一种用于屏幕下方的指纹识别模组的制作方法

本实用新型涉及一种指纹识别模组，更具体地说，是涉及一种用于手机、平板、笔记本电脑、电子锁、身份识别仪器的屏幕下方的指纹识别模组。

背景技术：

现有市面上流行的用于手机的指纹识别模组，大部分是电容式指纹传感器组件，其利用硅晶元微阵列与导电的皮下电解液形成电场，指纹的高低起伏会导致二者之间的压差出现不同的变化，借此可实现准确的指纹测定。但是由于传感器表面是使用硅材料容易损坏，导致使用寿命降低。以及通过指纹的沟壑和山脊之间的凹凸来形成指纹图像的，因而对脏手指或湿手指等识别困难，手指辨别率较低。

另外申请号为US9570002的美国专利申请公开了一种采用微型LED传感技术的触摸显示屏指纹识别技术，如图36所示，这项技术在微型LED显示器上配备了微小的红外线发射器和传感器阵列，从而取代现在主流的电容式指纹传感器组件。该设计可使触摸面板和指纹传感器集成于一体。其优点为：其非常美观和实用，隐藏于显示屏下方，非常隐秘不易被发觉，与显示屏浑然一体，其主要用于下一代智能手机的无边框屏幕设计、“消失”的HOME键和Touch ID指纹传感器。但是该技术只能用于OLED的显示屏上，其主要原因为：OLED(有机发光LED)，是全透自发光的，显示屏不需要背光照明，因此指纹识别成像的区域也不用背光开孔。如果采用普通的LCD显示屏，那么由于照明显示屏用的背光模组的导光板 (其下底面有些微结构)会对下方的指纹识别模组产生挡光，因此导光板在指纹识别光学成像模组的正上方的位置需要开一个孔，让指纹下表皮的光线可以穿过背光模组、并通过下方的成像透镜进行成像识别。那么由于导光板开孔位置不能对正上方的LCD屏进行照明，显示屏上会出现一个明显的黑点。

上述发明采用微型LED传感技术的触摸显示屏技术，所述OLED屏最大的技术问题是有机材料的寿命有限。由于产生蓝光的OLED材料比其他颜色的材料降解得更快，因此蓝光输出会比其他颜色的光少。另外水可以瞬间损坏显示器的有机材料，因此，改进的密封工艺对实际生产具有重要意义。OLED屏在显示具有白色背景的图像时(比如文档或是网站)，会非常耗电。还有一个缺点是烧屏问题：由于各像素在屏幕上显示的差异，每个位置的老化速度就有了差异。这种面板的生产难度非常高，而且价格昂贵。

技术实现要素：

为克服现有技术中的上述缺陷，本实用新型以手机为例，提供一种用于手机屏幕下方的指纹识别模组，其成本低、寿命高、以及可靠性好，其同时可以消除由于导光板开孔造成的显示屏上的黑点，可以用于普通的LCD触摸显示屏。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板，设置于玻璃盖板下方的显示屏，设置于显示屏下方的用于照明显示屏的导光板，所述导光板中间设置有导光区域，所述导光板设置于导光构件上方，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件和用于产生光线的发光构件，所述导光构件包括反射结构和设置于导光构件顶部的用于限制成像系统视场角的喇叭口，所述反射结构设独立置于导光构件底部或设置于导光构件底部并与导光构件一体成型，所述反射结构为从内上方至外下方倾斜的反射面，所述成像系统设置于喇叭口下方，所述发光构件装设于导光构件的外侧面、下方或内部，所述成像系统包括用于成像的成像透镜，装设于成像透镜下方的滤波片，装设于滤波片下方的用于接收图像的图像传感器。

作为优选的，所述滤波片为透射760nm～1040nm波段红外光的窄带滤光片，其也可以为用于过滤红外光的红外滤波片。

作为优选的，所述成像系统还包括装设于成像透镜上方的光阑片，所述光阑片设置有第一通孔，所述光阑片独立设置于成像透镜上方，其也可以设置于成像透镜上方并与成像系统一体设置。

作为优选的，所述反射结构包括用于配光的环形锯齿状微结构，所述环形锯齿状微结构优选为全反射式微结构，也可以为全反射微结构兼半反射微结构组合。

作为优选的，所述导光构件包括对发光构件发出的光线进行收集并准直的聚光透镜，用于对光线进行全反射的外侧面。

作为优选的，所述导光构件还包括设置在导光构件中间底部的从内上方到外下方倾斜的用于将被外侧面反射的光线透射到反射结构上的透射式台阶面。

作为优选的，所述聚光透镜装设于导光构件外圈底部，所述发光构件装设于聚光透镜下方。

作为优选的，所述外侧面对被聚光透镜准直后的光线进行全反射。

作为优选的，所述聚光透镜装设于导光构件外圈的外侧面的下方，所述发光构件装设于聚光透镜的侧面，所述导光构件还包括用于对被聚光透镜准直后的光线进行全反射的内侧面，所述外侧面对被内侧面反射的光线进行二次全反射。

