CN110870072A - 包括用于阻挡多个光接收传感器之间的干扰的遮光构件的图像传感器，以及包含其的电子设备 - Google Patents

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Abstract

根据各种实施例的电子设备包括显示面板和设置在显示面板的至少部分区域下方的图像传感器。该图像传感器包括：透镜单元，其包括用于改变反射光的一部分的路径的第一透镜和用于改变反射光的另一部分的路径的第二透镜；光学传感器，其包括第一光接收传感器和第二光接收传感器，以及布置在第一光接收传感器与第二光接收传感器之间的至少一个遮光构件。

Description

包括用于阻挡多个光接收传感器之间的干扰的遮光构件的图 像传感器，以及包含其的电子设备
技术领域
本公开涉及一种包括用于识别外部物体的图像传感器的电子设备。
背景技术
诸如智能电话、平板电脑、可穿戴设备等的移动电子设备已被广泛使用。这些电子设备可以执行诸如电话呼叫功能、无线通信功能、视频再现功能、搜索网页(Web)功能之类的各种功能。近年来，已经广泛使用了利用电子设备的安全相关的功能(例如，商品付款、银行业务等)，并且已经相应增加了生物识别技术的使用(例如，指纹识别、虹膜识别等)。
发明内容
技术问题
在相关技术中，电子设备中包括的指纹传感器形成在电子设备的下边框区域中。在这种情况下，可能难以扩展显示屏。
此外，相关技术中的指纹传感器以电容型操作。在这种情况下，指纹可以由于指纹的脊和谷之间的电容差而被分辨。通常来说，人的指纹的脊和谷之间的间隙为约100mm，为了分辨电容型250ppi级别的指纹，必须确保指纹传感器与指纹之间的间隔距离为约200mm。在指纹识别过程中，信号干扰可能与间隔距离成指数比例发生。信号干扰可能会导致指纹图像模糊和指纹识别率下降。
解决方案
根据本公开的一方面，一种电子设备，包括：显示面板，所述显示面板包括至少一个像素区域和至少一个透光区域，所述至少一个像素区域中布置有用于将光辐射到所述电子设备外部的多个像素，被外部的物体反射的光的至少一部分穿过所述至少一个透光区域；以及图像传感器，所述图像传感器设置在所述显示面板的至少部分区域下方。所述图像传感器包括：透镜单元，所述透镜单元包括被配置为改变反射光的一部分的路径的第一透镜和被配置为改变所述反射光的另一部分的路径的第二透镜；光学传感器，所述光学传感器包括被配置为接收所述反射光的已经穿过所述透镜单元的一部分的第一光接收传感器以及被配置为接收所述反射光的所述另一部分的第二光接收传感器；以及至少一个遮光构件，所述至少一个遮光构件包括设置在所述第一光接收传感器与所述第二光接收传感器之间的遮光材料，其中所述遮光构件被配置为阻挡所述第一光接收传感器获得的所述反射光的所述一部分与所述第二光接收传感器获得的所述反射光的另一部分之间的干扰。
本发明的有益效果
根据本公开的各种实施例的电子设备可以实现安装在显示面板的后表面上的薄指纹传感器。
根据本公开的各种实施例的电子设备可以使用显示器的除了边框区域以外的部分作为指纹识别区域。
根据本公开的各种实施例的电子设备可以使用微透镜层和单个遮光层来提高指纹检测效率。
根据以下公开了本公开的各种实施例的结合附图的详细描述，本公开的其他方面、优点和显着特征对于本领域技术人员将变得明显。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
图1是示出了根据各种实施例的用于使用显示器的部分区域识别外部物体的电子设备的各个方面的示图；
图2是示出了根据各种实施例的指纹传感器的内部构造和截面的示图：
图3a是示出了根据各种实施例的指纹传感器收集反射光的过程的示图；
图3b是示出了根据各种实施例的识别指纹的过程的流程图；
图4a和图4b是示出了根据各种实施例的光学传感器的布置的示图；
图5是示出了根据各种实施例的显示面板的构造的示图；
图6是示出了根据各种实施例的显示面板与指纹传感器之间的布置关系以及感测信息图的示图；
图7a和图7b是示出了根据各种实施例的折射率特性和光谱特性的曲线图；
图8是示出了根据各种实施例的通过滤波器选择性透射光的示图；以及
图9是示出了根据各种实施例的网络环境中的电子设备的框图。
具体实施方式
下面，可以参考附图描述本公开的各种示例实施例。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文所述的各种示例实施例进行各种改变、等同和/或替换。关于附图的描述，相似的部件可以由相似的附图标记表示。
在本公开中，本文使用的表述“具有”、“可以具有”、“包括”和“包含”或“可以包括”和“可以包含”表示存在相应的特征(例如，数值、功能、操作或组件(例如，部件)，但不排除存在其他功能。
此外，本文使用的表述“A或B”、“A或/和B中的至少一个”或“A或/和B中的一个或更多个”等可以包括一个或更多个关联的列出项目的任何和所有组合。例如，术语“A或B”、“A和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”可以指以下所有情况：情况(1)包括至少一个A；情况(2)包括至少一个B，或者情况(3)包括至少一个A和至少一个B两者。
本文使用的诸如“第一”、“第二”之类的术语可以指本公开的各种实施例的各种组件，但是不限制这些元件。例如，“第一用户设备”和“第二用户设备”指示不同的用户设备，而与顺序或优先级无关。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一组件可以被称为第二组件，并且类似地，第二组件可以被称为第一组件。
将理解的是，当某一组件(例如，第一组件)被称为“(可操作地或通信地)与另一组件(例如，第二组件)耦合/耦合到另一组件(例如，第二组件)”或者“连接到”另一组件(例如，第二组件)时，该组件可以直接与其他组件耦合/直接耦合到其他组件或直接连接到其他元件或存在中间组件(例如，第三组件)。另一方面，当某一组件(例如，第一组件)被称为“直接与另一组件(例如，第二组件)耦合/直接耦合到另一组件(例如，第二组件)”或“直接连接到另一部件(例如，第二组件)”时，应当理解为不存在中间组件(例如，第三组件)。
