屏下生物特征检测系统和电子设备的制作方法

本申请实施例涉及检测技术领域，并且更具体地，涉及背光模组、液晶显示装置屏、生物特征检测装置、屏下生物特征检测系统、和电子设备。

背景技术：

液晶显示(lcd)屏等非自发光类显示器，包括用于提供可见光的背光模组和利用可见光实现信息显示的显示面板，基于此类显示器实现屏下的生物特征检测需要提供主动发光的光源，利用光源发射检测光束到外部对象，然后接收从外部对象返回的带有外部对象的生物特征信息的检测光束。

导光板是背光模组中的关键结构，导光板的上表面形成有微结构(或称v-cut结构)，该微结构通常为呈锯齿形分布的棱镜结构，如图1所示，用于将入射光从边缘方向导向视向方向，并增加光的亮度以及使光均匀。

由于检测光束从外部对象返回后需要通过显示屏中的背光模组才能到达屏下的生物特征检测装置，因此，背光模组中的导光板上的微结构会影响生物特征检测的成像效果，出现图1中所示的分像问题，影响生物特征检测的准确度。

技术实现要素：

本申请提供了一种屏下生物特征检测系统和电子设备，能够提高屏下生物特征检测的准确度。

第一方面，本申请提供了一种屏下生物特征检测系统，包括被动式发光的显示装置和生物特征检测装置，所述生物特征检测装置用于设置在所述被动式发光的显示装置下方以实现屏下生物特征检测，所述被动式发光的显示装置包括显示面板和背光模组，所述背光模组设置在所述显示面板的下方，所述显示面板用于显示画面，所述背光模组用于为所述显示面板实现画面显示提供可见光，所述背光模组包括：

导光板，包括相对设置的上表面与下表面，其中，所述导光板的上表面为所述导光板面对所述显示面板的一侧表面，所述导光板的下表面为所述导光板背对所述显示面板一侧的表面，所述导光板面对所述显示面板的一侧具有朝向所述显示面板延伸的第一聚光结构，所述导光板的上表面包括所述第一聚光结构的表面，所述第一聚光结构用于对从所述导光板内部出射到所述导光板上表面的光线进行会聚；其中，从所述导光板的下表面到所述生物特征检测装置的感光面的光路中设置有第二聚光结构，所述第二聚光结构用于对从所述导光板的下表面出射的光线进行会聚；

所述生物特征检测装置包括：

图像传感器，用于透过所述被动式发光的显示装置接收从所述被动式发光的显示装置上方的外部对象返回的检测光束，其中，从外部对象返回的检测光束在经过所述第一聚光结构后被分散传输，而被分散传输的检测光束在经过所述第二聚光结构后被会聚，经所述第二聚光结构会聚后的检测光束用于所述生物特征检测装置获取所述外部对象的生物特征信息。

在一些可选的实现方式中，所述第一聚光结构与所述第二聚光结构均为棱镜结构，并且二者相背设置；或者

所述第一聚光结构和所述第二聚光结构均为弧形凸起结构，并且二者相背设置。

在一些可选的实现方式中，所述第一聚光结构包括多条并行排列的第一棱镜，所述第二聚光结构包括多条并列排布的第二棱镜，其中，所述多条第一棱镜和所述多条第二棱镜一一正对且相背设置；或者

所述第一聚光结构包括多条并行排列的第一棱镜，所述第二聚光结构包括单个第三棱镜，其中，所述多条第一棱镜和所述第三棱镜相背设置；或者

所述第一聚光结构包括多条并行排列的第一弧形凸起结构，所述第二聚光结构包括多条并列排布的第二弧形凸起结构，其中，所述多条第一弧形凸起结构和所述多条第二弧形凸起结构一一正对且相背设置；或者

所述第一聚光结构包括并行排列的多条第一弧形凸起结构，所述第二聚光结构包括单个第三弧形凸起结构，其中，所述多条第一弧形凸起结构和所述第三弧形凸起结构相背设置。

在一些可选的实现方式中，相互正对设置的所述第一棱镜和第二棱镜为相同的棱镜；或者

所述第一棱镜和第三棱镜为相似形，并且所述第三棱镜的尺寸比所述第一棱镜的尺寸大。

在一些可选的实现方式中，所述第三棱镜的尺寸被配置为使得所述生物特征检测装置的视场范围内的从所述导光板下表面出射的光均被会聚。

在一些可选的实现方式中，所述多条并行排列的第一弧形凸起结构为多个第一透镜，所述多条并行排列的第二弧形凸起结构为多个第二透镜，相互正对设置的所述第一透镜和第二透镜的焦点重合，且所述第一透镜和所述第二透镜的直径的比值为所述第一透镜和所述第二透镜的焦距之比。

在一些可选的实现方式中，所述多条第一棱镜为三棱镜，所述第三棱镜也为三棱镜，所述第一棱镜和所述第三棱镜的顶角相等，并且朝向相反。

在一些可选的实现方式中，所述背光模组还包括：

反射片，设置在所述导光板的下表面的下方，所述第二聚光结构设置在所述反射片的下表面。

在一些可选的实现方式中，所述第二聚光结构设置在所述反射片下表面的全部区域，或者设置在所述反射片的下表面的局部区域，所述局部区域为所述生物特征检测装置的视场在所述反射片的下表面所正对的区域。

