CN209543393U - 屏下光学指纹识别系统、指纹识别显示装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种屏下光学指纹识别系统、指纹识别显示装置及电子设备，该屏下光学指纹识别系统包括光学指纹传感器和反射单元，该反射单元和光学指纹传感器用于设置在液晶面板与背光模组之间且与液晶面板非显示区域相对应，反射单元用于接收指纹检测光源发射的探测光照射到指纹检测区域上方的手指而形成的返回光，并将该返回光反射至光学指纹传感器，指纹检测区域位于液晶面板的显示区域，光学指纹传感器用户接收经由反射单元反射的返回光并生成指纹图像，实现了屏下光学指纹的检测，且反射单元具有用于延伸到显示区域内的延伸部，该延伸部可使背光模组发出的可见光透过，在保证显示效果的同时，减小了边框的宽度，满足了用户的窄边框需求。

Description

屏下光学指纹识别系统、指纹识别显示装置及电子设备
技术领域
本申请涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种屏下光学指纹识别系统、指纹识别显示装置及电子设备。
背景技术
指纹识别技术是指通过指纹识别模组感应、分析指纹的谷和脊的信号来识别指纹信息，具有安全性高，且操作方便快捷的优点，而被广泛的应用于电子产品中。指纹成像技术的实现方式有光学成像、电容成像、超声成像等多种技术，其中，光学指纹识别技术因其具有穿透能力强、支持全屏摆放、产品结构设计简单等特点，而逐渐成为指纹识别技术的主流，被广泛的应用于电子装置中。
目前，光学指纹识别系统通常包括光学指纹检测模组和指纹检测光源灯，为进一步增强成像质量，还可包括光学镜头及反射元件等，光学指纹识别系统在LCD显示屏中设置时，光学指纹识别系统位于显示屏下，具体的，由于背光模组内的钢板以及反射膜等的不透光性，光学指纹检测模组以及指纹检测光源等通常位于背光模组和液晶面板之间，在进行指纹检测时，指纹检测光源发出的光照射到液晶面板的手指上，经过反射后形成带有指纹信息的返回光，该返回光经过液晶面板后照射在光学指纹识别模组上，以进行指纹的识别检测。
然而，为保证显示模组的显示效果，光学指纹检测模组、指纹检测光源以及光学镜头、反射元件等均与显示模组的非显示区域相对应，即将光学指纹识别系统隐藏在电子设备的边框内，但是这样光学指纹识别系统的宽度尺寸就限制了电子设备的边框宽度，无法满足用户窄边框的需求。
实用新型内容
本实用新型提供一种屏下光学指纹识别系统、指纹识别显示装置及电子设备，以解决现有的LCD显示屏中光学指纹识别系统的尺寸限制了电子设备边框而造成电子设备无法满足窄边框需求的问题。
本实用新型的第一方面提供一种屏下光学指纹识别系统，应用于具有背光模组和液晶面板的电子设备，包括：光学指纹传感器和反射单元；
所述反射单元用于接收指纹检测光源发射的探测光照射到指纹检测区域上方的手指而形成的返回光，并将所述返回光反射至所述光学指纹传感器，其中，所述指纹检测区域位于所述液晶面板的显示区域；
所述光学指纹传感器用于接收经由所述反射单元反射的所述返回光并生成指纹图像；
所述反射单元和所述光学指纹传感器用于设置在所述液晶面板与所述背光模组之间且与所述液晶面板的非显示区域相对应，且所述反射单元具有用于延伸到所述显示区域内的延伸部，且所述延伸部可使所述背光模组发出的可见光透过。
在本实用新型的具体实施方式中，还包括：所述指纹检测光源，用于向位于所述液晶面板的显示区域的指纹检测区域发射所述探测光，以在所述手指反射形成所述返回光。
在本实用新型的具体实施方式中，所述反射单元包括：第一反射单元和第二反射单元，所述第一反射单元用于将所述返回光反射至所述第二反射单元，所述第二反射单元用于将所述第一反射单元反射后的所述返回光反射至所述光学指纹传感器；
其中，所述第一反射单元位于所述光学指纹传感器朝向所述显示区域的一侧，所述第二反射单元与所述光学指纹传感器的位置相对应，且所述第一反射单元的一端向所述显示区域内延伸形成所述延伸部。
在本实用新型的具体实施方式中，其特征在于，所述第一反射单元位于所述显示区域内的所述延伸部的长度为1-2mm。
在本实用新型的具体实施方式中，还包括：光学元件，其中，所述第一反射单元和所述第二反射单元分别位于所述光学元件的两侧，以使所述第一反射单元反射后的所述返回光透过所述光学元件投射到所述第二反射单元上。
在本实用新型的具体实施方式中，所述光学元件的入射面朝向所述第一反射单元设置，所述光学元件的出射面朝向所述第二反射单元设置，以使所述第一反射单元反射的所述返回光从所述入射面进入所述光学元件内并从所述出射面射出以投射至所述第二反射单元，所述第二反射单元将所述返回光反射至所述光学指纹传感器。
在本实用新型的具体实施方式中，所述光学元件的出射面上具有透射单元，所述透射单元用于使投射到所述光学元件上的所述返回光汇聚并投射到所述第二反射单元。
在本实用新型的具体实施方式中，还包括：虚拟按键单元，所述虚拟按键单元位于所述液晶面板上，且所述虚拟按键单元与所述延伸部的位置相对应，以降低或消除所述延伸部对所述液晶面板显示的影响。
在本实用新型的具体实施方式中，所述指纹检测光源位于所述液晶面板靠近所述非显示区域的一侧，或者，所述指纹检测光源位于所述液晶面板与所述背光模组之间。
在本实用新型的具体实施方式中，还包括基板，所述基板位于所述背光模组和所述液晶面板之间，所述指纹检测光源、所述反射单元、所述光学指纹传感器均位于所述基板朝向所述液晶面板的一面上。
