屏下生物特征识别装置和电子设备

摘要

提供了一种的屏下生物特征识别装置和电子设备，该屏下生物特征识别装置包括：镜头，设置在显示屏的下方，用于接收来自该显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号，该光信号用来检测该手指的生物特征信息；镜筒，该镜头固定在该镜筒内；传感芯片，该传感芯片设置在该镜筒的下方，该传感芯片用于基于穿过该镜头的光信号进行成像，其中，该传感芯片的感光面与该镜头的成像面之间的距离大于或者等于预设值。本申请实施例提供的屏下生物特征识别装置和电子设备，能够提升屏下生物特征识别的效率。

权利要求

1.一种屏下生物特征识别装置，其特征在于，适用于具有显示屏的电子设备，所述屏下生物特征识别装置包括：

镜头，用于设置在所述显示屏的下方，以接收来自所述显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号，所述光信号用来检测所述手指的指纹信息；

镜筒，用于收容固定所述镜头，所述镜筒通过所述电子设备的中框以非接触方式固定在所述显示屏的下方，并且与所述显示屏之间形成间隙，所述间隙使所述屏下生物特征识别装置和所述显示屏完全解耦，以避免拆卸所述屏下生物特征识别装置时损坏所述显示屏，并使得所述显示屏的上表面与所述镜头的光学中心之间的距离满足成像条件；其中，所述中框用于支撑所述显示屏，且为设置在所述显示屏和后盖之间用于承载所述电子设备的内部组件的框架；所述镜筒具有一个筒口，所述镜筒的下表面在所述镜筒的筒口处向下延伸形成第一固定结构，所述镜筒的下表面在所述镜筒的边缘处向下延伸形成第二固定结构，所述镜筒的第一固定结构和第二固定结构为一体化设计；其中，所述镜筒在所述筒口处向内延伸形成凸起结构，所述凸起结构用于阻止所述镜头向上移动，并且所述第一固定结构的内侧表面在所述凸起结构的下方形成有台阶结构，所述镜头通过所述凸起结构和所述台阶结构固定在所述第一固定结构的内部；

传感芯片，所述传感芯片用于固定在柔性印制电路板的上表面并设置在所述镜筒的下方，所述镜筒的第二固定结构的下表面用于与所述柔性印制电路板的上表面进行固定连接以形成一个封闭空间，所述传感芯片收容在所述封闭空间，其中所述传感芯片的感光面与所述镜头的成像面之间的距离大于或者等于预设值，以使得所述传感芯片接收穿过所述镜头的光信号并基于所述光信号进行光学指纹成像。

2.根据权利要求1所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述预设值为10μm，使得所述传感芯片的感光面相对于所述镜头处于离焦状态。

3.根据权利要求2所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述传感芯片的感光面相对于所述镜头处于离焦状态是指所述经由人体手指反射形成的光信号在穿过所述镜头之后在所述传感芯片的感光面清晰成像，而所述显示屏内部结构的光信号在穿过所述镜头之后无法在所述传感芯片的感光面成像或者成像模糊。

4.根据权利要求2所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述传感芯片的感光面相对于所述镜头处于离焦状态是通过在所述镜头与所述传感芯片之间增加光学滤波片使得所述镜头的成像面位于所述传感芯片的感光面的上方来实现。

5.根据权利要求4所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述光学滤波片设置在所述镜筒内，且包括形成在一个或多个连续界面的光学过滤涂层，所述光学过滤涂层用于过滤波长从580nm至红外波段的光，以减少环境光对光学指纹成像的影响。

6.根据权利要求1所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述镜筒在所述第一固定结构与所述第二固定结构之间形成有空腔，所述空腔用于收容所述屏下生物特征识别装置内部的被动元件，所述被动元件包括一个或者多个电容器，所述一个或多个电容器与所述柔性印制电路板相连接。

7.根据权利要求1所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述中框在所述屏下生物特征识别装置的安装区域形成有开孔，所述开孔的尺寸小于所述屏下生物特征识别装置的尺寸，所述镜筒的上表面和所述中框的下表面位于所述开孔周围的区域进行固定连接，以使得所述屏下生物特征识别装置通过所述中框以非接触方式固定在所述显示屏的下方，并且与所述显示屏之间形成有间隙，所述间隙使得所述屏下生物特征识别装置和所述显示屏相互解耦。

8.根据权利要求7所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述间隙为空气间隙，所述空气间隙使得所述生物特征识别模组在所述显示屏受到按压或者终端设备出现跌落或碰撞时不会与所述显示屏的下表面发生接触。

9.根据权利要求7所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述中框的开孔的尺寸大于所述镜筒的顶部的尺寸，以使所述镜筒的顶部部分收容在所述中框的开孔内部，并且所述镜筒的尺寸小于所述开孔以使得所述镜筒与所述中框之间形成缓冲空间。

10.根据权利要求7所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述中框的上表面在所述开孔边缘通过倒角处理形成有斜角，所述斜角使得所述中框上表面的开孔宽度大于所述中框下表面的开孔宽度。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述镜筒的上表面通过螺钉固定方式、双面胶固定方式或者胶水固定方式与所述中框的下表面位于开孔的周围区域进行固定连接。

12.根据权利要求1所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述镜头为微距镜头，所述微距镜头的焦距范围为0.4mm‑1.8mm，并且，所述镜头包括由至少一片非球面注塑镜片组成的透镜。

13.根据权利要求1所述的屏下生物特征识别装置，其特征在于，所述镜筒通过在所述柔性印制电路板上点固定胶的方式实现所述第二固定结构的下表面与所述柔性印制电路板的上表面之间的密封粘结；所述传感芯片通过固晶胶固定在所述柔性印制电路板的上表面，且所述传感芯片通过绑定线电连接所述柔性印制电路板。

14.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏以及如权利要求1至13中任一项所述的屏下生物特征识别装置，其中，所述屏下生物特征识别装置的生物特征采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之中。

说明书

屏下生物特征识别装置和电子设备

[0001] 本申请是申请日为2018年8月2日、申请号为201880001184.X、名称为“屏下生物特征识别装置和电子设备”的发明申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明实施例涉及生物特征识别领域，并且更具体地，涉及一种屏下生物特征识别装置和电子设备。

背景技术

[0003] 随着电子设备行业的快速发展，尤其是移动通信设备(例如，手机)的高速发展，生物识别技术越来越受到人们重视，更加便捷的屏下生物特征识别技术，例如屏下指纹识别
技术的实用化已成为大众所需。

[0004] 目前，屏下光学指纹识别技术主要包括基于周期性微孔阵列的屏下光学指纹识别技术和基于一体式的微透镜屏下光学指纹识别技术。前一种光学指纹识别技术容易受到莫
尔条纹的影响，并且需要将光学指纹识别模组贴在OLED屏下，工序复杂。后一种屏下光学指
纹识别技术的指纹识别模组是一体式的，其在量产过程中对于整个光学指纹识别模组的精
度要求非常高，一般的加工工艺满基本足不了实际需求。由于上述各种问题的存在，影响了
屏下生物特征识别的效率。

[0005] 因此，如何提升屏下生物特征识别的效率，成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

[0006] 提供了一种的屏下生物特征识别装置和电子设备，能够提升屏下生物特征识别的效率。

[0007] 第一方面，提供了一种屏下生物特征识别装置，包括：

[0008] 镜头，设置在显示屏的下方，用于接收来自所述显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号，所述光信号用来检测所述手指的生物特征信息；

[0009] 镜筒，所述镜头固定在所述镜筒内；

[0010] 传感芯片，所述传感芯片设置在所述镜筒的下方，所述传感芯片用于基于穿过所述镜头的光信号进行成像，其中，所述传感芯片的感光面与所述镜头的成像面之间的距离
大于或者等于预设值。

