CN110989823A - 显示装置的指纹识别方法、指纹识别装置和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置的指纹识别方法、指纹识别装置和显示装置；所述显示装置包括显示面板和背光单元；所述显示面板包括一显示分区；所述背光单元包括一与所述显示分区对应的背光分区；所述指纹识别方法，包括：在锁屏状态下，响应于作用在所述显示面板的第一触控操作，驱动所述背光分区为所述显示分区提供显示用光，驱动所述显示分区显示提示图像；响应于作用在所述显示分区的第二触控操作，获取指纹信息。本发明通过驱动显示装置的显示面板和背光单元，分别仅对应于指纹识别的在显示分区和背光分区工作，从而有效的降低显示装置在进行屏下指纹识别时的能耗。

Description

显示装置的指纹识别方法、指纹识别装置和显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置的指纹识别方法、指纹识别装置和显示装置。

背景技术

随着终端技术的发展，终端广泛应用于人们的生活和工作中。指纹作为一种可以识别人身份的生物特征，己经被广泛运用于终端安全领域。目前许多终端都应用了屏下指纹识别技术。屏下指纹识别技术，是通过将指纹模组设置在屏幕的下层，显示面板发出的光信号经过手指指纹反射后由指纹模组采集获得指纹信息并实现识别。然而，当屏下指纹识别技术应用于LCD(Liquid Crystal Display)显示装置时，普遍存在能耗高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种显示装置的指纹识别方法、指纹识别装置和显示装置，以解决屏下指纹识别技术应用于LCD显示装置时能耗高的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种显示装置的指纹识别方法，所述显示装置包括显示面板和背光单元；所述显示面板包括一显示分区；所述背光单元包括一与所述显示分区对应的背光分区；

所述指纹识别方法，包括：

在锁屏状态下，响应于作用在所述显示面板的第一触控操作，驱动所述背光分区为所述显示分区提供显示用光，驱动所述显示分区显示提示图像；

响应于作用在所述显示分区的第二触控操作，获取指纹信息。

另一方面，本发明还提供了一种显示装置的指纹识别装置，所述显示装置包括显示面板和背光单元；所述显示面板包括一显示分区；所述背光单元包括一与所述显示分区对应的背光分区；

所述指纹识别装置，包括：

背光控制模块，被配置为在锁屏状态下，响应于作用在所述显示面板的第一触控操作，驱动所述背光分区为所述显示分区提供显示用光；

显示控制模块，被配置为在锁屏状态下，响应于作用在所述显示面板的第一触控操作，驱动所述显示分区显示提示图像；

指纹识别模块，被配置为响应于作用在所述显示分区的第二触控操作，获取指纹信息。

再一方面，本发明还提供了一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板、背光单元和如上任意一项所述的指纹识别装置；其中，所述显示面板包括一显示分区；所述背光单元包括一与所述显示分区对应的背光分区。

从上面所述可以看出，本发明提供的显示装置的指纹识别方法、指纹识别装置和显示装置，通过驱动显示装置的显示面板和背光单元，分别仅对应于指纹识别的在显示分区和背光分区工作，从而有效的降低显示装置在进行屏下指纹识别时的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的背光单元示意图；

图2为本发明实施例的显示面板示意图；

图3为本发明实施例的显示装置结构图；

图4为本发明实施例的驱动方法流程图；

图5为相关技术中的显示驱动信号时序图；

图6为本发明实施例中的显示驱动信号时序图；

图7为本发明实施例的指纹识别装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如背景技术部分所述，屏下指纹识别技术应用于LCD显示装置时，存在能耗高的问题。发明人在实现本申请的过程中发现，上述技术问题发生的原因在于：应用屏下指纹识别技术的显示装置在进行指纹识别时，为了显示出屏幕上的指纹识别区域以提示用户，背光单元和显示面板整体进入显示状态。然而起到提示作用的仅仅是屏幕上的指纹识别区域对应的部分，而屏幕的其他部分对于指纹识别过程并无任何贡献，但整体工作的显示面板和背光单元造成了电量的无用耗费。

