CN210573091U - 纹路识别装置和显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种纹路识别装置和显示设备。纹路识别装置包括纹路光源、纹路识别传感器和背光模组。纹路光源被配置为发射检测光线。纹路识别传感器被配置为接收被用户的纹路反射的检测光线。背光模组位于所述纹路光源及所述纹路识别传感器上方，所述背光模组包括导光板、背光源及位于所述导光板上的逆棱镜片，所述逆棱镜片包括雾化层，所述雾化层对所述背光源发射的光线的雾度大于对所述检测光线的雾度。本申请提供的纹路识别装置及电子设备可提高纹路识别的精确度。

Description

纹路识别装置和显示设备

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种纹路识别装置和显示设备。

背景技术

随着电子技术的发展，显示设备的显示屏逐渐向全面屏发展。为了实现全面屏显示的同时实现指纹识别，屏下光学指纹识别技术应运而生。

对于液晶显示器而言，可将指纹识别传感器设置在液晶显示器的背光模组下方。为了提高液晶显示器的亮度的均匀性，液晶显示器的背光模组通常包括扩散片。在进行指纹识别的过程中，被用户的手指反射的光线经过扩散片时会发生散射，可能会导致指纹识别传感器接收不到被发射的光线或者接收到被反射的光线很少，纹路识别传感器的精度较低。

实用新型内容

本申请提供一种纹路识别装置和显示设备，以解决相关技术中的不足。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种纹路识别装置，包括：

纹路光源，被配置为发射检测光线；

纹路识别传感器，被配置为接收被用户的纹路反射的检测光线；

背光模组，位于所述纹路光源及所述纹路识别传感器上方，所述背光模组包括导光板、背光源及位于所述导光板上的逆棱镜片，所述逆棱镜片包括雾化层，所述雾化层对所述背光源发射的光线的雾度大于对所述检测光线的雾度。

在一个实施例中，所述纹路识别装置还包括准直结构，所述准直结构位于所述纹路识别传感器与所述背光模组之间，所述准直结构被配置为对被用户的纹路反射的检测光线进行过滤，使散射角度在预设范围内的检测光线通过。

在一个实施例中，所述准直结构包括吸光材料层及贯穿所述吸光材料层的准直孔。

在一个实施例中，所述准直孔的孔径的范围为[2μm，200μm]。

在一个实施例中，所述雾化层对所述检测光线的雾度范围为[20％，60％]。

在一个实施例中，所述雾化层的厚度范围为[5μm，7μm]。

在一个实施例中，所述背光源设置在所述导光板侧部，所述背光模组还包括位于所述导光板与所述纹路识别传感器之间的反射层，所述反射层被配置为对所述背光源发出的光线的透过率小于对所述检测光线的透过率。

在一个实施例中，所述纹路光源为红外光源，所述背光源为可见光源。

在一个实施例中，所述逆棱镜片还包括形成于所述雾化层下方的本体层及形成于所述本体层下的多个棱镜齿。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种显示设备，所述显示设备包括：

壳体；及

上述的纹路识别装置。

本申请实施例提供的纹路识别装置及显示设备，逆棱镜片的雾化层对背光源发射的光线的雾度大于对检测光线的雾度，逆棱镜片可对背光源发射的光线起到散射作用，使纹路识别装置的显示侧的可视范围较大，则背光模组可不设置扩散板。由于背光模组不包括扩散板，且雾化层对检测光线的雾度较小，则可避免检测光线通过背光模组时散射程度较大，而导致纹路识别传感器接收不到被反射的检测光线或者接收到被反射的检测光线的量较少的情况，有助于提升纹路识别的精度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据本申请实施例示出的一种纹路识别装置的结构示意图；

图2是根据本申请实施例示出的逆棱镜片的结构示意图；

图3是根据本申请实施例示出的准直结构的俯视图；

图4是图3所示的准直结构的剖视图；

图5是根据本申请实施例示出的纹路识别装置的仿真结构的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请实施例提供了一种纹路识别装置。参见图1，纹路识别装置100包括纹路光源10、纹路识别传感器30和背光模组40。背光模组40位于纹路光源10及纹路传感器30的上方。在进行纹路检测时，用户待识别纹路的部位置于纹路识别装置上方。纹路60包括指纹、掌纹、趾纹等，用户待识别纹路的部位包括手指、手掌、脚趾等。

纹路光源10被配置为发射检测光线。纹路识别传感器30被配置为接收被用户的纹路60反射的检测光线。

背光模组40包括导光板41、背光源42及位于所述导光板41上的逆棱镜片43。参见图2，逆棱镜片43包括雾化层431，雾化层431对背光源42发射的光线的雾度大于对纹路光源10发射的检测光线的雾度。

