CN211087267U

CN211087267U - 指纹识别装置、背光模组、显示屏和电子设备

Info

Publication number: CN211087267U
Application number: CN201922358061.6U
Authority: CN
Inventors: 青小刚; 李顺展
Original assignee: Shenzhen Goodix Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Goodix Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2020-07-24
Anticipated expiration: 2029-12-24

Abstract

提供了一种指纹识别装置、背光模组，显示屏和电子设备，所述指纹识别装置应用于具有液晶显示LCD屏的电子设备，所述LCD屏包括背光模组，所述指纹识别装置包括：指纹识别模组，所述指纹识别模组用于设置在所述背光模组的下方，所述指纹识别模组用于接收红外光源发出的照射人体手指后返回的并穿过所述背光模组的红外光信号以获取所述人体手指的指纹图像；其中，所述背光模组包括导光板和反射膜，所述导光板设置在所述反射膜的上方，所述导光板与所述指纹识别模组相对的下表面设置有凹槽，所述指纹识别模组用于设置在所述凹槽的下方。

Description

指纹识别装置、背光模组、显示屏和电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及屏下指纹识别领域，并且更具体地，涉及指纹识别装置、背光模组、显示屏和电子设备

背景技术

目前，液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)屏包括背光模组和液晶面板，其中背光模组为屏幕提供均匀的光源，液晶面板起图像显示作用。基于LCD屏的屏下光学指纹识别方案是将指纹识别模组设置在背光模组的下方以实现光学指纹识别，其中，背光模组为多层膜材结构，膜材之间的形变容易出现接触不均匀的问题，导致产生干扰纹路(薄膜干涉)的形成条件，这样，在指纹识别模组采集的指纹图像会存在干扰纹路，影响指纹识别性能。

因此，如何消除或减少干扰纹路以提升LCD屏下光学指纹识别的性能是一项亟需解决的问题。

实用新型内容

提供了一种指纹识别装置、背光模组、显示屏和电子设备，能够消除或减少干扰纹路，从而提升LCD屏下光学指纹识别的性能。

第一方面，提供了一种指纹识别装置，应用于具有液晶显示LCD屏的电子设备，所述LCD屏包括背光模组，所述指纹识别装置包括：

指纹识别模组，所述指纹识别模组用于设置在所述背光模组的下方，所述指纹识别模组用于接收红外光源发出的照射人体手指后返回的并穿过所述背光模组的红外光信号以获取所述人体手指的指纹图像；

其中，所述背光模组包括导光板和反射片，所述导光板设置在所述反射片的上方，所述导光板与所述指纹识别模组相对的下表面设置有凹槽，所述指纹识别模组用于设置在所述凹槽的下方。

在一些可能的实现方式中，所述导光板下表面设置的所述凹槽用于增大所述指纹识别模组的指纹检测区域上方对应的所述导光板和所述反射片之间的间距。

在一些可能的实现方式中，所述凹槽的深度被设置为使得所述指纹图像中的干涉条纹之间的间距小于所述人体手指的指纹纹路之间的间距。

在一些可能的实现方式中，所述凹槽的底面到所述反射片的上表面的竖直高度大于或等于20微米。

在一些可能的实现方式中，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸大于等于所述指纹识别模组的视场角FOV在导光板上所对应的尺寸。

在一些可能的实现方式中，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸大于等于所述指纹识别模组的FOV在所述凹槽的上沿位置所对应的尺寸。

在一些可能的实现方式中，所述导光板的下表面设置有导光点，所述凹槽区域的导光点的密度和所述凹槽的周围区域的导光点的密度不同。

在一些可能的实现方式中，所述凹槽的形状为圆形或方形。

在一些可能的实现方式中，所述背光模组还包括钢板，设置在所述反射片的下方，所述钢板上形成有开孔，所述指纹识别模组用于设置在所述开孔的下方以接收从所述人体手指返回的并穿过所述开孔的所述红外光信号。

在一些可能的实现方式中，所述开孔的尺寸大于等于所述指纹识别模组的FOV在所述钢板上对应的尺寸，以使在所述指纹识别模组的FOV范围内的从人体手指返回的红外光信号能够被所述指纹识别模组接收。

在一些可能的实现方式中，所述凹槽开设在所述导光板的中间区域或者中间偏下区域，以使所述指纹识别模组的指纹检测区域位于所述LCD屏的显示区域的中间位置或者中间偏下位置。

在一些可能的实现方式中，所述背光模组还包括扩散膜和增亮膜，设置在所述导光板的上方，其中，用于所述LCD屏的图像显示的光源发出的光信号经所述导光板之后传输至所述扩散膜，经所述扩散膜扩散后的光信号传输至所述增亮膜，所述增量膜用于增强接收到的光信号并将增强后的光信号传输至所述LCD屏的显示单元以进行图像显示。

在一些可能的实现方式中，所述红外光信号在所述反射片上的透光率大于用于LCD屏的图像显示的光信号在所述反射片上的透光率。

在一些可能的实现方式中，所述红外光信号在所述反射片上的反射率小于用于LCD屏的图像显示的光信号在所述反射片上的反射率。

在一些可能的实现方式中，所述指纹识别模组包括：

指纹传感器，包括多个传感器像素，用于接收将从所述人体手指返回的所述红外光信号以获取所述人体手指的指纹图像；

光学组件，设置在所述传感器像素的上方，用于将从所述人体手指返回的所述红外光信号导引至所述传感器像素以进行光学指纹检测。

第二方面，提供了一种背光模组，包括导光板和反射片，所述导光板设置在所述反射片的上方，所述导光板的下表面设置有凹槽，所述凹槽的下方用于设置指纹识别模组以实现屏下光学指纹检测；其中，红外光源发出的照射人体手指后返回的红外光信号透过所述背光模组传输至所述指纹识别模组，所述红外光信号用于获取所述人体手指的指纹图像。

