CN110673398A - 光学检测装置、背光模组、显示装置、电子设备 - Google Patents

光学检测装置、背光模组、显示装置、电子设备 Download PDF

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朱文龙
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Abstract

本发明公开了一种光学检测装置,包括显示装置和检测模组。显示装置包括显示面板和背光模组。背光模组包括背光单元、底壳和保护单元。底壳具有开孔。保护单元用于密封开孔。保护单元包括用于透射检测光束的第一组件和用于吸收检测光束的第二组件。检测模组具有视场角范围,第二组件围绕视场角范围的至少部分进行设置以形成可供视场角范围内的至少部分检测光束通过的透光区。检测模组用于透过所述保护单元、所述开孔、所述背光单元、和显示面板接收带有外部对象生物特征信息的检测光束,并转换所述检测光束为相应的电信号以获取外部对象的生物特征信息。本发明还提供一种背光模组、显示装置、以及电子设备。

Description

光学检测装置、背光模组、显示装置、电子设备
技术领域
本发明涉及光电技术领域,尤其涉及一种光学检测装置及其背光模组和显示装置、以及具有所述光学检测装置的电子设备。
背景技术
随着技术进步和人们生活水平提高,对于手机、平板电脑、相机等电子产品,用户要求具有更多功能和时尚外观。目前,手机等电子产品的发展趋势是具有较高的屏占比同时具有指纹检测或其他生物特征检测功能。为了实现全面屏或接近全面屏效果,使得电子产品具有高的屏占比,屏下的生物特征检测技术应运而生。然而,对于液晶显示屏和其他非自发光类显示器,现有技术还没有合适的屏下检测方案。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种能够改善现有技术问题的背光模组、液晶显示装置、光学检测装置、和电子设备。
本发明的一个方面提供一种光学检测装置,包括:
显示装置,包括显示面板和位于所述显示面板下方的背光模组,所述背光模组用于提供可见光束给所述显示面板,所述显示面板利用可见光束显示图像;其中,所述背光模组包括:
背光单元,用于面发光地提供所述可见光束给所述显示面板;
底壳,位于所述背光单元下方,所述底壳用于支撑和保护所述背光单元,所述底壳包括面向背光单元的上表面及背对背光单元的下表面,所述底壳具有开孔,所述开孔为贯穿所述底壳的通孔,所述开孔位于所述背光单元的下方;和
保护单元,用于密封所述开孔以使得所述背光单元不能通过所述开孔与背光模组的外部连通,所述保护单元包括用于透射检测光束的第一组件和用于吸收检测光束的第二组件,所述第二组件设置在所述下表面一侧,并正对部分所述下表面以及正对部分所述开孔,或/和,所述第二组件设置在所述开孔的内壁上,所述第二组件围成一透光区,所述第一组件用于遮挡所述透光区;和
检测模组,位于所述背光模组的底壳的下方,所述检测模组具有视场角范围,所述第二组件围绕所述视场角范围的至少部分进行设置以形成可供所述视场角范围内的至少部分检测光束通过的所述透光区,所述检测模组用于透过所述保护单元、所述开孔、所述背光单元、和显示面板接收带有外部对象生物特征信息的检测光束,并转换所述检测光束为相应的电信号以获取外部对象的生物特征信息,其中,所述检测光束的波长不同于所述可见光束的波长。
在某些实施方式中,所述第二组件用于吸收入射到所述底壳的下表面和/或内壁上的检测光束。
在某些实施方式中,所述第一组件位于所述底壳的下表面一侧,与所述下表面连接并密封所述开孔,所述第二组件设置在所述第一组件背对所述底壳的下表面的一侧并与所述第一组件层叠设置,或,所述第二组件设置在所述第一组件面对所述底壳的上表面的一侧并与所述第一组件层叠设置。
在某些实施方式中,所述第一组件位于所述底壳的下表面一侧,与所述下表面连接并密封所述开孔,所述第二组件设置在所述开孔的内壁上。
在某些实施方式中,所述第二组件还设置在所述开孔的内壁上。
在某些实施方式中,所述第一组件部分位于所述底壳的下表面一侧,部分位于所述开孔中,以封闭所述开孔;所述第二组件位于所述第一组件背对所述底壳的下表面一侧。
在某些实施方式中,所述第一组件均位于所述开孔中以密封所述开孔,所述第二组件与所述底壳的下表面连接,并与所述第一组件的部分正对。
在某些实施方式中,所述第一组件位于所述第二组件所围成的透光区内;所述第一组件与所述第二组件均位于所述底壳的下表面一侧,且所述第二组件与所述下表面相连接,所述第一组件与所述第二组件相配合密封所述开孔,或,所述第一组件与所述第二组件均位于所述开孔内并密封所述开孔。
在某些实施方式中,所述透光区为透光孔。
在某些实施方式中,所述检测光束为近红外光,所述显示装置为液晶显示装置。
在某些实施方式中,所述光学检测装置还包括中框,位于所述底壳下方,并与所述底壳之间存在间隙,所述检测模组安装在所述中框上。
在某些实施方式中,所述背光单元包括背光灯和光学膜片组,所述背光灯位于所述光学膜片组的一侧,用于提供可见光束给所述光学膜片组,所述光学膜片组用于将来自背光灯的可见光束转换为面光源,并提供转换后的可见光束给所述显示面板,以实现画面显示;所述背光模组还包括侧框,位于所述背光单元的侧方,所述底壳与所述侧框相连接,所述底壳与所述侧框共同形成一收容空间,用于收容所述背光单元。
在某些实施方式中,所述底壳与所述侧框为一体结构。
在某些实施方式中,所述底壳由金属或合金材料制成。
在某些实施方式中,所述第一组件包括能够透射检测光束的玻璃、树脂、塑料、聚合物、多层光学膜、或红外透过油墨中的任意一种或几种。
在某些实施方式中,所述第二组件包括能够吸收检测光束的半导体、聚合物、多层光学膜、或红外吸收油墨中的任意一种或几种。
在某些实施方式中,所述第一组件包括基板和红外透过油墨,所述第二组件包括红外吸收油墨,所述红外吸收油墨设置在所述基板背向所底壳的下表面的一侧表面上的边缘区域,所述红外透过油墨设置在所述基板面对所述底壳的下表面的一侧表面上或/和所述基板背对所述底壳的下表面的一侧表面的中部区域。
在某些实施方式中,所述保护单元填充整个所述开孔。
在某些实施方式中,所述背光单元的光学膜片组包括在所述底壳上依次堆叠的反射片、导光板、和光学膜片层,所述导光板包括面向所述反射片的底面、面向所述光学膜片的顶面、位于所述底面和顶面之间的侧面,所述背光灯邻近所述导光板的一个侧面设置,所述背光灯发射可见光束,所述可见光束从导光板的侧面进入导光板并能够从导光板的顶面出射,所述反射片用于将从导光板底面透出的可见光束反射回导光板,所述光学膜片层用于扩散和/或增亮从导光板顶面出射的可见光束后将所述可见光束提供到所述显示面板,所述反射片、导光板和光学膜片层能够透射所述检测光束,其中,所述反射片位于所述底壳的上表面上且与所述上表面直接接触。
在某些实施方式中,所述反射片和光学膜片层在所述检测模组的视场角范围不具有通孔。
在某些实施方式中,所述光学检测装置进一步包括发射模组,所述发射模组用于发射检测光束到位于显示装置上方的外部对象上,由所述外部对象返回的所述检测光束透过所述显示面板、背光单元以及所述保护单元被所述检测模组接收。
在某些实施方式中,所述中框上设置有贯穿的通孔,所述检测模组安装在所述通孔中。
本发明的一个方面提供一种背光模组,所述背光模组为上述的光学检测装置中的背光模组。
本发明的一个方面提供一种显示装置,所述显示装置为上述的光学检测装置中的显示装置。
本发明的一个方面提供一种电子设备,所述电子设备包括上述中任意一项所述的光学检测装置。
