CN109690567B

CN109690567B - 指纹识别装置和电子设备

Info

Publication number: CN109690567B
Application number: CN201880002833.8A
Authority: CN
Inventors: 李梦平; 杜灿鸿
Original assignee: Shenzhen Goodix Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Goodix Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2038-12-14
Also published as: EP3796208A1; WO2020118699A1; CN109690567A; US20210103714A1; EP3796208A4; EP3796208B1; CN112070018A; CN112070018B; US11361583B2

Abstract

提供了一种指纹识别装置和电子设备。所述指纹识别装置包括：指纹传感器；所述指纹传感器包括光学感应阵列，所述光学感应阵列的空间周期N满足N<M/2K；其中，M为发光像素阵列的空间周期，K为所述指纹传感器的感应区域内显示的图像与所述指纹传感器在所述感应区域内采集的图像之间的缩放比例。本申请通过明确显示屏中的发光像素阵列的空间周期和指纹传感器中的光学感应阵列的空间周期之间的关系，可以避免所述传感器基于透过显示屏接收到的光线进行成像时产生莫尔条纹，进而提高指纹识别的性能。

Description

指纹识别装置和电子设备

技术领域

本申请实施例涉及通信领域，并且更具体地，涉及指纹识别装置和电子设备。

背景技术

屏下光学指纹系统通常由多个叠层构成，典型的叠层结构从上往下包括采图手指、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)屏、光学成像组件以及光学传感器。然而，由于OLED屏的结构形态和光学传感器的结构形态相似，会使得光学传感器基于透过显示屏的光线成像时会产生莫尔条纹，进而影响指纹识别的性能。

发明内容

提供了一种指纹识别装置和电子设备，能够有效提高指纹识别的性能。

第一方面，提供了一种指纹识别装置，包括：

指纹传感器；

所述指纹传感器包括光学感应阵列，所述光学感应阵列的空间周期N满足N<M/2K；

其中，M为发光像素阵列的空间周期，K为所述指纹传感器的感应区域内显示的图像与所述指纹传感器在所述感应区域内采集的图像之间的缩放比例。

在一些可能实现的方式中，所述光学感应阵列的空间周期的范围为1um-20um。

在一些可能实现的方式中，所述光学感应阵列的空间周期为5。

在一些可能实现的方式中，所述光学感应阵列的空间周期等于所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸和相邻的两个光学感应单元的间距之和。

在一些可能实现的方式中，所述光学感应阵列配置为通过减小所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸使得N<M/2K。

在一些可能实现的方式中，所述光学感应阵列配置为通过减小所述光学感应阵列中相邻的两个光学感应单元的间距使得N<M/2K。

在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：

所述光学组件；

所述光学组件设置在所述光学感应阵列的上方，所述光学组件用于将所述发光像素阵列发出的经过人体手指反射的光信号引导至所述光学感应阵列。

在一些可能实现的方式中，所述K的取值范围为1-20。

在一些可能实现的方式中，所述光学组件配置为通过减小所述K使得N<M/2K。

在一些可能实现的方式中，所述光学组件包括：

透镜，所述K为所述透镜的物距与所述透镜的像距之间的比值。

在一些可能实现的方式中，所述透镜配置为通过减小所述透镜的物距使得N<M/2K。

在一些可能实现的方式中，所述透镜配置为通过增大所述透镜的像距使得N<M/2K。

在一些可能实现的方式中，所述光学感应阵列的行与所述发光像素阵列的行形成有夹角。

在一些可能实现的方式中，所述光学感应阵列的列与所述发光像素阵列的行形成有夹角。

在一些可能实现的方式中，所述夹角的范围为-15度到15度。

第二方面，提供了一种电子设备，包括：

第一方面以及第一方面中任一种可能实现的方式中所述的指纹识别装置，以及所述显示屏中的发光像素阵列，所述指纹识别装置中的光学感应阵列用于接收所述发光像素阵列发出的经过人体手指反射后形成的光信号，所述光信号用于进行指纹识别。

在一些可能实现的方式中，所述发光像素阵列的空间周期的范围为40um-120um。

在一些可能实现的方式中，所述发光像素阵列的空间周期内包括多个发光像素单元，所述多个发光像素单元中的部分发光像素单元作为所述指纹识别装置的激励光源。

在一些可能实现的方式中，所述多个发光像素单元中的另一部分发光像素单元用于发射条纹光斑。

在一些可能实现的方式中，所述发光像素阵列的空间周期等于所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸和相邻的两个发光像素单元的间距之和。

