CN111399271A - 电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子装置。电子装置包括显示模组、第一滤光片和指纹传感器；所述显示模组包括叠层的液晶层和背光模组；所述第一滤光片层叠设置在所述背光模组与所述液晶层相背一侧，所述第一滤光片用于反射可见光并透过预定波长光线；所述指纹传感器设置在在所述第一滤光片与所述背光模组相背的一侧，所述指纹传感器用于感测所述预定波长光线以形成指纹数据。如此，第一滤光片可以将可见光反射并透过预定波长光线，使指纹传感器不会感测可见光，而可以感测预定波长光线，从而提高指纹传感器根据预定波长光线的成像质量，提高电子装置的指纹识别效率。另外，被反射的可见光可以透过液晶层以提高液晶层的显示质量。

Description

电子装置

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种电子装置。

背景技术

电子装置上可以利用补光灯发射红外光，以使红外光被手指反射后透过液晶显示屏以使位于液晶显示屏下方的指纹传感器成像，从而实现电子装置的屏下指纹识别。但是，当电子装置在户外环境下使用时，环境光中的红外光也会透过显示模组在指纹传感器上成像，影响指纹识别图像的质量，使指纹识别图像存在噪点，降低电子装置的指纹识别效率。

发明内容

本申请公开了一种电子装置。

本申请的电子装置包括显示模组、第一滤光片和指纹传感器；所述显示模组包括叠层的液晶层和背光模组；所述第一滤光片层叠设置在所述背光模组与所述液晶层相背一侧，所述第一滤光片用于反射可见光并透过预定波长光线；所述指纹传感器设置在在所述第一滤光片与所述背光模组相背的一侧，所述指纹传感器用于感测所述预定波长光线以形成指纹数据。

上述电子装置中，第一滤光片可以将可见光反射并透过预定波长光线，使指纹传感器不会感测可见光，而可以感测预定波长光线，从而提高指纹传感器根据预定波长光线的成像质量，提高电子装置的指纹识别效率。另外，被反射的可见光可以透过液晶层以提高液晶层的显示质量。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式的电子装置的平面示意图；

图2是本申请实施方式的电子装置的剖面示意图；

图3是本申请实施方式的电子装置的局部放大示意图；

图4是本申请实施方式的指纹传感器的平面示意图；

图5是本申请实施方式的电子装置的另一剖面示意图；

图6是本申请实施方式的电子装置的又一剖面示意图；

图7是本申请实施方式的电子装置的又一剖面示意图。

图8是本申请实施方式电子装置的另一平面示意图；

图9是本申请实施方式电子装置的又一平面示意图；

图10是本申请实施方式电子装置的又一平面示意图；

图11是本申请实施方式指纹传感器的局部放大示意图；

图12是本申请实施方式的像素阵列和微透镜阵列的局部示意图；

图13是本申请实施方式的电子装置的又一剖面示意图；

图14是本申请实施方式的第一滤光片和第三滤光片的滤波特性图；

图15是本申请实施方式的第二滤光片的滤波特性图。

主要元件符号说明：

电子装置100、显示模组10、液晶层11、背光模组12、增光膜121、扩散膜122、导光板123、框体124、通孔1231、盖板13、第一滤光片20、指纹传感器30、感测芯片31、第三滤光片32、像素阵列33、像素331、微透镜阵列34、微透镜341、走线层35、通光孔351、第二滤光片40、补光灯50、柔性电路板60、支架70、外壳80。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在相关技术中，为了提高手机等电子装置的屏占比，指纹传感器可以设置在手机等电子装置的屏幕下方，环境光会穿过屏幕而被指纹传感器感测。

可以理解的是，环境光或者太阳光中含有较多不同波长的光线，这些光线可以穿过屏幕后达到指纹传感器，导致指纹传感器生成的指纹识别图像存在噪点，影响指纹识别的效率。

请参阅图1-3，本申请实施方式的电子装置100包括显示模组10、第一滤光片20和指纹传感器30。显示模组10包括叠层的液晶层11和背光模组12。第一滤光片20层叠设置在背光模组12与液晶层11相背一侧，第一滤光片20用于反射可见光并透过预定波长光线。指纹传感器30设置在在第一滤光片20与背光模组12相背的一侧，指纹传感器30用于感测预定波长光线以形成指纹数据。

