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1. CN108323207 - Under-screen biometric feature recognition device, biometric feature recognition assembly and terminal device

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[ ZH ]
屏下生物特征识别装置、生物特征识别组件和终端设备


技术领域
本发明实施例涉及生物识别技术领域,并且更具体地,涉及屏下生物特征识别装置、生物特征识别组件和终端设备。
背景技术
目前屏下指纹识别方案是将光学或超声波指纹识别模组贴合在有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)屏幕的底部,也就是不管光学指纹识别模组还是超声波指纹识别模组都需要和屏幕底部发光层紧密粘结在一起。
对于目前这种指纹识别模组的固定方案,虽然实现了屏下指纹识别,但基本上都要求指纹识别模组和OLED屏幕紧固连接,这样的问题就是:
1.OLED屏幕成本很高,且很脆弱,指纹识别模组贴合上后很容易弄坏OLED屏幕。
2.指纹识别模组直接贴合在OLED屏幕之后更换难度较大,进一步地,在进行指纹识别模组更换时容易损坏OLED屏幕;也就是说,由于指纹识别模组和OLED屏幕完全粘在一起,如出现指纹识别模组损坏,在拆卸指纹识别模组时很容易损坏OLED屏幕。
3.将指纹识别模组直接贴合到OLED屏幕的贴合工艺复杂。
由于以上问题,目前屏下指纹识别模组不可避免出现良率偏低,成本过高,且贴合工艺复杂等问题,因此导致终端设备的成本和复杂度增加,可维修性低。
发明内容
提供了一种屏下生物特征识别装置、生物特征识别组件和终端设备。其解决的技术问题是:屏幕下生物特征识别模组和OLED屏幕固定在一起出现的维修难,易损坏屏幕,且贴合工艺成本高等问题。
第一方面,提供了一种屏下生物特征识别装置,包括:
显示屏和生物特征识别模组,所述生物特征识别模组固定设置在所述显示屏的下方,且所述生物特征识别模组和所述显示屏之间存在间隙。
本申请实施例中,通过将该生物特征识别模组与该显示屏的下表面进行分离设计,能够降低拆卸该生物特征识别模组的难度,进而提高终端设备的可维修性。进一步地,能够降低在该屏下生物特征识别装置的生产过程中将该生物特征识别模组安装到该显示屏下方的复杂度,并提高该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,也不会影响该生物特征识别模组的生物特征识别稳定性和性能。
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:
固定架,通过所述固定架将所述生物特征识别模组固定设置在所述显示屏的下方。
在一些可能的实现方式中,所述固定架包括:
中框,所述显示屏的下表面的边缘与所述中框的上表面贴合,并将所述生物特征识别模组固定到所述中框。
在一些可能的实现方式中,所述中框在所述生物特征识别模组的安装区域形成有开孔,所述生物特征识别模组固定设置在所述开孔的正下方。
在一些可能的实现方式中,所述开孔的尺寸小于或者等于所述生物特征识别模组的尺寸。
在一些可能的实现方式中,所述生物特征识别模组的侧表面与所述开孔的孔壁固定连接,或者,所述生物特征识别模组的上表面边缘与所述中框的下表面固定连接。
在一些可能的实现方式中,所述固定架还包括:
模组支架,通过所述模组支架将所述生物特征识别模块固定到所述中框。
在一些可能的实现方式中,所述生物特征识别模组的侧表面与所述模组支架的内侧表面固定连接,或者所述生物识别模组的上表面与所述模组支架的下表面固定连接;并且,所述模组支架的外侧表面与所述开孔的孔壁固定相连,或者所述模组支架的上表面与所述中框的下表面在孔口边缘处固定连接。
在一些可能的实现方式中,所述模组支架的上表面高于所述生物特征识别模组的上表面,所述间隙包括所述模组支架上表面与所述生物识别模组上表面的高度差。
在一些可能的实现方式中,所述模组支架设置有空腔结构,所述生物特征识别模块至少部分容纳并固定在所述空腔结构内。
在一些可能的实现方式中,所述空腔结构的顶部边缘向内延伸形成有环状固定部,所述生物特征识别模组的上表面与所述环状固定部的下表面固定连接。
在一些可能的实现方式中,所述固定连接为按照以下连接方式中的任一种进行的连接:
螺钉固定方式、双面胶固定方式、胶水固定方式、焊接固定方式以及耦合固定方式。
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:
泡棉背胶,所述显示屏的下表面的边缘通过所述泡棉背胶与所述中框的上表面贴合,所述间隙的宽度包括所述泡棉背胶的厚度。
在一些可能的实现方式中,所述中框的上表面在所述开孔的外围区域形成有台阶结构,所述间隙的宽度包括所述台阶结构的高度差。
在一些可能的实现方式中,所述中框的上表面在朝向所述显示屏的孔口边缘处通过倒角处理后形成有斜角。
在一些可能的实现方式中,所述斜角的延伸至所述中框的下表面的背向所述显示屏的孔口边缘处,所述间隙包括所述斜角所在面在垂直所述显示屏方向上的投影高度。
在一些可能的实现方式中,所述中框的下表面在背向所述显示屏的孔口边缘处向下延伸形成有凸起结构。
在一些可能的实现方式中,所述中框的下表面在与所述凸起结构相邻的外围区域形成有环绕所述凸起结构的凸环,所述凸环的下表面高于所述凸起结构的下表面,所述生物特征识别模组固定在所述凸环内。
在一些可能的实现方式中,所述中框的下表面在背向所述显示屏的孔口边缘处向上延伸形成有凹槽结构,所述生物特征识别模组固定在所述凹槽结构内。
在一些可能的实现方式中,所述固定架包括:
后盖,所述生物特征识别模组固定到所述后盖。
在一些可能的实现方式中,所述间隙的宽度大于或等于第一距离,所述第一距离为所述终端设备处于震荡状态时所述生物特征识别模组与所述显示屏不会发生触碰的最小距离。
在一些可能的实现方式中,所述间隙宽度的范围为:0.5mm-1mm。
第二方面,提供了一种生物特征识别组件,包括:
模组支架和生物特征识别模组,所述生物特征识别模组通过所述模组支架固定到显示屏的下方时,所述生物特征识别模组和所述显示屏之间存在间隙。
在一些可能的实现方式中,所述生物特征识别模组的侧表面与所述模组支架的内侧表面固定连接,或者所述生物识别模组的上表面与所述模组支架的下表面固定连接;并且,所述模组支架的外侧表面与所述开孔的孔壁固定相连,或者所述模组支架的上表面与所述中框的下表面在孔口边缘处固定连接。
在一些可能的实现方式中,所述模组支架的上表面高于所述生物特征识别模组的上表面,所述生物特征识别模组通过所述模组支架固定到显示屏的下方时,所述间隙包括所述模组支架上表面与所述生物识别模组上表面的高度差。
在一些可能的实现方式中,所述模组支架设置有空腔结构,所述生物特征识别模块至少部分容纳并固定在所述空腔结构内。
在一些可能的实现方式中,所述空腔结构的顶部边缘向内延伸形成有环状固定部,所述生物特征识别模组的上表面与所述环状固定部的下表面固定连接。
在一些可能的实现方式中,所述固定连接为按照以下连接方式中的任一种进行的连接:
螺钉固定方式、双面胶固定方式、胶水固定方式、焊接固定方式以及耦合固定方式。
在一些可能的实现方式中,所述间隙的宽度大于或等于第一距离,所述第一距离为包括所述显示屏和生物特征识别组件的终端设备处于震荡状态时,所述光学指纹模组与所述显示屏不会发生触碰的最小距离。
在一些可能的实现方式中,所述间隙宽度的范围为:0.5mm-1mm。
第三方面,提供了一种终端设备,包括:
第一方面及第一方面中任一可能实现的方式中所述的屏下生物特征识别装置,或者,第二方面及第二方面中任一可能实现的方式中所述的生物特征识别组件。
附图说明
图1是本发明可以适用的移动终端的平面示意图。
图2是图1所示的移动终端沿A’-A’的部分剖面示意图。
图3是一种典型的通过点胶方式将生物特征识别模组贴合在显示屏的下表面的屏下生物特征识别装置的平面示意图。
图4是另一种典型的将生物特征识别模组贴合在显示屏下表面的屏下生物特征识别装置的侧视截面示意图。
图5是本发明实施例提供的一种屏下生物特征识别装置的示意性设计图。
图6是本发明实施例提供的另一种屏下生物特征识别装置的示意性设计图。
图7是本发明实施例的生物特征识别组件的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明实施例中的技术方案进行描述。
随着智能终端步入全面屏时代,智能终端正面指纹按键的空间受到全面屏的挤压,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。所谓屏下生物特征识别装置是指将生物特征识别模组(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。
作为一种常见的应用场景,本发明实施例提供的屏下生物特征识别装置可以适用于任何配置有显示屏和生物特征识别模组的终端设备。例如,智能移动电话、平板电脑和其他小型个人携带型设备,如掌上电脑(Personal Digital Assistant,PDA)、电子书(electronic book,E-book)等。在上述终端设备中,生物特征识别模组设置在显示屏的下方,且所述生物特征识别模组可以光学生物特征识别、超声波生物特征识别或者其他类型的指生物特征识别,其可以在用户通过显示屏进行操作时对用户的生物特征(比如指纹)进行检测和识别。