根据情况，本文使用的表述“被配置为”可以与例如表述“适合”、“具有.......能力”、“设计为”、“适应于”、“制成”或“能够”互换使用。术语“被配置为”在硬件中不仅意味着“专门设计为”。相反，表述“被配置为.......的设备”可以指该设备“能够”与另一设备或其他组件一起操作的情况。例如，“被配置为(或设置为)执行A、B和C的处理器”可以指，例如但不限于，用于执行相应操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)、可以通过执行存储在存储设备中的一个或更多个软件程序来执行相应操作的通用处理器(例如，中央处理器(CPU)或应用处理器)等。
在本公开中使用的术语用于描述本公开的特定实施例，并且不意图限制本公开的范围。除非另有说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。本文使用的所有术语(包括技术术语或科学术语)，可以具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解，在字典中定义并通常使用的术语也应解释为相关技术中的惯例，而不是理想化或过度形式化的检测，除非在本文中明确定义。在某些情况下，即使术语是在本公开中定义的术语，也不会将其解释为排除本公开的实施例。
根据本公开的各种实施例的电子设备可以包括以下项中的至少一项：智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、膝上型PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动图像专家组(MPEG-1或MPEG-2)音频第3层(MP3)播放器、移动医疗设备、相机和/或可穿戴设备等，但不限于此。根据各种实施例，可穿戴设备可以包括以下项中的至少一项：附件类型的设备(例如，钟表、戒指、手镯、脚链、项链、眼镜、隐形眼镜或头戴式设备(HMD))、一件式织物或服装类型的设备(例如，电子服装)、身体附着类型的设备(例如，皮肤垫或纹身)和/或生物可植入类型的设备(例如，可植入电路)等，但不限于此。
在下文中，将参考附图描述根据各种实施例的电子设备。本文使用的术语“用户”可以指代使用电子设备的人，或者可以指代使用电子设备的设备(例如，人工智能电子设备)。
图1是示出了根据各种实施例的用于通过使用显示器的部分区域来识别外部物体的电子设备的各种组件的示图。下面将参考其中外部物体是指纹的示例来进行图1的描述。然而，本公开不限于此。
参考图1，电子设备101(例如，图9的电子设备901)可以包括显示器(或显示模块)110(例如，图9的显示设备960)和主体(或壳体)120。
显示器110可以包括例如但不限于液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器、微机电系统(MEMS)显示器和/或电子纸显示器等。显示器110可以向用户显示例如各种类型的内容(例如，文本、图像、视频、图标、符号等)。显示器110可以包括触摸屏，并且可以使用电子笔或用户身体的一部分来接收例如触摸、手势、接近或悬停输入。显示器110可以包括暴露于外部的玻璃盖和玻璃盖内侧的各个层。
根据各种实施例，显示器110可以被设置为占据电子设备101的全部(无边框)前表面或大部分的前表面(通过显示器110输出内容的表面)。例如，显示器110可以延伸到电子设备101的侧表面(例如，顶表面/底表面/左表面/右表面)。
根据各种实施例，显示器110可以在其中包括指纹识别区域130。当用户将手指放在指纹识别区域130上时，指纹识别区域130可以是用于利用由用户的指纹150反射的光，基于执行哪种用户认证来收集指纹信息的区域。例如，电子设备101可以使用识别出的指纹信息来执行与支付或安全相关的功能。
根据各种实施例，指纹识别区域130可以是这样的位置，当用户在垂直模式(或肖像模式)下用手握住电子设备101时拇指很容易位于该位置。
根据各种实施例，当不执行指纹识别功能时，类似于显示器110的其余部分，指纹识别区域130可以输出诸如文本、图像等内容。当执行指纹识别功能时，指纹识别区域130可以被以与显示器110的其余部分不同的颜色来显示，或者可以仅将相应部分改变为发射状态(从显示器110中的像素发射光的状态)。
根据各种实施例，指纹识别区域130可以包括发光区域135和感测区域136。根据实施例，发光区域135可以与感测区域136相同或大于感测区域136。根据另一实施例，发光区域135可以小于感测区域136。
发光区域135可以是在识别指纹的过程中用于产生光的区域。发光区域135可以是用于将光从显示器110中的像素发射到外部的区域。从发光区域135发射的光可以被用户的指纹150反射。
感测区域136可以收集由用户的指纹150反射的光(在下文中，称为反射光)。感测区域136可以将反射的光转换成电信号以生成指纹信息。指纹信息可以被发送到电子设备101中的处理器或控制器，并且可以被用于执行与支付或安全相关的功能。
根据各种实施例，参考沿线I-I′截取的截面图，显示器110可以具有这样的结构，在该结构中依次层叠透明层(或窗面板)111、粘合层113、偏振层115、显示面板117、保护层118和散热层119。图1仅是说明性的，并且本公开不限于此。显示器110可以不包括这些层中的一些层，或者可以进一步包括一些层。例如，显示器110可以进一步包括触摸面板(未示出)。在另一示例中，显示器110可以进一步包括设置在显示面板117上方的用于将光辐射到外部的照明层(未示出)。照明层可以将有利于识别用户的指纹150的光(例如，绿色波段的光或蓝色波段的光)输出到外部。
透明层111可以设置在显示器110的顶部。透明层111可以保护显示器110中的元件。从显示面板117发出的光可以通过透明层111输出到外部。在实施例中，透明层111可以将从外部入射的光引入显示器110。
粘合层113可以将透明层111粘合到偏振层115上。例如，粘合层113可以用OCA膜(双面胶带)来实现。