本发明的有益效果在于,保护单元能够密封所述开孔,使得背光单元和背光模组的外部不能连通,外部环境中的水汽、灰尘不会通过所述开孔进入背光单元,从而不会影响生物特征检测的性能。另外,所述保护单元可以包括第一组件和第二组件,所述第二组件能够实现对杂散光的有效吸收和遮挡,从而改善和提高了生物特征检测时生物特征光学图像的成像质量。
附图说明
图1是本发明第一实施例所提供的光学检测装置应用于电子设备上的正面俯视示意图;
图2是图1中光学检测装置1沿II-II线的部分剖面示意图;
图3是图2所示光学检测装置1的部分放大示意图;
图4是图3中所述光学检测装置1的一个变更实施例的结构示意图;
图5是本申请第二实施例提供的光学检测装置的部分放大示意图;
图6是本申请第三实施例提供的光学检测装置3的部分放大示意图;
图7是本申请第四实施例提供的光学检测装置4的部分放大示意图;
图8是本申请第五实施例提供的光学检测装置5的部分放大示意图;
图9是本申请第六实施例提供的光学检测装置6的部分放大示意图。
具体实施例
在对本发明实施例的具体描述中,应当理解,当基板、片、层或图案被称为在另一个基板、另一个片、另一个层或另一个图案“上”或“下”时,它可以“直接地”或“间接地”在另一个基板、另一个片、另一个层或另一个图案上,或者还可以存在一个或多个中间层。为了清楚的目的,可以夸大、省略或者示意性地表示说明书附图中的每一个层的厚度和大小。此外,附图中元件的大小并非完全反映实际大小。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设定之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
进一步地,所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而,本领域技术人员应意识到,没有所述特定细节中的一个或更多,或者采用其它的结构、组元等,也可以实践本发明的技术方案。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本发明。
请同时参阅图1至图2,图1是本发明第一实施例所提供的光学检测装置1应用于电子设备100上的正面俯视示意图。图2是图1中光学检测装置1沿II-II线的部分剖面示意图。所述光学检测装置1具有沿Y轴方向的长度轴、沿X轴方向的宽度轴以及沿Z轴方向的厚度轴。所述光学检测装置1具有平行于长度轴的中心轴113,所述光学检测装置1关于所述中心轴113大致成轴对称。可选的,所述II-II线为所述光学检测装置1的中心轴113或位于中心轴113的平行线上。
所述光学检测装置1包括显示装置10。所述显示装置10包括保护层11、显示面板12和背光模组13。所述显示面板12位于保护层11的下方,所述背光模组13位于显示面板12的下方。所述背光模组13用于提供背光光束给所述显示面板12,所述背光光束为可见光光束。所述背光光束能够透过所述保护层11出射到保护层11的上方。所述显示面板12利用透过其的背光光束实现信息显示,例如但不限于:所述显示面板12在背光光束照明下显示文字信息或图像信息。所述保护层11用于保护显示面板12不受到外部环境的影响。所述显示面板12例如但不限于为液晶显示面板,所述显示装置10相应地例如但不限于为液晶显示装置或液晶显示屏。在本申请中,所述显示装置10为硬质的显示屏,其并不能弯折,其与可弯折的柔性显示屏并不相同。
所述光学检测装置1还包括检测模组19。所述检测模组19的至少部分位于所述背光模组13的底壳132的下方。所述检测模组19用于透过所述显示装置10的保护层11、显示面板12、背光模组13接收带有外部对象1000的生物特征信息的检测光束101,并转换所述检测光束101为相应的电信号,以获得外部对象1000的生物特征信息。所述生物特征信息例如但不局限于为指纹、掌纹等皮肤纹路信息、血氧、心跳、脉搏等活体信息、深度信息或三维图像信息等中的任意一种或几种。所述检测光束101和所述背光光束的波长不同。所述检测光束101例如但不限于为波长范围为750至2000纳米的近红外光,或波长范围为800至1000纳米的近红外光,或其他可用于生物特征检测和识别的不可见光。在本申请中,以所述生物特征信息为指纹信息、所述检测光束101为近红外光为例进行说明。
所述光学检测装置1还包括中框15。所述检测模组19例如但不局限于设置在所述中框15上。所述中框15为电子设备的设置于显示装置10和后盖(图未示)中间并用于承载内部各种组件(例如,电池、主板、摄像头、话筒、听筒等)的框架。所述中框15与所述显示装置10之间存在间隙。所述中框15例如但不限于由金属或者合金材料制成。所述中框15的数量可以为一个,也可以为两个。当所述中框15的数量为两个时,例如包括内中框与外中框,其中,内中框用于承载手机零部件,例如,检测莫模组19,外中框设置在内中框外,外中框沿外装有手机按键,内中框与外中框整合为一体。
可选的,在一些实施例中,所述中框15设置有通孔(图未示)。所述检测模组19设置在所述通孔中。然,可变更地,在某些其它实施方式中,所述中框15也可以不设置所述通孔,所述检测模组19设置在所述中框15面对所述显示装置10的上表面上。
可选的,在一些实施例中,所述保护层11包括相对的第一表面111和第二表面112。所述显示面板12位于所述保护层11的第二表面112的一侧。所述保护层11具有相连透明区域120和非透明区域110,所述非透明区域110位于透明区域120周围或边缘。所述透明区域120能够透射可见光,所述非透明区域110能够遮挡可见光。
所述检测模组19具有视场角(Field of View,FOV)范围,位于视场角范围内的检测光束101可以被所述检测模组19接收并转换为电信号。所述第一表面111位于所述检测模组19的视场角FOV范围内的部分为视场区域VA。
可选的,所述中框15与所述保护层11的边缘相固定。
可选的,在一些实施例中,所述非透明区域110用于透过所述检测光束101且遮挡可见光束。所述非透明区域110对所述检测光束101的透过率大于50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、或90%。当所述非透明区域110对所述检测光束101的透过率越大时,所述检测光束101在穿透所述保护层11之后的强度越大。另外,所述非透明区域110对可见光束进行遮挡是指:所述非透明区域110对可见光束的透过率小于10%、5%、或1%,甚至所述非透明区域110对可见光束的透过率为0。当所述非透明区域110对所述可见光束的透过率越小时,所述非透明区域110对所述可见光束遮挡得越多。当然,可变更地,所述非透明区域110对可见光束的透过率也并不局限于小于10%,只要从所述保护层11的外部透过所述非透明区域110看不到内部元件即可。所述非透明区域110例如但不局限为通过吸收和/或反射所述可见光束,从而达到遮挡所述可见光束的效果。
可选的,在一些实施例中,所述光学检测装置1还包括发射模组16。所述发射模组16用于发射检测光束101,所述检测光束101能够照射到外部对象1000,经由所述外部对象1000返回的检测光束101带有外部对象1000的生物特征信息,这些检测光束101透过所述保护层11、显示面板12、背光模组13被所述检测模组19接收。
