CN108848283B - 扫描成像元件及相关产品和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种扫描成像元件及相关产品和方法。扫描成像元件包括透明本体、遮光油墨、带电液珠和微流控件。其中，透明本体包括液流通道、相背的第一表面和第二表面，第二表面设有图像传感器，遮光油墨和带电液珠不相溶且均填充于液流通道内，带电液珠用于使第一表面一侧的至少部分光线穿透遮光油墨。微流控件用于驱动带电液珠在液流通道内运动，以使第一表面一侧的光线扫描式地透过遮光油墨，并在图像传感器上完成扫描成像。根据本申请的扫描成像元件，将第一流动液柱设置成可移动的部件，可以利用小孔成像的原理采集图像信息，从而可以采集到更多的光线信息，进而可以呈现更加完整的图片效果。

Description

扫描成像元件及相关产品和方法
技术领域
本申请涉及通信设备技术领域，具体而言，尤其涉及一种扫描成像元件、扫描成像装置、扫描成像元件的制造方法、扫描成像方法及电子设备、手势识别方法。
背景技术
相关技术中，摄像头均为利用透镜实现成像的设备，传统方案需要多组透镜配合且光感 Sensor非常密集，导致摄像头模组厚度很大，不利于电子产品做薄，不利于实现95％以上占比的全面屏，为摄像头流出的区域影响用户体验。
并且，应用于移动设备手势探测的摄像头方案为广角摄像头，需要使用前置摄像头并将摄像头突出表面玻璃盖板表面，这样会存在严重的边缘图像畸变失真，不利于手势识别。
发明 内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种具有结构简单、成像效果好、适用范围广的扫描成像元件。
本申请提出一种具有扫描成像元件的扫描成像装置。
本申请提出一种工艺过程简单的扫描成像元件的制造方法。
本申请提出一种控制过程简单的扫描成像方法。
本申请还提出一种电子设备，所述电子设备具有如上所述的扫描成像装置。
本申请提出一种手势识别方法。
根据本申请实施例的扫描成像元件，包括：透明本体，所述透明本体包括相背的第一表面和第二表面，所述透明本体沿所述第一表面设有封闭的液流通道，所述第二表面设有图像传感器；遮光油墨，填充于所述液流通道内，用于遮挡所述第一表面一侧的光线；带电液珠，设置于所述液流通道内，透明且与所述遮光油墨不相溶，所述带电液珠用于使所述第一表面一侧的至少部分光线穿透所述遮光油墨；微流控件，所述微流控件设于所述透明本体的第一表面，用于驱动所述带电液珠在所述液流通道内运动，以使所述第一表面一侧的光线扫描式地透过所述遮光油墨，并在所述图像传感器上完成扫描成像。
根据本申请实施例的扫描成像元件，通过将不相溶的带电液珠和遮光油墨设置于液流通道内，并利用带电液珠的透光特性，在本体上构造出实现小孔成像(或称为微缝成像)的构造，由此可以利用小孔成像的原理采集图像信息，进一步地将带电液珠设置成可移动的部件，从而可以采集到更多的光线信息，进而可以呈现更加完整的图片效果。
根据本申请实施例的扫描成像装置，包括至少一个如上所述的扫描成像元件。
根据本申请实施例的扫描成像装置，通过将不相溶的带电液珠和遮光油墨设置于液流通道内，并利用带电液珠的透光特性，在本体上构造出实现小孔成像(或称为微缝成像)的构造，由此可以利用小孔成像的原理采集图像信息，进一步地将带电液珠设置成可移动的部件，从而可以采集到更多的光线信息，进而可以呈现更加完整的图片效果。
根据本申请实施例的扫描成像元件的制造方法，包括：在所述透明本体加工所述液流通道；将所述遮光油墨和所述带电液珠封装于所述液流通道；利用玻璃基工艺制造所述图像传感器，且将所述图像传感器贴敷于所述透明本体表面。
根据本申请实施例的扫描成像元件的制造方法，通过利用如上方法制造的扫描成像元件，可以简化工艺过程，提升扫描成像元件的成像效果。
根据本申请实施例的扫描成像方法，扫描成像方法应用于如上所述的扫描成像元件，所述方法包括：所述微流控件控制所述带电液珠在所述液流通道内扫描位移，以使得所述第一表面一侧的光线扫描式地透过所述带电液珠照射至所述图像传感器；通过所述图像传感器扫描式地采集多幅不同角度的外部图像；将所述多幅不同角度的外部图像进行积分延迟叠加以形成目标图像。
根据本申请实施例的扫描成像方法，通过利用如上方法控制的扫描成像元件，可以简化扫描成像元件的控制过程，提升扫描成像元件的成像效果。
根据本申请实施例的电子设备，包括：壳体；显示屏组件，所述显示屏组件装配于所述壳体；扫描成像装置，所述扫描成像装置为如上所述的扫描成像装置；所述扫描成像装置沿所述显示屏组件的任意一侧边设置，且所述扫描成像装置的入光面与所述显示屏组件的显示面平滑过渡连接。
根据本申请实施例的电子设备，通过将不相溶的带电液珠和遮光油墨设置于液流通道内，并利用带电液珠的透光特性，在本体上构造出实现小孔成像(或称为微缝成像) 的构造，由此可以利用小孔成像的原理采集图像信息，进一步地将带电液珠设置成可移动的部件，从而可以采集到更多的光线信息，进而可以呈现更加完整的图片效果。
