CN110415612B - 显示面板、电子设备和显示面板的成像方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种显示面板、电子设备和显示面板的成像方法,显示面板至少包括交互界面层、遮光层和感光层;遮光层位于交互界面层与感光层之间,遮光层中设有孔阵列;交互界面层包括多个采集区,每个采集区包括一个在第一方向上的相邻采集区的几何中心点;感光层包括多个孔像区,多个相邻孔像区不相交,孔像区、孔和采集区的位置一一对应;感光层用于获取孔像区内的影像。本申请提供的显示面板通过对包括的遮光层中孔阵列的设置,缩小孔阵列中相邻孔的间距,能够使得相邻孔获取到的孔像具有较大程度的信息重合,能够获取到清晰的影像,透过小孔的光的光强能够相互补强,使得在显示面板中能够采用玻璃基传感器替代轨迹硅基传感器,降低产品成本。
Description
技术领域
本申请涉及显示面板及成像方法领域,具体而言,涉及一种显示面板、电子设备和显示面板的成像方法。
背景技术
当下的显示设备发展越来越多地向窄边框、整面显示或全屏幕显示的方向发展。目前在显示面板上专门设置指纹识别的区域的设计越来越难以适应用户新需求,因此显示面板的技术人员正研究在显示面板的显示区域内提供指纹识别的设计方案,以实现诸如对设备的权限验证等功能。
这样的设计方案能够免于专门设置用于指纹识别的区域,有利于实现显示设备窄边框化,甚至是整面显示。然而,现有的在显示面板上进行指纹识别的设计方案,例如进行指纹识别,存在一些问题。现有的与显示装置相结合的小孔成像指纹采集装置中,传感器(sensor)均采用硅基传感器,尺寸必须较小,而小尺寸硅基传感器成本较高,量产质量控制要求高,工艺难度大,使得设备成本较高。如果传感器采用基于玻璃基或二极管工艺,则能够大幅度削减设备成本,但光感灵敏度较硅基传感器低很多。小孔成像方案中从小孔透过的光强较弱,玻璃基传感器采集到的指纹图像很暗,难以满足要求。
发明内容
基于此,为解决上述提到的至少一个问题,本申请提供了一种显示面板、电子设备和显示面板的成像方法。
第一方面,本申请提供了一种显示面板,至少包括交互界面层、遮光层和感光层;
遮光层位于交互界面层与感光层之间,遮光层中设有孔阵列;
交互界面层包括与孔阵列中的多个孔分别对应的多个采集区,每个采集区包括一个在第一方向上的相邻采集区的几何中心点;
感光层包括与多个孔分别对应的多个孔像区,多个相邻孔像区不相交,孔像区、孔和采集区的位置一一对应;
感光层用于获取孔像区内的影像。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,遮光层与感光层之间的间距与遮光层与交互界面层之间的间距之比,小于或等于预设放大倍率;孔阵列中相邻两个孔的几何中心点之间的距离pitch,与采集区的直径D的比例关系为
结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,预设放大倍率为0.3535。
结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,第一方向上相邻两个孔的间距相等。
结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,感光层中与多个相邻孔分别一一对应的多个相邻孔像区相切。
结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,交互界面层中的每个采集区还包括一个在第二方向上的相邻采集区的几何中心点,第二方向与第一方向垂直且共面。
结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,孔的直径为1~20微米。
结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,感光层包括的感光元件为互补金属氧化物半导体传感器、电荷耦合器件或有机光敏二极管。
第二方面,本申请提供了一种电子设备,包括如本申请第一方面提供的显示面板。
第三方面,本申请提供了一种显示面板的成像方法,包括下列步骤:
获取多个孔像区内的影像;影像对应于接触或悬停在多个采集区上的物体的表面纹理;一个采集区包括相邻采集区的几何中心点使得相邻孔像区内的影像至少部分重叠;
根据孔对应的采集区与孔对应的孔像区的位置对应关系、以及多个孔像区内的影像,确定出物体的纹理信息。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,获取多个孔像区内的影像之前,还包括:
将具有预设图案的标准图样卡按压在多个采集区上;
获取标准图样卡在多个孔像区上的图样卡影像;
根据标准图样卡上的预设图案与图样卡影像,确定孔对应的采集区与孔对应的孔像区的位置对应关系。
结合第三方面和上述实现方式,在第三方面的某些实现方式中,根据孔对应的采集区与孔对应的孔像区的位置对应关系、以及多个孔像区内的影像,确定出物体的纹理信息,包括:
将相邻两个孔分别对应的两个孔像区的部分影像进行叠加,确定物体的纹理信息。
结合第三方面和上述实现方式,在第三方面的某些实现方式中,将相邻两个孔对应的两个孔像区的部分影像进行叠加,包括:
将相邻两个孔分别对应的两个孔像区的影像都旋转预设角度,得到两个孔像区的旋转后的影像;
确定出两个孔像区的旋转后的影像之间重复的子影像;
将重复的子影像进行叠加。
相比现有技术,本申请的方案具有以下有益技术效果:
本申请提供的显示面板通过对包括的遮光层中孔阵列的设置,缩小孔阵列中相邻孔的间距,使得孔对应的采集区包括相邻采集区的几何中心点,能够使得相邻孔获取到的孔像具有较大程度的信息重合,通过彼此叠加的处理,能够获取到更加清晰的影像,从而使得透过小孔的光的光强相互补强,使得在显示面板中能够采用玻璃基传感器替代轨迹硅基传感器,降低产品成本。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请一实施例中显示面板中孔成像原理侧视图;
图2为本申请一实施例中显示面板的采集区分布示意图(图中1、2、3为孔序号);
图3为本申请一实施例中显示面板的孔像区分布示意图
图4为本申请一实施例中孔像区内的影像叠加原理示意图;
图5为本申请另一实施例中显示面板的采集区分布示意图;
图6为本申请一实施例中显示面板的成像方法的流程示意图。
附图标记说明:
10-交互界面层,20-遮光层,30-感光层;
100-孔,101-几何中心点,110-采集区,120-孔像区。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能解释为对本申请的限制。
整面显示或者全屏幕显示能够给用户带去独特的显示观感,产品更加简洁并且美观,是目前移动终端设备主要的设计方向。然而,这给屏幕上的个人信息识别传感器的设置带来困难,只能将这些传感器直接设置在具有显示功能的显示面板上,例如屏下指纹识别。为了节省成本,需要采用玻璃基传感器代替价格高灵敏度高的硅基传感器,这就必须改进显示面板内部的结构设计,提高单位面积内的感光强度。
第一方面,本申请提供了一种显示面板,如图1~图3所示,至少包括交互界面层10、遮光层20和感光层30。
遮光层20位于交互界面层10与感光层30之间,遮光层20中设有孔阵列。
交互界面层10包括与孔阵列中的多个孔100分别对应的多个采集区110,每个采集区110包括一个在第一方向上的相邻采集区110的几何中心点101。
感光层30包括与多个孔100分别对应的多个孔像区120,多个相邻孔像区120不相交,孔像区120、孔100和采集区110的位置一一对应。
感光层30用于获取孔像区120内的影像。
如图1~图3所示,遮光层20设置在交互界面层10与感光层30之间,遮光层20上设置有由多个孔100组成的孔阵列,根据小孔成像原理可知,遮光层20上的孔100一旦确定,并且遮光层20与交互界面层10、遮光层20与感光层30的间距确定,则位于交互界面层10上的与孔100对应的采集区110就得以确定,与孔100对应的位于感光层30的孔像区120也得以确定。孔100如果采用圆孔100,则采集区110和孔像区120也都为圆形区域。孔阵列中相邻的孔100具有特定的尺寸限定,间距达到能够使得相邻两个采集区110具有部分重合,并且两个相邻采集区110的几何中心点101落入重合部分当中,也即每个采集区110除含有自身的几何中心点101外,还包括相邻采集区110的几何中心点101。本申请中描述的第一方向是指孔阵列排列中的一种直线方向,该直线方向上分布有若干个孔100,例如第一方向是孔阵列的横向,或者孔阵列的纵向等。
同时,如图3所示,圆圈表示孔像区120,圆圈中的矩形表示孔像区120中的影像,孔像区120对应的区域面积一般小于采集区110的区域面积,交互界面层10、遮光层20和感光层30之间的间距设置必须使得孔像区120不能相交,可以相切或分离,避免两个孔像区120所得到的影像相互干扰。
