CN110286717B - 显示装置、电子设备及图像获取方法 - Google Patents

显示装置、电子设备及图像获取方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110286717B
CN110286717B CN201910548891.7A CN201910548891A CN110286717B CN 110286717 B CN110286717 B CN 110286717B CN 201910548891 A CN201910548891 A CN 201910548891A CN 110286717 B CN110286717 B CN 110286717B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
units
display
unit
photosensitive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910548891.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110286717A (zh
Inventor
袁石林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Original Assignee
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd filed Critical Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority to CN201910548891.7A priority Critical patent/CN110286717B/zh
Publication of CN110286717A publication Critical patent/CN110286717A/zh
Priority to US16/894,043 priority patent/US11119347B2/en
Priority to EP20180861.5A priority patent/EP3757666B1/en
Priority to PCT/CN2020/097072 priority patent/WO2020259408A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN110286717B publication Critical patent/CN110286717B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338Input devices, e.g. touch panels
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G02F1/13318Circuits comprising a photodetector
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133308Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512Light shielding layers, e.g. black matrix
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1637Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing
    • G06F1/1643Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing the display being associated to a digitizer, e.g. laptops that can be used as penpads
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412Digitisers structurally integrated in a display
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10Image acquisition
    • G06V10/17Image acquisition using hand-held instruments
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1318Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

本申请公开了一种显示装置,显示装置包括相背的显示面及底面,在显示面与底面之间,显示装置还包括感光层及多个准直单元,感光层包括多个感光单元,多个感光单元设置在第二基板上,多个准直单元设置在感光层与显示面之间,准直单元开设有通光孔,通光孔对准感光单元,通光孔能够允许光信号穿过并到达感光单元。本申请还公开了一种电子设备及图像获取方法。感光单元可接收从显示面进入并穿过通光孔的光信号,依据该光信号可获取触摸在显示面上的物体的图像,图像可用于指纹识别,同时,依据需求可以通过设置多个感光单元的分布面积使得多个感光单元分布的面积占显示面的面积的比例较大,用户可以在显示面的较大区域上进行指纹识别,用户体验较好。

Description

显示装置、电子设备及图像获取方法
技术领域
本申请涉及显示技术领域,更具体而言,涉及一种显示装置、电子设备及图像获取方法。
背景技术
在相关技术中,手机会配置指纹识别模组及显示模组,指纹识别模组可用来识别用户身份,显示模组可用于显示影像,目前有将指纹识别模组层叠设置在显示模组的下方的方式,用户接触显示模组上与指纹识别模组对应的位置以录入指纹,然而,显示模组的显示区域中,只有很小一部分可供用户触摸以进行指纹识别,用户体验较差。
发明内容
本申请实施方式提供一种显示装置、电子设备及图像获取方法。
本申请实施方式的显示装置包括相背的显示面及底面,在所述显示面与所述底面之间,所述显示装置还包括感光层及多个准直单元,所述感光层包括多个感光单元,多个所述感光单元设置在第二基板上;多个所述准直单元设置在所述感光层与所述显示面之间,所述准直单元开设有通光孔,所述通光孔对准所述感光单元,所述通光孔能够允许光信号穿过并到达所述感光单元。
本申请实施方式的电子设备包括机壳及本申请实施方式的显示装置,所述显示装置安装在所述机壳上。
本申请实施方式的图像获取方法用于显示装置,所述显示装置包括相背的显示面及底面,在所述显示面及所述底面之间,所述显示装置还包括感光层及准直单元,所述感光层设置在第二基板上,所述准直单元开设有通光孔;所述图像获取方法包括:接收包括目标光信号的成像光信号,所述目标光信号先后穿过所述显示面及所述通光孔后,到达所述感光层;及依据所述成像光信号获取图像。
本申请实施方式的显示装置、电子设备及图像获取方法中,多个感光单元设置在位于显示装置的显示面与底面之间的第二基板上,感光单元可接收从显示面进入并穿过通光孔的光信号,依据该光信号可获取触摸在显示面上的物体的图像,图像可用于指纹识别,同时,依据需求可以通过设置多个感光单元的分布面积,使得多个感光单元分布的面积占显示面的面积的比例较大,用户可以在显示面的较大的区域上进行指纹识别,用户体验较好。
本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实施方式的实践了解到。
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方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请实施方式的电子设备的结构示意图;
图2是本申请实施方式的感光层设置在第二面上时,显示装置的截面结构示意图;
图3是本申请实施方式的感光层设置在第二面上时,显示装置用于指纹识别的原理示意图;
图4是本申请实施方式的感光层设置在第二面上时,沿显示面指向底面的方向,显示装置的立体结构示意图;
图5是本申请实施方式的感光层设置在第二面上时,沿底面指向显示面的方向,显示装置的立体结构示意图;
图6是本申请实施方式的感光层与成像芯片的结构示意图;
图7是本申请实施方式的显示驱动层的结构示意图;
图8是本申请实施方式的感光层设置在第二面上时,第二基板的平面结构示意图;
图9是本申请实施方式的感光层设置在第一面上时,显示装置的截面结构示意图;
图10是本申请实施方式的感光层设置在第一面上时,显示装置用于指纹识别的原理示意图;
图11是本申请实施方式的感光层设置在第一面上时,沿显示面指向底面的方向,显示装置的立体结构示意图;
图12是本申请实施方式的感光层设置在第一面上时,沿底面指向显示面的方向,显示装置的立体结构示意图;
