光学检测装置、背光模组、液晶显示装置、和电子设备论文和设计-林峰

全文摘要

本实用新型公开了一种光学检测装置，包括液晶显示装置和检测模组。液晶显示装置包括液晶显示面板和背光模组。背光模组包括：背光单元用于给液晶显示面板提供所述可见光束；底壳，用于支撑所述背光单元，所述底壳上具有正对背光单元的开孔；和保护单元，位于所述开孔内，用于给所述背光单元正对开孔的部分提供硬性支撑以及用于透过检测光束。检测模组位于背光模组下方，用于透过液晶显示面板、背光单元、和保护单元接收带有外部对象的生物特征信息的检测光束，并转换所述检测光束为电信号以获取外部对象的生物特征信息。此外，本实用新型还提供了用于所述光学检测装置的背光模组、液晶显示装置、以及包括所述光学检测装置的电子设备。

主设计要求

1.一种光学检测装置，其特征在于，包括：液晶显示装置，包括液晶显示面板和位于液晶显示面板下方的背光模组，所述背光模组用于为所述液晶显示面板提供可见光束，所述液晶显示面板用于图像显示；其中，所述背光模组包括：背光单元，包括背光灯和光学膜片组，所述背光灯位于所述光学膜片组的一侧，用于提供可见光束给所述光学膜片组，所述光学膜片组用于将来自背光灯的可见光束转换为面光源，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；侧框，位于所述背光单元的侧方；底壳，位于所述背光单元的下方，所述底壳与所述侧框相连接，所述底壳与所述侧框共同形成一收容空间，用于收容所述背光单元，且所述底壳还用于支撑所述背光单元，所述底壳具有开孔，所述开孔为贯穿所述底壳的通孔，且所述开孔位于所述背光单元的下方；和保护单元，位于所述开孔内，且所述保护单元的上表面和所述底壳面向所述背光单元的上表面平齐，所述保护单元用于密封所述开孔以使得背光单元不能通过所述开孔与背光模组的外部相连通、用于给所述光学膜片组正对所述开孔的部分提供硬性支撑、以及用于透过检测光束，其中，所述检测光束的波长不同于可见光束的波长；中框，位于所述底壳下方，并与所述底壳之间存在间隙；和检测模组，安装在所述中框上，位于所述背光模组的底壳下方，所述检测模组用于透过所述液晶显示面板、背光单元、和所述保护单元接收带有外部对象的生物特征信息的检测光束，并转换所述检测光束为电信号以获取外部对象的生物特征信息。

设计方案

1.一种光学检测装置，其特征在于，包括：

液晶显示装置，包括液晶显示面板和位于液晶显示面板下方的背光模组，所述背光模组用于为所述液晶显示面板提供可见光束，所述液晶显示面板用于图像显示；其中，所述背光模组包括：

背光单元，包括背光灯和光学膜片组，所述背光灯位于所述光学膜片组的一侧，用于提供可见光束给所述光学膜片组，所述光学膜片组用于将来自背光灯的可见光束转换为面光源，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；

侧框，位于所述背光单元的侧方；

底壳，位于所述背光单元的下方，所述底壳与所述侧框相连接，所述底壳与所述侧框共同形成一收容空间，用于收容所述背光单元，且所述底壳还用于支撑所述背光单元，所述底壳具有开孔，所述开孔为贯穿所述底壳的通孔，且所述开孔位于所述背光单元的下方；和

保护单元，位于所述开孔内，且所述保护单元的上表面和所述底壳面向所述背光单元的上表面平齐，所述保护单元用于密封所述开孔以使得背光单元不能通过所述开孔与背光模组的外部相连通、用于给所述光学膜片组正对所述开孔的部分提供硬性支撑、以及用于透过检测光束，其中，所述检测光束的波长不同于可见光束的波长；

中框，位于所述底壳下方，并与所述底壳之间存在间隙；和

检测模组，安装在所述中框上，位于所述背光模组的底壳下方，所述检测模组用于透过所述液晶显示面板、背光单元、和所述保护单元接收带有外部对象的生物特征信息的检测光束，并转换所述检测光束为电信号以获取外部对象的生物特征信息。

2.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护单元的下表面与所述底壳的下表面平齐，或，所述保护单元的下表面高于所述底壳的下表面，或，所述保护单元的下表面低于所述底壳的下表面。

3.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护单元的至少部分位于所述底壳的下方并与底壳的下表面贴合。

4.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护单元填充整个所述开孔。

5.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护单元的硬度和所述底壳的硬度相同，或者，所述保护单元的硬度大于所述底壳的硬度，或者，所述保护单元的硬度小于所述底壳的硬度，且所述保护单元的硬度不小于所述底壳的硬度的预设百分比。

