CN210052180U - 光学检测装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学检测装置，包括：保护层，包括透明区域和位于所述透明区域周围的非透明区域，所述非透明区域能够遮挡可见光；显示模组，位于保护层的下方，能够透过所述透明区域出射可见光以实现信息显示；中框，位于所述显示模组的下方，所述中框具有位于非透明区域的下方的第一开口，所述中框用于支撑所述显示模组；发射模组，位于所述中框的下方，所述发射模组用于发射用于生物特征检测的检测光束，所述检测光束为不可见光；反射单元，所述反射单元设置在非透明区域的下方，用于改变所述检测光束的传播方向，使得所述检测光束能够穿过所述第一开口和所述保护层出射到保护层的上方。

Description

光学检测装置和电子设备

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，尤其涉及一种利用光学成像实现生物特征检测的光学检测装置和电子设备。

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。对于液晶显示器（LCD）等非自发光类显示器，实现屏下的生物特征检测需要提供主动发光的光源，利用光源发射检测光束到外部对象，然后接收从外部对象返回的带有外部对象生物特征信息的检测光束。液晶显示器包括用于提供可见光的背光单元和利用可见光实现信息显示的显示面板，为了不影响液晶显示器的信息显示，通常需要额外设置用于提供非可见光的光源，非可见光用作生物特征信息的检测光束。由于电子产品的内部空间狭小，如何设置上述光源并实现屏下的生物特征检测是现有技术需要解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种能够解决现有技术问题的光学检测装置和电子设备。

本实用新型的一个方面提供一种光学检测装置，其具有屏下生物特征检测功能，包括：保护层，包括透明区域和位于所述透明区域周围的非透明区域，所述非透明区域能够遮挡可见光；显示模组，位于保护层的下方，能够透过所述透明区域出射可见光以实现信息显示；中框，位于所述显示模组的下方，所述中框具有位于非透明区域的下方的第一开口，所述中框用于支撑所述显示模组；发射模组，位于所述中框的下方，所述发射模组用于发射用于生物特征检测的检测光束，所述检测光束为不可见光；反射单元，所述反射单元设置在非透明区域的下方，用于改变所述检测光束的传播方向，使得所述检测光束能够穿过所述第一开口和所述保护层出射到保护层的上方。

某些实施例中，所述反射单元包括用于反射所述检测光束的反射面，所述检测光束在所述反射面上发生反射并改变传播方向。

某些实施例中，所述反射单元穿过所述第一开口；或所述反射单元包括至少部分位于所述第一开口的下方的第一端部和至少部分位于所述第一开口的上方的第二端部。

某些实施例中，所述反射面包括平面和/或曲面。

某些实施例中，所述保护层包括相对设置的上表面和下表面，所述上表面包括所述透明区域的上表面和非透明区域的上表面，所述下表面包括所述透明区域的下表面和非透明区域的下表面，所述保护层的上表面具有外部对象可直接触摸的检测区域，所述显示模组邻近所述下表面，所述反射面将检测光束传播方向改变为朝向所述检测区域附近照射。

某些实施例中，所述反射面包括至少部分位于中框的下方的第一反射面和至少部分位于所述中框的上方的第二反射面，所述检测光束从发射模组出射后经所述第一反射面反射到达所述第二反射面，并进一步经所述第二反射面反射并出射到所述保护层的上方。

某些实施例中，所述第一反射面和第二反射面相对所述保护层的上表面倾斜设置，所述第一反射面不平行于第二反射面，检测光束经第一反射面反射后的传播方向与发射模组发出检测光束的传播方向之间形成第一偏转角度，检测光束经第二发射面反射后的传播方向与发射模组发出检测光束的传播方向之间形成第二偏转角度，所述第一偏转角度小于第二偏转角度。

某些实施例中，所述光学检测装置还包括底壳，位于所述发射模组的下方，所述发射模组设置在所述底壳上，所述反射单元位于所述保护层和底壳之间。

某些实施例中，所述反射单元包括第一端部和第二端部，所述第一端部的至少部分位于所述第一开口的下方，所述第二端部的至少部分位于所述第一开口的上方。

某些实施例中，所述第一端部与所述第一开口的内侧壁和/或底壳的上表面连接，和/或，所述第二端部与保护层的下表面和/或所述第一开口的内侧壁连接。

某些实施例中，所述反射单元还包括连接所述第一端部和第二端部的连接部，所述连接部的至少部分位于所述第一开口内。

某些实施例中，所述连接部与第一开口的内侧壁连接。

某些实施例中，所述第一端部包括第一反射面，所述第二端部包括第二反射面，所述检测光束从发射模组出射后经所述第一反射面反射到达所述第二反射面，并进一步经所述第二反射面反射并出射到所述保护层的上方。