在本实用新型的具体实施方式中，所述指纹检测光源为红外指纹检测光源。
本实用新型的第二方面提供一种电子设备，包括上述任一所述的屏下光学指纹识别系统。
本实用新型的第三方面提供一种指纹识别显示装置，包括显示模组和光学指纹识别模组，其中，所述显示模组包括液晶面板和设置在所述液晶面板背面的背光模组；所述光学指纹识别模组包括指纹检测光源、反射单元和光学指纹传感器；
所述指纹检测光源用于向位于所述液晶面板显示区域的指纹检测区域发射探测光，所述探测光经所述指纹检测区域上的手指反射形成返回光，所述反射单元用于接收所述返回光并将所述返回光反射至所述光学指纹传感器，所述光学指纹传感器用于接收所述返回光并生成指纹图像；其中，所述反射单元和所述光学指纹传感器用于设置在所述液晶面板与所述背光模组之间且与所述液晶面板的非显示区域相对应，且所述反射单元具有用于延伸到所述显示区域内的延伸部，且所述延伸部可使所述背光模组发出的可见光透过。
在本实用新型的具体实施方式中，所述反射单元包括：第一反射单元和第二反射单元，所述第一反射单元用于将所述返回光反射至所述第二反射单元，所述第二反射单元用于将所述第一反射单元反射后的所述返回光反射至所述光学指纹传感器；
其中，所述第一反射单元位于所述光学指纹传感器朝向所述显示区域的一侧，所述第二反射单元与所述光学指纹传感器的位置相对应，且所述第一反射单元的一端向所述显示区域内延伸形成所述延伸部。
在本实用新型的具体实施方式中，所述第一反射单元位于所述显示区域内的所述延伸部的长度为1-2mm。
在本实用新型的具体实施方式中，还包括：光学元件，其中，所述第一反射单元和所述第二反射单元分别位于所述光学元件的两侧，以使所述第一反射单元反射后的所述返回光透过所述光学元件投射到所述第二反射单元上。
在本实用新型的具体实施方式中，所述光学元件的入射面朝向所述第一反射单元设置，所述光学元件的出射面朝向所述第二反射单元设置，以使所述第一反射单元反射的所述返回光从所述入射面进入所述光学元件内并从所述出射面射出以投射至所述第二反射单元，所述第二反射单元将所述返回光反射至所述光学指纹传感器。
在本实用新型的具体实施方式中，所述光学元件的出射面上具有透射单元，所述透射单元用于使投射到所述光学元件上的所述返回光汇聚并投射到所述第二反射单元。
在本实用新型的具体实施方式中，还包括：虚拟按键单元，所述虚拟按键单元位于所述液晶面板上，且所述虚拟按键单元与所述延伸部的位置相对应，以降低或消除所述延伸部对所述液晶面板显示的影响。
在本实用新型的具体实施方式中，所述指纹检测光源位于所述液晶面板靠近所述非显示区域的一侧，或者，所述指纹检测光源位于所述液晶面板与所述背光模组之间。
在本实用新型的具体实施方式中，还包括基板，所述基板位于所述背光模组和所述液晶面板之间，所述指纹检测光源、所述反射单元、所述光学指纹传感器均位于所述基板朝向所述液晶面板的一面上。
在本实用新型的具体实施方式中，所述指纹检测光源为红外指纹检测光源。
本实用新型提供一种屏下光学指纹识别系统、指纹识别显示装置及电子设备，通过使该屏下光学指纹识别系统包括光学指纹传感器和反射单元，其中，使该反射单元和光学指纹传感器设置在液晶面板与背光模组之间且与液晶面板的非显示区域相对应，反射单元用于接收指纹检测光源发射的探测光照射到指纹检测区域上方的手指而形成的返回光，并将该返回光反射至光学指纹传感器，且指纹检测区域位于液晶面板的显示区域，光学指纹传感器用于接收经由反射单元反射的返回光并生成指纹图像，从而实现了屏下光学指纹的检测。同时使该反射单元具有用于延伸到显示区域内的延伸部，且该延伸部可使背光模组发出的可见光透过，即该反射单元的延伸部延伸到显示区域内，这样位于非显示区域内的反射单元的宽度就会减小，也就能够减小电子设备的非显示区域边框宽度尺寸，该延伸部可以对返回光进行反射，同时该延伸部能够使背光模组发出的可见光透过，不影响显示效果，即在保证显示效果的同时，减小了边框的宽度，提高了用户的视觉感受和使用体验，解决了现有的LCD显示屏中，光学指纹识别系统的尺寸限制了电子设备边框而造成电子设备无法满足窄边框需求的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的屏下光学指纹识别系统应用示意图；
图2是本实用新型实施例一提供的一种屏下光学指纹识别系统的俯视示意图；
图3是本实用新型实施例一提供的一种屏下光学指纹识别系统应用示意图；
图4是本实用新型实施例一提供的一种具有光学指纹识别系统的电子设备的局部示意图；
图5是本实用新型实施例一提供的一种具有光学指纹识别系统中虚拟按键单元的电子设备的局部示意图；
图6是本实用新型实施例一提供的另一种具有光学指纹识别系统中虚拟按键单元的电子设备的局部示意图；
图7是本实用新型实施例一提供的又一种具有光学指纹识别系统中虚拟按键单元的电子设备的局部示意图。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
附图标记说明：
100-液晶面板；101-边框；200-背光模组；300-屏下光学指纹识别系统；301-光学指纹传感器；302-反射单元；312-第一反射单元；322-延伸部；313-第二反射单元；303-指纹检测光源；304-光学元件；305-虚拟按键单元；306-基板；400-电子设备。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