在一些可能的实现方式中，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸被设置为大于等于所述指纹识别模组的视场角FOV在导光板上所对应的尺寸。

在一些可能的实现方式中，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸被设置为大于等于所述指纹识别模组的FOV在所述凹槽的上沿位置所对应的尺寸。

在一些可能的实现方式中，所述凹槽区域的导光点的密度被设置为使得所述凹槽区域对应的显示屏亮度和所述周围区域对应的显示屏亮度相当以使整个LCD屏的亮度均匀。

在一些可能的实现方式中，所述凹槽的形状为圆形或方形。

第三方面，提供了一种电子设备，包括：

液晶面板；

背光模组，为所述液晶面板提供背光光源，所述背光模组包括导光板和反射片，所述导光板设置在所述反射片的上方，所述导光板的下表面设置有凹槽；

第一方面以及第一方面中任一可能实现的方式中所述的指纹识别装置，所述指纹识别装置包括指纹识别模组，其中，所述指纹识别模组设置在所述凹槽的下方，用于接收红外光源发出的照射人体手指后返回的并穿过所述背光模组的红外光信号以获取所述人体手指的指纹图像。

第四方面，提供了一种电子设备，包括：

第二方面以及第二方面中任一可能实现的方式中所述的背光模组。

基于以上技术方案，通过在导光板的下表面设置凹槽即可实现增加导光板和反射膜之间的间距进而消除导光板和反射膜之间的干扰纹路的目的，在具体实现中，只需更改导光板的模具即可，不需要更改反射膜和其他安装结构，实现简单，对显示屏的整体影响较小。

附图说明

图1是本申请可以适用的电子设备的平面示意图。

图2是一种背光模组的典型结构的示意图。

图3是背光模组中的光路传输图。

图4是干扰纹路的形成图。

图5是一种导光板的典型结构图。

图6是导光板上的导光点的分布示意图。

图7是导光板和反射膜的间距和干扰纹路的间距之间的关系示意图。

图8是根据本申请实施例的指纹识别装置的一种应用场景的示意图。

图9是根据本申请实施例的导光板的斜视图。

图10是根据本申请实施例的导光板的截面图。

图11至图13是本申请实施例的红外光源的布置方式的示意图。

图14是本申请实施例的背光模组的示意性结构图。

图15是本申请一实施例的电子设备的示意性结构图。

图16是本申请一实施例的显示屏的示意性结构图。

具体实施方式

随着智能终端步入全面屏时代，电子设备正面指纹采集区域受到全面屏的挤压，因此屏下(Under-display或者Under-screen)指纹识别技术越来越受到关注。屏下指纹识别技术是指将指纹识别装置(比如指纹识别模组)安装在显示屏下方，从而实现在显示屏的显示区域内部进行指纹识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置指纹采集区域。

屏下指纹识别技术可以包括屏下光学指纹识别技术、屏下超声波指纹识别技术或者其他类型的屏下指纹识别技术。

以屏下光学指纹识别技术为例，屏下光学指纹识别技术使用从设备显示组件的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。所述返回的光携带与所述顶面接触的物体(例如手指)的信息，通过捕获和检测所述返回的光实现位于显示屏幕下方的特定光学传感器模块。所述特定光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于捕获和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像。

应理解，本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备，更具体地，可以应用于具有显示屏的电子设备。例如智能手机、笔记本电脑、平板电脑、游戏设备等便携式或移动计算设备等其他电子设备，但本申请实施例对此并不限定。

还应理解，本申请实施例的技术方案除了可以进行指纹识别外，还可以进行其他生物特征识别，例如，活体识别或掌纹识别等，本申请实施例对此也不限定。

需要说明的是，为便于说明，在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。

应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及指纹识别装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

图1示出了本申请实施例可以适用的电子设备的示意图。

如图1所示，所述电子设备10包括显示屏120和光学指纹装置，其中，所述光学指纹装置设置在所述显示屏120下方的局部区域，例如，显示屏中间区域的下方。所述光学指纹装置包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括具有多个光学感应单元的感应阵列，所述感应阵列所在区域或者其感应区域为所述光学指纹装置的指纹检测区域103。如图1所示，所述指纹检测区域103位于所述显示屏120的显示区域之中。

应当理解，所述指纹检测区域103的面积可以与所述光学指纹装置的感应阵列的面积不同，例如通过例如透镜成像的光路设计、反射式折叠光路设计或者其他光线会聚或者反射等光路设计，可以使得所述光学指纹装置的指纹检测区域103的面积大于所述光学指纹装置感应阵列的面积。在其他替代实现方式中，如果采用例如光线准直方式进行光路引导，所述光学指纹装置的指纹检测区域103也可以设计成与所述光学指纹装置的感应阵列的面积基本一致。

因此，使用者在需要对所述终端设备进行解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于所述显示屏120的指纹检测区域103，便可以实现指纹输入。由于指纹检测可以在屏内实现，因此采用上述结构的电子设备10无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，从而可以采用全面屏方案，即所述显示屏120的显示区域可以基本扩展到整个电子设备10的正面。

