CN109923555A - 指纹检测方法、指纹检测装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种指纹检测方法、指纹检测装置和电子设备，该指纹检测方法包括：在用户手指按压电子设备的显示屏的指纹检测区域显示的目标图案时，检测所述目标图案所对应的目标光信号在所述用户手指反射形成的反射光信号，其中，所述目标图案包括第一图案和第二图案，所述第一图案比所述第二图案靠近所述指纹检测区域的中心，且所述第一图案所对应的第一光信号的色散程度大于所述第二图案所对应的第二光信号的色散强度；根据所述反射光信号获取所述用户手指的指纹信息。
Description
技术领域
本申请涉及光学指纹技术领域，并且更具体地，涉及一种指纹检测方法、指纹检测装置和电子设备。
背景技术
光学指纹装置的应用给用户带来了安全和便捷的用户体验，但是，基于光学指纹装置中的光学组件(例如透镜)的光学成像原理，光学指纹的焦平面通常为弧形焦平面，而光学传感器的像平面是平面，这就导致指纹检测区域的边缘检测区域出现离焦现象，即边缘检测区域的实际焦距小于像距，如图1所示，进而导致有效的指纹检测区域的面积降低，影响指纹识别率。
发明内容
提供了一种指纹检测方法、指纹检测装置和电子设备，能够提升指纹识别率。
第一方面，提供了一种指纹检测方法，包括：
在用户手指按压电子设备的显示屏的指纹检测区域显示的目标图案时，检测所述目标图案所对应的目标光信号在所述用户手指反射形成的反射光信号，其中，所述目标图案包括第一图案和第二图案，所述第一图案比所述第二图案靠近所述指纹检测区域的中心，且所述第一图案所对应的第一光信号的色散程度大于所述第二图案所对应的第二光信号的色散强度；
根据所述反射光信号获取所述用户手指的指纹信息。
在一些可能的实现方式中，所述目标图案为包括多个图案的光斑，按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序，所述多个图案所对应的光信号的色散程度依次递减。
在一些可能的实现方式中，按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序，所述多个图案依次为蓝色光斑，青色光斑，绿色光斑和黄色光斑。
在一些可能的实现方式中，所述多个图案所对应的光信号中红绿蓝RGB三基色的灰度值不同。
在一些可能的实现方式中，所述第一图案中的蓝色的灰度值大于所述第二图案中蓝色的灰度值，所述第一图案中的绿色的灰度值小于所述第二图案中绿色的灰度值。
在一些可能的实现方式中，所述方法还包括：
确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中的RGB三基色的灰度值，以在所述指纹检测区域形成所述目标图案。
在一些可能的实现方式中，所述确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中的红绿蓝RGB三基色的灰度值，包括：
根据以下中的至少一项，确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中RGB三基色的灰度值：光学传感器对不同颜色的光信号的响应系数、不同颜色的光信号在所述光学传感器的不同区域的实际像距，所述光学传感器对三基色的光信号的调制传递函数MTF，不同颜色的光信号的亮度随灰度值的衰减系数。
在一些可能的实现方式中，所述目标图案由光源发射的目标光信号在所述指纹检测区域形成，其中所述光源包括红色光源、绿色光源和蓝色光源中的至少一个；所述方法还包括：
通过控制所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源中的至少一个发射的所述第一光信号和所述第二光信号的红绿蓝RGB三基色的灰度值，以使所述第一光信号的色散程度大于所述第二光信号的色散强度。
在一些可能的实现方式中，所述第一光信号的波长小于所述第二光信号的波长。
在一些可能的实现方式中，所述第一光信号的实际焦距小于所述第二光信号的实际焦距。
第二方面，提供了一种指纹检测装置，包括光学组件和光学传感器，所述光学组件用于将指纹检测信号导引或汇聚到所述光学传感器，所述光学传感器用于根据所述指纹检测信号检测相应的指纹信息；
其中，所述指纹检测信号为在显示屏的指纹检测区域形成的目标图案所对应的光信号在用户手指反射而形成的反射光信号，所述目标图案包括第一图案和第二图案，所述第一图案比所述第二图案靠近所述指纹检测区域的中心，且所述第一图案所对应的第一光信号的色散程度大于所述第二图案所对应的第二光信号的色散强度。
在一些可能的实现方式中，所述目标图案为包括多个图案的光斑，所述多个图案所对应的光信号的色散程度按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序依次递减。
在一些可能的实现方式中，按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序，所述多个图案依次为蓝色光斑，青色光斑，绿色光斑和黄色光斑。
在一些可能的实现方式中，所述多个图案所对应的光信号中红绿蓝RGB三基色的灰度值不同。
在一些可能的实现方式中，所述多个图案包括所述第一图案和所述第二图案，所述第一图案中的蓝色的灰度值大于所述第二图案中蓝色的灰度值，所述第一图案中的绿色的灰度值小于所述第二图案中绿色的灰度值。
在一些可能的实现方式中，所述目标图案由光源发射的目标光信号在所述指纹检测区域形成，其中所述光源包括红色光源、绿色光源和蓝色光源中的至少一个。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置还包括：光源驱动模块，用于驱动所述光源在所述指纹检测区域的中心检测区域和边缘检测区域分别发射所述第一光信号和所述第二光信号，以使在所述显示屏的所述指纹检测区域分别显示所述第一图案和所述第二图案。
在一些可能的实现方式中，所述光源驱动模块具体用于：通过控制所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源中的至少一个发射的所述第一光信号和所述第二光信号的红绿蓝RGB三基色的灰度值，以使所述第一光信号的色散程度大于所述第二光信号的色散强度。
