CN210038817U - 光学指纹识别装置、生物特征识别的装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及光学指纹识别装置、生物特征识别的装置和电子设备。将同时具备对部分光信号具有高透过性，以及对部分光信号具有高反射特性的滤波器件设置在光学传感器附近，此时可以同时设置两个光学传感器，以实现不同的光学传感器分别对不同波段的光信号进行收集与处理的功能；或者，也可以允许部分光信号透过滤波器件，以不影响电子设备的显示的功能，而对另外波段部分光信号进行反射，并被光学传感器接收与处理，从而进行指纹识别。

Description

光学指纹识别装置、生物特征识别的装置和电子设备

本申请要求于2019年1月22日提交中国专利局、申请号为 PCT/CN2019/072598的PCT专利申请以及2019年5月6日提交中国专利局、申请号为PCT/CN2019/085692的PCT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

本申请涉及生物识别领域，尤其涉及光学指纹识别装置、生物特征识别的装置和电子设备。

背景技术

在目前消费电子领域中，如显示模组、指纹识别模组、摄像头模组以及 3D结构光模组等，有许多需要通过传感器接收电磁波信号(主要是光信号) 并进行处理的场景。通常在此类场景下会对特定波长范围的电磁波信号收集并进行处理，目前的结构通常只能接收与处理某一特定波长范围的电磁波信号，使得处理场景与获得的信息量受到限制。

实用新型内容

本申请提供了一种光学指纹识别装置、生物特征识别的装置和电子设备，能够实现对某些特定波段的光信号信号进行收集与处理的功能。

第一方面，提供了一种光学指纹识别装置，所述装置位于电子设备的液晶面板和背光模组之间，所述装置包括：滤波器件和光学传感器，所述滤波器件位于所述电子设备的显示区域，所述滤波器件的反射面朝向所述液晶面板，所述光学传感器位于所述电子设备的非显示区域，所述滤波器件用于：将所述背光模组发出的光信号透射至所述液晶面板，并反射指纹光信号，反射后的所述指纹光信号传输至所述光学传感器，其中，所述指纹光信号为初始光信号照射到所述液晶面板上方的手指后经过所述液晶面板返回的光信号，所述指纹光信号与所述背光模组发出的光信号的波长不同；所述光学传感器用于：接收所述指纹光信号，所述指纹光信号用于进行指纹识别。

因此，本申请实施例的光学指纹识别装置，采用对部分光具有高透过率并对部分光具有高反射率的滤波器件，使得经过该滤波器件的指纹光信号被光学传感器接收，同时背光模组发出的光还可以透过该滤波器件，不阻挡背光模组发出的光线，使得此滤波器件所在区域不再影响显示，缩短了非显示区域的宽度，对于手机来说即可缩短手机黑边，增大手机屏占比。

结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述滤波器件的反射面平行于所述液晶面板。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述光学传感器的感光面垂直于所述滤波器件的反射面。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述装置还包括反射单元，所述反射单元位于所述光学传感器的上方，所述反射单元的反射面朝向所述光学传感器的感光面，所述反射单元用于：接收所述滤波器件反射的所述指纹光信号并将所述指纹光信号反射至所述光学传感器；所述光学传感器用于：接收所述反射单元反射的所述指纹光信号。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述反射单元的反射面平行于所述光学传感器的感光面。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述滤波器件的反射面平行于所述反射单元的反射面。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述滤波器件与所述光学传感器相邻。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述装置还包括透射单元，所述透射单元位于所述滤波器件与所述反射单元之间的光路中，以将所述滤波器件反射的所述指纹光信号透射至所述反射单元的反射面。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述透射单元的一面朝向所述滤波器件的反射面，以接收所述滤波器件反射的所述指纹光信号，所述透射单元的另一面朝向所述反射单元的反射面，以将所述滤波器件反射后的所述指纹光信号透射至所述反射单元的反射面。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述透射单元的光轴平行于所述反射单元的反射面和/或所述滤波器件的反射面。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述背光模组发出的光信号为可见光，所述初始光信号为红外光或者紫外光。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述装置还包括光源，所述光源用于向所述手指发出所述初始光信号。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述光源位于所述液晶面板下方，所述光源位于所述电子设备的非显示区域。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述电子设备还包括盖板，所述盖板位于所述液晶面板的上方，用于为所述手指提供触摸界面。

第二方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括如第一方面或其任意一种可能的实现方式中的光学指纹识别装置。