6.根据权利要求5所述的光学检测装置，其特征在于，所述预设百分比为50%、60%、70%、80%、85%、90%、或95%。

7.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述检测模组具有视场角范围，所述光学膜片组在所述视场角范围内不具有通孔，所述开孔正对所述视场角范围。

8.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护单元包括树脂基板和设置在所述树脂基板的上表面和\/或下表面的红外油墨，所述树脂基板的上表面为面对所述背光单元的表面，所述树脂基板的下表面为面对所述检测模组的表面，所述树脂基板能够对所述背光单元提供硬性支撑。

9.根据权利要求8所述的光学检测装置，其特征在于，所述树脂基板为透明的树脂基板，所述红外油墨至少覆盖所述检测模组的视场角范围正对所述透明树脂基板的上表面和\/或下表面的局部区域。

10.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述背光单元的光学膜片组包括在所述底壳上依次堆叠的反射片、导光板、光学膜片层，所述导光板包括面向所述反射片的底面、面向所述光学膜片层的顶面、位于所述底面和顶面之间的侧面，所述背光灯邻近所述导光板的一个侧面设置，所述背光灯发射可见光束，所述可见光束从导光板的侧面进入导光板并能够从导光板的顶面出射，所述反射片用于将从导光板底面透出的可见光束反射回导光板，所述光学膜片层用于扩散和\/或增亮从导光板顶面出射的可见光束后将所述可见光束提供到所述液晶显示面板，所述反射片、导光板和光学膜片层能够透射所述检测光束。

11.根据权利要求10所述的光学检测装置，其特征在于，所述检测模组具有视场角范围，所述反射片和所述光学膜片层在所述视场角范围不具有通孔。

12.根据权利要求10所述的光学检测装置，其特征在于，所述反射片位于所述底壳的上表面上且与所述上表面直接接触。

13.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护单元和所述底壳的材料不同，其中，所述保护单元对检测光束的透过率大于70%，所述底壳对所述检测光束的透过率大于0且小于10%，或者，所述底壳对所述检测光束的透过率为0。

14.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护单元包括玻璃、树脂、聚合物、多层光学膜、透近红外光的油墨中的任意一种或几种的组合。

15.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述光学检测装置具有相互垂直的长度轴和宽度轴，所述光学检测装置包括沿长度轴方向相对设置的顶部和底部，所述开孔的中心到所述底部的间距为或0至20毫米、或者不超过所述顶部到底部距离的1\/3。

16.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述光学检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，所述检测光束投射到位于液晶显示装置上方的外部对象上，外部对象透射和\/或反射所述检测光束从而形成带有外部对象生物特征信息的检测光束，所述带有外部对象生物特征信息的检测光束能够透过所述液晶显示面板、背光单元和保护单元被所述检测模组接收。

17.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述检测光束为近红外光，所述光学检测装置用于检测指纹信息。

18.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述开孔的横截面为直径5毫米至6毫米的圆形，或边长5毫米至6毫米的方形，所述底壳的厚度为0.1毫米，所述检测模组正对所述开孔设置在所述背光模组的底壳的下方，所述检测模组和所述背光模组的底壳的下表面的间距为0.5毫米至1毫米。

19.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述底壳由金属或合金材料制成。

20.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述中框上设置有贯穿的通孔，所述检测模组安装在所述通孔中。

21.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述显示装置还包括保护层，位于所述显示面板上方，所述中框与所述保护层的边缘相固定。

22.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述显示装置为硬质的显示屏。

23.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述保护单元通过给所述光学膜片组正对所述开孔的部分提供硬性支撑以防止所述光学膜片组在所述开孔处发生形变。

24.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组为权利要求1至23中任意一项所述的光学检测装置的背光模组。

25.一种液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置为权利要求1至23中任意一项所述的光学检测装置的液晶显示装置。

26.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至23中任意一项所述的光学检测装置。

设计说明书

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及其背光模组和显示装置、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。然而，对于液晶显示屏和其他非自发光类显示器，现有技术还没有合适的屏下检测方案。

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及其背光模组和液晶显示装置、以及具有所述光学检测装置的电子设备。

本实用新型的一个方面提供种光学检测装置，包括：

侧框，位于所述背光单元的侧方；

保护单元，位于所述开孔内，用于密封所述开孔以使得背光单元不能通过所述开孔与背光模组的外部相连通、用于给所述光学膜片组正对所述开孔的部分提供硬性支撑、以及用于透过检测光束，其中，所述检测光束的波长不同于可见光束的波长；和

检测模组，位于所述背光模组下方，所述检测模组用于透过所述液晶显示面板、背光单元、和所述保护单元接收带有外部对象的生物特征信息的检测光束，并转换所述检测光束为电信号以获取外部对象的生物特征信息。

