CN109508683A - 用于显示装置的纹路识别方法、纹路检测芯片及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于显示装置的纹路识别方法、纹路检测芯片及显示装置，通过编码孔径成像原理控制可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案，以使可变掩摸结构形成编码孔径掩膜，这样可以使具有纹路的主体反射后的光经过编码孔径掩膜调制后入射到感光元件上，使感光元件产生电信号，从而可以根据电信号获取纹路图像信息，进而使显示装置实现纹路识别功能。

Description

用于显示装置的纹路识别方法、纹路检测芯片及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种用于显示装置的纹路识别方法、纹路检测芯片及显示装置。

背景技术

随着技术的高速发展，具有生物识别功能的移动产品逐渐进入人们的生活中。由于指纹是人体与生俱来且独一无二并可与他人相区别的特征，它由指端皮肤表面上的一系列谷和脊组成，这些谷和脊的组成细节通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帐篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或双旋等细节，决定了指纹的唯一特性，因此受到了广泛的关注。目前，人们已经将基于硅基工艺的按压式与滑动式指纹识别技术整合入移动产品中，未来人们关注的核心是在显示装置的显示区域内应用指纹识别技术，以使显示区域具有指纹识别功能。

因此，如何在显示装置的显示区域实现指纹识别功能是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种用于显示装置的纹路识别方法、纹路检测芯片及显示装置，用于使显示装置的显示区域实现指纹识别功能。

因此，本发明实施例提供了一种用于显示装置的纹路识别方法，所述显示装置包括：

可变掩摸结构，用于形成具有不同光线透过率的掩摸图案；

感光结构，包括多个感光元件，所述多个感光元件用于接收经由具有所述纹路的主体反射后穿过所述可变掩摸结构的光线；

所述纹路识别方法包括，

控制所述可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案；

检测各所述感光元件产生的电信号，根据所述电信号获取纹路图像信息。

可选地，在本发明实施例中，所述控制所述可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案，具体包括：控制所述可变掩摸结构形成包括透光区和完全不透光区的掩摸图案。

可选地，在本发明实施例中，所述电信号为电流信号；所述根据所述电信号获取纹路图像信息，具体包括：

将检测到的各所述感光元件产生的电流信号转换为模拟电压信号；

将各所述模拟电压信号经过模数转换后形成编码图像；

对所述编码图像进行解码，获取纹路图像信息。

可选地，在本发明实施例中，采用数字图像处理方法对所述编码图像进行解码。

可选地，在本发明实施例中，在所述控制所述可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案之前，还包括：获取所述显示装置中的被触摸区域；

所述控制所述可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案，具体包括：控制位于所述被触摸区域中的可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案。

可选地，在本发明实施例中，所述获取所述显示装置中的被触摸区域，具体包括：

获取各所述感光元件接收到的光线信息；

根据所述光线信息，确定光线分布信息；

根据所述光线分布信息，确定所述显示装置中的被触摸区域。

可选地，在本发明实施例中，所述获取所述显示装置中的被触摸区域，具体包括：

获取所述主体在触摸所述显示装置时，所述显示装置受到的压力的变化信息；

根据所述压力变化信息，确定所述显示装置中的被触摸区域。

可选地，在本发明实施例中，所述主体为手指。

相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：

可变掩摸结构，用于形成具有不同光线透过率的掩摸图案；

感光结构，包括多个感光元件，所述多个感光元件用于接收经由具有所述纹路的主体反射后穿过所述可变掩摸结构的光线；

控制模块，用于控制所述可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案；

检测模块，用于检测各所述感光元件产生的电信号，根据所述电信号获取纹路图像信息。

可选地，在本发明实施例中，所述可变掩摸结构包括：背光源以及位于所述背光源出光侧的液晶显示面板；

各所述感光元件位于显示区且位于所述液晶显示面板中的液晶层与所述背光源之间。

可选地，在本发明实施例中，所述显示装置还包括：位于所述感光元件与所述背光源之间的遮光层；所述遮光层在所述液晶显示面板的正投影覆盖各所述感光元件在所述液晶显示面板的正投影；