可选地，所述电子设备可以为第一方面或其任意一种可能的实现方式中的电子设备。

第三方面，提供了一种生物特征识别的装置，其特征在于，所述装置位于电子设备的显示屏下方，所述装置包括：滤波器件、第一光学传感器和第二光学传感器，所述滤波器件用于：将指纹光信号中的第一光信号反射至所述第一光学传感器，以及将所述指纹光信号中的第二光信号透射至所述第二光学传感器，其中，所述指纹光信号为初始光信号照射到所述显示屏上方的手指后经过所述显示屏返回的光信号，所述第一光信号和所述第二光信号的波长不同；所述第一光学传感器用于：接收经过所述滤波器件反射的所述第一光信号；所述第二光学传感器用于：接收经过所述滤波器件透射的所述第二光信号，所述第一光信号和所述第二光信号分别用于进行生物特征识别。

因此，本申请实施例的生物特征识别的装置，通过在两个传感器之间，设置的对部分光具有高透过性，以及对部分光具有高反射性的滤波器件，可以实现不同的传感器分别对不同波段的光信号进行收集与处理的功能，从而可以实现同时进行多种生物特征的识别，或者进行相同生物特征的不同识别，例如，也可以同时获得两个指纹图像。

结合第三方面，在第三方面的一种实现方式中，所述第一光信号和所述第二光信号用于进行不同的生物特征识别。

结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的另一种实现方式中，所述第一光学传感器的感光面和所述第二光学传感器的感光面互相垂直。

结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的另一种实现方式中，所述第一光学传感器的感光面垂直于所述显示屏且朝向所述滤波器件的反射面；所述第二光学传感器的感光面平行于所述显示屏且朝向所述显示屏。

结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的另一种实现方式中，所述滤波器件的反射面与所述第一光学传感器的感光面的夹角等于所述滤波器件的反射面与所述第二光学传感器的感光面的夹角。

结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的另一种实现方式中，所述生物特征识别包括以下过程中的至少一个：指纹识别、心率检测、血氧检测、血压检测和活体识别。

结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的另一种实现方式中，所述第一光信号为红外光或者紫外光，所述第二光信号为可见光。

结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的另一种实现方式中，所述第一光信号包括血液流动信息，所述第二光信号包括指纹信息。

结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的另一种实现方式中，所述装置还包括光源，所述光源用于发出所述初始光信号。

第四方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括如第三方面或其任意一种可能的实现方式中的光学指纹识别装置。

可选地，所述电子设备可以为第三方面或其任意一种可能的实现方式中的电子设备。

附图说明

图1是滤波器件的应用场景的示意图。

图2是另一滤波器件的应用场景的示意图。

图3是根据本申请实施例的滤波器件的光谱示意图。

图4是根据本申请实施例的滤波器件的光谱示意图。

图5是根据本申请实施例的滤波器件的另一光谱示意图。

图6是根据本申请实施例的滤波器件的再一光谱示意图。

图7是根据本申请实施例的包括光学指纹识别装置的电子设备的俯视图。

图8是根据本申请实施例的包括光学指纹识别装置的电子设备的侧视图。

图9是根据本申请实施例的电子设备进行指纹识别时的侧视图。

图10是根据本申请实施例的电子设备未进行指纹识别时的侧视图。

图11是根据本申请实施例的电子设备进行指纹识别时的另一侧视图。

图12是根据本申请实施例的电子设备未进行指纹识别时的另一侧视图。

图13是根据本申请实施例的包括生物特征识别的装置的另一电子设备的示意图。

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。

应理解，本申请实施例可以应用于生物识别系统，例如光学指纹系统，包括但不限于光学指纹识别系统和基于光学指纹成像的医疗诊断产品，本申请实施例仅以光学指纹系统为例进行说明，但不应对本申请实施例构成任何限定，本申请实施例同样适用于其他采用光学成像技术的系统等。

作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的生物识别系统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电子设备；更具体地，在上述电子设备中，生物特征识别的装置可以包括指纹识别装置，该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。或者，所述指纹识别装置也可以部分或者全部集成至所述电子设备的显示屏内部，从而形成屏内(In-display)光学指纹系统。

在目前消费电子领域中，如显示模组、指纹识别模组、摄像头模组以及 3D结构光模组等，有许多需要通过传感器接收电磁波信号(主要是光信号) 并进行处理的场景。

现有技术通常只对某个特定波长的光波进行收集并处理。例如，如图1 所示，在传感器120上方设置有滤波器件110，例如，该滤波器件110可以为滤波片。当一束包含有效信息(例如，指纹信息)的宽波长范围电磁波(例如光信号)进入传感器120进行处理之前，会先经过滤波器件110，使得只有有效的电磁波信号通过，例如，只有携带了有效信息的光信号可以通过该滤波器件110，其他无效的电磁波均被滤除掉。为了完成该功能，滤波器件 110可以是具有某波长范围电磁波高透过率的窄带滤波片，或对某波段范围的电磁波信号透过率较强，其他波段范围电磁波信号透过率低的特殊基底片等。