在某些实施例中，所述底壳具有面向背光单元的上表面和与所述上表面相对的下表面，所述保护单元的上表面和底壳的上表面平齐。

在某些实施例中，所述保护单元的至少部分位于所述底壳的下方并与底壳的下表面贴合，或，所述保护单元的下表面与所述底壳的下表面平齐，或，所述保护单元的下表面高于所述底壳的下表面，或，所述保护单元的下表面低于所述底壳的下表面，或，所述保护单元填充整个所述开孔。

在某些实施例中，所述保护单元的硬度和所述底壳的硬度相同，或者，所述保护单元的硬度大于所述底壳的硬度，或者，所述保护单元的硬度小于所述底壳的硬度，且所述保护单元的硬度不小于所述底壳的硬度的预设百分比。

在某些实施例中，所述预设百分比为50%、60%、70%、80%、85%、90%、或95%。

在某些实施例中，所述检测模组具有视场角范围，所述光学膜片组在所述视场角范围内不具有通孔，所述开孔正对所述视场角范围。

在某些实施例中，所述保护单元包括树脂基板和设置在所述树脂基板的上表面和\/或下表面的红外油墨，所述树脂基板的上表面为面对所述背光单元的表面，所述树脂基板的下表面为面对所述检测模组的表面，所述树脂基板能够对所述背光单元提供硬性支撑。

在某些实施例中，所述树脂基板为透明的树脂基板，所述红外油墨至少覆盖所述检测模组的视场角范围正对所述透明树脂基板的上表面和\/或下表面的局部区域。

在某些实施例中，所述背光单元的光学膜片组包括在所述底壳上依次堆叠的反射片、导光板、光学膜片层，所述导光板包括面向所述反射片的底面、面向所述光学膜片层的顶面、位于所述底面和顶面之间的侧面，所述背光灯邻近所述导光板的一个侧面设置，所述背光灯发射可见光束，所述可见光束从导光板的侧面进入导光板并能够从导光板的顶面出射，所述反射片用于将从导光板底面透出的可见光束反射回导光板，所述光学膜片层用于扩散和\/或增亮从导光板顶面出射的可见光束后将所述可见光束提供到所述液晶显示面板，所述反射片、导光板和光学膜片层能够透射所述检测光束。

在某些实施例中，所述检测模组具有视场角范围，所述反射片和所述光学膜片层在所述视场角范围不具有通孔。

在某些实施例中，所述反射片位于所述底壳的上表面上且与所述上表面直接接触。

在某些实施例中，所述保护单元和所述底壳的材料不同，其中，所述保护单元对检测光束的透过率大于70%，所述底壳对所述检测光束的透过率大于0且小于10%，或者，所述底壳对所述检测光束的透过率为0。

在某些实施例中，所述保护单元包括或为玻璃、树脂、透近红外光的油墨中的任意一种或几种的组合。

在某些实施例中，所述光学检测装置具有相互垂直的长度轴和宽度轴，所述光学检测装置包括沿长度轴方向相对设置的顶部和底部，所述开孔的中心到所述底部的间距为0至15毫米、或0至20毫米、或者不超过所述顶部到底部距离的1\/3。

在某些实施例中，所述光学检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，所述检测光束投射到位于液晶显示装置上方的外部对象上，外部对象透射和\/或反射所述检测光束从而形成带有外部对象生物特征信息的检测光束，所述带有外部对象生物特征信息的检测光束能够透过所述液晶显示面板、背光单元和保护单元被所述检测模组接收。

在某些实施例中，所述检测光束为近红外光，所述光学检测装置用于检测指纹信息。

在某些实施例中，所述开孔的横截面为直径5毫米至6毫米的圆形，或边长5毫米至6毫米的方形，所述底壳的厚度为0.1毫米，所述检测模组正对所述开孔设置在所述背光模组的底壳的下方，所述检测模组和所述背光模组的底壳的下表面的间距为0.5毫米至1毫米。

在某些实施例中，所述底壳由金属或合金材料制成。

在某些实施例中，所述中框上设置有贯穿的通孔，所述检测模组安装在所述通孔中。

在某些实施例中，所述显示装置还包括保护层，位于所述显示面板上方，所述中框与所述保护层的边缘相固定。

在某些实施例中，所述显示装置为硬质的显示屏。

在某些实施例中，所述保护单元通过给所述光学膜片组正对所述开孔的部分提供硬性支撑以防止所述光学膜片组在所述开孔处发生形变。

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光学检测装置中的背光模组。

本实用新型的一个方面提供一种液晶显示装置，所述液晶显示装置为上述光学检测装置中的液晶显示装置。

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的光学检测装置。

本实用新型的有益效果在于，保护单元能够提供可靠的硬性支撑给背光单元。所述背光单元在开孔处因为热胀冷缩、外部对象按压等外界因素而产生不良形变的问题得到有效改善，保证了检测模组通过所述保护单元接收到的检测光束用于生成外部对象生物特征图像时的成像效果，所述电子设备、光学检测装置、背光模组具有较好的光学性能，能够用于实现较好的生物特征检测效果和显示效果。此外，所述保护单元能够隔离所述背光单元通过所述开孔和外部环境的连通，能够有效避免水汽、灰尘对背光单元的光学性能的影响。

