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指纹识别装置和 电子设备

阅读：155发布：2021-06-08

专利汇可以提供指纹识别装置和电子设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种指纹识别装置和电子设备，能够在接收倾斜光信号的同时，提高光信号量，从而提升指纹成像效果和指纹识别效果。该指纹识别装置适用于具有显示屏的电子设备以进行屏下光学指纹检测，该指纹识别装置包括：光学指纹传感器，用于以非平行于所述显示屏的方式设置于该显示屏下方；光学组件，设置于该光学指纹传感器上方，包括至少一个透镜，该光学组件用于将经由该显示屏上方手指反射或散射后返回的指纹光信号传输至该光学指纹传感器以进行指纹识别，其中，该指纹光信号为相对于该显示屏倾斜的光信号。，下面是指纹识别装置和电子设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种指纹识别装置，适用于具有显示屏的电子设备以进行屏下光学指纹检测，其特征在于，所述指纹识别装置包括：
光学指纹传感器，用于以非平行于所述显示屏的方式设置于所述显示屏下方；
光学组件，设置于所述光学指纹传感器上方，包括至少一个透镜，所述光学组件用于将经由所述显示屏上方手指反射或散射后返回的指纹光信号传输至所述光学指纹传感器以进行指纹识别，其中，所述指纹光信号为相对于所述显示屏倾斜的光信号。
2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述显示屏包括指纹检测区域，所述光学组件用于传输所述指纹检测区域上方手指反射或散射后返回的所述指纹光信号；
所述光学指纹传感器朝向所述指纹检测区域，设置于所述指纹检测区域的斜下方。
3.根据权利要求1或2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹传感器所在平面与所述显示屏所在平面的夹角为ω，其中，0°＜ω＜90°。
4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，0°＜ω＜30°。
5.根据权利要求3或4所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹光信号相对于所述光学指纹传感器的入射角为θ-ω，其中，θ-ω为所述指纹光信号与所述光学指纹传感器的垂直面的夹角，θ为所述指纹光信号与所述显示屏的垂直面的夹角，0°＜θ＜90°。
6.根据权利要求3或4所述的指纹识别装置，其特征在于，ω＝θ，其中，θ为所述指纹光信号与所述显示屏的垂直面的夹角，0°＜θ＜90°。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学组件包括：
至少一个光学透镜，用于接收所述指纹光信号以进行指纹成像，所述光学透镜为球面或非球面透镜。
8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学组件还包括：小孔光阑，所述小孔光阑形成于所述至少一个光学透镜的光路中。
9.根据权利要求7或8所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学透镜的焦平面与所述光学指纹传感器平行。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹光信号的方向与所述光学透镜的光轴平行。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述至少一个光学透镜通过固定组件固定在所述光学指纹传感器上，所述至少一个光学透镜与所述光学指纹传感器均非平行设置于所述显示屏下方。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学组件包括：
微透镜阵列和至少一阻光层；
所述至少一阻光层位于所述微透镜阵列下方，设置有多个通光小孔；
所述微透镜阵列用于接收所述指纹光信号，并将所述指纹光信号汇聚至所述多个通光小孔；
所述多个通光小孔用于传输所述指纹光信号至所述光学指纹传感器。
13.根据权利要求12所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹光信号垂直入射于所述微透镜阵列。
14.根据权利要求12或13所述的指纹识别装置，其特征在于，所述微透镜阵列和所述至少一阻光层通过半导体工艺集成设置在所述光学指纹传感器上方；
所述微透镜阵列、所述至少一阻光层以及所述光学指纹传感器均非平行设置于所述显示屏下方。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹传感器通过支撑结构非平行设置于所述显示屏下方；
所述支撑结构为注塑材料、可塑性材料或者金属材料。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述显示屏为有机发光二极管显示屏；
所述指纹光信号为所述有机发光二极管显示屏的部分显示单元发出的激励光在所述有机发光二极管显示屏上方的手指反射或散射而形成并返回的光信号。
17.根据权利要求1-15中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述显示屏为具有背光模组的液晶显示屏；
所述指纹光信号为外部光源发出的红外激励光照射到所述液晶显示屏上方的手指反射或散射后返回，并经过所述背光模组的棱镜膜的第一棱镜膜侧面和第二棱镜膜侧面中的一个棱镜膜侧面折射之后形成的光信号。
18.根据权利要求17所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学组件包括至少一个光学透镜以及小孔光阑，所述光学指纹传感器所在平面与所述显示屏所在平面的夹角为ω，其中，90°>ω>β/2+arctan(l/d)，l为所述光学指纹传感器的长度的1/2，d为所述小孔光阑至所述光学指纹传感器的距离，β为根据所述棱镜膜确定的阴影区域的发散角。
19.根据权利要求17或18所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学组件的位置使得经过所述棱镜膜中另一个棱镜膜侧面折射后的光信号偏离所述光学组件而无法传输到所述光学指纹传感器。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学指纹传感器的位置使得经过所述棱镜膜中另一个棱镜膜侧面折射后的光信号偏离所述光学指纹传感器。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
滤波层，设置于所述显示屏与所述光学指纹传感器之间的光路中，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。
22.一种电子设备，其特征在于，包括：
显示屏和根据权利要求1至21中任一项所述的指纹识别装置，其中所述指纹识别装置设置在所述显示屏下方以进行屏下光学指纹检测。
23.根据权利要求22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显示屏，其中所述指纹光信号为所述有机发光二极管显示屏的部分显示单元发出的激励光在所述有机发光二极管显示屏上方的手指反射或散射而形成并返回的光信号。
24.根据权利要求22所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏为液晶显示屏，所述电子设备还包括：
红外光源，用于为所述指纹识别装置的指纹检测提供红外激励光，所述红外激励光照射到所述液晶显示屏的至少部分显示区域，所述至少部分显示区域至少部分覆盖所述指纹识别装置的指纹检测区域。

说明书全文

指纹识别装置和电子设备

技术领域

[0001] 本申请涉及光学指纹技术领域，并且更具体地，涉及一种指纹识别装置和电子设备。

背景技术

[0002] 随着生物识别技术的发展，屏下指纹识别技术在手机等便携式终端的应用越来越广泛。

[0003] 在一些特定的场景下，屏下指纹识别装置可以接收倾斜方向的光信号以进行指纹识别从而满足特定的需求，例如，通过接收倾斜的光信号减小指纹识别装置中的光路距离，从而减小指纹识别装置的厚度；或者通过接收倾斜的光信号可以提升干手指的指纹检测效果等等。但指纹识别装置接收倾斜方向的光信号时，光信号量会衰减，使得指纹识别装置接收的光信号量不足，影响指纹成像效果并最终影响指纹识别效果。

[0004] 因此，指纹识别装置如何在接收倾斜光信号的同时，提高光信号量，从而提升指纹成像效果和指纹识别效果，是一项亟待解决的问题。发明内容

[0005] 本申请实施例提供了一种指纹识别装置和电子设备，能够在接收倾斜光信号的同时，提高光信号量，从而提升指纹成像效果和指纹识别效果。

[0006] 第一方面，提供了一种指纹识别装置，适用于具有显示屏的电子设备以进行屏下光学指纹检测，该指纹识别装置包括：

[0007] 光学指纹传感器，用于以非平行于所述显示屏的方式设置于该显示屏下方；

[0008] 光学组件，设置于该光学指纹传感器上方，包括至少一个透镜，该光学组件用于将经由该显示屏上方手指反射或散射后返回的指纹光信号传输至该光学指纹传感器以进行指纹识别，其中，该指纹光信号为相对于该显示屏倾斜的光信号。