作为优选的，所述聚光透镜装设于导光构件外圈的内侧面的下方，所述外侧面包括用于对被聚光透镜准直后的光线进行全反射的第一外侧面，用于对被第一外侧面反射的光线进行二次全反射第二外侧面。

作为优选的，所述聚光透镜装设于导光构件外圈的外侧面的下方，所述导光构件还包括用于对被聚光透镜准直后的光线进行全反射的内侧面，所述外侧面对被内侧面反射的光线进行二次全反射，所述导光构件还包括装设于导光构件顶部的出光面，所述出光面为锯齿状菲涅尔表面，所述导光构件还包括设置在导光构件底部的从内上方到外下方倾斜的用于将被外侧面反射的光线全反射到出光面上的反射式台阶面。

作为优选的，所述导光构件底部装设有从内上方到外下方倾斜的用于将被外侧面反射的光线透射到反射结构上的透射式台阶面，所述透射式台阶面下方装设有高反光组件，所述高反光组件独立设置于导光构件下方，其也可以与导光构件一体成型。

作为优选的，所述高反光组件包括用于混光的微结构，所述成像透镜的数量为一片，其也可以设置为两片或多片。

作为优选的，所述成像透镜为光学成像透镜，所述光学成像透镜为非球面光学透镜，衍射光学曲面透镜或菲涅尔曲面透镜。

作为优选的，所述发光构件为若干个LED光源，其也可以设置为若干个激光光源，若干个白光LED光源及IR LED红外线光源组合或若干个白光LED光源及彩色LED光源组合。

作为优选的，所述反射结构的表面设置有用于激发白光的荧光粉构件，所述发光构件为至少两个蓝光激光二极管或蓝光LED光源，所述蓝光激光二极管或蓝光LED光源的波长在380nm～450nm之间。

作为优选的，包括若干个组微型背光照明系统和成像系统。

作为优选的，所述导光构件为圆形，其也可以为椭圆形，方形，三角形，多边形或不规则图形。

作为优选的，所述显示屏为LCD液晶显示屏，其也可以为OLED显示屏或微 LED阵列显示屏。

作为优选的，所述导光区域为开设在导光板上的导光通孔，其也可以为设置在导光板上的透明平面或曲面。

作为优选的，导光构件还包括装设在其外圈的光线导入面，所述发光构件装设在导光构件外侧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型包括微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内的成像系统，装设于微型背光照明系统上方的屏幕构件，所述屏幕构件包括玻璃盖板，设置于玻璃盖板下方的显示屏，设置于显示屏下方的用于照明液晶显示屏的导光板，所述导光板中间开设有导光区域，所述导光板设置于导光构件上方，所述微型背光照明系统包括导光构件和用于发射照明光线的发光构件，所述成像系统包括用于成像的成像透镜，装设于成像透镜下方的用于接收图像的图像传感器。本实用新型结构简单，成本低、寿命高、以及可靠性好，其同时可以消除由于导光板开孔造成的显示屏上的黑点，可以用于普通的LCD触摸显示屏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组与屏幕构件配合的结构示意图；

图2是图1中A部的放大图；

图3是本实用新型实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的等轴测视图的分解图；

图4是本实用新型实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的导光构件的等轴测视图；

图5是图4的仰视图；

图6是发明实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的反射结构的等轴测视图；

图7是图6的仰视图；

图8是本实用新型实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的反射结构的配光方法示意图；

图9是本实用新型实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的反射结构的反射面的第N个微型倾斜反射面对单根光线的配光示意图；

图10是本实用新型实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的反射结构与光轴夹角示意图；

图11本实用新型实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的微型背光照明系统的计算机模拟图；

图12是本实用新型实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的微型背光照明系统对上方LCD显示屏的补充照明结果图；

图13是本实用新型实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的成像透镜的等轴测视图；

图14是图10的仰视图；

图15是本实用新型实施例一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的成像系统的光路图；

图16是本实用新型实施例二提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组与屏幕构件配合的结构示意图；

图17是本实用新型实施例三提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组与屏幕构件配合的结构示意图；

图18是本实用新型实施例四提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组与屏幕构件配合的结构示意图；

图19是本实用新型实施例五提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组与屏幕构件配合的结构示意图；

图20是本实用新型实施例六提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组与屏幕构件配合的结构示意图；

图21是本实用新型实施例六提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的等轴测视图的分解图；

图22是本实用新型实施例六提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的导光构件的等轴测视图；

图23是图18的仰视图；

图24是本实用新型实施例六提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的微型背光照明系统的配光方法示意图；

图25是本实用新型实施例七提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组与屏幕构件配合的结构示意图；

图26是本实用新型实施例八提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组与屏幕构件配合的结构示意图；

