CN108021854A - 生物识别装置和电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种生物识别装置和电子装置。生物识别装置包括：多个点光源、触摸屏、控制器、多个感光元件和处理电路。触摸屏用于确定目标物体在生物识别装置上的接触区域；控制器用于控制与接触区域相对应的若干个点光源分时点亮以发射光信号至目标物体；多个感光元件用于接收由目标物体反射的光信号，并转换接收到的光信号为相应的电信号；处理电路用于根据电信号来确定目标物体的生物特征信息。所述电子装置包括所述生物识别装置。

Description

生物识别装置和电子装置

技术领域

本发明涉及生物特征识别领域，尤其涉及一种生物识别装置和电子装置。

背景技术

在相关技术中，光学式指纹识别模块的原理主要利用光线在玻璃盖板表面的反射来识别指纹的谷脊信息，因为手指按压在玻璃盖板上时，指纹的脊和玻璃盖板接触，而指纹的谷没有和玻璃盖板，从而使指纹的谷和脊的反射光线出现较大差异，对反射光线进行采集以实现指纹的采集。

目前，光学式指纹识别模块主要分为两种，其中，一种为门禁常用的指纹识别模块，一种为采用面光源的指纹识别模块。

对于门禁常用的指纹识别模块，通常采用灯泡发射光线，并利用摄像头配合光学系统接收手指反射回来的光线，从而实现指纹采集。然，为了采集到清晰的图像，摄像头和光学系统通常距离玻璃盖板较远。相应地，当将这种体积较大的指纹识别模块结合到电子装置(如，手机)上时，会导致电子装置的厚度较厚，不利于电子装置朝轻薄化方向发展。

对于采用面光源的指纹识别模块，采集由面光源发射并由手指反射的光所形成的指纹图像的精度将受玻璃盖板的厚度影响，当玻璃的厚度增加时，由于光线的散射所采集到的指纹图像的精度会下降。相应地，当将此种指纹识别模块放置在手机的前保护盖板的下方时，会由于前保护盖板较厚而使得指纹识别模块的指纹感测精度不够。

发明内容

本发明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，本发明实施方式需要提供一种生物识别装置和电子装置。

本发明实施方式的一种生物识别装置，包括：多个点光源、触摸屏、控制器、多个感光元件和处理电路。触摸屏用于确定目标物体在所述生物识别装置上的接触区域；控制器用于控制与所述接触区域相对应的若干个所述点光源分时点亮以发射光信号至所述目标物体；多个感光元件用于接收由所述目标物体反射的光信号，并转换接收到的光信号为相应的电信号；处理电路用于根据所述电信号来确定所述目标物体的生物特征信息。

上述生物识别装置中，由于生物识别装置对目标物体的接触区域所对应的若干点光源采用分时点亮，从而，在扫描目标物体的时候可选择单点发光，也可选择预定间隔足够远的几个点光源发光，相应地，由目标物体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采集光线，感光元件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的图像精度。同时，分时点亮点光源可形成完整的目标物体的图像信息。

在某些实施方式中，所述生物识别装置包括显示模组，所述显示模组用于发光并执行图像显示，所述显示模组包括多个像素点，所述多个像素点用于作为所述多个点光源，或各个所述像素点所在的区域分别用于形成所述点光源。

在某些实施方式中，所述多个像素点为自发光的点光源，或，所述显示模组进一步包括背光源，所述背光源为面光源，所述控制器通过控制所述多个像素点以对应控制来自所述背光源的光线是否从所述多个像素点出射，每个所述像素点对应所述背光源的区域分别形成一个所述点光源。

在某些实施方式中，当所述多个像素点为自发光的点光源时，所述显示模组为有机发光二极管显示模组；当所述显示模组包括背光源时，所述显示模组为液晶显示模组。

在某些实施方式中，所述触摸屏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触摸感应层执行触摸感测以确定所述接触区域，其中，所述触摸感应层设置在所述显示模组上方，或设置在所述显示模组内部。

在某些实施方式中，所述显示模组包括相对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，所述多个像素点设置在所述第一基板与所述第二基板之间，每一所述像素点包括控制开关、像素电极和公共电极。

在某些实施方式中，所述多个感光元件、所述多个像素点的所述控制开关以及所述像素电极均设置在所述第一表面上。

在某些实施方式中，所述显示模组进一步包括呈网格状的黑色矩阵层，所述感光元件对应于所述黑色矩阵层的网格区域内设置，并用于接收穿过所述网格区域的所述目标物体反射的光信号。

在某些实施方式中，所述黑色矩阵层设置在所述第二表面上。

在某些实施方式中，所述显示模组进一步包括彩色滤光层，所述彩色滤光层形成在所述黑色矩阵层的网格区域，所述感光元件用于接收穿过所述彩色滤光层的所述目标物体反射的光信号。

