CN214067796U

CN214067796U - 镜头系统、光学感测装置和电子设备

Info

Publication number: CN214067796U
Application number: CN202120210906.1U
Authority: CN
Inventors: 张东虎; 林峰
Original assignee: Shenzhen Fushi Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Fushi Technology Co Ltd
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2021-08-27
Anticipated expiration: 2031-01-26

Abstract

本申请提供一种镜头系统、光学感测装置和电子设备。该镜头系统包括：从物侧到像侧依次设置的第一透镜，第二透镜和第三透镜，其中：所述第一透镜具有负屈折力，并且所述第一透镜的物侧面为凹面；所述第二透镜具有正屈折力，并且所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第三透镜具有正屈折力，并且所述第三透镜的物侧面为凸面；所述第一透镜和第二透镜之间设置有光阑，所述镜头系统的光学参数满足以下关系：2.1<c_ta/f<3.7；其中，所述c_ta表示所述第一透镜的中心厚度、所述第二透镜的中心厚度和所述第三透镜的中心厚度之和，所述f为所述镜头系统的有效焦距。

Description

镜头系统、光学感测装置和电子设备

技术领域

本申请实施例涉及光学成像领域，并且更具体地，涉及镜头系统、光学感测装置和电子设备。

背景技术

近几年来，科学技术发展迅速，互联网普及广泛，与之同步发展的电子产品的更新速度也越来越快，电子产品的功能也更加多样化。其中，指纹识别技术逐渐应用于智能手机等便携式电子设备上，经过不断的创新和突破，屏下光学指纹识别技术由于抗干扰性，稳定性都比较好，而且成本可以合理控制，得到了广泛使用。

一方面为了扩大指纹识别模块的视场角，需要指纹识别模块的体积较大，相应地，指纹识别模块的总长也较长，不适于安装在目前主流的超薄电子设备上；另一方面，如果指纹识别模块的分辨率不高，解像力不足，则不能满足高端产品的需求。因此，如何在尺寸受限的情况下实现高质量的屏下指纹识别技术是一项亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提供一种镜头系统、光学感测装置和电子设备，小型轻薄化且成像品质良好的镜头系统，能够实现在光学感测装置的尺寸受限的情况下，提供较大的视场角FOV，同时提供良好的成像质量。

第一方面，提供了一种镜头系统，用于设置在电子设备的显示屏的下方，所述镜头系统用于将来自所述显示屏上方的外部对象的光信号传输至所述镜头系统下方的图像传感器，所述光信号用于获取所述外部对象的指纹信息，所述镜头系统包括：从物侧到像侧依次设置的第一透镜，第二透镜和第三透镜，其中：

