CN111095281A - 指纹检测的装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种指纹检测的装置，能够检测手指的指纹为3D指纹还是伪造的2D指纹，提高了指纹检测的安全性。所述装置包括：导光层，用于将入射至显示屏上方的手指并经所述手指返回的倾斜的光信号，引导至图像采集单元；所述图像采集单元，用于接收所述光信号以获取所述手指的指纹图像，其中，所述手指至所述图像采集单元之间的光路中设置有偏振单元，所述图像采集单元接收的所述光信号中包括其接收面与所述偏振单元的偏振方向呈不同夹角的光信号，以用于确定所述指纹图像是否为3D指纹图像。

Description

指纹检测的装置和电子设备

本申请要求于2019年08月06日提交中国专利局、申请号为PCT/CN2019/099487、名称为“指纹检测的装置和电子设备”的PCT申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请实施例涉及生物特征识别领域，并且更具体地，涉及一种指纹检测的装置和电子设备。

背景技术

光学指纹模组采集在手指上发生反射和透射而返回的光信号，并根据该光信号中携带的手指的指纹信息，实现屏下光学指纹检测。但是，只要通过制作假的2D指纹，就能轻易地破解指纹密码，对信息安全和财产安全造成巨大损失。

发明内容

本申请实施例提供一种指纹检测的装置和电子设备，能够检测手指的指纹为3D指纹还是伪造的2D指纹，提高了指纹检测的安全性。

第一方面，提供了一种指纹检测的装置，设置于电子设备的显示屏下方，包括：

导光层，用于将入射至显示屏上方的手指并经所述手指返回的倾斜的光信号，引导至图像采集单元；

所述图像采集单元，用于接收所述光信号以获取所述手指的指纹图像，其中，所述手指至所述图像采集单元之间的光路中设置有偏振单元，所述图像采集单元接收的所述光信号中包括其接收面与所述偏振单元的偏振方向呈不同夹角的光信号，以用于确定所述指纹图像是否为3D指纹图像。

在一种可能的实现方式中，所述偏振单元包括一个偏振方向，所述导光层用于将多个方向的所述光信号引导至所述图像采集单元，其中，所述多个方向的所述光信号的接收面与所述偏振方向之间的夹角不同。

在一种可能的实现方式中，所述多个方向包括第一方向和第二方向，其中，所述第一方向的光信号的接收面垂直于所述偏振方向，所述第二方向的光信号的接收面平行于所述偏振方向。

在一种可能的实现方式中，所述图像采集单元包括多个传感器，所述导光层的数量为多个，所述多个导光层分别对应于所述多个方向，并用于将相应方向上的所述光信号分别引导至所述多个传感器。

在一种可能的实现方式中，所述导光层包括：微透镜阵列，包括多个微透镜，用于对所述光信号进行会聚；至少一个挡光层，依次设置在所述微透镜阵列下方，每个挡光层内包括与所述多个微透镜对应的多个开孔，其中，各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的连线的方向为所述导光层对应的方向。

在一种可能的实现方式中，所述导光层包括导光通道阵列，所述导光通道阵列包括：多个导光通道，所述导光通道倾斜设置，所述导光通道的倾斜方向为所述导光层对应的方向；或者，多个光纤，所述光纤垂直设置，所述导光层对应的方向上的光信号在所述光纤中基于全反射进行传输。

在一种可能的实现方式中，所述导光层包括：光学功能膜层，用于透过所述导光层对应的方向上的光信号，且阻挡其他方向上的所述光信号。

在一种可能的实现方式中，所述图像采集单元包括一个传感器，所述导光层的数量为一个，所述导光层包括多个区域，所述多个区域分别对应于所述多个方向，所述导光层中位于各个区域内的部分用于将相应方向上的所述光信号引导至所述传感器。

在一种可能的实现方式中，所述导光层中位于每个区域内的部分包括：微透镜阵列，包括多个微透镜，用于对所述光信号进行会聚；至少一个挡光层，依次设置在所述微透镜阵列下方，每个挡光层包括与所述多个微透镜对应的多个开孔，其中，各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的连线的方向为所述区域对应的方向。

在一种可能的实现方式中，所述导光层中位于每个区域内的部分包括：多个导光通道，所述导光通道倾斜设置，所述导光通道的倾斜方向为所述区域对应的方向；或者，多个光纤，所述光纤垂直设置，所述区域对应的方向上的光信号在所述光纤中基于全反射进行传输。

在一种可能的实现方式中，所述导光层中位于每个区域内的部分包括：光学功能膜层，用于透过所述区域对应的方向上的光信号，且阻挡其他方向上的所述光信号。

在一种可能的实现方式中，所述偏振单元包括多个偏振方向，所述导光层用于将目标方向上的所述光信号引导至所述图像采集单元，其中，所述方向的所述光信号的接收面与所述多个偏振方向之间的夹角不同。

在一种可能的实现方式中，所述多个偏振方向形成中心对称图案。

在一种可能的实现方式中，所述中心对称图案为圆形或者方形。

在一种可能的实现方式中，所述图像采集单元包括多个传感器，所述导光层的数量为多个，所述多个导光层用于将所述目标方向上的所述光信号分别引导至所述多个传感器。

在一种可能的实现方式中，所述图像采集单元包括一个传感器，所述导光层的数量为一个，所述导光层用于将所述目标方向上的所述光信号引导至所述传感器。

在一种可能的实现方式中，所述导光层包括：微透镜阵列，包括多个微透镜，用于对所述光信号进行会聚；至少一个挡光层，依次设置在所述微透镜阵列下方，每个挡光层包括与所述多个微透镜对应的多个开孔，其中，各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的连线的方向为所述目标方向。

在一种可能的实现方式中，所述导光层包括导光通道阵列，所述导光通道阵列包括：多个导光通道，所述导光通道倾斜设置，所述导光通道的倾斜方向为所述目标方向；或者，多个光纤，所述光纤垂直设置，所述目标方向上的所述光信号在所述光纤中基于全反射进行传输。

