CN211427359U - 光学检测装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学检测装置，包括：保护层，包括相对设置的上表面及下表面，所述上表面具有可供外部对象在检测时直接触摸的检测区域；显示模组，用于透过所述保护层显示画面；光源模组，用于发射检测光束至位于保护层上方的外部对象，所述光源模组包括电路板及电连接在电路板上的发光芯片，所述电路板包括位于自身其中一侧的第一边缘，所述发光芯片包括位于自身其中一侧的第二边缘，所述发光芯片的第二边缘与电路板的第一边缘相互对齐，或者所述发光芯片的第二边缘的至少部分超出所述电路板的第一边缘，所述发光芯片用于发射检测光束，所述检测光束用于生物特征检测。本实用新型还公开一种具有所述光学检测装置的电子设备。

Description

光学检测装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，尤其涉及一种光学检测装置以及具有所述光学检测装置的电子设备。

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。对于液晶显示屏和其他非自发光类显示器，需要在屏幕的保护盖板下方设置主动发光的检测光源，以透过保护盖板发射检测光束进行屏下生物特征检测。然而，现有的光源结构使得检测光源的发光面距离保护盖板较远，所发出的检测光束在传播过程中的损耗较大，导致检测光源的光利用率低下。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种能够改善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，所述种光学检测装置包括：

保护层，包括相对设置的上表面及下表面，所述上表面具有可供外部对象在检测时直接触摸的检测区域；

显示模组，位于下表面的下方，用于透过所述保护层显示画面；

光源模组，位于所述下表面的下方，所述光源模组用于发射检测光束至位于保护层上方的外部对象，所述光源模组包括电路板及电连接在电路板上的发光芯片，所述电路板用于为发光芯片提供电信号，所述电路板包括位于自身其中一侧的第一边缘，所述第一边缘为电路板距离保护层的下表面最近的一侧边缘，所述发光芯片用于发射检测光束，所述检测光束用于生物特征检测，所述发光芯片包括发光面，所述检测光束从所述发光面出射出来，所述发光面面对所述保护层，所述发光面与所述第一边缘相互对齐，或者，所述发光面超出所述第一边缘。

在某些实施例中，所述电路板包括用于连接所述发光芯片的第一表面，所述发光面垂直于所述第一表面；或者所述发光面相对于第一表面成预设角度倾斜地设置。

在某些实施例中，所述发光面平行于所述保护层的下表面；或者所述发光面相对于所述保护层的下表面成预设角度倾斜地设置。

在某些实施例中，所述保护层包括相连的透明区域和非透明区域，所述非透明区域位于透明区域的周围，所述非透明区域能够遮挡可见光，所述上表面包括透明区域的上表面和非透明区域的上表面，所述下表面包括透明区域的下表面和非透明区域的下表面，所述显示模组透过透明区域出射可见光以实现显示功能。

在某些实施例中，所述光源模组位于所述非透明区域的下方。

在某些实施例中，所述光学检测装置还包括检测模组，所述检测模组位于所述下表面的下方，所述检测模组用于接收经由外部对象返回的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。

在某些实施例中，所述检测模组和所述发光芯片通过所述电路板电连接。

在某些实施例中，所述显示模组包括显示面板及背光单元，所述显示面板位于所述保护层的下表面的下方，所述背光单元位于所述显示面板的下方，所述背光单元用于向显示面板提供可见光，所述显示面板通过调制可见光的通过量以实现显示功能，所述检测模组位于所述背光单元的下方，经由外部对象返回的检测光束依次透过保护层、显示面板、背光单元到达检测模组；或者

所述检测模组设置在显示面板的内部，经由外部对象返回的检测光束依次透过保护层和至少部分显示面板到达检测模组。

在某些实施例中，所述显示模组为液晶显示模组。

在某些实施例中，所述光学检测装置包括固定框，所述固定框用于承载所述显示模组，所述固定框包括位于显示模组下方的底部及与所述保护层相连的侧壁，所述侧壁由底部的周缘延伸而出并围绕所述显示模组设置，所述侧壁具有朝向显示模组的内表面，所述发光芯片通过电路板连接至所述侧壁的内表面上。

在某些实施例中，所述电路板包括相连的第一部分及第二部分，所述第一部分包括所述第一边缘及与所述第一边缘相对设置的第三边缘，所述第二部分由所述第一部分从所述第三边缘所在的一侧延伸而出，所述发光芯片通过第一部分连接至所述侧壁的内表面上，所述光学检测装置还包括至少部分位于所述固定框下方的检测模组，所述保护层包括相连的透明区域和非透明区域，所述透明区域能够透射可见光和非可见光，所述非透明区域能够遮挡可见光而透过不可见光，所述发光芯片位于所述保护层的非透明区域的下方，所述检测模组位于所述保护层的透明区域的下方，所述第二部分电连接至所述检测模组。