所述第一透镜具有负屈折力，并且所述第一透镜的物侧面为凹面；

所述第二透镜具有正屈折力，并且所述第二透镜的物侧面为凸面；

所述第三透镜具有正屈折力，并且所述第三透镜的物侧面为凸面；

所述第一透镜和第二透镜之间设置有光阑，所述镜头系统的光学参数满足以下关系：

2.1<c_ta/f<3.7；

其中，所述c_ta表示所述第一透镜的中心厚度、所述第二透镜的中心厚度和所述第三透镜的中心厚度之和，所述f为所述镜头系统的有效焦距。

第二方面，提供了一种光学感测装置，包括：

如第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的镜头系统。

第三方面，提供了一种电子设备，包括：

显示屏；

如第二方面或第二方面的任一可能的实现方式中的光学感测装置，其中，所述光学感测装置设置在所述显示屏的下方。

本申请的镜头系统可以应用于光学感测装置中，该镜头系统可以与该光学感测装置中的图像传感器配合，实现在有限的空间内对较大区域的指纹信息的成像。

附图说明

图1是本申请可以适用的电子设备的示意图。

图2根据本申请实施例的镜头系统的结构示意图。

图3根据本申请实施例的光学感测装置的结构示意图。

图4是根据本申请第一实施例的镜头系统的一种布局的示意图。

图5是根据图4所示的第一实施例的镜头的纵向球差图，像散曲线和光学畸变图。

图6是根据本申请第二实施例的镜头系统的一种布局的示意图。

图7是根据图6所示的第二实施例的镜头的纵向球差图，像散曲线和光学畸变图。

图8是根据本申请第三实施例的镜头系统的一种布局的示意图。

图9是根据图8所示的第三实施例的镜头的纵向球差图，像散曲线和光学畸变图。

图10是根据本申请第四实施例的镜头系统的一种布局的示意图。

图11是根据图10所示的第四实施例的镜头的纵向球差图，像散曲线和光学畸变图。

图12是根据本申请第五实施例的镜头系统的一种布局的示意图。

图13是根据图12所示的第五实施例的镜头的纵向球差图，像散曲线和光学畸变图。

图14是根据本申请第六实施例的镜头系统的一种布局的示意图。

图15是根据图10所示的第六实施例的镜头的纵向球差图，像散曲线和光学畸变图。

图16是根据本申请实施例的光学感测装置的示意性结构图。

图17是根据本申请实施例的电子设备的示意性结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

进一步地，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下文的描述中，提供许多具体细节以便能够充分理解本申请的实施方式。然而，本领域技术人员应意识到，即使没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本申请的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本申请之重点。

请参阅图1，图1为本申请电子设备一实施方式的结构示意图。所述电子设备1000包括光学感测装置1和显示屏2。所述显示屏2用于显示画面。所述光学感测装置1位于所述显示屏2的下方，用于透过所述显示屏2接收由外部对象1001返回的检测光束，并转换接收到的检测光束为相应的电信号，以执行相应的信息感测。所述光学感测装置1例如用于执行生物特征信息感测，所述生物特征信息例如但不局限于包括指纹信息、掌纹信息等纹路特征信息，和/或，血氧信息、心跳信息、脉搏信息等活体信息。然，本申请并不以此为局限，所述光学感测装置1还可用于执行其它信息感测，例如用于执行深度信息感测、接近感测等等。在本申请中，主要以所述光学感测装置1执行生物特征信息感测为例进行说明。

可选地，所述显示屏2上可以具有可供外部对象1001接触的检测区域VA。当外部对象1001接触所述检测区域VA时，光学感测装置1可以采集外部对象1001的生物特征图像，并获取相应的生物特征信息。

需要说明的是，所述检测区域VA例如为所述显示屏2上的局部区域，例如但不局限于，所述检测区域VA的至少部分位于所述显示屏2的显示区域上。可变更地，所述检测区域VA也可以扩展至所述显示屏2的整个显示区域上。又可变更地，所述检测区域也可位于所述显示屏2的非显示区域上。其中，所述显示屏2用于显示画面的区域为所述显示区域，所述显示区域以外的非显示画面的区域为所述非显示区域。

可选地，在一些实施例中，所述电子设备1000还可以包括保护层(未标示)，设置在所述显示屏2的上方并覆盖所述显示屏2的正面。也就是说，所述保护层的上表面可以为所述电子设备1000的最外面的表面。这种情况下，所述检测区域VA为所述保护层的上表面的至少部分区域。例如，所述检测区域VA可以为所述保护层的上表面的任意局部区域，或为所述保护层的上表面的全部区域。

应当理解，所述保护层可以包括实际使用时用户贴附的塑料膜、钢化膜、或其他膜等，保护层的上表面为进行生物特征检测时，外部对象1001直接接触的表面。所述保护层的上表面是所述电子设备1000的最外面。

在一些实施例中，所述显示屏2例如可以为自发光式显示模组，其具有自发光显示单元，例如所述显示屏2可以为OLED显示屏，或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏等，该显示屏2中的自发光显示单元可以为生物特征检测提供检测光束，例如，可以将显示屏2中的部分自发光单元用作生物特征检测的检测光源。

具体地，当外部对象1001按压在所述显示屏上的检测区域VA时，显示屏2向所述检测区域VA上方的外部对象1001发出检测光束，该检测光束在外部对象1001的表面发生反射形成反射光或者经过所述外部对象1001内部散射而形成散射光。从外部对象1001反射或散射而返回的检测光束被光学感测装置1中的像素阵列所接收并转换为相应的电信号，以获取所述外部对象1001的生物特征信息。