根据本申请实施例的电子设备手势识别方法，应用于如上所述的电子设备，所述方法包括：通过所述扫描成像装置获取手势操作过程中的多幅不同角度的手势图像；将所述多幅不同角度的手势图像进行积分延迟叠加以形成目标手势图像；根据所述目标手势图像确定所述手势操作对应的操作指令，并触发所述电子设备响应所述操作指令。
根据本申请实施例的电子设备手势识别方法，方便操作电子设备，而利用扫描成像装置识别手势、动作，还可以节省电子设备的空间，缩小扫描成像装置的屏占比，易于实现电子设备的全面屏设置。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请实施例的电子设备的结构示意图；
图2是根据本申请实施例的电子设备的局部结构示意图；
图3是根据本申请实施例的电子设备的结构示意图；
图4是根据本申请实施例的扫描成像元件的结构示意图；
图5是根据本申请实施例的扫描成像元件的微缝成像的光路图；
图6是积分延迟叠加技术图；
图7是根据本申请实施例的微流控膜结构示意图；
图8是微流控电场分布图；
图9是阵列光感sensor示意图；
图10是根据本申请实施例的电子设备的盖板组件的结构示意图，其中包括多条通道；
图11是根据本申请实施例的扫描成像元件的结构示意图；
图12是根据本申请实施例的扫描成像元件的结构示意图。
附图标记：
扫描成像元件100，光线101，
透明本体110，第一表面111，液流通道112，第二表面113，图像传感器114，第一连接段115，第二连接段116，第三连接段117，第四连接段118，
遮光油墨120，带电液珠121，
微流控件130，ITO走线131，扫描成像装置140，
遮光层150，
电子设备200，
壳体210，
显示屏组件220，
第一流动液柱230，
第二流动液柱240，
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例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例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，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该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，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；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。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。
下面参照附图详细描述根据本申请实施例的扫描成像元件100。扫描成像元件100包括透明本体110、遮光油墨120、带电液珠121和微流控件130。
具体而言，如图4、图5所示，透明本体110包括相背的第一表面111和第二表面113，透明本体110沿第一表面111设有封闭的液流通道112，第二表面113设有图像传感器114。遮光油墨120填充于液流通道112内，用于遮挡第一表面111一侧的光线，带电液珠121设置于液流通道112内，并与遮光油墨120不相溶，带电液珠121用于使第一表面111一侧的至少部分光线穿透遮光油墨120。
如图4所示，微流控件130设于透明本体110的第一表面111，用于驱动带电液珠121在液流通道112内运动，以使第一表面111一侧的光线扫描式地透过遮光油墨120，并在图像传感器114上完成扫描成像。
微流控件130与带电液珠121通讯连接，以控制带电液珠121运动。微流控件130 可以设于透明本体110的表面，微流控件130与带电液珠121通讯连接，微流控件130 可以通过电磁场感应、N-S磁场等方式驱动带电液珠121运行。这里的“通讯连接”可以理解为利用电信号、电磁信号、电场或电场力等方式使两个部件之间产生一定的连接或联动关系。
需要说明的是，可以利用带电液珠121的透光特性，在透明本体110上构造出实现小孔成像(或称为微缝成像)的构造，例如，如图5所示，当位于带电液珠121一侧的光线101照射到带电液珠121时，部分光线101可以通过带电液珠121进入到透明本体 110的内部，进而这部分光线101可以被位于带电液珠121另一侧的图像传感器114收集到，由此可以实现图像信息的采集。
当微流控件130控制带电液珠121位置变化，并一直利用带电液珠121进行成像，即可实现不同方向成像的扫描，电子设备200的图像传感器114可以对微缝成像呈现出的图像进行积分延迟叠加形成完整的图像画面。需要说明的是，积分延迟叠加技术如图 6所示，将采集的不同画面错位并叠加，拼凑成一幅完整的图像。