本申请提供的显示面板通过对包括的遮光层20中孔阵列的设置,以及交互界面层10、遮光层20和感光层30的间距设置,缩小孔阵列中相邻孔100的间距,能够使得相邻孔100获取到的孔100像具有较大程度的信息重合,通过彼此叠加的处理,能够获取到更加清晰的影像,从而使得透过小孔100的光的光强相互补强,也让在显示面板中采用玻璃基传感器替代轨迹硅基传感器成为可能,在保证信息识别灵敏度的前提下,大幅度地降低产品成本。
在其中一个可行的实现方式中,如图1所示,遮光层20与感光层30之间的间距与遮光层20与交互界面层10之间的间距之比小于预设放大倍率;孔阵列中相邻两个孔100的几何中心点101之间的距离pitch,与采集区110的直径D的比例关系为本申请提供的方案技术效果的实现需要使得孔像区120不相交,避免孔像区120内的影响相互干扰,因此必须设定遮光层20与感光层30之间的间距与遮光层20与交互界面层10之间的间距。同时在确定了孔阵列中的孔100之后,将采集区110的区域范围确定下来,当孔100为圆孔100,采集区110为圆形区域,以便于收集相关信息。
结合第一方面和上述可行的实现方式,本申请实施例中的预设放大倍率为0.3535。
在某些可行的实现方式中,第一方向上相邻两个孔100的间距相等。将孔阵列上的孔100距设置为相等,能够方便遮光层20的生产制造,也能够确保对不同物体采像时能够尽量准确和全面。
在第一方面的某些具体的实现方式中,如图3所示,感光层30中与多个相邻孔100分别一一对应的多个相邻孔像区120相切。将孔像区120设置为相切,能够使得孔阵列设置尽量密集,以获取到更多有关物体的影像。
结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,如图5所示,交互界面层10中的每个采集区110还包括一个在第二方向上的相邻采集区110的几何中心点101,第二方向与第一方向垂直且共面,图5中第一方向为横向,第二方向为纵向。孔阵列的阵列样式有矩形矩阵,矩形阵列中包括横向和纵向两个方向,如果将第一方向视作横向,则第二方向为纵向。横向上每个采集区110的重合部分内有两个几何中心点101,能确保相邻两个孔100对位于采集区110的重合部分内的物体进行两次信息采集。在本实现方式中,纵向上的孔100分布密集度与横向上的孔100分布密集度相同,使得纵向上相邻两孔100的重合部分内也存在两个几何中心点101,同样能够在相同的光照和孔100径大小情况下,增加对物体信息的采集量,有利于获取到更清晰的影像信息。
在第一方面的某些可行的实现方式中,孔100的直径为1~20微米,包含1和20微米。可选地,孔100的直径为3~15微米,包含3和15微米。通过设置遮光层20上孔100的孔100间距,满足每个采集区110包括一个在第一方向和/或第二方向上的相邻采集区110的几何中心点101,以及多个相邻孔像区120不相交的预设条件,能够大幅度提升影像采集量,提升影像清晰度,因此可以采用较小孔100径的孔100。
在第一方面的某些可行的实现方式中,感光层30包括的感光元件为互补金属氧化物半导体传感器、电荷耦合器件或有机光敏二极管。互补金属氧化物半导体传感器,即CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器,电荷耦合器件,即CCD(Charge-Coupled Device),以及有机光敏二极管,即OPD(Organic PhotoDiode),均能够良好采集光线,以便于获取影像。交互界面层10通常包括表面保护层(COVER)和显示背板,表面保护层一般可采用玻璃,对显示背板以及其他显示面板内的元器件起到结构保护作用。
第二方面,本申请提供了一种电子设备,包括如本申请第一方面提供的显示面板。本申请提供的电子设备因采用本申请第一方面提供的显示面板而具有信息识别灵敏度高,而产品成本低的特点。
第三方面,本申请提供了一种显示面板的成像方法,该成像方法的流程示意图如图6所示,包括下列步骤:
S100:获取多个孔像区120内的影像;影像对应于接触或悬停在多个采集区110上的物体的表面纹理;一个采集区110包括相邻采集区110的几何中心点101使得相邻孔像区120内的影像至少部分重叠。
可选地,物体可以具体为触摸物,例如人的手指指纹、掌纹或其他生物特征纹理等。以手指指纹为例,将手指直接按压或者悬停在交互界面层10的采集区110,交互界面层10内发光照射在手指的指纹上,经过手指反射回到显示面板内,通过遮光层20的孔阵列,到达感光层30,被感光层30获取到。根据小孔成像原理,这里的成像是指纹的实像,感光层30获取到的指纹影像与原指纹相互颠倒,彼此成180度。如图2和图3所示,由于一个采像区包括相邻采像区的几何中心点101,即每个采像区至少有两个集合中心点,因此采像区具有较大部分的重叠,使得落入重叠部分的指纹能够在至少两个不同的孔像区120中反映出来,大幅度提高了信息量采集密度。
