指纹识别装置和电子设备的制作方法

本申请实施例涉及指纹识别领域，并且更具体地，涉及指纹识别装置和电子设备。

背景技术：

指纹是人身上的生物特征之一，具有非常高的独特性，因而可以用于身份识别，权限管理等安全相关的场合。目前的指纹识别技术，基础原理都是通过提取指纹的总体特征和局部特征，再与提前录入的特征进行比对、验证。常用的指纹采集方式有三种：光学式、硅芯片式(电容式)、超声波式。而全面屏的技术方案主要包括屏下光学式指纹识别技术和背面硅芯片式指纹识别技术。

因此，如何实现背面光学式指纹识别技术是本领域急需解决的技术难题。

技术实现要素：

提供一种指纹识别装置和电子设备，不仅能够实现透明盖板下的光学式指纹识别(例如，透明后盖下的光学指纹识别)，而且能够有效节省空间，增强用户体验和产品外观。

第一方面，提供了一种指纹识别装置，包括：

指纹识别模组，所述指纹识别模组用于设置在电子设备的透明盖板的内侧表面，所述指纹识别模组用于接收红外光源发出的照射人体手指后并穿过所述透明盖板的红外光信号，其中所述红外光信号用于检测所述人体手指的指纹信息。

在一些可能实现的方式中，所述透明盖板包括玻璃盖板和/或塑料透明盖板。

在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：

所述红外光源。

在一些可能实现的方式中，所述红外光源和所述指纹识别模组集成设置。

在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：

至少一个发光二极管LED灯，所述至少一个LED灯发出的光用于指示所述指纹识别模组的感应区域在所述透明盖板上的位置。

在一些可能实现的方式中，所述至少一个LED灯和所述指纹识别模组集成设置。

在一些可能实现的方式中，所述至少一个LED灯包括单色LED灯或多色LED灯。

在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：

驱动电路，所述驱动电路与所述至少一个LED灯相连，所述驱动电路通过驱动所述至少一个LED灯执行以下操作中的任一项，以指示所述感应区域在所述透明盖板上的位置：

发光、不发光、由亮变暗以及由暗变亮。

在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：

导光结构，所述导光结构用于设置在所述至少一个LED灯和所述透明盖板之间，所述至少一个LED灯发出的光经过所述导光结构后用于在所述透明盖板上形成标识图像，所述标识图像用于指示所述感应区域在所述透明盖板上的位置。

在一些可能实现的方式中，所述红外光源与所述至少一个LED灯分别设置在所述导光结构的两侧。

在一些可能实现的方式中，所述导光结构用于设置在所述红外光源和所述透明盖板之间。

在一些可能实现的方式中，所述导光结构包括导光板和/或导光薄膜。

在一些可能实现的方式中，所述导光板和/或导光薄膜上设置有丝印，所述丝印用于将所述至少一个LED灯发出的光构造成所述图像。

在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：

滤波片，所述滤波片用于设置在所述透明盖板和所述指纹识别模组之间。

第二方面，提供了一种电子设备，包括：

第一方面所述的指纹识别装置以及透明盖板；所述指纹识别装置设置在所述透明盖板的内侧表面。

基于以上技术方案，通过在透明盖板内侧表面设置光学指纹识别模组，不仅能够实现透明盖板下的光学式指纹识别(例如，透明后盖下的光学指纹识别)，而且能够有效节省空间，增强用户体验和产品外观。

附图说明

图1是本申请实施例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是图1所示的移动终端的另一平面示意图。

图4是本申请实施例的指纹识别装置的侧剖面示意图。

图5是包括图4所示的指纹识别装置的移动终端的侧剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备，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、汽车等其他电子设备，但本申请实施例对此并不限定。例如，本申请实施例的技术方案也可以应用于各中智能门锁。

