CN209895353U - 指纹识别装置和电子设备 - Google Patents

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钟松锦
李梦平
曾利忠
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Abstract

提供了一种指纹识别装置和电子设备，所述指纹识别装置应用于具有显示屏的电子设备，包括：镜头，包括多个透镜，所述多个透镜中的顶层透镜的可视角大于或等于130°；镜筒，所述镜筒用于设置在所述显示屏的下方，且所述镜头固定在所述镜筒；支架，用于将所述镜筒固定在所述显示屏的下方；成像芯片，设置在所述镜头的下方。本申请通过增大所述顶层透镜的可视角，能够在不增加电子设备的厚度的情况下，增大所述镜头在所述显示屏的视场面积，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。

Description

指纹识别装置和电子设备
本申请要求于2018年07月06日提交中国专利局、申请号为PCT/CN2018/094791、发明名称为“屏下生物特征识别装置和电子设备”的PCT申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。本申请要求于2018年08月21日提交中国专利局、申请号为PCT/CN2018/101594、发明名称为“镜头系统、指纹识别装置和终端设备”的PCT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
本申请实施例涉及电子领域，并且更具体地，涉及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，生物识别技术越来越受到人们重视，更加便捷的屏下指纹识别技术，例如屏下指纹识别技术的实用化已成为大众所需。具体而言，指纹识别模组接收经由显示屏上方的手指反射的光信号进行指纹识别。但是，针对目前的屏下指纹识别技术，其指纹识别效果并不能满足市场需求。
因此，如何提高指纹识别效果仍然是本领域急需解决的技术问题。
实用新型内容
提供了一种指纹识别装置和电子设备，能够提高指纹识别效果。
第一方面，提供了一种指纹识别装置，应用于具有显示屏的电子设备，包括：
镜头，包括多个透镜，所述多个透镜中的顶层透镜的可视角大于或等于130°；
镜筒，所述镜筒用于设置在所述显示屏的下方，且所述镜头固定在所述镜筒；
支架，用于将所述镜筒固定在所述显示屏的下方；
成像芯片，设置在所述镜头的下方，其中所述成像芯片用于接收经由所述显示屏上方的人体手指反射的并穿过所述镜头的光信号，并根据所述光信号检测所述手指的指纹信息。
即通过增大所述顶层透镜的可视角，能够在不增加电子设备厚度的情况下，增大所述镜头在所述显示屏的可视区域。增大的可视区域使得所述镜头接收到的光信号能够携带更多的指纹信息，进而提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述可视角的范围为130°～150°。
在一些可能实现的方式中，所述顶层透镜的曲率大于第一透镜的曲率，所述第一透镜为所述多个透镜中除所述顶层透镜之外的透镜。
即通过增大所述顶层透镜的曲率，能够增大所述镜头的可视角，进而能够增大镜头的可视区域并提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。此外，通过所述顶层透镜和所述第一透镜的配合，能够有效提升所述镜头的成像质量，进而提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述顶层透镜为凹凸透镜或凸凹透镜，所述多个透镜中的除顶层透镜之外的透镜为双凸透镜或双凹透镜。
即通过所述顶层透镜对接收到的光信号进行修正和优化，能够提高所述镜头在所述成像芯片上的成像质量，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述多个透镜的顶层透镜和所述顶层透镜的下一层透镜之间设置有第一遮光片，所述第一遮光片设置有第一开孔，所述第一开孔的直径大于预设阈值，以使得所述下一层透镜的可视角大于或等于130°。
即通过所述遮光片对所述顶层透镜接收到的光信号进行筛选，能够保证所述镜头的成像质量，进而提高所述指纹识别装置的指纹识别效果。此外，通过设置所述第一开孔的尺寸保证所述下一层透镜的可视角大于或等于130°，能够保证所述镜头具有足够的可视角。进一步地，保证了所述镜头具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述下一层透镜和所述多个透镜中的底层透镜之间设置有第二遮光片，所述第二遮光片设置有开孔，所述第二遮光片的开孔的孔径小于所述第一开孔的孔径。
其中，所述第二遮光片的开孔可以作为针孔或者孔径光阑(微孔光阑)，换句话说，其可以通过针孔成像或者孔径光阑成像原理被构造为用于增大所述镜头的视场。
在一些可能实现的方式中，所述下一层透镜和所述多个透镜中的底层透镜之间设置有至少一个透镜。
在一些可能实现的方式中，所述第一层透镜和所述下一层透镜的再下一层透镜之间设置有所述第二遮光片。
在一些可能实现的方式中，所述所述下一层透镜的再下一层透镜和所述底层透镜之间设置有所述第二遮光片。
在一些可能实现的方式中，所述第二遮光片的开孔的孔径大于200um。
在一些可能实现的方式中，所述镜筒的上表面和所述镜筒的内壁之间形成有的第一斜面，所述上表面和所述第一斜面之间的夹角大于或等于130°
即通过在所述镜筒的上表面和所述镜筒的内壁之间形成所述第一斜面，能够避免所述镜筒的筒壁遮挡经由显示屏的上方的手指反射的光信号，进而保证了所述镜头具有足够的可视角。进一步地，保证了所述镜头具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述顶层透镜固定安装在所述第一斜面上。
即将所述顶层透镜固定安装在所述第一斜面上，能够保证所述镜头的可视角大于或等于130°。进一步地，保证了所述镜头具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述镜头的可视区域的形状为圆形，所述可视区域的直径范围为10mm～15mm。
在一些可能实现的方式中，所述成像芯片的有效感光区为矩形；
其中，2.6mm>D>a≥b>1.2mm；
D为所述可视区域经过所述镜头在所述成像芯片上形成的投影区域的直径，a为所述矩形的长，b为所述矩形的宽。