实施例一
图1是现有的屏下光学指纹识别系统应用示意图，图2是本实用新型实施例一提供的一种屏下光学指纹识别系统的俯视示意图，图3是本实用新型实施例一提供的一种屏下光学指纹识别系统应用示意图，图4是本实用新型实施例一提供的一种具有光学指纹识别系统的电子设备的局部示意图，图5是本实用新型实施例一提供的一种具有光学指纹识别系统中虚拟按键单元的电子设备的局部示意图，图6是本实用新型实施例一提供的另一种具有光学指纹识别系统中虚拟按键单元的电子设备的局部示意图，图7是本实用新型实施例一提供的又一种具有光学指纹识别系统中虚拟按键单元的电子设备的局部示意图。
本实施例提供一种屏下光学指纹识别系统，适用于具有背光模组200和液晶面板100的电子设备，具体的，背光模组200位于液晶面板100的背后，背光模组200用于向液晶面板100提供可见光，其功能是供应充足的亮度与分布均匀的光源，以使液晶面板100能够正常的显示影像，该电子设备还可包括盖板，盖板位于液晶面板100背离背光模组200的一侧上。
其中，在本实施例中，该屏下光学指纹识别系统300包括：光学指纹传感器301和反射单元302，反射单元302用于接收指纹检测光源发射的探测光照射到指纹检测区域上方的手指而形成的返回光，并将返回光反射至光学指纹传感器301，光学指纹传感器301用于接收经反射单元反射的返回光并生成指纹图像，具体的，在本实施例中，指纹检测区域位于液晶面板100的显示区域，指纹检测光源发射的探测光照射到指纹检测区域上的手指后，就会被手指反射形成带有指纹信息的返回光，该返回光照射在反射单元302上，反射单元302接收该返回光并将其反射至光学指纹传感器301上，光学指纹传感器301接收经由反射单元302反射该返回光并根据该返回光的信息生成指纹图像，将该指纹图像转换成电学信号，即可实现对指纹的检测识别。
其中，如图1所示，反射单元302和光学指纹传感器301用于设置在液晶面板100与背光模组200之间且与液晶面板100的非显示区域相对应，由于液晶面板100和背光模组200之间所设置的反射单元302和光学指纹传感器301会对背光模组200至液晶面板100的光线造成遮挡，将反射单元302和光学指纹传感器301的设置位置与非显示区域相对应可保证显示区域的显示效果，该非显示区域可以为电子设备的底部边框区域，或者也可以是顶部边框区域，或者也可以是两侧边框处，如图1所示，这样反射单元302以及光学指纹传感器301的宽度尺寸就会限制非显示区域边框101的宽度，无法进一步的缩小边框。
基于上述问题，为进一步实现窄边框以满足用户需求，在本实施例中，如图2和图3所示，该反射单元302具有用于延伸到显示区域内的延伸部322，即反射单元302的一部分为延伸部322，该延伸部322延伸到显示区域内，该延伸部322可以用于对返回光进行反射，同时该延伸部322能够使背光模组200发出的可见光透过，即延伸到显示区域内的延伸部322不影响背光模组200与液晶面板100之间光线的传播，不影响显示效果，同时，反射单元302的延伸部322延伸到显示区域内，这样位于非显示区域内的反射单元302的宽度就会减小，也就能够减小非显示区域的边框101宽度尺寸，在保证显示效果的同时，减小了边框101的宽度，提高了用户的视觉感受和使用体验，满足了窄边框的需求。
需要说明的是，在本实施例中，反射单元302的延伸部322即可以反射经手指反射后形成的返回光，同时也可使背光模组200发出的可见光透过，则该指纹检测光源发出的探测光与背光模组200的可见光属于不同波长的光，具体的，指纹检测光源发出的探测光为非可见光，或者也可以为可见光，但是该可见光应与背光模组200发出的可见光的波长不同。其中，在本实施例中，对反射单元302的构成并无其他要求，保证反射单元302的延伸部322能够反射该探测光，同时能够使背光模组200发出的可见光透过即可，如在本实施例中，该反射单元302可以为反射镜，该探测光可以为红外光，该反射镜在入射角为0°～70°的范围内，对可见光(390～760nm)的透过率为90％～100％，以保证反射单元的延伸部不影响图像的显示；该反射镜在入射角为40°～80°范围内，对红外光(850～940nm)的反射率为90％～100％，以使反射单元的延伸部能够很好的反射红外探测光，保证指纹检测质量。
其中，在本实施例中，指纹检测区域位于液晶面板100的显示区域，具体的，指纹检测区域可以位于盖板上与显示区域相对应，该指纹检测区域可以是在显示区域内划定的一部分或多部分区域，或者，该指纹检测区域可以覆盖整个显示区域。
在本实施例中，进行指纹检测时，将手指放置在指纹检测区域上，指纹检测光源向指纹检测区域发射探测光，该探测光照射到指纹检测区域上的手指后，就会被手指反射形成带有指纹信息的返回光，该返回光照射到反射单元302后被反射至光学指纹传感器301上，光学指纹传感器301接收该返回光，并根据返回光即可生产指纹图像，从而实现对指纹的比对识别。
其中，在本实施例中，反射单元302和光学指纹传感器301用于设置在液晶面板100和背光模组200之间，具体的，与反射单元302和指纹传感器竖直相对部分为液晶面板100的一部分，或者，为盖板的一部分，或者，还可以为其它的非显示组件。
其中，在本实施例中，该反射单元302可以具有反射面，该反射面用于朝向液晶面板100设置，以接收经液晶面板100的显示区域上的手指反射后的返回光，同时，该反射面还朝向光学指纹传感器301的感光区域设置，以将返回光反射至光学指纹传感器301。
