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CN210401727U - 生物特征检测系统及其显示装置和背光模组 - Google Patents

生物特征检测系统及其显示装置和背光模组 Download PDF

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CN210401727U
CN210401727U CN201920946471.XU CN201920946471U CN210401727U CN 210401727 U CN210401727 U CN 210401727U CN 201920946471 U CN201920946471 U CN 201920946471U CN 210401727 U CN210401727 U CN 210401727U
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CN
China
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light
light emitting
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backlight
detection
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朱文龙
周扬
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Shenzhen Fushi Technology Co Ltd
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Shenzhen Fushi Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种生物特征检测系统,包括显示装置和检测模组。显示装置包括背光模组、设置在所述背光模组上方的显示面板,显示面板用于图像显示,背光模组用于发射背光光束和检测光束,背光模组包括光源和导光板,光源设置在所述显示面板下方,导光板设置在所述显示面板下方且位于所述光源侧方,光源用于向上方发射检测光束和向侧方发射背光光束,背光光束从光源侧方进入导光板并从导光板的上方出射后进入显示面板。检测模组位于所述显示装置下方,检测模组用于透过所述显示装置接收成像光束。本实用新型还提供一种显示装置和背光模组,本实用新型具有较好的屏下生物特征检测效果和较好的用户体验。

Description

生物特征检测系统及其显示装置和背光模组
技术领域
本实用新型涉及光电技术领域,尤其涉及一种背光模组、显示装置及生物特征检测系统。
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,手机的发展趋势是具有较高的屏占比同时具有前置摄像头自拍和人脸识别等功能。而随着生物特征检测系统支持的功能越来越丰富,需要设置的元件数量也越来越多,需要占据一部分生物特征检测系统正面的显示区域的位置,影响美观和用户体验。
近来,为了实现全面屏或接近全面屏效果,屏下生物特征检测技术应运而生,也就是将生物特征检测单元放在显示屏的下方,通过显示屏发送或发射检测光束实现生物特征检测。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供一种用于解决现有技术问题的能够用于屏下生物特征检测的背光模组、显示装置及生物特征检测系统。
本实用新型的一个方面提供一种生物特征检测系统,包括显示装置和检测模组。所述显示装置包括背光模组、设置在所述背光模组上方的显示面板,所述显示面板用于图像显示,所述背光模组用于发射背光光束和检测光束,所述背光模组包括光源和导光板,所述光源设置在所述显示面板下方,所述导光板设置在所述显示面板下方且位于所述光源侧方,所述光源用于向上方发射所述检测光束和向侧方发射所述背光光束,所述背光光束从所述光源侧方进入所述导光板并从所述导光板的上方出射后进入所述显示面板,所述背光光束用于提供给所述显示面板执行图像显示,所述检测光束能够透过所述显示面板到达一个外部对象上,所述检测光束用于外部对象的生物特征检测。所述检测模组位于所述显示装置下方,所述检测模组用于透过所述显示装置接收成像光束,所述成像光束为外部对象反射的所述检测光束,和/或,外部对象透射的所述检测光束。
某些实施例中,所述透射包括外部对象将进入其内部的检测光束作为成像光束透射出来,所述成像光束带有外部对象的生物特征信息。
某些实施例中,所述背光光束包括可见光,所述检测光束包括不可见光,所述不可见光包括近红外光。
某些实施例中,所述光源包括发光单元和电路板,所述电路板包括柔性电路板,所述发光单元位于所述电路板下方或上方,所述发光单元和所述电路板电连接,所述发光单元包括第一出光面和第二出光面,所述第一出光面用于出射所述背光光束,所述第二出光面用于出射所述检测光束,所述第一出光面具有第一法线方向,所述第二出光面具有第二法线方向,所述第一法线方向与第二法线方向具有40~90度的空间角度。
某些实施例中,所述发光单元包括集成在一个封装内的第一发光芯片和第二发光芯片,所述第一发光芯片用于发射背光光束,所述第二发光芯片用于发射检测光束,所述第一发光芯片包括LED或VCSEL,第二发光芯片包括LED或 VCSEL。
某些实施例中,所述光源包括第一发光单元、第二发光单元和背光电路板,所述背光电路板包括柔性电路板,所述第一发光单元和第二发光单元分别和所述背光电路板电连接,所述第一发光单元用于发射所述背光光束,所述第二发光单元用于发射所述检测光束,所述第一发光单元包括正对所述导光板的第一出光面,所述第二发光单元包括朝向上方的第二出光面,所述第一出光面用于出射所述背光光束,所述第二出光面用于出射所述检测光束。
某些实施例中,所述第一发光单元和第二发光单元位于所述电路板下方,或者所述第一发光单元位于所述电路板下方而第二发光单元位于所述电路板上方。
某些实施例中,所述第一发光单元和第二发光单元是独立的发光芯片,所述第一发光单元包括第一发光芯片,所述第二发光单元包括第二发光芯片,所述第一发光芯片包括LED或VCSEL,第二发光芯片包括LED或VCSEL。
某些实施例中,所述导光板包括与所述第一出光面相对的侧面和与所述显示面板相对的顶面,所述背光光束从所述侧面进入所述导光板然后从所述顶面离开所述导光板,所述侧面处的导光板厚度大于所述顶面处的导光板厚度。
某些实施例中,所述背光模组还包括设置在所述导光板下方的反射片和设置在所述导光板上方的光学膜片层,所述导光板包括正对所述反射片的底面,所述底面和所述顶面相对设置,所述反射片用于将从所述导光板的底面出射的背光光束反射回到所述导光板内;所述光学膜片层用于扩散和/或增亮所述背光光束;所述背光光束透过所述光学膜片后进入所述显示面板,所述反射片、导光板和光学膜片层能够透射所述成像光束。
某些实施例中,所述背光模组还包括位于所述反射片下方的铁壳和包围所述光源、导光板、反射片和光学膜片层的胶框,所述胶框设置在所述铁壳上,所述铁壳具有开孔,所述检测模组对应所述铁壳的开孔设置在所述背光模组下方。
某些实施例中,所述背光模组还包括设置在所述光源上的遮光胶,所述遮光胶阻隔所述背光光束并透射所述检测光束,或者所述遮光胶具有对应所述第二出光面的开孔,或者所述遮光胶的至少部分区域为透射所述检测光束的透光区域。
某些实施例中,所述光源包括第一发光单元、第二发光单元和背光电路板,所述背光电路板包括柔性电路板,所述第一发光单元和第二发光单元设置在所述背光电路板下方,所述第二发光单元用于出射所述检测光束的出光面紧贴所述背光电路板的下表面,所述背光电路板能够透射所述检测光束,所述第一发光单元用于出射所述背光光束的出光面朝向所述电路板侧方。
某些实施例中,所述光源包括第一发光单元、第二发光单元和背光电路板,所述背光电路板包括柔性电路板,所述第一发光单元设置在所述背光电路板下方而第二发光单元设置在所述背光电路板上方,所述第二发光单元具有用于出射所述检测光束的出光面以及和所述出光面相对的底面,所述第二发光单元的底面正对所述背光电路板上表面,所述第一发光单元具有用于出射所述背光光束的出光面,所述第一发光单元的朝向所述电路板侧方。
某些实施例中,所述背光电路板具有凸字形结构,所述背光电路板包括长条形的主体部和由所述主体部的中间延伸凸出的延伸部,所述第一发光单元设置在所述主体部下方,所述第二发光单元设置在所述延伸部上方,所述延伸部向远离所述导光板的侧面的方向延伸。
某些实施例中,所述背光模组还包括设置在所述背光电路板上方的遮光胶,所述遮光胶阻隔所述背光光束并透射所述检测光束,或者所述遮光胶具有对所述第二发光单元的出光面的开孔,或者所述遮光胶的至少部分区域为透射所述检测光束的透光区域