在一些可能实现的方式中，所述发光像素阵列配置为通过增大所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸使得N<M/2K。

在一些可能实现的方式中，所述发光像素阵列配置为通过增大所述发光像素阵列中相邻的两个发光像素单元的间距使得N<M/2K。

在一些可能实现的方式中，所述显示屏为有机发光二极管OLED显示屏。

基于以上技术方案，通过明确显示屏中的发光像素阵列的空间周期和指纹传感器中的光学感应阵列的空间周期之间的关系，可以避免所述传感器基于透过显示屏接收到的光线进行成像时产生莫尔条纹，进而提高指纹识别的性能。

附图说明

图1为本申请实施例的电子设备的正面示意图。

图2为图1所示的电子设备的部分剖面结构示意图。

图3是本申请实施例的指纹识别系统的示意性框图。

图4是本申请实施例的指纹识别装置成像的具有莫尔条纹的图像的示意图。

图5是本申请实施例的指纹识别装置中指纹传感器的光学感应阵列的示意性框图。

图6是本申请实施例的指纹识别装置中光学组件的成像原理的示意图。

图7是本申请实施例的电子设备中显示屏的发光像素阵列的示意性框图。

图8是本申请实施例的电子设备中显示屏的发光像素阵列的另一示意性框图。

图9是本申请实施例的另一电子设备的正面示意图。

图10是图9所示的电子设备中相邻两个发光像素单元的示意性框图。

图11至图13是图9所示的电子设备的结构的变形结构。

图14是本申请实施例的指纹识别装置成像的没有产生莫尔条纹的图像的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备，例如智能手机、笔记本电脑、平板电脑、游戏设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine，ATM)等其他电子设备，但本申请实施例对此并不限定。

本申请实施例的技术方案可以用于屏下光学图像采集，例如，屏下生物特征识别或者屏下隐藏式摄像头功能等，其中，生物特征识别除了指纹识别外，还可以为其他生物特征识别，例如，活体识别等，本申请实施例对此也不限定。为了便于理解本申请实施例的技术方案，下面首先对屏下生物特征识别技术进行介绍。

随着电子设备步入全面屏时代，电子设备正面生物特征采集区域受到全面屏的挤压，因此屏下(Under-display或者Under-screen)生物特征识别技术越来越受到关注。屏下生物特征识别技术是指将生物特征识别模组(比如指纹识别模组)安装在显示屏下方，从而实现在显示屏的显示区域内进行生物特征识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置生物特征采集区域。

屏下生物特征识别技术使用从设备显示组件的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。该返回的光携带与该顶面接触的物体(例如手指)的信息，通过采集和检测该返回的光实现位于显示屏下方的特定光学传感器模块。光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于采集和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像。

图1和图2示出了屏下生物特征识别技术可以适用的电子设备100的示意图，其中图1为电子设备100的正面示意图，图2为图1所示的电子设备100的部分剖面结构示意图。

如图1和图2所示，电子设备100可以包括显示屏120和生物特征识别模组140，其中，所述显示屏120具有显示区域102，所述生物特征识别模组140设置在所述显示屏120的下方。

所述显示屏120可以为自发光显示屏，其采用具有自发光的显示单元作为显示像素。比如显示屏120可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。在其他替代实施例中，所述显示屏120也可以为液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)或者其他被动发光显示屏，本申请实施例对此不做限制。

另一方面，所述显示屏120具体为触控显示屏，其不仅可以进行画面显示，还可以检测用户的触摸或者按压操作，从而为用户提供一个人机交互界面。比如，在一种实施例中，所述电子设备100可以包括触摸传感器，所述触摸传感器可以具体为触控面板(TouchPanel,TP)，其可以设置在所述显示屏120表面，也可以部分集成或者整体集成到所述显示屏120内部，从而形成所述触控显示屏。

所述生物特征识别模组140可以具体为光学生物特征识别模组，比如光学指纹模组，其主要用于采集用户的生物特征信息(比如指纹图像信息)。在本申请实施例中，所述生物特征识别模组140可以至少设置在所述显示屏120下方的局部区域，从而使得所述生物特征识别模组140的生物特征采集区域(或感应区域)130至少部分位于所述显示屏120的显示区域102。