另外，目前也会有一些场景会对电磁波信号传输路径进行调制，例如，通过对光路的折叠，可以有效的减小整个结构的厚度，可以满足手机，平板电脑等电子消费类产品薄型化的需求。如图2所述，图2中的滤波器件110 为对某一波段波长的光波具有高反射率的器件，通过该滤波器件110，将传播到该滤波器件110的有效光波信号传递到传感器120上或传递到二次传播介质上，再经过至少一次反射或透射等到达传感器120，以达到对光路的调节，在满足光路要求的前提下，有效减小结构厚度。

但是上述图1和图2对应用场景均有一定限制，并且滤波器件110会影响所在电子设备的屏幕显示。因此，本申请实施例提出了一种光学指纹识别装置以及生物特征识别的装置，将同时具备对部分电磁波信号具有高透过性，以及对部分电磁波信号具有高反射特性的滤波器件设置在传感器附近，能够更加广泛的应用于需要对特定波长范围的光信号进行选择和处理的应用场景，如指纹识别，或者特殊成像应用等领域。

应理解，本申请实施例中的生物特征识别的装置可以包括用于进行指纹识别的光学指纹识别装置，或者也可以包括用于进行指纹以及其他生物特征识别的装置。本申请实施例的生物特征识别的装置中设置有对部分电磁波信号具有高透过性，以及对部分电磁波信号具有高反射特性的滤波器件。

具体地，这里以对部分光具有高透过性，以及对部分光具有高反射性的滤波器件为例进行说明。图3至图6示出了多个滤波器件的光谱示意图，即滤波器件对光的透过率或者反射率随光波波长的变化的曲线。

如图3所示，横轴为光波波长，纵轴为透过率。从该图3所示的光谱上来看，以50％透过率位置为界，图3对应的滤波器件对于波长范围从A点到 B点的光信号具有高透过率，其余波长范围均只有极低透过率，例如，A点光波波长可以为400nm，B点波长可以为500nm，该A点至B点可以为可见光范围。同时该器件还具有如图4所示反射率谱图，其中横轴仍然为光波波长，纵轴为反射率，以90％反射率为界，该滤波器对于波长范围为C点到D 点的光信号具有高反射率，同时在A点到B点的波长范围的光信号具有极低的反射率。这样，该器件就可以保证波长范围为A到B的光信号具有高透过率，同时C点到D点范围的光波长具有高反射率。C点到D点的范围与A 点到B点的范围没有交集。

可选地，上述具有高反射率的C点至D点的波长可以如图4所示均大于 B点波长；或者，如图5所示，具有高反射率的范围还可以为均小于A点波长的F点至E点；再或者，结合图4和图5，如图6所示，具有高反射率的范围可以包括C点至D点以及F点至E点，其中，C点与D点波长均大于B 点同时E点与F点波长均小于A点波长。

将上述的具有对不同波段的光透射及反射特性不同的滤波器件与至少一个传感器搭配使用，可以实现不同的功能。例如，在生物特征识别的装置中将该滤波器件设置在传感器周围，可以完成允许部分光信号透过器件，而对另外波段部分光信号进行反射并被传感器接收与处理的功能；或者还可以将该滤波器件设置在两个传感器之间，以实现不同的传感器分别对不同波段的光信号进行收集与处理的功能，从而实现生物特征的识别。

可选地，作为第一个实施例，可以在生物特征识别的装置中设置该滤波器件和一个传感器。具体地，以电子设备中的光学指纹识别装置为例，图7 和图8示出了根据本申请实施例的包括光学指纹识别装置的电子设备的示意图，其中，图7为该电子设备的俯视图，图8为该电子设备的侧视图。

如图7和图8所示，该电子设备200可以包括液晶面板210和背光模组 220，在该液晶面板210和背光模组220之间设置有光学指纹识别装置，该装置包括：滤波器件230和光学传感器组件240，该滤波器件位于该电子设备的显示区域，该光学传感器组件240位于该电子设备的非显示区域。该滤波器件230用于：将该背光模组220发出的光信号透射至该液晶面板210，并反射指纹光信号，反射后的该指纹光信号传输至该光学传感器组件240，其中，该滤波器件230的反射面朝向该液晶面板210，该指纹光信号为初始光信号照射到该液晶面板210上方的手指后经过该液晶面板210返回的光信号，该指纹光信号与该背光模组220发出的光信号的波长不同；该光学传感器组件240用于：接收该指纹光信号，该指纹光信号用于进行指纹识别。

可选地，本申请实施例的电子设备200包括的背光模组采用的光源可以为发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)。

应理解，如图7所示，本申请实施例中的电子设备200的上表面可以分为显示区域和非显示区。该显示区域为可以显示图像的区域，而非显示区为不能显示图像的区域，例如该电子设备的边缘。例如，如图7所示，这里将该电子设备的下边缘的非显示区标记为212，该电子设备200包括的光学传感器组件240可以位于该非显示区域212下方。