可选的,所述发射模组16位于所述保护层11的非透明区域110的下方。所述显示面板12位于所述保护层11的下方且部分或全部地正对所述透明区域120。所述发射模组16在所述第一表面111的正投影和所述显示面板12在所述第一表面111的正投影不重叠或部分重叠。所述发射模组16在所述第一表面111的正投影和所述背光模组13在所述第一表面111的正投影不重叠或部分重叠。
可选的,所述发射模组16包括或为LED(light emitting diode)、LD(laserdiode)、VCSEL(vertical cavity surface emitting laser)、Mini-LED、Micro-LED、OLED(organic light emitting diode)、QLED(quantum dot light emitting diode)中的一种或多种,或者包括LED、LD、VCSEL、Mini-LED、Micro-LED、OLED、QLED中的一种或多种组成的发光阵列。
可选的,在一些实施例中,所述保护层11包括透明基板11a和光学膜层11b。透明基板11a为所述保护层11的主体部分,光学膜层11b与透明基板11a的部分下表面贴合。所述保护层11的非透明区域110包括所述光学膜层11b和所述透明基板11a正对所述光学膜层11b的部分。所述保护层11的透明区域120包括所述透明基板11a不与光学膜层11b正对的部分。
示例性的,所述保护层11可以包括透明材料,例如但不限于,透明玻璃、透明聚合物材料、其他任意透明材料等。所述保护层11可以是单层结构,或者多层结构。所述保护层11大致为具有预定长度、宽度、厚度的薄板。所述保护层11的长度轴沿着附图2中Y轴所指向的方向,宽度轴沿着附图2中X轴所指向的方向,厚度轴沿着附图2中Z轴所指向的方向。
可选的,所述第一表面111可以包括所述透明基板11a的上表面,所述第二表面112可以包括所述光学膜层11b背对所述透明基板11a的下表面、以及所述透明基板11a的下表面未与所述光学膜层11b正对的部分。
所述透明基材11a例如但不限于为玻璃、塑料、树脂或其他任意透明材料。所述光学膜层11b例如但不限于为能够透射近红外光且遮挡可见光的红外油墨。
可选的,在一些实施例中,所述光学膜层11b可以省略或集成于所述透明基板11a中。
可以理解,所述保护层11可以包括实际使用时用户贴附的塑料膜、钢化膜、或其他膜等,所述保护层11的第一表面111为进行生物特征检测时,外部对象1000直接接触的表面。所述第一表面111是所述光学检测装置1位于最外侧的表面,或所述第一表面111是包括所述光学检测装置1的电子设备100的最外侧表面。在这里,例如但不限于,外部对象1000可以为手指,生物特征检测为指纹特征检测。
所述发射模组16发射检测光束101,所述检测光束101能够从第二表面112进入所述保护层11。可选的,在一些实施例中,所述检测光束101能够从第一表面111出射到保护层11的上方并进入位于保护层11上方的外部对象1000内部,然后所述检测光束101从外部对象1000内部透射出来,并透过所述保护层11、显示面板12、背光模组13被所述检测模组19接收。
可选的,在一些实施例中,所述发射模组16发射的检测光束101能够在保护层11内全反射传输,所述全反射传输的检测光束101能够在外部对象1000与第一表面111接触处发生漫反射,至少部分漫反射的检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光模组13被所述检测模组19接收。
可选的,在一些实施例中,所述发射模组16发射的检测光束101能够出射到保护层11的上方,并经由位于保护层11上方的外部对象1000反射后透过所述保护层11、显示面板12、背光模组13被所述检测模组19接收。
可选的,在一些实施例中,所述外部对象1000可以透射环境光中的不可见光作为检测光束101,所述检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光模组13被所述检测模组19接收。
可选的,在一些实施例中,所述外部对象1000向外辐射红外光或近红外光,所述红外光或近红外光作为检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光模组13被所述检测模组19接收。
本申请实施例对从外部对象1000到达检测模组19并被检测模组19接收的检测光束101不作限定,所述检测光束101可以是外部对象1000反射和/或透射的由所述发射模组16发射的检测光束101,也可以是环境光经外部对象1000反射和/或透射,或外部对象1000自身发射的光束,或者其他可能的带有外部对象1000生物特征信息的光束。本申请的光学检测装置1通过所述检测模组19接收检测光束101以获取外部对象1000的生物特征信息。
可变更地,在某些实施方式中,所述发射模组16也可位于所述背光模组13下方,用于透过所述背光模组13、所述显示面板12、以及所述保护层11发射所述检测光束101到外部对象1000。
可选的,所述背光模组13包括由下至上依次堆叠设置的底壳132和背光单元131,所述背光单元131用于提供背光光束,所述背光光束为可见光束。所述底壳132用于支撑和保护所述背光单元131。可选的,在一些实施例中,所述背光模组13还包括和底壳132相连的侧框134,所述侧框134位于所述背光单元131的侧方。所述底壳132和所述侧框134共同形成一收容空间,用于收容所述背光单元131。
可选的,所述底壳132与所述侧框134为一体结构。所述底壳132与所述侧框134通常例如使用金属材料制成。
可选的,所述背光模组13可进一步包括胶框(图未示)。所述胶框设置在所述侧框134的内侧,用于收容所述背光单元131。在一些实施例中,所述胶框也可替代所述侧框134。
所述中框15与所述底壳132之间存在间隙。可选的,在一些实施例中,所述检测模组19与所述底壳132之间存在间隙。应当理解,所述检测模组19与所述底壳132之间存在间隙旨在为了使得所述显示装置10的上表面与检测模组19的光学中心之间的距离满足成像条件。然,可变更地,在某些实施例中,所述检测模组19与所述底壳132之间也可为紧贴设置,并不存在间隙。
请同时参阅图3,图3是图2所示光学检测装置1的部分放大示意图。所述底壳132包括相对的上表面1321和下表面1322,所述上表面1321面对所述背光单元131,所述下表面1322背对所述背光单元131。所述底壳132具有开孔133,所述开孔133为贯穿所述底壳132的通孔。所述开孔133在所述上表面1321、下表面1322分别形成对应的上开口1331、下开口1332。
可以理解的是,所述上开口1331的大小和/或形状可以与所述下开口1322的大小和/或形状相同或者不同,本申请对此不做具体限定。在本实施例中,所述上开口1331的中心在保护层11第一表面111上的正投影与所述下开口1332的中心在保护层11第一表面111上的正投影相互重合。可以理解的是,在其他的变更实施例中,所述上开口1331的中心在保护层11第一表面111上的正投影与所述下开口1332的中心在保护层11第一表面111上的正投影也可以相互错开,只要使得位于检测模组19接收范围以内的所述检测光束101透过所述开孔133由检测模组19接收的能量能够满足检测的要求即可。
所述背光模组13还包括保护单元18。所述保护单元18用于密封所述开孔133,使得所述背光单元131不能通过所述开孔133与背光模组13的外部相连通。
可选的,在一些实施例中,所述底壳132的开孔133可以为一个或多个,所述底壳132的至少局部具有所述开孔133。