在一些可能的实现方式中，所述光源为所述显示屏在所述指纹检测区域的部分自发光显示单元，且所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源分别为所述显示屏的红色显示单元、绿色显示单元和蓝色显示单元。
在一些可能的实现方式中，所述光源驱动模块为用于驱动所述显示屏进行画面显示的显示驱动模块或者显示驱动器。
在一些可能的实现方式中，所述光源为外置光源，所述外置光源设置在所述显示屏的下方。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置还包括：处理模块，用于确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中的RGB三基色的灰度值，以在所述指纹检测区域形成所述目标图案。
在一些可能的实现方式中，所述处理模块具体用于：根据以下中的至少一项，确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中RGB三基色的灰度值：光学传感器对不同颜色的光信号的响应系数、不同颜色的光信号在所述光学传感器的不同区域的实际像距，所述光学传感器对三基色的光信号的调制传递函数MTF，不同颜色的光信号的亮度随灰度值的衰减系数。
在一些可能的实现方式中，所述光学组件包括一个或多个透镜，所述第一光信号在所述透镜中的折射率大于所述第二光信号在所述透镜中的折射率。
第三方面，提供了一种芯片，该芯片包括输入输出接口、至少一个处理器、至少一个存储器和总线，该至少一个存储器用于存储指令，该至少一个处理器用于调用该至少一个存储器中的指令，以执行第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的方法。
第四方面，提供了一种电子设备，包括显示屏和设置在所述显示屏下方的指纹检测装置，其中所述指纹检测装置为如第二方面或第二方面的任一可能的实现方式中的指纹检测装置。
第五方面，提供了一种电子设备，包括如第三方面中的芯片。
第六方面，提供了一种计算机可读介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序包括用于执行上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的指令。
第七方面，提供了一种包括指令的计算机程序产品，当计算机运行所述计算机程序产品的所述指时，所述计算机执行上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的指纹识别的方法。
具体地，该计算机程序产品可以运行于上述第四方面至第五方面中的电子设备上。
根据本申请实施例的指纹检测装置，在设计激励光源向指纹检测区域发射的光信号时，可以设计边缘检测区域的光斑对应的光信号的色散程度小于中心检测区域的关系对应的光信号的色散程度，例如，中心检测区域优选蓝色光斑，向边缘依次过渡为绿光光斑，再到红光光斑，这样，能够使得光学指纹的焦平面的边缘区域更靠近像平面，从而能够改善边缘检测区域的过离焦现象，提升指纹识别面积，进一步提升指纹识别率。
附图说明
图1是焦平面和像平面的离焦程度示意图。
图2A是根据本申请一实施例的电子设备的定向视图。
图2B是图2A所示的电子设备沿A-A’的部分剖面结构示意图。
图3是根据本申请一种实施例的指纹检测装置的系统结构示意图。
图4是根据本申请另一种实施例的指纹检测装置的系统结构示意图。
图5是根据本申请实施例的混色光斑的示意性图。
图6是基于纯色光斑采集的指纹图像的示意图。
图7是基于纯色光斑的焦平面和像平面的离焦程度和期望的离焦程度的对比图。
图8是三基色的实际像距曲线图。
图9是三基色的亮度随灰度值的衰减系数曲线图。
图10是三基色的MTF随实际像距的变化曲线图。
图11是三基色在不同区域的灰度值衰减系数曲线。
图12是基于图11所示的衰减系数得到的混色光斑的示意图。
图13是基于纯色光斑和混色光斑的焦平面的对比图。
图14是修正前后的离焦程度对比图。
图15是基于纯色光斑和混色光斑的采集的指纹图像的示意图。
图16是基于绿色光斑和混色光斑的系统公差对比图。
图17是根据本申请再一种实施例的指纹检测装置的示意性框图。
图18是根据本申请实施例的指纹检测方法的示意性流程图。
图19是根据本申请实施例的电子设备的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的光学指纹系统可以应用在智能手机、平板电脑以及其他具有显示屏的移动终端或者其他终端设备；更具体地，在上述终端设备中，指纹识别装置可以具体为光学指纹装置，其可以设置在显示屏下方的局部区域或者全部区域，从而形成屏下(Under-display)光学指纹系统。
图2A和图2B示出了本申请实施例可以适用的电子设备的示意图，其中，图2A为电子设备10的正面示意图，图2B为图2A所示的电子设备10沿A’-A’的部分剖面结构示意图。
如图2A和图2B所示，所述电子设备10包括显示屏120和光学指纹装置130，其中，所述光学指纹装置130设置在所述显示屏120下方的局部区域。所述光学指纹装置130包括光学传感器，所述光学传感器包括具有多个光学感应单元的感应阵列，所述感应阵列所在区域或者其感应区域为所述光学指纹装置130的指纹检测区域103。如图2A所示，所述指纹检测区域103位于所述显示屏120的显示区域之中。在一种替代实施例中，所述光学指纹装置130还可以设置在其他位置，比如所述显示屏120的侧面或者所述电子设备10的边缘非透光区域，并通过光路设计来将所述显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到所述光学指纹装置130，从而使得所述指纹检测区域103实际上位于所述显示屏120的显示区域。
应当理解，所述指纹检测区域103的面积可以与所述光学指纹装置130的感应阵列的面积不同，例如通过例如透镜成像的光路设计、反射式折叠光路设计或者其他光线汇聚或者反射等光路设计，可以使得所述光学指纹装置130的指纹检测区域103的面积大于所述光学指纹装置130感应阵列的面积。