另外，在该电子设备200的显示区域还可以包括指纹检测区域211，用于指示手指在进行指纹识别时应该触摸的位置，其中，该指纹检测区域211 的位置可以根据光路以及光学传感器240的位置进行设置。使用者在需要对该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该指纹检测区域211，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200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，即电子设备200的显示区域可以基本扩展到整个电子设备200的正面。

应理解，本申请实施例中的滤波器件230为上述对部分光具有高透过性，以及对部分光具有高反射性的滤波器件。在需要进行指纹识别时，手指触摸指纹检测区域211，初始光信号照射到该液晶面板210上方的手指后经过该液晶面板210返回指纹光信号，该指纹光信号携带手指的指纹信息或者血液等生物信息。将该滤波器件230的反射面朝向该液晶面板210设置，该滤波器件230可以将该返回的指纹光信号反射至光学传感器组件240；同时，该滤波器件240还可以将该背光模组220发出的光信号透射至该液晶面板210，进而不影响电子设备200的正常显示。

其中，该指纹光信号与该背光模组220发出的光信号的波长不同，或者也可以说说，该初始光信号与该背光模组220发出的光信号的波长不同，以使得该滤波器件230对指纹光信号具有高反射性，而对背光模组发出的光具有高透射性。例如，如图3至图6，该背光模组发出的光为可见光，而该指纹光信号或者其对应的初始光信号可以为红外光或者紫外光。

可选地，如图8所示，该滤波器件230可以为板状或者片状结构。该滤波器件230的反射面可以平行于该液晶面板210。

应理解，本申请实施例中的光学传感器组件240可以包括至少一个光学传感器，或者还可以包括其他器件。例如，该光学传感器组件240可以为一个光学传感器，该光学传感器的设置位置如图8所示，该光学传感器的感光面垂直于该滤波器件230的反射面。

再例如，该光学传感器组件240还可以包括光学传感器和反射单元。下面将结合图9至图12详细描述。

应理解，该电子设备200还可以包括盖板，例如，如图9至图12所示的盖板250。该盖板位于该液晶面板210的上方，可以覆盖该电子设备200的正面，用于为该手指提供触摸界面。该盖板可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板。本申请实施例中，所谓的手指按压在电子设备200上实际上是指按压在该盖板或者覆盖该盖板的保护层表面；并且，光路经过液晶面板210的同时也会经过盖板250，为了简洁，不再赘述。

具体地，图9示出了本申请实施例的电子设备的另一示意图，该图9可以为图7的侧视图，也可以为图8的一种具体实现方式。如图9所示，该光学传感器组件240包括反射单元240和光学传感器242，其中，该反射单元 242位于该光学传感器242的上方，该反射单元241的反射面朝向该光学传感器242的感光面；该反射单元242用于：接收该滤波器件230反射的该指纹光信号并将该指纹光信号反射至该光学传感器242；该光学传感器242用于：接收该反射单元241反射的该指纹光信号。

可选地，为了使得光学传感器242达到更好的感应效果，可以调整该反射单元241和光学传感器242的角度和位置。例如，如图9所示，可以设置该反射单元241的反射面平行于该光学传感器242的感光面；或者，也可以设置该反射单元241的反射面相对于该光学传感器242的感光面倾斜一定角度。再例如，如图9所示，还可以设置该滤波器件230的反射面平行于该反射单元的反射面，其中，若该滤波器件230的反射面设置为平行于该液晶面板210，那么液晶面板210、滤波器件230、反射单元241和光学传感器242 均相互平行；或者，也可以调整各个部分不平行，本申请实施例并不限于此。

应理解，考虑到电子设备200的非显示区域的尺寸等因素，如图9所示，该滤波器件230与该光学传感器可以设置为相邻。

应理解，由于该初始光信号与该背光模组220发出的光信号的波长不同，本申请实施例中的电子设备200还可以包括光源，该光源用于向该手指发出该初始光信号。其中，该光源位于该液晶面板210下方，该光源位于该电子设备200的非显示区域。

可选地，该光源可以位于光学传感器组件240内，或者也可以不包括在该光学传感器组件240内。如图9所示，以在光学传感器组件240内部设置光源243为例，光源243可设置在该光学传感器240结构中的任意位置。该光源243可以设置在电路板244上。具体地，该光源243可以设置在光学传感器242的斜上方，以避免该光源243发出的光之间照射到光学传感器242 的感光面上；相应的，该光学传感器242在该光学传感器组件240中的具体位置，也光源以及对应的指纹光信号的光路需求确定。

可选地，该光源还可以设置在光学传感器组件240之外的位置，位于电子设备200的非显示区域的任意位置，本申请实施例并不限于此。

应理解，本申请实施例中的发出该初始光信号的光源可以为任意类型的光源，例如激光光源、红外光源等任一类型的光源。

在电子设备200需要进行指纹识别时，如图9所示，手指触摸电子设备 200表面的指纹检测区域，光源243发出初始光信号，该光信号照射手指后，在手指处产生携带了有效信息返回的指纹光信号，该有效信息可以为指纹信息，或者手指的其他生物特征信息；该光信号经过液晶面板210入射至滤波器件230；该滤波器件230将该指纹光信号反射至反射单元241，反射单元 241再将该指纹光信号反射至光学传感器242，以便于根据该指纹光信号进行指纹识别。