某些实施例中，所述第一反射面包括平面和/或曲面，所述第二反射面包括平面和/或曲面。

某些实施例中，所述反射单元包括主体和反光材料，所述反光材料覆盖所述反射单元的至少部分表面形成所述反射面，所述反光材料能够反射所述检测光束。

某些实施例中，所述反射单元使用能够反射所述检测光束的材料制成。

某些实施例中，所述保护层具有相对的上表面和下表面，所述显示模组邻近所述下表面，所述发射模组包括发光单元和准直单元，发光单元用于发射检测光束，所述检测光束经准直单元调制后提供至反射单元，所述发光单元包括用于出射检测光束的发光面，所述发光面相对所述保护层的上表面垂直或倾斜设置，所述发光面朝向所述反射面，在同时垂直所述保护层的上表面和所述发光面的平面内，所述准直单元使得发光单元发出的检测光束的发散角减小。

某些实施例中，所述准直单元和发光单元设置在同一个封装中，或所述准直单元和发光单元不设置在同一个封装中。

某些实施例中，所述保护层具有相对的上表面和下表面，所述显示模组邻近所述下表面，所述发射模组包括多个用于发射检测光束的发光单元，所述保护层的上表面具有相互垂直的长边和短边，所述上表面具有与长边或短边平行的参考线，所述发光单元在保护层的上表面的正投影关于所述参考线对称或位于所述参考线上。

某些实施例中，所述发射模组包括多个用发射检测光束的发光单元，所述发光单元包括LED、VCSEL、Micro-LED、Mini-LED、OLED中的一种或多种。

某些实施例中，所述光学检测装置还包括检测模组，所述检测模组的至少部分位于所述中框的下方，所述中框具有对应所述检测模组的第二开口，出射到保护层的上方的检测光束能够进入外部对象并外部对象透射出来，然后透射出来的检测光束能够依次透过所述保护层、显示模组、第二开口到达所述检测模组，所述检测模组接收外部对象透射出来的所述检测光束并转换为电信号，从而获取外部对象的生物特征信息。

某些实施例中，所述光学检测装置还包括位于中框的下方的检测模组，所述保护层具有相对的上表面和下表面，所述显示模组邻近所述下表面，所述上表面位于所述检测模组的视场角范围之内的部分为外部对象触摸的检测区域，所述检测光束进入所述保护层后初次到达所述保护层的上表面出射的区域为照射区域，所述检测区域和照射区域不相交叠或部分交叠。

某些实施例中，所述发射模组的至少部分位于所述透明区域的下方或所述非透明区域的下方。

某些实施例中，所述反射单元的数量为一个或多个。

某些实施例中，所述检测光束为近红外光。

某些实施例中，所述显示模组为液晶显示模组。

某些实施例中，所述光学检测装置能够用于检测指纹、掌纹、脚趾、生物纹路。

某些实施例中，所述反射面为所述反射单元的外表面，所述发射模组发射的检测光束被所述外表面反射而改变传播方向。

本实用新型的一个方面提供一种电子设备，包括上述的光学检测装置。

本实用新型的有益效果在于，在中框的下方设置用于发射检测光束的发射模组，并通过反射单元改变检测光束的传播方向使得检测光束能够从保护层出射到位于保护层的上方的外部对象上，利用中框的下方空间设置发射模组，不影响其他元件的设置。另外，检测光束通过反射单元出射到保护层的上方，避免了检测光束从显示模组透过而产生损耗，检测光束的利用率较好。

附图说明

图1是本实用新型的光学检测装置的一个实施例的示意图；

图2是图1所示光学检测装置的部分透视示意图；

图3是图1所示光学检测装置的部分截面示意图；

图4是图1所示光学检测装置的检测光束从外部对象透射的示意图；

图5是图3所示光学检测装置的一个实施例中的反射单元的立体示意图；

图6是图3所示光学检测装置的一个实施例中的反射单元的立体示意图；

图7是图6所示反射单元的部分立体示意图；

图8是图3所示光学检测装置的一个实施例中的反射单元的立体示意图；

图9是图3所示光学检测装置的一个实施例中的反射单元的立体示意图；

图10是图3所示光学检测装置的一个实施例中的发射模组的截面示意图。

具体实施方式

在对本实用新型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，所描述的实施例仅仅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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，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。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方式中。

在下文的描述中，提供许多具体细节以便能够充分理解本申请的实施方式。然而，本领域技术人员应意识到，即使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，也可以实践本申请的技术方案。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申请之重点。

请参阅图1，是根据本实用新型的一个实施例的光学检测装置1的部分立体示意图。所述光学检测装置1包括显示装置10。所述显示装置10包括由上至下依次设置的保护层11、显示模组12、中框13和底壳14。

