CN218568067U - 一种指纹模组以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种指纹模组以及电子设备。所述指纹模组具体包括:感光芯片,所述感光芯片设有感光区,所述感光区设置有多个感光单元,所述感光单元用于接收从感光侧入射的带有指纹信息的光信号;以及光线调节机构,所述光线调节机构包括至少一个光源,所述光线调节机构用于照亮所述感光侧并调节所述感光侧的亮度,以调节所述感光单元接收到的所述光信号的光强,使得所述多个感光单元接收到的光强均匀。本申请实施例中,所述感光芯片可以形成亮度均匀的指纹图像,以提高所述指纹模组在进行指纹识别时的准确性。
Description
技术领域
本申请属于生物识别技术领域,具体涉及一种指纹模组以及电子设备。
背景技术
随着电子产业的高速发展,电子设备的功能也越来越强大。为了提升电子设备的智能化,近年来,指纹识别技术被广泛应用于电子设备。具体地,指纹模组中通常设有用于采集指纹图像的感光芯片,通过采集和比对指纹图像,可以实现指纹解锁功能。
然而,现有的指纹模组在采集指纹图像时,很容易出现指纹图像亮度不均匀的缺陷,降低了指纹识别的准确性。
实用新型内容
本申请旨在提供一种指纹模组以及电子设备,以解决现有的指纹模组采集的指纹图像亮度不均匀的缺陷,降低了指纹识别的准确性的问题。
为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:
第一方面,本申请公开了一种指纹模组,所述指纹模组包括:
感光芯片,所述感光芯片设有感光区,所述感光区设置有多个感光单元,所述感光单元用于接收从感光侧入射的带有指纹信息的光信号;以及
光线调节机构,所述光线调节机构包括至少一个光源,所述光线调节机构用于照亮所述感光侧并调节所述感光侧的亮度,以调节所述感光单元接收到的所述光信号的光强,使得所述多个感光单元接收到的光强均匀。
可选地,所述光线调节机构设于所述感光芯片的周边外侧,或者,所述光线调节机构的至少部分设置于所述感光芯片的上方。
可选地,所述光源的数量为至少两个,所述至少两个光源环绕所述感光芯片设置。
可选地,所述至少两个光源绕所述感光芯片的周向均匀间隔设置。
可选地,所述光源发射至所述感光侧的光线的发射角度在预设发射角度范围内;其中,在所述预设发射角度范围内,所述光源发射至所述感光侧的光线的光强波动值小于第一预设范围。
可选地,所述预设发射角度范围为20—80度。
可选地,所述光源的数量为一个或者至少两个。
可选地,所述光线调节机构还包括膜层,所述膜层设置于所述感光芯片的上方,所述膜层用于调节从所述感光侧入射至所述感光单元的所述光信号的光强,以使得至少两个所述感光单元接收到的所述光信号的光强均匀。
可选地,所述膜层上设置有多个微孔,一个所述感光单元对应一个或者多个所述微孔,所述感光单元对应的所述微孔的孔径与所述感光单元接收到的所述光信号的光强相关。
可选地,所述膜层上设置有多个微孔,一个所述感光单元对应多个所述微孔,所述感光单元对应的所述微孔的密度与所述感光单元接收到的所述光信号的光强相关。
可选地,所述感光单元包括第一感光单元和第二感光单元,在未设置所述膜层的情况下,所述第一感光单元接收到的所述光信号光强大于所述第二感光单元接收到的所述光信号的光强;
所述微孔为透光孔,所述第一感光单元对应的所述微孔的密度小于所述第二感光单元对应的所述微孔的密度。
可选地,所述感光单元包括第一感光单元和第二感光单元,在未设置所述膜层的情况下,所述第一感光单元接收到的所述光信号光强大于所述第二感光单元接收到的所述光信号的光强;
所述微孔为遮光孔,所述第一感光单元对应的所述微孔的密度大于所述第二感光单元对应的所述微孔的密度。
可选地,所述光源包括基板以及与所述基板电连接的多个微型光源,所述多个微型光源间隔分布在所述基板上。
可选地,所述多个微型光源呈环形分布或者呈矩形分布。
可选地,所述微型光源包括次毫米发光二极管和微米发光二极管中的至少一种。
可选地,所述光源还包括扩散板、第一棱镜和第二棱镜,所述扩散板、所述第一棱镜和所述第二棱镜依次设置于所述微型光源的上方。
可选地,所述光线调节机构还包括反射件,所述反射件设置于所述光源的一侧,所述反射件用于将所述光源投射至所述反射件上的光信号反射至所述感光芯片上方的手指上,并通过所述手指反射至所述感光侧。