偏振层115可以使从外部入射的光偏振并且可以使其电场沿着指定的线性路径振荡的光通过。偏振层115可以阻挡与指定的线性路径不一致的光。
显示面板117可以是响应于电信号而发光的层。显示面板117可以具有其中发光元件(例如，有机电致发光(EL))沉积在薄膜晶体管(TFT)基板上的形式。TFT基板可以包括用于驱动有源区域中的各个像素的TFT设备、金属互连布线、绝缘膜等。当从阴极和阳极注入空穴和电子时，有机EL可能会生成光。
保护层118可以是用于保护显示面板117的薄膜层。保护层118可以防止和/或减少显示面板117与电子设备101内部的元件碰撞。散热层119可以阻挡从显示面板117辐射的热量。
根据各种实施例，指纹传感器140(或图像传感器)(例如，图9的传感器模块976)可以被安装在指纹识别区域130中。收集光的指纹传感器140的表面(感测表面)可以设置为面对显示面板117。指纹传感器140可以安装在显示器110的后表面的移除了一些层的部分中。例如，指纹传感器140可以设置在移除了显示面板117下方的保护层118和散热层119的区域中。保护层118和散热层119可以在与指纹传感器140接触的区域中形成有孔或开口。
尽管图1示出了保护层118的一部分和散热层119的一部分被移除并且指纹传感器140被安装在空的区域中，但是本公开不限于此。例如，指纹传感器140也可以在移除保护层118并且保留散热层119的状态下安装。在另一示例中，显示面板117下方的一些层的厚度可以较小，并且指纹传感器140可以被包括在这些层中。
根据各种实施例，指纹传感器140可以包括例如但不限于微透镜层、遮光层、光学传感器层等。指纹传感器140可以利用从显示面板117输出然后由用户的指纹150反射的光来收集关于指纹150的识别信息。下面将参考图2更详细地提供关于指纹传感器140的结构的附加公开。
显示器110可以安装在主体120上。主体120可以在其中具有用于驱动电子设备101的各种元件(例如，处理器、通信电路、电池、PCB等)。
图2是示出了根据各种实施例的指纹传感器的内部构造和截面的示图。
参考图2，指纹传感器140可以包括微透镜层210、遮光层(或遮光构件)220和光学传感器层(或光学传感器)230。
微透镜层210可以具有布置在其中的多个透镜211。微透镜层210可以改变通过显示面板117引入的反射光的路径。例如，多个透镜211可以但不限于是朝着外部突出的圆形透镜。在实施例中，多个透镜211中的每一个透镜都可以形成在一个矩形截面中。尽管图2示出了多个透镜211是以蝇眼形式来实现的，但是本公开不限于此。
根据各种实施例，微透镜层210可以具有指定值的厚度或更小的厚度。例如但不限于，微透镜层210可以具有用于分辨250ppi级别的指纹的100mm或更小的节距。
遮光层220可以包括阻挡光的材料(例如，金属)，并且可以包括根据指定图案的多个孔221。多个孔221可以用作光路，反射光沿着该光路透射到光学传感器层230。通过微透镜层210中的多个透镜211折射的反射光的一部分可以通过多个孔221透射到光学传感器层230，并且反射光的另一部分可以被除了多个孔221之外的其余的遮光层220阻挡。通过多个孔221透射到光学传感器层230的反射光可以是指纹识别所需的有效光。被阻挡的反射光可以是指纹识别所不需要的噪声(例如，串扰或干扰)。下面将参考图3a更详细地提供关于由遮光层220透过反射光或由遮光层220阻挡反射光的附加公开。
根据各种实施例，可以由单层或多层来实现遮光层220。在由单层来实现遮光层220的情况下，不需要在遮光层之间形成间隔，并且可以防止和/或减少由于遮光层220的厚度而引起的指纹传感器140的整体厚度的增加。
光学传感器层230可以包括多个光学传感器(或光接收传感器)231。多个光学传感器231可以例如但不限于布置在与多个孔221相对应的区域中。多个光学传感器231可以将通过多个孔221引入的反射光转换成电信号。
根据各种实施例，一个或更多个光学传感器231可以被布置在与每个孔221相对应的区域中。下面将参考图4更详细地提供关于多个光学传感器231的布置的附加公开。
图3a是示出了根据各种实施例的指纹传感器收集反射光的过程的示图。尽管图3a的以下描述将关注通过垂直设置在脊151下方的孔221a和光学传感器231a收集的反射光，但是本公开不限于此。
参考图3a，用户可以使指纹150与显示器110的表面紧密接触。通过显示器110中的显示面板117输出的光可以被输出到外部。输出的光可以通过指纹150的表面被转换为反射光310、322和323。反射光310、322和323可以被指纹150反射并且可以被引入回到显示器110中。反射光310、322和323可以穿过透明层(或窗面板)111、粘合层113、偏振层115和显示面板117，并且可以透射到微透镜层210。
指纹150可以包括脊151以及谷152和153。脊151可以向外侧凸出，而谷152和153可以向内侧凹入。脊151以及谷152和153可以将反射光310、322和323引入显示器110。
第一反射光310可以是由脊151反射的光，并且当被垂直设置在脊151下方的光学传感器231a接收时，可以是用于指纹识别的有效组件。
第一反射光310可以由与对应于孔221a的区域(例如，垂直位于孔221a上方的区域)相邻设置的第一透镜单元211a折射。经折射后的第一反射光310可以通过孔221a透射到光学传感器231a。
第二反射光322可以是由谷152反射的光，并且当被光学传感器231a接收时，会充当不需要的噪声分量(例如，串扰)。第二反射光322可以被遮光层220阻挡，并且可以不被透射到垂直设置在脊151下方的光学传感器231a。当透射到垂直设置在谷152下方的光学传感器231b时，第二反射光322可以被作为有效指纹数据处理。