在本实施例中，反射单元302可以包括多个，该反射单元302可以与光学指纹传感器301以及液晶面板100、背光模组200等平行，延伸部322可以是反射单元302在水平方向上超出光学指纹传感器301的部分。
其中，在本实施例中，光学指纹传感器301可以为现有技术中的光学指纹传感器，其具体的组成结构等可参见现有技术中的光学指纹传感器，在本实施例中不再赘述。
本实施例提供的一种屏下光学指纹识别系统300，通过包括光学指纹传感器301和反射单元302，其中，使该反射单元302和光学指纹传感器301设置在液晶面板100与背光模组200之间且与液晶面板100的非显示区域相对应，反射单元302用于接收指纹检测光源发射的探测光照射到指纹检测区域上方手指而形成的返回光，并将返回光反射至光学指纹传感器301，光学指纹传感器301用于接收经由反射单元302反射的返回光并生成指纹图像，从而实现了屏下光学指纹的检测。同时使该反射单元302具有用于延伸到显示区域内的延伸部322，且该延伸部322可使背光模组200发出的可见光透过，即反射单元302的延伸部322延伸到显示区域内，这样位于非显示区域内的反射单元302的宽度就会减小，也就能够减小非显示区域边框101宽度尺寸，该延伸部322可以对返回光进行反射，同时该延伸部322能够使背光模组200发出的可见光透过，不影响显示效果，即在保证显示效果的同时，减小了边框101的宽度，提高了用户的视觉感受和使用体验。解决了现有的LCD显示屏中，光学指纹识别系统的尺寸限制了电子设备边框而造成电子设备无法满足窄边框需求的问题。
进一步的，在本实施例中，如图2所示，该屏下光学指纹识别系统300还包括：指纹检测光源303，指纹检测光源303用于向位于液晶面板100显示区域的指纹检测区域发射探测光，以在手指反射形成返回光，即指纹检测光源303向指纹检测区域发射探测光，探测光照射在指纹检测区域的手指上时，就会被手指反射形成返回光。
在本实施例中，指纹检测光源303可以为红外指纹检测光源，即指纹检测光源303发出的探测光为红外光，这样，发出的探测光照射在指纹检测区域时，探测光对用户是不可见的，与以可见光作为探测光相比，在指纹检测时，检测区域不会产生可见的亮度，可避免在每次检测时产生亮度，降低用户的使用体验，同时也可避免指纹检测光源303发出的探测光对显示效果的影响。
在本实施例中，该红外指纹检测光源可以为发光二极管(LED)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)以及激光二极管(Laser Diode)等，在本实施例中不做限制。
进一步的，在本实施例中，该反射单元302包括：第一反射单元312和第二反射单元313，具体的，如图2和图3所示，在本实施例中，第一反射单元312位于光学指纹传感器301朝向显示区域的一侧，第二反射单元313与光学指纹传感器301的位置相对应，第一反射单元312用于将返回光反射至第二反射单元313，第二反射单元313用于将第一反射单元312反射后的返回光反射至光学指纹传感器301，即在本实施例中，经手指反射形成的返回光，照射到第一反射单元312上，第一反射单元312将该返回光反射到第二反射单元313，第二反射单元313接收该返回光并将其反射到光学指纹传感器301，光学指纹传感器301就可以根据该返回光形成指纹图像，实现光学指纹的检测识别。
其中，在本实施例中，第一反射单元312的一端向显示区域内延伸形成延伸部322，如图3所示，第一反射单元312背离光学指纹传感器301的一端向显示区域内延伸形成延伸部322，即第一反射单元312部分位于显示区域内，从而减小了第一反射单元312在非显示区域内的宽度，也就能够减小非显示区域边框101宽度。另外，与单反射单元相比，使反射单元302包括第一反射单元312和第二反射单元313，通过第一反射单元312和第二反射单元313使返回光被第一反射单元312反射至第二反射单元313，再经过第二反射单元313反射至光学指纹传感器301，这样就对返回光的光路进行了折叠，可减小反射单元302与光学指纹传感器301之间的距离，从而有效的减小光学指纹识别系统所需的厚度，减小电子设备的厚度，进一步的提高用户的手感以及使用体验。
其中，在本实施例中，第一反射单元312可具有反射面，该反射面朝向液晶面板100指纹检测区域，该反射面还朝向第二反射单元313，以保证经手指反射形成的返回光照射到反射面上，并被该反射面反射至第二反射单元313，其中，如图2所示，液晶面板100的指纹检测区域和第二反射单元313可位于第一反射单元312反射面光轴的两侧。第二反射单元313也具有反射面，该反射面朝向第一反射单元312，该反射面还朝向光学指纹传感器301，以保证第二反射单元313将第一反射单元312反射的探测光接收并反射到光学指纹传感器301，第一反射单元312和光学指纹传感器301可位于第二反射单元313的反射面的光轴的两侧。
在本实施例中，进行指纹检测时，将手指放置在显示区域的指纹检测区域上，指纹检测光源303向指纹检测区域发出探测光，该探测光照射在手指上被手指反射形成返回光，该返回光首先照射在第一反射单元312上，并被第一反射单元312反射至第二反射单元313，第二反射单元313再将其反射至光学指纹传感器301上，光学指纹传感器301根据该返回光即可生成指纹图像，实现指纹的识别检测。
