引导至其对应的有效感光区域，由于两个或更多的光学透镜可以将手指上更多的指纹图像所反射的光信号引导至相应的有效感光区域，因此该指纹识别装置能够采集到更多的指纹信息，从而提高指纹识别的准确性，并且不会增加指纹识别装置的厚度。

附图说明

图1是本申请可以适用的电子设备的平面示意图。

图2是图1所示的电子设备沿A-A’的部分剖面示意图。

图3是本申请可以适用的另一电子设备的平面示意图。

图4是图1所示的另一电子设备沿A-A’的部分剖面示意图。

图5是仅包括一个光学透镜的指纹识别装置的示意图。

图6是本申请实施例的指纹识别装置的示意性框图。

图7是本申请实施例的一种可能的指纹识别装置的示意图。

图8是本申请实施例的另一种可能的指纹识别装置的示意图

图9是本申请实施例的不同光学透镜对应的子区域之间的位置关系的示意图。

图10是本申请实施例的不同光学透镜对应的子区域之间的位置关系的示意图。

图11是本申请实施例的不同光学透镜对应的子区域之间的位置关系的示意图。

图12是本申请实施例的直线排布的多个光学透镜所对应的有效感光区域的示意图。

图13是本申请实施例的三角形排布的三个光学透镜所对应的有效感光区域。

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。

随着电子设备步入全面屏时代，电子设备正面指纹采集区域受到全面屏的挤压，因此屏下(Under-display或者Under-screen)指纹识别技术越来越受到关注。屏下指纹识别技术是指将指纹识别装置(比如光学指纹识别装置)安装在显示屏下方，从而实现在显示屏的显示区域内进行指纹识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置指纹采集区域。

光学屏下指纹识别技术使用从设备显示组件的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。该返回的光携带与该顶面接触的物体(例如手指)的信息，通过采集和检测该返回的光，实现位于显示屏下方的特定光学传感器模块。光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于采集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，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。

图1和图2示出了本申请实施例的指纹识别装置可以适用的一种电子设备100的示意图，其中图1为电子设备100的正面示意图，图2为图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所示和图2所示，该电子设备100包括显示屏120和光学指纹识别装置(后面简称为指纹识别装置)130，其中，所述光学指纹识别装置130具有一个或多个的感应阵列，所述感应阵列至少设置在所述显示屏120下方的局部区域，从而使得所述光学指纹识别装置130的指纹采集区域(或感应区域)103至少部分位于所述显示屏120的显示区域102。

应当理解，所述指纹采集区域103的面积可以与所述光学指纹识别装置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识别装置130的指纹采集区域103的面积大于所述光学指纹识别装置130感应阵列的面积。在其他替代实现方式中，如果采用例如光线准直方式进行光路引导，所述光学指纹识别装置130的指纹采集区域103也可以设计成与所述光学指纹识别装置130的感应阵列的面积相一致。

如图1所示，所述指纹采集区域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的指纹采集区域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100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102可以基本扩展到整个电子设备100的正面。

作为一种实施例中，所述显示屏120可以为自发光显示屏，其采用自发光显示单元作为显示像素，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，所述光学指纹识别装置130可以利用所述OLED显示屏120位于所述指纹识别区域103的OLED显示单元(即OLED光源)作为光学指纹检测的激励光源。

在其他实施例中，所述光学指纹识别装置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，所述光学指纹识别装置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，所述电子设备100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100的保护盖板下方的边缘区域，而所述光学指纹识别装置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识别装置130；或者，所述光学指纹识别装置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识别装置130。

并且，所述光学指纹识别装置130的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。当手指触摸、按压或者接近(为便于描述，本申请统称为触摸)在所述指纹识别区域103时，所述指纹识别区域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纹脊和纹谷的反射光是不同的，反射光从所述显示屏120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，从而在所述电子设备100实现光学指纹识别功能。

应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备100还包括透明保护盖板110，所述盖板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。因此，本申请实施例中，所谓的手指触摸、按压或者接近在所述显示屏120实际上是指手指触摸、按压或者接近在所述显示屏120上方的盖板110或者覆盖所述盖板110的保护层表面。另外，所述电子设备100还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，其可以设置在所述显示屏120表面，也可以部分或者整体集成到所述显示屏120内部，即所述显示屏120具体为触控显示屏。