因此，使用者在需要对所述电子设备进行解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于所述显示屏120的指纹检测区域103，便可以实现指纹输入。由于指纹检测可以在屏内实现，因此采用上述结构的电子设备10无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，从而可以采用全面屏方案，即所述显示屏120的显示区域可以基本扩展到整个电子设备10的正面。
作为一种可选的实现方式，如图2A所示，所述光学指纹装置130包括光检测部分134和光学组件132，所述光检测部分134包括所述感应阵列以及与所述感应阵列电性连接的读取电路及其他辅助电路，其可以在通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)，比如光学成像芯片或者光学传感器，所述感应阵列具体为光探测器(Photo detector)阵列，其包括多个呈阵列式分布的光探测器，所述光探测器可以作为如上所述的光学感应单元；所述光学组件132可以设置在所述光检测部分134的感应阵列的上方，其可以具体包括滤光层(Filter)、导光层或光路引导结构以及其他光学元件，所述滤光层可以用于滤除穿透手指的环境光，而所述导光层或光路引导结构主要用于从手指表面反射回来的反射光导引至所述感应阵列进行光学检测。
在具体实现上，所述光学组件132可以与所述光检测部分134封装在同一个光学指纹部件。比如，所述光学组件132可以与所述光学检测部分134封装在同一个光学指纹芯片，也可以将所述光学组件132设置在所述光检测部分134所在的芯片外部，比如将所述光学组件132贴合在所述芯片上方，或者将所述光学组件132的部分元件集成在上述芯片之中。
其中，所述光学组件132的导光层或者光路引导结构有多种实现方案，比如，所述导光层或者光路引导结构可以为光学透镜(Lens)层，其具有一个或多个透镜单元，比如一个或多个非球面透镜组成的透镜组，其用于将从手指反射回来的反射光汇聚到其下方的光检测部分134的感应阵列，以使得所述感应阵列可以基于所述反射光进行成像，从而得到所述手指的指纹图像。可选地，所述光学透镜层在所述透镜单元的光路中还可以形成有针孔，所述针孔可以配合所述光学透镜层扩大所述光学指纹装置的视场，以提高所述光学指纹装置130的指纹成像效果。
在其他实施例中，所述导光层或者光路引导结构也可以具体采用微透镜(Micro-Lens)层，所述微透镜层具有由多个微透镜形成的微透镜阵列，其可以通过半导体生长工艺或者其他工艺形成在所述光检测部分134的感应阵列上方，并且每一个微透镜可以分别对应于所述感应阵列的其中一个感应单元。并且，所述微透镜层和所述感应单元之间还可以形成其他光学膜层，比如介质层或者钝化层，更具体地，所述微透镜层和所述感应单元之间还可以包括具有微孔的挡光层，其中所述微孔形成在其对应的微透镜和感应单元之间，所述挡光层可以阻挡相邻微透镜和感应单元之间的光学干扰，并使得所述感应单元所对应的光线通过所述微透镜汇聚到所述微孔内部并经由所述微孔传输到所述感应单元以进行光学指纹成像。
作为一种可选的实施例，所述显示屏120可以采用具有自发光显示单元的显示屏，比如有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。以采用OLED显示屏为例，所述光学指纹装置130可以利用所述OLED显示屏120位于所述指纹检测区域103的显示单元(即OLED光源)来作为光学指纹检测的激励光源。当手指按压在所述指纹检测区域103时，显示屏120向所述指纹检测区域103上方的目标手指发出一束光，该光在手指的表面发生反射形成反射光或者经过所述手指内部散射而形成散射光，在相关专利申请中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的嵴(ridge)与峪(vally)对于光的反射能力不同，因此，来自指纹嵴的反射光和来自指纹峪的发射光具有不同的光强，反射光经过光学组件后，被光学指纹装置130中的感应阵列所接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号；基于所述指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并且可以进一步进行指纹匹配验证，从而在所述电子设备10实现光学指纹识别功能。
在其他实施例中，所述光学指纹装置130也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号。在这种情况下，所述光学指纹装置130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。以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，所述电子设备10的保护盖板下方的边缘区域，而所述光学指纹装置130可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达所述光学指纹装置130；或者，所述光学指纹装置130也可以设置在所述背光模组下方，且所述背光模组通过对扩散片、增亮片、反射片等膜层进行开孔或者其他光学设计以允许指纹检测光穿过液晶面板和背光模组并到达所述光学指纹装置130。当采用所述光学指纹装置130采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号时，其检测原理与上面描述内容是一致的。
应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备10还包括透明保护盖板，所述盖板可以为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10的正面。因为，本申请实施例中，所谓的手指按压在所述显示屏120实际上是指按压在所述显示屏120上方的盖板或者覆盖所述盖板的保护层表面。