图27是图25中B部的放大图；

图28是本实用新型实施例八提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的高反光组件的等轴测视图；

图29是本实用新型实施例九提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的导光构件与发光构件配合的结构示意图；

图30是本实用新型实施例十提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组与屏幕构件配合的结构示意图；

图31是本实用新型实施例十一提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组的多种光源与导光构件配合的示意图；

图32是本实用新型实施例十二提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组采用的七边形导光构件与光源配合的示意图；

图33是本实用新型实施例十三提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组与屏幕构件配合的结构示意图；

图34是本实用新型实施例十四提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组，其多个小型指纹识别模组拼接后与屏幕构件配合的结构示意图；

图35是本实用新型实施例十四提供的一种用于屏幕下方的指纹识别模组，其多个小型指纹识别模组拼接后的成像范围示意图。

图36是申请号为US9570002的美国专利申请公开的一种采用微型LED传感技术的触摸显示屏指纹识别技术的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组。

实施例一

请参考图1～图7，图11～图15，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板110，设置于玻璃盖板110下方的显示屏120，设置于显示屏120下方的用于照明显示屏120的导光板130，所述导光板130中间设置有导光区域131，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件140和用于产生光线的发光构件190，所述导光构件140 包括反射结构150，用于对发光构件140发出的光线进行收集并准直的聚光透镜 141，用于对光线进行全反射的外侧面142，设置在导光构件140中间底部的从内上方到外下方倾斜的用于将被外侧面反射的光线透射到反射结构上的透射式台阶面143和设置于导光构件140顶部的用于限制成像系统视场角的喇叭口 144，所述反射结构150设独立置于透射式台阶面143的底部，所述反射结构150 为从内上方至外下方倾斜的反射面，所述反射结构150包括设置于透射式台阶面 143下方的反射面151，所述成像系统设置于喇叭口144下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜160，装设于成像透镜160下方的滤波片170，装设于滤波片170下方的用于接收图像的图像传感器180。

所述聚光透镜141装设于导光构件140外圈底部，所述发光构件190装设于聚光透镜141下方，所述外侧面142对被聚光透镜141准直后的光线进行全反射，被全反射后的光线穿过透射式台阶面143入射到反射结构150上进行反射后，光线均匀照明LCD显示屏120直径5mm的范围以及位于玻璃盖板110上表面111 的指纹下表皮位置。

所述透射式台阶面包括环形锯齿状微结构，其每一小段微结构由一小段垂直于入射光线方向的竖直透射面和一小段平行于入射光线的水平面组成，其让入射光线透过，并入射到位于其下方反射结构150外侧的反射面151上进行反射和配光。

请参考图8～图10，入射到反射结构的反射面的每根光线，其反射后与光轴 Z1Z2的夹角θN，其大小渐变，即所述反射面每一小段微结构的倾斜反射面，其倾斜角渐变。

请参考图8，左右两侧的背光照明系统为对称结构，从发光构件190的位置O点发出的光线，经过导光部件外圈下方的弧形聚光透镜141准直后，被导光部件外侧反射面142反射，反射光线转折90°沿着水平方向往中间方向传输，再经过透射式的环形透射式台阶面143透射后入射到下方反射结构150的外侧的反射面151上。所述的反射面151，其分为L个环形的锯齿状微型倾斜反射面，所述微型倾斜反射面由一小段倾斜反射面和一小段平行于入射光线的水平面组成，其将从导光构件140入射的光线进行反射并配光。

其配光特征为：假设有任意一根光线ABN入射到反射面151第N个微型倾斜反射面上，其反射光线为BNCN，那么其反射光线与光轴Z1Z2的夹角θN为渐变的关系。从反射面151最下方一小段，到最上方的一段，该配光角从最小配光角θmin渐变到最大配光角θmax。本实施例优选该配光角的变化为0°～35°之间，即入射到反射面151最下方一个微型倾斜反射面B1点的光线，其反射光线为B1C1，该反射光线B1C1的配光角度最小，其与光轴Z1Z2的夹角为θmin，本实施方案优选该夹角为θmin为0°。入射到反射面151最上方一小段倾斜反射面BL点的光线，其反射光线为BLCL，所述的反射光线BLCL，其与光轴Z1Z2的夹角最大，其配光角度为θmax，本具体实施方案优选该最大的配光角度θmax为35°。

该配光角θN从最小配光角θmin渐变到最大配光角θmax，其配光的具体角度范围不限定，其可以根据实际玻璃盖板上表面111位置的光斑均匀度进行调整，譬如配光角θN可以加大调整为-15°～60°之间的范围，或者缩小调整为5°～30°的范围。

