CN217718919U - 一种光学传感器模组和终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学传感器模组，所述光学传感器模组用于设置在显示屏幕下方；所述光学传感器模组包括：第一波片、以及位于所述第一波片正下方的发光单元；所述显示屏幕包括：第二波片、位于所述第二波片上的线偏振片；所述发光单元用于发出线偏振光，所述线偏振光经过所述第一波片和所述第二波片后的线偏振方向与所述显示屏幕中所述线偏振片的偏振方向一致。本申请提供的光学传感器模组和终端设备，能够提高屏下发光单元的光线透过率，提高光利用率。

Description

一种光学传感器模组和终端设备

技术领域

本实用新型实施例涉及显示技术领域，特别涉及一种光学传感器模组和终端设备。

背景技术

随着消费市场的发展，消费者趋于追求具有高屏占比的移动终端，各终端厂商也开始广泛采用全面屏技术，即通过超窄设备边框甚至无边框的设计，以实现大于90％的屏占比，实现更好的显示效果。

为了实现全面屏设计，同时还要兼顾指纹识别、接近传感、人脸识别以及心率检测等功能，需要将指纹识别模组、接近传感器模组、人脸识别模组以及心率检测模组等设置在显示屏幕下。然而发明人发现由于显示屏幕中线偏振片仅能够透过与该线偏振片偏振方向相同的光线，因此，屏下发光单元发出的光线无法完全透过显示屏幕，导致光利用率较低。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的在于提供一种光学传感器模组和终端设备，能够提高屏下发光单元的光线透过率，提高光利用率。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种光学传感器模组，所述光学传感器模组用于设置在终端设备的显示屏幕下方；所述光学传感器模组包括：第一波片、以及位于所述第一波片正下方的发光单元；所述显示屏幕包括：第二波片、以及位于所述第二波片上的线偏振片；所述发光单元用于发出线偏振光，所述线偏振光经过所述第一波片和所述第二波片后的线偏振方向与所述显示屏幕中所述线偏振片的偏振方向一致。

另外，所述线偏振片的偏振方向与X轴的夹角为+45°或者-45°，所述第二波片的快轴方向与X轴的夹角为0°，所述第二波片快轴和慢轴的相位差为90°；所述线偏振光的初始偏振方向与X轴的夹角为α₁，所述第一波片的快轴与X轴的夹角为θ₁，所述第一波片的快轴和慢轴的相位差为

所述α₁、θ₁、

满足以下三个关系式：

其中，C₁＝cos2α₁，C₂＝cos2θ₁，S₁＝sin2α₁，S₂＝sin2θ₁，α₁∈[-90°，90°]，θ₁∈ [-90°，90°]，

其中，α₁-θ₁≠0°或者90°。

另外，所述线偏振光的初始偏振方向与X轴的夹角为+45°，所述第一波片的快轴与X轴的夹角为0°，所述第一波片的快轴和慢轴的相位差为90°。

另外，所述线偏振光的初始偏振方向与X轴的夹角为-45°，所述第一波片的快轴与X轴的夹角θ₁为90°，所述第一波片的快轴和慢轴的相位差为90°。

另外，所述发光单元为高对比度光栅垂直腔面发射激光器，所述发光单元发出的所述线偏振光处于可见光波段或者红外波段。

另外，所述光学传感器模组还包括：收光单元、以及电性连接所述发光单元和所述收光单元的驱动及信号处理单元；所述收光单元用于接收所述发光单元发出的穿过所述显示屏幕，并被所述显示屏幕上方的待测物体反射后，再次穿过所述显示屏幕的光信号，所述驱动及信号处理单元用于驱动所述发光单元发射线偏振光，还用于接收并处理所述收光单元接收到的光信号；所述显示屏幕还包括位于所述第一波片和所述第二波片之间的显示基板，所述显示基板包括基板、位于所述基板上的发光层，所述基板朝向所述第一波片的表面设有黑胶层，所述黑胶层设有第一开口，所述光学传感器模组的发光单元在所述基板上的正投影落在所述第一开口内。