某些实施例中,所述光源包括第一发光单元、第二发光单元和背光电路板,所述电路板包括柔性电路板,所述第一发光单元和第二发光单元设置在所述背光电路板下方,所述第一发光单元和第二发光单元排成一列且所述列的至少中间位置设置有所述第二发光单元,或者,所述第一发光单元排成一列,所述第二发光单元排成一列,且所述第一发光单元较第二发光单元靠近所述导光板,所述第一发光单元用于发射所述背光光束,所述第二发光单元用于发射所述检测光束,所述第一发光单元包括正对所述导光板的第一出光面,所述第二发光单元包括朝向上方的第二出光面,所述第一出光面用于出射所述背光光束,所述第二出光面用于出射所述检测光束。
某些实施例中,所述背光电路板具有对应所述第二发光单元的出光面的开孔,或者所述电路板能够透射所述检测光束。
某些实施例中,当所述第一发光单元与所述第二发光单元排成一列时,所述第一发光单元和第二发光单元交替设置,或者所述第一发光单元和第二发光单元至少部分连续设置。
某些实施例中,所述显示装置具有显示区域和位于显示区域周围的非显示区域,所述显示区域用于图像显示,所述非显示区域不用于图像显示,所述检测光束从非显示区域透过所述显示面板。
某些实施例中,所述显示面板具有沿底部边缘向外部分延伸的端子区,所述端子区位于所述显示装置的非显示区域内,所述背光模组的光源邻近所述端子区,所述光源发射的检测光束能够透过所述端子区。
某些实施例中,所述显示面板包括面板电路板,所述面板电路板包括柔性电路板,所述面板电路板部分连接所述端子区并向外弯折延伸至所述背光模组下方,所述检测光束能够透过所述端子区和所述面板电路板。
某些实施例中,所述端子区和/或面板电路板具有用于透过所述检测光束的开孔;或者所述端子区和/或所述面板电路板能够透射所述检测光束。
某些实施例中,所述显示面板包括由下至上依次设置的下偏振片、第一基板、液晶层、第二基板和上偏振片,所述第一基板相对所述第二基板的边缘延伸凸出的部分为所述端子区;所述显示面板还包括集成电路,所述集成电路位于所述端子区上或所述集成电路位于所述面板电路板的弯折延伸部分上;当所述集成电路设置在所述端子区上时,所述检测光束透过所述集成电路和第二基板之间的端子区向外出射,和/或,所述检测光束透过位于所述面板电路板下方的端子区和所述面板电路板向外出射。
某些实施例中,所述显示面板包括由下至上依次设置的下偏振片、第一基板、液晶层、第二基板和上偏振片,所述第一基板相对所述第二基板的边缘延伸凸出的部分为所述端子区,所述背光模组还包括光阻隔膜,所述光阻隔膜部分位于所述非显示区域,和/或,所述光阻隔膜部分位于所述显示装置的显示区域内;所述光阻隔膜位于所述导光板上方,所述光阻隔膜用于阻隔所述检测光束并透过背光光束。
某些实施例中,所述检测模组具有接收所述成像光束的视场角,所述导光板具有与所述视场角对应的视场区域,所述光阻隔膜覆盖导光板的顶面上所述视场区域以外的部分。
某些实施例中,所述显示面板具有沿底部边缘向外部分延伸的端子区,所述端子区位于所述显示装置的非显示区域内,所述显示面板包括面板电路板,所述面板电路板包括柔性电路板,所述面板电路板部分连接所述端子区并向外弯折延伸至所述背光模组下方,所述第二发光单元位于所述面板电路板下方,所述检测光束能够透过所述端子区和/或所述面板电路板,所述面板电路板具有用于透过所述检测光束的开孔或者所述面板电路板能够透射所述检测光束。
某些实施例中,所述第二发光单元的至少一部分位于所述端子区下方,或者所述第二发光单元位于所述端子区侧方。
某些实施例中,所述检测模组的至少一部分位于所述显示面板的显示区域,所述检测模组至少从显示区域接收所述成像光束。
某些实施例中,所述显示装置还包括保护盖板,所述保护盖板位于所述显示面板上方,所述检测光束能够透过所述保护盖板,所述保护盖板使用透明材料制成。
某些实施例中,所述端子区下方设置有抗反射膜,所述抗反射膜用于阻止检测光束进行反射。
某些实施例中,所述背光光束为可见光,所述检测光束和成像光束为不可见光,所述不可见光包括近红外光,所述近红外光包括850nm和/或940nm的光束。
某些实施例中,所述生物特征检测系统为指纹特征检测系统。
本实用新型的一个方面提供一种背光模组,所述背光模组为上述生物特征检测系统的背光模组。
本实用新型的一个方面提供一种显示装置,所述显示装置为上述生物特征检测系统的显示装置。
本实用新型的有益效果在于,通过背光模组的光源同时提供背光光束和检测光束,用于发射生物特征检测的检测光束的光源不占用显示装置额外的显示区域空间或非显示区域空间。本实用新型能够实现屏下生物特征检测,并且不影响显示装置正常显示。进一步地,所述光源可以是发射背光光束和检测光束的不同发光芯片集成在一个封装内,或者是利用现有的显示装置屏下空间设置分别用于发射背光光束和检测光束的发光芯片。本实用新型生物特征检测系统及其显示装置、背光模组具有较好的屏下生物特征检测效果和较好的用户体验。
附图说明
图1是本实用新型生物特征检测系统的一个实施例的立体示意图;
图2是图1所示生物特征检测系统的部分截面示意图;
图3是图1所示生物特征检测系统的变更实施例的部分截面示意图;
图4A-图4C是图3所示光源的不同实施例的示意图;
图5是图3所示端子区的部分放大示意图;
图6是图1所示生物特征检测系统的部分截面示意图;
图7是图6所示光源的变更实施例的示意图;
图8是本实用新型生物特征检测系统的一个实施例的部分截面示意图;
图9A-图9B是图8所示光源的示意图;
图10是本实用新型生物特征检测系统的一个实施例的部分截面示意图;
图11是本实用新型生物特征检测系统的一个实施例的部分截面示意图;
图12是本实用新型生物特征检测系统的一个实施例的部分截面示意图。
具体实施方式
在对本实用新型实施例的具体描述中,应当理解,当基板、框架、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。
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申请的实施方式。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,也可以实践本申请的技术方案。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申请之重点。
请参阅图1,本实用新型生物特征检测系统1的一个实施例中,所述生物特征检测系统1包括显示装置10。所述显示装置10具有用于显示图像的显示区域 (Active Area,AA区)和包围所述显示区域的非显示区域。可变更地,所述显示区域和非显示区域也可具有其他的形状或位置关系,例如但不限于,所述显示装置10的背面、和/或正面、和/或侧面都具有显示区域和非显示区域;或者所述非显示区域不包围所述显示区域。本实用新型实施例不作限制。
请参阅图2,是根据本实用新型的一个实施例,所述生物特征检测系统1沿图1中B-B线方向的部分截面示意图。所述显示装置10包括由下至上依次设置的背光模组11、显示面板12和保护盖板13。所述背光模组11包括光源16和导光板 113,所述光源16设置在所述显示面板12下方,所述导光板113设置在所述显示面板12下方。所述导光板113设置在所述光源16的侧方。所述光源16和所述导光板113在图2中左-右方向上基本位于同一层。所述保护盖板13覆盖所述显示面板 12和背光模组11。所述保护盖板13采用透明材料制成,例如但不限于:玻璃或蓝宝石。
所述光源16用于向第一方向发射背光光束100和向第二方向发射检测光束 101。所述第一方向与第二方向之间具有预设的空间角度范围。可选的,所述预设的空间角度范围包括90度角、锐角、钝角。本实施例中,所述第一方向例如为所述光源16正对导光板113的侧方,所述第二方向例如为所述光源16的上方。需要说明的是,所述第一方向、第二方向可以是包括多个不同角度的方向的集合,而不局限于某个特定角度的方向。
可选的,在一些实施例中,所述光源16具有第一法线方向的第一出光面和具有第二法线方向的第二出光面。所述第一法线方向和第二法线方向之间具有预设角度,所述第一出光面用于出射背光光束100,所述第二出光面用于出射检测光束101。所述预设角度为90度角、锐角、钝角。
本实施例中,所述背光光束100从所述光源16的侧方发出后进入所述导光板 113并从所述导光板113的上方出射后进入所述显示面板12。所述背光光束100用于提供给所述显示面板12执行图像显示。所述检测光束101能够透过所述显示面板12、所述保护盖板13到达一个外部对象1000上,所述检测光束101用于外部对象1000的生物特征检测。