所述保护层11包括非透明区域110和透明区域112，所述非透明区域110位于所述透明区域112的周围或边缘。所述透明区域112能够透射可见光和非可见光。所述非透明区域110能够遮挡可见光和透射非可见光。所述非可见光可以为用于检测外部对象的生物特征信息的检测光束。

所述保护层11包括相对设置的上表面111和下表面（未标号），所述上表面111包括所述透明区域112的上表面和非透明区域110的上表面。所述下表面包括所述透明区域112的下表面和非透明区域110的下表面。所述上表面111为所述光学检测装置1的最外面，或所述上表面111为包括所述光学检测装置1的电子设备的最外面。

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具有和Y轴对应的长度轴、和X轴对应的宽度轴、和Z轴对应的厚度轴。

可选的，所述保护层11可以包括透明基板和光学油墨层，所述透明基板能够透射可见光和非可见光，所述光学油墨层设置在所述保护层11的非透明区域110的下表面。所述透明基材例如但不限于为玻璃、塑料、树脂或其他任意透明材料。所述光学油墨层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，保护层11的上表面111为进行生物特征检测时，外部对象1000直接接触的表面。所述上表面111是所述光学检测装置1的最外面，或所述上表面111是包括所述光学检测装置1的电子设备的最外面。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检测或指纹特征检测。

所述显示模组12位于所述保护层11的下方并能够透过所述保护层11出射可见光实现信息显示，例如但不限于图像显示、文字显示。所述保护层11用于保护显示模组12不受到外部环境的影响。所述显示模组12例如但不限于为液晶显示模组。所述中框13用于支撑所述显示模组12。可选的，在一些实施例中，所述中框13包括位于显示模组12的底部和连接保护层11的侧部。所述底壳14用于收纳所述中框13和底壳14之间的组件。可选的，所述中框13和底壳14可以使用金属和/或塑料制成。

请同时参阅图2，是图1中的光学检测装置1沿Z轴向下的部分透视示意图，示出了中框13的部分俯视示意图。请同时参阅图3，是所述光学检测装置1沿图2中A-A线的部分截面示意图。所述中框13位于所述显示模组12的下方。所述中框13具有第一开口131和第二开口132。所述第一开口131位于所述保护层11的非透明区域110的下方，所述第二开口132位于所述保护层11的透明区域112的下方。可选的，所述第一开口131的横截面为矩形，所述第二开口132的横截面为圆形或矩形。

所述光学检测装置1还包括反射单元15、发射模组16和检测模组19。所述反射单元15设置在所述保护层11的非透明区域110的下方。所述反射单元15位于所述保护层11和底壳14之间。所述反射单元15的至少部分位于所述第一开口131的上方，且所述反射单元15的至少部分位于所述第一开口131的下方。可选的，所述反射单元15穿过所述第一开口131。可选的，所述反射单元15的至少部分位于所述第一开口131内。可选的，所述反射单元15全部位于所述第一开口131的外部。

所述发射模组16位于所述中框13的下方。进一步的，所述发射模组16可以部分或全部位于所述保护层11的透明区域112的下方，或所述发射模组16的部分或全部位于所述保护层11的非透明区域110的下方。也就是说，所述发射模组16在保护层11的上表面111的正投影的至少部分位于所述保护层11的透明区域111或位于所述保护层11的非透明区域112。

可选的，在一些实施例中，所述发射模组16包括多个发光单元161，所述发光单元161能够发射检测光束101。例如但不限于，所述发光单元161可以为LED（light emittingdiode），所述发光单元161的发散角可以为120度至140度。由于LED的发散角较大，因此需要对其发散角进行调整，使得所述发光单元161发出的检测光束101在从发光单元161投射向检测区域VA上方的外部对象的方向上的发散角范围减小，从而检测光束101能够较为集中的投射到外部对象上。而且，这样的话，发光单元161和检测模组19之间的中心距离可以适当减小，也是能够满足照射区域PA和检测区域VA不交叠或部分交叠。

相较于VCSEL（vertical cavity surface emitting laser）光源，LED发出的检测光束101不是相干光，而VCSEL发出的检测光束101是相干光，相应地，例如，由检测模组19根据LED发出的检测光束101所获得指纹图像没有牛顿环的干扰，而由检测模组19根据VCSEL发出的检测光束101所获得指纹图像受牛顿环的干扰。

可选的，在某些实施例中，所述发光单元161还可以为LD（laser diode）、VCSEL、Mini-LED、Micro-LED、OLED（organic light emitting diode）、QLED（quantum dot lightemitting diode）中的一种或多种。

可选的，在一些实施例中，所述保护层11的上表面11具有相互垂直的长边和短边，所述上表面111具有与长边或短边平行的参考线，所述发光单元161在保护层11的上表面111的正投影可以关于所述参考线对称或位于所述参考线上。

