终端设备

摘要

本发明公开一种终端设备，包括：外壳，外壳设有采光孔和电路板；摄像头，摄像头设置在外壳中，且与电路板电连接；显示屏，显示屏固定在外壳正面；发光源，发光源设置显示屏背面，发光源发射向手指的光线，且光线经手指反射至外壳中，显示屏背面朝向外壳背面；导光件，导光件设置在摄像头和发光源之间，将外界光和光线导至摄像头中，摄像头生成与外界光或光线对应的电信号，其中外界光经采光孔进入外壳。通过本发明方案，省去现有技术中光学式指纹模组的CMOS等部件，为终端设备的厚度变薄和增大电池体积提供了有利条件。

权利要求

1.一种终端设备，其特征在于，包括：

外壳(1)，所述外壳(1)设有采光孔和电路板；

摄像头(4)，所述摄像头(4)设置在所述外壳(1)中，且与所述电路板电连接；

显示屏(11)，所述显示屏(11)固定在所述外壳(1)正面；

发光源(5)，所述发光源(5)设置所述显示屏(11)背面，所述发光源(5)发射向手指(7)的光线(3)，且所述光线(3)经手指(7)反射至所述外壳(1)中，所述显示屏(11)背面朝向所述外壳(1)背面；

导光件(6)，所述导光件(6)设置在所述摄像头(4)和所述发光源(5)之间，将外界光(2)和所述光线(3)导至所述摄像头(4)中，所述摄像头(4)生成与所述外界光(2)或所述光线(3)对应的电信号，其中所述外界光(2)经所述采光孔进入所述外壳(1)。

2.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述导光件(6)包括光传导件(61)、位于所述光传导件(61)和所述发光源(5)之间的第一反射件(62)以及位于所述光传导件(61)和所述摄像头(4)之间的第二反射件(63)，所述第一反射件(62)将来自手指(7)的所述光线(3)导向所述光传导件(61)，所述光传导件(61)将来自所述第一反射件(62)的所述光线(3)导向所述第二反射件(63)；所述第二反射件(63)将所述外界光(2)和来自所述光传导件(61)的所述光线(3)导向所述摄像头(4)。

3.根据权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述光传导件(61)沿所述外壳(1)背面延伸，所述光传导件(61)的中心线与所述摄像头(4)的中心线平行且错位，所述导光件(6)还包括位于所述光传导件(61)和所述第二反射件(63)之间的第三反射件(64)，所述第三反射件(64)将来自所述光传导件(61)的所述光线(3)导向所述第二反射件(63)；或者所述光传导件(61)沿所述外壳(1)背面延伸，所述光传导件(61)的中心线与所述摄像头(4)的中心线平行且共轴；或者所述光传导件(61)沿所述外壳(1)背面延伸，所述光传导件(61)的中心线与所述摄像头(4)的中心线垂直。

4.根据权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述第二反射件(63)通过转轴(67)转动式设置在所述外壳(1)中，包括能够转动至反射光线(3)或反射所述外界光(2)的反射面；

或者

所述第二反射件(63)固定在所述外壳(1)中，所述第二反射面为电致变色反射件，所述导光件(6)还包括位于所述第二反射件(63)和所述光传导件(61)之间的第四反射件(65)，所述第四反射件(65)将所述光线(3)反射至所述摄像头(4)。

5.根据权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括固定在所述显示屏(11)背面的支架(9)，所述支架(9)设有穿设所述光线(3)的通孔(91)；

所述导光件(6)还包括设置在所述发光源(5)和所述第一反射件(62)之间且设置于所述通孔(91)中的凸透镜(66)，所述光线(3)依次经过所述凸透镜(66)和所述第一反射件(62)。

6.根据权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述凸透镜(66)的出光面贴设于所述第一反射件(62)的入光面。

7.根据权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述凸透镜(66)的出光面设有红外线膜。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的终端设备，其特征在于，所述光传导件(61)为光纤或导光管。

9.根据权利要求2-7中任一项所述的终端设备，其特征在于，第二反射件(63)为三棱镜或平面镜片。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的终端设备，其特征在于，所述摄像头(4)为前置摄像头或者为后置摄像头。