另外，所述显示屏幕的黑胶层还包括第二开口，所述收光单元在所述基板上的正投影落在所述第二开口内。

另外，所述光学传感器模组用于进行指纹识别、人脸识别、接近检测或者心率检测。

本实用新型的实施方式还提供了一种终端设备，包括显示屏幕、以及如上述的光学传感器模组；所述显示屏幕包括：第二波片、以及位于所述第二波片上的线偏振片。

另外，所述显示屏幕还包括：位于所述第一波片和所述第二波片之间的显示基板，所述显示基板包括基板、位于所述基板上的发光层，所述基板朝向所述第一波片的表面设有黑胶层，所述黑胶层设有第一开口，所述光学传感器模组的发光单元在所述基板上的正投影落在所述第一开口内。

另外，所述光学传感器模组还包括收光单元，所述显示屏幕的黑胶层还包括第二开口，所述收光单元在所述基板上的正投影落在所述第二开口内。

另外，所述终端设备还包括位于所述发光单元下方的PCB电路板，所述PCB电路板与所述基板通过柔性FPC电路板电连接；所述发光单元固定连接于所述PCB电路板上。

另外，所述光学传感器模组包括：收光单元，以及电性连接所述发光单元和所述收光单元的驱动及信号处理单元；所述驱动及信号处理单元固定连接于所述PCB电路板上。

本实用新型实施例提供了一种光学传感器模组，光学传感器模组用于设置在终端设备的显示屏幕下方；光学传感器模组包括：第一波片、以及位于第一波片正下方的发光单元；显示屏幕包括：第二波片、以及位于第二波片上的线偏振片；发光单元用于发出线偏振光，线偏振光经过第一波片和第二波片后的线偏振方向与显示屏幕中线偏振片的偏振方向一致。本申请实施例中的光学传感器模组中在发光单元上方单独设置一个第一波片，且发光单元发出的是线偏振光，发光单元发出的线偏振光经过第一波片和第二波片后，其线偏振方向与显示屏幕中线偏振片的偏振方向一致，如此，若不考虑第一波片和显示屏幕对光线的吸收，发光单元发出的光线几乎能够完全透过显示屏幕中的线偏振片，故能够提高屏下发光单元的光线透过率，提高光利用率，由于光信号的利用率提高，因而能够进一步提升光学传感器模组的性能。

附图说明

至少一个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是外部光线进入现有显示屏幕的光线变化示意图；

图2是发光单元发出的光线经过显示屏幕的光线变化示意图；

图3是线偏振片偏振方向、第一波片快轴方向、第二快轴方向、发光器件线偏振方向的位置关系示意图；

图4是自然光线经过线偏振片和四分之一波片的光线变化示意图；

图5是椭圆偏振光线经过四分之一波片或偏振方向相互垂直的线偏振片的光线变化示意图；

图6是线偏振光线经过两个快轴相互平行的四分之一波片的光线变化示意图；

图7是线偏振光线经过两个快轴相互垂直的四分之一波片的光线变化示意图；

图8是本实用新型实施例提供的一种光学传感器模组发出的光线进入现有显示屏幕的光线变化示意图；

图9是本实用新型实施例提供的另一种光学传感器模组发出的光线进入现有显示屏幕的光线变化示意图；

图10是本实用新型实施例提供的一种终端设备的结构示意图；

图11是本实用新型实施例提供的另一种终端设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种光学传感器模组，本实施方式在于光学传感器模组用于设置在终端设备的显示屏幕下方；光学传感器模组包括：位于显示屏幕下方的第一波片、以及位于第一波片正下方的发光单元；显示屏幕包括：位于第一波片上的第二波片、位于第二波片上的线偏振片；发光单元用于发出线偏振光，线偏振光经过第一波片和第二波片后的线偏振方向与显示屏幕中线偏振片的偏振方向一致。本实施例中的光学传感器模组中在发光单元上方单独设置一个第一波片，且发光单元发出的是线偏振光，发光单元发出的线偏振光经过第一波片和第二波片后其线偏振方向与显示屏幕中线偏振片的偏振方向一致，如此，若不考虑第一波片和显示屏幕对光线的吸收，发光单元发出的光线几乎能够完全透过显示屏幕中的线偏振片，故能够提高屏下发光单元的光线透过率，提高光利用率，由于光信号的利用率提高，因而能够进一步提升光学传感器模组的性能。