所述生物特征检测系统1还包括设置在所述显示装置10下方的检测模组19。所述检测模组19能够透过所述显示装置10接收成像光束102。所述成像光束102 为外部对象100反射的所述检测光束101,和/或,外部对象1000透射的所述检测光束101。其中,所述透射包括外部对象1000将进入其内部的检测光束101作为成像光束102透射出来。所述成像光束102带有外部对象1000的生物特征信息。
所述显示面板12和保护盖板13对所述检测光束101、成像光束102具有较好的透过率。需要说明的是,所述较好的透过率是相对所述检测模组19接收到的成像光束102用于外部对象1000的生物特征检测时的光学成像效果来说的。所述显示面板12对检测光束101和成像光束102的透过率例如但不限于为大约50%,所述保护盖板13对检测光束101和成像光束102的透过率例如但不限于为大于90%。
可选的,所述背光模组11、显示面板12、保护盖板13之间可以具有光学胶或光学膜(图2中未示出)。
在一些实施例中,所述背光模组11还包括位于所述光源16和导光板112下方的铁壳(图2中未示出),所述铁壳具有开孔,所述检测模组19对应所述铁壳的开孔设置在所述背光模组11下方。
在一些实施例中,所述背光模组11还包括包围所述光源16和导光板112的胶框(图2中未示出),所述胶框和光源16上方设置遮光胶(图2中未示出)。所述遮光胶能够阻隔所述背光光束100或其他可见光,且所述遮光胶具有供所述检测光束101透过的开孔,或者所述遮光胶使用能够透射所述检测光束101且阻隔所述背光光束100的材料制成。
本实施例中,所述检测模组19透过所述显示装置10接收所述成像光束102。所述成像光束102带有外部对象1000的生物特征信息,从而通过所述检测模组19 采集外部对象1000的生物特征信息,所述生物特征检测系统1能够检测外部对象 1000的生物特征信息。
通过所述背光模组11的光源16同时提供背光光束100和检测光束101,所述光源16不占用显示装置额外的显示区域空间或非显示区域空间。本实用新型能够实现屏下生物特征检测,并且不影响显示装置10正常显示。进一步地,所述光源16可以是发射背光光束100和检测光束101的不同发光芯片(裸片)集成在一个封装内,或者是利用现有的显示装置10的屏下空间设置分别用于发射背光光束100和检测光束101的发光芯片。本实用新型生物特征检测系统及其显示装置、背光模组具有较好的屏下生物特征检测效果和较好的用户体验。
本实施例中,所述背光光束100与所述检测光束101为不同波长的光束,其中,所述背光光束100为可见光,例如为白光。所述检测光束101和成像光束102 为不可见光,所述不可见光包括近红外光。所述检测光束101和成像光束102例如为近红外光束。
示意性的,所述可见光包括波长范围为400~700nm(纳米)的光束。所述近红外光包括波长范围为800~1000nm的光束。所述检测光束101和成像光束102例如为波长为850nm或940nm的光束。
相应地,所述遮光胶例如但不局限为红外油墨材料制成,用于透过近红外光而拦截可见光。
请参阅图3,是所述生物特征检测系统1的另一实施例的部分截面示意图。所述生物特征检测系统1包括显示装置10和设置在所述显示装置10下方的检测模组19。所述检测模组19用于透过所述显示装置10接收成像光束102。所述成像光束102被所述检测模组19接收后转换为对应的电信号,例如:包括外部对象1000 的生物特征信息的图像数据信号。所述成像光束102和所述检测模组19能够用于外部对象1000的生物特征检测。
所述显示装置10包括由下至上依次设置的背光模组11、显示面板12和保护盖板13。所述显示面板12用于图像显示,并能够给用户提供接触式或非接触式的人机交互界面。所述背光模组11用于为所述显示面板12提供图像显示所需的背光光束,以及向外部对象1000发射检测光束101。所述检测光束101能够用于外部对象1000的生物特征检测。所述成像光束102包括但不限于:外部对象1000 反射的所述检测光束101,和/或,外部对象1000透射的所述检测光束101。其中,所述透射包括外部对象1000将进入其内部的检测光束作为成像光束102透射出来。所述成像光束102带有述外部对象1000的生物特征信息。
需要说明的是,本申请描述的生物特征检测包括但不限于对外部对象1000 的感测、信息采集、特征数据比对、识别结果验证等过程,本申请所述的用于外部对象1000的生物特征检测指的是至少能够用于实现或用于帮助实现生物特征检测。
所述背光模组11包括由下至上依次设置的铁壳111、反射片112、导光板113、光学膜片层114、以及设置在所述导光板113一侧的光源16、位于所述光源16远离所述导光板113一侧的胶框115、以及设置在所述胶框115、光源16上的遮光胶 116。
所述光源16用于向上方发射所述检测光束101和向侧方发射所述背光光束 100。所述背光光束100从所述光源16侧方进入所述导光板113并从所述导光板 113的上方出射后进入所述显示面板12。所述背光光束100用于提供给所述显示面板12执行图像显示,所述检测光束101能够透过所述显示面板12到达一个外部对象1000上。所述检测光束101用于外部对象1000的生物特征检测。
请同时参阅图4A和图4B,图4A是所述光源16的部分立体示意图。图4B是所述光源16沿图1中C-C线的部分截面示意图。所述光源16包括发光单元161和背光电路板162。所述发光单元161例如但不局限于焊接或贴合在所述背光电路板162 上。所述背光电路板162包括但不限于柔性电路板或印刷电路板。
所述发光单元161包括第一出光面1611和第二出光面1612。如图4A和图4B所示,所述第一出光面1611位于所述发光单元161的侧面,所述第一出光面1611用于向所述发光单元161的侧方出射所述背光光束100。所述第二出光面1612位于所述发光单元161的上面,所述第二出光面1612用于向所述发光单元161的上方出射所述检测光束101。所述第二出光面1612与所述背光电路板162的下表面紧贴设置。
可选的,请参阅图4C,所述发光单元161的第二出光面1612包括焊脚1613,所述发光单元161通过焊脚1613焊接在所述背光电路板162下表面上,所述检测光束101从所述焊脚1613的间隙透过所述背光电路板162。
可选的,所述背光电路板162包括导电线路和柔性基材。在一些实施例中,所述导电线路和柔性基材能够透射所述检测光束101,例如但不限于,所述导线线路和柔性基材采用透明材料制成。可选的,在一些实施例,所述背光电路板 162具有与所述第二出光面1612对应的开孔,所述检测光束101通过所述开孔透过所述背光电路板162。可选的,在一些实施例中,通过合理布设导电线路,使得所述导电线路避开与所述第二出光面1612对应的位置,所述柔性基材能够透射所述检测光束101。
所述导光板113包括侧面(未标号)和顶面(未标号)。所述第一出光面 1611正对所述导光板113的侧面,所述背光光束100从所述导光板113的侧面进入并从所述导光板113的顶面射出;所述背光光束100被提供给位于所述背光模组 11上方的显示面板12用于图像显示,所述检测光束101能够透过所述显示面板12 到达外部对象,所述检测光束101用于外部对象100的生物特征检测。可选的,所述发光单元161至少对应所述导光板113的侧面的中间部分设置,或者所述发光单元161至少对应所述导光板113的侧面的两端设置,或者所述发光单元161对应所述导光板113的侧面的全部区域设置。
本实施例中,所述第一出光面1611的高度大于所述导光板113在顶面处的厚度。为了提高所述背光光束100的利用率,所述导光板113的侧面的高度(或所述导光板113在侧面处的厚度)大于所述导光板113在顶面处的厚度。所述导光板113的侧面高度和所述第一出光面1611的高度基本相等。所述导光板113的侧面和顶面之间具有斜坡面(未标号),所述斜坡面使所述导光板113的厚度逐渐减小。由于所述导光板113对应的显示区域的厚度较小,因此所述显示装置10整体可以做到较薄。
需要说明的,本实施例仅为示意性描述,在其他实施例中,所述导光板113 和光源16可以具有其他结构和设置,例如所述导光板113的顶面和侧面相连且具有一致的厚度。本实用新型实施例对此不作限定。
所述导光板113还包括正对所述反射片112的底面,所述底面与所述导光板 113的顶面相对平行设置。所述反射片112用于将从所述导光板113的底面出射的背光光束100反射回到所述导光板113内。所述光学膜片层114用于扩散和增亮所述背光光束100。所述背光光束100透过所述光学膜片层114后进入所述显示面板 12。所述反射片112、导光板113和光学膜片层114能够透射所述成像光束102。