可选的,在一些实施例中,所述开孔133的横截面为直径5毫米至6毫米的圆形,所述开孔133为圆形孔。其他实施例中,所述开孔133的横截面可以为椭圆形、方形、多边形、三角形等。
可选的,在一些实施例中,所述检测模组19的至少部分位于所述保护单元18的下方。检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光单元13、和保护单元18出射到所述保护单元18的下方,并被所述检测模组19接收,所述检测模组19转换接收到的检测光束101为电信号以获取外部对象的生物特征信息,例如但不限于:生物特征图像信息。
可选的,所述光学检测装置1包括沿长度轴方向相对设置的顶端和底端,所述开孔133的中心到所述底端的间距为3至15毫米、或3至20毫米、或3至10毫米、或者不超过所述顶端到底端距离的1/3。
可选的,在一些实施例中,所述保护单元18用于至少密封所述开孔133的下开口1332。
可选的,在一些实施例中,所述背光单元131包括背光灯(图未示)和光学膜片组(未标示),所述背光灯位于所述光学膜片组的一侧,用于提供可见光束给所述光学膜片组,所述光学膜片组用于将来自背光灯的可见光束转换为面光源,并提供转换后的可见光束给所述显示面板12,以实现画面显示。进一步可选的,所述光学膜片组在所述检测模组19的视场角范围不具有通孔,所述开孔133正对所述检测模组19的视场角范围。
所述光学膜片组包括由下至上依次设置的反射片1311、导光板1312和光学膜片层1313。所述背光灯位于导光板1312一侧。导光板1312包括面向光学膜片层1313的顶面、面向反射片1311的底面、以及面向背光灯的侧面。背光灯发出的可见光束从导光板1312的侧面进入导光板1312,并从导光板1312的面向光学膜片层1313的顶面面发光地出射,所述光学膜片层1313能够将从导光板1312出射的可见光束扩散和/或增亮后提供给所述显示面板12。所述反射片1311用于将导光板1312的底面出射的可见光反射回导光板1312内。所述光学膜片层1313可以包括一个或多个扩散片(diffusion sheet)和/或增光片(brightnessenhancement film)。其中,所述反射片1311与所述底壳132的上表面1321直接接触。
所述反射片1311、导光板1312、和光学膜片层1313能够透射检测光束101。可选的,所述反射片1311、导光板1312、和光学膜片层1313在所述检测模组19的视场角范围可都不具有通孔。
需要说明的是,上述背光单元131的结构只是本申请的一个实施例,在其它实施例中,所述背光单元131的结构也可为其它合适的结构,本申请对此并不做限制。
可选的,在一些实施例中,所述检测模组19包括镜头模组和图像传感器,检测光束101经过镜头模组后被图像传感器转换为电信号。所述镜头模组具有光学中心,以所述光学中心为顶点的视场角可以为例如但不限于:100度~140度,或120度~130度。可选的,所述检测模组19的厚度为1至2毫米、或2至3毫米、或3至4毫米。
可选的,所述检测模组19包括超薄透镜阵列和图像传感器,所述视场角范围为所述超薄透镜阵列的视场角范围,所述检测光束101经由所述超薄透镜阵列到达所述图像传感器并被所述图像传感器转换为对应图像信息的电信号。此时,所述检测模组19的厚度可以为0.2至1毫米,例如但不限于,所述检测模组的厚度为0.4毫米。
需要说明的是,在没有特别限定的时候,本申请描述的检测模组19的视场角可以是XZ平面的视场角、YZ平面的视场角、或者其他任意可能的平面或方向的视场角。可以理解,所述检测模组19的视场角在空间具有对应的视场角范围,所述检测模组19的视场角范围可以为圆锥体的至少部分,或者其他任意可能的立体形状。所述检测模组19的视场角范围在底壳132的上表面1321、下表面1322、保护层11的第一表面111上可以分别具有不同覆盖范围的视场区域,本申请对此不作限定。本领域技术人员可以理解,所述开孔132、保护单元18、检测模组19可以具有不同配置,所述开孔133的尺寸、所述检测模组19的视场角、保护单元18的结构等可以具有不同的变更方式,均属于本申请保护范围。
在本实施例中,所述检测模组19位于所述底壳132的下方。一般而言,所述保护层11、显示面板12和背光单元13都能够透射检测光束101,而底壳132通常使用金属或合金材料制成,检测光束101不能直接透过所述底壳132。为了使得检测模组19能够透过底壳132接收检测光束101,所述底壳上设置有开孔133,所述检测模组19可以设置在与所述开孔133相对的位置。所述开孔133的尺寸大小不应过大,不然会导致许多杂散光进入检测模组19。所述开孔133的尺寸大小也不应太小,否则会导致检测模组19无法接收到足够的带有外部对象1000生物特征信息的检测光束101以实现生物特征检测和识别。
可选的,在本申请一些实施例中,所述开孔133的上开口1331的边缘围绕所述检测模组19的视场角范围设置,所述上开口1331的全部边缘与所述检测模组19视场角范围的边界重合或者位于所述检测模组19视场角范围之外。所述开孔133的下开口1332的边缘围绕所述检测模组19的视场角范围设置,所述下开口1332的全部边缘与所述检测模组19视场角范围的边界重合或者位于所述检测模组19视场角范围之外。即,所述上开口1331和下开口1332与所述检测模组19的视场角分别在上表面1321和下表面1322的覆盖范围相一致,或者所述上开口1331和下开口1332可以略大于所述检测模组19的视场角分别在上表面1321和下表面1322的覆盖范围。由此,所述检测模组19的视场角范围可以穿过所述开孔133,所述底壳132对所述检测模组19的视场角范围没有遮挡,以使得在所述检测模组19视场角范围内的检测光束101能够不受阻碍地通过所述开孔133而由所述检测模组19接收。
可选的,在其他或变更实施例中,所述开孔133的上开口1331和下开口1332的全部或者部分边缘也可以位于所述检测模组19的视场角范围之内,即所述上开口1331和下开口1332与所述检测模组19的视场角分别在上表面1321和下表面1322的覆盖范围部分交叠,所述检测光束101可以从所述开孔133与检测模组19视场角范围的交叠部分穿过底壳132至底壳132下方而由所述检测模组19接收。可以理解的是,所述开孔133与检测模组19视场角范围之间的位置设置只要使得透过开孔133而由所述检测模组19接收的检测光束101的能量能够满足检测的要求即可。
可选的,在一些实施例中,所述检测模组19也可以设置在不与开孔133相对的位置。透过所述开孔133至底壳132下方的检测光束101可以通过导光结构(图未示),例如:光纤或透镜组等,传输至所述检测模组19进行接收。在此实施方式中,所述导光结构属于所述检测模组19的一部分。
可选的,以外部对象1000为手指举例,当进行指纹特征检测时,外部对象1000触摸视场区域VA,来自外部对象1000的检测光束101从所述视场区域VA进入所述保护层11并透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、开孔133、至少部分的保护单元18到达所述检测模组19,所述检测模组19接收所述检测光束101并转化为与外部对象1000的指纹光学图像信息对应的电信号。所述光学检测装置1或具有所述光学检测装置1的电子设备根据所述电信号进一步用于生成指纹图像并用于外部对象1000的指纹特征检测和识别。所述来自外部对象1000的检测光束101包括但不限于外部对象1000透射和/或反射的检测光束101。所述保护单元18的至少部分能够透射所述检测光束101。
