CN206946506U - 光电传感模组及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种光电传感模组和电子装置。光电传感模组包括:相对设置的第一基板及第二基板,所述第一基板包括朝向所述第二基板的第一表面,所述第二基板包括朝向所述第一基板的第二表面;设置在所述第一基板和第二基板之间的发光单元,所述发光单元为被动矩阵有机电激发光二极管,用于当目标物体位于所述光电传感模组上时,发出光线以到达所述目标物体;设置在所述第一表面或第二表面上的光感测单元,所述光感测单元用于接收由所述目标物体反射的光信号,并将接收到的光信号转换为相应的电信号。所述电子装置包括所述光电传感模组。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电传感领域,尤其涉及一种光电传感模组及具有该光电传感模组的电子装置。
背景技术
目前,图像识别模组,如,指纹识别模组,已逐渐成为移动终端等电子产品的标配组件。然,图像识别模组的成本还是相对较高,不利于其的广泛普及。
实用新型内容
本实用新型实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型实施方式需要提供一种光电传感模组和电子装置。
本实用新型实施方式的一种光电传感模组,包括:
相对设置的第一基板及第二基板,所述第一基板包括朝向所述第二基板的第一表面,所述第二基板包括朝向所述第一基板的第二表面;
设置在所述第一基板和第二基板之间的发光单元,所述发光单元用于当目标物体位于所述光电传感模组上时,发出光线以到达所述目标物体;
设置在所述第一表面或第二表面上的光感测单元,所述光感测单元用于接收由所述目标物体反射的光信号,并将接收到的光信号转换为相应的电信号;
其中,所述发光单元为被动矩阵有机电激发光二极管。
在某些实施方式中,所述光电传感模组包括指纹传感模组、脉搏传感模组、血氧传感模组、心跳传感模组中任意一种或几种。
在某些实施方式中,所述发光单元包括自发光的多个像素点,每一所述像素点包括相对设置的阴电极和阳电极,且所述阴电极和阳电极之间设置有发光层。
在某些实施方式中,所述发光层包括发出可见光、红外光、紫外光、绿光中的任意一种或几种的有机发光材料。
在某些实施方式中,所述发光单元包括多条第一电极串以及多条第二电极串,其中,所述多条第一电极串之间沿第一方向排布,所述多条第二电极串之间沿第二方向排布,所述第一方向与第二方向不同,每一第一电极串包括多个所述阴电极以及连接阴电极的引线,每一第二电极串包括多个所述阳电极以及连接阳电极的引线。
在某些实施方式中,所述光感测单元包括多个感光元件,且所述感光元件与所述像素点在同一基板上的投影不重叠或部分重叠。
在某些实施方式中,所述光电传感模组进一步包括驱动电路,所述驱动电路驱动所述发光单元发出光线,以及驱动所述光感测单元执行光线感测,其中,所述驱动电路与所述光感测单元设置在同一基板上。
在某些实施方式中,所述驱动电路包括第一驱动电路和第二驱动电路,其中第一驱动电路驱动所述光感测单元,第二驱动电路驱动所述发光单元;所述第一驱动电路与所述光感测单元设置在同一基板,所述第二驱动电路与所述发光单元设置在另一基板上;或,所述第一驱动电路、第二驱动电路、所述光感测单元、所述发光单元均设置在同一基板上。
在某些实施方式中,所述光电传感模组在执行生物特征信息感测之前先执行触摸感测,当检测到被目标物体触摸之后,启动生物特征信息感测,其中,当光电传感模组执行触摸感测时,所述发光单元的阳电极或阴电极用作触摸感测电极,以执行触摸感测。
在某些实施方式中,所述光电传感模组进一步包括触摸感测单元,用于确定目标物体在所述光电传感模组上的接触区域,其中,所述触摸感测单元包括触摸感应层和触摸检测电路,所述触摸检测电路用于驱动所述触摸感应层执行触摸感测以确定所述接触区域;所述触摸感应层与所述光感测单元设置在同一基板上,且所述触摸感测单元位于该基板与所述光感测单元之间,或者所述触摸感测单元与光感测单元位于该基板的相对两侧。
在某些实施方式中,所述光电传感模组进一步包括控制器,所述控制器用于根据光电传感模组确定的目标物体接触于其上的接触区域,控制与所述接触区域相对应的所述像素点分时点亮,以发射光信号至所述目标物体。
在某些实施方式中,所述光电传感模组贴于一触摸屏上,当所述驱动电路根据所述触摸屏确定的目标物体接触在光电传感模组上的接触区域时,控制与所述接触区域相对应的若干个像素点分时点亮,以发射光信号至所述目标物体。
在某些实施方式中,当光电传感模组设置在一电子装置的显示屏下方时,所述光电传感模组靠近电子装置的基板与显示屏的透明基板复用。