所述检测模组19位于所述中框13的下方。可选的，所述检测模组19位于所述第二开口132的下方。当然，在一些实施例中，所述检测模组19可以和所述第二开口132错开。例如但不限于，在光学检测装置1的一些采用潜望式成像结构的变更或可选实施例中，所述检测模组19可以不必正对所述第二开口132，甚至，所述检测模组19可以位于任意合适的位置。本申请实施例中对此不作限定。

可选的，在一些实施例中，所述反射单元15的数量可以为一个或多个。图2中示出了两个反射单元15，并且每个发射单元15对应三个发光单元161。所述发射单元15用于改变对应的发光单元161发射的检测光束101的传播方向。上述关于反射单元15和发光单元161的数量仅为示例性描述，发光单元161的数量可以为一个或多个。

可选的，反射单元15可以为多个，每个反射单元15和一些发光单元161相对应，每个反射单元15用于改变对应的发光单元161发射的检测光束101的传播方向。或者，反射单元15可以为一个，所述反射单元15用于改变所有发光单元161发射的检测光束101的传播方向。

所述发射模组16用于发射检测光束101。所述反射单元15用于改变所述发射模组16发射的检测光束101的传播方向，使得所述检测光束101能够穿过所述第一开口131和所述保护层11并进入位于保护层11的上方的外部对象1000的内部。进入外部对象1000内的检测光束101能够从外部对象1000透射出来，并依次透过所述保护层11、显示模组12、第二开口132到达检测模组19。可选的，所述检测光束101可以为非可见光。进一步的，所述检测光束101可以为近红外光，例如但不限于，所述检测光束101可以为波长范围为780纳米至2000纳米的近红外光。在某些实施例中，所述检测光束101可以为波长等于850纳米或940纳米的近红外光。

所述保护层11的上表面111具有供外部对象1000直接接触的检测区域VA。所述反射单元13包括反射面131，发射模组16发射的检测光束101能够照射到反射面131。所述反射面131将检测光束101传播方向改变为朝向所述检测区域VA附近照射。可选的，所述第二开口132位于所述检测区域VA的下方。可选的，在一些实施例中，所述检测模组19可以位于所述检测区域VA的正下方或其他合适的位置。

可选的，所述检测光束101进入保护层11后初次到达上表面111的区域为照射区域PA，所述检测区域VA和照射区域PA可以不相交叠或部分交叠。

进行生物特征检测时，外部对象1000可以直接接触位于所述保护层11的上表面111上的检测区域VA。进入外部对象1000内部的检测光束101能够透射出来并从检测区域VA进入保护层11。

请参阅图4，以外部对象1000为手指为例，由于手指的指纹具有凹凸纹路（例如：指纹的谷和脊），导致手指和上表面111接触时，指纹的脊紧贴上表面111，指纹的谷则和上表面111之间间隔有空气。检测光束101从脊、谷透射出来时，脊和上表面111直接接触，检测光束101可以直接从脊折射透过上表面111，例如但不限于，透过所述上表面111进入保护层11。谷和上表面111之间间隔空气，检测光束101需要先从谷折射进入空气，然后才通过空气折射透过上表面111。由于手指和空气的折射率不同、检测光束101经过空气时产生损耗等原因，从指纹的脊和谷处透过上表面111的检测光束101具有和指纹的脊和谷对应的不同的强度。图4以外部对象1000为手指为例进行描述，本领域技术人员可以理解，外部对象1000可以为手掌、脚掌、皮肤等。由上述可知，从外部对象1000透射出来的检测光束101带有外部对象1000的生物特征信息，所述生物特征可以为指纹、趾纹、掌纹、皮肤纹路、血管等。

所述光学检测装置1的发射模组16作为主动发射检测光束101的光源，其位于中框13的下方，同时，由于中框具有第一开口131，通过反射单元15改变检测光束101的传播方向，检测光束101可以从中框13的下方穿过第一开口131出射到保护层11的上方，进入外部对象1000的内部。对于发射模组16来说，其通常还包括和发光单元161电性连接的电路板，用于给发光单元161提供驱动电信号。中框13和底壳14之间通常可以用来设置电池、电路板、芯片等。和中框13的上方的狭窄空间相比，中框13的下方空间相对较大，发射模组16设置在中框13的下方不会影响显示装置10的其他元件或组件的设置。另外，检测光束101通过反射单元15出射到保护层11的上方，避免了检测光束101从显示模组11透过而产生损耗，检测光束的利用率较好。