例如在如图6所示的示例中，为方便理解将原始图像依次划分为a、b、c、d、e、f、 g七个区域，在第1次采集图像信息时，图像传感器114可以呈现出a、b、c区域的图像；在第2次采集图像信息时，图像传感器114可以呈现出b、c、d区域的图像；在第 3次采集图像信息时，图像传感器114可以呈现出c、d、e区域的图像；在第4次采集图像信息时，图像传感器114可以呈现出d、e、f区域的图像；在第5次采集图像信息时，图像传感器114可以呈现出e、f、g区域的图像。将多次扫描而采集的图像通过积分延迟叠加以形成完整的图像画面，为方便描述，将叠加后形成的图像画面依次划分为 a’、b’、c’、d’、e’、f’、g’七个区域，其中区域a’、b’，f’、g’由于亮度呈现异常，故可以舍弃该四个区域。
根据本申请实施例的扫描成像元件100，通过将不相溶的带电液珠121和遮光油墨120设置于液流通道112内，并利用带电液珠121的透光特性，在透明本体110上构造出实现小孔成像(或称为微缝成像)的构造，由此可以利用小孔成像的原理采集图像信息，进一步地将带电液珠121设置成可移动的部件，从而可以采集到更多的光线101信息，进而可以呈现更加完整的图片效果。
根据本申请的一些实施例，图像传感器114可以为光感传感器。进一步地，光感传感器为阵列光感传感器，阵列光感传感器贴设于第二表面113。更进一步地，如图9所示，光感传感器可以呈条状。由此可以简化图像传感器114的构造，使其便于设置于第二表面113。在一些实施例中，如图9所示，图像传感器114可以呈条状，所述液流通道112在所述第二表面113的投影位于所述图像传感器114上，由此可以利用小孔成像原理，将光线101携带的图像信息传递至图像传感器114。
在如图4所示的示例中，液流通道112可以沿弧线形延伸，由此可以增大扫描成像元件100扫描范围，从而可以获取更多的图像信息。需要说明的是，液流通道112的延伸方式并不限于此，例如，在一些实施例中，液流通道112可以沿直线延伸。根据本申请的一些实施例，液流通道112的长度可以为10微米-100微米。进一步地，为了可以使扫描成像元件100适用于更多的电子设备200，液流通道112的长度可以为20微米-40 微米。更进一步地，液流通道112的长度可以为30微米。
根据本申请的一些实施例，液流通道112可以为多条，带电液珠121也为多个，且多个带电液珠121和多条液流通道112一一对应。由此，图像传感器114可以获取更多的图像信息。
根据本申请的一些实施例，带电液珠121的直径可以为2微米-7微米。由此可以利于带电液珠121实现小孔成像，从而可以提升扫描成像元件100的成像效果，改善图像品质。进一步地，经过试验验证，当带电液珠121的直径为3微米时，扫描成像元件100 的成像效果更佳。
为了方便控制带电液珠121的运动，微流控件130可以为微流控膜，微流控膜贴敷于透明本体110的第一表面111，液流通道在所述第一表面的投影位于所述微流控件130上，由此便于微流控件130控制带电液珠121运动。需要说明的是，微流控膜结构如图 7所示，微流控电场分布如图8所示。微流控膜包括两层交叉的透明导电ITO膜(氧化铟锡)、两层导电ITO膜中间的透明绝缘PVX(SiNx)，竖向导电ITO膜与横向导电ITO 膜间加大电压，两层导电ITO膜间形成可穿过透明本体110控制带电液珠121的强电场 (带电液珠121延电场线方向运动)，以达到通过电信号控制带电液珠121位置的目的。
进一步地，微流控膜可以为微流控薄膜，其结构如图7所示，微流控电场分布如图8所示。微流控薄膜包括透明绝缘PVX(SiNx)和两层交叉的透明导电ITO(氧化铟锡)，透明绝缘PVX(SiNx)位于两层ITO中间，其中一层导电ITO膜包括沿第一方向延伸的 ITO走线131，另一层导电ITO膜包括沿第二方向延伸的ITO走线131，第一方向与第二方向不相同。例如，如图7所示，竖向ITO走线131形成一层透明的导电ITO膜，横向的ITO走线131形成一层透明的导电ITO膜，两层透明的导电ITO膜之间设有透明绝缘 PVX(SiNx)膜。
根据本申请的一些实施例，所述微流控件130可以包括第一透明导电膜、第二透明导电膜和透明绝缘膜，所述第一透明导电膜与所述第一表面111贴合，所述第二透明导电膜通过所述透明绝缘膜与所述第一透明导电膜贴合。进一步地，第一透明导电膜包括多条沿第一方向延伸的ITO走线131，所述第二透明导电膜包括多条沿第二方向延伸的 ITO走线132，所述多条沿第一方向延伸的ITO走线131和所述多条沿第二方向延伸的 ITO走线132交叉设置，并相互绝缘。
透明本体110可以为透明的玻璃盖板，竖向ITO走线131与横向ITO走线131间加大电压，两层ITO间形成可穿过玻璃控制带电液珠121的强电场(带电液珠121延电场线方向运动)，实现通过电信号控制带电液珠121位置的目的。