上述电子装置100中，第一滤光片20可以将可见光K反射并透过预定波长光线L，使指纹传感器30不会感测可见光K，而可以感测预定波长光线L，从而提高指纹传感器30根据预定波长光线L的成像质量，提高电子装置100的指纹识别效率。另外，被反射的可见光K可以透过液晶层11以提高液晶层11的显示质量。

可以理解，显示模组10、第一滤光片20都可以透过预定波长光线L，使指纹传感器30能够感测预定波长光线L以获取指纹数据。

具体地，请参阅图3，背光模组12可以包括叠层的增光膜121、扩散膜122、背光光源123和导光板124，第一滤光片20设置在导光板124背离增光膜的一侧，可以反射背光光源发射的和环境中的可见光K，以提高液晶层11的显示质量。

通常地，可以将滤光片允许通过的光线的波长的范围称为通过波宽。

在本申请实施方式中，使指纹传感器30成像质量最好的光线的波长为940nm，因此，使透过第一滤光片20的光线中主要为或者只有波长为940nm光线，便能提高指纹传感器30获得的指纹识别图像的质量。

要使透过第一滤光片20的光线只有940nm，是很难实现的，因此可以减窄第一滤光片20的通过波宽，并以940nm为中心波长，使得940nm波长光线在透过第一滤光片20的光线中占大部分。如此，可以减少940nm波长外的光线占透过第一滤光片20的光线总量的比例，增大指纹传感器30感测到的940nm波长光线的比例，减少指纹识别图像上的噪点，提高指纹识别图像的质量，从而提升指纹解锁率。

因此，本申请实施方式选用通过波宽较窄的窄带滤光片作为第一滤光片20。

请参阅图14，图14是第一滤光片20的滤波特性，由图14可得，第一滤光片20允许中心波长为940nm的具有一定波宽的光线通过。

请继续参阅图2，光线a照射电子装置100，光线a穿过显示模组10到达第一滤光片20，第一滤光片20透过预定波长光线L，反射可见光K。使指纹传感器感测到预定波长光线L并生成指纹识别图像，可见光被反射并在液晶层11中偏转，使显示模组10显示图像。

需要指出的是，第一滤光片20除了反射可见光K外，还反射预定波长光线L外的不可见光，被反射的不可见光不会影响显示模组10的显示效果，因此在本实施方式中不多加赘述。

请参阅图2和图3，在某些实施方式中，电子装置100包括第二滤光片40。第二滤光片40与液晶层11层叠设置，第二滤光片40用于透过可见光K和所述预定波长光线L。

如此，第二滤光片40可以对射入显示模组10的光线进行预处理，将可见光K和预定波长光线L外的光线滤除或者截止，减少入射到第一滤光片20的预定波长外光线外的不可见光K，提高指纹传感器感测到的指纹图像的质量。

在本申请实施方式中，可以继续选用窄带通滤光片作为第二滤光片40，以透过可见光K和预定波长光线L，反射预定波长光线L外的不可见光N。

具体地，请参阅图15，图15是第二滤光片40的滤波特性图，由图15可知，第二滤光片40允许波长780nm以下和波长940nm相近的光线通过。

请继续参阅图3，光线a照射电子装置100，当光线a照射到第二滤光片40时，第二滤光片40透过可见光K和预定波长光线L，反射预定波长光线L外的不可见光N。

请参阅图3，在某些实施方式中，第二滤光片40嵌设在液晶层11和背光模组12之间。

如此，第二滤光片40可以过滤从液晶层11往背光模组12方向射入的光线，使可见光K和预定波长光线L外的光线被滤除，减少入射到第一滤光片20的环境干扰光。

具体地，第二滤光片40可以覆盖液晶层11和背光模组12相应一侧的面积，以使所有透过液晶层11射入的可见光K和预定波长光线L外的不可见光N被滤除。

请参阅图4，在某些实施方式中，指纹传感器30包括感测芯片31和覆盖感测芯片的第三滤光片32。第三滤光片32用于透过预定波长光线L，感测芯片31用于感测预定波长光线L以形成指纹数据。

如此，可以防止预定波长光线L外的其他光线从电子装置100的侧面射入，从而被指纹传感器30感测到，可以减少预定波长光线L外的其他光线对指纹数据采集的影响。

请继续参阅图4，光线b照射指纹传感器30，第三滤光片32透过预定波长光线L，预定波长光线L外的其他光线X无法透过第三滤光片32而被反射或者截止，预定波长光线L在感测芯片31上成像，使指纹传感器30获得指纹识别图像。

