CN210119792U - 红外指纹识别模组及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种红外指纹识别模组，设置于电子装置的液晶面板下方。包括红外接收组件和背光组件，所述背光组件包括光源、导光板和反光片，所述导光板位于所述红外接收组件和所述液晶面板之间，所述反光片位于所述导光板与所述红外接收组件之间。所述光源固定于所述导光板靠近所述第一侧边处，用于朝向所述第一侧边对所述导光板发射红外光，所述红外光在所述反光片的作用下从所述导光板远离所述反光片一侧射入所述液晶面板。当用户的手指接触到所述液晶面板时，所述红外接收组件用于接收被手指反射回的红外光以实现指纹识别功能。本申请红外指纹识别模组省去了通常设置于液晶面板下方的光发射装置，节省了电子装置的内部空间，并增大了指纹识别的区域。

Description

红外指纹识别模组及电子装置

技术领域

本申请涉及电子装置领域，尤其涉及一种结构紧凑的红外指纹识别模组，以及采用该红外指纹识别模组的电子装置。

背景技术

当前电子装置通常设有指纹识别功能，特别在全面屏的趋势下，屏下指纹识别技术日趋受到重视。目前红外光指纹模组100a中的红外光发射装置10a作为一个独立的器件放在背光组件200a的下方(见图1)，且红外光发射装置10a与红外光接收装置20a并排设置。这样对电子装置的内部空间占用较大，而且红外光发射装置10a的点光源出光角度较小，导致指纹识别的区域也较小，且红外指纹识别模组100a的位置相对固定。

发明内容

本申请提出一种光源侧发光的红外指纹识别模组，省去了在屏幕下方设置独立的红外光发射装置以节省空间，具体包括如下技术方案：

一种红外指纹识别模组，设置于电子装置的液晶面板下方，所述红外指纹识别模组包括红外接收组件和背光组件，所述背光组件包括光源、导光板和反光片，所述导光板位于所述红外接收组件和所述液晶面板之间，所述反光片位于所述导光板与所述红外接收组件之间，所述反光片可透过红外光，所述导光板包括一第一侧边，所述光源固定于所述导光板靠近所述第一侧边处，所述光源包括第一LED单元，所述第一LED单元同时封装有红外光晶片和可见光晶片，以使得所述光源朝向所述第一侧边对所述导光板同时发射红外光和可见光，所述红外光和可见光从所述导光板远离所述反光片一侧射入所述液晶面板，所述可见光用于实现所述液晶面板的显示功能，当用户的手指接触到所述液晶面板时，所述红外接收组件用于接收被手指反射回的红外光以实现指纹识别功能。

本申请红外指纹识别模组，通过将所述红外接收组件设置于所述液晶面板的下方，使其具备了屏下指纹识别的基础。通过所述光源的所述第一LED单元内同时封装红外光晶片和可见光晶片，使得所述光源可以从所述导光板的一侧同时发射红外光和可见光。红外光和可见光均可以射入所述导光板中进行充分扩散，并在所述反光片的作用下使得大部分的红外光和可见光从所述导光板朝向所述液晶面板一侧发出。红外光在穿过所述液晶面板之后，如果用户手指接触到所述液晶面板，可以将红外光反射到所述红外接收组件上，而因为所述反光片可透过红外光，红外光得以通过所述红外接收组件接收到的红外光对用户身份进行识别，实现指纹识别的功能。可见光可用作液晶面板的背光源。本申请红外指纹识别模组不需要单独设置位于屏幕下方的红外光发射装置，使得这一部分空间得以节约，有利于电子装置的内部器件排布。同时通过所述导光板对红外光的扩散，增大了红外光的作用区域，使得所述红外接收组件可以在更大的范围内进行排布，都能实现红外光的有效接收，进一步有利于电子装置的内部器件排布设计。且本申请红外指纹识别模组通过将所述红外光晶片和所述可见光晶片同时封装于所述第一LED单元内，节省了结构设计的空间，而且可以降低成本，使得所述光源还可以向所述液晶面板提供显示用的背光源。