根据本申请的一些实施例，透明本体110为梯形状片体，梯形状片体的下底面呈弧面，所述梯形片状体的上底面呈平面，所述下底面形成所述第一表面，所述上底面形成所述第二表面。例如，如图4、图5所示，透明本体110的横截面轮廓线大致呈梯形且包括依次连接的第一连接段115、第二连接段116、第三连接段117和第四连接段118，第二连接段116为梯形的上底边，第四连接段118为梯形的下底边，第一连接段115和第三连接段117为梯形的腰，第二连接段116所在的表面为第二表面113，第四连接段 118所在的表面为第一表面111，微流控件130与第二连接段116接触，图像传感器11 与第四连接段118接触，第二连接段116与第四连接段118相对。第四连接段118为弧形，第二连接段116为直线形，第四连接段118的长度大于第二连接段116的长度。由此可以减小扫描成像元件100的体积，便于设置扫描成像元件100。
需要说明的是，第二连接段116的形状并不限于此，例如，在一些实施例中，如图11所示，第二连接段116和第四连接段118均为弧形，第四连接段118的圆心角大于等于第二连接段116的圆心角。进一步地，第二连接段116与所述第四连接段118平行。
如图12所示，所述透明本体110可以为扇环状片体，扇环状片体的外周壁形成所述第一表面111，所述扇环状片体的内周壁形成所述第二表面113。可以理解的是，如图 12所示，图像传感器11与透明本体110的内周壁贴合共同构造出扇形结构。如图4、图5所示，根据本申请的一些实施例，第一连接段115和第三连接段117均可以沿直线延伸。由此，透明本体110的横截面的形状可以为扇形结构，从而便于在电子设备200 上设置透明本体110，以节省扫描成像元件100占用的空间。
根据本申请的一些实施例，透明本体110可以为玻璃件，玻璃件为透明件，透光效果好，有利于扫描成像元件100成像。进一步地，遮光油墨120可以为油性绝缘油墨。需要说明的是，油性绝缘油墨具有很好的遮光效果，而且油性绝缘油墨与带电液珠121不融合，从而有利于实现小孔成像。根据本申请的一些实施例，如图4所示，带电液珠121 的直径大于或等于所述液流通道112的内径，由此有利于光线101穿过带电液珠121。换言之，如图4所示，带电液珠121与液流通道112的内壁面紧贴，由此有利于实现小孔成像。
根据本申请的一些实施例，如图4所示，液流通道112沿第一表面111呈弧形延伸，并被所述第一表面111覆盖，所述图像传感器11的感光面朝向所述第二表面113设置。由此带电液珠121可以沿着弧线形的液流通道112移动，由此可以扩大扫描视角，使图像传感器11可以收集到更大视角上的图像信息。根据本申请的一些实施例，如图4所示，在所述液流通道112的延伸方向上，所述液流通道112的中心与所述第一表面111 之间的距离恒定。由此，再利用小孔成像原理成像时，图像可以顺利地呈现在图像传感器11上，从而可以使其获取更多的图像信息，进而可以提升成像效果。
如图10所示，根据本申请实施例的扫描成像装置140，包括至少一个如上所述的扫描成像元件100。
根据本申请实施例的扫描成像装置140，通过将不相溶的带电液珠121和遮光油墨120设置于液流通道112内，并利用带电液珠121的透光特性，在透明本体110上构造出实现小孔成像(或称为微缝成像)的构造，由此可以利用小孔成像的原理采集图像信息，进一步地将带电液珠121设置成可移动的部件，从而可以采集到更多的光线101信息，进而可以呈现更加完整的图片效果。
根据本申请的一些实施例中，如图10所示，扫描成像元件100为多个，多个所述扫描成像元件100沿第三方向并排设置，液流通道112沿第四方向延伸，所述第三方向与所述第四方向垂直。在一些实施例中，多个扫描成像元件100共用同一所述图像传感器 114。
为了避免相邻的两个扫描成像元件100之间产生干扰，在一些实施例中，如图10所示，任意相邻的两个扫描成像元件100之间具有遮光层150。在一些实施例中，扫描成像装置140还可以包括驱动芯片，驱动芯片与微流控件130、图像传感器114通讯连接。
下面描述根据本申请实施例的扫描成像元件的制造方法。所述扫描成像元件可以为如上所述的所述扫描成像元件。例如，所述扫描成像元件包括透明本体、遮光油墨、带电液珠和微流控件。其中，透明本体包括相背的第一表面和第二表面，透明本体沿所述第一表面设有封闭的液流通道，第二表面设有图像传感器，遮光油墨填充于液流通道内，用于遮挡第一表面一侧的光线。带电液珠设置于液流通道内，并与遮光油墨不相溶，带电液珠用于使第一表面一侧的至少部分光线穿透遮光油墨。微流控件设于透明本体的第一表面，用于驱动带电液珠在液流通道内运动，以使第一表面一侧的光线扫描式地透过遮光油墨，并在图像传感器上完成扫描成像。
扫描成像元件的制造方法包括：
在所述透明本体加工所述液流通道；
将所述遮光油墨和所述带电液珠封装于所述液流通道；
利用玻璃基工艺制造所述图像传感器，且将所述图像传感器贴敷于所述透明本体表面。
根据本申请实施例的扫描成像元件的制造方法，通过利用如上方法制造的扫描成像元件，可以简化工艺过程，提升扫描成像元件的成像效果。