可选地,所述光源设置在所述感光芯片的周边外侧,所述反射件设置在所述光源远离所述感光芯片的一侧。
可选地,所述反射件为圆弧状结构,所述反射件至少部分包绕所述光源远离所述感光芯片的一侧。
可选地,所述反射件的材质为铝,或者,所述反射件靠近所述光源的一侧设置有含铝镀层。
可选地,所述指纹模组还包括遮光套筒,所述遮光套筒设置在所述感光芯片的上方且包绕在所述感光区外。
第二方面,本申请还公开了一种电子设备,所述电子设备包括:显示屏以及上述任一项所述的指纹模组,所述指纹模组设置于所述显示屏下方。
本申请实施例中,所述指纹模组可以包括感光芯片和光线调节机构。所述感光芯片上设有多个感光区,所述感光区设置有多个感光单元,所述感光单元用于接收从感光侧入射的带有指纹信息的光信号。所述光线调节机构可以包括至少一个光源,所述光线调节机构用于照亮所述感光侧并调节所述感光侧的亮度,以调节所述感光单元接收到的所述光信号的光强,使得所述多个感光单元接收到的光强均匀。这样,就可以便于所述感光芯片形成亮度均匀的指纹图像,提高所述指纹模组在进行指纹识别时的准确性。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请实施例所述的一种指纹模组的结构示意图;
图2是图1所示的指纹模组的俯视结构示意图;
图3是图1所示的指纹模组的得到的指纹图像的成像画面图;
图4是本申请实施例所述的另一种指纹模组的俯视结构示意图;
图5是图4所示的指纹模组的得到的指纹图像的成像画面图;
图6是现有的一种光源的光强分布图;
图7是本申请实施例所述的一种光源的光强分布图;
图8是图7所示的光源照亮所述感光侧时所述指纹图像的成像画面图;
图9是本申请实施例所述的再一种指纹模组的结构示意图;
图10是本申请实施例所述的一种膜层的结构示意图;
图11是图10所示的膜层放置在所述感光芯片上方后所述指纹图像的成像画面图;
图12是本申请实施例所述的一种光源的结构示意图;
图13是本申请实施例所述的另一种光源的结构示意图;
图14是本申请实施例所述的另一种指纹模组结构示意图;
图15是图14所示的指纹模组的指纹图像的成像画面图;
图16是本申请实施例所述的再一种指纹模组的结构示意图;
图17图16所示的指纹模组的得到的指纹图像的成像画面图;
附图标记:10-感光芯片,11-光线调节机构,111-光源,1111-基板,1112-微型光源,1113-扩散板,1114-第一棱镜,1115-第二棱镜,112-膜层,1121-微孔,113-反射件,12-遮光套筒,A-感光侧,20-显示屏。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。基于本申请中的实施例,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例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本申请实施例中,所述指纹模组可以用于进行指纹识别。指纹识别通常包括光学指纹识别、电容式指纹识别和超声波指纹识别。随着全面屏技术的兴起,可以将指纹模组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)光学指纹识别;或者,也可以将光学指纹模组的部分或者全部集成至电子设备的显示屏内部,从而形成屏内(In-display)光学指纹识别。所述显示屏可以是有机发光二极管(Organic LightEmitting Diode,OLED)显示屏或液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)等。指纹识别方法通常包括指纹图像的获取、预处理、特征提取、特征匹配等步骤。上述步骤中的部分或者全部可以通过传统计算机视觉(Computer Vision,CV)算法实现,也可以通过基于人工智能(Artificial Intelligence,AI)的深度学习算法实现。指纹识别技术可以应用在智能手机、平板电脑、游戏设备等便携式或移动终端,以及智能门锁、汽车、银行自动柜员机等其他电子设备,以用于指纹解锁、指纹支付、指纹考勤、身份认证等。
