CN211698971U - 一种指纹感测装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种指纹感测装置，包括：液晶显示模组，包括液晶显示面板与背光模组；显示驱动电路，用于驱动所述液晶显示面板的多个像素显示相应的图像；接收模组，用于接收由外部对象返回的检测光束，并转换所述检测光束为相应的电信号；指示光源，位于所述背光模组的下方，用于发出可见光束；指示光源驱动电路，用于驱动所述指示光源工作；检测单元，用于执行感测操作。当检测单元在背光光源关闭后感测到用户的触发操作时，指示光源驱动电路驱动指示光源发出可见光束，显示驱动电路驱动液晶显示面板的部分像素显示预设图案以指示出接收模组在液晶显示模组上的有效感测区域。此外，本实用新型还提供一种具有上述指纹感测装置的电子设备。

Description

一种指纹感测装置及电子设备

技术领域

本实用新型属于传感技术领域，尤其涉及一种指纹感测装置及电子设备。

背景技术

随着智能终端(例如，手机等)技术的不断发展，全面屏已经成为一种发展趋势，为了满足日益增加的屏占比，越来越多原先设置在手机正面的传感模组被隐藏至屏幕下方或屏幕内部。

然而，有些传感模组，例如指纹传感模组等，需要与用户进行交互来实现感测功能，但当指纹传感模组设置在屏幕下方或屏幕内部时，用户无法准确感知指纹检测区域，因此给用户的指纹识别操作以及系统识别效率造成不利影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种指纹感测装置及电子设备以解决上述技术问题。

本实用新型提供一种指纹感测装置，包括：

液晶显示模组，包括层叠设置的液晶显示面板与背光模组，所述液晶显示面板包括多个像素，所述背光模组包括背光光源和光学膜片组，所述背光光源包括多个发光单元，所述多个发光单元位于所述光学膜片组的侧方，用于发出可见光束，所述光学膜片组位于所述液晶显示面板的正下方，用于转换所述多个发光单元发出的可见光束为均匀的面光源并提供转换后的可见光束给所述液晶显示面板以实现图像显示；

显示驱动电路，用于驱动所述液晶显示面板的多个像素显示相应的图像；

接收模组，用于接收由外部对象返回的检测光束，并转换所述检测光束为相应的电信号以获得所述外部对象的指纹信息；

指示光源，位于所述背光模组的下方，用于透过所述背光模组发出可见光束至所述液晶显示面板；

指示光源驱动电路，用于驱动所述指示光源工作；和

检测单元，用于执行感测操作；

当所述检测单元在所述背光光源关闭后感测到用户的触发操作时，所述指示光源驱动电路驱动所述指示光源发出可见光束，所述显示驱动电路驱动所述液晶显示面板的部分像素显示预设图案以指示出接收模组在所述液晶显示模组上的有效感测区域。

在某些实施方式中，当所述液晶显示模组显示所述预设图案后，所述检测单元进一步感测所述有效感测区域上是否存在触摸或按压操作，并当所述检测单元感测到所述有效感测区域上被触摸或按压后，所述接收模组开始执行生物特征信息感测。

在某些实施方式中，在所述液晶显示模组显示所述预设图案后且所述检测单元未感测到所述有效感测区域上被触摸或按压之前，所述接收模组以第一功耗进行预启动。

在某些实施方式中，在所述液晶显示模组显示所述预设图案后且所述检测单元未感测到所述有效感测区域上被触摸或按压之前，所述接收模组不工作。

在某些实施方式中，当所述检测单元感测到所述有效感测区域上被触摸或按压后，所述接收模组以第二功耗开始执行生物特征信息感测，其中，所述第一功耗小于第二功耗。

在某些实施方式中，所述指纹感测装置进一步包括发射模组，所述发射模组用于发射检测光束至外部对象。

在某些实施方式中，在所述液晶显示模组显示所述预设图案后且所述检测单元未感测到所述有效感测区域上被触摸或按压之前，所述发射模组并不工作。

在某些实施方式中，当所述检测单元感测到所述有效感测区域上被触摸或按压后，所述发射模组开始发射所述检测光束到外部对象。

在某些实施方式中，所述液晶显示模组在所述接收模组以第一功耗工作时显示的预设图案的亮度小于所述液晶显示模组在所述接收模组以第二功耗工作时显示的预设图案的亮度，或/和，所述液晶显示模组在所述接收模组以第一功耗工作时显示的预设图案可不同于所述液晶显示模组在所述接收模组以第二功耗工作时显示的预设图案。

在某些实施方式中，所述指示光源在所述接收模组以第一功耗工作时提供给液晶显示面板的可见光束的亮度小于所述指示光源在所述接收模组以第二功耗工作时提供给液晶显示面板的可见光束的亮度。

在某些实施方式中，所述液晶显示模组在所述指示光源点亮但所述接收模组不工作时显示的预设图案的亮度小于所述液晶显示模组在所述指示光源点亮且所述接收模组工作时显示的预设图案的亮度，或/和，所述液晶显示模组在所述指示光源点亮但所述接收模组不工作时显示的预设图案可不同于所述液晶显示模组在所述指示光源点亮且所述接收模组工作时显示的预设图案。

