CN110290241B - 显示装置、电子设备及图像获取方法 - Google Patents

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、多个准直单元及遮光层，感光层包括多个感光单元，感光单元包括噪声感光单元。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。遮光层设置在感光层与准直单元之间，遮光层形成有透光区及遮光区，遮光区与噪声感光单元对准，遮光区用于阻隔光信号到达噪声感光单元。本申请还公开了一种电子设备及图像获取方法。

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、多个准直单元及遮光层，所述感光层包括多个感光单元，所述感光单元包括噪声感光单元；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；所述遮光层设置在所述感光层与所述准直单元之间，所述遮光层形成有透光区及遮光区，所述遮光区与所述噪声感光单元对准，所述遮光区用于阻隔光信号到达所述噪声感光单元。

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、遮光层及准直单元，所述感光层包括多个感光单元，所述感光单元包括噪声感光单元，所述准直单元开设有通光孔，所述遮光层包括透光区及遮光区，所述遮光区与所述噪声感光单元对准，所述遮光区用于阻隔光信号到达所述噪声感光单元；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，到达所述感光单元；获取所述噪声感光单元产生的噪声电信号；及依据所述成像光信号及所述噪声电信号获取图像。

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显示装置的显示面与底面之间，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。另外，遮光层阻隔光信号到达噪声感光单元，使得噪声感光单元可用于产生由于温度变化及自身材料等造成的噪声电信号，可以通过噪声电信号校正物体的图像，以获得较准确的物体的图像。

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显示装置的截面结构示意图；

图3是本申请实施方式的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与成像芯片的结构示意图；

图6是本申请实施方式的遮光层的平面结构示意图；

图7是本申请实施方式的显示装置的侧视结构示意图；

图8是本申请实施方式的感光层与显示驱动层的结构示意图；

图9是本申请实施方式的第二基板的平面结构示意图；

图10是本申请实施方式的图像获取方法的流程示意图；

图11是本申请实施方式的显示装置的侧视结构示意图；

图12是本申请实施方式的图像获取方法的流程示意图；

图13及图14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、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、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、遮光层1b、透光区1b1、遮光区1b2。

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、多个准直单元71及遮光层1b。感光层40包括多个感光单元41，感光单元41包括噪声感光单元412。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。遮光层1b设置在感光层40与准直单元71之间，遮光层1b形成有透光区1b1及遮光区1b2，遮光区1b2与噪声感光单元412对准，遮光区1b2用于阻隔光信号到达噪声感光单元412。

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的显示面91与底面11之间，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。另外，遮光层1b阻隔光信号到达噪声感光单元412，使得噪声感光单元412可用于产生由于温度变化及自身材料等造成的噪声电信号，可以通过噪声电信号校正物体的图像，以获得较准确的物体的图像。

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4，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、感光层40、遮光层1b、液晶层50、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可以用于导引光源(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、感光层40、遮光层1b、液晶层50、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。

感光层40可以是制作在第一基板30上的膜层，例如通过TFT(Thin FilmTransistor)工艺制作在第一基板30上。请参阅图4及图5，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。

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，由于温度变化而产生的电信号可以称为噪声电信号。因此，在进行成像时，需要获取该噪声电信号，并依据噪声电信号对图像进行校正。本申请实施方式中，感光单元41包括噪声感光单元412。噪声感光单元412的类型及性能与其余感光单元41均相同。噪声感光单元412也可以产生由于温度变化及自身材料等造成的噪声电信号，该噪声电信号被测量后可用于校正图像。

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3、图4及图6，遮光层1b可以设置在感光层40与准直单元71之间的任意一层上。在本申请实施例中，遮光层1b设置在感光层40上。遮光层1b可以是由绝缘的材料制成，以使得感光层40上的电路单元42及感光单元41与液晶层50绝缘。遮光层1b形成有透光区1b1及遮光区1b2。其中，遮光区1b2对准噪声感光单元412设置，遮光区1b2可用于阻隔光信号到达噪声感光单元412，透光区1b1则对准感光层40的除噪声感光单元412之外的区域，透过透光区1b1的光信号可以到达噪声感光单元412之外的感光单元41。由于遮光层1b设置在感光层40与液晶层50之间，使得遮光区1b2与噪声感光单元412的距离尽可能地小，甚至遮光区1b2可以直接贴合在噪声感光单元412上，以减少光信号到达噪声感光单元412的可能，获取较为准确的噪声电信号。

请结合图7，由于遮光区1b2的阻隔作用，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则可以同时产生噪声电信号，及接收光信号以产生成像电信号。