在某些实施方式中,所述光电传感模组进一步包括处理电路,所述处理电路根据所述光感测单元输出的电信号来获取目标物体的生物特征信息。
本实用新型实施方式的一种电子装置,包括如上任一实施方式所述的光电传感模组。
上述光电传感模组结构简单且厚度较薄,有利于组装到电子设备中。相应地,所述电子装置也具有如下主要三个方面的好处。
第一,光电传感模组相较于采用摄像头的光学式图像识别模块的厚度要薄,从而,具有所述光电传感模组的电子装置的厚度较薄,不影响电子装置朝轻薄化方向发展,也有利于光电传感模组在轻薄化电子装置上的应用;
第二,光电传感模组的感测精度由于受玻璃盖板厚度的影响较小,因此,当光电传感模组放置在电子装置的保护盖板下方之后,所述光电传感模组的感测精度受影响较小,从而提高电子装置的用户使用体验;
第三,当电子装置包括显示装置时,光电传感模组可利用显示装置中现有的一些元件实现点光源、触控功能等,从而节省材料,降低电子装置的整体成本,以及不影响电子装置朝轻薄化方向发展。
如上所述,上述光电传感模组可集成为识别芯片,对应设置在电子装置的正面、背面、以及侧面等合适位置,且,既可曝露出电子装置的外表面,也可设置在电子装置内部,邻近外壳。另外,上述光电传感模组的生物特征信息的采集部分也可设置在电子装置的显示装置中,从而实现全屏执行生物特征信息感测。
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
本实用新型实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本实用新型实施方式的光电传感模组一实施例的结构示意图;
图2是本实用新型实施方式的光电传感模组中像素点与感光元件的位置关系示意图;
图3是本实用新型实施方式的光电传感模组的感光元件接收反射光信号的原理示意图;
图4a是本实用新型实施方式的光电传感模组中形成像素点的阴电极和阳电极的一种结构示意图;
图4b是本实用新型实施方式的光电传感模组中形成像素点的阴电极和阳电极的另一种结构示意图;
图5是本实用新型实施方式的光电传感模组另一实施例的结构示意图;
图6是本实用新型实施方式的光电传感模组又一实施例的结构示意图;
图7是本实用新型实施方式的光电传感模组执行图像信息感测时的示意图;
图8是本实用新型实施方式的光电传感模组再一实施例的模块示意图;
图9是本实用新型实施方式的光电传感模组再一实施例的结构示意图;
图10是本实用新型实施方式的光电传感模组的与接触区域相对应的点光源的分布示意图;
图11是本实用新型实施方式的光电传感模组的与接触区域相对应的点光源的另一分布示意图;
图12是本实用新型实施方式的电子装置的平面示意图。
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”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。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。“接触”或“触摸”包括直接接触或间接接触。例如,下文中揭示的光电传感模组,如果其被设置在电子装置的外壳孔中,曝露出外壳,用户手指可直接接触,然,如果其被设置在电子装置的内部,例如保护盖板的下方,则用户手指通过保护盖板间接接触该光电传感模组。
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和限定,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,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通信;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。
目前,市场上的图像识别模组主要以电容式识别模组为主,然,由于电容式识别模组的电路复杂导致其制造成本较高,且,电容式识别模组的信号穿透能力弱,如果将电容式识别模组设置在如手机的玻璃盖板下方,会导致感测精度急剧下降。
光学式识别模组由于体积较大,使得其目前主要应用在门禁打卡器等产品上。另外,光学式识别模组由于具有透镜组件等,也导致其制造成本较高。
发明人通过大量的研究发现,被动矩阵有机电激发光二极管(Passive matrixOLED,PMOLED)的结构简单,制造成本低廉,如果将PMOLED结合感光器件制作成面阵式的光电传感模组来对生物体进行生物特征信息的感测,有益效果包括但不局限于在此所列的四个方面:第一,节省制造成本;第二,光电传感模组的厚度变薄,从而能够组装到移动终端(如,手机)中;第三,光电传感模组可以设置在移动终端的保护盖板下方,感测精度受保护盖板的厚度的影响较小;第四,通过改变PMOLED的发光层的材料,比如,让PMOLED发绿光、红外光、紫外光等,从而可以进行活体检测等。
