CN109313697B - 传感装置 - Google Patents
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Abstract
一种传感装置。包括：基板(1)、传感器(2)、至少一发光元件(3)、具有透光区域(41)的盖板(4)以及光线传导件(5)；传感器(2)与发光元件(3)分别设置于基板(1)上；光线传导件(5)设置在盖板(4)与传感器(2)之间，光线传导件(5)用于将发光元件(3)发出的光线传导至透光区域(41)。一种终端设备，包括该传感装置。通过将光学结构与封装结构设计在一起，简化了现有发光或透光模块结构，在达成透光效果的同时，使得传感装置更加小型化，以便于应用在轻薄化的电子设备上。
Description
技术领域
本发明实施例涉及生物识别技术领域，特别涉及传感装置。
背景技术
目前，随着生物识别传感器的发展，尤其指纹识别传感器的迅猛发展，消费者对该生物识别传感器的需求不仅仅局限于功能上的便利，越来越追求外观上的差异化、个性化。
现有生物识别封装结构包含生物识别传感器101、基板102、塑封料103、固晶胶104、邦定线105，如图1所示。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
目前的生物识别传感器仅仅具备识别功能，且外观颜色上单一、黑暗的环境下没有可视的指引功能，较难实现消费者对差异化、个性化的需求。
当前可发光或透光方案均是通过体积较大、厚度较厚的背光模块或导光模块来实现光线均匀并通过可见光可透过的图案，达到透光的目的。因其体积尺寸问题，不适于应用在要求更薄、更小的生物识别传感器上，尤其指纹识别传感器。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种传感装置，简化了现有发光或透光模块结构，在达成透光效果的同时，使得传感装置更加小型化，以便于应用在轻薄化的电子设备上。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种传感装置，包括：基板、传感器、至少一发光元件、具有透光区域的盖板以及光线传导件；所述传感器与所述发光元件分别设置于所述基板上；所述光线传导件设置在所述盖板与所述传感器之间，所述光线传导件用于将所述发光元件发出的光线传导至所述透光区域。
本发明实施例还提供了一种终端设备，包括上述的传感装置。
本发明实施例相对于现有技术而言，在盖板及图案正下方，通过发光元件发射出可见光，经过光线传导件将光线经盖板上的透光区域传导出去，形成发光或透光效果，从而将光学结构与封装结构设计在一起，简化了现有发光或透光模块结构，在达成透光效果的同时，使得传感装置更加小型化，以便于应用在轻薄化的电子设备上。
另外，所述盖板包括透明盖体与不透明层，所述不透明层设置于所述透明盖体且具有所述透光区域。本实施例提供了盖板的一种实现方式。
另外，所述不透明层设置于所述透明盖体的内表面，且面对所述光线传导件。本实施例提供了不透明层位置的一种实现方式。
另外，所述盖板还包括半透明层，所述半透明层设置于所述透明盖体与所述不透明层之间。通过设置半透明层，可以避免从外面直接看到不透明层，提升视觉体验。
另外，所述不透明层设置于所述透明盖体的外表面，所述透明盖体面对所述光线传导件。本实施例提供了不透明层位置的另外一种实现方式，使得本发明实施例更加灵活多变。
另外，所述传感器包括传感器本体与塑封体，所述塑封体包覆所述传感器本体。本实施例提供了传感器结构的一种实现方式。
另外，所述传感装置还包括挡光板，设置于所述基板与所述盖板之间；所述挡光板、所述基板及所述盖板形成容置腔，所述传感器、所述发光元件及所述光线传导件均位于所述容置腔中。这样可以通过挡光板、基板及盖板形将发光元件进行密封，便于光线传导件将发光元件发出的光线传导出去。
另外，所述传感装置还包括两个遮光密封层，其中一个遮光密封层设置在所述挡光板与所述基板之间，另一个遮光密封层设置在所述挡光板与所述盖板之间。通过遮光密封层可以将发光元件更好的密封起来，从而可以在盖板的透光区域形成更好的透光效果。