在某些实施方式中，所述指示光源在所述接收模组不工作时提供给液晶显示面板的可见光束的亮度小于所述指示光源在所述接收模组工作时提供给液晶显示面板的可见光束的亮度。

在某些实施方式中，所述检测单元包括触摸屏，所述用户的触发操作为触摸操作，所述触摸屏用于在所述背光光源关闭后感测所述液晶显示模组上是否存在触摸操作；或/和，所述检测单元包括加速度传感器，所述用户的触发操作为抬起所述指纹感测装置，所述加速度传感器用于在所述背光光源关闭后感测所述指纹感测装置是否存在被抬起的操作；或/和，所述检测单元包括压力传感器，所述用户的触发操作为按压操作，所述压力传感器用于在所述背光光源关闭后感测所述液晶显示模组上是否存在按压操作。

在某些实施方式中，所述指纹感测装置进一步包括控制单元，所述控制单元与所述显示驱动电路、背光光源驱动电路、指示光源驱动电路、检测单元、以及发射模组连接，所述控制单元用于根据所述检测单元的检测结构控制所述显示驱动电路、背光光源驱动电路、指示光源驱动电路、检测单元、以及发射模组协同工作。

在某些实施方式中，所述光学膜片组包括：

导光板，包括相对设置的底面与出光面、以及连接于所述底面与所述出光面之间的入光面，其中，所述出光面面对所述液晶显示面板，所述背光光源位于所述入光面一侧，用于通过所述入光面发射可见光束至所述导光板的内部，所述可见光束从所述出光面出射至所述液晶显示面板；

反射片，设置在所述底面一侧，用于将从所述底面泄漏出来的可见光束反射回至所述导光板内部；和

扩散片，设置在所述出光面与所述液晶显示面板之间，用于对从所述出光面出射出来的可见光束进行扩散。

在某些实施方式中，所述反射片对可见光束的透过率小于10％且大于0，或，所述反射片对可见光束的透过率小于5％且大于0.3％，或，所述反射片对可见光束的透过率小于5％且大于0.5％，或，所述反射片对可见光束的透过率小于3％且大于0.6％。

在某些实施方式中，所述检测光束为近红外光，所述反射片对所述检测光束的透过率大于70％。

在某些实施方式中，当所述指示光源点亮时，所述指示光源发出的可见光束依次透过所述反射片和所述导光板并传输到所述扩散片，经所述扩散片的扩散之后传输到所述液晶显示面板，以为所述液晶显示面板显示所述预设图案提供可见光束。

在某些实施方式中，所述背光模组进一步包括底板，所述底板位于所述反射片下方，所述底板在正对所述指示光源与所述接收模组的位置上设有通孔，所述指示光源通过所述通孔出射可见光束到所述反射片，所述接收模组通过所述通孔接收从所述反射片出射出来的检测光束。

在某些实施方式中，所述反射片包括多层对所述检测光束和可见光束的折射率不完全相同的聚合物，其中，所述检测光束的波长不同于可见光束的波长。

在某些实施方式中，所述接收模组位于所述背光模组下方，用于透过所述液晶显示模组接收由所述外部对象返回的检测光束，并转换接收到的检测光束为相应的电信号。

在某些实施方式中，所述指示光源为多个，围绕所述接收模组设置。

在某些实施方式中，所述指纹感测装置进一步包括中框，所述中框包括底部和侧部，所述底部位于所述背光模组的下方，所述侧部位于所述背光模组和所述显示面板的旁侧，所述接收模组和/或所述指示光源固定在所述中框的底部上。

在某些实施方式中，由所述外部对象返回的检测光束包括由所述外部对象透射或/和反射的检测光束。

在某些实施方式中，所述指纹感测装置应用在一电子设备中，所述液晶显示模组包括上表面，所述上表面为所述电子设备的外表面，所述接收模组在所述外表面上的有效感测区域正对显示所述预设图案的部分像素。

在某些实施方式中，当所述背光光源开启时，所述指示光源关闭。

在某些实施方式中，所述指示光源位于所述背光模组的局部区域下方，当所述指示光源开启时，其发出的可见光束经过所述背光模组之后至少照射到显示所述预设图案的部分像素的正下方。

在某些实施方式中，所述指示光源的总功率小于所述背光光源的总功率。

在某些实施方式中，所述指示光源的总功率为所述背光光源的总功率的一半以下。

在某些实施方式中，所述反射片在所述指示光源的照射区域上设置有一个或多个通孔，或，所述反射片在所述指示光源的照射区域上不设置通孔。

在某些实施方式中，所述反射片对可见光束的透过率为0.55％、0.6％、或1％，对可见光束的反射率大于90％且小于100％，对检测光束的透过率大于70％。

本实用新型还提供一种电子设备，其包括如上述中任意一项所述的指纹感测装置。

本实用新型提供的技术方案通过在背光模组下方设置所述指示光源，当所述背光光源关闭时，所述指示光源能够替换所述背光光源发出可见光束，所述指示光源发出的可见光束经过所述背光模组的均匀化等处理后提供给所述显示面板，从而，所述显示面板的部分像素能够显示预设图案来指示接收模组在所述显示模组上的有效感测区域。

由于所述指示光源的总功率小于所述背光光源的总功率，从而可以节省功耗。另外，由于所述指示光源与所述背光光源为两组独立的光源，因此，当所述指示光源损坏时，替换容易。

本实用新型实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型实施方式的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型电子设备在执行指纹感测时的正面示意图。