根据本申请的一些实施例，透明本体可以为玻璃件，液流通道可以通过刻蚀工艺加工，由此可以简化液流通道的加工过程，提升良品率。当然，液流通道的加工工艺方法并不限于此，例如，在本申请的一些实施例中，液流通道还可以通过氢氟酸刻蚀工艺加工。
根据本申请的一些实施例，所述将所述遮光油墨和所述带电液珠封装于所述液流通道，包括：将所述遮光油墨注入所述液流通道；将所述带电液珠注入所述液流通道；利用封框胶材料或玻璃粘合工艺对所述液流通道封装。由此，可以提升液流通道的密封性。
根据本申请的一些实施例，利用封框胶材料或玻璃粘合工艺对所述液流通道封装。由此可以提升液流通道的密封性，延长扫描成像元件的使用寿命。
根据本申请的一些实施例，如图9所示，图像传感器可以为阵列光感传感器，阵列光感传感器通过玻璃基工艺加工。
下面描述根据本申请实施例的扫描成像方法。扫描成像元件可以为如上所述的扫描成像元件。例如，所述扫描成像元件包括透明本体、遮光油墨、带电液珠、微流控件和驱动芯片。其中，透明本体包括相背的第一表面和第二表面，透明本体沿第一表面设有封闭的液流通道，第二表面设有图像传感器，遮光油墨填充于液流通道内，用于遮挡第一表面一侧的光线。带电液珠设置于液流通道内，并与遮光油墨不相溶，带电液珠用于使第一表面一侧的至少部分光线穿透遮光油墨。微流控件设于透明本体的第一表面，用于驱动带电液珠在液流通道内运动，以使第一表面一侧的光线扫描式地透过遮光油墨，并在图像传感器上完成扫描成像。驱动芯片与微流控件、图像传感器通讯连接。
扫描成像方法可以包括：
所述微流控件控制所述带电液珠在所述液流通道内扫描位移，以使得所述第一表面一侧的光线扫描式地透过所述带电液珠照射至所述图像传感器；
通过所述图像传感器扫描式地采集多幅不同角度的外部图像；
将所述多幅不同角度的外部图像进行积分延迟叠加以形成目标图像。
根据本申请实施例的扫描成像方法，通过利用如上方法控制的扫描成像元件，可以简化扫描成像元件的控制过程，提升扫描成像元件的成像效果。
在一些实施例中，扫描成像方法可以包括：
设置带电液珠初始位置；
外部图像信息通过所述带电液珠成像到图像传感器；
改变所述带电液珠位置，将不同位置的外部图像信息通过所述带电液珠成像到图像传感器，所述图像传感器将图像光信息转换为电信息并存储；
所述带电液珠在任意位置处时所述图像传感器所采集的图像信息进行积分延迟叠加以形成完整的图像画面。
根据本申请的一些实施例，如图6所示，带电液珠在任意位置处时图像传感器所采集的图像信息通过积分延迟叠加以形成完整的图像画面。
如图4所示，根据本申请实施例的盖板组件包括透明本体110、第一流动液柱230、第二流动液柱240、微流控件130。其中，透明本体110可以与电子设备200的显示屏层叠设置。第二流动液柱240可以为遮光油墨120。需要说明的是，盖板组件可以为显示屏组件220。
具体而言，透明本体110内具有液流通道112，光线101适于穿过透明本体110，第一流动液柱230和第二流动液柱240位于所述液流通道112内，光线101适于穿过第一流动液柱230，第二流动液柱240与第一流动液柱230不相溶合，由于第一流动液柱230 和第二流动液柱240之间不相溶合，第一流动液柱230在运动时可以将第二流动液柱240 间隔分为两个部分。
微流控件130设于透明本体110的表面，微流控件130与第一流动液柱230通讯连接，以控制第一流动液柱230运动。微流控件130可以设于透明本体110的表面，微流控件130与第一流动液柱230通讯连接，微流控件130可以通过电磁场感应、N-S磁场等方式驱动第一流动液柱230。这里的“通讯连接”可以理解为利用电信号、电磁信号、电场或电场力等方式使两个部件之间产生一定的连接或联动关系。
需要说明的是，可以利用第一流动液柱230的透光特性，在透明本体110上构造出实现小孔成像(或称为微缝成像)的构造，例如，如图5所示，当位于第一流动液柱230 一侧的光线照射到第一流动液柱230时，部分光线可以通过第一流动液柱230进入到透明本体110的内部，进而这部分光线可以被位于第一流动液柱230另一侧的光感传感器收集到，由此可以实现图像信息的采集。
当微流控件130控制第一流动液柱230位置变化，并一直利用第一流动液柱230进行成像，即可实现不同方向成像的扫描，电子设备200的光感传感器可以对微缝成像呈现出的图像进行积分延迟叠加形成完整的图像画面。需要说明的是，积分延迟叠加技术如图6所示，将采集的不同画面错位并叠加，拼凑成一幅完整的图像。
根据本申请实施例的电子设备的盖板组件，通过利用两种不相溶的第一流动液柱230和第二流动液柱240，并利用第一流动液柱230的透光特性，在透明本体110上构造出实现小孔成像(或称为微缝成像)的构造，由此可以利用小孔成像的原理采集图像信息，并且将第一流动液柱230设置成可移动的部件，从而可以采集到更多的光线101 信息，进而可以呈现更加完整的图片效果。