在某些实施方式中，所述多个像素点为自发光的彩色点光源。

在某些实施方式中，所述多个像素点的所述控制开关以及所述像素电极均设置在所述第一表面上，所述多个感光元件设置在所述第二表面上。

在某些实施方式中，所述显示模组进一步包括黑色矩阵层，所述黑色矩阵层设置在所述第二表面上，所述黑色矩阵层开设有开孔，所述开孔容置所述感光元件并能够使所述感光元件接收所述目标物体反射的光信号。

在某些实施方式中，所述感光元件包括薄膜晶体管、互补型金属氧化物半导体晶体管、电荷耦合元件中的一种或几种。

在某些实施方式中，所述多个感光元件呈阵列排布。

在某些实施方式中，每一感光元件对应一点光源设置，或每一点光源所在的区域对应设置一感光元件。

在某些实施方式中，所述生物识别装置进一步包括多条第一扫描线和多条第一数据线，所述多条第一扫描线与所述多条第一数据线绝缘交叉设置，所述多个感光元件为感光晶体管，其中，感光晶体管的栅极与第一扫描线连接，感光晶体管的源极与第一数据线连接，感光晶体管的漏极与所述处理电路连接。

在某些实施方式中，所述生物识别装置进一步包括第一驱动电路，与所述多条第一扫描线和所述多条第一数据线连接，用于通过第一扫描线提供第一扫描信号给感光晶体管的栅极，以激活感光晶体管，所述第一驱动电路进一步通过第一数据线提供驱动信号给激活的感光晶体管的源极。

在某些实施方式中，第一驱动电路进一步与所述控制器连接，当执行生物特征信息感测时，所述第一驱动电路在控制器的控制下，用于驱动所述多个感光元件工作。

在某些实施方式中，所述控制开关为晶体管开关，所述显示模组进一步包括多条第二扫描线和多条第二数据线，所述多条第二扫描线与所述多条第二数据线绝缘交叉设置，其中，所述第二扫描线与所述晶体管开关的栅极连接，所述第二数据线与所述晶体管开关的源极连接，所述晶体管开关与所述像素电极连接。

在某些实施方式中，所述多条第一扫描线与所述多条第二扫描线平行设置，所述多条第一数据线与所述多条第二数据线平行设置，每一第二扫描线和第二数据线的绝缘交叉处分别设置有所述晶体管开关与所述感光晶体管。

在某些实施方式中，所述生物识别装置进一步包括第二驱动电路，与所述第二扫描线和第二数据线分别连接，并进一步与所述控制器连接，所述控制器通过控制所述第二驱动电路来驱动点光源发光，所述第二驱动电路用于通过第二扫描线提供第二扫描信号给晶体管开关的栅极，以激活晶体管开关，所述第二驱动电路进一步通过第二数据线以及激活的晶体管开关的源极提供驱动信号给像素电极，以使得像素点所在区域发光。

在某些实施方式中，所述晶体管开关与所述感光晶体管均为薄膜晶体管，所述晶体管开关的制程与所述感光晶体管的制程相同。

在某些实施方式中，在控制所述点光源分时点亮时，所述控制器用于控制与所述接触区域相对应的若干个所述点光源依次点亮，或预定距离的几个所述点光源同时点亮。

在某些实施方式中，所述生物特征信息包括指纹信息，由所述指纹信息所形成的指纹图像的水平精度为所述像素点的水平宽度的一半，所述指纹图像的垂直精度为所述像素点的垂直宽度的一半。

在某些实施方式中，在所述显示模组显示图像时，当执行所述生物特征信息感测时，所述控制器还用于控制所述接触区域外的所述显示模组的其它区域继续显示图像。

在某些实施方式中，在所述显示模组处于熄屏状态时，当执行所述生物特征信息感测时，所述控制器用于控制所述接触区域外的所述显示模组的其它区域继续处于熄屏状态。

在某些实施方式中，所述多个感光元件设置在所述显示模组中。

在某些实施方式中，所述生物识别装置包括或集成为生物识别芯片。

在某些实施方式中，所述生物特征信息包括指纹信息、掌纹信息、耳纹信息中的任意一种或几种。

在某些实施方式中，所述生物识别装置为指纹识别装置。

本发明实施方式的一种电子装置，包括如上任一实施方式所述的生物识别装置。

由于所述电子装置包括所述生物识别装置，相应地，所述电子装置可具有如下主要三个方面的好处。

第一，生物识别装置相较于采用摄像头的指纹识别模块的厚度要薄，从而，具有所述生物识别装置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；

第二，生物识别装置的感测精度由于受玻璃盖板厚度的影响较小，因此，当生物识别装置放置在电子装置的保护盖板下方之后，所述生物识别装置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，生物识别装置用于图像采集的部分可设置在显示装置的显示模组中，从而可实现电子装置全屏执行生物特征信息的采集，进一步提高用户的使用体验；另外，生物识别装置同时可利用显示模组中现有的一些元件实现点光源等，从而节省材料，降低电子装置的整体成本，以及电子装置比较轻薄化。

如上所述，上述生物识别装置的图像采集部分可集成为生物识别芯片，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，上述生物识别装置的生物特征信息的采集部分也可设置在显示模组中，从而实现全屏执行生物特征信息感测。