在某些实施例中，所述发光芯片包括发光面，所述发光面与所述保护层的下表面之间的间距的取值范围为0.1mm至0.3mm。

在某些实施例中，所述固定框的底部具有第二开口，第二开口位于所述保护层的非透明区域的下方，所述电路板穿过所述第二开口进入所述底部的下方。

在某些实施例中，所述固定框的底部还具有第一开口，所述检测模组正对所述第一开口设置在所述固定框的下方，所述检测模组和所述发光芯片通过所述电路板电连接。

在某些实施例中，所述发光芯片用于发射检测光束到所述保护层外部的用户手指，所述光学检测装置还包括检测模组，所述检测模组用于接收由用户手指返回来的检测光束，并转换接收到的检测光束为相应的电信号以获得指纹信息。

本实用新型的一个方面提供一种电子设备，所述电子设备包括上述中任意一项所述的光学检测装置。

本实用新型的有益效果在于，所述发光芯片的发光面边缘与电路板距离保护层下表面最近的顶部边缘相互对齐，使得所述发光芯片的发光面能够最大限度地靠近所述保护层的下表面发射检测光束，以减少所述检测光束在投射过程中的能量损耗。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所提供的光学检测装置应用于电子设备上的正面俯视示意图；

图2是图1中所述光学检测装置沿II-II线的部分剖面示意图；

图3是图2中所述检测光束从外部对象透射的光路示意图；

图4是图2中所述光学检测装置的电路板结构的结构示意图；

图5是图4中所述电路板结构的另一观察角度的结构示意图；

图6是图4中所述电路板结构上发光芯片排布方式的一种实施例的示意图；

图7是图4中所述电路板结构上发光芯片排布方式的另一种实施例的示意图

图8是图4中所述电路板结构上发光芯片排布方式的再一种实施例的示意图；

图9是本实用新型另一种实施例提供的电路板结构的结构示意图。

具体实施例

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。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设定之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

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例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，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，也可以实践本实用新型的技术方案。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实用新型之重点。

请同时参阅图1至图2，图1是本实用新型第一实施例所提供的光学检测装置10应用于电子设备1上的正面俯视示意图。图2是图1中光学检测装置10沿II-II线的部分剖面示意图。所述光学检测装置10具有沿Y轴的长度方向、沿X轴的宽度方向以及沿Z轴的厚度方向。所述光学检测装置10具有平行于长度方向Y的中心轴113，所述光学检测装置10关于所述中心轴 113大致成轴对称。可选的，所述II-II线为所述光学检测装置10的中心轴113或位于中心轴 113的平行线上。所述电子设备1具有与光学检测装置10对应的形状，也相应地具有沿Y轴的长度方向、沿X轴的宽度方向以及沿Z轴的厚度方向。所述电子设备1包括沿自身长度方向Y 相对设置的顶部13和底部14。所述电子设备1例如为手机，其可以包括听筒130、前置摄像头132、及声音传感器140。所述听筒130和前置摄像头132设置在所述电子设备1靠近顶部13 的位置。所述声音传感器140，例如：麦克风，设置在所述电子设备1靠近底部14的位置。

所述光学检测装置10包括显示装置12。所述显示装置12包括由上至下依次设置的保护层100、显示模组104和固定框105。

所述保护层100包括相连的非透明区域210和透明区域220。所述非透明区域210位于所述透明区域220的周围。所述透明区域220的周围指的是透明区域220的其中一侧或多侧的边缘以外的区域。所述透明区域220能够透射可见光和不可见光。所述非透明区域210能够遮挡可见光而透过不可见光以使得用户在非透明区域210看不到所述显示装置12内部的元件。所述保护层100包括相对设置的上表面101和下表面102。所述上表面101包括所述透明区域 220的上表面和非透明区域210的上表面。所述下表面102包括透明区域220的下表面和非透明区域210的下表面。

示例性地，所述保护层100的主体可以由透明材料制成，例如但不限于，透明玻璃、透明聚合物材料、或者其他任意透明材料等。所述保护层100可以是单层结构，或者多层结构。所述保护层100大致为具有预定长度、宽度、厚度的薄板。所述保护层100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。

可选地，在一些实施例中，所述保护层100可以包括透明基板103和光学膜层107。所述透明基板103能够透射可见光和非可见光，为所述保护层100的主体部分。所述光学膜层107 设置在所述保护层100的非透明区域210的下表面102，所述保护层100的非透明区域210通过光学膜层107实现遮挡可见光而透过不可见光的功能。所述保护层100的非透明区域210包括所述光学膜层107和所述透明基板103正对所述光学膜层107的部分。所述保护层100的透明区域包括透明基板103没有设置光学膜层107的部分。

所述透明基材103例如但不限于为玻璃、塑料、树脂或其他任意透明材料。所述光学膜层107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。

可选地，在一些实施例中，所述光学膜层107可以省略或集成于所述透明基板103中。

可以理解，所述保护层100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100的上表面101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101可以是所述光学检测装置10的最外侧表面，或所述上表面101是包括所述光学检测装置10的电子设备1的最外侧表面。在本申请中，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104位于所述保护层100的下表面102的下方，并能够透过所述保护层100 出射可见光以实现显示功能，例如但不限于显示图像或文字等。所述保护层100用于保护所述显示模组104免受外部环境的影响。