作为一种实施例，所述生物特征识别模组140可以包括光学图像采集装置，所述光学图像采集装置可以包括多个光学图像采集单元，所述光学图像采集单元可以具体包括光探测器或者光电传感器。

或者说，所述生物特征识别模组140的所述光学图像采集装置可以包括光探测器(Photo detector)阵列(或称为光电探测器阵列、光电传感器阵列)，其包括多个呈阵列式分布的光探测器/光电传感器。

或者说，所述生物特征识别模组140的光学图像采集装置可以包括具有光学感应阵列的光学生物特征传感器，比如光学指纹传感器；所述光学感应阵列包括多个光学感应单元，所述光学感应单元可以具体包括光探测器或者光电传感器，且所述光学感应阵列的所在区域或者光感应范围对应所述生物特征识别模组140的生物特征采集区域130。

如图1所示，所述生物特征采集区域130位于所述显示屏120的显示区域102之中，因此，用户在需要对所述电子设备100进行解锁或者其他生物特征验证的时候，只需要将手指按压在位于所述显示屏120的生物特征采集区域130，便可以实现生物特征输入操作。由于生物特征采集检测可以在所述显示屏120的显示区域102内部实现，采用上述结构的电子设备100无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，因而可以采用全面屏方案。因此，所述显示屏120的显示区域102可以基本扩展到所述电子设备100的整个正面。

本申请实施例以所述显示屏120采用OLED显示屏为例，所述显示屏120的发光层具有呈阵列式排布的OLED显示单元阵列，所述生物特征识别模组140可以利用所述OLED显示屏120位于所述生物特征采集区域130的OLED显示单元(即OLED光源)作为生物特征检测识别的激励光源。当然，应当理解，在其他替代实现方案中，该生物特征识别模组140也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行生物特征检测识别的光信号。在这种情况下，光学图像采集单元不仅可以适用于如OLED显示屏等自发光显示屏，还可以适用于非自发光显示屏，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏。

当手指触摸、按压或者接近(为便于描述，在本申请中统称为按压)在所述生物特征采集区域130时，所述生物特征采集区域130的显示单元发出的光线在手指发生反射并形成反射光，其中所述反射光可以携带有用户手指的生物特征信息。比如，所述光线被用户手指表面的指纹发生反射之后，由于手指指纹的纹脊和纹谷的反射光是不同的，因此反射光便携带有用户的指纹信息。所述反射光返回所述显示屏120并被其下方的生物特征识别模组140的光探测器阵列所接收并且转换为相应的电信号，即生物特征检测信号。所述电子设备100基于所述生物特征检测信号便可以获得用户的生物特征信息，并且可以进一步进行生物特征匹配验证，从而完成当前用户的身份验证以便于确认其是否有权限对所述电子设备100进行相应的操作。

在其他替代实施例中，所述生物特征识别模组140也可以设置在所述显示屏120下方的整个区域，从而将所述生物特征采集区域130扩展到整个所述显示屏120的整个显示区域102，实现全屏生物特征识别。

应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备100还包括保护盖板110，所述盖板110可以具体为透明盖板，比如玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏120的上方并覆盖所述电子设备100的正面，且所述保护盖板110表面还可以设置有保护层。因此，本申请实施例中，所谓的手指按压所述显示屏120实际上可以是指手指按压在所述显示屏120上方的盖板110或者覆盖所述盖板110的保护层表面。

另一方面，所述生物特征识别模组140的下方还可以设置有电路板150，比如软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，所述生物特征识别模组140可以通过焊盘焊接到所述电路板150，并通过所述电路板150实现与其他外围电路或者所述电子设备100的其他元件的电性互连和信号传输。比如，所述生物特征识别模组140可以通过所述电路板150接收所述电子设备100的处理单元的控制信号，并且还可以通过所述电路板150将所述生物特征检测信号输出给所述电子设备100的处理单元或者控制单元等。

图3是指纹识别系统的示意性框图。

如图3所示，所述电子设备100可以由多个层叠构成。

具体地，所述电子设备从上往下可以包括采图手指、有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)显示屏、光学成像组件以及指纹传感器(sensor)。其中，所述显示屏可以包括发光像素阵列；所述发光像素阵列包括多个发光像素单元，所述发光像素单元可以具体包括发光二极管，例如有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)。所述指纹传感器包括所述光学感应阵列，所述光学感应阵列包括多个光学感应单元，所述光学感应单元可以具体包括光探测器或者光电传感器。