在另一些实施例中，所述显示屏2可以为被动式发光的显示屏，例如但不局限地，所述被动式发光的显示屏为LCD显示屏或电子纸显示屏等。所述被动式发光的显示屏一般包括显示面板以及位于所述显示面板下方的背光单元。所述显示面板用于向所述显示面板所在的一侧提供可见光，所述可见光能够透过所述显示面板达到使用者的眼睛，从而实现信息显示，包括但不限于文字显示、图像显示等。

例如，所述显示面板为液晶显示面板或电子纸显示面板等。下面以所述被动式发光的显示屏为LCD显示屏为例进行说明。

在一些实施例中，所述液晶显示面板例如可以包括CF(Color Filter)基板、液晶层、TFT(Thin Film Transistor)基板以及偏振片等多层结构。所述背光单元可以包括反射片、导光部、扩散片、增光片等多层结构。

所述显示屏2例如但不局限为OLED显示屏或LCD显示屏等。所述显示屏2可作为激励光源，提供用于检测的光束，或者，在所述电子设备1000中额外设置一激励光源来提供用于检测的光束。

所述电子设备1000例如但不限于为消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中，消费性电子产品例如为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品例如为智能门锁、电视、冰箱等。车载式电子产品例如为车载导航仪、车载DVD等。金融终端产品例如为ATM机、自助办理业务的终端等。

应理解，在以下示出的本申请实施例中的各种结构件的高度或厚度，以及光学感测装置的整体厚度仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

为便于更好的理解本申请实施例，首先介绍一下镜头系统的性能指标。

视场角(Field Of View，FOV)，表征镜头系统的视野范围，在尺寸相等的情况下，镜头系统的FOV越大，表示该镜头系统能获得更大区域的信息，即采用该镜头系统能够获得的信息量更大，能够实现更大面积的生物特征信息采集。

F数(FNO)，用于表征透过镜头进入光学感测装置的光线量，F数越小，表示进入镜头的光线量越多，有利于实现对微弱的光信号的检测。

畸变，用于度量图像的视觉畸变程度，畸变越小，成像效果越好。

图2是根据本申请实施例的镜头系统的示意性结构图，如图2所示，该镜头系统30包括：从物侧到像侧依次设置的第一透镜301、第二透镜302和第三透镜303，其中：

所述第一透镜301具有负屈折力，并且所述第一透镜301的物侧面为凹面；

所述第二透镜302具有正屈折力，并且所述第二透镜302的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第三透镜303具有正屈折力，并且所述第三透镜303的物侧面为凸面。

应理解，本申请实施例的镜头系统30可以用于各种场景中，对应不同的应用场景，物侧和像侧也不同。

可选地，在一些实施例中，可以将该镜头系统30设置在具有生物特征识别功能的电子设备中，该电子设备可以包括光学感测装置，该光学感测装置包括该镜头系统30，对应的，该物侧可以为该电子设备的显示屏50的表面，该显示屏50的上表面用于为手指触摸操作提供触摸界面，该显示屏50还可以用于发光以照亮手指并发生反射或者折射，从而产生返回光；而该电子设备中的像侧可以指光学感测装置中的图像传感器的感光面40，可以用于接收返回光，该返回光用于生成指纹图像，该指纹图像可以用于指纹识别，但本申请实施例并不限于此。

应理解，在本申请实施例中，透镜的物侧面为透镜靠近物侧的表面，类似地，透镜像侧面为透镜靠近像侧的表面。

还应理解，在本申请实施例中，该第一透镜301可以为一个凹透镜，或者也可以为一组透镜，只要该一组透镜的组合为负屈折力即可。同理，该第二透镜302也可以为一个凸透镜，或者也可以为一组透镜，只要该一组透镜的组合为正屈折力即可，类似地，对于该第三透镜303亦是如此，这里不做赘述。

在本申请实施例中，第一透镜310和第二透镜302之间设置有光阑(或称光圈)，用于调节通光量或成像范围的大小，通过设置光阑对通光量或成像范围进行调整，可以使得带有指纹信息的有用光信号最大程度成像于图像传感器的表面，同时使得成像范围外的干扰光信号最大程度被阻挡，从而使得该图像传感器能够获得更多的有用光信号，进而可以提升生物特征识别的解析力。

