指纹模组及电子设备的制作方法

本实用新型涉及屏下光学指纹技术领域，尤其涉及一种指纹模组及电子设备。

背景技术：

本部分的描述仅提供与本实用新型公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

随着通信技术的迅速发展，用户对移动终端的需求越来越大，同时对移动终端的使用体验要求也越来越高。为了更好地满足用户的使用需求，指纹识别作为一种较为成熟的生物识别技术，在移动终端中得到了广泛的应用。

目前，移动终端已经取消了传统的按键式电容指纹模组，而采用光学指纹模组。

在光学指纹模组中，oled屏幕正面发出光线，该光线被按压在屏幕上的手指反射，透过屏幕被cmos传感器接收。由于指纹波峰波谷反射的光线强度有差异，从而可以拍到清晰的指纹纹理图片。

屏下指纹目前可采用传感器芯片成像的方法应用在oled显示屏下。如图1所示，提供了一种oled屏下模组，其将ir滤光片5放在镜头光学镜片6和传感器芯片7之间，显示屏上有个显示屏膜片组件1，该显示屏膜片组件1具体为显示屏线偏光片12和显示屏1/n波片11的形式。使用时，显示屏中配置的oled光源发出的光经设置于显示屏外表面的显示屏1/n波片11和显示屏线偏光片12到达手指，手指反射回的光经过显示屏线偏光片12和显示屏1/n波片11再次反射后，回到显示面板并穿透显示面板的可通光区域，到达传感器芯片7，从而成像。

由此，到达传感器芯片7的光有两部分。一部分是手指反射回来的信号光，用于成像。另一部分是由显示面板中的光源直接向下发出的噪声光，这部分光会降低成像质量。对于指纹模组而言，如何能够提高成像质量是本领域技术人员需要不断努力的方向。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

基于前述的现有技术缺陷，本实用新型实施方式提供了一种指纹模组及电子设备，其不仅可以降低非反射噪声光的亮度，而且可以保证信号光的强度，从而能够获得较佳的成像质量。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案。

一种指纹模组，包括：ir滤光片；与所述ir滤光片贴合设置的模组膜片组件，所述模组膜片组件包括：模组线偏光片和模组1/m波片，所述m大于1；设置在所述模组膜片组件下方的光学镜片；设置在所述光学镜片下方的传感器芯片。

在一个优选的实施方式中，所述指纹模组用于设置在显示屏的下方，所述显示屏上方自上而下依次设置有：具有相对的上表面和下表面的盖板；设置在所述盖板下表面的显示屏膜片组件，所述显示屏膜片组件包括显示屏线偏光片和显示屏1/n波片，所述n大于1，所述显示屏膜片组件具有相对的上表面和下表面；设置在所述显示屏膜片组件下表面的基板。

在一个优选的实施方式中，所述显示屏1/n波片的光轴与所述显示屏线偏光片的偏振方向之间成第一角度，所述模组1/m波片的光轴与所述模组线偏光片的偏振方向之间成第二角度；沿所述模组膜片组件指向所述显示屏膜片组件的视角方向上，所述第一角度和第二角度，其中一个为+45°±5°，另一个为-45°±5°。

在一个优选的实施方式中，所述显示屏线偏光片、所述显示屏1/n波片、所述模组1/m波片、所述模组线偏光片沿着自上而下的方向依次排布。

在一个优选的实施方式中，所述ir滤光片具有相对的上表面和下表面，所述模组膜片组件贴合在所述ir滤光片的上表面上。

在一个优选的实施方式中，所述ir滤光片具有相对的上表面和下表面，所述模组膜片组件贴合在所述ir滤光片的下表面上。

在一个优选的实施方式中，所述ir滤光片具有相对的上表面和下表面，所述模组膜片组件的模组线偏光片和模组1/m波片贴合在所述ir滤光片的下表面和上表面。

在一个优选的实施方式中，该指纹模组还包括：支架，所述支架设置有安装孔，所述安装孔中设置有镜筒，所述ir滤光片、所述模组膜片组件和所述光学镜片设置在所述镜筒中。

在一个优选的实施方式中，所述显示屏膜片组件朝向所述模组膜片组件的投影至少部分覆盖所述模组膜片组件。

在一个优选的实施方式中，所述光学镜片为由树脂材料制成的聚光镜片。

在一个优选的实施方式中，所述m的值为4±0.5，所述n的值为4±0.5。

一种电子设备，所述电子设备配置有上述任意一项所述的指纹模组。

有益效果：

一般的，(镜头)光学镜片为由树脂材料组成制成且表面具有一定的弧度的结构，会有相位延迟片作用，本申请所提供的指纹模组通过把模组线偏光片和模组1/m波片通过贴合的方式设置在位于镜头上方的ir滤光片上后，可先把圆偏振光转化成线偏振光，从而不受镜头的相位延迟影响，把信号光很好的利用。也就是说，本申请通过将与模组膜片组件贴合设置的ir滤光片设置在光学镜片的上方，有利于获得较佳的成像质量。