遮光区1b2可以由吸光材料制成，光信号到达遮光区1b2后，绝大部分由遮光区1b2吸收而无法穿过遮光区1b2。透光区1b1可以由透光材料制成，光信号到达透光区1b1后，绝大部将透过透光区1b1。在一个例子中，在制造遮光层1b时，可以先在感光层40上制造透明的膜层，再在该透明的膜层上与噪声感光单元412相对的位置涂覆吸光材料，涂覆有吸光材料的部分则形成遮光区1b2，未涂覆吸光材料的部分则形成透光区1b1。在另一个例子中，在制造遮光层1b时，可以先在感光层40上制造由吸光材料形成的吸光的膜层，再将吸光的膜层蚀刻，仅保留与噪声感光单元412位置相对的吸光的膜层，再将被蚀刻了的区域填充透明的材料，则最终保留的吸光的膜层则形成遮光区1b2，填充透明的材料的区域则形成透光区1b1。

请参阅图2至图4，液晶层50设置在遮光层1b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8，在第一基板30上还可以制作有显示驱动层1a，显示驱动层1a在驱动芯片(图未示)的驱动作用下可以向液晶层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及图9，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，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。

请参阅图2至图4，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以到达遮光层1b，在与透光区1b1对应的区域，光信号再进一步穿过透光区1b1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，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，遮光区1b2在第二基板60上的正投影也可以位于遮光件62内，以使准直单元71及遮光区1b2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、0.2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、蚀刻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。

请继续参阅图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的外缘位置，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，多个噪声感光单元412在显示面91的正投影位于靠近显示区911的边缘的位置。由于多个噪声感光单元412并不接收成像光信号，多个噪声感光单元412并不能依据成像光信号产生成像电信号，因此，将多个噪声感光单元412设置在靠近显示区911的边缘的位置，不会影响对触摸在显示区911的中间位置的物体的成像，对用户的正常使用影响较小，且也能获取噪声电信号以校正图像。

请参阅图2及图3，下面将举例描述显示装置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、感光层40、遮光层1b、液晶层50、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、液晶层50、遮光层1b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还可能再穿过液晶层50及遮光层1b后到达感光单元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；对于到达遮光层1b的遮光区1b2的光信号，光信号被遮光区1b2阻隔而无法到达噪声感光单元412。

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。

另外，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指纹的图像进行校正，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指纹的图像，该指纹的图像可以进一步用于进行指纹识别，提高指纹识别的准确率。

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，如果第二区域中噪声感光单元412的个数为多个，则可以先对该第二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。

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10，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；

02：获取噪声感光单元产生的噪声电信号；及

03：依据成像光信号及噪声电信号获取图像。

其中，步骤01可以由感光层40实现，步骤02及步骤03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。步骤01、02及03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设置在显示装置100的显示面91与底面11之间，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。另外，遮光层1b阻隔光信号到达噪声感光单元412，使得噪声感光单元412可用于产生由于温度变化及自身材料等造成的噪声电信号，可以通过噪声电信号校正物体的图像，以获得较准确的物体的图像。

请参阅图5及图11，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并对显示装置100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，另外，杂光感光单元411还可能会接收到从杂光感光单元411的侧向到达杂光感光单元411的光信号L2。综合来看，杂光感光单元411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，除去杂光感光单元411与噪声感光单元412之外的感光单元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及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。

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及噪声电信号的相减可以在成像芯片300中进行，即成像电信号、干扰电信号及噪声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及噪声电信号的操作，或者，成像电信号与干扰电信号及噪声电信号的相减也可以在模数转换器中进行，即成像电信号、干扰电信号及噪声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及噪声电信号的操作，再将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及噪声电信号的相减可以在成像芯片300中进行，即成像电信号、干扰电信号及噪声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及噪声电信号的操作，或者，成像电信号与干扰电信号及噪声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，噪声电信号由噪声感光单元412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及噪声电信号的操作后，再将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及噪声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5所示的a区域内设置杂光感光单元411，其中，a区域位于图5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噪声电信号及干扰电信号时，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噪声电信号及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噪声电信号，及与该第一区域相距最近的第三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，如果第三区域中杂光感光单元411的个数为多个，则可以先对该第三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噪声电信号及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噪声电信号及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12，在某些实施方式中，图像获取方法还包括步骤04：获取干扰光信号；步骤03包括步骤031：依据成像光信号、噪声电信号及干扰光信号获取图像。

其中，步骤04可以由杂光感光单元411实现，步骤031可以由成像芯片300实现。实施步骤04及步骤031的具体细节可以参考以上描述，在此不再赘述。

另外，请参阅图5，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5所示的b区域内设置噪声感光单元412，其中，b区域位于图5的感光单元41阵列的左起第二列及右起第二列上。