在一些可选的实现方式中，所述背光模组还包括：

金属补强板，设置在所述反射片的下方，所述金属补强板中设置有开孔，所述开孔的下方用于设置所述生物特征检测装置，所述第二聚光结构设置在所述开孔区域的下方。

在一些可选的实现方式中，所述第二聚光结构的尺寸大于所述开孔的尺寸。

在一些可选的实现方式中，所述第二聚光结构设置在所述导光板下表面的局部区域；或者，所述导光板背对所述显示面板的一侧的局部局域延伸出来所述第二聚光结构，所述导光板的下表面包括所述第二聚光结构的下表面；所述局部区域为所述生物特征检测装置的视场在所述导光板的下表面所正对的区域。

在一些可选的实现方式中，所述导光板的下表面设置有网点结构，所述导光板下表面的所述局部区域不设置所述网点结构。

在一些可选的实现方式中，所述局部区域的周围区域的网点的分布被配置为使得所述局部区域的显示屏亮度和所述周围区域的显示屏亮度相当以使显示屏的亮度均匀。

在一些可选的实现方式中，所述第二聚光结构设置在所述生物特征检测装置的感光面上。

在一些可选的实现方式中，所述导光板还包括入光面，位于所述上表面和所述下表面之间，所述背光模组还包括：

背光光源，设置在所述导光板的所述入光面一侧，其中，所述背光光源发出的可见光经过所述入光面进入所述导光板内部，并从所述导光板的上表面出射，所述第一聚光结构的排布方向平行于所述入光面。

在一些可选的实现方式中，当所述第二聚光结构为多个时，所述第一聚光结构和所述第二聚光结构均为长条状结构。

在一些可选的实现方式中，所述生物特征检测装置还包括：

检测光源，用于提供生物特征信息检测所需的检测光束；

其中，所述检测光源发射的检测光束从所述被动式发光的显示装置上方的外部对象返回后经过所述面板显示面板后进入所述背光模组，经过所述背光模组中的所述第一聚光结构被会聚后分散传输、并进一步经过所述第二聚光结构被会聚，最终入射至所述图像传感器的感光面。

在一些可选的实现方式中，所述检测光源为红外光源，所述检测光束为近红外光。

在一些可选的实现方式中，所述生物特征检测装置还包括：

滤光片，设置在所述背光模组和所述图像传感器的感光面之间，用于滤除不用于生物特征检测的波段的光信号。

在一些可选的实现方式中，所述生物特征检测装置为指纹检测装置，用于检测来自所述被动式发光的显示装置上方的外部对象的指纹信息。

第二方面，本申请还提供了一种电子设备，包括：第一方面中任意一实现方式所述的屏下生物特征检测系统。

基于上述技术方案，所述第一聚光结构能够将从导光板内部出射到导光板的上表面的光线进行会聚，会聚的光线进一步分散传输以实现导光板的导光作用。对于从外部对象返回的检测光束来说，所述第一聚光结构可以对从外部对象返回的检测光束进行分光处理。进一步地，通过在从所述导光板的下表面到生物特征检测装置的感光面之间设置第二聚光结构，这样经过所述第一聚光结构进行分光处理的光线继续往下传输至所述第二聚光结构，所述第二聚光结构对经过分光处理后的光线进行合光处理，得到合光后的检测光束，基于该检测光束进行生物特征信息检测，从而能够避免图像的分像问题，提高生物特征检测的准确度。

附图说明

图1是导光板的结构示意图。

图2是本申请可以适用的电子设备的平面示意图。

图3是图2所示电子设备的一个实施例的部分截面示意图。

图4是一种背光模组的典型结构的示意图。

图5是导光板的一种微结构的示意图。

图6是根据本申请实施例的背光模组的示意性结构图。

图7至图8是第二聚光结构的典型结构的示意图。

图9是导光板的另一种微结构的示意图。

图10是图9所示导光板的部分微结构的光路示意图。

图11至图13是第二聚光结构的典型设置方式的示意图。

图14是本申请实施例的lcd屏的示意性结构图。

图15是本申请实施例的生物特征检测装置的示意性结构图。

图16是本申请实施例的电子设备的示意性结构图。

具体实施方式

在对本申请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。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，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。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。

在介绍本申请实施例的技术方案之前，首先，结合图2和图3，对本申请所适用的电子设备作一简单说明。

图2是本申请适用的电子设备100的立体结构图，图3是图2所示的电子设备100沿a-a方向的部分剖视图。

应理解，本申请实施例的电子设备100可以包括但不限于智能手机、平板电脑、计算机、笔记本电脑、智能可穿戴设备、智能门锁等。为了实现电子设备100的基本功能，除了包括以下所示例的模块或组件外，本申请实施例中的电子设备100还可以包括其他必须的模块或组件。以电子设备为智能手机为例，其还可以包括通信模块、扬声器、麦克风、电池等。

为便于区分和说明，将电子设备100在正常使用状态下，电子设备100的显示屏指向或面对使用者的方向定义为“上”，将与之相反，或者背对使用者的方向定义为“下”。所述电子设备100具有相互垂直的长度方向、宽度方向和厚度方向，如图2和图3所示，分别用y轴、x轴和z轴表示。应当理解，本申请实施例中对各方向的定义只是为了方便描述，并非作为本申请实施例的限定。