第三反射光323可以是由谷153反射的光，并且当被光学传感器231a接收时，会充当不需要的噪声成分(例如，串扰)。第三反射光323可以被遮光层220阻挡，并且可以不被透射到垂直设置在脊151下方的光学传感器231a。当透射到垂直设置在谷153下方的光学传感器231c时，第三反射光323可以被作为有效指纹数据处理。第二反射光322和第三反射光323可以分别由相对远离对应于孔221a的区域(例如，垂直位于孔221a上方的区域)的第二透镜单元211b或211c折射。已经折射的第二反射光322和第三反射光323可以被孔221a周围的遮光层220阻挡，并且可以不被透射到光学传感器231a。
根据各种实施例，多个孔221中的每个孔221可以收集由布置在孔221上方的指定范围内的透镜折射的光。例如，孔221a可以收集由设置在孔221a上方的九个透镜(包括透镜单元211a)折射的光。在另一示例中，孔221a可以收集由设置在孔221a上方的一个透镜(布置在透镜单元211a的中间的透镜)折射的光。
图3b是示出了根据各种实施例的识别指纹的过程的流程图。
参考图3b，在操作351中，电子设备101中的控制器(或处理器)(例如，图9的处理器920)可以接收对指纹扫描的请求。例如，在发生用于指纹扫描的用户输入(例如，新指纹的注册)或与指纹相关的应用发出请求(例如，支付应用的请求)的情况下，控制器可以开始指纹识别过程。
在操作353中，控制器可以激活指纹传感器140，并且可以操作包括在发光区域(例如，图1的发光区域135)中的用于产生光的像素。根据实施例，控制器可以仅操作包括在发光区域135(参考图7)中的一些像素。
在操作355中，光学传感器层230中包括的每个光学传感器可以使用由指纹反射的光来产生电信号。根据实施例，光学传感器可以利用通过遮光层220中包括的相应的孔引入的反射光来输出电信号。
在操作357中，控制器可以基于由每个光学传感器转换的电信号来注册用户的指纹或可以验证识别出的指纹的有效性。例如，控制器可以将由每个光学传感器产生的电信号与预先设置的参考值进行比较，以确定位于光学传感器上方的指纹部分是脊还是谷。
图4a和图4b是示出了根据各种实施例的光学传感器的布置的示图。图4a和图4b仅是说明性的，并且本公开不限于此。
参考图4a，指纹传感器401(例如，指纹传感器140)可以包括微透镜层(未示出)、遮光层410和光学传感器层420。
微透镜层(例如，图2的微透镜层210)可以改变由指纹反射的光的路径。遮光层410(例如，图2的遮光层220)可以包括孔411(例如，图2的孔221)，该孔411将指纹识别所需的一部分反射光导向光学传感器层420(例如，图2的光学传感器层230)引导。
光学传感器层420可以在与遮光层410的孔411相对应的区域中包括光接收像素(或光接收传感器)421。光接收像素421可以例如但不限于，被设置成使得光接收像素421的中心与孔411的中心对准。光接收像素421可以将接收到的光改变成电信号。
参考图4b，指纹传感器402可以包括微透镜层(未示出)(例如，图2的微透镜层210)、遮光层430(例如，图2的遮光层220)和光学传感器层440(例如，图2的光学传感器层230)。
与指纹传感器401的光学传感器层420不同的是，指纹传感器402的光学传感器层440可以例如但不限于在与遮光层430的孔431(例如，图2的孔221)对应的区域中包括多个光接收像素441和442。虽然图4b示出了两个光接收像素441和442被布置在与孔431相对应的区域中，但是本公开不限于此。
多个光接收像素441和442可以将接收到的光改变为电信号。通过多个光接收像素441和442收集的信号可以根据指定方法用于指纹识别。例如，电子设备101中的控制器(或处理器)可以通过对由光接收像素收集的信号求平均值来识别指纹。在另一示例中，电子设备101中的控制器(或处理器)可以通过增加与孔431的中心相对应的光接收像素的权重值并且减小附近的光接收像素的权重值来识别指纹。
图5是示出了根据各种实施例的显示面板的构造的示图。
参考图5，显示面板501可以包括发光像素(例如，RGB像素)510和金属网520。
发光像素(例如，RGB像素)510可以发射用于输出内容的光。此外，从发光像素(例如，RGB像素)510发射的光可以用于指纹识别。发光像素(例如，RGB像素)510所占据的区域可以是防止和/或减少被外部物体反射的光透射到光学传感器层的非透光区域。
金属网520可以固定发光像素(例如，RGB像素)510，并且可以传递发光像素(例如，RGB像素)510的操作所需的电信号。金属网520可以是防止和/或减少被外部物体反射的光透射到光学传感器层的非透光区域。
透光区域530可以包括在金属网520中。由指纹反射的光可以穿过金属网520中的透光区域530，并且可以被引入设置在显示面板501的后表面上的指纹传感器中。穿过透光区域530的光可以用于指纹识别。
从外部物体引入的一部分反射光可以被显示面板501阻挡，并且另一部分的反射光可以穿过显示面板501。在这种情况下，透射到光学传感器层的光量可能会减少，这可能会导致指纹识别所需的光量减少。在设置在显示面板501下方的指纹传感器包括微透镜层和遮光层的情况下，可以将对指纹识别有效的光量聚集在光接收传感器上并阻挡附近的串扰成分，从而提高了指纹识别的效率。
图6是示出了根据各种实施例的显示面板与指纹传感器之间的布置关系以及感测信息图的示图。
参考图6，指纹传感器601可以包括：微透镜层610，其包括布置在其中的多个透镜611；遮光层620；以及光学传感器层630。微透镜层610可以改变通过显示面板605引入的反射光的路径。遮光层620可以使一部分的反射光通过并且可以阻挡另一部分的反射光。光学传感器层630可以使用收集的光来产生电信号。
显示面板605可以被布置在指纹传感器601上方。显示面板605可以包括非透光区域和透光区域。例如，非透光区域可以包括发光像素和金属网。透光区域可以包括金属网中的贯通区域。
根据各种实施例，显示面板605的像素和微透镜层610可以根据指定的图案布置。例如，可以在微透镜层610中包括的每个像素都被布置在了其中的矩形区域中布置指定数量或指定比例的发光像素。
微透镜层610可以增加接收已经通过了显示面板605的光的效率，从而减小遮光层620的高度。因此，可以实现薄的指纹传感器。另外，可以减少通过光接收传感器收集的指纹识别信息的曲线图608中的变化。因此，可以增加信号的对比噪声比(CNR)，并且可以减小指纹识别的错误拒绝率。