其中，所述背光组件包括支架，所述支架包括收容空间，所述光源、所述导光板以及所述反光片均收容于所述收容空间内，所述支架包括底板，所述底板位于所述红外接收组件与所述反光片之间，所述底板还设有开孔，所述红外接收组件正对所述开孔设置，以使得所述红外接收组件接收从所述开孔通过的红外光。通过所述支架对所述背光组件的固持，可以对所述背光组件实现更好的定位，且所述开孔的设置也满足了所述红外接收组件的通光需要。

其中，所述背光组件还包括扩散片和增光片，所述扩散片和所述增光片均位于所述导光板与所述液晶面板之间，且所述扩散片位于所述增光片与所述导光板之间。所述扩散片和所述增光片都可以进一步提高红外光和可见光的作用范围和作用效果。

其中，所述光源还包括固定条，所述固定条在长度方向上沿所述第一侧边设置，所述第一LED单元与所述固定条固定连接，所述第一LED单元朝向所述第一侧边发光，且所述第一LED单元为多个，多个所述第一LED单元间隔设置于所述固定条上。间隔设置的所述第一LED单元可以作用于更大的范围，增大指纹识别的区域以及可见光的背光区域。

其中，所述固定条在长度方向上设有第一区段，所述第一区段在所述固定条的长度方向上对应所述红外接收组件设置，多个所述第一LED单元至少设置于所述第一区段内，以保证反射到所述红外接收组件上的红外光光量。将所述第一LED单元集中于所述第一区段内，以对应所述红外接收组件更好的接收，可以提高本申请红外指纹识别模组的识别效率。

其中，所述光源还包括第二LED单元，所述第二LED单元也与所述固定条固定连接，所述第二LED单元也为多个，多个所述第二LED单元沿所述固定条的长度方向间隔设置并朝向所述第一侧边发光，所述第二LED单元内包括所述可见光晶片，以使得所述背光组件仅向所述液晶面板发送可见光。所述第二LED单元使得本申请红外指纹识别模组的所述背光组件在未对应到所述红外接收组件的位置仅作为所述液晶面板的背光组件发送可见光，避免不必要的红外光的无效发光现象。

其中，所述导光板还包括与所述第一侧边相对的第二侧边，所述光源为两个，两个所述光源分别朝向所述第一侧边和所述第二侧边设置并固定，以使得两个所述光源均朝向所述导光板发射红外光和可见光。同时从所述导光板的两侧朝向所述导光板发光，可以提升所述导光板内的红外光和可见光的光量，并使得光线更加均匀。

其中，靠近所述第一侧边设置的所述光源的所述第一LED单元内的所述红外光晶片与所述可见光晶片的排列顺序，与靠近所述第二侧边设置的所述光源的所述第一LED单元内的所述红外光晶片与所述可见光晶片的排列顺序相反。将相对的所述第一LED单元内的所述红外光晶片与所述可见光晶片交错设置，可以使得所述导光板内的红外光和可见光都更加均匀，以实现更好的光线投射效果。

本申请还涉及一种电子装置，包括液晶面板以及上述的红外指纹识别模组，所述液晶面板与所述红外指纹识别模组通过光学胶粘接固定。电子装置采用上述红外指纹识别模组，可以提高电子装置的内部空间利用率，同时使得电子装置实现屏下指纹识别，其识别区域较现有屏下指纹识别区域更大，可以灵活设置。

其中，所述液晶面板包括上偏光片、液晶层和下偏光片，且所述下偏光片位于所述上偏光片与所述红外指纹识别模组之间，所述液晶层位于所述上偏光片与所述下偏光片之间。所述上下偏光片的设置有助于对环境光的过滤，消除环境光对指纹识别功能的影响。

其中，所述液晶面板还包括保护玻璃，所述保护玻璃位于所述液晶面板远离所述红外指纹识别模组一侧，所述保护玻璃通过所述光学胶与所述上偏光片粘接。所述保护玻璃用于覆盖并保护所述液晶面板和所述红外指纹识别模组。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1现有技术中红外指纹识别模组的示意图；