在图3所示的指纹识别系统中，由于OLED显示屏的结构形态和光学传感器的结构形态相似，因此会使得光学传感器基于透过显示屏的光线成像时会产生莫尔条纹，进而影响指纹识别的性能。

具体地，所述指纹传感器采集到的图像会包括指纹图像和发光像素单元的采样图纹，并且发光像素单元的采样图纹会以恒定的角度和频率对指纹图像发生干涉，使得人眼无法分辨出指纹图像和发光像素单元的采样图纹。图4为所述指纹传感器采集到的具有莫尔条纹的图像的示例。

本申请实施例提供了一种指纹识别装置，能够有效解决成像系统中莫尔条纹的干扰问题，进而提高指纹识别性能。

所述指纹识别装置可以包括：

指纹传感器；所述指纹传感器包括光学感应阵列，所述光学感应阵列的空间周期N满足N<M/2K；其中，M为发光像素阵列的空间周期，K为所述指纹传感器的感应区域内显示的图像与所述指纹传感器在所述感应区域内采集的图像之间的缩放比例。

进一步地，将N<M/2K经过变形后可以得到M/K>2N。

其中，M/K为所述指纹传感器采集的图像中发光像素单元的采样图纹的周期。

即，在所述指纹传感器采集的图像中，即使所述指纹传感器采集的图像中包括指纹图像和发光像素单元的采样图纹，所述发光像素单元的采样图纹的周期也大于所述指纹图像的周期的两倍。

再进一步地，将M/K>2N经过变形后可以得到1/2f₁>1/f₂。

其中，f₁为所述发光像素单元的采样图纹的采集频率，f₂为所述指纹图像的采集频率。

也就是说，在所述指纹传感器采集的图像中，即使所述指纹传感器采集的图像中包括指纹图像和发光像素单元的采样图纹，所述指纹图像的采样频率也大于所述发光像素单元的采样图纹的采样频率的两倍。

在本申请实施例中，所述指纹传感器在发光像素单元发射出的信号中采样所述指纹图像信号，根据采样定律可知，所述指纹图像的采样频率大于所述发光像素单元的采样图纹的采样频率的两倍，可以使得在所述指纹传感器采集的图像中，避免指纹图像出现欠采样现象，进而避免所述指纹传感器采集的图像中出现莫尔条纹，提高指纹识别的性能。

综上所述，本申请实施例中的技术方案通过明确显示屏中的发光像素阵列的空间周期和指纹传感器中的光学感应阵列的空间周期之间的关系，可以避免所述传感器基于透过显示屏接收到的光线进行成像时产生莫尔条纹，进而提高指纹识别的性能。

在本申请的一些实施例中，所述指纹识别装置还包括：

所述光学组件，所述光学组件设置在所述光学感应阵列的上方，所述光学组件用于将所述发光像素阵列发出的经过人体手指反射的光信号引导至所述光学感应阵列。

下面对如何使得N<M/2K进行详细说明。

实施例一：

本申请实施例中，指纹传感器中的光学感应阵列可以配置为通过调整所述光学感应阵列的空间周期，使得N<M/2K。

图5是本申请实施例的指纹传感器中光学感应阵列的示意性框图。

如图5所示，所述光学感应阵列的空间周期N等于所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸a和相邻的两个光学感应单元的间距s之和。

在本申请的一些实施例中，所述光学感应阵列可以配置为通过减小所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸使得N<M/2K。在本申请的另一些实施例中，所述光学感应阵列可以配置为通过减小所述光学感应阵列中相邻的两个光学感应单元的间距使得N<M/2K。

如图5所示，假设第一光学感应阵列的空间周期M等于65um，且K＝6.6，以及N＝5um，则M、N以及K之间的关系不满足N<M/2K。也就是说，指纹传感器采集到的图像会出现莫尔条纹。

在本申请实施例中，可以使得a+s<M/2K＝4.925进而保证N<M/2K。

例如，如图5所示的第二光学感应阵列，可以在保持所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸a不变的基础上，通过减小相邻的两个光学感应单元的间距s使得N<M/2K。例如，通过减小相邻的两个光学感应单元的间距s使得a+s<4.925。