可选地，在一些实施例中，所述显示模组104为被动发光式显示模组，例如但不限于液晶显示模组或电子纸显示模组等。所述显示模组104例如包括显示面板105和背光单元106，所述显示面板105位于保护层100的下方，所述背光单元106位于所述显示面板105的下方。所述背光单元106用于给所述显示面板105提供可见光。所述背光单元106包括由上至下依次堆叠的反射片(图未示)、导光板(图未示)、和光学膜片组(图未示)。所述背光单元106还可以包括邻近所述导光板的一个侧面设置的背光灯(图未示)。所述背光灯用于发射可见光，所述可见光从导光板邻近所述背光灯的侧面进入导光板，经所述导光板传导后透过所述光学膜片组出射到所述显示面板105。所述反射片用于将从导光板的底面出射的可见光分反射回导光板内部，以提高可见光的利用率。所述光学膜片组用于将从导光板出射的可见光扩散和/或增亮后提供给显示面板105。所述光学膜片组可以包括一个或多个扩散片(diffusion sheet)和/或增光片(brightness enhancement film)

所述显示面板105位于保护层100下方与所述透明区域220大致正对的位置，所述显示面板105通过调制可见光的通过量以实现显示画面的功能，经所述显示面板105调制后的可见光从透明区域210射出而被使用者看到所述显示模组104显示的画面内容。

所述显示面板105例如但不限于为液晶显示面板，可以包括由下至上依次堆叠的阵列基板(图未示)、液晶层(图未示)、及彩膜基板(图未示)。相应地，所述光学检测装置10例如但不限于为液晶光学检测装置或液晶显示屏。在本申请中，所述光学检测装置10为硬质的显示屏，其并不能弯折，其与可弯折的柔性显示屏并不相同。

所述光学检测装置10还包括光源模组16和检测模组19。所述光源模组16位于所述保护层100的下表面102的下方，用于发射检测光束11至所述外部对象1000。所述检测模组19位于所述保护层100的下表面102的下方，用于接收经由外部对象1000返回的检测光束11并转换为电信号。因经由外部对象1000返回的检测光束11带有外部对象1000的生物特征信息，通过分析经由外部对象1000返回的检测光束11转换而来电信号可获取外部对象1000的生物特征信息，从而可用于所述外部对象1000的生物特征检测和识别。所述生物特征信息例如但不局限于为指纹、掌纹等皮肤纹路信息、血氧、心跳、脉搏等活体信息、深度信息或三维图像信息等中的任意一种或几种。在本申请中，以所述生物特征信息为指纹信息、所述检测光束11为近红外光为例进行说明。

可选地，在一些实施例中，所述检测光束11例如但不限于为波长范围为750纳米至2000 纳米的近红外光，或波长范围为800纳米至2000纳米的近红外光，或者其他可用于生物特征检测和识别的不可见光。

可选地，在一些实施例中，所述检测光束11经由外部对象1000返回的方式包括但不限于所述检测光束11进入位于保护层100上方的外部对象1000内部后，再从外部对象1000的表面透射出来而返回；或者，所述检测光束11在保护层100内全反射传播，并在外部对象1000 与保护层100接触的位置漫反射而返回；或者，所述检测光束11透射出保护层100后被外部对象1000反射而返回。所述保护层100的上表面101具有可供外部对象1000在检测时直接触摸的检测区域VA，经由外部对象1000返回的检测光束11从所述检测区域VA透过保护层100，并能够向下返回至所述检测模组19。

可以理解的是，所述检测模组19具有预设的视场角(Field Of View,FOV)范围，经由外部对象1000返回的检测光束11位于视场角范围内的部分可以被所述检测模组19接收并转换为电信号以进行检测。所述检测区域VA包括或为保护层100的上表面101位于所述检测模组19的视场角范围内的区域。

可选地，在一些实施例中，所述检测模组19包括镜头模组(图未示)和图像传感器(图未示)，经由外部对象1000返回的检测光束11经过镜头模组后被图像传感器转换为电信号。所述镜头模组具有光学中心，以所述光学中心为顶点的视场角例如为但不限于：100度～140度，或120度～130度。可选地，所述检测模组19的厚度为1至2毫米、或2至3毫米、或3至4毫米。

可选地，在一些实施例中，所述检测模组19包括超薄透镜阵列和图像传感器，所述视场角范围为所述超薄透镜阵列的视场角范围。所述检测光束11经由所述超薄透镜阵列到达所述图像传感器并被所述图像传感器转换为对应图像信息的电信号。此时，所述检测模组 19的厚度可以为0.2至1毫米，例如但不限于，所述检测模组的厚度为0.4毫米。