即通过设置所述投影区域和所述有效感光区之间的关系，能够保证所述镜头能够将接收到的大部分光信号成像到所述成像芯片上，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述成像芯片的上表面至所述显示屏的下表面之间的距离的范围为2.8mm～3.8mm。
在一些可能实现的方式中，所述电子设备的中框设置有第二开孔，所述镜筒的至少一部分设置在所述第二开孔内。
即通过将所述镜筒的至少一部分设置在所述第二开孔内，能够保证了所述镜头具有足够的可视角。进一步地，保证了所述镜头具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述中框的上表面和所述第二开孔的内壁之间形成有第二斜面，所述第二斜面低于所述第一斜面，或所述第二斜面和所述第一斜面位于同一平面内。
即所述第二斜面低于所述第一斜面或所述第二斜面与所述第一斜面位于同一平面内，能够保证所述中框不会遮挡经由显示屏上方的手指反射的光信号，进而保证了所述镜头具有足够的可视角。进一步地，保证了所述镜头具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述中框和所述显示屏之间设置有遮光板，所述遮光板设置有第三开孔，所述镜筒设置在所述第三开孔的下方，所述第三开孔的直径范围为8mm～12mm。
即通过增大所述第三开孔的直径，能够避免所述遮光板遮挡经由显示屏上方的手指反射的光信号，进而保证了所述镜头具有足够的可视角。进一步地，保证了所述镜头具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述支架覆盖在软性电路板上方并与所述软性电路板形成封闭空间以收容所述成像芯片。
在一些可能实现的方式中，所述支架和所述镜筒为一体式结构。
即所述支架和所述镜筒为一体式结构，能够有效简化所述指纹识别装置的结构，进而降低所述指纹识别装置的安装复杂度并提高其可维修性。
在一些可能实现的方式中，所述镜筒通过螺纹与所述支架固定连接，所述螺纹用于调整所述镜头到所述成像芯片之间的距离。
即在组装所述镜筒和所述支架的过程中，可以通过所述螺纹对所述镜头进行对焦，以提升指纹图像的质量，进而提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：
滤光片，设置在所述镜头和所述成像芯片之间。
第二方面，一种电子设备，包括：
显示屏；
指纹识别装置，设置在所述显示屏下方，所述指纹识别装置为第一方面或任一种可能实现的方式中所述的指纹识别装置，且其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之中。
在一些可能实现的方式中，所述电子设备还包括：
中框，用于支撑所述显示屏，并将所述指纹识别装置固定在所述显示屏的下方。
在一些可能实现的方式中，所述中框设置有第二开孔，所述指纹识别装置的至少一部分设置在所述第二开孔内。
在一些可能实现的方式中，所述中框的上表面和所述第二开孔的内壁之间形成有第二斜面，所述第二斜面低于所述第一斜面，或所述第二斜面和所述第一斜面位于同一平面内。
在一些可能实现的方式中，所述中框和所述显示屏之间设置有遮光板，所述遮光板设置有第三开孔，所述镜筒设置在所述第三开孔的下方，所述第三开孔的直径范围为8mm～12mm。
基于以上技术方案，本申请的指纹识别装置和电子设备，能够在不增加电子设备的厚度的情况下，增大所述指纹识别装置的镜头的可视区域，以提高指纹识别效果。
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所示的移动终端的部分剖面示意图。
图3是本申请实施例的指纹识别系统的示意性结构图。
图4是图3所示的指纹识别系统中的成像芯片的示意性俯视图。
图5和图6分别为图3所述的指纹识别系统的具体实现方式的示意性结构图。
图7是本申请实施例的投影区域和有效感光区的关系的示意性结构图。
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。
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。
本申请实施例的技术方案可以用于生物特征识别技术。其中，生物特征识别技术包括但不限于指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、人脸识别以及活体识别等识别技术。为了便于说明，下文以指纹识别技术为例进行说明。
本申请实施例的技术方案可以用于屏下指纹识别技术和屏内指纹识别技术。
屏下指纹识别技术是指将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。具体地，指纹识别模组使用从电子设备的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。这种返回的光携带与显示组件的顶面接触或者接近的物体(例如手指)的信息，位于显示组件下方的指纹识别模组通过采集和检测这种返回的光以实现屏下指纹识别。其中，指纹识别模组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，从而检测出所述手指的指纹信息。
相应的，屏内(In-display)指纹识别技术是指将指纹识别模组或者部分指纹识别模组安装在显示屏内部，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。
图1和图2示出了屏下指纹识别技术可以适用的电子设备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和指纹识别模组140。
显示屏120可以为自发光显示屏，其采用具有自发光的显示单元作为显示像素。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。在其他可替代实施例中，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。
此外，显示屏120还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，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。
指纹识别模组140可以为光学指纹识别模组，比如包括光学指纹传感器。
具体来说，指纹识别模组140可以包括具有光学感应阵列的传感器芯片(后面也称为光学指纹传感器)。其中，光学感应阵列包括多个光学感应单元，每个光学感应单元可以具体包括光探测器或者光电传感器。或者说，指纹识别模组140可以包括光探测器(Photodetector)阵列(或称为光电探测器阵列、光电传感器阵列)，其包括多个呈阵列式分布的光探测器。