作为一种可选的实现方式，如图2所示，所述光学指纹识别装置130包括光学检测单元134和光学组件132，所述光学检测单元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)；即所述光学检测单元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可以设置在所述光学检测单元134的感应阵列的上方，其可以具体包括滤光片(Filter)、光路引导结构以及其他光学元件，所述滤光片可以用于滤除穿透手指的环境光，而所述光路引导结构主要用于对向下传播的光线进行准直、调制或者汇聚等光路引导以实现将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可以与所述光学检测单元134封装在同一个光学指纹芯片，也可以将所述光学组件132设置在所述光学检测单元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的光路引导结构有多种实现方案，比如可以具体为在半导体硅片或者其他基材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，所述光路调制单元或者准直单元可以具体为微孔阵列。或者，所述导光层也可以为光学透镜(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。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。

所述光学指纹识别装置130的下方还可以设置有电路板140，比如软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，所述光学指纹识别装置130例如可以通过焊盘焊接到所述电路板140，并通过所述电路板140实现与其他外围电路或者所述电子设备100的其他元件的电性互连和信号传输。比如，所述光学指纹识别装置130可以通过所述电路板140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电路板140将所述指纹检测信号输出给所述电子设备100的处理单元或者控制单元等。

图1和图2中所示的光学指纹识别装置130为单个传感器芯片，本申请实施例的指纹识别装置可以应用在如图1和图2中所示的单传感器芯片的场景下，即也可以应用在如图3和图4所示的多传感器拼接的场景下。

图3和图4示出了本申请实施例的指纹识别装置可以适用的另一种电子设备200的示意图，其中图3为电子设备200的正面示意图，图4为图3所示的电子设备200沿A-A’的部分剖面结构示意图。

如图3和图4所示，电子设备200可以包括显示屏220和光学指纹识别装置240，其中，所述显示屏220具有显示区域202，所述光学指纹识别装置240设置在所述显示屏220的下方。

作为一种实施例，所述光学指纹识别装置240可以具体包括一个或者多个具有光学感应阵列的光学指纹传感器242(后面也称为传感器芯片)；所述多个光学指纹传感器242可以并排设置在所述显示屏220的下方。其中，每一个光学感应阵列分别包括多个光学感应单元，且所述光学感应阵列的所在区域或者其光学感应区域对应于其所在的光学指纹传感器242的感应区域203，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识别装置240的指纹采集区域230。也即是说，所述光学指纹识别装置240的指纹采集区域230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或光学感应阵列的感应区域。如图3所示，所述指纹采集区域230位于所述显示屏220的显示区域202之中，由于采用多个光学指纹传感器并排设置的方式，所述指纹识别装置240的指纹采集区域230可以扩展到所述显示区域202的下半部分的主要区域，即扩展到手指惯常按压区域，从而实现盲按式指纹输入操作。在其他替代实施例中，当所述光学指纹传感器数量足够时，所述指纹采集区域230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。

在具体实施例中，所述光学指纹识别装置240的多个光学指纹传感器242可以分别是独立封装的传感器芯片，也可以是制作为多个芯片(Die)之后封装在同一个芯片封装体之内，还可以是通过半导体工艺制作在同一个芯片的不同区域。作为一种可选的实现方式，如图4所示，所述光学指纹传感器242上方还可以设置有光路调制器244。以所述光路调制器244为例，其可以作为独立的光学部件贴合在所述光学指纹传感器242的感应阵列上方，也可以通过半导体工艺集成在所述光学指纹传感器242的芯片内部，从而实现超薄的指纹识别装置240。具体地，所述光路调制器244可以是采用具有高深宽比的通孔阵列的光准直器，主要用于对向下传播的指纹检测光进行准直、调制和成像等，实现将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以获取指纹图像信息。