本实施例中,所述光学膜片层114设置在所述导光板113的顶面上,其高度和所述遮光胶116相平齐。所述遮光胶116覆盖设置在所述胶框115和背光电路板 162上。所述胶框115设置在所述光源16远离所述导光板113的一侧,所述胶框 115设置在所述铁壳111上。所述胶框115对所述背光光束100、检测光束101具有阻隔作用,所述对光束的阻隔包括但不限于对光束的吸收和/或反射。所述遮光胶116阻隔所述背光光束100且透射所述检测光束101。
所述铁壳111具有开孔1111,所述检测模组19对应所述铁壳111的开孔1111 设置在所述背光模组11下方。所述成像光束102透过所述开孔1111进入所述检测模组19。
所述显示面板12包括由下至上依次设置的第一基板121、液晶层122和第二基板123。示意性的,所述第一基板121、第二基板123可以为玻璃基板、塑料基板、半导体基板、金属基板等。所述显示面板12例如但不局限为液晶显示面板。
所述第一基板121又称为阵列基板,其包括多个薄膜晶体管(TFT)构成的薄膜晶体管阵列、以及多行扫描线(gate line)和多列数据线(data line)。所述第二基板123又称为滤光片基板或彩膜基板,其包括多个呈阵列排列的红色、绿色和蓝色的滤光片。
所述第一基板121具有相对所述第二基板123的边缘向外延伸的端子区1211。所述端子部1121位于所述显示装置10的非显示区域内。
所述显示面板12还包括部分设置在所述端子区1211上的面板电路板124。所述面板电路板124为柔性电路板,其从所述端子区1211上向外弯折延伸至所述背光模组11下方。可选的,所述面板电路板124电连接所述显示面板12的驱动电路芯片。
本实施例中,所述显示面板12还包括位于所述端子区1211上的集成电路125。所述集成电路125设置在所述面板电路板124和第二基板123之间。所述面板电路板124的一部分连接所述端子区1211的边缘部分。所述集成电路125通过COG (chip on glass)工艺设置在所述端子区1211上。可选的,所述面板电路板 124和端子区1211通过导电胶连接,所述集成电路125和所述端子区1211通过导电胶连接。所述导电胶例如但不限于,异方性导电胶ACF。
可选的,在一些实施例中,所述集成电路125可以通过COF(chip on film) 工艺设置在所述面板电路板124的沿着延伸部分上。此时,所述端子区1211由于不需要设置所述集成电路125,因此所述端子区125可以具有较小的宽度,从而所述显示装置10可以具有较窄的非显示区域,例如从正面看去,所述显示装置 10具有较窄的边框。
请同时参阅图5,是图3中端子区1211的部分放大示意图。所述面板电路板 124与所端子区1211的边缘相连接的部分的宽度D1大约为1毫米。所述集成电路 124的宽度大约为0.8毫米~1毫米。所述端子区1211在集成电路125和第二基板 123之间的宽度D3大约为2毫米。所述保护盖板13边缘和所述端子区1211边缘的水平距离D4例如但不局限大约为3毫米~4毫米。所述背光电路板162的宽度D5大约为2毫米。
本实施例中,所示检测光束101透过所述集成电路125和第二基板123之间的端子区1211射向所述保护盖板13。具体地,所述发光单元161从第二出光面1612 出射所述检测光束101。所述检测光束101依次透过所述背光电路板162、所述遮光胶116、所述端子区1211、所述保护盖板13到达所述显示装置10的外部或外表面。本实施例中,所述检测光束101到达所述保护盖板13外表面处的外部对象 1000,所述检测光束101进入外部对象1000并发生例如但不限于散射、和/或折射、和/或反射。外部对象1000将进入其内部的检测光束101作为成像光束102从所述显示区域处透射出来。所述成像光束102依次透过所述保护盖板13、显示面板12、背光模组11到达所述检测模组19。
本实施例中,所述检测光束101透过所述显示装置10的非显示区域到达外部对象1000,并在所述显示装置10的显示区域被所述检测模组19接收。
可选的,在一些实施例中,所述检测光束101可以透过所述显示装置10的显示区域到达外部对象1000。
可选的,在一些实施例中,所述成像光束102可以至少部分地透过所述显示装置的非显示区域到达所述检测模组19。
可选的,在一些实施例中,所述检测模组19至少部分地设置在非显示区域内。
请参阅图6,是图3所示生物特征检测系统1的一个变更实施例的部分截面示意图。如图6所示,本实施例中,所述检测光束101从所述面板电路板124和所述端子区1211的连接处透过并射出。具体地,所述发光单元161从第二出光面1612 出射所述检测光束101,所述检测光束101依次透过所述背光电路板162、所述遮光胶116、所述端子区1211、所述面板电路板124、所述保护盖板13到达所述显示装置10的外部或外表面。
可选的,在一些实施例中,所述背光电路板162、所述遮光胶116具有透过所述检测光束101的开孔或使用能够透射所述检测光束101的材料制成。
可选的,在一些实施例中,所述背光电路板162和面板电路板124具有导电线路和柔性基材,所述柔性基材透射所述检测光束101。所述检测光束102透过所述导电线路之间的柔性基材从而透过所述背光电路板162和面板电路板124。
可选的,在一些实施例中,所述端子区1211具有导电线路和基材,所述检测光束102透过所述端子区1211的导电线路之间的基材从而透过所述端子区1211。
需要说明的是,本申请其他实施例中,所述检测光束101也可以从所述集成电路125处透过。所述背光电路板162、所述遮光胶116、所述端子区1211、所述面板电路板124、所述保护盖板13也可具有不同设置使得所述检测光束101透过。例如,所述端子区1211、面板电路板124也可以具有供所述检测光束101透过的开孔。本申请实施例对此不作限定。
请参阅图7,是图3所示光源16的一个变更实施例的示意图。所述光源26可以用于在本申请所述实施例或变更实施例中用来替换光源16。所述光源26包括背光电路板262、第一发光单元263和第二发光单元264。所述第一发光单元263 和第二发光单元264设置在所述背光电路板262下表面。所述第一发光单元263包括位于其侧面的第一出光面2611,所述第一出光面2611用于向侧方出射背光光束100。所述第二发光单元264包括位于其顶面的第二出光面2612,所述第二出光面2612用于向上方出射检测光束101。
在一些实施例中,所述第一发光单元263和第二发光单元264排成一列,且所述第二发光单元264至少位于所述列的中间位置。可选的,所述第一发光单元 263和第二发光单元264依次交替设置,和/或,所述第一发光单元263和第二发光单元264至少部分连续设置。所述第一发光单元263用于发射所述背光光束100,所述第二发光单元264用于发射所述检测光束101,所述第一发光单元263包括正对所述导光板的第一出光面,所述第二发光单元264包括朝向上方的第二出光面 2612,所述第一出光面2611用于出射所述背光光束100,所述第二出光面2612用于出射所述检测光束101,所述背光电路板262具有对应所述第二出光面2612的开孔,或者所使用能够透射所述检测光束且阻隔所述背光光束100的材料制成,或者所述检测光束101透过所述背光电路板262的导线线路之间的间隙从而透过所述背光电路板262。
本实施例中,所述背光光束200为可见光,例如为白光。所述检测光束201 和成像光束202为不可见光,所述不可见光包括近红外光。所述检测光束201和成像光束202例如为近红外光束。
示意性的,所述可见光包括波长范围为400~700nm(纳米)的光束。所述近红外光包括波长范围为800~1000nm的光束。所述检测光束201和成像光束202例如为波长为850nm或940nm的光束。
请参阅图8,本实用新型的一个实施例中,生物特征检测系统3包括显示装置30和设置在显示装置30下方的检测模组39。所述检测模组39能够透过所述显示装置30接收来自外部对象1000的成像光束302,所述成像光束302能够用于外部对象1000的生物特征检测。
所述显示装置30由下至上依次设置的背光模组31、显示面板32、保护盖板 33。所述背光模组31包括由下至上依次反射片312、导光板313和光学膜片层314。所述背光模组31还包括设置在所述导光板313一侧的光源36。请同时参阅图9A和图9B,是图8所示光源36的示意图。其中,图9B是图8中从左向右看去的剖面示意图。
所示光源36包括第一发光单元363、第二发光单元364和背光电路板362。所述背光电路板362具有凸字形结构。所述背光电路板362包括长条形的主体部 (未标号)和由所述主体部的中间延伸凸出的延伸部(未标号)。所述第一发光单元363设置在所述主体部下方,所述第二发光单元364设置在所述延伸部上方。所述延伸部向远离所述导光板313的方向延伸。