需要说明的是，在没有特别限定的时候，本申请描述的检测模组19的视场角可以是XZ 平面的视场角、YZ平面的视场角、或者其他任意可能的平面或方向的视场角。可以理解，所述检测模组19在不同平面内的视场角在空间中形成立体的所述视场角范围，所述检测模组19的视场角范围可以为圆锥体的至少部分，或者其他任意可能的立体形状。所述检测模组19的视场角范围在不同平面上所覆盖的区域为所述检测模组19在该平面上的视场区域，该平面上位于视场区域内的物体因反射的光线在视场角范围内而能够被检测模组19接收，进而可以被有效地检测到。因此，所述保护层100的上表面101用于在检测时供外部对象 1000接触的检测区域VA应包括或为保护层100的上表面101被所述检测模组19的视场角范围所覆盖的视场区域的至少一部分。

可选地，在一些实施例中，所述检测模组19位于所述背光单元106的下方，所述检测模组19用于透过所述光学检测装置10的保护层11、显示面板105、背光模组106接收带有外部对象1000的生物特征信息的检测光束11，并转换所述检测光束11为相应的电信号，以获取外部对象1000的生物特征信息。所述检测模组19位于所述保护层100的透明区域210的下方, 所述保护层100的透明区域210可透过所述检测光束11。所述显示面板105的阵列基板、液晶层及彩膜基板可透过所述检测光束11，所述背光单元106的反射片、导光板和光学膜片组也可以透过所述检测光束11。

可选地，在一些实施方式中，所述检测模组19设置在所述显示面板105的内部。例如：所述检测模组19可以为设置在显示面板105的显示像素(图未示)内的感光元件(图未示)，经由外部对象1000返回的检测光束11透过保护层100及部分显示面板105后由所述感光元件接收并转换为相应的电信号，从而实现对外部对象1000的生物特征检测。

可以理解的是，在其他或变更实施方式中，所述检测模组19也可以设置在所述光学检测装置10的其他可接收到经由外部对象返回的检测光束11的合适位置，本申请对此不做限定。

请一并参阅图2和图3，以外部对象100为手指举例，由于手指的指纹具有凹凸纹路(例如：隆起的谷和凹陷的脊)，所述手指与保护层100的上表面101接触时，指纹的脊贴着保护层100的上表面101，而谷则与保护层100的上表面101之间间隔由空气。所述光源模组16发出的检测光束11透过保护层100进入手指内部传播，其中的一部分检测光束11能够从与检测区域VA接触的脊、谷透射出来，脊和保护层100的上表面101直接接触，检测光束11可以直接从脊折射透过保护层100的上表面101进入保护层100。谷和保护层100的上表面101之间间隔有空气，检测光束11需要先从谷折射进入空气，然后才通过空气折射透过保护层100的上表面101进入保护层100。由于检测光束11每经一次折射以及经过空气时均会导致能量损失，从指纹的脊和谷分别透射出手指而返回的检测光束11具有与脊、谷纹路对应的强度分布，从而带有手指的指纹特征信息。可选地，所述指纹特征信息可以是检测光束11经由镜头模组在图像传感器上所形成的指纹图像。

可选地，在一些实施例中，所述光源模组16位于所述非透明区域210的下方。所述光源模组16用于透过所述保护层100发射检测光束11至位于保护层100上方的外部对象1000内部。所述检测光束11透过保护层100从保护层100上表面101出射的区域定义为照射区域PA，所述检测光束11从照射区域出射后进入外部对象100内部，其中一部分所述检测光束11从外部对象1000与所述检测区域VA接触的表面透射出来而返回至检测模组19。所述检测区域VA与所述照射区域PA相互之间可以不交叠。可以理解的是，在其他或变更实施例中，所述照射区域PA也可以与所述检测区域VA部分交叠，所述交叠部分的面积占检测区域VA的总面积的比例小于或等于三分之一。

请一并参阅图4和图5，所述光源模组16包括电路板结构160，所述电路板结构160包括电路板161及电连接在所述电路板161上的芯片162，所述电路板161用于为芯片162提供电信号。所述电路板161包括位于自身其中一侧的第一边缘1610，所述芯片162包括位于自身其中一侧的第二边缘1620。可选地，在一些实施例中，所述芯片162的第二边缘1620与所述电路板161的第一边缘1610相互对齐。所述第一边缘1610所在的一侧为所述电路板161朝向所述保护层100的一侧，因所述光源模组16整体位于所述保护层100的下表面102的下方，所述第一边缘1610为所述电路板161距离保护层100下表面102最近的顶部边缘。

可选地，在一些实施例中，所述芯片162为用于发射所述检测光束11的发光芯片。所述发光芯片162包括用于发射所述检测光束11的发光面1626，所述第二边缘1620为发光面1626 的其中一条边缘。因所述发光面1626的第二边缘1620与所述电路板161的第一边缘1610相互对齐，所述发光芯片162的发光面1626与所述电路板161的第一边缘1610一样，位于所述光源模组16最靠近保护层100下表面102的位置。

可以理解的是，所述发光芯片162指的是包括有半导体发光裸片(die)及用于封装所述半导体发光裸片的封装体的整体封装结构，本申请中所描述的发光芯片162的相关结构特征，比如：第二边缘1620、发光面1626等，指的是所述整体封装结构上的结构特征。在本领域的多种场合中，所述发光芯片162也可以称为灯珠或灯。