所述液晶显示面板包括位于所述显示区的多个子像素，各所述感光元件在所述液晶显示面板的正投影和所述遮光层在所述液晶显示面板的正投影分别与各所述子像素在所述液晶显示面板的正投影不交叠。

可选地，在本发明实施例中，所述可变掩摸结构包括：电致发光显示面板；所述电致发光显示面板包括衬底基板与位于显示区的多个子像素，各所述子像素包括透明电致发光器件；

各所述感光元件位于所述透明电致发光器件面向所述衬底基板一侧。

可选地，在本发明实施例中，所述显示装置还包括：位于各所述感光元件背离所述透明电致发光器件一侧的遮光层；

所述遮光层在所述衬底基板的正投影覆盖各所述感光元件在所述衬底基板的正投影。

相应地，本发明实施例还提供了一种纹路检测芯片，所述纹路检测芯片用于实现本发明实施例提供的纹路识别方法的步骤。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的用于显示装置的纹路识别方法、纹路检测芯片及显示装置，通过编码孔径成像原理控制可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案，以使可变掩摸结构形成编码孔径掩膜，这样可以使具有纹路的主体反射后的光经过编码孔径掩膜调制后入射到感光元件上，使感光元件产生电信号，从而可以根据电信号获取纹路图像信息，进而使显示装置实现纹路识别功能。

附图说明

图1为编码孔径成像的示意图；

图2为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的纹路识别方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的显示装置的具体结构示意图之一；

图5为本发明实施例提供的显示装置的形成掩膜图案的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的显示装置的具体结构示意图之二。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的用于显示装置的纹路识别方法、纹路检测芯片及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，附图中各图形的形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且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。

一般编码孔径成像技术主要用在高能量成像中，例如被用在X射线或γ射线成像中。编码孔径成像利用了与针孔摄影机相同的原理，但是编码孔径成像不具有单个小孔径，如图1所示，编码孔径成像是使用具有编码孔径阵列的编码孔径掩模Mask。该编码孔径阵列具有按不同变化规律分布的孔径，从而使场景的原图像W1通过该编码孔径掩模Mask中的孔径，传递到检测器阵列Sensor上，从而在检测器阵列Sensor上形成一系列重叠的图像。由于在检测器阵列Sensor上形成的图像不能被直接识别为该场景中的原图像，而是与编码孔径阵列相关的编码图像，因此还需要进行处理以便由所记录的数据重建原始场景图像。具体地，可以通过如下公式重建原始场景图像：g(x,y)＝f(x,y)*h(x,y)+n(x,y)；其中，*代表卷积符号，g(x,y)代表检测器阵列Sensor上形成的编码图像，即按照编码孔径成像原理得到的重叠像，f(x,y)代表原始场景图像，h(x,y)代表点扩散函数(Point Spread Function，PSF)，n(x,y)代表系统噪声函数。从而可以通过该公式得到原始场景图像。

基于此，本发明实施例提供了一种显示装置，如图2所示，该显示装置可以包括：可变掩摸结构100、感光结构200以及纹路检测芯片(图中未示出)；其中，可变掩摸结构100可以用于形成具有不同光线透过率的掩摸图案。感光结构200包括多个感光元件210，多个感光元件210用于接收经由具有纹路的主体300反射后穿过可变掩摸结构100的光线S1。控制模块(图中未示出)用于控制可变掩摸结构100形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案。检测模块(图中未示出)，用于检测各感光元件210产生的电信号，根据电信号获取纹路图像信息。