图2为本实用新型电子设备的屏下感测装置的第一实施方式的部分截面示意图。

图3为本实用新型电子设备的屏下感测装置的第一实施方式的部分结构框图。

图4为本实用新型电子设备的屏下感测装置的第二实施方式的部分结构框图。

图5为本实用新型电子设备的屏下感测装置的第三实施方式的部分截面示意图。

图6为本实用新型电子设备的屏下感测装置的第三实施方式的部分结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于清楚、简洁描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或排列顺序。由此，限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述技术特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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或限定，术语“安装”、“相连”、“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，或一体化连接；可以是机械连接，也可以是电连接或相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件之间的相互作用关系。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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或示例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，下文仅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使用参考数字和 /或参考字母，这种重复使用是为了简化和清楚地表述本实用新型，其本身不指示所讨论的各种实施方式和/或设定之间的特定关系。此外，本实用新型在下文描述中所提供的各种特定的工艺和材料仅为实现本实用新型技术方案的示例，但是本领域普通技术人员应该意识到本实用新型的技术方案也可以通过下文未描述的其他工艺和/或其他材料来实现。

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实用新型的实施方式。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。

需要提前说明的是，本实用新型的技术方案主要适用于具有被动式发光显示器件的屏下感测装置。所述被动式发光显示器件本身并不能发光，其需要额外的光源为其提供可见光束才能实现图像显示，其中，所述额外的光源例如为设置在所述被动式发光显示器件下方的背光模组，所述被动式发光显示器件例如但不局限为液晶显示面板(LiquidCrystal Panel,LCD)。

在本实用新型的实施方式中，具有所述屏下感测装置的电子设备例如但不限于包括熄屏状态和亮屏状态。其中，所述熄屏状态是指所述电子设备中为所述被动式发光显示器件提供可见光束的光源均处于关闭状态而使得所述被动式发光显示器件无法显示画面的状态，比如所述熄屏状态可以是待机状态，此时所述电子设备内部的部分功能模块可能处于休眠模式。所述亮屏状态是指所述电子设备中为所述被动式发光显示器件提供可见光束的光源中的部分或全部打开、所述被动式发光显示器件当前显示画面的状态。

所述亮屏状态可包括亮屏待解锁状态和亮屏解锁状态。其中，所述亮屏待解锁状态是指电子设备当前显示画面但处于锁定状态，用户需要对所述电子设备进行解锁之后才能进行触控输入操作。所述亮屏解锁状态是指所述电子设备已经被解锁进入正常工作状态，用户可以直接进行触控输入操作。

请参阅图1，图1为本实用新型电子设备在执行指纹感测时的正面示意图。所述电子设备1例如但不局限于为消费性电子产品、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。

所述电子设备1包括屏下感测装置。所述屏下感测装置用于感测外部对象的生物特征信息。所述外部对象的生物特征信息例如但不局限于为：手指的指纹信息、手掌的掌纹信息、人体的血氧信息、心跳信息、或脉搏信息等。所述屏下感测装置例如但不局限为光学式屏下感测装置、超声波式屏下感测装置、电场式屏下感测装置、或者其它合适类型的屏下感测装置。在本实用新型中，以所述屏下感测装置优选为光学式屏下感测装置为例进行说明。

所述电子设备1例如还包括处理器(图未示)。所述处理器用于将所述屏下感测装置获得的生物特征信息与预存的生物特征信息模板进行比对，以对用户进行身份鉴权。如果身份鉴权通过，则电子设备1执行相应的功能。所述相应的功能例如但不局限为执行解锁、支付、或启动预设应用程序等。然而，如果身份鉴权失败，电子设备1则不执行这些功能。所述屏下感测装置也可用于获取用户的心率和/或血氧含量等身体机能参数，相应地，所述处理器根据所述身体机能参数来判断所述外部对像是否为活体，或/和判断用户的情绪和健康情况等。

然，可变更地，在某些其它实施方式中，所述处理器的部分或全部也可设置在所述屏下感测装置中。

请一并参阅图2与图3，所述图2为本实用新型电子设备1的屏下感测装置的第一实施方式的部分截面示意图。图3为本实用新型电子设备1的屏下感测装置的第一实施方式的部分结构框图。所述屏下感测装置10包括显示模组11、接收模组13、显示驱动电路15、和背光光源驱动电路16。其中，所述显示模组11包括显示面板111以及与所述显示面板111层叠设置的背光模组112。所述背光模组112用于为所述显示面板111实现图像显示提供可见光束。所述显示面板111为被动式发光显示器件，其例如但不局限为液晶显示面板。所述背光模组112为侧入式背光模组。

所述显示面板111与所述显示驱动电路15连接，所述显示驱动电路15用于驱动所述显示面板111显示图像。所述显示面板111包括多个像素P，所述显示驱动电路15通过调整施加给所述像素P的电压进而来调整所述像素P的显示灰阶。

所述背光模组112包括背光光源113和光学膜片组114。所述背光光源113位于所述光学膜片组114的一侧。所述光学膜片组114用于将所述背光光源113发出的可见光束转换为均匀的面光源，并提供至所述显示面板111的下方。可变更地，在某些实施方式中，所述背光光源113也可分散设置在所述光学膜片组114的不同侧。

所述背光光源驱动电路16与所述背光光源113连接，用于驱动所述背光光源113发出可见光束。

所述接收模组13设置在所述背光模组112下方，用于透过所述显示模组11接收经由外部对象返回的检测光束，转换所述检测光束为相应的电信号，并根据所述电信号获得外部对象的生物特征信息。其中，所述检测光束的波长不同于可见光束的波长。