为了便于理解,作为示例而非限定性地,下文中以所述终端设备为智能手机且所述生物特征识别模组为光学指纹模组作为应用场景为例,对本申请提供的屏下生物特征识别装置进行说明。
请参阅图1和图2,其中图1为屏下生物特征识别装置可以适用的终端设备100的正面示意图,图2是图1所示的终端设备100沿A’-A’的部分剖面结构示意图。所述终端设备100可以具体为智能手机,其包括显示屏120和生物特征识别模组140,其中,所述显示屏120具有显示区域102,所述生物特征识别模组140设置在所述显示屏120的下方。
所述显示屏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,所述显示屏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,本申请对此不做限制。另一方面,所述显示屏120具体为触控显示屏,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,所述终端设备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。
所述生物特征识别模组140可以具体为光学生物特征识别模组,比如光学指纹模组,其主要用于采集用户的生物特征信息(比如指纹图像信息);在本实施例中,所述生物特征识别模组140可以至少设置在所述显示屏120下方的局部区域,从而使得所述生物特征识别模组140的生物特征采集区域(或感应区域)130至少部分位于所述显示屏120的显示区域102。
作为一种实施例,所述生物特征识别模组140可以具体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生物特征识别模组140的生物特征采集区域130。如图1所示,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,因此,用户在需要对所述终端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的生物特征采集区域130,便可以实现生物特征输入操作。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,采用上述结构的终端设备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,因此,所述显示屏120的显示区域102可以基本扩展到所述终端设备100的整个正面。
应当理解,虽然在图1和图2所示的实施例中以所述生物特征识别模组为屏下光学生物特征识别模组为例,但是,在其他实施例中,所述终端设备100的生物特征识别模组也可以采用超声波或者其他类型的生物特征识别模组,在应用于指纹识别场景时,相对应地,所述光学生物特征传感器可以采用超声波指纹传感器或者其他类型的生物特征传感器代替。本申请对指纹传感器的类型和具体结构不作特殊限制,只要上述指纹传感器可以满足在终端设备的显示屏内部进行指纹识别的性能要求便可。
本实施例以所述显示屏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显示单元阵列,所述生物特征识别模组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,该生物特征识别模组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,该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,所述生物特征识别模组140的光学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,所述光探测器可以作为如上所述的光学感应单元。
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生物特征信息。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并被其下方的生物特征识别模组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。所述终端设备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终端设备100进行相应的操作。