参照图1,示出了本申请实施例所述的一种指纹模组的结构示意图,参照图2,示出了图1所示的指纹模组的俯视结构示意图,参照图3,示出了图1所示的指纹模组的得到的指纹图像的成像画面图。
如图1所示,所述指纹模组具体可以包括:感光芯片10,感光芯片10设有感光区,所述感光区设置有多个感光单元,所述感光单元可以用于接收从感光侧A入射的带有指纹信息的光信号;以及光线调节机构11,光线调节机构11可以包括至少一个光源111,光线调节机构11可以用于照亮感光侧A并调节感光侧A的亮度,以调节所述感光单元接收到的所述光信号的光强,使得所述多个感光单元接收到的光强均匀。
本申请实施例中,所述指纹模组可以包括感光芯片10和光线调节机构11。光线调节机构11可以用于照亮感光侧A并调节感光侧A的亮度,以调节所述感光单元接收到的所述光信号的光强,使得所述多个感光单元接收到的光强均匀。这样,就可以便于感光芯片10形成亮度均匀的指纹图像,提高所述指纹模组在进行指纹识别时的准确性。
如图1所示,所述指纹模组可以放置在显示屏20的下方,用户的手指可以作用在显示屏20的上方,感光芯片10的感光侧A可以靠近显示屏20设置。这样,感光芯片10可以接收感光侧A的手指的指纹谷脊反射的光信号,并根据所述光信号形成指纹图像,通过识别和比对所述指纹图像,即可实现指纹识别。在具体的应用中,感光芯片10的感光侧A的亮度越均匀,所述感光单元接收到的光信号的光强也越均匀,相应的,感光芯片10接收到的携带有指纹信息的光信号的量越大,感光芯片10形成的指纹图像的质量越高,越有利于指纹识别的准确性。
在具体的应用中,显示屏20可以用于向感光芯片10的感光侧A发射光信号,照亮感光芯片10的感光侧A。所述光信号经用户的手指反射后能够被所述感光芯片10接收,以便于形成指纹图像。在实际应用中,感光芯片10在进行指纹成像时,受显示屏20的偏振方向的影响,和/或受感光芯片10上方设置的镜头等光路结构的影响的影响,感光芯片10的感光区域中的不同感光单元接收到的光信号的强度会存在差异,感光芯片10形成的指纹图像的亮度也会存在不均匀的现象。本申请实施例中,可以在所述指纹模组中设置光线调节机构11,以通过光线调节机构11调节感光侧A的光信号的光强,使得多个感光单元接收到的光强均匀,得到亮度均匀的指纹图像。
本申请实施例中,光线调节机构11可以设于感光芯片10的周边外侧,以从感光芯片10的周边外侧对感光侧A的亮度进行调节,这样,在不增加所述指纹模组的厚度的情况下即可获得高质量的指纹图像。或者,光线调节机构11的至少部分设置于感光芯片10的上方,以直接在所述光信号的传播路径上对感光侧A的亮度进行调节,结构简单且效果较好。
需要说明的,在实际应用中,本领域技术人员可以根据实际需要将光线调节机构11设置在感光芯片10的周边外侧,和/或,感光芯片10的上方,本申请实施例对于光线调节机构11的具体位置可以不做限定。
在本申请的一种可选实施例中,光源111的数量可以为至少两个,至少两个光源111环绕感光芯片10设置。在具体的应用中,环绕感光芯片10设置的至少两个光源111可以从至少两个不同的方向朝向感光侧A发出光信号,以使得感光侧A的亮度较为均匀,便于获得亮度均匀的感光图像。
如图1、图2所示,光源111的数量可以为两个,且两个光源111可以分别设置在感光芯片10的周边的两侧,以从感光芯片10的周边两侧朝向感光侧A发出光信号,以使感光侧A的亮度均匀。如图3所示,在两个光源111按照图2所示的方式进行布局的情况下,所述指纹模组得到的指纹图像左右两侧的亮度较为均匀,所述指纹图像的有效面积较大,有利于提高所述指纹图像在进行指纹识别时的准确性。
参照图4,示出了本申请实施例所述的另一种指纹模组的俯视结构示意图,参照图5,示出了图4所示的指纹模组的得到的指纹图像的成像画面图。如图4所示,光源111的数量可以为4个,且4个光源111可以分别设置在感光芯片10的四周,以从感光芯片10的四周朝向感光侧A发出光信号,以使感光侧A的亮度均匀。如图5所示,在4个光源111按照图4所示的方式进行布局的情况下,所述指纹模组得到的指纹图像四周的亮度都较为均匀,所述指纹图像的有效面积较大,有利于提高所述指纹图像在进行指纹识别时的准确性。
可选地,为了进一步提升感光侧A的亮度均匀性,至少两个光源111绕感光芯片10的周向均匀间隔设置。例如,如图2所示,两个光源111可以均匀间隔设置在感光芯片10的两侧。又如,4个光源111可以均匀间隔设置在感光芯片10的四周。