相应地,本实用新型提出一种光电传感模组,该光电传感模组主要用于感测生物体的生物特征信息。例如,所述光电传感模组用于感测目标物体的图像信息,以根据感测的图像信息识别目标物体的身份。该图像信息可包括指纹信息、掌纹信息、耳纹信息以及生物体其他位置的皮肤纹理信息。由于生物体的皮肤纹理、皮层结构具有不同的特性,根据该特性可以识别出不同的生物体。所述生物体例如为人体,但可不限于人体。进一步地,所述光电传感模组也可适用于感测生物体的脉搏、血氧、以及心率等生物特征。
在下面的具体实施方式中,本申请主要以光电传感模组识别人体的指纹信息为例进行说明,但可扩展的,所述光电传感模组也可检测其它合适生物体的生物特征信息,且也不局限于指纹图像信息,也可为脉搏等的生物特征信息。
请参照图1,本实用新型实施方式的一种光电传感模组100,包括第一基板110、第二基板120、发光单元130、光感测单元140。
第一基板110和第二基板120相对设置,且第一基板110包括朝向第二基板120的第一表面111,第二基板120包括朝向第一基板110的第二表面121。发光单元130和光感测单元140位于第一基板110和第二基板120之间,且光感测单元140可设置在第一表面111或第二表面121上,并位于发光单元130的光射出侧。发光单元130用于当目标物体位于光电传感模组100上时,发出光线以到达目标物体。光感测单元140用于接收由目标物体反射的光信号,并将接收到的光信号转换为相应的电信号。其中,所述目标物体例如为手指、手掌等合适的物体。
以目标物体为手指为例,上述光电传感模组100应用时,若用户手指放置在第一基板110上,发光单元130发出的光线将经过第一基板110到达用户手指,由用户手指反射的光信号被光感测单元140接收,并转换为相应的电信号。根据光感测单元140输出的电信号,即可生成该用户手指的指纹图像。由于发光单元130发出的光线要经过第一基板110,故而该第一基板110为透光材质的面板,当然也可以为透明薄膜。
优选地,在本实施方式中,所述发光单元130为被动矩阵有机电激发光二极管(PMOLED),从而不仅可以节省成本,另外,光电传感模组100的结构简单且厚度较薄,有利于组装到电子设备中。
该光电传感模组100可应用于各类电子装置上,例如门禁打卡器、手机、平板电脑、穿戴或穿透式设备、智能家居产品、车载式电子产品、以及智能卡等等不同的领域。该光电传感模组100可以设置在电子装置的保护盖板的开孔处或后壳的开孔处或侧壁的开孔处,也可以设置在电子装置的内部,例如,位于保护盖板的下方,位于Home键的位置等等合适的位置。若该电子装置具有显示屏,甚至触摸屏时,该光电传感模组100可以设置在电子装置的显示区域,例如显示屏或触摸屏下方。当光电传感模组位于显示屏的下方时,所述显示屏例如为主动矩阵有机发光二极管(Active-matrix Organic Light Emitting Diode,AMOLED),且所述AMOLED显示屏为双面透明的显示屏,所述光电传感装置能够接收到穿透所述AMOLED显示屏的光线,从而实现对生物体的生物特征的识别。
上述光电传感模组100中,发光单元130将在目标物体位于光电传感模组上时,发出光线,光线到达目标物体后发生反射,光感测单元140接收反射的光信号,并将接收到的光信号转换为相应的电信号,从而根据该电信号形成生物图像,进而进行图像识别。因此,该光电传感模组100不但结构简单,且易于实现。另外,该光电传感模组100应用于电子装置时,例如光电传感模组100固设于电子装置的显示屏下方时,光电传感模组100靠近电子装置的基板还可以与显示屏的透明基板复用,从而节省一基板,进一步节省制造成本。另外,还可以利用电子装置上的其它结构,例如光源等等。因此,该光电传感模组应用于电子装置时,可以充分利用电子装置的现有结构,从而降低电子装置的成本。
具体地,参照图2,在一些例子中,发光单元130可包括自发光的多个像素点131,且该多个像素点131之间具有间隔。上述多个像素点131可呈阵列排布。当然,该多个像素点131也可以呈其它规则或非规则排布。光感测单元140可包括多个感光元件141。较佳地,该感光元件141与像素点131在同一基板上的投影不重叠或部分重叠,即,该感光元件141与像素点131之间完全地或部分地错开设置。一示例中,该感光元件141设置于相邻的像素点131之间的间隔位置。可选地,该感光元件141例如设置在上下左右相邻的4个像素点131的交集位置。如此设计,使得经由该像素点131出射的光线在被目标物体反射之后,可主要由但不限于位于该像素点131周围的4个感光元件141(位于A、B、C、D这四个区块)进行捕获,提高了采集精度。