请参考图9，假设有任意一根光线ABN入射到反射面151第N个微型倾斜反射面上，其反射光线为BNCN，BNQ为微型倾斜反射面的切线，BNN为该微型倾斜反射面的法线，BNH为水平线，BNZ为竖直线。假设其反射光线BNCN与竖直线BNZ(平行于光轴Z1Z2)的为夹角θN，该微型倾斜反射面与水平线BNH的倾斜角为τ，入射光线ABN与法线BNN的夹角(入射角)为δ，那么反射光线BNCN与法线BNN之间的夹角(反射角)也为δ。那么根据图中的几何关系，有以下的关系式：

第一公式：

第二公式：

第三公式：δ+δ+γ+τ＝π

根据上述第一公式～第三公式可以得出第N个微型倾斜反射面与水平线BNH 的倾斜角：

第四公式：

从反射面151最下方一微型倾斜反射面，到最上方的一微型倾斜反射面，该配光角从最小配光角θmin渐变到最大配光角θmax。本具体实施方案优选其为线性变化的关系，假设反射面151总共分成N个微型倾斜反射面，那么第N个微型倾斜反射面，其配光角度为：

第五公式：

结合第四公式，得出所述反射面151第N个微型倾斜反射面的倾斜角(与水平线之间的夹角)为：

第六公式：

本实施例中优选所述锯齿状微结构锥形反射面151最下方位置一小段的最小配光角度θmin为0°，最上方位置一小段的最大的配光角度θmax为35°。并优选将所述反射面151总共分成M＝24个微型倾斜反射面，那么根据第六公式，当N＝0 时，所述反射面151最下边一个微型倾斜反射面的倾斜角为τ＝45°；当N＝24时，所述反射面151最上边一个微型倾斜反射面的倾斜角为τ＝27.5°。所述反射面151，从下往上的微型倾斜反射面的倾斜角τ慢慢变小，其在10°～75°之间渐变。

所述微型倾斜反射面的角度设置为从小到大渐变顺序排列，在其他实施例中，其也可以设置为局部交错排列。

请参考图10，所述的微型背光照明系统，所述反射面151所附着的倾斜基面151b的角度由靠内侧上方第一个微型倾斜反射面的齿尖与外侧下方最后一个微型倾斜反射面的齿尖两点之间连接产生，其与光轴Z1Z2的夹角为ψ，这个夹角为倾斜角度，倾斜角度为15°～80°度之间，本具体实施方案优选该倾斜角度为 70.36°。

所述的全反射棱镜结构的环形导光构件140，经过其外侧面142反射并射向中间方向的光线，其为水平方向、垂直方向或与水平方向有一定夹角的光线，也可以为具有一个窄角度的发散或者会聚的光线。

本实施例中所述多个微型倾斜反射面之间通过倾斜直线连接，其也可以通过水平直线或曲线连接。

本实施例中所述反射面151附着的倾斜基面151b设置为倾斜的平面，其也可以设置为带有弧度的曲面。

所述喇叭口144为成像透镜160的孔径光阑，孔径光阑允许指纹下表皮的成像光线穿过成像透镜160成像到其下方的图像传感器180中，并挡住视场角之外的光线进入到成像透镜160中。

所述滤波片170用以将红外光线，比如手指的热辐射过滤掉，只允许波长为 380nm～760nm之间的光线可以通过滤波片170并成像到图像传感器180中。

所述发光构件190为多颗LED光源，其用于均匀照明上方的LCD显示屏及手指下表皮，本实施例中优选为三颗白光贴片LED光源，所述四颗白光贴片LED 光源等距离放置于聚光透镜141下方。当然，其数量也可以根据实际需要设置为两颗，三颗，四颗或任意数量。

本实施例中，所述导光构件140优选为圆形。

参考图12，其显示的是计算机模拟LCD显示屏上直径为5mm范围内的光斑的均匀度和照度分布结果，模拟结果显示直径5mm范围内的LCD显示屏的照度均匀度在80％左右。其可以满足补充照明由于导光板130开孔产生的LCD显示屏上的黑点，与LCD显示屏其他位置的背光照明效果融合充分。