[0009] 本申请中，当指纹识别装置接收相对于显示屏倾斜的指纹光信号时，通过将光学指纹传感器与显示屏所在平面呈一定夹角放置，即光学指纹传感器非水平放置，可以减小指纹光信号与光学指纹传感器垂直面的夹角，使得光学指纹传感器接收的光信号垂直入射或者接近垂直入射于光学指纹传感器，从而在指纹识别装置接收倾斜的指纹光信号的同时，也能增大光学指纹传感器接收的光信号的光强，提高指纹图像质量和指纹识别效果。

[0010] 在一种可能的实现方式中，该显示屏包括指纹检测区域，该光学组件用于传输该指纹检测区域上方手指反射或散射后返回的该指纹光信号；

[0011] 该光学指纹传感器朝向该指纹检测区域，设置于该指纹检测区域的斜下方。

[0012] 在一种可能的实现方式中，该光学指纹传感器所在平面与该显示屏所在平面的夹角为ω，其中，0°＜ω＜90°。

[0013] 在一种可能的实现方式中，0°＜ω＜30°。

[0014] 在一种可能的实现方式中，该指纹光信号相对于该光学指纹传感器的入射角为θ-ω，其中，θ-ω为该指纹光信号与该光学指纹传感器的垂直面的夹角，θ为该指纹光信号与该显示屏的垂直面的夹角。

[0015] 在一种可能的实现方式中，ω＝θ，其中，θ为该指纹光信号与该显示屏的垂直面的夹角。

[0016] 在一种可能的实现方式中，该光学组件包括：至少一个光学透镜，用于接收该指纹光信号以进行指纹成像，该光学透镜为球面或非球面透镜。

[0017] 在一种可能的实现方式中，该光学组件还包括：小孔光阑，该小孔光阑形成于该至少一个光学透镜的光路中。

[0018] 在一种可能的实现方式中，该光学透镜的焦平面与该光学指纹传感器平行。

[0019] 在一种可能的实现方式中，该指纹光信号的方向与该光学透镜的光轴平行。

[0020] 在一种可能的实现方式中，该至少一个光学透镜通过固定组件固定在该光学指纹传感器上，该至少一个光学透镜与该光学指纹传感器均非平行设置于该显示屏下方。

[0021] 在一种可能的实现方式中，该光学组件包括：微透镜阵列和至少一阻光层；

[0022] 该至少一阻光层位于该微透镜阵列下方，设置有多个通光小孔；

[0023] 该微透镜阵列用于接收该指纹光信号，并将该指纹光信号汇聚至该多个通光小孔；

[0024] 该多个通光小孔用于传输该指纹光信号至该光学指纹传感器。

[0025] 在一种可能的实现方式中，该指纹光信号垂直入射于该微透镜阵列。

[0026] 在一种可能的实现方式中，该微透镜阵列和该至少一阻光层通过半导体工艺集成设置在该光学指纹传感器上方；

[0027] 该微透镜阵列、该至少一阻光层以及该光学指纹传感器均非平行设置于该显示屏下方。

[0028] 在一种可能的实现方式中，该光学指纹传感器通过支撑结构非平行设置于该显示屏下方；

[0029] 该支撑结构为注塑材料、可塑性材料或者金属材料。

[0030] 在一种可能的实现方式中，该显示屏为有机发光二极管显示屏，其中该指纹光信号为该有机发光二极管显示屏的部分显示单元发出的激励光在该有机发光二极管显示屏上方的手指反射或散射而形成并返回的光信号。

[0031] 在一种可能的实现方式中，该显示屏为具有背光模组的液晶显示屏，该液晶显示屏包括背光模组；

[0032] 该指纹光信号为外部光源发出的红外激励光照射到该液晶显示屏上方手指反射或散射后返回，并经过该背光模组的棱镜膜的第一棱镜膜侧面和第二棱镜膜侧面中的一个棱镜膜侧面折射之后形成的光信号。

[0033] 在该实现方式中，将光学指纹传感器倾斜放置，能够使得光学指纹传感器检测得到的指纹图像中没有暗条纹，从而实现液晶显示屏下的指纹识别，此外，还能增大光学指纹传感器接收的指纹光信号的光强，能够进一步提高指纹图像质量和指纹识别效果。

[0034] 在一种可能的实现方式中，该光学组件包括至少一个光学透镜以及小孔光阑，该光学指纹传感器所在平面与该显示屏所在平面的夹角为ω，其中，90°>ω>β/2+arctan(l/d)，l为该光学指纹传感器的长度的1/2，d为该小孔光阑至该光学指纹传感器的距离，β为根据该棱镜膜确定的阴影区域的发散角。

[0035] 在一种可能的实现方式中，该光学组件的位置使得经过该棱镜膜中另一个棱镜膜侧面折射后的光信号偏离该光学组件而无法传输到该光学指纹传感器。

[0036] 在一种可能的实现方式中，该光学指纹传感器的位置使得经过该棱镜膜中另一个棱镜膜侧面折射后的光信号偏离该光学指纹传感器。

[0037] 在一种可能的实现方式中，该指纹识别装置还包括：

[0038] 滤波层，设置于该显示屏与该光学指纹传感器之间的光路中，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。

[0039] 第二方面，提供了一种电子设备，包括显示屏以及如第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的指纹识别装置，其中该指纹识别装置设置在该显示屏下方以进行屏下光学指纹检测。

[0040] 在一种可能的实现方式中，该显示屏为有机发光二极管显示屏，其中该指纹光信号为该有机发光二极管显示屏的部分显示单元发出的激励光在该有机发光二极管显示屏上方的手指反射或散射而形成并返回的光信号。

[0041] 在一种可能的实现方式中，该显示屏为液晶显示屏，该电子设备还包括：

[0042] 红外光源，用于为该指纹识别装置的指纹检测提供红外激励光，该红外激励光照射到该液晶显示屏的至少部分显示区域，该至少部分显示区域至少部分覆盖该指纹识别装置的指纹检测区域。

[0043] 通过在电子设备中设置上述指纹识别装置，使得该电子设备具有良好的指纹识别性能，提升指纹识别成功率，提高用户体验。附图说明

[0044] 图1是本申请实施例所适用的电子设备的结构示意图。

[0045] 图2是根据本申请实施例的一种指纹识别装置的示意性结构图。

[0046] 图3是根据本申请实施例的另一指纹识别装置的示意性结构图。

[0047] 图4是根据本申请实施例的另一指纹识别装置的示意性结构图。

[0048] 图5是根据本申请实施例的另一指纹识别装置的示意性结构图。

[0049] 图6是根据本申请实施例的另一指纹识别装置的示意性结构图。

[0050] 图7是根据本申请实施例的另一指纹识别装置的示意性结构图。

[0051] 图8是根据本申请实施例的液晶显示屏下的一种指纹识别装置的示意性结构图。

[0052] 图9a和图9b是液晶显示屏中棱镜膜的立体结构图以及截面图。

[0053] 图10是根据本申请实施例的液晶显示屏下光学指纹传感器检测形成的指纹图像阴影示意图。

[0054] 图11是根据本申请实施例的一种指纹识别装置的示意性结构图。

[0055] 图12是根据本申请实施例的另一指纹识别装置的示意性结构图。

[0056] 图13是根据本申请实施例的液晶显示屏下方的一种光学指纹传感器的倾斜角度的计算示意图。

[0057] 图14是根据本申请实施例的液晶显示屏下方的一种光学指纹传感器的平移距离的计算示意图。

[0058] 图15是根据本申请实施例的另一指纹识别装置的示意性结构图。

[0059] 图16是根据本申请实施例的电子设备的示意性框图。

具体实施方式

[0060] 下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

[0061] 应理解，本申请实施例可以应用于光学指纹系统，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。