继续参照图1和图2,由于发光单元130为PMOLED,因此,每个像素点131包括对应呈上下设置的阴电极1311和阳电极1312,且阴电极1311和阳电极1312之间设置有发光层1313。该发光层1313例如可包括发出白光的有机发光材料,也可例如包括发出红外光的有机发光材料。利用红外光,使得该光电传感模组不但可以识别指纹图像信息,而且例如可以通过检测脉搏、血氧、心率等来检测接触该光电传感模组100的生物体是否为活体。可见,该光电传感模组100不但成本较低,而且能够实现活体检测。另外,由于光感测单元140与发光单元130层叠设置,光感测单元140不需要透镜等组件,因此,该光电传感模组100的厚度较薄,从而可安装到电子装置的内部。
在某些实施方式中,发光单元130中的多个像素点131实现独立控制,因此通过控制单个像素点131点亮,即可实现点光源照射。在光学式指纹识别中,点光源照射相比面光源照射,不但目标物体反射的光线不会相互影响,而且利用镜面反射原理由光感测单元140采集光线时,光感测单元140通过反射光采集区域的面积和介质的厚度无关。在一个例子中,参照图3,图3中带箭头的线条表示光线,图示左边的第一介质300的厚度较图示右边的第二介质302的厚度小。对于相邻的一像素点131和一感光元件141而言,由镜面反射原理可知,感光元件141接收从第一介质300或第二介质302上被目标物体反射回光线的采集区域304或306的面积相同。因此,本申请的光电传感模组100例如被安装在电子设备的保护盖板下方时,其感测精度受保护盖板的厚度的影响较小。所述第一介质300及第二介质302例如可为电子装置时的保护盖板等。需要说明的是,图3只是示意性地说明生物特征信息感测时的光路,感光元件141和像素点131的位置关系而非限定于图3所示的位置关系,感光元件141与像素点131的位置关系可参本实用新型后面的实施方式的介绍。
通过结合发光单元130的结构,在目标物体位于光电传感模组100上方时,控制与目标物体在光电传感模组100上的接触区域所对应的像素点131分时点亮,从而在扫描目标物体200的时候可选择单个像素点131发光,也可选择预定间隔足够远的几个像素点131同时发光,使得由目标物体200所反射回的光线相互影响足够小,实现了感光元件141对目标物体反射的光线进行较佳的接收。另外,还利用镜面反射原理使得该光电传感模组100不限于保护盖板的厚度而可以采集清晰的图像信息,从而该光电传感模组100的应用更加广泛。
需要说明的是,与指纹的谷相正对的感光元件141主要接收由保护盖板镜面反射回来的光线,与指纹的脊相正对的感光元件141主要接收指纹的脊漫反射回来的光线。其中,镜面反射的光线要远远强于漫反射回来的光线,从而,感光元件141根据保护盖板镜面反射回来的光线来确定指纹的谷的位置之后,例如通过排它法,指纹的脊的位置就可连同被确定,或者,感光元件141根据接收到的光线强弱,也可确定指纹的脊和谷的位置。
参照图4a,发光单元130包括多条阴电极1311和多条阳电极1312。所述多条阴电极1311与所述多条阳电极1312位于不同层,且这两类电极之间交叉布设。其中,所述多条阴电极1311沿第一方向X排列,每一阴电极1311沿第二方向Y延伸。所述多条阳电极1312沿第二方向Y排列,每一阳电极1312沿第一方向X延伸。所述第一方向与所述第二方向不同,例如为但不局限于垂直关系。所述多条阴电极1311与所述多条阳电极1312之间的交叉区域为像素点131所在的区域。
参照图4b,可变更地,所述发光单元130也可包括多条第一电极串130a和多条第二电极串130b。所述多条第一电极串130a与所述多条第二电极串130b位于不同层,且这两类电极串之间交叉布设。其中,所述多条第一电极串130a沿第一方向X排列。所述多条第二电极串130b沿第二方向Y排列。所述第一方向与所述第二方向不同,例如为但不局限于垂直关系。每一第一电极串130a包括多个阴电极1311以及连接相邻阴电极1311的引线1313,其中,同一第一电极串130a的多个阴电极1311之间沿第二方向Y排列。每一第二电极串130b包括多个阳电极1312以及连接相邻阳电极1312的引线1314,其中,同一第二电极串130b的多个阳电极1312之间沿第一方向X排列。每一阴电极1311与每一阳电极1312对应设置。所述引线1313与阴电极1311位于同一层,由相同材料制成,较佳地,也可在同一工艺中制成。然,可变更地,所述引线1313与阴电极1311也可由不同材料制成。类似地,所述引线1314与阳电极1312位于同一层,由相同材料制成,较佳地,也可在同一工艺中制成。然,可变更地,所述引线1314与阳电极1312也可由相同材料制成。