需要说明的是,本申请实施例的附图中,仅示出了光源111的数量为两个或者4个的情况。而在实际应用中,本领域技术人员可以根据实际需要将光源111的数量设置成3个、6个或者8个等,本申请实施例对于光源111的数量不做具体限定。
在本申请的一些可选实施例中,光源111发射至感光侧A的光线的发射角度在预设发射角度范围内;其中,在所述预设发射角度范围内,光源111发射至感光侧A的光线的光强波动值小于第一预设范围,以使得感光侧A的亮度较为均匀。这样,从感光侧A进入感光芯片10的多个感光单元上的光信号的光强也相应较为均匀,有利于获得高质量的指纹图像。
参照图6,示出了现有的一种光源的光强分布图。在图6所示的极坐标中,极角θ可以用于表示所述光源的发射角度,极径可以表示光强。如图6所示,光源的光强与发射角度θ的余弦成正比,即光源的光强与cosθ成正比,不同发射角度发射至感光侧A的光线,光强存在较大的差异。由于光源发射至所述感光侧A不同位置的光线的发射角度不同,达到感光侧A的光信号的光强也会存在较大的差异,很容易出现感光侧A的亮度不均匀的现象。
参照图7,示出了本申请实施例所述的一种光源的光强分布图,如图7所示,本申请实施例的光源111的光线在预设发射角度(20-160度)的情况下,光信号的光强波动较小。这样,就可以使得光源111发射至感光侧A的光信号的光强的波动相应较小,感光侧A的亮度可以较为均匀。
参照图8,示出了图7所示的光源照亮所述感光侧时所述指纹图像的成像画面图,如图8所示,在图7所示的光源111照亮感光侧A的情况下,所述指纹模组得到的指纹图像整体亮度较为均匀,所述指纹图像的有效面积较大,有利于提高所述指纹图像在进行指纹识别时的准确性。
在实际应用中,通过在光源111的出光侧设置一些微结构,或者,改变光源111的形状,例如,从球体改成非球体,或者,调整光源111的封装工艺等措施来将光源111的发射角度改成所述预设发射角度,并且光源111发出的光线在所述预设发射角度的情况下,光线的光强波动值小于所述第一预设范围。
可选地,所述预设发射角度范围可以为20—80度,所述第一预设范围可以为1-2cd。在实际应用中,在所述预设发射角度为20-80度的情况下,可以使得对于光源111的改制较为容易,而且,光强的波动值较小。
需要说明的是,在实际应用中,本领域技术人员也可以根据实际需要将所述预设发射角度设置成20-80度之外的值,例如,80-100度中的任意值,或者,10-20度中的任意值,本申请实施例对于所述预设发射角度的具体范围不做限定。
可选地,光源111的数量可以为一个或者至少两个。其中,在光源111的数量为一个的情况下,光源111可以设置在感光芯片10的侧面。在光源111的数量为至少两个的情况下,至少两个光源111可以环绕感光芯片10设置。例如,如图2或者图4所示的布局。
在实际应用中,在光源111的数量为至少两个的情况下,感光侧A的亮度可以更加均匀,因此,优选将光源111的数量设置成至少两个。
参照图9,示出了本申请实施例所述的再一种指纹模组的结构示意图,如图9所示,光线调节机构11还可以包括膜层112,膜层112设置于感光芯片10的上方,膜层112可以用于调节从感光侧A入射至所述感光单元的所述光信号的光强,以使得至少两个所述感光单元接收到的所述光信号的光强均匀,有利于感光芯片10形成亮度均匀的指纹图像,提高所述指纹模组在进行指纹识别时的准确性。
如图9所示,膜层112可以设置在显示屏20的下方,并位于感光芯片10的上方。携带有指纹信息的光信号可以依次经过显示屏20和膜层112,最后到达感光芯片10被感光芯片10接收到。膜层112可以调节光信号的光强,以使得感光芯片10的至少两个所述感光单元接收到的所述光信号的光强均匀,因此,有利于感光芯片10形成亮度均匀的指纹图像。
在实际应用中,由于膜层112设置在所述光信号的传播路径上,膜层112对所述光信号的光强调节直接有效,且膜层112的结构较为简单,易于实施。
可选地,膜层112上设置可以设置有多个微孔1121,一个所述感光单元对应一个或者多个微孔1121,所述感光单元对应的微孔1121的孔径与所述感光单元接收到的所述光信号的光强相关。这样,通过调节微孔1121的孔径,即可调节其对应的所述感光单元的接收到的光信号的光强,调节逻辑简单且易于实施。