本发明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，或通过本发明实施方式的实践了解到。

附图说明

本发明实施方式的上述和/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是本发明实施方式的生物识别装置的模块示意图；

图2是本发明实施方式的生物识别装置执行生物特征信息感测时的示意图；

图3是本发明实施方式的生物识别装置的感光元件接收反射光信号的原理示意图；

图4是本发明实施方式的生物识别装置的显示模组的结构示意图；

图5是本发明实施方式的生物识别装置的结构示意图；

图6是本发明实施方式的生物识别装置的显示模组的平面示意图；

图7是本发明实施方式的生物识别装置的显示模组的部分结构示意图；

图8是本发明实施方式的生物识别装置的显示模组的另一平面示意图；

图9是本发明实施方式的生物识别装置的显示模组的另一部分结构示意图；

图10是本发明实施方式的生物识别装置的感光元件的分布示意图；

图11是本发明实施方式的生物识别装置的与接触区域相对应的点光源的分布示意图；

图12是本发明实施方式的生物识别装置的与接触区域相对应的点光源的另一分布示意图；

图13是本发明实施方式的电子装置的平面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

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发明的不同结构。为了简化本发明的公开，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发明。此外，本发明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，本发明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发明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，也可以实践本发明的技术方案。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发明。

请参阅图1和图2，本发明实施方式的一种生物识别装置100，包括多个点光源102、触摸屏104、控制器106、多个感光元件108、处理电路110、第一驱动电路111、及第二驱动电路113。

触摸屏104用于确定目标物体200在生物识别装置100上的接触区域112。控制器106用于控制与接触区域112相对应的若干个点光源102分时点亮以发射光信号至目标物体。当执行生物特征信息感测时，所述第一驱动电路111在控制器106的控制下，用于驱动多个感光元件108工作。多个感光元件108用于接收由目标物体200反射的光信号，并转换接收到的光信号为相应的电信号。处理电路110用于根据电信号来确定目标物体200的生物特征信息。所述控制器106例如通过控制第二驱动电路113来对应控制与接触区域112相对应的若干个点光源102分时点亮以发射光信号至目标物体。

上述生物识别装置100中，由于生物识别装置100对目标物体200的接触区域所对应的若干点光源102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点光源102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108采集光线，感光元件108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，分时点亮点光源102可形成完整的目标物体200的图像信息。

所述生物识别装置100可包括或集成为生物识别芯片，用于接收目标物体200的接触或接近，以感测目标物体200的图像信息。然，本申请并不局限于此，如下面所述，所述生物识别装置100中用于采集图像的部分也可形成在显示装置的显示模组中，所述显示模组用于接收用户的手指接触或接近，以感测目标物体200的图像信息，从而使得所述显示装置可全屏执行生物特征信息感测，进而提高用户的使用体验，另外，也有利于具有所述生物识别装置100的电子装置朝轻薄化方向发展。

所述生物特征信息例如包括但不局限指纹信息、掌纹信息、耳纹信息中的任意一种或几种。相应地，所述生物识别装置例如为指纹识别装置，或指纹识别装置结合血氧识别装置等。

具体地，在一些例子中，多个点光源102呈阵列式排布，多个感光元件108也呈阵列式排布。然，可变更地，在其它例子中，多个点光源102也可呈其它规则或非规则方式排布，多个感光元件108也可呈其它规则或非规则方式排布。另外，在本实施方式中，每一感光元件108对应于一个点光源102设置以实现较佳的接收效果。

在一个例子中，请参见图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，感光元件108对第一介质300上第一目标物体304(例如手指)的反射光的采集面积与对第二介质302上第二目标物体306(例如手指)的反射光的采集面积一样，进而保证了采集目标物体200的图像精度。第一介质300及第二介质302可为生物识别装置100的保护盖板。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108和点光源102的位置关系而非限定于图3所示的位置关系，感光元件108与点光源102的位置关系可参本发明后面的实施方式的介绍。

需要说明的是，与指纹的谷相正对的感光元件108主要接收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108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108根据保护盖板镜面反射回来的线确定指纹的谷的位置之后，例如通过排它性，指纹的脊的位置就可连同被确定，或者，感光元件108根据接收到的光线强弱，也可确定指纹的脊和谷的位置。

在进行生物特征信息感测时，请参见图2，目标物体200可放置在生物识别装置100所应用的电子装置的保护盖板101上，触摸屏104的某个区域114的参数值发生变化，触摸屏104的某个区域114对应于目标物体200在生物识别装置100上的接触区域112，因而触摸屏104可确定目标物体200在生物识别装置100上的接触区域112。

较佳地，触摸屏104例如但不限于可利用电容式感应原理来确定目标物体200在生物识别装置100上的接触区域112。目标物体200例如是手指。

在某些实施方式中，请参图4，生物识别装置100包括显示模组116，显示模组116用于发光并执行图像显示，显示模组116包括多个像素点118，多个像素点118作为多个点光源102，或各个像素点118所在的区域分别用于形成点光源102。