在本实用新型中，以所述接收模组13为光学式接收模组为例进行说明，然，可变更地，在其它实施方式中，所述接收模组13也可为其它合适类型的模组，例如超声波式检测模组等。另外，根据所述电信号获得外部对像的生物特征信息也可由处理器获得，并不局限由所述接收模组13来获得生物特征信息。

所述显示模组11包括上表面，所述上表面为所述电子设备1的外表面1190。所述电子设备1通过所述外表面1190与用户进行交互，接收用户的输入操作等。定义所述显示模组11在所述外表面1190上显示图像的区域为显示区(未标示)，所述显示区周围无法显示图像的区域为非显示区(未标示)。

所述接收模组13具有视场角，定义所述电子设备1的外表面1190在所述接收模组13 的视场范围之内的区域为有效感测区域D。当所述接收模组13执行生物特征信息感测时，其对接触在所述有效感测区域D上的外部对象的生物特征信息进行感测。其中，所述有效感测区域D为所述显示模组11的显示区中的局部区域。

可选地，所述显示模组11还包括保护盖板110。所述保护盖板110位于所述显示面板 111背对所述背光模组112的一侧。所述保护盖板110用于保护所述显示面板111等元件。所述保护盖板110包括相对设置的上表面和下表面。所述保护盖板110的上表面为所述显示模组11的上表面，也是所述电子设备1的外表面1190。所述显示面板111设置在所述保护盖板110的下表面一侧。所述保护盖板110可以为多层结构，所述多层结构例如包括用户贴的屏幕保护膜。

在本实施方式中，所述背光模组112中的背光光源113为所述电子设备1中为所述显示面板111提供可见光束的唯一光源。相应地，当所述背光模组112的背光光源113关闭时，具有所述显示模组11的电子设备1处于熄屏状态。此时，所述显示模组11的显示区均为黑色。

可选地，所述屏下感测装置进一步包括检测单元17和控制单元18。所述控制单元18 连接所述检测单元17、所述显示驱动电路15、所述背光光源驱动电路16、和所述接收模组 13。所述检测单元17用于在所述电子设备1处于熄屏状态时检测是否存在用户对所述电子设备1的预设的触发操作，当所述检测单元17检测到用户的预设的触发操作后，所述控制单元18控制所述背光光源驱动电路16驱动所述背光光源113开启、控制所述显示驱动电路15驱动所述显示面板111的部分像素P显示预设图案以标示出所述有效感测区域D所在的位置、以及控制所述接收模组13开始执行生物特征信息感测。其中，所述预设图案例如但不局限为指纹图案。所述预设图案例如但不限于被显示在所述有效感测区域D的位置。从而，用户可以确定所述有效感测区域D的位置，因此给用户的生物特征识别操作带来便利，另外，也能够提高屏下感测装置10的识别效率。

可选地，所述检测单元17包括触摸屏，所述预设的触发操作为触摸操作，所述触摸屏用于在所述背光光源113关闭时检测是否存在触摸操作；或/和，所述检测单元17包括加速度传感器，所述预设的触发操作为抬起所述屏下感测装置10，所述加速度传感器用于在所述背光光源113关闭时检测所述屏下感测装置10是否存在被抬起的操作；或/和，所述检测单元17包括压力传感器，所述预设的触发操作为按压操作，所述压力传感器用于在所述背光光源113关闭时检测是否存在按压操作。

可选地，所述触摸屏设置在所述显示面板111上方，或者，所述触摸屏集成在所述显示面板111中，包括但不限于On-cell或In-cell的集成方式。

可选地，所述压力传感器设置在所述显示面板111与所述背光模组112之间，用于感测用户的按压操作。然，可变更地，在某些实施方式中，所述压力传感器也可被省略。

在上述实施方式中，所述接收模组13在所述电子设备1熄屏状态过程中并不执行生物特征信息感测。然，可变更地，在某些变更实施中，所述接收模组13也可在电子设备1熄屏状态过程中执行生物特征信息感测。如此，所述屏下感测装置10比较耗电。

可选地，所述像素P例如但不局限于包括开关T、与所述开光T连接的像素电极E、和公共电极C。所述开光T还用于与所述显示驱动电路15连接。所述像素电极E和所述公共电极C之间用于形成电场。所述显示驱动电路15用于通过所述开关T提供像素电压给所述像素电极E，以及提供公共电压给所述公共电极C。在本实施方式中，对于一像素P而言：当所述像素电极E与所述公共电极C之间的夹压为0伏时，则此像素P为关闭状态，阻止可见光束通过。当随着所述像素电极E与所述公共电极C之间的夹压的绝对值越大，则此像素P对可见光束的透光率越高。然，可变更地，在某些其它实施方式中，所述像素P对可见光束的透过率也可随着所述像素电极E与所述公共电极C之间的夹压的绝对值越大而变得越小。

可选地，所述光学膜片组114包括反射片115、位于所述反射片115上方的导光板116、位于所述导光板116上方的扩散片117、以及位于所述扩散片117上方的增光片118。

所述导光板116包括相对设置的出光面1161和底面1162、以及连接所述出光面1161 和所述底面1162之间的入光面1163。其中，所述出光面1161面对所述扩散片117。所述底面1162面对所述反射片115。所述背光光源113邻近所述入光面1163设置。所述背光光源113通过所述入光面1163发出可见光束至所述导光板116的内部，经所述导光板116的传输后从所述出光面1161出射到所述显示面板111的下方。