所述第一发光单元363包括相连的上表面(未标号)和第一出光面3611,所述第一发光单元363的上表面连接所述背光电路板362的主体部下表面。所述第一发光单元363用于向其侧方空间发射背光光束100,所述背光光束100从所述第一出光面3611出射。
所述第二发光单元364包括相对的下表面(未标号)和第二出光面3612。所述第二发光单元364的下表面连接所述背光电路板362的延伸部上表面。所述第二发光单元364用于向其上方空间发射检测光束301,所述检测光束301从所述第二出光面3612出射。
所述背光电路板362可以为柔性电路板,其包括导电线路和柔性基材。所述柔性基材能够透射所述检测光束301。所述检测光束301能够透过所述导电线路之间的柔性基材,从而透过所述背光电路板。
所述导光板313包括侧面(未标号)和顶面(未标号)。所述第一出光面 3611正对所述导光板313的侧面,所述背光光束300从所述导光板313的侧面进入并从所述导光板313的顶面射出。所述背光光束300被提供给位于所述背光模组 31上方的显示面板32用于图像显示。所述检测光束301能够透过所述显示面板32 到达外部对象1000,所述检测光束301用于外部对象1000的生物特征检测。
可选的,在一些实施例中,所述第一发光单元363等间距设置,所述第二发光单元364等间距设置。所述第一发光单元363沿平行于所述导光板313的侧面的方向排成一列,所述第二发光单元364沿平行于所述导光板313的侧面的方向排成一列。
可选的,在一些实施例中,所述第一出光面3611垂直于所述背光电路板362 的下表面,所述第二出光面3612平行于所述背光电路板362的上表面,所述背光电路板362的上表面和下表面相对平行设置。
需要说明的,本申请其他或变更实施例中,所述光源36可以具有不同的结构和设置,例如所述背光电路板362可以具有矩形、平行四边形、多边形等结构;或者,所述第一发光单元363可以位于所述背光电路板362的上表面;或者,所述第二发光单元364可以位于所述背光电路板362的下表面等等。本申请实施例对此不作限定。
需要说明的,本实施例示意性的示出了第一发光单元363和第二发光单元 364的数量,但并非对本申请第一发光单元363和第二发光单元364的数量的限定。在其他实施例中,所述第一发光单元363和第二发光单元364的数量可以实际需求为一个或多个,本申请实施例中对此不作限定。
所述背光模组31还包括设置在所述背光电路板362的和第二发光单元364上遮光胶316。所述遮光胶316阻隔所述背光光束300并透射所述检测光束301,或者所述遮光胶316具有对应所述第二发光单元的出光面的开孔。所述遮光胶316 与所述背光电路板362的上表面和所述第二发光单元364上表面紧贴设置。
所述导光板313包括正对所述反射片312的底面,所述底面和所述顶面相对平行设置,所述反射片312用于将从所述导光板313的底面出射的背光光束300反射回到所述导光板313内。所述光学膜片层314用于扩散和增亮所述背光光束。示意性的,所述光学膜片层314包括扩散膜(diffuser film)、增光膜 (brightness enhancement film),所述扩散片用于扩散所述背光光束100,所述增光膜用于增亮所述背光光束100。
所述背光光束100透过所述光学膜片层314后进入所述显示面板32。另外,所述反射片312、导光板313和光学膜片层314能够透射所述成像光束302。
可选的,在一些实施例中,所述背光模组31还包括位于所述反射片312下方的铁壳(图未示),所述铁壳用于支撑和保护所述背光模组31的光学组件,所述铁壳具有开孔,外部对象1000反射或透射的所述成像光束302能够透过所述开孔被所述检测模组39接收。所述检测模组39正对所述开孔设置在所述背光模组 31下方。
所述显示面板32包括面板层329。所述面板层329具有沿底面边缘向外部分延伸的端子区3211。所述显示面板32还包括面板电路板324,所述面板电路板 324为柔性电路板,所述面板电路板324部分连接所述端子区3211的边缘部分并向外弯折延伸至所述背光模组31下方。
本实施例中,所述第二发光单元364位于所示端子区3211的侧方,以及所述第二发光单元364位于所述保护盖板33、面板电路板324、背光电路板362所形成的空间内。可选的,在一些实施例中,所述第二发光单元364可以至少部分地位于所示端子区3211的下方。
所述显示面板32还包括设置在所述端子区3211上的集成电路325。所述集成电路325位于所述面板电路板324和面板层329之间的端子区3211上。所述集成电路325可以是用于所述面板层329的触摸控制的驱动电路芯片。所述集成电路325 通过COG工艺设置在所述端子区3211上。
可选的,在一些实施例中,所述集成电路325可以通过COF(chip on film) 工艺设置在所述面板电路板324的沿着延伸部分上。此时,所述端子区3211由于不需要设置所述集成电路325,因此所述端子区325可以具有较小的宽度。
示意性的,所述面板层329包括相对设置的二基板和位于二基板之间的液晶层。可选的,所述面板层329可以为其他非自发光型显示面板或发光型显示面板,本申请实施例中对此不作限制。
相比现有技术,所示光源36包括第一发光单元363和第二发光单元364,所述第一发光单元363用于发射背光光束300以满足显示装置30的图像显示需要。所述第二发光单元364发射检测光束301并透光所述显示装置30到达外部对象 1000上,从而满足屏下生物额头在检测所需的检测光束需要。而且,由于所述第二发光单元364和第一发光单元363都设置在所述背光电路板362上,所述第二发光单元364充分利用所述显示装置30的显示面板32和背光模组31的非显示区域的现有空间,不会增加所述显示装置30的非现实区域大小。本申请技术方案还可以满足进一步减小的非显示区域。从而所述显示装置30可以具有较高的屏占比,而且不需要对显示面板32和保护盖板33开孔,用户可以获得较好的视觉感受。因此,本实用新型生物特征检测系统3具有能够较好实现屏下生物特征检测,并且所述显示转账给30具有较高的屏占比和美观的视觉效果。
请参阅图10,本申请的一个实施例中,生物特征检测系统4包括显示装置40 和设置在所述显示装置40下方的检测模组49。所述检测模组49能够透过所述显示装置40接收来自外部对象1000的成像光束402,所述成像光束402能够用于外部对象1000的生物特征检测。包括但不限于,所述检测模组49将接收到的成像光束402转换为带有对应生物特征信息的图像数据,以及生成对应的生物特征图像。所述图像数据可以是可见光图像(例如RGB彩色图像数据)或者是不可见光图像数据(例如红外光或近红外光图像数据)。可选的,所述检测光束401和成像光束402可以是可见光或不可见光。所述不可见光包括近红外光或红外光。
所述生物特征信息包括但不限于,指纹、虹膜、脸部、掌纹、毛细血管、心率、脉搏、体温等。通过检测和识别外部对象1000的生物特征信息,所述生物特征检测系统4可以用于外部对象1000的图像生成、活体检测、身份验证、作为医疗器械辅助等。
此外,所述生物特征检测系统4还可以通过结构光(structured light)或飞行时间(time of flight)等光学检测原理和方式获取外部对象1000的二维信息和/或深度信息,进而获得外部对象1000的二维和/或三维的生物特征信息、二维和/或三维的坐标信息、二维和/或三维的图像信息。
可选的,所述检测模组49例如但不局限于包括光传感器或光探测器,以及设置在光传感器上的透镜或小透镜。
所述显示装置40由下至上依次设置的背光模组41、显示面板42、保护盖板 43。所述显示面板42用于图像显示,并能够给用户提供接触式或非接触式的人机交互界面。所述背光模组11用于为所述显示面板42提供图像显示所需的背光光束,以及向外部对象1000发射检测光束401。所述检测光束401能够用于外部对象1000的生物特征检测。所述成像光束402包括但不限于:外部对象1000反射的所述检测光束401,和/或,外部对象1000透射的所述检测光束401。其中,所述透射包括外部对象将进入其内部的检测光束作为成像光束402透射出来。
所述背光模组41包括由下至上依次反射片412、导光板413和光学膜片层414。所述背光模组41还包括设置在所述导光板413一侧的光源46。
所述光源46可以具有和上述实施例中光源16、26、36或其变更实施例相同的结构。所述反射片412可以具有和上述实施例中反射片112、312或其变更实施例相同的结构。所述导光板413可以具有和上述实施例中导光板113、313或其变更实施例相同的结构。所述光学膜片层414可以具有和上述实施例中光学膜片层 114、314或其变更实施例相同的结构。
所述光源46包括发光单元461和背光电路板462。所述发光单元461焊接或贴合在所述背光电路板462上。所述背光电路板462包括但不限于柔性电路板或印刷电路板。