请参考图10和图11，所述成像透镜160包括上下两个非球面，其将玻璃盖板110上表面111的大约5mm的范围，成像到下方的图像传感器180上。

本实施例中的图像传感器180优选为CMOS传感器。

所述显示屏120为LCD液晶显示屏，在其他实施例中其也可以为OLED显示屏或微LED阵列显示屏。

本实施例中的所述导光区域131为开设在导光板上的导光通孔，在其他实施例中其也可以为设置在导光板上的透明平面或曲面。

本实施例中的所述发光构件190，其为水平设置，在其他实施例中，其也可以垂直或以一定的角度倾斜设置。

本实施例中的所述反射结构250为全反射结构，在其他实施例中，其也可以为局部全反射结构兼局部半反射结构组合。

实施例二

请参考图16，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板210，玻璃盖板210包括用于放置手指的上表面211，设置于玻璃盖板210下方的显示屏220，设置于显示屏220下方的用于照明显示屏220的导光板230，所述导光板230中间设置有第导光区域231，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件240和用于产生光线的发光构件 290，所述导光构件240包括反射结构250，用于对发光构件290发出的光线进行收集并准直的聚光透镜241，用于对光线进行全反射的内侧面，用于对被内侧面反射的光线进行二次反射的外侧面242，设置在导光构件240中间底部的从内上方到外下方倾斜的用于将被外侧面242反射的光线透射到反射结构上的透射式台阶面 243和设置于导光构件240顶部的用于限制成像系统视场角的喇叭口244，所述反射结构250设独立置于透射式台阶面243的底部，所述反射结构250为从内上方至外下方倾斜的反射面，所述反射结构250包括设置于透射式台阶面243下方的反射面251，所述成像系统设置于喇叭口244下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜260，装设于成像透镜260下方的滤波片270，装设于滤波片270下方的用于接收图像的图像传感器280。

实施例二与实施例一的区别为：所述聚光透镜241装设于导光构件240外圈的外侧面242下方，所述发光构件290装设于聚光透镜241的侧面，所述导光构件240 还包括对光线进行全反射的内侧面，对被聚光透镜241准直后的光线进行全反射，外侧面242对被内侧面全反射后的光线进行二次反射，二次反射后的光线与实施例一中一样，穿过透射式台阶面243入射到反射结构250上进行反射，光线之后的路径、成像过程以及其他设置与实施例一中相同，此处不再赘述。

实施例三

请参考图17，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板310，玻璃盖板310包括用于放置手指的上表面311，设置于玻璃盖板310下方的显示屏320，设置于显示屏320下方的用于照明显示屏320的导光板330，所述导光板330中间设置有导光区域331，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件340和用于产生光线的发光构件390，所述导光构件340包括反射结构350，用于对发光构件390发出的光线进行收集并准直的聚光透镜341，用于对光线进行全反射的外侧面，设置在导光构件340中间底部的从内上方到外下方倾斜的用于将被外侧面342反射的光线透射到反射结构上的透射式台阶面343和设置于导光构件340顶部的用于限制成像系统视场角的喇叭口344，所述外侧面包括用于对被聚光透镜341准直后的光线进行全反射的第一外侧面和用于对被所述第一外侧面反射的光线进行二次反射的第二外侧面 342，所述反射结构350设独立置于透射式台阶面343的底部，所述反射结构350 为从内上方至外下方倾斜的反射面，所述反射结构350包括设置于透射式台阶面 343下方的反射面351，所述成像系统设置于喇叭口344下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜360，装设于成像透镜360下方的滤波片370，装设于滤波片 370下方的用于接收图像的图像传感器380。

实施例三与实施例一的区别为：所述聚光透镜341装设于导光构件340外圈的内侧面342的下方，所述发光构件390装设于聚光透镜341的侧面，所述外侧面包括用于对被聚光透镜341准直后的光线进行全反射的第一外侧面和用于对被所述第一外侧面反射的光线进行二次反射的第二外侧面342，二次反射后的光线与实施例一中一样，穿过透射式台阶面343入射到反射结构350上进行反射，光线之后的路径、成像过程以及其他设置与实施例一中相同，此处不再赘述。

实施例四

请参考图18，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板410，玻璃盖板410包括用于放置手指的上表面411，设置于玻璃盖板410下方的显示屏420，设置于显示屏420下方的用于照明显示屏420的导光板430，所述导光板430中间设置有导光区域431，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件440和用于产生光线的发光构件490，所述导光构件440包括用于对发光构件490发出的光线进行收集并准直的聚光透镜441，用于对被聚光透镜441准直后的光线进行全反射的内侧面445，用于对被内侧面445反射的光线进行二次全反射的外侧面442，设置在导光构件440内侧底部的从内上方到外下方倾斜的用于将被外侧面442二次反射的光线进行反射的反射结构443，装设于导光构件440顶部的用于将被反射结构443反射的光线进行二次配光的出光面444和设置于导光构件440顶部中间的用于限制成像系统视场角的喇叭口，所述成像系统设置于喇叭口下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜460，装设于成像透镜上方的光阑片，装设于成像透镜460下方的滤波片470，装设于滤波片470下方的用于接收图像的图像传感器480，所述光阑片设置有第一通孔，所述喇叭口与光阑片的第一通孔连通，成为成像透镜460的孔径光阑。

实施例四与实施例二的区别为：所述聚光透镜441装设于导光构件440外圈的外侧面442下方，所述发光构件490装设于聚光透镜441的侧面，所述导光构件440 顶部装设有用于二次配光的出光面444，所述出光面444为锯齿状菲涅尔表面，所述出光面444为全反射式微结构，其每个锯齿具有不同倾斜角的斜面，其将入射光线进行均匀配光，均匀地分布到位于触摸屏的玻璃盖板的上表面411上。所述导光构件440还包括用于对被聚光透镜441准直后的光线进行全反射的内侧面 445，外侧面442对被内侧面445反射的光线进行二次反射，二次反射后的光线入射到反射结构443上进行反射，之后，反射后的光线与实施例二中一样，除了光线经过出光面444的其他路径、成像过程以及其他设置与实施例一中相同，此处不再赘述。