所述反射片115用于将从所述底面1162出射出来的可见光束反射回至所述导光板116 的内部，以提高所述可见光束的利用率。另，当所述接收模组13设置在所述反射片115下方时，所述反射片115能够透射所述检测光束，且例如对所述检测光束的透过率大于70％。然，可变更地，当不影响所述接收模组13的成像效果时，所述反射片115对所述检测光束的透过率也可并非限定于大于70％。

所述扩散片116用于对可见光束进行扩散，使得可见光束均匀化。

所述增光片118用于对可见光束进行会聚。

需要说明的是，上述侧入式的背光模组112的结构是本实用新型的实现方式之一，然，可变更地，在某些实施方式中，所述侧入式的背光模组112也可为其它合适的结构。例如，所述增光片118可被省略。

所述接收模组13例如但不局限于包括超微镜头(图未示)以及位于所述超微镜头下方的图像传感器(图未示)。所述超微镜头用于将所述检测光束会聚至所述图像传感器上。然，可变更地，所述接收模组13也可为其它合适的结构，例如，所述超微镜头131被替换为其它合适的超薄透镜结构。

可选地，所述经由外部对象返回的检测光束例如但不局限于包括由外部对象反射或/和透射的检测光束。所述检测光束例如但不局限为近红外光。所述近红外光的波长范围为 750nm至2000nm。在一些实施例中，所述近红外光的波长为850nm或940nm。

所述屏下感测装置10进一步包括发射模组12，所述发射模组12例如但不局限于设置在所述背光模组112的下方。所述发射模组12与所述控制单元18连接，用于透过所述显示模组11发射所述检测光束到所述外部对象。所述外部对象反射所述检测光束回给所述接收模组13，或/和，所述检测光束进入所述外部对象内部，经传输后，从所述外部对象面向所述有效感测区域D的一侧透射出来至所述接收模组13。

然，可变更地，在某些实施方式中，所述发射模组12也可以被省略。

另外，可变更地，在某些实施方式中，所述接收模组13例如也可设置在所述显示模组 11内部，例如，设置在所述显示面板111内部。当所述接收模组13设置在所述显示面板111 内部时，所述接收模组13的至少部分结构例如但不局限于集成在像素P中，与上述实施方式所述的接收模组13的结构并不相同，如此，也是可以的。另外，所述发射模组12也可位于所述显示面板111或所述背光模组112的旁侧等任意合适位置。

所述背光光源113包括多个发光单元1131。在本实施方式中，所述背光光源驱动电路 16驱动所述多个发光单元1131同时点亮或使得所述多个发光单元1131同时关闭。

在电子设备1为熄屏状态，当所述检测单元17检测到用户对电子设备1的预设的触发操作时，所述控制单元18则控制所述背光光源113开始点亮。然而，这些触发操作在用户携带电子设备1的过程中会经常无意发生，即误操作，如果每次发生误操作，所述电子设备1的背光模组112的背光光源113均从关闭状态切换为开启状态，则导致所述电子设备1的耗电较大，使得其电池的续航待机能力变弱，致使用户体验不好。

为了解决上述电子设备1处于熄屏状态时由于误操作需要多个发光单元1131均点亮而导致电子设备1的耗电较大等技术问题，发明人提出了本实用新型下述第二实施方式的屏下感测装置20。

请参见图4，图4为本实用新型电子设备1的屏下感测装置的第二实施方式的部分结构框图。所述第二实施方式的屏下感测装置20与上述第一实施方式的屏下感测装置10的结构基本相同，二者主要区别在于：当电子设备1处于熄屏状态，检测单元27检测到用户对电子设备1的预设的触发操作时，控制单元28控制背光光源驱动电路26驱动背光光源213中的部分发光单元2131发光。从而，背光模组212可以为显示面板211实现显示所述预设图案而提供可见光束。

较佳地，所述部分发光单元2131相较于所述背光光源213中其余的发光单元2131邻近所述接收模组23在所述电子设备1的外表面2190上的有效感测区域D。

当所述电子设备1需要在整个显示区显示图像时，所述背光光源驱动电路26驱动所述背光光源213中的发光单元2131均发光。

相较于屏下感测装置10，当所述电子设备1处于熄屏状态且所述检测单元27检测到用户对电子设备1的预设的触发操作时，由于所述屏下感测装置20只需要点亮部分发光单元 2131即可，从而，可以节省电子设备1的功耗，达到省电等目的。

为了能更说明清楚，例如将所述背光光源213中的发光单元2131划分为三组发光单元。所述三组发光单元分别为第一组发光单元L1、第二组发光单元L2、和第三组发光单元L3。其中，所述第二组发光单元L2位于所述第一组发光单元L1与第三组发光单元L3之间。所述第二组发光单元L2相较于所述第一组发光单元L1和所述第三组发光单元L3更邻近所述有效感测区域D。

当所述电子设备1处于熄屏状态且所述检测单元27检测到用户对电子设备1的预设的触发操作时，所述背光光源驱动电路26开始驱动所述第二组发光单元L2发光，使得所述第一组发光单元L1与第三组发光单元L3关闭。

当所述电子设备1需要在整个显示区显示图像时，所述背光光源驱动电路26驱动所述第一组发光单元L1、第二组发光单元L2、与第三组发光单元L3均发光。

然而，由于第二组发光单元L2相较于所述第一组发光单元L1与所述第三组发光单元 L3的发光时间要长，因此，当所述电子设备1的使用时间越长，第二组发光单元L2的发光亮度要较所述第一组发光单元L1与所述第三组发光单元L3的发光亮度要变暗，如此，当所述第一组发光单元L1、第二组发光单元L2、与第三组发光单元L3同时发光时，显示模组21的图像显示亮度会变得不均匀，严重影响显示效果。另外，所述第二组发光单元L2的寿命较所述第一组发光单元L1与所述第三组发光单元L3的寿命要短。因此，当所述第二组发光单元L2损坏时，考虑到各组发光单元的亮度均匀性问题，往往会将整个背光光源213替换为新的背光光源213，如此会影响用户的使用感受。