在一种可能的实现方式中，所述导光层包括导光通道阵列，所述导光通道阵列包括：光学功能膜层，用于透过所述目标方向上的所述光信号，且阻挡其他方向上的所述光信号。

在一种可能的实现方式中，所述偏振单元位于所述显示屏内。

在一种可能的实现方式中，所述偏振单元位于所述导光层的上方。

在一种可能的实现方式中，所述偏振单元通过镀膜形成在所述导光层的上表面，或者所述偏振单元通过光学胶粘贴在所述导光层的上表面。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：处理器，用于根据所述指纹图像在不同区域内的清晰度，确定所述指纹图像是否为3D指纹图像。

在一种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：在所述指纹图像中，其接收面与所述偏振单元的偏振方向呈不同夹角的光信号所对应的区域的清晰度不同时，确定所述指纹图像是3D指纹图像；所述清晰度相同时，确定所述指纹图像不是3D指纹图像。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：滤光层，设置在所述显示屏至所述图像采集单元之间的光路中，用于滤除非目标波段的光信号，以使目标波段的所述光信号传输至所述图像采集单元。

在一种可能的实现方式中，所述滤光层设置于所述导光层的上方。

第二方面，提供了一种电子设备，包括：

显示屏；以及，

第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的指纹检测的装置。

基于上述技术方案，在手指至所述图像采集单元之间的光路中设置偏振单元，并使图像采集单元接收的光信号中包括其接收面与所述偏振单元的偏振方向呈不同夹角的光信号。这样，对于3D指纹反射的光信号来说，由于其接收面与所述偏振单元的偏振方向呈不同夹角的光信号中所包括的S波和P波的能量不同；而伪造的2D指纹上发生的反射为漫反射，其接收面与偏振方向呈不同夹角的光信号的能量相同，因此所形成的3D指纹和2D指纹的指纹图像之间存在差异，可以基于该差异判断该手指是否为3D指纹，从而提高了指纹检测的安全性。

附图说明

图1A和图1B是本申请可以适用的电子设备的示意图。

图2A和图2B分别是图1A和图1B所示的电子设备沿A-A’方向的剖面示意图。

图3是本申请实施例的指纹检测的装置的示意性框图。

图4是接收面的示意图。

图5是本申请实施例的微透镜和挡光层的示意图。

图6是本申请实施例的微透镜和挡光层的示意图。

图7是本申请实施例的微透镜和挡光层的示意图。

图8是本申请实施例的导光通道阵列的示意图。

图9是本申请实施例的导光通道阵列的示意图。

图10是本申请实施例的导光通道阵列的示意图。

图11是本申请实施例的光学功能膜层的示意图。

图12是本申请实施例的光学功能膜层的示意图。

图13是本申请实施例的采用多传感器时的接收面的示意图。

图14是本申请实施例的采用多传感器时的接收面的示意图。

图15是本申请实施例的采用单传感器时的接收面的示意图。

图16是本申请实施例的偏振片的示意图。

图17是本申请实施例的偏振片的示意图。

图18是本申请实施例的3D指纹的指纹检测的示意图。

图19是S光和P光的示意图。

图20是基于图18得到的指纹图像的示意图。

图21是本申请实施例的2D指纹的指纹检测的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

应理解，本申请实施例可以应用于指纹系统，包括但不限于光学、超声波或其他指纹检测系统和基于光学、超声波或其他指纹成像的医疗诊断产品，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、超声波或其他成像技术的系统等。

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，光学指纹模组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或Under-screen)光学指纹系统。或者，所述光学指纹模组也可以部分或者全部集成至所述电子设备的显示屏内部，从而形成屏内(In-display或In-screen)光学指纹系统。

屏下光学指纹检测技术使用从设备显示组件的顶面返回的光线来进行指纹感应和其他感应操作。所述返回的光线携带与该顶面接触的物体，例如手指的信息，通过采集和检测该手指返回的光，实现位于显示屏下方的特定光学传感器模块的光学指纹检测。光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于采集和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像。

图1A和图2A示出了本申请实施例可以适用的电子设备的示意图。其中，图1A和图2A为电子设备10的定向示意图，图1B和图2B分别为图1A和图2A所示的电子设备10沿A-A’方向的部分剖面示意图。

所述电子设备10包括显示屏120和光学指纹模组130。其中，所述光学指纹模组130设置在所述显示屏120下方的局部区域。所述光学指纹模组130包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括具有多个光学感应单元131(也称为像素、感光像素、像素单元等)的感应阵列133。所述感应阵列133所在区域或者其感应区域为所述光学指纹模组130的指纹检测区域103。如图1A所示，所述指纹检测区域103位于所述显示屏120的显示区域之中。在一种替代的实现方式中，所述光学指纹模组130设置在其他位置，比如设置在所述显示屏120的侧面或者所述电子设备10的边缘非透光区域，并通过光路设计来将来自所述显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到所述光学指纹模组130，从而使得所述指纹检测区域103实际上位于所述显示屏120的显示区域。

应理解，所述指纹检测区域103的面积可以与所述光学指纹模组130的感应阵列133的面积不同，例如通过透镜成像的光路设计、反射式折叠光路设计或者其他光线会聚或者反射等光路设计，使得所述光学指纹模组130的指纹检测区域103的面积大于所述光学指纹模组130的感应阵列133的面积。在其他替代的实现方式中，如果采用例如光线准直的方式进行光路引导，所述光学指纹模组130的指纹检测区域103也可以设计成与所述光学指纹模组130的感应阵列133的面积基本一致。

因此，用户在需要对所述电子设备10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所述显示屏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，即所述显示屏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1B所示，所述光学指纹模组130包括光检测部分134和光学组件132。所述光检测部分134包括所述感应阵列133以及与所述感应阵列133电性连接的读取电路及其他辅助电路，其可以通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)上，形成光学指纹传感器(也称为光学指纹芯片、传感器、传感器芯片、芯片等)。所述感应阵列133具体为光探测器(Photodetector)阵列，其包括多个呈阵列式分布的光探测器，所述光探测器可以作为如上所述的光学感应单元。所述光学组件132可以设置在所述光检测部分134的感应阵列133的上方，其具体可以包括滤光层(Filter)、导光层或光路引导结构、以及其他光学元件，所述滤光层可以用于滤除穿透手指的环境光，而所述导光层主要用于从手指表面反射回来的反射光导引至所述感应阵列133进行指纹检测。