[0062] 作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的光学指纹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，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，该指纹识别装置也可以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)光学指纹系统。

[0063] 如图1所示为本申请实施例可以适用的电子设备的结构示意图，该电子设备10包括显示屏120和光学指纹装置130，其中，该光学指纹装置130设置在显示屏120下方的局部区域。该光学指纹装置130包括光学指纹传感器，该光学指纹传感器包括具有多个光学感应单元131的感应阵列133，该感应阵列133所在区域或者其感应区域为光学指纹装置130的指纹检测区域103。如图1所示，指纹检测区域103位于显示屏120的显示区域之中。在一种替代实施例中，光学指纹装置130还可以设置在其他位置，比如显示屏120的侧面或者电子设备10的边缘非透光区域，并通过光路设计来将显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到光学指纹装置130，从而使得指纹检测区域103实际上位于显示屏120的显示区域。

[0064] 应当理解，指纹检测区域103的面积可以与光学指纹装置130的感应阵列的面积不同，例如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，可以使得光学指纹装置130的指纹检测区域103的面积大于光学指纹装置130感应阵列的面积。在其他替代实现方式中，如果采用例如光线准直方式进行光路引导，光学指纹装置130的指纹检测区域103也可以设计成与该光学指纹装置130的感应阵列的面积基本一致。

[0065] 因此，使用者在需要对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显示屏120的指纹检测区域103，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10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，即显示屏120的显示区域可以基本扩展到整个电子设备10的正面。

[0066] 作为一种可选的实现方式，如图1所示，光学指纹装置130包括光检测部分134和光学组件132，该光检测部分134包括感应阵列以及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，该感应阵列具体为光探测器(Photo detector)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上述的光学感应单元；该光学组件132可以设置在光检测部分134的感应阵列的上方，其可以具体包括导光层或光路引导结构以及其他光学元件，该导光层或光路引导结构主要用于从手指表面反射回来的反射光导引至感应阵列进行光学检测。

[0067] 在具体实现上，光学组件132可以与光检测部分134封装在同一个光学指纹部件。比如，该光学组件132可以与该光学检测部分134封装在同一个光学指纹芯片，也可以将该光学组件132设置在该光检测部分134所在的芯片外部，比如将该光学组件132贴合在该芯片上方，或者将该光学组件132的部分元件集成在上述芯片之中。

[0068] 其中，光学组件132的导光层或者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，从手指反射回来的反射光中，垂直入射到该准直单元的光线可以穿过并被其下方的光学感应单元接收，而入射角度过大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其正上方的指纹纹路反射回来的反射光，从而感应阵列便可以检测出手指的指纹图像。

[0069] 在另一种实施例中，导光层或者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，其用于将从手指反射回来的反射光汇聚到其下方的光检测部分134的感应阵列，以使得该感应阵列可以基于该反射光进行成像，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光学指纹装置的视场，以提高光学指纹装置130的指纹成像效果。

[0070] 在其他实施例中，导光层或者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光检测部分134的感应阵列上方，并且每一个微透镜可以分别对应于感应阵列的其中一个感应单元。并且，微透镜层和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，微透镜层和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，挡光层可以阻挡相邻微透镜和感应单元之间的光学干扰，并使得感应单元所对应的光线通过微透镜汇聚到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，可以在准直器层或者光学透镜层下方进一步设置微透镜层。当然，在准直器层或者光学透镜层与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。

[0071] 作为一种可选的实施例，显示屏120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，光学指纹装置130可以利用OLED显示屏120位于指纹检测区域103的显示单元(即OLED光源)来作为光学指纹检测的激励光源。当手指140按压在指纹检测区域103时，显示屏120向指纹检测区域103上方的目标手指140发出一束光111，该光111在手指140的表面发生反射形成反射光或者经过手指140内部散射而形成散射光，在相关专利申请中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的嵴(ridge)与峪(valley)对于光的反射能力不同，因此，来自指纹嵴的反射光151和来自指纹峪的反射光152具有不同的光强，反射光经过光学组件132后，被光学指纹装置130中的感应阵列134所接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号；基于该指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并且可以进一步进行指纹匹配验证，从而在电子设备10实现光学指纹识别功能。

[0072] 在其他实施例中，光学指纹装置130也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号。在这种情况下，该光学指纹装置130可以适用于非自发光显示屏，比如液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)或者其他的被动发光显示屏。以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，电子设备10的光学指纹系统还可以包括用于光学指纹检测的激励光源，该激励光源可以具体为红外光源或者特定波长非可见光的光源，其可以设置在液晶显示屏的背光模组下方或者设置在电子设备10的保护盖板下方的边缘区域，而光学指纹装置130可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达光学指纹装置130；或者，光学指纹装置130也可以设置在背光模组下方，且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光学指纹装置130。当采用光学指纹装置130采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号时，其检测原理与上面描述内容是一致的。

[0073] 应当理解的是，在具体实现上，电子设备10还包括透明保护盖板，该盖板可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于显示屏120的上方并覆盖电子设备10的正面。因为，本申请实施例中，所谓的手指按压在显示屏120实际上是指按压在显示屏120上方的盖板或者覆盖该盖板的保护层表面。

[0074] 还应当理解，电子设备10还可以包括电路板150，该电路板设置在光学指纹装置130的下方。光学指纹装置130可以通过背胶粘接在电路板150上，并通过焊盘及金属线焊接与电路板150实现电性连接。光学指纹装置130可以通过电路板150实现与其他外围电路或者电子设备10的其他元件的电性互连和信号传输。比如，光学指纹装置130可以通过电路板
150接收电子设备10的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板150将来自光学指纹装置130的指纹检测信号输出给电子设备10的处理单元或者控制单元等。

[0075] 另一方面，在某些实施例中，光学指纹装置130可以仅包括一个光学指纹传感器，此时光学指纹装置130的指纹检测区域103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指纹检测区域103的特定位置，否则光学指纹装置130可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。在其他替代实施例中，光学指纹装置130可以具体包括多个光学指纹传感器；该多个光学指纹传感器可以通过拼接方式并排设置在显示屏120的下方，且该多个光学指纹传感器的感应区域共同构成光学指纹装置130的指纹检测区域103。也即是说，光学指纹装置130的指纹检测区域103可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于其中一个光学指纹传感器的感应区域，从而将光学指纹装置130的指纹采集区域103可以扩展到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，当光学指纹传感器数量足够时，指纹检测区域103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指纹检测。

[0076] 还应理解，在本申请实施例中，光学指纹装置中的感应阵列也可以称为像素阵列，感应阵列中的光学感应单元或感应单元也可称为像素单元。

[0077] 需要说明的是，本申请实施例中的光学指纹装置也可以称为光学指纹识别模组、指纹识别装置、指纹识别模组、指纹模组、指纹采集装置等，上述术语可相互替换。

[0078] 图2示出了一种指纹识别装置200的示意性结构图。

[0079] 如图2所示，该指纹识别装置200包括：光学组件210和光学指纹传感器220，其中，光学组件210用于接收经过显示屏120上方的手指140反射或散射的指纹光信号，并将该指纹光信号引导传输至光学指纹传感器220。该光学指纹传感器220的表面设置有光检测阵列221，以检测指纹光信号以进行指纹识别。