在一些实施例中，如图3所示，该电子设备100可以包括显示模组12和检测模组19，该检测模组19设置在显示模组12的下方，该显示模组12上具有可供外部对象1000接触的检测区域va。当外部对象1000接触所述检测区域va时，检测模组19可以采集外部对象1000的生物特征图像，并获取相应的生物特征信息。外部对象1000可以例如为手指，对应地，该检测模组19可以采集手指的指纹图像，获取相应指纹特征信息。

可选地，在一些实施例中，如图3所示，所述电子设备100还可以包括保护层11，设置在所述显示模组12的上方并覆盖所述电子设备100的正面。也就是说，所述保护层11的上表面(未标号)可以为所述电子设备100的最外面的表面。这种情况下，所述检测区域va为所述保护层11的上表面的至少部分区域。例如，所述检测区域va可以为所述保护层11的上表面的任意局部区域，或为所述保护层11的上表面的全部区域。在一个实施例中，电子设备100的a-a线平行于y轴，且和检测区域va相交。更具体地，电子设备100的a-a线可以为经过检测区域va的中心点的平行于y轴直线。

应当理解，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的上表面为进行生物特征检测时，外部对象1000直接接触的表面。所述保护层11的上表面是所述电子设备100的最外面。在这里，例如但不限于，外部对象1000可以为手指，生物特征为指纹。其他或变更实施例中，所述生物特征可以但不限于为指纹、趾纹、掌纹、皮肤纹路、血管等。

在一些实施例中，所述显示模组12可以为自发光显示模组，其具有自发光显示单元，例如该显示模组12可以为oled显示模组，或者微型发光二极管(micro-led)显示模组等，该显示模组12中的自发光显示单元可以为生物特征检测提供检测光束，例如，可以将显示模组12中的部分自发光单元用作生物特征检测的检测光源。

在另一些实施例中，所述显示模组12可以为被动发光的显示模组，例如，lcd显示模组，其可以包括液晶显示面板(图3未示出)和背光单元(图3未示出)。所述背光单元用于向所述液晶显示面板所在的一侧提供可见光，所述可见光能够透过所述液晶显示面板和保护层11后达到使用者的眼睛，从而实现信息显示，包括但不限于文字显示、图像显示等。

在一些实施例中，所述液晶显示面板可以包括cf(colorfilter)基板、液晶层、tft(thinfilmtransistor)基板以及偏振片等多层结构。所述背光单元可以包括反射片、导光板、扩散片、增光片等多层结构。

进一步地，如图3所示，所述电子设备100还包括检测光源16，可以提供检测光束101，所述检测光束101能够穿透所述保护层11到达外部对象1000。检测光束101在外部对象1000上发生反射或者检测光束101进入外部对象1000内部后透射出来，从而携带有外部对象1000的生物特征信息。携带外部对象1000的生物特征信息的检测光束101能够穿透所述保护层11和显示模组12后被检测模组19接收，并用于生成外部对象1000的生物特征图像。

在一些实施例中，所述保护层11包括非透明部112和透明部114，所述非透明部112位于所述透明部114的周围或边缘位置。所述非透明部112能够遮挡可见光，所述透明部114能够透射可见光。所述保护层11背对所述显示模组12的一侧的表面(即保护层11的上表面)具有所述检测区域va，所述检测区域va是保护层11的上表面的局部区域。可选地，所述检测区域va的部分或全部位于所述透明部114。显示模组12能够透光所述保护层11的透明部114出射可见光从而实现信息显示。

所述检测光源16位于所述非透明部112的下方。所述检测光源16能够向保护层11的上方提供检测光束101。所述检测光束101的波长不同于可见光的波长。所述检测光束101的波长可以不同于所述可见光。所述检测光束101可以是非可见光。例如但不限于，所述检测光束101可以是波长范围为780纳米至2000纳米之间的近红外光。进一步地，所述检测光束101的波长可以为850纳米或940纳米。所述非透明部112和透明部114都能够透射所述检测光束101。

可选的，所述电子设备100进一步包括中框13，所述中框13包括底部131与侧部132，其中所述显示装置12设置在所述中框13与所述保护层11之间。所述中框的底部131上设置有通孔1311，所述检测模组19例如通过所述通孔1311接收由外部对象1000返回的检测光束。所述侧部131位于显示模组132的侧面且正对所述非透明部112。所述检测光源16例如但不局限于设置在所述侧部132上。

可变更地，所述中框的底部131上也可不设置所述通孔1311，所述检测模组19设置在所述底部131面对所述显示模组12的一侧表面上。

可选的，在某些实施例中，所述检测光源16包括发光单元161，用于发射检测光束。进一步可选的，所述检测光源16进一步包括转换单元162。所述转换单元162例如设置在所述发光单元161上，用于转换所述发光单元161发出的检测光束的出射角度。

然，可变更地，在某些其它实施方式中，所述检测光源16也可设置在所述显示模组12的下方，又或者集成在背光单元的背光光源中等。

可选地，在一些实施例中，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具有和y轴对应的长度方向、和x轴对应的宽度方向、和z轴对应的厚度方向。所述保护层11可以包括透明基板(图未示)和光学油墨层(图未示)，所述透明基板能够透射可见光和检测光束101，所述光学油墨层能够遮挡可见光且透射检测光束101。所述光学油墨层可以设置在保护层11的下表面的靠近边缘的位置，从而使得保护层11形成所述非透明部112和透明部114。可选地，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。所述光学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，此时，检测模组19可以采用近红外光作为检测光束101以实现外部对象1000的生物特征检测。

