CN111052140B

CN111052140B - 指纹识别装置和电子设备

Info

Publication number: CN111052140B
Application number: CN201980004084.7A
Authority: CN
Inventors: 肖瑜; 程雷刚; 易福建
Original assignee: Shenzhen Goodix Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Goodix Technology Co Ltd
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2023-08-18
Anticipated expiration: 2039-10-18
Also published as: WO2021072768A1; CN111052140A

Abstract

一种指纹识别装置和电子设备，能够提高指纹识别的成功率。该指纹识别装置包括：像素阵列，包括多个第一像素单元和多个第二像素单元；1/4波片，设置于像素阵列上方；第一线偏振片，设置于1/4波片与多个第一像素单元之间，第一线偏振片的偏振方向与1/4波片的快轴呈45°夹角以阻挡经过显示屏上方手指反射或散射返回的指纹光信号中的第一指纹光信号，第一指纹光信号为导向多个第一像素单元的光信号；多个第二像素单元用于接收第二光信号，第二光信号包括指纹光信号中的第二指纹光信号，第二指纹光信号为导向多个第二像素单元的光信号；多个第一像素单元用于接收经过1/4波片以及第一线偏振片的第一屏幕光信号，第一屏幕光信号用于对第二光信号进行修正。

Description

指纹识别装置和电子设备

技术领域

本申请涉及光学指纹技术领域，并且更具体地，涉及一种指纹识别装置和电子设备。

背景技术

随着全面屏手机时代的到来，设置在屏幕下或屏幕内的指纹识别装置在手机等终端设备中的应用也得到广泛发展。在指纹识别过程中，指纹识别装置除了接收经过手指反射的带有指纹信息的指纹光信号以外，还会接收的屏幕光信号以及环境光信号，屏幕光信号的携带的屏幕结构等信息会影响指纹识别的性能，并且随着环境变化，环境光信号会发生变化，也会影响指纹识别性能，从而给用户带来不良的体验。

因此，如何避免减小环境光变化以及屏幕光中的屏幕结构信息对指纹识别造成的影响，提高指纹识别成功率是一项亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种指纹识别装置和电子设备，能够提高指纹识别的成功率。

第一方面，提供了一种指纹识别装置，用于设置在电子设备的显示屏下方，包括：像素阵列，包括多个第一像素单元和多个第二像素单元；

1/4波片，设置于该像素阵列上方；

第一线偏振片，设置于该1/4波片与该多个第一像素单元之间，该第一线偏振片的偏振方向与该1/4波片的快轴呈45°夹角以阻挡经过该显示屏上方手指反射或散射返回的指纹光信号中的第一指纹光信号，该第一指纹光信号为导向该多个第一像素单元的光信号；

该多个第二像素单元用于接收第二光信号，该第二光信号包括该指纹光信号中的第二指纹光信号，该第二指纹光信号为导向该多个第二像素单元的光信号；

该多个第一像素单元用于接收经过该1/4波片以及该第一线偏振片的第一屏幕光信号，该第一屏幕光信号用于对该第二光信号进行修正。

本申请的技术方案，通过第一线偏振片以及1/4波片的合理设置，可以阻挡经过手指反射或散射返回的第一指纹光信号不被多个第一像素单元接收，而只有屏幕漏光的第一屏幕光信号被多个第一像素单元接收，因此，多个第一像素单元可以不受其他光信号的干扰，准确的通过第一屏幕光信号的光强确定屏幕光信号的光强。并且基于多个第一像素单元接收的第一屏幕光信号，得到修正系数，对多个第二像素单元的接收经过手指反射或散射返回的第二指纹光信号进行修正，从而减小第二指纹光信号中屏幕结构信息的干扰，以及外界环境光变化的干扰，提高指纹识别的成功率。

在一种可能的实现方式中，该1/4波片用于接收圆偏振光，并将该圆偏振光转换为线偏振光；

该圆偏振光为左旋圆偏振光时，该第一线偏振片的偏振方向与该1/4波片的快轴呈+45°夹角；

该圆偏振光为右旋圆偏振光时，该第一线偏振片的偏振方向与该1/4波片的快轴呈-45°夹角。

在一种可能的实现方式中，该圆偏振光为经过该显示屏中圆偏振片的光信号，该圆偏振光中包括经过该显示屏上方手指反射或散射而返回后的指纹光信号。

在一种可能的实现方式中，该第一线偏振片的面积小于该像素阵列的面积，且该第一线偏振片设置于该像素阵列的边缘区域上方。

在一种可能的实现方式中，该第一线偏振片设置于该显示屏的下表面的开窗中，并位于该开窗的边缘。

在一种可能的实现方式中，该第一线偏振片为金属线栅阵列，设置于该多个第一像素单元的上表面。

在一种可能的实现方式中，该1/4波片与该第一线偏振片集成设置或者分离设置。

在一种可能的实现方式中，该1/4波片设置于：该显示屏的下表面，或者该显示屏与该第一线偏振片之间。

在一种可能的实现方式中，该1/4波片的面积大于等于该第一线偏振片的面积，该第一线偏振片位于该1/4波片在垂直方向的投影中。

在一种可能的实现方式中，该多个第一像素单元用于将该第一屏幕光信号转换得到多个第一电信号，该多个第二像素单元用于将该指纹光信号转换得到多个第二电信号；

该多个第一电信号用于处理得到第一修正系数，该第一修正系数用于对该多个第二电信号进行修正。

在一种可能的实现方式中，该多个第一像素单元用于将该第一屏幕光信号转换得到多个第一电信号，该多个第二像素单元用于将该第二光信号转换得到多个第二电信号；该多个第一电信号用于与初始电信号相减得到多个第一修正电信号，该多个第一修正电信号用于处理得到第二修正系数，该第二修正系数用于对该多个第二电信号进行修正。

在一种可能的实现方式中，该多个第一像素单元用于将该第一屏幕光信号转换得到多个第一电信号，该多个第二像素单元用于将该第二光信号转换得到多个第二电信号；

该指纹识别装置还包括：处理单元，用于接收该多个第一电信号和该多个第二电信号，并将该多个第一电信号与初始电信号相减得到多个第一修正电信号，根据该多个第一修正电信号处理得到第二修正系数，基于该第二修正系数对该多个第二电信号修正以进行指纹识别。

采用本申请实施例的技术方案，能够减小像素单元在无光照时产生的暗电流干扰，更加准确的获取第一屏幕光信号的光强，从而更加准确的基于第一屏幕光信号对第二光信号对应的第二电信号进行修正。

在一种可能的实现方式中，该像素阵列还包括：多个第三像素单元；该指纹识别装置还包括：第二线偏振片，设置于该1/4波片与该像素阵列之间，该第二线偏振片的偏振方向与该第一线偏振片的偏振方向垂直以通过经过该指纹光信号中的第三指纹光信号，该第三指纹光信号为导向该多个第三像素单元的光信号；

该多个第三像素单元用于接收经过该1/4波片以及该第二线偏振片的第三光信号，该第三光信号包括该第三指纹光信号，该第一屏幕光信号以及该第三光信号用于对该第二光信号进行修正。

采用本申请实施例的方案，能够减小线偏振片的消光比无法达到无穷大对于确定第一屏幕光信号强度的影响，基于多个第一像素单元接收的第一屏幕光信号以及多个第三像素单元接收的第三光信号，得到修正系数，对多个第二像素单元接收的第二光信号进行修正，能够进一步提高指纹识别的准确率。

在一种可能的实现方式中，该第二线偏振片与该第一线偏振片位于同一水平面且相邻设置。

在一种可能的实现方式中，该第二线偏振片为金属线栅阵列，设置于该多个第三像素单元的上表面。

在一种可能的实现方式中，该1/4波片与该第二线偏振片集成设置或者分离设置。

在一种可能的实现方式中，该1/4波片的面积大于等于该第一线偏振片与该第二线偏振片的面积之和，该第一线偏振片和该第二线偏振片均位于该1/4波片在垂直方向的投影中。

在一种可能的实现方式中，该多个第一像素单元用于将该第一屏幕光信号转换得到多个第一电信号，该多个第二像素单元用于将该第二光信号转换得到多个第二电信号，该多个第三像素单元用于将该第三光信号转换得到多个第三电信号；