图13是本申请实施方式的感光层设置在第一面上时,第二基板的平面结构示意图;
图14是本申请实施方式的图像获取方法的流程示意图;
图15是本申请实施方式的感光层设置在第二面上时,显示装置的侧视结构示意图;
图16是本申请实施方式的感光层设置在第一面上时,显示装置的侧视结构示意图;
图17是本申请实施方式的图像获取方法的流程示意图;
图18是本申请实施方式的感光层设置在第二面上时,显示装置的侧视结构示意图;
图19是本申请实施方式的感光层设置在第一面上时,显示装置的侧视结构示意图;
图20至图22是本申请实施方式的图像获取方法的流程示意图。
主要元件符号说明:
电子设备1000、显示装置100、背光层10、底面11、第一偏光层20、第一基板30、感光层40、感光单元41、杂光感光单元411、噪声感光单元412、红外感光单元413、电路单元42、感光电路单元421、噪声电路单元422、液晶层50、第二基板60、第一面601、第二面601、显示单元61、遮光件62、过光孔621、准直层70、准直单元71、通光孔711、基体72、遮光单元73、第二偏光层80、盖板90、显示面91、显示区911、背面92、油墨层93、机壳200、成像芯片300、物体2000、显示驱动层1a、显示驱动单元1a1。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
另外,下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请的实施方式,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1,本申请实施方式的电子设备1000包括机壳200及显示装置100。显示装置100安装在机壳200上。具体地,电子设备1000可以是手机、平板电脑、显示器、笔记本电脑、柜员机、闸机、智能手表、头显设备、游戏机、智能家具等设备,本申请以电子设备1000是手机为例进行说明,可以理解,电子设备1000的具体形式并不限于手机。
机壳200可用于安装显示装置100,或者说,机壳200可作为显示装置100的安装载体,机壳200还可用于安装电子设备1000的供电装置、成像装置、通信装置等功能模块,以使机壳200为功能模块提供防摔、防水等的保护。
显示装置100可用于显示图片、视频、文字等影像。显示装置100安装在机壳200上,具体地,显示装置100可以安装在机壳200的正面上,或者显示装置100安装在机壳200的背面上,或者显示装置100同时安装在机壳200的正面及背面上,或者显示装置100安装在机壳200的侧面上,在此不作限制。在如图1所示的例子中,显示装置100安装在机壳200的正面。
请参阅图2至图4,显示装置100包括相背的显示面91及底面11,在显示面91与底面11之间,显示装置100包括感光层40及准直单元71。感光层40包括多个感光单元41,多个感光单元41设置在第二基板60上。准直单元71设置在感光层40与显示面91之间,准直单元71开设有通光孔711,通光孔711对准感光单元41,通光孔711能够允许光信号穿过并到达感光单元41。
本申请实施方式的电子设备1000中,多个感光单元41设置在显示装置100的位于显示面91与底面11之间的第二基板60上,感光单元41可接收从显示面91进入并穿过通光孔711的光信号,依据该光信号可获取触摸在显示面91上的物体的图像,图像可用于指纹识别,同时,依据需求可以通过设置多个感光单元41的分布面积,使得多个感光单元41分布的面积占显示面91的面积的比例较大,用户可以在显示面91的较大的区域上进行指纹识别,用户体验较好。
具体地,显示装置100可以通过自身内部的发光元件发出的光信号以进行显示,显示装置100也可以通过导引外部光源发出的光信号以进行显示,显示装置100可以是不可弯折的,显示装置100也可以是可弯折的,在此不作限制。
在本申请实施例中,请参阅图2至图5,沿着显示装置100的出光方向,显示装置100依次包括背光层10、第一偏光层20、第一基板30、液晶层50、感光层40、第二基板60、准直层70、第二偏光层80、盖板90。
如图2及图3所示,背光层10可以用于发射光信号La,或者背光层10可以用于反射光源(图未示)发出的光信号La。光信号La依次穿过第一偏光层20、第一基板30、液晶层50、感光层40、第二基板60、准直层70、第二偏光层80、盖板90后进入外界。背光层10包括底面11,具体地,底面11可以是背光层10上与第一偏光层20相背的表面。
第一偏光层20设置在背光层10上,第一偏光层20具体可以是偏振片或偏振膜。第一基板30设置在第一偏光层20上,第一基板30可以是玻璃基板。
液晶层50设置在第一基板30上,液晶层50内的液晶分子在电场的作用下可改变偏转方向,进而改变可通过液晶层50的光信号的量。相应地,请结合图7,在第一基板30上可以制作有显示驱动层1a,显示驱动层1a可以用于向液晶层50施加电场,以控制不同位置的液晶分子的偏转方向。具体地,显示驱动层1a包括多个显示驱动单元1a1,每个显示驱动单元1a1可以独立地控制对应位置的液晶的偏转方向。
请参阅图2、图4、图5及图8,第二基板60包括朝向显示面91的第一面601及与第一面601相背的第二面602。感光层40设置在第二基板60上,具体地,感光层40可以是设置在第二基板60的第二面602上的膜层,例如通过薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)工艺制作在第二基板60的第二面602上。请参阅图4至图6,感光层40包括多个感光单元41及多个电路单元42。
感光单元41可以利用光电效应将接收到的光信号转化为电信号,通过解析感光单元41产生的电信号的强度可以反映感光单元41接收到的光信号的强度。在一个例子中,感光单元41可以仅接收可见光信号以转化为电信号,在另一个例子中,感光单元41可以仅接收不可见光以转化为电信号,在又一个例子中,感光单元41可以接收可见光及不可见光以转化为电信号。多个感光单元41的类型可以相同,多个感光单元41的类型也可以不完全相同。多个感光单元41可以以任意的方式进行排列,多个感光单元41的排列方式具体可以依据显示装置100的外形等需求进行设定,在本申请实施例中,多个感光单元41呈阵列排布,例如多个感光单元41排成多行多列的矩阵。每个感光单元41均可以独立工作而不受其他感光单元41的影响,不同位置的感光单元41接收到的光信号的强度可能不同,故不同位置的感光单元41产生的电信号的强度也可能不同。另外,感光单元41的朝向底面11的一侧可以设置有反光材料,从背光层10照射到感光单元41的光信号可以由反光材料反射,避免该部分光信号影响感光层40进行成像的准确性。
电路单元42可以与感光单元41连接。电路单元42可以将感光单元41产生的电信号传输至电子设备1000的成像芯片300。电路单元42具体可以包括晶体管等元件。电路单元42的数量可以为多个,每个感光单元41可以连接在对应的一个电路单元42上,多个电路单元42通过连接线与成像芯片300连接。多个电路单元42的排列方式可以与感光单元41的排列方式类似,例如多个感光单元41排列成多行多列的矩阵,多个电路单元42也可以排列成多行多列的矩阵。
请参阅图2、图4、图5及图8,第二基板60设置在液晶层50上。第二基板60可以包括玻璃基板及设置在玻璃基板上的多个显示单元61及遮光件62。显示单元61可以是彩色滤光片,例如,R表示红外滤光片,G表示绿色滤光片,B表示蓝色滤光片,通过控制穿过不同颜色的滤光片的光信号的量,以控制显示装置100最终显示的颜色。多个显示单元61的排列方式可以与多个显示驱动单元1a1的排列方式对应,例如一个显示单元61与一个显示驱动单元1a1对准。
遮光件62位于显示单元61之间,遮光件62间隔相邻的两个显示单元61,在一个例子中,遮光件62可以是黑色矩阵(Black Matrix,BM)。遮光件62的实体部分可以防止光线穿过,以避免显示装置100内的光线未经过显示单元61而进入外界,遮光件62还可以防止光信号穿过相邻的显示单元61时发生串光现象。
请结合图3至图5,遮光件62上开设有过光孔621,过光孔621可用于供光信号通过。过光孔621的位置与感光单元41对准,其中,对准可以指过光孔621的中心线穿过感光单元41。光信号在穿过过光孔621的过程中,如果光信号到达过光孔621的内壁,则光信号会被过光孔621的内壁部分吸收或全部吸收,以使得能够穿过过光孔621的光信号的传播方向几乎与过光孔621的中心线的延伸方向重合。过光孔621的分布方式可以与感光单元41的分布方式相同,使得每个感光单元41均与一个过光孔621对准。如图8所示,遮光件62开设多个过光孔621时,多个过光孔621位于遮光件62的纵列上,处于非边缘位置的过光孔621位于相邻的两个不同颜色的显示单元61之间,比如位于R与G之间、位于G与B之间、位于B与R之间等等。此时,遮光件的纵列的宽度可以为15mm~40mm,比如宽度为15mm、18mm、20mm、34.5mm、40mm等等。在其他实施例中,遮光件62开设多个过光孔621时,多个过光孔621也可以位于遮光件62的横排上,处于非边缘位置的过光孔621位于相邻的两个相同颜色的显示单元61之间,比如位于R与R之间、位于G与G之间、位于B与B之间等等。此时,遮光件的横排的宽度可以为12.5mm~15mm,比如宽度为12.5mm、13mm、13.8mm、14mm、15mm等等。