例如,在微孔1121为透光孔的情况下,当其对应的感光单元接收到的光信号的光强较小时,可以增大微孔1121的孔径,以增大其对应的所述感光单元接收到的光信号的光强。又如,在微孔1121为遮光孔(即,微孔1121不透光,微孔1121之外的区域透光)的情况下,当其对应的感光单元接收到的光强较小时,可以减小微孔1121的孔径,以减小微孔1121对于光信号的遮挡,增大微孔1121对应的所述感光单元接收到的光信号的光强。
参照图10,示出了本申请实施例所述的一种膜层的结构示意图,如图10所示,膜层112上设置有多个微孔1121,一个所述感光单元对应多个微孔1121,所述感光单元对应的微孔1121的密度与所述感光单元接收到的所述光信号的光强相关。这样,通过调节所述感光单元对应的微孔1121的密度,即可调节所述感光单元的接收到的光信号的光强,调节逻辑简单且易于实施。而且,由于一个所述感光单元可以对多个微孔1121,微孔1121的孔径可以较小,例如,微孔1121的孔径可以为um级别,基本不会影响所述指纹模组的成像效果。
参照图11,示出了图10所示的膜层放置在所述感光芯片上方后所述指纹图像的成像画面图。如图11所示,通过设置膜层112上的微孔1121的密度,可以调节所述感光单元的接收到的光信号的光强,从而,获得亮度均匀的指纹图像。
在本申请的一些可选实施例中,所述感光单元可以包括第一感光单元和第二感光单元,在未设置膜层112的情况下,所述第一感光单元接收到的所述光信号光强大于所述第二感光单元接收到的所述光信号的光强;微孔1121为透光孔,所述第一感光单元对应的微孔1121的密度小于所述第二感光单元对应的所述微孔1121的密度。具体的,可以减小所述第一感光单元对应的微孔1121的密度,以减小所述第一感光单元接收到的光信号的光强,并增大所述第二感光单元对应的微孔1121的密度,以增大所述第二感光单元接收到的光信号的光强。以使得所述第一感光单元和所述第二感光单元接收到的光强均匀,有利于获得亮度均匀的指纹图像。
例如,如图10所示,若所述第一感光单元对应设置在膜层112所在平面沿Z方向的上下两侧,所述第二感光单元对应在膜层112所在平面沿X方向的左右两侧,在未设置膜层112的情况下,由于所述第一感光单元接收到的光信号的光强大于所述第二感光单元接收到的光信号的光强,因此,可以将第一感光单元对应的膜层112的上下两侧的微孔1121的密度设置得比较小,以减小所述第一感光单元接收到的光信号的光强。同时,将所述第二感光单元对应的膜层112的左右两侧的微孔1121的密度设置得较大,以便于更多光信号能够所述第二感光单元接收到,增大所述第二感光单元接收到的光信号的光强。通过调节膜层112上的微孔1121的密度,可以使得所述第一感光单元和所述第二感光单元接收到的所述光信号的光强较为均匀,有利于获得亮度均匀的指纹图像。
如10所示,膜层112可以包括但不限于两种不同密度的微孔1121,从膜层122所在的平面的中心向边缘,沿Z方向,微孔1121的密度可以逐渐减小,沿X方向,微孔1121的密度逐渐增大。
示例地,所述透光孔可以在膜层112上开设通孔形成,或者,可以在膜层112上对应的位置设置透光油墨形成,本申请实施例对于所述透光孔的形成方式可以不做限定。
在本申请的另一些可选实施例中,所述感光单元可以包括第一感光单元和第二感光单元,在未设置膜层112的情况下,所述第一感光单元接收到的所述光信号光强大于所述第二感光单元接收到的所述光信号的光强;微孔1121为遮光孔,所述第一感光单元对应的微孔1121的密度大于所述第二感光单元对应的微孔1121的密度。具体的,可以增大所述第一感光单元对应的微孔1121的密度,以减小所述第一感光单元接收到的光信号的光强,并减小所述第二感光单元对应的微孔1121的密度,以增大所述第二感光单元接收到的光信号的光强。以使得所述第一感光单元和所述第二感光单元接收到的光强均匀,有利于获得亮度均匀的指纹图像。
例如,如图10所示,若所述第一感光单元对应设置在膜层112的左右两侧,所述第二感光单元对应在膜层112的上下两侧,在未设置膜层112的情况下,由于所述第一感光单元接收到的光信号的光强大于所述第二感光单元接收到的光信号的光强。因此,可以将第一感光单元对应的膜层112的左右两侧的微孔1121的密度设置得比较大,以减小所述第一感光单元接收到的光信号的光强。同时,将所述第二感光单元对应的膜层112的上下两侧的微孔1121的密度设置得较小,以便于更多光信号能够被所述第二感光单元接收到,增大所述第二感光单元接收到的光信号的光强。通过调节膜层112上的微孔1121的密度,可以使得所述第一感光单元和所述第二感光单元接收到的所述光信号的光强较为均匀,有利于获得亮度均匀的指纹图像。