该多个第三电信号与该多个第一电信号用于处理得到第三修正系数，该第三修正系数用于对该多个第二电信号进行修正。

该多个第一电信号用于与初始电信号相减得到多个第一修正电信号，该多个第三电信号用于与初始电信号相减得到多个第三修正电信号；

该多个第三修正电信号、该多个第一修正电信号以及该第一线偏振片的消光比用于通过公式计算得到目标修正电信号，该公式为：

其中，X为该目标修正电信号，A为该第一修正电信号，B为第三修正电信号，e为该第一线偏振片的消光比；

该目标修正电信号用于处理得到第四修正系数，该第四修正系数用于对该多个第二电信号进行修正。

该指纹识别装置还包括：处理单元，用于接收该多个第一电信号、该多个第一电信号以及该多个第三电信号；

将该多个第一电信号与初始电信号相减得到多个第一修正电信号；

将该多个第三电信号与初始电信号相减得到多个第三修正电信号；

根据公式对该第一修正电信号以及该第三修正电信号计算得到目标修正电信号，该公式为：

根据该目标修正电信号处理得到第四修正系数，基于该第四修正系数对该第二电信号或该第三电信号修正以进行指纹识别。

在一种可能的实现方式中，该指纹识别装置还包括：至少一阻光层和微透镜阵列；该至少一阻光层位于该微透镜阵列下方，设置有多个通光小孔；该像素阵列用于接收经由该微透镜阵列汇聚到该多个通光小孔的并通过该多个通光小孔的光信号。

在一种可能的实现方式中，该指纹识别装置还包括：滤波层，设置在该显示屏至该像素阵列的之间的光路中，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。

第二方面，提供了一种电子设备，包括显示屏以及如第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的指纹识别装置。

在一种可能的实现方式中，该显示屏中包括圆偏振片，该指纹识别装置设置于该显示屏下方。

在一种可能的实现方式中，该显示屏为有机发光二极管显示屏，该显示屏的发光层包括多个有机发光二极管光源，其中，该指纹识别装置采用至少部分有机发光二极管光源作为指纹识别的激励光源。

通过在电子设备中设置上述指纹识别装置，使得该电子设备具有良好的指纹识别性能，提升指纹识别成功率，提高用户体验。

附图说明

图1是本申请实施例所适用的电子设备的结构示意图。

图2是根据本申请实施例的显示屏及指纹识别装置的示意性结构图。

图3是图2中一种光信号状态变化的示意图。

图4是根据本申请实施例的一种指纹识别装置的示意性结构图。

图5是图4中一种光信号状态变化的示意图。

图6a和图6b是图4中另一种光信号状态变化的示意图。

图7是根据本申请实施例的另一种指纹识别装置的示意性结构图。

图8a至图8c是根据本申请实施例的三种指纹识别装置的示意性结构图。

图9是图8a至图8c中的像素阵列的俯视图。

图10是根据本申请实施例的另一种指纹识别装置的示意性结构图。

图11a和图11b是图10中一种光信号状态变化的示意图。

图12a至图12c是根据本申请实施例的三种指纹识别装置的示意性结构图。

图13a和图13b是图12a至图12c中的像素阵列的两种俯视图。

图14是根据本申请实施例的另一种指纹识别装置的示意性结构图。

图15是图14中的像素阵列的俯视图。

图16是根据本申请实施例的另一种指纹识别装置的示意性结构图。

图17是根据本申请实施例的另一种指纹识别装置的示意性结构图。

图18是根据本申请实施例的电子设备的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应理解，本申请实施例可以应用于光学指纹系统，包括但不限于光学指纹识别系统和基于光学指纹成像的产品，本申请实施例仅以光学指纹系统为例进行说明，但不应对本申请实施例构成任何限定，本申请实施例同样适用于其他采用光学成像技术的系统等。

作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的光学指纹系统可以应用在智能手机、平板电脑以及其他具有显示屏的移动终端或者其他电子设备；更具体地，在上述电子设备中，指纹识别装置可以具体为光学指纹装置，其可以设置在显示屏下方的局部区域或者全部区域，从而形成屏下(Under-display)光学指纹系统。或者，该指纹识别装置也可以部分或者全部集成至电子设备的显示屏内部，从而形成屏内(In-display)光学指纹系统。

如图1所示为本申请实施例可以适用的电子设备的结构示意图，该电子设备10包括显示屏120和光学指纹装置130，其中，该光学指纹装置130设置在显示屏120下方的局部区域。该光学指纹装置130包括光学指纹传感器，该光学指纹传感器包括具有多个光学感应单元131的感应阵列133，该感应阵列133所在区域或者其感应区域为光学指纹装置130的指纹检测区域103。如图1所示，指纹检测区域103位于显示屏120的显示区域之中。在一种替代实施例中，光学指纹装置130还可以设置在其他位置，比如显示屏120的侧面或者电子设备10的边缘非透光区域，并通过光路设计来将显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到光学指纹装置130，从而使得指纹检测区域103实际上位于显示屏120的显示区域。

应当理解，指纹检测区域103的面积可以与光学指纹装置130的感应阵列的面积不同，例如通过例如透镜成像的光路设计、反射式折叠光路设计或者其他光线汇聚或者反射等光路设计，可以使得光学指纹装置130的指纹检测区域103的面积大于光学指纹装置130感应阵列的面积。在其他替代实现方式中，如果采用例如光线准直方式进行光路引导，光学指纹装置130的指纹检测区域103也可以设计成与该光学指纹装置130的感应阵列的面积基本一致。

因此，使用者在需要对电子设备进行解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于显示屏120的指纹检测区域103，便可以实现指纹输入。由于指纹检测可以在屏内实现，因此采用上述结构的电子设备10无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，从而可以采用全面屏方案，即显示屏120的显示区域可以基本扩展到整个电子设备10的正面。

作为一种可选的实现方式，如图1所示，光学指纹装置130包括光检测部分134和光学组件132，该光检测部分134包括感应阵列以及与该感应阵列电性连接的读取电路及其他辅助电路，其可以在通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)，比如光学成像芯片或者光学指纹传感器，该感应阵列具体为光探测器(Photo detector)阵列，其包括多个呈阵列式分布的光探测器，该光探测器可以作为上述的光学感应单元；该光学组件132可以设置在光检测部分134的感应阵列的上方，其可以具体包括导光层或光路引导结构以及其他光学元件，该导光层或光路引导结构主要用于从手指表面反射回来的反射光导引至感应阵列进行光学检测。

在具体实现上，光学组件132可以与光检测部分134封装在同一个光学指纹部件。比如，该光学组件132可以与该光学检测部分134封装在同一个光学指纹芯片，也可以将该光学组件132设置在该光检测部分134所在的芯片外部，比如将该光学组件132贴合在该芯片上方，或者将该光学组件132的部分元件集成在上述芯片之中。

其中，光学组件132的导光层或者光路引导结构有多种实现方案，比如，该导光层可以具体为在半导体硅片制作而成的准直器(Collimator)层，其具有多个准直单元或者微孔阵列，该准直单元可以具体为小孔，从手指反射回来的反射光中，垂直入射到该准直单元的光线可以穿过并被其下方的光学感应单元接收，而入射角度过大的光线在该准直单元内部经过多次反射被衰减掉，因此每一个光学感应单元基本只能接收到其正上方的指纹纹路反射回来的反射光，从而感应阵列便可以检测出手指的指纹图像。

在另一种实施例中，导光层或者光路引导结构也可以为光学透镜(Lens)层，其具有一个或多个透镜单元，比如一个或多个非球面透镜组成的透镜组，其用于将从手指反射回来的反射光汇聚到其下方的光检测部分134的感应阵列，以使得该感应阵列可以基于该反射光进行成像，从而得到该手指的指纹图像。可选地，该光学透镜层在该透镜单元的光路中还可以形成有针孔，该针孔可以配合该光学透镜层扩大光学指纹装置的视场，以提高光学指纹装置130的指纹成像效果。

在其他实施例中，导光层或者光路引导结构也可以具体采用微透镜(Micro-Lens)层，该微透镜层具有由多个微透镜形成的微透镜阵列，其可以通过半导体生长工艺或者其他工艺形成在光检测部分134的感应阵列上方，并且每一个微透镜可以分别对应于感应阵列的其中一个感应单元。并且，微透镜层和感应单元之间还可以形成其他光学膜层，比如介质层或者钝化层，更具体地，微透镜层和感应单元之间还可以包括具有微孔的挡光层，其中该微孔形成在其对应的微透镜和感应单元之间，挡光层可以阻挡相邻微透镜和感应单元之间的光学干扰，并使得感应单元所对应的光线通过微透镜汇聚到微孔内部并经由该微孔传输到该感应单元以进行光学指纹成像。应当理解，上述光路引导结构的几种实现方案可以单独使用也可以结合使用，比如，可以在准直器层或者光学透镜层下方进一步设置微透镜层。当然，在准直器层或者光学透镜层与微透镜层结合使用时，其具体叠层结构或者光路可能需要按照实际需要进行调整。