此外，具体使用时，通过显示屏光学膜片组件和模组光学膜片组件的匹配设置，具体的，将显示屏1/n波片和显示屏线偏光片之间所成第一角度与模组1/m波片和模组线偏光片之间所成第二角度的方向以及差值进行相适应的设计，在衰减非反射噪声光的同时，不衰减或较小衰减目标信号光。如此，提高了传感器芯片接收到的光的信噪比，大大提升成像质量。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。在附图中：

图1是现有技术中一种oled屏下模组的结构示意图；

图2为根据本实用新型一种实施方式中提供的指纹模组的结构示意图；

图3为根据本实用新型一种实施方式中提供的指纹模组的结构示意图；

图4为根据本实用新型一种实施方式中提供的指纹模组的结构示意图；

图5为显示屏1/n波片的光轴与显示屏线偏光片的偏振方向之间成-45°±5°的示意图；

图6为模组1/m波片的光轴与模组线偏光片的偏振方向之间成+45°±5°的示意图。

1、显示屏膜片组件；11、显示屏1/n波片；12、显示屏线偏光片；

2、模组膜片组件；21、模组1/m波片；22、模组线偏光片；

3、盖板；

4、基板；

5、ir滤光片；

6、光学镜片；

7、传感器芯片；

8、支架；80、安装孔；

9、镜筒。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本说明书中，将本实用新型实施方式的指纹模组在正常使用状态下，指向或面对使用者的方向定义为“上”，将与之相反，或者背对使用者的方向定义为“下”。

具体的，当本实用新型实施方式的指纹模组被配置在电子设备中时，将电子设备的显示屏指向或面对使用者的方向定义为“上”，将与之相反，或者背对使用者的方向定义为“下”。

更具体的，将图2至图6中所示意的向上的方向定义为“上”，将图2至图6中所示意的向下的方向定义为“下”。

值得注意的是，本说明书中的对各方向定义，只是为了说明本实用新型技术方案的方便，并不限定本实用新型实施方式的指纹模组在包括但不限定于使用、测试、运输和制造等等其他可能导致指纹模组方位发生颠倒或者位置发生变换的场景中的方向。

本实用新型实施方式提供的指纹模组，其可运用于包括但不限于屏下指纹解锁、用户身份验证、权限获取等场景中。

具体的，当本实用新型实施方式的指纹模组被配置于电子设备中时，电子设备可以基于该指纹模组获取用户的指纹特征信息，用以与存储的生物特征信息进行匹配，以实现对当前用户的身份验证，从而确认其是否有相应地权限来对电子设备执行相关的操作。

需要说明的是，上述获取的指纹信息，仅是用户生物特征中一种常见的实施方式。在可预想的范畴内，本领域技术人员可将本实用新型实施方式的技术方案扩展运用于任意合适的生物特征的验证场景中，例如通过获取用户的虹膜这一生物特征信息进行验证的场景，本实用新型实施方式对此不作限定。

下文是以获取用户指纹信息作为主述场景来阐述的，但基于上文描述可知，本实用新型实施方式的保护范围并不因此而受到限定。

如图2至图4所示，本实用新型实施方式的指纹模组可以设置在显示屏下方，该显示屏可以包括：具有相对的上表面和下表面的盖板3；设置在所述盖板3下表面的显示屏膜片组件1，所述显示屏膜片组件1包括显示屏线偏光片12和显示屏1/n波片11，所述n大于1，所述显示屏膜片组件1具有相对的上表面和下表面；设置在所述显示屏膜片组件1下表面的基板4。该指纹模组可以包括：设置在所述基板4下方的ir滤光片5，所述ir滤光片5上贴合有模组膜片组件2，所述模组膜片组件2包括：模组线偏光片22和模组1/m波片21，所述m大于1；设置在所述ir滤光片5下方的光学镜片6；设置在所述光学镜片6下方的传感器芯片7。

需要说明的是：具体的，m和n的值相同，则两个波片可以采用相同的构造，例如均为1/2波片、1/4波片或1/8波片，等等。

而出于实际制备工艺的容错要求，m和n的值可能难以达到准确的一致或相等。则m和n的值也可以相近。

即，当m和n相差在0-1的容错范围内时，亦可符合和满足要求。如此，通过容错范围的设置，可以适当降低对模组1/m波片21和显示屏1/n波片11的精度要求，节约波片的制备成本。

