CN109325400B - 用于识别指纹的显示器和电子装置 - Google Patents

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CN109325400B CN201810839253.6A CN201810839253A CN109325400B CN 109325400 B CN109325400 B CN 109325400B CN 201810839253 A CN201810839253 A CN 201810839253A CN 109325400 B CN109325400 B CN 109325400B
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Abstract

公开了一种用于识别指纹的显示器和电子装置。根据本公开的实施例，一种显示器可包括：透明盖体；包括光发射电路的光源，被构造为在第一方向上发射第一光线；第一偏振器，被布置在光源和盖体之间并被构造为使第一光线线性偏振；以及第一延迟器，被布置在第一偏振器和盖体之间并被构造为将第一光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振。

Description

用于识别指纹的显示器和电子装置
技术领域
本公开涉及指纹识别方法和用于指纹识别方法的电子装置。
背景技术
越来越多的服务和附加功能正通过智能电话或其它便携式电子装置提供。为满足各种用户的需求并提高电子装置的使用效率，通信服务运营商或装置制造商正投入开发具有差异化且多样化的功能的电子装置的竞争中。
随着电子装置提出更好的性能，各种生物识别技术被应用于电子装置。在这些生物识别技术之中，指纹识别是最广泛使用的。基于指纹感知的用户认证因它的优越的安全性和简化的方式而自豪。
以上信息作为背景信息被呈现仅用于帮助理解本公开。至于以上信息中的任何信息是否可应用为针对本公开的现有技术，尚未做出确定，且尚未进行声明。
发明内容
在使用光学指纹传感器的指纹识别中，如果用户的手指是干的或寒冷的，则指纹传感器的盖体可能与用户的指纹分离开，在这种情况下，传感器可能不适合地区分指纹的脊部和谷部，而这无法成功呈现准确的结果。
根据实施例，一种显示器可包括：透明盖体；包括光发射电路的光源，被构造为在第一方向上发射第一光线；第一偏振器，被布置在光源和盖体之间并被构造为使第一光线线性偏振；以及第一延迟器，被布置在第一偏振器和盖体之间并被构造为将第一光线的偏振从线性偏振改变为非线偏振。
根据实施例，第一延迟器可以是能够将第一光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振，从非线性偏振改变为线性偏振，或者保持非偏振的延迟器。
根据实施例，一种电子装置可包括：透明盖体；包括光发射电路的光源，被构造为在第一方向上发射第一光线；第一偏振器，被布置在光源和盖体之间并被构造为使第一光线线性偏振；第一延迟器，被布置在第一偏振器和盖体之间并被构造为将第一光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振；以及图像传感器，被构造为检测透过光源并形成指纹图像的第三光线。
根据实施例，第一延迟器可以是能够将第一光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振，从非线性偏振改变为线性偏振，或保持非偏振的延迟器。
根据实施例，一种电子装置可包括：壳体；透明构件，包括电子装置的外表面的至少一部分，并被布置在壳体的至少一部分中；显示面板，至少部分被容纳在壳体中；延迟层，被布置在透明构件和显示面板之间并被构造为将穿过透明构件入射到显示面板的光相位延迟大体90度；以及图像传感器，被布置在显示面板的至少一部分中或显示面板的至少一部分之下，并被构造为接收穿过显示面板和延迟层的至少一部分入射的光的至少一部分。
从下面结合附图进行的公开了本公开的各种示例性实施例的详细描述，本公开的其它方面、优点、和显著特征对技术领域中的技术人员将变得清楚。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和随同的优点将更清楚，其中：
图1是示出根据实施例的在网络环境中的电子装置的框图；
图2是示出根据实施例的显示装置的框图；
图3A是示出根据实施例的电子装置的透视图；
图3B是示出在与图3A的透视图不同的方向上观察时的电子装置的透视图；
图4A是示出根据实施例的电子装置的示图；
图4B是示出根据实施例的指纹检测装置的示图；
图4C是示出根据实施例的指纹图像的一部分的示图；
图5是示出根据实施例的背光被阻挡的电子装置的示图；
图6是示出根据实施例的应用了抗反射层的电子装置的示图；
图7是示出根据实施例的应用了折射率匹配层的电子装置的示图；
在整个附图中，相同的标号将被理解为表示相同的部件、组件和结构。
具体实施方式
图1是示出根据各种实施例的在网络环境100中的电子装置的框图。参照图1，在网络环境100中的电子装置101可经由第一网络198(例如，短程无线通信网络)与电子装置102通信，并且/或者经由第二网络199(例如，远程无线通信网络)与电子装置104和/或服务器108通信。根据实施例，电子装置101可经由服务器108与电子装置104通信。根据实施例，电子装置101可包括处理器(例如，包括处理电路)120、存储器130、输入装置(例如，包括输入电路)150、声音输出装置(例如，包括声音输出电路)155、显示装置160、音频模块(例如，包括音频电路)170、传感器模块176、接口(例如，包括接口电路)177、触觉模块(例如，包括触觉电路)179、相机模块180、电力管理模块188、电池189、通信模块(例如，包括通信电路)190、用户识别模块196和天线模块197。在一些实施例中，电子装置101可不包括上述组件中的至少一个(例如，显示装置160或相机模块180)或者可添加其它组件。在一些实施例中，一些组件可被实现为被集成到一起，例如，就好像传感器模块176(例如，指纹传感器、虹膜传感器或照度传感器)被嵌入在显示装置(160)(例如，显示器)中一样。