在其他替代实施例中,所述生物特征识别模组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。
应当理解的是,在具体实现上,所述终端设备100还包括保护盖板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的上方并覆盖所述终端设备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。
另一方面,所述生物特征识别模组140的下方还可以设置有电路板150,比如软性电路板(Flexible Printed Circuit,FPC),所述生物特征识别模组140可以通过焊盘焊接到所述电路板150,并通过所述电路板150实现与其他外围电路或者所述终端设备100的其他元件的电性互连和信号传输。比如,所述生物特征识别模组140可以通过所述电路板150接收所述终端设备100的处理单来的控制信号,并且还可以通过所述电路板150将所述生物特征检测信号输出给所述终端设备100的处理单元或者控制单元等。
作为一种实现方案,在典型的屏下生物特征识别装置中,一般是将生物特征识别模组贴附在显示屏的下表面。例如,如图3所示,生物特征识别模组140可以通过胶材160以点胶方式完全固定在显示屏120的下表面。
请参阅图4,在另一种典型的屏下生物特征识别装置中,保护盖板210的下表面与OLED显示屏220的上表面贴合,生物特征识别模组240通过胶材230以点胶方式与OLED显示屏220的下表面贴合,并且生物特征识别模组240的下表面与电路板250进行焊接固定。具体地,胶材230可以形成在生物特征识别模组240的外侧壁,以使得生物特征识别模组240的外侧壁与显示屏220的下表面之间进行完全贴合固定。此外,OLED显示屏220的下表面边缘通过泡棉背胶260与中框270的上表面贴合,中框270在生物特征识别模组240所在区域具有凹槽结构,该凹槽结构可以用于为生物特征识别装置250及其下方的电路板250提供避让空间。另外,中框270与后盖290之间可设置有电池280。
可以发现,虽然图4所示的设计结构实现了显示屏下的指纹识别,但要求生物特征识别模组和显示屏紧固连接,这样的导致的问题就是:
1.OLED显示屏220成本很高,且很脆弱,生物特征识别模组240与OLED显示屏220的贴合过程中很容易损坏OLED显示屏220。
2.生物特征识别模组240直接贴合在OLED显示屏220之后更换难度较大,且在更换生物特征识别模组240时很容易损坏OLED显示屏220。也就是说,由于生物特征识别模组240和OLED显示屏220完全粘在一起,如出现生物特征识别模组240损坏,在从OLED显示屏220下表面拆卸生物特征识别模组220时很容易损坏OLED显示屏。
3.将生物特征识别模组240直接贴合在OLED显示屏220下表面的贴合工艺复杂。
由于以上问题,采用上述结构的屏下生物特征识别装置在生产过程中不可避免出现良率偏低,成本过高,且贴合工艺复杂等问题,因此导致终端设备的成本和复杂度增加,可维修性低。
因此,为了解决上述问题,本发明实施例中提供了一种屏下生物特征识别装置,能够解决传统屏下生物特征识别装置的生物特征识别模组与显示屏的贴合工艺复杂、贴合成本较高以及在贴合过程和维修过程中容易损坏显示屏等问题。
图5和图6均是本发明实施例提供的一种屏下生物特征识别装置的示意性结构图。具体而言,如图5或图6所示,该屏下生物特征识别装置可以包括:显示屏320和生物特征识别模组340。其中,该显示屏320可以为如图1和图2所示的OLED显示屏120,该生物特征识别模组340可以为如图1和图2所示的生物特征识别模组140,该生物特征识别模组340可以固定设置在该显示屏220的下方,并且该生物特征识别模组340与该显示屏320之间存在间隙390。其中,该生物特征识别模组340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。该显示屏320和该生物特征识别模组340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和生物特征识别模组140的描述,此处不再赘述。
本发明实施例中,该生物特征识别模组340不和该显示屏320直接接触,即,该生物特征识别模组340和该显示屏320之间采用分离设计;作为一种可选的实现方式,该生物特征识别模组340可以通过固定连接在该终端设备内部容易拆卸的器件上来实现安装在该显示屏320的下方,并保证该生物特征识别模组340与该显示屏320之间存在间隙390,其中上述容易拆卸的器件可以作为该生物特征识别模组340与该显示屏320之间的固定架。换句话说,该生物特征识别模组340可以通过其他辅助元件实现以非接触方式固定设置在该显示屏320的下方。比如,该生物特征识别模组340可以固定到该固定架,并通过该固定架固定设置在该显示屏320的下方。由此,使得该生物特征识别模组340和该显示屏320完全解耦,避免了安装或者拆卸该生物特征识别模组340时损坏该显示屏320。