实施例五

请参考图19，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板1010，玻璃盖板1010包括用于放置手指的上表面1011，设置于玻璃盖板1010下方的显示屏1020，设置于显示屏1020下方的用于照明显示屏1020的导光板1030，所述导光板1030中间设置有导光区域 1031，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件1040和用于产生光线的发光构件1060，所述导光构件1040包括用于对发光构件1060发出的光线进行收集并准直的聚光透镜1044，用于对被聚光透镜1044准直后的光线进行全反射的内侧面1043，用于对被内侧面1043反射的光线进行二次全反射的外侧面1045，设置在导光构件1040内侧靠底部位置的从内上方到外下方倾斜的用于将被外侧面 1045二次反射的光线进行反射的反射结构1042，装设于导光构件1040顶部的用于将被反射结构1042反射的光线进行二次配光的出光面1041和设置于导光构件 1040顶部中间的用于限制成像系统视场角的喇叭口1050，所述成像系统设置于喇叭口1050下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜1070，装设于成像透镜 1070上方的光阑片，装设于成像透镜1070下方的滤波片1080，装设于滤波片1080 下方的用于接收图像的图像传感器1090，所述光阑片设置有第一通孔，所述喇叭口1050与光阑片的第一通孔连通，成为成像透镜1070的孔径光阑。

实施例五与实施例四的区别为：所述反射结构1042为全反射兼局部反射组合，其为从内侧上方向外侧下方延伸的环形状反射曲面，该环形状反射曲面的截面轮廓由多段不同角度的直线或曲线组成，所述反射结构1042将被外侧面1045 全反射后的光线反射到出光面1041上，所述滤波片1080为用于透射760nm～1040nm 波段红外光的窄带滤光片，所述窄带滤光片能够阻止其他波段的光信号进入到图像传感器1090中，避免干扰，本实施例中，除了反射结构与滤波片的设置与实施例四不同之外，其他的光线反射及配光，成像过程以及其他设置与实施例四中相同，此处不再赘述。

实施例六

请参考图20～图24，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板510，设置于玻璃盖板510下方的显示屏520，设置于显示屏520下方的用于照明显示屏520的导光板530，所述导光板530中间设置有导光区域531，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件540和用于产生光线的发光构件590，所述发光构件590装设在导光构件外540 侧，所述导光构件540包括装设在其外圈的光线导入面541，用于对从光线导入面 541入射的光线进行反射的反射结构542和设置于导光构件540顶部的用于限制成像系统视场角的喇叭口543，所述反射结构542为从内上方至外下方倾斜的反射面，所述反射面装设于导光构件540的底部，所述成像系统设置于喇叭口544下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜560，装设于成像透镜560上方的光阑片 550，所装设于成像透镜560下方的滤波片570，装设于滤波片570下方的用于接收图像的图像传感器580，所述光阑片550设置有第一通孔，所述喇叭口与光阑片550 的第一通孔连通，成为成像透镜560的孔径光阑，所述光阑片550单独设置于成像透镜560上方，在其他实施例中，其也可以设置于成像透镜560上方并与成像系统外部的用于保护成像系统的镜筒一体成型。

实施例六与实施例一的区别为：所述导光构件540包括位于导光构件540外圈的光线导入面541，发光构件590发出的光从光线导入面541入射到反射结构542，光线之后的路径、成像过程以及其他设置与实施例一中相同，此处不再赘述。

实施例七

请参考图25，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板610，玻璃盖板610包括用于放置手指的上表面611，设置于玻璃盖板610下方的显示屏620，设置于显示屏620下方的用于照明显示屏620的导光板630，所述导光板630中间设置有导光区域631，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件640和用于产生光线的发光构件690，所述导光构件640包括光线导入面641，用于对从光线导入面641入射的光线进行反射的反射结构642和设置于导光构件640顶部的用于限制成像系统视场角的喇叭口，所述反射结构642为从内上方至外下方倾斜的反射面，所述反射面装设于导光构件640的底部，所述成像系统设置于喇叭口下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜660，装设于成像透镜660上方的光阑片650，所装设于成像透镜 660下方的滤波片670，装设于滤波片670下方的用于接收图像的图像传感器680，所述光阑片650设置有第一通孔，所述喇叭口与光阑片650的第一通孔连通，成为成像透镜660的孔径光阑。

实施例七与实施例六的区别为：所述反射结构642下方设置有高反光组件 6100，其与上方的导光部件640中间部位的锥形倾斜反射面642之间留有一个很小的空气缝隙。所述高反光组件6100用于回收从反射面642漏出的光线，并将其反射至上方的LCD显示屏，其余的光线路径、成像过程以及其他设置与实施例六中相同，此处不再赘述。