下面对本实施方式的光学传感器模组的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

如图1所示，显示屏幕1包括盖板11、位于盖板11下方的线偏振片12、位于线偏振片12下方的第二波片13(通常为四分之一波片)、位于第二波片13下方的发光层14、位于发光层14下方的基板15、以及位于基板15下方的黑胶层16。其中，波片用于调整光束的偏振状态，具有相互垂直的快轴和慢轴，光经过波片时慢轴方向的光相较于快轴方向的光产生相位延迟，因此波片又称相位延迟片。当波片的相位延迟为90°的奇数倍时，即四分之一波长的奇数倍时，该波片称为四分之一波片。假设线偏振片12的偏振方向为+45°，外界自然光透过盖板11和线偏振片12后变成线偏振光，该线偏振光向下第二波片13(通常为四分之一波片)后形成左旋圆偏振光；左旋圆偏振光在发光层14界面发生反射，左旋圆偏振光反射后变为右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光向上通过第二波片13(通常为四分之一波片)后转变为线偏振光，其偏振方向与第二波片13(通常为四分之一波片)的夹角变为-45°，也就是说反射后的线偏振光的偏振方向(-45°)与线偏振片12的偏振方向(+45°)刚好垂直。由于线偏振片12仅能够透过与该线偏振片12偏振方向相同的光线，因此反射后的线偏振光无法通过线偏振片12，使得入射进入显示屏幕1内部的光线反射后无法穿过显示屏幕1，从而达到增加显示屏幕1显示对比度的目的。

如图2所示，显示屏幕1下方的发光单元21发出的也是自然光，自然光经过四分之一波片时强度不变，仍为自然光，但经过线偏振片12时，只有偏振方向与线偏振片12的偏振方向相同的光线才能通过，自然光变成了偏振方向为+45°的线偏振光，光线强度也随之衰减。可以看出，图1和图2中显示屏幕1的线偏振片12在起到减少显示屏幕1内部结构对外界环境光反射的同时，也会导致显示屏幕1下方发光单元发射的光的强度至少衰减一半，降低了显示屏幕1下方发光单元的光线透过率。

针对于此，可以参考图8、图9，本实施例中的光学传感器模组2包括采用发射线偏振光的发光单元21和一个第一波片22，发光单元21发出的线偏振光经过第一波片22和显示屏幕1中的第二波片13后其线偏振方向与显示屏幕1中线偏振片12的偏振方向一致，也就是说，发光单元21发出的线偏振光经过第一波片22和显示屏幕1中的第二波片13后转变为与显示屏幕1中线偏振片12偏振方向一致的线偏振光，如此，若不考虑第一波片22和显示屏幕1对光线的吸收，发光单元21发出的光线几乎能够完全透过线偏振片12，如此，能够提高屏下发光单元21的光线透过率，提高光利用率，由于光信号的利用率提高，因而能够进一步提升光学传感器模组2的性能。

本实施例中可设置至少一个可发射线偏振光信号的发光单元21，可选地，发光单元21 为具有高对比度光栅垂直腔面发射激光器(High Contrast Grating-VerticalCavity Surface Emitting Laser，HCG-VCSEL)。发光单元21发出的线偏振光处于可见光波段或者红外波段，线偏振光信号的波长例如400～800nm、940nm、1310nm等。

在另一些例子中，光学传感器模组2还包括收光单元24、以及电性连接发光单元21和收光单元24的驱动及信号处理单元23；收光单元24用于接收发光单元21发出的穿过显示屏幕1，并被显示屏幕1上方的待测物体反射后，再次穿过显示屏幕1的光信号，驱动及信号处理单元23用于驱动发光单元21发射线偏振光，还用于接收并处理收光单元24接收到的光信号。

作为一个可选的实施例，显示屏幕1还包括位于第一波片22和第二波片13之间的显示基板，显示基板包括基板15、位于基板15上的发光层14，基板15朝向第一波片22的表面设有黑胶层16，黑胶层16设有第一开口，光学传感器模组2的发光单元21在基板15上的正投影落在第一开口内。

可选的，显示屏幕1的黑胶层16还包括第二开口，收光单元24在基板15上的正投影落在第二开口内。显示屏幕的黑胶层设置两个开口分别对应发光单元和收光单元，能够避免杂散光进入收光单元，进一步提升光学传感器模组的检测的准确性。

为方便对后续实施例的理解，下面对各类光线经过线偏振片和波片及其组合后的行为进行解释。自然界中的光通常为非偏振光，即光在各个振动面方向强度相同，没有取向，如阳光和LED等发射的光。线偏振光和圆偏振光可以认为是一种特殊的椭圆偏振光，迎着光传播方向观察，这里的光传播方向称为X轴。顺时针旋转为右旋偏振光，逆时针旋转为左旋偏振光，偏振光的偏振方向和旋转方向与观察者所处视角有关，下文中对于偏振光的描述，均按照各图中所标注的观察者视角(观察者视角为附图中眼睛位置)进行描述。