如此，可利用显示模组116的像素点118或像素点118所在的区域形成点光源102，使得显示模组116能够复用为生物特征信息感测时的光源，这样，生物识别装置100在执行生物特征信息感测时，无需额外的点光源，节省了生物识别装置100的成本。

另外，控制器106、驱动电路111、113、和处理电路110例如可集成在一个芯片中，芯片与显示模组116连接，或控制器106、驱动电路111、113、和处理电路110可独自地设置在显示模组116外，并分别与显示模组116连接。

在某些实施方式中，多个像素点118为自发光的点光源102，或，显示模组116进一步包括背光源120，背光源120为面光源，控制器106通过控制多个像素点118以对应控制来自背光源120的光线是否从多个像素点118出射，每个像素点118对应背光源120的区域分别形成一个点光源102。

如此，显示模组116的种类选择范围广泛，使得生物识别装置100应用范围大。

具体地，当像素点118为自发光的点光源102时，显示模组116可为有机发光二极管(OLED)显示模组，OLED显示模组可为主动矩阵有机发光二极管(AMOLED)或被动式有机发光二极管(PMOLED)显示模组。当显示模组116包括背光源120时，显示模组116为液晶显示模组。

更具体地，当显示模组116为有机发光二极管显示模组时，在触摸屏104确定目标物体在生物识别装置100上的接触区域112后，控制器106控制与接触区域112相对应的若干个像素点118分时点亮以发射光信号至目标物体200。

当显示模组116为液晶显示模组时，在触摸屏104确定目标物体200在生物识别装置100上的接触区域112后，控制器106控制与接触区域112相对应的若干个像素点118分时透过背光源120的光线，以使背光源120的光线从若干个像素点118分时出射光信号至目标物体200，以实现点光源102的分时点亮。在这样的实施方式中，像素点118相当于光线的开关，控制器106控制像素点118以使背光源120的光线是否从像素点118出射。

在某些实施方式中，触摸屏104包括触摸感应层105和触摸检测电路(未标示)，所述触摸检测电路用于驱动触摸感测层105执行触摸感测以确定接触区域112，其中，所述触摸感应层105设置在显示模组116上方，或设置在显示模组116内部。所述触摸检测电路例如受所述控制器106的时序控制。其中，当所述触摸感应层105设置在显示模组116内部时，触摸感应层105可为额外的电极层，也可为复用显示模组116的导电元件。

如此，触摸屏104的设置方式灵活，降低了生物识别装置100的成本。

具体地，在一个例子中，触摸屏104的触摸感应层105设置在显示模组116的上方，这样触摸屏104可单独地制造，制造完成后，将触摸屏104的触摸感应层105直接贴合于显示模组116的上方，如图5所示，这样的制造工艺简单。

在另一个例子中，触摸屏104的触摸感应层105设置在显示模组116内部，此时，可利用显示模组116中的某些电极复用为的触摸屏104的感应电极，一方面可降低生物识别装置100的成本，另一方面，也减少生物识别装置100的厚度。

在图2所示的示例中，保护盖板101设置在显示模组116的上方。可以理解，若触摸屏104的触摸感应层105设置在显示模组116的上方时，触摸屏104的触摸感应层105位于显示模组116与保护盖板101之间。

在某些实施方式中，请参图4，显示模组116包括相对的第一基板122及第二基板124，第一基板122包括朝向第二基板124的第一表面126，第二基板124包括朝向第一基板122的第二表面128，多个像素点118设置在第一基板122与第二基板124之间，每一像素点118包括控制开关130、像素电极132和公共电极134。

如此，控制器106例如可通过控制控制开关130的导通与截止，使得像素点118所在的区域是否透光以实现点光源102的点亮。

具体地，在一个例子中，上述显示模组116为液晶显示模组时，液晶显示模组的背光源120可设置在第二基板124的外侧，液晶显示模组的背光源120为面光源，控制器106通过控制控制开关130的导通与截止，进而控制来自背光源120的光源是否从像素点118出射，以实现与像素点118对应的背光源120的区域所形成的点光源102是否点亮。控制开关130可为薄膜晶体管(TFT)。

进一步地，在一个例子中，公共电极134可复用为触摸屏104的感应电极，感应电极可形成触摸屏104的触摸感应层。其中，所述公共电极134包括相分离的多个子电极。

需要说明的是，图4只是示意出显示模组116的其中一种结构，而不应理解为对本发明的限制。

在某些实施方式中，请参图6，多个感光元件108、多个像素点118的控制开关130以及像素电极132均设置在第一表面126上。

如此，可在第一基板122上制造控制开关130、像素电极132的同时形成感光元件108，不会增加工艺成本，因而使得设置感光元件108的成本较低。

在一个例子中，控制开关130例如是薄膜晶体管(TFT)，可利用黄光制程(photolithography)在第一基板122上形成控制开关130和像素电极132的同时形成多个感光元件108，进而实现了多个感光元件108的设置。