[0080] 可选地，该光检测阵列221可以与图1中的感应阵列133相同，该光学组件210可以图1中的光学组件132相同。

[0081] 可选地，如图2所示，该光学组件210可以包括至少一个光学透镜，用于对光信号进行光学成像，并将光信号传输至光检测阵列。

[0082] 可选地，该光学组件210还可以如上述图1中的光学组件132所述，可以包括准直层，具有多个准直单元，用于通过垂直于准直单元入射的光信号；也可以包括微透镜层和具有微孔的挡光层，用于传导特定方向的光信号；还可以为其它任意用于传输光信号的光学元件，本申请实施例对此不做限定。

[0083] 在本申请实施例中，光学组件210设置于电子设备的显示屏120的下方，光学指纹传感器220设置于光学组件210的下方，其中，光学指纹传感器220平行于显示屏120设置，即光学指纹传感器220中的光检测阵列221的光接收面平行于显示屏120设置。

[0084] 如图2所示，经过显示屏120上方的手指140反射或散射，再经过光学组件210后的光信号为倾斜指纹光信号201，光检测阵列221接收该倾斜指纹光信号201。

[0085] 此处需要说明的是，该倾斜指纹光信号201是指非垂直于显示屏表面的光信号，换言之，该倾斜指纹光信号201的传播方向与显示屏的表面的夹角为非90°的夹角。

[0086] 例如，当显示屏120与光检测阵列221均在水平方向放置时，垂直于显示屏表面的垂直面为竖直方向，该倾斜指纹光信号201与竖直方向的夹角，即倾斜指纹光信号的倾斜角度为θ，其中，0°＜θ＜90°。若倾斜指纹光信号201的光强为I0时，根据光学系统的余弦四次方定理，光检测阵列221接收的指纹光信号光强Ie的计算公式(1)为：

[0087] Ie＝I0×cos4θ公式(1)

[0088] 由上述公式可以看出，当θ增大时，光检测阵列221接收的光信号光强Ie迅速减小，换言之，当倾斜指纹光信号的倾斜角度增大时，光检测阵列221接收的指纹光信号光强迅速减小，从而影响指纹识别装置的指纹成像以及指纹识别效果。

[0089] 基于此，本申请提出一种指纹识别装置，通过倾斜设置指纹识别装置中的光学指纹传感器，可以减小倾斜光信号与指纹识别装置垂直面的夹角，使得指纹识别装置接收的倾斜光信号垂直入射或者接近垂直入射于光学指纹传感器，从而在指纹识别装置接收倾斜光信号的同时，也能增大光学指纹传感器接收的光信号的光强，提高指纹图像质量和指纹识别效果。

[0090] 以下，结合图3至图15，详细介绍本申请实施例的指纹识别装置。

[0091] 需要说明的是，为便于理解，在以下示出的实施例中，相同的结构采用相同的附图标记，并且为了简洁，省略对相同结构的详细说明。

[0092] 图3是本申请实施例提供的一种指纹识别装置300的示意性结构图，该指纹识别装置300用于设置在电子设备的显示屏120下方以进行指纹识别。

[0093] 如图3所示，该指纹识别装置300包括：光学组件310和光学指纹传感器320；

[0094] 光学指纹传感器320，非平行设置于显示屏120下方；

[0095] 光学组件310，包括至少一个透镜，该光学组件310用于将经由显示屏120上方手指反射或散射后返回的指纹光信号301传输至光学指纹传感器320以进行指纹识别，其中，该指纹光信号301为相对于显示屏倾斜的光信号。

[0096] 具体地，该光学指纹传感器320可以包括光检测阵列321，该光检测阵列321生长于光学指纹传感器320的表面，用于接收光信号，并将光信号转换为对应的电信号。该光检测阵列321所在平面即光接收面，与光学指纹传感器320所在平面角度相同。

[0097] 具体地，上述指纹光信号301可以为经过显示屏120中指纹检测区域203上方的手指140反射或散射后返回的光信号。该指纹检测区域203为光检测阵列321在显示屏120中的感应区域。可选地，该光检测阵列321以及指纹检测区域203可以与图1中的感应阵列133以及指纹检测区域103相同，相关描述可以参照上述技术方案，此处不再赘述。

[0098] 具体地，当指纹识别装置300接收的指纹光信号301为相对于显示屏倾斜的光信号时，指纹识别装置300可以设置于指纹检测区域203的斜下方。

[0099] 可选地，当光学指纹传感器320非平行设置于显示屏120下方，或者说当光学指纹传感器320倾斜设置于显示屏120下方时，该光学指纹传感器320倾斜设置于指纹检测区域203的斜下方，光学指纹传感器320的光接收面，即光检测阵列321的表面朝向指纹检测区域
203设置，此时，能够最大程度的接收指纹检测区域203反射或散射后的指纹光信号，提高指纹成像质量以及指纹识别效果。

[0100] 可选地，光学组件310可以平行设置于显示屏120的下方，或者与光学指纹传感器类似，同样倾斜设置于显示屏120的下方。可选地，光学组件310也可以倾斜设置于指纹检测区域203的斜下方。

[0101] 例如，如图3所示，指纹检测区域203位于光学组件310以及光学指纹传感器320的右上方，此时，光学指纹传感器320的左端高于右端，其光接收面朝向右上方，即朝向指纹检测区域203设置。

[0102] 此处需要说明的时，当光学指纹传感器320的右端高于左端，其光接收面朝向左上方设置时，指纹检测区域203位于指纹识别装置300，即位于光学组件310以及光学指纹传感器320的左上方。

[0103] 可选地，如图3所示，光学指纹传感器320所在的平面与显示屏所在平面的夹角为ω，即光检测阵列321所在的平面与显示屏所在平面的夹角为ω，当显示屏位于水平面时，光学指纹传感器320与水平面的夹角为ω，其中，0°＜ω＜90°。为了方便描述，下文将光学指纹传感器320所在的平面与显示屏所在平面的夹角也称为光学指纹传感器的倾斜角度。

[0104] 可选地，如图3所示，指纹光信号301为相对于显示屏，倾斜角度为θ的光信号，其中，倾斜角度θ为指纹光信号301的传播方向与第一方向的夹角，该第一方向为垂直于显示屏的方向，0°＜θ＜90°。为了方便描述，下文中的倾斜的指纹光信号均指非垂直于显示屏所在平面的光信号，倾斜的指纹光信号的倾斜角度为光信号的传播方向与垂直于显示屏表面的垂直方向的夹角。

[0105] 如图3所示，当显示屏120位于水平面，指纹光信号的倾斜角度为θ，光学指纹传感器320的倾斜角度为ω，且θ>ω时，指纹光信号301相对于光学指纹传感器320的入射角为θ-ω，该入射角θ-ω为指纹光信号301相对于第二方向的夹角，其中，第二方向为垂直于光学指纹传感器320的方向。

[0106] 根据上述公式(1)可知，指纹光信号301的光强为I0时，光学指纹传感器320接收的光信号的光强Ie的计算公式(2)为：

[0107] Ie′＝I0×cos4(θ-ω) 公式(2)