附图说明

图1是本实用新型光学检测装置的一个实施例的俯视示意图；

图2是图1所示光学检测装置的部分剖面示意图；

图3是图2所示光学检测装置的示意图；

图4是本实用新型光学检测装置的一个实施例的部分示意图；

图5是图4所示光学检测装置进一步的示意图；

图6是本实用新型光学检测装置的一个实施例的部分示意图。

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、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方式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方式和\/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方式中。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方式的充分理解。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。

请同时参阅图1至图2，图1是本实用新型光学检测装置1的一个实施例的示意图。图1是光学检测装置1的立体示意图，图2是图1中光学检测装置1沿A-A线的部分剖面示意图，同时示出了外部对象1000。所述光学检测装置1具有沿Y轴方向的长度轴、沿X轴方向的宽度轴以及沿Z轴方向的厚度轴。所述光学检测装置1具有平行于长度轴的中心轴113，所述光学检测装置1关于所述中心轴113大致成轴对称。可选的，所述A-A线为所述光学检测装置1的中心轴113或位于中心轴113的平行线上。

所述光学检测装置1包括显示装置10。所述显示装置10包括保护层11、显示面板12和背光模组13。显示面板12位于保护层11的下方，背光模组13位于显示面板12的下方。所述背光模组13用于提供背光光束给所述显示面板12，所述背光光束能够透过所述保护层11出射到保护层11的上方。所述背光光束为可见光束。所述显示面板12利用透过其的背光光束实现信息显示，例如但不限于：所述显示面板12在背光光束照明下显示文字信息或图像信息。所述保护层11用于保护显示面板12不受到外部环境的影响。所述显示模组12例如但不限于为液晶显示模组，所述显示装置10相应地例如但不限于为液晶显示装置或液晶显示屏。所述显示装置10为硬质的显示屏，其并不能弯折，与能弯折的柔性显示屏存在明显不同。

所述光学检测装置1还包括检测模组19。所述检测模组19的至少部分位于所述背光模组13的下方。所述检测模组19用于透过所述显示装置10的保护层11、显示面板12、背光模组13接收带有外部对象1000的生物特征信息的检测光束101。所述检测光束101和所述背光光束的波长不同。所述检测光束101例如但不限于为波长范围750至2000纳米的近红外光，或波长范围800至1000纳米的近红外光，或其他可用于生物特征检测和识别的不可见光。在本申请中，以所述检测光束101为近红外光为例进行说明。

所述光学检测装置1还包括中框15。所述检测模组19例如但不局限于设置在所述中框15上。所述中框15为电子设备的设置于显示装置10和后盖(图未示)中间并用于承载内部各种组件(例如，电池、主板、摄像头、话筒、听筒等)的框架。所述中框15与所述显示装置10之间存在间隙。所述中框15例如但不限于由金属或者合金材料制成。所述中框15的数量可以为一个，也可以为两个。当所述中框15的数量为两个时，例如包括内中框与外中框，其中，内中框用于承载手机零部件，例如，检测莫模组19，外中框设置在内中框外，外中框沿外装有手机按键，内中框与外中框整合为一体。

可选的，在一些实施例中，所述中框15设置有通孔(图未示)。所述检测模组19设置在所述通孔中。然，可变更地，在某些其它实施方式中，所述中框15也可以不设置所述通孔，所述检测模组19设置在所述中框15面对所述显示装置10的上表面上。

可选的，在一些实施例中，所述保护层11包括相对的第一表面111和第二表面112。所述显示面板12位于所述保护层11的第二表面112的一侧。所述保护层11具有透明区域120和位于透明区域120周围的非透明区域110。所述透明区域120能够透射可见光，所述非透明区域110能够遮挡可见光。

可选的，在一些实施例中，所述非透明区域110用于透过检测光束101且遮挡可见光束。所述非透明区域110对所述检测光束101的透过率大于50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、或90%。当所述非透明区域110对所述检测光束101的透过率越大时，所述检测光束101在穿透所述保护层11之后的强度越大。另外，所述非透明区域110对可见光束进行遮挡是指：所述非透明区域110对可见光束的透过率小于10%、5%、或1%，甚至所述非透明区域110对可见光束的透过率为0。当所述非透明区域110对所述可见光束的透过率越小时，所述非透明区域110对所述可见光束的遮挡越多。当然，可变更地，所述非透明区域110对可见光束的透过率也并不局限于小于10%，只要从所述保护层11的外部透过所述非透明区域110看不到内部元件即可。所述非透明区域110例如但不局限为通过吸收和\/或反射所述可见光束，从而实现遮挡所述可见光束。