作为一种可选的实现方式，所述光学指纹装置包括光检测部分和光学组件，所述光检测部分包括所述感应阵列以及与所述感应阵列电性连接的读取电路及其他辅助电路，其可以在通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)，比如光学成像芯片或者光学指纹传感器，所述感应阵列具体为光探测器(Photo detector)阵列，其包括多个呈阵列式分布的光探测器，所述光探测器可以作为如上所述的光学感应单元；所述光学组件可以设置在所述光检测部分的感应阵列的上方，其可以具体包括滤光层(Filter)、导光层或光路引导结构以及其他光学元件，所述滤光层可以用于滤除穿透手指的环境光，而所述导光层或光路引导结构主要用于从手指表面反射回来的反射光引导至所述感应阵列进行光学检测。

在具体实现上，所述光学组件可以与所述光检测部分封装在同一个光学指纹部件。比如，所述光学组件可以与所述光学检测部分封装在同一个光学指纹芯片，也可以将所述光学组件设置在所述光检测部分134所在的芯片外部，比如将所述光学组件贴合在所述芯片上方，或者将所述光学组件的部分元件集成在上述芯片之中。

在其他实施例中，所述光学指纹装置采用外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号，以光学指纹装置适用于非自发光显示屏，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏。以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，所述电子设备10的光学指纹系统还可以包括用于光学指纹检测的激励光源，所述激励光源可以具体为红外光源或者特定波长非可见光的光源，其可以设置在所述液晶显示屏的背光模组下方或者设置在所述电子设备10的保护盖板下方的边缘区域，而所述光学指纹装置可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达所述光学指纹装置；或者，所述光学指纹装置也可以设置在所述背光模组下方，且所述背光模组通过对扩散片、增亮片、反射片等膜层进行开孔或者其他光学设计以允许指纹检测光穿过液晶面板和背光模组并到达所述光学指纹装置。

应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备10还包括透明保护盖板，其位于所述显示屏120的上方并覆盖所述电子设备10的正面。因为，本申请实施例中，所谓的手指按压在所述显示屏120实际上是指按压在所述显示屏120上方的盖板或者覆盖所述盖板的保护层表面。

如图2所示，该LCD屏包括背光模组20和液晶面板11，背光模组20设置在液晶面板11的下方，所述背光模组20的下方用于设置指纹识别模组30，液晶面板11上方还可以设置保护盖板111，保护盖板111的下方还可以设置用于指纹检测的红外光源31，用于向人体手指发射红外光信号，从所述人体手指返回的红外光信号穿过所述背光模组20后被指纹识别模组30接收，从而屏下光学指纹检测。

所述背光模组20从下到上依次包括：钢板26，反射膜25、导光板24，扩散膜23和增亮膜22，其中，钢板26对应指纹识别模组30的区域设置有开孔以通过用于指纹检测的红外光信号，所述反射膜25用于将进行图像显示的光信号向显示屏的正上方全反射，所述导光板24用于将图像显示的光源所发射的光信号导向整个显示屏，扩散膜23用于将经所述导光板24传输的光信号扩散后传输至所述增亮膜22，所述增亮膜22用于修正接收的光信号的出光角度以增加从显示屏的正面出射的光信号的强度。

图3示出了背光模组的各层结构中的光路传输。

首先，用于图像显示的光源40发射光信号，例如，白光，该白光进入导光板24，在导光板24内全反射式传播；

在导光板24内传输的光信号遇到该导光板24中的导光点241后改变为向各个方向出光，从导光板24的底部出射的光信号经反射膜25反射至所述导光板24；

经所述导光板24向上传输的光信号传输至扩散膜23，经扩散膜23后改变出射角度后使得出射光线更加均匀；

从扩散膜23向上传输的光信号传输至增亮膜22，经所述增亮膜22后调整出光角度，增强了正面出射的光信号的强度，使得整个显示屏的亮度均匀。

背光模组中的导光板通常采用模具注塑成型的方式制备，因此，相对于其他膜层厚度较厚，反射膜25的厚度约为80um，导光板24的厚度约为450um左右，扩散膜23的厚度为50um，增亮膜22的厚度约为70um，由于膜材的厚度较薄，比较容易形变，膜材形变后容易出现接触不均匀或间距过小的情况，这样就有产生干扰纹路(薄膜干涉)的条件，导致指纹装置采集的指纹图像中出现干扰纹路，影响指纹成像。

钢板26对应指纹识别模组30的区域设置有开孔，导致反射膜25更容易受到挤压变形和导光板接触产生严重的干扰纹路，或称牛顿环，干涉条纹，如图4所示。

导光板为实现导光作用，通常在基材上下表面形成两层微结构，图5是导光板24的一种典型结构的示意图，其中，基材243的下层的微结构为导光点(或称网点)241，基材243的上层为导光微结构(Rcut)242，该导光点241用于将进入导光板24的光线沿各个角度反射，使得从导光板出射的光信号配合背光模组中的其他结构实现显示屏的正面发光。

为了实现整个显示屏均匀发光，导光点在不同区域的分布不同，例如，靠近图像显示的光源的区域的导光点稀疏，远离该光源的区域的导光点密集，如图6所示。由于指纹识别模组30处于显示屏的下半部分区域，即指纹区域(即指纹检测区域)处于显示屏的下半部分区域，即指纹识别模组30位于导光点稀疏的区域，则在膜材形变后，导光点的支撑力度不够导致导光板和反射膜之间的接触不均匀和间距过小问题更严重，进而导致干扰纹路问题也更严重。

本申请实施例提供了一种技术方案，通过更改背光模组中的导光板的结构，使得导光板和反射膜之间的间距增大，使得导光板和反射膜之间所形成的干扰纹路的密度增大，从而不能在指纹识别模组上成像，也就是说，使得指纹识别模组中的传感器像素不能捕捉到该干扰纹路，也就能降低对指纹成像的影响。或者使得干扰纹路的密度有别于指纹图像的纹路，这样，进一步可以通过滤波的方式将该干扰纹路滤除，也能够降低对指纹图像的影响。