本发明实施例提供的显示装置，通过设置可以形成具有不同光线透过率的掩摸图案的可变掩摸结构，并设置用于接收具有纹路的主体反射后经过可变掩摸结构的光线的感光元件，以及设置控制模块，以通过编码孔径成像原理控制可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案，以使可变掩摸结构形成编码孔径掩膜，这样通过检测模块可以使经由具有纹路的主体反射后的光穿过编码孔径掩膜调制后入射到感光元件上，使感光元件产生电信号，从而可以根据电信号获取纹路图像信息，进而使显示装置实现纹路识别功能。

本发明实施例还提供了一种用于显示装置的纹路识别方法，如图3所示，可以包括如下步骤：

S301、控制可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案。具体地，可以控制可变掩摸结构形成包括透光区和完全不透光区的掩摸图案。这样可以使形成的掩膜图案作为编码孔径成像原理中的编码孔径掩模，以对通过完全透光区的光线进行调制。进一步地，形成的透光区可以是完全透光区，或者也可以是半透光区，其能使主体反射后的光透过即可，在此不作限定。

S302、检测各感光元件产生的电信号，根据电信号获取纹路图像信息。

本发明实施例提供的用于显示装置的纹路识别方法，通过编码孔径成像原理控制可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案，以使可变掩摸结构形成编码孔径掩膜，这样可以使具有纹路的主体反射后的光经过编码孔径掩膜调制后入射到感光元件上，使感光元件产生电信号，从而可以根据电信号获取纹路图像信息，进而使显示装置实现纹路识别功能。

由于指纹是人体与生俱来且独一无二并可与他人相区别的特征，它由指端皮肤表面上的一系列谷和脊组成，这些谷和脊的组成细节通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帐篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或双旋等细节，决定了指纹的唯一特性，因此，在本发明实施例中，可以将主体设置为手指。从而使检测模块可以根据电信号获取手指的纹路图像信息，进而进行指纹识别。

在具体实施时，感光元件可以包括：光电二极管以及与该光电二极管电连接的开关晶体管，该开关晶体管用于在检测控制信号的控制下将检测模块与光电二极管导通，以使检测模块可以检测各感光元件产生的电信号。一般光电二极管在受光照时可以产生光电流，从而使流经其的电流发光变化。在本发明实施例中，电信号可以为电流信号。这样根据电信号获取纹路图像信息，具体可以包括如下步骤：

将检测到的各感光元件产生的电流信号转换为模拟电压信号；

将各模拟电压信号经过模数转换后形成编码图像；其中，可以采用模数转换器将模拟电压信号转换为数字电压信号，以通过数字电压信号形成编码图像。

对编码图像进行解码，获取纹路图像信息；其中，可以采用数字图像处理方法对编码图像进行解码。需要说明的是，数字图像处理方法可以与现有技术中的数字图像处理方法基本相同，为本领域的普通技术人员应该理解的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。

进一步地，为了避免显示和纹路识别相互干扰，在具体实施时，一帧时间可以包括：显示阶段和纹路识别阶段；

在显示阶段，控制显示装置进行显示画面；

在纹路识别阶段，控制可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案；以及检测各感光元件产生的电信号，根据电信号获取纹路图像信息。

进一步地，在例如手指触摸显示装置时，由于手指的遮挡，导致手指触摸位置不能被人眼看到，这样可以仅在手指触摸位置形成掩膜图案，可以避免影响显示效果。在具体实施时，在纹路识别阶段，在控制可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案之前，还可以包括：获取显示装置中的被触摸区域。进一步地，控制可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案，具体可以包括：控制位于被触摸区域中的可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案。这样可以通过先确定手指的被触摸区域，之后再针对纹路触摸区域中的可变掩摸结构进行控制，以仅使该纹路触摸区域形成掩膜图案，从而可以在进行指纹采集时，仍可使其余区域进行正常的图像显示。