然而,所述开孔133会导致背光单元131乃至显示面板12和外部环境连通,外部的水汽、灰尘等会通过所述开孔133进入背光单元131,导致背光单元131的光学膜材粘连、变形、膨胀等不良,检测光束101透过所述背光单元131时也会受到影响,导致指纹光学成像质量降低,指纹检测的效率和准确性下降。另外,也会影响光学检测装置1的显示效果。
本申请光学检测装置1的背光模组13包括所述保护单元18。所述保护单元18用于密封所述开孔133以使得所述背光单元131和外部环境之间不再连通,外部的灰尘、水汽等不能够通过所述开孔133进入到背光单元131,从而有效的提升了指纹光学成像的质量,具有较好的指纹检测效率和准确性。
可选的,在一些实施例中,所述保护单元18的整体均位于所述开孔133下方并连接在所述底壳132的下表面1322上,以密封所述开孔133的下开口1332;或者,所述保护单元18的一部分位于所述开孔133内部,而另外一部分位于所述开孔133下方并连接在所述底壳132的下表面1322上,以密封所述开孔133;或者,所述保护单元18的整体均位于所述开孔133的内部以密封所述开孔133;或者,所述保护单元18的至少部分位于所述开孔133上方并连接在所述底壳132的上表面1321,以密封所述开孔133的上开口1331。
可选的,当所述保护单元18的一部分位于所述开孔133内部,而另外一部分位于所述开孔133下方并连接在所述底壳132的下表面1322上时,所述保护单元18的上表面与所述底壳的上表面1322平齐。
可选的,当所述保护单元18的整体均位于所述开孔133的内部以密封所述开孔133时,所述保护单元18的上表面与所述底壳132的上表面1321平齐,所述保护单元18的下表面与所述底壳132的下表面平齐。
如图3所示,所述保护单元18包括第一组件181和第二组件182。所述第一组件181能够透射检测光束101,所述第二组件182能够吸收检测光束101。所述第二组件182围绕所述检测模组19的至少部分视场角范围进行设置,以形成可供在所述视场角范围内的至少部分检测光束101通过的透光区183。所述第一组件181遮挡所述透光区183。所述检测光束101能够通过所述第一组件181和所述透光区183而到达所述检测模组19。
可选的,在一些实施例中,所述第一组件181可以位于所述透光区183的上方、下方或者所述透光区183的内部。
可选的,在一些实施例中,所述第二组件182设置在所述底壳132的下表面1322上并正对部分所述开孔133设置,或/和,所述第二组件182设置在所述开孔133的内壁上。从而,减少杂散光102入射到所述检测模组19中。
可选的,所述透光区183为透光孔。
可选的,在一些实施例中,所述透光区183的内侧边缘可以紧贴所述检测模组19的视场角范围的边界,以便于最大限度地透过位于所述视场角范围内的检测光束101并吸收位于所述视场角范围以外的检测光束101和/或杂散光。因所述保护单元18至少密封所述开孔133的下开口1332,所述检测模组19的视场角范围至少会覆盖一部分所述保护单元18,所述第一组件181至少设置在所述保护单元18被检测模组19的视场角范围所覆盖的部分,以使得所述保护单元18能够透射在所述视场角范围内的至少部分检测光束101。
例如但不局限地,所述第一组件181包括或为能够透射近红外光的玻璃、树脂、塑料、聚合物、多层光学膜、红外透过油墨等;所述第二组件182包括或为能够吸收近红外光的半导体、聚合物、多层光学膜、红外吸收油墨等。
可选的,所述第一组件181对检测光束101的透过率大于或等于70%、80%、90%、95%。所述第二组件182对检测光束101的吸收率大于或等于70%、80%、90%、95%,反射率小于10%、5%、或1%,甚至完全不反射。
可选的,在一些实施例中,所述第一组件181包括基板和设置在基板上的红外透过油墨,所述第二组件182包括红外吸收油墨。所述红外吸收油墨例如设置在所述基板背对所述背光单元131的一侧表面上的边缘区域。所述红外透过油墨例如设置在所述基板面对所述背光单元131的一侧表面上或/和背对所述背光单元131一侧表面上。然,可变更地,在某些实施例中,所述红外透过油墨也是可以被省略的。所述基板例如为玻璃或树脂基板,能够透射检测光束101。
需要说明的是,尽管本申请实施例描述第二组件182包括或为吸收检测光束101的材料,不代表所述第二组件182在所有实施例中对检测光束101完全不反射和/或透射,所述第二组件182对所述检测光束101的主要作用是吸收。
若假设所述开孔133为圆形孔,所述检测模组19的视场角深度为a,所述检测模组19的视场角的角度为FOV,所述检测模组19和底壳132的底面1322的最小间距为b,所述底壳132的厚度为c,所述开孔133的直径为h,那么:
Figure BDA0002248694890000141
在一些实施例中,例如但不限于:视场角深度a:1.10毫米≤a≤1.25毫米。检测模组19和底壳132的下表面1322的最小间距b:0.5毫米≤b≤1.0毫米。底壳132的厚度c=0.1毫米。视场角FOV=120度。由上述公式计算可得(计算结果取小数点后2位),h≥5.89毫米至8.14毫米。
此时,所述第一组件181和/或第二组件182的厚度不大于检测模组9和底壳132的下表面1322的最小间距b。
由于实际制造、组装时检测模组19、底壳132、开孔133等存在公差,因此上述数据可以适当放宽。可选的,在一些实施例中,所述开孔133的直径h为5毫米至6毫米。
当然,在一些实施例中,所述开孔133的直径可以具有更大值,例如但不限于,所述开孔133的直径可以大于6毫米、8毫米、10毫米,但是较大的开孔133会导致底壳132对背光单元131的支撑作用降低。而且为了密封较大的开孔133的下开口1332,保护单元18需要更多材料,成本较高。而开孔133太小则会使得检测模组19的视场角FOV被遮挡,导致检测模组19不能接收到有效的能够用于生成生物特征图像的检测光束101。
在本实施例中,所述第一组件181的至少部分与所述第二组件182的至少部分层叠设置。所述第一组件181连接(例如但不限于:贴合)在所述底壳132的下表面1322上,并密封所述开孔133的下开口1332,使得所述背光单元131不能够通过开孔133与背光模组13的外部连通。所述第二组件182设置在所述第一组件181背对所述开孔133的一侧表面上。可选的,所述第二组件182外侧边缘与所述第一组件的外侧边缘对齐。然,可变更地,所述第二组件182的外侧边缘也可延伸至所述底壳132的下表面1322。
可选的,在一些实施例中,所述第二组件182的至少一部分位于所述开孔133的部分下开口1332的正下方。
可选的,在一些实施例中,所述第二组件182的至少一部分位于所述底壳132的部分下表面1322的正下方。
带有外部对象1000生物特征信息的检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、开孔133、第一组件181、以及第二组件182围成的透光区183出射到背光模组13和保护单元18的下方,并进一步被检测模组19接收。