[0108] 对于倾斜角度为θ指纹光信号，当光学指纹传感器不倾斜放置时，即如图2所示，平行设置于显示屏下方时，光学指纹传感器接收的光信号的强度如公式(1)所示，Ie＝I0×cos4θ。当光学指纹传感器倾斜放置(倾斜角度为ω)时，光学指纹传感器接收的光信号的强度如公式(2)所示，Ie＝I0×cos4(θ-ω)，由于θ>ω，且ω>0°，因此，倾斜放置后，光学指纹传感器接收的光信号的强度大于倾斜放置前光学指纹传感器接收的光信号强度。

[0109] 例如，当指纹光信号的倾斜角度θ＝50°，光学指纹传感器不倾斜放置，即ω＝0°时，Ie＝0.17×I0。光学指纹传感器倾斜30°放置，即ω＝30°时，Ie＝0.78×I0。因此，光学指纹传感器倾斜30°放置后，光学指纹传感器接收的光信号强度增大了约4.6倍。

[0110] 如图4所示，当显示屏120位于水平面，指纹光信号的倾斜角度为θ，光学指纹传感器320的倾斜角度为ω，且θ＝ω时，指纹光信号301相对于光学指纹传感器320是入射角为0°，即指纹光信号301垂直于光学指纹传感器320入射，此时，光学指纹传感器320接收的光信号的光强Ie＝I0。

[0111] 例如，当指纹光信号的倾斜角度θ＝50°，光学指纹传感器不倾斜放置时，Ie＝0.17×I0，光学指纹传感器倾斜50°(ω＝50°)放置时，Ie＝I0，此时，光学指纹传感器接收的光信号强度增大了约5.88倍。

[0112] 如图5所示，当显示屏120位于水平面，指纹光信号的倾斜角度为θ，光学指纹传感器320的倾斜角度为ω，且θ<ω时，指纹光信号301相对于光学指纹传感器320的入射角为ω-θ，该入射角ω-θ同样为指纹光信号301相对于第二方向的夹角，其中，第二方向为垂直于光学指纹传感器320的方向。

[0113] 根据上述公式(1)可知，指纹光信号的光强为I0时，光学指纹传感器接收的光信号的光强Ie的计算公式(3)为：

[0114] Ie″＝I0×cos4(ω-θ)＝I0×cos4(θ-ω) 公式(3)

[0115] 由于cos(ω-θ)＝cos(θ-ω)，因此，当θ<ω时，光学指纹传感器接收的光信号的强度的计算公式(3)可以与计算公式(2)相同。基于上述分析，对于相同的指纹光信号(倾斜角度为θ)，倾斜放置后，光学指纹传感器接收的光信号的强度大于倾斜放置前光学指纹传感器接收的光信号强度。

[0116] 因此，当光学指纹传感器与显示屏所在平面呈一定夹角放置，即非平行放置于显示屏下方时，对于同样光强的倾斜光信号，相比于平行放置于显示屏下方，光学指纹传感器接收的光信号的强度可以大幅提高，从而提高指纹成像质量以及指纹识别效果。

[0117] 当0°<ω≤θ时，与光学指纹传感器平行设置(ω＝0°)相比，光学指纹传感器接收的光信号的光强增大，且光学指纹传感器的厚度变化不大，在不影响指纹识别装置300厚度的同时，提高指纹识别装置的性能。

[0118] 特别地，当ω＝θ时，指纹光信号垂直入射于光学指纹传感器，光学指纹传感器接收的光信号光强最大，指纹成像质量以及指纹识别效果最佳。

[0119] 此处需要说明的是，光学指纹传感器320的倾斜角度ω的设置与指纹识别装置300需要接收的指纹光信号的倾斜角度θ相关，在指纹识别系统中，指纹识别装置300中的光学组件310中光学元件的结构、位置，光学组件310距离光学指纹传感器320的距离、光学组件310距离屏幕的距离等多方面的因素均影响指纹识别装置300接收的指纹光信号的角度。可选地，当指纹识别装置接收的指纹光信号的倾斜角度θ≤30°时，0°<ω≤30°。

[0120] 可选地，如图3所示，该指纹识别装置300还可以包括支撑结构330，上述光学指纹传感器320可以通过该支撑结构330非平行，即与显示屏所在平面呈一定夹角的设置在该显示屏下方。

[0121] 可选地，该支撑结构330可以为注塑材料，包括但不限于聚碳酸酯、树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等。

[0122] 可选地，该支撑结构330还可以为金属材料，包括但不限于铜、铝或者其他合金材料等。

[0123] 可选地，该支撑结构330还可以为可塑性材料或者其它任意具有支撑作用的固体材料，本申请实施例对该支撑结构的材料不做具体限定。

[0124] 具体地，该支撑结构330可以设置于固定支撑该指纹识别装置300的基板上，该基板包括但不限于是手机的中框。该支撑结构330可以通过加工工艺设置在基板上，该加工工艺包括但不限于：注塑、精雕、光刻、刻蚀、激光加工等。

[0125] 可选地，该支撑结构330可以与基板集成加工形成一个整体，也可以独立加工，通过连接装置连接固定在该基板上，本申请实施例对该支撑结构的加工工艺与具体形态也不做具体限定。

[0126] 可选地，在一种可能的实施方式中，如图6所示，光学组件310可以包括：透镜组件，该透镜组件包括至少一个光学透镜，用于接收指纹光信号301以进行指纹成像，光学指纹传感器用于接收成像后的光信号，并形成对应的电信号以进行指纹识别。

[0127] 可选地，该光学透镜的表面可以为球面或者非球面。可选地，该光学透镜的材料可以为玻璃，树脂等透明材料。

[0128] 可选地，当透镜组件包括多个光学透镜时，该多个光学透镜可以均为球面透镜或者均为非球面透镜，或者可以既包括球面透镜也可以包括非球面透镜，本申请实施例对此不做限定。

[0129] 可选地，该透镜组件还包括小孔光阑。该小孔光阑形成与该至少一个光学透镜的光路中，用于配合该至少一个光学透镜进行光学指纹成像。

[0130] 可选地，该小孔光阑可以位于光学透镜的主光轴上。

[0131] 可选地，该小孔光阑可以位于光学透镜的物方焦点或者像方焦点上。

[0132] 可选地，透镜组件中多个光学透镜相互平行设置，即多个光学透镜的焦平面相互平行，多个光学透镜的主光轴位于同一直线上。

[0133] 可选地，该透镜组件可以通过固定组件固定在光学指纹传感器上，例如，该固定组件可以包括镜座和镜筒，该透镜组件用于设置固定在该镜筒中，该镜座用于连接该镜筒并将该镜筒固定在光学指纹传感器上。或者，该固定组件还可以包括支架，胶层等等，本申请实施例对此不做限定。

[0134] 可选地，在本申请实施例中，光学透镜的光轴垂直于光学指纹传感器320，换言之，光学透镜的焦平面平行于光学指纹传感器320。

[0135] 当光学指纹传感器320所在平面与显示屏120所在平面呈ω设置时，该光学透镜的焦平面与显示屏120的夹角同样为ω。

[0136] 当光学透镜的数量为多个时，该多个光学透镜的焦平面与显示屏120的夹角可以均为ω，即多个光学透镜与光学指纹传感器320均非平行设置于显示屏120下方。

[0137] 可选地，光学透镜接收的指纹光信号301的方向可以与透镜的主光轴方向平行。若该指纹光信号301经过光学透镜的光心传输至光学指纹传感器320，则光学指纹传感器320接收的光信号的方向与指纹光信号301的方向相同，倾斜角度均为θ。