又例如，如图5所示的第三光学感应阵列，可以在保持相邻的两个光学感应单元的间距s不变的基础上，通过减小所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸a使得N<M/2K。例如，通过减小所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸a使得a+s<4.925。

又例如，如图5所示的第四光学感应阵列，可以通过同时减小相邻的两个光学感应单元的间距s和所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸a使得N<M/2K。例如，通过同时减小相邻的两个光学感应单元的间距s和所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸a使得a+s<4.925。

应理解，在图5仅为本申请实施例的一种示例，不应理解为对本申请实施例的限制。例如，图5所示所述光学感应单元还可以设计成其它形状。例如，所述光学感应单元可以是长方形、圆形以及椭圆形的光学感应单元。又例如，图5所示的所述光学感应阵列还可以包括多个和/或多列光学感应单元。又例如，图5所示的光学感应阵列还可以设计成其它阵列形状。例如，圆形阵列。

在其他可替代实施例中，所述光学感应阵列的空间周期可以指光学感应阵列中的两个相邻的光学感应单元的中心之间的间距。

当光学感应单元为不规则形状时，或者相邻的两个光学感应单元不一样时，所述光学感应阵列的空间周期有可能大于或者小于光学感应单元的尺寸和相邻的两个光学感应单元的间距之和。但所述光学感应阵列仍然可以配置为通过减小所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸和/或通过减小所述光学感应阵列中相邻的两个光学感应单元的间距使得N<M/2K。本申请实施例对此不做具体限定。

实施例二：

本申请实施例中，可以通过减小所述K使得N<M/2K。

或者说，所述光学组件可以配置为通过减小所述K使得N<M/2K。

其中，如图3所示，所述光学组件设置在所述光学感应阵列的上方，所述光学组件用于将所述发光像素阵列发出的经过人体手指反射的光信号引导至所述光学感应阵列。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述光学组件包括：

透镜，所述K为所述透镜的缩放倍数。

图6是本申请实施例的指纹识别装置中光学组件为透镜时，所述光学组件的成像原理的示意图。

如图6所示，所述透镜用于将携带有物体(例如人体手指)信息的光信号引导至指纹传感器，以便所述指纹传感器基于所述光信号进行光学成像。本申请实施例中，所述K为所述物体与所述像之间的缩放比例。例如，所述K为所述透镜的物距与所述透镜的像距之间的比值。

举例来说，假设电子设备的参数配置如下：

M＝65um，P＝2.64，Q＝0.4，K＝P/Q＝6.6，N＝5um。

则M、N以及K之间的关系不满足N<M/2K。也就是说，指纹传感器采集到的图像会出现莫尔条纹。

在本申请实施例中，可以使得P/Q<M/2N进而保证N<M/2K。

其中，所述P为所述透镜的物距，所述Q为所述透镜的像距。

具体地，所述透镜配置为通过减小所述透镜的物距P使得N<M/2K。在本申请的另一些实施例中，所述透镜配置为通过增大所述透镜的像距Q使得N<M/2K。

例如，如图6所示的透镜，可以在保持所述透镜的物距P不变的基础上，通过增大所述透镜的像距Q使得N<M/2K。例如，通过增大所述透镜的像距Q使得P/Q<6.5。

又例如，如图6所示的透镜，可以在保持所述透镜的像距Q不变的基础上，通过减小所述透镜的物距P使得N<M/2K。例如，通过增大所述透镜的像距Q使得P/Q<6.5。

又例如，如图6所示的透镜，可以在减小所述透镜的物距P的基础上，同时增大所述透镜的像距Q使得N<M/2K。例如，可以在减小所述透镜的物距P的基础上，同时增大所述透镜的像距Q使得P/Q<6.5。

应理解，图6所示的光学组件仅为本申请实施例的一种示例，不应理解为对本申请实施例的限制。例如，在其他可替代实施例中，所述光学组件还可以为光学准直器，此时，K＝1。

实施例三：

本申请实施例中，可以通过设置或调整显示屏中发光像素阵列的空间周期，进而使得N<M/2K。其中，所述发光像素阵列中的发光像素单元用作指纹传感器中光学感应阵列的光学感应单元的激励光源。

图7是本申请实施例的显示屏中发光像素阵列的示意性框图。

如图7所示，所述发光像素阵列的空间周期M等于所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸b和相邻的两个发光像素单元的间距t之和。