由于底壳132通常为金属或合金材质,其下表面1322和开孔133的内壁对光线的反射率较高,检测光束101在开孔133的内壁上反射会形成杂散光102。检测光束101到达检测模组19时部分检测光束101会被反射至底壳132的下表面1322,进而再被底壳132的下表面1322反射而形成杂散光102。这些杂散光102被检测模组19接收后会导致所生成的对应光学图像中产生光晕,从而降低检测模组19的成像品质,影响所述检测模组19的检测效果。为此,通过设置能够吸收检测光束101的第二组件182,使得检测光束101到达在开孔133内壁反射后形成的杂散光102在向下透过第一组件181后能被第二组件182吸收,无法达到所述检测模组19;在检测模组19表面反射的杂散光102也可以被第二组件182吸收,无法再次反射回到检测模组19。因此,可有效减少杂散光102对检测模组19所成图像的影响,有利于改善检测光束101生成光学图像的质量。
可选的,在其他或变更实施例中,所述第二组件182所围成的透光区183的内侧边缘可以部分或全部位于所述检测模组19的视场角范围之内而遮挡住一部分位于视场角范围以内的检测光束101,只要使得通过所述透光区183而由所述检测模组19接收的检测光束101的能量能够满足检测的要求即可。
请参阅图4,图4示出了图3中所述光学检测装置1的一个变更实施例。在所述光学检测装置1b中,可选的,所述背光模组13进一步包括设置在开孔133内壁上的第二组件182。照射到所述内壁上的环境光和/或检测光束101被所述第二组件182吸收而不会反射进入检测模组19,从而能够有效改善在开孔133的内壁反射产生的杂散光102对检测的不良影响。所述开孔133内壁上的第二组件182进一步地改善了通过检测模组19接收检测光束101所生成的光学图像的质量。所述光学检测装置1b具有较好的生物特征检测性能。
请一并参阅图3和图5,图5是本申请第二实施例提供的光学检测装置2的部分放大示意图。所述第二实施例的光学检测装置2与第一实施例的光学检测装置1在结构上基本相同,为了描述方便,所述光学检测装置2和光学检测装置1的元件标号保持一致,本领域技术人员可以理解,相同标号可以表示相同的元件,也可以表示可进行变更、替换、扩展、组合的相似元件。所述光学检测装置2与光学检测装置1的区别主要在于:在所述光学检测装置2中,所述第一组件181还包括位于所述开孔133内部的填充部1815。所述填充部1815由所述第一组件181与开孔133的下开口1332正对的部分向开孔133的内部延伸而形成。在本实施例中,所述填充部1815完全填满所述开孔133直至密封所述上开口1331。可选的,在其他或变更实施例中,所述填充部1815也可以填充所述开孔133的一部分,而未密封所述开孔133的上开口1331。可以理解的是,所述填充部1815填充所述开孔133可以进一步减少外部环境中的水汽、灰尘等杂质残留在所述开孔133内的可能性。另外,还可以对所述背光单元131起到支撑作用,防止所述背光单元131因手指按压或热胀冷缩等因素发生不良形变。
请一并参阅图5和图6,图6是本申请第三实施例提供的光学检测装置3的部分放大示意图。所述第三实施例的光学检测装置3与第二实施例的光学检测装置2在结构上基本相同,为了描述方便,所述光学检测装置3和光学检测装置2的元件标号保持一致,本领域技术人员可以理解,相同标号可以表示相同的元件,也可以表示可进行变更、替换、扩展、组合的相似元件。所述光学检测装置3与光学检测装置2的区别主要在于:在所述光学检测装置3中,所述保护单元18包括能够透射检测光束101的第一组件181和能够吸收检测光束101和/或杂散光102的第二组件182。第一组件181整体位于所述开孔133的内部,所述第一组件181填充至少部分所述开孔133,以使得所述背光单元131不能够通过开孔133与背光模组13的外部连通。所述第二组件182的至少一部分位于所述第一组件181的正下方,所述第二组件182位于第一组件181正下方的部分至少遮挡住一部分所述开孔133的下开口1332。所述第二组件182围绕所述检测模组19的视场角范围进行设置,以形成可供所述视场角范围内的检测光束101通过的透光区183。
可选的,所述第二组件182所围成的透光区183的内侧边缘紧贴所述检测模组19的视场角范围的边界,以便于最大限度地透过位于所述视场角范围内的检测光束101并吸收位于视场角范围以外的检测光束101和/或杂散光。带有外部对象1000生物特征信息的检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、开孔133、位于开孔133内的第一组件181、以及第二组件182围成的透光区183出射到背光模组13和保护单元18的下方,并进一步被所述检测模组19接收。
在本实施例中,所述第一组件181填满所述开孔133。所述第二组件182设置在所述下开口1332边缘的下方。所述第二组件182部分与所述第一组件181相交叠,部分与所述底壳132的下表面1322相连接。
所述检测模组19在底壳132的下表面1322上的正投影的外轮廓不超出所述第二组件182在所述底壳132下表面1322上的正投影的外轮廓。当然,所述第二组件182与所述底壳132下表面1322相交叠的范围可以根据需要设置,所述第二组件182与所述底壳132相交叠的范围较大时,对杂散光的吸收和抑制效果较好。甚至,所述第二组件182可以覆盖整个底壳132的下表面1322。
请一并参阅图3和图7,图7是本申请第四实施例提供的光学检测装置4的部分放大示意图。所述第四实施例的光学检测装置4与第一实施例的光学检测装置1在结构上基本相同,为了描述方便,所述光学检测装置4和光学检测装置3的元件标号保持一致,本领域技术人员可以理解,相同标号可以表示相同的元件,也可以表示可进行变更、替换、扩展、组合的相似元件。所述光学检测装置4与光学检测装置3的区别主要在于:在所述光学检测装置4中,所述第一组件181整体位于所述第二组件182的下方。
具体地,所述保护单元18包括能够透射检测光束101的第一组件181和能够吸收检测光束101和/或杂散光的第二组件182,所述第一组件181的至少部分与所述第二组件182的至少部分层叠设置。所述保护单元18通过第二组件182设置在所述底壳132的下表面1322上。所述第二组件182围绕所述检测模组19的至少部分视场角范围进行设置,以形成可供所述视场角范围内的至少部分检测光束101通过的透光区183。所述第二组件182从所述下表面1322延伸至所述下开口1332的下方。所述第一组件181设置在所述第二组件182的下表面上,并密封所述第二组件182所围成的透光区183。因所述检测模组19的视场角范围从所述透光区183穿过,密封了所述透光区183的第一组件181的至少一部分位于所述检测模组19视场角范围的覆盖区域内。所述第一组件181和第二组件182共同密封所述下开口1332,使得所述背光单元131不能够通过所述开孔133与背光模组13的外部连通。
带有外部对象1000生物特征信息的检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、开孔133、第二组件182围成的透光区183、以及密封所述透光区183的至少部分第一组件181出射到背光模组13和保护单元18的下方,并进一步被所述检测模组19接收。由于在所述检测模组19的视场角范围以外的检测光束101和/或杂散光可以被所述第二组件182吸收,从而可以提高所述检测模组19的成像质量。
在本实施例中,所述第一组件181的外周缘可延展至与所述第二组件182的外周缘相互对齐的位置。可选的,在其他或变更实施例中,所述第一组件181的外周缘也可以不与所述第二组件182的外周缘对齐。例如:所述第一组件181的外周缘在保护层11第一表面111上的正投影位于所述第二组件182的外周缘在保护层11第一表面111上的正投影所覆盖的区域以内。或者,所述第二组件182的外周缘在保护层11第一表面111上的正投影位于所述第一组件181的外周缘在保护层11第一表面111上的正投影所覆盖的区域以内。