所述控制开关130例如为晶体管开关，所述感光元件108例如为感光晶体管，且当所述控制开关130与所述感光元件108均为TFT时，二者例如但不限于由相同的工艺制成。另外，当所述感光元件108为COMS晶体管或CCD时，所述感光元件108与所述控制开关130的制程例如也可不同。

需要指出的是，本发明实施方式中，当显示模组116为液晶显示模组时，在控制开关130、像素电极132及感光元件108形成在第一基板122上和在公共电极134形成在第二基板124上之后，将液晶注入显示模组116的两个基板之间，之后用封装体400进行封装，而形成液晶显示模组。两个基板之间可设置支撑物402以支撑显示模组116。

在某些实施方式中，请参图4和图7，显示模组116进一步包括呈网格状的黑色矩阵层136，感光元件108对应于黑色矩阵层136的网格区域138内设置，并用于接收穿过网格区域138的目标物体200反射的光信号。

如此，即使显示模组116存在黑色矩阵层136，也能够使得感光元件108接收目标物体200反射的光信号。

具体地，黑色矩阵层136可应用于液晶显示模组和有机发光二极管显示模组。在一个例子中，黑色矩阵层136的一个网格区域138可对应于显示模组116的一个像素点118的区域，一个感光元件108对应于一个网格区域138。

在某些实施方式中，请参图7和图9，黑色矩阵层136设置在第二表面128上。

如此，在第二基板124上形成黑色矩阵层136，可简化了显示模组116的制程。在一个例子中，黑色矩阵层136可通过印刷的方式形成在第二表面128上。

在某些实施方式中，请参图4、图7和图9，显示模组116进一步包括彩色滤光层140，彩色滤光层140形成在黑色矩阵层136的网格区域138，感光元件108用于接收穿过彩色滤光层140的目标物体200反射的光信号。

如此，彩色滤光层140可应用于液晶显示模组和有机发光二极管显示模组，以实现显示模组116显示彩色的图像。

具体地，彩色滤光层140例如可包括红、绿、蓝三个颜色层，三个颜色层的排布方式可与显示模组116的像素点118的排布方式一致。

当彩色滤光层140应用于有机发光二极管显示模组时，有机发光二极管显示模组的自发光像素点发出的是白光，白光透过彩色滤光层140后可显示为彩光色。

在某些实施方式中，多个像素点118为自发光的彩色点光源。

如此，可直接将显示模组116的自发光像素点118作为点光源使用，以降低生物识别装置100的成本。

具体地，在一个例子中，当显示模组116为有机发光二极管显示模组时，显示模组116的像素点118为自发光，且显示模组116的多个像素点118可包括三原色发光的像素点，如红光发光的像素点、蓝光发光的像素点和绿光发光的像素点，每个自发光的像素点118可利用有机发光二极管来实现。

在某些实施方式中，请参图8和图9，多个像素点118的控制开关130以及像素电极132均设置在第一表面126上，多个感光元件108设置在第二表面128上。

如此，控制开关130以及像素电极132与感光元件108分开设置，可以减少感光元件108对控制开关130及像素电极132的不利影响。

在某些实施方式中，显示模组116进一步包括黑色矩阵层136，黑色矩阵层136设置在第二表面128上，黑色矩阵层136开设有开孔142，开孔142容置感光元件108并能够使感光元件108接收目标物体200反射的光信号。

如此，感光元件108容置在黑色矩阵层136中对显示模组116的开口率影响较小。

另外，在电连接处理电路110、第一驱动电路111和感光元件108时，处理电路110、第一驱动电路111分别与感光元件108的连接线可形成在黑色矩阵层136的下表面144上，然后沿开孔142的孔壁向感光元件108延伸并连接感光元件108，以实现信号的传输，较佳地，连接线可采用透明的连接线。

在某些实施方式中，感光元件108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，本发明对此并不做限制。所述感光元件108例如还可为感光二极管。

例如，以感光元件108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108，使得生物识别装置100的成本较低。

例如，请参图10，在本发明的实施方式中，感光元件108可呈阵列式排布在第一表面126上。所述生物识别装置100的第一表面126上例如进一步包括多条第一扫描线G1和和多条第一数据线D1，所述多条第一扫描线G1与所述多条第一数据线D1绝缘交叉设置。所述多个感光元件108例如为感光晶体管。其中，感光晶体管101的栅极与第一扫描线G1连接，感光晶体管的源极与第一数据线D1连接，感光晶体管的漏极与所述处理电路110连接。所述多条第一扫描线G1和所述多条第一数据线D1与所述第一驱动电路111连接。

所述第一驱动电路111用于通过第一扫描线G1提供第一扫描信号给感光晶体管的栅极，以激活感光晶体管，所述第一驱动电路111进一步通过第一数据线D1提供驱动信号给激活的感光晶体管的源极。

需要说明的是，上面所述的感光元件108与第一驱动电路111本身的电路结构及其二者之间的电路关系只是本申请的一实施例，本申请并不局限于此，所述感光元件108与第一驱动电路111本身的电路结构及其二者之间的电路关系也可为其它合适的实施方式，只要所述第一驱动电路111能够驱动感光元件108可执行感测目标物体反射回来的光线，并对光信号进行转换为电信号即可。