作为一种可选的实施例，显示屏120可以采用具有自发光显示单元的显示屏，比如有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。以采用OLED显示屏为例，光学指纹装置130可以利用OLED显示屏120位于指纹检测区域103的显示单元(即OLED光源)来作为光学指纹检测的激励光源。当手指140按压在指纹检测区域103时，显示屏120向指纹检测区域103上方的目标手指140发出一束光111，该光111在手指140的表面发生反射形成反射光或者经过手指140内部散射而形成散射光，在相关专利申请中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的嵴(ridge)与峪(valley)对于光的反射能力不同，因此，来自指纹嵴的反射光151和来自指纹峪的反射光152具有不同的光强，反射光经过光学组件132后，被光学指纹装置130中的感应阵列134所接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号；基于该指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并且可以进一步进行指纹匹配验证，从而在电子设备10实现光学指纹识别功能。

在其他实施例中，光学指纹装置130也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号。在这种情况下，该光学指纹装置130可以适用于非自发光显示屏，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏。以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，电子设备10的光学指纹系统还可以包括用于光学指纹检测的激励光源，该激励光源可以具体为红外光源或者特定波长非可见光的光源，其可以设置在液晶显示屏的背光模组下方或者设置在电子设备10的保护盖板下方的边缘区域，而光学指纹装置130可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达光学指纹装置130；或者，光学指纹装置130也可以设置在背光模组下方，且背光模组通过对扩散片、增亮片、反射片等膜层进行开孔或者其他光学设计以允许指纹检测光穿过液晶面板和背光模组并到达光学指纹装置130。当采用光学指纹装置130采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号时，其检测原理与上面描述内容是一致的。

应当理解的是，在具体实现上，电子设备10还包括透明保护盖板，该盖板可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于显示屏120的上方并覆盖电子设备10的正面。因为，本申请实施例中，所谓的手指按压在显示屏120实际上是指按压在显示屏120上方的盖板或者覆盖该盖板的保护层表面。

还应当理解，电子设备10还可以包括电路板150，该电路板设置在光学指纹装置130的下方。光学指纹装置130可以通过背胶粘接在电路板150上，并通过焊盘及金属线焊接与电路板150实现电性连接。光学指纹装置130可以通过电路板150实现与其他外围电路或者电子设备10的其他元件的电性互连和信号传输。比如，光学指纹装置130可以通过电路板150接收电子设备10的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板150将来自光学指纹装置130的指纹检测信号输出给电子设备10的处理单元或者控制单元等。

另一方面，在某些实施例中，光学指纹装置130可以仅包括一个光学指纹传感器，此时光学指纹装置130的指纹检测区域103的面积较小且位置固定，因此用户在进行指纹输入时需要将手指按压到指纹检测区域103的特定位置，否则光学指纹装置130可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。在其他替代实施例中，光学指纹装置130可以具体包括多个光学指纹传感器；该多个光学指纹传感器可以通过拼接方式并排设置在显示屏120的下方，且该多个光学指纹传感器的感应区域共同构成光学指纹装置130的指纹检测区域103。也即是说，光学指纹装置130的指纹检测区域103可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于其中一个光学指纹传感器的感应区域，从而将光学指纹装置130的指纹采集区域103可以扩展到显示屏的下半部分的主要区域，即扩展到手指惯常按压区域，从而实现盲按式指纹输入操作。可替代地，当光学指纹传感器数量足够时，指纹检测区域103还可以扩展到半个显示区域甚至整个显示区域，从而实现半屏或者全屏指纹检测。

还应理解，在本申请实施例中，光学指纹装置中的感应阵列也可以称为像素阵列，感应阵列中的光学感应单元或感应单元也可称为像素单元。

需要说明的是，本申请实施例中的光学指纹装置也可以称为光学指纹识别模组、指纹识别装置、指纹识别模组、指纹模组、指纹采集装置等，上述术语可相互替换。

为了更好的理解本申请的技术方案，首先对偏振光、圆偏振光、线偏振光以及相关的光学组件进行简单说明。

偏振光可以是指光矢量的振动方向不变，或具有某种规则地变化的光波。

线偏振光可以指光矢量只沿一个固定的方向振动的光波。

圆偏振光可以指光波的电场振动方向的两个正交分量相位不相同而振幅相同的偏振光。圆偏振光的电矢量大小保持不变，而方向随时间均匀变化。相位差为时为左旋圆偏振光，相位差为/>时为右旋圆偏振光。或者说，若圆偏振光的光矢量随时间变化是右旋的，则这种圆偏振光叫做右旋圆偏振光，若圆偏振光的光矢量随时间变化是左旋的，叫做左旋圆偏振光。或者说，传播方向相同，振动方向相互垂直且相位差恒定为/>的两个偏振光叠加后可合成电矢量有规则变化的圆偏振光。

需要说明的是，环境光可以包括各种偏振方向的光，即射入显示屏的光信号包括各个偏振方向上的光信号。

具体地，线偏振片(polarizer，PL)可以是任何用来产生线偏振光的光学器件。例如线偏振片可以是由具有线偏振功能的材料形成的薄层。例如，线偏振片320可以由两片光学玻璃夹着一片有定向作用的微小偏光性质晶体(如云母)组成。

该线偏振片可以将环境光或圆偏振光转换为线偏振光，其允许振动方向平行于其偏振化方向的光信号通过，同时吸收振动方向垂直于该偏振方向的光信号。

在其他可替代实施例中，线偏振片也可以替换为线栅起偏器，其可以由许多平行的金属线组成，放置在一个平面内。例如，在每毫米约2160条的透明光栅上镀涂金属铝膜，形成透明及反射的线栅(即线栅起偏器)。线栅起偏器的作用与偏振片类似，当环境光通过线栅后，和铝线条平行的偏振光被吸收而通过与铝线条垂直的偏振光。例如，线栅起偏器可以由两片光学玻璃之间的夹层涂有聚乙烯膜或聚乙烯氰等的具有栅栏状结构的结晶物，所述结晶物只允许振动方向与栅栏状的结构的缝隙相同的光通过。

具体地，波片，也称相位延迟器，它可以使偏振光的两个相互垂直的线偏振光之间产生相位延迟，从而改变光的偏振态，其中，四分之一(1/4)波片(quarter-wave plate)产生的相位延迟为π/2的奇数倍，其可以是具有精确厚度的双折射晶片。例如石英、方解石或云母等双折射晶片。

当1/4波片接收入射光时，入射光发生双折射，被分解为寻常光(o光)和异常光(e光)，1/4波片对两种光的折射率不同，相对传播速度快的光，其光矢量方向即为1/4波片的快轴方向。具体地，若1/4波片为负晶体，则e光速度快，则e光矢量的方向就是快轴方向，o光光矢量的方向就是慢轴方向。若1/4波片为正晶体，则刚好相反，e光光矢量的方向为慢轴方向，o光光矢量的方向为快轴方向。对于单轴晶体而言，负单轴晶体的快轴方向即是光轴方向，慢轴则是与之垂直的方向；而正单轴晶体刚好相反，正单轴晶体的慢轴方向即是光轴方向，快轴则是与之垂直的方向。

特别地，线偏振光入射1/4波片，出射光一般为椭圆偏振光，若是入射线偏振光的振动方向与1/4波片的快轴(或慢轴)成45°角时，出射光为圆偏振光；若是入射线偏振光的振动方向沿快轴(或慢轴)，出射光仍为线偏振光。圆偏振光入射1/4波片，出射光都是线偏振光。

然后，结合图2介绍设置于显示屏下方的指纹识别装置接收的光信号及其特性。

图2是本申请实施例提供的一种指纹识别装置100的示意性结构图，如图2所示，该指纹识别装置100设置于显示屏120下方，该指纹识别装置100用于接收经过手指反射的光信号并转换为电信号并进行指纹识别。该显示屏120可以为OLED显示屏，包括盖板121，线偏振片122，1/4波片123，显示组件124，玻璃衬底126以及遮光保护层127。

具体地，在该显示屏120中，玻璃衬底126作为显示屏120的基底以及支撑层，其上方设置有显示组件124，该显示组件124包括有机发光层125，该有机发光层125用于配合显示驱动电路实现显示功能，例如，有机发光层125可以是采用低温多晶硅技术(lowtemperature poly-silicon，LTPS)制成的OLED有机发光面板，具有多个发光像素单元，生长于玻璃衬底126上。