由于手指触摸时，可以反射光或遮挡出射光，因此在一些可能的实施方式中，获取显示装置中的被触摸区域，具体可以包括：

获取各感光元件接收到的光线信息，

根据光线信息，确定光线分布信息；

根据光线分布信息，确定显示装置中的被触摸区域。这样可以根据手指反射的光来确定被触摸区域。

由于手指触摸时，会对显示装置造成一定的按压作用，因此在一些可能的实施方式中，显示装置还包括压感检测装置，这样获取显示装置中的被触摸区域，具体可以包括：

获取主体在触摸显示装置时，显示装置受到的压力变化信息。具体地，获取手指在触摸显示装置时，显示装置受到的压力的变化信息。

根据压力变化信息，确定显示装置中的被触摸区域。这样可以通过压感检测装置获取手指在触摸显示装置时，显示装置受到的压力的变化信息；并根据压力变化信息，确定显示装置中的被触摸区域。需要说明的是，压感检测装置可以与现有技术中的压感检测装置基本相同，为本领域的普通技术人员应该理解的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。

下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。需要说明的是，下述实施例是为了更好的解释本发明，但不限制本发明。

实施例一、

在一些可能的实施方式中，如图4所示，可变掩摸结构可以包括：背光源110以及位于背光源110出光侧的液晶显示面板120。各感光元件210位于显示区且位于液晶显示面板120中的液晶层121与背光源110之间。这样通过控制液晶显示面板中的显示区内的子像素，使显示区形成完全透光区和完全不透光区这两种不同光线透过率的掩摸图案，以使显示区形成用于实现编码孔径成像的编码孔径掩模，从而使手指反射的光通过该形成的编码孔径掩模调制后，以入射到感光元件上，使感光元件产生电信号，进而通过检测各感光元件产生的电信号，以根据电信号获取纹路图像信息，以使液晶显示装置的显示区实现纹路识别功能。在具体实施时，可以控制显示区中被触摸区域内的子像素，以使被触摸区域形成完全透光区和完全不透光区这两种不同光线透过率的掩摸图案。

进一步地，液晶显示面板120可以包括相对设置的阵列基板122和对向基板123，液晶层121封装于阵列基板122和对向基板123之间。其中，各感光元件210可以位于液晶层121与阵列基板122之间；或者，各感光元件210也可以位于阵列基板和背光源之间。进一步地，在具体实施时，液晶显示面板可以包括位于显示区的多个子像素PX，以及位于阵列基板的衬底基板上的且位于各子像素中的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)和与TFT连接的像素电极，这样可以使各感光元件位于液晶层121与像素电极所在层之间。当然，也可以使各感光元件与TFT位于同一层，在此不作限定。进一步地，在具体实施时，液晶显示面板还可以包括位于对向基板面向液晶层一侧的公共电极层、彩膜层以及位于各子像素之间的黑矩阵；其中，黑矩阵位于对向基板面向液晶层一侧，彩膜层位于黑矩阵面向液晶层一侧，公共电极层位于彩膜层面向液晶层一侧。

为了进一步地避免背光源的光对感光元件的影响，在具体实施时，显示装置还可以包括：位于感光元件210与背光源110之间的遮光层124。遮光层124在液晶显示面板的正投影覆盖各感光元件210在液晶显示面板的正投影。从而可以避免背光源出射的光直接射入到感光元件上。并且，各感光元件210在液晶显示面板的正投影和遮光层124在液晶显示面板的正投影分别与各子像素PX在液晶显示面板的正投影不交叠。这样可以避免感光元件210和遮光层124影响子像素PX出光，避免影响显示效果。

下面以主体为手指为例，结合附图4和图5，通过具体实施例对纹路识别方法中的纹路识别阶段中的工作过程进行说明。纹路识别方法可以包括如下步骤：

(1)获取各感光元件210接收到的光线信息。

具体地，光线信息可以指的是入射到感光元件210中的光电二极管上的光的强度。在手指触摸液晶显示面板120时，手指会将背光源110出射的光通过显示画面的子像素PX反射到感光元件210中的光电二极管上，以使光电二极管产生电流信号。这样通过检测控制信号控制感光元件210中的开关晶体管打开，可以获取到流经各光电二极管的电流信号，在获取到流经各光电二极管的电流信号之后，通过检测控制信号关闭各开关晶体管。从而根据获取到的流经各光电二极管的电流信号，可以确定入射到各光电二极管上的光的强度。