在本申请的一些实施例中，所述发光像素阵列可以配置为通过增大所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸使得N<M/2K。在本申请的另一些实施例中，所述发光像素阵列配置为通过增大所述发光像素阵列中相邻的两个发光像素单元的间距使得N<M/2K。

如图7所示，假设第一发光像素阵列的空间周期N等于5um，且K＝6.6，以及M＝65um，则M、N以及K之间的关系不满足N<M/2K。也就是说，指纹传感器采集到的图像会出现莫尔条纹。

在本申请实施例中，可以使得b+t>2*N*K＝66进而保证N<M/2K。

如图7所示，假设所述不满足N<M/2K。

例如，如图7所示的第二发光像素阵列，可以在保持所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸b不变的基础上，通过增大相邻的两个发光像素单元的间距t使得N<M/2K。例如，通过增大相邻的两个发光像素单元的间距t使得b+t>66。

又例如，如图7所示的第三发光像素阵列，可以在保持相邻的两个发光像素单元的间距t不变的基础上，通过增大所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸b使得N<M/2K。例如，通过增大所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸b使得b+t>66。

又例如，如图7所示的第四发光像素阵列，可以通过同时增大相邻的两个发光像素单元的间距t和所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸b使得N<M/2K。例如，通过同时增大相邻的两个发光像素单元的间距t和所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸b使得b+t>66。

应理解，图7仅为本申请实施例的一种示例，不应理解为对本申请实施例的限制。例如，图7所示所述发光像素单元还可以设计成其它形状。例如，所述发光像素单元可以是长方形、圆形以及椭圆形的发光像素单元。又例如，图7所示的所述发光像素阵列还可以包括多个和/或多列发光像素单元。又例如，图7所示的发光像素阵列还可以设计成其它阵列形状。例如，圆形阵列。

在其他可替代实施例中，所述发光像素阵列的空间周期可以指发光像素阵列中的两个相邻的发光像素单元的中心之间的间距。

当发光像素单元为不规则形状时，或者相邻的两个发光像素单元不一样时，所述发光像素阵列的空间周期有可能大于或者小于发光像素单元的尺寸和相邻的两个发光像素单元的间距之和。但所述发光像素阵列仍然可以配置为通过增大所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸和/或通过增大所述发光像素阵列中相邻的两个发光像素单元的间距使得N<M/2K。本申请实施例对此不做具体限定。

实施例四：

本申请实施例中，可以通过设置所述发光像素阵列中发光像素单元发射不同的光信号，来等效增大所述发光像素阵列的空间周期。

具体地，所述发光像素阵列的空间周期M内包括多个发光像素单元，所述指纹识别装置用于指纹识别时，所述多个发光像素单元中的部分发光像素单元作为所述指纹识别装置的激励光源，所述多个发光像素单元中的另一部分发光像素单元发出的光信号与用于所述指纹识别装置的激励光源的发光像素单元发出的光信号不同。

例如，所述多个发光像素单元中的另一部分发光像素单元用于发射条纹光斑。

图8是本申请实施例的显示屏中发光像素阵列的另一示意性框图。

如图8所示，假设第一发光像素阵列的空间周期M等于65um，且K＝6.6，以及N＝5um，则M、N以及K之间的关系不满足N<M/2K。也就是说，指纹传感器采集到的图像会出现莫尔条纹。

在本申请实施例中，可以使得M>＝66保证N<M/2K。

如图8所示，将第五发光像素阵列中用于发射条纹光斑的发光像素单元和用作所述指纹识别装置的激励光源的发光像素单元间隔设置。即，所述第五发光像素阵列的空间周期可以等效为130，进而使得N<M/2K。

应理解，在图8仅为本申请实施例的一种示例，不应理解为对本申请实施例的限制。

例如，在其他可替代实施例中，图8所示所述发光像素单元中相邻的两个用作所述指纹识别装置的激励光源的发光像素单元之间还可以设置有多个用于发射条纹光斑的发光像素单元。

又例如，在其他可替代实施例中，图8所示所述发光像素单元中相邻的两个用于发射条纹光斑的发光像素单元之间还可以设置有多个用作所述指纹识别装置的激励光源的发光像素单元。