图7a和图7b是示出了根据各种实施例的折射率特性和光谱特性的曲线图。图7a示出了折射率与波长之间的关系。图7b示出了OLED显示器的R/G/B像素的光谱特性。
参考图7a和图7b，折射率可以与用户的皮肤的表皮和透明层上的光的波长成反比。
控制指纹传感器的控制器(或处理器)(未示出)可以计算(确定)从显示器的部分区域发射后被指纹的表皮(脊和谷)反射的光的量711与从显示器的部分区域发射之后由透明层反射的光的量712之间的差异。基于该差异，控制器可以使用对比度差异来分辨指纹图像。
根据各种实施例，控制指纹传感器的控制器(或处理器)(未示出)可以使用指定波段的光。例如，在OLED显示器的情况下，控制器可以选择性地使用蓝色和绿色像素并且将红色像素保持在关闭状态以增加指纹的脊与谷的对比度。
图8是示出了根据各种实施例的通过滤波器选择性透射光的示图。
参考图8，指纹传感器801(例如，指纹传感器140)可以包括微透镜层810(例如，图2的微透镜层210)、遮光层820(例如，图2的遮光层220)、光学传感器层830(例如，图2的光学传感器层230)和光学滤波器840。
光学滤波器840可以设置在微透镜层810的上表面上。光学滤波器840可以例如具有与微透镜层810的上表面相对应的形式(例如，蝇眼形式)。光学滤波器840可以例如但不限于以多层涂层的形式实现在微透镜层810的上表面上。
滤波器840可以根据波长使一部分的光通过并阻挡另一部分的光。因此，可以使具有有利于指纹识别的波长的光通过并且防止和/或减少具有其他波长的光到达光学传感器层830。例如，滤波器840可以使绿色和蓝色波段的反射光通过，并且可以阻挡红色波段的反射光。因此，可以增加指纹的脊与谷的对比度。
指纹传感器805可以包括微透镜层850(例如，图2的微透镜层210)、遮光层860(例如，图2的遮光层220)和光学传感器层870(例如，图2的光学传感器层230)。光学滤波器层880可以设置在指纹传感器805上方(在显示面板(未示出)和指纹传感器805之间)。光学滤波器层880可以根据波长使一部分的光通过并阻挡另一部分的光。光学滤波器层880可以使绿色和蓝色波段的反射光通过，并且可以阻挡红色波段的反射光。因此，可以增加指纹的脊与谷的对比度。
图9示出了根据各种实施例的在网络环境900中的电子设备901的框图。根据本公开的各种实施例的电子设备可以包括各种形式的设备。例如，电子设备可以包括例如以下项中的至少一种：便携式通信设备(例如，智能电话)、计算机设备(例如，个人数字助理(PDA)、平板个人计算机(PC)、膝上型PC、台式PC、工作站或服务器)、便携式多媒体设备(例如，电子书阅读器或运动图像专家组(MPEG-1或MPEG-2)音频第3层(MP3)播放器)、便携式医疗设备(例如，心跳测量设备、血糖监测设备、血压测量设备和体温测量设备)、相机和/或可穿戴设备等，但不限于此。可穿戴设备可以包括以下项至少一种：附件类型(例如，手表、戒指、手镯、脚链、项链、眼镜、隐形眼镜或头戴式设备(HMD))、织物或衣服集成类型(例如，电子服装)、身体附着型(例如，皮垫或纹身)和/或生物可植入型(例如，可植入电路)等，但不限于此。根据各种实施例，电子设备可以包括例如以下项中的至少一种：电视(TV)、数字多功能盘(DVD)播放器、音频、音频附件设备(例如，扬声器、耳机或头戴式耳机)、冰箱、空调、清洁器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动化控制面板、安全控制面板、游戏机、电子词典、电子钥匙、便携式摄像机和/或电子相框等，但不限于此。
在另一个实施例中，电子设备可以包括以下项中的至少一种：导航设备、卫星导航系统(例如，全球导航卫星系统(GNSS))、事件数据记录器(EDR)(例如，用于汽车、船舶或飞机的黑匣子)、车辆信息娱乐设备(例如，用于车辆的头戴式显示器)、工业或家用机器人、无人机、自动柜员机(ATM)、销售点(POS)、测量仪器(例如，水表、电表或煤气表)和/或物联网(例如，灯泡、洒水装置、火警、恒温器或路灯)等，但不限于此。根据本公开的实施例的电子设备可以不限于上述设备，并且可以提供诸如具有个人生物信息(例如，心率或血糖)的测量功能的智能电话的多个设备的功能。在本公开中，术语“用户”可以指的是使用电子设备的人，或者可以指的是使用电子设备的设备(例如，人工智能电子设备)。
参考图9，在网络环境900下，电子设备901(例如，电子设备101)可以通过本地无线通信998与电子设备902通信，或者可以通过网络999与电子设备904或服务器908通信。根据实施例，电子设备901可以通过服务器908与电子设备904进行通信。
根据实施例，电子设备901可以包括处理器(例如，包括处理电路)920、存储器930、输入设备950(例如，包括输入电路，例如，但不限于，麦克风或鼠标)、声音输出设备(例如，包括声音输出电路)955、显示设备960、音频模块(例如，包括音频电路)970、传感器模块976、接口(例如，包括接口电路)977、触觉模块(例如，包括触觉电路)979、相机模块980、电源管理模块988、电池989、通信模块(例如，包括通信电路)990、用户识别模块996、天线模块997和连接端子978。根据实施例，电子设备901可以不包括上述元件中的至少一个元件(例如，显示设备960或相机模块980)，或者可以进一步包括其他元件。
总线(未示出)可以将上述元件920至990互连，并且可以包括用于在上述元件之间传送信号(例如，控制消息或数据)的电路。处理器920可以包括各种处理电路，例如但不限于，专用处理器、中央处理单元(CPU)、应用处理器(AP)、图形处理单元(GPU)、相机的图像信号处理器(ISP)、通信处理器(CP)中的一个或更多个。根据实施例，处理器920可以用片上系统(SoC)或封装系统(SiP)来实现。例如，处理器920可以驱动操作系统(OS)或应用以控制连接到处理器920的其他元件(例如，硬件或软件元件)中的至少一个元件，并且可以处理和计算各种数据。处理器920可以将从其他元件中的至少一个元件(例如，通信模块990)接收的命令或数据加载到易失性存储器932中以处理该命令或数据，并且可以将结果数据存储到非易失性存储器934中。根据实施例，处理器920可以包括主处理器921和辅助处理器923。