请参阅图2至图5,准直层70设置在第二基板60上。准直层70包括多个准直单元71,准直单元71开设有通光孔711,通光孔711对准感光单元41。具体地,通光孔711还可以与过光孔621对准,即,通光孔711的中心线可以与过光孔621的中心线重合,光信号穿过通光孔711后、再穿过过光孔621以到达感光单元41。准直单元71的材料可以与遮光件62的材料相同,例如准直单元71与遮光件62均由吸光材料制成,光信号到达准直单元71的实体部分时,光信号会被部分吸收或全部吸收,例如,光信号到达准直单元71的侧壁、或者光信号到达通光孔711的内壁时,光信号被准直单元71吸收,以使得传播方向与通光孔711的中心线的延伸方向重合的光信号得以穿过通光孔711并到达感光单元41,实现对光信号的准直,感光单元41接收到的干扰光信号较少。多个准直单元71在第二基板60上的正投影可以位于遮光件62内,以使准直单元71不会遮挡到显示单元61,保证显示装置100具有较好的显示效果。
通光孔711的延伸方向可以垂直于显示面91,以使得通光孔711仅能通过传播方向与显示面91垂直的光信号,或者说,通光孔711仅能通过从显示面91上垂直向下传播的光信号。通光孔711的截面宽度与通光孔711的深度的比值小于0.2,其中,通光孔711的深度可以是通光孔711沿中心线方向的深度,通光孔711的截面宽度可以是通光孔711由垂直于中心线的平面所截的图形的最大横跨尺寸,比值具体可以是0.1、0.111、0.125、0.19、0.195、0.199等数值,以使得准直单元71对光信号的准直效果较好。
在一个例子中,准直层70还包括基体72,基体72可以是基本透光的,准直单元71形成在基体72上。在另一个例子中,准直层70可以仅包括准直单元71,准直单元71可以通过镀膜、溅射等方式形成在第二基板60上。
第二偏光层80设置在准直层70上,第二偏光层80具体可以是偏振片或偏振膜。
请再参阅图2及图3,盖板90设置在第二偏光层80上。盖板90可以由玻璃、蓝宝石等材料制成。盖板90包括显示面91及背面92。显示装置100发出的光信号穿过显示面91后进入外界,外界的光线穿过显示面91后进入显示装置100。背面92可以与第二偏光层80贴合。在某些例子中,显示装置100也可以不包括盖板90,此时显示面91形成在第二偏光层80上。
显示面91形成有显示区911,显示区911指可以用于显示影像的区域,显示区911可以呈矩形、圆形、圆角矩形、带“刘海”的矩形等形状,在此不作限制。另外,在一些例子中,显示面91也可以形成有非显示区,非显示区可以形成在显示区911的周缘位置,非显示区可以用于与机壳200进行连接。显示面91上显示区911的占比可以为80%、90%、100%等任意数值。
在本申请实施例中,多个感光单元41在显示面91的正投影位于显示区911内,以使多个感光单元41可以对触摸在显示区911内的物体进行成像,对于用户使用手指触摸显示区911的例子来说,多个感光单元41可以对触摸在显示区911上的手指的指纹进行成像,并用于指纹识别。
请继续参阅图2及图3,下面将举例描述本申请实施例的显示装置100进行成像的具体细节:显示装置100发出的光信号La依次穿过第一偏光层20、第一基板30、液晶层50、感光层40、第二基板60、准直层70、第二偏光层80、盖板90后进入外界,外界的光信号也可能依次穿过盖板90、第二偏光层80、准直层70、第二基板60后到达感光层40。如果光信号刚好到达感光层40中的感光单元41上,则感光单元41会产生电信号以反映该光信号的强度。由此,通过多个感光单元41的电信号的强度,可以反映进入显示装置100的光信号的强弱分布。
以用户以手指2000触摸显示面91为例。显示装置100正在向外发出光信号La时,手指2000触摸显示面91的预定位置,手指2000会对光信号La进行反射形成L1,光信号L1随后开始进入显示装置100,光信号L1先穿过盖板90及第二偏光层80,对于传播方向与通光孔711及过光孔621的延伸方向相同的光信号L1,光信号L1还能穿过通光孔711及过光孔621,光信号L1穿过通光孔711及过光孔621后,光信号L1到达感光单元41。对于传播方向与通光孔711或过光孔621的延伸方向不相同的光信号,光信号穿过盖板90及第二偏光层80后,光信号无法通过通光孔711或过光孔621,进而无法到达与通光孔711及过光孔621对准的感光单元41。
可以理解,手指指纹存在波峰和波谷,手指2000触摸显示面91时,波峰与显示面91直接接触,波谷与显示面91之间存在间隙,光信号La到达波峰和波谷后,波峰反射的光信号(下称第一光信号)的强度与波谷反射的光信号(下称第二光信号)的强度存在差异,进而使得由于接收第一光信号而产生的电信号(下称第一电信号)与由于接收第二光信号而产生的电信号(下称第二电信号)的强度存在差异,成像芯片300依据第一电信号与第二电信号的分布情况,可以获取指纹的图像。该指纹的图像可以进一步用于进行指纹识别。
可以理解,用户在任意设置有感光单元41的区域上方进行触摸,都能够达到对指纹进行成像并识别的目的。当显示区911下方均对应设置有感光单元41时,用户在显示区911的任意位置进行触摸,均能够达到对指纹进行成像并识别的目的,而不限于显示区911的某些特定位置。同时,用户也可以用多个手指同时触摸显示区911上的多个位置,或者多个用户用多个手指同时触摸显示区911上的多个位置,以实现对多个指纹进行成像并识别的目的,如此,可以丰富电子设备1000的验证方式及可应用的场景,例如仅当多个指纹同时通过验证后才予以授权,多个用户可以在同一个电子设备1000上进行游戏等操作。
当然,与用户以手指触摸显示面91时同理,任何能够反射光信号La的物体(例如用户的手臂、额头、衣物、花草等)触摸显示面91后均能对该物体的表面纹理进行成像,对成像进行的后续处理可以依据用户需求进行设定,在此不作限制。
请参阅图9至图12,在某些实施方式中,沿着显示装置100的出光方向,显示装置100包括依次背光层10、第一偏光层20、第一基板30、液晶层50、第二基板60、感光层40、准直层70、第二偏光层80、盖板90。
背光层10可以用于发射光信号La,或者背光层10可以用于反射光源(图未示)发出的光信号La。光信号La依次穿过第一偏光层20、第一基板30、液晶层50、第二基板60、感光层40、准直层70、第二偏光层80、盖板90后进入外界。背光层10包括底面11,具体地,底面11可以是背光层10上与第一偏光层20相背的表面。
第一偏光层20设置在背光层10上,第一偏光层20具体可以是偏振片或偏振膜。第一基板30设置在第一偏光层20上,第一基板30可以是玻璃基板。
液晶层50设置在第一基板30上,液晶层50内的液晶分子在电场的作用下可改变偏转方向,进而改变可通过液晶层50的光信号的量。相应地,请结合图7,在第一基板30上可以制作有显示驱动层1a,显示驱动层1a可以用于向液晶层50施加电场,以控制不同位置的液晶分子的偏转方向。具体地,显示驱动层1a包括多个显示驱动单元1a1,每个显示驱动单元1a1可以独立地控制对应位置的液晶的偏转方向。
请参阅图9、图11、图12及图13,第二基板60设置在液晶层50上。第二基板60包括朝向显示面91的第一面601及与第一面601相背的第二面602。第二基板60设置在液晶层50上时,第二面602与液晶层50接触。第二基板60还可以包括玻璃基板及设置在玻璃基板上的多个显示单元61及遮光件62。显示单元61可以是彩色滤光片,例如,R表示红外滤光片,G表示绿色滤光片,B表示蓝色滤光片,通过控制穿过不同颜色的滤光片的光信号的量,以控制显示装置100最终显示的颜色。多个显示单元61的排列方式可以与多个显示驱动单元1a1的排列方式对应,例如一个显示单元61与一个显示驱动单元1a1对准。
遮光件62位于显示单元61之间,遮光件62间隔相邻的两个显示单元61,在一个例子中,遮光件62可以是黑色矩阵(Black Matrix,BM)。遮光件62的实体部分可以防止光线穿过,以避免显示装置100内的光线未经过显示单元61而进入外界,遮光件62还可以防止光信号穿过相邻的显示单元61时发生串光现象。
感光层40设置在第二基板60上,具体地,感光层40可以是设置在第二基板60的第一面601上的膜层,例如通过薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)工艺制作在第二基板60的第一面601上。请参阅图6、图11及图12,感光层40包括多个感光单元41及多个电路单元42。设置在第一面601上的多个感光单元41及多个电路单元42的功能及排布与感光层40设置在第二面602上时多个感光单元41及多个电路单元42的功能及排布相同,在此不再赘述。