[0011] 在一些可能的实现方式中，所述镜头的成像面位于所述传感芯片的感光面的上方或者下方。

[0012] 在一些可能的实现方式中，所述预设值为10μm。

[0013] 在一些可能的实现方式中，所述镜头包括由至少一片非球面注塑镜片组成的透镜。

[0014] 在一些可能的实现方式中，所述镜头为微距镜头。

[0015] 在一些可能的实现方式中，所述微距镜头的焦距范围为0.4～1.8mm。

[0016] 在一些可能的实现方式中，所述镜筒的下表面在所述镜筒的筒口处向下延伸形成第一固定结构，所述镜筒的下表面在所述镜筒的边缘处向下延伸形成第二固定结构，所述
镜筒在所述第一固定结构与所述第二固定结构之间形成空腔，所述镜头固定在所述第一固
定结构内。

[0017] 在一些可能的实现方式中，所述第一固定结构的上表面在所述镜筒的筒口处向内延伸形成第一凸起结构，所述第一凸起结构用于固定所述镜头。

[0018] 在一些可能的实现方式中，所述第一固定结构的上表面在筒口处通过倒角处理形成有斜角，使得所述第一固定结构在上表面处的内径大于所述第一固定结构在所述第一凸
起结构处的内径。

[0019] 在一些可能的实现方式中，所述第一固定结构的内侧表面在所述第一凸起结构的下方形成有第一台阶结构，所述镜头通过所述第一凸起结构和所述第一台阶结构固定在所
述第一固定结构内。

[0020] 在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：

[0021] 光学滤波片，位于所述镜筒和所述传感芯片之间，其中，所述光学滤波片固定在所述传感芯片的上表面，且通过与所述镜筒底部直接接触的方式至少覆盖所述第一固定结构
的下表面。

[0022] 在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：

[0023] 柔性印制电路板，所述传感芯片固定在所述柔性印制电路板的上表面，所述第二固定结构的下表面与所述柔性印制电路板的上表面在所述传感芯片的边缘区域固定连接。

[0024] 在一些可能的实现方式中，所述镜筒通过在所述柔性印制电路板上点固定胶的方式实现密封粘结。

[0025] 在一些可能的实现方式中，所述镜筒形成有排气孔，所述排气孔用于调整所述镜筒和所述柔性印制电路板形成的内部空间的气压强度。

[0026] 在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：

[0027] 固定架，所述镜筒通过所述固定架固定在所述显示屏的下方，并使得所述显示屏的上表面与所述镜头的光学中心之间的距离满足成像条件。

[0028] 在一些可能的实现方式中，所述固定架与所述镜筒通过以下安装方式中的至少一种进行的安装固定：螺钉安装固定方式、胶材贴合固定方式、焊接固定方式和耦合固定方
式。

[0029] 在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：

[0030] 镜座，所述镜座用于支撑所述镜筒。

[0031] 在一些可能的实现方式中，所述镜座与所述镜筒之间形成有点胶结构，所述镜座与所述镜筒之间通过在所述点胶结构内进行点胶的方式进行固定。

[0032] 在一些可能的实现方式中，所述点胶结构包括：所述镜座的上表面在靠近所述镜筒的外围区域向下延伸形成的第二台阶结构。

[0033] 在一些可能的实现方式中，所述镜座的下表面在靠近所述镜筒的外围区域向下延伸形成围绕固定所述镜筒的第三固定结构，且所述第三固定结构的底部处于悬空状态。

[0034] 在一些可能的实现方式中，所述镜座的下表面在所述镜座远离所述镜筒的边缘处向下延伸形成第四固定结构，其中，所述第四固定结构的下延高度大于所述第三固定结构
的下延高度。

[0035] 在一些可能的实现方式中，所述镜筒的上表面在筒口处向内延伸形成第二凸起结构，所述第二凸起结构用于固定所述镜头。

[0036] 在一些可能的实现方式中，所述镜筒的上表面在筒口处通过倒角处理形成有斜角，使得所述镜筒在上表面处的内径大于所述镜筒在所述第二凸起结构处的内径。

[0037] 在一些可能的实现方式中，所述镜筒的内侧表面在所述第二凸起结构的下方形成有第三台阶结构，所述镜头通过所述第二凸起结构和所述第三台阶结构固定在所述镜筒
内。

[0038] 在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：

[0039] 光学滤波片，位于所述镜筒和所述传感芯片之间，其中，所述光学滤波片固定在所述传感芯片的上表面，且通过与所述镜筒底部直接接触的方式至少覆盖所述镜筒的下表
面。

[0040] 在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：

[0041] 柔性印制电路板，所述传感芯片固定在所述柔性印制电路板的上表面，所述镜座的下表面与所述柔性印制电路板的上表面在所述传感芯片的边缘区域固定连接。

[0042] 在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：

[0043] 钢板，所述钢板固定在所述柔性印制电路板的下表面。

[0044] 在一些可能的实现方式中，所述镜座通过在所述柔性印制电路板上点固定胶的方式实现密封粘结。

[0045] 在一些可能的实现方式中，所述镜座形成有排气孔，所述排气孔用于调整所述镜座和所述柔性印制电路板形成的内部空间的气压强度。

[0046] 在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置还包括：

[0047] 固定架，所述镜座通过所述固定架固定在所述显示屏的下方，并使得所述显示屏的上表面与所述镜头光学中心之间的距离满足成像条件。

[0048] 在一些可能的实现方式中，所述固定架与所述镜座通过以下安装方式中的至少一种进行的安装固定：螺钉安装固定方式、胶材贴合固定方式、焊接固定方式和耦合固定方
式。

[0049] 在一些可能的实现方式中，所述传感芯片通过固晶胶固定在所述柔性印制电路板的上表面，且所述传感芯片通过绑定线电连接所述柔性印制电路板。

[0050] 在一些可能的实现方式中，所述固定胶具有以下特性中的至少一种：不透可见光，厚度为0.02mm～0.10mm，粘度＞20000mPas，固化收缩率＜3％。

[0051] 在一些可能的实现方式中，所述固定胶为环氧体系或丙烯酸体系的胶。

[0052] 在一些可能的实现方式中，所述光学滤波片为红外截止光学滤波片和/或蓝光截止光学滤光片。

[0053] 在一些可能的实现方式中，所述光学滤波片通过光学胶材固定在所述传感芯片上。

[0054] 在一些可能的实现方式中，所述屏下生物特征识别装置应用于电子设备，所述固定架为所述电子设备的中框，所述中框用于支撑所述显示屏。

[0055] 在一些可能的实现方式中，所述中框形成有开孔，所述镜筒至少部分容纳在所述开孔内，所述镜筒外侧和所述开孔的内侧之间存在间隙。

[0056] 在一些可能的实现方式中，所述中框的上表面在所述开孔边缘通过倒角处理形成有斜角，所述斜角使得所述中框上表面的开孔宽度大于所述中框下表面的开孔宽度。

[0057] 第二方面，提供了一种电子设备，包括：

[0058] 第一方面所述的屏下生物特征识别装置。

[0059] 在一些可能的实现方式中，所述电子设备还包括：

[0060] 显示屏，所述屏下生物特征识别装置设置在所述显示屏的下方，并使得所述显示屏的上表面与所述屏下生物特征识别装置中的镜头的光学中心之间的距离满足预定的成
像条件，其中，所述屏下生物特征识别装置的生物特征采集区域至少部分位于所述显示屏
的显示区域之中。

[0061] 在一些可能的实现方式中，所述电子设备还包括：中框，所述屏下生物特征识别装置通过所述中框装配至所述显示屏的下方，以使所述屏下生物特征识别装置与所述显示屏
之间存在间隙。