处理器120可包括各种处理电路并驱动例如软件(例如，程序140)以控制电子装置101与处理器120连接的至少一个其它组件(例如，硬件或软件组件)，并且可处理或计算各种数据。处理器120可在易失性存储器132上加载并处理从另一组件(例如，传感器模块176或通信模块190)接收到的命令或数据，并且处理器120可将结果数据存储在非易失性存储器134中。根据实施例，处理器120可包括主处理器121(例如，中央处理单元(CPU)和/或应用处理器等)，此外或可选地，可包括独立于主处理器121进行操作的辅助处理器123(例如，图形处理单元(GPU)、图像信号处理器、传感器中心处理器和/或通信处理器等)，其中，辅助处理器123比主处理器121消耗更少的电力或者被指明用于指定的功能。这里，辅助处理器123可与主处理器121分开进行操作或者可被嵌入到主处理器121中。
在这样的情况下，辅助处理器123可在主处理器121处于非激活(例如，睡眠)状态时代替主处理器121或在主处理器121处于激活状态(例如，执行应用)时与主处理器121一起，控制与电子装置101的组件中的至少一个(例如，显示装置160、传感器模块176或通信模块190)相关的至少一些功能或状态。根据实施例，辅助处理器123(例如，图像信号处理器或通信处理器)可被实现为与辅助处理器123功能上相关的另一组件(例如，相机模块180或通信模块190)的一部分。存储器130可存储由电子装置101的至少一个组件(例如，处理器120)使用的各种数据(例如，软件(例如，程序140)和针对与软件相关的命令的输入数据或输出数据)。存储器130可包括易失性存储器132或非易失性存储器134。
程序140(如在存储器130中存储的软件)可包括例如操作系统(OS)142、中间件144或应用146。
输入装置150可以是用于从电子装置101的外部(例如，用户)接收用于电子装置101的组件(例如，处理器120)的命令或数据的装置。输入装置150可包括各种输入电路，诸如，例如，而不是限制，麦克风、鼠标和/或键盘等。
声音输出装置155可以是用于向电子装置101的外部输出声音信号的装置。声音输出装置155可包括各种声音输出电路，诸如，例如，而不是限制：用于通用目的(诸如，播放多媒体，或者记录和播放)的扬声器等、以及仅用于呼叫接收目的接收器。根据实施例，接收器可与扬声器一体地形成，或与扬声器分开形成。
显示器160可以是用于向电子装置101的用户可视化地提供信息的装置。显示装置160可包括例如显示器、全息图装置或投影仪、以及用于控制显示器、全息图装置或投影仪的控制电路。根据实施例，显示装置160可包括能够测量触摸的压力的强度的触摸电路或压力传感器。
音频模块170可包括各种音频电路，并将声音转换为电信号，反之亦然。根据实施例，音频模块170可通过输入装置150获得声音，或者通过声音输出装置155或经有线或无线连接到电子装置101的外部电子装置(例如，电子装置102)(例如，扬声器或耳机)输出声音。
传感器模块176可产生与电子装置101的内部操作状态(例如，电力或温度)或外部环境状态相应的电信号或数据值。传感器模块176可包括，例如，而不是限制，手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物传感器、温度传感器、湿度传感器、和/或照度传感器等。
接口177可支持能够实现有线或无线地与外部电子装置(例如，电子装置102)连接的指定的协议。根据实施例，接口177可包括各种接口电路，诸如，例如，而不是限制，高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、安全数字(SD)卡接口和/或音频接口等。
连接端子178可包括能够物理地将电子装置101与外部电子装置(例如，电子装置102)连接的连接器，诸如，例如，且不是限制，HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器和/或音频连接器(例如，耳机连接器)等。
触觉模块179可包括各种触觉电路并可将电信号转换为机械刺激(例如，振动或移动)或电刺激，其中，机械刺激或电刺激可由用户经他的触觉感知或动觉感知识别。触觉模块179可包括，例如，而不是限制，电机、压电元件和/或电刺激器等。
相机模块180可捕获静态图像或动态图像。根据实施例，相机模块180可包括一个或更多个透镜、图像传感器、图像信号处理器或闪光灯。
电力管理模块188可以是用于管理向电子装置101提供的电力的模块。电力管理模块188可被配置为例如电力管理集成电路(PMIC)的至少一部分。
电池189可以是用于向电子装置101的至少一个组件提供电力的装置。电池189可包括例如不可充电的原电池、可充电的蓄电池或燃料电池。
通信模块190可包括各种通信电路，并支持在电子装置101和外部电子装置(例如，电子装置102、电子装置104或服务器108)之间建立有线或无线通信信道，并支持通过建立的通信信道执行通信。通信模块190可包括独立于处理器120进行操作的一个或更多个通信处理器(例如，应用处理器)，并支持有线或无线通信。根据实施例，通信模块190可包括包括各种通信电路的各种模块，诸如，例如，而不是限制，无线通信模块192(例如，蜂窝通信模块、短程无线通信模块、全球导航卫星系统(GNSS)通信模块)、有线通信模块194(例如，局域网(LAN)通信模块和/或电力线通信(PLC)模块)等。无线通信模块192和有线通信模块194中的相应的一个可被用于通过第一网络198(例如，短程通信网络(诸如，蓝牙、无线保真(Wi-Fi)直连或红外数据协会(IrDA)))或第二网络199(例如，远程通信网络(诸如，蜂窝网、因特网或通信网络(例如，LAN或广域网(WAN))))与外部电子装置通信。以上列举的通信模块190的类型可被实现为单个芯片或各自被实现为单独的芯片。
根据实施例，无线通信模块192可使用在用户识别模块196中存储的用户信息区分和认证在通信网络中的电子装置101。