可选地，在一些实施例中，所述第一透镜301、所述第二透镜302和所述第三透镜303可以采用树脂材料，或者其他透光材质，本申请实施例对此不作限定。

在本申请实施例中，通过设置所述镜头系统30的光学参数满足一定关系，能够有限降低镜头系统30的厚度，并且保证具有较大的FOV以及成像质量。作为示例而非限定，该镜头系统30的光学参数可以包括以下中的至少一种：第一透镜301，第二透镜302和第三透镜303的中心厚度，镜头系统30的有效焦距((Effective Focal Length，EFL))，镜头系统30的光学总长，镜头系统30的视场角，镜头系统30的物高，镜头系统30的有效像素区域的尺寸。

可选地，在本申请一些实施例中，所述镜头系统30的光学参数满足以下关系：

2.1<c_ta/f<3

其中，所述c_ta表示所述第一透镜301的中心厚度、所述第二透镜302的中心厚度和所述第三透镜303的中心厚度之和，所述f为所述镜头系统30的有效焦距。

应理解，第一透镜301的中心厚度可以指第一透镜301的物侧面中心(例如，物侧面与光轴的中心)到像侧面中心的距离，类似地，对于第二透镜302的中心厚度和第三透镜303的中心厚度的含义亦是如此，这里不做赘述。

因此，本申请实施例通过设置第一透镜301具有负屈折力，镜片弯曲大，有助于扩大镜头系统30的感测范围，从而提升图像识别的准确度，进一步通过配置合理的焦距，有利于提高镜头系统的成像品质，加快图像识别的反应速度，提升用户体验。

需要说明的是，本申请实施例所示例的镜头系统30的光学参数所满足的关系的具体范围仅为示例，在实际应用中，也可以根据具体的成像需求和该镜头系统30所安装的电子设备对尺寸的要求进行调整，本申请实施例对此不作限定。

还应理解，以上本申请实施例所示例的镜头系统30的光学参数仅为示例，本申请实施例也可以将其他等效光学参数配置以合适的范围达到同样的性能，本申请并不限于此。

TTL/(tan(FOV/2))<1.65；

其中，TTL为所述镜头系统30的光学总长，FOV为所述镜头系统30的视场角。

应理解，TTL可以为从第一透镜301的物侧面与光轴的交点到像面中心的距离。

应理解，TTL的大小决定了该镜头系统30的焦距的大小，或者说，该镜头系统30的尺寸的大小，本申请实施例通过控制该FOV和TTL满足上述关系，能够使得该镜头系统30在具有较大的FOV的同时，还具有较短的焦距，从而使得该镜头系统30能够更好的应用于对尺寸有要求的电子设备上。

O_bjH/I_mgH>6.4

O_bjH为所述镜头系统30的半物高，I_mgH为所述镜头系统30的成像面上有效像素区域的对角线长的一半。

ObjH/ImgH的比值为镜头系统30的放大倍率，通过设置镜头系统的O_bjH和I_mgH参数满足上述关系式，能够使得镜头系统30具有更大的放大倍率，进而获取更清晰的生物特征信息。

可选地，在本申请一些实施例中，所述镜头系统30的光学参数还满足以下关系：

1<SD11/ET1<5

SD11为所述第一透镜301的物侧面的最大有效半口径，ET1为所述第一透镜301的有效径处的厚度。

通过配置第一透镜301的物侧面的最大有效半口径和第一透镜301的有效径处厚度的比值满足上述关系式，有利于实现该镜头系统30的广角性能，进一步缩小系统总长，实现镜头小型化。

应理解，本申请实施例的镜头系统可以应用于光学感测装置中，该镜头系统可以与该光学感测装置中的图像传感器配合，实现在有限的空间内对较大区域的生物特征信息的成像；或者，该镜头系统也可以应用在其他对光学成像性能要求较高的设备或装置中，本申请实施例对此不作限定。

图3是采用本申请实施例的镜头系统的光学感测装置的结构示意图。如图3所示，该光学感测装置200可以包括:红外滤光片(Infrared Filter，IR Filter)201、IR滤光片贴合胶202、芯片(DIE)203、DIE贴合胶204、柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)205、补强板206、镜头支架207和镜头系统209。