[0062] 在一些可能的实现方式中，所述电子设备还包括屏幕组件柔性线路板，所述屏幕组件柔性线路板位于所述显示屏和所述中框之间，且所述屏幕组件柔性线路板与所述中框
之间通过至少一面背胶的可压缩泡棉进行密封固定。

[0063] 在一些可能的实现方式中，若所述泡棉两面背胶，所述泡棉与所述屏幕组件柔性线路板粘结贴合的胶的粘性弱于所述泡棉与所述中框粘结贴合的胶的粘性。

[0064] 在一些可能的实现方式中，所述泡棉的压缩率＞50％。

[0065] 一方面，本申请实施例通过控制镜筒和/或光学滤波片的装配尺寸，使得传感芯片的感光面与镜头的成像面之间的距离大于或者等于预设值，即传感芯片的感光面可以处于
离焦状态，从而，实现期望的光学成像，进而降低了对加工工艺的要求，也解决了一体式模
组在生产组装过程中的批次性的良率问题和一体式模组的最佳焦距不能精确对准的问题，
从而提升屏下生物特征识别的效率。

[0066] 另一方面，避免了将光学指纹识别模组贴在显示屏的下表面，只需要将屏下生物特征识别装置设置在显示屏的下方即可，具体地，将镜头设置在显示屏的下方，有效简化了
屏下生物特征识别装置的安装工序，提升了屏下生物特征识别装置的安装过程中的批次性
的良率，降低了屏下生物特征识别装置的更换过程中的损坏率，进而有效降低了成本。

附图说明

[0067] 图1是本申请可以适用的移动终端的平面示意图。

[0068] 图2是图1所示的移动终端的部分剖面示意图。

[0069] 图3是本申请提供的一种屏下生物特征识别装置200的部分剖面结构示意图。

[0070] 图4是本申请实施例中镜头210的成像面位于传感芯片230的感光面上方的示意图。

[0071] 图5是本申请实施例中镜头210的成像面位于传感芯片230的感光面下方的示意图。

[0072] 图6是本申请提供的另一种屏下生物特征识别装置200的部分剖面结构示意图。

[0073] 图7是本申请实施例的一种屏下生物特征识别装置中的光学滤波片以及印制电路板的部分剖面结构示意图。

[0074] 图8是本申请实施例的另一种屏下生物特征识别装置中的光学滤波片以及印制电路板的部分剖面结构示意图。

[0075] 图9是本申请实施例的一种屏下生物特征识别装置中的固定架的示意性结构图。

[0076] 图10是本申请实施例的另一种屏下生物特征识别装置中的固定架的示意性结构图。

[0077] 图11是本申请实施例提供的通过中框370将所述屏下生物特征识别装置200固定于显示屏320下方的示意图。

[0078] 图12是本申请实施例的屏下生物特征识别装置200装配流程示意图。

具体实施方式

[0079] 下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。

[0080] 随着智能终端步入全面屏时代，电子设备正面生物特征采集区域受到全面屏的挤压，因此屏下(Under‑display或者Under‑screen)生物特征识别技术越来越受到关注。屏下
生物特征识别技术是指将屏下生物特征识别装置(比如指纹识别模组)安装在显示屏下方，
从而实现在显示屏的显示区域内部进行生物特征识别操作，不需要在电子设备正面除显示
区域外的区域设置生物特征采集区域。

[0081] 屏下生物特征识别技术可以包括屏下光学生物特征识别技术、屏下超声波生物特征识别技术或者其他类型的屏下生物特征识别技术。

[0082] 以屏下光学生物特征识别技术为例，屏下光学生物特征识别技术使用从设备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。所述返回的光携带与所述顶面接触
的物体(例如手指)的信息，通过捕获和检测所述返回的光实现位于显示屏幕下方的特定光
学传感器模块。所述特定光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于捕获和检测返
回的光的光学元件来实现期望的光学成像。

[0083] 应理解，本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备，更具体地，可以应用于具有显示屏的电子设备。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。

[0084] 还应理解，本申请实施例的技术方案除了可以进行指纹识别外，还可以进行其他生物特征识别，例如，活体识别等，本申请实施例对此也不限定。

[0085] 图1和图2示出了屏下生物特征识别装置可以适用的电子设备100的示意图，其中图1为屏下生物特征识别装置可以适用的电子设备100的正面示意图，图2是图1所示的电子
设备100沿A’‑A’的部分剖面结构示意图。

[0086] 如图1和图2所示，电子设备100可以包括显示屏120和屏下生物特征识别装置140，其中，所述显示屏120具有显示区域102，所述屏下生物特征识别装置140设置在所述显示屏
120的下方。

[0087] 显示屏120可以为自发光显示屏，其采用具有自发光显示单元的作为显示像素。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。

[0088] 显示屏120具体可以为触控显示屏，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，所述电子
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。

[0089] 屏下生物特征识别装置140可以为光学屏下生物特征识别装置，其可以包括具有光学感应阵列的光学生物特征传感器，比如光学指纹传感器；所述光学感应阵列包括多个
光学感应单元，且所述光学感应阵列的所在区域为所述屏下生物特征识别装置140的生物
特征采集区域，所述多个光学感应单元用于采集用户的指纹特征信息(比如指纹图像信
息)。

[0090] 所述屏下生物特征识别装置140可以至少设置在所述显示屏120下方的局部区域，从而使得所述屏下生物特征识别装置140的生物特征采集区域(或感应区域)至少部分位于
所述显示屏120的显示区域102内。

[0091] 如图1所示，所述屏下生物特征识别装置140具有生物特征采集区域130，且所述生物特征采集区域130位于所述显示屏120的显示区域102之中。由此，用户在需要对所述电子
设备进行解锁或者其他生物特征验证的时候，只需要将手指按压在位于所述显示屏120的
所述生物特征采集区域130，便可以实现生物特征的输入操作。由于生物特征采集检测可以
在所述显示屏120的显示区域102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，即所述显示屏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。

[0092] 在生物特征识别过程中，以显示屏120采用OLED显示屏为例，所述显示屏120具有呈阵列式排布的OLED显示单元，所述屏下生物特征识别装置140可以利用所述OLED显示屏
120位于所述生物特征采集区域130的OLED显示单元(即OLED光源)来作为生物特征检测识
别的激励光源。当然，应当理解，在其他替代实现方案中，所述屏下生物特征识别装置140也
可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行生物特征检测识别的光信号，在这种情况
下，所述屏下生物特征识别装置不仅可以适用于如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。并且，所述屏下生物特
征识别装置140的光学感应阵列具体可以为光探测器(Photo detector)阵列(或称为光电
探测器阵列)，其包括多个呈阵列式分布的光探测器或光电探测器，所述光探测器或光电探
测器可以作为如上所述的光学感应单元。

[0093] 当手指触摸、按压或者接近(为便于描述，本申请统称为按压)在所述生物特征采集区域130时，所述生物特征采集区域130的显示单元发出的光线在手指发生反射并形成反
射光，其中所述反射光可以携带有用户手指的指纹特征信息。比如，所述光线在用户手指表
面的指纹发生反射之后，由于手指指纹的纹脊和纹谷的反射光是不同的，因此反射光便携
带有用户的指纹信息。所述反射光返回所述显示屏120并被其下方的屏下生物特征识别装
置140的光探测器阵列所接收并且转换为相应的电信号，即生物特征检测信号。所述电子设
备100基于所述生物特征检测信号便可以获得用户的生物特征信息，并且可以进一步进行
生物特征匹配验证，从而完成当前用户的身份验证以便于确认其是否有权限对所述电子设
备100进行相应的操作。

[0094] 在其他替代实施例中，所述屏下生物特征识别装置140也可以设置在所述显示屏120下方的整个区域，从而将所述生物特征采集区域130扩展到整个所述显示屏120的整个
显示区域102，实现全屏生物特征识别。