图2是本申请实施例提供的电子装置的示意图；

图3是本申请实施例提供的红外指纹识别模组中导光板的光路示意图；

图4是本申请实施例提供的红外指纹识别模组中光源的示意图；

图5是本申请另一实施例提供的红外指纹识别模组中光源的示意图；

图6是本申请另一实施例提供的电子装置的示意图；

图7是本申请另一实施例提供的红外指纹识别模组中光源的示意图；

图8是本申请一实施例提供的电子装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参看图2所示的本申请电子装置100，设置于电子装置200的液晶面板300下方。可以理解的，此处的下方是指液晶面板300的出光面301的背侧。红外指纹识别模组100包括红外接收组件10和背光组件20。其中背光组件20包括光源21、导光板22和反光片23。其中红外接收组件10、反光片23、导光板22和液晶面板300呈层叠的方式设置。导光板22位于红外接收组件10和液晶面板300之间，反光片23位于导光板22与红外接收组件10之间，反光片23可透过红外光。请参见图3，导光板22还包括一第一侧边223a，光源21固定于导光板22靠近第一侧边223a处，且光源21包括有第一LED单元211。结合图4，第一LED单元211内同时封装有红外光晶片2111和可见光晶片2112。红外光晶片2111用于实现光源21向导光板22发射红外光，可见光晶片2112用于实现光源21向导光板22发射可见光。导光板22还包括靠近液晶面板300的第一面221以及与第一面221相对的第二面222。红外光和可见光均从导光板22的第一侧边223a射入，在导光板22内得到扩散。因为导光板22的板状结构，大部分红外光和可见光均会从第一面221与第二面222射出。此时，因为反光片23的作用，射向第二面222的红外光和可见光会经反光片23的反射从第一面221射出。即光源21发出的红外光和可见光大部分从第一面221射入液晶面板300。此时，可见光可以作为液晶面板300的背光源，提供用户观测液晶面板300所必须的背光功能。而对于红外光，在图3的示意中，当用户的手指接触到液晶面板300，且液晶面板300可以透过光线时，从第一面221射入液晶面板300的红外光会朝向外部射出。且投射到用户手指区域的红外光会经手指的反射而重新向背光组件20投射。穿过背光组件20的红外光可以被红外接收组件10所接收，红外光在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回的光线明暗不同，此时红外接收组件10上的CMOS或者CCD接收到的红外光线会形成由脊线和谷线组成的灰度图像，即指纹图像中具有一定宽度和走向的黑白相间纹线灰度图像。通过对数字化的指纹灰度图像进行处理，实现用户的身份识别功能。需要提出的是，在本申请红外指纹识别模组100中，反光片23对红外光的反射并非完全反射，反光片23需要具备一定的透光率，才能在红外光经指纹反射回背光组件20的过程中允许红外光通过，并抵达红外接收组件10处，才能实现本申请红外指纹识别模组100的指纹识别功能。这使得光源21发出的红外光在射入导光板22时，会有部分投射到反光片23的红外光透过反光片23抵达红外接收组件10处。但此时透过反光片23的红外光光量较小，且投射到红外接收组件10处的红外光相对均匀，不会对红外接收组件10的识别过程产生影响。大部分的红外光会从第一面221处朝向液晶面板300投射，然后经手指反射回到导光板22中。此时经反射的红外光光量相对于经透射抵达红外接收组件10的红外光光量更大，红外接收组件10可以较为容易的辨别出经透射抵达的红外光和经反射抵达的红外光，然后红外接收组件10对辨别处的经反射接收到的红外光进行指纹识别工作，可以实现本申请红外指纹识别模组100的指纹识别功能。

另一方面，对于液晶面板300，其内部因为液晶分子的排布，在熄屏状态下通常处于可见光非通光的状态。即电子装置200在休眠时对可见光的光线处于阻隔的状态。只有在液晶面板300开始显示时，液晶分子转向后，可见光的光线才能从液晶面板300处通过。但红外光波长段的光线不受液晶分子排布的影响，在熄屏或亮屏状态下都可以从液晶面板300处穿过。因此，本申请红外接收组件10在液晶面板300显示或熄屏时都能进行指纹识别，且不会影响到液晶面板300的正常工作。而可见光晶片2112即使发光，也会因为液晶分子的作用而不会被用户观测到。同时，因为红外光为非可见光，在光源21发出红外光经背光组件20朝向液晶面板300射出后，并不会影响到用户观测液晶面板300的可见光显示画面，因此本申请红外识别模组100在增加红外指纹识别功能的同时，不会对液晶面板300的显示产生任何影响。