所述发光单元461包括第一出光面(未标号)和第二出光面(未标号)。所述第一出光面位于所述发光单元的侧面,所述第一出光面用于向所述发光单元 461的侧方出射所述背光光束400。所述第二出光面位于所述发光单元461的上面,所述第二出光面用于向所述发光单元461的上方出射所述检测光束401。所述第二出光面与所述背光电路板462的下表面紧贴设置。
所述导光板413包括侧面(未标号)和顶面(未标号)。所述第一出光面正对所述导光板413的侧面,所述背光光束400从所述导光板413的侧面进入并从所述导光板413的顶面射出。所述背光光束400被提供给位于所述背光模组上方的显示面板42用于图像显示,所述检测光束401能够透过所述显示面板42到达外部对象,所述检测光束401用于外部对象100的生物特征检测。所述侧面为所述导光板413的入光面,所述顶面为所述导光板413的出光面。
所述背光模组41还包括设置在背光电路板462上的遮光胶416。所述遮光胶 416能够阻隔所述背光光束400并透射所述检测光束401,或者所述遮光胶416具有对应所述第二发光单元的出光面的开孔。所述遮光胶416与所述背光电路板 462的上表面。
可选的,在一些实施例中,所述遮光胶416阻隔所述背光光束400或其他可见光。所遮光胶416正对所述发光单元461的部分区域能够透射所述检测光束401,且所述遮光胶416的其他区域阻隔所述检测光束401。通过在所述遮光胶416上设置部分能够透射所述检测光束401的透光区域,以及调整所述透光区域的范围,可以控制所述检测光束401透过所述遮光胶416后的出射角度。
所述显示面板42包括由下至上依次设置的下偏振片424、第一基板421、液晶层422、第二基板423和上偏振片425。所述第一基板421又称为阵列基板,所述第二基板423又称为彩膜基板。所述第一基板421具有沿所述第二基板423的一侧边缘向外延伸凸出的端子区4211。所述端子区4211对应所述显示装置40的非显示区域。所述第二基板423、液晶层422、上偏振片425、下偏振片424基本对应所述显示装置40的显示区域设置。
所述显示面板42还包括部分连接所述端子区4211的面板电路板424,所述面板电路板424向外弯折延伸至所述背光模组41下方。
所述显示面板42还包括邻近所述面板电路板424设置在所述端子区4211上的集成电路425。所述集成电路425通过COG工艺设置在所述端子区4211上。所述集成电路425例如但不限于为触摸检测驱动电路芯片。
可选的,所述端子区4211包括导电线路。从所述遮光胶416透过后,所述检测光束401通过所述端子区4211的导电线路之间的间隙透过所述端子区4211,并能够进一步透过所述保护盖板43到达外部对象1000。
可选的,所述面板电路板424包括导电线路和柔性基材,从所述遮光胶416 和端子区4211透过后,所述检测光束401能够通过所述面板电路板424的导电线路之间的间隙透过所述面板电路板424。
由于所述检测光束401从光源46发出直到到达外部对象1000的过程中需要经过多个背光模组41和显示面板42的膜层,例如但不限于,所述检测光束401在透过所述端子区4211时部分检测光束401可能在所述端子区4211发生反射。所述检测光束401在透过所述面板电路板424时部分检测光束401可能在所述面板电路板 424发生反射。所述检测光束401在透过所述保护盖板43时部分检测光束401可能在保护盖板43发生反射。所述检测光束401还可能进入所述显示装置40的显示区域,从而可能被在所述上偏振片425处发生反射。
以上种种反射情形下形成的检测光束401的反射光束,可以称为检测光束 401的反射干扰光束。都可能通过所述显示面板42和/或背光模组41被所述检测模组49接收。
因此,为了防止所述检测光束401的反射干扰光束在透过所述端子区4211时部分检测光束401被所述端子区4211反射后被所述检测模组49接收,所述背光模组41可以进一步包括光阻隔膜418。所述光阻隔膜418设置在所述遮光胶416上。所述光阻隔膜418用于吸收所述检测光束401。
所述光阻隔膜418位于显示面板42下方。可选的,所述光阻隔膜418位于所述第一基板421下方,且位于所述下偏振片424下方。可选的,所述光阻隔膜418 正对所述端子区4211设置在所述端子区4211下方,所述光阻隔膜418与所述下偏振片424并列设置。可选的,所述光阻隔膜418至少部分地位于正对所述端子区 4211设置在所述端子区4211下方。
可选的,在一些实施例中,所述光阻隔膜418至少部分位于所述显示装置40 的显示区域。
可选的,在一些实施例中,所述光阻隔膜418至少覆盖部分的所述导光板 413的顶面。
可选的,在一些实施例中,所述光阻隔膜418至少覆盖部分的所述遮光胶 416。
可选的,在一些实施例中,所述光阻隔膜418吸收所述检测光束并透射背光光束400。
可选的,在一些实施例中,所述光阻隔膜418反射所述检测光束并透射背光光束400。
请参阅图11,所述生物特征检测系统4的一个变更实施例中,所述光阻隔膜 418覆盖所述导光板413的顶面,或者说所述光阻隔膜418对应所述显示装置40的显示区域设置。其中,所述光阻隔膜418具有开口4181,所述开口4181与所检测模组49接收所述成像光束402的视场角在所述导光板413的顶面上形成的视场区域的范围相一致。所述视场区域为以所述检测模组49为顶点的视场角在所述导光板413的顶面上围成的区域或者说所述检测模组49在所述导光板413的顶面上的视场区域。
所述成像光束402能够透过所述开口4181到达所述检测模组49,而检测光束 401的反射干扰光束则会被所述光阻隔膜418所述吸收或反射,因此所述光阻隔膜418有效的减小或消除了所述检测光束401的反射干扰光束对所述检测模组49 接收成像光束402并进行光学成像的不良影响。
请参阅图12,所述生物特征检测系统4的一个变更实施例中,所述显示面板 42还包括设置在所述端子区4211下方的抗反射膜429。所述抗反射膜429用于透射所述检测光束401。所述检测光束401透光所述抗反射膜429时几乎不会发生反射,从而有效减小了所述检测光束401的反射干扰光束。进一步可选的,所述抗反射膜429也可以设置在所述遮光胶416上方,其可以看作是所述背光模组41的一部分。
可选的,所述显示装置40可以同时包括所述光阻隔膜418、抗反射膜429,也可只包括其中一种。所述光阻隔膜418、抗反射膜429也可具有其他设置,例如设置在下偏光片424下方,其他实施例可以具有不同设置,本申请对此不作限定。
上述实施例中,所述背光光束400为可见光,例如但不限于400~700nm的可见光。所述检测光束401和成像光束402为近红外光束,例如但不限于为 800~1000nm的近红外光。
相较于现有技术,所述生物特征检测装置4包括光源46,所述光源46能够向侧方发射背光光束400,满足所述显示面板41图像显示需要。同时,所述光源46 能够向上方发射检测光束401,所述检测光束401透光所述背光模组41、显示模组40到达外部对象1000。外部对象1000反射或透射的成像光束402被所述检测模组49接收,从而实现对外部对象1000的屏下生物特征检测。所述显示装置40不需要对显示面板42或保护盖板43开孔,或者在显示区域中额外设置用于生物特征检测的检测区域。所述生物特征检测装置4实现屏下生物特征检测不影响图像显示。而且,由于所述生物特征检测装置4不需要设置额外的红外光源或其他光源用来发射检测光束,从而节省了所述显示装置40内部的空间。相比现有技术,所述生物特征检测装置4可以缩小所述显示装置40的非显示区域大小,使得所述显示装置40具有更窄的边框、更高的屏占比和更好的视觉效果。
在一些实施例中,所述检测模组49或显示装置40还可以包括处理器和存储器(图未示),所述处理器能够根据所述检测模组49接收的成像光束402获得外部对象1000的二维信息和/或深度信息。
进一步地,所述存储器还预先存储生物特征信息数据,所述处理器能够通过将获得的外部对象1000的二维信息和/或深度信息和预先存储的生物特征信息数据进行比对,从而实现外部对象二维和/或三维的生物特征检测和识别,例如但不限于:二维和/或三维的指纹检测、脸部检测、虹膜检测、皮下毛细血管检测等。
本实用新型所述实施例或变更实施例中,所述检测光束501可以包括泛光 (FloodLight,泛光指的照射区域较广且照射角度发散的光束)、散斑结构光、编码结构光、调制脉冲信号中一种或多种。
所述检测模组49接收外部对象1000发射或反射的成像光束402并获取外部对象1000的生物特征信息或图像信息,进而能够检测外部对象1000的生物特征信息、和/或对外部对象1000进行图像绘制、和/或检测外部对象1000的空间坐标。例如但不限于:指纹检测,体温检测,心率检测,活体检测等。