[0095] 应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备100还可以包括保护盖板110，所述保护盖板110可以具体为透明盖板，比如玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏120的
上方并覆盖所述电子设备100的正面，且所述保护盖板110表面还可以设置有保护层。因此，
本申请实施例中，所谓的手指按压所述显示屏120可以实际上可以是指手指按压在所述显
示屏120上方的盖板110或者覆盖所述盖板110的保护层表面。

[0096] 在一种实现方式中，屏下生物特征识别装置140可以采用周期性微孔阵列将光线传输到感应阵列上，这需要将光学指纹识别模组贴在OLED屏下，工序复杂且成本过高。在另
一种实现方式中，屏下生物特征识别装置140可以采用一体式的微透镜将光线传输到感应
阵列上，所述一体式的微透镜是指将微透镜和感应阵列设计为一个整体进而形成一体式模
组，由于一体式模组在量产过程中对精度要求非常高，一般的加工工艺满基本足不了实际
需求。

[0097] 为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种改进的技术方案。具体地，提出了一种离焦状态的屏下生物特征识别装置140。更具体地，屏下生物特征识别装置140可以
包括镜头、镜筒和传感芯片，所述镜头设置在显示屏的下方，所述镜头用于接收来自所述显
示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号，所述光信号用来检测所述手指的生物特征信
息；所述镜头固定在所述镜筒内；所述传感芯片设置在所述镜筒的下方，所述传感芯片用于
基于穿过所述镜头的光信号进行成像，其中，所述传感芯片的感光面与所述镜头的成像面
之间的距离大于或者等于预设值。

[0098] 需要注意的是，所述传感芯片的感光面与所述镜头的成像面之间的距离大于或者等于预设值，也可以理解为所述传感芯片的感光面处于离焦状态。

[0099] 应理解，在本申请实施例中，镜头除了会接收自显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号，也会接收显示屏自身结构(例如，内部线路)反射形成的光信号，若传感芯片
的感光面与镜头的成像面位于同一平面，显示屏自身结构反射形成的光信号会影响手指的
生物特征信息采集，因此，在传感芯片的感光面与镜头的成像面之间的距离大于或者等于
预设值，即相对于镜头，传感芯片的感光面处于离焦状态，此时，显示屏自身结构反射形成
的光信号在到达传感芯片的感光面时对自显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号
造成影响大幅减小，在上述预设值为10μm时，其影响可以忽略不计。

[0100] 需要注意的是，在某些场景下，本申请实施例中的镜头需要被配置为比用于拍照的前置摄像头的组装工艺更精准、体积更小的用于调制光的元件或器件，以达到屏下光学
指纹精准对焦的要求。

[0101] 本申请实施例的技术方案相对前一种实现方式(采用周期性微孔阵列将光线传输到感应阵列上)，避免了将光学指纹识别模组贴在显示屏的下表面，只需要将屏下生物特征
识别装置140设置在显示屏的下方即可，例如，将所述镜头设置在所述显示屏的下方，有效
简化了屏下生物特征识别装置140的安装工序，提升了屏下生物特征识别装置140的安装过
程中的批次性的良率，降低了屏下生物特征识别装置140的更换过程中的损坏率，进而有效
降低了成本。

[0102] 而本申请实施例的技术方案相对后一种实现方式(采用一体式的微透镜将光线传输到感应阵列上)，通过设置所述传感芯片的感光面与所述镜头的成像面之间的距离大于
或者等于预设值来实现期望的光学成像，进而降低了对加工工艺的要求，有效解决了一体
式模组在量产过程中对精度要求过高的问题，进而也解决了一体式模组在生产组装过程中
的批次性的良率问题，解决了一体式模组的最佳焦距不能精确对准的问题，从而提升屏下
生物特征识别的效率。

[0103] 在本申请实施例的技术方案中所使用的显示屏可以是OLED屏幕、软屏或硬屏，以下以OLED屏幕为例进行详细的阐述。在OLED屏幕下方有一层遮光层、屏幕保护泡棉、光学
胶、屏幕组件柔性线路板等叠层，将各个叠层开孔，OLED屏会朝下方泄露光。当手指放于亮
屏的OLED上方，手指就会反射OLED屏发出的光，此反射光会穿透OLED屏直到OLED下方。需要
注意的是，指纹是一个漫反射体，其反射光在各方向都存在。在OLED屏下方放一个微孔透镜
可以收集指纹屏上方漏下来的光，这部分光包含指纹信号和OLED屏内部结构信号。通过红
外截止光学滤波片将漏光中的红外成分滤除，通过传感芯片接收滤除红色光的指纹图像。
通过调节调节镜头的成像距离在一个微小的离焦范围，使OLED屏内部结构的成像模糊，但
指纹成像不受影响。

[0104] 下面将结合图3至图11，对本申请实施例中的屏下生物特征识别装置200进行清楚地描述。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。

[0105] 图3至图6示出了屏下生物特征识别装置200的示意图，其中图3是一种屏下生物特征识别装置200的部分剖面结构示意图。图4是镜头210的成像面位于传感芯片230的感光面
上方的示意图。图5是镜头210的成像面位于传感芯片230的感光面下方的示意图。图6是另
一种屏下生物特征识别装置200的部分剖面结构示意图。

[0106] 如图3所示，屏下生物特征识别装置200可以包括：镜头210、镜筒220和传感芯片230。

[0107] 其中：所述镜头210设置在显示屏的下方，用于接收来自所述显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号，所述光信号用来检测所述手指的生物特征信息；所述镜头210固
定在所述镜筒220内；所述传感芯片230设置在所述镜筒220的下方，所述传感芯片230用于
基于穿过所述镜头210的光信号进行成像，所述传感芯片230的感光面与所述镜头210的成
像面之间的距离大于或者等于预设值；所述显示屏可以为图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，为了简洁，在此不再赘述。

[0108] 应理解，所述传感芯片230的感光面可以是其上表面。

[0109] 需要说明的是，不仅存在自显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号穿过所述镜头210，还会存在显示屏内部的结构光信号穿过调度镜头210，此时，显示屏内部的结构
光信号会影响手指的生物特征信息采集。

[0110] 应理解，所述显示屏发出的光在所述显示屏的上方被手指反射后，一部分反射光可以被镜头210接收。

[0111] 在本申请实施例中，所述传感芯片230的感光面与所述镜头210的成像面之间的距离大于或者等于预设值，可以理解为所述传感芯片230的感光面处于离焦状态。穿过所述镜
头210的两种光信号都是高频信号，但相比较而言，在所述传感芯片230的感光面处于离焦
状态时，自显示屏上方的经由人体手指反射形成的光信号穿过所述镜头210依然可以在所
述传感芯片230的感光面上清晰成像，而显示屏内部的结构光信号穿过所述镜头210无法在
所述传感芯片230的感光面上成像(或者，显示屏内部的结构光信号成像模糊)，也就无法对
手指的生物特征信息采集造成影响。

[0112] 可选地，在本申请一个实施例中，所述镜头210的成像条件可以为以下光学成像公式：

[0113] 1/u+1/v＝1/f。

[0114] 其中，u表示物距，v表示像距，f表示焦距。即物距的倒数加上像距的倒数等于焦距的倒数。在本申请实施例中，所述显示屏的上表面与镜头210光学中心之间的距离为物距，
所述镜头210光学中心与传感芯片230的感光面之间的距离为像距，所述镜头210的焦距为
一个固定值。

[0115] 换句话说，镜筒220固定在显示屏的下方时，需要使得显示屏的上表面、镜头210光学中心以及传感芯片230的感光面之间的距离满足上述光学成像公式。

[0116] 可选地，为了消除显示屏内部的结构光信号对指纹信号的成像产生的影响，在本申请实施例中，所述镜头210的成像面位于所述传感芯片230的感光面的上方或者下方。即
在上述镜头210的成像条件中，在物距保持不变的情况下，可以通过改变所述传感芯片230
的感光面与所述镜头210的成像面的相对位置来实现所述传感芯片230的感光面的离焦。