上述阴电极1311例如但不局限为ITO电极或金属电极,其可例如但不局限于通过蒸镀工艺形成在第二基板120的第二表面121上。接着,在阴电极1311上例如但不局限于通过蒸镀工艺形成发光层1313,且阴电极1311与发光层1313之间形成传输层(图未示)。上述阳电极1312例如但不局限为ITO电极或金属电极,其可例如但不局限于通过蒸镀工艺形成在发光层1313上,且发光层1313与阳电极1312之间形成传输层(图未示)。
在某些实施方式中,感光元件141为半导体感光元件或其它合适类型的感光元件,其中,所述半导体感光元件例如包括但不局限于薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)、互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)晶体管、电荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)中的任意一种或几种,也可为其它合适类型的半导体感光元件,本实用新型对此并不做限制。所述感光元件141例如还可为感光二极管。
以感光元件141为TFT为例,通过利用TFT的有源区材料对光线敏感,从而实现光线的采集。如此,可利用半导体制程直接制造多个感光元件141,使得光电传感模组100的成本较低。
请继续参照图1,上述光电传感模组100可进一步包括驱动电路150,该驱动电路150驱动发光单元130发出光线,以及驱动光感测单元140执行光线感测。具体地,在一些例子中,该驱动电路150可包括第一驱动电路151和第二驱动电路152,其中第一驱动电路151驱动光感测单元140,第二驱动电路152驱动发光单元130。而且,该第一驱动电路151和第二驱动电路可集成在单一芯片中,也可以分开集成为两颗芯片。当驱动电路150集成在芯片中时,其例如通过玻璃上芯片(Chip On Glass,COG)的方式绑定(Bonding)在第一基板110和/或第二基板120上。
上述发光单元130与第二驱动电路152连接,第二驱动电路152通过给阴电极1311和阳电极1312施加电压,来激发阴电极1311和阳电极1312之间的有机发光材料发光。
第一驱动电路151例如逐行驱动感光元件141工作。
在某些实施方式中,驱动电路150与光感测单元140设置在同一基板上。例如光感测单元140形成在第一基板110的第一表面上,则该驱动电路150也位于该第一基板110上。较佳地,若光感测单元140形成于第一基板110,发光单元130形成于第二基板120,则驱动电路150分开设置,第一驱动电路151形成于第一基板110,第二驱动电路152形成于第二基板120。如此可以使得驱动电路的布线更加紧凑,且不杂乱。
所述第一驱动电路151例如通过软性电路板(Flexible Printed Circuit Board,简称FPC)(未标示)进一步与外部电路连接。所述第二驱动电路152例如通过另一FPC与外部电路连接。
可变更地,在其它实施方式中,图1所示的光感测单元140也可在发光单元130形成在第二基板120的第二表面上之后,在发光单元130上进一步形成而得。相应地,第二驱动电路151也可形成在第二基板120上。之后,第一基板110设置在光感测单元140上。
在又一变更实施方式中,例如参照图5,该光电传感模组100中,光感测单元140位于第二基板120上,且第一驱动电路151和第二驱动电路152均形成于第二基板120上。该光电传感模组100进行制备时,先在第二基板120形成光感测单元140,然后在光感测单元140上依次形成阳电极1312、发光层1313、阴电极1311,最后再将第一基板110盖合后封装。该光电传感模组100在制备过程中可避免光感测单元140和发光单元130的位置对不齐的问题。
在又一变更实施方式中,例如参照图6,上述光电传感模组100进一步包括触摸感测单元160,用于确定目标物体在光电传感模组100上的接触区域。在进行生物特征信息感测时,请参照图7,当目标物体200放置在光电传感模组100上时,触摸感测单元160将感测到某个区域161的参数值发生了变化,而触摸感测单元160的该区域161对应于目标物体200在光电传感模组100上的接触区域101,因而触摸感测单元160可确定目标物体200在光电传感模组100上的接触区域101。