另外，在该电子设备200不进行指纹识别时，或者在进行指纹识别过程中除了该指纹光信号的光路，还可以存在背光模组220发出的光，如图10所示，对于背光模组220发出的光，可以直接经过滤波器件230透射至液晶面板210，从而不影响该电子设备200的正常显示。

可选地，在本申请实施例中，为了使得反射至反射单元241的指纹光信号，还可以在该光学传感器组件240中设置透射单元。具体地，图11示出了本申请实施例的电子设备的再一示意图，该图11可以为图7的侧视图，也可以为图8的一种具体实现方式。如图11所示，该光学传感器组件240中包括反射单元241和光学传感器242，同时还包括透射单元245。该透射单元245 位于该滤波器件230与该反射单元241之间的光路中，以将该滤波器件230 反射的该指纹光信号透射至该反射单元241的反射面。

具体地，如图11所示，该透射单元245的一面朝向该滤波器件230的反射面，以接收该滤波器件230反射的该指纹光信号，该透射单元245的另一面朝向该反射单元241的反射面，以将该滤波器件230反射后的该指纹光信号透射至该反射单元241的反射面。

可选地，该透射单元245可以为一种光学成像元件，还可称为镜头。透射单元245可具有球面或非球面的光学透射结构，用以聚焦入射光线至反射单元241的反射面上。例如，该透射单元245可以为一个透镜，也可以为多个透镜组成的结构。透射单元245的透镜通常可以由树脂材料或者玻璃材料形成。

可选地，透射单元245的光轴可以设置为平行于或者接近平行于该反射单元241的反射面和/或该滤波器件230的反射面；或者，透射单元245的光轴也可以与反射单元241以及滤波器件230均不平行，例如，也可以根据光路调整设置为合理的倾斜角度。

如图10所示，设置透射单元245的光轴平行于反射单元241和滤波器件 230，可使得透射单元245透射的指纹光信号的光线，尽可能的入射至该反射单元241的反射面，提高了指纹光信号的聚焦，避免光线的遗漏，保证了指纹图像的清晰及完整度，从而保证指纹检测的准确度。

可选地，将反射单元241、光学传感器242和透射单元245设置为一体式结构或者模组，可有效保护反射单元。

在电子设备200需要进行指纹识别时，如图11所示，手指触摸电子设备 200表面的指纹检测区域，光源243发出初始光信号，该光信号照射手指后，在手指处产生携带了有效信息返回的指纹光信号，该有效信息可以为指纹信息，或者手指的其他生物特征信息；该光信号经过液晶面板210入射至滤波器件230；该滤波器件230将该指纹光信号传输至透射单元245后，经过该透射单元245透射至反射单元241，反射单元241再将该指纹光信号反射至光学传感器242，以便于根据该指纹光信号进行指纹识别。

另外，与图10类似，在该电子设备200不进行指纹识别时，或者在进行指纹识别过程中除了该指纹光信号的光路，还可以存在背光模组220发出的光，如图12所示，对于背光模组220发出的光，可以直接经过滤波器件230 透射至液晶面板210，从而不影响该电子设备200的正常显示。

可选地，在本申请实施例中，由于滤波组件230不会遮挡住背光模组220 发出的光，该背光模组220的长度可以达到设置在滤波器件230的下方的部分；相应的，由于光学传感器组件240无法透过背光模组220发出的光，也就是会遮挡背光模组220发出的光，所以该背光模组200的长度可以达到也可以不达到该光源传感器组件240的下方的部分。例如，如图9至图12所示，该背光模组220的长度可以设置为较长，包括了光学传感器组件240的部分或者全部；或者，相反的，为了节省背光模组220的长度，也可以将该背光模组220的长度设置为仅包括滤波器件230而完全不包括光学传感器组件240，本申请实施例并不限于此。

类似的，液晶面板210得长度设置为包括滤波器件230的上方部分，但是也可以设置为包括或者不包括光学组件的部分。例如，如图9至图12所示，该液晶面板210的长度可以设置为包括光学传感器组件240的部分或者全部，例如，也可以将该液晶面板210的长度设置为等于盖板250的长度；或者，也可以节省该液晶面板210的长度，将该液晶面板210的长度设置为仅包括滤波器件230而完全不包括光学传感器组件240，本申请实施例并不限于此。

因此，本申请实施例中的电子设备，采用对部分光具有高透过率并对部分光具有高反射率的滤波器件，使得经过该滤波器件的指纹光信号被光学传感器接收，同时背光模组发出的光还可以透过该滤波器件，不阻挡背光模组发出的光线，使得此滤波器件所在区域不再影响显示，缩短了非显示区域的宽度，对于手机来说即可缩短手机黑边，增大手机屏占比。