另一方面，在某些实施例中，所述光学指纹装置130可以仅包括一个光学传感器，此时光学指纹装置130的指纹检测区域103的面积较小且位置固定，因此用户在进行指纹输入时需要将手指按压到所述指纹检测区域103的特定位置，否则光学指纹装置130可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。在其他替代实施例中，所述光学指纹装置130可以具体包括多个光学传感器；所述多个光学传感器可以通过拼接方式并排设置在所述显示屏120的下方，且所述多个光学传感器的感应区域共同构成所述光学指纹装置130的指纹检测区域103。也即是说，所述光学指纹装置130的指纹检测区域103可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于其中一个光学传感器的感应区域，从而将所述光学指纹装置130的指纹采集区域103可以扩展到所述显示屏的下半部分的主要区域，即扩展到手指惯常按压区域，从而实现盲按式指纹输入操作。可替代地，当所述光学传感器数量足够时，所述指纹检测区域103还可以扩展到半个显示区域甚至整个显示区域，从而实现半屏或者全屏指纹检测。
通常，不管光学指纹装置130采用所述显示屏120的自发光显示单元还是外置光源作为指纹检测的激励光源，所述激励光源发出的用于指纹检测的光信号通常都为纯色光信号，采用这种光信号在指纹检测区域103形成的光斑通常为纯色光斑(pattern)，例如，白光光斑。
由于光信号在光学介质(例如，透镜)中的折射率与波长有关，不同颜色的光信号经透镜系统折射后，会具有不同的传播路径，也就是说，不同颜色的光信号的实际焦距具有差异性，例如，蓝光的折射率比绿光的折射率大，导致蓝光的实际焦距小于绿光的实际焦距，而红光的折射率比蓝光和绿光的折射率都小，因此，红光的实际焦距在三者中最大。
应理解，在本申请实施例中，折射率较大(或者说，波长越长)可以认为色散程度越严重，由此，在RGB三基色中，蓝光的色散程度最严重，绿光次之，红光色散程度最轻。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种指纹检测方案，在设计激励光源发射的光信号时，可以将指纹检测区域的边缘检测区域的光斑对应的光信号设计为实际焦距较大的光信号，将指纹检测区域的中心检测区域的光斑对应的光信号设计为实际焦距较小的光信号。换句话说，通过设置边缘检测区域的光斑对应的光信号的色散程度小于中心检测区域的关系对应的光信号的色散程度，例如，中心检测区域优选蓝色光斑，向边缘依次过渡为绿光光斑，再到红光光斑，从而能够改善边缘检测区域的过离焦现象，使得焦平面更贴近像平面。
图3是本申请实施例提供的一种指纹检测装置10的系统结构示意图，如图3所示，该指纹检测装置10可以设置于电子设备的显示屏20的下方，在本申请实施例中，该显示屏20可以对应于图2A和图2B中所示的显示屏120，该显示屏20的指纹检测区域230可以为图2A所示的指纹检测区域103。在图3所示的实施例中，所述显示屏20可以具体为自发光显示屏(比如OLED显示屏)，且其包括多个自发光显示单元11(比如OLED像素或者OLED光源)，所述自发光显示单元11用于在显示驱动模块的驱动下进行发光以使得所述显示屏20显示对应的画面。
其中，在所述显示屏20中，位于所述指纹检测区域20的部分自发光显示单元11可以作为所述指纹检测装置10进行指纹检测的激励光源，用于向所述指纹检测区域20发射光信号以在指纹检测区域形成目标图案。
具体地，所述激励光源11用于向所述显示屏20的指纹检测区域230发射光信号，包括第一光信号121和第二光信号122，所述第一光信号121和所述第二光信号122在所述指纹检测区域上分别形成第一图案111和第二图案112，其中，所述第一图案111靠近指纹检测区域230的中心检测区域，该第二图案靠近所述指纹检测区域230的边缘检测区域，其中，所述第一光信号121的色散程度大于所述第二光信号122的色散程度，或者可以理解为所述第一光信号121在光学组件13中的折射率大于该第二光信号122在光学组件13中的折射率，换句话说，第一光信号121的实际焦距小于第二光信号122的实际焦距。
由上文描述可知，在RGB三基色中，蓝光的色散程度最强，其次是绿光，红光色散程度最弱。因此，在本申请实施例中，可以设计该第一光信号121中包括的RGB三基色的比例和该第二光信号122中包括的RGB三基色的比例，以使该第一光信号121的色散程度大于该第二光信号122的色散程度，这样，在成像时，能够保证第二光信号122的实际焦距大于该第一光信号121的实际焦距，从而能够改善边缘检测区域的离焦程度。
相对应地，基于所述第一光信号121和所述第二光信号122在所述显示屏20的指纹检测区域230显示的目标图案可以为包括所述第一图案111和所述第二图案112的非纯色图案(或称非纯色光斑)，即本申请实施例的应用指纹检测的光斑为混色光斑。
可选地，在本申请一个实施例中，所述第一图案111比所述第二图案112更偏蓝色，所述第二图案111比所述第二图案112更偏绿色或红色，换句话说，所述第一图案111中包括的蓝色的比例大于所述第二图案112中包括的蓝色的比例，或者，所述第一图案111中包括的绿色的比例小于所述第二图案112中包括的绿色的比例。
可选地，在本申请实施例中，所述激励光源11可以采用所述显示屏20在所述指纹检测区域230的部分自发光显示单元来实现，或者在其他替代实施例中，所述激励光源11也可以为在该指纹检测装置10额外设置的外置光源14，如图4所示，所述外置光源14同样设置在所述显示屏20的下方，用于向所述显示屏20的指纹检测区域230发射所述第一光信号121和所述第二光信号122，以在指纹检测区域230形成第一图案111和第二图案112。
可选地，在一些实施例中，该指纹检测装置10还可以包括：
光学传感器12，用于接收所述目标光信号在所述指纹检测区域230的目标物体(比如用户的手指)表面发生反射而形成的反射光信号，其中，所述反射光信号可以作为指纹检测信号，用于确定用户的指纹信息，以用于后续的指纹识别。
其中，该光学传感器12可以对应于图2B中的光检测部分134的光学指纹芯片，这里不作赘述。
在本申请实施例中，该指纹检测装置10还可以包括光学组件13，在图3或图4所示的实施例中，所述光学组件13可以具体包括一个或者多个光学透镜，其可以将穿过所述显示屏230的反射光信号或者指纹检测信号汇聚或者导引到所述光学传感器12。具体地，该光学组件13可以为图2B中的光学组件132，这里不再赘述。