请参阅图9至图12,准直层70设置在感光层40上。准直层70包括多个准直单元71,准直单元71开设有通光孔711,通光孔711对准感光单元41,光信号穿过通光孔711后可以到达感光单元41。准直单元71的材料可以与遮光件62的材料相同,例如准直单元71与遮光件62均由吸光材料制成,光信号到达准直单元71的实体部分时,光信号会被部分吸收或全部吸收,例如,光信号到达准直单元71的侧壁、或者光信号到达通光孔711的内壁时,光信号被准直单元71吸收,以使得传播方向与通光孔711的中心线的延伸方向重合的光信号得以穿过通光孔711并到达感光单元41,实现对光信号的准直,感光单元41接收到的干扰光信号较少。多个准直单元71在第二基板60上的正投影可以位于遮光件62内,以使准直单元71不会遮挡到显示单元61,保证显示装置100具有较好的显示效果。如图12所示,多个准直单元71在第二基板60上的投影位于遮光件62的纵列内,此时遮光件62的纵列的宽度可为15mm~40mm。在其他实施例中,多个准直单元71在第二基板60上的投影也可以位于遮光件62的横排内,此时遮光件62的横排的宽度可为12.5mm~15mm。
通光孔711的延伸方向可以垂直于显示面91,以使得通光孔711仅能通过传播方向与显示面91垂直的光信号,或者说,通光孔711仅能通过从显示面91上垂直向下传播的光信号。通光孔711的截面宽度与通光孔711的深度的比值小于0.2,其中,通光孔711的深度可以是通光孔711沿中心线方向的深度,通光孔711的截面宽度可以是通光孔711由垂直于中心线的平面所截的图形的最大横跨尺寸,比值具体可以是0.1、0.111、0.125、0.19、0.195、0.199等数值,以使得准直单元71对光信号的准直效果较好。
准直层70还包括基体72,基体72可以是基本透光的,准直单元71形成在基体72上。
第二偏光层80设置在准直层70上,第二偏光层80具体可以是偏振片或偏振膜。
请参阅图9及图10,盖板90设置在第二偏光层80上。盖板90可以由玻璃、蓝宝石等材料制成。盖板90包括显示面91及背面92。显示装置100发出的光信号穿过显示面91后进入外界,外界的光线穿过显示面91后进入显示装置100。背面92可以与第二偏光层80贴合。在某些例子中,显示装置100也可以不包括盖板90,此时显示面91形成在第二偏光层80上。
显示面91形成有显示区911,显示区911指可以用于显示影像的区域,显示区911可以呈矩形、圆形、圆角矩形、带“刘海”的矩形等形状,在此不作限制。另外,在一些例子中,显示面91也可以形成有非显示区,非显示区可以形成在显示区911的周缘位置,非显示区可以用于与机壳200进行连接。显示面91上显示区911的占比可以为80%、90%、100%等任意数值。
在本申请实施例中,多个感光单元41在显示面91的正投影位于显示区911内。以使多个感光单元41可以对触摸在显示区911内的物体进行成像,对于用户使用手指触摸显示区911的例子来说,多个感光单元41可以对触摸在显示区911上的手指的指纹进行成像,并用于指纹识别。另外,由于感光层40设置在第一面601上,感光层40位于遮光件62上方,遮光件62无需开设过光孔,可以简化显示装置100的制造工艺。
请再参阅图9及图10,下面将举例描述本申请实施例的显示装置100进行成像的具体细节:显示装置100发出的光信号La依次穿过第一偏光层20、第一基板30、液晶层50、第二基板60、感光层40、准直层70、第二偏光层80、盖板90后进入外界,外界的光信号也可能依次穿过盖板90、第二偏光层80、准直层70后到达感光层40。如果光信号刚好到达感光层40中的感光单元41上,则感光单元41会产生电信号以反映该光信号的强度。由此,通过多个感光单元41的电信号的强度,可以反映进入显示装置100的光信号的强弱分布。
以用户以手指2000触摸显示面91为例。显示装置100正在向外发出光信号La时,手指2000触摸显示面91的预定位置,手指2000会对光信号La进行反射形成L1,光信号L1随后开始进入显示装置100,光信号L1先穿过盖板90及第二偏光层80,对于传播方向与通光孔711的延伸方向相同的光信号L1,光信号L1还能穿过通光孔711,光信号L1穿过通光孔711后,光信号L1到达感光单元41。对于传播方向与通光孔711的延伸方向不相同的光信号,光信号穿过盖板90及第二偏光层80后,光信号无法通过通光孔711,进而无法到达与通光孔711对准的感光单元41。
可以理解,手指指纹存在波峰和波谷,手指2000触摸显示面91时,波峰与显示面91直接接触,波谷与显示面91之间存在间隙,光信号La到达波峰和波谷后,波峰反射的光信号(下称第一光信号)的强度与波谷反射的光信号(下称第二光信号)的强度存在差异,进而使得由于接收第一光信号而产生的电信号(下称第一电信号)与由于接收第二光信号而产生的电信号(下称第二电信号)的强度存在差异,成像芯片300依据第一电信号与第二电信号的分布情况,可以获取指纹的图像。该指纹的图像可以进一步用于进行指纹识别。
可以理解,用户在任意设置有感光单元41的区域上方进行触摸,都能够达到对指纹进行成像并识别的目的。当显示区911下方均对应设置有感光单元41时,用户在显示区911的任意位置进行触摸,均能够达到对指纹进行成像并识别的目的,而不限于显示区911的某些特定位置。同时,用户也可以用多个手指同时触摸显示区911上的多个位置,或者多个用户用多个手指同时触摸显示区911上的多个位置,以实现对多个指纹进行成像并识别的目的,如此,可以丰富电子设备1000的验证方式及可应用的场景,例如仅当多个指纹同时通过验证后才予以授权,多个用户可以在同一个电子设备1000上进行游戏等操作。
当然,与用户以手指触摸显示面91时同理,任何能够反射光信号La的物体(例如用户的手臂、额头、衣物、花草等)触摸显示面91后均能对该物体的表面纹理进行成像,对成像进行的后续处理可以依据用户需求进行设定,在此不作限制。
请结合图14,本申请实施方式还公开了一种图像获取方法,图像获取方法可应用于上述任意一项实施方式所述的显示装置100,图像获取方法包括步骤:
01:接收包括目标光信号的成像光信号;及
02:依据成像光信号获取图像。
其中,步骤01可以由感光层40实现,步骤02可以由成像芯片300实现。成像光信号指感光单元41接收的所有光信号,目标光信号指穿过通光孔711和过光孔621后到达感光单元41的光信号,或者,目标光信号指穿过通光孔711后到达感光单元41的光信号。步骤01及02的具体实施细节,可以参照以上对显示装置100的相关描述,在此不再赘述。
综上,本申请实施方式的电子设备1000及图像获取方法中,多个感光单元41设置在位于显示装置100的显示面91与底面11之间的第二基板60上,感光单元41可接收从显示面91进入并穿过通光孔711的光信号,依据该光信号可获取触摸在显示面91上的物体的图像,图像可用于指纹识别,同时,依据需求可以通过设置多个感光单元41的分布面积,使得多个感光单元41分布的面积占显示面91的面积的比例较大,用户可以在显示面91的较大的区域上进行指纹识别,用户体验较好。
请参阅图6、图15及图16,在某些实施方式中,感光单元41包括杂光感光单元411。盖板90的背面92上设置有油墨层93,杂光感光单元411与油墨层93的位置对应,油墨层93用于阻隔从外界穿入盖板90的光信号Lb。
在实际使用中,从背光层10中发出的光信号部分直接从显示面91中穿出,部分会在显示面91与背光层10之间进行一次或多次反射,而部分被反射的光信号L2可能会到达感光单元41并对感光单元41的成像造成干扰。即,在用于成像的成像光信号中,还包括干扰光信号L2,干扰光信号L2由显示装置100反射并到达感光层40上的感光单元41。
上述背面92上与杂光感光单元411对应的位置设置有油墨层93,显示装置100内的光线到达该油墨层93后大部分被油墨层93吸收,小部分(例如4%)由油墨层93反射,通过该油墨层93可以模拟盖板90对显示装置100内部的光信号的反射作用,杂光感光单元411即可以接收到与其余感光单元41同等的干扰光信号L2,而同时,油墨层93会阻隔(反射或吸收)从外界穿入盖板90的光信号Lb,使得杂光感光单元411仅仅接收到干扰光信号L2,其余感光单元41则可以同时接收到干扰光信号L2,及从外界穿入盖板90的光信号Lb。
杂光感光单元411的类型及性能与其余感光单元41均相同,杂光感光单元411可以将由干扰光信号L2产生的干扰电信号传输到成像芯片300,成像芯片300在成像时将依据该干扰电信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去干扰电信号后作为最终用于成像的电信号,以获得准确度更高的图像,提高图像识别的准确率。在一个例子中,杂光感光单元411与其余感光单元41均为CCD图像传感器,此时,成像电信号与干扰电信号的相减可以在成像芯片300中进行,即成像电信号与干扰电信号均传送至成像芯片300中,由成像芯片300执行将成像电信号减去干扰电信号的操作,或者,成像电信号与干扰电信号的相减也可以在模数转换器中进行,即成像电信号与干扰电信号先均传送至模数转换器中,由模数转换器执行将成像电信号减去干扰电信号的操作,再将二者相减后获得的电信号传送至成像芯片300中。在另一个例子中,杂光感光单元411与其余感光单元41均为CMOS图像传感器,此时,成像电信号与干扰电信号的相减可以在成像芯片300中进行,即成像电信号与干扰电信号均传送至成像芯片300中,由成像芯片300执行将成像电信号减去干扰电信号的操作,或者,成像电信号与干扰电信号的相减也可以在感光单元41中进行,感光单元41中增设第一存储区、第二存储区及逻辑减电路,感光单元41产生的成像电信号存储在第一存储区中,干扰电信号由杂光感光单元411发送给感光单元41并存储在第二存储区中,逻辑减电路执行将成像电信号减去干扰电信号的操作后,再将二者相减后获得的电信号传送至成像芯片300中。上述对于成像电信号与干扰电信号的相减的描述仅为示例,不能理解为对本申请的限制。