当所述显示模组12为lcd显示模组时，结合图4，说明lcd显示模组中的背光单元的工作原理。

作为一种典型结构，如图4所示，所述背光单元从上层到下层依次包括：增量片115、扩散片116、导光板117、背光光源17、和反射片118。

所述反射片118用于将从导光板117下表面出射的可见光线向显示面板的正上方全反射，所述导光板117用于将背光光源17发出的可见光线导向整个显示面板，扩散片116用于将经所述导光板117传输的可见光信号扩散后传输至所述增亮片112，所述增亮片112用于修正接收的可见光信号的出光角度以增加从显示面板的正面出射的可见光信号的强度。

为了实现导光板117的导光作用，通常在导光板117上形成有两层微结构，如图5所示，导光板117面对显示面板的一侧形成有聚光微结构(v-cut结构)1172，导光板117背对显示面板的一侧形成有网点微结构1171。在具体实现中，背光光源17可以设置在导光板117的侧面一侧，其发出的可见光线进入到导光板117的内部，当可见光线入射到下表面的网点微结构1171时，反射光会往各个角度扩散，然后由导光板117上表面的聚光微结构1172会聚后射出，从导光板117上表面出射的可见光信号配合背光单元中的其他结构从而实现显示面板的正面发光。但是，在实际应用中，从外部对象1000返回的检测光束101会依次穿透保护层11和显示模组12后到达所述检测模组19。也就是说，检测光束101也会在显示模组12中的背光单元中传输，这样，检测光束101的传输会受到导光板的微结构的影响，如图1所示，由于导光板上形成有v-cut结构，从v-cut结构上方入射的检测光束经v-cut结构后会被会聚，会聚的检测光束进一步分散传输，相当于从外部对象1000上的某个点返回的多个检测光束被会聚后，进一步分散传输形成多个分散的检测光束，则基于该多个分散的检测光束在检测模组19上进行成像时，会出现类似于图1所示的分像问题，影响生物特征检测的准确度，并且该v-cut结构会将检测波束向屏幕下方发散，导致信号的损失，影响成像效果。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种解决方案，通过在导光板和检测模组之间的光路中增加第二聚光结构，能够对经导光板的微结构会聚后分散传输的信号在进入检测模组前进行会聚处理，从而能够降低或消除导光板中的微结构对生物特征检测的影响，进而提升生物特征检测的准确度。

应理解，本申请实施例的检测模组也可称为生物特征检测模组，生物特征检测装置，生物特征传感装置等，其可以用于采集外部对象的生物特征信息，例如，指纹信息，掌纹信息、3d人脸信息等。

以下，结合图6至图13，说明根据本申请实施例的背光模组。

应理解，本申请实施例中的背光模组为显示模组例如lcd显示模组中的背光模组，该显示模组可以还包括显示面板，背光模组设置在显示面板的下方，所述显示面板用于显示画面，所述背光模组用于为所述显示面板实现画面显示提供可见光。然，可变更地，所述显示模组也可为电子纸显示模组等合适的被动式发光显示模组。

如图6所示，背光模组20的下方用于设置生物特征检测装置30以实现屏下生物特征信息检测，其中，背光模组20包括：

所述导光板200，包括相对的上表面201与下表面202，其中，所述导光板200的上表面201为所述导光板200面对所述显示面板的一侧表面，所述导光板200的下表面202为所述导光板200背对所述显示面板一侧的表面，所述导光板200面对所述显示面板的一侧具有朝向所述显示面板延伸的第一聚光结构210，所述导光板200的上表面201包括所述第一聚光结构210的表面，所述第一聚光结构210用于对从所述导光板200内部出射到所述导光板上表面201的光线进行会聚；

其中，从所述导光板200的下表面到所述生物特征检测装置30的感光面的光路中设置有第二聚光结构40，所述第二聚光结构40用于对从所述导光板200的下表面202出射的检测光线进行会聚。

或者，所述导光板200背对所述显示面板的一侧具有朝背离所述显示面板方向(z轴方向的反方向)延伸的第二聚光结构40，所述导光板200的下表面202包括所述第二聚光结构40的表面。可选的，所述导光板200背对所述显示面板的一侧的局部区域延伸出来所述第二聚光结构40。

这里，所述第一聚光结构210可以对应于图5中的聚光微结构1172，该生物特征检测装置30可以对应于图3中的检测模组19，其相关实现可以参考前述实施例的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

应理解，在本申请实施例中，所述第一聚光结构210为所述导光板200中的结构，即所述第一聚光结构210属于所述导光板200，其可以配合背光模组20中的其他结构实现显示面板的显示功能，本申请并不限定所述第一聚光结构210的形成方式，例如，在一种实现方式中，所述第一聚光结构210是在导光板200的基板上制备得到的，或者在其他替代实现方式中，所述第一聚光结构210和所述导光板200中的其他结构是由相同材料形成的一体结构。

在具体光路中，所述第一聚光结构210可以将从导光板200内部出射到导光板200的上表面201的光线进行会聚，会聚的光线进一步分散传输从而能够实现导光板200的导光作用。对于从外部对象1000返回的检测光束501来说，所述第一聚光结构210可以对检测光束501进行会聚处理，会聚的检测光束进一步分散传输，形成检测光束511，基于该检测光束511进行成像，从而可能产生图1中的分像问题。