所述电路板161距离保护层100最近的顶部边缘与保护层100的下表面102之间需要预留出预设的安全距离S，以防止所述电路板161的顶部边缘会刮到设置在保护层100非透明区域 210的下表面102上的光学膜层107。一般而言，在现有的设置有发光芯片的电路板结构中，发光芯片设置在电路板上的位置与电路板的各个边缘之间通常都会留出一段预设的间距，这样的话发光芯片的发光面与保护层100下表面102之间的距离为所述发光面与电路板顶部边缘之间的间距加上所述电路板顶部边缘与保护层下表面之间的安全距离S。而在本申请的电路板结构160中，因所述发光芯片162的发光面1626边缘与所述电路板161距离保护层100 下表面102最近的顶部边缘相互对齐，所述发光芯片162的发光面1626与保护层100下表面 102之间的距离仅为所述电路板161的顶部边缘与保护层100下表面102之间的安全距离S，从而使得所述发光芯片162的发光面1626在满足上述安全距离S的前提下能够最大限度地靠近所述保护层100的下表面102，以减少所述检测光束11在投射过程中的能量损耗。

可选地，所述电路板161可以为但不限于柔性电路板、刚性电路板、软硬结合板中的一种或多种。在一些实施例中，所述电路板161包括相连的第一部分1611及第二部分1612。所述第一部分1611为长条状的矩形薄板，具有大致相互垂直的长边及短边，所述长边平行于第一部分1611自身的长度方向。所述第一部分1611包括所述第一边缘1610及与所述第一边缘1610相对设置的第三边缘1613，所述第三边缘1613大致平行于所述第一边缘1610。所述第一边缘1610和第三边缘1613为所述第一部分1611沿自身长度方向的一对长边。

所述第二部分1612由所述第一部分1611从所述第三边缘1613所在的一侧向外延伸而出。所述第二部分1612为长条状的矩形薄板，具有大致相互垂直的长边及短边，所述长边平行于所述第二部分1612自身的长度方向。可选地，在一些实施例中，所述第二部分1612的长边大致垂直于所述第一部分1611的第三边缘1613。即，所述第二部分1612自身的长度方向大致垂直于所述第一部分1611自身的长度方向，所述第二部分1612沿第一部分1611的宽度方向从所述第一部分1611的第三边缘1613延伸而出。可选地，在其他或变更实施例中，所述第二部分1612的长边也可以不垂直于所述第一部分1611的第三边缘1613；或者，所述电路板161可以包括多个分立的第二部分1612，分别由所述第一部分1611的第三边缘1613沿不同方向延伸而出。多个所述第二部分1612的长边与所述第一部分1611的第三边缘1613之间分别形成不同的夹角。

可选地，在一些实施例中，所述电路板结构160还包括驱动电路163，所述驱动电路163 用于驱动所述芯片162进行工作。所述驱动电路163设置在所述电路板161的第二部分1612上，并通过形成在所述第一部分1611和第二部分1612上的导电线路(图未示)与设置在所述第一部分1611上的芯片162电连接。所述驱动电路163包括但不限于驱动芯片(未标示)以及被动元件(未标示)，所述被动元件例如为电容、电阻等。

可选地，在另一些实施例中，所述驱动电路163也可以不设置在本申请的所述电路板 161上，转而设置在所述光学检测装置10或电子设备1的其他电路板上。所述发光芯片162通过本申请的电路板161与设置在外部的驱动电路163相连接。

可选地，在一些实施例中，所述电路板结构160还包括接口模块164，用于与外部连接以交互电信号，比如：控制信号和电源信号等。所述接口模块164例如可以设置在电路板161的第二部分1612背向所述第一部分1611的末端。

所述电路板161包括沿自身厚度方向相对设置的第一表面1614和第二表面1615，所述第一表面1614包括第一部分1611的第一表面1614和第二部分1612的第一表面1614，所述第二表面1615包括第一部分1611的第二表面1615和第二部分1612的第二表面1615。可选地，在一些实施例中，所述发光芯片162电连接在所述第一部分1611的第一表面1614上，所述第一部分1611的第二表面1615上设置有补强板165。所述驱动电路163设置在所述第二部分1612 的第一表面1614上，所述第二部分1612的第二表面1615与所述驱动电路163正对的位置处设置有补强板165。所述接口模块164设置在所述第二部分1612的第一表面1614上，所述第二部分1612的第二表面1615与所述接口模块164正对的位置处设置有补强板165。所述补强板 165由刚性较高的硬质材料制成，例如但不限于金属、聚合物等。

可选地，所述发光芯片162包括或为LED(light emitting diode)、LD(laserdiode)、VCSEL(vertical cavity surface emitting laser)、Mini-LED、Micro-LED、 OLED(organic light emitting diode)、QLED(quantum dot light emitting diode) 中的一种或多种，或者包括LED、LD、VCSEL、Mini-LED、Micro-LED、OLED、QLED中的一种或多种组成的发光阵列。