所述高反光组6100件可以为分离的组件，也可以为采用双料注塑(双色注塑) 成型的方法将高反光组件6100与上方的导光部件640一起成型。

实施例八

请参考图26～图28，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板710，玻璃盖板710包括用于放置手指的上表面711，设置于玻璃盖板710下方的显示屏720，设置于显示屏720下方的用于照明显示屏720的导光板730，所述导光板730中间设置有导光区域731，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件740和用于产生光线的发光构件790，所述导光构件740包括光线导入面741，用于对从光线导入面741入射的光线进行反射的反射结构742和设置于导光构件740顶部的用于限制成像系统视场角的喇叭口，所述反射结构742为从内上方至外下方倾斜的反射面，所述反射面装设于导光构件740的底部，所述成像系统设置于喇叭口下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜760，装设于成像透镜6860上方的光阑片750，所装设于成像透镜760下方的滤波片770，装设于滤波片770下方的用于接收图像的图像传感器780，所述光阑片750设置有第一通孔，所述喇叭口与光阑片750的第一通孔连通，成为成像透镜760的孔径光阑。

实施例八与实施例七的区别为：所述反射结构742上设置有透射式的台阶面 742，台阶面下方设置的高反射组件7100为带有混光功能的各种微结构。所述导光构件740的台阶面742的每一段台阶由与入射光线方向几乎垂直的竖直面，以及与入射光线方向几乎平行的水平面构成。发光构件790发出的光线穿过台阶面742 的竖直面，入射到其下方的高反射组件7100上，其余的光线路径、成像过程以及其他设置与实施例七中相同，此处不再赘述。

所述高反射组件7100，其与导光构件740靠近的斜面上设置有微反射镜阵列，所述的微反射镜阵列，其尺寸为几十微米的量级的凹形或者凸形反射面，其主要作用为将反射光线进行一定角度范围的扩散，形成指纹下表皮的均匀光分布。

实施例九

请参考图29，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板810，玻璃盖板810包括用于放置手指的上表面811，设置于玻璃盖板810下方的显示屏820，设置于显示屏820下方的用于照明显示屏820的导光板830，所述导光板830中间设置有导光区域831，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件840和用于产生光线的发光构件890，所述导光构件840包括光线导入面841，用于对从光线导入面841入射的光线进行反射的反射结构842和设置于导光构件840顶部的用于限制成像系统视场角的喇叭口843，所述反射结构842为从内上方至外下方倾斜的反射面，所述反射面装设于导光构件840的底部，所述成像系统设置于喇叭口下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜860，装设于成像透镜860上方的光阑片850，所装设于成像透镜860下方的滤波片870，装设于滤波片870下方的用于接收图像的图像传感器 880，所述光阑片850设置有第一通孔，所述喇叭口843与光阑片850的第一通孔连通，成为成像透镜860的孔径光阑。

实施例九与实施例七的区别为：所述成像透镜860为光学成像透镜，所述光学成像透镜优选为菲涅尔曲面透镜，其也可以为非球面光学透镜，衍射光学曲面透镜，本实施例中优选一片菲涅尔曲面透镜。其余的光线路径、成像过程以及其他设置与实施例六中相同，此处不再赘述。

实施例十

请参考图30，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板910，玻璃盖板910包括用于放置手指的上表面911，设置于玻璃盖板910下方的显示屏920，设置于显示屏920下方的用于照明显示屏920的导光板930，所述导光板930中间设置有导光区域931，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件940和用于产生光线的发光构件990，所述导光构件940包括光线导入面941，用于对从光线导入面941入射的光线进行反射的反射结构942和设置于导光构件940顶部的用于限制成像系统视场角的喇叭口，所述反射结构942为从内上方至外下方倾斜的反射面，所述反射面装设于导光构件940的底部，所述成像系统设置于喇叭口943下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜，装设于成像透镜960上方的光阑片950，所装设于成像透镜下方的滤波片970，装设于滤波片970下方的用于接收图像的图像传感器980，所述成像透镜包括第一成像透镜961和装设于第一成像透镜961下方的第二成像透镜 962，所述光阑片950设置有第一通孔，所述喇叭口943与光阑片950的第一通孔连通，成为成像透镜960的孔径光阑。

实施例十与实施例九的区别为：所述成像透镜根据视场大小以及共轭距的长短，可以设置为两片，本实施例中，所述成像透镜包括第一成像透镜961和装设于第一成像透镜961下方的第二成像透镜962，其具有多两个面的自由度用来校正像差，其拥有较宽的成像范围、较好的成像分辨率，也可根据实际情况设置为两片以上。其余的光线路径、成像过程以及其他设置与实施例八中相同，此处不再赘述。