可选的，在一些实施例中，所述保护层11可以包括透明材料，例如但不限于，透明玻璃、透明聚合物材料、其他任意透明材料等。所述保护层11可以是单层结构，或者多层结构。所述保护层11大致为具有预定长度、宽度、厚度的薄板。所述保护层11的长度轴对应附图中的Y轴，宽度轴对应附图中的X轴，厚度轴对应附图中的Z轴。

可选的，在一些实施例中，所述保护层11包括透明基板(未标示)和油墨层(图未示)。透明基板为所述保护层11的主体部分，油墨层与透明基板的部分下表面贴合。所述保护层11的非透明区域110由所述油墨层和所述透明基板正对所述油墨层的部分构成。所述保护层11的透明区域120由所述透明基板不与油墨层正对的部分构成。

可选的，所述第一表面111可以包括所述透明基板的上表面，所述第二表面112可以包括所述油墨层背对所述透明基板的下表面、以及所述透明基板的下表面未与所述油墨层正对的部分。所述透明基材例如但不限于为玻璃、塑料、树脂或其他任意透明材料。所述油墨层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。

可以理解，本申请中所述保护层11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11的第一表面111为进行生物特征检测时，外部对象1000直接接触的表面。所述第一表面111是所述光学检测装置1的最外面，或所述第一表面111是包括所述光学检测装置1的电子设备的最外面。在这里，例如但不限于，外部对象1000可以为手指，生物特征检测例如但不限于包括或为指纹检测或指纹特征检测。所述光学检测装置1能够通过采集带有外部对象1000的生物特征信息的检测光束101获取外部对象1000的生物特征信息，进而实现屏下的生物特征检测。此外，所述光学检测装置1能够用于检测外部对象1000的位置信息、生成外部对象1000的图像、检测外部空间的物体信息等。

另外，所述电子设备例如但不限于消费性电子产品、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。

可选的，所述中框15与所述保护层11的边缘相固定。

可选的，所述背光模组13包括由下至上依次堆叠设置的底壳132和背光单元131，所述背光单元131用于提供所述背光光束，所述底壳132用于支撑和保护所述背光单元131。可选的，在一些实施例中，所述背光模组13还包括和底壳132相连的侧框134，所述侧框134位于所述背光单元131的侧方。所述底壳132和所述侧框134共同形成一收容空间，用于收容所述背光单元131。

可选的，所述底壳132与所述侧框134为一体结构。

可选的，所述背光模组13可进一步包括胶框(图未示)。所述胶框设置在所述侧框134的内侧，用于收容所述背光单元131。在一些实施例中，所述胶框也可替代所述侧框134。

所述底壳132具有面向背光单元131的上表面和与所述上表面相对的下表面。所述底壳132具有开孔133，所述开孔133为贯穿所述底壳132的通孔。检测光束101能够被外部对象1000透射和\/或反射后依次透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、开孔133到达所述检测模组19，所述检测模组19接收所述检测光束101并转换为电信号以获取外部对象1000的生物特征信息，例如但不限于，外部对象1000的生物特征图像信息、血氧等活体信息。可选的，在一些实施例中，所述底壳132的开孔133可以为一个或多个，所述底壳132的至少局部具有所述开孔133。

所述中框15与所述底壳132之间存在间隙。可选的，在一些实施例中，所述检测模组19与所述底壳132之间存在间隙。应当理解，所述检测模组19与所述底壳132之间存在间隙旨在为了使得所述显示装置10的上表面与检测模组19的光学中心之间的距离满足成像条件。然，可变更地，在某些实施例中，所述检测模组19与所述底壳132之间也可为紧贴设置，并不存在间隙。

可选的，在一些实施例中，所述检测模组19具有预设的视场角FOV，位于视场角FOV内的检测光束101可以被所述检测模组19接收并转换为电信号。所述第一表面111具有和所述检测模组19的视场角FOV对应的视场区域VA。所述开孔133的直径大小满足所述检测模组19的视场角FOV不会被底壳132遮挡。可以认为，所述开孔133对应的范围不小于所述底壳132位于所述检测模组19的视场角范围内的部分。

然，可变更地，在某些实施方式中，所述开孔133对应的范围也可略小于所述底壳132位于所述检测模组19的视场角范围内的部分。

可选的，在一些实施例中，所述开孔133的中心位于所述光学检测装置1的保护层11的中心轴上或位于所述中心轴附近。

可选的，在一些实施例中，所述检测模组19包括镜头模组和图像传感器，检测光束101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FOV可以为例如但不限于：100度~140度，或120度~130度。可选的，所述检测模组的厚度为1至2毫米、或2至3毫米、或3至4毫米。