请参阅图5，是图3中光学检测装置1的一个实施例中的反射单元15的立体结构示意图。所述反射单元15具有反射面151。所述反射面151朝向所述发射模组16所在的一侧。所述反射面151用于改变发射模组16的发光单元161发射的检测光束101的传播方向，使得所述检测光束101能够穿过所述第一开口131和保护层11并出射到保护层11的上表面111的上方。图5中示意的反射面151为曲面，所述曲面为凹面。其他或变更实施例中，所述反射面151可以包括曲面和/或平面。可选的，所述反射面151可以是连续的或分离的表面。可选的，所述反射面151可以具有凹陷或凸起。

请参阅图6，是图3中光学检测装置1的一个实施例中的反射单元15的立体结构示意图。其中，图5示出了反射单元15的部分俯视和仰视的示意图。所述反射单元15包括反射面151，所述反射面151包括第一反射面151a、第二反射面151b。检测光束101从发射模组16的发光单元161发射出来后照射到第一反射面151a，并被第一反射面151a反射后到达第二反射面151b。到达第二反射面151b的检测光束101进一步被所述第二反射面151b反射并出射到所述保护层的上方。

可选的，在一些实施例中，所述第一反射面151a的至少部分位于所述第一开口131的下方，所述第二反射面151b的至少部分位于所述第一开口131的上方。可选的，所述第一反射面151a、第二反射面151b可以包括平面和/或曲面。

可选的，在一些实施例中，反射单元15还可以包括位于所述第一反射面151a和第二反射面151b之间的第三反射面151c。检测光束101照射到第一反射面151a后反射到第三反射面151c，然后经第三反射面151c反射到第二反射面151b，再经第二反射面151b反射到保护层11。

可选的，在一些实施例中，所述反射单元15可以包括顶面152、底面153和背面154。所述顶面152和所述保护层11的下表面紧贴或间隔设置。所述底面153和所述底壳14的上表面紧贴或间隔设置。所述背面154和所述中框13的内侧壁紧贴或间隔设置。进一步的，所述顶面152可以通过胶粘或其他连接方式和所述保护层11的下表面连接。进一步的，所述底面153可以通过胶粘或其他连接方式和所述底壳14的上表面连接。进一步的，所述背面154可以通过胶粘或其他连接方式和所述中框13的内侧壁连接。所述反射单元15可以通过连接保护层11的下表面、中框13的内侧壁、底壳14的上表面中以进行固定。

可选的，在一些实施例中，所述反射单元15可以包括第一端部155和第二端部156。所述第一端部155的至少部分位于所述第一开口131的下方，所述第二端部156的至少部分位于所述第一开口131的上方。进一步地，所述反射单元15可以包括连接所述第一端部155和第二端部156的连接部157。所述连接部157的至少部分可以位于所述第一开口131内。可选的，在一些实施例中，所述第一端部155的主截面（即图6中所示Y-Z平面内的截面）可以为直角梯形，所述直角梯形的斜腰对应的面为所述第一反射面151a。所述第二端部156的主截面可以为倒的直角梯形，所述倒的直角梯形的斜腰可以为所述第二反射面151b。也就是说，所述直角梯形的斜腰对应的面朝向所述发射模组16所在的一侧。所述倒的直角梯形的斜腰对应的面朝向显示模组12所在的一侧。

可选的，在一些实施例中，所述第一反射面151a和所述直角梯形的直角腰对应的面(可以看作是位于X-Z平面内的背面154的部分)的夹角可以为0度至30度或0度至45度。所述第二反射面151b和倒的直角梯形的直角腰对应的面的夹角可以为0度至30度或0度至45度。当然，其他或变更实施例中，所述第一端部155、第二端部156的主截面可以为非直角梯形或其他任意适合形状。

可选的，在一些实施例中，检测光束101可以在反射面151经过多次反射后穿过保护层11并出射到保护层11的上方。

可选的，在一些实施例中，检测光束101从发射模组16出射后可以经第一反射面151a反射后直接穿过所述第一开口131和保护层11出射到保护层11的上方。

请参阅图7，是图6中反射单元16的部分立体示意图。标号101a表示从发射模组16发射的检测光束，标号101b表示检测光束101a经第一反射面151a反射后的检测光束，标号101c表示检测光束101b经第二反射面151b反射后的检测光束。如图7所示，经第一反射面151a反射后的检测光束101b的传播方向和从发光单元161发射的检测光束101a的传播方向之间具有第一偏转角度α1。经第二反射面151b反射后的检测光束101c的传播方向和从发光单元161发射的检测光束101a的传播方向之间具有第二偏转角度α2。所述第一偏转角度α1小于第二偏转角度α2。可以理解，检测光束101c的传播方向所在直线和检测光束101a的传播方向之间的第二偏转角度α2可以为二者的传播方向的空间夹角。