本申请实施例的技术方案可以用于背面光学图像采集，例如，背面生物特征识别等，其中，生物特征识别除了指纹识别外，还可以为其他生物特征识别，例如，活体识别等，本申请实施例对此也不限定。为了便于理解本申请实施例的技术方案，下面首先对背面生物特征识别技术进行介绍。

随着电子设备步入全面屏时代，电子设备正面生物特征采集区域受到全面屏的挤压，因此背面生物特征识别技术越来越受到关注。背面生物特征识别技术是指将生物特征识别模组(比如指纹识别模组)安装在后盖的内侧，从而实现在后盖上进行生物特征识别操作，不需要在电子设备正面设置生物特征采集区域。

背面生物特征识别技术使用从后盖的表面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。该返回的光携带与该表面接触的物体(例如手指)的信息，通过采集和检测该返回的光实现位于后盖内侧的特定光学传感器模块。光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于采集和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像。

图1至图3示出了背面生物特征识别技术可以适用的电子设备100的示意图，其中图1和图3分别为电子设备100的背面示意图，图2为图1所示的电子设备100沿A’-A’的部分剖面结构示意图。

如图2所示，电子设备100可以包括后盖110和生物特征识别模组120，其中所述生物特征识别模组120设置在所述后盖110的内侧。

所述生物特征识别模组120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)。在本申请实施例中，所述生物特征识别模组120可以至少设置在所述后盖110内侧的局部区域，从而使得所述生物特征识别模组120的生物特征采集区域(或感应区域)130至少部分位于所述后盖110。

作为一种实施例，所述生物特征识别模组120可以包括光学图像采集装置，所述光学图像采集装置可以包括多个光学图像采集单元，所述光学图像采集单元可以具体包括光探测器或者光电传感器。

或者说，所述生物特征识别模组120的光学图像采集装置可以包括光探测器(Photo detector)阵列(或称为光电探测器阵列、光电传感器阵列)，其包括多个呈阵列式分布的光探测器/光电传感器。

或者说，所述生物特征识别模组120的光学图像采集装置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，所述光学感应单元可以具体包括光探测器或者光电传感器，且所述光学感应阵列的所在区域或者光感应范围对应所述生物特征识别模组120的生物特征采集区域130。

如图1和图3所示，所述生物特征采集区域130为所述后盖110的部分区域，因此，用户在需要对所述电子设备100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后盖110的生物特征采集区域130，便可以实现生物特征输入操作。

由于生物特征的采集检测可以在所述后盖110的部分区域实现，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，所述电子设备100的显示区域可以基本扩展到所述电子设备100的整个正面。

当手指触摸、按压或者接近(为便于描述，在本申请中统称为按压)在所述生物特征采集区域130时，发光源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，所述光线被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后盖110并被其内侧的生物特征识别模组120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。

在其他替代实施例中，所述生物特征识别模组120也可以设置在所述后盖110内侧的整个区域，从而将所述生物特征采集区域130扩展到整个所述后盖110的整个区域，实现全背面生物特征识别。

在具体实现上，所述后盖110可以为透明盖板，比如玻璃盖板或者蓝宝石盖板。进一步地，所述透明盖板的表面还可以设置有保护层，用于保护所述透明盖板。因此，本申请实施例中，所谓的手指按压所述后盖110实际上可以是指手指按压所述后盖110的保护层。

如图2所示，生物特征识别模组120的下方还可以设置有电路板140，比如软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，所述生物特征识别模组120可以通过焊盘焊接到所述电路板140，并通过所述电路板140实现与其他外围电路或者所述电子设备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120可以通过所述电路板140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电路板140将所述生物特征检测信号输出给所述电子设备100的处理单元或者控制单元等。

综上所述，本申请实施例中，通过在后盖110内侧表面设置生物特征识别模组120，不仅能够实现背面光学式指纹识别，而且能够有效节省空间，增强用户体验和产品外观。

图4和图5示出了本申请的另一实施例的电子设备200的示意图，其中图4是本申请实施例的指纹识别装置210的侧剖面示意图。图5是包括图4所示的指纹识别装置210的电子设备200的侧剖面示意图。