可选的，所述检测模组19包括超薄透镜阵列和图像传感器，所述检测光束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至1毫米，例如但不限于，所述检测模组的厚度为0.4毫米。

可选的，以外部对象1000为手指为例，当进行指纹特征检测时，外部对象1000触摸视场区域VA，经由外部对象1000返回的检测光束101从所述视场区域VA进入所述保护层11并透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、开孔133到达所述检测模组19，所述检测模组19接收所述检测光束101并转化为与外部对象1000的指纹信息对应的电信号。所述来自外部对象1000的检测光束101例如包括但不限于外部对象1000透射和\/或反射的检测光束101。所述检测光束101包括或为近红外光，例如但不限于，波长范围800~2000nm的近红外光。

可选的，所述光学检测装置1包括沿长度轴相对设置的顶部和底部，所述开孔133的中心到所述底部的间距为0至15毫米、或0至20毫米、或者不超过所述顶部到底部距离的1\/3。

所述底壳132例如但不限于由金属或合金材料制成，上述实施例中，所述背光模组13可以具有开孔133，能够使得检测光束101透过而不会被底壳132遮挡。

由于底壳131用于支撑和保护背光单元131，所以背光单元131在对应开孔133处受到的支撑和保护作用较小。外界的灰尘、水汽等也可能通过所述开孔133到达背光单元131，从而影响背光单元131的光学性能，导致光学检测装置1的显示效果和生物特征检测性能下降。此外，虽然所述显示装置10为硬质的显示屏，然而，发明人经过大量的实验与分析发现，在开孔133处，背光单元131容易受到外部环境影响可能发生热胀冷缩、吸附、翘曲等不良变形。当光学检测装置1用作指纹检测时，外部对象1000为手指，外部对象1000按压所述保护层11，也可能导致背光单元131在开孔133处出现不良形变。如图3所示，由于开孔133处没有支撑，所述背光单元131在开孔133处容易出现不良变形，尤其是背光单元131对应开孔133处的表面出现不平整，导致背光单元131的光学性能下降。可以理解，背光单元131在开孔133处出现不良形变后，检测模组19透过所述背光单元131接收检测光束101后生成的光学图像容易出现牛顿环、水波纹等问题。

请参阅图4，是本申请的一个实施例的部分剖面示意图。图4示出了光学检测装置1a的部分剖面示意图，所述光学检测装置1a和图2所示的光学检测装置1具有基本相同的结构。为描述方便，光学检测装置1a和光学检测装置1中相同\/相似的元件标号保持一致，本领域技术人员可以知晓理解，本实施例中不再赘述。光学检测装置1a相较于光学检测装置1的区别在于：光学检测装置1a包括位于开孔133内的保护单元135。所述保护单元135用于密封所述开孔133以使得背光单元131不能通过所述开孔133与背光模组13的外部相连通、用于给所述背光单元131正对所述开孔133的部分提供硬性支撑、以及用于透过检测光束101。

所述底壳131具有面对所述背光单元131的上表面，以及背对所述背光单元131的下表面。可选的，在一些实施例中，所述保护单元135填充整个所述开孔133，并且所述保护单元135的厚度和所述底壳132的厚度例如基本相等。可以看作将底壳132原来位于开孔133处的部分替换为所述保护单元135。

所述保护单元135整体例如具有合适的硬度，能够对所述背光单元131的至少对应所述开孔133的部分或所述背光单元131的至少对应所述保护单元135的部分提供硬性支撑。例如但不局限于，所述保护单元135用于提供和底壳132基本相同的硬性支撑，或者，所述保护单元135的硬度大于所述底壳135的硬度，或者，所述保护单元135的硬度小于所述底壳135的硬度，且所述保护单元135的硬度不小于所述底壳132的硬度的预设百分比。所述预设百分比例如为50%、60%、70%、80%、85%、90%、或95%。当然，本申请并不局限于此，只要所述保护单元135在所述开孔133处能够提供硬性支撑的各种可行实施例，均应落在本申请的保护范围。

所述保护单元135对检测光束101的透过率大于或等于60%、70%、80%、90%、95%。

可选的，所述保护单元135通过给所述背光单元131正对所述开孔133的部分提供硬性支撑以防止所述光学膜片组在所述开孔133处发生形变。

所述检测模组19能够透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、至少部分的保护单元135接收带有外部对象1000的生物特征信息的检测光束101，并转换所述检测光束101为相应的电信号以获得外部对象1000的生物特征信息。

进一步的，所述底壳132和保护单元135对所述检测模组19的视场角范围内的检测光束101没有遮挡或遮挡较小而不影响检测精度，所述检测光束101能够从所述视场角范围到达所述检测模组19。

可选的，在一些实施例中，所述保护单元135例如但不限于包括或为玻璃、树脂、聚合物、多层光学膜等。进一步可选的，所述保护单元135可以包括或为能够透射近红外光的红外油墨，此时检测光束101为近红外光。