在显示组件124的上方，分别设置线偏振片122以及1/4波片123，其中，线偏振片122设置于1/4波片的上方，用于抑制显示屏120对环境光的反射，进而实现更高的显示对比度。该线偏振片122以及1/4波片123组合在一起也可以称为圆偏振片。盖板121通过胶层设置在线偏振片122的上方，用于保护该显示屏120。遮光保护层127设置于玻璃衬底126下方，其上设置有开窗128，用于通过经由人体手指反射后形成的指纹光信号，该指纹光信号用于指纹识别。

指纹识别装置100放置在开窗的下方，由此可以接收指纹光信号，从而在显示屏的显示区域中局部实现或全屏实现屏下光学指纹识别。

具体地，如图2和图3所示，显示层125向手指140发射屏幕光信号111，该屏幕光信号111为自然光信号，经过1/4波片123后，仍然为自然光信号112，该自然光信号112经过线偏振片122后形成线偏振光信号113，该线偏振光112的偏振方向与线偏振片的偏振方向相同。该线偏振光113经过手指140反射或散射后，由偏振光再次转变具有多个偏振方向的光信号114，该光信号114再次经过线偏振片122后，形成与线偏振片122的偏振方向相同的线偏振光信号115，该线偏振光信号115经过1/4波片123后形成第一光信号101，如图3中所示，当线偏振片122的偏振方向与1/4波片123的快轴或者慢轴呈45°夹角时，该第一光信号为圆偏振光101(左旋圆偏振光或者右旋圆偏振光)，该第一光信号101经过开窗128后，被位于显示屏下方的指纹识别装置100接收。

与此同时，如图2所示，显示层125发出的第二光信号102，也称为屏幕漏光，也可以经过开窗128直接被该指纹识别装置100接收。该第二光信号102为不具有偏振态的自然光信号。此外，由于该第二光信号102为显示屏发出的光信号，携带有显示屏的叠层结构信息，该第二光信号102中的显示屏叠层结构信息被指纹识别装置接收后，会影响指纹识别装置进行指纹识别。

再者，外界光信号照射在手指上，经过手指透射，并经过显示屏后，会形成第三光信号103被指纹识别装置100接收，该第三光信号103为经过手指的无偏振态光信号经过线偏振片122和1/4波片123后形成的，因此，第三光信号与第一光信号类似，为圆偏振光。并且该第三光信号103随着外部环境的变化，光强也会随之发生变化，影响指纹识别装置进行指纹识别。

综上，如图2所示，指纹识别装置100同时接收第一光信号101、第二光信号102以及第三光信号103时，第二光信号102为与屏幕光信号的光强呈线性相关的光信号，第一光信号101和第三光信号103会受到手指状态以及外界光信号的影响，从而发生变化。此外，三种光信号中的屏幕结构信息也会干扰进行指纹识别。

在指纹识别装置100进行指纹识别的过程中，会在接收光信号时，对光信号进行校正得到校正系数，以减小光信号中的屏幕结构信息对指纹识别的干扰。此外，由于外界光信号以及手指颜色、状态等影响，不同时刻下，指纹识别装置接收到的光信号强度不同，因此，还需要针对不同光信号的强度调整校正系数，以减小外界条件变化对指纹识别的影响。

基于此，本申请提出一种通过1/4波片和线偏振片，获取屏幕漏光信号，即上述第二光信号102的光强，从而在指纹识别过程中，基于屏幕漏光信号的光强调整校正系数，从而减小光信号中屏幕结构信息的干扰，以及外界环境光变化的干扰，提高指纹识别的成功率。

并且，基于本申请的指纹识别装置，获取屏幕漏光的光信号光强，不需要依靠显示屏中触控氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)图案信息，也不会由于ITO图案位移造成屏幕光强的计算不准确，从而可以将指纹识别装置应用于更多类型的显示屏中，例如，应用于使用金属网格(Metal Mash)的触控显示屏中。

以下，结合图4至图16，详细介绍本申请实施例的指纹识别装置。

需要说明的是，为便于理解，在以下示出的实施例中，相同的结构采用相同的附图标记，并且为了简洁，省略对相同结构的详细说明。

应理解，在以下所示出的本申请实施例中的像素单元的数量和排布方式等仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

图4是本申请实施例提供的一种指纹识别装置200的示意性结构图，该指纹识别装置200用于设置在电子设备的显示屏的下方，用于进行指纹识别。

如图4所示，该指纹识别装置200包括：

像素阵列231，包括多个第一像素单元2311和多个第二像素单元2312；

1/4波片210，设置于该像素阵列231上方；

第一线偏振片220，设置于该1/4波片210与该多个第一像素单元2311之间，该第一线偏振片220的偏振方向与该1/4波片的快轴呈45°夹角以阻挡经过显示屏上方手指反射或散射返回的指纹光信号中的第一指纹光信号，该第一指纹光信号为导向第一像素单元2311的光信号；

多个第二像素单元2312用于接收第二光信号，该第二光信号包括显示屏上方手指反射或散射返回的指纹光信号中的第二指纹光信号，该第二指纹光信号为导向该多个第二像素单元2312的光信号；

多个第一像素单元2311用于接收经过1/4波片210以及第一线偏振片220的第一屏幕光信号，该第一屏幕光信号用于对第二光信号进行修正。

具体地，该1/4波片210的特性可以参考以上描述，其为光学领域中通用的1/4波片。该第一线偏振片220的特性同样可以参考上述线偏振片，其可以为独立的线偏振片结构，也可以为线偏振膜或者其它具有线偏振功能的偏振结构。

可选地，该像素阵列231为光学指纹传感器230中的像素阵列，可选地，如图4所示，光学指纹传感器230包括多个像素单元组成的像素阵列231以及与该像素阵列电性连接的读取电路及其他辅助电路，其可以在通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)。多个像素单元用于接收经过1/4波片以及第一线偏振片的光信号，并将接收光信号处理得到电信号。可选地，所述多个像素单元可以采用光电二极管(Photo Diode，PD)、金属氧化物半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)等器件。可选地，所述多个像素单元对于特定波长光具有较高的光灵敏度和较高的量子效率，以便于检测相应波长的光信号。

可选地，像素阵列231可以与图1中的感应阵列133相同，相关的技术方案可以参照以上相关描述，此处不再赘述。

具体地，如图4所示，像素阵列231中包括多个第一像素单元2311和多个第二像素单元2312，第一线偏振片220设置于该多个第一像素单元2311上方，该多个第一像素单元2311接收经过该1/4波片210以及第一线偏振片220的光信号。

此外，该第一线偏振片220不设置于多个第二像素单元2312上方，换言之，该多个第二像素单元2312不接收经过第一线偏振片220的光信号。可选地，该多个第二像素单元2312可以接收只经过1/4波片210但不经过第一线偏振片220的光信号，或者接收不经过1/4波片210也不经过第一线偏振片220的光信号。

具体地，如图4所示，当手指按压在显示屏上时，显示屏发出的光信号经过手指反射或散射，并经过显示屏中的圆偏振片(1/4波片122以及线偏振片123)后，形成第一指纹光信号2011。此外，环境光信号经过手指透射以及显示屏中的圆偏振片后，形成透射指纹光信号2014。可选地，该第一指纹光信号2011可以为上述第一光信号101，该透射指纹光信号2014可以为上述第三光信号103，均为圆偏振光。

此外，显示屏的发光层125背向漏光形成屏幕光信号202。可选地，该屏幕光信号202可以为上述第二光信号102，为自然光。

由于屏幕光信号202为自然光信号，该自然光信号可以透过1/4波片210以及第一线偏振片220后，可以被第一像素单元2311接收。

如图5所示，当屏幕光信号202经过1/4波片210后，仍然为具有多个偏振方向的光信号204，该光信号204经过第一线偏振片220后，形成第一屏幕光信号2021，该第一屏幕光信号2021为线偏振光，其偏振方向与第一线偏振片220的偏振方向相同。

例如，如图5所示，若第一线偏振片220的偏振方向与XY平面中X轴正方向呈+45°夹角，则第一屏幕光信号2021的偏振方向同样与XY平面中X轴正方向呈+45°夹角。

由于第一指纹光信号2011和透射指纹光信号2014为圆偏振光，圆偏振光经过1/4波片后形成线偏振光，当该线偏振光与第一线偏振片的偏振方向垂直时，该第一指纹光信号2011和透射指纹光信号2014无法通过第一线偏振片被第一像素单元2311接收。