S200:根据孔100对应的采集区110与孔100对应的孔像区120的位置对应关系、以及多个孔像区120内的影像,确定出物体的纹理信息。
如图1和图2所示,根据小孔成像原理,采像区、孔100和孔像区120一一对应,遮光层20上的孔阵列对应具有大量重叠部分的采像区以及落在感光层30上的不相交的孔像区120,相邻孔像区120内的影像彼此存在重合的影像信息,因此能够通过叠加处理,更加清晰地获取到接触或悬停在采像区上的物体的纹理信息。
本申请中提供的显示面板中设置有处理器,显示面板的成像方法中需要依靠该处理器对影像进行处理。该处理器具有数学计算和逻辑运算能力,为本领域技术人员所知,在此不做更多赘述。
在某些可行的实现方式中,上述步骤S100中,获取多个孔像区120内的影像之前,还包括:
将具有预设图案的标准图样卡接触或悬停在多个采集区110上。
获取标准图样卡在多个孔像区120上的图样卡影像。
根据标准图样卡上的预设图案与图样卡影像,确定孔100对应的采集区110与孔100对应的孔像区120的位置对应关系。
采用具有已知的标准图样的标准图样卡并且通过感光层30对小孔成像后得到的图样卡影像,就能够获知采集区110内各小区域与孔像区120中的各小区域的对应关系,从而获取到孔100对应的采集区110与孔像区120的位置对应关系。获取孔100对应的采集区110与孔像区120的位置对应关系的步骤无需经常进行,可作为显示面板的成像的校正步骤,在需要的时候进行。
在第三方面的某些可行的实现方式中,上述步骤S200中,根据孔100对应的采集区110与孔100对应的孔像区120的位置对应关系、以及多个孔像区120内的影像,确定出物体的纹理信息,包括:
将相邻两个孔100分别对应的两个孔像区120的部分影像进行叠加,确定物体的纹理信息。如前面所描述的内容,每个孔像区120中都包含着多个采像区内获取到的物体的纹理影像,并且本申请中提供的采像区较为密集,在第一方向上和/或第二方向上每个采像区包括相邻的一个采像区的几何中心点101,因此相邻孔像区120内包含着更大面积的重合物体的纹理影像,可以将含有重合的纹理影像的部分孔像区120进行影像信息叠加,即使每个孔100获取到的影像不够清晰,在多个孔100的叠加下,就能获取到清晰的整体影像。
在第三方面的某些具体的实现方式中,将相邻两个孔100对应的两个孔像区120的部分影像进行叠加,包括:
将相邻两个孔100分别对应的两个孔像区120的影像都旋转预设角度,得到两个孔像区120的旋转后的影像;
确定出两个孔像区120的旋转后的影像之间重复的子影像;
将重复的子影像进行叠加。
如图2所示,在第一方向上,1孔、2孔和3孔为同排相邻的三个采集区110;如图3所示,与采集区110对应的孔像区120彼此相切;如图4所示,对应的影像为A、B和C,这些影像当中的信息具有重合部分,即重复的子影像。例如,孔像区120中的影像具体可以是指纹像,2孔的指纹像中的一半作为2孔的第一子影像,与1孔的指纹像中的一半(作为1孔的第二子影像)重复,2孔的指纹像中的另一半作为2孔的第二子影像,与3孔的指纹像中的一半(作为3孔的第一子影像)重复。将2孔采集到的指纹像的一半与1孔的指纹像重叠,另一半与3孔的指纹像重叠,即是,将1孔对应的第二子影像与2孔中的第一子影像叠加处理,并且将2孔对应的第二子影像与3孔对应的第一子影像叠加处理,获取到一个较为清晰的2孔采集到的指纹像。本实施方式列出的图中仅仅列举了第一方向上的三个孔,实际上,第一方向上还可以包括更多孔,而且可以包括第二方向上的更多孔,影像叠加的方式都类似。在第一方向上,能够实现对物体相同区域上的纹理信息的两次采集,通过算法叠加处理,能够获取到更清晰的物体在该相同区域上的纹理信息,用之于指纹采集,能够实现指纹谷脊对比度的提升。
与现有技术相比,本申请提供的显示面板的成像方法具有以下有益效果:
1、显示面板的成像方法的执行所采用的显示面板中,遮光层的孔密集度高,通过设定相邻孔的间距,以达到每个采像区包括相邻的一个采像区的几何中心点,并且多个相邻孔像区不相交的前提要求,能够使显示面板中的感光层获取到更多物体影像,从而得到的物体的纹理信息更加清晰。
2、本申请中由于可以在相互垂直的第一方向和第二方向均设置满足特定条件的孔密集度,因此遮光层的孔能够设置更小。
3、本申请提供的显示面板的成像方法成像更清晰,能够在同等的采集条件下,获取到更清晰的物体的纹理信息,因此采用玻璃基传感器替换原先成本较高的硅基传感器成为可能。