在实际应用中,但所述指纹模组的架构基本确定之后,在未设置膜层112之前,可以先使用感光芯片10获取指纹图像,并根据所述指纹图像的明暗分布确定感光芯片10上所述第一感光单元和所述第二感光单元的位置。然后,再根据所述第一感光单元和所述第二感光单元的位置,确定其对应的微孔1121的密度,以使得所述第一感光单元和所述第二感光单元接收到的光信号的光强较为均匀。
需要说明的是,图9中仅示出了将膜层112设置于显示屏20下表面的情况。而在实际应用中,本领域技术人员可以根据实际需要将膜层112设置在感光芯片10的上表面,或者,在未设置遮光套筒12的情况下,膜层112也可以设置在显示屏20与感光芯片10之间的任意位置。参照图12,示出了本申请实施例所述的一种光源的结构示意图,如图12所示,光源111具体可以包括:基板1111以及与基板1111电连接的多个微型光源1112,多个微型光源1112间隔分布在基板1111上。通过将光源111设置成多个间隔分布的微型光源1112,可以使得整个光源111的四周都有光,光源111发出的光的均一性较高,达到面光源的发光效果。在光源111照亮感光侧A时,可以使得感光侧A的亮度较为均匀,感光芯片10上的多个感光单元接收到的光信号的光强也相应较为均匀,有利于获得亮度均匀的指纹图像。
在本申请的一些可选实施例中,多个微型光源1112可以呈环形分布或者呈矩形分布,以将多个微型光源1112均匀但又错落有致的分布在基板1111上,以进一步提升光源111的发光均匀性。
可选地,微型光源1112具体可以包括次毫米发光二极管(Mini LED)和微米发光二极管中(Micro LED)的至少一种,本申请实施例对于微型光源1112的具体类型可以不做限定。
在实际应用中,由于Mini LED和Micro LED的尺寸都较小,其高度通常在100um以下。在选用Mini LED或者Micro LED作为微型光源1112的情况下,可以使得光源111的整体厚度较薄。并且,在设置有多个微型光源1112的情况下,光源111的宽度仍可控制的较小,例如,低于500um。这样,就可以极大的降低光源111的尺寸。
参照图13,示出了本申请实施例所述的另一种光源的结构示意图。在图12所示的光源111的基础上,图13所示的光源111还可以包括扩散板1113、第一棱镜1114和第二棱镜1115,扩散板1113、第一棱镜1114和第二棱镜1115依次设置于微型光源1112的上方。其中,扩散板1113可以用于将微型光源1112发出的光线进行扩散,第一棱镜1114、第二棱镜1115可以进一步调节扩散板1113扩散出的光线,以进一步提升光源111最终发出的光线的均匀性。
参照图14,示出了本申请实施例所述的另一种指纹模组结构示意图,参照图15,示出了图14所示的指纹模组的指纹图像的成像画面图。如图14所示,光源111为带状环形光源。如图15所示,在采用图14所示的带状环形光源之后整个光源111的四周都有光,光源111发出的光的均一性较高,达到面光源的发光效果。在光源111照亮感光侧A时,可以使得感光侧A的亮度较为均匀,感光芯片10上的多个感光单元接收到的光信号的光强也相应较为均匀,有利于获得亮度均匀的指纹图像。
参照图16,示出了本申请实施例所述的再一种指纹模组的结构示意图,如图16所示,光线调节机构11还可以包括反射件113,反射件113设置于光源111的一侧,反射件113可以用于将光源111投射至反射件113上的光信号反射至感光芯片10上方的手指上,并通过所述手指反射至感光侧A,以使得光源111一侧的光信号可以对感光侧A的亮度进行调节,进而,可以使得所述多个感光单元接收到的光强较为均匀,以形成亮度均匀的指纹图像。
参照图17,示出了图16所示的指纹模组的得到的指纹图像的成像画面图。如图17所示,反射件113的设置,可以调节光源111发出的光信号的传播路径,将使得光源111发出的光信号无法直接投射至感光侧A的部分依次经反射件113、用户的手指反射后投射至感光侧A,对感光侧A的亮度进行调节,有利于获得亮度均匀的指纹图像。而且,通过反射件113的设置,可以避免光源111发射的光线的浪费,提高光源111的利用率。