其中,该间隙宽度可以大于或等于第一距离,该第一距离为该终端设备处于跌落或者碰撞等震荡状态时该生物特征识别模组340与该显示屏320不会发生触碰的最小距离。例如,该间隙宽度的范围可以为:0.5mm-1mm。应注意,该范围仅为该间隙的示例范围,本申请实施例不限于此。
作为一种具体实现方式,当该屏下生物特征识别装置应用在移动终端(比如智能手机)时,如图5所示,该生物特征识别模组340和该显示屏320之间可以通过该移动终端的中框370或者其他元部件固定在该显示屏320的下方,使得该生物特征识别模组340与该显示屏320之间具有间隙390。在本实施例中,以图5所示的中框370为例,该中框370可以作为该生物特征识别模组340与该显示屏320之间的固定架。其中,该中框370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。本申请实施例中,通过该中框370固定该生物特征识别模组340,并保证该生物特征识别模组340与该显示屏320之间存在间隙390,由此,使得该生物特征识别模组340和该显示屏320完全解耦,避免了安装或者拆卸该生物特征识别模组340时损坏该显示屏320。
该中框370具体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,该中框370甚至可以和移动终端的边框一体成型,所谓一体成型就是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,该中框370还可以是复合中框,例如,包括内中框1与外中框2,内中框1用于承载手机零部件,外中框2在内中框1外,外中框2外沿装有手机按键,内中框1与外中框2整合为一体。由于将手机中框设计成内中框与外中框,内外中框整合为一整体,手机受撞击时,首先是外中框磨损,由于外中框上只有按键,更换外中框简单方便,成本低;进一步地,可以在内外中框之间设置有弹性材料,由于内外中框在弹性层弹力的压紧下相对固定,因此,在外中框承受冲击力时弹性层可以减小对内中框的冲击。
应当理解,虽然上述实施例中以该中框370为固定架为例,但是,在其他实施例中,该生物特征识别模组340可以通过固定连接在该终端设备内部容易拆卸的任意器件上来实现安装在该显示屏320的下方,并保证该生物特征识别模组340与该显示屏320之间存在间隙390。只要上述生物特征识别模组340能够以非接触方式固定设置在该显示屏320的下方便可。在其他实施例中,该生物特征识别模组340也可以固定到该移动终端的后盖、主板以及电池等易拆卸的器件上,进一步地固定设置在该显示屏320的下方。
本发明实施例中,由于该生物特征识别模组340采用非接触方式设置在该显示屏320的下方,且不和该显示屏320的下表面接触,即,该生物特征识别模组340和该显示屏320完全解耦,避免了拆卸该生物特征识别模组340时损坏该显示屏320。此外,由于该生物特征识别模组340和该显示屏320的下表面不接触,二者之间保持一个固定的间隙390,该间隙390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该生物特征识别模组340不接触到该显示屏320的下表面,也不会影响该生物特征识别模组340的生物特征识别稳定性和性能。也就是说,本申请实施例中,通过将该生物特征识别模组340与该显示屏320的下表面进行分离设计,能够降低拆卸该生物特征识别模组340的难度,进而提高终端设备的可维修性。进一步地,能够降低在该屏下生物特征识别装置的生产过程中将该生物特征识别模组340安装到该显示屏320下方的复杂度,并提高该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,也不会影响该生物特征识别模组340的生物特征识别稳定性和性能。
本实施例以该生物特征识别模组340固定到该中框370的下表面为例。该生物特征识别模组340可以设置于该中框370的下表面,并通过该中框370使得该生物特征识别模组340与该显示屏320之间存在间隙390。如图5所示,该显示屏320的下表面的边缘可以与该中框370的上表面贴合;该生物特征识别模组340设置于该显示屏320的下方并固定在该中框370,且该生物特征识别模组340和该显示屏320之间存在间隙390。其中,该显示屏320的下表面的边缘与该中框370的上表面贴合可以理解为:该显示屏320和该中框370,通过该显示屏320的下表面的边缘与该中框370的上表面贴合的方式,进行相互之间的固定连接。在其他替代实施例中,该生物特征识别模组340可以设置于该中框370的上表面,并与该显示屏320之间保持一个具有预定宽度的间隙。在具体地实现方式中,该中框370在该生物特征识别模组340的安装区域可以形成有凹槽结构,该中框370固定在该凹槽结构内,该凹槽结构可以用于为生物特征识别模组340提供容纳空间。