例如，如图6a所示，当第一指纹光信号2011为左旋圆偏振光信号，1/4波片210的快轴方向为XY坐标系平面中的X轴正方向时，第一指纹光信号2011经过1/4波片210后形成线偏振光205，该线偏振光205的偏振方向如图中所示，与X轴正方向呈-45°夹角，换言之，线偏振光205的偏振方向与1/4波片210的快轴方向呈-45°夹角。

此时，若第一线偏振片220的偏振方向与1/4波片210的快轴方向呈+45°夹角，第一线偏振片220的偏振方向与线偏振光205的方向垂直，线偏振光205无法通过第一线偏振片220，即第一指纹光信号2011无法通过第一线偏振片220。

类似地，如图6b所示，当第一指纹光信号2011为右旋圆偏振光信号，1/4波片的快轴方向为XY坐标系平面中的X轴正方向时，线偏振光205的偏振方向如图中所示，与X轴正方向呈+45°夹角，换言之，线偏振光205的偏振方向与1/4波片的快轴方向呈+45°夹角。

此时，若第一线偏振片220的偏振方向与1/4波片的快轴方向呈-45°夹角，第一线偏振片220的偏振方向与线偏振光205的方向垂直，该线偏振光205无法通过第一线偏振片220。即第一指纹光信号2011同样无法通过第一线偏振片220。

此处需要说明的是，若未设置该1/4波片210以及第一线偏振片220，该第一指纹光信号2011可以被多个第一像素单元2311接收，该第一指纹光信号2011为导向该多个第一像素单元2311的光信号。

此外，上述图6a与图6b仅示出了1/4波片210的快轴方向沿X轴正方向的情况，当1/4波片210的快轴方向为XY坐标系中其它方向，例如第一方向时，可以参考上述描述，当第一指纹光信号2011为左旋圆偏振光信号时，经过1/4波片的线偏振光205的偏振方向与第一方向呈-45°夹角，当第一指纹光信号2011为右旋圆偏振光信号时，线偏振光205的偏振方向与第一方向呈+45°夹角。

同样的，上述透射指纹光信号2014经过1/4波片210以及第一线偏振片220的情况可以参照上述图6a和图6b中第一指纹光信号201经过1/4波片210以及第一线偏振片220的情况说明，此处不再赘述。

通过上述分析可知，通过第一线偏振片220以及1/4波片210的合理设置，可以阻挡显示屏光信号经过手指反射或散射返回的第一指纹光信号以及环境光信号经过手指透射后的透射指纹光信号均不被多个第一像素单元2311接收，而只有屏幕漏光的第一屏幕光信号2021被多个第一像素单元2311接收，因此，多个第一像素单元2311可以不受其他光信号(例如，环境光信号)的干扰，准确的通过第一屏幕光信号2021的光强确定屏幕光信号的光强。

如图4中所示，多个第二像素单元2312上方未设置第一线偏振片220，因此，多个第二像素单元2312可以接收第二光信号，该第二光信号包括：第二屏幕光信号2022以及指纹光信号中的第二指纹光信号2012，该第二指纹光信号2012为导向至多个第二像素单元2312的光信号。该第二屏幕光信号2022为直接导向至多个第二像素单元2312的屏幕漏光信号。

基于多个第一像素单元2311接收的第一屏幕光信号，得到修正系数，对多个第二像素单元2312接收的第二光信号对应的电信号进行修正，从而提高指纹识别的准确率。

可选地，可以通过电子设备中的处理器，例如微控制单元(MicrocontrollerUnit，MCU)基于多个第一像素单元2311接收的第一屏幕光信号，得到修正系数，并对多个第二像素单元2312接收的光信号对应的电信号进行修正，也可以通过指纹识别装置中的处理器执行上述操作。

例如，如图7所示，指纹识别装置中包括：处理单元232。可选地，该处理单元232可以为光学指纹传感器230中的处理器，也可以为电子设备中的处理器。

该处理单元232用于接收像素阵列231产生的电信号并对该电信号进行处理以确定屏幕光信号的强度以及进行指纹识别。

具体地，像素阵列231中的多个第一像素单元2311接收第一屏幕光信号2021，并将该第一屏幕光信号2021转换为对应的第一电信号，该第一电信号对应于第一屏幕光信号的光强。

可选地，在一种可能的实施方式中，处理单元232接收多个第一像素单元2311产生的多个第一电信号，该多个第一电信号用于直接处理得到当前屏幕光强度下的第一修正系数(修正系数中的一例)。

可选地，在另一种可能的实施方式中，将该多个第一电信号与初始电信号相减，得到多个第一修正电信号，并基于该多个第一修正电信号处理得到当前屏幕光强度下的第二修正系数(修正系数中的另一例)。

其中，初始电信号为无光照情况下，即外界光强以及屏幕光强均为0时，第一像素单元2311产生的电信号，该电信号为无光照情况下，第一像素单元2311中的半导体器件产生的暗电流生成的电信号，在有光照情况下，将第一像素单元2311产生的电信号值与初始电信号相减得到第一修正电信号，可以避免第一像素单元2311中的暗电流干扰，更加准确的测试第一屏幕光信号的光强。

可选地，像素阵列231中的多个第二像素单元2312接收的光信号中包括第二屏幕光信号2022以及第二指纹光信号2012。

该多个第二像素单元2312将接收的光信号的强度转换为对应的第二电信号。

由于处理单元232通过多个第一像素单元2311产生的第一电信号，测试得到基于当前屏幕光信号的强度的修正系数(第一修正系数或者第二修正系数)，因此，处理单元232基于该修正系数，对第二像素单元2312产生的第二电信号进行处理，以进行指纹识别。该修正系数是基于当前屏幕光信号强度得到的修正系数，可以避免外界环境变化对指纹识别的干扰。

可选地，该第一线偏振片220与1/4波片210可以设置于显示屏120至光学指纹传感器230之间的光路中的任意位置。

可选地，该第一线偏振片220可以与1/4波片210分离设置，也可以集成设置。例如，1/4波片210与第一线偏振片220通过胶层集成在一起。

可选地，该第一线偏振片220可以设置于像素阵列231的边缘区域的上方。

例如，在一种可能的实施方式中，如图8a所示，1/4波片210和第一线偏振片220设置于显示屏120的下表面。具体地，第一线偏振片220设置于显示屏下表面的开窗128中，并位于开窗128的边缘。

可选地，在另一种可能的实施方式中，如图8b所示，该1/4波片210和第一线偏振片220可以通过固定装置设置在显示屏120的下表面与光学指纹传感器230之间，该固定装置设置于光学指纹传感器230的非感光区域，用于固定连接该光学指纹传感器230、第一线偏振片220和1/4波片210。该固定装置包括但不限于支架，胶层等固定装置。其中，1/4波片210与第一线偏振片220可以如图8b所示，集成在一起，也可以分离设置。

可选地，在第三种可能的实施方式中，如图8c所示，该第一线偏振片220还可以与光学指纹传感器中的多个像素单元一起集成在光学指纹传感器的芯片中，具体地，可以采用蒸镀工艺在所述光学指纹传感器的多个像素单元上进行镀膜形成该第一线偏振片220，例如，通过原子层沉积、溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、离子束镀膜等方法在所述光学指纹传感器的多个像素单元上方制备偏振薄膜。具体地，还可以采用互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺在多个像素单元上制备多个金属线栅微偏振器作为偏振单元，该金属线栅微偏振器结构为周期性的金属线栅阵列，其中金属线栅的宽度与间距为几十至几百纳米。

在该实施方式中，1/4波片210可以如图8c所示，与第一线偏振片220分离设置，1/4波片210设置在显示屏的下表面或者设置在显示屏下表面至第一线偏振片220之间，或者1/4波片210也可以直接设置在第一线偏振片220的表面，也一起集成在光学指纹传感器的芯片中。

图9示出了图8a至图8c中任一种或者多种情况下的像素阵列231的俯视图，如图9所示，接收经过1/4波片210和第一线偏振片220的光信号的多个第一像素单元2311位于像素阵列231的边缘，换言之，1/4波片210与第一线偏振片220可以设置于该多个第一像素单元2311的上方。

可选地，如图9所示，由于第一像素单元2311不接收经过手指反射或散射后的指纹光信号，因此，该第一像素单元2311在像素阵列231中的数量较少，而第二像素单元2312接收经过手指反射或散射而返回的指纹光信号进行指纹识别，因此，第二像素单元2312的数量较多。

换言之，该第一线偏振片220的面积远小于光学指纹传感器230中像素阵列231的面积，从而使得接收经过第一线偏振片220光信号的第一像素单元2311的数量较少。例如，第一线偏振片220的面积小于等于像素阵列231的面积的1/100。