可选地，在本申请实施例中，以所述显示屏20的自发光显示单元作为所述指纹检测装置10的激励光源11为例，可以通过显示驱动模块来驱动所述显示屏20在所述指纹检测区域230的自发光显示单元发射的光信号中RGB三基色的比例和/或灰度值，以使所述第二光信号122的色散程度大于所述第一光信号121的色散程度。
具体地，该激励光源11可以包括红光光源、绿光光源和蓝光光源，例如所述显示屏20的红色显示单元、绿色显示单元和蓝色显示单元，通过所述显示驱动模块控制这三种光源发射的光信号中RGB三基色的比例和/或灰度值，可以控制向边缘检测区域和中心检测区域发射的光信号的色散强度，同时，在指纹检测区域230的边缘检测区域和中心检测区域形成的图案也具有相应的灰度值和颜色。
例如，若在所述指纹检测装置10进行指纹检测时使用红光光源、绿光光源和蓝光光源向所述边缘检测区域和中心检测区域发射光信号作为指纹检测激励光，比如，所述显示驱动模块控制所述显示屏20在所述指纹检测区域230的绿色显示单元、红色显示单元和蓝色显示单元至少部分同时发光，在这种情况下，所述显示驱动模块可以分别控制位于所述指纹检测区域230的中心检测区域和边缘检测区域的红色显示单元、绿色显示单元和蓝色显示单元的发光比例(即RGB三基色的比例)和/或灰度值，以使所述边缘检测区域的光信号的色散程度小于所述中心检测区域的光信号的色散程度。
在本申请实施例的指纹检测装置10中，通过控制所述激励光源11向所述显示屏20的指纹检测区域20发射不同颜色或灰度值的多个光信号，该多个光信号照射到指纹检测区域230的不同位置可以形成颜色和灰度值不同的多个图案。
可选地，在一些实施例中，按照与该指纹检测区域的中心由近到远的顺序，该多个光信号的色散程度依次降低，换句话说，该多个光信号的折射率依次减小，或者说，该多个光信号的实际焦距依次增大，这样，边缘检测区域对应的该光信号具有较大的实际焦距，从而能够保证光学指纹的焦平面更贴近光学传感器的像平面。
作为一个可选实施例，按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序，所述多个图案依次为蓝色光斑，青色光斑，绿色光斑和黄色光斑。
可选地，在一些实施例中，如图5所示，该激励光源11发射的光信号在所述指纹检测区域230所形成的光斑可以是圆形、椭圆形、矩形、其他规则或不规则图形等，本申请实施例对此不作限定。
以下，结合图6至图10，详细说明向该指纹检测区域的不同区域发射的光信号的确定方式。
为便于描述和说明，以透镜为例，将透镜中心坐标记为(0,0)，将透镜上一点(x,y)的实际焦距记为Q，实际像距记为d，则该点的对焦程度Qfoc如公式(1)所示：
Qfoc＝|Q/d| 公式(1)
当Qfoc＝1时，对焦程度最好，即像距和焦距一致，当像距偏离焦距时，表现出来的是离焦现象，对应地，离焦程度Qdefoc可以表示为：
Qdefoc＝|(d-Q)/d| 公式(2)
如图6所示是基于纯色光斑采集的指纹图像的示意图，图7是基于纯色光斑的焦平面和像平面的离焦程度和期望的离焦程度的对比图，其中，图7是以图6所标注的辅助线的中心为原点，X轴表示辅助线上的像素点到该中心的距离，单位是um，Y轴表示离焦程度。结合图6和图7可以看出，当像平面的中心的对焦程度达到1时，此时，透镜的调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)最大，图像对比度最大，中心区域的图像最清晰，但在边缘区域，离焦程度严重，对比度较差，因此，边缘区域的图像比较模糊。
为了改善边缘区域的离焦程度，使得焦平面在像平面上的对焦程度Qfoc处处接近1，根据上述公式(1)可知，可以调整d值或者Q值，由于d值由物理几何尺寸决定，在指纹检测装置的光路结构固定之后，通常是不可调的，因此，在本申请实施例中，可以通过调整Q值以改善边缘的离焦程度。
在具体实现中，需要确定向指纹检测区域中的每个区域发射的光信号的参数，例如，RGB三基色的比例或灰度值等参数，以使透镜上的每个点的实际焦距Q尽量等于或接近于像距d。
透镜上的点(x,y)的实际焦距QNEW与该点对应的光信号中的RGB三基色的比例有关，具体可以表示为：
QNEW＝μBQB+μGQG+μRQR 公式(3)
其中，μB为光信号中蓝光的权重系数，QB为蓝光的实际焦距，μG为光信号中绿光的权重系数，QG为绿光的实际焦距，μR为光信号中红光的权重系数，QR为红光的实际焦距。
进一步地，根据公式(3)，可知该点的对焦程度Qfoc-NEW为：
该点的实际像距d和透镜中心的像距d0，以及该点与透镜中心的偏离距离相关，具体可以表示为：
而不同颜色的光信号(简称色光)的权重系数μ与物体侧三基色灰度值的衰减系数α、光学传感器端的像素单元的响应系数β及色光的调制传输函数MTF等参数正相关，可以表达为：μ＝α*β*MTF。
因此，可以通过控制上述α、β、d和MTF几个参数中的至少一个，可以达到控制每个点的实际焦距Q，以使其等于或接近实际像距d。
以下，结合图8至图10说明影响对焦程度Qfoc-NEW的几个参数的变化曲线。
由上文描述可知，实际像距d通常由指纹检测装置的光路结构决定，在不改变光路结构的情况下，不同色光在不同的区域的实际像距通常是固定的。如图8所示为以图6所标注的辅助线的中心为X轴原点，所绘制的RGB三基色在图像中心处于最佳对焦程度时透镜上的各点的实际像距d的变化曲线，其中，该变化曲线的X轴为距离透镜中心的距离，Y为实际相距d，该变化曲线可以用于计算不同色光在最佳对焦程度下的实际像距d，进一步在后续步骤中用于确定透镜上每个点的对焦程度。
在本申请实施例中，可以通过大量实验确定三基色亮度(或者说三基色发光效果)随灰度值δ的衰减系数α，如图9所示。从图9可以看出，三基色的衰减系数曲线近似相同，都可以表示为如下公式：
α＝7E-08δ3-5E-06δ2+0.0005δ-0.0042 公式(6)
在本申请实施例中，还可以通过仿真和实验分析确定三基色在传感器端的响应系数β，例如，可以确定相同曝光时间下，各色光的响应值，进一步根据最大响应值进行归一化处理，可以得到归一化响应系数，如表1所示：
表1
| 色光 | 响应值 | 归一化响应系数 |
| R | 60 | 3.33％ |
| R+G | 1193 | 66.13％ |
| G | 1187 | 65.80％ |
| G+B | 1804 | 100.00％ |
| B | 806 | 44.68％ |