[0117] 需要说明的是，为了使所述传感芯片230可以清晰成像，在设计时，可以将所述传感芯片230的感光面设计的与所述镜头210的成像面重合，在模组装配时，为了克服显示屏
内部的结构光信号对手指的生物特征信息采集所造成的影响，需要将所述传感芯片230的
感光面装配在所述镜头210的成像面的上方或者下方。

[0118] 例如，如图4所示，在模组装配时，为了使所述镜头210的成像面B位于所述传感芯片230的感光面A的上方，可以适当的增加所述镜头210与所述传感芯片230之间的距离(镜
头210的光学中心O与传感芯片230的感光面A之间的距离)，例如，可以增加所述镜筒220的
高度(镜筒220中镜头210以下的高度)，和/或，在所述镜筒220与所述传感芯片230之间增加
光学滤波片，进而，实现所述镜头210的成像面B位于所述传感芯片230的感光面A的上方的
目的。

[0119] 又例如，如图5所示，在模组装配时，为了使所述镜头210的成像面B位于所述传感芯片230的感光面A的下方，可以适当的减小所述镜头210与所述传感芯片230之间的距离
(镜头210的光学中心O与传感芯片230的感光面A之间的距离)，例如，可以降低所述镜筒220
的高度(镜筒220中镜头210以下的高度)，或者，降低所述镜筒220的高度(镜筒220中镜头
210以下的高度)结合在所述镜筒220与所述传感芯片230之间增加光学滤波片，进而，实现
所述镜头210的成像面B位于所述传感芯片230的感光面A的下方的目的。

[0120] 应理解，上述镜头210的光学中心O为镜头210中的一个特殊点，凡是通过所述特殊点的光，其传播方向不变。镜头210的光学中心又称为镜头210的光心(Optical center)。

[0121] 优选地，所述预设值为10μm。此时，可以忽略显示屏内部的结构光信号对手指的生物特征信息采集所造成的影响。

[0122] 可选地，在本申请一个实施例中，所述镜头210可以包括由至少一片非球面注塑镜片组成的透镜，以减小指纹图像的成像畸变。

[0123] 需要注意的是，至少一片非球面注塑镜片组成的透镜的焦距可以比用于拍照用的前置摄像头的焦距小或所述镜头210为微距镜头，以达到屏下指纹识别的要求。例如，所述
微距镜头的焦距范围可以为0.4mm‑1.8mm。应注意，所述范围仅为满足成像条件的间隙的示
例范围，本申请实施例不限于此。例如，所述微距镜头的焦距也可以是2mm。

[0124] 为了实现上述模组装配目的，需要对镜筒220进行固定。

[0125] 可选地，在本申请一个实施例中，可以对镜筒220以及其固定组件进行一体化设计，即在模组装配之后，所述镜筒220具有固定的装配位置，此时，既能满足所述镜头210的
成像条件，又能克服显示屏内部的结构光信号对手指的生物特征信息采集所造成的影响。
具体地，如图3所示，所述镜筒220的下表面在所述镜筒220的筒口处向下延伸形成第一固定
结构221，所述镜筒220的下表面在所述镜筒220的边缘处向下延伸形成第二固定结构222，
所述镜筒220在所述第一固定结构221与所述第二固定结构222之间形成空腔，所述镜头210
固定在所述第一固定结构221内。

[0126] 应理解，一些诸如电容器、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)等被动元件可以设置于所述第一固定结构221与所述第二固定结构222之间形成的空腔内。

[0127] 可选地，在所述第一固定结构221与所述第二固定结构222之间也可以存在固定结构，本申请实施例不做具体限定。

[0128] 为了保证能够将镜头210稳定的固定在镜筒220内。可选地，在本申请一个实施例中，可以在所述第一固定结构221的上表面的筒口处设置用于阻止镜头210向上进行移动的
结构。如图3所示，所述第一固定结构221的上表面在所述镜筒220的筒口处向内延伸形成第
一凸起结构223，所述第一凸起结构223用于固定所述镜头210。可选地，在本申请的另一个
实施例中，为了阻止所述镜头210向下移动，所述镜筒220的内侧表面和所述镜头210之间可
以通过胶材贴合固定方式进行固定。

[0129] 需要说明的是，所述第一固定结构221的上表面可以被设计成特定结构，例如漏斗结构或者斜面结构，以使得来自显示屏的经由人体手指反射的光信号尽可能多的穿过所述
第一固定结构221，进而增加所述镜头210接收的信号量。例如，如图3所示，所述第一固定结
构221的上表面在筒口处通过倒角处理形成有斜角，使得所述第一固定结构221在上表面处
的内径大于所述第一固定结构221在所述第一凸起结构223处的内径。

[0130] 可选地，在本申请一个实施例中，所述镜筒220的内侧表面和所述镜头210之间可以设置额外的用于容纳胶水的空间，以增加所述镜筒220的内侧表面和所述镜头210之间贴
合的可靠度。例如，如图3所示，所述第一固定结构221的内侧表面在所述第一凸起结构223
的下方形成有第一台阶结构224，所述镜头210通过所述第一凸起结构223和所述第一台阶
结构224固定在所述第一固定结构221内。具体地，所述第一台阶结构224可以极大程度的增
加胶水的容纳空间。

[0131] 可选地，在本申请一个实施例中，可以在镜筒220的上表面设置泡棉，以到达密封防尘的目的。

[0132] 可选地，在本申请另一个实施例中，可以将镜筒220与其固定组件进行单独设计，即在模组装配之后，所述镜筒220具有固定的装配位置，此时，既能满足所述镜头210的成像
条件，又能克服显示屏内部的结构光信号对手指的生物特征信息采集所造成的影响。具体
地，如图6所示，可以通过镜座240支撑所述镜筒220，所述镜座240与所述镜筒220之间形成
有点胶结构，所述镜座240与所述镜筒220之间通过在所述点胶结构内进行点胶的方式进行
固定。例如，如图6所示，所述点胶结构可以包括所述镜座240的上表面在靠近所述镜筒220
的外围区域向下延伸形成的第二台阶结构241，所述第二台阶结构241可以为胶水提供一个
容纳空间，由此可以通过在所述第二台阶结构241提供的容纳空间内以点胶的方式固定连
接所述镜筒220和所述镜座240。

[0133] 应理解，所述第二台阶结构241可以包括一个或多个台阶，本申请实施例不做具体限定。

[0134] 还应理解，所述第二台阶结构241围绕所述镜筒220可以是连续的也可以是离散的。本申请实施例不做具体限定。

[0135] 可选地，在本申请一个实施例中，可以增强所述镜筒220与所述镜座240之间连接的可靠性。例如，如图6所示，所述镜座240的下表面在靠近所述镜筒220的外围区域向下延
伸形成围绕固定所述镜筒220的第三固定结构242。且为了防止所述第三固定结构242可能
对位于所述镜筒220下方诸如传感芯片230和光学滤波片240造成压迫，或者防止所述第三
固定结构242可能对位于所述镜筒220下方诸如传感芯片230和光学滤波片240的装配造成
影响，所述第三固定结构242的底部处于悬空状态。

[0136] 应理解，所述第三固定结构242可以是连续的围绕固定所述镜筒220，也可以是离散的围绕固定所述镜筒220，本申请实施例不做具体限定。

[0137] 可选地，在本申请一个实施例中，为了固定所述镜座240，所述镜座240的下表面在所述镜座240远离所述镜筒220的边缘处向下延伸形成第四固定结构243，其中，所述第四固
定结构243的下延高度大于所述第三固定结构243的下延高度。具体地，所述第四固定结构
243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。