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

其中，所述光学组件132的导光层有多种实现方案。例如，所述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，所述准直单元可以具体为小孔，从手指反射回来的反射光中，垂直入射到所述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所述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，从而所述感应阵列133便可以检测出手指的指纹图像。

在另一种实现方式中，所述导光层也可以为光学透镜(Lens)层，其具有一个或多个透镜单元，例如由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会聚到其下方的光检测部分134的感应阵列133，使得所述感应阵列133可以基于所述反射光进行成像，从而得到所述手指的指纹图像。可选地，所述光学透镜层在所述透镜单元的光路中还可以形成有针孔，所述针孔可以配合所述光学透镜层扩大所述光学指纹模组130的视场，以提高所述光学指纹模组130的指纹成像效果。

在其他实现方式中，所述导光层也可以具体采用微透镜(Micro-Lens)层，所述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所述光检测部分134的感应阵列133上方，并且每一个微透镜可以分别对应于所述感应阵列133的其中一个感应单元。所述微透镜层和所述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。进一步地，所述微透镜层和所述感应单元之间还可以包括具有微孔的挡光层(也称为遮光层、阻光层等)，其中所述微孔形成在其对应的微透镜和感应单元之间，所述挡光层可以阻挡相邻微透镜和感应单元之间的光学干扰，并使得所述感应单元所对应的光线通过所述微透镜会聚到所述微孔内部，并经由所述微孔传输到所述感应单元以进行光学指纹成像。

应理解，上述导光层的几种实现方案可以单独使用也可以结合使用。例如，可以在所述准直器层或者所述光学透镜层的上方或下方进一步设置微透镜层。当然，在所述准直器层或者所述光学透镜层与所述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。

作为一种可选的实现方式，所述显示屏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，所述光学指纹模组130可以利用所述OLED显示屏120位于所述指纹检测区域103的显示单元(即OLED光源)作为光学指纹检测的激励光源。当手指140按压在所述指纹检测区域103时，所述显示屏120向所述指纹检测区域103上方的手指140发出一束光111，光111在手指140的表面发生反射形成反射光或者经过所述手指140内部散射而形成散射光。在相关专利申请中，为便于描述，也将上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的脊(ridge)141与谷(valley)142对于光的反射能力不同，因此，来自指纹脊的反射光151和来自指纹谷的反射光152具有不同的光强，反射光经过光学组件132后，被所述光学指纹模组130中的感应阵列133接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号。基于所述指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并进一步进行指纹匹配验证，从而在所述电子设备10中实现光学指纹检测功能。

在其他实现方式中，所述光学指纹模组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，所述光学指纹模组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，所述电子设备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，所述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，其可以设置在所述液晶显示屏的背光模组下方或者设置在所述电子设备10的保护盖板下方的边缘区域，而所述光学指纹模组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所述光学指纹模组130；或者，所述光学指纹模组130也可以设置在所述背光模组下方，且所述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所述光学指纹模组130。当采用所述光学指纹模组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。

应理解，在具体实现上，所述电子设备10还可以包括透明保护盖板，所述盖板可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏120的上方并覆盖所述电子设备10的正面。因此，本申请实施例中，所谓的手指按压在所述显示屏120实际上是指按压在所述显示屏120上方的盖板或者覆盖所述盖板的保护层表面。

所述电子设备10还可以包括电路板，电路板设置在所述光学指纹模组130的下方。光学指纹模组130可以通过背胶粘接在电路板上，并通过焊盘及金属线焊接与电路板实现电性连接。光学指纹模组130可以通过电路板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。例如，光学指纹模组130可以通过电路板接收电子设备10的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板将来自光学指纹模组130的指纹检测信号输出给终端设备10的处理单元或者控制单元等。

在某些实现方式中，所述光学指纹模组130可以仅包括一个光学指纹传感器，此时光学指纹模组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所述指纹检测区域103的特定位置，否则光学指纹模组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，所述光学指纹模组130可以包括多个光学指纹传感器。所述多个光学指纹传感器可以通过拼接的方式并排设置在所述显示屏120的下方，且所述多个光学指纹传感器的感应区域共同构成所述光学指纹模组130的指纹检测区域103。从而所述光学指纹模组130的指纹检测区域103可以扩展到所述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。进一步地，当所述光学指纹传感器数量足够时，所述指纹检测区域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。

例如图2A和图2B所示的电子设备10，所述电子设备10中的光学指纹模组130包括多个光学指纹传感器，所述多个光学指纹传感器可以通过例如拼接等方式并排设置在所述显示屏120的下方，且所述多个光学指纹传感器的感应区域共同构成所述光学指纹模组130的指纹检测区域103。

可选地，与所述光学指纹模组130的多个光学指纹传感器相对应，所述光学组件132中可以包括多个导光层，每个导光层分别对应一个光学指纹传感器，并分别贴合设置在其对应的光学指纹传感器的上方。或者，所述多个光学指纹传感器也可以共享一个整体的导光层，即所述导光层具有一个足够大的面积以覆盖所述多个光学指纹传感器的感应阵列。

另外，所述光学组件132还可以包括其他光学元件，比如滤光层(Filter)或其他光学膜片，其可以设置在所述导光层和所述光学指纹传感器之间，或者设置在所述显示屏120与所述导光层之间，主要用于隔离外界干扰光对光学指纹检测的影响。其中，所述滤光片可以用于滤除穿透手指并经过所述显示屏120进入所述光学指纹传感器的环境光。与所述导光层相类似，所述滤光片可以针对每个光学指纹传感器分别设置以滤除干扰光，或者也可以采用一个大面积的滤光片同时覆盖所述多个光学指纹传感器。