由此，本申请红外指纹识别模组100因为背光组件20内红外光晶片2111的设置，而不需要单独设置位于屏幕下方的红外光发射装置，就能够实现红外指纹识别的功能，节约了原本由红外光发射装置所占用的内部空间，有利于电子装置200的内部器件排布。同时，第一LED单元211内同步封装了可见光2112，使得背光组件20还能作为液晶面板300的背光源提供可见背光。通过导光板22对红外光和可见光的扩散作用，增大了红外光和可见光的作用区域，使得可见光背光源能均匀的为液晶面板300提供可见背光。也使得红外接收组件10可以在更大的范围内进行排布，或者对应扩大红外接收组件10的面积，或设置多个红外接收组件10，以扩展电子装置200的指纹识别区域，提升用户体验。当然，也可以利用更大范围排布红外接收组件10的便利，合理利用电子装置200的内部空间。这些有益效果都助于电子装置200的用户体验提升。

一种实施例，背光组件20还包括支架24。支架24可以为一体结构，也可以为多个结构拼接形成。支架24设有收容空间241，光源21、导光板22以及反光片23均收容于收容空间241内，以使得支架24对背光组件20的其余组件形成固持和定位。支架24包括有底板242，底板242位于红外接收组件10与反光片13之间。底板242可以采用金属材料制作，以对背光组件20的其余组件形成更好的固持效果。底板242还设有开孔243，红外接收组件10正对开孔243设置，以使得红外光能够通过开孔243投射到红外接收组件10上。

进一步的，背光组件20还可以包括扩散片25和增光片26，用于进一步提高红外光和可见光的作用范围和作用效果。扩散片25和增光片26均位于导光板22与液晶面板300之间，且扩散片25位于增光片26与导光板22之间。

请参见图4，光源21还包括有固定条212。其中固定条212在长度方向上沿第一侧边223a设置，第一LED单元211与固定条223a固定连接，且第一LED单元211朝向第一侧边223a发光，以使得第一LED单元211发出的红外光和可见光能从第一侧边223a投射到导光板22中。为了实现更大的红外光和可见光照射区域，可以设置第一LED单元211为多个，多个第一LED单元211间隔设置于固定条212上。间隔设置的第一LED单元211可以作用于更大的范围，增大指纹识别和背光源的区域。

本申请红外指纹识别模组100还可以根据预设的指纹识别区域来针对性的设置第一LED单元211的布置位置。具体请参见图5，固定条212在长度方向上设有第一区段2121，第一区段2121在固定条212的长度方向上对应红外接收组件10的位置设置。也可以描述为红外接收组件10在固定条212的长度方向上的投影对应为第一区段2121。此时将多个第一LED单元211设置于第一区段2121内，以保证光源21在对应红外接收组件10的位置发射红外光，保证反射到红外接收组件10上的红外光光量，可以提高本申请红外指纹识别模组100的识别效率。同时，将红外LED211对应设置在第一区段2121处，即具备指纹识别功能的区域才会有红外光射入，合理设置第一LED单元211的数量以及分布区域，可以节约电子装置200的成本。当然，在对应较大范围的指纹识别区域实施例中，或为了加强红外光的光量以保证指纹识别精度的实施例，或为了扩大可见光作为背光源提供更均匀的背光实施例中，第一LED单元211还可以设置于第一区段2121之外，也属于本申请红外指纹识别模组100所要求保护的技术范围。