天线模块197可包括用于向外部发送信号或电力/从外部接收信号或电力的一个或更多个天线。根据实施例，通信模块190(例如，无线通信模块192)可通过适合于通信方案的天线向外部电子装置发送信号/从外部电子装置接收信号。
以上描述的组件中的一些组件可通过在其间传递信号(例如，命令或数据)的外设间通信方案(例如，总线、通用输入/输出(GPIO)、串行外围接口(SPI)或移动工业处理器接口(MIPI))连接在一起。
根据实施例，可经由与第二网络199连接的服务器108在电子装置101和外部电子装置104之间发送或接收命令或数据。电子装置102和电子装置104中的每一个可以是与电子装置101相同类型或不同类型的装置。根据实施例，在电子装置101上执行的全部操作或一些操作可在一个或更多个其它外部电子装置上执行。根据实施例，当电子装置101应自动地或根据请求执行确定的功能或服务时，电子装置101可请求外部电子装置执行与确定的功能或服务相关联的至少一些功能，而不是本身执行功能或服务，或者，电子装置101除了本身执行功能或服务之外还可请求外部电子装置执行与确定的功能或服务相关联的至少一些功能。外部电子装置(例如，电子装置102和电子装置104或服务器106)可执行请求的功能或附加功能，并将执行的结果传送给电子装置101。电子装置101可通过按照原样处理接收到的结果或额外处理接收到的结果，提供请求的功能或服务。为此，可使用例如云计算、分布式计算或客户端-服务器计算技术。
图2是示出根据各种实施例的显示装置260的框图200。参照图2，显示装置260可包括显示器210和控制显示器210的显示驱动集成电路(DDI)230。DDI 230可包括接口模块(例如，包括接口电路和/或程序元件)231、存储器233(例如，缓冲存储器)、图像处理模块(例如，包括图像处理电路)235和/或映射模块(例如，包括映射电路和/或程序元件)237。
DDI 230可通过例如接口模块231从处理器120(例如，主处理器121(例如，应用处理器)或独立于主处理器121的功能进行操作的辅助处理器123)接收图像信息，其中，图像信息包括图像数据或与用于控制图像数据的命令相应的图像控制信号。DDI 230可经由接口模块231与例如触摸电路250或传感器模块176通信。DDI 230也可将接收到图像信息的至少一部分例如逐帧存储在存储器233中。图像处理模块235可针对图像数据的至少一部分执行预处理或后处理(例如，调节分辨率、亮度或大小)。根据实施例，例如，可至少部分地基于图像数据的一个或更多个特征或显示器210的一个或更多个特征执行预处理或后处理。
映射模块237可将由图像处理模块235预处理或后处理后的图像数据转换为电压值或电流值，其中，可至少基于显示器210的像素的至少部分属性(例如，像素的排列(RGB条带或pentile排列)或每个子像素的大小)以所述电压值或电流值驱动显示器210的像素。可基于例如所述电压值或所述电流值驱动显示器210的至少一些像素，使得与图像数据相应的视觉信息(例如，文本、图像或图标)可被显示在显示器210上。
根据实施例，显示装置260还可包括触摸电路250。触摸电路250可包括触摸传感器251和控制触摸传感器251的触摸传感器IC 253。触摸传感器IC 253可控制触摸传感器251，例如通过测量显示器210的特定位置的信号(例如，电压、光量、电阻或电荷量)变化来感测在显示器210的特定位置的触摸输入或悬停输入，并将关于感测到的触摸输入或悬停输入的信息(例如，位置、区域、压力或时间)提供给处理器120。根据实施例，触摸电路250的至少一部分(例如，触摸传感器IC 253)可形成为显示器210或DDI 230的部分，或形成为布置在显示装置260的外部的另一组件(例如，辅助处理器123)的部分。
根据实施例，显示装置260还可包括传感器模块176中的至少一个传感器(例如，指纹传感器、虹膜传感器、压力传感器或照度传感器)或用于至少一个传感器的控制电路。在这样的情况下，至少一个传感器或用于至少一个传感器的控制电路可被嵌入在显示装置260的组件(例如，显示器210、DDI 230或触摸电路250)的一个部分中。例如，当在显示装置260中嵌入的传感器模块176包括生物传感器(例如，指纹传感器)时，生物传感器可获得与经由显示器210的部分接收到的触摸输入相应的生物信息(例如，指纹图像)。作为另一示例，当在显示装置260中嵌入的传感器模块176包括压力传感器时，压力传感器可获得与经由显示器210的部分区域或整个区域接收到的触摸输入相应的压力信息。根据实施例，触摸传感器251或传感器模块176可被布置在显示器210的像素层中的像素之间，或在像素层之上或在像素层之下。
根据各种实施例的电子装置可以是各种类型的电子装置中的一个。电子装置可包括，例如，而不是限制，以下项中的至少一项：便携式通信装置(例如，智能电话)、计算机装置、便携式多媒体装置、便携式医疗装置、相机、可穿戴装置和/或家用电器等。根据本公开的实施例，电子装置不限于以上描述的这些电子装置。
应该清楚，本公开的各种实施例和这里使用的术语不是意在将这里阐述的技术限于特定的实施例，并且实施例的各种改变、等同物和/或替代物也落入本公开的范围内。
在整个说明书和附图中，相同或相似的标号可用于表示相同或相似的元件。将理解，除非上下文清楚地另有所指，否则单数形式包括复数引用。如这里使用的，术语“A或B”、“A和/或B中的至少一个”、“A、B或C”或“A、B和/或C中的至少一个”可包括列举项的全部可能组合。
如这里使用的，术语“第一”和“第二”可用于表示各种组件而不管重要性和/或顺序如何，并且用于将组件与另一组件区分而不是限制组件。将理解，当元件(例如，第一元件)被称为与另一元件(例如，第二元件)(可操作地或可通信地)“耦接”或“连接”/(可操作地或可通信地)“耦接到”或“连接到”该另一元件时，该元件可直接或经由第三元件与该另一元件耦接或连接/直接或经由第三元件耦接到或连接到该另一元件。
如这里使用的，术语“模块”包括被配置为硬件、软件或固件、或者硬件、软件或固件的任何组合的单元，并可与其它术语(例如，“逻辑”、“逻辑块”、“部件”或“电路”)交换使用。模块可以是单个完整部件、或用于执行一个或更多个功能的最小单元或部件。例如，而不是限制，模块可被配置为专用集成电路(ASIC)等。