如图1所示，指纹识别模组140可以设置在所述显示屏120的下方的局部区域，从而使得指纹识别模组140的指纹采集区域(或检测区域)130至少部分位于所述显示屏120的显示区域102内。
当然，在其他可替代实施例中，指纹识别模组140也可以设置在其他位置，比如显示屏120的侧面或者电子设备100的边缘非透光区域。这种情况下，可以通过光路设计将显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到指纹识别模组140，从而使得所述指纹采集区域130实际上位于所述显示屏120的显示区域内。
在本申请的一些实施例中，指纹识别模组140可以仅包括一个传感器芯片，此时指纹识别模组140的指纹采集区域130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采集区域130的特定位置，否则指纹识别模组140可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。
在本申请的另一些实施例中，指纹识别模组140可以具体包括多个传感器芯片；所述多个传感器芯片可以通过拼接方式并排设置在所述显示屏120的下方，且所述多个传感器芯片的感应区域共同构成所述指纹识别模组140的指纹采集区域130。也即是说，所述指纹识别模组140的指纹采集区域130可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于其中一个传感器芯片的感应区域，从而将所述光学指纹模组130的指纹采集区域130可以扩展到所述显示屏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。可替代地，当所述传感器芯片数量足够时，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。
应理解，本申请实施例对所述多个传感器芯片的具体形式不做限定。
例如，所述多个传感器芯片可以分别是独立封装的传感器芯片，也可以是封装在同一个芯片封装体内的多个芯片(Die)。
又例如，还可以通过半导体工艺在同一个芯片的不同区域上制作形成所述多个传感器芯片。
如图2所示，指纹识别模组140的光学感应阵列的所在区域或者光感应范围对应所述指纹识别模组140的指纹采集区域130。其中，指纹识别模组140的指纹采集区域130可以等于或不等于指纹识别模组140的光学感应阵列的所在区域的面积或者光感应范围，本申请实施例对此不做具体限定。
例如，通过光线准直的光路设计，指纹识别模组140的指纹采集区域130可以设计成与所述指纹识别模组140的感应阵列的面积基本一致。
又例如，通过微距镜头进行汇聚光线的光路设计或者反射光线的光路设计，可以使得所述指纹识别模组140的指纹采集区域130的面积大于所述指纹识别模组140感应阵列的面积。
以指纹识别模组140的光路设计采用光学镜头的光路设计为例，所述光学镜头可以包括光学透镜(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广角微距透镜组，其用于将从手指反射回来的反射光汇聚到其下方的传感器芯片的感应阵列，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。
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或者微孔光阑，比如，在所述透镜单元的光路中可以形成有一个或者多个遮光片，其中至少一个遮光片可以在所述透镜单元的光轴或者光学中心区域形成有透光微孔，所述透光微孔可以作为上述针孔或者微孔光阑。所述针孔或者微孔光阑可以配合所述光学透镜层和/或所述光学透镜层上方的其他光学膜层，扩大指纹识别模组140的视场，以提高所述指纹识别模组140的指纹成像效果。
进一步地，当指纹识别模组140包括多个传感器芯片时，可以为每一个传感器芯片配置一个光学镜头进行指纹成像，或者为多个传感器芯片配置一个光学镜头来实现光线汇聚和指纹成像。甚至于，当一个传感器芯片具有两个感应阵列(Dual Array)或多个感应阵列(Multi-Array)时，也可以为这个传感器芯片配置两个或多个光学镜头配合所述两个感应阵列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。
应当理解，上述光路引导结构的几种实现方案可以单独使用也可以结合使用，比如，可以在所述准直器层或者所述光学透镜层下方进一步设置微透镜层。当然，在所述准直器层或者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。
指纹识别模组140可以用于采集用户的指纹信息(比如指纹图像信息)。
以显示屏120采用OLED显示屏为例，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。指纹识别模组140可以利用OLED显示屏的位于指纹采集区域130的显示单元(即OLED光源)来作为光学指纹检测的激励光源。
当手指触摸、按压或者接近(为便于描述，在本申请中统称为按压)在指纹采集区域130时，显示屏120向指纹采集区域130上方的手指发出一束光，这一束光在手指的表面发生反射形成反射光或者经过手指的内部散射后而形成散射光，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生过具有不同的光强，反射光经过显示屏120后，被指纹识别模组140中的传感器芯片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。
由此可见，用户需要对电子设备100进行指纹解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于显示屏120的指纹采集区域130，便可以实现指纹特征的输入操作。由于指纹特征的采集可以在显示屏120的显示区域102的内部实现，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。因此，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。
当然，在其他替代方案中，指纹识别模组140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识别的光信号。在这种情况下，指纹识别模组140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。