针对于上述技术问题，本发明实施例提供了一种显示装置的显示驱动方案，通过对显示面板的驱动方式进行改进，使显示面板仅由指纹识别区域对应的部分显示；基于局域调光技术(Local Dimming，LD)，使背光单元上指纹识别区域对应的部分点亮。在进行指纹识别时，显示面板和背光单元都不再是整体工作，从而降低显示装置在进行屏下指纹识别时的能耗，以解决上述技术问题。

以下，通过具体的实施例来进一步说明本发明的技术方案。

本发明实施例提供了一种显示装置的指纹识别方法。所述的显示装置为液晶显示装置，其包括显示面板以及背光单元。通常，显示面板包括彼此相对设置以形成液晶盒的阵列基板以及彩膜基板，液晶盒中在阵列基板以及彩膜基板之间填充有液晶层；阵列基板上设置第一偏光片，彩膜基板上设置有第二偏光片，第一偏光片和第二偏光片的偏振方向彼此垂直。背光单元设置在显示面板的非显示侧，用于为显示面板的显示提供平面光源。在设置在阵列基板上的子像素的像素电极与设置在阵列基板上的公共电极或设置在彩膜基板上的公共电极之间形成的驱动电场作用下，液晶层的液晶分子扭转，液晶分子在扭转了预定角度之后可以控制通过液晶层的光的偏振方向，并且在第一偏光片和第二偏光片的配合下控制光的透过率，从而实现灰度显示。

本实施例的显示装置中，背光单元为直下式背光单元。具体的，背光单元包括多阵列式均匀分布的点状光源(例如发光二极管，LED)以及扩散板，这些点状光源发出的光经过扩散板均匀化之后，再入射到显示面板之中以用于显示。

对于直下式的背光单元，可以应用局域调光技术，其是将背光单元划分成可单独驱动的多个背光分区，然后针对各个背光分区独立控制该背光分区中光源的发光亮度。每个背光分区可以包括一个或多个LED作为光源。根据显示画面的待显示图像需要的灰度值来调整与对应背光分区的LED的驱动电流，从而实现背光单元中每个背光分区的亮度的单独调节。在相关技术中，局域调光技术一般是用于改善显示装置的对比度、提升显示效果。

参考图1，为本实施例中所述的背光单元的一个结构示例。背光单元100中，包括均匀阵列排布设置的多个LED。其中，虚线框示出的区域即背光分区101。对应于屏下指纹识别，该背光分区101的位置即对应为应用该背光单元100的显示装置中进行屏下指纹识别的位置。例如，以手机为例，背光分区101即可以设置在背光单元100靠近地侧的位置(图1所示的位置)。具体的，如图1所示，背光分区101内的四个LED是联动的，背光分区101以外的其他LED是联动的。背光驱动电路(LED Driver)102驱动背光单元100时，背光分区101与背光分区101以外的区域可以是独立驱动的，即可以实现仅点亮背光分区101内的LED，而其他LED不点亮。

本实施例的显示装置中，参考图2，为本实施例中所述的显示面板的一个结构示例。显示面板200包括一显示分区201，基于显示面板200和背光单元100的对合设置关系，该显示分区201的位置与背光单元100中的背光分区101的位置相对应，以使得工作时背光分区101能够为显示分区201提供显示用光。

进一步的，为实现指纹识别功能，显示面板200还设置有相应的指纹识别组件，具体包括触摸传感器(未示出)、指纹采集电路(Fingerprint IC)301、触控电路(Touch IC)302和微控制器(MCU)303。触摸传感器分布设置于显示面板200内，用于感应用户的手指触控操作；指纹采集电路301，用于将用户的手指触控操作转化为指纹信息；触控电路302，用于根据触摸传感器采集到的信息，向显示装置的主控制器反馈；相应的，微控制器303获得上述指纹信息，进而根据指纹信息进行后续的处理。