如这里所陈述的各种实施例可被实现为包括在机器(例如，计算机)可读存储介质(例如，内部存储器136)或外部存储器138中存储的命令的软件(例如，程序140)。机器可以是可调用在存储介质中存储的命令并可根据调用的命令被操作的装置。机器可包括根据这里公开的实施例的电子装置(例如，电子装置101)。当由处理器(例如，处理器120)执行命令时，处理器可本身执行与命令相应的功能或可在处理器的控制下使用其他组件执行与命令相应的功能。命令可包括由编译器或解释器生成或执行的代码。机器可读存储介质可被设置为非暂时性存储介质的形式。
根据实施例，在计算机程序产品中可包括和设置根据本公开的各种实施例的方法。计算机程序产品可作为商品在卖方和买方之间进行交易。计算机程序产品可以以机器可读存储介质(例如，光盘只读存储器(CD-ROM))的形式分布或通过应用商店(例如，PlaystoreTM)在线分布。当在线分布时，计算机程序产品的至少一部分可被临时生成或至少被临时存储在存储介质(诸如，制造商的服务器、应用商店的服务器或中继服务器)中。
根据各种实施例，每个组件(例如，模块或程序)可由单个实体或多个实体配置，并且各种实施例可不包括以上描述的子组件中的一些子组件或者可添加其它子组件。可选地或此外，一些组件(例如，模块或程序)可被集成为可随后以相同或相似的方式执行组件的各自的(集成之前)功能的单个实体。根据各种实施例，可按照顺序、并行地、重复地或启发式地实施由模块、程序或其它组件执行的操作，或者可按照不同顺序执行至少一些操作或可省略至少一些操作，或者可添加其它操作。
图3A是示出根据实施例的电子装置的透视图。图3B是示出在与图3A的视图不同的方向上观察时的电子装置的透视图。
电子装置301(例如，电子装置101)可包括壳体303和显示器360(例如，显示装置160)。壳体303可包括：面向第一方向的前表面305或第一表面；面向与第一方向相反的第二方向的后表面307或第二表面。壳体303的后表面307可以是后盖。
壳体303的前表面305的至少一部分可具有开口。显示器360可包括透明盖体361(或窗口或盖体玻璃)。显示器360可安装在壳体303中，使得盖体361形成电子装置301/壳体303的前表面305的至少一部分。盖体361可被布置为封闭壳体303的前表面305的开口。
根据本公开的实施例，电子装置301可包括机械操作按钮、触摸键11a、触摸键11b和触摸键11c、和/或键区，其中，键区包括在壳体303的前表面305上或在显示器360的一侧上的按钮或触摸键中的至少一个。触摸键11a、触摸键11b和触摸键11c可检测用户的触摸输入。
壳体303可容纳各种电子部件。壳体303可至少部分地由导电材料形成。壳体303可包括形成电子装置301的外表面的侧壁。印刷电路部件(未示出)和/或电池(例如，电池189)可被容纳在壳体303的内部。例如，处理器(例如，处理器120)、通信模块(例如，通信模块190)、各种接口(例如，接口177)或电力管理模块(例如，电力管理模块188)中的至少一个可以以集成芯片(IC)的形式被安装在印刷电路部件(未示出)上。
根据本公开的实施例，电子装置301可在前表面的上部包括第一相机12a(例如，相机模块180)、光源12b或虹膜相机12c。例如，光源12b可包括红外(IR)发光二极管(LED)。虹膜相机12c可捕捉用从IR LED输出的红色近红外射线照射的用户的眼睛或虹膜。
根据本公开的实施例，电子装置301可在前表面的上部包括光源指示灯12d、照度传感器和/或接近传感器12e。
根据本公开的实施例，电子装置301可在后表面307上包括第二相机13a(例如，相机模块180)、心率监视器(HRM)13d和/或闪光灯13b。电子装置301可在顶部包括麦克风13c。
显示器360可通过壳体303的前表面305被暴露。显示器360可包括盖体361和显示面板。根据本公开的实施例，显示器360可在盖体361和显示面板之间包括触摸面板。显示器360可输出主屏幕或应用屏幕。显示器360可检测在主屏幕或应用屏幕上的触摸输入。
根据本公开的实施例，电子装置301可包括后盖以保护壳体303的后表面307。后盖可被安装在壳体303上，以面向显示器360的相反方向(第二方向)。后盖与壳体303和显示器360一起可形成电子装置301的外观。
根据本公开的实施例，显示器360的激活区域(或实际排列显示像素的区域或显示屏幕的区域)的至少一部分或指纹传感器区域363可被设置为用于识别指纹的指纹传感器或指纹传感器的部分。
根据实施例，指纹传感器376可被设置在电子装置301的后表面307。
图4A是示出根据实施例的电子装置的示图。
电子装置401(例如，电子装置101或电子装置301)可包括显示器410(例如，显示装置160或显示器360)和指纹检测装置460(例如，指纹传感器区域363或指纹传感器376)。在图4A中示出的显示器410的部分(例如，指纹传感器区域363)和指纹检测装置460可相应于电子装置401的指纹传感器。根据实施例，指纹检测装置460可相应于显示器410的一部分。
根据实施例，显示器410可包括显示面板412。显示面板412可包括第一偏振器431、第二相位延迟器423和光源440。相位延迟器也可在下文中被称为延迟器、延迟层、相位延迟片或波片。显示器410可包括透明盖体411(例如，盖体361)、第一相位延迟器421、显示面板412和缓冲器450。盖体也可在下文中被称为透明构件、窗口或盖体玻璃。
根据实施例，第一相位延迟器421可将线性偏振转换为圆偏振，或反之亦然。第一相位延迟器421可保持非偏振。
盖体411可被布置在电子装置401或壳体(例如，壳体403)的前表面上，或可被布置为形成前表面的至少一部分。
第一相位延迟器421可被布置在盖体411和光源440之间或在盖体411和第一偏振器431之间。第一相位延迟器421可被构造为在线性偏振和非线性偏振之间改变入射光的偏振。例如，第一相位延迟器421可被构造为在线性偏振和圆偏振(或椭圆偏振)之间改变入射光的偏振。例如，第一相位延迟器421可包括λ/4波片或(2n+1)λ/4波片(其中，n是正整数)。