如图4所示，所述指纹识别装置210可以包括：

指纹识别模组215，所述指纹识别模组215用于设置在透明盖板220的内侧表面，所述指纹识别模组215用于接收红外光源211发出的照射人体手指后并穿过所述透明盖板220的红外光信号，其中所述红外光信号用于检测所述人体手指的指纹信息。

应理解，本申请实施例中，所述指纹识别模组215接收到的用于进行指纹识别的红外光信号可以是人体手指对红外光源发出的红外光信号的进行光学处理的光信号。例如，所述指纹识别模组215接收到的光信号可以是经由人体手指反射并穿过所述透明盖板220的所述红外光信号，也可以经由人体手指漫射并穿过所述透明盖板220的所述红外光信号。本申请实施例对此不做具体限定。

还应理解，图4和图5所示的指纹识别模组215的具体结构和功能可以参考图1至图3所示的生物特征识别模组120，图5所示的透明盖板220的具体结构可以参考图1至图3所示的后盖110，为了避免重复。但本申请实施例的透明盖板220并不限于此，例如，所述透明盖板220还可以是显示屏的盖板，用于保护显示屏。

所述透明盖板220的材料可以是符合特殊要求的材料。例如，所述透明盖板220可以是经过可见光照射后带有炫彩效果、炫光效果、流光效果以及呼吸灯效果中的至少一种效果的材料。

所述透明盖板220可以具体为镜面式透明盖板。例如所述透明盖板220的材料可以采用玻璃材料。又例如，所述透明盖板220的材料可以采用透明塑料材料。

在其它可替代实施例中，可以用非透明盖板替换所述透明盖板，且在所述非透明盖板上设置透光区域，所述指纹识别模组215用于设置在所述透光区域的内侧表面，所述指纹识别模组215用于接收所述红外光源211发出的照射人体手指后并穿过所述透光区域的红外光信号。

如图4所示，所述指纹识别装置210还可以包括：

所述红外光源211。

所述红外光源211可以是集成到所述指纹识别装置210的内部。例如，所述红外光源211可以和所述指纹识别模组215集成设置。但本申请实施例对所述红外光源211在所述指纹识别装置210中的具体位置不做限定。

例如，所述红外光源211也可以和所述指纹识别模组215单独设置。例如，所述红外光源211可以通过光学胶贴合在所述透明盖板220的内侧表面，其中所述光学胶可以是任一种光学液态胶或者光学固态胶。

可选地，如图4所示，所述指纹识别装置210还可以包括：

至少一个发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)灯212，所述至少一个LED灯212用于设置在所述透明盖板220的内侧表面，所述至少一个LED灯212发出的光用于指示所述指纹识别模组215的感应区域在所述透明盖板220上的位置。

或者说，所述至少一个LED灯212发出的光的方向对准所述指纹识别模组215的感应区域。

所述至少一个LED 212灯和所述指纹识别模组215可以集成设置，也可以单独设置，本申请实施例对此不做具体限定。

例如，所述至少一个LED 212灯也可以和所述指纹识别模组215单独设置。例如，所述至少一个LED 212灯可以通过光学胶贴合在所述透明盖板220的内侧表面，其中所述光学胶可以是任一种光学液态胶或者光学固态胶。

所述至少一个LED灯212可以包括单色LED灯或多色LED灯。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述指纹识别装置210还可以包括：

驱动电路，所述驱动电路与所述至少一个LED灯212相连，所述驱动电路通过驱动所述至少一个LED灯212执行以下操作中的任一项，以指示所述感应区域在所述透明盖板220上的位置：

发光、不发光、由亮变暗以及由暗变亮。

用户需要进行指纹识别操作时，触发所述驱动电路驱动所述至少一个LED灯212，使得所述透明盖板220的内侧表面出现一个目标区域(发光区域或者不发光区域)，所述目标区域的亮度值与所述透明盖板的内侧表面中除所述目标区域之外的区域的亮度值出现偏差，所述目标区域在所述透明盖板220上对应的位置即为所述感应区域。