可选的，所述保护单元135包括或为树脂基板和设置在所述树脂基板的上表面和\/或下表面的红外油墨。树脂基板的上表面为面对所述背光单元131的表面，树脂基板的下表面为面对所述检测模组19的表面。所述红外油墨至少覆盖所述检测模组19的视场角范围分别与所述树脂基板的上表面、下表面所对应的区域。所述树脂基板例如但不限于为透明树脂基板。

所述保护单元135除了可以为前述的产品，也可为其它合适的能够透射检测光束101的产品，只要所述保护单元135能够透过检测光束101且对背光单元131具有硬性支撑作用，则均应落入本申请的保护范围。

由于所述保护单元135密封所述开孔133以使得背光单元131不能通过所述开孔133与背光模组13的外部相连通、以及给所述背光单元131正对所述开孔133的部分提供硬性支撑，因此，外界的灰尘、水汽等不能通过所述开孔133到达背光单元131，从而保证背光单元131的光学性能良好，相应地，光学检测装置1的显示效果和生物特征检测性能较好。此外，在开孔133处，背光单元131由于受到保护单元135的硬性支撑，从而光学膜片组因受热胀冷缩、按压等外界因素影响而导致不良形变的情况能够得到改善，进而进一步确保了光学检测装置1的显示效果和检测性能较好。

请参阅图5，是光学检测装置1a的进一步的示意图。如图5所示，所述背光单元131包括光学膜片组(未标示)和背光灯(图未示)。所述背光灯位于所述光学膜片组的一侧，用于提供可见光束给所述光学膜片组，所述光学膜片组用于将来自背光灯的可见光束转换为面光源，并提供转换后的可见光束给所述显示面板12，以实现画面显示。进一步地，所述光学膜片组在所述检测模组19的视场角范围不具有通孔，所述开孔133正对所述检测模组19的视场角范围。

可选的，在一些实施例中，所述光学膜片组包括由下至上依次设置的反射片1311、导光板1312和光学膜片层1313。所述背光灯位于所述导光板1312的一侧。所述导光板1312包括面向光学膜片层1313的顶面、面向反射片1311的底面、以及面向背光灯的侧面。背光灯发出可见光，所述可见光从导光板1312的侧面进入导光板1312，并从导光板的面向光学膜片层1313的顶面面发光的出射，所述光学膜片层1313能够将从导光板1312出射的可见光扩散和\/或增亮后提供到所述显示面板12。所述反射片1311用于将导光板1312的底面出射的可见光反射回导光板1312内。所述光学膜片层1313可以包括一个或多个的扩散片（diffusion sheet）和\/或增光片（brightness enhancement film）。其中，所述反射片1311与所述底壳132的上表面1321直接接触。

所述反射片1311、导光板1312、和光学膜片层1313能够透射检测光束101，且在所述检测模组19的视场角范围可都不具有通孔。

可选的，所述保护层11包括透明基板11a和油墨层11b。透明基板11a为所述保护层11的主体部分，油墨层11b与透明基板11a的部分下表面贴合。所述保护层11的非透明区域110由所述油墨层11b和所述透明基板11a正对所述油墨层11b的部分构成。所述保护层11的透明区域120由所述透明基板11a不与油墨层11b正对的部分构成。

可选的，所述第一表面111可以包括所述透明基板11a的上表面，所述第二表面112可以包括所述油墨层11b背对所述透明基板11a的下表面、以及所述透明基板11a的下表面未与所述油墨层11b正对的部分。所述透明基材11a例如但不限于为玻璃、塑料、树脂或其他任意透明材料。所述油墨层11b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。

可选的，所述光学检测装置1可以包括发射模组16。所述发射模组16用于发射检测光束101，所述检测光束101能够照射到外部对象1000。可选的，所述发射模组16正对非透明区域110位于所述保护层11的下方。所述显示面板12的部分或全部正对透明区域120位于所述保护层11的下方。所述发射模组16在所述第一表面111的正投影和所述显示面板12在所述第一表面111的正投影不重叠或部分重叠。所述发射模组16在所述第一表面111的正投影和所述背光模组13在所述第一表面111的正投影不重叠或部分重叠。

所述发射模组16发射检测光束101，所述检测光束101能够从第二表面112进入所述保护层11。可选的，在一些实施例中，所述检测光束101能够从第一表面111出射到保护层11的上方并进入位于保护层11的上方的外部对象1000内部，然后所述检测光束101被外部对象1000透射出来，并透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、保护单元135被所述检测模组19接收。

进一步可选的，所述发射模组16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。

进一步可选的，在一些实施例中，发射模组16发射的检测光束101能够在保护层11内全反射传输，所述全反射传输的检测光束101能够在外部对象1000和第一表面111接触处发生漫反射，至少部分漫反射的检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、保护单元135被所述检测模组19接收。