在本申请实施例中，还可以进一步确定三基色的MTF，具体地，可以通过实验和仿真相结合的方法，分别确定蓝光、绿光和红光三基色的MTF，得到三基色的MTF曲线随Q值的变化，如图10所示。从图10可以看出，当蓝光MTF达到最大值是的对应的Q值比绿光达到最大MTF时对应的Q值小40μm，当绿光MTF达到最大值是的对应的Q值比红光达到最大MTF时对应的Q值小20μm。
综合上述信息，d和β和MTF都是由指纹检测装置的光路结构决定的，在不改变光路结构的情况下通常是不可调的，而α可以通过改变色光的灰度值进行调整，因此，本申请实施例中，优选通过调整RGB三基色的灰度值来调整Q值，进而使得Q更接近d。
进一步地，设置评价函数，用于确定最佳的α，例如，如下式所示：
MTFNEW＝αBβBdBMTFB+αGβGdGMTFG+αRβRdRMTFR 公式(7)
其中，该MTFNEW为透镜对三基色的解析力，该αB为蓝光相对于满灰度值的衰减系数，βB为光学传感器对蓝光的响应系数，dB为在蓝光中心对焦时，透镜上某个点的实际像距，MTFB为透镜对蓝色的解析力；该αG为绿光相对于满灰度值的衰减系数，βG为该光学传感器对绿光的响应系数，dG为在绿光中心对焦时，透镜上某个点的实际像距，MTFG为透镜对蓝色的解析力；该αR为红光相对于满灰度值的衰减系数，βR为该光学传感器对红光的响应系数，dR为在红光中心对焦时，透镜上某个点的实际像距，MTFR为透镜对红色的解析力。
根据该评价函数，结合上述图8至图10所示的曲线图以及表1所示的响应系数，例如，可以使用MATLAB软件采用穷举法对上述公式进行规划运算，以确定使该点对焦程度最接近1的灰度值，进而可以确定整个混色光斑的对焦程度达到最优，也就是可以确定在焦平面上的每个点均最大程度靠近像平面时指纹检测区域中的每个区域的RGB三基色的灰度值，如图11所示。其中，Y轴为三基色相对于满灰度值的衰减系数，X轴为与指纹检测区域的中心(或者说，光斑中心)的距离。
根据图11所示的光信号在不同位置的灰度值的衰减系数曲线，可以得到在所述指纹检测区域230所形成的光斑图样，如图12所示。从图12可以看出，在中心检测区域主要为蓝色光斑，往边缘方向，依次过渡为青色光斑，绿色光斑，黄色光斑，即从中心向边缘，蓝色所占的比例依次降低，绿色所占的比例先增加后降低，由于环境光中包括红外光，所以红光的占比较低。
图13示出了基于图12所示的混色光斑重新确定的光学指纹的焦平面(即修改后的焦平面)、原焦平面(即修正前的焦平面)和期望的焦平面的对比图。
根据图13中的像平面和焦平面曲线，可以得到修改前后的离焦程度曲线，如图14所示，从图14可以看出，边缘检测区域的离焦程度明显得到了改善。
图15示出了基于纯色光斑和基于图12所示的混色光斑所采集指纹图像的对比图，其中，图像a为基于纯色光斑采集的指纹图像，图像b为基于图12所示的混色光斑采集的指纹图像。对比可以看出，基于混色光斑所采集的指纹图像的边缘区域的清晰度大大提升，可识别面积大大增加，进一步基于此指纹图像进行指纹识别，能够提升指纹识别率。
图16是基于纯色光斑(以绿色光斑为例)和混色光斑的系统公差的对比曲线，可以看出，基于混色光斑的系统公差明显增大了30μm左右。
可选地，在一些实施例中，如图17所示，该指纹检测装置10还可以包括：
处理模块16，用于根据以下中的至少一项，确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中RGB三基色的灰度值：光学传感器对不同颜色的光信号的响应系数、不同颜色的光信号在所述光学传感器的不同区域的实际像距，所述光学传感器对三基色的光信号的调制传递函数MTF，不同颜色的光信号的亮度随灰度值的衰减系数。
具体过程可以参考前述实施例中的相关说明，为了简洁，这里不再赘述。
在具体实施例中，所述处理模块16可以具体为配置在所述指纹检测装置10的微处理器(MCU)，也可以为所述指纹检测装置10所应用的电子设备的应用处理器或者其他处理器或控制器。
可选地，在一些实施例中，如图17所示，该指纹检测装置10还可以进一步包括：
光源驱动模块15，用于根据所述处理模块16确定的所述指纹检测区域230的各个区域的光信号的颜色和灰度值，驱动所述激励光源11发射相应的光信号，以在所述指纹检测区域230显示相应的目标图案，比如上述混色光斑。
例如，在一种实施例中，所述光源驱动模块15可以驱动所述激励光源11在所述指纹检测区域230的中心检测区域和边缘检测区域分别发射所述第一光信号121和所述第二光信号122，以使所述显示屏20在所述指纹检测区域230显示包括所述第一图案111和所述第二图案112的混合色图案。
在具体实施例中，当所述激励光源11采用所述显示屏20的自发光显示单元时，所述光源驱动模块15可以具体为所述指纹检测装置所应用的电子设备的显示驱动模块或者显示驱动器。在其他实施例中，若所述指纹检测装置10的激励光源采用如图3所示的外置光源14，则所述光源驱动模块15可以具体为用于驱动所述外置光源14的光源驱动器。
可选地，在一些实施例中，该处理模块16还可以在所述显示屏120的指纹检测区域230显示所述目标图案(如上述混色光斑)时，根据所述光学传感器12检测到的用户手指的指纹信息进行指纹识别等后续的操作。其中，所述用户手指可以按压在所述目标图案(如上述混色光斑)以进行指纹输入，所述目标图案所对应的光信号在所述用户手指发生反射并形成反射光信号，所述反射光信号作为指纹检测光，穿过所述显示屏120之后被所述光学组件13汇聚或者导引到所述光学传感器12，因此所述光学传感器12对所述指纹检测光进行光学成像从而获得所述用户手指的指纹信息，并提供给所述处理模块16进行指纹识别以及后续的用户身份认证等操作。即，本申请实施例的指纹检测装置10还可以用于后续的指纹识别等操作。
应理解，在其他替代实施例中，所述处理模块16还可以集成有所述光源驱动模块15的功能，即所述处理模块16还可以用于控制所述激励光源11发射的光信号的颜色、灰度值等光学参数。在此应用场景之下，所述光源驱动模块15可以省略。
以上，结合图2至图17，详细描述了本申请的装置实施例，下文结合图18，详细描述本申请的方法实施例，应理解，方法实施例与装置实施例相互对应，类似的描述可以参照装置实施例。
图18是本申请实施例的指纹检测方法的示意性流程图，应理解，该指纹检测方法400可以应用于如图3或图4所示的指纹检测装置10，或图19所示的电子设备中。如图18所示，该指纹检测方法400可以包括如下内容：