参考图3，为本实施例的显示装置的一个结构示例。参考图1至图3，背光单元100和显示面板200对合设置。对于电路部分，背光驱动电路102通过PCBA(Printed CircuitBoard Assembly，成品印刷线路板)设置，并通过FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)连接背光单元100和显示装置的主控制器300。触控电路302和微控制器303通过FPCA(Flexible Printed Circuit Assembly，柔性电路板组装技术)设置。指纹采集电路301通过COF技术(Chip On Film，覆晶薄膜)设置，并分别连接显示面板200上的显示驱动电路202和设置触控电路302和微控制器303的FPCA。

基于上述显示装置，参考图4，本实施例中的指纹识别方法，包括以下步骤：

步骤S10、锁屏状态下，响应于作用在所述显示面板的第一触控操作，驱动所述背光分区为所述显示分区提供显示用光，驱动所述显示分区显示提示图像。

本实施例指纹识别方法，目的在于识别获得用户的指纹信息，并根据用户的指纹信息进行身份识别，并解除显示装置的锁屏状态。具体的，锁屏状态是指：为了防止在显示装置闲置状态下的误操作和节省电能，显示面板会在某些条件(如在指定的时长内没有操作)或用户的主动操作下进入锁屏状态。在锁屏状态下，只有在用户主动进行特定的解锁操作后，设备才会响应用户的其它操作。所以，在本实施例的方法开始执行时，一般是显示装置处于锁屏状态下。

本步骤中，在锁屏状态下，用户触摸显示面板，即输入第一触控操作。此时，认为用户希望解除锁屏状态，应开启指纹识别模式。具体的，参考图1至图3，触摸传感器感应用户触摸位置的电信号变化(若触摸传感器为电容式，则相应是电容变化)，并通过触控电路302反馈至主控制器300。主控制器300则分别控制显示驱动电路202和背光驱动电路102工作。

对于背光单元100，在主控制器300的控制下，背光驱动电路102输出背光驱动信号，驱动背光分区101内的LED点亮，从而相应的为显示面板200上的显示分区201提供显示用光。具体的驱动方式可选用局域调光方式，其技术细节此处不再赘述。

对于显示面板200，显示驱动电路202输出显示驱动信号，驱动显示分区201内的像素开始工作，并显示提示图像。其中，显示驱动电路202可以采用GOA(Gate Driver onArray)技术，将显示驱动电路202中的栅极驱动电路设置在显示装置的阵列基板上，从而降低电路部分所占的空间。

以一包括500列的像素的显示面板为例，参考图5和图6，分别为相关技术中的显示驱动信号时序图和本实施例中的显示驱动信号时序图。具体的，显示驱动电路202输出垂直同步信号Vsync，开始一帧图像的显示。显示驱动电路202输出启动信号STV1、STV2，以确定用于显示的像素列；相关技术中，全部500列像素(G1-G500)均会被开启用于显示，而在本实施例中，仅最后100列像素(G401-G500)将会被开启用于显示。显示驱动电路202输出时钟信号CLK1-ClK4，在本实施例中，最后100列像素在时钟信号的驱动下开启。显示驱动电路202输出数据信号，使最后100列像素(即显示分区201)显示提示图像。

需要说明的是，上述示例中，像素的列数、各驱动信号的数量等，均仅为示例说明用，其并对本实施例的方案构成限定。

本实施例中，所述的提示图像，显示在显示面板200的显示分区201内，用于提示用户手指触摸显示分区201所对应的位置，进而进行指纹识别。一般的，提示图像可以是内容为类似指纹的图像，显然，根据具体的实施需要，其也可以是其他内容的图像，或者是文本等。