进一步可选的，在一些实施例中，发射模组16发射的检测光束101能够出射到保护层11的上方并外部对象1000反射后透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、保护单元135被所述检测模组19接收。

可选的，在一些实施例中，外部对象101透射环境光中的不可见光作为检测光束101，所述检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、保护单元135被所述检测模组19接收。

可选的，在一些实施例中，外部对象101发射红外辐射光，所述红外辐射光作为检测光束101能够透过所述保护层11、显示面板12、背光单元131、保护单元135被所述检测模组19接收。

本申请实施例对从外部对象1000到达检测模组19并被检测模组19接收的检测光束101不作限定，所述检测光束101可以是外部对象1000反射和\/或透射的由所述发射模组发射的检测光束101，也可以是环境光被外部对象1000反射和\/或透射，或外部对象1000自身发射的光束，或者其他可能的带有外部对象1000生物特征信息的光束，皆可以作为本申请的检测光束101。本申请光学检测装置1通过所述检测模组19接收检测光束101以获取外部对象1000的生物特征信息。

然，可变更地，在某些实施方式中，所述发射模组16也可位于所述背光模组13下方，用于透过所述背光模组13、所述显示面板12、以及所述保护层11发射检测光束到外部对象1000。

当所述发射模组16位于所述背光模组13下方时，所述底壳132上例如还包括具有正对所述发射模组16的开孔133以及密封所述开孔133的保护单元135，所述保护单元135能够对正对所述开孔133的光学膜片组提供硬性支撑。所述发射模组16通过所述保护单元135、背光单元131、显示面板12、和保护层11出射检测光束101到外部对象1000。

光学检测装置1a包括设置在开孔133内的保护单元135，所述保护单元135具有较高的硬度和与所述底壳132的上表面基本平齐的上表面，所述保护单元135能够提供可靠的支撑给所述背光单元131或所述反射片1311。所述背光单元131或所述反射片1311在开孔133处因为热胀冷缩、外部对象100的按压等外界因素而产生不良形变的问题得到有效改善，保证了检测模组19通过所述保护单元135接收到的检测光束101用于生成外部对象生物特征图像时的成像效果，所述光学检测装置1a、背光模组13具有较好的光学性能，能够用于实现较好的生物特征检测效果。例如但不限于，能够用于实现较好的指纹检测效果。此外，所述保护单元135能够隔离所述背光单元131通过所述开孔133和外部环境的连通，能够有效避免水汽、灰尘对背光单元131的光学性能的影响。

请参阅图6，示出的光学检测装置1b是图4所示光学检测装置1a的一个变更实施例。光学检测装置1b和光学检测装置1a具有基本相同的结构，为描述方便，光学检测装置1b和光学检测装置1a中相同\/相似的元件标号保持一致，本领域技术人员可以知晓理解，本实施例中不再赘述。区别在于，光学检测装置1b的保护单元135的至少部分位于所述底壳132的下方。可选的，所述保护单元135的至少部分和所述底壳132的下表面相贴合。

可选的，在一些变更实施例中，所述保护单元135的下表面高于所述底壳132的下表面，或，所述保护单元135的下表面低于所述底壳132的下表面。

所述开孔133的横截面例如但不局限为圆形、椭圆形、方形、三角形、或多边形。可选的，所述开孔133的横截面为直径5毫米至6毫米的圆形，或边长5毫米至6毫米的方形。

可选的，本申请实施例及其他变更实施例中，所述检测模组19的至少部分正对所述保护单元135设置在所述保护单元135的下方。

可选的，本申请实施例及其他变更实施例中，所述底壳132和所述检测模组19的间距可以为0.5毫米至1毫米。所述底壳132的厚度可以为0.1毫米，所述保护单元135的厚度不小于0.1毫米，且所述保护单元135的上表面和所述底壳132的上表面基本平齐。需要说明的是，在本申请中，基本平齐也被视为平齐，其也应落入本申请的保护范围。

本申请实施例及变更实施例中，所述外部对象1000可以包括手指或手掌等，所述生物特征检测方法可以用于检测指纹或掌纹等纹路信息。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，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，实施例中单独的元件\/组件可以应用在其他或变更实施例中。本申请的上述实施例或变更实施例及相应变更设置中关于保护层、显示面板、背光模组、保护单元、检测模组、发射模组、开孔、视场角等的结构、位置也可以应用在本申请的其他或变更实施例中，由此得到实施例及其替换、变形、组合、拆分、扩展、省略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。

设计图

光学检测装置、背光模组、液晶显示装置、和电子设备论文和设计

光学检测装置、背光模组、液晶显示装置、和电子设备论文和设计-林峰

全文摘要

主设计要求

设计方案

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