S410，在用户手指按压电子设备的显示屏的指纹检测区域显示的目标图案时，检测所述目标图案所对应的目标光信号在所述用户手指反射形成的反射光信号，其中，所述目标图案包括第一图案和第二图案，所述第一图案比所述第二图案靠近所述指纹检测区域的中心，且所述第一图案所对应的第一光信号的色散程度大于所述第二图案所对应的第二光信号的色散强度；
S420，根据所述反射光信号获取所述用户手指的指纹信息。
可选地，在一些实施例中，所述目标图案为包括多个图案的光斑，所述多个图案所对应的光信号的色散程度按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序依次递减。
可选地，在一些实施例中，按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序，所述多个图案依次为蓝色光斑，青色光斑，绿色光斑和黄色光斑。
可选地，在一些实施例中，所述多个图案所对应的光信号中红绿蓝RGB三基色的灰度值不同。
可选地，在一些实施例中，所述多个图案包括所述第一图案和所述第二图案，所述第一图案中的蓝色的灰度值大于所述第二图案中蓝色的灰度值，所述第一图案中的绿色的灰度值小于所述第二图案中绿色的灰度值。
可选地，在一些实施例中，所述方法400还包括：
确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中的RGB三基色的灰度值，以在所述指纹检测区域形成所述目标图案。
可选地，在一些实施例中，所述确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中的红绿蓝RGB三基色的灰度值，包括：
根据以下中的至少一项，确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中RGB三基色的灰度值：光学传感器对不同颜色的光信号的响应系数、不同颜色的光信号在所述光学传感器的不同区域的实际像距，所述光学传感器对三基色的光信号的调制传递函数MTF，不同颜色的光信号的亮度随灰度值的衰减系数。
可选地，在一些实施例中，所述目标图案由光源发射的目标光信号在所述指纹检测区域形成，其中所述光源包括红色光源、绿色光源和蓝色光源中的至少一个；所述方法还包括：
通过控制所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源中的至少一个发射的所述第一光信号和所述第二光信号的红绿蓝RGB三基色的灰度值，以使所述第一光信号的色散程度大于所述第二光信号的色散强度。
可选地，在一些实施例中，所述第一光信号的波长小于所述第二光信号的波长。
可选地，在一些实施例中，所述第一光信号的实际焦距小于所述第二光信号的实际焦距。
应理解，在本申请的方法实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本申请实施例还提供了一种电子设备800，如图19所示，所述电子设备800可以包括显示屏820以及指纹检测装置810，该指纹检测装置810可以为前述实施例中的指纹检测装置10，并设置在所述显示屏820的下方。其中，作为一种可选的实施例，所述显示屏820具有自发光显示单元，所述自发光显示单元可以作为所述指纹检测装置10用于进行指纹检测的激励光源。另外，所述指纹检测装置810可以能够用于执行图18所示方法实施例中的内容。
应理解，本申请实施例的处理器或处理模块可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解，本申请实施例的电子设备还可以包括存储器，存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(DynamicRAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DR RAM)。应注意，本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的便携式电子设备执行时，能够使该便携式电子设备执行图13所示实施例的方法。
本申请实施例还提出了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，当该计算机程序被计算机执行时，使得计算机可以执行图18所示实施例的方法。
本申请实施例还提供了一种芯片，该芯片包括输入输出接口、至少一个处理器、至少一个存储器和总线，该至少一个存储器用于存储指令，该至少一个处理器用于调用该至少一个存储器中的指令，以执行图18所示实施例的方法。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (25)
1.一种指纹检测方法，其特征在于，包括：
在用户手指按压电子设备的显示屏的指纹检测区域显示的目标图案时，检测所述目标图案所对应的目标光信号在所述用户手指反射形成的反射光信号，其中，所述目标图案包括第一图案和第二图案，所述第一图案比所述第二图案靠近所述指纹检测区域的中心，且所述第一图案所对应的第一光信号的色散程度大于所述第二图案所对应的第二光信号的色散强度；
根据所述反射光信号获取所述用户手指的指纹信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标图案为包括多个图案的光斑，按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序，所述多个图案所对应的光信号的色散程度依次递减。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序，所述多个图案依次为蓝色光斑，青色光斑，绿色光斑和黄色光斑。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述多个图案所对应的光信号中红绿蓝RGB三基色的灰度值不同。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一图案中的蓝色的灰度值大于所述第二图案中蓝色的灰度值，所述第一图案中的绿色的灰度值小于所述第二图案中绿色的灰度值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中的RGB三基色的灰度值，以在所述指纹检测区域形成所述目标图案。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中的红绿蓝RGB三基色的灰度值，包括：