可选地，所述电路板结构160可以包括多个所述发光芯片162，多个所述发光芯片162沿着电路板161的第一部分1611的所述第一边缘1610间隔设置。如图6所示，在一些实施例中，每两个相邻的发光芯片162之间的间距L0相等,所述间距L0的取值范围为0.5mm至2mm。

可选地，在另一些实施例中，多对两两相邻的发光芯片162之间具有至少两种不相等的间距。例如，如图7所示，多个所述发光芯片162可划分为第一发光芯片组1621和第二发光芯片组1622，所述第一发光芯片组1621包括三个第一发光芯片162a，所述第二发光芯片组1622包括三个第二发光芯片162b。所述第一发光芯片组1621和第二发光芯片组1622分别靠近第一部分1611沿自身长度方向的相对两端进行设置。每两个相邻的第一发光芯片162a之间具有相等的第一间距L1，每两个相邻的第二发光芯片162b之间具有相等的第二间距L2，最靠近的第一发光芯片162a与第二发光芯片162b之间具有第三间距L3。所述第一间距L1与所述第二间距L2可以相等，也可以不相等。所述第一间距L1和第二间距L2的取值范围为 0.5mm至2mm，所述第一间距L1和第二间距L2例如为0.6mm、1mm、1.2mm、1.65mm、1.8mm、或2mm。所述第三间距L3大于所述第一间距L1和第二间距L2。所述第三间距L3的取值范围为10mm至25mm，所述第三间距L3例如为10mm、12mm、16mm、20mm或25mm。

又或者，如图8所示，多个所述发光芯片162可划分为第三发光芯片组1623、第四发光芯片组1624和第五发光芯片组1625，所述第三发光芯片组1623包括两个第三发光芯片162c，所述第四发光芯片组1624包括两个第四发光芯片162d，所述第五发光芯片组1625包括两个第五发光芯片162e。所述第三发光芯片组1623和第四发光芯片组1624分别靠近第一部分 1611沿自身长度方向的相对两端进行设置，所述第五发光芯片组1625位于所述第三发光芯片组1623与第四发光芯片组1624之间的位置。相邻的第三发光芯片162c之间具有第四间距 L4，相邻的第四发光芯片之间具有第五间距L5，相邻的第五发光芯片之间具有第六间距L6。所述第四间距L4、第五间距L5与所述第六间距L6可以相等，也可以不相等。所述第四间距 L4、第五间距L5和所述第六间距L6的取值范围为0.5mm至2mm，所述第四间距L4、第五间距L5和第六间距L6例如为0.6mm、1mm、1.2mm、1.65mm、1.8mm、或2mm。最靠近的第三发光芯片与第五发光芯片之间具有第七间距L7，最靠近的第四发光芯片与第五发光芯片之间具有第八间距L8。所述第七间距L7与第八间距L8可以相等，也可以不相等。所述第七间距L7和第八间距L8均大于所述第四间距L4、第五间距L5或第六间距L6。所述第七间距L7和第八间距L8的取值范围为8mm至12mm，例如为8mm、10mm、或12mm。

请一并参阅图1、图2、图4和图5，所述光学检测装置1还包括固定框15，所述固定框15 用于承载所述显示模组104。所述固定框15包括底部152及侧壁150，所述底部152位于所述显示模组104的下方以承载显示模组104，所述侧壁150由底部152的四周边缘延伸而出并围绕所述显示模组104设置，所述侧壁150背向底部152的一侧边缘与所述保护层100连接。所述侧壁150具有朝向显示模组104的内表面154，所述电路板161可以通过胶水、双面胶、粘接物、螺栓、支架、卡扣、卡槽、焊接等方式与所述侧壁150的内表面154固定连接或可拆卸连接，从而将所述发光芯片162设置在所述保护层100位于非透明区域210的下表面102的下方。可以理解的是，因所述发光芯片162和/或驱动电路163设置在所述电路板161的第一表面1614，所述电路板161通过第二表面1615与所述侧壁150的内表面154相连接。

可选地，在一些实施例中，所述电路板161设置在与所述光学检测装置10和电子设备1 的底部14相连接的侧壁150内表面154上。对应地，所述光源模组16设置在所述保护层100位于光学检测装置10和电子设备1底部14的非透明区域210的下方。所述第一部分1611的第一边缘1610为电路板161最靠近保护层100的顶部边缘，所述第一边缘1610平行于所述保护层 100的下表面102，而且也平行于所述光学检测装置10和电子设备1的宽度轴X。由此，多个所述发光芯片162也是沿着所述光学检测装置10和电子设备1的宽度轴X进行排布。

可选地，在一些实施例中，所述发光芯片162的发光面1626垂直于所述第一表面1614，而所述侧壁150的内表面154垂直于所述保护层100的下表面102，由此，所述发光芯片162的发光面1626平行于所述保护层100的下表面102。因所述发光面1626的第二边缘1620与所述电路板161作为顶部边缘的第一边缘1610相互对齐，所述发光面1626与所述保护层100下表面102之间的间距等于所述电路板161的顶部边缘与保护层100下表面102之间预留的安全距离S，所述安全距离S的取值范围为0.1mm至0.3mm。