上述实施例或其他实施例中,外部对象1000发射所述成像光束402和接收所述检测光束401的区域/位置可以是不同的或相同的。
所述检测模组49接收所述成像光束402可用于外部对象1000的二维和/或三维的生物特征检测,或外部对象1000的二维和/或三维的图像绘制,或外部对象 1000的二维和/三维的空间坐标检测。
上述的实施例或变更实施例中,外部对象1000可以是手指,所述生物特征检测系统1能够进行指纹检测和识别。但是本实用新型对外部对象1000并不局限,其他的一些变更实施例中,外部对象1000还可以是脸部,手掌,虹膜,血管等,所述生物特征检测系统1还可以用于检测外部对象1000的脸部特征,虹膜特征,掌纹,心率,体温等。
通过对外部对象1000的生物特征进行检测和识别,所述生物特征检测系统1 可用于装置的锁定或解锁,在线支付业务验证,金融系统或公安系统的身份验证,门禁系统的通行验证等多种产品和应用场景。
通过对外部对象1000进行二维或三维的图像绘制,所述生物特征检测系统1 还可应用于拍照、摄像、建模等应用场景。
通过对外部对象1000的空间坐标进行检测,所述生物特征检测系统1还可应用于涉及方向、距离、速度等的应用场景。
因此,所述生物特征检测系统1能够用于外部对象二维和/或三维的生物特征检测和识别,或者用于外部对象二维和/或三维的图像绘制,或者用于外部对象二维和/或三维的空间坐标检测。本实用新型所述实施例和变更实施例中,所述外部对象1000包括但不限于,手指,指纹,眼部,虹膜,皮下血管,脸部等。
所述生物特征检测系统1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,智能机器人或其组件。
需要说明的是,本申请中的第一出光面、第二出光面等可以是实体存在的表面,也可以是假想的表面。所述第一出光面、第二出光面不一定需要实际存在,皆应视为属于本申请实用新型创造范围。
所述光源46可以包括用于发射光束的发光单元,所述发光单元例如但不限于LED(light emitting diode)、LD(laser diode)、VCSEL(vertical cavity surface emittinglaser)、Mini-LED、Micro-LED中的一种或多种,或者LED、LD、VCSEL、Mini-LED、Micro-LED中的一种或多种组成的发光阵列。
本申请上述实施例中和变更实施例描述了不同情形的生物特征检测系统,及其背光模组和显示面板等结构。本领域技术人员可以理解,为了实现屏下生物特征检测的同时使得显示装置具有更高屏占比,会将用于发射检测光束的发光单元和用于发射背光光束的发光单元集成在一个封装内,或者利用显示装置内部空间设置不同的发光单元,使得显示装置能够实现较好的屏下生物特征检测效果,同时具有较高屏占比和视觉效果,将本实用新型的实施例或变更实施例进行拆分、组合、形变、缩放、有限次试验等变更设置,均属于本实用新型保护范围。
需要说明的是,本实用新型的上述实施例或变更实施例及相应变更设置中关于光源(16、26、36、46)、背光模组(11、31、41)、显示面板(11、31、 41)、端子区(1211、3211、4211)、遮光胶(116、316、416)、光阻隔膜 418、抗反射膜429等的结构、功能、原理和设置也可以应用在本实用新型公开的其他实施例中,由此得到实施例及其替换、变形、组合、拆分、扩展等均属于本实用新型保护范围。
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申请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。
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方式,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 (35)

1.一种生物特征检测系统,其特征在于,包括:
显示装置,所述显示装置包括背光模组、及设置在所述背光模组上方的显示面板,所述显示面板用于图像显示,所述背光模组用于发射背光光束和检测光束,所述背光模组包括光源和导光板,所述光源设置在所述显示面板下方,所述导光板设置在所述显示面板下方且位于所述光源侧方,所述光源用于向上方发射所述检测光束和向侧方发射所述背光光束,所述背光光束从所述光源侧方进入所述导光板并从所述导光板的上方出射后进入所述显示面板,所述背光光束用于提供给所述显示面板执行图像显示,所述检测光束能够透过所述显示装置到达外部对象上,所述检测光束用于外部对象的生物特征检测;和
检测模组,其位于所述显示装置下方,所述检测模组用于透过所述显示装置接收成像光束,所述成像光束为外部对象反射的所述检测光束,和/或,外部对象透射的所述检测光束。
2.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述透射包括外部对象将进入其内部的检测光束作为成像光束透射出来,所述成像光束带有外部对象的生物特征信息。
3.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述背光光束包括可见光,所述检测光束包括不可见光,所述不可见光包括近红外光。
4.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述光源包括发光单元和电路板,所述电路板包括柔性电路板,所述发光单元位于所述电路板下方或上方,所述发光单元和所述电路板电连接,所述发光单元包括第一出光面和第二出光面,所述第一出光面用于出射所述背光光束,所述第二出光面用于出射所述检测光束,所述第一出光面具有第一法线方向,所述第二出光面具有第二法线方向,所述第一法线方向与第二法线方向具有40~90度的空间角度。
5.根据权利要求4所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述发光单元包括集成在一个封装内的第一发光芯片和第二发光芯片,所述第一发光芯片用于发射背光光束,所述第二发光芯片用于发射检测光束,所述第一发光芯片包括LED或VCSEL,第二发光芯片包括LED或VCSEL。
6.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述光源包括第一发光单元、第二发光单元和背光电路板,所述背光电路板包括柔性电路板,所述第一发光单元和第二发光单元分别和所述背光电路板电连接,所述第一发光单元用于发射所述背光光束,所述第二发光单元用于发射所述检测光束,所述第一发光单元包括正对所述导光板的第一出光面,所述第二发光单元包括朝向上方的第二出光面,所述第一出光面用于出射所述背光光束,所述第二出光面用于出射所述检测光束。
7.根据权利要求6所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述第一发光单元和第二发光单元位于所述电路板下方,或者所述第一发光单元位于所述电路板下方而第二发光单元位于所述电路板上方。
8.根据权利要求6所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述第一发光单元和第二发光单元是独立的发光芯片,所述第一发光单元包括第一发光芯片,所述第二发光单元包括第二发光芯片,所述第一发光芯片包括LED或VCSEL,第二发光芯片包括LED或VCSEL。
9.根据权利要求4~8中任意一项所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述导光板包括与所述第一出光面相对的侧面和与所述显示面板相对的顶面,所述背光光束从所述侧面进入所述导光板然后从所述顶面离开所述导光板,所述侧面处的导光板厚度大于所述顶面处的导光板厚度。
10.根据权利要求9所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述背光模组还包括设置在所述导光板下方的反射片和设置在所述导光板上方的光学膜片层,所述导光板包括正对所述反射片的底面,所述底面和所述顶面相对设置,所述反射片用于将从所述导光板的底面出射的背光光束反射回到所述导光板内;所述光学膜片层用于扩散和/或增亮所述背光光束;所述背光光束透过所述光学膜片后进入所述显示面板,所述反射片、导光板和光学膜片层能够透射所述成像光束。
11.根据权利要求10所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述背光模组还包括位于所述反射片下方的铁壳和包围所述光源、导光板、反射片和光学膜片层的胶框,所述胶框设置在所述铁壳上,所述铁壳具有开孔,所述检测模组对应所述铁壳的开孔设置在所述背光模组下方。