如图16所示,光源111设置在感光芯片10的周边外侧,反射件113设置在光源111远离感光芯片10的一侧,且反射件113的反射面面向感光芯片10,以将光源111远离感光芯片10一侧的光线发射在感光芯片10上方的手指上。这样,不仅有利于获得亮度均匀的指纹图像,而且,还可以避免光源111的光线浪费。
在实际应用中,由于光源111可以朝向四周发射光信号,在光源111设置在感光芯片10的周边外侧的情况下,光源111远离感光芯片10的一侧的光线通常无法投射至感光芯片10上方的感光侧A。本申请实施例中,通过将反射件113设置在光源111远离感光芯片10的一侧,可以将光源111远离感光芯片10一侧的光线通过反射件113和所述手指的反射再投射至感光侧A,不仅有利于获得亮度均匀的指纹图像,而且,还可以避免光源111的光线浪费。
需要理解的是,在实际应用中,本领域技术人员还可以根据光源111的发光特性、光源111与感光芯片10的相对位置等其他特征,将反射件113设置在其他位置,例如,光源111的上方或者下方等,本申请实施例对于反射件113相对于光源111的具体位置可以不做限定。
可选地,反射件113为圆弧状结构,反射件113至少部分包绕光源111远离感光芯片10的一侧,以将光源111远离感光芯片10一侧的光线皆通过反射件113和用户的手指反射至感光侧A。这样,就可以使得反射件113发射至感光侧A的光信号增多,既可以避免光源111的光线浪费,又可以提高反射件113对于感光侧A的亮度调节效果,有利于获得亮度更加均匀的指纹图像。
可选地,反射件113的材质为铝,由于金属铝对于光信号的反射率较高,在反射件113采用铝制成的情况下,可以增大反射件113对于光线的反射率,进一步增大反射件113反射至感光侧A的光信号的量,以提升反射件113对于感光侧A的亮度调节效果。或者,反射件113靠近光源111的一侧设置有含铝镀层,所述含铝镀层可以用于增大反射件113对于所述光信号的反射率。
可选地,如图1、图9所示,所述指纹模组还可以包括遮光套筒12,遮光套筒12设置在感光芯片10的上方且包绕在所述感光区外。遮光套筒12内设有光线传播通道,从感光侧A进入的携带有指纹信息的光信号可以通过所述光线传播通道达到感光芯片10的感光区,被所述感光区的感光单元接收到。而遮光套筒12外界的光线(尤其是光源111直接发出的光线)将无法通过遮光套筒12进入所述光线传播通道。这样,就可以避免外界的光线对于所述携带有指纹信息的光信号造成干扰,进一步提升所述指纹图像的成像精度,以利于所述指纹图像进行指纹识别时的准确性。
示例的,遮光套筒12可以采用遮光泡棉、遮光塑胶等制成,本申请实施例对于所述遮光套筒12的材质不做具体限定。
综上,本申请实施例所述的指纹模组至少可以包括以下优点:
本申请实施例中,所述指纹模组可以包括感光芯片和光线调节机构。所述感光芯片上设有多个感光区,所述感光区设置有多个感光单元,所述感光单元用于接收从感光侧入射的带有指纹信息的光信号。所述光线调节机构可以包括至少一个光源,所述光线调节机构用于照亮所述感光侧并调节所述感光侧的亮度,以调节所述感光单元接收到的所述光信号的光强,使得所述多个感光单元接收到的光强均匀。这样,就可以便于所述感光芯片形成亮度均匀的指纹图像,提高所述指纹模组在进行指纹识别时的准确性。
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任一实施例所述的指纹模组;其中,所述指纹模组设置在显示屏的下方。
本申请实施例所述的电子设备可以为智能手机、电脑、多媒体播放器、电子阅读器、可穿戴式设备等。
本申请实施例中,所述电子设备的结构和上述各实施例中的指纹模组相同,其有益效果也类似,在此不做赘述。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (22)
1.一种指纹模组,其特征在于,所述指纹模组包括:
感光芯片,所述感光芯片设有感光区,所述感光区设置有多个感光单元,所述感光单元用于接收从感光侧入射的带有指纹信息的光信号;以及