[0138] 为了保证能够将镜头210稳定的固定在镜筒220内。可选地，在本申请一个实施例中，可以在镜筒220的上表面的筒口处设置用于阻止镜头210向上进行移动的结构。例如，如
图6所示，所述镜筒220的上表面在筒口处向内延伸形成第二凸起结构225，所述第二凸起结
构225用于固定所述镜头。可选地，在本申请的另一个实施例中，为了阻止镜头210向下移
动，镜筒220的内侧表面和镜头210之间可以通过胶材贴合固定方式进行固定。

[0139] 可选地，在本申请一个实施例中，所述第二凸起结构225的上表面可以被设计成特定结构，例如漏斗结构或者斜面结构，以使得来自显示屏的经由人体手指反射的光信号尽
可能多的穿过所述第二凸起结构225，进而增加镜头210接收的信号量。例如，图6所示，所述
镜筒220的上表面在筒口处通过倒角处理形成有斜角，使得所述镜筒220在上表面处的内径
大于所述镜筒220在所述第二凸起结构225处的内径。

[0140] 可选地，在本申请一个实施例中，所述镜筒220的内侧表面和所述镜头210之间可以设置额外的用于容纳胶水的空间，以增加所述镜筒220的内侧表面和所述镜头210之间贴
合的可靠度。例如，图6所示，所述镜筒220的内侧表面在所述第二凸起结构225的下方形成
有第三台阶结构226，所述镜头210通过所述第二凸起结构225和所述第三台阶结构226固定
在所述镜筒220内。具体地，所述第三台阶结构226可以极大程度的增加胶水的容纳空间。

[0141] 可选地，在本申请一个实施例中，可以在镜座240的上表面设置泡棉，以到达密封防尘的目的。

[0142] 应当理解的是，在具体实现上，所述镜头210、所述镜筒220以及所述镜座240还可以设计有其他结构。例如，所述镜头210还可以设计有镜头210的尺寸标记(a)，所述镜筒220
还可以设计有镜筒220的尺寸标记(A1)，所述镜筒220还可以设计有装配尺寸，在模组装配
过程中可以基于该装配尺寸进行镜筒220的装配。例如，不同的厂家可以使用不同的孔径和
孔深(即镜筒220的筒径和筒深)。如图3所示的镜筒220还可以设计有用于固定所述镜筒220
的孔，例如螺纹固定孔。如图6所示的镜座240还可以设计有用于固定所述镜座240的孔，例
如螺纹固定孔。

[0143] 图7和图8为本申请实施例的屏下生物特征识别装置200的示意图。其中图7是如图3所示的屏下生物特征识别装置200中还集成有光学滤波片250以及柔性印制电路板260的
部分剖面结构示意图，图8是如图6所示的屏下生物特征识别装置200中还集成有光学滤波
片250以及柔性印制电路板260的部分剖面结构示意图。

[0144] 本申请实施例中，穿过所述镜头210的光信号在到达传感芯片230之前，还可以通过光学滤波器对其进行滤波，以滤除不需要的光。

[0145] 可选地，在本申请一个实施例中，如图7和图8所示，屏下生物特征识别装置200还可以包括：光学滤波片250。所述光学滤波片250位于所述镜筒220和所述传感芯片230之间。

[0146] 需要说明的是，所述光学滤波片250固定在所述传感芯片230的上表面，例如，所述光学滤波片250可以通过光学胶材固定在所述传感芯片230上。

[0147] 可选地，如图7所示，所述光学滤波片250通过与所述镜筒220底部直接接触的方式至少覆盖所述第一固定结构221的下表面。

[0148] 可选地，如图8所示，所述光学滤波片250通过与所述镜筒220底部直接接触的方式至少覆盖所述镜筒220的下表面。

[0149] 应理解，所述光学滤波片250用来减少指纹感应中的不期望的背景光，以提高传感芯片230对接收到的光的光学感应。所述光学滤波片250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。又例如，蓝光或者部分蓝光。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。

[0150] 可选地，在本申请一个实施例中，所述光学滤光片250可以是红外截止光学滤波片和/或蓝光截止光学滤波片。

[0151] 可选地，在本申请一个实施例中，所述光学滤光片250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生物特征识别
装置200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，所述光学滤光片250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传感芯片230的光学路径上。

[0152] 本申请实施例仅以所述光学滤光片250在传感芯片230的上表面上为例，但本申请不限于此。例如，所述光学滤光片250可以贴合在包括显示器底面、镜头上/下表面、镜筒内
或所述传感芯片230的内部等。

[0153] 可选地，在本申请一个实施例中，屏下生物特征识别装置200还可以包括用于传输信号的电路板，如图7和图8所示，所述电路板可以是柔性印制电路板(Flexible Printed 
Circuit，FPC)260。

[0154] 可选地，所述传感芯片230可以通过固晶胶固定在所述柔性印制电路板260的上表面，所述传感芯片230通过绑定线261电连接所述柔性印制电路板260。所述传感芯片230也
可以通过焊盘焊接到所述柔性印制电路板260的上。具体地，所述传感芯片230可以通过所
述柔性印制电路板260实现与其他外围电路或者如图1或图2所示的电子设备100的其他元
件的电性互连和信号传输。比如，所述传感芯片230可以通过所述柔性印制电路板260接收
所述电子设备100的处理单元的控制信号，并且还可以通过所述柔性印制电路板260将所述
生物特征检测信号(例如指纹图像)输出给所述电子设备100的处理单元或者控制单元等。

[0155] 可选地，如图7所示，所述第二固定结构222的下表面与所述柔性印制电路板260的上表面在所述传感芯片230的边缘区域固定连接。

[0156] 可选地，如图8所示，所述第四固定结构243的下表面与所述柔性印制电路板260的上表面在所述传感芯片230的边缘区域固定连接。

[0157] 具体地，所述镜筒220的所述第二固定结构222的下表面或者所述镜座240的所述第四固定结构243可以通过在所述柔性印制电路板260上点固定胶的方式实现密封粘结。例
如，所述固定胶可以是属于环氧体系或者丙烯酸体系的胶，所述固定胶具有以下特性中的
至少一种：不透可见光，厚度为0.02mm～0.10mm，粘度＞20000mPas，固化收缩率＜3％。所述
固定胶的固化方式可以是85℃以内的低温固化，也可以是无影胶(Ultraviolet Rays，UV)
固化，还可以是UV固化结合85℃以内的低温固化。

[0158] 需要说明的是，UV固化原理是UV固化材料中的光引发剂(或光敏剂)在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子，引发单体聚合、交联化学反应，使粘合剂在数
秒钟内由液态转化为固态。

[0159] 如图7所示，由于镜筒220固定在所述柔性印制电路板260的上表面时，镜筒220和所述柔性印制电路板260之间会形成一个封闭的空间。如图8所示，由于镜座240固定在所述
柔性印制电路板260的上表面时，镜座240和所述柔性印制电路板260之间会形成一个封闭
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生物特征识别装置200的
稳定性。

[0160] 可选地，在本申请一个实施例中，可以在如图7所示的镜筒220上形成有排气孔，所述排气孔用于调整所述镜筒220和所述柔性印制电路板260形成的内部空间的气压强度。可
以在如图8所示的镜座240上形成有排气孔，所述排气孔用于调整所述镜座240和所述柔性
印制电路板260形成的内部空间的气压强度。