背光模组的膜材之间的间距和干扰纹路的间距之间具有一定的关系，本申请实施例中的技术方案基于该关系设计，例如，图7示意了一种该关系，该关系根据一种指纹识别模组的采样数据得到，不同的指纹识别模组具有一定的差异性，但是二者之间的关系的趋势类似。

图7所示包括三组数据，分别对应导光板和反射膜之间的间距h为2um、4um、10um，横坐标为干扰纹路的个数，纵坐标为芯片半径，图7中虚线表示芯片半径为1mm范围内的干扰纹路的个数，例如，间距h为4um时，芯片半径为1mm范围内干扰纹路为3个，间距h为10um时，芯片半径为1mm范围内干扰纹路为8个。

由此可见膜材之间的间距越大，单位面积内的干扰纹路的个数越多，即干扰纹路的密度越大，干扰纹路的间隔越小，在指纹传感器芯片上所成的像就越密集，在一些情况下，当干扰纹路之间的间距小于指纹纹路之间的间距时，则指纹传感器芯片将不能捕捉到干扰纹路，也就不会对指纹成像造成干扰。

图8是本申请实施例的指纹识别装置的一例应用场景的示意图。

该指纹识别装置可应用于具有LCD屏的电子设备，所述LCD屏包括背光模组4和液晶面板11，其中，指纹识别装置可以包括：

指纹识别模组30，用于设置在所述背光模组4的下方，所述指纹识别模组30用于接收红外光源31发出的照射人体手指后返回的并穿过所述背光模组4的红外光信号以获取所述人体手指的指纹图像；

其中，所述背光模组4包括导光板44和反射膜45，所述导光板44设置在所述反射膜45的上方，所述导光板44与所述指纹识别模组40相对的下表面设置有凹槽440，所述指纹识别模组30用于设置在所述凹槽440的下方。

应理解，在本申请实施例中，所述指纹识别装置可以包括用于光学指纹检测的激励光源，所述激励光源可以具体为所述红外光源31，其发出的红外光信号可以用于指纹检测，所述红外光信号为不可见光；或者在其他实施例中，所述激励光源也可以特定波长非可见光的光源，只要与进行图像显示的光源的波段不同即可，其可以设置在所述背光模组4的下方或者设置在所述电子设备的保护盖板下方的边缘区域，以下以激励光源为红外光源31为例进行说明，但本申请并不限于此。

可选地，在本申请一些实施例中，所述背光模组4还可以包括用于图像显示的背光光源，所述背光光源可以使用可见光光源，即用于所述LCD屏进行图像显示的光信号为可见光，具体地，所述可见光光源可以是位于液晶显示器(LCD)背后的任一种光源。例如，所述可见光光源可以是电致发光(EL)背光源、小型冷阴极荧光灯(CCFL)或者LED背光源。

在本申请一些实施例中，所述红外光信号在所述反射膜上的透光率大于用于LCD屏的图像显示的光信号在所述反射膜上的透光率。

在本申请一些实施例中，所述红外光信号在所述反射膜上的反射率小于用于LCD屏的图像显示的光信号在所述反射膜上的反射率。

例如，用于指纹检测的红外光信号在所述反射膜上的透光率大于90％，反射率低于10％，以使得最够的光信号透过反射膜进一步被指纹识别模组接收。用于图像显示的光信号在所述反射膜上的透光率低于10％，反射率大于90％，以提升背光光源发射的光信号的利用率。

因此，在本申请实施例中，用于指纹检测的光信号采用的是红外光源31发出的红外光信号，用于图像显示的光信号采用的是可见光光源发出的可见光信号。因此，本申请实施例的指纹识别装置不仅能够避开可见光对指纹识别的干扰，而且红外光信号为不可见光，不会对显示图像产生影响。

应理解，本申请实施例中，所述指纹识别模组30接收到的用于进行指纹识别的红外光信号可以是人体手指对红外光源发出的红外光信号的进行光学处理的光信号。例如，所述指纹识别模组30接收到的光信号可以是经由人体手指反射并穿过所述背光模组20的所述红外光信号，也可以经由人体手指漫射并穿过所述背光模组20的所述红外光信号。本申请实施例对此不做具体限定。

应理解，该指纹识别装置可以对应于图1中的光学指纹装置，其具体实现参考图1中光学指纹装置的相关说明，为了简洁，这里不再赘述。

可选地，在本申请一些实施例中，所述指纹识别模组30包括：

光学组件，设置在所述多个传感器像素的上方，用于将从所述人体手指返回的所述红外光信号导引至所述多个传感器像素以进行光学指纹检测。

其中，该指纹传感器可以对应于图1所示实施例中的光检测部分，该光学组件可以对应于图1所示实施例中的光学组件，具体实现可以参考图1所示实施例中的相关说明，为了简洁，这里不再赘述。

应理解，在本申请实施例中，所述传感器像素也可以称为感应单元，光学感应单元等，一个传感器像素采集的信息可以用于形成指纹图像中的一个像素。

在本申请实施例中，所述导光板44的作用在于引导光的出射方向以提高显示屏面板的亮度，并确保显示屏面板亮度的均匀性。反射板45在图像显示中的作用在于将导光板24的底面露出的光反射回导光板44中，用来提高光的使用效率。