在一个例子中,油墨层93设置在背面92的靠近边缘的位置,杂光感光单元411位于感光层40的边缘位置。例如如图6所示的a区域内设置杂光感光单元411,其中,a区域位于图6的感光单元41阵列的最左侧的一列及最右侧的一列上。避免油墨层93对显示装置100的显示效果造成太大的影响。具体地,感光单元41可以呈多行多列的矩阵排布,杂光感光单元411可以设置在该矩阵的边缘位置,例如靠近矩阵边缘的一列至三列,靠近矩阵边缘的一行至三行,以适应油墨层93的位置。
进一步地,由于杂光感光单元411有多个,相应地会产生多个干扰电信号,多个干扰电信号的大小可能不一致,那么,在将成像电信号减去干扰电信号时,在一个例子中,可以对多个干扰电信号取平均,再将成像电信号减去取平均后得到的干扰电信号。在另一个例子中,可以对感光单元41及杂光感光单元411分别进行分区,每个区域包括至少一个感光单元41或者包括至少一个杂光感光单元411。随后,可以根据每个包含感光单元41的区域(下称第一区域)的位置以及每个包含杂光感光单元411的区域(下称第二区域)的位置来确定与每个第一区域相距最近的第二区域。对于每个第一区域中的每一个感光单元41,可以将每一个感光单元41产生的成像电信号减去与该第一区域相距最近的第二区域中的杂光感光单元411产生的干扰电信号以得到每一个感光单元41最终用于成像的电信号,如果第二区域中杂光感光单元411的个数为多个,则可以先对该第二区域中的多个杂光感光单元411产生的多个干扰电信号取均值,再将成像电信号减去该均值得到最终用于成像的电信号。可以理解,杂光感光单元411与感光单元41相距越近,杂光感光单元411与感光单元41接收到的干扰光信号的量也更相近,产生的干扰电信号也更为相近,在将成像电信号减去干扰电信号后最终获得的用于成像的电信号也更为准确。
请参阅图17,在某些实施方式中,图像获取方法还包括步骤03:获取干扰光信号;步骤02包括步骤021:依据成像光信号及干扰光信号获取图像。
其中,步骤03可以由杂光感光单元411实现,步骤021可以由成像芯片300实现。实施步骤03及步骤021的具体细节可以参考以上描述,在此不再赘述。
请参阅图6、图18及图19,在某些实施方式中,感光单元41包括噪声感光单元412,显示装置100还包括遮光单元73,遮光单元73设置在准直单元71上,遮光单元73用于遮挡与噪声感光单元412对准的通光孔711。
在使用中,感光单元41的温度或者环境的温度会发生变化,而随着温度发生变化,感光单元41的性能可能会发生变化,例如,感光单元41可以由非晶硅(A-Si)材料制成,在温度变化时,感光单元41产生的底噪也会发生变化,因此,在进行成像时,需要对温度变化造成的干扰进行校正。
本实施方式中,噪声感光单元412的类型及性能与其余感光单元41均相同,遮光单元73遮挡通光孔711,使得噪声感光单元412几乎接收不到光信号。噪声感光单元412在使用过程中会产生电信号,但由于噪声感光单元412几乎接收不到光信号,因此,噪声感光单元412产生的电信号即可视为因材料及温度变化而产生的噪声电信号。此时,其余感光单元41除了接收到成像光信号以产生成像电信号外,同时也会产生噪声电信号,感光单元41产生的噪声电信号与噪声感光单元412产生的噪声电信号大致相同。那么,噪声感光单元412将噪声电信号传输至成像芯片300,成像芯片300在成像时将依据该噪声电信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去噪声电信号后作为最终用于成像的电信号,以获得准确度更高的图像,提高图像识别的准确率。与感光单元41包括杂光感光单元411的情况类似,成像电信号减去噪声电信号的操作除了可以在成像芯片300中执行,也可以在其余器件中执行,在此不再赘述。
具体地,遮光单元73也可以由吸光材料制成,遮光单元73可以填充在通光孔711内,遮光单元73与准直单元71可以一同制造而成。在一个例子中,遮光单元73也可以直接设置在噪声感光单元412上,以使噪声感光单元412完全接收到不到光信号。噪声感光单元412可以设置在感光单元41阵列的靠近边缘的区域,噪声感光单元412也可以设置在与杂光感光单元411相邻的区域,例如可以位于矩阵内的一列至三列,或者位于矩阵内的一行至三行,在此不作限制,图6所示的b区域内设置噪声感光单元412,其中,b区域位于图6的感光单元41阵列的左起第二列及右起第二列上。
进一步地,由于噪声感光单元412有多个,相应地会产生多个噪声电信号,多个噪声电信号的大小可能不一致,那么,在将成像电信号减去噪声电信号时,在一个例子中,可以对多个噪声电信号取平均,再将成像电信号减去取平均后得到的噪声电信号。在另一个例子中,可以对感光单元41及噪声感光单元412分别进行分区,每个区域包括至少一个感光单元41或者包括至少一个噪声感光单元412。随后,可以根据每个包含感光单元41的区域(下称第一区域)的位置以及每个包含噪声感光单元412的区域(下称第三区域)的位置来确定与每个第一区域相距最近的第三区域。对于每个第一区域中的每一个感光单元41,可以将每一个感光单元41产生的成像电信号减去与该第一区域相距最近的第三区域中的噪声感光单元412产生的噪声电信号以得到每一个感光单元41最终用于成像的电信号,如果第三区域中噪声感光单元412的个数为多个,则可以先对该第三区域中的多个噪声感光单元412产生的多个噪声电信号取均值,再将成像电信号减去该均值得到最终用于成像的电信号。可以理解,噪声感光单元412与感光单元41相距越近,噪声感光单元412与感光单元41的温度也更相近,产生的噪声电信号也更为相近,在将成像电信号减去噪声电信号后最终获得的用于成像的电信号也更为准确。
请参阅图20,在某些实施方式中,图像获取方法还包括步骤04:获取感光层40的噪声电信号;步骤02包括步骤022:依据成像光信号及噪声电信号获取图像。
其中,步骤04可以由噪声感光单元412实现,步骤022可以由成像芯片300实现。实施步骤04及步骤022的具体细节可以参考以上描述,在此不再赘述。
请参阅图6,在某些实施方式中,电路单元42包括感光电路单元421及噪声电路单元422,感光电路单元421与感光单元41连接,噪声电路单元422上未连接感光单元41。
电路单元42自身存在硬件噪声,该硬件噪声是由于干扰、开关负载变化等因素导致的,该硬件噪声会导致电路噪声信号,电路噪声信号会影响最终传输到成像芯片300的电信号的强度,因此,在进行成像时,需要对电路噪声信号造成的干扰进行校正。
本实施方式中,噪声电路单元422上未连接感光单元41,噪声电路单元422上产生的电路噪声信号均是出于噪声电路单元422自身的硬件噪声。噪声电路单元422将该电路噪声信号传输至成像芯片300,成像芯片300在成像时将依据该电路噪声信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去电路噪声信号后作为最终用于成像的电信号,以获得准确度更高的图像,提高图像识别的准确率。
具体地,多个电路单元42可以呈多行多列的阵列排布,噪声电路单元422至少排列成完整的一行及完整的一列,以使噪声电路单元422在任意一行及任意一列上均有分布,噪声电路单元422产生的电路噪声信号的样本更全面,依据该电路噪声信号对图像进行校正时,校正的结果更好。噪声电路单元422也可以设置在多个电路单元42排成的阵列的边缘位置,或者靠近上述的杂光感光单元411及噪声感光单元412设置。噪声电路单元422的分布范围可以覆盖完整的一列至五列,及覆盖完整的一行至五行,在此不作限制。如图6所示的例子中,感光层40的c区域内设置噪声电路单元422,其中,c区域位于图6的电路单元42阵列的左起第三列、右起第三列、最上侧的一行及最下侧的一行上。
进一步地,由于噪声电路单元422有多个,相应地会产生多个电路噪声信号,多个电路噪声信号的大小可能不一致,那么,在将成像电信号减去电路噪声信号时,在一个例子中,可以对多个电路噪声信号取平均,再将成像电信号减去取平均后得到的电路噪声信号。在另一个例子中,可以对感光单元41及噪声电路单元422分别进行分区,每个区域包括至少一个感光单元41或者包括至少一个噪声电路单元422。随后,可以根据每个包含感光单元41的区域(下称第一区域)的位置以及每个包含噪声电路单元422的区域(下称第四区域)的位置来确定与每个第一区域相距最近的第四区域。对于每个第一区域中的每一个感光单元41,可以将每一个感光单元41产生的成像电信号减去与该第一区域相距最近的第四区域中的噪声电路单元422产生的电路噪声信号以得到每一个感光单元41最终用于成像的电信号,如果第四区域中噪声电路单元422的个数为多个,则可以先对该第四区域中的多个噪声电路单元422产生的多个电路噪声信号取均值,再将成像电信号减去该均值得到最终用于成像的电信号。