[0138] 可选地，在另一种可能的实施方式中，如图7所示，光学组件310可以包括：微透镜阵列311以及至少一挡光层312。

[0139] 该至少一阻光层312位于该微透镜阵列311下方，设置有多个通光小孔；

[0140] 该微透镜阵列311用于接收指纹光信号301，并将该指纹光信号301汇聚至多个通光小孔；

[0141] 该多个通光小孔用于传输指纹光信号301至光学指纹传感器320，具体地，传输指纹光信号301至光学指纹传感器320中的光检测阵列321。

[0142] 可选地，微透镜阵列311包括多个微透镜，该微透镜可以为球面或者非球面透镜。

[0143] 可选地，该光检测阵列321包括多个像素单元，微透镜阵列311中的微透镜与光检测阵列321中的像素单元一一对应，即一个微透镜用于接收其上方的光信号，并将该光信号通过至少一阻光层上的通光小孔传输至该微透镜对应的一个像素单元。

[0144] 可选地，当光学组件310包括一层阻光层时，一个微透镜对应一个通光小孔以及一个像素单元。该微透镜的中心、通光小孔的中心以及该像素单元的中心可以在垂直于该像素单元的方向上重合。

[0145] 可选地，光学组件310包括至少两层阻光层时，例如，包括第一阻光层和第二阻光层两层阻光层时，微透镜阵列中的一个微透镜对应第一阻光层上的一个第一通光小孔以及第二阻光层上的一个第二通光小孔，以及一个像素单元。类似的，该微透镜的中心、第一通光小孔的中心、第二通光小孔的中心以及该像素单元的中心可以在垂直于该像素单元的方向上重合。

[0146] 可选地，微透镜阵列311可以用于接收垂直于该微透镜阵列311入射的光信号。经过显示屏上方手指反射或散射后返回的指纹光信号301可以为垂直于微透镜阵列311入射的光信号。

[0147] 可选地，该微透镜阵列311的材料为透明介质，该透明介质的光透过率大于99％，例如树脂等。

[0148] 可选地，该微透镜阵列311中的微透镜为多边形透镜，例如正方形透镜或者六边形透镜，也可以为圆形透镜。例如，微透镜为四边形透镜时，该四边形透镜为上表面为球面或者非球面，下表面为四边形。

[0149] 具体地，至少一阻光层312对特定波段(比如可见光或者610nm以上波段)的光的透过率小于20％，避免相应的光通过。可选地，该至少一阻光层312的材料可以为金属和/或黑色不透光材料。

[0150] 可选地，至少一阻光层312上的通光小孔为圆形小孔，直径小于10μm，以便进行光学成像，并且可以通过减小通光小孔的尺寸，提高光学成像的分辨率，从而提高指纹图像的分辨率。

[0151] 可选地，至少一阻光层上的通光小孔的形状还可以为多边形或者其他形状，本申请实施例对此不做限定。

[0152] 可选地，微透镜阵列311以及至少一阻光层312可以与光检测阵列321一起封装在光学指纹传感器中，具体地，至少一阻光层312可以采用微纳加工工艺或者纳米印刷工艺在光检测阵列321的多个像素单元上进行制备，例如，采用微纳加工工艺，通过原子层沉积、溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、离子束镀膜等方法在在多个像素单元上方制备一层非透光材料薄膜，再进行小孔图形光刻和刻蚀，形成多个通光小孔。

[0153] 可选地，光检测阵列321与阻光层、以及多层阻光层之间通过透明介质层进行隔离。该透明介质层为有机或者无机透明介质材料，例如树脂或者氧化硅等等。

[0154] 在本申请实施例中，该微透镜阵列311以及至少一阻光层312均平行设置与光学指纹传感器上方，即该微透镜阵列311以及至少一阻光层312均非平行，即倾斜设置于显示屏下方。

[0155] 可选地，该至少一阻光层312中的每一层阻光层所在平面与显示屏所在平面的夹角均为ω。该微透镜阵列311的下表面与显示屏所在的平面的夹角也为ω。

[0156] 可选地，在上述多种实施例中，指纹识别的装置300还可以包括：滤波层，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号(即指纹图像采集所需波段的光信号)，有利于降低非目标波段的环境光信号的影响，从而能够提升指纹识别性能。

[0157] 可选地，滤波层设置于显示屏120与光学指纹传感器320之间的光路中。例如，滤波层可以设置于显示屏120与光学组件310之间，或者设置于光学组件310中，或者还可以设置于光学组件310与光学指纹传感器320之间。

[0158] 当光学组件310包括微透镜阵列311和至少一阻光层312时，可选地，滤波层的下表面通过粘接层与微透镜阵列311的上表面完全贴合，滤波层与微透镜阵列310之间没有空气层。可选地，该粘接层可以为低折射率胶，该低折射率胶的折射率小于1.25。

[0159] 可选地，滤波层还可以通过低折射率胶或者其它固定装置固定在微透镜阵列310的上方，滤波层的下表面与微透镜阵列310的上表面存在一定的空气间隙。

[0160] 可选地，滤波层可以通过贴合胶贴合在光学指纹传感器320上方，该贴合胶具有高透过率和低折射率。

[0161] 可选地，滤波层还可以集成在光学指纹传感器320的芯片中，具体地，可以采用蒸镀工艺在光学指纹传感器320的多个像素单元上进行镀膜形成所述滤波层，例如，通过原子层沉积、溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、离子束镀膜等方法在多个像素单元上方制备一层滤光材料薄膜。

[0162] 本申请实施例中，滤波层可以为可见光滤光片，具体可以用于过滤掉可见光波长，例如，用于图像显示的可见光等。该可见光滤光片具体地可以包括一个或多个光学过滤器，该一个或多个光学过滤器可以配置为例如带通过滤器，以滤除可见光光源发射的光，同时不滤除红外光信号。该一个或多个光学过滤器可以实现为例如光学过滤涂层，该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。

[0163] 应理解，滤波层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光学指纹传感器320的光学路径上。可选地，滤波层还可以设置在显示屏120中的膜层结构中。

[0164] 可选地，本申请上述多种实施例中，显示屏可以为有机发光二极管显示屏(OLED)或者液晶显示屏(LCD)。若显示屏为OLED显示屏，其中指纹光信号为OLED显示屏的部分显示单元发出的激励光在该OLED显示屏上方的手指反射或散射而形成并返回的光信号。若显示屏为包括背光模组的LCD显示屏，指纹光信号为外部光源发出的红外激励光照射到该LCD显示屏上方手指反射或散射后返回，并经过背光模组的棱镜膜的第一棱镜膜侧面和第二棱镜膜侧面中的一个棱镜膜侧面折射之后形成的光信号。