说明书

终端设备

技术领域

[0001] 本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种终端设备。

背景技术

[0002] 随着智能手机的不断发展，逐渐将指纹模组应用于智能手机，实现指纹解锁或指纹解密等。目前，在智能手机中使用的指纹模组之一为光学式指纹模组，如图1所示，光学式指纹模组包括CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)1’和发光源5’等部件，使得光学指纹模组本身占有一定的体积，尤其是在Z向(智能手机的厚度方向)占用较多空间，对智能手机的厚度和电池容量均带来了不利的影响。

发明内容

[0003] 本发明公开一种终端设备，以解决目前的终端设备其光学式指纹模组体积较大的问题。

[0004] 为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

[0005] 提供一种终端设备，包括：

[0006] 外壳，所述外壳设有采光孔和电路板；

[0007] 摄像头，所述摄像头设置在所述外壳中，且与所述电路板电连接；

[0008] 显示屏，所述显示屏固定在所述外壳正面；

[0009] 发光源，所述发光源设置所述显示屏背面，所述发光源发射向手指的光线，且所述光线经手指反射至所述外壳中，所述显示屏背面朝向所述外壳背面；

[0010] 导光件，所述导光件设置在所述摄像头和所述发光源之间，将外界光和所述光线导至所述摄像头中，所述摄像头生成与所述外界光或所述光线对应的电信号，其中所述外界光经所述采光孔进入所述外壳。

[0011] 本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

[0012] 本发明方案中，发光源发出的光线进入摄像头中，由摄像头采集指纹信息，省去现有技术中光学式指纹模组的CMOS等部件，为终端设备的厚度变薄和增大电池体积提供了有利条件。

附图说明

[0013] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0014] 图1为现有技术公开的光学式指纹模组的结构示意图；

[0015] 图2为本发明实施例公开的终端设备的内部正面结构示意图；

[0016] 图3为本发明实施例一公开的导光件的第一种结构示意图；

[0017] 图4为本发明实施例一公开的第二反射件和第三反射件的第一种结构示意图；

[0018] 图5为本发明实施例一公开的导光件的第二种结构示意图；

[0019] 图6为本发明实施例一公开的第二反射件和第三反射件的第二种结构示意图；

[0020] 图7为本发明实施例二公开的导光件的结构示意图；

[0021] 图8为本发明实施例二公开的终端设备的结构示意图。

[0022] 附图标记说明：

[0023] CMOS-1’；发光源-5’；

[0024] 外壳-1；外界光-2；光线-3；摄像头-4；发光源-5；导光件-6；手指-7；被拍物体-8；支架-9；显示屏-11；盖板-12；VCM-41；镜片-42；CMOS-43；光传导件-61；第一反射件-62；第二反射件-63；第三反射件-64；第四反射件-65；凸透镜-66；转轴-67；通孔-91。

具体实施方式

[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0026] 以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

[0027] 本发明提供一种终端设备，终端设备可以为手机、平板电脑等。如图2、图3所示，该终端设备包括外壳1和分别设置在外壳1中的摄像头4、发光源5、导光件6、电路板、显示屏11。外壳1上设有采光孔，由采光孔获取与外界被拍物体8对应的外界光2。显示屏11固定在外壳1的正面。发光源5固定在显示屏11的背面(显示屏11背面朝向外壳1背面)，发光源5能够发出射向手指7的光线3，然后光线3又在手指7的反射下射向外壳1内。导光件6将设置在摄像头4和发光源5之间，将外界光2和光线3导至摄像头4中。摄像头4接收到外界光2或光线
3后生成与外界光2或光线3对应的电信号，并且摄像头4与电路板电连接，摄像头4将生成的电信号发送至电路板，实现拍照或指纹应用(如指纹录入、指纹解锁或指纹解密等)等功能。

[0028] 在该终端设备中，摄像头4不仅将外界光2转成电信号，同时还将与指纹对应的光线3转成电信号，省去现有技术中光学式指纹模组的CMOS1’等部件，为终端设备的厚度变薄和增大电池体积提供了有利条件。