在本实施例中，如图2和图3所示，第一反射单元312的一端向显示区域内延伸形成延伸部322，延伸部322的具体长度大小可根据实际指纹检测需求进行选择设置，在本实施例中，该延伸部322的长度可以为1-2mm，使该延伸部322长度为1-2mm，可在保证不影响显示区域图像显示性能的情况下，尽可能的减小光学指纹识别系统的宽度，进而减小边框101的宽度。
进一步的，在本实施例中，如图2和3所示，该屏下光学指纹识别系统300还包括：光学元件304，其中，第一反射单元312和第二反射单元313分别位于光学元件304的两侧，以使一反射单元51反射后的返回光透过光学元件304投射到第二反射单元313上。该光学元件304具有光线调制的作用，该光学元件304也可称作为镜头，即在本实施例中，如图2和图3所示，使经手指反射后形成的带有指纹信息的返回光照射在第一反射单元312，并被第一反射单元312反射后，再透过该光学元件304投射到第二反射单元313上，进而被第二反射单元313反射至光学指纹传感器301上，这样经过光学元件304调制后的返回光形成的指纹图像就会更加的清晰和完整，有助于提高指纹识别的精准度。
在本实施例中，该光学元件304可以是球面或非球面的光学透镜、光阑、准直孔层等，对经过光学元件304的返回光起到汇聚、选择等作用，以提高生成的指纹图像的清晰度和完整度。
其中，在本实施例中，具体的，光学元件304的入射面可朝向第一反射单元312设置，光学元件304的出射面朝向第二反射单元313设置，这样就使第一反射单元312反射的返回光从入射面进入光学元件304内，经过调制后从出射面射出并投射至第二反射单元313，第二反射单元313将调制后的返回光反射至光学指纹传感器301，以生成指纹图像。
其中，在本实施例中，光学元件304的出射面上可具有透射单元，透射单元用于使投射到光学元件304上的返回光汇聚并投射至第二反射单元313。透射单元可以是具有球面或非球面的光学透射结构，可以对返回光起到聚焦的作用，将返回光汇聚至第二反射单元313，这样就有助于增加返回光线进入光学指纹传感器301内的机率，使根据返回光生成的指纹图像更加的清晰完整，有效的提高了光学指纹图像的分辨率和对比度，有助于提高指纹检测的精准度。
其中，该透射单元可以为一个透镜，也可以为多个透镜组成的结构。透射单元的透镜通常可以由树脂材料或者玻璃材料形成。透射单元的光轴可与第二反射单元313的光轴垂直，或者，透射单元的光轴也可与第二反射单元313的光轴不垂直，如接近垂直。其中，使透射单元的光轴与第二反射单元313的光轴垂直，可使经过透射单元透射的返回光尽可能的入射至第二反射单元313，避免了光线的遗漏，进一步提高了指纹图像的清晰及完整度，保证指纹检测的准确度。
进一步的，在本实施例中，如图5至图7所示，该屏下光学指纹识别系统还包括：虚拟按键单元305，虚拟按键单元305位于液晶面板100上，且该虚拟按键单元305与延伸部322的位置相对应。虚拟按键单元305可以是功能菜单单元，如虚拟Home键、虚拟目录键或者虚拟操作键等，可便于用户的功能使用，另外，由于第二反射单元313延伸至显示区域内的延伸部322，如图4所示，其轮廓从不同角度依稀可见，因此，在本实施例中，使虚拟按键单元305与延伸部322的位置相对应，也就使虚拟按键单元305覆盖在延伸部322的位置上，这样当电子设备400的屏幕亮起显示时，视觉上无法察觉到延伸部322的存在，避免延伸部322的显示影响用户的体验。在本实施例中，如图5、图6和图7所示，该虚拟按键单元305的形状可以是一个或者多个规则的方框，或者也可以是其他图形，能够保证覆盖延伸部322即可。
进一步的，在本实施例中，指纹检测光源303位于液晶面板100靠近非显示区域的一侧，或者，指纹检测光源303位于液晶面板100与背光模组200之间，其中，在本实施例中，该光学指纹识别系统300还包括：基板306，具体的，如图2和图3所示，基板306位于背光模组200与液晶面板100之间，指纹检测光源303、反射单元302、光学指纹传感器301位于基板朝向液晶面板的一面上，光学元件304也可设置在该基板306上，这样由红外检测光源303、反射单元302、光学指纹传感器301以及光学元件304就可作为一体的模组系统进行安装，有助于提高屏下光学指纹识别系统300安装的便利性和可靠性。
其中，在本实施例中，指纹检测光源303可以为一个，或者也可以是多个，当指纹检测光源303为多个时，多个的指纹检测光源303通过以光学指纹传感器301为对称中心的方式设置，这样就能够保证手指在指纹检测区域上不同角度按压下的指纹检测效果。另外，将指纹检测光源303的数目设置为多个，有助于进一步增加指纹检测的信号量，提高指纹识别的效果。
实施例二
本实施例提供一种电子设备，包括上述实施例一种任一的屏下光学指纹识别系统。该电子设备具体可以为液晶显示装置、电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪、指纹锁等电子产品或部件。
本实施例提供的一种电子设备，通过包括屏下光学指纹识别系统，该屏下光学指纹识别系统包括光学指纹传感器和反射单元，其中，使该反射单元和光学指纹传感器设置在液晶面板与背光模组之间且与液晶面板的非显示区域相对应，反射单元用于接收指纹检测光源发射的探测光照射到指纹检测区域上方的手指而形成的返回光，并将该返回光反射至光学指纹传感器，且指纹检测区域位于液晶面板的显示区域，光学指纹传感器用于接收经由反射单元反射的返回光并生成指纹图像，从而实现了屏下光学指纹的检测。同时使该反射单元具有用于延伸到显示区域内的延伸部，且该延伸部可使背光模组发出的可见光透过，这样位于非显示区域内的反射单元的宽度就会减小，也就能够减小电子设备的非显示区域边框宽度尺寸，该延伸部可以对返回光进行反射，同时该延伸部能够使背光模组发出的可见光透过，不影响显示效果，即在保证显示效果的同时，减小了边框的宽度，提高了用户的视觉感受和使用体验。