首先，任何一束光都可以用斯托克斯参量表示为以下4个公式：

其中，E_x0和E_y0分别为光矢量沿着x轴和y轴的分量，

为x和y方向偏振分量的相位差， S₀代表偏振光的总光强，S₁为x分量和y分量的强度差，表示偏振光的水平优先度；S₂表示 +45°优先度，S₂大于零，则表示+45°方向线偏振分量较强；S₃为右旋偏振优先度，S₃大于零，表示光波是右旋偏振态。将4个斯托克斯参量表示成4×1阶的斯托克斯矢量S如公式(5)所示：

下面表1中给出了常见光的斯托克斯矩阵：

表1

基于上述斯托克斯矢量，光经过偏振器件后出射光的偏振状态可表示为

可以用下式(6)表示：

其中，偏振器件的米勒矩阵M如下公式(7)所示，米勒矩阵M表示偏振器件对入射光线的偏振响应。

其次，线偏振片作为一种光滤波器，通常是某一方向的线偏振光可以通过，而偏振方向与其垂直的光则不能通过。偏振方向与光传播方向X轴夹角为α的线偏振片的米勒矩阵M(α)如下公式(8)所示：

再次，波片用于调整光束的偏振状态，具有相互垂直的快轴和慢轴，光经过该器件时慢轴方向的光相较于快轴方向的光产生相位延迟，又称相位延迟片。当相位延迟为90°的奇数倍时，即四分之波长的奇数倍时，该波片称为四分之一波片。快轴方向与X轴夹角为θ，相位差为90°的波片的米勒矩阵

如公式(9)为：

为了统一符号定义，如无特殊说明，本实施例光线坐标系均以观察者视角建立坐标系X-Y，波片的快轴方向为U，慢轴方向为V(部分图中未标出)，快轴与慢轴方向的相位差为

线偏振光和线偏振片的偏振方向为P，线偏振光的偏振方向P与X轴的夹角为α，波片快轴方向 U与X轴夹角为θ。

如图3所示，在θ＝0°时，线偏振光偏振方向P与X轴夹角α-θ也描述为偏振方向P与波片快轴方向U的夹角α。运用入射偏振光的斯托克斯矢量和偏振器件的米勒矩阵可以对出射光的偏振矢量进行计算，为了简化计算便于理解，偏振器件均以四分之一波片为例，即波片的相位差

有以下结论：

1、如图4所示，假设外界的自然环境光强度为I，那么自然光经过一个偏振方向与X轴成45°的第一偏振器件100后变为线偏振光，偏振方向与该第一偏振器件100的偏振方向一致，光强变为I/2，自然光经过一个第一四分之一波片200后仍为自然光，光强度不变。

2、如图4所示，当线偏振光的偏振方向与第一四分之一波片200快(慢)轴的夹角α≠45°时，线偏振光经过第一四分之一波片200后变为椭圆偏振光，强度不变。椭圆的长短轴分别与四分之一波片的快慢轴平行。特殊的，α＝45°时线偏振光经过第一四分之一波片200后变为圆偏振光，此时的第一偏振器件100与第一四分之一波片200组成的组合也叫圆偏振片，线偏振光和圆偏振光可以认为是一种特殊的椭圆偏振光。

3、如图5所示，椭圆偏振光经过第一四分之一波片200后的偏振状态取决于椭圆的长短轴与第一四分之一波片200的位置关系，若椭圆的长短轴与第一四分之一波片200的快慢轴重合，则出射为线偏振光，其偏振方向与第一四分之一波片200快轴夹角为±α；若椭圆的长短轴与第一四分之一波片200的快慢轴不重合，为任意角度，则出射仍为椭圆偏振光。特别地，圆偏振光经过第一四分之一波片200后，转变为线偏振光，强度不变。该线偏振光偏振方向与第一四分之一波片200的快轴夹角为±45°。

4、如图5所示，当强度为I的椭圆偏振光透过第一偏振器件100时，光转变为线偏振光，强度为原来的1/2，偏振方向与第一偏振器件100的偏振方向一致。特别地，圆偏振光经过第一四分之一波片200后，转变为与X轴夹角为±45°的线偏振光。