(2)根据获取到的各感光元件的光线信息，确定光线分布信息。

具体地，光线分布信息可以指的是入射到各光电二极管上的光的强度的强弱分布。

(3)根据光线分布信息，确定显示装置中的被触摸区域TB。

具体地，由于手指反射的光可以入射到一定区域中的感光元件210上，而其余区域中的光电二极管接收到的光较弱，甚至未接受到光。因此，可以通过各光电二极管上的光的强度，可以确定出光线强度的分布信息。从而根据该光线强度的分布信息，可以确定出手指在液晶显示面板120上触摸的被触摸区域TB。

(4)控制位于被触摸区域TB中的可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案。

具体地，根据编码孔径成像原理控制位于被触摸区域TB中的部分子像素PX形成完全透光区(例如图5中显示白色的子像素PX)，控制被触摸区域TB中其余部分子像素PX形成完全不透光区(例如图5中黑色的子像素PX)，从而可以使被触摸区域TB中的子像素PX形成编码孔径掩模的掩摸图案。需要说明的是，形成的掩摸图案可以为条形、圆环形、字符型、矩形等图形中的至少一种，其具体的掩膜图案需要根据实际应用来设计确定，在此不作限定。并且，被触摸区域TB之外的子像素PX正常显示。

(5)检测各感光元件210产生的电流信号。

具体地，手指会将背光源110出射的光进行反射后，通过被触摸区域TB中的完全透光区的子像素PX入射到光电二极管上，以使光电二极管产生电流信号。这样通过检测控制信号控制显示装置中的每个感光元件210中的开关晶体管打开，可以检测到流经每个光电二极管的电流信号，在检测到流经各光电二极管的电流信号之后，通过检测控制信号关闭开关晶体管。

(6)将检测到的各感光元件210产生的电流信号转换为模拟电压信号。其中，显示装置中的每个感光元件一一对应一个转换后的模拟电压信号。

(7)将各模拟电压信号经过模数转换后形成编码图像。

具体地，通过模数转换器将各模拟电压信号转换为数字电压信号，以使转换后的数字电压信号形成编码图像。

(8)采用数字图像处理方法对编码图像进行解码，以获取手指的指纹纹路图像信息。

具体地，首先，模拟编码孔径成像的重叠像g(x,y)，对公式g(x,y)＝f(x,y)*h(x,y)+n(x,y)进行傅里叶变换(FFT)，可得其频谱分布公式：

G(u,v)＝F(u,v)*H(u,v)+N(u,v)；

其中，G(u,v)代表g(x,y)对应的频率，F(u,v)代表f(x,y)对应的频率，N(u,v)代表n(x,y)对应的频率，H(u,v)代表光学调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)。

其次，通过光学传递函数(Optical Transfer Function，OTF)：

其中，Hc(u,v)代表实部，Hs(u,v)代表虚部，i代表虚部单位，可以计算得到

再次，通过维纳滤波器对G(u,v)＝F(u,v)*H(u,v)+N(u,v)进行滤波处理，得到公式：

F'(u,v)≈F(u,v)+N'(u,v)；

其中，F'(u,v)代表F(u,v)滤波后的频率，N'(u,v)代表N(u,v)滤波后的频率，H^*(u,v)代表光学调制传递函数的复数共轭，ε代表需要调节的参数，ε是未知的，为了计算方便，可以根据处理对象的不同将ε设置为某个经验值。其中，可以利用光学调制传递函数来设计维纳滤波器，主要设计选择维纳滤波器的合适的ε，使处理结果尽可能趋于最佳，从而得到ε。