进一步地，由于所述背光光源驱动电路26要对所述第二组发光单元L2、第一组发光单元L1、与第三组发光单元L3进行单独驱动，且对所述第二组发光单元L2要分时复用而进行相应驱动，因此，所述背光光源驱动电路26的电路结构要较所述背光光源驱动电路16的电路结构复杂，以能够实现较复杂的逻辑控制，且，所述背光光源213与所述背光光源驱动电路26之间的走线要较所述背光光源113与所述背光光源驱动电路16之间的走线复杂，从而导致所述屏下感测装置20的产品成本增加。

本实用新型的发明人在创造性地发现上述屏下感测装置10与屏下感测装置20中存在的种种技术问题之后，打破技术偏见“背光模组中的反射片用于反射可见光束，在反射片下方不会设置用于发射可见光束的光源来透过背光模组给显示面板提供可见光束”，首次提出在反射片的下方额外设置指示光源，所述指示光源在所述背光光源关闭且屏下感测装置需要显示上述预设图案时来替换背光光源发射可见光束，所述指示光源发出的可见光束能够透过背光模组的光学膜片组而照射到显示面板下方，显示驱动电路进而能够驱动所述显示面板的部分像素实现显示所述预设图案而达到指示有效感测区域D的目的。下面，对本实用新型第三实施方式的屏下感测装置进行详细说明。

请一并参阅图5与图6，图5为本实用新型电子设备1的屏下感测装置的第三实施方式的部分截面示意图。图6为本实用新型电子设备1的屏下感测装置的第三实施方式的部分结构框图。所述屏下感测装置30的结构与所述第一实施方式的屏下感测装置10的结构大致相同，二者主要区别在于：第一，所述屏下感测装置30进一步包括指示光源34和用于驱动所述指示光源34发光的指示光源驱动电路39，所述指示光源34设置在背光模组312的反射片315下方；第二，反射片315对可见光束的透过率大于0且小于10％；第三，当电子设备1 处于熄屏状态，检测单元37检测到用户对电子设备1的预设的触发操作时，控制单元38控制所述指示光源驱动电路39驱动所述指示光源34发光，所述反射片315能够透射所述指示光源34发出的可见光束。

所述指示光源驱动电路39连接于所述指示光源34与控制单元38之间。

当所述背光模组312的背光光源313关闭且检测单元37检测到用户对电子设备1的预设的触发操作时，所述控制单元38控制所述指示光源驱动电路39驱动所述指示光源34发出可见光束，所述指示光源34发出的可见光束依次透过所述反射片315和导光板316并传输到扩散片317，经所述扩散片317的扩散以及增光片318的会聚作用之后传输到所述显示面板311。所述控制单元38还控制显示驱动电路35驱动所述显示面板311的部分像素P显示预设图案以指示出接收模组33在显示模组31上的有效感测区域D。

可选地，所述指示光源34例如为多个，所述多个指示光源34围绕所述接收模组33设置。所述多个指示光源34发出的可见光束在经过所述扩散片317的均匀化处理之后例如能够在接收模组33上方或显示面板311的局部区域下方形成一整团光束。然，可变更地，在某些实施方式中，所述指示光源34的数量也可为一个。

所述指示光源34例如但不局限为发光二极管、激光二极管、或垂直腔面发射激光器中的任意一种或几种。

可选地，所述接收模组33正对所述有效感测区域D设置。然，可变更地，在某些实施方式中，所述接收模组33也可与所述有效感测区域D错开设置。

可选地，所述反射片315例如但不局限为由多层对检测光束和可见光束的折射率不完全相同的聚合物压合或贴合而成。从而，所述反射片315能够实现对检测光束的透过率与对可见光束的透过率不同，且对可见光束具有较高的反射率。

可选地，所述反射片315对可见光束的透过率小于5％且大于0.3％。从而，使得显示面板311显示全屏画面时的显示效果与显示所述预设图案时的显示效果均较好。然，可变更地，在某些实施方式中，所述反射片315对对指示光线的透射率也可小于5％且大于0.5％或小于 3％且大于等于0.6％。例如，所述反射片315对可见光束的透过率为0.4％、0.5％、0.55％、 0.6％、1％、2％等。

另外，可选地，所述反射片315对所述检测光束的透过率大于70％。

所述指示光源34的总功率小于所述背光光源313的总功率。经过计算，所述指示光源 34的总功率例如但不局限于小于所述背光光源313的总功率的一半以下。

例如，显示面板311的多个像素P的总面积为70mm*140mm，所述背光光源313的电压为18V，电流为40mA，其总功率为720mW。当所述背光光源313开启时，所述背光模组 312的照射面积为70mm*140mm，所述背光光源313发出的可见光束在穿透显示模组31到达电子设备1的外部之后的利用率为4％。需要说明的是，本实用新型中所涉及的“利用率”是指可见光束出射到电子设备1的外部之后的功率与可见光束从光源中出射时的功率的比值。