本技术领域技术人员可以理解,本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。可选地,具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。可选地,现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中,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例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种显示面板,其特征在于,至少包括交互界面层(10)、遮光层(20)和感光层(30);
所述遮光层(20)位于所述交互界面层(10)与所述感光层(30)之间,所述遮光层(20)中设有孔阵列;
所述交互界面层(10)包括与所述孔阵列中的多个孔(100)分别对应的多个采集区(110),每个所述采集区(110)包括一个在第一方向上的相邻所述采集区(110)的几何中心点(101)和一个在第二方向上的相邻所述采集区(110)的几何中心点(101),所述第二方向与所述第一方向垂直且共面;
所述感光层(30)包括与多个所述孔(100)分别对应的多个孔像区(120),多个相邻孔像区(120)不相交,所述孔像区(120)、所述孔(100)和所述采集区(110)的位置一一对应;
所述感光层(30)用于获取所述孔像区(120)内的影像,且所述感光层(30)中与多个相邻所述孔(100)分别一一对应的多个相邻所述孔像区(120)相切;
2.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述第一方向上相邻两个所述孔(100)的间距相等。
3.根据权利要求1~2中任一项所述的显示面板,其特征在于,所述孔(100)的直径为1~20微米。
4.根据权利要求1~2中任一项所述的显示面板,其特征在于,所述感光层(30)包括的感光元件为互补金属氧化物半导体传感器、电荷耦合器件或有机光敏二极管。
5.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1~4中任一项所述的显示面板。
6.一种显示面板的成像方法,其特征在于,所述显示面板包括:交互界面层(10)、遮光层(20)和感光层(30);所述遮光层(20)位于所述交互界面层(10)与所述感光层(30)之间,所述遮光层(20)中设有孔阵列;所述交互界面层(10)包括与所述孔阵列中的多个孔(100)分别对应的多个采集区(110);所述感光层(30)包括与多个所述孔(100)分别对应的多个孔像区(120),多个相邻孔像区(120)不相交,所述孔像区(120)、所述孔(100)和所述采集区(110)的位置一一对应;
所述显示面板的成像方法包括下列步骤:
获取多个孔像区(120)内的影像;所述影像对应于接触或悬停在多个采集区(110)上的物体的表面纹理;一个所述采集区(110)包括一个在第一方向上的相邻所述采集区(110)的几何中心点(101)和一个在第二方向上的相邻所述采集区(110)的几何中心点(101),使得相邻所述孔像区(120)内的影像至少部分重叠,所述第二方向与所述第一方向垂直且共面;所述感光层(30)中与多个相邻所述孔(100)分别一一对应的多个相邻所述孔像区(120)相切;
根据孔(100)对应的采集区(110)与孔(100)对应的孔像区(120)的位置对应关系、以及多个所述孔像区(120)内的影像,确定出所述物体的纹理信息,包括:将相邻两个孔(100)分别对应的两个孔像区(120)的部分影像进行叠加,确定所述物体的纹理信息。
7.根据权利要求6所述的成像方法,其特征在于,所述获取多个孔像区(120)内的影像之前,还包括:
将具有预设图案的标准图样卡接触或悬停在多个所述采集区(110)上;
获取所述标准图样卡在多个所述孔像区(120)上的图样卡影像;
根据所述标准图样卡上的预设图案与所述图样卡影像,确定所述孔(100)对应的采集区(110)与孔(100)对应的孔像区(120)的位置对应关系。
8.根据权利要求6所述的成像方法,其特征在于,所述将相邻两个孔(100)对应的两个孔像区(120)的部分影像进行叠加,包括:
将相邻两个孔(100)分别对应的两个孔像区(120)的影像都旋转预设角度,得到两个孔像区(120)的旋转后的影像;
确定出所述两个孔像区(120)的旋转后的影像之间重复的子影像;
将所述重复的子影像进行叠加。
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