步骤S20、响应于作用在所述显示分区的第二触控操作，获取指纹信息。

本步骤中，基于提示图像的提示，用户手指触摸显示面板200的显示分区201，即输入第二触控操作。响应该第二触控操作，开始采集并识别获得用户的指纹信息。具体的，参考图1至图3，触摸传感器感应用户触摸位置，并反馈至主控制器300，主控制器300控制微控制器303和指纹采集电路301开始工作。指纹采集电路301对用户手指进行数据采集，并通过微控制器303进行数据处理，最终获得用户的指纹信息。其中，具体的指纹采集和处理可采用任意的相关技术，其技术细节此处不再赘述。

可见，本实施例的指纹识别方法，通过对于显示面板和背光单元的驱动方式的改进，使得显示面板和背光单元均仅对应于指纹识别的区域而部分工作，从而实现了在进行屏下指纹识别时降低能耗的效果。具体的，对于背光单元，通过局域调光方式分别驱动背光分区和背光分区以外的其他部分独立工作，将相关技术中用于改善显示对比度的局域调光，结合显示面板和背光单元的分区结构、驱动方式的改进，创造性的用于指纹识别，以实现本发明的技术效果。

作为一个可选的实施例，所述的指纹识别方法还包括：根据指纹信息解除锁屏状态的步骤。该据指纹信息解除锁屏状态的步骤，包括：

将所述指纹信息与预设的指纹模板进行匹配，若匹配成功，则解除锁屏状态。

本实施例中，参考图3，微控制器303获取用户的指纹信息后，将指纹信息与预设的指纹模板进行匹配。其中，预设的指纹模板为身份合法的用户通过通过预先录入的方式存储于微控制器303中。进一步的，以指纹信息为图片为例，在进行匹配时，将指纹信息与指纹模板进行相似度比对，若相似度达到预定的阈值，则判定指纹信息与指纹模板匹配，则相应的解除显示装置的锁屏状态。反之，若判定指纹信息与指纹模板不匹配，则保持显示装置的锁屏状态。

此外，为提高匹配的效率、保证匹配准确度，在将指纹信息与指纹模板匹配之前，还可以对指纹信息进行图像优化处理。

本实施例中，指纹信息与指纹模板的图像比对方法、指纹信息的图像优化方法，均可以采用相关技术中的任意对应技术，其技术细节此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，上述方法实施例中各个步骤的序号仅作为该步骤的表示以便描述，而不应被看作表示该各个步骤的执行顺序。除非明确指出，否则该方法的步骤不需要完全按照所示顺序来执行，或者某些步骤可以同时执行。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置的指纹识别装置；所述显示装置包括显示面板和背光单元；所述显示面板包括一显示分区；所述背光单元包括一与所述显示分区对应的背光分区；

参考图7，所述指纹识别装置，包括：

背光控制模块701，被配置为在锁屏状态下，响应于作用在所述显示面板的第一触控操作，驱动所述背光分区为所述显示分区提供显示用光；

显示控制模块702，被配置为在锁屏状态下，响应于作用在所述显示面板的第一触控操作，驱动所述显示分区显示提示图像；

指纹识别模块703，被配置为响应于作用在所述显示分区的第二触控操作，获取指纹信息。

其中，上述模块可以通过硬件(例如电路)、固件或软件及其任意组合等形式实现。例如，参考前述方法实施例和图1至图3，背光控制模块701的功能，即可以由主控制器300、触控电路302、背光驱动电路102和背光单元100配合完成。显示控制模块702的功能，即可以由主控制器300、触控电路302、显示驱动电路202和显示面板200配合完成。指纹识别模块703的功能，即可以由主控制器300、微控制器303、指纹采集电路301、触控电路302和显示面板200配合完成。

作为一个可选的实施例，所述的指纹识别装置还包括：执行模块，被配置为将所述指纹信息与预设的指纹模板进行匹配，若匹配成功，则解除锁屏状态。具体的，执行模块的功能可由微控制器303完成。