可选的，在一些实施例中，所述检测光束101在反射面151上可以发生多次反射后透过保护层11出射到保护层11的上方。所述反射单元15对检测光束101的传播方向的改变可以通过所述检测光束101在反射面151发生多次反射来实现，并且，后一次反射后的检测光束101相较发射模组16发出的检测光束101在传播方向上的偏转角度大于被前一次反射后的检测光束101相较发射模组16发出的检测光束101在传播方向上的偏转角度。例如，检测光束101在反射面151上发生m次反射，第n次反射后的检测光束101相对发射模组16发射出来的检测光束101的偏转角度为αn，则αn＞αn-1。其中，m为大于1的正整数，1＜n≤m。

请参阅图8，是图3中光学检测装置1的一个实施例中的反射单元15的立体结构示意图。所述反射单元15包括反射面15，所述反射面15包括第一反射面151a和第二反射面151b。所述第一反射面151a和第二反射面151b是分离不同表面，所述第一反射面151a不连接也不通过其他表面连接所述第二反射面151b。可选的，所述第一反射面151a的至少部分位于所述第一开口131的下方。可选的，所述第二反射面151b的至少部分位于所述第一开口131的上方。

可选的，所述反射单元15包括第一端部155和第二端部156。所述第一端部155包括所述第一反射面151a，所述第二端部156包括所述第二反射面151b。所述第一端部155可以和底壳14的上表面固定连接，和/或，所述第二端部156可以和保护层11的下表面固定连接。可选的，所述第一端部155和/或第二端部156可以和所述第一开口131的内侧壁固定连接。可选的，所述反射单元15可以和所述中框13连接，或所述反射单元15可以和所述中框13不相接触。可选的，所述第一反射面151a、第二反射面151b可以包括平面和/或曲面。

请参阅图9，是图3中光学检测装置1的一个实施例中的反射单元15的立体结构示意图。在一些实施例中，所述反射单元15包括主体1501和反光材料1502，所述反光材料1502覆盖所述主体1501的至少部分表面从而形成所述反射面151。所述反光材料1502能够反射检测光束101。所述主体1501可以为实心结构或空心结构。可选的，在一些实施例中，所述主体1501可以是玻璃或树脂。所述反光材料1502可以是镀膜形成在所述主体1501表面。在另外一些实施例中，所述反光材料1502可以是能够反射检测光束101的反射膜，所述反射膜可以粘贴在所述主体1501表面上。可选的，在一些实施例中，所述反射单元15使用反光材料制成，能够反射检测光束101。

请参阅图10，是图3中光学检测装置1的一个实施例中的发射模组16的截面示意图。所述发射模组16可以包括发光单元161和准直单元162。所述发光单元161用于发射检测光束101，所述准直单元162用于将发光单元161发射的检测光束101的发散角进行调整后提供到反射单元15。

可选的，所述发光单元161包括用于发射检测光束101的发光面1611，所述发光面1611大致为矩形平面，所述发光面1611朝向所述反射面151或所述反射单元15。定义同时垂直于所述保护层11的上表面111和发光面1611的平面为第一平面169。图9中β1表示发光单元161发射的检测光束101在第一平面169内的发散角，β2表示经过准直单元162调整后的检测光束101在第一平面169内的发散角。至少在第一平面169内，经过准直单元162调整后的检测光束101的发散角β2小于所述发光单元161发射的检测光束101的发散角β1。可选的，在一些实施例中，所述发光面1611可以相对所述上表面111垂直、或倾斜设置。可选的，在一些实施例中，所述发光单元161可以包括发光芯片裸片和封装结构，所述发光面1611可以为封装结构的一个表面或表面的部分区域。或者，在一些实施例中，所述发光单元161仅包括发光芯片裸片，所述发光面1611可以为发光芯片裸片的表面。

从所述发射模组16发射到反射单元15的检测光束101在第一平面169内的发散角较小，经反射单元15改变传播方向的检测光束101从所述保护层11出射时的发散角较小，检测光束101的传播方向较为集中，有利于检测光束101进入外部对象1000。检测光束101的利用率较好。

可选的，所述准直单元162可以发光单元161集成在同一个封装中，或所述准直单元162可以不和所述发光单元161设置在同一个封装。可选的，所述准直单元162可以为具有减小发散角功能的光学膜、光纤、 透镜、光栅等，本申请实施例对此不作限定。 可选的，所述准直单元162可以使用折射率较高的材料制成，例如折射率大于1.5的光学材料制成，从而所述准直单元162可以对检测光束101起到聚拢的作用。例如但不限于，所述准直单元162可以包括凸透镜结构。