应理解，图9仅示出了一种多个第一像素单元2311在像素阵列231中的排布示意图，该多个第一像素单元2311还可以位于像素阵列231中的左下位置，或者右上位置或者右下位置，或者像素阵列231四周的任意位置，换言之，第一线偏振片220可以设置于像素阵列231边缘的任意位置上方，例如像素阵列的四角或者四条边的上方，本申请实施例对此不做限定。

可选地，在本申请实施例中，该1/4波片210的面积大于等于该第一线偏振片220的面积。更进一步的，该第一线偏振片220位于该1/4波片210在垂直方向的投影中。

图8a至图8c示出了三种1/4波片210的面积等于第一线偏振片220的情况，此时，该1/4波片210设置于第一线偏振片220的正上方。

可选地，当1/4波片210设置在显示屏的下表面时，1/4波片210的面积可以等于开窗128的面积，即1/4波片可以设置在开窗128中且布满该开窗，此时，该1/4波片210的面积远大于第一线偏振片220的面积。

可选地，当1/4波片210设置在显示屏的下表面与像素阵列231之间时，1/4波片210的面积可以大于等于像素阵列231的面积，通过固定装置设置于像素阵列231的上方，或者1/4波片210的面积也可以小于像素阵列231的面积，本申请实施例对此不做限定。

以上结合图4至图9说明了指纹识别装置200包括1/4波片210、第一线偏振片220以及像素阵列231时，经过显示屏中线偏振片以及1/4波片的指纹光信号无法通过第一线偏振片220被光学指纹传感器中的第一像素单元2311接收，第一像素单元2311只接收屏幕漏光信号，从而确定屏幕光信号强度的过程。

理论上，当第一线偏振片220的消光比为无穷大时，经过1/4波片210后的线偏振光205完全被第一线偏振片220吸收，无法通过第一线偏振片。

但实际上，线偏振片的消光比无法达到无穷大，换言之，线偏振光205经过第一线偏振片220时，仍有微弱的线偏振光无法被第一线偏振片220吸收而透过第一线偏振片220，传输至光学指纹传感器230的第一像素单元2311中，使得第一像素单元2311检测得到的屏幕光信号产生误差。

因此，为了减小第一线偏振片220消光比无法达到无穷大的影响，本申请实施例提出另一种指纹识别装置200。

如图10所示，该指纹识别装置200还包括：第二线偏振片240，设置于1/4波片210与像素阵列231之间，该第二线偏振片240的偏振方向与第一线偏振片220的偏振方向垂直。

可选地，该第二线偏振片240可以为第一线偏振片220旋转90°得到，换言之，该第二线偏振片240的结构材料可以与第一线偏振片220相同，仅通过的光信号的偏振方向不同。

可选地，如图10所示，该第二线偏振片240与第一线偏振片220位于同一水平面上。可选地，该第二线偏振片240也可以与第一线偏振片220位于不同水平面上，本申请实施例对此不做限定。

具体地，该第二线偏振片240同样接收经过1/4波片的光信号，换言之，1/4波片210的面积大于等于第一线偏振片220与第二线偏振片240的面积之和，进一步的，第一线偏振片220与第二线偏振片240均位于1/4波片210在垂直方向的投影之内。

由于指纹光信号(包括显示屏光信号经过手指反射或散射后经过显示屏的指纹光信号和/或环境光经过手指透射后经过显示屏的指纹光信号)为圆偏振光，圆偏振光经过1/4波片后形成线偏振光，当该线偏振光与第二线偏振片的偏振方向平行时，指纹光信号中的第三指纹光信号2013可以通过第一线偏振片被第一像素单元2311接收。具体地，该第三指纹光信号2013为经过第二线偏振片240上方的手指的反射、散射或透射后的指纹光信号。

结合图6a，如图11a所示，当第三指纹光信号2013为左旋圆偏振光信号，1/4波片210的快轴方向为XY坐标系平面中的X轴正方向时，第三指纹光信号2013经过1/4波片210后，形成线偏振光206，该线偏振光206的偏振方向与1/4波片的快轴方向呈-45°夹角，第一线偏振片220的偏振方向与1/4波片的快轴方向呈+45°夹角，而第二线偏振片240的偏振方向与1/4波片的快轴方向呈-45°夹角，此时，线偏振光206可以通过第二线偏振片240。

类似地，结合图6b，如图11b所示，当第三指纹光信号2013为右旋圆偏振光信号，1/4波片210的快轴方向为XY坐标系平面中的X轴正方向时，第三指纹光信号2013经过1/4波片210后，形成线偏振光206，该线偏振光206的偏振方向与1/4波片的快轴方向呈+45°夹角，第一线偏振片220的偏振方向与1/4波片的快轴方向呈-45°夹角，而第二线偏振片240的偏振方向与1/4波片的快轴方向呈+45°夹角，此时，线偏振光206同样可以通过第二线偏振片240。

因此，如图10所示，位于第二线偏振片220下方的多个第三像素单元2313可以接收第三指纹光信号2013，或者说，第三指纹光信号2013为导向至多个第三像素单元2313的光信号。此外，与第一像素单元2311接收第一屏幕光信号类似，第三像素单元2313还可以接收第三屏幕光信号2023，该第三屏幕光信号可以与第一屏幕光信号2021的光强相同。

可选地，该多个第三像素单元将接收的第三光信号转换为多个第三电信号，该第三光信号中包括：第三屏幕光信号2023以及第三指纹光信号2013。

基于多个第一像素单元2311接收的第一屏幕光信号以及多个第三像素单元2313接收的第三光信号，得到第三修正系数(修正系数的另一例)，对多个第二像素单元2312接收的光信号对应的电信号进行修正，从而提高指纹识别的准确率。

具体地，可以通过电子设备中的处理器或者光学指纹传感器中的处理器执行上述操作。

例如，通过光学指纹传感器中的处理单元232对像素阵列231中的多个像素单元产生的多个电信号值进行处理，以进行指纹识别的校正。

可选地，处理单元232接收多个第三像素单元2313产生的多个第三电信号，多个第一像素单元2311产生的多个第一电信号以及多个第二像素单元2312产生的多个第二电信号后，将该多个第三电信号与初始电信号相减，得到多个第三修正电信号。其中，该初始电信号为无光照情况下，即外界光强以及屏幕光强均为0时，第三像素单元2313产生的电信号，可选地，该第三电信号的初始电信号可以与第一电信号的初始电信号相同。

具体地，将第一修正电信号表示为A，第三修正电信号表示为B，第一线偏振片220的消光比为e，则处理单元232对第一修正电信号A以及第三修正电信号B进行计算得到目标修正电信号X，具体地计算公式如下：

并基于该目标修正电信号X处理得到当前屏幕光强度下的第四修正系数(修正系数的另一例)。采用该计算方式，可以减小第一线偏振片220的消光比不为无穷大的影响，使得确定得到的目标修正电信号更为准确的对应于屏幕光信号的强度，从而更为准确确定得到修正参数，采用该修正参数对像素阵列231中其它多个第二像素单元2312的多个第二电信号进行处理以进行指纹识别，能够进一步提高指纹识别的准确率。

与第一线偏振片220类似，可选地，该第二线偏振片240可以设置于显示屏120至光学指纹传感器230之间的光路中的任意位置。

可选地，该第二线偏振片240可以与1/4波片210分离设置，也可以集成设置。例如，1/4波片210与第二线偏振片240通过胶层集成在一起。

可选地，该第二线偏振片240可以设置于像素阵列231的边缘区域的上方。

例如，在一种可能的实施方式中，如图12a所示，1/4波片210、第一线偏振片220以及第二线偏振片240设置于显示屏120的下表面。具体地，第一线偏振片220以及第二线偏振片240设置于显示屏下面的开窗128中，并位于开窗128的边缘。

可选地，在另一种可能的实施方式中，如图12b所示，该1/4波片210、第一线偏振片220以及第二线偏振片240可以通过固定装置设置在显示屏120的下表面与光学指纹传感器230之间。其中，1/4波片210与第一线偏振片220、第二线偏振片240可以如图12b所示，集成在一起，也可以分离设置。

可选地，在第三种可能的实施方式中，如图12c所示，该第二线偏振片240还可以与多个第三像素单元2313一起集成在光学指纹传感器的芯片中，具体地，第二线偏振片240可以采用与第一线偏振片220类似的制备方法，例如可以采用蒸镀工艺在所述光学指纹传感器的多个像素单元上进行镀膜形成该第二线偏振片240。或者，该第二线偏振片240还可以为金属线栅结构，设置在多个第三像素单元2313表面。