根据以下中的至少一项，确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中RGB三基色的灰度值：光学传感器对不同颜色的光信号的响应系数、不同颜色的光信号在所述光学传感器的不同区域的实际像距，所述光学传感器对三基色的光信号的调制传递函数MTF，不同颜色的光信号的亮度随灰度值的衰减系数。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标图案由光源发射的目标光信号在所述指纹检测区域形成，其中所述光源包括红色光源、绿色光源和蓝色光源中的至少一个；所述方法还包括：
通过控制所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源中的至少一个发射的所述第一光信号和所述第二光信号的RGB三基色的灰度值，以使所述第一光信号的色散程度大于所述第二光信号的色散强度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一光信号的波长小于所述第二光信号的波长。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一光信号的实际焦距小于所述第二光信号的实际焦距。
11.一种指纹检测装置，其特征在于，包括光学组件和光学传感器，所述光学组件用于将指纹检测信号导引或汇聚到所述光学传感器，所述光学传感器用于根据所述指纹检测信号检测相应的指纹信息；
其中，所述指纹检测信号为在显示屏的指纹检测区域形成的目标图案所对应的光信号在用户手指反射而形成的反射光信号，所述目标图案包括第一图案和第二图案，所述第一图案比所述第二图案靠近所述指纹检测区域的中心，且所述第一图案所对应的第一光信号的色散程度大于所述第二图案所对应的第二光信号的色散强度。
12.根据权利要求11所述的指纹检测装置，其特征在于，所述目标图案为包括多个图案的光斑，按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序，所述多个图案所对应的光信号的色散程度依次递减。
13.根据权利要求12所述的指纹检测装置，其特征在于，按照与所述指纹检测区域的中心由近到远的顺序，所述多个图案依次为蓝色光斑，青色光斑，绿色光斑和黄色光斑。
14.根据权利要求12或13所述的指纹检测装置，其特征在于，所述多个图案所对应的光信号中红绿蓝RGB三基色的灰度值不同。
15.根据权利要求14所述的指纹检测装置，其特征在于，所述第一图案中的蓝色的灰度值大于所述第二图案中蓝色的灰度值，所述第一图案中的绿色的灰度值小于所述第二图案中绿色的灰度值。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述目标图案由光源发射的目标光信号在所述指纹检测区域形成，其中所述光源包括红色光源、绿色光源和蓝色光源中的至少一个。
17.根据权利要求16所述的指纹检测装置，其特征在于，所述指纹检测装置还包括：
光源驱动模块，用于驱动所述光源在所述指纹检测区域的中心检测区域和边缘检测区域分别发射所述第一光信号和所述第二光信号，以使在所述显示屏的所述指纹检测区域分别显示所述第一图案和所述第二图案。
18.根据权利要求17所述的指纹检测装置，其特征在于，所述光源驱动模块具体用于：
通过控制所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源中的至少一个发射的所述第一光信号和所述第二光信号的RGB三基色的灰度值，以使所述第一光信号的色散程度大于所述第二光信号的色散强度。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述光源为所述显示屏在所述指纹检测区域的部分自发光显示单元，且所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源分别为所述显示屏的红色显示单元、绿色显示单元和蓝色显示单元。
20.根据权利要求19所述的指纹检测装置，其特征在于，所述光源驱动模块为用于驱动所述显示屏进行画面显示的显示驱动模块或者显示驱动器。
21.根据权利要求16至18中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述光源为外置光源，所述外置光源设置在所述显示屏的下方。
22.根据权利要求11至21中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述指纹检测装置还包括：
处理模块，用于确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中的RGB三基色的灰度值，以在所述指纹检测区域形成所述目标图案。
23.根据权利要求22所述的指纹检测装置，其特征在于，所述处理模块具体用于：
根据以下中的至少一项，确定向所述指纹检测区域的不同区域发射的光信号中RGB三基色的灰度值：光学传感器对不同颜色的光信号的响应系数、不同颜色的光信号在所述光学传感器的不同区域的实际像距，所述光学传感器对三基色的光信号的调制传递函数MTF，不同颜色的光信号的亮度随灰度值的衰减系数。
24.根据权利要求11至23中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述光学组件包括一个或多个透镜，所述第一光信号在所述透镜中的折射率大于所述第二光信号在所述透镜中的折射率。
25.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏和设置在所述显示屏下方的指纹检测装置，其中所述指纹检测装置为如权利要求11至24中任一项所述的指纹检测装置。
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