请一并参阅图7和图8,图8是本申请第五实施例提供的光学检测装置5的部分放大示意图。所述第五实施例的光学检测装置5与第四实施例的光学检测装置4在结构上基本相同,为了描述方便,所述光学检测装置5和光学检测装置4的元件标号保持一致,本领域技术人员可以理解,相同标号可以表示相同的元件,也可以表示可进行变更、替换、扩展、组合的相似元件。所述光学检测装置5与光学检测装置4的区别主要在于:在所述光学检测装置5中,所述第一组件181位于所述第二组件182所围成的透光区183内,以使得所述保护单元18形成了所述第一组件181位于中间位置、而所述第二组件182位于所述第一组件181外围的结构。
具体地,所述保护单元18设置在所述底壳132的下表面1322上,并密封所述开孔133的下开口1332。所述保护单元18包括能够透射检测光束101的第一组件181和能够吸收检测光束101和/或杂散光的第二组件182。所述检测模组19的视场角范围穿过所述底壳132上的开孔133,所述第二组件182围绕所述检测模组19的视场角范围进行设置,以形成可供所述视场角范围内的检测光束101通过的透光区183。所述第二组件182从所述底壳132的下表面1322延伸至所述下开口1322的下方。。所述第一组件181设置在第二组件182围成的所述透光区183内,并填充所述透光区183。因所述检测模组19的视场角范围从所述透光区183穿过,位于所述透光区183内的所述第一组件181的至少一部分位于所述检测模组19视场角范围的覆盖区域内。所述第一组件181和第二组件182共同密封所述下开口,使得所述背光单元131不能够通过所述开孔133与背光模组13的外部连通。
带有外部对象1000生物特征信息的检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、开孔133、以及位于透光区183内部的第一组件181出射到背光模组13和保护单元18的下方,并进一步被所述检测模组19接收。
在本实施例中,所述第二组件182所围成的透光区183的内侧边缘紧贴所述检测模组19的视场角范围的边界,以便于最大限度地透过位于所述视场角范围内的检测光束101并吸收位于视场角范围以外的检测光束101和/或杂散光。
可选的,在其他或变更实施例中,所述第二组件182所围成的透光区183的内侧边缘也可以部分或全部位于所述检测模组19的视场角范围之内而遮挡住一部分位于视场角范围以内的检测光束101,只要使得通过所述透光区183而由所述检测模组19接收的检测光束101的能量能够满足检测的要求即可。
请一并参阅图8和图9,图9是本申请第六实施例提供的光学检测装置6的部分放大示意图。所述第六实施例的光学检测装置6与第五实施例的光学检测装置5在结构上基本相同,为了描述方便,所述光学检测装置6和光学检测装置5的元件标号保持一致,本领域技术人员可以理解,相同标号可以表示相同的元件,也可以表示可进行变更、替换、扩展、组合的相似元件。所述光学检测装置6与光学检测装置5的区别主要在于:在所述光学检测装置6中,所述保护单元18具有与所述光学检测装置5中的所述保护单元18相同的结构,但所述光学检测装置6的保护单元18整体设置在所述底壳132的开孔133内部。
具体地,所述保护单元18包括能够透射检测光束101的第一组件181和能够吸收检测光束101和/或杂散光的第二组件182。所述第一组件181位于所述第二组件182所围成的透光区183内,以使得所述保护单元18形成了所述第一组件181位于中间位置,而所述第二组件182位于所述第一组件181的外围。所述保护单元18整体位于所述开孔133内部。所述检测模组19的视场角范围穿过所述底壳132上的开孔133,所述第二组件182设置在所述开孔133的内侧壁上,并围绕所述检测模组19的视场角范围以形成可供所述视场角范围内的检测光束101通过的透光区183。所述第一组件181设置在第二组件182围成的所述透光区183内,并填充所述透光区183。因所述检测模组19的视场角范围从所述透光区183穿过,设置在所述透光区183内的所述第一组件181的至少一部分位于所述检测模组19视场角范围的覆盖区域内。因所述保护单元18设置在所述底壳132的开孔133内,使得所述背光单元131不能够通过所述开孔133与外部连通。
带有外部对象1000生物特征信息的检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、以及位于透光区183内的第一组件181出射到背光模组13和保护单元18的下方,并进一步被所述检测模组19接收。由于在所述检测模组19的视场角范围以外的检测光束101和/或杂散光可以被围绕第一组件181的所述第二组件182吸收,从而可以提高所述检测模组19的成像质量。
所述光学检测装置1、2、3、4、5、6、及其变更实施例的保护单元18能够至少密封所述开孔133的下开口1332,使得背光单元131和外部不能连通,外部环境中的水汽、灰尘不会通过所述开孔133进入背光单元131,从而不会影响生物特征检测的性能。
另外,所述保护单元18可以包括能够透射检测光束101的第一组件181和能够吸收检测光束101和/或杂散光的第二组件182,通过在所述检测模组19的视场角范围的四周对应设置第二组件182,能够实现对杂散光的有效吸收和遮挡,从而改善和提高了生物特征检测时生物特征光学图像的成像质量。
此外,本申请所述实施例和变更实施例中,所述开孔133的内壁可以设置吸光层17,从而有效减少或消除了在开孔133的内壁上因反射形成的杂散光,从而生物特征的光学图像成像具有较好的效果。
本申请实施例及变更实施例中,所述外部对象1000可以包括手指或手掌等,所述生物特征检测方法可以用于检测指纹或掌纹等纹路信息。
本申请实施例及变更实施例中,光学检测装置可以是手机、平板电脑、智能手表、增强现实/虚拟现实装置、人体动作检测装置、自动驾驶汽车、智能家居设备、安防设备、医疗设备、智能机器人等,或上述的组件。
本申请的上述实施例或变更实施例及相应变更设置中关于保护层、显示面板、背光模组、保护单元、检测模组、发射模组、开孔、透光区、遮光区、视场角等的结构、位置也可以应用在本申请的其他或变更实施例中,由此得到实施例及其替换、变形、组合、拆分、扩展、省略等均属于本申请保护范围。
需要说明的是,本领域技术人员可以理解,在不付出创造性劳动的前提下,本发明实施例的部分或全部,以及对于实施例的部分或全部的变形、替换、变更、拆分、组合、扩展等均应认为被本发明的发明创造思想所涵盖,属于本发明的保护范围。
在本说明书中对于“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的任何引用表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书中不同位置出现的这种短语并不一定全部指相同的实施例。另外,当结合任何实施例描述特定的特征或结构时,所主张的是,结合这些实施例的其它实施例来实现这种特征或结构在本领域技术人员的技术范围内。