进一步地，对F'(u,v)≈F(u,v)+N'(u,v)进行逆傅里叶变换(IFFT)，可以得到公式：

f'(x,y)≈f(x,y)+n'(x,y)；

其中，f'(x,y)代表重构后的原始目标中间像，n'(x,y)代表噪音函数。进而通过上式可以得到f(x,y)。该f(x,y)即为手指的指纹纹路图像信息。

实施例二、

在另一些可能的实施方式中，在具体实施时，在本发明实施例中，如图6所示，可变掩摸结构可以包括：电致发光显示面板130。电致发光显示面板可以包括衬底基板131与位于显示区的多个子像素PX，各子像素PX包括透明电致发光器件。其中，透明电致发光器件可以包括：透明有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)或透明量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes，QLED)。具体地，各感光元件210可以位于透明电致发光器件面向衬底基板131一侧。在具体实施时，各子像素PX还可以包括用于驱动透明电致发光器件发光的像素电路。这样可以使各感光元件210位于像素电路所在层和衬底基板131之间；或者，也可以使各感光元件210位于衬底基板131背离透明电致发光器件一侧。

为了进一步地避免透明电致发光器件的光对感光元件的影响，在具体实施时，如图6所示，显示装置还可以包括：位于各感光元件210背离透明电致发光器件一侧的遮光层124。并且，遮光层124在衬底基板131的正投影覆盖各感光元件210在衬底基板131的正投影。进一步地，可以使遮光层在衬底基板的正投影与各感光元件在衬底基板的正投影重叠。进一步地，可以使各感光元件210在衬底基板131的正投影与各子像素PX在衬底基板131的正投影不交叠，这样可以避免透明电致发光器件发光对感光元件210的影响。

下面以主体为手指为例，结合附图6和图5，通过具体实施例对纹路识别方法中的纹路识别阶段中的工作过程进行说明。纹路识别方法可以包括如下步骤：

(1)获取各感光元件210接收到的光线信息。

具体地，光线信息可以指的是入射到感光元件210中的光电二极管上的光的强度。在手指触摸电致发光显示面板130时，手指会将透明电致发光器件出射的光通过显示画面的子像素PX反射到感光元件210中的光电二极管上，以使光电二极管产生电流信号。这样通过检测控制信号控制感光元件210中的开关晶体管打开，可以获取到流经各光电二极管的电流信号，在获取到流经各光电二极管的电流信号之后，通过检测控制信号关闭各开关晶体管。从而根据获取到的流经各光电二极管的电流信号，可以确定入射到各光电二极管上的光的强度。

(2)根据获取到的各感光元件的光线信息，确定光线分布信息。

具体地，光线分布信息可以指的是入射到各光电二极管上的光的强度的强弱分布。

(3)根据光线分布信息，确定显示装置中的被触摸区域TB。

具体地，由于手指反射的光可以入射到一定区域中的感光元件210上，而其余区域中的光电二极管接收到的光较弱，甚至未接受到光。因此，可以通过各光电二极管上的光的强度，可以确定出光线强度的分布信息。从而根据该光线强度的分布信息，可以确定出手指在液晶显示面板120上触摸的被触摸区域TB。

(4)控制位于被触摸区域TB中的可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案。

具体地，根据编码孔径成像原理控制位于被触摸区域TB中的部分子像素PX形成完全透光区(例如图5中白色的子像素PX)，控制被触摸区域TB中其余部分子像素PX形成完全不透光区(例如图5中黑色的子像素PX)，从而可以使被触摸区域TB中的子像素PX形成编码孔径掩模的掩摸图案。需要说明的是，形成的掩摸图案可以为条形、圆环形、字符型、矩形等图形中的至少一种，其具体的掩膜图案需要根据实际应用来设计确定，在此不作限定。并且，被触摸区域TB之外的子像素PX正常显示。