可选地，作为第二个实施例，还可以在该生物特征识别的装置中设置该滤波器件和多个传感器，例如两个传感器。具体地，图13示出了根据本申请实施例的包括生物特征识别的装置的另一电子设备的示意图，该图13为该电子设备的侧视图。

如图13所示，该电子设备包括显示屏310，在该显示屏310的下方设置有生物特征识别的装置，该装置包括：滤波器件320、第一光学传感器330 和第二光学传感器340。具体地，该滤波器件320用于：将指纹光信号中的第一光信号反射至该第一光学传感器330，以及将该指纹光信号中的第二光信号透射至该第二光学传感器340，其中，该指纹光信号为初始光信号照射到该显示屏上方的手指后经过该显示屏返回的光信号，该第一光信号和该第二光信号的波长不同；该第一光学传感器330用于：接收经过该滤波器件320 反射的该第一光信号；该第二光学传感器340用于：接收经过该滤波器件320 透射的该第二光信号，该第一光信号和该第二光信号分别用于进行生物特征识别。

应理解，当包含有多波段的光信号到达滤波器件320时，经过滤波器件 320的滤波功能，一部分满足滤波器件320的高反射率的光信号被反射，到达第一光学传感器330；另一部分满足滤波器件320高透过率波段的光信号透过滤波器件320，到达第二光学传感器340。此时，由于第一光学传感器 330与第二光学传感器340分别接收到了不同波段的光信号，不同光信号携带了不同的信息，则该生物特征识别的装置可同时处理两路不同信号所携带的信息。

可选地，该第一光信号和该第二光信号可以用于进行不同或者相同的生物特征识别。例如，该生物特征识别可以包括以下过程中的至少一个：指纹识别、心率检测、血氧检测、血压检测和活体识别。

以初始光信号经过手指返回的光信号中携带手指信息为例。当含有较长波段范围的初始光信号经过手指并传导到光学传感器附近时，透过滤波器件 320的第一光信号所携带的信息可以包括指纹信息，而被滤波器件320反射后的第二光信号所携带的信息可以包括血液流动信息，例如第二光信号为经过手指内血管410后返回的光信号，则通过滤波器件320的光信号选择功能，可以令第一光学传感器330与第二光学传感器340同时接收和处理指纹与血液的图像信息。

可选地，本申请实施例中的该第一光信号可以为红外光或者紫外光，该第二光信号可以为可见光；或者，该第一光信号可以为可见光，该第二光信号可以为红外光或者紫外光。

可选地，根据上述光路，可以设置该第一光学传感器330的感光面和该第二光学传感器340的感光面互相垂直。例如，如图13所示，该第一光学传感器330的感光面垂直于该显示屏310且朝向该滤波器件320的反射面；该第二光学传感器340的感光面平行于该显示屏310且朝向该显示屏；滤波器件320位于第一光学传感器330与第二光学传感器340之间。考虑光路和成像效果，如图13所示，可以设置该滤波器件320的反射面与该第一光学传感器的感光面的夹角等于该滤波器件320的反射面与该第二光学传感器的感光面的夹角，即为45°。

应理解，本申请实施例的该显示屏310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。以采用OLED显示屏为例，可以利用该OLED显示屏310位于指纹检测区域的显示单元(即OLED光源) 来作为发出全部或者部分初始光信号的光源。当手指400按压在该显示屏310 的指纹检测区域时，显示屏310向该指纹检测区域上方的目标手指400发出一束光，该光经过手指400的表面或者内部返回，再经过显示屏310返回后，对应成为第一光信号或者第二光信号。

或者，本申请实施例的显示屏320还可以包括液晶面板和背光模组，该生物特征识别的装置可以设置在液晶面板和背光模组之间，或者设置在液晶面板和背光模组的下方。另外，该背光模组发出的光也可以作为用于发出全部或者部分初始光信号的光源。但进行生物特征识别时，手指按压指纹检测区域时，背光模组发出的光经过手指400的表面或者内部返回，再经过液晶面板返回后，对应成为第一光信号或者第二光信号，但本申请实施例并不限于此。

应理解，该电子设备还可以包括盖板，该盖板位于该显示屏310的上方，可以覆盖该电子设备的正面，用于为该手指提供触摸界面。该盖板可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板。本申请实施例中，所谓的手指按压在电子设备实际上是指按压在该盖板或者覆盖该盖板的保护层表面。

可选地，还可以在该电子设备中设置除了显示屏310以外的其他光源，该光源用于发出全部或者部分该初始光信号。例如，可以在电子设备的非显示区域设置该生物特征识别的装置，同时也在该非显示区区域设置该光源，该光源可以位于该生物特征识别的装置之内或者之外，本申请实施例并不限于此。