本发明说明书中可能出现的“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“背面”、“正面”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“内部”、“外部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。相似的标号和字母在附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中,“多种”或“多个”的含义是至少两种或两个,除非另有明确具体的限定。本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述,仅为本发明的具体实施例,但本发明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,都应涵盖在本发明的保护范围之内。权利要求书中所使用的术语不应理解为将发明限制于本说明书中所公开的特定实施例。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种光学检测装置,其特征在于,包括:
显示装置,包括显示面板和位于所述显示面板下方的背光模组,所述背光模组用于提供可见光束给所述显示面板,所述显示面板利用可见光束显示图像;其中,所述背光模组包括:背光单元,用于面发光地提供所述可见光束给所述显示面板;
底壳,位于所述背光单元下方,所述底壳用于支撑和保护所述背光单元,所述底壳包括面向背光单元的上表面及背对背光单元的下表面,所述底壳具有开孔,所述开孔为贯穿所述底壳的通孔,所述开孔位于所述背光单元的下方;和
保护单元,用于密封所述开孔以使得所述背光单元不能通过所述开孔与背光模组的外部连通,所述保护单元包括用于透射检测光束的第一组件和用于吸收检测光束的第二组件,所述第二组件设置在所述下表面一侧,并正对部分所述下表面以及正对部分所述开孔,或/和,所述第二组件设置在所述开孔的内壁上,所述第二组件围成一透光区,所述第一组件用于遮挡所述透光区;和
检测模组,位于所述背光模组的底壳的下方,所述检测模组具有视场角范围,所述第二组件围绕所述视场角范围的至少部分进行设置以形成可供所述视场角范围内的至少部分检测光束通过的所述透光区,所述检测模组用于透过所述保护单元、所述开孔、所述背光单元、和显示面板接收带有外部对象生物特征信息的检测光束,并转换所述检测光束为相应的电信号以获取外部对象的生物特征信息,其中,所述检测光束的波长不同于所述可见光束的波长。
2.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述第二组件用于吸收入射到所述底壳的下表面和/或内壁上的检测光束。
3.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述第一组件位于所述底壳的下表面一侧,与所述下表面连接并密封所述开孔,所述第二组件设置在所述第一组件背对所述底壳的下表面的一侧并与所述第一组件层叠设置,或,所述第二组件设置在所述第一组件面对所述底壳的上表面的一侧并与所述第一组件层叠设置。
4.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述第一组件位于所述底壳的下表面一侧,与所述下表面连接并密封所述开孔,所述第二组件设置在所述开孔的内壁上。
5.根据权利要求3所述的光学检测装置,其特征在于,所述第二组件还设置在所述开孔的内壁上。
6.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述第一组件部分位于所述底壳的下表面一侧,部分位于所述开孔中,以封闭所述开孔;所述第二组件位于所述第一组件背对所述底壳的下表面一侧。
7.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述第一组件均位于所述开孔中以密封所述开孔,所述第二组件与所述底壳的下表面连接,并与所述第一组件的部分正对。
8.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述第一组件位于所述第二组件所围成的透光区内;所述第一组件与所述第二组件均位于所述底壳的下表面一侧,且所述第二组件与所述下表面相连接,所述第一组件与所述第二组件相配合密封所述开孔,或,所述第一组件与所述第二组件均位于所述开孔内并密封所述开孔。
9.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述透光区为透光孔。
10.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述检测光束为近红外光,所述显示装置为液晶显示装置。
11.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述底壳由金属或合金材料制成。
12.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述第一组件包括能够透射检测光束的玻璃、树脂、塑料、聚合物、多层光学膜、或红外透过油墨中的任意一种或几种。
13.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述第二组件包括能够吸收检测光束的半导体、聚合物、多层光学膜、或红外吸收油墨中的任意一种或几种。
14.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述第一组件包括基板和红外透过油墨,所述第二组件包括红外吸收油墨,所述红外吸收油墨设置在所述基板背向所底壳的下表面的一侧表面上的边缘区域,所述红外透过油墨设置在所述基板面对所述底壳的下表面的一侧表面上或/和所述基板背对所述底壳的下表面的一侧表面的中部区域。
15.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述保护单元填充整个所述开孔。
16.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述背光单元包括在所述底壳上依次堆叠的反射片、导光板、和光学膜片层,所述导光板包括面向所述反射片的底面、面向所述光学膜片的顶面、位于所述底面和顶面之间的侧面,所述背光灯邻近所述导光板的一个侧面设置,所述背光灯发射可见光束,所述可见光束从导光板的侧面进入导光板并能够从导光板的顶面出射,所述反射片用于将从导光板底面透出的可见光束反射回导光板,所述光学膜片层用于扩散和/或增亮从导光板顶面出射的可见光束后将所述可见光束提供到所述显示面板,所述反射片、导光板和光学膜片层能够透射所述检测光束,其中,所述反射片位于所述底壳的上表面上且与所述上表面直接接触。
17.根据权利要求1所述的光学检测装置,其特征在于,所述光学检测装置进一步包括发射模组,所述发射模组用于发射检测光束到位于显示装置上方的外部对象上,由所述外部对象返回的所述检测光束透过所述显示面板、背光单元以及所述保护单元被所述检测模组接收。
18.一种背光模组,其特征在于,所述背光模组为上述权利要求1-17所述的光学检测装置中的背光模组。
19.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置为上述权利要求1-17所述的光学检测装置中的显示装置。
20.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括上述权利要求1-17中任意一项所述的光学检测装置。
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