可选地，与所述光学指纹识别装置240的多个光学指纹传感器242相对应，所述光路调制器244可以有多个，每一个光路调制器244分别对应一个光学指纹传感器，并分别贴合设置在其对应的光学指纹传感器242的上方。或者，所述多个光学指纹传感器242也可以共享一个整体的光路调制器244，即所述光路调制器244具有一个足够大的面积以覆盖所述多个光学指纹传感器242的感应阵列。另外，在所述光路调制器244和所述光学指纹传感器242之间或者所述显示屏220与所述光路调制器244之间，还可以设置有其他光学元件，比如滤光片(Filter)或者其他光学膜片，其主要用于隔离外界干扰光对光学指纹检测的影响。其中，所述滤光片可以用于滤除穿透手指并进过所述显示屏220进入所述图像识别传感器230的环境光，与所述光路调制器244相类似，所述滤光片可以在每个光学指纹传感器242分别设置进行干扰光滤除，或者也可以采用一个大面积滤光片同时覆盖所述多个光学指纹传感器242。

可替代地，所述光路调制器244也可以采用光学镜头(Lens)来代替上述光准直器，所述光学镜头上方可以通过遮光材料形成小孔配合所述光学镜头将指纹检测光汇聚到下方的光学指纹传感器242以实现指纹成像。相类似地，每一个光学指纹传感器242可以分别配置一个光学镜头进行指纹成像，或者，所述多个光学指纹传感器242也可以利用同一个光学镜头来实现光线汇聚和指纹成像。在其他替代实施例中，每一个光学指纹传感器242甚至还可以具有两个感应阵列(Dual Array)或者多个感应阵列(Multi-Array)，且同时配置两个或多个光学镜头配合所述两个或多个感应阵列进行光学成像，从而减小成像距离并增强成像效果。

另一方面，所述光学指纹识别装置240的下方还可以设置有电路板250，比如软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，所述光学指纹识别装置240的多个光学指纹传感器242可以通过焊盘焊接到所述电路板250，并通过所述电路板250实现与其他外围电路或者所述电子设备200的其他元件的电性互连和信号传输。

在一些实现方式的指纹识别装置中，指纹识别装置仅包括一个光学透镜。例如图5所示，该光学透镜能够将其视场(Field of View，FOV)范围内的光信号引导至光学指纹传感器的有效感光区域。显示屏的指纹采集区域的面积为S，该光学透镜设置在显示屏和光学指纹传感器之间，该光学透镜距离显示屏的物距为P，该光学透镜距离光学指纹传感器的像距为Q，其中，调节物距P可以调整该光学透镜的视场面积，调节的像距Q可以调整在光学指纹传感器的有效感光区域上成像的清晰度。在光学指纹传感器上方还设置有滤波单元，用于滤除干扰的杂散光从而选择出所需要的光波长。显示屏发出的光线入射至显示屏的指纹采集区域上方的手指，经手指反射后的光线被光学透镜采集，并通过滤波单元传输至光学指纹传感器的有效感光区域，或称为有效区域(Active Array，AA)、感光区域等，从而完成指纹图像的检测。

为了获得更多的指纹信息，需要尽可能扩大该光学透镜的视场以采集更大面积的指纹图像从而改善指纹匹配性能，此时可以通过增加光学透镜与显示屏之间的物距P来实现，但这样就导致整个指纹识别装置的厚度较大，指纹识别装置的厚度直接影响其应用的电子设备的厚度。而如果不对物距P进行调整，那么该光学透镜的视场会因物距P而受到限制。

鉴于此，本申请实施例提出一种屏下指纹识别技术，能够使指纹识别装置采集到更多的指纹信息且不增加指纹识别装置的厚度。下面结合图6至图13详细描述本申请实施例的指纹识别装置。

图6示出了本申请一个实施例的指纹识别装置600的示意图。

如图6所示，指纹识别装置600可以应用在具有显示屏的电子设备，该指纹识别装置600包括光学指纹传感器610和至少两个光学透镜620。其中：

光学指纹传感器610，用于设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之内，所述光学指纹传感器610包括至少两个有效感光区域，其中每个有效感光区域分别对应地设置有光学感应阵列，用于检测其接收到的来自所述指纹采集区域上方的反射光信号。

至少两个光学透镜620，用于设置在所述显示屏和所述光学指纹传感器610之间，所述至少两个光学透镜分别对应于所述至少两个有效感光区域，其中每个光学透镜用于将光信号引导至其对应的有效感光区域。