根据本申请的一些实施例，液流通道112可以通过挖槽工艺形成在盖板内部的槽体结构。根据本申请的一些实施例，如图4、图10所示，液流通道112可以沿弧线形延伸。由此第一流动液柱230可以沿着弧线形的液流通道112移动，由此可以扩大扫描视角，使电子设备200的光感传感器可以收集到不同视角上的图像。
为了方便控制第一流动液柱230的运动，微流控件130为微流控膜，微流控膜贴敷于透明本体110的一侧的表面。需要说明的是，微流控膜结构如图7所示，微流控电场分布如图8所示。微流控膜包括两层交叉的透明导电ITO(氧化铟锡)膜、两层导电ITO 膜中间的透明绝缘PVX(SiNx)膜，竖向导电ITO膜与横向导电ITO膜间加大电压，两层导电ITO膜间形成可穿过透明本体110控制第一流动液柱230的强电场(第一流动液柱230延电场线方向运动)，以达到通过电信号控制第一流动液柱230位置的目的。
进一步地，第一流动液柱230可以为带电液珠121。微流控膜可以为微流控薄膜，其结构如图7所示，微流控电场分布如图8所示。微流控薄膜包括透明绝缘PVX(SiNx) 膜和两层交叉的透明导电ITO(氧化铟锡)膜，透明绝缘PVX(SiNx)位于两层导电ITO 膜中间，如图7所示，竖向ITO走线131形成一层透明的导电ITO膜，横向的ITO走线 131形成一层透明的导电ITO膜，两层透明的导电ITO膜之间设有透明绝缘PVX(SiNx)。
透明本体110可以为透明的玻璃盖板，竖向ITO走线131与横向ITO走线131间加大电压，两层导电ITO膜间形成可穿过玻璃控制带电液珠121的强电场(带电液珠121 延电场线方向运动)，实现通过电信号控制带电液珠121位置的目的。
根据本申请的一些实施例，如图1-图3所示，盖板组件还可以包括光感传感器，光感传感器位于透明本体110的另一侧，即光线101从透明本体110的一侧穿过第一流动液柱230，经过第一流动液柱230的光线101落入到位于透明本体110另一侧的光感传感器上，进而可以对呈现出光信号所采集到的图像信息。需要说明的是，光感传感器可以为图像传感器114中的一种。
进一步地，如图9所示，光感传感器可以为阵列光感传感器(或称为阵列光感Sensor)，阵列光感传感器贴设于透明本体110的另一侧的表面。阵列光感Sensor，如图9所示，阵列光感Sensor用于接收微缝成像，将光信号转换为电信号。更进一步地，光感Sensor可以采用条状或细条状，由此可增大感光面积，且可通过添加彩膜识别彩色图像信息。
根据本申请的一些实施例，第二流动液柱240可以为油性油墨，油性油墨难以溶合其他物质，且流动性好，由此有利于第一流动液柱230在第二流动液柱240内流动。
如图4所示，根据本申请的一些实施例，透明本体110的部分边缘呈弯曲面，液流通道112位于弯曲面。由此可以节省透明本体110的空间，可以利用透明本体110的边缘设置液流通道112，进而可以提升屏占比，易于实现大屏设置。例如，如图1、图3 所示，液流通道112可以设于透明本体110的上边缘；再如，如图2所示，液流通道112 可以位于透明本体110的左右两侧的边缘。
例如，如图4所示，透明本体110的横截面可以呈扇形，光感传感器可以贴设于扇形结构的靠近圆心的一侧表面，液流通道112可以设于扇形结构的远离其圆心的一侧的表面。由此可以利用扇形结构的特点，优化液流通道112和光感传感器的排布。
如图10所示，根据本申请的一些实施例，液流通道112可以为多条，第一流动液柱230和第二流动液柱240均为多个，且液流通道112、第一流动液柱230、第二流动液柱 240一一对应。由此可以利用微缝成像采集更多的图像信息。
如图1-图3所示，根据本申请实施例的电子设备200，包括壳体210、显示屏组件和如上所述的扫描成像装置140。其中，显示屏组件220装配于所述壳体210，扫描成像装置140可以为如上所述的扫描成像装置140，扫描成像装置140沿所述显示屏组件 220的任意一侧边设置，且扫描成像装置140的入光面与显示屏组件220的显示面平滑过渡连接。
需要说明的是，作为在此使用的“电子设备”(或称为通信终端、终端)包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路 (DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”以及/或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(GPS) 接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。
在本申请实施例中，该电子设备200可以是各种能够从外部获取数据并对该数据进行处理的设备，或者，该电子设备200可以是各种内置有电池，并能够从外部获取电流对该电池进行充电的设备，例如，手机、平板电脑、计算设备或信息显示设备等。
根据本申请实施例的电子设备200，在透明本体110上构造出实现小孔成像(或称为微缝成像)的构造，由此可以利用小孔成像的原理采集图像信息。