第一偏振器431可被布置在盖体411和光源440之间或在第一相位延迟器421和光源440之间。第一偏振器431可被构造为使入射光线性偏振。第一偏振器431可被构造为将入射光的偏振从非偏振改变为线性偏振。第一偏振器431可被构造为使入射光的第一偏振分量(例如，平行偏振(P-偏振)分量)透射，同时至少部分地阻挡入射光的第二偏振分量(例如，垂直偏振(S-偏振)分量)。第一偏振分量的偏振方向可与第二偏振分量的偏振方向垂直。
第二相位延迟器423可被布置在盖体411和光源440之间或在第一相位延迟器421和光源440之间。第二相位延迟器423可被构造为在线性偏振和非线性偏振之间改变入射光的偏振。例如，第二相位延迟器423可被构造为将入射光的偏振从线性偏振改变为圆偏振或椭圆偏振。例如，第二相位延迟器423可包括λ/4波片或(2n+1)λ/4波片(其中，n是正整数)。根据实施例，第二相位延迟器423可将入射光的相位改变大体90度。相位改变可将线性偏振转变成圆偏振或椭圆偏振。例如，当平行偏振(P-偏振)光相对于λ/4波片的快轴以45度进入λ/4波片时，λ/4波片可在依据快轴(或在快轴上或平行于快轴)的偏振分量和依据与快轴垂直的轴(或在与快轴垂直的轴上或平行于与快轴垂直的轴)的偏振分量之间引起90度的相位差，从而将平行偏振转换为右旋圆偏振。另一方面，当左旋圆偏振光进入λ/4波片时，λ/4波片可将左旋圆偏振转换为垂直偏振(S-偏振)。光源440可被构造为在第一方向490上输出第一光线。第一方向490可以是从指纹检测装置460到盖体411的方向。
缓冲器450可被堆放在面向指纹检测装置460的光源440的表面上。缓冲器450可在与指纹检测装置460相应的位置包括开口451。
指纹检测装置460可包括被构造为检测第三光线的至少一部分的图像传感器。根据实施例，指纹检测装置460或图像传感器可在光源440的后表面上形成，或可在光源440中的像素层上或像素层中形成，或可在光源440中的像素之间形成。
根据实施例，指纹检测装置460可被附接到缓冲器450以覆盖开口451。根据实施例，指纹检测装置460可比开口451更宽，并且指纹检测装置460的边界(或外围部分)可被附接在面向指纹检测装置460的缓冲器450的表面(或第二表面)上。通过使指纹检测装置460比开口451更宽，用户可不关注指纹检测装置460。电子装置401或电子装置401的处理器(例如，处理器120)可控制光源440向盖体411发射第一光线。电子装置401可使用第一相位延迟器421、第一偏振器431和第二相位延迟器423阻挡从用户的皮肤/指纹403或盖体411反射的第二光线。电子装置401或电子装置401的处理器可使用指纹检测装置460检测来自用户皮肤的第三光线的至少一部分。检测到的第三光线的至少一部分可表示指纹图像。
光源440可包括以M行N列的矩阵结构排列的多个像素441和像素445。每个像素441或像素445可包括红色(R)子像素442或红色(R)子像素446、绿色(G)子像素443或绿色(G)子像素447以及蓝色(B)子像素444或蓝色(B)子像素448。光源440可被构造为允许每个像素根据选择的RGB子像素的组合在第一方向490上发射第一光线。例如，第一光线可包括从第一像素441发射的第一测试光线471和从第二像素445发射的第二测试光线472。例如，第一像素441可输出从G子像素443发射的绿光和从B子像素444发射的蓝光的组合，作为第一测试光线471。例如，第二像素445可输出从G子像素447发射的绿光和从B子像素448发射的蓝光的组合，作为第二测试光线472。
非偏振的且在第一方向490上从光源440发射的第一光线可按照顺序穿过第二相位延迟器423和第一偏振器431。第一偏振器431可被构造为将第一光线的偏振从非偏振改变为第一线性偏振(例如，平行偏振(P-偏振))。由第一偏振器431线性偏振的第一光线可穿过第一相位延迟器421。第一相位延迟器421可被构造为将第一光线的偏振从第一线性偏振改变为第一非线性偏振(例如，右旋圆偏振)。非线性偏振的第一光线可穿过盖体(或透明构件)411。透过盖体411的第一光线可穿过空气层入射到指纹403。例如，透过盖体411的第一测验光线471可入射在指纹403的脊部405上，并且透过盖体411的第二测试光线472可入射在指纹403的谷部407上。
第二光线(第一光线的从指纹403的表面和盖体411的布置为与指纹403相对的表面(或第一表面)反射的、部分)可在与第一方向490相反的第二方向492上传播。通过反射，第二光线可被变为具有第二非线性偏振(例如，左旋圆偏振)。例如，第二光线可包括第一反射光473和第二反射光474，其中，第一反射光473是第一测试光线471的一部分，第二反射光474是第二测试光线472的一部分。由于在盖体411的表面和脊部之间存在空气间隙，因此，第一反射光473可包括从盖体411的表面反射的第一分量Ra和从脊部405的表面反射的第二分量Rr。第二反射光474可包括从盖体411的表面反射的第一分量Ra和从谷部407的表面反射的第三分量Rv。第二光线可穿过第一相位延迟器421。根据实施例，第一相位延迟器421可被构造为将第二光线的偏振从第二非线性偏振改变为第二线性偏振(例如，垂直偏振(S-偏振))。线性偏振的第二光线可至少部分地被第一偏振器431阻挡。
根据实施例，相位延迟器(或延迟层)可将入射光的相位延迟大约90度，从而将光的偏振方向/状态从线性偏振改变为圆偏振或者从圆偏振改变为线性偏振。
入射在指纹403上的第一光线的另一部分可在用户的皮肤下被散射，并可然后从用户的皮肤或指纹403被发射。第三光线可在与第一方向490相反的第二方向492上行进，其中，第三光线是从用户的指纹403散射的光。散射可使第三光线具有非偏振。例如，第三光线可包括来自指纹403的脊部405的第一散射光475和来自指纹403的谷部407的第二散射光476。第三光线可顺序地穿过盖体411、第一相位延迟器421和第一偏振器431。第一偏振器431可被构造为将第一光线的偏振从非偏振改变为第一线性偏振(例如，平行偏振(P-偏振))。由第一偏振器431线性偏振的第三光线可穿过第二相位延迟器423。第二相位延迟器423可被构造为将第三光线的偏振从第一线性偏振改变为第一非线性偏振(例如，右旋圆偏振)。透过光源440的第三光线可穿过空气层入射到指纹检测装置460。指纹检测装置460可检测第三光线的至少一部分。检测到的第三光线的所述至少一部分可表示指纹图像。