进一步地，分散传输的检测光束511继续往下传输至所述第二聚光结构40，所述第二聚光结构40对分散传输的检测光束511进行会聚处理，得到会聚后的检测光束502，该生物特征检测装置30接收该检测光束502，并基于该检测光束502进行生物特征检测，从而能够避免成像时的分像问题，提高生物特征检测的准确度。

应理解，本申请对于所述第一聚光结构210的形状、大小和排布方式等不作具体限定，只要能够与背光模组20中的其他结构进行配合实现显示模组的显示目的即可。图6中第一聚光结构210和第二聚光结构40中的具体结构仅为示例，而不应对本申请构成任何限定。

作为一个实施例，所述第一聚光结构210为棱镜结构，例如，如图8所示，所述第一聚光结构210可以包括多条并行排列的第一棱镜211，或者，所述第一聚光结构210也可以包括按照其他方式排布的多个第一棱镜。

作为另一实施例，所述第一聚光结构210也可以为弧形凸起结构，例如，如图7所示，所述第一聚光结构210包括多条并列排布的第一弧形凸起，或者也可以包括按照其他方式排布的多个第一弧形凸起。

当所述第一聚光结构210为棱镜结构时，所述第二聚光结构40也可以设计为棱镜结构，并且可以设计为与所述第一聚光结构210相背设置的棱镜结构。

作为一个示例，如图8所示，所述第一聚光结构210包括多条并列排列的第一棱镜211，所述第二聚光结构40包括多条并列排列的第二棱镜42，所述多条第二棱镜42和所述多条第一棱镜211一一正对。

其中，所述第二聚光结构40中的第二棱镜42和正对的第一棱镜211为形状和尺寸相同的棱镜，并且所述第二棱镜42和正对的第一棱镜211相背且对齐设置。这样，经所述第一聚光结构中的第一棱镜211对检测光束501进行会聚处理后，会聚的检测光束进一步分散传输，形成检测光束511传输至所述第二聚光结构40后，经所述第二聚光结构40中的第二棱镜422进行会聚处理形成检测光束502传输至生物特征检测装置30，进一步该生物特征检测装置30基于该检测光束502进行生物特征能有利于消除成像时的分像问题。

应理解，所述多条第一棱镜211可以为相同的棱镜，或者也可以为不同的棱镜，本申请实施例对此不作限定。

当所述多条第一棱镜211为相同的棱镜时，所述多条第二棱镜42也可以为相同的棱镜，并且所述多条第一棱镜211和所述多条第二棱镜42一一相背且对齐设置。

当多条第一棱镜211为不同的棱镜时，所述多条第二棱镜42也可以为不同的棱镜，但是第二棱镜42和正对的第一棱镜211为相同的棱镜，并且所述第一棱镜211和正对的第二棱镜42位于同一检测光束的光路上，以使经所述第一棱镜211会聚并分散传输的检测光束能够通过正对的第二棱镜42进行会聚处理，从而达到消除分像问题的目的。

作为另一示例，如图9所示，所述第一聚光结构210包括多条并列排列的第一棱镜211，所述第二聚光结构40包括单个第三棱镜43，所述第三棱镜43和所述第一棱镜211为形状相同但是尺寸不同的棱镜(即二者为相似形)，并且所述第三棱镜43和所述多个第一棱镜211相背设置。这种情况下，所述第三棱镜43不需要与所述第一棱镜211进行对齐设置。经所述第一聚光结构210中的多个第一棱镜211对从外部对象1000返回的检测光束501进行会聚处理后，会聚的检测光束进一步分散传输，形成检测光束511，传输至所述第二聚光结构40后，进一步经所述第二聚光结构40中的第三棱镜43进行会聚处理形成检测光束502传输至生物特征检测装置30，进一步该生物特征检测装置30基于该检测光束502进行生物特征检测有利于消除成像时的分像问题。

作为一个具体实现方式，所述第一棱镜211为三棱镜，所述第二棱镜42或第三棱镜43也为三棱镜，所述第一聚光结构210中的三棱镜的顶角和所述第二聚光结构40中的三棱镜的顶角相同，并且朝向相反。

可变更地，在某些实施方式中，如图9所示，所述第一聚光结构210为弧形凸起结构。请一并参阅图6，所述第二聚光结构40也可以设计为正对的弧形凸起结构，并且可以设计为与所述第一聚光结构210相背设置的弧形凸起结构。

作为一个实施例，所述第一聚光结构210包括多条并列排布的第一弧形凸起结构，此情况下，作为一种实现方式，所述第二聚光结构40可以包括多条并列排布的第二弧形凸起结构，其中，所述多条第一弧形凸起结构和所述多条第二弧形凸起结构一一正对，并且每条第二弧形凸起结构和正对的第一弧形凸起结构相背设置；作为另一种实现方式，所述第二聚光结构40包括单个第三弧形凸起结构，其中，所述多条第一弧形凸起结构和所述第三弧形凸起结构相背设置。

举例来说，如图10所示，所述多条并列排布的第一弧形凸起结构可以为多个第一透镜2111，所述多条并列排布的第二弧形凸起结构可以为多个第二透镜412，其中，所述第二透镜412设置在正对的第一透镜2111的下方，所述第一透镜2111和正对的第二透镜412的焦点f重合，且所述第一透镜2111的直径d1和所述第二透镜412的直径d2的比值为所述第一透镜2111的焦距f1和所述第二透镜412的焦距f2的比值。可选的，所述第二透镜412的直径d2小于所述第一透镜2111的直径d1。