上述实施例的指纹识别装置用于实现前述实施例中相应的指纹识别方法，并且具有相应的指纹识别方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括：显示面板、背光单元和如上任一实施例所述的指纹识别装置；其中，所述显示面板包括一显示分区；所述背光单元包括一与所述显示分区对应的背光分区。

作为一个可选的实施例，所述显示面板包括：显示驱动电路，被配置为输出启动信号，以确定所述显示面板上所述显示分区内的像素；输出时钟信号，以开启所述显示面板上所述显示分区内的像素；以及，输出数据信号，以通过所述显示面板上所述显示分区内的像素显示所述提示图像。

本领域技术人员可以理解，本发明实施例的显示装置可以是虚拟现实设备、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有触控显示功能且应用屏下指纹识别技术的产品或部件。

上述实施例的显示装置用于实现前述实施例中相应的指纹识别方法，并且具有相应的指纹识别方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示装置的指纹识别方法，其特征在于，所述显示装置包括显示面板和背光单元；所述显示面板包括一显示分区；所述背光单元包括一与所述显示分区对应的背光分区；

所述指纹识别方法，包括：

在锁屏状态下，响应于作用在所述显示面板的第一触控操作，驱动所述背光分区为所述显示分区提供显示用光，驱动所述显示分区显示提示图像；

响应于作用在所述显示分区的第二触控操作，获取指纹信息。

2.根据权利要求1所述的指纹识别方法，其特征在于，所述驱动所述显示分区显示提示图像，包括：

输出启动信号，以确定所述显示面板上所述显示分区内的像素；

输出时钟信号，以开启所述显示面板上所述显示分区内的像素；

输出数据信号，以通过所述显示面板上所述显示分区内的像素显示所述提示图像。

3.根据权利要求1所述的指纹识别方法，其特征在于，以局域调光方式驱动所述背光单元。

4.根据权利要求1所述的指纹识别方法，其特征在于，还包括：

将所述指纹信息与预设的指纹模板进行匹配，若匹配成功，则解除锁屏状态。

5.一种显示装置的指纹识别装置，其特征在于，所述显示装置包括显示面板和背光单元；所述显示面板包括一显示分区；所述背光单元包括一与所述显示分区对应的背光分区；

所述指纹识别装置，包括：

背光控制模块，被配置为在锁屏状态下，响应于作用在所述显示面板的第一触控操作，驱动所述背光分区为所述显示分区提供显示用光；

显示控制模块，被配置为在锁屏状态下，响应于作用在所述显示面板的第一触控操作，驱动所述显示分区显示提示图像；

指纹识别模块，被配置为响应于作用在所述显示分区的第二触控操作，获取指纹信息。

6.根据权利要求5所述的指纹识别装置，其特征在于，所述显示控制模块具体被配置为输出启动信号，以确定所述显示面板上所述显示分区内的像素；输出时钟信号，以开启所述显示面板上所述显示分区内的像素；输出数据信号，以通过所述显示面板上所述显示分区内的像素显示所述提示图像。

7.根据权利要求5所述的指纹识别装置，其特征在于，所述背光控制模块具体被配置为以局域调光方式驱动所述背光单元。

8.根据权利要求5所述的指纹识别装置，其特征在于，还包括：

执行模块，被配置为将所述指纹信息与预设的指纹模板进行匹配，若匹配成功，则解除锁屏状态。

9.一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板、背光单元和如权利要求5至8任意一项所述的指纹识别装置；其中，所述显示面板包括一显示分区；所述背光单元包括一与所述显示分区对应的背光分区。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述显示面板包括：

显示驱动电路，被配置为输出启动信号，以确定所述显示面板上所述显示分区内的像素；输出时钟信号，以开启所述显示面板上所述显示分区内的像素；以及，输出数据信号，以通过所述显示面板上所述显示分区内的像素显示所述提示图像。

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