表1可表示每个位置(P1、P2、P3、P4、P5或P6)的每个光线的偏振。
表1
位置 第一光线 第二光线 第三光线
P1 右旋圆偏振 左旋圆偏振 非偏振
P2 右旋圆偏振 左旋圆偏振 非偏振
P3 P-偏振 S-偏振 非偏振
P4 非偏振 被阻挡 P-偏振
P5 非偏振 无相应的光线 右旋圆偏振
P6 无相应的光线 无相应的光线 右旋圆偏振
图4B是示出根据实施例的指纹检测装置460的示图。
指纹检测装置460可包括图像传感器465、滤光器461和透镜463中的至少一个。
滤光器461可被布置在光源440和图像传感器465之间。滤光器461可被构造为使具有预设波长/频带的光透射/阻挡具有预设波长/频带的光。滤光器461可被构造为使已经穿过光源440的预设波长/频带的第三光线透射，同时阻挡其它波长/频带的光。例如，在光源440被构造为输出RGB子像素之中的从G子像素443或G子像素447发射的绿光的情况下，滤光器461可被构造为使绿色波长的光透射，同时阻挡其它波长/频带的光。
根据实施例，透镜463可被布置在光源440和图像传感器465之间。滤光器461和透镜463的位置可调换。透镜463可使透过滤光器461或光源440的光准直，或使透过滤光器461或光源440的光平行。例如，透镜463可包括以下组合中的至少一个：多个微透镜的组合、光纤透镜的组合或多个针孔透镜的组合。
图像传感器465可检测透过滤光器461和/或透镜463的光，作为图像/图像信号/图像数据。
图4C是示出根据实施例的指纹图像的一部分的示图。
由图像传感器465检测到的指纹图像480可包括与指纹403的脊部405相应的较亮的第一图像部分481和与指纹403的谷部407相应的较暗的第二图像部分483。
当指纹在位置P2被检测到时，与指纹403的脊部405相应的第一图像部分可由第一反射光473和第一散射光475形成，并且与指纹403的谷部407相应的第二图像部分可由第二反射光474和第二散射光476形成。由于在盖体411的表面和脊部之间存在空气间隙，因此，第一反射光473可包括从盖体411的表面反射的第一分量和从脊部405的表面反射的第二分量。第二反射光474可包括从盖体411的表面反射的第一分量和从谷部407的表面反射的第三分量。可假定第一分量的光强度(或亮度/功率)、第二分量的光强度、第三分量的光强度、第一散射光475的光强度和第二散射光476的光强度分别是Ra、Rr、Rv、Sr和Sv。在这样的假定下，可满足下面的关系：
Δ＝|(Sr+Rr+Ra)/(Sv+Rv+Ra)|≒1
在位置P2检测到的指纹图像中，可能难以清楚地区分与指纹403的脊部405相应的第一图像部分481和与指纹403的谷部407相应的第二图像部分483。
通过使用第一相位延迟器421至少部分地阻挡第一反射光473和第二反射光474，可由第一散射光475形成在由图像传感器465检测到的指纹图像480中的与指纹403的脊部405相应的第一图像部分481的大部分，并且可由第二散射光476形成与指纹403的谷部407相应的第二图像部分483的大部分。由于Sr>>Sv，第一图像部分481和第二图像部分483可彼此被清楚地区分。
由于光散射在指纹皮肤的真皮中出现，而不可能从伪造的指纹(例如，指纹照片或雕刻指纹的橡胶)出现，因此电子装置401可提供反欺诈功能。
根据实施例，显示器(例如，显示装置160、或显示器360或显示器410)可包括：透明盖体(例如，盖体361或盖体411)；光源(例如，光源440)，被构造为在第一方向上发射第一光线；第一偏振器(例如，第一偏振器431)，被布置在光源和盖体之间并被构造为使第一光线线性偏振；以及第一延迟器(例如，第一相位延迟器421)，被布置在第一偏振器和盖体之间并被构造为将第一光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振。
根据实施例，第一偏振器可被构造为至少部分地阻挡第二光线，其中，第二光线是第一光线的在与第一方向相反的第二方向上反射的部分。
根据实施例，第一延迟器被构造为将第二光线的偏振从非线性偏振改变为线性偏振。
根据实施例，第一偏振器被构造为使从显示器的外部入射到显示器的内部的第三光线线性偏振。
根据实施例，显示器还可包括：第二延迟器(例如，第二相位延迟器423)，被布置在光源和第一偏振器之间并且被构造为将第三光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振。
根据实施例，第三光线可以是第一光线的入射在用户的皮肤上并被散射的部分。
根据实施例，显示器还可包括被布置在第一延迟器的至少一个表面上的至少一个抗反射涂层(或层)。
根据实施例，显示器还可包括被布置在第一延迟器的至少一个表面上的至少一个折射率匹配层。
根据实施例，电子装置(例如，电子装置101、电子装置301或电子装置401)可包括：透明盖体；光源，被构造为在第一方向上发射第一光线；第一偏振器，被布置在光源和盖体之间并被构造为使第一光线线性偏振；第一延迟器，被布置在第一偏振器和盖体之间并被构造为将第一光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振；以及图像传感器(例如，图像传感器465)，被构造为检测透过光源并形成指纹图像的第三光线。
根据实施例，第一偏振器可被构造为使从电子装置的外部入射到电子装置的内部的第三光线线性偏振。
根据实施例，电子装置还可包括：第二延迟器，被布置在光源和第一偏振器之间并被构造为将第三光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振。
根据实施例，电子装置还可包括被布置在第一延迟器的至少一个表面上的至少一个抗反射涂层(或层)。
根据实施例，电子装置还可包括被布置在第一延迟器的至少一个表面上的至少一个折射率匹配层。