另外，所述塑封体包括本体塑封部与延伸封装部；所述本体封装部包覆所述传感器本体，所述延伸封装部包覆所述发光元件的侧壁；其中，所述发光元件发出的光线从所述发光元件的顶壁发射至所述光线传导件。本实施例提供了塑封体的一种实现方式，可以通过塑封体将发光元件与传感器本体一起塑封，简单方便。
另外，所述光线传导件包括导光层与反光镜；所述导光层面对所述传感器的表面上形成有光栅，且所述光栅在所述盖板上的投影覆盖所述透光区域；所述反光镜设置在所述导光层的延伸部上，且对应于所述发光元件；其中，所述反光镜将所述发光元件发出的光线反射至所述导光层中，所述光线在所述光栅的作用下投射到所述透光区域。本实施例提供了光线传导件的一种具体实现方式，通过导光层与反光镜可以更好的将发光元件发射出的可见光经盖板上的透光区域传导出去。
另外，所述光栅为球面矩阵结构或锥形矩阵结构。本实施例提供了光栅结构的多种实现方式。
另外，所述反光镜与水平面的夹角为45°。本实施例提供了反光镜的一种优选的实现方式。
另外，所述传感器为指纹识别传感器。本实施例提供了传感器的一种优选的实现方式。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是根据现有技术中生物识别传感器的封装结构；
图2a是根据本发明第一实施例中的透光区域的俯视示意图；
图2b是根据本发明第一实施例中光栅为球面矩阵结构时的传感装置的结构示意图；
图2c是根据本发明第一实施例中的光栅为球面矩阵结构的示意图；
图2d是根据本发明第一实施例中的光栅为锥形矩阵结构的示意图；
图2e是根据本发明第一实施例中光栅为锥形矩阵结构时的传感装置的结构示意图；
图3是根据本发明第二实施例的传感装置的结构示意图；
图4是根据本发明第三实施例的传感装置的结构示意图；
图5是根据本发明第四实施例的传感装置的结构示意图；
图6是根据本发明第四实施例中盖板包括透明盖体与不透明层，且不透明层设置于透明盖体的外表面时的结构示意图。
具体实施例
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施例涉及一种传感装置，包括：基板1、传感器2、至少一发光元件3、具有透光区域41的盖板4以及光线传导件5。通过透光区域41可以将发光元件3发射出的可见光透出来，形成透光效果，如图2a所示。本实施例中的光线传导件5可以具有塑性、能加工成光学结构的透明光学材料，折射系数高于盖板4，材料可以为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、UV树脂等，然不限于此。
传感器2与发光元件3分别设置于基板1上；光线传导件5设置在盖板4与传感器2之间，光线传导件5用于将发光元件3发出的光线传导至透光区域41，如图2b所示，本实施例中的透光区域41可以不止一个，(图2b中以两个为例)，本实施例中的发光元件3也可以不止一个(图2b中以两个为例)，发光元件3独立于传感器2连接在基板1上。
本实施例中，盖板4可以包括透明盖体42与不透明层43，本实施例中的盖板4可以具有一定厚度、一定介电常数，盖板4的厚度为几十微米到几百微米，且折射系数低于光线传导件5的导光层51的材料，起保护和导光作用，其材料可以为玻璃、半透明氧化锆陶瓷、蓝宝石、光学树脂薄膜材料等，然不限于此。不透明层43可以是遮挡可见光透过的材料，比如油墨、非导电性金属镀膜等，不透明层43的厚度为几微米到几十微米，不透明层43可以设置于透明盖体42且具有透光区域41，其中，透光区域41实质上由不透明层43上的开口区域形成。具体的说，不透明层43可以设置于透明盖体42的内表面，且面对光线传导件5。
本实施例中，光线传导件5包括导光层51与反光镜52，导光层51隐藏于盖板4下方，其厚度至少为30微米，导光层51可以经模具直接转印在盖板4上或不透明层43上。反光镜52设置在发光元件3的正上方，反光镜52的厚度至少为500纳米，反光镜52的宽度、间距至少25纳米，反光镜52的高度至少5纳米，反光镜52的反射面经表面处理形成反光层521，以对发光元件3发射的光线进行反射；导光层51面对传感器2的表面上形成有光栅53，且光栅53在盖板4上的投影覆盖透光区域41；反光镜52设置在导光层51的延伸部上，且对应于发光元件3；其中，反光镜52将发光元件3发出的光线反射至导光层51中，光线在光栅53的作用下投射到透光区域41，本实施例中的光栅53可以为球面矩阵结构，如图2c所示。