请结合参阅图6，所述控制开关130例如为晶体管开关，所述显示模组116进一步包括多条第二扫描线G2和多条第二数据线D2，所述多条第二扫描线G2与所述多条第二数据线D2绝缘交叉设置，其中，所述第二扫描线G2与所述晶体管开关的栅极连接，所述第二数据线D2与所述晶体管开关的源极连接，所述晶体管开关与所述像素电极132连接。

所述第二驱动电路113与所述第二扫描线G2和第二数据线D2分别连接，并进一步与所述控制器106连接。所述控制器106通过控制所述第二驱动电路113来驱动点光源102发光，所述第二驱动电路113用于通过第二扫描线G2提供第二扫描信号给晶体管开关的栅极，以激活晶体管开关，所述第二驱动电路113进一步通过第二数据线D2以及激活的晶体管开关的源极提供驱动信号给像素电极132，以使得像素点118所在区域发光。

所述第二驱动电路113还可进一步用于驱动像素点118执行图像显示。

需要说明的是，上面所述的显示模组116的结构只是本申请的一实施例，本申请并不局限于此，所述显示模组116的结构也可为其它合适的实施方式，例如，OLED的显示模组的结构就与上述的结构具有明显不同，但也适用于本申请。对于本领域的一般技术人员而言，符合本申请实施方式的显示模组是可容易想到的

所述多条第一扫描线G1与所述多条第二扫描线G2例如但不局限平行设置，所述多条第一数据线D1与所述多条第二数据线D2例如但不局限平行设置，每一第二扫描线G2和第二数据线D2的绝缘交叉处分别设置有所述晶体管开关与所述感光晶体管。

需要指出的是，连接感光元件108的连接线与连接像素点118的控制开关130的连接线间隔设置在第一表面126上。

在某些实施方式中，在控制点光源102分时点亮时，控制器106用于控制与接触区域112相对应的若干个点光源102依次点亮，或预定距离的几个点光源102同时点亮。

如此，实现分时点亮的方式多样化，有利于控制器106的设计灵活性。

具体地，在一个例子中，多个点光源102呈阵列式排布，与接触区域112相对应的若干个点光源102也对应呈阵列式排布，控制器106可控制阵列里的若干个点光源102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106也可按照其它规律或不规律的顺序控制若干个点光源102依次点亮。

请参图11，图11示出了一种与接触区域112相对应的若干个点光源102的排布方式。与接触区域112相对应的若干个点光源102排布为5行4列共20个点光源102，为方便说明，将20个点光源102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106控制点光源P11点亮，控制其它点光源102熄灭，点光源P11周围的感光元件108接收目标物体200反射的光信号。

之后，控制器106控制点光源P12点亮，控制其它点光源102熄灭，点光源P12周围的感光元件108接收目标物体200反射的光信号。以此类推，控制器106完成与接触区域112相对应的所有20个点光源102的分时点亮，进而处理电路110接收到感光元件108输出的电信号以确定目标物体200的生物特征信息。

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12，在这样的例子中，与接触区域112相对应的若干个点光源102排布为6行4列共24个点光源102，为方便说明，将24个点光源102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106控制点光源T11及T41同时点亮，控制其它点光源102熄灭，点光源T11及T41周围的感光元件108接收目标物体200反射的光信号。

之后，控制器106控制点光源T12及T42同时点亮，控制其它点光源102熄灭，点光源T12及T42四周的感光元件108接收目标物体200反射的光信号。以此类推，控制器106完成与接触区域112相对应的所有24个点光源102的分时点亮，进而处理电路110接收到感光元件108输出的电信号以确定目标物体200的生物特征信息。

需要指出的是，上述例子是为了方便理解本发明实施方式而作出的一些例子，而不应理解为对本发明保护范围的限制。

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，使生物识别装置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118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118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118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。

在某些实施方式中，在显示模组116显示图像时，当执行生物特征信息感测时，控制器106还用于控制接触区域112外的显示模组116的其它区域146继续显示图像。

如此，在执行生物特征信息感测的同时，不会影响显示模组116的其它区域146的图像显示，保证了用户体验。

具体地，请结合图2，在执行生物特征信息感测的时候，手指200按压在生物识别装置100上，控制器106识别出手指在生物识别装置100上的接触区域112，进而确定显示模组116除接触区域112外的其它区域146，然后控制器106控制与接触区域112相对应的点光源102分时点亮以完成生物特征信息的采集。与此同时，控制器106控制显示模组116的其它区域146继续显示图像。

在某些实施方式中，在显示模组116处于熄屏状态时，当执行生物特征信息感测时，控制器106用于控制接触区域112外的显示模组116的其它区域146继续处于熄屏状态。