又例如，在其他可替代实施例中，图8所示所述发光像素单元中用于发射条纹光斑的发光像素单元还可以用于发射其他形状或者频谱范围的光信号。

实施例五：

由于所述指纹传感器采集的图像中包括的指纹图像和发光像素单元的采样图纹是在同一个平面上进行成像的，因此，通过明确显示屏中的发光像素阵列的空间周期M和指纹传感器中的光学感应阵列的空间周期N在这个平面上投影的等效空间周期N1之间的关系，也可以避免所述传感器基于透过显示屏接收到的光线进行成像时产生莫尔条纹，进而提高指纹识别的性能。

本申请实施例中，可以通过设置所述显示屏中发光像素阵列和所述指纹传感器中的光学感应阵列之间的位置关系，使得所述光学感应阵列的等效空间周期N1、M以及K之间的关系满足N1<M/2K。

举例来说，假设电子设备的参数配置如下：

M＝65um，K＝6.6，N＝5um。

可以发现，在指纹传感器相对显示屏没有旋转的情况下，M、N以及K之间的关系不满足N<M/2K。也就是说，所述指纹传感器采集到的图像会出现莫尔条纹。

图9是本申请实施例的电子设备200中指纹传感器相对显示屏旋转一定角度后形成的结构的示意图。图10是图9所示的两个相邻的光学感应单元之间的位置关系的示意图。

如图9所示，所述电子设备包括保护盖板210，所述保护盖板210下方可以设置有显示屏，所述显示屏的下方可以设置有指纹传感器231。所述指纹传感器231的指纹采集区域位于所述显示屏的显示区域202内。所述指纹传感器231相对所述显示屏旋转一定角度。

进一步地，如图10所示，假设所述显示屏中的发光像素阵列的行所在的方向为所述保护盖板210的横向方向，则所述发光像素阵列的空间周期在所述发光像素阵列的行上投影的等效周期N1为：N*cosθum。

假设图9所示的夹角θ为15°，则N1＝5*cos(15°)um。

可以发现，5*cos(π/6)<65/(2*6.6)，即M、N1以及K之间的关系满足N1<M/2K。

应理解，图9仅为本申请实施例的示例，不应理解为对本申请实施例的限制。例如，本申请实施例对所述指纹传感器231的旋转方式不做限定。

例如，如图9所示，所述指纹传感器231可以沿逆时针旋转一定角度θ。

又例如，图11所示的指纹传感器232可以沿顺时针旋转一定角度θ。

又例如，图12所示的指纹传感器233可以沿逆时针或顺时针旋转一定角度，使得所述指纹传感器233中光学感应阵列的行和所述显示屏中发光像素阵列的行形成夹角θ，且所述指纹传感器233向左倾斜。

又例如，图13所示的指纹传感器234可以沿逆时针或顺时针旋转一定角度，使得所述指纹传感器234中光学感应阵列的行和所述显示屏中发光像素阵列的行形成夹角θ，且所述指纹传感器234向右倾斜。

又例如，在其他可替代实施例中，也可以通过指纹传感器沿垂直显示屏的方向旋转一定角度，使得N1<M/2K。

应理解，图9至图13中的所述的指纹传感器的具体结构可以参考图1和图2所示的生物特征识别模组140，所述保护盖板210和显示区域202的相关描述可以分别参看图1和图2所示的保护盖板110以及显示区域102，为避免重复，此处不再赘述。

需要注意的是，仅仅通过设置所述显示屏中发光像素阵列和所述指纹传感器中的光学感应阵列存在夹角使得N<M/2K时，会增加指纹传感器在电子设备内部所占用的面积，进而对电子设备性能的进一步优化造成了影响。例如，如图9所示，旋转后的指纹传感器在电子设备的保护盖板210上的投影面积为h与w的乘积，且大于指纹传感器231在保护盖板210上的投影面积。

因此，为了避免所述指纹传感器在电子设备内部所占用的面积，可以通过上述多个实施例进行结合的方式使得N<M/2K。

应理解，本申请实施例对上述5种实施例的结合方式不做具体限定。

例如，可以通过上述5种实施例中所述的一种或者多种实现方式，完全消除莫尔条纹。例如，如图14所示，本申请实施例的指纹传感器基于透过显示屏接收到的光线进行成像时能够有效消除莫尔条纹，进而提高指纹识别的性能。