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，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电子设备100的保护盖板下方的边缘区域，而指纹识别模组140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指纹识别模组140；或者，指纹识别模组140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指纹识别模组140。当采用所述指纹识别模组140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，其检测原理可以相同。
如图1所示，电子设备100还可以包括保护盖板110。
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，其位于显示屏120的上方并覆盖所述电子设备100的正面，且盖板110表面还可以设置有保护层。因此，本申请实施例中，所谓的手指按压显示屏120实际上可以是指手指按压在显示屏120上方的盖板110或者覆盖所述盖板110的保护层表面。
如图1所示，指纹识别模组140的下方还可以设置有电路板150，比如软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)。
指纹识别模组140可以通过焊盘焊接到电路板150，并通过电路板150实现与其他外围电路或者电子设备100的其他元件的电性互连和信号传输。比如，指纹识别模组140可以通过电路板150接收电子设备100的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板150将来自指纹识别模组140的指纹检测信号输出给电子设备100的处理单元或者控制单元等。
图3是本申请实施例的指纹识别系统200的示意性结构图。
请参见图3，所述指纹识别系统200可以包括显示屏210、镜头220和成像芯片240。其中所述镜头220和显示屏之间存在间隙，所述间隙可以作为所述镜头220的物距的一部分，镜头220接收显示屏210发出的经由人体手指反射的光信号，并将所述光信号成像在所述成像芯片240上。其中，所述显示屏可210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。所述指纹识别系统200可以应用于具有显示屏的电子设备，例如图1或图2所示的电子设备。所述镜头220、所述成像芯片240以及其他必要的元件可以配合形成上述指纹识别装置，或者可以理解为，所述指纹识别系统200可以包括显示屏210以及形成在所述显示屏210下方的指纹识别装置，其相关功能可以参照前述关于指纹识别模组140的相关描述。
请继续参见图3，所述指纹识别系统200还可以包括滤光片230，即上述指纹识别装置还可以包括所述滤光片230。
滤光片230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240对接收到的光的光学感应。滤光片230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。
滤光片230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指纹识别装置时，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，滤光片230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240的光学路径上。
请继续参见图3，成像芯片240可以包括有效感光区241。即所述成像芯片240可用于成像的区域。或者说，所述有效感光区241可以是所述成像芯片240的上表面设置有上文所述的具有多个光学感应单元的感应阵列的区域。所述有效感光区241的面积小于或等于所述成像芯片241的上表面的表面积。例如，请参见图4，所述有效感光区241的面积可以小于所述成像芯片241的上表面的表面积。
请继续参见图3，显示屏210和成像芯片240之间的距离为所述镜头的光路总厚度(Total Thickness of Light，TTL)，即TTL可以包括所述镜头220的物距P和所述镜头的像距Q。
所述镜头220对应的指纹采集区域为所述镜头220的可视区域211，换句话说，所述镜头220能够识别到的指纹采集区域为可视区域211。结合图3来说，所述可视区域211包括由所述镜头220接收的所有光信号在所述显示屏210发生反射时的位置。
所述镜头220接收到的经由所述显示屏210在所述可视区域211反射的光信号的最大夹角为所述镜头220的可视角。结合图3来说，所述镜头220的可视角为经由所述可视区域211的左侧反射的光信号和经由所述可视区域211的右侧反侧的光信号形成的夹角θ。
通常情况下，所述镜头220的可视区域211受到所述镜头220的物距P的影响，即所述镜头220的物距P越大所述可视区域211越大，所述镜头220的物距P越小所述可视区域211越小，换句话说，TTL越大所述可视区域211越大，TTL越小所述可视区域211越小。然而，电子设备对轻薄化的需求使得TTL受限，例如TTL需要小于3.8mm，此时，所述可视区域211的尺寸通常只能做到7mmx7mm或者更小。因此，如何在不增加TTL的情况下，提高可视区域211的尺寸，进而提高指纹识别效果是本领域急需解决的技术问题。
本申请提供了一种技术方案，能够在不增加TTL的情况下，提高指纹识别效果。
图5是图3所示的指纹识别系统的具体实现方式的示意性结构图。
下面结合图5详细介绍本申请实的指纹识别系统的具体实现方式。
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。应理解，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。
此外，为便于理解，在以下示出的实施例中，对于不同实施例中示出的结构中，相同的结构采用相同的附图标记，并且为了简洁，省略对相同结构的详细说明。