优选的，本实施例中的传感装置还可以包括挡光板6，设置于基板1与盖板4之间；挡光板6可以是不透光的金属、非金属材料，挡光板6、基板1及盖板4形成容置腔，传感器2、发光元件3及光线传导件5均位于所述容置腔中。更优的，传感装置还可以包括两个遮光密封层7，其中一个遮光密封层7设置在挡光板6与基板1之间，另一个遮光密封层7设置在挡光板6与盖板4之间，如图2b中所示。在实际应用中，该遮光密封层7可以为可以双面带有粘性的遮光泡棉、遮光双面胶或粘接剂等。
优选的，本实施例中的传感器2可以为指纹识别传感器，传感器2包括传感器本体21与塑封体22，塑封体22包覆传感器本体21。在实际应用中，还可以包括固晶胶23，用于将传感器本体21固定在基板1上，如图2b中所示。
在实际应用中，发光元件3可以为一种发射可见光的发光二极管，至少有一反光镜52对应设计布置在发光元件3的正上方，每一个发光元件3对应一个反光镜52。优选的，反光镜52与盖板4的水平面可以呈一定角度，比如与盖板4的水平面呈45°角；导光层51在透光图案下方，不透明层43在盖板4下方形成透光图案；光栅53使用粘接剂粘接在塑封体22表面，且光栅53面积覆盖传感器2、塑封体22表面整面或局部面积；发光元件3四周经遮光密封层7及挡光板6密封，避免发光元件3漏光或发光能量衰减；发光元件3发出的光线经过反光镜52上的反光层521将光线呈一定角度发射进入导光层51，在经过光栅53矩阵结构时将光线反射穿透盖板4，形成发光或透光效果。
需要说明的是，在实际应用中，光栅53也可以为锥形矩阵结构，如图2d所示，光栅53为锥形矩阵结构时的传感装置的结构如图2e所示。
相对于现有技术，本实施例在盖板4及图案正下方，通过发光元件3发射出可见光，经过分布在发光元件3正上方的反光镜52将光线发射进光路传导结构中，经图案正下方的光栅53形成反射，使得发光元件3经盖板4或透光区域41传导出去形成发光或透光效果。将光学结构与封装结构设计在一起，简化现有发光或透光模块结构，在达成透光效果的同时，使得传感装置更加小型化，以便于应用在轻薄化的电子设备上。
本发明的第二实施例涉及一种传感装置。第二实施例在第一实施例的基础上作了改进，改进之处在于：在本实施例中的盖板4还可以包括半透明层44，如图3所示。
具体地说，本实施例中的半透明层44可以设置于透明盖体42与不透明层43之间。半透明层44可以为具有一定可见光透过率的材料，比如油墨、非导电性镀膜等，半透明层44的厚度为几微米到几十微米，透光区域41可以由不透明层43或半透明层44局部镂空形成。
在本实施例中，本实施例中以光栅53为球面矩阵结构为例进行说明，然实际应用中也可以为锥形矩阵结构，本实施例中对此不做限定。
本实施例中，通过设置半透明层44，可以避免从外面直接看到不透明层43，提升视觉体验。
本发明第三实施例涉及一种传感装置。第三实施例与第一实施例大致相同，主要区别在于：在第一实施例中，不透明层43可以设置于透明盖体42的内表面；而在本实施例中，不透明层43可以设置于透明盖体42的外表面，如图4所示。
具体地说，在本实施例中不透明层43可以设置于透明盖体42的外表面，透明盖体42面对光线传导件5。
本实施例中以光栅53为球面矩阵结构为例进行说明，然实际应用中也可以为锥形矩阵结构，本实施例中对此不做限定。
本实施例提供了盖板4的另外一种实现方式，使得本发明的实施例更加灵活多变。
本发明第四实施例涉及一种传感装置。第四实施例与第二实施例大致相同，主要区别之处在于：在第二实施例中，发光元件3独立的设置于基板1上，而在本发明第四实施例中，发光元件3经塑封体22进行密封，如图5所示。