例如，假设用户不需要进行指纹识别操作时，所述至少一个LED灯212处于不工作状态，所述用户需要进行指纹识别操作时，所述驱动电路通过驱动所述至少一个LED灯212处于工作状态(例如发光)，以指示所述感应区域在所述透明盖板220上的位置。

又例如，假设用户不需要进行指纹识别操作时，所述至少一个LED灯212处于工作状态，所述用户需要进行指纹识别操作时，所述驱动电路通过驱动所述至少一个LED灯212处于不工作状态(例如发光)，以指示所述感应区域在所述透明盖板220上的位置。

又例如，假设用户不需要进行指纹识别操作时，所述至少一个LED灯212处于工作状态，所述用户需要进行指纹识别操作时，所述驱动电路通过驱动所述至少一个LED灯212处于工作状态(例如由亮变暗以及由暗变亮)，以指示所述感应区域在所述透明盖板220上的位置。

应理解，假设用户不需要进行指纹识别操作时，所述透明盖板220上的感应区域的亮度和所述透明盖板220上的除所述感应区域之外的区域的亮度可以一致，也可以不一致，本申请实施例对此不做具体限定。本申请实施例只需要保证用户需要进行指纹识别操作时，所述透明盖板220上的感应区域的亮度和所述透明盖板220上的除所述感应区域之外的区域的亮度不一致即可。

例如，所述透明盖板220上的除所述感应区域之外的区域的亮度均小于第一阈值。例如，所述电子设备200内未设置有为照亮所述透明盖板220上的除所述感应区域之外的区域的灯。

本申请实施例中，用于指纹识别的光信号采用的是红外光源211发出的红外光信号，用于指示感应区域的光信号采用的是所述至少一个LED灯212(可见光源)发出的可见光信号。由于红外光信号为不可见光，因此，本申请实施例的指纹识别装置210不仅能够避开可见光对指纹识别的干扰，而且能够避免用于指纹识别的光信号对用于指示感应区域的光信号产生的影响，进而有效提高了用户体验。

可选地，如图4所示，所述指纹识别装置210还可以包括：

导光结构213，所述导光结构213可以用于设置在所述至少一个LED灯212和所述透明盖板220之间，所述至少一个LED灯212发出的光经过所述导光结构213后用于在所述透明盖板220上形成标识图像，所述标识图像用于指示所述感应区域在所述透明盖板220上的位置。

所述导光结构213也可以用于设置在所述红外光源211和所述透明盖板220之间。

例如，所述导光结构213可以通过光学胶贴合在所述透明盖板的内侧表面，其中所述光学胶可以是任一种光学液态胶或者光学固态胶。进一步地，所述指纹识别模组214通过所述导光结构213设置在所述透明盖板220的内侧表面。

所述导光结构213可以包括导光板和/或导光薄膜。

所述导光板和/或导光薄膜上设置有丝印，所述丝印用于将所述至少一个LED灯212发出的光构造成所述图像。本申请实施例的技术方案，能够解决全面屏带来的无法在外形上形成差异化和品牌记忆等问题。

以所述导光结构213为导光板为例，所述导光板可以利用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在光学级的亚克力板材底面用激光雕刻技术或者紫外线(Ultra-Violet Ray，UV)网版印刷技术等技术印上丝印。利用光学级亚克力板材吸取从所述至少一个LED灯212发出来的光，当所述至少一个LED灯212发出来的光射到丝印上时，所述丝印会以标识图像的方式将接收到的光线从导光板的正面射出。

本申请实施例中，所述导光板用于接收所述至少一个LED灯212发出的光，并将接收到的光投影到所述透明盖板220上，使得所述透明盖板220能够显示标识图像。例如，商标标识。在其它可替代实施例中，所述导光板还可以用于引导光的散射方向，用来提高所述透明盖板220的亮度或者所述标识图像的亮度，以确保所述标识图像的亮度的均匀性。