请结合图21,在某些实施方式中,图像获取方法还包括步骤05:获取感光层40的电路噪声信号;步骤02包括步骤023:依据成像光信号及电路噪声信号获取图像。
其中,步骤05可以由噪声电路单元422实现,步骤023可以由成像芯片300实现。实施步骤05及步骤023的具体细节可以参考以上描述,在此不再赘述。
请参阅图6,在某些实施方式中,感光单元41还包括多个红外感光单元413,红外感光单元413用于检测红外光。
由于外界环境中存在红外光,而红外光可能会穿透某些物体进入显示装置100。例如,红外光可能会穿透用户的手指、穿过显示面91及通光孔711并被感光单元41接收到,而该部分红外光与用户的指纹并没有关联,该部分红外光(红外光信号)产生的红外电信号会对成像芯片300进行成像时造成干扰。因此,在进行成像时,需要对红外光信号造成的干扰进行校正。
红外感光单元413可仅接收红外光信号,并依据红外光信号产生红外电信号,红外感光单元413可以采用锗材料制成,以使得红外感光单元413仅接收红外光信号。其余感光单元41可同时接收红外光信号及可见光信号,并依据红外光信号及可见光信号产生成像电信号。红外电信号进一步传输至成像芯片300,成像芯片300在成像时将依据该红外电信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去红外电信号后作为最终用于成像的电信号,以获得准确度更高的图像,提高图像识别的准确率。与感光单元41包括杂光感光单元411的情况类似,成像电信号减去红外电信号的操作除了可以在成像芯片300中执行,也可以在其余器件中执行,在此不再赘述。
具体地,多个红外感光单元413可以间隔分布,例如均匀分布在感光单元41阵列内,红外感光单元413在感光单元41中所占的比例可以较小,例如占1%、7%、10%等。请结合图3,当用户触摸到显示面91时,显示装置100可以感应到被触摸的位置,成像芯片300读取与被触摸的位置对应的一个或多个红外感光单元413产生的红外电信号,并依据该红外电信号对图像进行校正。
请结合图22,在某些实施方式中,图像获取方法还包括步骤06:获取红外光信号;步骤02包括步骤024:依据成像光信号及红外光信号获取图像。
其中,步骤06可以由红外感光单元413实现,步骤024可以由成像芯片300实现。实施步骤06及步骤024的具体细节可以参考以上描述,在此不再赘述。
进一步地,由于红外感光单元413有多个,相应地会产生多个红外电信号,多个红外电信号的大小可能不一致,那么,在将成像电信号减去红外电信号时,在一个例子中,可以对多个红外电信号取平均,再将成像电信号减去取平均后得到的红外电信号。在另一个例子中,可以对感光单元41及红外感光单元413分别进行分区,每个区域包括至少一个感光单元41或者包括至少一个红外感光单元413。随后,可以根据每个包含感光单元41的区域(下称第一区域)的位置以及每个包含红外感光单元413的区域(下称第五区域)的位置来确定与每个第一区域相距最近的第五区域。对于每个第一区域中的每一个感光单元41,可以将每一个感光单元41产生的成像电信号减去与该第一区域相距最近的第五区域中的红外感光单元413产生的红外电信号以得到每一个感光单元41最终用于成像的电信号,如果第五区域中红外感光单元413的个数为多个,则可以先对该第五区域中的多个红外感光单元413产生的多个红外电信号取均值,再将成像电信号减去该均值得到最终用于成像的电信号。可以理解,红外感光单元413与感光单元41相距越近,红外感光单元413与感光单元41的接收到的红外光的量也更相近,产生的红外电信号也更为相近,在将成像电信号减去红外电信号后最终获得的用于成像的电信号也更为准确。
另外,在某些实施方式中,也可以不设置红外感光单元413,而是在感光层40与显示面91之间设置红外截止膜,红外截止膜对可见光的透过率较高,可以达到90%或以上,而对红外光信号的透过率较低,以防止外界的红外光信号到达感光单元41。
同一个感光层40上也可以同时设置杂光感光单元411、噪声感光单元412、噪声电路单元422及红外感光单元413中的任意一个或多个。例如,同时设置杂光感光单元411与噪声感光单元412,此时成像芯片300在成像时将依据干扰电信号及噪声电信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去干扰电信号及噪声电信号后作为最终用于成像的电信号。再例如,同时设置杂光感光单元411与噪声电路单元422,此时成像芯片300在成像时将依据干扰电信号及电路噪声信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去干扰电信号及电路噪声信号后作为最终用于成像的电信号。再例如,同时设置噪声电路单元422与红外感光单元413,此时成像芯片300在成像时将依据电路噪声信号及红外电信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去电路噪声信号及红外电信号后作为最终用于成像的电信号。再例如,同时设置噪声感光单元412、噪声电路单元422及红外感光单元413,此时成像芯片300在成像时将依据噪声电信号、电路噪声信号及红外电信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去噪声电信号、电路噪声信号及红外电信号后作为最终用于成像的电信号。再例如,同时设置杂光感光单元411、噪声感光单元412及红外感光单元413,此时成像芯片300在成像时将依据干扰电信号、噪声电信号、电路噪声信号及红外电信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去干扰电信号、噪声电信号、电路噪声信号及红外电信号后作为最终用于成像的电信号等等。
在本说明书的描述中,参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式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方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、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 (15)

1.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括相背的显示面及底面,在所述显示面与所述底面之间,所述显示装置还包括:
感光层,所述感光层包括多个感光单元,多个所述感光单元设置在第二基板上;及
设置在所述感光层与所述显示面之间的多个准直单元,所述准直单元开设有通光孔,所述通光孔对准所述感光单元,所述通光孔能够允许光信号穿过并到达所述感光单元;
盖板,所述显示面形成在所述盖板上,所述盖板还包括与所述显示面相背的背面,所述背面上设置有油墨层,所述油墨层用于阻隔从外界穿入所述盖板的光信号;
其中,所述感光单元包括杂光感光单元,所述杂光感光单元与所述油墨层的位置对应。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括依次堆叠设置的第一基板、液晶层及所述第二基板,所述第二基板包括朝向所述显示面的第一面及与所述第一面相背的第二面,多个所述感光单元设置在所述第二面上,所述第一面上设置有多个显示单元及位于多个所述显示单元之间的遮光件,所述遮光件上开设有过光孔,所述过光孔与所述通光孔对准,所述过光孔与所述感光单元对准。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括依次堆叠设置的第一基板、液晶层及所述第二基板,所述第二基板包括朝向所述显示面的第一面及与所述第一面相背的第二面,多个所述感光单元设置在所述第一面上,所述第二面上设置有多个显示单元及位于多个所述显示单元之间的遮光件。
4.根据权利要求2或3所述的显示装置,其特征在于,所述遮光件位于所述准直单元与所述感光单元之间,多个所述准直单元在所述第二基板的正投影位于所述遮光件内。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述显示面形成有显示区,多个所述感光单元在所述显示面的正投影位于所述显示区内。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述准直单元由吸光材料制成,所述通光孔的延伸方向垂直于所述显示面。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述通光孔的截面宽度与所述通光孔的深度的比值小于0.2。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,多个所述感光单元的朝向所述底面的一侧设置有反光材料。