(5)检测各感光元件210产生的电流信号。

具体地，手指会将透明电致发光器件出射的光进行反射后，通过被触摸区域TB中的完全透光区的子像素PX入射到光电二极管上，以使光电二极管产生电流信号。这样通过检测控制信号控制显示装置中的每个感光元件210中的开关晶体管打开，可以检测到流经每个光电二极管的电流信号，在检测到流经各光电二极管的电流信号之后，通过检测控制信号关闭开关晶体管。

(6)将检测到的各感光元件210产生的电流信号转换为模拟电压信号。其中，显示装置中的每个感光元件一一对应一个转换后的模拟电压信号。

(7)将各模拟电压信号经过模数转换后形成编码图像。

具体地，通过模数转换器将各模拟电压信号转换为数字电压信号，以使转换后的数字电压信号形成编码图像。

(8)采用数字图像处理方法对编码图像进行解码，以获取手指的指纹纹路图像信息。

具体地，首先，模拟编码孔径成像的重叠像g(x,y)，对公式g(x,y)＝f(x,y)*h(x,y)+n(x,y)进行傅里叶变换(FFT)，可得其频谱分布公式：

G(u,v)＝F(u,v)*H(u,v)+N(u,v)；

其中，G(u,v)代表g(x,y)对应的频率，F(u,v)代表f(x,y)对应的频率，N(u,v)代表n(x,y)对应的频率，H(u,v)代表光学调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)。

其次，通过光学传递函数(Optical Transfer Function，OTF)：H(u,v)＝Hc(u,v)+iHs(u,v)；其中，Hc(u,v)代表实部，Hs(u,v)代表虚部，i代表虚部单位，可以计算得到

再次，通过维纳滤波器对G(u,v)＝F(u,v)*H(u,v)+N(u,v)进行滤波处理，得到公式：

F'(u,v)≈F(u,v)+N'(u,v)；

其中，F'(u,v)代表F(u,v)滤波后的频率，N'(u,v)代表N(u,v)滤波后的频率，H^*(u,v)代表光学调制传递函数的复数共轭，ε代表需要调节的参数，ε是未知的，为了计算方便，可以根据处理对象的不同将ε设置为某个经验值。其中，可以利用光学调制传递函数来设计维纳滤波器，主要设计选择维纳滤波器的合适的ε，使处理结果尽可能趋于最佳，从而得到ε。

进一步地，对F'(u,v)≈F(u,v)+N'(u,v)进行逆傅里叶变换(IFFT)，可以得到公式：

f'(x,y)≈f(x,y)+n'(x,y)；

其中，f'(x,y)代表重构后的原始目标中间像，n'(x,y)代表噪音函数。进而通过上式可以得到f(x,y)。该f(x,y)即为手指的指纹纹路图像信息。

在具体实施时，本发明实施例提供的显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。

在具体实施时，控制模块和检测模块可以分别为结合软件和硬件方面的实施例的形式。进一步地，为了提高提成度，可以将这两个模块集成在一个集成电路(IntegratedCircuit，IC)中，例如纹路检测芯片。

在具体实施时，本发明实施例还提供了一种纹路检测芯片，该纹路检测芯片可以用于实现本发明实施例提供的上述纹路识别方法的步骤。该纹路检测芯片解决问题的原理与前述纹路识别方法相似，因此该纹路检测芯片的实施可以参见前述纹路识别方法的实施，重复之处在此不再赘述。

在具体实施时，纹路检测芯片还可以用于在显示阶段控制显示装置进行显示画面。从而提高芯片的集成度。

在具体实施时，该纹路检测芯片可以独立于显示装置以实现其功能，或者，该纹路检测芯片也可以设置于显示装置内以实现其功能，这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。

本发明实施例提供的用于显示装置的纹路识别方法、纹路检测芯片及显示装置，通过编码孔径成像原理控制可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案，以使可变掩摸结构形成编码孔径掩膜，这样可以使具有纹路的主体反射后的光经过编码孔径掩膜调制后入射到感光元件上，使感光元件产生电信号，从而可以根据电信号获取纹路图像信息，进而使显示装置实现纹路识别功能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种用于显示装置的纹路识别方法，其特征在于，所述显示装置包括：