请参见图5，所述指纹识别系统200可以包括指纹识别装置，所述指纹识别装置可以包括镜头220和成像芯片240。其中，所述成像芯片240可以设置在所述镜头220的下方，所述成像芯片240用于接收经由所述显示屏210上方的人体手指反射的并穿过所述镜头的光信号，并根据所述光信号检测所述手指的指纹信息，其中所述光信号携带有所述手指的指纹信息，用于进行指纹识别。具体地，所述显示屏210的位于指纹采集区域的显示单元或者其他外置光源可以发出激励光以照亮所述指纹采集区域，所述指纹采集区域上方的手指可以对所述激励光发生反射或者散射从而形成相应的反射光或者散射光(为便于说明，本申请实施例统称为反射光)，所述反射光可以进一步穿过所述显示屏210返回至所述镜头220，并被所述镜头220汇聚到所述成像芯片240进行光学成像以检测所述手指的指纹信息。
可选地，所述镜头220可以包括多个透镜。例如，所述镜头220可以是2片式镜头、3片式镜头或4片式镜头等等。其中，所述多个透镜中位于最上方的透镜可以称为顶层透镜，而位于最下方的透镜可以称为底层透镜，每个透镜可以为球面透镜，也可以为非球面透镜，比如弯月形透镜、S形透镜、凸面透镜或者凹面透镜，各个透镜的具体面形可以根据实际光路设计需要而定，在图5的实施例中，所述镜头220中的至少一个透镜为非球面透镜。可选地，所述多个透镜中的顶层透镜的可视角大于或等于130°。例如，镜头220的可视角的范围包括但不限于130°～150°，比如135°。
本申请实施例通过增大所述顶层透镜的可视角，能够在不增加电子设备厚度的情况下，增大所述镜头220在所述显示屏的可视区域211。增大的可视区域211使得所述镜头220接收到的光信号能够携带更多的指纹信息，进而提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。假设所述可视区域211的形状为圆形，截止目前，镜头220的可视区域221的最大直径可以设计到9mm，本申请实施例的技术方案可以将所述镜头220的可视区域211的最大直径设计到大于10mm。
需要说明的是，所述多个透镜中除顶层透镜之外的透镜，其可视角可以与所述顶层透镜的可视角相等，也可以不相等，例如可以大于或等于130°，也可以小于130°，本申请实施例对此不做具体限定。例如，结合图5来说，所述镜头220可以为三层透镜结构，包括透镜221、透镜222以及透镜223。其中透镜221为顶层透镜，其可视角大于130°，比如大于或者等于135°，透镜223可以为底层透镜，而透镜222为中间透镜，其中，所述中间透镜222的可视角和/或底层透镜223的可视角可以小于130°。
可选地，镜头220的顶层透镜的曲率可以大于其他透镜的曲率，所述其他透镜为所述多个透镜中除所述顶层透镜之外的透镜，或者，本实施例可以将该透镜定义为第一透镜。本申请实施例中，通过增大所述顶层透镜的曲率，能够增大所述镜头的可视角，进而能够增大镜头的可视区域并提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。此外，通过所述顶层透镜和所述第一透镜的配合，能够有效提升所述镜头的成像质量，进而提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
结合图5来说，假设所述顶层透镜221的曲率可以大于所述中间透镜222的曲率，此时所述顶层透镜221接收经由手指反射的光信号，并将所述光信号传输至所述中间透镜222，由于所述顶层透镜221可以对接收到的光信号进行汇聚，因此，即使所述中间透镜222的曲率小于所述顶层透镜221的曲率，也不会降低所述镜头220的可视角。
可选地，镜头220的顶层透镜的靠近所述显示屏210的表面可以形成有凸状结构形或者S型结构，镜头220的顶层透镜的远离所述显示屏210的表面可以形成有凹状结构。其中所述顶层透镜的靠近所述显示屏210的表面也可以称为物侧面，所述顶层透镜的远离所述显示屏210的表面也可以称为像侧面。比如，所述顶层透镜可以为物侧面为凸面弯月形或者S形(或波浪形)且像侧面为凹面的镜片；又比如，镜头220的顶层透镜可以为凹凸透镜或凸凹透镜，又所述镜头220中的除顶层透镜之外的透镜可以为双凸透镜或者双凹透镜。例如，请参见图5，所述顶层透镜为透镜221，所述透镜221为物侧面为凸面弯月形的凸凹透镜。
所述镜头220的所述顶层透镜为凹凸透镜或凸凹透镜时，可以对接收到的光信号进行修正和优化，进而提高所述镜头在所述成像芯片上的成像质量，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。此外，还可以对接收到的光信号进行汇聚，即通过所述顶层透镜的将接收到的光汇聚至双凸透镜上进行成像，不仅能够增大所述镜头220的可视区域，还能够提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
可选地，所述顶层透镜和所述顶层透镜的下一层透镜(比如中间透镜)之间设置有遮光片，所述遮光片设置有第一开孔，所述第一开孔的直径大于预设阈值，以使得所述下一层透镜的可视角大于或等于130°。
通过所述遮光片对所述顶层透镜接收到的光信号进行筛选，能够保证所述镜头的成像质量，进而提高所述指纹识别装置的指纹识别效果。此外，通过设置所述第一开孔的尺寸保证所述下一层透镜的可视角大于或等于130°，能够保证所述镜头具有足够的可视角。进一步地，保证了所述镜头具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
结合图5来说，所述镜头220还可以包括设置有开孔的遮光片261，其设置在顶层透镜221和中间透镜222之间，所述顶层透镜221将接收到的光信号通过遮光片261的开孔传输至中间透镜222。进一步地，所述镜头220还可以包括设置有开孔的遮光片262，所述遮光片262可以位于所述中间透镜222和所述底层透镜223之间，其中，所述遮光片262的开孔可以作为针孔或者孔径光阑(微孔光阑)，其可以通过针孔成像或者孔径光阑成像原理并被构造为用于增大所述镜头220的视场，其中，中间透镜222将接收到的光信号通过遮光片262的开孔传输至底层透镜223，以便所述底层透镜223将接收到的光信号成像到成像芯片240的有效感光区241。或者说，成像芯片240接收底层透镜223发送的光信号，并根据接收到的光信号生成指纹图像。进一步地，为实现上述针孔或者孔径光阑的光路设计，遮光片262的开孔的直径小于遮光片261的开孔的直径，以保证所述指纹识别装置的成像质量。
应当理解，所述针孔或者孔径光阑也可以通过其他透镜之间的遮光片来实现。另一方面，由于所述镜头220在应用在显示屏下方进行屏下光学检测时，受具体应用场景的限制，所述指纹识别装置需要所述镜头220具有超微距(比如物距为3mm甚至是2mm以内)并且大视场(Field of View,FOV)，而且由于显示屏一般是不完全透光(比如OLED屏从透光性来看是雾蒙蒙的状态)且还有屏幕像素结构以及触控图案的影响，具有所述镜头220可以配合成像芯片来实现良好的成像效果，因此所述镜头220跟一般针孔相机或者普通摄像头的镜头是不同的。一般针孔相机或者摄像头不需要在几个毫米以内的范围内光学成像，也不需要考虑光线需要穿透显示屏的环境影响，因此即使其需要在镜头采用针孔设计，所述针孔孔径一般是50um以内，比如采用小于40um的针孔。而在本申请实施例中，为实现超微距且大视场角的设计以满足屏下光学指纹的应用场景，所述针孔或者孔径光阑的孔径可以设计为大于200um，比如250um或者350um左右。