较佳地,触摸感测单元160例如但不限于可利用电容式感应原理来确定目标物体200在光电传感模组100上的接触区域101。
具体的,在某些实施方式中,触摸感测单元160与光感测单元140设置在同一基板上,且触摸感测单元160位于基板与光感测单元140之间。当然,可替换地,该触摸感测单元160与光感测单元140位于该基板的两侧,如图8所示。
上述触摸感测单元160可包括触摸感应层和触摸检测电路,所述触摸检测电路用于驱动所述触摸感应层执行触摸感测以确定所述接触区域101。其中,触摸感应层位于发光单元130的光射出侧,且位于基板与光感测单元140之间。或者,触摸感应层位于发光单元130的光射出侧,且位于基板的外侧,即触摸感测单元160与光感测单元位于该基板的两侧。如此,使得制造工艺简单。具体地,在一个例子中,触摸感测单元160的触摸感应层设置在基板的外侧,这样触摸感测单元160可单独地制造,制造完成后,将触摸感测单元160的触摸感应层直接贴合于基板的上方。
较佳地,在另外一些例子中,该触摸感应层也可以与发光单元130中的阴电极1311或阳电极1312复用,而节省额外设置触摸感应层。例如,复用阳电极1312作为触摸感应层,可选择将所有或部分的阳电极1312连接在一起来执行电容式触摸感测,当检测有目标物体的触摸以及确定了触摸区域之后,再将阳电极1312彼此分开,以作为发光单元130的电极使用。如此,既实现了触摸感测,又节省了光电传感模组100的成本,而且还减少了光电传感模组100的厚度。可变更地,在执行电容式触摸感测时,也可对各阳电极1312不做连接。
需要说明的是,如果光电传感模组100应用于电子装置,例如光电传感模组贴于电子装置的触摸屏下方,上述触摸感测功能可以利用电子装置的触摸屏的触控功能。具体地,当目标物体位于触摸屏上时,该触摸屏将确定目标物体在触摸屏上的接触区域,进而确定与该接触区域对应的目标物体在光电传感模组上的接触区域。驱动电路150则根据触摸屏确定的接触区域,控制与该接触区域对应的若干像素点131分时点亮,以发射光信号至目标物体。因此,光电传感模组100应用于电子装置时,不但可以充分利用其光源,还可以利用其触摸屏的触控功能,从而结构简单,成本大大降低。
参照图9,本申请的各实施方式的光电传感模组100可进一步包括控制器170。所述控制器170用于控制触摸感测单元160先执行触摸感测,当确定目标物体触摸光电传感模组100以及确定接触区域之后,控制与接触区域对应的若干个像素点131分时点亮,以发射光信号至目标物体。具体地,该控制器170与分别与第一驱动电路151和第二驱动电路152连接,以驱动发光单元130的像素点131和光感测单元140的感光元件141进行工作。
上述光电传感模组100还可进一步包括处理电路180,处理电路180用于根据所述光感测单元140输出的电信号,获取所述目标物体的生物特征信息。在一些实施方式中,所述处理电路180接收各行感光元件141输出的电信号,以根据电信号获取生物特征信息。然,为了提高工作效率以及节省功耗,根据被点亮的像素点131的位置,所述处理电路180例如每次选择性接收若干个而非全行的感光元件141输出的电信号,也可获取足够的生物特征信息。例如,处理电路180通过接收围绕点亮的像素点131周围一圈、两圈、或三圈的感光元件141输出的电信号,来获取生物特征信息。
可以理解的是,上述控制器170或/和处理电路180可以与上述第一驱动电路151和第二驱动电路152分开设置,也可以与第一驱动电路151和第二驱动电路152集成在同一芯片或几颗芯片中,并设置在第一基板110或第二基板120上。另外,当光电传感模组100应用于电子装置时,该控制器170和处理电路180也可以利用电子装置上已有的控制和处理功能来实现。
在某些实施方式中,在控制像素点131分时点亮时,控制器170用于控制与接触区域101相对应的若干个像素点131依次点亮,或预定距离的几个像素点同时点亮。
如此,实现分时点亮的方式多样化,有利于控制器170的设计灵活性。
具体地,在一个例子中,与接触区域101相对应的若干个像素点131也对应呈阵列式排布,控制器170可控制阵列里的若干个像素点131按照从上至下,从左至右的顺序依次点亮。然,可变更地,在其它例子中,控制器170也可按照其它规律或不规律的顺序控制若干个像素点131依次点亮。
请参图10,图10示出了一种与接触区域101相对应的若干个像素点131的排布方式。与接触区域101相对应的若干个像素点排布为5行4列共20个像素点131,为方便说明,将20个像素点131分别编号为P11、P12、P13、…、P53、P54。