5、如图5所示，当强度为I的线偏振光经过一偏振方向与第一偏振器件100的偏振方向相同的偏振片时，光线能全部通过；当第一偏振器件100和第二偏振器件300的偏振方向相互垂直时，光线不能通过第二偏振器件300，强度为0。

6、当与X轴夹角为α的线偏振光先后经过两个四分之一波片(第一四分之一波片200 和第二四分之一波片400)时，出射光的偏振状态取决于两个四分之一波片快轴和慢轴的相对位置：两个四分之一波片快轴方向U₁，U₂分别与X轴夹角为θ₁和θ₂，如图6所示，若两个四分之一波片(第一四分之一波片200和第二四分之一波片400)的快轴U₁，U₂方向相互平行，θ₁＝θ₂＝0°，则出射光线为线偏振光，偏振方向旋转2α角度，此时两个四分之一波片的作用与一个半波片作用类似。如图7所示，若两个四分之一波片的快轴方向相互垂直，θ₁＝0°，θ₂＝90°，则出射光线为线偏振光，偏振方向与原来入射偏振光的偏振方向一致。特别的，如图6所示，当α＝45时，若两个四分之一波片快轴相互平行，则出射线偏振光与入射线偏振光的偏振方向垂直，即2α＝90°。

下面对本实施例中的原理进行具体说明：

由于本方案是基于显示屏幕1结构进行设计，显示屏幕1中的线偏振片12和第二波片 13的位置关系以及第二波片13的相位差固定，即线偏振片12偏振方向P₂与X轴夹角为α₂＝±45°、第二波片13快轴方向U₂与X轴夹角为θ₂＝0°，第二波片13快慢轴的相位差

为90°。继续参考图8，图9假设，发光单元21所发线偏振光的初始偏振方向P₁与X轴夹角为α₁，第一波片22快轴方向U₁与X轴夹角为θ₁，α₁-θ₁≠0°或者90°，第一波片22快慢轴的相位差为

所有经过显示屏幕1中线偏振片12的光线，无论是由外界向显示屏幕1内部入射，还是显示屏幕1内部向外界发射的光线，其偏振方向都与该线偏振片12偏振方向一致。外界光线经过显示屏幕1中的线偏振片12后形成线偏振光S_c，经过第二波片13(米勒矩阵为

)，形成椭圆偏振光S”，发光单元21发出偏振光S_a，经过第一波片22(米勒矩阵为

)后形成椭圆偏振光S’，根据光路可逆，只要发出的椭圆偏振光S”与S’的斯托克斯矢量 S₀、S₁、S₂相同，S₃符号相反，则发光单元21发出的光S’可全部透过显示屏幕1中的线偏振片12，S”和S’的斯托克斯矢量满足下列关系：

根据上述公式可以得到以下三个公式：

其中，C₁＝cos2α₁，S₁＝sin2α₁，α₁为发光单元21发出线偏振光S_a与X轴夹角，α₁∈[-90°，90°]；C₂＝cos2θ₁，S₂＝sin2θ₁，θ₁为第一波片22快轴方向与X轴的夹角，θ₁∈[-90°，90°]，α₁-θ₁≠0°或者90°；α₂为屏幕线偏振片12偏振方向与X轴夹角，α₂＝±45°；θ₂为第一波片22快轴方向与X轴的夹角，θ₂＝0；

和

分别为第一波片22和第二波片13快轴与慢轴方向的相位差，

可以得知，凡满足上述公式(26)、(27)和(28)的a₁、θ₁、

均可实现提高显示屏幕1对发光单元21发出光线透过率的作用。

在一个例子中，线偏振光的初始偏振方向与X轴的夹角为+45°，第一波片22的快轴与 X轴的夹角为0°，第一波片22的快轴和慢轴的相位差为90°。

具体地说，发光单元21发出线偏振光S_a的偏振方向P₁与X轴夹角α₁＝+45°，第一波片22快轴方向U₁与X轴的夹角θ₁＝0°，即第一波片22快轴方向U₁与第二波片13快轴方向U₂平行，第一波片22快慢轴的相位差