[0029] 为实现上述目的，终端设备的各部件可以以多种方式设置，以下以具体的实施例为例，详细介绍各部件的构造。

[0030] 在第一个实施例中，如图2、图3、图5所示，摄像头4为后置摄像头4，采光孔设置在外壳1的背面，发光源5设置在外壳1的正面。

[0031] 采光孔与摄像头4位于终端设备的同一端，具体可以为终端设备的上端，采光孔靠近摄像头4。摄像头4可以为变焦摄像头4，包括VCM41(Voice Coil Motor，音圈电机)、镜片42和CMOS43等，CMOS43完成采图及对比或录入指纹特征信息。摄像头4朝向外壳1内部，即镜片42朝向终端设备的内侧壁。

[0032] 发光源5设置在终端设备的下端，离摄像头4较远。外壳1正面设有显示屏11和盖板12，发光源5夹设在显示屏11和盖板12之间。手指7触摸或按压发光源5后，发光源5朝向手指
7发出光线3，光线3照射手指7的谷和脊位置，并在手指7反射下透过盖板12和显示屏11，到达导光件6。

[0033] 导光件6包括光传导件61、第一反射件62和第二反射件63。第一反射件62设置在光传导件61和发光源5之间，第二反射件63设置在发光源5和摄像头4之间。手指7反射后的光线3依次经过第一反射件62、光传导件61和第二反射件63后射向摄像头4，外界光2经第二反射件63反射至摄像头4。

[0034] 设置有光传导件61，可以减少光线3的损失。光传导件61可以为光纤或导光管，此处优先选用光纤，光纤的通容量大、中继距离长、光损失小，应用于该终端设备的光纤可以为多根光纤构成的光纤束，光纤束的横截面直径大约在0.3mm左右，占用空间小，基本不与终端设备中的其他部件发生干涉。

[0035] 光传导件61沿外壳1的背面(或者说沿显示屏11)直线延伸，从靠近发光源5一端延伸至靠近摄像头4一端，结构简单，方便设置。进一步的，光传导件61较为靠近显示屏11，可以贴设在显示屏11的背面，也可以固定在终端设备的中框支架上。固定好光传导件61后，光传导件61的中心线与摄像头4的中心线错位。此时，导光件6还可以包括位于第二反射件63和光传导件61之间的第三反射件64，第三反射件64可以固定在光传导件61出口处，为一面构造成全反射面的三棱镜，全反射面45度反射光的传播方向。光线3从光传导件61射出后，经第三反射件64反射至第二反射件63，以方便设置第二反射件63。

[0036] 第二反射件63可以以多种方式设置。在第一例子中，如图3、图4所示，第二反射件63为三棱镜，三棱镜的其中一个面为全反射面，全反射面45度反射光的传播方向。在三棱镜的其中一个拐角位置设有转轴67，三棱镜通过转轴67可转动式设置在外壳1中且大致位于采光孔中心线与摄像头4中心线的交差部位。三棱镜转动至其中一个角度时，全反射面将外界光2反射至摄像头4，三棱镜转动至另外一个角度时(图3、图4中虚线所在的位置时)，全反射面将光线3反射至摄像头4。

[0037] 转轴67可以由拨杆或驱动电机驱动。当转轴67由拨杆驱动时，拨杆延伸至外壳1的外部，由用户转动拨杆，使拨杆在外力驱动下拨动转轴67。当转轴67由驱动电机驱动时，驱动电机与电路板电连接。当电路板接收到拍照指令时，电路板控制驱动电机，使三棱镜转动至全反射面反射外界光2。当电路板接收到例如支付指令时，电路板控制驱动电机，使三棱镜转动至全反射面反射光线3。

[0038] 在第二个例子中，如图5、图6所示，第二反射件63为电致变色三棱镜，电致变色三棱镜大致固定在采光孔中心线与摄像头4中心线的交差部位，与电路板连通，由电路板控制电致变色三棱镜的颜色变化。电致变色三棱镜变为不透光颜色时，外界光2经电致变色三棱镜反射至摄像头4中。电致变色三棱镜变为透光颜色时，光线3穿过电致变色三棱镜反射至摄像头4中，此时电致变色三棱镜不改变光线3方向，导光件6还包括位于电致变色三棱镜和第三反射件64之间的第四反射件65，第四反射件65将来自第三反射件64的光线3反射至摄像头4中。第四反射件65可以为一面为全反射面的三棱镜。如此设置，可以省去转轴67和驱动件，进一步降低成本，并节约空间。