相应地，从外部对象100返回的检测光束501进入背光模组20后，经背光模组20的导光板200中的第一透镜2111会聚后形成检测光束511，检测光束511进一步传输至对应的第二透镜412，经所述第二透镜412会聚后形成检测光束502，因此，基于上述设置，使得从导光板200上方入射的检测光束经过所述第一透镜2111和所述第二透镜412传输后能够被最大程度会聚到生物特征检测装置30的感光面，有利于保证检测光束的无损或接近无损的传输，提升生物特征检测的成像质量。

可选地，在一些实施例中，所述多个第二透镜412设置在所述导光板200下表面202的局部区域，或者说，所述导光板200背对所述显示面板的一侧的局部区域延伸出来所述多个第二透镜412。所述局部区域为生物特征检测装置30的视场在所述导光板200下表面202正对的检测区域。所述导光板200的下表面202包括所述多个第二透镜412的表面。如此，能够使得垂直向下(沿z轴方向的反方向)入射到第一透镜2111表面的检测光束在通过所述第二透镜412后的传播方向基本不变，从而能够提高生物特征感测的精确度。

作为一种具体实现方式，可以根据所述多个第二透镜412的尺寸和排布方式修改导光板200下表面上所述局部区域中的网点结构的尺寸和排布方式，以使得通过所述多个第一透镜2111和所述局部区域中多个第二透镜412对光路的处理，能够实现检测光束经过所述导光板200上的所述局部区域时的无损失或接近无损失的传输。

综上前述实施例中的检测光束的光路传输来看，所述第一聚光结构210可以将沿着特定方向(例如垂直显示面板的方向或者沿所述z轴方向的反方向)传输的检测光束501(假设该检测光束501是来自外部对象上的同一点的两束光，外部对象距离成像面距离较远，可以近似认为这两束光为平行光)进行会聚，则会聚后的检测光束转换为沿其他方向(例如相对于显示面板倾斜的方向)分散传输的检测光束511，则基于分散传输的检测光束511进行成像会形成多个外部对象的像，导致前面所提到的分像问题。在本申请实施例中，通过在进入生物特征检测装置30之前的光路中设置第二聚光结构40对所述分散传输的检测光束511进行会聚处理，能够使得所述分散传输的检测光束511被会聚，可以理解为经过所述第二聚光结构40后所述分散传输的检测光束511被转换为沿原来方向(即检测光束501的传输方向)传输，也就是说，相对于消除了第一聚光结构210对检测光束的光路传输的影响，因此能够消除导光板200的微结构所导致的成像时的分像问题。

可选的，在某些实施方式中，通过设置与所述多个第一聚光结构210一一相背对的所述多个第二聚光结构40，从而当所述第一聚光结构210将入射到所述第一聚光结构210的第一方向的光信号转换为至少一个第二方向的光信号，接着，所述第二聚光结构40用于将经所述第一聚光结构210传输的所述至少一个第二方向的光信号再次转换为所述第一方向的光信号并传输至所述生物特征检测装置30。如此，能够解决检测光束在通过导光板200上的第一聚光结构210后出现分像的问题。应理解，在本申请实施例中，所述第二聚光结构40可以固定在从导光板200下表面到所述生物特征检测装置30的感光面之间的任一位置，例如，可以通过现有的结构实现所述第二聚光结构40的固定，或者也可以通过新增结构，比如新增支架，或者支撑板等实现所述第二聚光结构40的固定。又或者，所述导光板200背对所述显示面板的一侧的局部区域延伸出来第二聚光结构40，即，所述第二聚光结构40为所述导光板200本身的一部分。

在本申请一些实施例中，如图11至图13所示，所述背光模组20还包括：

反射片300，所述反射片300设置在所述导光板200的下表面的下方，所述反射片300用于将从所述导光板200的下表面出射的光线反射回所述导光板300中，以提升光的利用效率。

进一步地，在本申请另一些实施例中，如图11至图13所示，所述背光模组20还可以包括：

金属补强板400，设置在所述反射片300的下方，所述金属补强板400中设置有开孔，所述生物特征检测装置30用于设置在所述开孔的下方，用于接收从外部对象返回的经所述开孔传输的检测光束以获取所述外部对象的生物特征信息。

以下，结合图11至图13，以所述第一聚光结构210和所述第二聚光结构40均为棱镜结构为例，说明所述第二聚光结构40的具体设置方式，其他情况下所述第二聚光结构40的设置方式类似，为了简洁，这里不再赘述。

作为一种设置方式，如图11所示，所述第二聚光结构40设置在所述反射片300的下表面。

由于所述反射片300的下表面为平滑平面，将所述第二聚光结构40设置在所述反射片300的下表面，能够实现所述第一聚光结构210和所述第二聚光结构40的比较精准的对齐，进而能够实现所述第二聚光结构40对分散传输的检测光束进行比较精确的会聚处理。

并且，采用该设置方式不需要对背光模组中的其他结构进行改造即可实现，能够降低对显示屏的显示功能的影响。

作为一种具体实现，可以将所述第二聚光结构40黏贴在反射片300的下表面，例如可以通过光学胶将所述第二聚光结构40黏贴在所述反射片300的下表面，或者也可以采用其他方式将所述第二聚光结构40固定在所述反射片300的下表面。