可选地，在另一些实施例中，所述发光芯片162的发光面1626也可以相对于所述电路板 161的第一表面1614倾斜地设置，所述发光面1626与第一表面1614之间形成小于90度的夹角。

可选地，在一些实施例中，所述固定框15的底部152具有第一开口1521。所述第一开口 1521位于所述保护层100的透明区域220的下方，并与所述检测区域VA大致正对。所述检测模组19至少部分位于所述固定框15的底部152的下方。可选地，所述检测模组19至少部分固定在所述第一开口1521内，或者所述检测模组19整体位于所述第一开口1521下方。经由所述外部对象返回的检测光束11依次透过保护层100、显示模组104、第一开口1521到达检测模组19。当然，在另外一些实施例中，所述检测模组19可以和所述第一开口1521错开。例如但不限于，在光学检测装置10的一些采用潜望式成像结构的变更或可选实施例中。

可选地，在一些实施例中，所述固定框15的底部152还具有第二开口1522。第二开口 1522位于所述保护层100的非透明区域210的下方，并与设置在侧壁150上的电路板结构160 相对应。所述电路板161的第二部分1612穿过所述第二开口1522进入所述底部152的下方，所述第二部分1612背离所述第一部分1611的末端通过所述接口模块164电连接至所述检测模组19，以使得所述检测模组19与发光芯片152之间可以交互信号，在检测过程中进行协同作业。

可选地，在一些实施例中，所述电子设备1为手机，所述光学检测装置10为屏下指纹检测装置，用于为手机提供屏下的指纹检测功能。所述固定框15为手机的中框。

如图9所示，是本申请提供的电路板结构160的一个实施例的结构示意图。其中，图8所示电路板结构160a和图4、图5、图6中的电路板结构160具有基本相同的结构。为了描述方便，电路板结构160a和电路板结构160的元件标号保持一致，本领域技术人员可以理解，尽管有些元件本实施例的描述可能没有提及，但相同标号可以表示相同的元件，也可以表示可进行变更、替换、扩展、组合的相似元件。所述电路板结构160a和电路板结构160的区别主要在于：所述芯片162位于其自身其中一侧的第二边缘1620的至少一部分超出所述电路板 161位于其中一侧的第一边缘1610。可选地，在一些实施例中，所述芯片162的第二边缘1620可以整体超出所述电路板161的第一边缘1610，从而位于所述电路板161的外部。可选地，在另外一些实施例中，所述芯片162的第二边缘1620可以部分超出所述第一边缘1610。例如：所述电路板161的第一边缘1610为曲线，所述芯片162第二边缘1620呈直线，所述第二边缘1620的一部分与第一边缘1610对齐或者位于第一边缘1610的下方，而另一部分位于第一边缘1610的下方。又例如：所述电路板161的第一边缘1610和所述芯片162的第二边缘1620均为直线，所述第一边缘1610与第二边缘1620相交，所述第一边缘1610一部分位于所述第二边缘1620的下方，另一部分位于第二边缘1620的上方。对应地，所述芯片162的至少一部分也从所述电路板161的第一边缘1610超出，从而位于所述电路板161的外部。

可选地，在一些实施例中，所述芯片162为发光芯片，所述发光芯片162包括发光面1626。当所述电路板结构160a设置在所述固定框15的侧壁150上，所述第一边缘1610为电路板161最靠近保护层100的顶部边缘，因所述发光芯片162的发光面1626所在的一侧超出了所述电路板161作为顶部边缘的第一边缘1610，所述发光芯片162的发光面1626成为所述光源模组16距离保护层100的下表面102最近的部分。所述发光芯片162的发光面1626与保护层 100的下表面102之间的最小间距可以为前述实施例中的预留安全距离S。

在前述的实施例中，主要以所述芯片162为发光芯片举例，用于说明所述电路板结构 161在屏下指纹检测场景下的应用情况。可以理解的是，在其他的一些实施例中，本申请的电路板结构161中的芯片162还可以为具有其他功能的芯片。所述电路板结构161在芯片162 需要尽量接近特定位置的各种场景中的应用均位于本申请的保护范围之内。

本申请实施例及变更实施例中，光学检测装置10可以是手机、平板电脑、智能手表、增强现实/虚拟现实装置、人体动作检测装置、自动驾驶汽车、智能家居设备、安防设备、医疗设备、智能机器人等，或上述的组件。

可以理解的，虽然出于说明性的目的本申请上下文中总体上以指纹为例进行了描述，但是所述电路板结构160、160a及其变更实施例并不限于指纹的检测，所述电路板结构160、 160a及其变更实施例的检测对象能够是要被成像的任何对象。通常地，检测对象会具有包括生物特征在内的各种特征。需要说明的是，作为示例，本申请实施例以手指指纹作为检测对象进行描述，可以理解，手掌、脚趾、掌纹、皮肤表面纹理等纹路也能够作为本发明的检测对象或待检测的外部对象的特征。