[0161] 可选地，在本申请一个实施例中，屏下生物特征识别装置200还包括钢板，钢板固定在所述柔性印制电路板260的下表面。

[0162] 可选地，在本申请一个实施例中，所述屏下生物特征识别装置还包括：固定架270。

[0163] 具体地，如图9所示，所述镜筒220通过所述固定架270固定在所述显示屏的下方，并使得所述显示屏的上表面与所述镜头210光学中心之间的距离满足成像条件。如图10所
示，所述镜座240通过所述固定架270固定在所述显示屏的下方，并使得所述显示屏的上表
面与所述镜头210光学中心之间的距离满足成像条件。

[0164] 可选地，所述固定架270与所述镜筒220之间，或者，所述固定架270与所述镜座240之间可以通过以下安装方式中的至少一种进行的安装固定：螺钉安装固定方式、胶材贴合
固定方式、焊接固定方式和耦合固定方式。

[0165] 本申请实施例中，所述屏下生物特征识别装置200可以通过固定连接在所述终端设备内部容易拆卸的器件上来实现安装在所述显示屏的下方。

[0166] 换句话说，上述容易拆卸的器件可以作为所述屏下生物特征识别装置200与显示屏之间的固定架270。所述屏下生物特征识别装置200可以通过其他辅助元件实现以非接触
方式固定设置在所述显示屏的下方。比如，所述屏下生物特征识别装置200可以固定到所述
固定架270，并通过所述固定架270固定设置在所述显示屏的下方。

[0167] 可选地，在本申请一个实施例中，当所述屏下生物特征识别装置200应用于终端设备(比如智能手机)时，所述固定架270为所述终端设备的中框，所述中框用于支撑所述显示
屏。所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏之间可以通过所述终端设备的中框或者
其他元部件固定在所述显示屏的下方。

[0168] 图11是通过中框370将所述屏下生物特征识别装置200固定于显示屏320下方的示意图。所述屏下生物特征识别装置200可以是如图3所示，也可以是如图6所示。以下以所述
屏下生物特征识别装置200为如图6所示的屏下生物特征识别装置200为例进行阐述。

[0169] 具体地，显示屏320可以为如图1和图2所示的OLED显示屏120，所述屏下生物特征识别装置200可以为如图1和图2所示的屏下生物特征识别装置140，其具体可以包括镜头
210、镜筒220、传感芯片230、镜座240、光学滤波片250、柔性印制电路板260等等。所述屏下
生物特征识别装置200可以用于采集指纹或者其他生物特征，且其生物特征采集区域至少
部分位于所示显示屏320的显示区域之内。所述显示屏320和所述屏下生物特征识别装置
200的具体结构、功能以及生物特征检测识别过程可以参照前面关于OLED显示屏120和屏下
生物特征识别装置140的描述，此处不再赘述。

[0170] 中框370为电子设备的设置于显示屏320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。

[0171] 中框370可以由金属或者合金材料制成，甚至可以由塑胶材料制成，这种情况下，所述中框370甚至可以和移动终端的边框一体成型，所述一体成型指内部中框和边框是一
个整体。比如，边框可以只是一个金属贴边，或者可以在中框上面镀一层类似金属的涂料。
进一步地，所述中框370还可以是复合中框，例如，包括内中框与外中框，其中，内中框用于
承载手机零部件(例如镜座240)，外中框在内中框外，外中框外沿装有手机按键，内中框与
外中框整合为一体。

[0172] 可选地，在本申请一个实施例中，所述屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320之间存在间隙。

[0173] 应当理解，所述屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320之间存在间隙旨在为了使得显示屏的上表面与镜头210光学中心之间的距离满足成像条件，本申请实施例对所
述间隙的大小和具体含义不做限定。

[0174] 例如，所述间隙可以是厂商在对所述生物识别装置200的安装过程中通过调试确定的，也可以是各个厂商规定好的。

[0175] 又例如，所述间隙可以是镜筒220的上表面与所述显示屏320的下表面之间的距离，也可以是支架230的上表面与显示屏320的下表面之间的距离。

[0176] 可选地，在本申请一个实施例中，所述屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320之间存在间隙的间隙宽度可以大于或等于第一距离，所述第一距离为所述终端设备处
于跌落或者碰撞等震荡状态时所述镜筒220与所述显示屏320不会发生触碰的最小距离。

[0177] 例如，所述间隙宽度的范围可以为：0.3mm‑1mm。应注意，所述范围仅为所述间隙的示例范围，本申请实施例不限于此。

[0178] 应当理解，虽然上述实施例中以所述中框370为固定架为例，但是，在其他实施例中，所述屏下生物特征识别装置200可以通过固定连接在所述终端设备内部容易拆卸的任
意器件上来实现安装在所述显示屏320的下方，并保证所述屏下生物特征识别装置200与所
述显示屏320之间存在间隙。只要所述屏下生物特征识别装置200能够以非接触方式固定设
置在所述显示屏320的下方便可。在其他实施例中，所述屏下生物特征识别装置200也可以
固定到所述移动终端的后盖、主板以及电池等易拆卸的器件上，进一步地固定设置在所述
显示屏320的下方。

[0179] 由于所述屏下生物特征识别装置200采用非接触方式设置在所述显示屏320的下方，且不和所述显示屏320的下表面接触，即，所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏
320完全解耦，避免了拆卸所述屏下生物特征识别装置200时损坏所述显示屏320。

[0180] 此外，由于所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏320的下表面不接触，二者之间保持一个固定的间隙，所述间隙可以是不填充任何辅助材料的空气间隙(air gap)，
其可保证在当显示屏320受到按压或者终端设备出现跌落或碰撞时均不会出现所述屏下生
物特征识别装置200接触到所述显示屏320的下表面，也不会影响所述屏下生物特征识别装
置200的生物特征识别稳定性和性能。

[0181] 综上所述，本申请实施例通过将所述屏下生物特征识别装置200与所述显示屏320的下表面进行分离设计，能够降低拆卸所述屏下生物特征识别装置200的难度，进而提高终
端设备的可维修性。进一步地，能够降低在所述屏下生物特征识别装置的生产过程中将所
述屏下生物特征识别装置200安装到所述显示屏320下方的复杂度，并提高所述屏下生物特
征识别装置生产成功率，进而降低的生产成本。此外，也不会影响所述屏下生物特征识别装
置200的生物特征识别稳定性和性能。

[0182] 需要说明的是，本申请实施例中，所述显示屏320和所述中框370之间的位置关系是相对固定的。

[0183] 可选地，在本申请一个实施例中，如图11所示，在所述显示屏320与所述中框370之间还包括屏幕组件柔性电路板360，所述显示屏320可以通过所述屏幕组件柔性电路板360
实现与其他外围电路或者如图1或图2所示的电子设备100的其他元件的电性互连和信号传
输。

[0184] 可选地，如图11所示，所述显示屏320与所述屏幕组件柔性电路板360之间设置有泡棉340，所述泡棉340通过光学胶330粘接所述显示屏320，所述泡棉340通过光学胶350粘
接所述屏幕组件柔性电路板360。换句话说，所述屏幕组件柔性电路板360通过所述光学胶
330、所述泡棉340和所述光学胶350固定在所述显示屏320的下方。

[0185] 需要说明的是，上述泡棉340除了用于与所述光学胶330和所述光学胶350配合粘接所述屏幕组件柔性电路板360与所述显示屏320之外，还具有密封防尘的效果。

[0186] 可选地，如图11所示，所述中框370与所述屏幕组件柔性电路板360之间通过泡棉380进行密封连接，所述泡棉380为至少一面背胶的可压缩泡棉。可选地，所述泡棉380的压
缩率＞50％。在所述泡棉380两面都背胶时，与所述屏幕组件柔性电路板360粘接贴合的胶
的黏性弱于与所述中框370粘接贴合的胶的黏性。

[0187] 需要说明的是，上述泡棉380除了用于粘接所述屏幕组件柔性电路板360与所述中框370之外，还具有密封防尘的效果。在通过双面胶固定方式或者光学胶固定方式进行固定
连接时，能够增加固定连接的稳定性。