根据本申请的一些实施例，微缝成像技术可以理解为扫描式摄像头方案，通过特定的玻璃外形，匹配微流控技术及图像积分延迟叠加技术实现。将扇形玻璃内部挖槽并填充油性油墨及带电液珠121，扇形玻璃的外侧弧面上存在薄膜微流控电路用于控制带电液珠121位置，内侧平面上存在阵列光感Sensor用于成像。带电液珠121的透光位置形成微缝结构，外部图像通过微缝结构在光感Sensor上面成像，微流控电路控制带电液珠121的位置变化，微缝结构也随之变化，此时即可形成扫描并成像的过程，最终将扫描的图像通过图像积分延迟叠加技术拼凑成完整的一幅图像。与硅基阵列式传统摄像头不同，该摄像头呈现细条状扫描式，且存在较大的光感Sensor面积，利于集成在移动电子设备200边缘或侧边，并具备优秀的暗态及静态拍摄效果。
在一些实施例中，扫描式摄像头基础单元的各部分标注如图4所示。扫描式摄像头基础单元由透明玻璃、阵列光感Sensor、油性油墨、带电液珠121、微流控薄膜电路组成。其中透明玻璃的一面为圆弧，另外五个面为平面，透明玻璃内部进行扇形掏空并填充油性油墨及带电液珠121，圆弧面表面放置透明的微流控薄膜电路，圆弧面对侧平面放置阵列光感Sensor。
该基础单元的工作原理如下：
A)微流控薄膜电路控制带电液珠121位置；
B)外部图像信息通过带电液珠121形成的微缝结构成像到阵列光感Sensor上面，微缝成像光路图如图4所示；
C)阵列光感Sensor将图像光信息转换为电信息并存储；
D)微流控薄膜电路控制带电液珠121位置变化，并重复进行A、B、C操作，即可实现不同方向成像的扫描；
E)每次扫描的图像进行积分延迟叠加形成完整的图像画面。积分延迟叠加技术如图 5所示，将采集的不同画面错位并叠加，拼凑成一幅完整的图像。
微流控薄膜结构如图7所示，微流控电场分布如图8所示。微流控薄膜包括两层交叉的透明导电ITO(氧化铟锡)膜及两层导电ITO膜中间的透明绝缘PVX(SiNx)构成，竖向导电ITO膜与横向导电ITO膜间加大电压，两层导电ITO膜间形成可穿过玻璃控制带电液珠121的强电场(带电液珠121延电场线方向运动)，实现通过电信号控制微缝位置的目的。
阵列光感Sensor如图9所示，阵列光感Sensor用于接收微缝成像，将光信号转换为电信号。其中光感Sensor采用细条状，可增大感光面积，且可通过添加彩膜识别彩色图像信息。将若干个扫描摄像头的基础单元拼接即得到可以进行二维成像的扫描式摄像头主体，该扫描式摄像头呈细条状，如图10所示。
在一些实施例中材料及工艺的选取参考如下(但不作为其具体限定)：
a)在制作通道时，盖板可选用玻璃盖板，玻璃挖槽可选用氢氟酸刻蚀工艺；
b)将不透光的油性油墨和透光的带电液珠121封装在挖槽内可选用封框胶材料或玻璃粘合工艺；
c)油墨选用油性绝缘油墨，避免液珠分散或液珠中电子转移；
d)若阵列光感Sensor密度不高，可使用玻璃基工艺实现，对于高密度阵列光感Sensor 需要使用硅基工艺，并将制作后的阵列光感Sensor对位贴敷于玻璃表面；
e)阵列光感Sensor采集图像及微流控控制透明带电液珠121位置需要新开发Driver IC支持并遵循一定的同步时序。
如图2所示，对于有手势识别需求的电子设备200，可选用两个细条状扫描式摄像头可完成手势识别，具有大视角优势，避免使用前置摄像头手势识别远端屏表面的手势畸变是真及鱼眼摄像头突出盖板表面的问题。
如图1所示，根据手机产品对全面屏的需求，细条状扫描式摄像头可放置于手机边缘位置用于前置摄像(通常前置摄像头不会拍摄运动画面，比较适合扫描摄像头及积分延迟叠加技术的应用)，条状扫描摄像头的视角可通过改善扇形玻璃方向实现。
根据本申请实施例的手势识别方法，应用于如上所述的电子设备200，所述方法包括：
通过所述扫描成像装置获取手势操作过程中的多幅不同角度的手势图像；
将所述多幅不同角度的手势图像进行积分延迟叠加以形成目标手势图像；
根据所述目标手势图像确定所述手势操作对应的操作指令，并触发所述电子设备响应所述操作指令。
根据本申请实施例的手势识别方法，方便操作电子设备，而利用扫描成像装置识别手势、动作，还可以节省电子设备的空间，缩小扫描成像装置的屏占比，易于实现电子设备的全面屏设置。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。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例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (24)

1.一种扫描成像元件，其特征在于，包括：
透明本体，所述透明本体包括相背的第一表面和第二表面，所述透明本体沿所述第一表面设有封闭的液流通道，所述第二表面设有图像传感器；
遮光油墨，填充于所述液流通道内，用于遮挡所述第一表面一侧的光线；
带电液珠，设置于所述液流通道内，透明且与所述遮光油墨不相溶，所述带电液珠用于使所述第一表面一侧的至少部分光线穿透所述遮光油墨；