该镜头系统209可以对应于图2中的镜头系统30，该镜头系统209中的各个透镜的设置方式可以参考图2中实施例的相关描述，这里不再赘述。

IR Filter 201用于过滤红外光，以降低红外光对成像的影响。

IR滤光片贴合胶202用于将该IR滤光片201固定在DIE 203上。

可选地，在其他实施例中，所述IR Filter 201也可以设置在所述镜头209的上方，或者也可以直接蒸镀或溅射在DIE 203的表面，只要设置在从显示屏下表面至所述DIE203之间的光路中即可，本申请实施例对此不作限定。

DIE 203，用于将光信号转换为电信号，可以与镜头系统209配合，将经该镜头系统209传输的光信号转换为电信号，进一步通过FPC 205传输至电子设备中的处理单元或控制单元，从而所述电子设备中的处理单元或控制单元可以对所述电信号作进一步处理，例如，进行指纹识别。

DIE贴合胶204，用于固定DIE203与柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)205，例如，可以通过DIE贴合胶204将DIE 203固定在FPC 205的上表面。在其他替代实施例中，所述FPC 205也可以设置在所述DIE 203的外侧，此情况下，可以不需要该DIE贴合胶204，本申请实施例对于该DIE 203与FPC 205的连接方式不作具体限定。

FPC205，用于电连接该DIE 203和该光学感测装置200所安装的电子设备中的电路，所述DIE 203通过所述FPC205将包括指纹信息的电信号传输至电子设备中的处理单元或控制单元，以便于所述电子设备中的处理单元或控制单元可以对所述电信号作进一步处理，例如，进行指纹识别。

镜头支架207，用于固定该镜头系统209，以控制离焦和偏心的精度。

该光学感测装置200的上方还设置有显示屏模组，包括显示屏320、泡棉310和铜箔300。

在本申请实施例中，该镜头系统209可以装配于该镜头支架207中，以使该镜头系统209和DIE 203的相对位置固定，该光学感测装置的各个结构件可以通过胶粘合在一起，进一步该光学感测装置可以固定在电子设备的中框208中。

由于镜头系统209和显示屏320之间需要进行光信号的传递，因此，该镜头系统209所对应的显示屏模组中的泡棉310和铝箔300需要开孔，以使该镜头系统209的FOV范围内的光信号能够通过。

以下，结合第一实施例至第六实施例，详细描述本申请实施例的镜头系统30在光学感测装置中的应用。

在第一实施例至第六实施例中，图4、图6、图8、图10、图12和图14分别示出了第一实施例至第六实施例的镜头的六种布局(layout)，在该六种布局中，从物侧到像侧依次设置有：显示屏40、第一透镜401、第二透镜402、光阑、第三透镜403、图像传感器。

为便于区分和描述，按照从物侧到像侧的顺序，将显示屏20的上下表面分别记为S1和S2，第一透镜401的两个表面分别记为S3和S4，第二透镜402的两个表面分别记为S5和S6，第三透镜403的两个表面分别记为S8和S9，IR滤光片的表面分别记为S10和S11。

第一实施例：

在该第一实施例中，所述镜头系统中的各个透镜的光学参数分别如表1和表2所示。

表1

表2

在该第一实施例中，基于表1和表2所示的光学参数，可以确定镜头系统的参数如下：EFL＝0.397，工作F数(或称光圈值，即FNO)＝1.500，FOV＝124.2，TTL＝2.327。

图5中从左到右依次示出了第一实施例的纵向球差图(LONGITUDINAL SPHERICALABER)，像散曲线(ASTIGMATIC FIELD CURVES)和光学畸变图(DISTORTION)，其中，FOCUS(MILLIMETERS)表示调焦(mm)。

第二实施例：

在该第二实施例中，所述镜头系统中的各个透镜的光学参数分别如表3和表4所示。

表3

表4

在该第二实施例中，基于表3和表4所示的光学参数，可以确定镜头系统的参数如下：EFL＝0.377，工作F数(或称光圈值，即FNO)＝1.500，FOV＝126.0，TTL＝2.069。

图7中从左到右依次示出了第二实施例的纵向球差图(LONGITUDINAL SPHERICALABER)，像散曲线(ASTIGMATIC FIELD CURVES)和光学畸变图(DISTORTION)，其中，FOCUS(MILLIMETERS)表示调焦(mm)。