[0039] 在其他的例子中，与第一个例子的不同之处在于，导光件6包括第四反射件65。第二反射件63为平面镜片42，平面镜片42转动至与外界光2大致呈45度时，将外界光3反射至摄像头4中，平面镜片42转动至与光线3大致垂直时，光线3在第四反射件65反射下穿过平面镜片42至摄像头4中等。

[0040] 无论第二反射件63如何设置，第一反射件62均可以为三棱镜，三棱镜的其中一面为全反射面。第一反射件62可以固定在显示屏11或中框支架上。

[0041] 在本实施例中，导光件6还包括凸透镜66，凸透镜66设置在发光源5和第一反射件62之间。凸透镜55可以通过支架9固定在发光源5和第一反射件62之间，支架9固定在显示屏
11背面，可以为中框支架等，且支架9设有穿设光线的通孔91，凸透镜55设置在通孔91中。光线3被手指7反射后，先穿过通孔91进入凸透镜66，由凸透镜66聚光，然后再由第一反射件62反射至光传导件61。设有凸透镜66后，可以缩小光线3的视场范围，实现光传导件61直径的最小化。凸透镜66可以贴合在第一反射件62上，凸透镜66的出光面通过粘胶粘接在第一反射件62的入光面，结构简单，便于组装。另外，凸透镜66的出光面可以设置红外线(infrared ray，IR)膜，实现滤光。

[0042] 在本实施例中，可以有效降低指纹应用的成本，增大电池体积；可以利用摄像头4的高像素、大感光面积等特点，大幅提升指纹应用时的成功率；而且畸变小，进光量大，曝光时间短，解锁速度快。

[0043] 在第二个实施例中，如图7、图8所示，摄像头4为前置摄像头4，采光孔设置在外壳1的正面，发光源5设置在外壳1的正面。

[0044] 采光孔与摄像头4均设置在终端设备的上端，采光孔靠近摄像头4。发光源5设置在终端设备的下端，离摄像头4较远。摄像头4朝向外壳1内部。

[0045] 导光件6包括光传导件61、第一反射件62和第二反射件63。第一反射件62设置在光传导件61和发光源5之间，第二反射件63设置在发光源5和摄像头4之间。手指7反射后的光线3依次经过第一反射件62、光传导件61和第二反射件63射向摄像头4，外界光2经第二反射件63反射至摄像头4。

[0046] 光传导件61固定在显示屏11的背面或中框支架上，沿显示屏11直线延伸，从靠近发光源5一端延伸至靠近摄像头4一端。固定好光传导件61后，光传导件61的中心线与摄像头4的中心线共线。

[0047] 第二反射件63可以为平面镜片42，，在平面镜片42的一端设有转轴67，平面镜片42通过转轴67可转动式设置在外壳1中且位于采光孔中心线与摄像头4中心线的交点部位。当平面镜片42转动至与外界光2呈45度夹角时，将外界光2反射至摄像头4。当平面镜片42转动至与光线3大致垂直时，平面镜片42将光线3反射至摄像头4。在本实施例中，转轴67也可以由拨杆或驱动电机驱动。当然，第二反射件63也可以为三棱镜。

[0048] 第一反射件62可以为固定在外壳1中的三棱镜，三棱镜的其中一面为全反射面。

[0049] 导光件6还可以包括凸透镜66，凸透镜66设置在发光源5和第一反射件62之间，且通过支架9固定。光线3被手指7反射后，先经过凸透镜66聚光，然后再由第一反射件62反射至光传导件61。另外，凸透镜66的出光面可以设置IR(infrared ray，红外线)膜，实现滤光。

[0050] 在本实施例中，可以有效降低指纹应用的成本，增大电池体积；可以利用摄像头4的高像素、大感光面积等特点，大幅提升指纹应用时的成功率；而且畸变小，进光量大，曝光时间短，解锁速度快。

[0051] 在其他的实施例中，摄像头4为后置摄像头4且朝向外壳1的背面，采光孔设置在外壳1的背面，发光源5设置在外壳1的正面，此时导光件6中反射件的个数和形状可以根据需求改变等。或者，光传导件61呈转折状延伸等。

[0052] 以上所述仅为本发明的实施例而已，并不限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。