微流控件，所述微流控件设于所述透明本体的第一表面，用于驱动所述带电液珠在所述液流通道内运动，以使所述第一表面一侧的光线扫描式地透过所述遮光油墨，并在所述图像传感器上完成扫描成像。
2.根据权利要求1所述的扫描成像元件，其特征在于，所述透明本体为梯形状片体，所述梯形状片体的下底面呈弧面，所述梯形状片体的上底面呈平面，所述下底面形成所述第一表面，所述上底面形成所述第二表面。
3.根据权利要求1所述的扫描成像元件，其特征在于，所述透明本体为扇环状片体，所述扇环状片体的外周壁形成所述第一表面，所述扇环状片体的内周壁形成所述第二表面。
4.根据权利要求2或3所述的扫描成像元件，其特征在于，所述液流通道沿所述第一表面呈弧形延伸，并被所述第一表面覆盖，所述图像传感器的感光面朝向所述第二表面设置。
5.根据权利要求4所述的扫描成像元件，其特征在于，在所述液流通道的延伸方向上，所述液流通道的中心与所述第一表面之间的距离恒定。
6.根据权利要求4所述的扫描成像元件，其特征在于，所述图像传感器呈条状，所述液流通道在所述第二表面的投影位于所述图像传感器上。
7.根据权利要求1所述的扫描成像元件，其特征在于，所述带电液珠的直径大于或等于所述液流通道的内径。
8.根据权利要求1所述的扫描成像元件，其特征在于，所述微流控件贴敷于所述第一表面，所述液流通道在所述第一表面的投影位于所述微流控件上。
9.根据权利要求1所述的扫描成像元件，其特征在于，所述微流控件包括第一透明导电膜、第二透明导电膜和透明绝缘膜，所述第一透明导电膜与所述第一表面贴合，所述第二透明导电膜通过所述透明绝缘膜与所述第一透明导电膜贴合。
10.根据权利要求9所述的扫描成像元件，其特征在于，所述第一透明导电膜包括多条沿第一方向延伸的ITO走线，所述第二透明导电膜包括多条沿第二方向延伸的ITO走线，所述多条沿第一方向延伸的ITO走线和所述多条沿第二方向延伸的ITO走线交叉设置，并相互绝缘。
11.根据权利要求1所述的扫描成像元件，其特征在于，所述透明本体为玻璃件。
12.根据权利要求1所述的扫描成像元件，其特征在于，所述遮光油墨为油性绝缘油墨。
13.根据权利要求1所述的扫描成像元件，其特征在于，所述带电液珠与所述液流通道的内壁面紧贴。
14.一种扫描成像装置，其特征在于，包括：
至少一个根据权利要求1-13中任一项所述的扫描成像元件。
15.根据权利要求14所述的扫描成像装置，其特征在于，所述扫描成像元件为多个，多个所述扫描成像元件沿第三方向并排设置，所述液流通道沿第四方向延伸，所述第三方向与所述第四方向垂直。
16.根据权利要求15所述的扫描成像装置，其特征在于，多个所述扫描成像元件共用同一所述图像传感器。
17.根据权利要求15所述的扫描成像装置，其特征在于，任意相邻的两个所述扫描成像元件之间具有遮光层。
18.根据权利要求15至17任一项所述的扫描成像装置，其特征在于，还包括：驱动芯片，所述驱动芯片与所述微流控件、所述图像传感器通讯连接。
19.一种根据权利要求1至13任一项所述的扫描成像元件的制造方法，其特征在于，包括：
在所述透明本体加工所述液流通道；
将所述遮光油墨和所述带电液珠封装于所述液流通道；
利用玻璃基工艺制造所述图像传感器，且将所述图像传感器贴敷于所述透明本体表面。
20.根据权利要求19所述的扫描成像元件的制造方法，其特征在于，所述透明本体为玻璃件，所述液流通道通过氢氟酸刻蚀工艺加工。
21.根据权利要求19所述的扫描成像元件的制造方法，其特征在于，所述将所述遮光油墨和所述带电液珠封装于所述液流通道，包括：
将所述遮光油墨注入所述液流通道；
将所述带电液珠注入所述液流通道；
利用封框胶材料或玻璃粘合工艺对所述液流通道封装。
22.一种扫描成像方法，其特征在于，应用于根据权利要求1至13任一项所述的扫描成像元件，所述方法包括：
所述微流控件控制所述带电液珠在所述液流通道内扫描位移，以使得所述第一表面一侧的光线扫描式地透过所述带电液珠照射至所述图像传感器；
通过所述图像传感器扫描式地采集多幅不同角度的外部图像；
将所述多幅不同角度的外部图像进行积分延迟叠加以形成目标图像。
23.一种电子设备，其特征在于，包括：
壳体；
显示屏组件，所述显示屏组件装配于所述壳体；
扫描成像装置，所述扫描成像装置为根据权利要求15至18任一项所述的扫描成像装置；
所述扫描成像装置沿所述显示屏组件的任意一侧边设置，且所述扫描成像装置的入光面与所述显示屏组件的显示面平滑过渡连接。
24.一种手势识别方法，其特征在于，应用于根据权利要求23所述的电子设备，所述方法包括：
通过所述扫描成像装置获取手势操作过程中的多幅不同角度的手势图像；
将所述多幅不同角度的手势图像进行积分延迟叠加以形成目标手势图像；
根据所述目标手势图像确定所述手势操作对应的操作指令，并触发所述电子设备响应所述操作指令。
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