存储器930可以包括例如易失性存储器932和/或非易失性存储器934。易失性存储器932可以包括例如随机存取存储器(RAM)(例如，动态RAM(DRAM))、静态RAM(SRAM)或同步DRAM(SDRAM))。非易失性存储器934可以包括例如一次性可编程只读存储器(OTPROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电EPROM(EEPROM)、掩模ROM、闪存ROM、闪速存储器、硬盘驱动器(HDD)或固态驱动器(SSD)。另外，根据与电子设备901的连接，非易失性存储器934可以被配置为内部存储器936的形式或仅在必要时通过连接才可用的外部存储器938的形式。外部存储器938还可以包括诸如紧凑型闪存(CF)、安全数字(SD)、Micro安全数字(Micro-SD)、Mini安全数字(Mini-SD)、极限数字(xD)、多媒体卡(MMC)或记忆棒的闪存驱动器。外部存储器938可以以有线方式(例如，电缆或通用串行总线(USB))或无线方式(例如，蓝牙)与电子设备901可操作地或物理地连接。
例如，存储器930可以存储例如电子设备901的不同的至少一个软件元件，诸如与程序940相关联的命令或数据。程序940可以包括，例如但不限于，操作系统942、中间件944、应用946和/或应用程序(可互换地称为“应用”)947等。
输入设备950可以包括各种输入电路，诸如，例如但不限于麦克风、鼠标和/或键盘等。根据实施例，键盘可以包括物理连接的键盘或通过显示器960显示的虚拟键盘。
显示器960可以包括显示器、全息设备或投影仪以及控制相关设备的控制电路。显示器可以包括各种类型的显示器，例如但不限于，液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器、微机电系统(MEMS)显示器和/或电子纸显示器等。根据实施例，显示器可以被柔性地、透明地或可穿戴地实现。显示器可以包括能够检测用户的输入(例如，手势输入、接近输入或悬停输入)的触摸电路，或者能够测由触摸产生的压力的强度的压力传感器(可互换地为力传感器)。触摸电路或压力传感器可以与显示器一体地实现，或者可以由与显示器分开的至少一个传感器来实现。全息设备可以利用光的干涉在空间中显示立体图像。投影仪可以将光投射到屏幕上以显示图像。屏幕可以位于电子设备901的内部或外部。
音频模块970可以包括各种音频电路，并可以例如将声音转换为电信号或将电信号转换为声音。根据实施例，音频模块970可以通过输入设备950(例如，麦克风)获取声音，或者可以通过包括在电子设备901、与电子设备901连接的外部电子设备(例如，电子设备902(例如，无线扬声器或无线耳机))或电子设备906(例如，有线扬声器或有线耳机)中的输出设备(未示出)(例如，扬声器或接收器)来输出声音。
传感器模块976可以测量或检测例如电子设备901的内部操作状态(例如，功率或温度)或外部环境状态(例如，海拔、湿度或亮度)，以产生与测得的状态或检测到的状态的信息相对应的电信号或数据值。传感器模块976可以包括，例如但不限于，手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器(例如，红色、绿色、蓝色(RGB)传感器)、红外传感器、生物识别传感器(例如，虹膜传感器、指纹传感器、心率监测(HRM)传感器、电子鼻传感器、肌电图(EMG)传感器、脑电图(EEG)传感器、心电图(ECG)传感器、温度传感器、湿度传感器、照度传感器和/或UV传感器等中的至少一种。传感器模块976可以进一步包括用于控制其中包括的至少一个或更多个传感器的控制电路。根据实施例，可以通过使用处理器920或与处理器920分离的处理器(例如，传感器集线器)来控制传感器模块976。在使用单独的处理器(例如，传感器集线器)的情况下，当处理器920处于睡眠状态时，单独的处理器可以在不唤醒处理器920的情况下进行操作以控制传感器模块976的至少一部分操作或状态。
根据实施例，接口977可以包括各种接口电路，例如但不限于，高清多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)、光接口、推荐接口标准232(RS-232)、D超小型(D-sub)、移动高清链接(MHL)接口、SD卡/MMC(多媒体卡)接口和/或音频接口等。连接端子978可以物理地连接电子设备901和电子设备906。根据实施例，连接端子978可以包括例如USB连接器、SD卡/MMC连接器或音频连接器(例如，耳机接口)。
触觉模块979可以包括各种触觉电路，并将电信号转换为机械刺激(例如，振动或运动)或电刺激。例如，触觉模块979可以向用户施加触觉或动觉刺激。触觉模块979可以包括各种触觉电路，例如但不限于，电机、压电元件和/或电刺激器等。
相机模块980可以捕获例如静止图像和运动图片。根据实施例，相机模块980可以包括至少一个透镜(例如，广角透镜和远摄透镜，或者前透镜和后透镜)、图像传感器、图像信号处理器或闪光灯(例如，发光二极管或氙气灯)。
用于管理电子设备901的电力的电源管理模块988可以构成电源管理集成电路(PMIC)的至少一部分。
电池989可以包括原电池、蓄电池或燃料电池，并且可以由外部电源充电以向电子设备901的至少一个元件供电。
通信模块990可以包括各种通信电路，并在电子设备901与外部设备(例如，第一外部电子设备902、第二外部电子设备904或服务器908)之间建立通信通道。通信模块990可以通过已建立的通信信道支持有线通信或无线通信。根据实施例，通信模块990可以包括无线通信模块992或有线通信模块994。通信模块990可以通过无线通信模块992或有线通信模块994中的相关模块经由第一网络998(例如，诸如蓝牙或红外数据协会(IrDA)的无线局域网)或第二网络999(例如，诸如蜂窝网络的无线广域网)与外部设备(例如，第一外部电子设备902、第二外部电子设备904或服务器908)通信。