例如，该光源可以具体为红外光源、紫外光源或者能够发出特定波长的光的光源。该光源可以设置在显示屏下方或者设置在所述电子设备的保护盖板下方的边缘区域，而生物特征识别的装置可以设置在显示屏或者保护盖板的边缘区域下方，并通过光路引导以使得光源发出的初始光信号可以到达生物特征识别的装置；或者，生物特征识别的装置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生物特征识别的装置。

因此，本申请实施例的生物特征识别的装置，通过在两个传感器之间，设置的对部分光具有高透过性，以及对部分光具有高反射性的滤波器件，可以实现不同的传感器分别对不同波段的光信号进行收集与处理的功能，从而可以实现同时进行多种生物特征的识别，或者进行相同生物特征的不同识别，例如，也可以同时获得两个指纹图像。

应理解，对于本申请实施例中的任意一个光学传感器，例如光学传感器组件240中包括的光学传感器，或者是光学传感器330和340，该光学传感器可以包括具有多个光学感应单元的感应阵列，该感应阵列感应区域即为该光学传感器的感光面。该感应阵列具体为光探测器(Photodetector)阵列，其包括多个呈阵列式分布的光探测器，该光探测器可以作为光学感应单元。根据该光学传感器的感应阵列可以对应确定所在电子设备的指纹检测区域。

例如，如图13所示，指纹检测区域的面积可以与该光学传感器340的感应阵列的面积不同相同或者不同。例如在光学传感器340与滤波器件320之间，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，可以使得指纹检测区域的面积大于该光学传感器340 感应阵列的面积。再例如，如果光学传感器340与滤波器件320之间采用例如光线准直方式进行光路引导，指纹检测区域的面积也可以设计成与该光学传感器340的感应阵列的面积基本一致。

另外，本申请实施例的光学传感器还可以包括与该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)，比如光学成像芯片或者光学指纹传感器。

应理解，在光学传感器的感应阵列的上方，还可以设置滤光层导光层或光路引导结构以及其他光学元件，例如，该滤光层可以用于滤除穿透手指的环境光，而该导光层或光路引导结构主要用于将返回的光信号导引至该感应阵列进行光学检测。

可选地，该导光层或者称为光路引导结构有多种实现方案。比如，该导光层可以具体为在半导体硅片制作而成的准直器(Collimator)层，其具有多个准直单元或者微孔阵列，该准直单元可以具体为小孔，从手指返回的光信号中，以特定入射角度到该准直单元的光线才可以穿过并被其下方的光学感应单元接收，而其他入射角度的光线在该准直单元内部经过多次反射被衰减掉，因此每一个光学感应单元基本只能接收到预设的角度返回来的光信号，从而该感应阵列便可以更准确的检测出手指的指纹图像。

可选地，该导光层或者称为光路引导结构也可以为光学透镜(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，其用于将从手指返回的光信号汇聚到其下方的感应阵列，以使得该感应阵列可以基于该光信号进行成像，从而得到该手指的指纹图像。可选地，该光学透镜层在该透镜单元的光路中还可以形成有针孔，该针孔可以配合该光学透镜层扩大该光学传感器的视场，以提高该光学传感器的指纹成像效果。

可选地，该导光层或者称为光路引导结构也可以具体采用微透镜 (Micro-Lens)层，该微透镜层具有由多个微透镜形成的微透镜阵列，其可以通过半导体生长工艺或者其他工艺形成在该光学传感器的感应阵列上方，并且每一个微透镜可以分别对应于该感应阵列的其中一个感应单元。并且，该微透镜层和该感应单元之间还可以形成其他光学膜层，比如介质层或者钝化层，更具体地，该微透镜层和该感应单元之间还可以包括具有微孔的挡光层，其中该微孔形成在其对应的微透镜和感应单元之间，该挡光层可以阻挡相邻微透镜和感应单元之间的光学干扰，并使得该感应单元所对应的光线通过该微透镜汇聚到该微孔内部并经由该微孔传输到该感应单元以进行光学指纹成像。

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，可以在该准直器层或者该光学透镜层下方进一步设置微透镜层。当然，在该准直器层或者该光学透镜层与该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。

应理解，该光学传感器可以与该导光层封装在同一个部件中，比如，封装在同一个光学指纹芯片内，也可以将该导光层设置在该光学传感器所在的芯片外部，比如将该导光层贴合在芯片上方，或者将该导光层的部分元件集成在上述芯片之中。

可选地，光学传感器可以指一个光学指纹传感器，此时对应的指纹检测区域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检测区域的特定位置，否则光学传感器可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。可选地，光学传感器还可以具体指多个光学指纹传感器集成在一起的光学传感器，该多个光学指纹传感器可以通过拼接方式并排设置在所述显示屏或者液晶面板的下方，且所述多个光学指纹传感器的感应区域共同决定了光学传感器的指纹检测区域的面积。