在一些实施例中，所述第二聚光结构40设置在所述反射片300下表面的全部区域。

在另一些实施例中，所述第二聚光结构40至少设置在所述反射片300的下表面的局部区域，所述局部区域为所述生物特征检测装置30的视场在所述反射片300的下表面所正对的区域，也就是说，所述第二聚光结构40只需对视场范围内的检测光束进行合光处理，视场范围外的检测光束该生物特征检测装置30不能接收到，因此可以不对其进行处理。

需要说明的是，所述生物特征检测装置30的视场在所述背光模组20的每层结构中都对应相应的区域，所述生物特征检测装置30的视场在每层结构中所对应的区域从上到下依次缩小，如图13所示，所述生物特征检测装置30的视场在所述导光板200的下表面正对的区域为区域s1。

作为另一种设置方式，如图12所示，所述第二聚光结构40设置在所述金属补强板400的开孔区域的下方。

在一些具体实现中，所述第二聚光结构40可以固定在所述开孔区域的下表面，或者也可以通过其他结构，例如支架固定在所述开孔区域的下方。

以所述第二聚光结构40为单个三棱镜为例，所述单个三棱镜可以固定在所述金属补强板400的开孔区域的下表面，所述单个三棱镜的靠近所述金属补强板400的一面的尺寸大于所述开孔的尺寸以使所述三棱镜能够固定于所述开孔区域的下表面，例如，所述三棱镜可以通过双面背胶，或者其他方式固定于所述金属补强板的下表面。

在具体实现中，所述单个三棱镜的尺寸被配置为使得所述生物特征检测装置30的视场范围内的从所述导光板200下表面出射的光均被会聚，从而能够使得视场范围内的从外部对象返回的检测光束均能够被合成，并进一步传输至所述生物特征检测装置30，能够提升生物特征检测的成像质量。

作为再一种设置方式，如图13所示，所述第二聚光结构40至少设置在所述导光板200背对所述显示面板一侧的局部区域s1，所述局部区域s1为所述生物特征检测装置30的视场在所述导光板的下表面所正对的区域。其中，所述第二聚光结构40例如为所述导光板200背对所述显示面板一侧的局部区域s1上延伸出来的结构，或者，所述第二聚光结构40为设置在所述导光板200下表面上的结构。

如图13所示，所述导光板200的下表面形成有网点结构220，可以对所述导光板200中的局部区域s1进行改造以在所述局部区域s1设置所述第二聚光结构40。在一些实现方式中，所述导光板200下表面的所述局部区域s1不设置所述网点结构。或者在其他实现方式中，可以在所述第二聚光结构40的间隙中设置所述网点结构等。

其中，该网点结构220可以对应于图5中的网点微结构1171，其用于将入射到导光板200下表面的光线向各个角度扩散以实现显示面板的正面的均匀发光，当在导光板200的下表面设置第二聚光结构时可能会影响显示面板的正面发光，因此，进一步地，可以对局部区域s1的周围区域的网点的分布进行调整，以使得所述局部区域的显示面板亮度和所述周围区域的显示面板亮度相当以使显示屏的亮度均匀。

例如，若在该局部区域s1设置所述第二聚光结构40之后，该局部区域上的显示面板的亮度降低，此情况下，可以设置该局部区域的周围区域的网点分布更密，或者调整该周围区域的网点对光线的扩散角度，从而提升该局部区域对应的显示面板的亮度。

作为又一种设置方式，所述第二聚光结构40设置在所述生物特征检测装置30的感光面上。

在一些实施例中，可以通过光学胶或固定支架等将所述第二聚光结构40设置所述生物特征装置30的感光面上。

可选地，在本申请一些实施例中，所述导光板200还包括入光面，位于所述导光板200的上表面和所述下表面之间，或者说，位于所述导光板200的侧边，所述背光模组20还包括：

背光光源，设置在所述导光板200的入光面一侧，其中，所述背光光源发出的可见光经过所述入光面进入所述导光板200内部，并从所述导光板200的上表面出射出去，所述第一聚光结构210的排布方向平行于所述入光面。

应理解，该背光光源可以对应于图4中的背光光源17，具体实现可以参考图4所示实施例的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

如图14所示，本申请实施例还提供了一种lcd屏60，包括：显示面板61和背光模组62，该背光模组62设置在所述显示面板61的下方，其中，所述显示面板61例如但不局限可以对应于图3实施例中的液晶显示面板，该背光模组62可以对应于图6至图13所示实施例中的背光模组20，其相关实现参考前述实施例的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

如图15所示，本申请实施例还提供了一种生物特征检测装置70，适用于具有被动式发光的显示装置的电子设备，所述生物特征检测装置70用于设置在所述被动式发光的显示装置下方以实现屏下生物特征检测。

所述被动式发光的显示装置例如但不局限于为lcd显示装置。例如，所述被动式发光的显示装置为上述具有背光模组20的显示装置。

如上述实施例所述，所述lcd显示装置包括显示面板和背光模组20。所述背光模组20设置在所述显示面板的下方。所述显示面板用于显示画面。所述背光模组20用于为所述显示面板实现画面显示提供可见光。所述背光模组20包括导光板200。所述导光板200包括相对的上表面201与下表面202，其中，所述导光板200的上表面201为所述导光板200面对所述显示面板的一侧表面，所述导光板200的下表面202为所述导光板200背对所述显示面板一侧的表面。所述导光板200面对所述显示面板的一侧具有朝向所述显示面板延伸的第一聚光结构210。所述导光板200的上表面201包括所述第一聚光结构210的表面，所述第一聚光结构210用于对从所述导光板200内部出射到所述导光板200上表面201的光线进行会聚。其中，从所述导光板200的下表面202到所述生物特征检测装置70的感光面的光路中设置有第二聚光结构40，所述第二聚光结构40用于对从所述导光板200的下表面202出射的光线进行会聚。