实施例十一

请参考图31，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，实施例十一与实施例六的区别为：所述发光构件由三颗白光贴片LED光源 1191和三颗IR LED光源1192构成，其设间隔等距设置于导光构件1140侧面，浏览手机屏幕内容时，白光贴片LED光源1191亮起，IR LED光源1192熄灭；读取指纹特征信息时，IR LED光源1192亮起，白光贴片LED光源1191熄灭，使得图像传感器可以读取到指纹的红外特征信息，以提高指纹特征的分辨率。其余的光线路径、成像过程以及其他设置与实施例八中相同，此处不再赘述。

当然，所述发光构件除了可以为单独白光LED光源外，还可以为若干个白光 LED光源及IR LED光源组合，若干个白光LED光源及彩色LED光源组合或若干个激光光源。

实施例十二

请参考图32，实施例十二与上述实施例六的区别为：所述导光构件1240的形状为七边形，组成发光构件1290为的四个白光LED光源等距离装设于导光构件 1240的侧面，以形成均匀的光线。其余的光线路径、成像过程以及其他设置与实施例六中相同，此处不再赘述。

当然，所述导光构件1240也可以按需求设置为三变形，四边形、五边形、六边形或其他多边形。

实施例十三

请参考图33，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，包括屏幕构件，装设于屏幕构件下方的微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内部的成像系统，所述屏幕构件包括玻璃盖板1310，玻璃盖板1310包括用于放置手指的上表面1311，设置于玻璃盖板1310下方的显示屏1320，设置于显示屏1320下方的用于照明显示屏1320的导光板1330，所述导光板1330中间设置有导光区域 1331，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的导光构件1340和用于产生光线的发光构件1390，所述导光构件1340包括光线导入面1341，用于对从光线导入面 1341入射的光线进行反射的反射结构1342和设置于导光构件1340顶部的用于限制成像系统视场角的喇叭口，所述反射结构1342为从内上方至外下方倾斜的反射面，所述反射面装设于导光构件1340的底部，所述成像系统设置于喇叭口1343 下方，所述成像系统包括用于成像的成像透镜，装设于成像透镜1360上方的光阑片1350，所装设于成像透镜1360下方的滤波片1370，装设于滤波片1370下方的用于接收图像的图像传感器1380，所述光阑片1350设置有第一通孔，所述喇叭口 1343与光阑片1350的第一通孔连通，成为成像透镜1360的孔径光阑。

实施例十三与实施例六的区别为：所述发光构件1390为两颗蓝光激光二极管，所述反射结构1342上设置涂敷有一层用以激发白光的荧光粉，使得激发的白光均匀地照明位于玻璃盖板1310上表面1311的指纹表皮，所述成像透镜1360将指纹表皮的沟壑纹理结构成像到位于透镜下方。其余的光线路径、成像过程以及其他设置与实施例六中相同，此处不再赘述。

所述蓝光激光二极管的激光的波长在380nm～450nm之间。

所述发光构件1390也可以为蓝光LED光源，所述蓝光LED光源的波长在 380nm～450nm之间。

实施例十四

请参考图33和图34，本实用新型提供一种用于屏幕下方的指纹识别模组，实施例十三与上述实施例一～实施例十三的区别为：其包括多个上述实施例一提供的指纹识别模组，多个小型指纹识别模组之间通过拼接构成一个面积较大型的指纹识别模组，以获得更高的分辨率和辨别速度。多个小型指纹识别模组可拼接为四边形、六边形、八边形或其他多边形，或其他形状。

所述小型指纹识别模组包括微型背光照明系统和装设于微型背光照明系统内的成像系统，装设于微型背光照明系统上方的屏幕构件，所述屏幕构件包括玻璃盖板1610，设置于玻璃盖板1610下方的显示屏1620，设置于显示屏1620下方的用于照明显示屏1620的导光板1630，所述导光板1630中间设置有导光区域，所述微型背光照明系统包括用于调整光线的装设于导光板1630下方的导光构件1640，装设于导光构件1640侧面的用于产生光线的发光构件1690，所述成像系统包括用于成像的成像透镜1260，装设于成像透镜1660上方的光阑片，装设于成像透镜1660下方的滤波片1670，装设于滤波片1670下方的用于接收图像的图像传感器1680，所述光阑片开设有第一通孔，所述导光构件包括开设于顶部中间位置的用于限制成像透镜视场角的喇叭口，开设于导光构件下方的反射面。

所述每个小型的指纹识别模组的成像系统，通过下方的图传感器1680成像后，需要进行图像处理，将六边形之外的成像切除。切成六边形后的多个小型指纹识别模组的成像，拼在一起，就可以形成一副较大面积的完整图像。最后对拼接完成胡的完整图形进行识别。

本实施例中，大型指纹识别模组还可以由多个实施例一～实施例十二提供的任一指纹识别模组拼接而成。

综上所述，本实用新型结构简单，其成本低、寿命高、以及可靠性好，其同时可以消除由于导光板开孔造成的显示屏上的黑点，可以用于普通的LCD触摸显示屏。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。