无线通信模块992可以支持例如蜂窝通信、本地无线通信、全球导航卫星系统(GNSS)通信。蜂窝通信可以包括例如长期演进(LTE)、高级LTE(LTE-A)、码分多址(CMA)、宽带CDMA(WCDMA)、通用移动电信系统(UMTS)、无线宽带(WiBro)或全球移动通信系统(GSM)。本地无线通信可以包括无线保真(Wi-Fi)、WiFi直连、光保真(Li-Fi)、蓝牙、蓝牙低功耗(BLE)、Zigbee、近场通信(NFC)、磁安全传输(MST)、射频(RF)或人体局域网(BAN)。GNSS可以包括全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(Glonass)、北斗导航卫星系统(Beidou)、欧洲全球卫星导航系统(Galileo)等中的至少一种。在本公开中，“GPS”和“GNSS”可以互换地使用。
根据实施例，当无线通信模块992支持蜂窝通信时，无线通信模块992可以例如使用用户识别模块(例如，SIM卡)996在通信网络内识别或认证电子设备901。根据实施例，无线通信模块992可以包括与处理器920(例如，应用处理器(AP))分离的通信处理器(CP)。在这种情况下，通信处理器可以执行与电子设备901的元件910至996中的至少一个相关联的功能的至少一部分，或者当处理器920处于非活动(睡眠)状态时代替处理器920，以及当处理器920处于活动状态时，与处理器920一起使用。根据实施例，无线通信模块992可以包括多个通信模块，每个通信模块仅支持蜂窝通信、本地无线通信或GNSS通信中的相关通信方案。
有线通信模块994可以例如包括局域网(LAN)服务、电力线通信或普通老式电话服务(POTS)。
例如，第一网络998可以采用例如用于通过电子设备901与第一外部电子设备902之间的无线直接连接来发送或接收命令或数据的WiFi直连或蓝牙。第二网络999可以包括用于在电子设备901与第二电子设备904之间发送或接收命令或数据的电信网络(例如，诸如LAN或WAN的计算机网络、因特网或电话网络)。
根据各种实施例，可以通过与第二网络999连接的服务器908在电子设备901与第二外部电子设备904之间发送或接收命令或数据。第一外部电子设备901和第二外部电子设备904中的每一个的类型可以与电子设备901不同或与电子设备901相同。根据各种实施例，电子设备901将要执行的全部或部分操作可以由另一个电子设备或多个电子设备(例如，电子设备902和电子设备904或服务器908)来执行。根据实施例，在电子设备901自动地或响应于请求执行任何功能或服务的情况下，电子设备901可以不在内部执行该功能或服务，但是可以可替代地或另外地将对与电子设备901相关联的至少一部分功能的请求发送到任何其他设备(例如，电子设备902或电子设备904或服务器908)。另一电子设备(例如，电子设备902或电子设备904或服务器908)可以执行所请求的功能或附加功能，并且可以将执行结果发送给电子设备901。电子设备901可以利用接收到的结果提供所请求的功能或服务，或者可以另外处理接收到的结果以提供所请求的功能或服务。为此，例如，可以使用云计算、分布式计算或客户端-服务器计算。
根据各种实施例，一种电子设备，包括：显示面板，该显示面板包括至少一个像素区域和至少一个透光区域，该至少一个像素区域中布置有被配置为将光辐射到电子设备外部的多个像素，被外部的物体反射的光的至少一部分穿过该至少一个透光区域；以及图像传感器，该图像传感器设置在显示面板的至少部分区域下方。其中，该图像传感器包括：透镜单元，该透镜单元包括被配置为改变反射光的一部分的路径的第一透镜和被配置为改变反射光的另一部分的路径的第二透镜；光学传感器，该光学传感器包括被配置为获得反射光的已经穿过透镜单元的一部分的第一光接收传感器以及被配置为获得反射光的另一部分的第二光接收传感器；以及至少一个遮光构件，该至少一个遮光构件位于第一光接收传感器与第二光接收传感器之间，该遮光构件被配置为阻挡利用第一光接收传感器获得的反射光的一部分与利用第二光接收传感器获得的反射光的另一部分之间的干扰。
根据各种实施例，第一透镜和/或第二透镜包括反射光入射在其上的透镜表面和该透镜表面的多个侧表面，并且多个侧表面中的至少一些侧表面包围多个侧表面中的至少一些侧表面相交的至少四个顶点。
根据各种实施例，遮光构件的一部分设置在反射光的一部分与反射光的另一部分彼此交叉的至少部分区域内。
根据各种实施例，在遮光构件的一部分中形成有孔，并且第一光接收传感器和第二光接收传感器中的一个光接收传感器的直径大于孔的直径。
根据各种实施例，遮光构件包括一个或更多个孔，并且至少一个孔被设置为与包括在光学传感器中的多个光接收传感器中的两个或更多个光接收传感器相对应。
根据各种实施例，电子设备还包括被配置为阻挡光或反射光的至少一些波长的滤波器层。该滤波器层设置在显示面板与透镜单元之间。滤波器层形成在透镜单元的透镜表面上。
根据各种实施例，透镜单元的节距为100mm或更小。
根据各种实施例，当电子设备运行以识别物体时，显示面板使多个像素中的一些像素输出光并且限制其他像素输出光。
根据各种实施例，当电子设备运行以识别物体时，显示面板使多个像素中的输出光的像素输出绿色波段和蓝色波段中的至少一个波段的光。显示面板使多个像素中的输出光的像素输出蓝色波段的光。
根据各种实施例，电子设备还包括被设置在显示面板上方并且被配置为将光辐射到电子设备外部的照明层。图像传感器利用物体在被来自照明层的光辐射之后反射的光来收集关于物体的识别信息。
根据各种实施例，一种电子设备包括：显示面板，该显示面板被配置为向外部输出光；传感器模块，该传感器模块设置在显示面板下方，并且被配置为利用外部物体基于从显示面板中包括的多个像素输出的光而反射的光来生成电信号；以及处理器，该处理器被配置为基于电信号来识别外部物体，其中，传感器模块包括：微透镜层，该微透镜层包括多个透镜，并被配置为改变所述反射光的路径；遮光层，该遮光层被配置为使反射光的一部分穿过并阻挡反射光的另一部分；以及光学传感器层，该光学传感器层被配置为将反射光的已经穿过遮光层的一部分转换为电信号。