由于指纹识别装置包括至少两个光学透镜，该至少两个光学透镜分别对应于光学指纹传感器的至少两个有效感光区域，其中每个光学透镜用于将手指反射的光信号引导至其对应的有效感光区域，这样，两个或更多的光学透镜可以将手指上的指纹图像所反射的光信号引导至相应的有效感光区域，因此该指纹识别装置能够在不增加指纹识别装置的厚度的情况下采集到更多的指纹信息，从而提高指纹识别的准确性，或者可以在采集到相同指纹信息的条件下减少指纹识别装置的厚度。

举例来说，图7为本申请实施例的一种可能的指纹识别装置的示意图，图7中以两个光学透镜(光学透镜1和光学透镜2)为例，但本申请实施例的指纹识别装置也可以包括更多的光学透镜。光学指纹传感器包括两个有效感光区域，光学透镜1和光学透镜2设置在显示屏和光学指纹传感器之间，其中光学透镜1和光学透镜2距离显示屏的物距近似为P，光学透镜1和光学透镜2距离光学指纹传感器的像距近似为Q。显示屏发出的光线入射至显示屏的指纹采集区域上方的手指，经手指不同位置的指纹图案反射后的光线分别被光学透镜1和光学透镜2采集，并由光学透镜1和光学透镜2分别引导至各自对应的有效感光区域，从而完成指纹图像的检测。

可以看出，图7中的指纹识别装置的厚度与图5中的指纹识别装置的厚度相同，但图7中的指纹识别装置的指纹采集区域明显大于图5所示的仅包括一个光学透镜的指纹识别装置的指纹采集区域。在使用相同型号的光学透镜且使用相同参数的光路设计例如相同的P和Q时，图7的指纹采集区域的面积可以为图5所示的指纹采集区域的面积的2倍，从而能够在不增加指纹识别装置厚度的情况下获取更多的指纹信息。

又例如图8所示的本申请实施例的另一种可能的指纹识别装置的示意图，图8中仍以两个光学透镜(光学透镜1和光学透镜2)为例，其中光学透镜1和光学透镜2距离显示屏的物距为P’，其中P’小于P，光学透镜1和光学透镜2距离光学指纹传感器的像距为Q。光学指纹传感器包括两个有效感光区域，显示屏发出的光线入射至显示屏的指纹采集区域上方的手指，经手指不同位置的指纹图案反射后的光线分别被光学透镜1和光学透镜2采集，并由光学透镜1和光学透镜2分别引导至各自对应的有效感光区域，从而完成指纹图像的检测。

相比于图5所示的指纹识别装置，由于光学透镜距离显示屏的距离由P减小为P’，因此每个光学透镜对应的有效感光区域所能够检测的指纹采集区域的面积就变小了，但是光学透镜1和光学透镜2对应的有效感光区域所能够检测的总的指纹采集区域的面积可以与图5所示的指纹采集区域的面积相同，在一些情况下甚至可以大于图5所示的指纹采集区域的面积。相比于图5所示的指纹识别装置，在指纹采集区域的面积没有发生变化时，指纹识别装置的厚度有了明显的减少，从而可以进一步减少该指纹识别装置所应用的电子设备的厚度。

本申请实施例中，光学指纹传感器可以包括一个或多个光学指纹传感器芯片。

例如，光学指纹传感器包括一个光学指纹传感器芯片，该至少两个有效感光区域均位于该光学指纹传感器芯片。

又例如，光学指纹传感器包括多个光学指纹传感器芯片，该至少两个有效感光区域分别位于不同的光学指纹传感器芯片。

又例如，光学指纹传感器包括多个光学指纹传感器芯片，该至少两个有效感光区域中的部分有效感光区域位于不同的光学指纹传感器芯片。例如，指纹识别装置包括4个光学透镜，该光学指纹传感器包括两个光学指纹传感器芯片，其中每个光学指纹传感器芯片上有两个有效感光区域，因此该光学指纹传感器包括四个有效感光区域，并且每个有效感光区域对应于一个光学透镜。