实施例三
本实施例提供一种指纹识别显示装置，具体的，提供一种具有指纹识别功能的、可用于图像显示的装置，该指纹识别显示装置包括显示模组和光学指纹识别模组，其中，显示模组包括液晶面板100和设置在液晶面板100背面的背光模组200；光学指纹识别模组包括指纹检测光源303、反射单元302和光学指纹传感器301。
其中，反射单元302和光学指纹传感器301用于设置在液晶面板100与背光模组200之间且与液晶面板100的非显示区域相对应，该指纹检测光源303用于向位于液晶面板100显示区域的指纹检测区域发射探测光，探测光经指纹检测区域上的手指反射形成返回光，该返回光照射在反射单元302，反射单元302用于将返回光反射至光学指纹传感器301，光学指纹传感器301用于接收返回光并生成指纹图像，从而实现了屏下光学指纹的检测。同时该反射单元302具有用于延伸到显示区域内的延伸部322，且延伸部322可使背光模组200发出的可见光透过，即反射单元302的一部分为延伸部322，该延伸部322延伸到显示区域内，该延伸部322即可以用于对返回光进行反射，也能够使背光模组200发出的可见光透过，即延伸到显示区域内的延伸部322不影响背光模组200与液晶面板100之间光线的传播，不影响显示效果，同时，反射单元302的延伸部322延伸到显示区域内，这样位于非显示区域内的反射单元302的宽度就会减小，也就能够减小装置非显示区域边框的宽度尺寸，在保证显示效果的同时，减小了边框101的宽度，提高了用户的视觉感受和使用体验，满足了窄边框101的需求。
在本实施例中，延伸部322的具体构成以及功能可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
其中，在本实施例中，反射单元302和光学指纹传感器301用于设置在液晶面板100和背光模组200之间，具体的，与反射单元302和指纹传感器竖直相对部分为液晶面板100的一部分，或者，为盖板的一部分，或者，还可以为其它的非显示组件。
其中，在本实施例中，该反射单元302可以具有反射面，该反射面用于朝向液晶面板100设置，以接收经液晶面板100的显示区域上的手指反射后的返回光，同时，该反射面还朝向光学指纹传感器301的感光区域设置，以将返回光反射至光学指纹传感器301。
在本实施例中，反射单元302可以包括多个，该反射单元302可以与光学指纹传感器301以及液晶面板100、背光模组200等平行，延伸部322可以是在水平方向上超出光学指纹传感器301的部分。
其中，在本实施例中，所述光学指纹传感器301可以为现有技术中的光学指纹传感器，其具体的组成结构等可参见现有技术中的光学指纹传感器，在本实施例中不再赘述。
本实施例提供的一种指纹识别显示装置，通过包括显示模组和光学指纹识别模组，其中，显示模组包括液晶面板100和设置在液晶面板100背面的背光模组200；光学指纹识别模组包括指纹检测光源303、反射单元302和光学指纹传感器301。其中，反射单元302和光学指纹传感器301位于液晶面板100与背光模组200之间且与液晶面板100的非显示区域相对应，该指纹检测光源303用于向位于液晶面板100显示区域的指纹检测区域发射探测光，探测光经指纹检测区域上的手指反射形成返回光，该返回光照射在反射单元302，反射单元302用于将返回光反射至光学指纹传感器301，光学指纹传感器301用于接收返回光并生成指纹图像，从而实现了屏下光学指纹的检测。同时使该反射单元302具有延伸到显示区域内的延伸部322，且延伸部322可使背光模组200发出的可见光透过，这样位于非显示区域内的反射单元302的宽度就会减小，也就能够减小非显示区域边框宽度尺寸，该延伸部322可以对返回光进行反射，同时该延伸部322能够使背光模组200发出的可见光透过，不影响显示效果，即在保证显示效果的同时，减小了边框101的宽度，提高了用户的视觉感受和使用体验。
进一步的，在本实施例中，指纹检测光源303可以为红外指纹检测光源，即指纹检测光源303发出的探测光为红外光，这样，发出的探测光照射在指纹检测区域时，探测光对用户是不可见的，与以可见光作为探测光相比，在指纹检测时，检测区域不会产生可见的亮度，可避免在每次检测时产生亮度，降低用户的使用体验。
进一步的，在本实施例中，反射单元302包括：第一反射单元312和第二反射单元313，其中，第一反射单元312位于光学指纹传感器301朝向所显示区域的一侧，第二反射单元313与光学指纹传感器301的位置相对应，第一反射单元312用于将返回光反射至第二反射单元313，第二反射单元313用于将第一反射单元312反射后的返回光反射至光学指纹传感器301，即在本实施例中，经手指反射形成的返回光，照射到第一反射单元312上，第一反射单元312将该返回光反射到第二反射单元313，第二反射单元313接收该返回光并将其反射到光学指纹传感器301，光学指纹传感器301就可以根据该返回光形成指纹图像，实现光学指纹的检测识别。