在优选地实施例中，m的值为4±0.5，n的值亦为4±0.5。当m和n的值相差在该容错范围内时，举例为，m为4.2，n为3.5；或者，m为3.8，n为4.5，仍可满足实际的要求。

在本说明书中，为了使模组膜片组件2沿光的传播方向的投影至少部分地覆盖传感器芯片7，以尽可能多的对指向传感器芯片7的非反射噪声光(一般由电子设备的显示屏直接朝向传感器芯片7发出的光。由于其未经手指反射，未携带指纹信息，且会使得传感器芯片7提前到达光饱和，降低传感器芯片7接收由手指反射回来的信号光的量，从而导致传感器芯片7接收到的光的信噪比降低，成像质量变差)进行亮度衰减，可以在光到达传感器芯片7之间，采用聚光结构来实现对对广角光线的汇聚。

具体的，聚光结构由一个或者多个光学镜片6构成。光学镜片6可以包括但不限于诸如凸透镜此类具有光线汇集功能的构造。这样，光学镜片6不仅可以汇聚光线，而且还具有成像特性，从而可以实现传感器芯片7对指纹图形的采集。

在本说明书中，指纹模组可以配置有沿光的传播方向位于光学镜片6上游的ir滤光片5。ir滤光片5位于光学镜片6的上方，用于对光进行滤波处理。具体的，该ir滤光片5(即红外滤光片5)可以为圆形，也可以为非圆形，本申请在此并不作具体的限定。该模组膜片组件2设置在光学镜片6的上方，该模组膜片组件2通过平面贴合的方式设置在ir滤光片5上。

通过将与模组膜片组件2贴合设置的ir滤光片5设置在光学镜片6的上方，有利于获得较佳的成像质量。具体原理如下：一般的(镜头)光学镜片6为由树脂材料制成且表面具有一定的弧度的结构，会有相位延迟片作用，把模组膜片组件2即模组线偏光片22和模组1/m波片21放在镜头上方可先把圆偏振光转化成线偏振光，从而不受镜头的相位延迟影响，把信号光很好的利用。相反的，若先经过光学镜片6，则信号的圆偏振光由于经过一个相位延迟片，从而变成椭圆偏振光，在经过膜片组合，则不能把所有的光转化成线偏振光，会使信号光损失一部分。

在本说明书中，该模组膜片组件2可以包括：模组1/m波片21和模组线偏光片22。模组1/m波片21和模组线偏光片22可以采用有机材料制成，也可以是采用无机材料制成，只要能分别实现相位延迟功能和偏光功能即可。

模组1/m波片21和模组线偏光片22可以互相叠置，即模组1/m波片21的下表面和模组线偏光片22的上表面相接触并贴合。当然，模组1/m波片21和模组线偏光片22也可以间隔设置，即模组1/m波片21的下表面和模组线偏光片22的上表面隔离。

如图2所示，在一个实施方式中，所述ir滤光片5具有相对的上表面和下表面，所述模组膜片组件2贴合在所述ir滤光片5的上表面上。

或者，如图3所示，在一个实施方式中，所述ir滤光片5具有相对的上表面和下表面，所述模组膜片组件2贴合在所述ir滤光片5的下表面上。

或者，如图4所示，在一个实施方式中，所述ir滤光片5具有相对的上表面和下表面，所述模组膜片组件2的模组线偏光片22和模组1/m波片21贴合在所述ir滤光片5的下表面和上表面。

在具体制作时，模组膜片组件2可通过现有的制作工艺(例如半导体封装工艺或者ic芯片制作工艺等)形成在平整度较高的ir滤光片5的表面上。如此，模组膜片组件2与ir滤光片5可实现一体化，即模组膜片组件2可与ir滤光片5形成一个单独的整体构件，从而有利于简化组装难度。特别是相对于现有技术中，将膜片组件直接设置在镜筒9中的方式，不经能够保证膜片组件的平整度，而且大大降低了组装难度。

该显示屏膜片组件1可以包括：显示屏线偏光片12和显示屏1/n波片11。显示屏线偏光片12和显示屏1/n波片11可以是采用有机材料制成，也可以是采用无机材料制成。只要能分别实现偏光功能和相位延迟功能即可，本实用新型实施方式对此不作限定。