所述导光层也可以采用光学镜头(Lens)来代替，所述光学镜头上方可以通过遮光材料形成小孔配合所述光学镜头将指纹检测光会聚到下方的光学指纹传感器以实现指纹成像。类似地，每一个光学指纹传感器可以分别配置一个光学镜头以进行指纹成像，或者，所述多个光学指纹传感器也可以利用同一个光学镜头来实现光线会聚和指纹成像。在其他替代实施例中，每一个光学指纹传感器甚至还可以具有两个感应阵列(Dual Array)或者多个感应阵列(Multi-Array)，且同时配置两个或多个光学镜头配合所述两个或多个感应阵列进行光学成像，从而减小成像距离并增强成像效果。

在进行指纹检测时，光源照射显示屏上方的手指，光学指纹传感器采集经该手指反射或散射而返回的光信号，从而获取该手指的指纹信息。但是，如果通过复制手指的指纹图像，并使用复制的该指纹图像进行指纹检测，就能轻易地破解指纹密码，对信息安全和财产安全造成巨大损失。

因此，本申请实施例提供一种指纹检测的方案，能够检测手指的指纹为3D指纹还是伪造的2D指纹，提高了指纹检测的安全性。

图3是本申请实施例的指纹检测的装置的示意性框图。所述装置300设置于电子设备的显示屏的下方，以实现屏下光学指纹检测。其中，所述装置300包括：

导光层310，用于将入射至显示屏上方的手指并经所述手指返回的倾斜的光信号，引导至图像采集单元320；以及，

图像采集单元320，用于接收所述光信号以获取所述手指的指纹图像。

其中，所述手指至所述图像采集单元之间的光路中设置有偏振(Polarizer，POL)单元330。图像采集单元320接收的所述光信号中包括其接收面与偏振单元330的偏振方向呈不同夹角的光信号，以用于确定所述指纹图像是否为3D指纹图像。

该实施例中，在手指至图像采集单元之间的光路中设置偏振单元，并使图像采集单元接收的光信号中包括其接收面与所述偏振单元的偏振方向呈不同夹角的光信号。这样，对于3D指纹反射的光信号来说，由于其接收面与所述偏振单元的偏振方向呈不同夹角的光信号中所包括的S波和P波的能量不同；而伪造的2D指纹上发生的反射为漫反射，其接收面与偏振方向呈不同夹角的光信号的能量相同，因此所形成的3D指纹和2D指纹的指纹图像之间存在差异，可以基于该差异判断该手指是否为3D指纹，从而提高了指纹检测的安全性。

所述接收面为入射光线和反射光线所形成的平面，即光信号所在的传输面，因此该接收面也可以称为入射面。该接收面垂直于显示屏以及图像采集单元的像素，即光电二极管(Photo-Diode，PD)的感光面。

本申请实施例中，手指返回的所述光信号的倾斜角度例如可以位于10度至50度之间。

图像采集单元320可以参考前述图1B和图2B中关于光检测部分134的描述，这里不再赘述。

本申请实施例对偏振单元330的位置不做任何限定。偏振单元330可以设置于所述手指至图像采集单元320之间的光路中的任何位置。

例如，偏振单元330设置于显示屏内，比如位于显示屏的OLED发光层的上方。

又例如，偏振单元330设置于导光层310的上方，比如通过镀膜形成在导光层310的上表面，或者通过光学胶粘贴在导光层310的上表面。其中，该光学胶的折射率可以与偏振单元330的折射率相近，以避免损耗。

又例如，偏振单元330设置于图像采集单元320的上方，比如通过镀膜形成在图像采集单元320的上表面，或者通过光学胶粘贴在图像采集单元320的上表面。其中，该光学胶的折射率可以与偏振单元330的折射率相近，以避免损耗。

通常，对于LCD显示屏或者OLED显示屏，偏振单元330可以设置于显示屏的内部，以同时实现显示屏的相关功能。而对于微LED(Micro LED)显示屏，由于显示屏内通常不需要偏振单元330，因此可以将偏振单元330设置在指纹检测的装置300中，例如设置在导光层310或者图像采集单元320的上表面，以用于进行指纹真伪的判别。

本申请实施例中，导光层可以用于引导一个或多个斜接收面内的光信号。偏振单元330上可以设置一个或多个偏振方向。通过偏振单元330与导光层310之间的配合，可以使图像采集单元320接收到的光信号中包括其接收面与所述偏振单元300的偏振方向之间呈不同夹角的光信号，以用于判断所述手指的指纹为3D指纹还是伪造的2D指纹。

本申请实施例提供两种判别真伪指纹的方式，下面结合图4至图17进行详细说明。以下，所述的水平面为电子设备的显示屏所在的平面。水平方向指平行于显示屏的方向。

方式1

所述偏振单元330包括一个偏振方向，所述导光层310用于将多个方向的光信号引导至所述图像采集单元320。其中，所述多个方向的光信号的接收面与所述偏振方向之间的夹角不同。

其中，所述光信号的接收面垂直于显示屏，偏振单元330的偏振方向平行于显示屏，因此所述偏振方向垂直于所述接收面。但是，所述偏振方向与所述接收面之间的夹角可以不同。

例如，所述多个方向中包括第一方向和第二方向。其中，所述第一方向的光信号的接收面垂直于所述偏振方向，所述第二方向的光信号的接收面平行于所述偏振方向。应理解，同一接收面内可以传输多个方向的光信号，通常，导光层310用于将其中一个方向的光信号引导至图像采集单元320。

参考图4，偏振片330的偏振方向如虚线箭头所示，接收面3101与偏振片330的偏振方向平行(夹角为0度)，接收面3102与偏振片330的偏振方向垂直(夹角为90度)。接收面与偏振方向之间的夹角也可以为其他值，例如图4中所示的接收面3103。

该方式1中，为了实现光信号的接收面与偏振单元330的偏振方向之间的夹角不同，可以在保持偏振单元330的偏振方向不变的情况下，利用导光层310将不同接收面内的光信号引导至图像采集单元320，从而使图像采集单元320接收到的光信号中包括其接收面与偏振方向呈不同夹角的光信号。