第三实施例：

在该第三实施例中，所述镜头系统中的各个透镜的光学参数分别如表5和表6所示。

表5

表6

在该第三实施例中，基于表5和表6所示的光学参数，可以确定镜头系统的参数如下：EFL＝0.377，工作F数(或称光圈值，即FNO)＝1.600，FOV＝130.2，TTL＝1.983。

图9中从左到右依次示出了第三实施例的纵向球差图(LONGITUDINAL SPHERICALABER)，像散曲线(ASTIGMATIC FIELD CURVES)和光学畸变图(DISTORTION)，其中，FOCUS(MILLIMETERS)表示调焦(mm)。

第四实施例：

在该第四实施例中，所述镜头系统中的各个透镜的光学参数分别如表7和表8所示。

表7

表8

在该第四实施例中，基于表7和表8所示的光学参数，可以确定镜头系统的参数如下：EFL＝0.391，工作F数(或称光圈值，即FNO)＝1.450，FOV＝115.9，TTL＝2.450。

图11中从左到右依次示出了第四实施例的纵向球差图(LONGITUDINAL SPHERICALABER)，像散曲线(ASTIGMATIC FIELD CURVES)和光学畸变图(DISTORTION)，其中，FOCUS(MILLIMETERS)表示调焦(mm)。

第五实施例：

在该第五实施例中，所述镜头系统中的各个透镜的光学参数分别如表9和表10所示。

表9

表10

在该第五实施例中，基于表9和表10所示的光学参数，可以确定镜头系统的参数如下：EFL＝0.386，工作F数(或称光圈值，即FNO)＝1.350，FOV＝117.1，TTL＝2.525。

图13中从左到右依次示出了第五实施例的纵向球差图(LONGITUDINAL SPHERICALABER)，像散曲线(ASTIGMATIC FIELD CURVES)和光学畸变图(DISTORTION)，其中，FOCUS(MILLIMETERS)表示调焦(mm)。

第六实施例：

在该第六实施例中，所述镜头系统中的各个透镜的光学参数分别如表11和表12所示。

表11

表12

在该第六实施例中，基于表11和表12所示的光学参数，可以确定镜头系统的参数如下：EFL＝0.382，工作F数(或称光圈值，即FNO)＝1.400，FOV＝117.0，TTL＝2.637。

图15中从左到右依次示出了第六实施例的纵向球差图(LONGITUDINAL SPHERICALABER)，像散曲线(ASTIGMATIC FIELD CURVES)和光学畸变图(DISTORTION)，其中，FOCUS(MILLIMETERS)表示调焦(mm)。

综上，通过设置镜头系统的光学参数满足一定关系，能够实现一种广角短焦镜头，并且具有较优的成像性能，广角设计使得该镜头系统能够采集更大区域的生物特征信息，短焦设计使得该镜头系统占用更小的空间，从而该镜头系统在实现更优的生物特征识别性能的同时，还可以满足电子设备对尺寸的要求，增强了该镜头系统的适用性。

图16是根据本申请实施例的光学感测装置600的示意性框图，该光学感测装置600用于设置在电子设备的显示屏的下方，如图16所示，该光学感测装置600可以包括：

镜头系统601；

图像传感器602，设置于所述镜头系统601的下方，用于接收从所述显示屏上方的外部对象返回并经所述镜头系统601传输后的光信号，并对所述光信号进行处理，以获取所述光信号中的生物特征信息。

应理解，该镜头601可以为前述实施例中的镜头系统，具体实现可以参考前述实施例中的相关描述，这里不再赘述。

可选地，在一些实施例中，所述光学感测装置600可以设置在电子设备的显示屏的下方，以实现屏下指纹识别。

可选地，在一些实施例中，所述显示屏为OLED显示屏，所述图像传感器602利用所述OLED显示屏的部分显示单元作为光学指纹检测的激励光源。

可选地，在一些实施例中，所述光学感测装置600还包括：

镜头支架，用于固定所述镜头系统601。

可选地，在一些实施例中，所述光学感测装置600还包括：

红外滤光片，设置在显示屏和所述图像传感器602的感光面之间的光路中，用于滤除不用于生物特征检测的波段的光信号。

可选地，在一些实施例中，所述光学感测装置600还包括：

柔性电路板FPC，用于将所述图像传感器602输出的包括生物特征信息的电信号传输至电子设备的处理单元，以用于生物特征识别。

例如，该图像传感器可以连接到FPC，并通过所述FPC实现与其他外围电路或者电子设备中的其他元件的电性互连和信号传输。比如，所述图像传感器可以通过所述FPC接收所述电子设备的处理单元的控制信号，并且还可以通过所述FPC将生物特征信息(例如指纹图像)输出给所述电子设备的处理单元或者控制单元等。