请结合参阅图5至图6，在本说明书中，所述显示屏线偏光片12、所述显示屏1/n波片11、所述模组1/m波片21、所述模组线偏光片22沿着自上而下的方向依次排布。所述显示屏1/n波片11的光轴与所述显示屏线偏光片12的偏振方向之间成第一角度，所述模组1/m波片21的光轴与所述模组线偏光片22的偏振方向之间成第二角度；沿所述模组膜片组件2指向所述显示屏膜片组件1的视角方向上，所述第一角度和第二角度其中一个为+45°±5°，另一个为-45°±5°。具体的，所述第一角度为+45°±5°，所述第二角度为-45°±5°；或者，所述第一角度为-45°±5°，所述第二角度为+45°±5°。

通过上述两个光学膜片组件的匹配设置能够保证信号光较小损失到达传感器芯片7的同时能够较大程度的削弱噪声光，从而提高信噪比。具体的原理分析如下：

元件之间设置包含有显示屏1/n波片11和显示屏线偏光片12的显示屏膜片组件1，则由基板4直接向传感器芯片7发出的非反射噪声光，经过显示屏1/n波片11和显示屏线偏光片12后，亮度得以衰减。从而，可以降低非反射噪声光的亮度，成像质量得以提升。

此外，通过配置包含有模组1/m波片21和模组线偏光片22的模组膜片组件2，并将显示屏1/n波片11和显示屏线偏光片12之间所成第一角度与模组1/m波片21和模组线偏光片22之间所成第二角度的方向以及差值进行相适应的设计，在衰减非反射噪声光的同时，不衰减或较小衰减目标信号光。如此，提高了传感器芯片7接收到的光的信噪比，大大提升成像质量。

在本说明书中，传感器芯片7可以用于将运用于屏下指纹解锁场景中经手指反射回的反射信号光转换为电信号，以实现指纹的采集及成像。具体的，传感器芯片7可以为指纹芯片。即指纹芯片单独构造形成传感器芯片7。

该指纹模组还可以包括：支架8。该支架8的内部形成有容纳空间。该支架8的中下部或者说靠近底部的位置设置有传感器芯片7，该支架8的中上部设置有安装孔80，所述安装孔80中设置有镜筒9，所述ir滤光片5、所述模组膜片组件2和所述光学镜片6设置在所述镜筒9中。

在一个实施方式中，所述显示屏膜片组件1朝向所述模组膜片组件2的投影至少部分覆盖所述模组膜片组件2。

在本实施方式中，显示屏膜片组件1和模组膜片组件2均位于信号光的传播路径上。具体为，显示屏膜片组件1沿信号光的传播路径位于模组膜片组件2的上游。从而经手指反射回来的信号光均能透过显示屏膜片组件1和模组膜片组件2，保证对信号光的处理的有效性。

为了实现上述目的，显示屏膜片组件1和模组膜片组件2至少部分重叠。或者，显示屏膜片组件1朝向模组膜片组件2的投影至少部分地覆盖模组膜片组件2。具体可以为，显示屏膜片组件1沿竖直向下的投影覆盖模组膜片组件2的部分区域；或者，显示屏膜片组件1沿竖直向下的投影将模组膜片组件2完全覆盖。

本说明书中所提供的识别模组，其可运用于包括但不限于屏下指纹解锁、用户身份验证、权限获取等场景中。相应的，本实用新型还提供了一种可以配置有上述任意一个实施方式所述的指纹模组的电子设备。该电子设备可以包括但不限于移动智能手机、平板电子设备、计算机、gps导航仪、个人数字助理、智能可穿戴设备。

为了实现电子设备的基本功能，本实用新型中的电子设备还可以包括其它必需的模块或部件。以移动智能手机为例，其还可以包括通信模块、电池等。需要说明的是，电子设备所包括的其它必需的模块或部件，可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实用新型所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述。但是应该理解，本实用新型在范围上并不因此而受到限制。

设置有该指纹模组的电子设备能够实现该指纹模组所能够带来的技术效果，具体的，请参照上述指纹模组实施方式的具体描述，本申请在此不再赘述。

具体的，当本说明书中提供的指纹模组被配置于电子设备中时，电子设备可以基于该识别模组获取用户的指纹特征信息，用以与存储的指纹信息进行匹配，以实现对当前用户的身份验证，从而确认其是否有相应的权限来对电子设备执行相关的操作。需要说明的是，上述获取的指纹信息，仅是用户生物特征中一种常见的实施场景。在可预想的范畴内，本领域技术人员可将本实用新型实施方式的技术方案扩展运用于任意合适的生物特征的验证场景中。例如通过获取用户的虹膜这一生物特征信息进行验证的场景，本实用新型实施方式对此不作限定。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。