下面以该生物特征识别模组340可以设置于该中框370的下表面为例进行说明:可以理解,如果该生物特征识别模组340采用光学方式进行生物特征检测时,比如其为光学指纹识别模组时,该生物特征识别模组340需要检测该显示屏320发出的光信号经过手指反射而形成的反射光。因此,进一步地,当该生物特征识别模组340可以设置在该中框370的下表面时,为了保证该生物特征识别模组340可以接收到上述反射光,在一个可选的方案中,该中框370在该生物特征识别模组340的安装区域形成有开孔371,该生物特征识别模组340设置于该开孔371的下方,且其光学感应阵列通过该开孔371与该显示屏320的下表面正对设置。在本实施例中,该中框370的开孔371的尺寸小于或者等于该生物特征识别模组340的尺寸。
采用这种结构设计,该生物特征识别模组340可以与该中框370之间直接进行固定连接。具体地,该生物特征识别模组340的侧表面可以与该开孔371的孔壁固定连接;或者,该生物特征识别模组340的上表面边缘可以与该中框370的下表面位于该开孔371周围的区域固定连接。本发明实施例中,该生物特征识别模组340与该中框370之间直接进行固定连接的方式仅为示例性描述,本发明实施例不限于此。在其他实施例中,该生物特征识别模组340还可以通过连接件与该中框370之间进行固定连接。例如,如图5所示,该屏下生物特征识别装置还可以包括:模组支架330,该模组支架330可以作为该生物特征识别模组340与该中框370之间的连接件,用于实现二者之间的固定连接。比如,该生物特征识别模组340的侧表面可以与上述模组支架330的内侧表面固定连接,或者该生物特征识别模组340的上表面边缘与该模组支架330的下表面固定连接;而上述模组支架330的外侧表面与该开孔371的孔壁固定连接,或者该模组支架330的上表面与该中框370的下表面位于该开孔371周围的区域(即孔口边缘处)固定连接。又或者,如图5所示,该生物特征识别模组340的侧表面可以固定在该模组支架330的内侧表面,且该生物特征识别模组340的上表面边缘以及该模组支架330的上表面可以同时固定到该中框370下表面位于该开孔371周围的区域(即孔口边缘处)。其中,上述固定连接包括但不限于以下连接方式:螺钉固定方式、双面胶固定方式、胶水固定方式、焊接固定方式以及耦合固定方式。
本实施例中,为了进一步保证该生物特征识别模组340与显示屏320之间存在间隙,可以使得上述模组支架330的上表面还可以高于该生物特征识别模组340的上表面。此外,由于上述模组支架330的上表面还可以高于该生物特征识别模组340的上表面,因此,该生物特征识别模组340可以与该模组支架330的至少一个表面进行固定连接,增加了该生物特征识别模组340与模组支架330之间的接触面积,在通过双面胶固定方式或者胶水固定方式对该生物特征识别模组340和该模组支架330进行固定连接时,能够增加固定连接的稳定性。
在其他实施例中,为了增加该生物特征识别模组340与模组支架330之间固定连接的稳定性,上述模组支架330还可以设置有空腔结构,该空腔结构与该中框370的开孔371对准设置,其可以为该生物特征识别模组340提供一个收容空间,且该生物特征识别模组340至少部分收容并固定在该空腔结构之中。比如,该生物特征识别模组340的侧表面通过该空腔结构与上述模组支架330的内侧表面固定连接。进一步地,为了保证该生物特征识别模组340通过该空腔结构与上述模组支架330的固定连接具有一定的稳定性,作为一个实施例,该空腔结构的形状可以为该生物特征识别模组340的形状。作为另一个实施例,还可以对空腔结构做进一步优化。例如,该模组支架330的空腔结构的顶部边缘可以向内延伸而形成一个环状固定部,且该生物特征识别模组340的上表面边缘可以固定到该环状固定部的下表面,而该环状固定部的上表面与该模组支架330主体的上表面平齐。利用上述模组支架330的环状固定部,可以使得该生物特征识别模组340在该空腔结构内部与该模组支架330之间的连接更加稳定,且此时该模组支架330的上表面高于该生物特征识别模组340的上表面,二者之间的高度差便可以进一步增加该显示屏320与该生物特征识别模组340之间的间隙宽度。本发明实施例中,上述模组支架330的主要作用是将该生物特征识别模组340固定连接在该中框370,并使得该生物特征识别模组340和该显示屏320之间存在间隙。本发明实施例对上述模组支架330的具体结构不做限定。