如此，在执行生物特征信息感测的同时，不会影响显示模组116的其它区域146处于熄屏状态，保证了用户体验。

具体地，在执行生物特征信息感测的时候，手指200按压在生物识别装置100上，控制器106识别出生物识别装置100的接触区域112，进而确定显示模组116除接触区域112外的其它区域146，然后控制器106控制与接触区域112相对应的点光源102分时点亮以完成生物特征信息的采集。与此同时，控制器106控制显示模组116的其它区域146继续处于熄屏状态。

请参图13，本发明实施方式的一种显示装置400，包括如上任一实施方式的生物识别装置100。

上述显示装置400中，由于生物识别装置100对目标物体200的接触区域所对应的若干点光源102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点光源102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108采集光线，感光元件108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，分时点亮点光源102可形成完整的目标物体200的图像信息。

所述显示模组116例如为显示装置400的图像显示元件，由于所述感光元件108设置在所述显示模组116中，从而，所述显示装置400可实现全屏执行生物特征信息感测，进而提高用户的使用体验。另外，也有利于具有所述显示装置400的电子装置500朝轻薄化的方向发展。进一步地，由于生物识别装置100复用显示装置的点光源102等元件，从而也可节省制造成本。

具体地，显示装置400可为但不限于液晶显示装置或有机发光二极管显示装置。一般地，显示装置400包括保护盖板101(介质，如图3所示)，设置在显示装置400的最外层。用户手指可在保护盖板101上进行滑动、点击等操作以控制显示装置400的显示。在执行生物特征信息感测时，手指可放置在保护盖板101上，触摸屏104确定手指在显示装置上的接触区域112，生物识别装置100可实现生物特征信息的采集。

请再参图13，本发明实施方式的一种电子装置500，包括如上任一实施方式的生物识别装置100。

上述电子装置500中，由于生物识别装置100对目标物体200的接触区域所对应的若干点光源102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点光源102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108采集光线，感光元件108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，分时点亮点光源102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13的示例中，电子装置500为手机，手机的正面设置有触摸屏104以及显示装置400，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，手指放置在触摸屏104以及显示装置400上，使得触摸屏104能够确定手指在生物识别装置100上的接触区域，生物识别装置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，所述生物识别装置100也可不设置在所述显示装置400上，所述生物识别装置100的图像采集部分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，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发明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。在本发明的描述中，“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发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明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 (32)

1.一种生物识别装置，其特征在于，包括：

多个点光源；

触摸屏，用于确定目标物体在所述生物识别装置上的接触区域；

控制器，用于控制与所述接触区域相对应的若干个所述点光源分时点亮以发射光信号至所述目标物体；

多个感光元件，用于接收由所述目标物体反射的光信号，并转换接收到的光信号为相应的电信号；和

处理电路，用于根据所述电信号来确定所述目标物体的生物特征信息。

2.如权利要求1所述的生物识别装置，其特征在于，所述生物识别装置包括显示模组，所述显示模组用于发光并执行图像显示，所述显示模组包括多个像素点，所述多个像素点用于作为所述多个点光源，或各个所述像素点所在的区域分别用于形成所述点光源。

3.如权利要求2所述的生物识别装置，其特征在于，所述多个像素点为自发光的点光源，或，所述显示模组进一步包括背光源，所述背光源为面光源，所述控制器通过控制所述多个像素点以对应控制来自所述背光源的光线是否从所述多个像素点出射，每个所述像素点对应所述背光源的区域分别形成一个所述点光源。

4.如权利要求3所述的生物识别装置，其特征在于，当所述多个像素点为自发光的点光源时，所述显示模组为有机发光二极管显示模组；当所述显示模组包括所述背光源时，所述显示模组为液晶显示模组。

5.如权利要求2所述的生物识别装置，其特征在于，所述触摸屏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，其中，所述触摸感应层设置在所述显示模组上方，或设置在所述显示模组内部。

6.如权利要求2所述的生物识别装置，其特征在于，所述显示模组包括相对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，所述多个像素点设置在所述第一基板与所述第二基板之间，每一所述像素点包括控制开关、像素电极和公共电极。

7.如权利要求6所述的生物识别装置，其特征在于，所述多个感光元件、所述多个像素点的所述控制开关以及所述像素电极均设置在所述第一表面上。

8.如权利要求7所述的生物识别装置，其特征在于，所述显示模组进一步包括呈网格状的黑色矩阵层，所述感光元件对应于所述黑色矩阵层的网格区域内设置，并用于接收穿过所述网格区域的所述目标物体反射的光信号。

9.如权利要求8所述的生物识别装置，其特征在于，所述黑色矩阵层设置在所述第二表面上。

10.如权利要求8或9所述的生物识别装置，其特征在于，所述显示模组进一步包括彩色滤光层，所述彩色滤光层形成在所述黑色矩阵层的网格区域，所述感光元件用于接收穿过所述彩色滤光层的所述目标物体反射的光信号。