请参阅图5，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。

感光电路自身存在硬件噪声，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在成像时将依据噪声电信号及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噪声电信号及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，校正的效果更好。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5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5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噪声电信号及电路噪声信号时，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噪声电信号及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噪声电信号及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噪声电信号及该均值得到最终用于成像的电信号。

请结合图13，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03包括步骤032：依据成像光信号、噪声电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032可以由成像芯片300实现。实施步骤05及步骤032的具体细节可以参考以上描述，在此不再赘述。

请参阅图5，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，其余感光单元41(除去噪声感光单元412)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在成像时将依据噪声电信号及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噪声电信号及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，成像电信号减去噪声电信号及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，并依据该噪声电信号及红外电信号对图像进行校正。

请结合图14，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03包括步骤033：依据成像光信号、噪声电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033可以由成像芯片300实现。实施步骤06及步骤033的具体细节可以参考以上描述，在此不再赘述。

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，例如红外截止膜设置在第二基板60与准直层70之间，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。

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噪声电信号及红外电信号时，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噪声电信号及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噪声电信号，及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噪声电信号及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噪声电信号及红外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5，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光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光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光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。

请参阅图8，在某些实施方式中，多个显示驱动单元1a1呈多行多列的阵列排布，多个感光单元41呈多行多列的阵列排布，位于同一行或同一列的显示驱动单元1a1与感光单元41的有效工作时间交错分布。

具体地，在制作时，可以先在第一基板30上制造显示驱动层1a，然后再在显示驱动层1a上制造感光层40。显示驱动单元1a1与感光单元41间隔设置。在阵列中，可能有多个感光单元41与多个显示驱动单元1a1同时位于同一行或同一列，位于同一行或同一列的显示驱动单元1a1与感光单元41的有效工作时间交错分布。如图8所示的例子中，位于图8中最下方一行的多个显示驱动单元1a1同时工作，且最下方一行的多个感光单元41同时工作，而多个显示驱动单元1a1的工作时间与多个感光单元41的工作时间不交叉，减少感光单元41在工作时受到的显示驱动单元1a1的干扰，提高成像的准确性。

在某些实施方式中，感光芯片300与驱动芯片可以通过覆晶薄膜技术(Chip OnFilm,COF)设置在同一个柔性电路板上，柔性电路板再邦定(bonding)到显示驱动层1a的引脚与感光层40的引脚上。而显示驱动层1a的引脚可以设置为一排，感光层40的引脚可以设置为另一排，柔性电路板与两排引脚同时邦定。

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 (17)

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，所述感光单元包括噪声感光单元；

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；及

设置在所述感光层与所述准直单元之间的遮光层，所述遮光层形成有透光区及遮光区，所述遮光区与所述噪声感光单元对准，所述遮光区用于阻隔光信号到达所述噪声感光单元，其中，所述噪声感光单元用于产生由于温度变化或自身材料造成的噪声电信号，所述噪声电信号用于图像校正。

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层叠设置的第一基板、液晶层及第二基板，多个所述感光单元设置在所述第一基板上，所述第二基板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2所述的显示装置，其特征在于，所述遮光层设置在所述感光层与所述液晶层之间。

4.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。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，多个所述噪声感光单元在所述显示面的正投影位于靠近所述显示区的边缘的位置。

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。

9.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。

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，所述感光单元包括杂光感光单元，所述显示装置还包括盖板，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，所述杂光感光单元与所述油墨层的位置对应，所述油墨层用于阻隔从外界穿入所述盖板的光信号。

11.根据权利要求10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。

12.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。

13.根据权利要求12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。

14.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。

15.根据权利要求2或3所述的显示装置，其特征在于，所述第一基板上还设置有多个显示驱动单元，多个所述显示驱动单元呈多行多列的阵列排布，多个所述感光单元呈多行多列的阵列排布，位于同一行或同一列的所述显示驱动单元与所述感光单元的有效工作时间交错分布。

16.一种电子设备，其特征在于，包括：

机壳；及

权利要求1至15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。

17.一种图像获取方法，其特征在于，所述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、遮光层及准直单元，所述感光层包括多个感光单元，所述感光单元包括噪声感光单元，所述准直单元开设有通光孔，所述遮光层包括透光区及遮光区，所述遮光区与所述噪声感光单元对准，所述遮光区用于阻隔光信号到达所述噪声感光单元，其中，所述噪声感光单元用于产生由于温度变化或自身材料造成的噪声电信号，所述噪声电信号用于图像校正；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，到达所述感光单元；

获取所述噪声感光单元产生的噪声电信号；及

依据所述成像光信号及所述噪声电信号获取图像。

Images