纹路识别装置100在进行纹路识别时，用户待识别纹路的部位置于纹路识别装置100上方，纹路光源10发射的检测光线经过背光模组40，被用户的待识别纹路的部分反射。被反射的检测光线经过背光模组40，并入射至纹路识别传感器30。

本申请实施例提供的纹路识别装置，逆棱镜片43的雾化层431对背光源42发射的光线的雾度大于对检测光线的雾度，可知，逆棱镜片43可对背光源42发射的光线起到散射作用，使纹路识别装置的显示侧的可视范围较大，则背光模组40可不设置扩散板。由于背光模组不包括扩散板，且雾化层431对检测光线的雾度较小，则可避免检测光线通过背光模组时散射程度较大，而导致纹路识别传感器接收不到被反射的检测光线或者接收到被反射的检测光线的量较少的情况，有助于提升纹路识别的精度。

本申请实施例中，纹路识别传感器30只感应纹路光源10发射的检测光线，对其他光线无响应，以保证纹路识别的准确度。

在一个实施例中，纹路识别装置100包括准直结构20。准直结构20位于所述纹路识别传感器30与所述背光模组40之间。准直结构20被配置为对被用户的纹路60反射的检测光线进行过滤，使散射角度在预设范围内的检测光线通过。准直结构20对反射的光线进行过滤，使散射角度在预设范围内的检测光线通过，则散射角度不在预设范围内的检测光线不能通过，也不能被纹路识别传感器30接收，也即是，纹路识别传感器30仅接收到位于其正上方的纹路反射的光线，可避免纹路识别传感器30接收到干扰信号而影响纹路识别，提高纹路识别的准确性。

检测光线的散射角度指的是检测光线的传播方向与法线之间的夹角。法线指的是垂直于准直结构20的入光面的虚拟的线，也即是垂直于纹路识别装置100的出光面的虚拟的线。

在一个实施例中，预设范围可以是[-5°，-5°]。进一步地，预设范围为[-2°，-2°]。如此，准直结构20可有效地滤除干扰信号。

在一个实施例中，纹路识别装置100可包括多个纹路光源10及多个纹路识别传感器30。在进行纹路识别时，多个纹路光源10均发射检测光线，保证用户待识别部位的各个位置均能接收到检测光线。每一纹路识别传感器30用于识别位于其正上方待识别部位处的纹路。多个纹路识别传感器30识别的纹路组成用户待识别部位的纹路，例如用户的一个手指的指纹。

所述纹路识别装置100还包括位于所述背光模组40上的液晶面板50，所述液晶面板50包括第一透明电极51、液晶层52及第二透明电极53，所述液晶层52位于所述第一透明电极51与所述第二透明电极52之间。也即是，纹路识别装置100为具有纹路识别功能的液晶显示装置。通过对第一透明电极51与第二透明电极53之间施加电信号，来控制纹路识别装置100显示。

在一个实施例中，所述背光源42设置在所述导光板41侧部，所述背光模组40还包括位于所述导光板41与所述准直结构20之间的反射层44，所述反射层44被配置为对所述背光源42发射的光线的透过率小于对所述纹路光源10发射的检测光线的透过率。反射层44对背光源42发射的光线的透过率较低，也即是对背光源42发射的光线的反射率较高，使得背光源42发射的光线的损失较小，有助于提高纹路识别装置100的显示亮度。反射层44对检测光线的透过率较高，可使得通过反射层44的被反射的检测光线较多，纹路识别传感器30可接收到更多的检测光线，有助于提升指纹识别的精确度。

在一个实施例中，所述纹路光源10为红外光源，纹路光源10发射的检测光线为红外光线。对应地，纹路识别传感器30为红外线传感器。所述背光源42为可见光源，背光源42发射的光线为可见光。一个示例性实施例中，纹路光源10为红外LED(Light EmittingDiode，发光二极管)，背光源42为白光LED。

在一个实施例中，反射层44为ESR(Enhanced Specular Reflector，银反射膜)。ESR对可见光具有很高的反射率，可有效减小背光源发射的光线的损失。

在一个实施例中，所述雾化层431对所述检测光线的雾度范围为[20％，60％]。如此设置，被用户反射的检测光线在经过雾化层431时，发生散射的程度较小，可使得通过雾化层431的检测光线中，散射角度在阈值范围内的检测光线的量较多，进而通过准直结构20的检测光线较多，纹路识别传感器30接收的检测光线较多，有助于提升纹路识别的精确度。雾化层431对检测光线的雾度例如可以是20％、25％、30％、35％、40％、55％、60％等。

在一个实施例中，所述雾化层431的厚度范围为[5μm，7μm]。如此，可避免雾化层431的厚度较小导致对背光源42发射的光线经过雾化层431时散射程度太小，也可避免雾化层431的厚度较大而导致检测光线通过雾化层431时散射程度较大。雾化层431的厚度例如可以为5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm等。