请继续参见图5，所述指纹识别装置还可以包括镜筒271，所述镜筒用于收容并固定所述镜头220，所述镜筒271设置在所述显示屏220的下方。
需要说明的是，一般来说，由于所述镜头220需要安装在所述镜筒271的内部，并且所述镜筒271的内壁在靠近所述镜筒271的上表面的位置会向内延伸，以形成用于阻挡所述镜头220向上移动的凸环，因此，所述镜头220的可视角一般来说难以做得比较大。因为在这种设计中，所述凸环不仅能够阻挡镜头220向上移动以及保护镜头220，还会遮挡所述镜头220接收经由手指反射的光信号，因此，即使镜头220通过特殊设计来实现较大的可视角，将所述镜头220安装在镜筒271的内部后，还会降低所述镜头220的实际可视角；并且另一方面，由于移动终端等电子设备的空间很小，特别是在轻薄短小的趋势下，移动终端的显示屏下方可以收容所述指纹识别装置的空间非常有限，还要考虑外部光线在出现漏光或者其他干扰而可能会对指纹成像造成影响，因此所述镜头220一般难以具有较大的可视角，比如大于130°的可视角。
在一种可实现的方式中，可以将上述的凸环替换为多个离散设置的凸点，由此不仅能够阻挡镜头220向上移动以及保护镜头220，而且能够有效减少被所述凸环遮挡的光信号。
在另一种可实现的方式中，所述镜筒的上表面和所述镜筒的内壁之间形成有的第一斜面，所述上表面和所述第一斜面之间的夹角大于或等于130°。即通过在所述镜筒的上表面和所述镜筒的内壁之间形成所述第一斜面，能够避免所述镜筒的筒壁遮挡经由显示屏的上方的手指反射的光信号，进而保证了所述镜头具有足够的可视角。进一步地，保证了所述镜头具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
可选地，所述顶层透镜固定安装在所述第一斜面上。结合图5来说，可以将顶层透镜221安装在所述第一斜面(即镜筒271的上表面和所述镜筒271的内壁之间的表面)上，比如所述镜筒271可以具有用来收容所述镜头220的镜头收容区，所述镜头收容区包括开口部分和主体部分，其中所述主体部分为所述镜筒271的主内壁围成的部分，而所述开口部分为所述镜筒271的靠近其上表面的第一斜面围成的部分，其中由于采用所述第一斜面的设计，所述开口部分的内径大于所述主体部分。在图5所示的实施例中，所述顶层透镜221可以至少部分安装在所述镜筒271的开口部分，即安装在所述第一斜面，并通过点胶进行固定；比如，在所述顶层透镜221采用弯月形或者S形的外凸物侧面时，所述外凸物侧面可以位于并整体暴露在所述镜筒的开口部分，且所述顶层透镜221的物侧面直接朝向所述显示屏，而不受其他部件(比如用于卡设透镜的凸环)的遮挡。
将所述顶层透镜221固定安装在所述开口部分的第一斜面上，能够保证所述镜头的可视角大于或等于130°，比如至少达到135°。进一步地，保证了所述镜头具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
需要说明的是，本申请对所述镜头220和所述镜筒271之间的固定方式不做具体限定。例如，镜头220中的透镜可以直接嵌入到所述镜筒271上，也可以粘贴在所述到所述镜筒271上，甚至还可以通过连接件固定到所述镜筒271上。
可选地，所述成像芯片240的上表面至所述显示屏的下表面之间的距离的范围为2.8mm～3.8mm，由此，将所述指纹识别系统200应用于电子设备时，能够降低所述电子设备的厚度。
请继续参见图5，所述指纹识别系统200还可以包括中框252，中框252可以为电子设备的设置于显示屏210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。所述中框252可以设置有第二开孔，所述镜筒271的至少一部分可以设置在所述第二开孔内。
通过将所述镜筒271的至少一部分设置在所述第二开孔内，能够保证了所述镜头220具有足够的可视角。进一步地，保证了所述镜头220具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
此外，所述第二开孔的尺寸大于镜筒271的尺寸，具体地，所述第二开孔的内径可以大于所述镜筒271的外径，以在所述镜筒271和所述中框的第二开孔之间形成缝隙，所述缝隙一方面可以作为缓冲空间，其可以保证在当所述中框252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271接触到中框252，也不会影响所述屏下指纹识别装置的指纹识别稳定性和性能，另一方面也便于所述指纹识别装置的整体安装。
可选地，所述中框252的上表面和所述第二开孔的内壁之间形成有第二斜面，所述第二斜面低于上述第一斜面，或所述第二斜面和所述第一斜面位于同一平面内。
所述第二斜面低于所述第一斜面或所述第二斜面与所述第一斜面位于同一平面内，能够保证所述中框252不会遮挡经由显示屏210上方的手指反射的光信号，进而保证了所述镜头220具有足够的可视角。进一步地，保证了所述镜头220具有足够的可视区域211，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
需要说明的是，本申请实施例对所述中框252的具体形状不做限定。例如，中框252的下表面可以在所述第二开孔的孔口处进行减薄或加厚，或者中框252的下表面可以在所述第二开孔的外壁边缘区域进行减薄或加厚，以综合考虑所述中框252的稳定性和厚度。
请继续参见图5，所述中框252和所述显示屏210之间设置有遮光板251，所述遮光板251设置有第三开孔，所述镜筒271设置在所述第三开孔的下方，所述第三开孔的直径范围包括但不限于8mm～12mm。例如，所述第三开孔的直径可以为8.5mm。所述遮光板251用于遮挡经显示屏210发射的光信号，以避免造成漏光。例如，所述遮光板251可以包括密封泡棉。所述遮光板251也可以称为后面板、散热板或密封层等等，所述遮光板251可以是所述显示屏210的一部分，也可以是独立于所述显示屏210的元件，本申请实施例对此不做具体限定。在本实施例中，所述遮光板251的第三开孔相当于是在所述显示屏210下方的密封泡棉或者散热板位于所述指纹识别装置的安装区域开设一个大于具有足够尺寸的开口。