[0165] 具体地，如图8所示，液晶显示屏120包括液晶面板122，背光模组123以及玻璃盖板124。具体地，背光模组123包括棱镜膜124和背光模组其它结构125，其中背光模组其它结构
125包括但不限于偏振片，扩散片，导光板以及反射片等背光模组结构。具体地，图9a和图9b示出了本申请实施例中棱镜膜124的立体结构图以及截面图，该棱镜膜124为多个相同的棱镜单元1240在基底1243上规律地排成一排，其中，每一个棱镜单元1240是从基底1243向上凸出而形成的，且每一个棱镜单元1240为具有两个倾斜侧面单源的结构，两个倾斜侧面之间具有夹角，为棱镜单元1240的顶角(apex angle)。例如，图9b所示，棱镜单元1240的截面为三角形，棱镜单元1240为类似于三棱镜的结构。具体地，多个棱镜单元1240的倾斜侧面相连构成该棱镜膜124的上表面，其中，如图9a和图9b所示，棱镜单元1240中两个倾斜侧面分别为第一倾斜侧面单元1241和第二倾斜侧面单元1242，多个第一倾斜侧面单元1241和多个第二倾斜侧面单元1242彼此相互间隔设置，形成棱镜膜124中相互平行的多个第一倾斜侧面单元1241，以及相互平行的多个第二倾斜侧面单元1242。该多个相互平行的第一倾斜侧面单元1241为该棱镜膜124的第一棱镜膜侧面，该多个相互平行的第二倾斜侧面单元1242为该棱镜膜124的第二棱镜膜侧面。

[0166] 如图8所示，指纹识别装置200包括光学透镜、小孔光阑以及光学指纹传感器。当指纹识别装置200平行设置于液晶显示屏120下方时，经过手指反射或散射后返回的指纹光信号被棱镜膜124中的第一棱镜膜侧面以及第二棱镜膜侧面分别折射为不同方向的光信号，其中，位于指纹检测区域203边缘的指纹光信号经过棱镜膜折射后，例如指纹光信号204通过小孔光阑进入光学指纹传感器进行成像，而位于指纹检测区域203中心的指纹光信号经过棱镜膜折射后，例如指纹光信号205无法通过小孔光阑进入光学指纹传感器进行成像，因此，光学指纹传感器中检测形成的指纹图像中会形成如图10所示的阴影条纹，导致严重的视场损失和指纹图像的畸变，无法实现液晶显示屏下的指纹识别功能。

[0167] 因此，针对于显示屏为液晶显示屏的情况，本申请实施例中的指纹识别装置，通过非平行设置于液晶显示屏下方，使得指纹检测区域中所有区域的指纹光信号经过棱镜膜中第一棱镜膜侧面和第二棱镜膜侧面中的一个棱镜膜侧面折射后均可以通过小孔光阑，从而使得光学指纹传感器检测形成的指纹图像中无阴影，便于位于液晶显示屏下方的指纹识别装置进行指纹识别。

[0168] 图11示出了另一种指纹识别装置300的结构示意图，该指纹识别装置300设置于液晶显示屏下方，包括：光学组件310和光学指纹传感器320。

[0169] 其中，光学组件310包括小孔光阑313和光学透镜314。可选地，如图11所示，该小孔光阑313位于光学透镜314上方，与光学透镜一起进行光学指纹成像，并将指纹光信号传输至光学指纹传感器320。

[0170] 可选地，该小孔光阑313位于该光学透镜314的主光轴上。

[0171] 可选地，该小孔光阑313可以位于该光学透镜314的物方焦点上。

[0172] 具体地，光学指纹传感器320倾斜设置于液晶显示屏下方，例如，如图11所示，光学指纹传感器320的倾斜角度为ω，0°<ω<90°。

[0173] 可选地，如图11所示，该指纹识别装置300还包括：支撑结构330，用于支撑固定该光学指纹传感器320非平行设置于显示屏下方。具体地，该支撑结构330的具体实现方式可以参见上述申请实施例中支撑结构330的相关描述，此处不再赘述。

[0174] 可选地，光学组件310同样倾斜设置于液晶显示屏下方。例如，如图11所示，光学透镜314的焦平面平行于光学指纹传感器320，或者说，光学透镜314的倾斜角度同样为ω。

[0175] 可选地，在本申请实施例中，光学组件310还可以包括多个光学透镜，该多个光学透镜可以为球面透镜或者非球面透镜，该小孔光阑314形成于该多个光学透镜的光路中。

[0176] 可选地，光学组件310的位置使得该光学组件310仅接收经过棱镜膜124中第一棱镜膜侧面和第二棱镜膜侧面中的一个棱镜膜侧面折射之后形成的光信号，而接收不到经过棱镜膜124中另一个棱镜膜侧面折射后的光信号。

[0177] 具体地，光学组件310中的小孔光阑313的位置使得该小孔光阑313仅通过指纹检测区域203上方手指反射或散射后，再经过棱镜膜中一个棱镜膜侧面折射形成的指纹光信号。例如，如图11所示，经过第二棱镜膜侧面折射后的指纹光信号301可以通过小孔光阑313进入光学透镜314以及光学指纹传感器320进行成像，而经过第一棱镜膜侧面折射后的指纹光信号则无法通过小孔光阑313进行成像。

[0178] 可选地，光学指纹传感器320的位置也可以使得该光学指纹传感器320仅接收经过棱镜膜124中第一棱镜膜侧面和第二棱镜膜侧面中的一个棱镜膜侧面折射之后形成的光信号，而接收不到经过棱镜膜124中另一个棱镜膜侧面折射后的光信号。

[0179] 通过本申请实施例的方案，将光学指纹传感器320倾斜放置，能够使得光学指纹传感器320能够接收指纹检测区域中所有区域的指纹光信号，并对指纹检测区域进行指纹成像，且检测得到的指纹图像中没有暗条纹，能够实现液晶显示屏下的指纹识别，此外，还能增大光学指纹传感器320接收的指纹光信号的光强，能够进一步提高指纹图像质量和指纹识别效果。

[0180] 图12示出了另一种指纹识别装置300的结构示意图，该指纹识别装置300同样设置于液晶显示屏下方，包括：光学组件310和光学指纹传感器320。

[0181] 其中，光学组件310平行设置于液晶显示屏的下方。例如，光学组件310中的光学透镜314的主光轴垂直于液晶显示屏的表面，小孔光阑314位于光学透镜314的主光轴上。

[0182] 光学指纹传感器320同样平行设置于液晶显示屏120的下方，但位于光学组件310的斜下方。例如，如12所示，当光学指纹传感器320位于光学组件310的左下方时，光学指纹传感器320对应的指纹检测区域203位于光学组件的右上方，光学指纹传感器320用于接收指纹检测区域203中的指纹光信号，且该指纹光信号经过棱镜膜124中第二棱镜膜侧面折射后进入小孔光阑313，而该指纹光信号经过棱镜膜124中第一棱镜膜侧面折射后无法进入小孔光阑313。

[0183] 同样的，当光学指纹传感器320位于光学组件310的右下方时，光学指纹传感器320对应的指纹检测区域203位于光学组件的左上方，光学指纹传感器320用于接收指纹检测区域203中的指纹光信号，且该指纹光信号经过棱镜膜124中第一棱镜膜侧面折射后进入小孔光阑313，而该指纹光信号经过棱镜膜124中第二棱镜膜侧面折射后无法进入小孔光阑313。

[0184] 可选地，如图12所示，指纹检测区域203位于光学组件310的光轴的一侧。

[0185] 可选地，光学组件310的视场(Field Of View，FOV)区域大于指纹检测区域203，光学指纹传感器320接收的指纹光信号为光学组件310传输的光信号中的一部分。具体地，在本申请实施例中，光学组件310的视场区域为光学组件310在液晶显示屏中的视场区域。

[0186] 可选地，指纹检测区域203位于光学组件310的视场边缘区域。光学组件310的视场边缘区域位于光学组件310的视场区域内，且视场边缘区域的中心与视场区域的中心的距离大于等于第一阈值，例如，第一阈值为视场区域半径的4/5，应理解，第一阈值还可以为所述视场区域半径的3/4或者其他任意值，本申请实施例对此不做任何限定。