如图4或图5所示，所述至少一个LED灯212可以位于导光结构213的侧边，其发出的光利用反射导入导光结构213的内部，所述导光结构213内部的丝印会将接收到的光线以所述标识图像的方式从导光结构213的正面射出。

需要注意的是，本申请实施例中，对所述导光结构213的具体属性不做限定。例如，在一些实施例中，所述红外光信号穿过所述导光结构213时的雾度小于所述可见光穿过所述导光结构213时的雾度。所述红外光信号穿过所述导光结构213时的透光率大于所述可见光穿过所述导光结构213时的透光率。又例如，在另一些实施例中，所述红外光信号穿过所述导光结构213时的雾度等于所述可见光穿过所述导光结构213时的雾度。所述红外光信号穿过所述导光结构213时的透光率等于所述可见光穿过所述导光结构213时的透光率。

所述红外光信号穿过所述导光结构213时的雾度小于所述可见光穿过所述导光结构213时的雾度时，能够有效降低所述红外光信号在光路传输中的损耗。

所述红外光信号穿过所述导光结构213时的雾度等于所述可见光穿过所述导光结构213时的雾度时，能够使得所述透明盖板220上的感应区域的均匀地发光，进而提高指纹识别性能。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述至少一个LED灯212包括单色LED灯或多色LED灯。所述单色LED灯可以包括白色LED灯、黄色LED灯、绿色LED灯以及红色LED灯等。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述至少一个LED灯212与所述红外光源211集成设置。

进一步地，所述至少一个LED灯212与所述红外光源211并列集成设置。

例如，如图4所示，所述红外光源211与所述至少一个LED灯212分别集成设置在所述导光结构213的两侧。

可选地，如图4所示，所述指纹识别装置210还包括：

滤波片214，所述滤波片214用于设置在所述透明盖板220和所述指纹识别模组215之间。

滤波片214用于减少指纹感应中的不期望的背景光，以提高所述指纹识别模组215对接收到的光的光学感应。所述滤波片214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。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。

可选地，在本申请一个实施例中，滤光片214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，以允许所述红外光源211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。当在室外使用所述指纹识别装置210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，所述滤光片214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所述指纹识别模组215的光学路径上。

进一步地，所述滤波片214还可以用于减少或者阻挡所述至少一个LED灯212发出的光经过手指照射后传输至所述指纹识别模组215。

可选地，如图4所示，所述指纹识别装置210还可以包括电路板216。

应理解，所述电路板216的具体结构和功能可以参考图2所示的电路板140，为避免重复，此处不再赘述。

如图5所示，本申请实施例还提供了一种电子设备200，所述电子设备可以包括：上文所述的指纹识别模组210和透明盖板220；其中所述指纹识别装置210设置在所述透明盖板220的内侧表面。

应理解，图4和图5仅为本申请实施例的一种示例，不应理解为对本申请实施例的限制。

例如，在其他可替代实施例中，图4和图5所示的红外光源211可以和所述指纹识别装置210可以单独设置在所述透明盖板220的内侧表面。

又例如，在其他可替代实施例中，图4和图5所示的红外光源211和所述至少一个LED灯集成设置在所述指纹识别模组215内。

又例如，在其他可替代实施例中，所述指纹识别装置210还可以包括透镜，所述透镜用于将所述红外光源211发出的经由手指反射的光信号引导至所述指纹识别模组215。其中，所述透镜设置在所述指纹识别模组214和所述透明盖板220之间。例如，所述透镜可以设置在所述指纹识别模组214和所述导光结构213之间，又例如，所述透镜可以设置在所述导光结构213和所述透明盖板220之间。

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”、“所述”、“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。

需要说明的是，上文中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，可以是电性，机械或其它的形式。

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，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。