请继续参见图5，光源21还包括第二LED单元213。第二LED单元213也与固定条212固定连接，第二LED单元213也为多个，多个第二LED单元213也沿固定条212的长度方向间隔设置并朝向第一侧边223a发光。与第一LED单元211不同的是，第二LED单元213内只封装可见光晶片2112，以使得第二LED单元213仅向液晶面板300发送可见光。可以理解的，因为红外接收组件10的作用区域相对于液晶面板300的显示区域更小，如果在仅需要提供背光源的位置也设置第一LED单元211，会造成无需发射红外光的区域也存在红外光投射的浪费。第二LED单元213可以设置于第一区段2121以外的固定条212的位置上，因为第二LED单元213仅封装了可见光晶片2112，使得被申请红外指纹识别模组100在对应到红外接收组件10以外的区域中只需要向液晶面板300提供可见光的背光，节省了红外指纹识别模组100的成本。一种实施例请参见图6，导光板22还包括与第一侧边223a相对的第二侧边223b，光源21为两个，两个光源21分别朝向第一侧边223a和第二侧边223b设置并固定，以使得两个光源21均朝向导光板22发射红外光和可见光。同时从第一侧边223a和第二侧边223b朝向导光板22发光。鉴于市面上部分背光模组产品和液晶屏产品的红外光穿透率较低，所以设置相对的两处光源21同时向导光板22的两侧分别射入红外光和可见光，能够提升红外光和可见光的能量，有助于红外光和可见光的穿透能力。而且在导光板22的两侧同时入射红外光和可见光，也有利于红外光和可见光在导光板22内的均匀分布，避免红外光分布不均匀导致部分区域无法实现指纹识别的缺陷，或可见光分布不均匀导致的液晶面板300亮度不均匀的缺陷。

一种实施例请参见图7，靠近第一侧边223a设置的光源21的第一LED单元211内，红外光晶片2111与可见光晶片2112的排列顺序，与靠近第二侧边223b设置的光源的第一LED单元211内的红外光晶片2111与可见光晶片2112的排列顺序相反。将相对的第一LED单元211内的红外光晶片2111与可见光晶片2112交错设置，可以使得导光板22内的红外光和可见光从相对的两侧交错射入，交错进入导光板22的红外光和可见光可以在导光板22内相互形成光线的补充，经过导光板22的作用后红外光和可见光都更加均匀，以实现更好的光线投射效果。

前述中提到，本申请涉及的电子装置200，包括液晶面板300以及上述的红外指纹识别模组100。液晶面板300与红外指纹识别模组100通过光学胶201粘接固定。电子装置200因为采用了上述红外指纹识别模组100，可以同时向液晶面板300提供作为背光的可见光，并向红外接收组件10提供用于红外指纹识别的红外光，提高了电子装置200的内部空间利用率，同时使得电子装置200实现屏下指纹识别的功能。且指纹识别的区域较现有屏下指纹的识别区域更大，可以将红外接收组件10灵活设置于电子装置200的屏幕任意位置。

一种实施例见图8，液晶面板300包括上偏光片310、液晶层320和下偏光片330。下偏光片330位于上偏光片310与红外指纹识别模组100之间，液晶层320位于上偏光片310与下偏光片330之间。上偏光片310与下偏光片320的设置有助于在液晶面板300处对环境光形成过滤，消除环境光透过液晶面板300入射对红外接收组件10的影响，保证红外指纹识别模组100的识别准确率。

需要提出的是，在本申请电子装置200中，偏光、扩散、增强等功能的膜片结构，需要同时在红外光波段以及可见光波段都具备较高的透过率和作用能力，才能同时对应到可见光的背光效果，以及红外光的投射和反射效果。当前市面上已经逐步出现波长范围较大的光学膜片，此为本申请红外指纹识别模组100功能得以实现的基础。