根据实施例，电子装置还可包括：第二偏振器，被布置在光源和图像传感器之间并被构造为使在与第一方向相反的第二方向上从光源发射的第四光线线性偏振。
根据实施例，电子装置还可包括：第三延迟器，被布置在第二偏振器和光源之间并被构造为将第三光线的偏振从非线性偏振改变为线性偏振。
根据实施例，电子装置还可包括：透镜，被布置在光源和图像传感器之间并被构造为控制第三光线的至少一部分传播的方向。
根据实施例，电子装置还可包括：滤光器，被布置在光源和图像传感器之间并被构造为使预设频带的光透射。
根据实施例，电子装置(例如，电子装置101、电子装置301或电子装置401)可包括：壳体(例如，壳体303)；透明构件，包括形成电子装置的外表面的至少一部分的透明盖体，并被布置在壳体的至少一部分中；显示面板，至少部分地容纳在壳体中；延迟层，被布置在透明构件和显示面板之间，并被构造为使穿过透明构件入射到显示面板的光被相位延迟大体90度；以及图像传感器，形成在显示面板的至少一部分中或显示面板的至少一部分之下，并被构造为获得穿过显示面板和延迟层的至少一部分入射的光的至少一部分。
根据实施例，显示面板可被构造为向透明构件发射光。
根据实施例，显示面板可包括：偏振器，被构造为使光线性偏振；以及另一延迟层，被构造为使入射光被相位延迟大体90度。
根据实施例，偏振器可被构造为阻挡从透明构件反射的光，并且图像传感器可被构造为获得未被偏振器阻挡的光。
根据实施例，显示面板可包括延迟层。
图5是示出根据实施例的背光被阻挡的电子装置的示图。
电子装置501(例如，电子装置101、电子装置301或电子装置401)可包括显示器410(例如，显示装置160或显示器360)和指纹检测装置460(例如，指纹传感器区域363或指纹传感器376)。显示器410可包括显示面板412。显示面板412可包括第一偏振器431、第二相位延迟器423和光源440。显示器410可包括透明盖体411(例如，透明构件、玻璃或盖体玻璃)、第一相位延迟器421(或延迟层或相位延迟片)、显示面板412和缓冲器450。图5中示出的显示器410的一部分(例如，指纹传感器区域363)和指纹检测装置460可相应于电子装置501的指纹传感器。根据实施例，指纹检测装置460可相应于显示器410的一部分。
电子装置501还可包括第三相位延迟器425和第二偏振器433。根据实施例，第三相位延迟器425和第二偏振器433可被实现为一层(例如，圆偏振器)。
图4A的电子装置401的组件的描述可应用于在电子装置501中的它们各自对应的组件(或具有相同/相似名称的组件)，这里不再复述重复的描述。
第三相位延迟器425可被布置在光源440和指纹检测装置460之间。第三相位延迟器425可被构造为在线性偏振和非线性偏振之间改变入射光的偏振。例如，第三相位延迟器425可被构造为在线性偏振和圆/椭圆偏振之间改变入射光的偏振。
第二偏振器433可被布置在光源440和指纹检测装置460之间或在第三相位延迟器425和指纹检测装置460之间。第二偏振器433可被构造为使入射光线性偏振。第二偏振器433可被构造为将入射光的偏振从非偏振改变为线性偏振。第二偏振器433可被构造为使入射光的第一偏振分量(例如，平行偏振(P-偏振)分量)透射，同时至少部分地阻挡入射光的第二偏振分量(例如，垂直偏振(S-偏振)分量)。
第三光线可顺序地穿过光源440和第三相位延迟器425。第三相位延迟器425可被构造为将第三光线的偏振从第一非线性偏振(例如，右旋圆偏振)改变为第一线性偏振(例如，P-偏振)。第三光线可穿过第二偏振器433。透过第二偏振器433的第三光线可穿过空气层入射到指纹检测装置460。指纹检测装置460可检测第三光线的至少一部分。检测到的第三光线的至少一部分可表示指纹图像。
非偏振的且在第二方向上从光源440发射的第四光线510(例如，光源440的背光)可顺序地穿过第三相位延迟器425和第二偏振器433。第二偏振器433可被构造为将第四光线510的偏振从非偏振改变为第一线性偏振(例如，平行偏振(P-偏振))。第二偏振器433可通过至少部分地阻挡第四光线510的第二偏振分量(例如，垂直偏振(S-偏振)分量)减少入射在指纹检测装置460上的第四光线的量。第四光线510的量的减少可抑制第四光线510被从指纹检测装置460向用户反射，因此降低指纹检测装置460的可见性。
表2可表示每个位置(P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7或P8)的每个光线的偏振。
表2
图6是示出根据实施例的应用了抗反射层的电子装置的示图。
电子装置601(例如，电子装置101或电子装置301)可包括显示器610(例如，显示装置160或显示器360)和指纹检测装置460(例如，指纹传感器区域363或指纹传感器376)。显示器610可包括显示面板412。显示面板412可包括第一偏振器431、第二相位延迟器423和光源440。显示器410可包括透明盖体411(例如，透明构件、玻璃或盖体玻璃)、第一相位延迟器421(或延迟层或相位延迟片)、显示面板412和缓冲器450。图6中示出的显示器610的一部分(例如，指纹传感器区域363)和指纹检测装置460可相应于电子装置601的指纹传感器。根据实施例，指纹检测装置460可相应于显示器610的一部分。
电子装置601还可包括第一抗反射层620和/或第二抗反射层622。
图4A的电子装置401的组件的描述可应用于在电子装置601中的它们各自对应的组件(或有相同/相似名称的组件)，这里不再复述重复的描述。
第一抗反射层620可被堆放在第一相位延迟器421的面向盖体411的第一表面上。第二抗反射层622可被堆放在第一相位延迟器421的面向第一偏振器431的第二表面上。第一抗反射层620和第二抗反射层622可被构造为使入射在第一抗反射层620和第二抗反射层622上的光的反射最小化。第一抗反射层620和第二抗反射层622各自可包括较高反射层(例如，Nb2O5层)和较低反射层(例如，SiO2层)的堆叠。
根据实施例，抗反射层可被布置在电子装置601的除了第一相位延迟器421之外的组件(例如，第一偏振器431或第二相位延迟器423)的第一表面和/或第二表面上。