其中，在本实施例中，该第一反射单元312的一端向显示区域内延伸形成延伸部322，即第一反射单元312部分位于显示区域内，从而减小了第一反射单元312在非显示区域内的宽度，也就能够减小非显示区域边框101宽度。另外，与单反射单元相比，使反射单元302包括第一反射单元312和第二反射单元313，通过第一反射单元312和第二反射单元313使返回光被第一反射单元312发射至第二反射单元313，再经过第二反射单元313反射至光学指纹传感器301，这样就对返回光的光路进行了折叠，可减小反射单元302与光学指纹传感器301之间的距离，从而有效的减小光学指纹识别系统所需的厚度，减小装置的厚度，进一步的提高用户的手感以及使用体验。
在本实施例中，第一反射单元312位于显示区域内的延伸部322的长度为1-2mm，使该延伸部322长度为1-2mm，可在保证不影响显示区域图像显示性能的情况下，尽可能的减小光学指纹识别系统的宽度，进而减小边框101的宽度。
进一步的，在本实施例中，该指纹识别显示装置还包括：光学元件304，其中，第一反射单元312和第二反射单元313分别位于光学元件304的两侧，以使第一反射单元312反射后的返回光透过光学元件304投射到第二反射单元313上。该光学元件304具有光线调制的作用，即在本实施例中使经手指反射后形成的带有指纹信息的返回光照射在第一反射单元312，并被第一反射单元312反射后，再透过该光学元件304投射到第二反射单元313上，进而被第二反射单元313反射至光学指纹传感器301上，这样经过光学元件304调制后的返回光形成的指纹图像可以更加的清晰完整，有助于提高指纹识别的精准度。
该光学元件304的类型以及设置方式可参见实施例一，在本实施例中不再赘述，其中，在本实施例中，该光学元件304的入射面朝向第一反射单元312设置，光学元件304的出射面朝向第二反射单元313设置，以使第一反射单元312反射的返回光从入射面进入光学元件304内，并从出射面射出并投射至第二反射单元313，第二反射单元313将返回光反射至光学指纹传感器301，以生成指纹图像。
其中，在本实施例中，光学元件304的出射面上具有透射单元，透射单元用于使投射到光学元件304上的返回光汇聚并投射至第二反射单元313。透射单元可以是具有球面或非球面的光学透射结构，可以对返回光起到聚焦的作用，将返回光汇聚至第二反射单元313，这样就有助于增加返回光线进入光学指纹传感器301内的机率，使根据返回光生成的指纹图像更加的清晰完整，有效的提高了光学指纹图像的分辨率和对比度，有助于提高指纹检测的精准度。
在本实施例中，透射单元的具体结构以及透射单元的设置方式可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
进一步的，在本实施例中，该指纹识别显示装置还包括：虚拟按键单元305，虚拟按键单元305位于液晶面板100上，且虚拟按键单元305与延伸部322的位置相对应。拟按键单元可以是功能菜单单元，如虚拟Home键、虚拟目录键或者虚拟操作键等，可便于用户的功能使用，另外，由于第二反射单元313延伸至显示区域内的延伸部322，其轮廓从不同角度依稀可见，因此，在本实施例中，使虚拟按键单元305与延伸部322的位置相对应，也就使虚拟按键单元305覆盖在延伸部322的位置上，这样当屏幕亮起显示时，视觉上无法察觉到延伸部322的存在，避免延伸部322的显示影响用户的体验。其中，虚拟按键的具体设置方式以及形状等可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
进一步的，在本实施例中，指纹检测光源303可以位于液晶面板100靠近非显示区域的一侧，或者，指纹检测光源303也可以位于液晶面板100与背光模组200之间。在本实施例中，该光学指纹识别系统300还包括：基板306，具体的，基板306位于背光模组200与液晶面板100之间，指纹检测光源303、反射单元302、光学指纹传感器301位于基板朝向液晶面板的一面上，光学元件304也可设置在该基板306上，这样由红外检测光源303、反射单元302、光学指纹传感器301以及光学元件304就可作为一体的模组系统进行安装，有助于提高屏下光学指纹识别系统300安装的便利性和可靠性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (22)

1.一种屏下光学指纹识别系统，应用于具有背光模组和液晶面板的电子设备，其特征在于，包括：光学指纹传感器和反射单元；
所述反射单元用于接收指纹检测光源发射的探测光照射到指纹检测区域上方的手指而形成的返回光，并将所述返回光反射至所述光学指纹传感器，其中，所述指纹检测区域位于所述液晶面板的显示区域；
所述光学指纹传感器用于接收经由所述反射单元反射的所述返回光并生成指纹图像；
所述反射单元和所述光学指纹传感器用于设置在所述液晶面板与所述背光模组之间且与所述液晶面板的非显示区域相对应，且所述反射单元具有用于延伸到所述显示区域内的延伸部，且所述延伸部可使所述背光模组发出的可见光透过。
2.根据权利要求1所述的屏下光学指纹识别系统，其特征在于，还包括：所述指纹检测光源，用于向位于所述液晶面板的显示区域的指纹检测区域发射所述探测光，以在所述手指反射形成所述返回光。
3.根据权利要求1所述的屏下光学指纹识别系统，其特征在于，所述反射单元包括：第一反射单元和第二反射单元，所述第一反射单元用于将所述返回光反射至所述第二反射单元，所述第二反射单元用于将所述第一反射单元反射后的所述返回光反射至所述光学指纹传感器；