在本申请实施例中，所述导光板44下表面设置有所述凹槽440，所述凹槽440用于增大所述导光板44和所述反射膜45之间的间距。

通过在导光板44的下表面设置凹槽440，使得所述指纹识别模组30的指纹检测区域上方对应的导光板44和所述反射膜45之间的间距增大，进而使得指纹识别模组30采集的指纹图像中的干扰纹路的密度增大，从而能够降低干扰纹路对指纹成像的影响。

因此，在本申请实施例中，通过在导光板的下表面设置凹槽即可实现增加导光板和反射膜之间的间距进而消除导光板和反射膜之间的干扰纹路的目的，在具体实现中，只需更改导光板的模具即可，不需要更改反射膜和其他安装结构，实现简单，对显示屏的整体影响较小。

在一些设计中，所述凹槽440的深度被配置为使得所述指纹识别模组30获取的指纹图像中的干涉条纹之间的间距大于或小于所述指纹纹路之间的间距。

即所述凹槽的深度被设置为使得所述指纹图像中的干涉条纹与指纹纹路有明显差异，例如所述指纹图像中的干涉条纹之间的间距明显大于或明显小于所述指纹条纹之间的间距，进一步地，通过软件滤除所述干扰条纹。

优选地，所述凹槽的深度被设置为使得所述指纹图像中的干涉条纹之间的间距小于指纹纹路之间的间距。

以图7中示例的数据为例，假设指纹纹路之间的间距为0.2mm，在导光板44和反射膜45之间的间距h为10um时，芯片半径为1mm范围内干扰纹路为8个，即干扰纹路的间距为1/8mm，则可以设置凹槽的深度使得导光板44和反射膜45之间的间距h大于或等于10um，假设导光板44的下表面的导光点441的高度为3um，则可以设置凹槽440的深度大于或等于7um。

在一些实施例中，根据指纹传感器的传感器像素的尺寸，以及导光板和反射膜之间的间距和干涉条纹的间距的关系，可以设置所述凹槽的底面到所述反射膜的上表面的竖直高度，例如，在本实施例中，根据当前的指纹传感器像素的尺寸，所述凹槽的底面到所述反射膜的上表面的竖直高度大于或等于20微米，以使得所述指纹识别模组获取的指纹图像中的干涉条纹之间的间距小于人体手指的指纹纹路之间的间距。

在一些实施例中，所述凹槽440在平行于所述LCD屏方向上的尺寸被设置为大于等于所述指纹识别模组30的视场角(Field Of View，FOV)在导光板44上对应的尺寸，从而能够使得所述指纹识别模组接收的FOV范围的光信号中的干扰纹路都可以被消除。

优选地，所述凹槽440在平行于所述LCD屏方向上的尺寸略大于所述指纹识别模组的FOV在导光板44上对应的尺寸。

应理解，所述指纹识别模组的FOV在所述背光模组中的每层结构中都可以对应相应的尺寸，在每层结构中对应的尺寸由上到下依次递减，图10中的尺寸S为指纹识别模组的FOV在导光层44中对应的一种尺寸的示例。

在具体实现中，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸被设置为大于等于所述指纹识别模组的FOV在所述凹槽的上沿位置对应的尺寸，即凹槽的底面的尺寸大于等于指纹识别模组的FOV在所述凹槽的槽底位置所对应的尺寸。

优选地，所述凹槽440的底面的尺寸略大于所述指纹识别模组的FOV在所述凹槽的槽底位置所对应的尺寸。

在本申请实施例中，如图9所示，所述导光板可以包括基材443以及基材上下表面的两层微结构，上表面为倒角的微结构442，下层为导光点441。

本申请实施例中，所述基材443可以采用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，例如，光学级亚克力板材，该导光点441例如可以是采用激光雕刻技术或者紫外线(Ultra-Violet Ray，UV)网版印刷技术形成在基材440上的。利用光学级亚克力板材吸取从背光光源发出来的光在光学级亚克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板的正面射出。

具体地，用于图像显示的背光光源可以设置在导光板44的侧边，其发出的光信号导入导光板44的内部，当光线射到导光点441时，反射光会往各个角度扩散，然后从导光板44的正面射出。

可选地，在本申请的一些实施例中，可以利用各种疏密、大小不一的导光点，使得导光板44均匀发光。

由于导光板的下表面设置有凹槽440，需要设置所述凹槽区域的导光点的密度和所述凹槽的周围区域的导光点的密度不同。

在具体实现中，所述凹槽区域的导光点的密度被设置为使得所述凹槽区域对应的显示屏亮度和所述周围区域对应的显示屏亮度相当以使整个LCD屏的亮度均匀。

在一些具体实施例中，若凹槽区域对应的显示屏亮度高于凹槽的周围区域对应的显示屏亮度，则可以减小凹槽区域的导光点的密度，或者，若凹槽区域对应的显示屏亮度低于凹槽周围区域对应的显示屏亮度，则可以增大凹槽区域的导光点的密度，以使整个显示屏的亮度均匀。

所述凹槽区域对应的显示屏亮度和所述周围区域对应的显示屏亮度相当可以指凹槽区域对应的显示屏亮度和凹槽的周围区域对应的显示屏亮度相同或相近，或者在同一水平。

可选地，在一些实施例中，所述凹槽的形状为圆形或方形，或者也可以为其他形状，本申请实施例对此不作限定。

在本申请实施例中，所述背光模组4还包括钢板46，设置在所述反射膜45的下方，所述钢板46上形成有开孔，所述指纹识别模组30用于设置在所述开孔的下方以接收从所述人体手指返回的并穿过所述开孔的所述红外光信号。