通过增大所述第三开孔的直径，能够避免所述遮光板遮挡经由显示屏上方的手指反射的光信号，进而保证了所述镜头具有足够的可视角。进一步地，保证了所述镜头具有足够的可视区域，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
请继续参见图5，所述指纹识别系统200还可以包括支架272，用于连接固定所述镜筒2781以将所述镜筒271固定在所述显示屏210的下方；所述镜筒271通过所述支架272固定在所述显示屏的下方。换句话说，所述指纹识别系统200可以包括固定件270，所述固定件270包括镜筒271和支架272，其中，所述镜筒271用于安装固定所述镜头220，所述支架272用于安装在所述中框252上，以使收容有所述镜头220的镜筒271固定在所述显示屏210的下方。
需要说明的是，镜筒271可以通过支架272安装在所述中框251上，也可以通过其它方式固定在所述显示屏的下方，本申请实施例对此不做具体限定。例如，所述镜筒271也可以直接安装在所述中框251上，或者直接或间接安装在其他部件上，本申请实施例对此不做具体限定。
请继续参见图5，所述支架272可以通过连接件253安装在所述中框252上。例如，所述连接件253可以是密封泡棉或双面胶。当然，所述支架272也可以通过其它连接方式安装在所述中框252上。例如，可以通过螺丝或卡扣将所述支架272固定在所述中框252上。
请继续参见图5，所述支架272和所述镜筒271可以为一体式结构。即所述支架272和所述镜筒271在物理上可以作为一个部件，比如其可以通过一体成型工艺制作而成。所述支架272和所述镜筒271为一体式结构，能够有效简化所述指纹识别装置的结构，进而降低所述指纹识别装置的安装复杂度并提高其可维修性。
请继续参见图5，所述指纹识别系统200还可以包括电路板280，例如柔性电路板。所述电路板280可以是图1或图2所示的电路板150。进一步地，所述支架272还可以覆盖固定在所述电路板280上，这种情况下，所述支架272和所述电路板280可以形成一个封闭的空间，为了避免由于这个封闭空间的压强过大或过小影响屏下指纹识别装置的稳定性，可以在所述支架272上形成排气孔，用于调整支架272和电路板280形成的内部空间的气压强度。进一步地，所述指纹识别系统200还可以包括补强板290，例如钢板，以增加所述电路板280的强度。
图6是图5所示的指纹识别装置100的变形结构的示意图。
请参见图6，所述镜筒271通过螺纹与所述支架272固定连接，所述螺纹用于调整所述镜头220到所述成像芯片240之间的距离。例如，可以通过自动调焦机器调整镜筒271的高度来实现期望的光学成像(例如指纹信号的成像最清晰的光学成像，又例如屏内部结构信号对指纹信号影响较小的光学成像)。进一步地，所述镜筒271的上表面还可以形成有用于自动调焦机器进行调焦操作的结构。例如，所述镜筒271的上边表在边缘区域向外延伸形成有至少一个凸起结构，所述至少一个凸起结构用于旋转所述镜筒271，以调整镜头220与成像芯片240之间的距离。所述至少一个凸起结构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，所述至少一个凸起结构可以为三个或者四个突出的花瓣。
镜筒271和支架272之间还可以形成有点胶结构，以便将对高度调整完成后的镜筒271稳定的固定在支架272上。即所述镜筒271和所述支架272之间的螺纹连接可以通过在点胶结构内进行点胶的方式进行固定，所述点胶结构可以具体是在所述支架272与所述镜筒271之间形成的台阶结构，且所述台阶结构可以位于所述支架272的上表面靠近所述镜筒271的区域。例如，请继续参见图6，所述点胶结构还可以包括所述镜筒271和所述中框252之间的间隙。
图7是本申请实施例的投影区域和有效感光区之间的关系的示意性结构图。其中所述投影区域为所述镜头220的可视区域211经过所述镜头220投影到所述成像芯片240上形成的区域。
请参见图7，所述镜头220的可视区域211的形状为圆形，所述可视区域211的直径范围为10mm～15mm。所述成像芯片240的有效感光区241为矩形。其中，2.6mm>D>a≥b>1.2mm。其中D为所述可视区域211经过所述镜头220在所述成像芯片240上形成的投影区域的直径，a为所述矩形的长，b为所述矩形的宽。
通过设置所述投影区域和所述有效感光区241之间的关系，能够保证所述镜头220能够将接收到的大部分光信号成像到所述成像芯片240上，以提升所述指纹识别装置的指纹识别效果。
应理解，上文涉及的具体数字仅为本申请的示例，不应理解为对本申请的限制。例如所述可视区域211的直径也可以为16mm。还应理解，上述涉及的可视区域211的形状和有效感光区241的形状仅为本申请的示例，不应理解为对本申请的限制。例如，可视区域211的形状和有效感光区241的形状可以均为圆形、椭圆形或矩形等其他形状。又例如，可视区域211的形状可以为椭圆形，所述有效感光区241的形状为矩形。
还应理解，图3至图7仅为本申请的示例，不应理解为对本申请的限制。
例如，所述指纹识别系统200还可以包括图像处理器，所述图像处理器可以通过电路板280电连接至所述成像芯片240。成像芯片240首先接收经过镜头220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。
又例如，所述指纹识别系统200还可以包括微透镜阵列，所述微透镜阵列可以固定在成像芯片240的上表面，用于将穿过镜头220的光信号成像到成像芯片240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240的上表面添加微透镜阵列能够增加成像芯片240上接收到的信号量，进而提升指纹识别效果。
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指纹识别装置，所述屏下指纹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指纹识别装置中的镜头的可视角大于或等于130°。其中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指纹识别。所述显示屏可以为有机发光二极管显示屏。
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。
还应理解，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。
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。