需要说明的是，本申请实施例描述光学检测装置10及其他或实施例中，关于光源模组 16、检测模组19、保护层100、显示面板105、电路板161、芯片162、驱动电路163、光学膜层107、背光单元106等的结构、数量、位置、驱动方式等均可适用于本申请所述实施例、以及其他或变更实施例中，对其进行替换、变更、扩展、排列、组合、搭配、增减、省略、复用等均属于本申请保护范围。

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例，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 (16)

1.一种光学检测装置，其具有屏下生物特征检测功能，其特征在于，包括：

保护层，包括相对设置的上表面及下表面，所述上表面具有可供外部对象在检测时直接触摸的检测区域；

显示模组，位于下表面的下方，用于透过所述保护层显示画面；

光源模组，位于所述下表面的下方，所述光源模组用于发射检测光束至位于保护层上方的外部对象，所述光源模组包括电路板及电连接在电路板上的发光芯片，所述电路板用于为发光芯片提供电信号，所述电路板包括位于自身其中一侧的第一边缘，所述第一边缘为电路板距离保护层的下表面最近的一侧边缘，所述发光芯片用于发射检测光束，所述检测光束用于生物特征检测，所述发光芯片包括发光面，所述检测光束从所述发光面出射出来，所述发光面面对所述保护层，所述发光面与所述第一边缘相互对齐，或者，所述发光面超出所述第一边缘。

2.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述电路板包括用于连接所述发光芯片的第一表面，所述发光面垂直于所述第一表面；或者所述发光面相对于第一表面成预设角度倾斜地设置。

3.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述发光面平行于所述保护层的下表面；或者所述发光面相对于所述保护层的下表面成预设角度倾斜地设置。

4.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护层包括相连的透明区域和非透明区域，所述非透明区域位于透明区域的周围，所述非透明区域能够遮挡可见光，所述上表面包括透明区域的上表面和非透明区域的上表面，所述下表面包括透明区域的下表面和非透明区域的下表面，所述显示模组透过透明区域出射可见光以实现显示功能。

5.根据权利要求4所述的光学检测装置，其特征在于，所述光源模组位于所述非透明区域的下方。

6.根据权利要求4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，所述检测模组位于所述下表面的下方，所述检测模组用于接收经由外部对象返回的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。

7.根据权利要求6所述的光学检测装置，其特征在于，所述检测模组和所述发光芯片通过所述电路板电连接。

8.根据权利要求6或7所述的光学检测装置，其特征在于，所述显示模组包括显示面板及背光单元，所述显示面板位于所述保护层的下表面的下方，所述背光单元位于所述显示面板的下方，所述背光单元用于向显示面板提供可见光，所述显示面板通过调制可见光的通过量以实现显示功能，所述检测模组位于所述背光单元的下方，经由外部对象返回的检测光束依次透过保护层、显示面板、背光单元到达检测模组；或者

所述检测模组设置在显示面板的内部，经由外部对象返回的检测光束依次透过保护层和至少部分显示面板到达检测模组。

9.根据权利要求6所述的光学检测装置，其特征在于，所述光学检测装置包括固定框，所述固定框用于承载所述显示模组，所述固定框包括位于显示模组下方的底部及与所述保护层相连的侧壁，所述侧壁由底部的周缘延伸而出并围绕所述显示模组设置，所述侧壁具有朝向显示模组的内表面，所述发光芯片通过电路板连接至所述侧壁的内表面上。

10.根据权利要求9所述的光学检测装置，其特征在于，所述电路板包括相连的第一部分及第二部分，所述第一部分包括所述第一边缘及与所述第一边缘相对设置的第三边缘，所述第二部分由所述第一部分从所述第三边缘所在的一侧延伸而出，所述发光芯片通过第一部分连接至所述侧壁的内表面上，所述光学检测装置还包括至少部分位于所述固定框下方的检测模组，所述保护层包括相连的透明区域和非透明区域，所述透明区域能够透射可见光和非可见光，所述非透明区域能够遮挡可见光而透过不可见光，所述发光芯片位于所述保护层的非透明区域的下方，所述检测模组位于所述保护层的透明区域的下方，所述第二部分电连接至所述检测模组。

11.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述发光芯片包括发光面，所述发光面与所述保护层的下表面之间的间距的取值范围为0.1mm至0.3mm。

12.根据权利要求9所述的光学检测装置，其特征在于，所述固定框的底部具有第二开口，第二开口位于所述保护层的非透明区域的下方，所述电路板穿过所述第二开口进入所述底部的下方。

13.根据权利要求12所述的光学检测装置，其特征在于，所述固定框的底部还具有第一开口，所述检测模组正对所述第一开口设置在所述固定框的下方，所述检测模组和所述发光芯片通过所述电路板电连接。

14.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述显示模组为液晶显示模组。

15.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述发光芯片用于发射检测光束到所述保护层外部的用户手指，所述光学检测装置还包括检测模组，所述检测模组用于接收由用户手指返回来的检测光束，并转换接收到的检测光束为相应的电信号以获得指纹信息。

16.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括上述权利要求1-15中任意一项所述的光学检测装置。

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