需要指出的是，光线b包括透过显示模组10和第一滤光片20照射到指纹传感器30的光线，还包括从电子装置100侧面照射到指纹传感器30的光线。

具体地，第三滤光片32也可以选用窄带滤光片。请参阅图14，图14也为第三滤光片32的滤波特性图，第三滤光片32允许中心波长为940nm的具有较窄波宽的光线通过。

请参阅图5和图6，在某些实施方式中，电子装置100包括补光灯50，补光灯50用于透过显示模组10发射预定波长光线L。

如此，补光灯50发射的预定波长光线L经由手指反射后，可以穿过第一滤光片20，指纹传感器30可以感测到预定波长光线L，从而使电子装置100获取手指的指纹数据。

具体地，补光灯50的作用是为指纹传感器30提供感测指纹图像的光源。通常，补光灯50发射的预定波长光线L不会影响显示模组10的显示效果，即补光灯50发射的是不可见光，不可见光包括红外光和紫外光，补光灯50通常发射的是红外光。在本实施方式中，补光灯50可以是能发射中心波长为940nm光线的光源。

请参阅图1和4，在某些实施方式中，补光灯50与指纹传感器30并排设置。

如此，补光灯50沿电子装置100厚度方向发射预定波长光线L，可以减少预定波长光线L被手指反射后的损失，提高被指纹传感器30感测到的预定波长光线L的强度，从而提高指纹识别图像的质量。

请参阅图6，在某些实施方式中，补光灯50设置在背光模组10的侧面所在的一侧，补光灯50的中心光轴m朝向指纹传感器30倾斜设置。

如此，设置在背光模组10一侧的补光灯50可以设置在电子装置100内部，使电子装置100更美观；同时能从侧面发射预定波长光线L，经过传播后，预定波长光线L可以在指纹传感器30上形成指纹识别图像。

朝向指纹传感器30倾斜设置的补光灯50的中心光轴m，补光灯50发出的预定波长光线L大部分可以经用户手指反射向指纹传感器30，并倾斜地射向指纹传感器30，以与环境光的传播路径存在较大差异，以方便指纹传感器30对预定波长光线L和环境光的区分和获取，提高指纹识别图像的质量，提高指纹解锁率。

具体地，请参阅图6，指纹传感器30的感光光路h自指纹传感器30朝向补光灯20倾斜。感光光路h为预定波长光线L穿过显示模组10后进入指纹传感器30的路径。

更多地，请参阅图8-10，补光灯50和指纹传感器30在电子装置100中的排布方式可以为图8-10中的任一种。具体地，在图8中，补光灯50居中设置在电子装置100的底部，指纹传感器30设置在电子装置100靠近底部、在补光灯50的正上方的位置。在图9中，指纹传感器30仍在图8的位置不变，补光灯50对应指纹传感器30设置在电子装置100的左侧边缘。在图10中，指纹传感器30仍在图8的位置不变，补光灯50对应指纹传感器30设置在电子装置100的左侧边缘。

请参阅图6、图11和图12，在某些实施方式中，指纹传感器30包括像素阵列33和覆盖像素阵列33的走线层35。走线层35形成有通光孔351，靠近补光灯50的通光孔351的侧壁朝向补光灯50倾斜设置以使感测光路朝向补光灯50倾斜。

如此，倾斜设置的通光孔351能够使指纹传感器30的感测光路朝向补光灯50倾斜，以使设置在显示模组10一侧的补光灯50发射的预定波长光线L能够被像素阵列33所感测，同时减少外界干扰光线的进入，以免影响指纹识别图像的成像，提高指纹解锁率。

具体地，像素阵列33由多个像素331组成，像素331能够感测由补光灯50发射、穿透盖板13、经由手指传播、再穿透显示模组10、第一滤光片20的预定波长光线L，每个像素321感测到的预定波长光线L整合起来，能够使指纹传感器30获得整体的指纹识别图像，以此来解锁电子装置100。

走线层35上开设的通光孔351可以有多个，每个通光孔351可以对应设置一个或多个像素331，在本申请实施方式中，每个通光孔351对应设置一个像素331。

走线层35采用金属材料制成，走线层35可以形成交错分布的导线，导线与每个像素331连接，以传递像素331的信号，例如，像素331在感测光线后形成电信号，该电信号可以通过走线层35的导线输出至指纹传感器30外。