在一个实施例中，再次参见图2，逆棱镜片43还包括形成于所述雾化层431下方的本体层432及形成于所述本体层432下的多个棱镜齿433。棱镜齿用于将导光板出射的光线折射到正向视角，提升正向亮度。本体层432的材料可以是PET(Polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)或者塑料材料。

在一个实施例中，导光板41包括本体层、形成于本体层上方的多个柱状凸起及形成于本体层上方的多个楔形凸起。多个楔形凸起在本体层上非均匀排布，靠近背光源42的位置处楔形凸起的密度较小，与背光源42的距离较远的位置处楔形凸起的密度较大。导光板41可使背光源42发射的光线均匀地分布，从而提升指纹识别装置100显示亮度的均匀性。导光板41的本体层的材料可以是PC(聚碳酸酯)或者通用塑料，例如聚氯乙烯、聚苯乙烯等。

在一个实施例中，参见图3和图4，所述准直结构20包括吸光材料层21及贯穿所述吸光材料层21的准直孔22。准直孔22沿竖直方向延伸。散射角度在预设范围内的检测光线可通过准直孔22而入射至纹路识别传感器30，散射角度不在预设范围内的检测光线被吸光材料层21吸收。

准直孔22的孔径要足够小，才能够避免散射角度不在预设范围内的检测光线入射至纹路识别传感器30。在一个实施例中，所述准直孔22的孔径的范围为[2μm，200μm]。进一步地，准直孔22的孔径范围为[2μm，100μm]。准直孔22的孔径例如可以是2μm、5μm、10μm、20μm、40μm、70μm、100μm等。

采用本申请实施例提供的指纹识别装置及现有的液晶显示装置进行仿真测试，现有的液晶显示装置下方设有指纹识别传感器及纹路光源。本申请实施例提供的指纹识别装置的仿真模型如图5所示。参见图5，仿真模型包括逆棱镜片43’、导光板41’、准直层20’和纹路识别传感器30’，采用仿真指纹60’作为被测试对象进行测试。其中，仿真指纹中相邻的两个指纹之间的距离为0.45mm，逆棱镜片43’的厚度为0.118mm，导光板41’的厚度为0.38mm。测试结果显示，本申请实施例提供的指纹识别装置的仿真模型可识别到清晰的指纹信息，而现有的液晶显示装置不能得到明显的指纹信息。由此可以说明，本申请实施例提供的指纹识别传感器识别指纹信息的精确度较高。

本申请实施例还提供了一种显示设备。所述显示设备包括壳体及上述任一实施例所述的纹路识别装置100。其中，纹路识别装置100位于壳体上。壳体可设有器件区，纹路识别装置100的纹路光源10、准直结构20及纹路传感器30可位于器件区。

需要说明的是，本实施例中的显示设备可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

在本申请中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种纹路识别装置，其特征在于，包括：

纹路光源，被配置为发射检测光线；

纹路识别传感器，被配置为接收被用户的纹路反射的检测光线；

背光模组，位于所述纹路光源及所述纹路识别传感器上方，所述背光模组包括导光板、背光源及位于所述导光板上的逆棱镜片，所述逆棱镜片包括雾化层，所述雾化层对所述背光源发射的光线的雾度大于对所述检测光线的雾度。

2.根据权利要求1所述的纹路识别装置，其特征在于，所述纹路识别装置还包括准直结构，所述准直结构位于所述纹路识别传感器与所述背光模组之间，所述准直结构被配置为对被用户的纹路反射的检测光线进行过滤，使散射角度在预设范围内的检测光线通过。

3.根据权利要求2所述的纹路识别装置，其特征在于，所述准直结构包括吸光材料层及贯穿所述吸光材料层的准直孔。

4.根据权利要求3所述的纹路识别装置，其特征在于，所述准直孔的孔径的范围为[2μm，200μm]。

5.根据权利要求1所述的纹路识别装置，其特征在于，所述雾化层对所述检测光线的雾度范围为[20％，60％]。

6.根据权利要求1所述的纹路识别装置，其特征在于，所述雾化层的厚度范围为[5μm，7μm]。

7.根据权利要求1所述的纹路识别装置，其特征在于，所述背光源设置在所述导光板侧部，所述背光模组还包括位于所述导光板与所述纹路识别传感器之间的反射层，所述反射层被配置为对所述背光源发出的光线的透过率小于对所述检测光线的透过率。

8.根据权利要求1所述的纹路识别装置，其特征在于，所述纹路光源为红外光源，所述背光源为可见光源。

9.根据权利要求1所述的纹路识别装置，其特征在于，所述逆棱镜片还包括形成于所述雾化层下方的本体层及形成于所述本体层下的多个棱镜齿。

10.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括：

壳体；及

权利要求1-9任一项所述的纹路识别装置。

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