相对地，所述指示光源34在所述显示面板311上的照射面积例如为10mm*10mm，所述指示光源34的光束利用率为0.1％。因此，通过计算可知所述指示光源34的总功率为294mW即可。因此，所述指示光源34的总功率为所述背光光源313的总功率的40％即可。从而，可以节省电子设备1的功耗，提高电子设备1的电池续航能力。

然而，当所述显示面板311的面积不同时，所述预设图案的面积不同时，相应地，所述背光光源313的总功率和所述指示光源34的总功率会对应有所不同。但，由于所述指示光源34只需要给所述显示面板311的局部显示区域提供可见光束，因此，所述指示光源34的总功率相较于所述屏下感测装置10的背光光源113的全部发光单元均打开时的总功率要小很多，从而可以省电一半以上。

由于所述屏下感测装置30在所述背光模组312的下方设置所述指示光源34，因此，不仅可以达到省电的目的，而且所述显示模组31的显示效果也不会因为产品长时间使用而变得亮度不均，再有，背光光源驱动电路36与指示光源驱动电路39为两组独立的电路，二者的结构相对简单，所述背光光源313的结构也较简单。当所述指示光源34发生损坏时，也容易对其进行检修或更换。相应地，所述屏下感测装置30相比屏下感测装置20更具有产品竞争优势。

当所述电子设备1显示全屏画面时，所述背光光源313开启，所述指示光源34关闭。

可选地，所述多个指示光源34以所述接收模组33为中心呈对称分布。

可选地，所述背光模组312进一步包括底板3121，所述底板3121位于所述反射片315 下方，所述底板3121在正对所述指示光源34与所述接收模组33的位置上设有通孔H，所述指示光源34通过所述通孔H出射可见光束到所述反射片315，所述接收模组33通过所述通孔H接收从所述反射片315出射出来的检测光束。然，可变更地，在某些实施方式中，所述底板3121也可被省略。

在本实施方式中，所述底板3121包括一个所述通孔H。然，可变更地，在某些其它实施方式中，所述底板3121也可以包括多个通孔H。

在本实施方式中，所述反射片315上并不设置供所述指示光源34发出的可见光束通过的通孔。然，可变更地，在某些其它实施方式中，所述反射片315上也可设置供所述指示光源34发出的可见光束通过的通孔(图未示)，以增加可见光束的强度。

在某些实施方式中，所述电子设备1进一步包括中框(图未示)，所述中框用于支撑所述显示模组。所述中框包括底部和侧部。所述底部位于所述背光模组的下方。所述侧部位于所述背光模组和所述显示面板的旁侧，用于与所述显示模组31的部分下表面贴合。可选地，所述接收模组33和所述指示光源34固定在所述中框的底部A上。

可选地，所述接收模组33在所述外表面3190上的有效感测区域D正对显示所述预设图案的部分像素P。所述指示光源34位于所述背光模组312的局部区域下方，当所述指示光源34开启时，其发出的可见光束经过所述背光模组312之后至少照射到显示所述预设图案的部分像素P的正下方。

当所述部分像素P显示所述预设图案时，所述显示模组31的其余像素P中的部分或全部处于关闭状态，阻止可见光束通过。

当所述电子设备1为熄屏状态时，所述背光光源312、所述指示光源34、所述接收模33 均停止工作。

在一实施例中，在所述背光光源313关闭后，当所述检测单元37检测到用户对电子设备1的预设的触摸操作时，所述控制单元38在控制所述指示光源驱动电路39驱动所述指示光源34开启以及控制所述显示驱动电路35驱动所述显示面板311显示所述预设图案的同时，还控制所述接收模组33执行生物特征信息感测。

另外，在所述指示光源34开启且所述接收模组33执行生物特征信息感测的过程中，所述显示面板311均显示相同的预设图案或不同的预设图案。

为了能进一步节省功耗，发明人提出另一实施例，如下。

当所述检测单元37检测到用户对电子设备1的预设的触摸操作之后，所述控制单元38 在控制所述指示光源驱动电路39驱动所述指示光源34开启以及控制所述显示驱动电路35 驱动所述显示面板311显示所述预设图案时，还控制所述接收模组33以第一功耗进行预启动，而并不是以第二功耗开始执行生物特征信息感测。其中，所述第一功耗小于所述第二功耗。

当所述屏下感测装置30包括发射模组32时，当所述控制单元38控制所述接收模组33 以第一功耗进行预启动时，所述发射模组32不工作。

接下来，当触摸屏或压力传感器检测到用户在有效感测区域D上的触摸或按压后，所述控制单元38控制所述发射模组32开始发射检测光束到外部对象以及控制所述接收模组33 开始以第二功耗执行生物特征信息感测。

由于在指示光源34开启时，所述发射模组32并不工作，所述接收模组33以低功耗进行预启动，从而不仅可以达到节省功耗的目的，还可以为接下来所述接收模组33以第二功耗开始工作提前做好准备。

可选地，所述显示模组31在所述接收模组33以第一功耗工作时显示的预设图案的亮度小于所述显示模组31在所述接收模组33以第二功耗工作时显示的预设图案的亮度。从而达到节省功耗。另外，所述显示模组31在所述接收模组33以第一功耗工作时显示的预设图案可不同于所述显示模组31在所述接收模组33以第二功耗工作时显示的预设图案。

所述指示光源34在所述接收模组33以第一功耗工作时提供给显示面板311的可见光束的亮度小于所述指示光源34在所述接收模组33以第二功耗工作时提供给显示面板311的可见光束的亮度。