图7是示出根据实施例的应用了折射率匹配层的电子装置的示图。
电子装置701(例如，电子装置101或电子装置301)可包括显示器710(例如，显示装置160或显示器360)和指纹检测装置460(例如，指纹传感器区域363或指纹传感器376)。显示器710可包括透明盖体411(或窗口或盖体玻璃)(例如，盖体361)、第一相位延迟器421(或相位延迟片)、第一偏振器431、第二相位延迟器423、光源440和缓冲器450。图7中示出的显示器710的一部分(例如，指纹传感器区域363)和指纹检测装置460可相应于电子装置701的指纹传感器。根据实施例，指纹检测装置460可相应于显示器710的一部分。
电子装置701还可包括第一折射率匹配层720和/或第二折射率匹配层722。
图4A的电子装置401的组件的描述可应用于在电子装置701中的它们各自对应的组件(或具有相同/相似名称的组件)，这里不再复述重复的描述。
第一折射率匹配层720可被布置在盖体411和第一相位延迟器421之间。根据实施例，盖体411和第一相位延迟器421可通过第一折射率匹配层720彼此附接。根据实施例，第一折射率匹配层720可具有在盖体411的折射率和第一相位延迟器421的折射率之间中间的/平均的折射率。第二折射率匹配层722可被布置在第一相位延迟器421和第一偏振器431之间。根据实施例，第一相位延迟器421和第一偏振器431可通过第二折射率匹配层722彼此附接。根据实施例，第二折射率匹配层722可具有在第一相位延迟器421的折射率和第一偏振器431的折射率之间中间的/平均的折射率。第一折射率匹配层720和第二折射率匹配层722可被构造为使可由于在它们各自相邻组件之间的边界处的折射率的不同而出现的反射最小化。第一折射率匹配层720和第二折射率匹配层722可包括透明的光学透明粘合剂(OCA)胶带。OCA胶带可以是由丙烯酸树脂或硅树脂形成的双面粘合剂胶带。
根据实施例，折射率匹配层可被布置在电子装置701的除了第一相位延迟器421之外的组件(例如，第一偏振器431或第二相位延迟器423)的第一表面和/或第二表面上。
如从前述描述所清楚的，根据本公开的各种实施例，到图像传感器的光反射可至少部分地被阻挡，以使从由图像传感器检测到的指纹图像中清楚地区分谷部和脊部。
尽管已参照本公开的各种示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域中的技术人员将理解：在不脱离由所附权利要求及其等同物定义的本公开的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (15)

1.一种显示器，包括：
透明盖体；
包括光发射电路的光源，被构造为在第一方向上发射第一光线；
第一偏振器，被布置在光源和透明盖体之间并被构造为使第一光线线性偏振；
第一延迟器，被布置在第一偏振器和透明盖体之间并被构造为将第一光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振，
其中，第一延迟器被构造为改变从显示器的外部的指纹反射的第二光线的偏振，并且第一偏振器被构造为至少部分地阻挡第二光线以防止第二光线透过所述光源到达图像传感器，
其中，从所述指纹散射的第三光线透过所述光源到达所述图像传感器以用于形成指纹图像。
2.如权利要求1所述的显示器，其中，第二光线是第一光线的在与第一方向相反的第二方向上反射的部分。
3.如权利要求2所述的显示器，其中，第一延迟器被构造为将第二光线的偏振从非线性偏振改变为线性偏振。
4.如权利要求1所述的显示器，其中，第一偏振器还被构造为使第三光线线性偏振。
5.如权利要求4所述的显示器，还包括：第二延迟器，被布置在光源和第一偏振器之间并被构造为将第三光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振。
6.如权利要求5所述的显示器，其中，第三光线是第一光线的入射在用户的所述指纹处的皮肤上并被散射的部分。
7.一种电子装置，包括：
透明盖体；
包括光发射电路的光源，被构造为在第一方向上发射第一光线：
第一偏振器，被布置在光源和透明盖体之间并被构造为使第一光线线性偏振；
第一延迟器，被布置在第一偏振器和透明盖体之间并被构造为将第一光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振；
图像传感器，被构造为检测第三光线，
其中，第一延迟器被构造为改变从显示器的外部的指纹反射的第二光线的偏振，并且第一偏振器被构造为至少部分地阻挡第二光线以防止第二光线透过所述光源到达图像传感器，
其中，从所述指纹散射的第三光线透过所述光源到达所述图像传感器以用于形成指纹图像。
8.如权利要求7所述的电子装置，其中，第二光线是第一光线的在与第一方向相反的第二方向上反射的部分。
9.如权利要求8所述的电子装置，其中，第一延迟器被构造为将第二光线的偏振从非线性偏振改变为线性偏振。
10.如权利要求7所述的电子装置，其中，第一偏振器还被构造为使第三光线线性偏振。
11.如权利要求10所述的电子装置，还包括：第二延迟器，被布置在光源和第一偏振器之间并被构造为将第三光线的偏振从线性偏振改变为非线性偏振，
其中，第三光线是第一光线的入射在用户的所述指纹处的皮肤上并被散射的部分。
12.如权利要求7所述的电子装置，还包括：第二偏振器，被布置在光源和图像传感器之间并被构造为使在与第一方向相反的第二方向上从光源发射的第四光线线性偏振。
13.如权利要求12所述的电子装置，还包括：第三延迟器，被布置在第二偏振器和光源之间并被构造为将第三光线的偏振从非线性偏振改变为线性偏振。
14.如权利要求7所述的电子装置，还包括：透镜，被布置在光源和图像传感器之间并被构造为控制第三光线的至少一部分传播的方向。
15.如权利要求7所述的电子装置，还包括：滤光器，被布置在光源和图像传感器之间并被构造为使预设频带的光透过。
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