11.如权利要求8或9所述的生物识别装置，其特征在于，所述多个像素点为自发光的彩色点光源。

12.如权利要求6所述的生物识别装置，其特征在于，所述多个像素点的所述控制开关以及所述像素电极均设置在所述第一表面上，所述多个感光元件设置在所述第二表面上。

13.如权利要求12所述的生物识别装置，其特征在于，所述显示模组进一步包括黑色矩阵层，所述黑色矩阵层设置在所述第二表面上，所述黑色矩阵层开设有开孔，所述开孔容置所述感光元件并能够使所述感光元件接收所述目标物体反射的光信号。

14.如权利要求1所述的生物识别装置，其特征在于，所述感光元件包括薄膜晶体管、互补型金属氧化物半导体晶体管、电荷耦合元件中的一种或几种。

15.如权利要求1所述的生物识别装置，其特征在于，所述多个感光元件呈阵列排布。

16.如权利要求1或2所述的生物识别装置，其特征在于，每一所述感光元件对应一所述点光源设置，或每一所述点光源所在的区域对应设置一个所述感光元件。

17.如权利要求6所述的生物识别装置，其特征在于，所述生物识别装置进一步包括多条第一扫描线和多条第一数据线，所述多条第一扫描线与所述多条第一数据线绝缘交叉设置，所述多个感光元件为感光晶体管，其中，所述感光晶体管的栅极与所述第一扫描线连接，所述感光晶体管的源极与所述第一数据线连接，所述感光晶体管的漏极与所述处理电路连接。

18.如权利要求17所述的生物识别装置，其特征在于，所述生物识别装置进一步包括第一驱动电路，与所述多条第一扫描线和所述多条第一数据线连接，用于通过所述第一扫描线提供第一扫描信号给所述感光晶体管的栅极，以激活所述感光晶体管，所述第一驱动电路进一步用于通过所述第一数据线提供驱动信号给激活的所述感光晶体管的源极。

19.如权利要求18所述的生物识别装置，其特征在于，所述第一驱动电路进一步与所述控制器连接，当执行生物特征信息感测时，所述第一驱动电路在控制器的控制下，用于驱动所述多个感光元件工作。

20.如权利要求18所述的生物识别装置，其特征在于，所述控制开关为晶体管开关，所述显示模组进一步包括多条第二扫描线和多条第二数据线，所述多条第二扫描线与所述多条第二数据线绝缘交叉设置，其中，所述第二扫描线与所述晶体管开关的栅极连接，所述第二数据线与所述晶体管开关的源极连接，所述晶体管开关与所述像素电极连接。

21.如权利要求20所述的生物识别装置，其特征在于，所述多条第一扫描线与所述多条第二扫描线平行设置，所述多条第一数据线与所述多条第二数据线平行设置，每一第二扫描线和第二数据线的绝缘交叉处分别设置有所述晶体管开关与所述感光晶体管。

22.如权利要求20所述的生物识别装置，其特征在于，所述生物识别装置进一步包括第二驱动电路，与所述第二扫描线和所述第二数据线分别连接，并进一步与所述控制器连接，所述控制器用于通过控制所述第二驱动电路来驱动所述点光源发光，所述第二驱动电路用于通过所述第二扫描线提供第二扫描信号给所述晶体管开关的栅极，以激活所述晶体管开关，所述第二驱动电路进一步用于通过所述第二数据线以及激活的所述晶体管开关的源极提供驱动信号给所述像素电极，以使得所述像素点所在的区域发光。

23.如权利要求20或21所述的生物识别装置，其特征在于，所述晶体管开关与所述感光晶体管均为薄膜晶体管，所述晶体管开关的制程与所述感光晶体管的制程相同。

24.如权利要求1所述的生物识别装置，其特征在于，在控制所述点光源分时点亮时，所述控制器用于控制与所述接触区域相对应的若干个所述点光源依次点亮，或预定距离的几个所述点光源同时点亮。

25.如权利要求2所述的生物识别装置，其特征在于，所述生物特征信息包括指纹信息，由所述指纹信息所形成的指纹图像的水平精度为所述像素点的水平宽度的一半，所述指纹图像的垂直精度为所述像素点的垂直宽度的一半。

26.如权利要求2所述的生物识别装置，其特征在于，在所述显示模组显示图像时，当执行所述生物特征信息感测时，所述控制器还用于控制所述接触区域外的所述显示模组的其它区域继续显示图像。

27.如权利要求2所述的生物识别装置，其特征在于，在所述显示模组处于熄屏状态时，当执行所述生物特征信息感测时，所述控制器用于控制所述接触区域外的所述显示模组的其它区域继续处于熄屏状态。

28.如权利要求2所述的生物识别装置，其特征在于，所述多个感光元件设置在所述显示模组中。

29.如权利要求1所述的生物识别装置，其特征在于，所述生物识别装置包括或集成为生物识别芯片。

30.如权利要求1所述的生物识别装置，其特征在于，所述生物特征信息包括指纹信息、掌纹信息、耳纹信息中的任意一种或几种。

31.如权利要求1所述的生物识别装置，其特征在于，所述生物识别装置为指纹识别装置。

32.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1-31任一项所述的生物识别装置。