在该实施方式中，1/4波片210可以如图12c所示，与第一线偏振片220以及第二线偏振片240分离设置，1/4波片210设置在显示屏的下表面或者设置在显示屏下表面至第一线偏振片220之间，或者1/4波片210也可以直接设置在第一线偏振片220以及第二线偏振片240的表面，也一起集成在光学指纹传感器的芯片中。

图13a和图13b示出了图12a至图12c中任一种或者多种情况下的像素阵列231的俯视图，如图13所示，接收经过1/4波片210和第二线偏振片240的光信号的第三像素单元2313与上述第一像素单元2311类似，均位于像素阵列231的边缘，换言之，第二线偏振片240可以设置于该第三像素单元2313的上方，位于像素阵列231边缘的上方区域。

可选地，该第一线偏振片220可以包括多个第一子线偏振片221，其中，每个第一子线偏振片221对应于一个第一像素单元2311，且位于对应的第一像素单元2311的上方。同样的，第二线偏振片240也可以包括多个第二子线偏振片241，每个第二子线偏振片241对应于一个第三像素单元2313，且位于对应的第三像素单元2313的上方。

可选地，如图13a和图13b所示，第三像素单元2313的数量可以与第一像素单元2311的数量相等。即第一线偏振片220的面积可以与第二线偏振片240的面积相等。

其中，如图13a所示，两个第一子线偏振片221和两个第二子线偏振片241均上下相邻。可选地，该两个第一子线偏振片221和两个第二子线偏振片241还可以均左右相邻。

如图13b所示，两个第一子线偏振片221和两个第二子线偏振片241均对角相邻。

应理解，在本申请实施例中，第二线偏振片240与第一线偏振片220相邻设置，当第二线偏振片240和/或第一线偏振片220中包括多个子线偏振片时，子线偏振片的相对排列位置本申请实施例不做具体限定。

还应理解，上述图示仅示出了第二线偏振片240与第一线偏振片220面积相等的情况，第二线偏振片240与第一线偏振片220的面积还可以不相等，本申请实施例对此也不做限定。

还应理解，图13a和图13b仅示出了第一像素单元2311以及第三像素单元2313位于像素阵列231左上角的排布示意图，该第一像素单元2311以及第三像素单元2313还可以位于像素阵列231中的左下位置，或者右上位置或者右下位置，或者像素阵列231四周的任意位置，换言之，第一线偏振片220和第二线偏振片240可以设置于像素阵列231四周的任意位置，例如像素阵列的四角或者四条边的上方，本申请实施例对此不做限定。

可选地，在本申请实施例中，该1/4波片210的面积大于等于该第一线偏振片220以及第二线偏振片240的面积之和。更进一步的，该第一线偏振片220以及第二线偏振片240位于该1/4波片210在垂直方向的投影中。

图14和图15示出了本申请实施例的另一种指纹识别装置200的示意性结构图以及指纹识别装置200中像素阵列231的俯视图。

如图14所示，1/4波片210的面积大于等于像素阵列231的面积，位于像素阵列231的上方。第一线偏振片220的面积较小，位于像素阵列231的边缘区域的上方，而第二线偏振片240的面积较大，该第二线偏振片240与第一线偏振片220的面积之和可以大于等于像素阵列231。

如图15所示，第一像素单元2311接收经过1/4波片210以及第一线偏振片220的光信号，第三像素单元2313接收经过1/4波片210以及第二线偏振片240的光信号，在该像素阵列231中，第一像素单元2311仅位于像素边缘，像素数量较少，而除第一像素单元2311外，其它像素均为第三像素单元2313。

采用本申请实时的技术方案，第三像素单元2313接收的光信号中，屏幕光信号的光强较小，通过对第一像素单元2311以及第三像素单元2313的电信号值进行处理，得到校正系数外，还对第三像素单元2313的电信号进行处理以进行指纹识别，能够提高指纹的准确率。

可选地，如图16所示，指纹识别装置200还包括：光学组件，该光学组件设置于所述光学指纹传感器230的上方。该光学组件可以具体包括滤光层(Filter)、导光层或光路引导结构以及其他光学元件，滤光层可以用于滤除穿透手指的环境光，而导光层或光路引导结构主要用于从手指表面反射回来的反射光导引至像素阵列进行光学检测。

在具体实现上，光学组件可以封装在光学指纹传感器230中，也可以将光学组件设置在光学指纹传感器230外部，比如将所述光学组件贴合在光学指纹传感器230上方，或者将光学组件的部分元件集成在所述光学指纹传感器230之中。可以理解的是，当第一线偏振片220和第二线偏振片240设置于光学指纹传感器230中像素阵列231的表面时，光学组件实际设置于第一线偏振片220和第二线偏振片240上方；光学组件封装在光学指纹传感器230中，实际上是与第一线偏振片220以及第二线偏振片240一起封装在光学指纹传感器230中。

如图16所示，所述光学组件包括：至少一阻光层252和微透镜阵列251；

该至少一阻光层252设置有多个通光小孔；该微透镜阵列251，设置于至少一阻光层252上方，用于将光信号汇聚至至少一阻光层252的多个通光小孔，该光信号通过所述至少一阻光层252的多个通光小孔传输至像素阵列231。

该至少一阻光层252可以通过半导体工艺生长或者其它工艺形成在像素阵列231上方，例如，通过原子层沉积、溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、离子束镀膜等方法在像素阵列231上方制备一层非透光材料薄膜，再进行小孔图形光刻和刻蚀，形成多个通光小孔。该至少一阻光层252可以阻挡相邻微透镜之间的光学干扰，并使得像素单元所对应的光信号通过所述微透镜汇聚到所述通光小孔内部并经由通光小孔传输到像素单元以进行光学指纹成像。可选地，阻光层与像素阵列之间、多层阻光层252之间通过透明介质层进行隔离。

该微透镜阵列251由多个微透镜形成，其可以通过半导体生长工艺或者其他工艺形成在至少一阻光层252上方，并且每一个微透镜可以分别对应于像素阵列231的其中一个像素单元。

应理解，光学组件可以设置在显示屏120至像素阵列231之间光路中的任意位置，例如：设置在像素阵列231与线偏振片(第一线偏振片220、第二线偏振片240)之间，或者设置在线偏振片与1/4波片210之间，或者设置在1/4波片210与显示屏120之间。

在一种可能的实施方式中，如图16所示，光学组件设置于光学指纹传感器230的上方，第一线偏振片220、第二线偏振片240以及1/4波片210设置于光学组件的上方。

在另一种可能的实施方式中，如图17所示，第一线偏振片220和第二线偏振片240设置于像素阵列231的上表面，光学组件设置在第一线偏振片220和第二线偏振片240的上方，1/4波片210设置于光学组件的上方。

此处需要说明的是，图中为了表示第一线偏振片220和第二线偏振片240，图示两种线偏振片的厚度较厚，但实际上，该第一线偏振片220和第二线偏振片240可以为偏振膜或者金属线栅微结构，其厚度与光学组件中的透明介质层相比，厚度较薄。

采用本申请实施例的指纹识别装置，在提高指纹识别的准确率的同时，减小指纹识别装置的厚度，从而进一步提升光学指纹识别装置的性能。

可选地，如图16和图17所示，光学组件还包括：滤波层253，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号(即指纹图像采集所需波段的光信号)。

可选地，滤波层253设置在显示屏至像素阵列之间的光路中的任意位置。具体地，该滤波层253设置于微透镜阵列251上方或者微透镜阵列251到像素阵列231之间的光路中。例如，如图15所示，滤波层设置于微透镜阵列251的上方。

在一种可能的实施方式中，微透镜阵列251上方设置缓冲层，该缓冲层为透明介质缓冲层，其光学折射率低于所述微透镜阵列251，可选地，该缓冲层的光学折射率低于1.3。滤波层253的下表面通过粘接层与缓冲层的上表面完全贴合。可选地，该粘接层可以为低折射率胶，该低折射率胶的折射率小于1.25。

可选地，滤波层253还可以通过固定装置固定在微透镜阵列251的上方，例如，在微透镜阵列251四周的非感光区域设置框胶或者其它支撑件，以支撑并固定滤波层253在微透镜阵列251的上方，该滤波层253的下表面与微透镜阵列251的上表面之间存在空气间隙层。