又例如，若受生产制造等因素的限制，可以通过上述5种实施例中所述的一种或者多种实现方式，在一定范围内适当调整部分参数，进而在一定程度上减弱莫尔条纹。

还需要注意的是，本申请实施例旨在通过明确M、N以及K之间的关系(即N<M/2K)，来减弱或者消除莫尔条纹。但本申请实施例对M、N以及K的具体数值不做限定。

例如，所述光学感应阵列的空间周期N的范围可以为1um-20um。优选地，所述N可以为3.6um、5um、7.2um以及12.5um等。

又例如，所述发光像素阵列的空间周期M的范围可以为40um-120um。优选地，所述N可以为65um、80um以及85um等。

又例如，所述K的取值范围可以为1-20。优选地，所述K可以6.6等。

又例如，所述夹角的范围可以为-15度到15度。优选地，所述夹角可以为10度、8度、0度等等。

应理解，上述参数仅为本申请实施例的示例，不应理解为对本申请实施例的限制。

在本申请提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的指纹识别装置和电子设备可以通过其它的方式实现。

例如，以上所描述的装置实施例中单元或模块或组件的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些单元或模块或组件可以忽略，或不执行。

又例如，上述作为分离/显示部件说明的单元/模块/组件可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块/组件来实现本申请实施例的目的。

以上内容，仅为本申请实施例的具体实施方式，但本申请实施例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实施例揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此，本申请实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种指纹识别装置，其特征在于，适用于具有显示屏的电子设备，包括：

指纹传感器，用于设置在所述电子设备的显示屏下方，所述显示屏包括发光像素阵列；

所述指纹传感器包括光学感应阵列，所述光学感应阵列包括多个光学感应单元，用于接收所述发光像素阵列发出的光线在所述显示屏上方的手指发生反射而形成的反射光，所述反射光携带有所述手指的指纹信息；

其中，所述光学感应阵列的空间周期N满足N<M/2K，M为所述发光像素阵列的空间周期，K为所述指纹传感器的感应区域内显示的图像与所述指纹传感器在所述感应区域内采集的图像之间的缩放比例。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学感应阵列的空间周期的范围为1um-20um。

3.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学感应阵列的空间周期为5um。

4.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学感应阵列的空间周期等于所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸和相邻的两个光学感应单元的间距之和。

5.根据权利要求4所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学感应阵列配置为通过减小所述光学感应阵列中光学感应单元的尺寸使得N<M/2K。

6.根据权利要求4所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学感应阵列配置为通过减小所述光学感应阵列中相邻的两个光学感应单元的间距使得N<M/2K。

7.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：

光学组件；

8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述K的取值范围为1-20。

9.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学组件配置为通过减小所述K使得N<M/2K。

10.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学组件包括：

11.根据权利要求10所述的指纹识别装置，其特征在于，所述透镜配置为通过减小所述透镜的物距使得N<M/2K。

12.根据权利要求10所述的指纹识别装置，其特征在于，所述透镜配置为通过增大所述透镜的像距使得N<M/2K。

13.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学感应阵列的行与所述发光像素阵列的行形成有夹角。

14.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学感应阵列的列与所述发光像素阵列的行形成有夹角。

15.根据权利要求13或14所述的指纹识别装置，其特征在于，所述夹角的范围为-15度到15度。

16.一种电子设备，其特征在于，包括：

权利要求1至15中任一项所述的指纹识别装置，以及

所述显示屏中的发光像素阵列，所述指纹识别装置中的光学感应阵列用于接收所述发光像素阵列发出的经过人体手指反射后形成的光信号，所述光信号用于进行指纹识别。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述发光像素阵列的空间周期的范围为40um-120um。

18.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述发光像素阵列的空间周期内包括多个发光像素单元，所述多个发光像素单元中的部分发光像素单元作为所述指纹识别装置的激励光源。

19.根据权利要求18所述的电子设备，其特征在于，所述多个发光像素单元中的另一部分发光像素单元用于发射条纹光斑。

20.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述发光像素阵列的空间周期等于所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸和相邻的两个发光像素单元的间距之和。

21.根据权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述发光像素阵列配置为通过增大所述发光像素阵列中发光像素单元的尺寸使得N<M/2K。

22.根据权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述发光像素阵列配置为通过增大所述发光像素阵列中相邻的两个发光像素单元的间距使得N<M/2K。

23.根据权利要求16至22任一项所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏为有机发光二极管OLED显示屏。