[0187] 可选地，光学组件310与指纹检测区域203在光学指纹传感器320所在平面上的投影无交叠。

[0188] 应理解，光学组件310与所述指纹检测区域203在光学指纹传感器320所在平面上的投影也可以有交叠区域，但光学指纹传感器320无法同时接收经过棱镜膜两个棱镜膜侧面折射的指纹光信号。

[0189] 可选地，指纹检测区域203位于光学组件310的光轴的一侧，光学指纹传感器320设置于光学组件310的光轴的另一侧。

[0190] 可选地，在一种可能的实施方式中，光学组件310为超广角透镜组，所述超广角透镜组中包括一个或多个超广角镜头。可选地，该超广角透镜组的视场大于指纹检测区域203。可选地，该超广角透镜组的视场角范围为120°至180°之间。

[0191] 可选地，指纹检测区域203为大于等于5cm*5cm的正方形。

[0192] 可选地，增大光学组件310的物方焦距，也称光学组件310的前焦距，从而增大光学组件310至所述指纹检测区域203的距离，以扩大光学组件310的视场。通过扩大光学组件310的视场以及增加光学指纹传感器320的面积，可以增大指纹检测区域203的面积，从而增大指纹图像的面积，提高所述指纹识别的性能。

[0193] 具体地，图13示出了一种液晶显示屏下方的光学指纹传感器320倾斜放置时，光学指纹传感器320的倾斜角度ω的计算示意图。图13中的光学指纹传感器320可以为图11中的光学指纹传感器320，小孔光阑313可以为图11中的小孔光阑313。

[0194] 如图13所示，光学指纹传感器320'平行于液晶显示屏放置，且其对应的指纹识别区域位于光学指纹传感器320'正上方，在该情况下，光学指纹传感器320'形成的指纹图像的中心会出现阴影区域，具体原因参见图8的相关描述，此处不再赘述。

[0195] 其中，小孔光阑313至光学指纹传感器320'的距离为d，d>0。l为光学指纹传感器中感光区域的长度或宽度，l>0，具体地，l可以为光检测阵列321的长度或宽度。β为光学指纹传感器320'产生的指纹图像中的阴影区域的发散角，β>0，该发散角与光学组件310的结构，光学组件310至光学指纹传感器的距离，棱镜膜的结构等等因素相关。确定指纹识别系统的相关参数后，可以通过光学指纹传感器320'平行放置时，指纹图像中阴影区域的宽度与小孔光阑313至光学指纹传感器320'的距离，确定得到该阴影区域的发散角。

[0196] 为了避免光学指纹传感器形成的指纹图像中出现阴影，将光学指纹传感器旋转至图13中光学指纹传感器320的位置，此时，光学指纹传感器320的倾斜角度为ω，当90°>ω>β/2+arctan(l/d)时，光学指纹传感器320形成的指纹图像中不会出现阴影。

[0197] 应理解，图13中仅示出了光学指纹传感器一个方向的旋转示意图，该指纹传感器还可以以小孔光阑313为旋转中心，朝其它方向旋转，使得光学指纹传感器形成的指纹图像中不出现阴影。

[0198] 还应理解，在本申请实施例中，当光学指纹传感器旋转时，指纹识别装置中的光学组件与该光学指纹传感器一起旋转，换言之，指纹识别装置中的光学组件与光学指纹传感器平行设置，当光学指纹传感器与显示屏呈一定夹角设置时，其中的光学组件同样与显示屏呈一定夹角设置。

[0199] 具体地，图14示出了一种液晶显示屏下方的光学指纹传感器320放置于光学组件310斜下方时，光学指纹传感器320的移动距离c的计算示意图。图14中的光学指纹传感器
320可以为图12中的光学指纹传感器320，小孔光阑313可以为图12中的小孔光阑313。

[0200] 如图14所示，光学指纹传感器320'平行于液晶显示屏放置，且其对应的指纹识别区域位于光学指纹传感器320'正上方，在该情况下，光学指纹传感器320'形成的指纹图像的中心会出现阴影区域，具体原因参见图8的相关描述，此处不再赘述。

[0201] 其中，小孔光阑313至光学指纹传感器320'的距离为d，d>0。l为光学指纹传感器中感光区域的长度或宽度，l>0，具体地，l可以为光检测阵列321的长度或宽度。β为光学指纹传感器320'产生的指纹图像中的阴影区域的发散角，β>0。

[0202] 为了避免光学指纹传感器形成的指纹图像中出现阴影，将光学指纹传感器平移至图14中光学指纹传感器320的位置，此时，光学指纹传感器320的平移距离为c，当c>l+d×arctan(β/2)时，光学指纹传感器320形成的指纹图像中不会出现阴影。

[0203] 此处需要说明的是，在本申请实施例中，当指纹识别装置中的光学组件的位置保持不变时，光学指纹传感器平移距离c，使得光学指纹传感器位于光学组件的斜下方，而不位于光学组件的正下方。

[0204] 应理解，图14中仅示出了光学指纹传感器一个方向的平移示意图，该指纹传感器还可以向其它方向平移，使得光学指纹传感器形成的指纹图像中不出现阴影。

[0205] 可选地，当显示屏为液晶显示屏时，如图15所示，该指纹识别装置300还包括：红外光源340，用于为指纹识别装置300的指纹检测提供红外激励光，该红外激励光照射到液晶显示屏的至少部分显示区域，该至少部分显示区域至少部分覆盖指纹识别装置300的指纹检测区域。

[0206] 可选地，红外光源340可以设置在电子设备的玻璃盖板121的下方，与液晶显示屏的液晶面板122并排设置，且设置于液晶显示屏的背光模组123的斜上方。

[0207] 可选地，红外光源340可以斜贴在玻璃盖板121的下方。例如，红外光源340可以通过光学胶斜贴在显示屏的下方。可选地，该光学胶可以是任一种光学液态胶或者光学固态胶。

[0208] 可选地，红外光源与玻璃盖板之间和/或红外光源与液晶显示屏之间可以设置红外光透过层341，该红外光透过层341用于透过红外激励光且阻挡可见光。可选地，该红外光透过层341可以为透红外油墨。

[0209] 可选地，如图15所示，红外光源340与液晶显示屏中的液晶面板122之间可以设置阻光泡棉342，用于阻挡可见光。

[0210] 可选地，红外光源设置在所述电子设备边缘的非显示区域。

[0211] 可选地，红外光源可以为单颗或者多颗发光二极管(light-emitting diode，LED)。可选地，多颗红外发光二极管可以组成带状红外发光源，分布在指纹识别装置300的四周。

[0212] 如图16所示，本申请实施例还提供了一种电子设备30，该电子设备30可以包括上述申请实施例的指纹识别装置300。

[0213] 可选地，该电子设备30还可以包括显示屏120。可选地，该显示屏120可以为液晶显示屏或者为有机发光二极管显示屏。

[0214] 可选地，当显示屏为液晶显示屏时，该电子设备30还可以包括红外光源。该红外光源可以与图15中的红外光源340相同，相关技术方案可以参考上述描述，此处不再赘述。

[0215] 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。

[0216] 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“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

[0217] 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。

[0218] 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，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。

[0219] 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。

[0220] 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。

[0221] 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，或者该技术方案的全部或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。

[0222] 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。

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