(四分之一波片)。

如图8所示，U₁，U₂均与X轴重合，显示屏幕1中线偏振片12的偏振方向P₂、第二波片13快轴方向U₂与X轴的夹角固定，α₂＝-45°，θ₂＝0°，

本实施例中a₁、θ₁、

满足上述公式(26)、(27)和(28)。

发光单元21发出线偏振光

经过第一波片22后转变为左旋圆偏振光

继续经过第二波片13后转变为线偏振光

其偏振方向相较于发光单元21发出的线偏振光的初始偏振方向旋转了2θ＝90°，即经过第二波片13的线偏振光偏振方向与屏幕中的线偏振片12方向一致，均与X轴夹角为-45°。因此，屏幕中线偏振片12对发光单元21发出的光无限制作用，强度无衰减，提高了屏下光源的透过率。

在另一个例子中，线偏振光的初始偏振方向与X轴的夹角为-45°，第一波片22的快轴与X轴的夹角θ₁为90°，第一波片22的快轴和慢轴的相位差为90°。

如图9所示，发光单元21发出线偏振光Sa偏振方向P₁与X轴夹角α₁＝-45°；第一波片22快轴方向U₁与X轴的夹角θ₁＝90°，即第一波片22快轴方向U₁与第二波片13快轴方向 U₂垂直，第一波片22快慢轴的相位差

(四分之一波片)，U₁与Y轴重合，U₂与X轴重合；本实施例中a₁、θ₁、

满足上述公式(26)、(27)和(28)。

显示屏幕1中线偏振片12的偏振方向、第二波片13快轴方向与X轴的夹角固定，α₂＝-45°，θ₂＝0，

(四分之一波片)。发光单元21发出线偏振光

经过第一波片22后转变为左旋圆偏振光

继续经过第二波片13后转变为线偏振光

其偏振方向相较于发光单元21发出的线偏振光的初始偏振方向平行，即当两个波片的快轴方向垂直时，发光单元21发出的线偏振光经过两个波片后仍为线偏振光，偏振方向不变，屏幕中的线偏振片12方向一致，均与X轴夹角为-45°。因此，显示屏幕1中线偏振片12对发光单元21发出的光无限制作用，强度无衰减，提高了屏下光源的透过率。

综上所述，显示屏幕1包括线偏振片12和第二波片13(第二波片13通常为四分之一波片)。本实施例中光学传感器模组2包括可发射线偏振光的发光单元21和第一波片22，发光单元21所发线偏振光的偏振方向P₁与X轴夹角为α₁∈[-90°，90°]，第一波片22快轴方向U₁与X轴夹角为θ₁∈[-90°，90°]，α₁-θ₁≠0°或者90°，第一波片22相位差为

屏幕中线偏振片12偏振方向与X轴夹角α₂＝±45°，第二波片13快轴与X轴夹角θ₂＝0°。当a₁，θ₁，

满足上述(26)、(27)和(28)时，均可实现提高屏幕对发光单元21发出光线透过率的作用。

特别的，当α₂＝-45°，θ₂＝0°时，a₁＝+45°，θ₁＝0°，

则满足上述方程(1-23)～(1-25)，第一波片22快轴方向与屏幕中第二波片13快轴方向平行，发光器件发出的线偏振光偏振方向(P₁，α₁＝45°)与屏幕中线偏振片12偏振方向(P₂，α₁＝-45°)垂直；

当α₂＝+45°，θ₂＝0°时，a₁＝-45°，θ₁＝90°，

则满足上述方程组(1-23)～(1-25)，第一波片22快轴方向与屏幕中第二波片13快轴方向垂直，发光器件发出的线偏振光偏振方向(P₁，α₁＝-45°)与屏幕中线偏振片12偏振方向(P₂，α₂＝-45°)平行。

本实用新型中在不改变屏幕结构基础上，设计方案简易可行，对屏幕显示以及抗反射的效果无影响，主要利用线偏振光发光单元21和一个波片作为发光单元21发射出椭圆偏振光，结合利用屏幕结构中的原有的波片调节光源的偏振状态，减低屏幕中线偏振片12对光源强度衰减作用，提高屏幕的透过率，从而提高屏下发光单元21投射到待测物体的光信号强度，即提高了光信号的利用率，由于光信号的利用率提高，因而能够进一步提升光学传感器模组2 的性能。本申请实施例的屏下光学传感器模组2可用于屏下指纹传感器、屏下人脸识别传感器、屏下接近传感器和屏下心率传感器等，即本申请实施例的光学传感器模组2可以用于进行指纹识别、人脸识别、接近检测或者心率检测等。