此外,终端设备的中框370可以采用金属中框或者铝合金中框,由于其厚度可能较薄或者较厚而未能满足该显示屏320和该生物特征识别模组340之间的间隙的宽度要求。因此,为了保证本发明实施例中该生物特征识别模组340和该显示屏320之间的间隙具有足够的宽度。本发明实施例中,还可以进一步优化该中框370的结构设计。
实际产品中,如果该中框370的厚度较薄,作为一个实施例,可以对该中框370上的该生物特征识别模组340的安装区域进行加厚处理。例如,如图5所示,该中框370在上述安装位置可以形成有开孔371,且该中框370的开孔371的边缘还可以向下延伸而形成凸起结构,该生物特征识别模组340可以进一步直接安装或者通过模组支架330固定到该凸起结构的下表面。更进一步地,为了便于放置该生物特征识别模组340,在本发明一种可选的实施例中,该中框的下表面在与该凸起结构相邻的外围区域形成有环绕该凸起结构的凸环,该凸环的下表面高于该凸起结构的下表面,该生物特征识别模组固定在该凸环内。例如,在图5所示的实施例中,该中框370的下表面在该台阶结构的区域还可以形成有环绕该开孔371的凸环,其中该生物特征识别模组340在安装到该中框370之后可以位于该凸环的内侧。该凸环一方面可以保证该中框370在该开孔371的外围区域进行减薄之后仍具有较高的强度,另一方面也可以对其内侧的生物特征识别模组340进行保护。作为一种可选的实现方式,该生物特征识别模组340也可以通过该模组支架330固定到该凸环。相应的,在其他实施例中,如果该中框370的厚度较厚,作为一个实施例,也可以对该中框370上的该生物特征识别模组340的安装区域进行减薄处理。例如,如图6所示,也可以直接该中框370的下表面设置有凹槽结构,该开孔设置于该凹槽结构中。换句话说,该中框的下表面在背向该显示屏的孔口边缘处向上延伸形成有凹槽结构,该生物特征识别模组固定在该凹槽结构内。
进一步地,如图5所示,当该屏下生物特征识别装置应用于终端设备时,其还可以包括:盖板310、电路板350以及泡棉背胶360。其中,该盖板310可以为透明保护盖板,比如玻璃盖板或者蓝宝石盖板,其可以覆盖在该显示屏120,并且该盖板310的下表面可以与该显示屏320的上表面(即显示面)进行贴合。该电路板350可以为印刷线路板或者软性电路板,其用于支撑该生物特征识别模组340,且该生物特征识别模组340可以通过该电路板350与外围元件或者外部电路进行连接。该显示屏320的下表面边缘可以通过该泡棉背胶360与该中框370的上表面进行贴合。在本实施例中,该泡棉背胶360除了提供该显示屏320与该中框370之间的贴合以外,其可以具有一定的厚度;其中,该泡棉背胶360的厚度可以使得该显示屏320的下表面与该中框370的上表面之间具有一定的距离,上述距离可以作为该显示屏320与该生物特征识别模组340之间的间隙390的一部分。
另一方面,当该中框370具有一定的厚度时,为了充分利用该中框370的厚度,该中框370的上表面在该开孔371的外围区域可以进行减薄处理,从而在该开口的外围区域形成台阶结构,即该中框370在该开孔371的外围区域的厚度小于该中框370的主体厚度。该台阶结构的高度差同样可以作为该显示屏320与该生物特征识别模组340之间的间隙390的一部分。并且,该中框370的开孔371朝向该显示屏320的孔口边缘可以做倒角处理来形成斜角,该斜角可以更有利于反射光从该中框370的开孔371进入该生物特征识别模组340,从而提高该屏下生物特征识别装置的生物特征检测性能和检测效率。进一步地,该斜角的延伸至该中框的下表面的背向该显示屏的孔口边缘处,使得该间隙包括该斜角所在面在垂直该显示屏方向上的投影高度。
本发明实施例以该生物特征识别模组340固定连接在中框370为例,并保证该生物特征识别模组340与显示屏320之间存在间隙。当然,应当理解,在其他替代实现方案中,该生物特征识别模组340还可以通过固定连接在该终端设备内部容易拆卸的任意器件上来实现安装在该显示屏320的下方,并保证该生物特征识别模组340与该显示屏320之间存在间隙390。例如,在另一个实施例中,该屏下生物特征识别模组所应用的终端设备还可以包括后盖,该生物特征识别模组340可以直接或者通过模组支架330与该后盖固定连接,来代替图5所示的安装到该中框370的实现方案。