该方式1中，图像采集单元320可以包括一个传感器，例如图1A和图1B中所示；图像采集单元320也可以包括多个传感器，例如图2A和图2B中所示。

当图像采集单元320包括多个传感器时，导光层310的数量为多个。所述多个导光层310分别对应于所述多个方向。其中，所述多个导光层310用于将相应方向上的光信号分别引导至所述多个传感器。

其中，每个导光层310可以通过以下几种方式实现。

在一种实现方式中，每个导光层310包括：

微透镜阵列311，包括多个微透镜，用于对所述光信号进行会聚；

至少一个挡光层312，依次设置在所述微透镜阵列311下方，每个挡光层包括与所述多个微透镜对应的多个开孔，其中，各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的连线的方向为所述导光层310对应的方向。

其中，每个微透镜的聚光面在与其光轴垂直的平面上的投影可以为矩形或者圆形。所述微透镜的聚光面是用于对光线起会聚作用的面。所述聚光面可以是球面也可以是非球面。优选地，所述聚光面在各个方向上的曲率相同，以使所述微透镜对各个方向上的光线进行成像时的焦点位于同一位置，从而保证成像质量。

每个微透镜可以对应于图像采集单元320中的一个像素。其中，经每个微透镜会聚后的倾斜的光信号穿过各个挡光层内与所述微透镜对应的开孔，到达相应的像素。

由于采用挡光层内的开孔对光线进行引导，因此，为了使倾斜的光信号到达图像采集单元320，各个挡光层内与相同微透镜对应的开孔的连线应当是倾斜的，其倾斜角度等于或近似等于所述光信号的倾斜角度。

所述挡光层312可以设置一层或多层。

例如图5所示，采用一个挡光层312时，该挡光层312可以集成在图像采集单元320中，比如采用金属掩膜(mask)的方式，在图像采集单元320的像素阵列的上方形成一层挡光层。

例如图6和图7所示，采用多个挡光层312时，各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的连线的倾斜角度，决定了到达传感器的光信号的倾斜角度。各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔由上至下依次偏移，从而使相应方向的光信号传输至相应的像素。其中，图6和图7中的最后一层挡光层312可以集成在图像采集单元320中，从而提高可靠性。

各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的大小由上至下可以依次减小，从而将一定的角度范围内的光信号引导至相应的像素，例如图7所示。

在微透镜阵列311、挡光层312以及图像采集单元320之间还可以设置有透明介质层。其中，所述透明介质层可以用于连接微透镜阵列311、挡光层312以及图像采集单元320，并填充所述至少一个挡光层中的开孔。所述透明介质层可透过目标波段的光信号，即指纹检测所需波段的光信号，例如所述透明介质层可采用氧化物或氮化物等。

所述透明介质层可以包括多层，以分别实现保护、过渡和缓冲等功能。例如，在无机材料层和有机材料层之间可以设置过渡层，以实现紧密的连接；又例如，在易氧化的层上可以设置保护层，以实现保护。

在另一种实现方式中，每个导光层310包括导光通道阵列313，所述导光通道用于传输一个方向上的光信号。

例如，所述导光通道阵列313包括多个导光通道，所述导光通道倾斜设置。其中，所述导光通道的倾斜方向为所述导光层310对应的方向。所述导光通道可以由空气通孔或者透光材料等形成。

如图8所示，导光层310平行于显示屏340设置，导光通道为倾斜通道，其相对于导光层310的表面具有一定倾角，仅使传输方向与该导光通道的倾斜方向相同的光信号，能够通过该导光通道传输至图像采集单元320，而其他方向的光信号被阻挡。

当然，也可以先在导光层310上制作垂直于导光层310表面的导光通道，再将导光层310相对于显示屏340倾斜一定角度设置，例如图9所示。这时，传输方向与导光层310的倾斜方向相同的光信号，能够通过导光通道传输至图像采集单元320，而其他方向的光信号被阻挡。

又例如，所述导光通道阵列313包括多个光纤，所述光纤垂直设置。所述导光层310对应的方向上的光信号在所述光纤中基于全反射进行传输。

光信号在光纤中传输是基于全反射原理。由于光纤的纤芯和包层的折射率差异，满足全反射角的光信号在纤芯和包层的交界面产生全反射，从而把符合条件的光信号闭锁在纤芯内部向前传播。如图10所示，所述光信号在所述光纤的一端进入，并在光纤中进行至少一次全反射后，从光纤的另一端出射。

在另一种实现方式中，每个导光层310包括光学功能膜层314，用于透过所述导光层310对应的方向上的光信号，且阻挡其他方向的所述光信号。

所述光学功能膜层314例如可以是光栅膜或者棱镜膜。

例如图11所示，光学功能膜层314可以在各个方向的光信号中，选择固定方向的光信号并允许其从所述光学功能膜层314中出射，从而使所述光信号到达图像采集单元320。而其他方向的光信号被衰减或者被反射，从而无法从光学功能膜层314出射。

进一步地，光学功能膜层314还可以对所述光信号进行折射，以使所述光信号能够垂直入射至图像采集单元320的像素上。

例如图12所示，光学功能膜层314可以透过方向A上的光信号，并对所述光信号进行折射，以使所述光信号能够垂直地从光学功能膜层314中出射，并入射至图像采集单元320中的像素上。由所述像素垂直接收光信号时，其量子效率最高，因此可以获得最优的光电转换效率，提高指纹检测性能。

光学功能膜层314可以集成在于图像采集单元320中；或者，光学功能膜层314作为与图像采集单元320相对独立的器件，设置在图像采集单元320上方，例如通过光学胶粘贴在图像采集单元320的上表面。

应理解，上述的每个导光层310分别对应一个传感器，并可以分别设置在其对应的传感器上方，但本申请并不限于此。所述多个传感器也可以共享一个整体的导光层310，所述导光层310具有一个足够大的面积以覆盖所述多个传感器。这时，所述导光层310包括多个区域，所述多个区域分别对应于所述多个方向，所述多个区域下方分别设置有所述多个传感器。导光层310中位于各个区域内的部分用于将相应方向上的光信号引导至相应的传感器。