12.根据权利要求9所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述背光模组还包括设置在所述光源上的遮光胶,所述遮光胶阻隔所述背光光束并透射所述检测光束,或者所述遮光胶具有对应所述第二出光面的开孔,或者所述遮光胶的至少部分区域为透射所述检测光束的透光区域。
13.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述光源包括第一发光单元、第二发光单元和背光电路板,所述背光电路板包括柔性电路板,所述第一发光单元和第二发光单元设置在所述背光电路板下方,所述第二发光单元用于出射所述检测光束的出光面紧贴所述背光电路板的下表面,所述背光电路板能够透射所述检测光束,所述第一发光单元用于出射所述背光光束的出光面朝向所述电路板侧方。
14.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述光源包括第一发光单元、第二发光单元和背光电路板,所述背光电路板包括柔性电路板,所述第一发光单元设置在所述背光电路板下方而第二发光单元设置在所述背光电路板上方,所述第二发光单元具有用于出射所述检测光束的出光面以及和所述出光面相对的底面,所述第二发光单元的底面正对所述背光电路板上表面,所述第一发光单元具有用于出射所述背光光束的出光面,所述第一发光单元的朝向所述电路板侧方。
15.根据权利要求14所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述背光电路板具有凸字形结构,所述背光电路板包括长条形的主体部和由所述主体部的中间延伸凸出的延伸部,所述第一发光单元设置在所述主体部下方,所述第二发光单元设置在所述延伸部上方,所述延伸部向远离所述导光板的侧面的方向延伸。
16.根据权利要求13或14所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述背光模组还包括设置在所述背光电路板上方的遮光胶,所述遮光胶阻隔所述背光光束并透射所述检测光束,或者所述遮光胶具有对所述第二发光单元的出光面的开孔,或者所述遮光胶的至少部分区域为透射所述检测光束的透光区域。
17.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述光源包括第一发光单元、第二发光单元和背光电路板,所述电路板包括柔性电路板,所述第一发光单元和第二发光单元设置在所述背光电路板下方,所述第一发光单元和第二发光单元排成一列且所述列的至少中间位置设置有所述第二发光单元,或者,所述第一发光单元排成一列,所述第二发光单元排成一列,且所述第一发光单元较第二发光单元靠近所述导光板,所述第一发光单元用于发射所述背光光束,所述第二发光单元用于发射所述检测光束,所述第一发光单元包括正对所述导光板的第一出光面,所述第二发光单元包括朝向上方的第二出光面,所述第一出光面用于出射所述背光光束,所述第二出光面用于出射所述检测光束。
18.根据权利要求17所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述背光电路板具有对应所述第二发光单元的出光面的开孔,或者所述电路板能够透射所述检测光束。
19.根据权利要求17所述的生物特征检测系统,其特征在于,当所述第一发光单元与所述第二发光单元排成一列时,所述第一发光单元和第二发光单元交替设置,或者所述第一发光单元和第二发光单元至少部分连续设置。
20.根据权利要求1~8中任意一项所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述显示装置具有显示区域和位于显示区域周围的非显示区域,所述显示区域用于图像显示,所述非显示区域不用于图像显示,所述检测光束从非显示区域透过所述显示面板。
21.根据权利要求20所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述显示面板具有沿底部边缘向外部分延伸的端子区,所述端子区位于所述显示装置的非显示区域内,所述背光模组的光源邻近所述端子区,所述光源发射的检测光束能够透过所述端子区。
22.根据权利要求21所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述显示面板包括面板电路板,所述面板电路板包括柔性电路板,所述面板电路板部分连接所述端子区并向外弯折延伸至所述背光模组下方,所述检测光束能够透过所述端子区和所述面板电路板。
23.根据权利要求22所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述端子区和/或面板电路板具有用于透过所述检测光束的开孔;或者所述端子区和/或所述面板电路板能够透射所述检测光束。
24.根据权利要求22所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述显示面板包括由下至上依次设置的下偏振片、第一基板、液晶层、第二基板和上偏振片,所述第一基板相对所述第二基板的边缘延伸凸出的部分为所述端子区;所述显示面板还包括集成电路,所述集成电路位于所述端子区上或所述集成电路位于所述面板电路板的弯折延伸部分上;当所述集成电路设置在所述端子区上时,所述检测光束透过所述集成电路和第二基板之间的端子区向外出射,和/或,所述检测光束透过位于所述面板电路板下方的端子区和所述面板电路板向外出射。
25.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述显示面板包括由下至上依次设置的下偏振片、第一基板、液晶层、第二基板和上偏振片,所述第一基板相对所述第二基板的边缘延伸凸出的部分为端子区,所述背光模组还包括光阻隔膜,所述光阻隔膜部分位于所述显示装置的非显示区域,和/或,所述光阻隔膜部分位于所述显示装置的显示区域内;所述光阻隔膜位于所述导光板上方,所述光阻隔膜用于阻隔所述检测光束并透过背光光束。
26.根据权利要求25所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述检测模组具有接收所述成像光束的视场角,所述导光板具有与所述视场角对应的视场区域,所述光阻隔膜覆盖导光板的顶面上所述视场区域以外的部分。
27.根据权利要求15所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述显示面板具有沿底部边缘向外部分延伸的端子区,所述端子区位于所述显示装置的非显示区域内,所述显示面板包括面板电路板,所述面板电路板包括柔性电路板,所述面板电路板部分连接所述端子区并向外弯折延伸至所述背光模组下方,所述第二发光单元位于所述面板电路板下方,所述检测光束能够透过所述端子区和/或所述面板电路板,所述面板电路板具有用于透过所述检测光束的开孔或者所述面板电路板能够透射所述检测光束。
28.根据权利要求27所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述第二发光单元的至少一部分位于所述端子区下方,或者所述第二发光单元位于所述端子区侧方。
29.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述检测模组的至少一部分位于所述显示面板的显示区域,所述检测模组至少从显示区域接收所述成像光束。
30.根据权利要求21所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述显示装置还包括保护盖板,所述保护盖板位于所述显示面板上方,所述检测光束能够透过所述保护盖板,所述保护盖板使用透明材料制成。
31.根据权利要求21所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述端子区下方设置有抗反射膜,所述抗反射膜用于阻止检测光束进行反射。
32.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述背光光束为可见光,所述检测光束和成像光束为不可见光,所述不可见光包括近红外光,所述近红外光包括850nm和/或940nm的光束。
33.根据权利要求1所述的生物特征检测系统,其特征在于,所述生物特征检测系统为指纹特征检测系统。
34.一种背光模组,其特征在于,所述背光模组为权利要求1~33中任意一项所述的生物特征检测系统的背光模组。
35.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置为权利要求1~33中任意一项所述的生物特征检测系统的显示装置。
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