通过以上分析可以发现,本发明实施例中,通过让生物特征识别模组340和显示屏320分离设计,例如,生物特征识别模组340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生物特征识别模组340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。此外,本发明实施例中,该生物特征识别模组340和该显示屏320的下表面之间形成一个间隙,该间隙可保证在该显示屏320受到按压或者当该终端设备跌落或碰撞等条件下,该生物特征识别模组340均不接触该显示屏320下表面,避免损坏该显示屏320。
应当理解,图5和图6所示的实施例中的屏下生物特征识别装置的结构仅为示例性描述。具体而言,图5或图6所示的屏下生物特征识别装置同样可以应用于智能手机或者其他终端设备,且该屏下生物特征识别装置同样包括显示屏320和生物特征识别模组340。该生物特征识别模组340可以通过该终端设备内部的中框370来实现非接触式地设置在该显示屏320的下方。其中,该显示屏320的上表面可以覆盖有盖板310,该显示屏320的下表面边缘通过泡棉背胶360与中框370的上表面贴合;并且,该生物特征识别模组可以连接到电路板350,并通过该电路板350与外围元件或者外部电路进行连接。进一步地,该中框370设置有开孔371,且该生物特征识别模组340设置于该开孔371的下方,从而保证其可以通过该开孔371接收到从该显示320返回的反射光。在图6所示的实施例中,该中框370的开孔371的尺寸大于该生物特征识别模组340的尺寸,因此,该生物特征识别模组340需要通过模组支架330来固定到该中框370。
此外,如图6所示,该生物特征识别模组340可以安装到该模组支架330的下表面,且该模组支架330具有开口331(空腔结构),该模组支架330的开口331与该中框370的开孔371相互对准,以使得反射光可以穿过该中框370的开孔371和该模组支架330的开口331并被该生物特征识别模组340接收。其中,该具有开口331的模组支架330、具有开孔371的该中框370以及该中框370的上表面与该显示屏320下表面之间距离构成该显示屏320与该生物特征识别模组340之间的间隙。可替代地,该生物特征识别模组340也可以安装到该模组支架330的开口331的内部,比如该生物特征识别模组340的外侧表面可以固定到该开口331的内侧面。另外,该中框370的下表面在该开孔371的周围区域可以开设有凹槽结构,该凹槽结构可以用于收容该模组支架330,且该模组支架330的上表面边缘可以固定到该中框370的凹槽结构表面。
本发明实施例中,还提供了一种生物特征识别组件,其可以包括生物特征识别模组和模组支架;当该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,可以直接安装到该终端设备的中框或者固定架,而在当该屏下生物特征识别装置或者该终端设备的生物特征识别模组出现损坏时,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。
图7是本发明实施例的生物特征识别组件的示意性框图。如图7所示,该生物特征识别组件包括:模组支架330和生物特征识别模组340;其中,该模组支架330和该生物特征识别模组340的具体结构以及二者之间的结构关系可以参照上面关于图5和图6的相关描述,此处不再赘述。
最后,还需要说明的是,在本发明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,而非旨在限制本发明实施例。例如,在本发明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。
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部件,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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发明实施例的范围。所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的装置和部件,可以是或者也可以不是物理上分开的。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部部件来实现本发明实施例的目的。以上内容,仅为本发明实施例的具体实施方式,但本发明实施例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发明实施例揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。因此,本发明实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。