9.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述油墨层设置在所述背面的靠近边缘的位置,所述杂光感光单元位于所述感光层的边缘位置。
10.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述感光单元包括噪声感光单元,所述显示装置还包括遮光单元,所述遮光单元设置在所述准直单元上,所述遮光单元用于遮挡与所述噪声感光单元对准的所述通光孔。
11.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述感光层还包括多个电路单元,所述电路单元包括感光电路单元及噪声电路单元,每个所述感光单元连接在对应的一个所述感光电路单元上,所述噪声电路单元上未连接所述感光单元。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其特征在于,多个所述电路单元呈多行多列的阵列排布,所述噪声电路单元至少排列成完整的一行及完整的一列。
13.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述感光单元还包括多个红外感光单元,所述红外感光单元用于检测红外光。
14.一种电子设备,其特征在于,包括:
机壳;及
权利要求1至13任意一项所述的显示装置,所述显示装置安装在所述机壳上。
15.一种图像获取方法,其特征在于,所述图像获取方法用于权利要求1至13任意一项所述的显示装置,所述图像获取方法包括:
接收包括目标光信号的成像光信号,所述目标光信号先后穿过所述显示面及所述通光孔后,到达所述感光层;及
依据所述成像光信号获取图像。
CN201910548891.7A 2019-06-24 2019-06-24 显示装置、电子设备及图像获取方法 Active CN110286717B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910548891.7A CN110286717B (zh) 2019-06-24 2019-06-24 显示装置、电子设备及图像获取方法
US16/894,043 US11119347B2 (en) 2019-06-24 2020-06-05 Display device, electronic apparatus, and image acquisition method
EP20180861.5A EP3757666B1 (en) 2019-06-24 2020-06-18 Display device, electronic apparatus, and image acquisition method
PCT/CN2020/097072 WO2020259408A1 (en) 2019-06-24 2020-06-19 Display device, electronic apparatus, and image acquisition method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910548891.7A CN110286717B (zh) 2019-06-24 2019-06-24 显示装置、电子设备及图像获取方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110286717A CN110286717A (zh) 2019-09-27
CN110286717B true CN110286717B (zh) 2021-07-02

Family

ID=68004427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910548891.7A Active CN110286717B (zh) 2019-06-24 2019-06-24 显示装置、电子设备及图像获取方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11119347B2 (zh)
EP (1) EP3757666B1 (zh)
CN (1) CN110286717B (zh)
WO (1) WO2020259408A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020088046A1 (zh) * 2018-10-30 2020-05-07 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备、指纹图像处理方法及相关产品
CN110286717B (zh) * 2019-06-24 2021-07-02 Oppo广东移动通信有限公司 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN111308754A (zh) * 2019-11-29 2020-06-19 武汉华星光电技术有限公司 具有指纹辨识的液晶显示设备
CN110928032B (zh) * 2019-12-13 2021-09-24 武汉华星光电技术有限公司 液晶显示面板及液晶显示装置
US11429001B2 (en) 2019-12-13 2022-08-30 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Liquid crystal display panel and liquid crystal display device
CN110929699A (zh) * 2019-12-20 2020-03-27 京东方科技集团股份有限公司 显示模组及其指纹识别方法、制备方法、显示装置
CN111160253A (zh) * 2019-12-30 2020-05-15 业成科技(成都)有限公司 生物识别模组、可穿戴设备及移动终端
CN115568246A (zh) * 2020-03-04 2023-01-03 上海天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
JP2022535172A (ja) * 2020-04-28 2022-08-05 北京小米移動軟件有限公司南京分公司 端末装置
CN112014999A (zh) * 2020-09-14 2020-12-01 武汉华星光电技术有限公司 显示面板及显示装置
CN113111775B (zh) * 2021-04-12 2022-11-01 武汉华星光电技术有限公司 显示面板及其制备方法
CN113156697A (zh) * 2021-04-27 2021-07-23 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 一种显示面板及显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106603772A (zh) * 2017-01-26 2017-04-26 广东欧珀移动通信有限公司 电子装置及图像获取方法
CN106773219A (zh) * 2017-02-07 2017-05-31 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置
CN108664854A (zh) * 2017-03-30 2018-10-16 上海箩箕技术有限公司 指纹成像模组和电子设备
CN109271057A (zh) * 2018-08-16 2019-01-25 Oppo广东移动通信有限公司 显示组件和电子设备
CN109614958A (zh) * 2019-01-04 2019-04-12 合肥京东方光电科技有限公司 一种液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101211345B1 (ko) * 2005-12-14 2012-12-11 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
WO2017045130A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-23 Shanghai Oxi Technology Co., Ltd Optical fingerprint imaging system and array sensor
US10169630B2 (en) * 2015-12-03 2019-01-01 Synaptics Incorporated Optical sensor for integration over a display backplane
US10176355B2 (en) * 2015-12-03 2019-01-08 Synaptics Incorporated Optical sensor for integration in a display