根据各种实施例，电子设备还包括布置在显示面板的后表面上的保护层和/或散热层，其中，保护层和/或散热层包括在保护层和/或散热层的至少一部分中的开口和/或孔，并且其中传感器模块设置在开口和/或孔中。
根据各种实施例，遮光层包括多个孔，该多个孔被配置为将反射光向光学传感器层中的光接收传感器引导，并且该多个孔中的每个孔收集多个透镜中的设置在孔上方的指定范围内的透镜所折射的光。
根据各种实施例，微透镜层的厚度比遮光层的厚度更大。
根据各种实施例，处理器被配置为通过多个像素中的一些像素输出绿色波段和蓝色波段中的至少一个波段的光。
根据各种实施例，处理器被配置为通过包括在大于对应于传感器模块的区域的区域中的多个像素中的一些像素输出光。
根据各种实施例，处理器被配置为当在电子设备中执行的应用发出识别外部物体的请求时或当发生用于识别外部物体的用户输入时，通过多个像素输出光。
根据各种实施例，多个孔中的每一个孔收集由设置在孔上方的第一透镜至第九透镜折射的光。
尽管已经参考本公开的各种示例实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求书及其等同物定义的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (15)

1.一种电子设备，所述电子设备包括：
显示面板，所述显示面板包括至少一个像素区域和至少一个透光区域，所述至少一个像素区域中布置有被配置为将光辐射到所述电子设备外部的多个像素，被所述电子设备外部的物体反射的光的至少一部分穿过所述至少一个透光区域；以及
图像传感器，所述图像传感器设置在所述显示面板的至少部分区域下方；
其中，所述图像传感器包括：
透镜单元，所述透镜单元包括被配置为改变反射光的一部分的路径的第一透镜和被配置为改变反射光的另一部分的路径的第二透镜；
光学传感器，所述光学传感器包括被配置为接收反射光的所述一部分的第一光接收传感器和被配置为接收反射光的所述另一部分的第二光接收传感器；以及
至少一个遮光构件，所述至少一个遮光构件包括设置在所述第一光接收传感器与所述第二光接收传感器之间的遮光罩，所述遮光构件被配置为阻挡使用所述第一光接收传感器接收到的反射光的所述一部分与使用所述第二光接收传感器接收到的反射光的另一部分之间的干扰。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述第一透镜和/或所述第二透镜包括反射光入射到其上的透镜表面和多个侧表面，并且
其中，所述多个侧表面中的至少一些侧表面包围所述多个侧表面中的所述至少一些侧表面相交的至少四个顶点。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述遮光构件的一部分设置在反射光的所述一部分与反射光的所述另一部分交叉的至少部分区域中。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述遮光构件的所述一部分中形成有孔，
其中，所述第一光接收传感器和所述第二光接收传感器中的至少一个光接收传感器的直径大于所述孔的直径。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述遮光构件包括一个或更多个孔，
其中，所述一个或更多个孔中的至少一个孔被设置为与包括在所述光学传感器中的多个光接收传感器中的两个或更多个光接收传感器相对应。
6.根据权利要求1所述的电子设备，所述电子设备还包括：
滤波器层，所述滤波器层被配置为阻挡光和/或反射光的至少一些波长。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，所述滤波器层设置在所述显示面板与所述透镜单元之间。
8.根据权利要求6所述的电子设备，其中，所述滤波器层设置在所述透镜单元的透镜表面上。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述透镜单元的节距为100mm或更小。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述显示面板被配置为当所述电子设备运行以识别所述物体时，使所述多个像素中的一些像素输出光并且限制其他像素输出光。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述显示面板被配置为当电子设备运行以识别所述物体时，使所述多个像素中的输出光的像素输出绿色波段和蓝色波段中的至少一个波段的光。
12.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述显示面板被配置为使所述多个像素中的输出光的像素输出蓝色波段的光。
13.根据权利要求1所述的电子设备，所述电子设备还包括：
照明层，所述照明层设置在所述显示面板上方，并且被配置为将光辐射到所述电子设备外部。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中，所述图像传感器被配置为，利用所述物体在被来自所述照明层的光辐射之后反射的光来收集关于所述物体的识别信息。
15.一种电子设备，所述电子设备包括：
显示面板，所述显示面板被配置为向外部输出光；
传感器模块，所述传感器模块设置在所述显示面板下方，并且被配置为利用外部物体基于从所述显示面板中包括的多个像素输出的光而反射的光来生成电信号；以及
处理器，所述处理器被配置为基于所述电信号来识别所述外部物体，
其中，所述传感器模块包括：
微透镜层，所述微透镜层包括多个透镜，并被配置为改变反射光的路径；
遮光层，所述遮光层被配置为使反射光的一部分穿过并阻挡反射光的另一部分；以及
光学传感器层，所述光学传感器层被配置为将反射光的已穿过所述遮光层的所述一部分转换为所述电信号。
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