其中，所述第一反射单元位于所述光学指纹传感器朝向所述显示区域的一侧，所述第二反射单元与所述光学指纹传感器的位置相对应，且所述第一反射单元的一端向所述显示区域内延伸形成所述延伸部。
4.根据权利要求3所述的屏下光学指纹识别系统，其特征在于，所述第一反射单元位于所述显示区域内的所述延伸部的长度为1-2mm。
5.根据权利要求4所述的屏下光学指纹识别系统，其特征在于，还包括：光学元件，其中，所述第一反射单元和所述第二反射单元分别位于所述光学元件的两侧，以使所述第一反射单元反射后的所述返回光透过所述光学元件投射到所述第二反射单元上。
6.根据权利要求5所述的屏下光学指纹识别系统，其特征在于，所述光学元件的入射面朝向所述第一反射单元设置，所述光学元件的出射面朝向所述第二反射单元设置，以使所述第一反射单元反射的所述返回光从所述入射面进入所述光学元件内并从所述出射面射出以投射至所述第二反射单元，所述第二反射单元将所述返回光反射至所述光学指纹传感器。
7.根据权利要求5所述的屏下光学指纹识别系统，其特征在于，所述光学元件的出射面上具有透射单元，所述透射单元用于使投射到所述光学元件上的所述返回光汇聚并投射到所述第二反射单元。
8.根据权利要求1所述的屏下光学指纹识别系统，其特征在于，还包括：虚拟按键单元，所述虚拟按键单元位于所述液晶面板上，且所述虚拟按键单元与所述延伸部的位置相对应，以降低或消除所述延伸部对所述液晶面板显示的影响。
9.根据权利要求2所述的屏下光学指纹识别系统，其特征在于，所述指纹检测光源位于所述液晶面板靠近所述非显示区域的一侧，或者，所述指纹检测光源位于所述液晶面板与所述背光模组之间。
10.根据权利要求9所述的屏下光学指纹识别系统，其特征在于，还包括基板，所述基板位于所述背光模组和所述液晶面板之间，所述指纹检测光源、所述反射单元、所述光学指纹传感器均位于所述基板朝向所述液晶面板的一面上。
11.根据权利要求10所述的屏下光学指纹识别系统，其特征在于，所述指纹检测光源为红外指纹检测光源。
12.一种电子设备，其特征在于，包括上述权利要求1-11任一所述的屏下光学指纹识别系统。
13.一种指纹识别显示装置，其特征在于，包括显示模组和光学指纹识别模组，其中，所述显示模组包括液晶面板和设置在所述液晶面板背面的背光模组；所述光学指纹识别模组包括指纹检测光源、反射单元和光学指纹传感器；
所述指纹检测光源用于向位于所述液晶面板显示区域的指纹检测区域发射探测光，所述探测光经所述指纹检测区域上的手指反射形成返回光，所述反射单元用于接收所述返回光并将所述返回光反射至所述光学指纹传感器，所述光学指纹传感器用于接收所述返回光并生成指纹图像；其中，所述反射单元和所述光学指纹传感器用于设置在所述液晶面板与所述背光模组之间且与所述液晶面板的非显示区域相对应，所述反射单元具有用于延伸到所述显示区域内的延伸部，且所述延伸部可使所述背光模组发出的可见光透过。
14.根据权利要求13所述的指纹识别显示装置，其特征在于，所述反射单元包括：第一反射单元和第二反射单元，所述第一反射单元用于将所述返回光反射至所述第二反射单元，所述第二反射单元用于将所述第一反射单元反射后的所述返回光反射至所述光学指纹传感器；
其中，所述第一反射单元位于所述光学指纹传感器朝向所述显示区域的一侧，所述第二反射单元与所述光学指纹传感器的位置相对应，且所述第一反射单元的一端向所述显示区域内延伸形成所述延伸部。
15.根据权利要求14所述的指纹识别显示装置，其特征在于，所述第一反射单元位于所述显示区域内的所述延伸部的长度为1-2mm。
16.根据权利要求15所述的指纹识别显示装置，其特征在于，还包括：光学元件，其中，所述第一反射单元和所述第二反射单元分别位于所述光学元件的两侧，以使所述第一反射单元反射后的所述返回光透过所述光学元件投射到所述第二反射单元上。
17.根据权利要求16所述的指纹识别显示装置，其特征在于，所述光学元件的入射面朝向所述第一反射单元设置，所述光学元件的出射面朝向所述第二反射单元设置，以使所述第一反射单元反射的所述返回光从所述入射面进入所述光学元件内并从所述出射面射出以投射至所述第二反射单元，所述第二反射单元将所述返回光反射至所述光学指纹传感器。
18.根据权利要求16所述的指纹识别显示装置，其特征在于，所述光学元件的出射面上具有透射单元，所述透射单元用于使投射到所述光学元件上的所述返回光汇聚并投射到所述第二反射单元。
19.根据权利要求13所述的指纹识别显示装置，其特征在于，还包括：虚拟按键单元，所述虚拟按键单元位于所述液晶面板上，且所述虚拟按键单元与所述延伸部的位置相对应，以降低或消除所述延伸部对所述液晶面板显示的影响。
20.根据权利要求13所述的指纹识别显示装置，其特征在于，所述指纹检测光源位于所述液晶面板靠近所述非显示区域的一侧，或者，所述指纹检测光源位于所述液晶面板与所述背光模组之间。
21.根据权利要求20所述的指纹识别显示装置，其特征在于，还包括基板，所述基板位于所述背光模组和所述液晶面板之间，所述指纹检测光源、所述反射单元、所述光学指纹传感器均位于所述基板朝向所述液晶面板的一面上。
22.根据权利要求21所述的指纹识别显示装置，其特征在于，所述指纹检测光源为红外指纹检测光源。
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