通过在所述钢板26上形成所述开孔261，能够尽可能的阻止可见光信号向与LCD屏相反的方向传输，并避免所述背光模组4由于外部冲击造成损坏，而且能够有效降低用于指纹识别的红外光信号在经过所述钢板46时的能量损耗。

在一些实施例中，所述开孔的尺寸大于等于所述指纹识别模组30的FOV在所述钢板46上对应的尺寸，以使在所述指纹识别模组30的FOV范围内的从人体手指返回的红外光信号能够被所述指纹识别模组30接收，从而能够保证足够的光信号进入所述指纹识别模组30，提升指纹识别性能。

在一些实施例中，所述开孔的尺寸小于所述凹槽的尺寸。

在本申请实施例中，所述凹槽开设在所述导光板的中间区域或者中间偏下区域，以使所述指纹识别模组的指纹检测区域位于所述LCD屏的显示区域的中间位置或者中间偏下位置。

可选地，在一些实施例中，所述指纹识别装置还包括：滤光片，用于滤除不用于指纹检测的光信号。例如，可以对传输至滤光片的可见光进行滤除，能够进一步提高指纹识别模组30的识别质量。

本申请实施例中，所述滤光片具体可以用于过滤掉可见光波长，例如，用于图像显示的可见光等。所述滤光片具体地可以包括一个或多个光学过滤器，所述一个或多个光学过滤器可以配置为例如带通过滤器，以滤除可见光光源发射的光，同时不滤除红外光信号。所述一个或多个光学过滤器可以实现为例如光学过滤涂层，该光学过滤涂层形成在一个或多个连续界面上，或可以实现为一个或多个离散的界面上。

应理解，所述滤光片可以制作在任何光学部件的表面上，或者沿着到经由人体手指反射或散射而返回的光信号至指纹识别模组30的光学路径上。例如，所述滤光片可以贴合在包括液晶面板11的底面、所述LCD屏的保护盖板的底面，钢板46的上方或集成在所述指纹识别模组30的内部等。

可选地，在本申请的一些实施例中，如图8所示，所述背光模组4还包括增亮膜42和扩散膜43。所述扩散膜43用于提高LCD液晶面板11正面的亮度，使得可见光的分布更加均匀，进而保证用户从正面不会看到反射点。进一步地，由于扩散膜43射出的光信号的指向性不好，通过增亮膜42能够有效修正可见光信号的方向，达到聚光的效果，提高LCD液晶面板11的正面的亮度。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述增亮膜42可以放置在扩散膜43和液晶面板11之间。

可选地，在本申请的一些实施例中，增亮膜42可以通过棱镜膜实现。

所述棱镜膜可以通过改善用于显示图像的可见光信号的角分布，将从扩散膜43射出的均匀地向各个角度发散的光汇聚到轴向角度上，也就是正视角度上，即在不增加出射总光通量的情况下提高轴向亮度。

换句话说，所述棱镜膜可以对入射的光线进行选择，让符合汇聚光角度的光线通过，而不符合条件的光线被反射回扩散膜43，重新在扩散膜43中扩散后再回到棱镜膜，直到符合出射条件为止。

可选地，在本申请的一些实施例中，增亮膜42可通过反射偏振片实现。

所述反射偏振片与棱镜不同，反射偏振片可以根据对可见光信号的偏振方向的不同进行选择的循环增亮，所述反射偏振片能够精确的将平行其光轴方向的偏振光100％的反射，而另外一个正交方向上的偏振光可以正常穿透所述反射偏振片。

应理解，图8所示的背光模组4的结构仅为示例，本申请实施例不限于此。例如，在其他可替代实施例中，所述背光模组4可以不包括钢板46，或者还可以包括复合膜，设置在所述增亮膜的上方，用于接收增亮膜增强后的光信号，并将接收到的光信号用于进一步增强，以提示显示面板的亮度。

可选地，在本申请的一些实施例中，用于指纹检测的所述红外光源31可以固定在所述LCD屏的液晶面板11的下方，所述指纹识别模组30也可以固定在所述LCD屏的背光模组4的下方。

例如，所述红外光源31可以通过光学胶粘贴在所述液晶面板11的下方。类似地，所述指纹识别模组30也可以通过机械方式固定在所述液晶面板11背光模组4的下方。例如，所述指纹识别模组30可以通过螺纹连接的方式固定在所述液晶面板11钢板46的下方。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述光学胶可以是任一种光学液态胶或者光学固态胶。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述光学胶和所述LCD液晶面板11的光学折射率相同或者近似，能够尽可能的提高所述红外光源31发出的红外光信号的利用率。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述红外光源31集成在所述背光模组4内。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述红外光源31和所述背光模组4内的用于显示图像的背光光源集成设置。例如，所述红外光源31和所述背光光源集成并列集成设置。

在其他可替代实施例中，所述红外光源31和所述背光光源也可以通过非并列的方式集成设置。本申请实施例对此不做具体限定。

可选地，在本申请的一些实施例中，当所述红外光源31为多个时，所述多个所述红外光源31以所述指纹识别模组30为中心对称设置，或者所述多个所述红外光源基于对称轴对称设置，所述对称轴为经过所述指纹识别模组30的与所述液晶面板11平行的线。

例如，如图11所示，所述指纹识别装置可以包括两个所述红外光源31，所述两个红外光源31与所述指纹识别模组30在液晶面板11上形成的投影为等腰三角形。

又例如，如图12所示，所述指纹识别装置可以包括四个所述红外光源31，所述四个红外光源31在液晶面板11上形成的投影为长方形，且所述指纹识别模组30位于所述长方形的中心。