当图像采集单元320包括一个传感器时，可以在所述传感器的上方设置一个导光层310。所述导光层310包括多个区域，所述多个区域分别对应于所述多个方向。所述导光层310中位于各个区域内的部分用于将相应方向上的所述光信号引导至所述传感器。

在在一种实现方式中，所述导光层310中位于每个区域内的部分包括：微透镜阵列，包括多个微透镜，用于对所述光信号进行会聚；以及，至少一个挡光层，依次设置在所述微透镜阵列下方，每个挡光层包括与所述多个微透镜对应的多个开孔。其中，各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的连线的方向为所述区域对应的方向。

在另一种实现方式中，所述导光层中位于每个区域内的部分包括：多个导光通道，所述导光通道倾斜设置，所述导光通道的倾斜方向为所述区域对应的方向；或者，多个光纤，所述光纤垂直设置，所述区域对应的方向上的光信号在所述光纤中基于全反射进行传输。

在另一种实现方式中，所述导光层中位于每个区域内的部分包括：光学功能膜层，用于透过所述区域对应的方向上的光信号，且阻挡其他方向的所述光信号。

应理解，对于导光层310中位于每个区域内的部分，其结构可以参考前述针对图5至图12的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

当图像采集单元320包括多个传感器时，与所述多个传感器对应的多个导光层，分别用于将不同方向的光信号引导至对应的传感器。例如图13所示的俯视图，虚线箭头表示线偏振单元330的偏振方向，实线箭头表示光信号的接收面在水平面内的投影。图像采集单元320包括两个传感器，两个传感器对应的感应区域分别为感应区域341和感应区域342，并且两个传感器的上方各设置有一个导光层。其中一个导光层用于传输第一方向的光信号，假设第一方向的光信号的接收面为图4中的接收面1302，其与偏振片330的偏振方向垂直；另一个导光层用于传输第二方向的光信号，假设第二方向的光信号的接收面为图4中的接收面1301，其与偏振片330的偏振方向平行。这样，两个传感器就可以分别接收到与偏振方向垂直和平行的接收面内的光信号。

应理解，这两个传感器对应的导光层可以是完全相同的导光层，即两个导光层用于引导具有相同倾角的光信号。在进行指纹模组的装配时，可以将一个导光层相对于另一个导光层水平旋转90度，这样就可以使两个导光层所引导的光信号的倾角相同，但是接收面相互垂直，形成例如图13所示的情况。

又例如图14所示，图像采集单元320包括4个传感器时，设置有4个相同的导光层，并且4个导光层在安装时，可以依次水平旋转90度，从而将4个方向的光信号引导至对应的4个传感器。其中，位于对角线的两个传感器接收到的光信号位于相同的接收面，但是光信号的传输方向不同。

当图像采集单元包括一个传感器时，所述传感器上方设置有一个导光层。该导光层中的位于不同区域内的部分，分别用于将不同方向的光信号引导至该传感器。例如图15所示的俯视图，虚线箭头表示线偏振单元330的偏振方向，实线箭头表示光信号的接收面在水平面内的投影。图像采集单元320包括一个传感器，该传感器对应的感应区域为感应区域343。导光层中的一部分用于将第一方向的光信号引导至该传感器中相应的像素上，导光层中的另一部分用于将第二方向的光信号引导至该传感器中相应的像素上。第一方向和第二方向的光信号的接收面分别为1301和1302，接收面1301和接收面1302平行和垂直于该偏振方向。

方式2

所述偏振单元330包括多个偏振方向，所述导光层310用于将同一方向(例如目标方向)的所述光信号引导至所述图像采集单元320，其中，所述目标方向的光信号的接收面与所述多个偏振方向之间的夹角不同。

该方式2中，为了实现光信号的斜接收面与偏振单元330的偏振方向之间的夹角不同，可以在保持导光层310所引导的光信号的接收面不变的情况下，在偏振单元330上制作多个偏振方向，从而使图像采集单元320接收到的光信号中包括其接收面与偏振方向呈不同夹角的光信号。

优选地，所述多个偏振方向中包括相互垂直的两个方向。其中，这两个偏振方向分别与光信号的接收面垂直和平行。

例如，所述多个偏振方向形成中心对称图案。所述中心对称图案例如为圆形或者方形。

如图16和图17所示的偏振片的俯视图，黑色箭头为光信号的接收面在水平面上的投影。可以看出，接收面与偏振片的各个偏振方向之间的夹角不同。以图17为例，偏振单元330的多个偏振方向形成圆形。其中，P1-P2连线上的偏振方向与光信号的斜接收面垂直(夹角为90度)；P3-P4连线上的偏振方向与光信号的斜接收面平行(夹角为0度)；而其他偏振方向与接收面之间的夹角在0度至90度之间。应理解，图17中的偏振方向为所示的圆形的切线方向，例如，P1-P2连线上的偏振方向垂直于P1-P2连线，P3-P4连线上的偏振方向平行于P3-P4连线。

为了更清楚地说明光信号的接收面与偏振方向之间的夹角对指纹图像的影响。首先结合图18和图19说明3D指纹检测和2D指纹检测的原理。

图18所示为3D指纹的指纹检测。手指350的指纹的脊内存在血液和组织，入射至脊的光线会被脊吸收，从脊出来的光线较少。而指纹的谷与显示屏340之间存在空气间隙，使得入射至谷的光线在玻璃-空气的界面发生反射，因此从谷出来的光线较多。从而基于反射光获取的指纹图像表现为谷亮脊暗。由于本申请实施例基于倾斜光进行指纹检测，因此，光线经手指反射后，从手指返回的光线中包括S光和P光。假设偏振单元330为图17中所示的具有圆形偏振方向的偏振单元，经过导光层310后，目标方向上的光信号所在的接收面，与P1-P2方向上的偏振方向垂直，而与P3-P4连线上的偏振方向平行。由于P1-P2连线上的偏振方向与接收面垂直，因此在该方向上，所述光信号中的S光可以通过，而P光被阻挡；而P3-P4连线上的偏振方向与接收面平行直，因此在该方向上，所述光信号中的P光可以通过，而S光被阻挡。在其他偏振方向上，透过的S光和P光的成分是逐渐变化的。