本实用新型实施例还提供了一种终端设备，如图10和11所示：终端设备包括显示屏幕 1、以及如上述任一实施例中的光学传感器模组2。光学传感器模组2包括：位于显示屏幕1 下方的第一波片22、以及位于第一波片22正下方的发光单元21。显示屏幕1包括：位于光学传感器模组2的第一波片22上的第二波片13、位于第二波片13上的线偏振片12。

在一些例子中，如图10和11所示，显示屏幕1还包括：位于第一波片22和第二波片13之间的显示基板15，显示基板15包括位于第一波片22上的基板15、位于基板15上的发光层14，基板15朝向第一波片22的表面设有黑胶层16，黑胶层16设有第一开口，光学传感器模组2的发光单元21在基板15上的正投影落在第一开口内。

具体地说，在显示屏幕1背面的黑胶层16设有开口，黑胶层16设有开口，第一波片22 设置于开口正下方，发光单元21设置于第一波片22正下方，发光单元21在基板15上的正投影落在开口内，如此，发光单元21发出的光线能够经过第一波片22从开口射入显示屏幕1内。可选地，发光单元21在基板15上的正投影落在第一波片22在基板15上的正投影范围内，如此，发光单元21发出的线偏振光都先经过第一波片22后再射入显示屏幕1内。其中，发光层14包括三种颜色子像素、红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B。

可选的，光学传感器模组2还包括收光单元24，显示屏幕1的黑胶层16还包括第二开口，收光单元24在基板15上的正投影落在第二开口内。显示屏幕的黑胶层设置两个开口分别对应发光单元和收光单元，能够避免杂散光进入收光单元，进一步提升光学传感器模组的检测的准确性。

在另一些例子中，显示屏幕1还包括：位于线偏振片12上的盖板11，保护线偏振片12 以及下方膜层。

在另一些例子中，如图10和11所示，终端设备还包括：位于发光单元21下方的PCB电路板30，PCB电路板30与基板15通过柔性FPC电路板40电连接；发光单元21固定连接于PCB电路板30上。本实施例中PCB电路板30与基板15通过柔性FPC电路板40电连接，从而为基板15提供电信号以驱动发光层14发光显示。且PCB电路板30作为承载基体用于承载发光单元21。

在一些例子中，如图10和11所示，光学传感器模组2还包括：电性连接发光单元21的驱动及信号处理单元23；驱动及信号处理单元23固定连接于PCB电路板30上。驱动及信号处理单元23可设置于PCB电路板30上，驱动及信号处理单元23和发光单元21或收光单元 24之间通过电路板上的电路实现电性连接。

在另一些例子中，光学传感器模组2还包括：收光单元24，收光单元24与驱动及信号处理单元23电性连接，本实施例中可包括至少一个收光单元24，收光单元24用于接收发光单元21发出的穿过显示屏幕1，并被显示屏幕1上方的待测物体(附图中未标记)反射后，再次穿过显示屏幕1的光信号，并将接收到的光信号转换成电信号。收光单元24为光电转换器件，例如光电二极管。驱动及信号处理单元23电性连接发光单元21和收光单元24，用于驱动发光单元21按既定时序发光，还用于处理收光单元24光电转换生成的电信号，并运算、输出结果。本实施例中的驱动及信号处理单元23包括发光单元21的驱动电路、时序电路、模数转换电路、模拟前端电路、放大电路、降噪电路、补偿电路、接口电路、存储器等。

在一些例子中，如图10和11所示，收光单元24、发光单元21和驱动及信号处理单元23均固定连接于PCB电路板30上。PCB电路板30作为承载基体用于承载收光单元24、发光单元21和驱动及信号处理单元23，且实现收光单元24和驱动及信号处理单元23之间的信号传递、以及发光单元21的和驱动及信号处理单元23之间的信号传递。

也就是说，本实施例中的发光单元21位于黑胶层16的开口下方，而收光单元24的位置则不受限制，收光单元24可与发光单元21可同时位于黑胶层16的开口下方，例如：如图10所示，收光单元24可与发光单元21共用同一个开口，或者，如图11所示，可在黑胶层 16开设两个开口，收光单元24与发光单元21分别位于一个开口下方。收光单元24还可通过折叠光路设置于盖板11下方且位于显示屏幕1的边缘，例如终端设备的中框侧边。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (13)