又例如，如图13所示，所述屏下指纹识别装置10可以包括带状光源，所述带状光源可以包括多个所述红外光源31，所述多个红外光源31与所述指纹识别模组30在液晶面板11上形成的投影为等腰三角形，其中，所述多个红外光源31均设置在所述等腰三角形的底边上且对称设置。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述红外光源31斜贴在所述液晶面板11的下表面。本申请实施例中，通过将所述红外光源31斜贴在所述液晶面板11的下表面，能够有效提高所述红外光源31发出的红外光信号在指纹识别过程中的利用率。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述红外光源31平贴在所述液晶面板11的下表面。本申请实施例中，通过将所述红外光源31平贴在所述液晶面板11的下表面能够有效简化贴合工艺，进而提高产品组装过程中的良率。

本申请实施例中，红外光源31发出的红外光信号用于进行指纹识别，但是由于环境中的自然光也存在红外光，因此，很有可能环境中的红外光也会传输到指纹识别模组30中，导致指纹识别模组30接收的部分红外光信号可能没有携带指纹信息，进而降低指纹识别模组30的识别效率。

本申请实施例还提供了一种背光模组，如图14所示，所述背光模组60包括导光板64和反射膜65，所述导光板64设置在所述反射膜65的上方，所述导光板64的下表面设置有凹槽640，所述凹槽640的下方用于设置指纹识别模组30以实现屏下光学指纹检测；

其中，所述背光模组60用于将红外光源发出的照射人体手指后返回的红外光信号传输至所述指纹识别模组60，所述红外光信号用于获取所述人体手指的指纹图像。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述导光板64下表面设置的所述凹槽640用于增大所述指纹识别模组30的指纹检测区域上方对应的所述导光板64和所述反射膜65之间的间距。

可选地，在本申请一些实施例中，所述凹槽640的深度被设置为使得所述指纹图像中的干涉条纹之间的间距小于所述人体手指的指纹纹路之间的间距。

可选地，在本申请一些实施例中，所述凹槽640的底面到所述反射膜的上表面的竖直高度大于或等于20微米。

可选地，在本申请一些实施例中，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸被设置为大于等于所述指纹识别模组的视场角FOV在导光板上所对应的尺寸。

可选地，在本申请一些实施例中，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸被设置为大于等于所述指纹识别模组的FOV在所述凹槽的上沿位置所对应的尺寸。

可选地，在本申请一些实施例中，所述导光板的下表面设置有导光点，所述凹槽区域的导光点的密度和所述凹槽的周围区域的导光点的密度不同。

可选地，在本申请一些实施例中，所述凹槽区域的导光点的密度被设置为使得所述凹槽区域对应的显示屏亮度和所述周围区域对应的显示屏亮度相当以使整个LCD屏的亮度均匀。

可选地，在本申请一些实施例中，所述凹槽的形状为圆形或方形。

可选地，在本申请一些实施例中，所述背光模组还包括钢板，设置在所述反射膜的下方，所述钢板上形成有开孔，所述指纹识别模组用于设置在所述开孔的下方以接收从所述人体手指返回的并穿过所述开孔的所述红外光信号。

可选地，在本申请一些实施例中，所述开孔的尺寸大于等于所述指纹识别模组的FOV在所述钢板上对应的尺寸，以使在所述指纹识别模组的FOV范围内的从人体手指返回的红外光信号能够被所述指纹识别模组接收。

可选地，在本申请一些实施例中，所述凹槽开设在所述导光板的中间区域或者中间偏下区域，以使所述指纹识别模组的指纹检测区域位于所述LCD屏的显示区域的中间位置或者中间偏下位置。

可选地，在本申请一些实施例中，所述背光模组还包括扩散膜和增亮膜设置在所述导光板的上方，其中，用于所述LCD屏的图像显示的光源发出的光信号经所述导光板之后传输至所述扩散膜，经所述扩散膜扩散后的光信号传输至所述增亮膜，所述增亮膜用于增强接收到的光信号并将增强后的光信号传输至所述LCD屏的显示单元以进行图像显示。

可选地，在本申请一些实施例中，所述红外光信号在所述反射膜上的透光率大于用于LCD屏的图像显示的光信号在所述反射膜上的透光率。

可选地，在本申请一些实施例中，所述红外光信号在所述反射膜上的反射率小于用于LCD屏的图像显示的光信号在所述反射膜上的反射率。

应理解，本申请实施例中的背光模组60中的增亮膜62、扩散膜63、导光板64、反射膜65和钢板66分别对应于图8中的背光模组4中的增亮膜42，、扩散膜43、导光板44，反射膜45和钢板46，具体的光学特性可以参考图9中相应的描述，为了简洁，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种电子设备，如图15所示，所述电子设备70可以包括指纹识别装置71，背光模组72和液晶面板73，该指纹识别装置71设置在背光模组72的下方，所述背光模组用于为所述液晶面板73提供光源。

可选地，在本申请的一些实施例中，该指纹识别装置71可以为图8中的指纹识别装置，具体实现参考前述实施例的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述背光模组72可以为图8中的背光模组4，或图15中的背光模组60，具体实现参考前述实施例的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

可选地，所述电子设备80还可以包括：红外光源和液晶面板。所述背光模组71和所述红外光源均设置在所述液晶面板的下方，所述指纹识别模组设置在所述背光模组72的下方；所述指纹识别模组用于接收所述红外光源发出的照射人体手指后并穿过所述背光模组72的所述红外光信号，所述红外光信号用于获取所述人体手指的指纹图像。

本申请实施例还提供了一种显示屏，如图16所示，所述显示屏80可以包括背光模组81，该背光模组81可以为图8中的背光模组4，图14中的背光模组60，具体实现参考前述实施例的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括图16中的显示屏80。