可变掩摸结构，用于形成具有不同光线透过率的掩摸图案；

感光结构，包括多个感光元件，所述多个感光元件用于接收经由具有所述纹路的主体反射后穿过所述可变掩摸结构的光线；

所述纹路识别方法包括，

控制所述可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案；

检测各所述感光元件产生的电信号，根据所述电信号获取纹路图像信息。

2.如权利要求1所述的纹路识别方法，其特征在于，所述控制所述可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案，具体包括：控制所述可变掩摸结构形成包括透光区和完全不透光区的掩摸图案。

3.如权利要求1或2所述的纹路识别方法，其特征在于，所述电信号为电流信号；所述根据所述电信号获取纹路图像信息，具体包括：

将检测到的各所述感光元件产生的电流信号转换为模拟电压信号；

将各所述模拟电压信号经过模数转换后形成编码图像；

对所述编码图像进行解码，获取纹路图像信息。

4.如权利要求3所述的纹路识别方法，其特征在于，采用数字图像处理方法对所述编码图像进行解码。

5.如权利要求1或2所述的纹路识别方法，其特征在于，在所述控制所述可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案之前，还包括：获取所述显示装置中的被触摸区域；

所述控制所述可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案，具体包括：控制位于所述被触摸区域中的可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案。

6.如权利要求5所述的纹路识别方法，其特征在于，所述获取所述显示装置中的被触摸区域，具体包括：

获取各所述感光元件接收到的光线信息；

根据所述光线信息，确定光线分布信息；

根据所述光线分布信息，确定所述显示装置中的被触摸区域。

7.如权利要求5所述的纹路识别方法，其特征在于，所述获取所述显示装置中的被触摸区域，具体包括：

获取所述主体在触摸所述显示装置时，所述显示装置受到的压力的变化信息；

根据所述压力变化信息，确定所述显示装置中的被触摸区域。

8.如权利要求1或2所述的纹路识别方法，其特征在于，所述主体为手指。

9.一种显示装置，其特征在于，包括：

可变掩摸结构，用于形成具有不同光线透过率的掩摸图案；

感光结构，包括多个感光元件，所述多个感光元件用于接收经由具有所述纹路的主体反射后穿过所述可变掩摸结构的光线；

控制模块，用于控制所述可变掩摸结构形成包括两种不同光线透过率的掩摸图案；

检测模块，用于检测各所述感光元件产生的电信号，根据所述电信号获取纹路图像信息。

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述可变掩摸结构包括：背光源以及位于所述背光源出光侧的液晶显示面板；

各所述感光元件位于显示区且位于所述液晶显示面板中的液晶层与所述背光源之间。

11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：位于所述感光元件与所述背光源之间的遮光层；所述遮光层在所述液晶显示面板的正投影覆盖各所述感光元件在所述液晶显示面板的正投影；

所述液晶显示面板包括位于所述显示区的多个子像素，各所述感光元件在所述液晶显示面板的正投影和所述遮光层在所述液晶显示面板的正投影分别与各所述子像素在所述液晶显示面板的正投影不交叠。

12.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述可变掩摸结构包括：电致发光显示面板；所述电致发光显示面板包括衬底基板与位于显示区的多个子像素，各所述子像素包括透明电致发光器件；

各所述感光元件位于所述透明电致发光器件面向所述衬底基板一侧。

13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：位于各所述感光元件背离所述透明电致发光器件一侧的遮光层；

所述遮光层在所述衬底基板的正投影覆盖各所述感光元件在所述衬底基板的正投影。

14.一种纹路检测芯片，其特征在于，所述纹路检测芯片用于实现如权利要求1-8任一项所述的纹路识别方法的步骤。