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 (27)

1.一种指纹识别装置，适用于具有显示屏的电子设备以实现屏下指纹检测，其特征在于，所述指纹识别装置包括：
镜头，包括多个透镜，所述多个透镜中的顶层透镜的可视角大于或等于130°；
镜筒，所述镜筒用于设置在所述显示屏的下方，且所述镜头固定在所述镜筒；
支架，用于将所述镜筒固定在所述显示屏的下方；
成像芯片，设置在所述镜头的下方，其中所述成像芯片用于接收经由所述显示屏上方的人体手指反射的并穿过所述镜头的光信号，并根据所述光信号检测所述手指的指纹信息。
2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述顶层透镜的可视角的范围为130°～150°。
3.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述顶层透镜的曲率大于第一透镜的曲率，所述第一透镜为所述多个透镜中除所述顶层透镜之外的透镜。
4.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述顶层透镜的靠近所述显示屏的表面的形状为凸面弯月形或S形，所述顶层透镜的远离所述显示屏的侧面为凹面。
5.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述顶层透镜为凹凸透镜或凸凹透镜，所述多个透镜中的除顶层透镜之外的透镜为双凸透镜或双凹透镜。
6.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述顶层透镜和所述顶层透镜的下一层透镜之间设置有第一遮光片，所述遮光片设置有第一开孔，所述第一开孔的直径大于预设阈值，以使得所述下一层透镜的可视角大于或等于130°。
7.根据权利要求6所述的指纹识别装置，其特征在于，所述下一层透镜和所述多个透镜中的底层透镜之间设置有第二遮光片，所述第二遮光片设置有开孔，所述第二遮光片的开孔的孔径小于所述第一开孔的孔径。
8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二遮光片的开孔的孔径大于200um。
9.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述镜筒的上表面和所述镜筒的内壁之间形成有的第一斜面，所述上表面和所述第一斜面之间的夹角大于或等于130°。
10.根据权利要求9所述的指纹识别装置，其特征在于，所述顶层透镜固定安装在所述第一斜面上。
11.根据权利要求9所述的指纹识别装置，其特征在于，所述镜筒包括用来收容所述镜头的镜头收容区，所述镜头收容区包括开口部分和主体部分，其中所述主体部分为所述镜筒的主内壁围成的部分，而所述开口部分为所述镜筒的靠近其上表面的第一斜面围成的部分，其中所述开口部分的内径大于所述主体部分的内径。
12.根据权利要求10所述的指纹识别装置，其特征在于，所述镜头的顶层透镜具有弯月形或者S形的外凸物侧面，所述顶层透镜的边缘至少部分安装在所述镜筒的第一斜面，以使得所述顶层透镜的外凸物侧面整体暴露在所述镜筒的开口部分并直接朝向所述显示屏，而不受所述镜筒的其他部分的遮挡。
13.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述镜头的可视区域的形状为圆形，所述可视区域的直径范围为10mm～15mm。
14.根据权利要求11所述的指纹识别装置，其特征在于，所述成像芯片的有效感光区为矩形；
其中，2.6mm>D>a≥b>1.2mm；
D为所述可视区域经过所述镜头在所述成像芯片上形成的投影区域的直径，a为所述矩形的长，b为所述矩形的宽。
15.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述成像芯片的上表面至所述显示屏的下表面之间的距离的范围为2.8mm～3.8mm。
16.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述电子设备的中框设置有第二开孔，所述镜筒的至少一部分设置在所述第二开孔内。
17.根据权利要求16所述的指纹识别装置，其特征在于，所述中框的上表面和所述第二开孔的内壁之间形成有第二斜面，所述第二斜面低于所述第一斜面，或所述第二斜面和所述第一斜面位于同一平面内。
18.根据权利要求16所述的指纹识别装置，其特征在于，所述中框和所述显示屏之间设置有遮光板，所述遮光板设置有第三开孔，所述镜筒设置在所述第三开孔的下方，所述第三开孔的直径范围为8mm～12mm。
19.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述支架覆盖在软性电路板上方并与所述软性电路板形成封闭空间以收容所述成像芯片。
20.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述支架和所述镜筒为一体式结构。
21.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述镜筒通过螺纹与所述支架固定连接，所述螺纹用于调整所述镜头到所述成像芯片之间的距离。
22.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
滤光片，设置在所述镜头和所述成像芯片之间。
23.一种电子设备，其特征在于，包括：
显示屏；
指纹识别装置，设置在所述显示屏下方，所述指纹识别装置为如权利要求1至22中任一项所述的指纹识别装置，且其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之中。
24.根据权利要求23所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：
中框，用于支撑所述显示屏，并将所述指纹识别装置固定在所述显示屏的下方。
25.根据权利要求24所述的电子设备，其特征在于，所述中框设置有第二开孔，所述指纹识别装置的至少一部分设置在所述第二开孔内。
26.根据权利要求25所述的电子设备，其特征在于，所述中框的上表面和所述第二开孔的内壁之间形成有第二斜面，所述第二斜面低于所述第一斜面，或所述第二斜面和所述第一斜面位于同一平面内。
27.根据权利要求24所述的电子设备，其特征在于，所述中框和所述显示屏之间设置有遮光板，所述遮光板设置有第三开孔，所述指纹识别装置设置在所述第三开孔的下方，所述第三开孔的直径范围为8mm～12mm。
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