在又一实施例中，当所述检测单元37检测到用户对电子设备1的预设的触摸操作之后，所述控制单元38在控制所述指示光源驱动电路39驱动所述指示光源34开启以及控制所述显示驱动电路35驱动所述显示面板311显示所述预设图案时，所述发射模组32和所述接收模组33不工作。

接下来，当触摸屏或压力传感器检测到用户在有效感测区域D上的触摸或按压后，所述控制单元38控制所述发射模组32开始发射检测光束到外部对象以及控制所述接收模组33 开始执行生物特征信息感测。

可选地，所述显示模组31在所述指示光源34点亮但所述接收模组33不工作时显示的预设图案的亮度小于所述显示模组31在所述指示光源34点亮且所述接收模组33工作时显示的预设图案的亮度。从而达到节省功耗。另外，所述显示模组31在所述指示光源34点亮但所述接收模组33不工作时显示的预设图案可不同于所述显示模组31在所述指示光源34点亮且所述接收模组33工作时显示的预设图案。

所述指示光源34在所述接收模组33不工作时提供给显示面板311的可见光束的亮度小于所述指示光源34在所述接收模组33工作时提供给显示面板311的可见光束的亮度。

可变更地，在某些实施方式中，在所述屏下感测装置30中，当所述背光模组312的背光光源313关闭后，所述指示光源34替换所述背光光源313保持点亮状态，所述显示面板311显示预设图案。其中，所述背光光源313的关闭动作为控制单元38控制所述指示光源 34和所述接收模组33开始工作的触发指令。在此实施方式中，无需用户的触摸或按压或抬起电子设备1作为预设的触发操作。当所述背光模组312的背光光源313关闭后，所述电子设备1的显示区大部分为黑色，预设图案的位置是发光的。

在上述的实施方式中，所述屏下感测装置10、20、30例如为指纹感测装置，用于执行指纹感测。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种指纹感测装置，其特征在于，包括：

液晶显示模组，包括层叠设置的液晶显示面板与背光模组，所述液晶显示面板包括多个像素，所述背光模组包括背光光源和光学膜片组，所述背光光源包括多个发光单元，所述多个发光单元位于所述光学膜片组的侧方，用于发出可见光束，所述光学膜片组位于所述液晶显示面板的正下方，用于转换所述多个发光单元发出的可见光束为均匀的面光源并提供转换后的可见光束给所述液晶显示面板以实现图像显示；

显示驱动电路，用于驱动所述液晶显示面板的多个像素显示相应的图像；

接收模组，用于接收由外部对象返回的检测光束，并转换所述检测光束为相应的电信号以获得所述外部对象的指纹信息；

指示光源，位于所述背光模组的下方，用于透过所述背光模组发出可见光束至所述液晶显示面板；

指示光源驱动电路，用于驱动所述指示光源工作；和

检测单元，用于执行感测操作；

当所述检测单元在所述背光光源关闭后感测到用户的触发操作时，所述指示光源驱动电路驱动所述指示光源发出可见光束，所述显示驱动电路驱动所述液晶显示面板的部分像素显示预设图案以指示出接收模组在所述液晶显示模组上的有效感测区域。

2.如权利要求1所述的指纹感测装置，其特征在于，当所述液晶显示模组显示所述预设图案后，所述检测单元进一步感测所述有效感测区域上是否存在触摸或按压操作，并当所述检测单元感测到所述有效感测区域上被触摸或按压后，所述接收模组开始执行生物特征信息感测。

3.如权利要求2所述的指纹感测装置，其特征在于，在所述液晶显示模组显示所述预设图案后且所述检测单元未感测到所述有效感测区域上被触摸或按压之前，所述接收模组以第一功耗进行预启动。

4.如权利要求2所述的指纹感测装置，其特征在于，在所述液晶显示模组显示所述预设图案后且所述检测单元未感测到所述有效感测区域上被触摸或按压之前，所述接收模组不工作。

5.如权利要求3所述的指纹感测装置，其特征在于，当所述检测单元感测到所述有效感测区域上被触摸或按压后，所述接收模组以第二功耗开始执行生物特征信息感测，其中，所述第一功耗小于第二功耗。

6.如权利要求2所述的指纹感测装置，其特征在于，所述指纹感测装置进一步包括发射模组，所述发射模组用于发射检测光束至外部对象。

7.如权利要求6所述的指纹感测装置，其特征在于，在所述液晶显示模组显示所述预设图案后且所述检测单元未感测到所述有效感测区域上被触摸或按压之前，所述发射模组并不工作。

8.如权利要求7所述的指纹感测装置，其特征在于，当所述检测单元感测到所述有效感测区域上被触摸或按压后，所述发射模组开始发射所述检测光束到外部对象。

9.如权利要求5所述的指纹感测装置，其特征在于，所述液晶显示模组在所述接收模组以第一功耗工作时显示的预设图案的亮度小于所述液晶显示模组在所述接收模组以第二功耗工作时显示的预设图案的亮度，或/和，所述液晶显示模组在所述接收模组以第一功耗工作时显示的预设图案可不同于所述液晶显示模组在所述接收模组以第二功耗工作时显示的预设图案。

10.如权利要求5所述的指纹感测装置，其特征在于，所述指示光源在所述接收模组以第一功耗工作时提供给液晶显示面板的可见光束的亮度小于所述指示光源在所述接收模组以第二功耗工作时提供给液晶显示面板的可见光束的亮度。

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