本申请实施例中，所述显示模组12可以包括显示面板和位于显示面板下方的背光单元。所述显示模组12可以为液晶显示模组。所述显示面板可以为液晶显示面板，所述显示面板可以包括相对的两个基板和位于两个基板之间的液晶层。所述背光单元用于给所述显示面板提供可见光。所述背光单元包括由下至上依次堆叠的反射片、导光板、和光学膜层。所述背光单元还包括邻近所述导光板的一个侧面设置的背光灯。背光灯发射可见光，可见光从导光板邻近所述背光灯的侧面进入导光板，经过导光板导光后透过所述光学膜层出射到显示面板。反射片用于将从导光板的底面出射的可见光反射回到导光板。光学膜层用于增亮和/或扩散透过其的可见光。所述显示模组12能够透射所述检测光束101。

需要说明的是，本申请并不以此为限，所述显示模组12可以是其他适当的显示模组、显示组件或显示器。可选的，在一些实施例中，所述显示模组12可以为自发光型显示器件，所述显示模组12和保护层11共同构成一个自发光的显示装置。可选的，其他或变更实施例中，所述显示模组12包括二相对的基板和位于所述基板之间的显示层，所述显示层可以是有机发光二极管（OLED）层，或者是液晶层。

本申请的光学检测装置或包括所述光学检测装置的电子设备例如但不限于消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中，消费性电子产品例如为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品例如为智能门锁、电视、冰箱等。车载式电子产品例如为车载导航仪、车载DVD等。金融终端产品例如为ATM机、自助办理业务的终端等。

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、显示模组、发射模组、反射单元、反射面、中框、发光单元、照射区域、检测区域等的结构、位置也可以应用在本实用新型公开的其他实施例中，由此得到实施例及其替换、变形、组合、拆分、扩展、省略等均属于本实用新型保护范围。

需要说明的是，本实用新型描述中可能出现的上表面、下表面、出光面、入光面、发光面等，可以是实际存在的实体表面，也可以是假想表面，不影响本实用新型技术方案实现，均属于本实用新型范围。另外，本实用新型描述中可能出现的“重叠”、“重合”、“交叠”，应理解为具有相同意思并可以相互替换。

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，本实用新型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实用新型的实用新型创造思想所涵盖，属于本实用新型的保护范围。

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实用新型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。

本实用新型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实用新型实施例和简化描述，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实用新型的限制。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，在本实用新型的描述中，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。在本实用新型的描述中，“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。本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。权利要求书中所使用的术语不应理解为将实用新型限制于本说明书中所公开的特定实施例。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (30)

1.一种光学检测装置，其特征在于，包括：

保护层，包括透明区域和位于所述透明区域周围的非透明区域，所述非透明区域能够遮挡可见光；

显示模组，位于保护层的下方，能够透过所述透明区域出射可见光以实现信息显示；

中框，位于所述显示模组的下方，所述中框具有位于非透明区域的下方的第一开口，所述中框用于支撑所述显示模组；

发射模组，位于所述中框的下方，所述发射模组用于发射用于生物特征检测的检测光束，所述检测光束为不可见光；

反射单元，所述反射单元设置在非透明区域的下方，用于改变所述检测光束的传播方向，使得所述检测光束能够穿过所述第一开口和所述保护层出射到保护层的上方。

2.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射单元包括用于反射所述检测光束的反射面，所述检测光束在所述反射面上发生反射并改变传播方向。

3.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射单元包括至少部分位于所述第一开口的下方的第一端部和至少部分位于所述第一开口的上方的第二端部。

4.根据权利要求3所述的光学检测装置，其特征在于，所述第一端部的主截面为直角梯形，所述第二端部的主截面为倒的直角梯形，所述直角梯形的斜腰对应的面朝向所述发射模组所在的一侧，所述倒的直角梯形的斜腰对应的面朝向所述显示模组所在的一侧。

5.根据权利要求4所述的光学检测装置，其特征在于，所述直角梯形的斜腰对应的面为第一反射面，所述倒的直角梯形的斜腰对应的面为第二反射面，所述第一反射面用于将所述发射模组发出的检测光束反射至所述第二反射面，所述第二反射面用于将所述检测光束反射至所述保护层，以使所述检测光束能够穿过所述保护层到达位于所述保护层的上方的外部对象。

6.根据权利要求4所述的光学检测装置，其特征在于，所述直角梯形的斜腰对应的面和直角腰对应的面的夹角为0度至45度，所述倒的直角梯形的斜腰对应的面和其直角腰对应的面的夹角为0度至45度。

7.根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射面包括平面和/或曲面。

8.根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护层包括相对设置的上表面和下表面，所述上表面包括所述透明区域的上表面和非透明区域的上表面，所述下表面包括所述透明区域的下表面和非透明区域的下表面，所述保护层的上表面具有外部对象可直接触摸的检测区域，所述显示模组邻近所述下表面，所述反射面将检测光束传播方向改变为朝向所述检测区域附近照射。