可选地，滤波层253还可以与像素阵列231一起集成在光学指纹传感器中，具体的，可以采用蒸镀工艺在像素阵列231上方光进行镀膜形成滤波层253。

可选地，滤波层253为光波长截止滤波片，用于滤除特定波段的光信号，有利于降低特定波段的环境光信号的影响，从而能够提升指纹识别性能。

如图18所示，本申请实施例还提供了一种电子设备20，该电子设备20可以包括上述申请实施例的指纹识别装置200。

可选地，电子设备20还可以包括显示屏120，指纹识别装置200设置于显示屏120下方。

可选地，在本申请一个实施例中，显示屏120可以具体为自发光显示屏(比如OLED显示屏)，且其包括多个自发光显示单元(比如OLED像素或者OLED光源)。在光学图像采集系统为生物特征识别系统时，显示屏中的部分自发光显示单元可以作为生物特征识别系统进行生物特征识别的激励光源，用于向生物特征检测区域发射光信号，以用于生物特征检测。

可选地，显示屏120中包括圆偏振片，该圆偏振片可以由图2中的1/4波片以及线偏振片123组成，用于形成圆偏振光。

应理解，本申请实施例的处理单元可以为处理器，所述处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种指纹识别装置，其特征在于，用于设置在电子设备的显示屏下方，包括：

像素阵列，包括多个第一像素单元和多个第二像素单元，所述像素阵列为光学指纹传感器中的像素阵列，所述光学指纹传感器包括所述像素阵列以及与所述像素阵列电性连接的读取电路；

1/4波片，设置于所述像素阵列上方；

第一线偏振片，设置于所述1/4波片与所述多个第一像素单元之间，所述第一线偏振片的偏振方向与所述1/4波片的快轴呈45°夹角以阻挡经过所述显示屏上方手指反射或散射返回的指纹光信号中的第一指纹光信号，所述第一指纹光信号为导向所述多个第一像素单元的光信号；

所述多个第二像素单元用于接收第二光信号，所述第二光信号包括所述指纹光信号中的第二指纹光信号，所述第二指纹光信号为导向所述多个第二像素单元的光信号；

所述多个第一像素单元用于接收经过所述1/4波片以及所述第一线偏振片的第一屏幕光信号，所述第一屏幕光信号用于对所述第二光信号进行修正。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述1/4波片用于接收圆偏振光，并将所述圆偏振光转换为线偏振光；

所述圆偏振光为左旋圆偏振光时，所述第一线偏振片的偏振方向与所述1/4波片的快轴呈+45°夹角；

所述圆偏振光为右旋圆偏振光时，所述第一线偏振片的偏振方向与所述1/4波片的快轴呈-45°夹角。

3.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述圆偏振光为经过所述显示屏中圆偏振片的光信号，所述圆偏振光中包括经过所述显示屏上方手指反射或散射而返回后的指纹光信号。

4.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一线偏振片的面积小于所述像素阵列的面积，且所述第一线偏振片设置于所述像素阵列的边缘区域上方。

5.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一线偏振片设置于所述显示屏的下表面的开窗中，并位于所述开窗的边缘。

6.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一线偏振片为金属线栅阵列，设置于所述多个第一像素单元的上表面。

7.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述1/4波片与所述第一线偏振片集成设置或者分离设置。

8.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述1/4波片设置于：所述显示屏的下表面，或者所述显示屏与所述第一线偏振片之间。

9.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述1/4波片的面积大于等于所述第一线偏振片的面积，所述第一线偏振片位于所述1/4波片在垂直方向的投影中。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个第一像素单元用于将所述第一屏幕光信号转换得到多个第一电信号，所述多个第二像素单元用于将所述第二光信号转换得到多个第二电信号；

所述多个第一电信号用于处理得到第一修正系数，所述第一修正系数用于对所述多个第二电信号进行修正以进行指纹识别。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个第一像素单元用于将所述第一屏幕光信号转换得到多个第一电信号，所述多个第二像素单元用于将所述第二光信号转换得到多个第二电信号；

所述多个第一电信号用于与初始电信号相减得到多个第一修正电信号，所述多个第一修正电信号用于处理得到第二修正系数，所述第二修正系数用于对所述多个第二电信号进行修正以进行指纹识别。

12.根据权利要求1-9中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个第一像素单元用于将所述第一屏幕光信号转换得到多个第一电信号，所述多个第二像素单元用于将所述第二光信号转换得到多个第二电信号；

所述指纹识别装置还包括：处理单元，用于接收所述多个第一电信号和所述多个第二电信号，并将所述多个第一电信号与初始电信号相减得到多个第一修正电信号，根据所述多个第一修正电信号处理得到第二修正系数，基于所述第二修正系数对所述多个第二电信号修正以进行指纹识别。

13.根据权利要求1-9中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述像素阵列还包括：多个第三像素单元；

所述指纹识别装置还包括：第二线偏振片，设置于所述1/4波片与所述像素阵列之间，所述第二线偏振片的偏振方向与所述第一线偏振片的偏振方向垂直以通过经过所述指纹光信号中的第三指纹光信号，所述第三指纹光信号为导向所述多个第三像素单元的光信号；

所述多个第三像素单元用于接收经过所述1/4波片以及所述第二线偏振片的第三光信号，所述第三光信号包括所述第三指纹光信号，所述第一屏幕光信号以及所述第三光信号用于对所述第二光信号进行修正。

14.根据权利要求13所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二线偏振片与所述第一线偏振片位于同一水平面且相邻设置。

15.根据权利要求13所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二线偏振片为金属线栅阵列，设置于所述多个第三像素单元的上表面。

16.根据权利要求13所述的指纹识别装置，其特征在于，所述1/4波片与所述第二线偏振片集成设置或者分离设置。

17.根据权利要求13所述的指纹识别装置，其特征在于，所述1/4波片的面积大于等于所述第一线偏振片与所述第二线偏振片的面积之和，所述第一线偏振片和所述第二线偏振片均位于所述1/4波片在垂直方向的投影中。

18.根据权利要求13所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个第一像素单元用于将所述第一屏幕光信号转换得到多个第一电信号，所述多个第二像素单元用于将所述第二光信号转换得到多个第二电信号，所述多个第三像素单元用于将所述第三光信号转换得到多个第三电信号；

所述多个第三电信号与所述多个第一电信号用于处理得到第三修正系数，所述第三修正系数用于对所述多个第二电信号进行修正以进行指纹识别。

19.根据权利要求13所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个第一像素单元用于将所述第一屏幕光信号转换得到多个第一电信号，所述多个第二像素单元用于将所述第二光信号转换得到多个第二电信号，所述多个第三像素单元用于将所述第三光信号转换得到多个第三电信号；

所述多个第一电信号用于与初始电信号相减得到多个第一修正电信号，所述多个第三电信号用于与所述初始电信号相减得到多个第三修正电信号；

所述多个第三修正电信号、所述多个第一修正电信号以及所述第一线偏振片的消光比用于通过公式计算得到目标修正电信号，所述公式为：

其中，X为所述目标修正电信号，A为所述第一修正电信号，B为第三修正电信号，e为所述第一线偏振片的消光比；

所述目标修正电信号用于处理得到第四修正系数，所述第四修正系数用于对所述多个第二电信号进行修正以进行指纹识别。

20.根据权利要求13所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个第一像素单元用于将所述第一屏幕光信号转换得到多个第一电信号，所述多个第二像素单元用于将所述第二光信号转换得到多个第二电信号，所述多个第三像素单元用于将所述第三光信号转换得到多个第三电信号；

所述指纹识别装置还包括：处理单元，用于接收所述多个第一电信号、所述多个第二电信号以及所述多个第三电信号；

将所述多个第一电信号与初始电信号相减得到多个第一修正电信号；

将所述多个第三电信号与初始电信号相减得到多个第三修正电信号；

根据公式对所述第一修正电信号以及所述第三修正电信号计算得到目标修正电信号，所述公式为：

根据所述目标修正电信号处理得到第四修正系数，基于所述第四修正系数对所述多个第二电信号修正以进行指纹识别。

21.根据权利要求1-9中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：至少一阻光层和微透镜阵列；

所述至少一阻光层位于所述微透镜阵列下方，设置有多个通光小孔；

所述像素阵列用于接收经由所述微透镜阵列汇聚到所述多个通光小孔的并通过所述多个通光小孔的光信号。

22.根据权利要求1-9中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：

滤波层，设置在所述显示屏至所述像素阵列的之间的光路中，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。

23.一种电子设备，其特征在于，包括：显示屏以及，

如权利要求1至22中任一项所述的指纹识别装置。

24.根据权利要求23所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏中包括圆偏振片，所述指纹识别装置设置于所述显示屏下方。

25.根据权利要求23或24所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏为有机发光二极管显示屏，所述显示屏的发光层包括多个有机发光二极管光源，其中，所述指纹识别装置采用至少部分有机发光二极管光源作为指纹识别的激励光源。