也即是说，电子设备的指纹检测区域可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于拼接的光学传感器中一个光学传感器的感应区域，从而将指纹采集区域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，当光学传感器数量足够时，所述指纹检测区域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的生物特征检测。

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算法步骤，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。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

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、装置和方法，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。另一点，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，可以是电性，机械或其它的形式。

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，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (27)

1.一种光学指纹识别装置，其特征在于，所述装置位于电子设备的液晶面板和背光模组之间，所述装置包括：滤波器件和光学传感器，所述滤波器件位于所述电子设备的显示区域，所述滤波器件的反射面朝向所述液晶面板，所述光学传感器位于所述电子设备的非显示区域，

所述滤波器件用于：将所述背光模组发出的光信号透射至所述液晶面板，并反射指纹光信号，反射后的所述指纹光信号传输至所述光学传感器，其中，所述指纹光信号为初始光信号照射到所述液晶面板上方的手指后经过所述液晶面板返回的光信号，所述指纹光信号与所述背光模组发出的光信号的波长不同；

所述光学传感器用于：接收所述指纹光信号，所述指纹光信号用于进行指纹识别。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤波器件的反射面平行于所述液晶面板。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光学传感器的感光面垂直于所述滤波器件的反射面。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括反射单元，所述反射单元位于所述光学传感器的上方，所述反射单元的反射面朝向所述光学传感器的感光面，

所述反射单元用于：接收所述滤波器件反射的所述指纹光信号并将所述指纹光信号反射至所述光学传感器；

所述光学传感器用于：接收所述反射单元反射的所述指纹光信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述反射单元的反射面平行于所述光学传感器的感光面。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滤波器件的反射面平行于所述反射单元的反射面。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述滤波器件与所述光学传感器相邻。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括透射单元，

所述透射单元位于所述滤波器件与所述反射单元之间的光路中，以将所述滤波器件反射的所述指纹光信号透射至所述反射单元的反射面。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述透射单元的一面朝向所述滤波器件的反射面，以接收所述滤波器件反射的所述指纹光信号，所述透射单元的另一面朝向所述反射单元的反射面，以将所述滤波器件反射后的所述指纹光信号透射至所述反射单元的反射面。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述透射单元的光轴平行于所述反射单元的反射面和/或所述滤波器件的反射面。

11.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述背光模组发出的光信号为可见光，所述初始光信号为红外光或者紫外光。

12.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括光源，所述光源用于向所述手指发出所述初始光信号。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述光源位于所述液晶面板下方，所述光源位于所述电子设备的非显示区域。

14.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述电子设备还包括盖板，所述盖板位于所述液晶面板的上方，用于为所述手指提供触摸界面。

15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-14中任一项所述的光学指纹识别装置。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为如权利要求1-14中任一项中的所述电子设备。

17.一种生物特征识别的装置，其特征在于，所述装置位于电子设备的显示屏下方，所述装置包括：滤波器件、第一光学传感器和第二光学传感器，

所述滤波器件用于：将指纹光信号中的第一光信号反射至所述第一光学传感器，以及将所述指纹光信号中的第二光信号透射至所述第二光学传感器，其中，所述指纹光信号为初始光信号照射到所述显示屏上方的手指后经过所述显示屏返回的光信号，所述第一光信号和所述第二光信号的波长不同；

所述第一光学传感器用于：接收经过所述滤波器件反射的所述第一光信号；

所述第二光学传感器用于：接收经过所述滤波器件透射的所述第二光信号，所述第一光信号和所述第二光信号分别用于进行生物特征识别。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一光信号和所述第二光信号用于进行不同的生物特征识别。

19.根据权利要求17或18所述的装置，其特征在于，所述第一光学传感器的感光面和所述第二光学传感器的感光面互相垂直。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第一光学传感器的感光面垂直于所述显示屏且朝向所述滤波器件的反射面；

所述第二光学传感器的感光面平行于所述显示屏且朝向所述显示屏。

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述滤波器件的反射面与所述第一光学传感器的感光面的夹角等于所述滤波器件的反射面与所述第二光学传感器的感光面的夹角。

22.根据权利要求17或18所述的装置，其特征在于，所述生物特征识别包括以下过程中的至少一个：指纹识别、心率检测、血氧检测、血压检测和活体识别。

23.根据权利要求17或18所述的装置，其特征在于，所述第一光信号为红外光或者紫外光，所述第二光信号为可见光。

24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述第一光信号包括血液流动信息，所述第二光信号包括指纹信息。

25.根据权利要求17或18所述的装置，其特征在于，所述装置还包括光源，所述光源用于发出所述初始光信号。

26.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求17-25中任一项所述的生物特征识别的装置。

27.根据权利要求26所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为如权利要求17-25中任一项中的所述电子设备。

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