应理解，光学指纹传感器的每个有效感光区域可以包括具有多个光学感应单元(或称为感光像素)的光学感应阵列，该光学感应阵列的所在区域对应于其所在的光学指纹传感器的感应区域，多个感应区域共同构成指纹识别装置的指纹采集区域。

可选地，光学透镜可以与其对应的光学指纹传感器芯片封装在一起；或者，光学透镜可以作为与光学指纹传感器相对独立的部件安装在指纹识别装置的内部。

指纹识别装置中的每个光学透镜用于将来自显示屏的指纹采集区域中的一个子区域的光信号引导至其对应的有效感光区域，也就是说，该至少两个光学透镜引导至各自对应的有效感光区域的光信号中携带不同子区域的指纹图像信息。可选地，不同光学透镜对应的子区域之间可以互不重叠，也可以部分重叠。

不同光学透镜对应的子区域中，任意两个子区域之间的位置关系可以存在以下三种情况，下面结合图9至图11具体说明。其中，在图9至图11中，圆形区域表示光学透镜的视场，方形区域表示光学透镜对应的子区域，即实际探测区域，该实际探测区域内的指纹图像能够被该光学透镜对应的有效感光区域检测到。

情况1

子区域之间互不重叠。

例如图9所示，以两个光学透镜(光学透镜1和光学透镜2)为例，光学透镜1对应指纹采集区域中的子区域1，能够将子区域1上方的指纹图案所反射的光信号引导至其对应的有效感光区域1。光学透镜2对应指纹采集区域中的子区域2，能够将子区域2上方的指纹图案所反射的光信号引导至其对应的有效感光区域2。如图9所示，子区域1与子区域2之间可以互不重叠。这样，有效感光区域1和有效感光区域2可以各自采集独立区域的指纹图像，光学透镜的视场的利用率较大。

情况2

子区域之间部分重叠。

例如图10所示，仍以光学透镜1和光学透镜2为例，光学透镜1对应指纹采集区域中的子区域1，能够将子区域1上方的指纹图案所反射的光信号引导至其对应的有效感光区域1。光学透镜2对应指纹采集区域中的子区域2，能够将子区域2上方的指纹图案所反射的光信号引导至其对应的有效感光区域2。在图10中，子区域1与子区域2之间部分重叠。这样会导致光学透镜的视场的利用率较差，但是，光学指纹传感器中的有效感光区域1和有效感光区域2分别检测到来自子区域1和子区域2的指纹图案的反射光信号后，可以使用图像拼接技术，对检测到的两个子区域上的指纹图案进行处理，从而可以一次性获取大面积的指纹图像。

情况3

作为情况1和情况2之间的一种特殊情况，子区域之间相互挨着。

例如图11所示，仍以光学透镜1和光学透镜2为例，光学透镜1对应指纹采集区域中的子区域1，能够将子区域1上方的指纹图案所反射的光信号引导至其对应的有效感光区域1。光学透镜2对应指纹采集区域中的子区域2，能够将子区域2上方的指纹图案所反射的光信号引导至其对应的有效感光区域2。在图11中，子区域1与子区域2的邻边重合。这种情况下，光学透镜的视场的利用率没有被浪费，并且可以基于图像拼接技术获取大面积的指纹图像。

根据实际使用情况，可以通过设置至少两个光学透镜之间的间距，来使这至少两个光学透镜对应的子区域之间的位置关系满足使用需求。

本申请实施例对指纹识别装置中的至少两个光学透镜之间的位置关系不做任何限定。这至少两个光学透镜可以直线排布，例如等间隔地排布在一条水平线上，例如图12所示的直线排布的至少两个光学透镜所对应的有效感光区域；或者这至少两个光学透镜也可以按照特定图案排布，例如当光学指纹装置包括三个光学透镜时，这三个光学透镜可以排布成三角形，例如图13所示的三角形排布的三个光学透镜所对应的有效感光区域。