具体地，像素331可以对应设置有微透镜341，,微透镜341用于汇聚预定波长光线L，提高指纹识别图像的清晰度，提高指纹解锁效率。

请继续参阅图11，图11中的角度a表示每一组像素331通过微透镜341和通光孔351能获取预定波长光线L的角度范围。结合图6，可以知道预定波长光线L从左侧发出，经由传播路径传播后被像素331感测。因此，通过控制角度a的大小和分布范围，能够控制预定波长光线L的入射角度，以和环境光中红外光的入射角度分隔开，以使环境光中红外光不被像素331感测，以减少指纹传感器30形成的指纹识别图像中的噪点，提高指纹解锁率。

更多地，每个微透镜341可以对应设置一个或者多个像素331，在本申请实施方式中，每个微透镜341对应设置一个像素331，每个微透镜341和像素331对应设置一个通光孔351。

微透镜341具有正屈光功能，本申请实施中，微透镜341背离像素331的表面为凸面，面对像素的表面平面。当然，可以理解，微透镜341可以为其他结构，只要微透镜341将光线汇聚至像素331即可。

具体地，每个像素331的中心Y与对应的微透镜341的中心Z错开设置。如此，能使设置在显示模组10一侧的补光灯50从侧边发射并传播的预定波长光线L，以倾斜的角度进入到指纹传感器30中，提高指纹传感器30接收预定波长光线L的通量，同时能够减少从垂直方向照射的环境光中红外光进入指纹传感器30的通量，以减少环境光对指纹识别图像的形成的影响，以提高指纹解锁率。

每个像素331和微透镜341的中心错开的方位可以是：微透镜341的中心朝向补光灯50的方向偏移，以使更多的预定波长光线L能够被像素331感测到。

请参阅图7，在某些实施方式中，指纹传感器30朝向补光灯50倾斜设置。

如此，指纹传感器30整体朝向补光灯50倾斜设置，提高指纹传感器30对预定波长光线L的获取量，提升指纹识别图像的质量，同时还能减少环境光中红外光被指纹传感器30的获取量，减少环境光中红外光对指纹识别图像成像的影响，提高指纹解锁率。

更多地，像素331可以组成像素阵列33，像素阵列33朝向补光灯50倾斜设置。或者说，指纹传感器30相对水平方向朝向补光灯50倾斜。

如此，像素阵列33整体朝向补光灯50倾斜设置，提高像素阵列33对预定波长光线L的获取量，提升指纹识别图像的质量，同时还能减少像素阵列33对环境光中红外光获取量，减少环境光中红外光对指纹识别图像成像的影响，提高指纹解锁率。

具体地，像素阵列33可以对应设置的微透镜阵列34，微透镜阵列34用于汇聚预定波长光线L。微透镜阵列34可以和像素阵列33平行设置，因此，微透镜阵列34也朝向补光灯50倾斜设置。

请参阅图13，在某些实施方式中，显示模组10还包括盖板13。液晶层11位于背光模组12和盖板13之间。补光灯50设置在背光模组12的侧面所在一侧，补光灯50用于透过盖板13发射预定波长光线L。指纹传感器30用于感测依次透过盖板13、液晶层11和背光模组12的预定波长光线L。

如此，设置在背光模组12一侧的补光灯50可以设置在电子装置100内部，同时能从侧面发射预定波长光线L，经过传播后，预定波长光线L在指纹传感器30上形成指纹识别图像。

具体地，补光灯50设置在盖板13的下方，可以理解，盖板13为高透光的零部件，补光灯50直接透过盖板13出射光线，这样可以减少光线的损耗，从而提高指纹传感器30识别的准确性。

请参阅图6，在某些实施方式中，背光模组12还包括框体124。指纹传感器30设置在框体124的外侧，框体124开设有与指纹传感器30对应设置的通孔1241，指纹传感器30用于透过盖板13、液晶层11、背光模组12及通孔1241感测预定波长光线L。

如此，通孔1241能使补光灯50发射的预定波长光线L穿过不透光的框体124，在指纹传感器30上形成指纹识别图像。

具体地，框体124可以是一个金属框也可以为平板状。框体124用于起到保护第一滤光片20的作用。指纹传感器30设置在框体124的外侧指的是：指纹传感器30设置在框体111背离第一滤光片20的一侧。

更多地，框体124开设的通孔1241可以是一个，也可以是多个。在本申请实施方式中，通孔1111的数量为一个。

通孔1241的截面形状可以是正方形、圆形或者其他图形。在本申请实施方式中，通孔1241的形状是正方形，如此，可以减少孔与孔之间的间隙，以在有限的面积内尽可能多地提高预定波长光线L的通过量。