通常，如图19所示，在入射角小于布儒斯特角时，反射光中的S光的能量大于P光的能量。并且，随着入射角的增大，S光的能量逐渐增加，P光的能量逐渐减小。其中，S光的振动方向垂直于接收面，而P光的振动方向平行于接收面。

图20是采用图17所示的偏振单元得到的指纹图像。其中，P1-P2方向上的偏振方向与接收面垂直，因此S光可以通过，P光被阻挡；而P3-P4方向上的偏振方向与接收面平行，因此P光可以通过，S光被阻挡。但是S光的能量大于P光的能量。因此，P1-P2方向上的指纹图像的清晰度，要明显高于P3-P4方向上的指纹图像的清晰度。在其他方向上，清晰度介于两者之间。

可见，对于3D指纹来说，不同偏振方与斜接收面之间的夹角不同时，图像采集单元接收到的不同偏振方向上的光信号中S波和P波的成分就不同，因此不同偏振方向上的指纹图像的清晰度之间也就存在差异。

但是对于2D假指纹，例如图21所示，2D指纹360没有谷和脊之分，其通过白色条纹和黑色条纹来伪造实际的谷和脊。其中，黑色条纹会吸收入射的光线，而白色条纹对入射光线进行反射。由于2D指纹通常承载于粗糙表面例如纸张、照片上，因此光线在白色条纹处的反射以漫反射为主，反射出来的光线中基本不包括S光和P光。因此，各个偏振方向上的光信号的能量是近似的。对于2D指纹来说，其指纹图像在各个方向上的清晰度是相同的。

图18所示的3D指纹的谷处的反射为界面反射，因此反射光中包括S光和P光，偏振单元330上透过更多S光的偏振方向上对应的指纹图像的清晰度，高于透过更多P光的偏振方向上对应的指纹图像的清晰度。图21所示的谷处的反射为漫反射，因此反射光接近自然光，其在各个偏振方向上的衰减程度相同，因此各个偏振方向上对应的指纹图像的清晰度是近似的。可以判断指纹图像在不同偏振方向上的清晰度是否相同，来判断该手指的指纹为3D指纹还是2D指纹。当该指纹是伪造的2D假指纹时，指纹图像的清晰度较为均匀；而该指纹是3D指纹时，指纹图像的清晰度在不同偏振方向上存在差异。

该方式2中，图像采集单元320可以包括一个传感器，例如图1A和图1B中所示；图像采集单元320也可以包括多个传感器，例如图2A和图2B中所示。

当图像采集单元320包括多个传感器时，导光层310的数量为多个。所述多个导光层310用于将目标方向的光信号分别引导至所述多个传感器。

当图像采集单元320包括一个传感器时，可以在所述传感器的上方设置一个导光层310。所述导光层310用于将目标方向上的光信号引导至所述传感器。

其中，每个导光层310可以如方式1中所述的导光层。

例如，所述导光层310包括：微透镜阵列311，其包括多个微透镜，用于对所述光信号进行会聚；以及，至少一个挡光层312，其依次设置在所述微透镜阵列311下方，每个挡光层包括与所述多个微透镜分别对应的多个开孔。其中，各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的连线的方向为所述目标方向。

又例如，所述导光层310包括导光通道阵列313，所述导光通道用于将所述目标方向的光信号引导至图像采集单元320。

其中，导光通道阵列313包括多个导光通道，所述导光通道倾斜设置。其中，所述导光通道的倾斜方向为所述目标方向。所述导光通道例如可以由空气通孔或者透光材料等形成。

或者，导光通道阵列313包括多个光纤，所述光纤垂直设置。其中所述目标方向上的光信号在所述光纤中基于全反射进行传输。

又例如，所述导光层310包括光学功能膜层314，用于透过所述目标方向上的光信号，且阻挡其他方向上的光信号。所述光学功能膜层314例如可以是光栅膜或者棱镜膜。

应理解，此处的导光层310的结构可以参考前述针对图5至图12的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。

可选地，本申请实施例中，所述指纹检测的装置300还包括：处理器，用于根据所述指纹图像在不同区域内的清晰度，确定所述指纹图像是否为3D指纹图像。

例如，在所述指纹图像中，其接收面与所述偏振单元的偏振方向呈不同夹角的光信号所对应的区域的清晰度不同时，确定所述指纹是3D指纹；和/或，在所述指纹图像中，其接收面与所述偏振方向呈不同夹角的光信号所对应的区域的清晰度相同时，确定所述指纹是伪造的2D指纹。

所述处理器可以是终端设备的处理器，例如终端设备的主控；所述处理器也可以是集成在纹检测的装置300中的处理器。这里不做限定。

可选地，本申请实施例中，所述指纹检测的装置300还包括：滤光层，设置在所述显示屏至所述图像采集单元320之间的光路中，用于滤除非目标波段的光信号，以使目标波段的所述光信号传输至所述图像采集单元320。

其中，所述滤光层设置在所述显示屏至所述图像采集单元320之间的光路中。例如，所述滤光层设置于所述导光层310的上方；或者所述滤光层设置在图像采集单元320的上方，比如图5至图7中所示的滤光层370。

所述滤光层可以为独立形成的滤光层，例如是采用蓝水晶或者蓝玻璃做载体形成的滤光层；也可以是形成在所述光路中任一层表面的镀膜，例如在像素表面、透明介质层中任一层的表面、或者微透镜的表面上镀膜，以形成滤光层。

可选地，本申请实施例中，所述指纹检测的装置300还包括：介质和金属层，其中可以包括与像素的连接电路。

例如，介质和金属层可以设置于像素的上方，这种方式为前照式(Front SideIllumination，FSI)；介质和金属层也可以设置于像素的下方，这种方式为背照式(BackSide Illumination，BSI)。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：显示屏以及上述本申请各种实施例中的指纹检测的装置300。