可选地，所述指纹识别装置还包括滤波单元，所述滤波单元设置在所述显示屏和所述光学指纹传感器之间，所述滤波单元用于使特定波长的光信号传输至所述光学指纹传感器。

其中，该滤波单元可以设置在显示屏与至少两个光学透镜之间，也可以设置在该至少两个光学透镜与指纹识别装置之间。

该滤波单元所选择的光信号的波长例如可以是可见光波长(370nm-780nm)或者近红外光波长(800nm-1500nm)。在该滤波单元对应的波长之外的光信号将无法穿过该滤波单元到达光学指纹传感器的光学感应阵列，因此可以用于滤除杂散光以获得有效的光信号。

其中，当该光学指纹传感器包括多个光学指纹传感器芯片时，所述指纹识别装置可以包括多个滤波单元，其中每个光学指纹传感器芯片使用一个滤波单元，或者几个光学指纹传感器芯片共同使用一个滤波单元，或者，全部光学指纹传感器芯片共同使用一个滤波单元。

可选地，该滤波单元可以与其对应的光学指纹传感器芯片封装在一起(例如通过镀膜的方式与传感器芯片封装在一起)；或者，该滤波单元与其对应的传感器芯片上方的光学透镜封装在一起；或者，该滤波单元与其对应的传感器芯片以及光学透镜封装在一起；或者，该滤波单元作为与该光学指纹传感器和光学透镜相对独立的部件安装在该指纹识别装置的内部。

应理解，本申请实施例的指纹识别装置中是通过至少两个光学透镜例如至少两个聚焦透镜实现对来自指纹采集区域的光线进行调制，当然，也可以通过其他类型的光路调制器对来自指纹采集区域的光线进行调制，例如微透镜阵列、准直器、光纤阵列(有芯或无芯)等。

本申请实施例中所述的“至少两个”包括两个或者多个的情况。

本申请实施例中，在图5、图6至图8、图12和图13中，相同图案填充的部分可以表示具有相同功能，为了简洁，不再赘述。并且，本申请实施例对指纹识别装置600中各部件之间的连接方式不做任何限定。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该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指纹识别装置。

该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指纹识别。

所述显示屏可以采用以上描述中的显示屏，例如LCD显示屏或者OLED显示屏。所述显示屏为OLED显示屏时，所述显示屏的发光层包括多个有机发光二极管光源，其中所述指纹识别装置采用至少部分有机发光二极管光源作为指纹识别的激励光源。

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“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(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 (12)

1.一种指纹识别装置，应用于具有显示屏的电子设备，其特征在于，所述指纹识别装置包括：

光学指纹传感器，用于设置在显示屏下方以使其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之内，所述光学指纹传感器包括至少两个有效感光区域，所述至少两个有效感光区域用于检测来自所述指纹采集区域上方的光信号；

至少两个光学透镜，用于设置在所述显示屏和所述光学指纹传感器之间，所述至少两个光学透镜分别对应于所述至少两个有效感光区域，其中每个光学透镜用于将光信号引导至其对应的有效感光区域。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹传感器包括一个光学指纹传感器芯片，所述至少两个有效感光区域位于所述光学指纹传感器芯片。

3.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹传感器包括多个光学指纹传感器芯片，所述至少两个有效感光区域分别位于不同的光学指纹传感器芯片。

4.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹传感器包括多个光学指纹传感器芯片，所述至少两个有效感光区域中的部分有效感光区域位于不同的光学指纹传感器芯片。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，每个光学透镜用于将来自所述指纹采集区域中的一个子区域的光信号引导至其对应的有效感光区域，其中不同光学透镜对应的子区域之间部分重叠。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，每个光学透镜用于将来自所述指纹采集区域中的一个子区域的光信号引导至其对应的有效感光区域，其中不同光学透镜对应的子区域之间互不重叠。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述至少两个光学透镜直线排布。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述至少两个光学透镜包括三个光学透镜，所述三个光学透镜排布成三角形。

9.根据权利要求1至4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滤波单元，所述滤波单元设置在所述显示屏和所述光学指纹传感器之间，所述滤波单元用于使特定波长的光信号传输至所述光学指纹传感器。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

显示屏，以及

根据权利要求1至8中任一项所述的指纹识别装置。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏为液晶显示屏LCD。

12.根据权利要求10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显示屏OLED，所述显示屏的发光层包括多个有机发光二极管光源，其中所述指纹识别装置采用至少部分有机发光二极管光源作为指纹识别的激励光源。