可选地，在一些实施例中，所述光学感测装置600还包括：

补强板，设置在所述柔性电路板下方。

应理解，在本申请实施例中，该光学感测装置中的感应阵列也可以称为图像传感器(Sensor)，或光电传感器，经半导体工艺加工处理可以制作成一个DIE。

可选地，该光学感测装置600可以为图3所示的光学感测装置200，该光学感测装置600的各个结构件的具体实现可以参考该光学感测装置200的相关说明，为了简洁，这里不作赘述。

本申请实施例还提供了一种电子设备，如图17所示，该电子设备70包括显示屏71和光学感测装置72，该光学感测装置72设置在所述显示屏71的下方。

可选地，该光学感测装置72可以为图16所示实施例中的光学感测装置600，或图3所示实施例中的光学感测装置200。

可选地，在一些实施例中，所述电子设备70还包括：

泡棉，设置在所述显示屏71的下表面，且位于所述光学感测装置中的镜头系统的上方；

铜箔，设置于所述泡棉的下表面，且位于所述光学感测装置中的镜头系统的上方；

其中，所述镜头系统上方对应的所述泡棉和所述铜箔的区域开孔以使包括指纹信息的光信号进入所述镜头。

可选地，在一些实施例中，所述电子设备70还包括：

中框，设置在所述铜箔的下方，用于支撑所述显示屏。

作为示例而非限定，所述电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、车载电子设备或穿戴式智能设备等，该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能，例如：智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等设备。

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，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。

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

1.一种镜头系统，用于设置在电子设备的显示屏的下方，所述镜头系统用于将来自所述显示屏上方的外部对象的光信号传输至所述镜头系统下方的图像传感器，所述光信号用于获取所述外部对象的指纹信息，其特征在于，所述镜头系统包括：

从物侧到像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、和第三透镜，其中：

所述第二透镜具有正屈折力，并且所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

2.1<c_ta/f<3.7；

2.根据权利要求1所述的镜头系统，其特征在于，所述镜头系统的光学参数还满足以下关系：

TTL/(tan(FOV/2))<1.65；

其中，TTL为所述镜头系统的光学总长，FOV为所述镜头系统的视场角。

3.根据权利要求1或2所述的镜头系统，其特征在于，所述镜头系统的光学参数还满足以下关系：

O_bjH/I_mgH>6.4

O_bjH为所述镜头系统的半物高，I_mgH为所述镜头系统的成像面上的有效像素区域的对角线长的一半。

4.根据权利要求1或2所述的镜头系统，其特征在于，所述镜头系统的光学参数还满足以下关系：

1<SD11/ET1<5

SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效半口径，ET1为所述第一透镜的有效径处的厚度。

5.一种光学感测装置，其特征在于，应用于具有显示屏的电子设备，包括：

如权利要求1至4中任一项所述的镜头系统。

6.根据权利要求5所述的光学感测装置，其特征在于，所述光学感测装置还包括：

图像传感器，设置于所述镜头系统的下方，用于接收从所述显示屏上方的外部对象返回并经所述镜头系统传输后的光信号，并对所述光信号进行处理，以获取所述光信号中的生物特征信息。

7.根据权利要求5或6所述的光学感测装置，其特征在于，所述光学感测装置还包括：

镜头支架，所述镜头系统装配于所述镜头支架中。

8.根据权利要求7所述的光学感测装置，其特征在于，所述光学感测装置还包括：

滤光片，设置在所述显示屏和所述图像传感器的感光面之间的光路中，用于滤除不用于生物特征检测的波段的光信号。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

显示屏；

如权利要求5至8中任一项所述的光学感测装置，所述光学感测装置设置在所述显示屏的下方。

10.根据权利要求9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显示屏，所述显示屏包括多个OLED光源，其中，所述光学感测装置采用至少部分OLED光源作为生物特征检测的激励光源。