请参阅图6，在某些实施方式中，电子装置100包括连接指纹传感器30和补光灯50的柔性电路板60。

如此，柔性电路板60可以连接控制指纹传感器30和补光灯50，使指纹传感器30和补光灯50之间相互连接和配合，提高指纹解锁效率。

具体地，柔性电路板60可以对指纹传感器30和补光灯50进行简单控制，当指纹传感器30获取的指纹识别图像不合格时，通过柔性电路板60控制补光灯50一直开启，补光灯50一直发射预定波长光线L，使指纹传感器30不断获取指纹识别图像，直到指纹识别图像达标，再通过柔性电路板60控制补光灯50关闭。

请参阅图6和图7，柔性电路板60的形状可以根据补光灯50和指纹传感器30的朝向不同而改变，补光灯50和指纹传感器30的底部可以和柔性电路板60连接，并将补光灯50和指纹传感器30固定在柔性电路板60上，以确保电路连接不会断路。

请参阅图13，在某些实施方式中，电子装置100包括支架70，补光灯50通过柔性电路板60固定在支架70上。如此，支架70可以使补光灯50牢固地设置在电子装置100上。具体地，电子装置100可以包括外壳80，支架50可以通过热熔胶、螺纹紧固件、卡扣等方式固定在外壳80上。

请继续参阅图13，支架70包括两段形成一定角度的平板，第一平板71通过螺纹紧固件固定在外壳80，第二平板72和补光灯50朝向的方向一致，以使补光灯50和柔性电路板60能够安装在支架70上。

补光灯50、柔性电路板60可以通过热熔胶、螺纹紧固件、卡扣等方式固定在支架70上。在本申请实施方式中，通过螺纹紧固件将补光灯50、柔性电路板60固定在支架70上，柔性电路板60固定在补光灯50和支架70之间。

在某些实施方式中，预定波长光线L的波长范围为935-945nm。

如此，波宽较窄的预定波长光线L可以顺利地穿过第一滤光片20，使指纹传感器30能够感测到足够的预定波长光线L，以获得质量较佳的指纹数据。

具体地，补光灯50可以使用激光补光灯，激光补光灯发射的光线强度高，且波宽较为集中，能够发射中心波长为940nm、波宽10nm以下的激光。可以增加940nm波长的光线所带的能量，使能感测波长为940nm光线的指纹传感器30感测到指纹数据后形成的指纹图像更加清晰。

在本申请电子装置100中，当用户手指接触指纹解锁相应区域时，补光灯50发射中心波长为940nm、波宽为10nm以下的预定波长光线L。预定波长光线L穿过显示模组10后经由手指反射，依次穿过第二滤光片40、第一滤光片20和第三滤光片32，最终带有指纹信息的预定波长光线L进入指纹传感器30,在指纹传感器内形成指纹识别图像。其中，第一滤光片32、第二滤光片20和第三滤光片32可以在不同阶段通过预定波长光线L,对在电子装置100传播的用于指纹解锁的光线进行多次过滤，使被指纹传感器30感测到的预定波长光线L中的干扰光线的比例达到最少，提高指纹识别图像的质量，从而提高指纹解锁效率。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

显示模组，所述显示模组包括叠层的液晶层和背光模组；

第一滤光片，层叠设置在所述背光模组与所述液晶层相背一侧，所述第一滤光片用于反射可见光并透过预定波长光线；和

指纹传感器，设置在在所述第一滤光片与所述背光模组相背的一侧，所述指纹传感器用于感测所述预定波长光线以形成指纹数据。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置包括第二滤光片，所述第二滤光片与所述液晶层层叠设置，所述第二滤光片用于透过可见光和所述预定波长光线。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述第二滤光片嵌设在所述液晶层和所述背光模组之间。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述指纹传感器包括感测芯片和覆盖所述感测芯片的第三滤光片，所述第三滤光片用于透过所述预定波长光线，所述感测芯片用于感测所述预定波长光线以形成所述指纹数据。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置包括补光灯，所述补光灯用于透过所述显示模组发射所述预定波长光线。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述补光灯与所述指纹传感器并排设置。

7.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述补光灯设置在所述背光模组的侧面所在的一侧，所述补光灯的中心光轴朝向所述指纹传感器倾斜设置。

8.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于，所述指纹传感器朝向所述补光灯倾斜设置。

9.根据权利要求8所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置包括连接所述指纹传感器和所述补光灯的柔性电路板。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电子装置，其特征在于，所述预定波长光线的波长为935-945nm。

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