所述显示屏可以为普通的非折叠显示屏，也可以为可折叠显示屏或称为柔性显示屏。

作为示例而非限定，本申请实施例中的电子设备可以为终端设备、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、游戏设备、车载电子设备或穿戴式智能设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine，ATM)等其他电子设备。该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或部分的功能，例如：智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等设备。

需要说明的是，在不冲突的前提下，本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合，组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。

应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。

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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (27)

1.一种指纹检测的装置，其特征在于，设置于电子设备的显示屏下方，所述装置包括：

导光层，用于将入射至显示屏上方的手指并经所述手指返回的倾斜的光信号，引导至图像采集单元；

所述图像采集单元，用于接收所述光信号以获取所述手指的指纹图像，其中，所述手指至所述图像采集单元之间的光路中设置有偏振单元，所述图像采集单元接收的所述光信号中包括其接收面与所述偏振单元的偏振方向呈不同夹角的光信号，以用于确定所述指纹图像是否为3D指纹图像。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏振单元包括一个偏振方向，所述导光层用于将多个方向的所述光信号引导至所述图像采集单元，其中，所述多个方向的所述光信号的接收面与所述偏振方向之间的夹角不同。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个方向包括第一方向和第二方向，其中，所述第一方向的光信号的接收面垂直于所述偏振方向，所述第二方向的光信号的接收面平行于所述偏振方向。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述图像采集单元包括多个传感器，所述导光层的数量为多个，所述多个导光层分别对应于所述多个方向，并用于将相应方向上的所述光信号分别引导至所述多个传感器。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述导光层包括：

微透镜阵列，包括多个微透镜，用于对所述光信号进行会聚；

至少一个挡光层，依次设置在所述微透镜阵列下方，每个挡光层内包括与所述多个微透镜对应的多个开孔，其中，各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的连线的方向为所述导光层对应的方向。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述导光层包括导光通道阵列，所述导光通道阵列包括：

多个导光通道，所述导光通道倾斜设置，所述导光通道的倾斜方向为所述导光层对应的方向；或者，

多个光纤，所述光纤垂直设置，所述导光层对应的方向上的光信号在所述光纤中基于全反射进行传输。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述导光层包括：

光学功能膜层，用于透过所述导光层对应的方向上的光信号，且阻挡其他方向上的所述光信号。

8.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述图像采集单元包括一个传感器，所述导光层的数量为一个，所述导光层包括多个区域，所述多个区域分别对应于所述多个方向，所述导光层中位于各个区域内的部分用于将相应方向上的所述光信号引导至所述传感器。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述导光层中位于每个区域内的部分包括：

微透镜阵列，包括多个微透镜，用于对所述光信号进行会聚；

至少一个挡光层，依次设置在所述微透镜阵列下方，每个挡光层包括与所述多个微透镜对应的多个开孔，其中，各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的连线的方向为所述区域对应的方向。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述导光层中位于每个区域内的部分包括：

多个导光通道，所述导光通道倾斜设置，所述导光通道的倾斜方向为所述区域对应的方向；或者，

多个光纤，所述光纤垂直设置，所述区域对应的方向上的光信号在所述光纤中基于全反射进行传输。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述导光层中位于每个区域内的部分包括：

光学功能膜层，用于透过所述区域对应的方向上的光信号，且阻挡其他方向上的所述光信号。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏振单元包括多个偏振方向，所述导光层用于将目标方向上的所述光信号引导至所述图像采集单元，其中，所述目标方向的所述光信号的接收面与所述多个偏振方向之间的夹角不同。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述多个偏振方向形成中心对称图案。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述中心对称图案为圆形或者方形。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述图像采集单元包括多个传感器，所述导光层的数量为多个，所述多个导光层用于将所述目标方向上的所述光信号分别引导至所述多个传感器。

16.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述图像采集单元包括一个传感器，所述导光层的数量为一个，所述导光层用于将所述目标方向上的所述光信号引导至所述传感器。

17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述导光层包括：

微透镜阵列，包括多个微透镜，用于对所述光信号进行会聚；

至少一个挡光层，依次设置在所述微透镜阵列下方，每个挡光层包括与所述多个微透镜对应的多个开孔，其中，各个挡光层内与同一微透镜对应的开孔的连线的方向为所述目标方向。

18.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述导光层包括导光通道阵列，所述导光通道阵列包括：

多个导光通道，所述导光通道倾斜设置，所述导光通道的倾斜方向为所述目标方向；或者，

多个光纤，所述光纤垂直设置，所述目标方向上的所述光信号在所述光纤中基于全反射进行传输。

19.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述导光层包括导光通道阵列，所述导光通道阵列包括：

光学功能膜层，用于透过所述目标方向上的所述光信号，且阻挡其他方向上的所述光信号。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的装置，其特征在于，所述偏振单元位于所述显示屏内。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的装置，其特征在于，所述偏振单元位于所述导光层的上方。

22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述偏振单元通过镀膜形成在所述导光层或者所述图像采集单元的上表面，或者所述偏振单元通过光学胶粘贴在所述导光层或者所述图像采集单元的上表面。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

处理器，用于根据所述指纹图像在不同区域内的清晰度，确定所述指纹图像是否为3D指纹图像。

24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：

在所述指纹图像中，其接收面与所述偏振单元的偏振方向呈不同夹角的光信号所对应的区域的清晰度不同时，确定所述指纹图像是3D指纹图像；

所述清晰度相同时，确定所述指纹图像不是3D指纹图像。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

滤光层，设置在所述显示屏至所述图像采集单元之间的光路中，用于滤除非目标波段的光信号，以使目标波段的所述光信号传输至所述图像采集单元。

26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述滤光层设置于所述导光层的上方。

27.一种电子设备，其特征在于，包括：

显示屏；以及，

根据权利要求1至26中任一项所述的指纹检测的装置。

Images