[0188] 可选地，如图11所示，所述屏下生物特征识别装置200的镜座240上设置有定位柱245，所述中框370上设置有定位孔371，所述定位柱245与所述定位孔371可以形成精准定
位，同时，所述定位柱245与所述定位孔371之间通过双面胶390进行粘接，所述双面胶390为
具有一定厚度和尺寸保持力的双面胶。

[0189] 可选地，如图11所示，所述显示屏320与所述屏下生物特征识别装置200之间的各个叠层在所述屏下生物特征识别装置200的安装区域形成有开孔，所述屏下生物特征识别
装置200设置于所述开孔的下方，且其光学感应阵列通过所述开孔与所述显示屏320的下表
面正对设置。因此，当所述屏下生物特征识别装置200设置在所述中框370的下表面时，能够
保证所述屏下生物特征识别装置200可以透过所述开孔接收到上述反射光。

[0190] 应理解，本申请实施例对所述开孔的尺寸不做具体限定。例如，所述中框370的开孔的尺寸可以小于或者等于所述屏下生物特征识别装置200的尺寸。又例如，所述中框370
的开孔的尺寸也可以大于或等于镜筒220的尺寸。

[0191] 可选地，在本申请的一个实施例中，在所述中框370的开孔的尺寸大于镜筒220的尺寸，且所述中框370的开孔371的尺寸小于所述屏下生物特征识别装置200的尺寸。这种情
况下，镜筒220可以部分容纳在中框370的开孔内，且镜筒220和中框370之间可以形成有缓
冲空间，其可以保证在当所述中框370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220接触到中框370，也不会影响所述屏下生物特征识别装置200的生物特征识别稳
定性和性能。

[0192] 需要注意的是，所述显示屏320到所述中框370的距离构成所述屏下生物特征识别装置200的部分像距，在这一构成部分像距的距离范围内，所述显示屏320下的各个叠层结
构物料开孔均不得遮挡有效光路，同时各叠层间形成良好的密封，避免对镜头造成污染(主
要是指光信号污染)，从而，影响成像质量。

[0193] 可选地，在本申请的一个实施例中，如图11所示，当所述屏下生物特征识别装置200应用于终端设备时，在所述显示屏320的上表面还设置有盖板310。其中，所述盖板310可
以为透明保护盖板，比如玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其可以覆盖在所述显示屏320，并且所
述盖板310的下表面可以与所述显示屏320的上表面(即显示面)进行贴合。显示屏320与盖
板310之间可以通过粘胶层连接，也可以通过其他连接方式连接，本申请实施例对此不做限
定。

[0194] 本申请实施例中，屏下生物特征识别装置200采用光学方式进行生物特征识别时，比如光学指纹识别时，所述屏下生物特征识别装置200需要检测所述显示屏320发出的光信
号经过手指反射而形成的反射光。

[0195] 实际产品中，如果所述中框370的厚度较厚，可选地，在本申请的一个实施例中，也可以对所述中框370上的所述屏下生物特征识别装置200的安装区域进行减薄处理。

[0196] 通过以上分析可以发现，本申请实施例中，通过让屏下生物特征识别装置200和显示屏320分离设计，例如，屏下生物特征识别装置200可以固定在中框370或后盖结构件上，
解决目前屏下生物特征识别装置直接将屏下生物特征识别装置200贴合到显示屏320而导
致的拆卸难，易损坏显示屏320，工艺贴合难度高等问题。

[0197] 此外，本申请实施例中，所述屏下生物特征识别装置200和所述显示屏320的下表面之间形成一个间隙，所述间隙可保证在所述显示屏320受到按压或者当所述终端设备跌
落或碰撞等条件下，所述屏下生物特征识别装置200均不接触所述显示屏320下表面，避免
损坏所述显示屏320。

[0198] 在本申请实施例中，上述屏下生物特征识别装置200也可以称为生物特征识别模组。光电探测器阵列也可以称为光电传感器阵列，其可以镜头220传输过来的光。例如，光电
传感器阵列可以采用光电二极管的阵列，通过光电二极管将光信号转换为电信号，从而可
以根据电信号进行成像。

[0199] 图12是屏下生物特征识别装置200装配流程示意图。具体地，所述装配流程400包括：

[0200] 410，被动元件贴片。

[0201] 将电容器、MCU等被动元件固定在传感芯片230上，同时被动元件与传感芯片230电连接。

[0202] 420，传感芯片贴合。

[0203] 将传感芯片230通过固晶胶固定在柔性印制电路板260上。

[0204] 430，光学滤光片贴合。

[0205] 将光学滤光片250通过光学胶固定在传感芯片230上。

[0206] 440，传感芯片邦定。

[0207] 传感芯片230通过绑定线261电连接至柔性印制电路板260。

[0208] 450，镜头组件贴合。

[0209] 在如图3所述屏下生物特征识别装置200方案中，将镜头210安装在镜筒220内，以及将镜筒220的第二固定结构222通过固定胶固定在柔性印制电路板260上。

[0210] 在如图6所述屏下生物特征识别装置200方案中，将镜头210安装在镜筒220内，固定连接镜座240与镜筒220，以及将镜座240的第四固定结构243通过固定胶固定在柔性印制
电路板260上。

[0211] 具体地，所述固定胶可以是属于环氧体系或者丙烯酸体系的胶，所述固定胶具有以下特性中的至少一种：不透可见光，厚度为0.02mm～0.10mm，粘度＞20000mPas，固化收缩
率＜3％。所述固定胶的固化方式可以是85℃以内的低温固化，也可以是UV固化，还可以是
UV固化结合85℃以内的低温固化。

[0212] 460，功能测试。

[0213] 此时主要是进行所述屏下生物特征识别装置200的测试，例如，指纹检测测试。

[0214] 470，模组表面贴双面胶。

[0215] 上述模组为所述屏下生物特征识别装置200，在步骤450中测试合格时，在所述屏下生物特征识别装置200的镜筒(如图3所示方案)或者镜座(如图6所示方案)的上表面贴双
面胶。

[0216] 480，模组贴中框组件。

[0217] 通过双面胶将所述屏下生物特征识别装置200的镜筒(如图3所示方案)或者镜座(如图6所示方案)与中框370(固定件270)固定。

[0218] 490，功能测试。

[0219] 此时进行的是全面测试，即整机测试，在测试合适时，装配流程完成。

[0220] 本申请实施例中，还提供了一种生物特征识别组件，其可以包括屏下生物特征识别装置和模组支架；当所述生物特征识别组件应用到如上所述的屏下生物特征识别装置或
者终端设备时，可以直接安装到所述终端设备的中框或者固定架，而在当所述屏下生物特
征识别装置或者所述终端设备的屏下生物特征识别装置出现损坏时，可以对损坏的生物特
征识别组件进行更换，因此能够进一步降低更换屏下生物特征识别装置的维修和器件更换
的复杂度，避免对显示屏造成损坏。

[0221] 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生物特征识别装置，所述屏下生物特征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生物特征识别装置中的镜头的光学中心之间的距离满
足成像条件。

[0222] 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生物特征识别。所述显示屏可以为有机发光二极管显示屏，包括多个有机发光
二极管光源，其中所述屏下生物特征识别装置采用至少部分有机发光二极管光源作为生物
特征识别的激励光源。

[0223] 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。

[0224] 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。

[0225] 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，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可
互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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。

[0226] 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，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。另外，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，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

[0227] 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申请实施例方案
的目的。

[0228] 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，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的
单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

[0229] 所述集成的单元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，或者所述技术方案的全部或部分可以以软件产品的形
式体现出来，所述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(ROM，Read‑Only 
Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程
序代码的介质。

[0230] 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。