一种实施例，为了保护液晶面板300，还在液晶面板300上设置了保护玻璃340。保护玻璃340位于液晶面板300出光的一侧，即保护玻璃340位于液晶面板300远离红外指纹识别模组100一侧。保护玻璃340与上偏光片310通过光学胶201粘接。可以理解的，保护玻璃340与光学胶201都需要具备较高的光透过能力，且作用光波长范围需要包括红外光和可见光，才能使得本申请电子装置200的功能得以实现。用户的手指与保护玻璃340接触，并将红外光反射至红外指纹识别模组100进行身份认证。保护玻璃340可以对上偏光片310、液晶层320等实施密封保护，避免杂质或水气进入液晶面板300中或红外指纹识别模组100中，对电子装置200的内部结构造成破坏。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种红外指纹识别模组，设置于电子装置的液晶面板下方，其特征在于，所述红外指纹识别模组包括红外接收组件和背光组件，所述背光组件包括光源、导光板和反光片，所述导光板位于所述红外接收组件和所述液晶面板之间，所述反光片位于所述导光板与所述红外接收组件之间，所述反光片可透过红外光，所述导光板包括第一侧边，所述光源固定于所述导光板靠近所述第一侧边处，所述光源包括第一LED单元，所述第一LED单元内同时封装有红外光晶片和可见光晶片，以使得所述光源朝向所述第一侧边对所述导光板同时发射红外光和可见光，所述红外光和可见光从所述导光板远离所述反光片一侧射入所述液晶面板，所述可见光用于实现所述液晶面板的显示功能，当用户的手指接触到所述液晶面板时，所述红外接收组件用于接收被手指反射回的红外光以实现指纹识别功能。

2.根据权利要求1所述的红外指纹识别模组，其特征在于，所述背光组件还包括：

支架，所述支架包括收容空间，所述光源、所述导光板以及所述反光片均收容于所述收容空间内；

底板，所述底板位于所述红外接收组件与所述反光片之间，所述底板设有开孔，所述红外接收组件正对所述开孔设置，以使得所述红外接收组件接收从所述开孔通过的红外光。

3.根据权利要求2所述的红外指纹识别模组，其特征在于，所述背光组件还包括扩散片和增光片，所述扩散片和所述增光片均位于所述导光板与所述液晶面板之间，且所述扩散片位于所述增光片与所述导光板之间。

4.根据权利要求1～3任一项所述的红外指纹识别模组，其特征在于，所述光源还包括固定条，所述固定条在长度方向上沿所述第一侧边设置，所述第一LED单元与所述固定条固定连接，所述第一LED单元朝向所述第一侧边发光，且所述第一LED单元为多个，多个所述第一LED单元间隔设置于所述固定条上。

5.根据权利要求4所述的红外指纹识别模组，其特征在于，所述固定条在长度方向上设有第一区段，所述第一区段在所述固定条的长度方向上对应所述红外接收组件设置，多个所述第一LED单元至少设置于所述第一区段内，以保证反射到所述红外接收组件上的红外光光量。

6.根据权利要求5所述的红外指纹识别模组，其特征在于，所述光源还包括第二LED单元，所述第二LED单元也与所述固定条固定连接，所述第二LED单元也为多个，多个所述第二LED单元沿所述固定条的长度方向间隔设置并朝向所述第一侧边发光，所述第二LED单元内包括所述可见光晶片，以使得所述第二LED单元仅向所述液晶面板发送可见光。

7.根据权利要求6所述的红外指纹识别模组，其特征在于，所述导光板还包括与所述第一侧边相对的第二侧边，所述光源为两个，两个所述光源分别朝向所述第一侧边和所述第二侧边设置并固定，以使得两个所述光源均朝向所述导光板发射红外光和可见光。

8.根据权利要求7所述的红外指纹识别模组，其特征在于，靠近所述第一侧边设置的所述光源的所述第一LED单元内的所述红外光晶片与所述可见光晶片的排列顺序，与靠近所述第二侧边设置的所述光源的所述第一LED单元内的所述红外光晶片与所述可见光晶片的排列顺序相反。

9.一种电子装置，包括液晶面板，其特征在于，所述电子装置还包括如权利要求1-8任一项所述的红外指纹识别模组，所述液晶面板与所述红外指纹识别模组通过光学胶粘接固定。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述液晶面板包括上偏光片、液晶层和下偏光片，且所述下偏光片位于所述上偏光片与所述红外指纹识别模组之间，所述液晶层位于所述上偏光片与所述下偏光片之间。

11.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述液晶面板还包括保护玻璃，所述保护玻璃位于所述液晶面板远离所述红外指纹识别模组一侧，所述保护玻璃通过所述光学胶与所述上偏光片粘接。

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