需要说明的是，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。

例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”、“上述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

所属领域的技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。

如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的电子设备、装置和方法，可以通过其它的方式实现。

例如，以上所描述的装置实施例中单元或模块或组件的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些单元或模块或组件可以忽略，或不执行。

又例如，上述作为分离/显示部件说明的单元/模块/组件可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块/组件来实现本申请实施例的目的。

最后，需要说明的是，上文中显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上内容，仅为本申请实施例的具体实施方式，但本申请实施例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申请实施例揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此，本申请实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种指纹识别装置，其特征在于，应用于具有液晶显示LCD屏的电子设备，所述LCD屏包括背光模组，所述指纹识别装置包括：

其中，所述背光模组包括导光板和反射膜，所述导光板设置在所述反射膜的上方，所述导光板与所述指纹识别模组相对的下表面设置有凹槽，所述指纹识别模组用于设置在所述凹槽的下方。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述凹槽的深度被设置为使得所述指纹图像中的干涉条纹之间的间距小于所述人体手指的指纹纹路之间的间距。

3.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述凹槽的底面到所述反射膜的上表面的竖直高度大于或等于20微米。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸大于等于所述指纹识别模组的视场角FOV在导光板上所对应的尺寸。

5.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸大于等于所述指纹识别模组的FOV在所述凹槽的上沿位置所对应的尺寸。

6.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述导光板的下表面设置有导光点，所述凹槽区域的导光点的密度和所述凹槽的周围区域的导光点的密度不同。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述凹槽的形状为圆形或方形。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述背光模组还包括钢板，设置在所述反射膜的下方，所述钢板上形成有开孔，所述指纹识别模组用于设置在所述开孔的下方以接收从所述人体手指返回的并穿过所述开孔的所述红外光信号。

9.根据权利要求8所述的指纹识别装置，其特征在于，所述开孔的尺寸大于等于所述指纹识别模组的FOV在所述钢板上对应的尺寸，以使在所述指纹识别模组的FOV范围内的从人体手指返回的红外光信号能够被所述指纹识别模组接收。

10.根据权利要求8所述的指纹识别装置，其特征在于，所述凹槽开设在所述导光板的中间区域或者中间偏下区域，以使所述指纹识别模组的指纹检测区域位于所述LCD屏的显示区域的中间位置或者中间偏下位置。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述红外光信号在所述反射膜上的透光率大于用于LCD屏的图像显示的光信号在所述反射膜上的透光率。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述红外光信号在所述反射膜上的反射率小于用于LCD屏的图像显示的光信号在所述反射膜上的反射率。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别模组包括：

指纹传感器，用于接收将从所述人体手指返回的所述红外光信号以获取所述人体手指的指纹图像；

14.一种背光模组，其特征在于，包括导光板和反射膜，所述导光板设置在所述反射膜的上方，所述导光板的下表面设置有凹槽，所述凹槽的下方用于设置指纹识别模组以实现屏下光学指纹检测；

其中，红外光源发出的照射人体手指后返回的红外光信号透过所述背光模组传输至所述指纹识别模组，所述红外光信号用于获取所述人体手指的指纹图像。

15.根据权利要求14所述的背光模组，其特征在于，所述凹槽的深度被设置为使得所述指纹图像中的干涉条纹之间的间距小于所述人体手指的指纹纹路之间的间距。

16.根据权利要求14所述的背光模组，其特征在于，所述凹槽的底面到所述反射膜的上表面的竖直高度大于或等于20微米。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸大于等于所述指纹识别模组的视场角FOV在导光板上所对应的尺寸。

18.根据权利要求17所述的背光模组，其特征在于，所述凹槽在平行于所述LCD屏方向上的尺寸大于等于所述指纹识别模组的FOV在所述凹槽的上沿位置所对应的尺寸。

19.根据权利要求14至16中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述导光板的下表面设置有导光点，所述凹槽区域的导光点的密度和所述凹槽的周围区域的导光点的密度不同。

20.根据权利要求14至16中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述凹槽的形状为圆形或方形。

21.根据权利要求14至16中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括钢板，设置在所述反射膜的下方，所述钢板上形成有开孔，所述指纹识别模组用于设置在所述开孔的下方以接收从所述人体手指返回的并穿过所述开孔的所述红外光信号。

22.根据权利要求21所述的背光模组，其特征在于，所述开孔的尺寸大于等于所述指纹识别模组的FOV在所述钢板上对应的尺寸，以使在所述指纹识别模组的FOV范围内的从人体手指返回的红外光信号能够被所述指纹识别模组接收。

23.根据权利要求21所述的背光模组，其特征在于，所述凹槽开设在所述导光板的中间区域或者中间偏下区域，以使所述指纹识别模组的指纹检测区域位于所述LCD屏的显示区域的中间位置或者中间偏下位置。

24.一种电子设备，其特征在于，包括：液晶面板；

背光模组，为所述液晶面板提供背光光源，所述背光模组包括导光板和反射膜，所述导光板设置在所述反射膜的上方，所述导光板的下表面设置有凹槽；

如权利要求1至13中任一项所述的指纹识别装置，所述指纹识别装置包括指纹识别模组，其中，所述指纹识别模组设置在所述凹槽的下方，用于接收红外光源发出的照射人体手指后返回的并穿过所述背光模组的红外光信号以获取所述人体手指的指纹图像。

25.一种显示屏，其特征在于，包括：

权利要求14至23中任一项所述的背光模组。

26.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求25所述的显示屏。