1.一种光学传感器模组，其特征在于，所述光学传感器模组用于设置在终端设备的显示屏幕下方；

所述光学传感器模组包括：第一波片、以及位于所述第一波片正下方的发光单元；

所述显示屏幕包括：第二波片、以及位于所述第二波片上的线偏振片；

所述发光单元用于发出线偏振光，所述线偏振光经过所述第一波片和所述第二波片后的线偏振方向与所述显示屏幕中所述线偏振片的偏振方向一致。

2.根据权利要求1所述的光学传感器模组，其特征在于，所述线偏振片的偏振方向与X轴的夹角为+45°或者-45°，所述第二波片的快轴方向与X轴的夹角为0°，所述第二波片快轴和慢轴的相位差为90°；

所述线偏振光的初始偏振方向与X轴的夹角为α₁，所述第一波片的快轴与X轴的夹角为θ₁，所述第一波片的快轴和慢轴的相位差为

α₁、θ₁、

满足以下三个关系式：

S₂sinφ₁C₁-C₂sinφ₁S₁＝±1

其中，C₁＝cos2α₁，C₂＝cos2θ₁，S₁＝sin2α₁，S₂＝sin2θ₁，α₁∈[-90°，90°]，θ₁∈[-90°，90°]，

其中，α₁-θ₁≠0°或者90°。

3.根据权利要求2所述的光学传感器模组，其特征在于，所述线偏振光的初始偏振方向与X轴的夹角为+45°，所述第一波片的快轴与X轴的夹角为0°，所述第一波片的快轴和慢轴的相位差为90°。

4.根据权利要求2所述的光学传感器模组，其特征在于，所述线偏振光的初始偏振方向与X轴的夹角为-45°，所述第一波片的快轴与X轴的夹角θ₁为90°，所述第一波片的快轴和慢轴的相位差为90°。

5.根据权利要求1所述的光学传感器模组，其特征在于，所述发光单元为高对比度光栅垂直腔面发射激光器，所述发光单元发出的所述线偏振光处于可见光波段或者红外波段。

6.根据权利要求1所述的光学传感器模组，其特征在于，所述光学传感器模组还包括：收光单元、以及电性连接所述发光单元和所述收光单元的驱动及信号处理单元；

所述收光单元用于接收所述发光单元发出的穿过所述显示屏幕，并被所述显示屏幕上方的待测物体反射后，再次穿过所述显示屏幕的光信号，所述驱动及信号处理单元用于驱动所述发光单元发射线偏振光，还用于接收并处理所述收光单元接收到的光信号；

所述显示屏幕还包括位于所述第一波片和所述第二波片之间的显示基板，所述显示基板包括基板、位于所述基板上的发光层，所述基板朝向所述第一波片的表面设有黑胶层，所述黑胶层设有第一开口，所述光学传感器模组的发光单元在所述基板上的正投影落在所述第一开口内。

7.根据权利要求6所述的光学传感器模组，其特征在于，所述显示屏幕的黑胶层还包括第二开口，所述收光单元在所述基板上的正投影落在所述第二开口内。

8.根据权利要求1所述的光学传感器模组，其特征在于，所述光学传感器模组用于进行指纹识别、人脸识别、接近检测或者心率检测。

9.一种终端设备，其特征在于，包括显示屏幕、以及如上述权利要求1至6中任一项所述的光学传感器模组；

所述显示屏幕包括：第二波片、以及位于所述第二波片上的线偏振片。

10.根据权利要求9所述的终端设备，其特征在于，所述显示屏幕还包括：位于所述第一波片和所述第二波片之间的显示基板，所述显示基板包括基板、位于所述基板上的发光层，所述基板朝向所述第一波片的表面设有黑胶层，所述黑胶层设有第一开口，所述光学传感器模组的发光单元在所述基板上的正投影落在所述第一开口内。

11.根据权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述光学传感器模组还包括收光单元，所述显示屏幕的黑胶层还包括第二开口，所述收光单元在所述基板上的正投影落在所述第二开口内。

12.根据权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括位于所述发光单元下方的PCB电路板，所述PCB电路板与所述基板通过柔性FPC电路板电连接；

所述发光单元固定连接于所述PCB电路板上。

13.根据权利要求12所述的终端设备，其特征在于，所述光学传感器模组包括：收光单元，以及电性连接所述发光单元和所述收光单元的驱动及信号处理单元；

所述驱动及信号处理单元固定连接于所述PCB电路板上。

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