9.根据权利要求8所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射面包括至少部分位于中框的下方的第一反射面和至少部分位于所述中框的上方的第二反射面，所述检测光束从发射模组出射后经所述第一反射面反射到达所述第二反射面，并进一步经所述第二反射面反射并出射到所述保护层的上方。

10.根据权利要求9所述的光学检测装置，其特征在于，所述第一反射面和第二反射面相对所述保护层的上表面倾斜设置，所述第一反射面不平行于第二反射面，检测光束经第一反射面反射后的传播方向与发射模组发出检测光束的传播方向之间形成第一偏转角度，检测光束经第二发射面反射后的传播方向与发射模组发出检测光束的传播方向之间形成第二偏转角度，所述第一偏转角度小于第二偏转角度。

11.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述光学检测装置还包括底壳，位于所述发射模组的下方，所述发射模组设置在所述底壳上，所述反射单元位于所述保护层和底壳之间。

12.根据权利要求11所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射单元包括第一端部和第二端部，所述第一端部的至少部分位于所述第一开口的下方，所述第二端部的至少部分位于所述第一开口的上方。

13.根据权利要求12所述的光学检测装置，其特征在于，所述第一端部与所述第一开口的内侧壁和/或底壳的上表面连接，和/或，所述第二端部与保护层的下表面和/或所述第一开口的内侧壁连接。

14.根据权利要求13所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射单元还包括连接所述第一端部和第二端部的连接部，所述连接部的至少部分位于所述第一开口内。

15.根据权利要求14所述的光学检测装置，其特征在于，所述连接部与第一开口的内侧壁连接。

16.根据权利要求12所述的光学检测装置，其特征在于，所述第一端部包括第一反射面，所述第二端部包括第二反射面，所述检测光束从发射模组出射后经所述第一反射面反射到达所述第二反射面，并进一步经所述第二反射面反射并出射到所述保护层的上方。

17.根据权利要求16所述的光学检测装置，其特征在于，所述第一反射面包括平面和/或曲面，所述第二反射面包括平面和/或曲面。

18.根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射单元包括主体和反光材料，所述反光材料覆盖所述反射单元的至少部分表面形成所述反射面，所述反光材料能够反射所述检测光束。

19.根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射单元使用能够反射所述检测光束的材料制成。

20.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护层具有相对的上表面和下表面，所述显示模组邻近所述下表面，所述发射模组包括发光单元和准直单元，发光单元用于发射检测光束，所述检测光束经准直单元调制后提供至反射单元，所述发光单元包括用于出射检测光束的发光面，所述发光面相对所述保护层的上表面垂直或倾斜设置，所述发光面朝向所述反射面，在同时垂直所述保护层的上表面且和所述发光面的平面内，所述准直单元使得发光单元发出的检测光束的发散角减小。

21.根据权利要求20所述的光学检测装置，其特征在于，所述准直单元和发光单元设置在同一个封装中，或所述准直单元和发光单元不设置在同一个封装中。

22.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护层具有相对的上表面和下表面，所述显示模组邻近所述下表面，所述发射模组包括多个用于发射检测光束的发光单元，所述保护层的上表面具有相互垂直的长边和短边，所述上表面具有与长边或短边平行的参考线，所述发光单元在保护层的上表面的正投影关于所述参考线对称或位于所述参考线上。

23.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述发射模组包括多个用发射检测光束的发光单元，所述发光单元包括LED、VCSEL、Micro-LED、Mini-LED、OLED中的一种或多种。

24.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述光学检测装置还包括检测模组，所述检测模组的至少部分位于所述中框的下方，所述中框具有对应所述检测模组的第二开口，出射到保护层的上方的检测光束能够进入外部对象并从外部对象透射出来，然后透射出来的检测光束能够依次透过所述保护层、显示模组、第二开口到达所述检测模组，所述检测模组接收外部对象透射出来的所述检测光束并转换为电信号，从而获取外部对象的生物特征信息。

25.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述光学检测装置还包括位于中框的下方的检测模组，所述保护层具有相对的上表面和下表面，所述显示模组邻近所述下表面，所述上表面位于所述检测模组的视场角范围之内的部分为外部对象触摸的检测区域，所述检测光束进入所述保护层后初次到达所述保护层的上表面出射的区域为照射区域，所述检测区域和照射区域不相交叠，或所述检测区域和照射区域部分交叠。

26.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述发射模组的至少部分位于所述透明区域的下方或所述非透明区域的下方。

27.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射单元的数量为一个或多个。

28.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，所述显示模组为液晶显示模组，所述光学检测装置能够用于检测指纹。

29.根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射面为所述反射单元的外表面，所述发射模组发射的检测光束被所述外表面反射而改变传播方向。

30.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-29中任意一项所述的光学检测装置。

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