具体地说，本实施例中，塑封体22包括本体塑封部221与延伸封装部222；本体封装部221包覆传感器本体21，延伸封装部222包覆发光元件3的侧壁，这样，发光元件3与传感器2一起塑封，发光元件3发出的光线从发光元件3的顶壁发射至光线传导件5。
本实施例中以光栅53为球面矩阵结构为例进行说明，然实际应用中也可以为锥形矩阵结构，本实施例中对此不做限定。
需要说明的是，本实施例中也可以是在第一或者第三实施例基础上的改进，即本实施例中的盖板4也可以只包括透明盖体42与不透明层43，或者本实施例中的不透明层43也可以设置于透明盖体42的外表面。当盖板4只包括透明盖体42与不透明层43，且不透明层43设置于透明盖体42的外表面时的结构示意图如图6所示(图中的光栅53以锥形矩阵结构为例进行说明)。
本实施例提供了对发光元件3进行密封的另外一种实现方式，简单方便，也使得本发明实施例更加灵活多变。
本发明第五实施例涉及一种终端设备，本实施例中的终端设备包括上述任意一个实施例中的传感装置。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (13)
1.一种传感装置，其特征在于，包括：基板、传感器、至少一发光元件、具有透光区域的盖板以及光线传导件；
所述传感器与所述发光元件分别设置于所述基板上；
所述光线传导件设置在所述盖板与所述传感器之间，所述光线传导件用于将所述发光元件发出的光线传导至所述透光区域；
其中，所述光线传导件包括导光层与反光镜；
所述导光层面对所述传感器的表面上形成有光栅，且所述光栅在所述盖板上的投影覆盖所述透光区域；
所述反光镜设置在所述导光层的延伸部上，且对应于所述发光元件；
其中，所述反光镜将所述发光元件发出的光线反射至所述导光层中，所述光线在所述光栅的作用下投射到所述透光区域。
2.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述盖板包括透明盖体与不透明层，所述不透明层设置于所述透明盖体且具有所述透光区域。
3.根据权利要求2所述的传感装置，其特征在于，所述不透明层设置于所述透明盖体的内表面，且面对所述光线传导件。
4.根据权利要求3所述的传感装置，其特征在于，所述盖板还包括半透明层，所述半透明层设置于所述透明盖体与所述不透明层之间。
5.根据权利要求2所述的传感装置，其特征在于，所述不透明层设置于所述透明盖体的外表面，所述透明盖体面对所述光线传导件。
6.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述传感器包括传感器本体与塑封体，所述塑封体包覆所述传感器本体。
7.根据权利要求6所述的传感装置，其特征在于，所述传感装置还包括挡光板，设置于所述基板与所述盖板之间；
所述挡光板、所述基板及所述盖板形成容置腔，所述传感器、所述发光元件及所述光线传导件均位于所述容置腔中。
8.根据权利要求7所述的传感装置，其特征在于，所述传感装置还包括两个遮光密封层，其中一个遮光密封层设置在所述挡光板与所述基板之间，另一个遮光密封层设置在所述挡光板与所述盖板之间。
9.根据权利要求6所述的传感装置，其特征在于，所述塑封体包括本体塑封部与延伸封装部；所述本体塑封部包覆所述传感器本体，所述延伸封装部包覆所述发光元件的侧壁；
其中，所述发光元件发出的光线从所述发光元件的顶壁发射至所述光线传导件。
10.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述光栅为球面矩阵结构或锥形矩阵结构。
11.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述反光镜与水平面的夹角为45°。
12.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述传感器为指纹识别传感器。
13.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1至12中任一项所述的传感装置。
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