所述生物特征检测装置70包还括：

图像传感器72，用于接收从所述lcd显示装置上方的外部对象1000返回的经所述第一聚光结构210会聚后分散传输，并进一步经所述第二聚光结构40会聚的检测光束，所述检测光束用于获取所述外部对象1000的生物特征信息。

这里，生物特征检测装置70对应于前述实施例中的生物特征检测装置30，相关实现可以参考前述实施例的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

在本申请一些实施例中，如图15所示，所述生物特征检测装置70还包括：检测光源71，用于提供生物特征信息检测所需的检测光束；

其中，所述检测光源71发射的检测光束从所述lcd显示装置上方的外部对象1000返回后经过所述显示面板后进入所述背光模组20，经过所述背光模组20中的所述第一聚光结构210被折射分散传输后进一步经过所述第二聚光结构被会聚，最终入射至所述图像传感器72的感光面。

所述检测光束是非可见光。例如所述检测光束可以是波长范围为780纳米至2000纳米之间的近红外光。更具体地，所述检测光束的波长可以为850纳米或940纳米。则所述检测光源可以为红外光源。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述检测光源71集成在所述背光模组内。更具体地，所述检测光源和所述背光模组内的背光光源可以集成设置。例如，所述检测光源和所述背光光源并列集成设置。在其他可替代实施例中，所述检测光源和所述背光光源也可以通过非并列的方式集成设置。本申请实施例对此不做具体限定。

进一步地，在本申请一些实施例中，所述生物特征检测装置70还包括：

滤光片(图未示)，所述滤光片可以设置在所述背光模组和所述图像传感器的感光面之间，用于滤除不用于生物特征检测的波段的光信号，由此，可以通过设置滤光片可以对将传输至图像传感器的可见光进行滤除，能够进一步提高生物特征检测的准确度。

本申请实施例中，所述滤光片具体可以用于过滤掉可见光波长，例如，用于图像显示的可见光等。所述滤光片具体地可以包括一个或多个光学过滤器，所述一个或多个光学过滤器可以配置为例如带通过滤器，以滤除可见光光源发射的光，同时不滤除红外光信号。所述一个或多个光学过滤器可以实现为例如光学过滤涂层，该光学过滤涂层形成在一个或多个连续界面上，或可以实现为一个或多个离散的界面上。

在一些实施例中，所述生物特征检测装置70为指纹检测装置，用于检测来自lcd显示装置上方的外部对象的指纹信息。

上述lcd显示装置也可被称为lcd屏。

如图16所示，本申请实施例还提供了一种电子设备200，包括屏下生物特征检测系统80。所述屏下生物特征检测系统80包括lcd屏81，该lcd屏81可以为如图14所示的lcd屏60，具体实现可以参考前述实施例的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

进一步地，所述电子设备200还可以包括：生物特征检测装置82，该生物特征检测装置82例如可以为图6至图13所示实施例中的生物特征检测装置30或图15中的生物特征检测装置70，具体实现可以参考前述实施例的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

所述生物特征检测装置82用于接收用于生物特征检测的检测光源发出的照射外部对象后穿过所述lcd屏中的背光模组的检测光束，所述检测光束用于检测所述外部对象的生物特征信息。

本申请实施例的电子设备200可以包括但不限于智能手机、平板电脑、计算机、笔记本电脑、智能可穿戴设备、智能门锁等。为了实现电子设备200的基本功能，除了包括以下所示例的模块或组件外，本申请实施例中的电子设备200还可以包括其他必须的模块或组件。以电子设备200为智能手机为例，其还可以包括通信模块、扬声器、麦克风、电池等。

需要说明的是，当所述第二聚光结构40为多个时，上述第一聚光结构210和第二聚光结构40均为长条状结构。尤其地，所述第二聚光结构40为第二弧形凸起结构且为所述导光板200本身的结构时，所述第二聚光结构40与所述导光板200上的网点结构并不相同。

另外，本申请上述各实施例的背光模组20还可进一步扩散片和增光片，所述扩散片和增光片设置在所述导光板200和显示面板之间。其中，所述扩散片例如设置在所述增光片与所述导光板200之间，也可设置在所述显示面板与所述增光片之间。

应理解，本申请描述中可能出现的上表面、下表面、出光面、入光面、发光面等，可以是实际存在的实体表面，也可以是假想表面，不影响本申请实用新型创造的技术方案实现，均属于本申请保护范围。另外，本申请描述中可能出现的“重叠”、“重合”、“交叠”，应理解为具有相同意思并可以相互替换。

本领域技术人员可以理解，在不付出创造性劳动的前提下，本申请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申请的实用新型创造思想所涵盖，属于本申请的保护范围。

在本申请中对于“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申请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。

本申请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申请实施例和简化描述，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申请的限制。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，在本申请的描述中，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。在本申请的描述中，“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。本申请的描述中，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申请中的具体含义。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。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，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。