在执行生物特征信息感测时,控制器170控制像素点P11点亮,控制其它像素点熄灭,像素点P11周围的感光元件141将接收目标物体200反射的光信号。
之后,控制器170控制像素点P12点亮,控制其像素点熄灭,像素点P12周围的感光元件141接收目标物体200反射的光信号。以此类推,控制器170完成与接触区域101相对应的所有20个像素点的分时点亮,进而处理电路180接收到感光元件141输出的电信号以确定目标物体200的图像信息。
在另一个例子中,预定距离可为阵列里间隔一行点光源、几行点光源、一列点光源或几行点光源的距离。
具体地,请参图11,在这样的例子中,与接触区域101相对应的若干个像素点131排布为6行4列共24个像素点,为方便说明,将24个像素点分别编号为T11、T12、T13、…、T63、T64。在例子中,预定距离是间隔两行点光源。
在执行生物特征信息感测时,控制器170控制像素点T11及T41同时点亮,控制其它像素点熄灭,像素点T11及T41周围的感光元件141接收目标物体200反射的光信号。
之后,控制器170控制像素点T12及T42同时点亮,控制其它像素点熄灭,像素点T12及T42四周的感光元件141将接收目标物体200反射的光信号。以此类推,控制器170完成与接触区域101相对应的所有24个像素点的分时点亮,进而处理电路180接收到感光元件141输出的电信号以确定目标物体200的图像信息。
需要指出的是,上述例子是为了方便理解本实用新型实施方式而作出的一些例子,而不应理解为对本实用新型保护范围的限制。
在某些实施方式中,由生物特征信息所形成的目标物体200的图像的水平精度为像素点的水平宽度的一半,目标物体200的图像的垂直精度为像素点的垂直宽度的一半。
如此,主流的电子装置,例如手机,平板电脑和笔记本电脑等,都能实现目标物体200的图像的采集精度,使光电传感模组100的应用范围更广。
具体地,当电子装置的屏幕是5寸(例如手机屏幕),分辨率为1920x1080时,像素点131的宽度约60um,目标物体200的图像的采集精度为水平10um,垂直30um。
当电子装置的屏幕是13.3寸(例如笔记本电脑屏幕),分辨率为1366x768时,像素点131的宽度约220um,目标物体200的图像的采集精度为水平36um,垂直110um。
当电子装置的屏幕是22寸(例如个人计算机的显示器屏幕),分辨率为1920x1080时,像素点131的宽度约270um,目标物体200的图像的采集精度为水平45um,垂直135um。
以生物特征信息为指纹信息为例,由上可知,主流的电子装置的屏幕都能够实现分辨指纹的指纹图像采集。
可选地,PMOLED用作发光元件,而非图像显示元件。
请参图12,本实用新型实施方式的一种电子装置500,包括如上任一实施方式的光电传感模组100。
上述电子装置500中,由于光电传感模组100的成本较低,因此,采用该光电传感模组100的电子装置500的成本较低。进一步地,由于该光电传感模组100对目标物体200的接触区域所对应的若干像素点采用分时点亮,从而,在扫描目标物体200的时候可选择单点发光,也可选择预定间隔足够远的几个像素点发光,相应地,由目标物体200所反射的光线相互影响足够小;另外,可利用镜面反射原理由感光元件141采集光线,感光元件141通过反射光采集区域的面积和介质的厚度无关,从而提高采集目标物体200的图像精度。同时,分时点亮像素点可形成完整的目标物体200的图像信息。
具体地,电子装置500如为消费性电子产品或家居式电子产品或车载式电子产品。其中,消费性电子产品如为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等各类应用生物识别技术的电子产品。家居式电子产品如为智能门锁、电视、冰箱、穿戴式设备等各类应用生物识别技术的电子产品。车载式电子产品如为车载导航仪、车载DVD等。
在图12的示例中,电子装置500为手机,手机的正面设置有触摸屏及显示装置400,光电传感模组设置在电子装置500的前盖板下方。在一个例子中,当需要采集的生物特征信息为指纹信息时,在执行指纹信息采集时,目标物体200为手指,手指放置在电子装置500上,使得触摸屏能够确定手指在光电传感模组100上的接触区域,光电传感模组100进行后续指纹信息的采集。
然,可变更地,在其它实施方式中,所述光电传感模组100也可设置在触摸屏及显示装置400上。另外,所述光电传感模组100的图像采集部分也可集成为生物识别芯片,对应设置在电子装置500的正面、背面、以及侧面等合适位置,且,既可曝露出电子装置500的外表面,也可设置在电子装置500内部并邻近外壳。
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。
此外,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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。
Claims (15)
1.一种光电传感模组,其特征在于,包括:
相对设置的第一基板及第二基板,所述第一基板包括朝向所述第二基板的第一表面,所述第二基板包括朝向所述第一基板的第二表面;
设置在所述第一基板和第二基板之间的发光单元,所述发光单元用于当目标物体位于所述光电传感模组上时,发出光线以到达所述目标物体;
设置在所述第一表面或第二表面上的光感测单元,所述光感测单元用于接收由所述目标物体反射的光信号,并将接收到的光信号转换为相应的电信号;
其中,所述发光单元为被动矩阵有机电激发光二极管。
2.如权利要求1所述的光电传感模组,其特征在于,所述光电传感模组包括指纹传感模组、脉搏传感模组、血氧传感模组、心跳传感模组中任意一种或几种。
3.如权利要求1所述的光电传感模组,其特征在于,所述发光单元包括自发光的多个像素点,每一所述像素点包括相对设置的阴电极和阳电极,且所述阴电极和阳电极之间设置有发光层。
4.如权利要求3所述的光电传感模组,其特征在于,所述发光单元包括多条第一电极串以及多条第二电极串,其中,所述多条第一电极串之间沿第一方向排布,所述多条第二电极串之间沿第二方向排布,所述第一方向与第二方向不同,每一第一电极串包括多个所述阴电极以及连接阴电极的引线,每一第二电极串包括多个所述阳电极以及连接阳电极的引线。
5.如权利要求3所述的光电传感模组,其特征在于,所述光感测单元包括多个感光元件,且所述感光元件与所述像素点在同一基板上的投影不重叠或部分重叠。
6.如权利要求3所述的光电传感模组,其特征在于,所述光电传感模组进一步包括驱动电路,所述驱动电路驱动所述发光单元发出光线,以及驱动所述光感测单元执行光线感测,其中,所述驱动电路与所述光感测单元设置在同一基板上。
7.如权利要求6所述的光电传感模组,其特征在于,所述驱动电路包括第一驱动电路和第二驱动电路,其中第一驱动电路驱动所述光感测单元,第二驱动电路驱动所述发光单元;所述第一驱动电路与所述光感测单元设置在同一基板,所述第二驱动电路与所述发光单元设置在另一基板上;或,所述第一驱动电路、第二驱动电路、所述光感测单元、所述发光单元均设置在同一基板上。
8.如权利要求3所述的光电传感模组,其特征在于,所述光电传感模组在执行生 物特征信息感测之前先执行触摸感测,当检测到被目标物体触摸之后,启动生物特征信息感测,其中,当光电传感模组执行触摸感测时,所述发光单元的阳电极或阴电极用作触摸感测电极,以执行触摸感测。
9.如权利要求3所述的光电传感模组,其特征在于,所述光电传感模组进一步包括触摸感测单元,用于确定目标物体在所述光电传感模组上的接触区域,其中,所述触摸感测单元包括触摸感应层和触摸检测电路,所述触摸检测电路用于驱动所述触摸感应层执行触摸感测以确定所述接触区域;所述触摸感应层与所述光感测单元设置在同一基板上,且所述触摸感测单元位于该基板与所述光感测单元之间,或者所述触摸感测单元与光感测单元位于该基板的相对两侧。
10.如权利要求8或9所述的光电传感模组,其特征在于,所述光电传感模组进一步包括控制器,所述控制器用于根据光电传感模组确定的目标物体接触于其上的接触区域,控制与所述接触区域相对应的所述像素点分时点亮,以发射光信号至所述目标物体。
11.如权利要求3所述的光电传感模组,其特征在于,所述发光层包括发出可见光、红外光、紫外光、绿光中的任意一种或几种的有机发光材料。
12.如权利要求7所述的光电传感模组,其特征在于,所述光电传感模组贴于一触摸屏上,当所述驱动电路根据所述触摸屏确定的目标物体接触在光电传感模组上的接触区域时,控制与所述接触区域相对应的若干个像素点分时点亮,以发射光信号至所述目标物体。
13.如权利要求1所述的光电传感模组,其特征在于,当光电传感模组设置在一电子装置的显示屏下方时,所述光电传感模组靠近电子装置的基板与显示屏的透明基板复用。
14.如权利要求1所述的光电传感模组,其特征在于,所述光电传感模组进一步包括处理电路,所述处理电路根据所述光感测单元输出的电信号来获取目标物体的生物特征信息。
15.一种电子装置,其特征在于,包括如权利要求1-14任一项所述的光电传感模组。
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