光线调节机构,所述光线调节机构包括至少一个光源,所述光线调节机构用于照亮所述感光侧并调节所述感光侧的亮度,以调节所述感光单元接收到的所述光信号的光强,使得所述多个感光单元接收到的光强均匀。
2.根据权利要求1所述的指纹模组,其特征在于,所述光线调节机构设于所述感光芯片的周边外侧,或者,所述光线调节机构的至少部分设置于所述感光芯片的上方。
3.根据权利要求1所述的指纹模组,其特征在于,所述光源的数量为至少两个,所述至少两个光源环绕所述感光芯片设置。
4.根据权利要求3所述的指纹模组,其特征在于,所述至少两个光源绕所述感光芯片的周向均匀间隔设置。
5.根据权利要求1至4任一项所述的指纹模组,其特征在于,所述光源发射至所述感光侧的光线的发射角度在预设发射角度范围内;其中,在所述预设发射角度范围内,所述光源发射至所述感光侧的光线的光强波动值小于第一预设范围。
6.根据权利要求5所述的指纹模组,其特征在于,所述预设发射角度范围为20—80度。
7.根据权利要求6所述的指纹模组,其特征在于,所述光源的数量为一个或者至少两个。
8.根据权利要求1至4任一项所述的指纹模组,其特征在于,所述光线调节机构还包括膜层,所述膜层设置于所述感光芯片的上方,所述膜层用于调节从所述感光侧入射至所述感光单元的所述光信号的光强,以使得至少两个所述感光单元接收到的所述光信号的光强均匀。
9.根据权利要求8所述的指纹模组,其特征在于,所述膜层上设置有多个微孔,一个所述感光单元对应一个或者多个所述微孔,所述感光单元对应的所述微孔的孔径与所述感光单元接收到的所述光信号的光强相关。
10.根据权利要求8所述的指纹模组,其特征在于,所述膜层上设置有多个微孔,一个所述感光单元对应多个所述微孔,所述感光单元对应的所述微孔的密度与所述感光单元接收到的所述光信号的光强相关。
11.根据权利要求10所述的指纹模组,其特征在于,所述感光单元包括第一感光单元和第二感光单元,在未设置所述膜层的情况下,所述第一感光单元接收到的所述光信号光强大于所述第二感光单元接收到的所述光信号的光强;
所述微孔为透光孔,所述第一感光单元对应的所述微孔的密度小于所述第二感光单元对应的所述微孔的密度。
12.根据权利要求10所述的指纹模组,其特征在于,所述感光单元包括第一感光单元和第二感光单元,在未设置所述膜层的情况下,所述第一感光单元接收到的所述光信号光强大于所述第二感光单元接收到的所述光信号的光强;
所述微孔为遮光孔,所述第一感光单元对应的所述微孔的密度大于所述第二感光单元对应的所述微孔的密度。
13.根据权利要求1至4任一项所述的指纹模组,其特征在于,所述光源包括基板以及与所述基板电连接的多个微型光源,所述多个微型光源间隔分布在所述基板上。
14.根据权利要求13所述的指纹模组,其特征在于,所述多个微型光源呈环形分布或者呈矩形分布。
15.根据权利要求13所述的指纹模组,其特征在于,所述微型光源包括次毫米发光二极管和微米发光二极管中的至少一种。
16.根据权利要求13所述的指纹模组,其特征在于,所述光源还包括扩散板、第一棱镜和第二棱镜,所述扩散板、所述第一棱镜和所述第二棱镜依次设置于所述微型光源的上方。
17.根据权利要求1至4任一项所述的指纹模组,其特征在于,所述光线调节机构还包括反射件,所述反射件设置于所述光源的一侧,所述反射件用于将所述光源投射至所述反射件上的光信号反射至所述感光芯片上方的手指上,并通过所述手指反射至所述感光侧。
18.根据权利要求17所述的指纹模组,其特征在于,所述光源设置在所述感光芯片的周边外侧,所述反射件设置在所述光源远离所述感光芯片的一侧。
19.根据权利要求18所述的指纹模组,其特征在于,所述反射件为圆弧状结构,所述反射件至少部分包绕所述光源远离所述感光芯片的一侧。
20.根据权利要求17所述的指纹模组,其特征在于,所述反射件的材质为铝,或者,所述反射件靠近所述光源的一侧设置有含铝镀层。
21.根据权利要求1至4任一项所述的指纹模组,其特征在于,所述指纹模组还包括遮光套筒,所述遮光套筒设置在所述感光芯片的上方且包绕在所述感光区外。
22.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:显示屏以及权利要求1至21任一项所述的指纹模组,所述指纹模组设置于所述显示屏下方。
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