CN105678255B (zh) * 2016-01-04 2019-01-08 京东方科技集团股份有限公司 一种光学式指纹识别显示屏及显示装置
WO2018014629A1 (en) 2016-07-18 2018-01-25 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Optical fingerprint sensor with force sensing capability
CN106157891B (zh) * 2016-08-15 2018-10-12 京东方科技集团股份有限公司 一种纹路识别显示装置
CN106412159A (zh) 2016-10-26 2017-02-15 广东欧珀移动通信有限公司 一种面板、面板组件及终端
CN106815573B (zh) 2017-01-06 2019-11-19 武汉华星光电技术有限公司 显示屏及电子装置
CN107230698B (zh) * 2017-05-27 2019-09-03 上海天马微电子有限公司 一种显示面板及显示装置
CN109145702A (zh) * 2017-06-15 2019-01-04 神盾股份有限公司 光学指纹感测器
CN107368822B (zh) 2017-08-18 2020-09-08 上海天马微电子有限公司 一种显示装置及其制造方法、以及电子设备
CN109426022A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 上海箩箕技术有限公司 显示模组
CN108133196B (zh) * 2018-01-03 2021-03-23 京东方科技集团股份有限公司 一种指纹识别装置及其制作方法和显示装置
CN110502955A (zh) * 2018-05-17 2019-11-26 京东方科技集团股份有限公司 指纹识别面板、指纹识别方法及显示装置
CN108878488B (zh) * 2018-06-26 2020-12-04 上海天马有机发光显示技术有限公司 一种显示面板和显示装置及显示面板的制作方法
CN108899344B (zh) * 2018-06-29 2021-02-09 京东方科技集团股份有限公司 一种oled显示面板、其驱动方法及显示装置
CN109313706B (zh) * 2018-09-25 2020-11-24 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置、方法和终端设备
CN109359459B (zh) * 2018-10-26 2021-01-26 京东方科技集团股份有限公司 指纹识别方法、指纹识别装置和显示模组
CN109686770B (zh) * 2018-12-25 2021-04-16 上海天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
KR20200085403A (ko) * 2019-01-04 2020-07-15 삼성디스플레이 주식회사 지문 센서 및 이를 포함하는 표시 장치
CN109633959A (zh) 2019-01-21 2019-04-16 上海思立微电子科技有限公司 可实现屏内指纹识别的显示装置
CN110088768B (zh) * 2019-03-12 2022-03-01 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下指纹识别装置和电子设备
CN109870845B (zh) 2019-03-29 2021-11-19 厦门天马微电子有限公司 显示面板及显示装置
CN208848221U (zh) * 2019-04-10 2019-05-10 深圳市汇顶科技股份有限公司 光学指纹识别装置和电子设备
CN110286717B (zh) 2019-06-24 2021-07-02 Oppo广东移动通信有限公司 显示装置、电子设备及图像获取方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106603772A (zh) * 2017-01-26 2017-04-26 广东欧珀移动通信有限公司 电子装置及图像获取方法
CN106773219A (zh) * 2017-02-07 2017-05-31 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置
CN108664854A (zh) * 2017-03-30 2018-10-16 上海箩箕技术有限公司 指纹成像模组和电子设备
CN109271057A (zh) * 2018-08-16 2019-01-25 Oppo广东移动通信有限公司 显示组件和电子设备
CN109614958A (zh) * 2019-01-04 2019-04-12 合肥京东方光电科技有限公司 一种液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
US11119347B2 (en) 2021-09-14
WO2020259408A1 (en) 2020-12-30
EP3757666A1 (en) 2020-12-30
US20200400986A1 (en) 2020-12-24
CN110286717A (zh) 2019-09-27
EP3757666B1 (en) 2023-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110286717B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN110290243B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN110263727B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法
US11030434B2 (en) Lens-pinhole array designs in ultra thin under screen optical sensors for on-screen fingerprint sensing
EP3396588B1 (en) Display screen, display device and mobile terminal
US10410036B2 (en) Under-screen optical sensor module for on-screen fingerprint sensing
CN110062931A (zh) 指纹识别装置、指纹识别方法和电子设备
CN112070018A (zh) 指纹识别装置和电子设备
CN110276187B (zh) 控制方法、电子设备及非易失性计算机可读存储介质
US11592873B2 (en) Display stack topologies for under-display optical transceivers
CN211319247U (zh) 指纹识别装置、背光模组、液晶显示屏和电子设备
CN210119790U (zh) 光学指纹装置和电子设备
CN209496381U (zh) 光学指纹识别模组和终端设备
CN110263747B (zh) 控制方法、电子设备及非易失性计算机可读存储介质
CN110287908B (zh) 校准方法、电子设备及非易失性计算机可读存储介质
CN110286716B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN110286512B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN110278299B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN110286793B (zh) 控制方法、电子设备及非易失性计算机可读存储介质
CN110276330B (zh) 选取方法、电子设备及非易失性计算机可读存储介质
CN110290241B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN110276341B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN110276311B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN110290242B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法
CN110266847B (zh) 显示装置、电子设备及图像获取方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant