CN111524480B - 一种屏下光学装置及显示屏贴膜的检测方法 - Google Patents
一种屏下光学装置及显示屏贴膜的检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111524480B CN111524480B CN202010631540.5A CN202010631540A CN111524480B CN 111524480 B CN111524480 B CN 111524480B CN 202010631540 A CN202010631540 A CN 202010631540A CN 111524480 B CN111524480 B CN 111524480B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- display screen
- optical
- light
- film
- optical sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/006—Electronic inspection or testing of displays and display drivers, e.g. of LED or LCD displays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
本申请实施例提供一种屏下光学装置及显示屏贴膜的检测方法，所述屏下光学装置适用于具有具有显示屏的终端设备，所述屏下光学装置包括光学传感器模组，所述光学传感器模组用于设置在所述显示屏的下方以实现屏下光学图像采集；所述光学传感器模组包括：光学传感器，其包括具有多个光敏像素的光学感应阵列，用于接收探测光源发出的探测光在所述显示屏上方的目标物体发生反射或散射而形成的探测光信号，并且将接收到的所述探测光信号转换为电信号；其中，所述电信号用于检测所述探测光信号在所述光学传感器形成的光斑的尺寸。在本申请实施例中，可以判断显示屏上方是否设置有贴膜，并根据贴膜检测的结果对光学图像采集或处理进行算法优化。
Description
技术领域
本申请涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种屏下光学装置及显示屏贴膜的检测方法。
背景技术
随着消费者需求的多样化，终端设备的功能越来越丰富，其中，屏下光学装置在终端设备的应用越来越广泛。屏下光学装置应用在终端设备的显示屏下方，其可以在不影响显示装置显示的情况下实现多种功能，例如屏下光学指纹识别、屏下摄像头等。
屏下光学装置主要从显示屏的出光面一侧获取光信号，而光信号的稳定性决定着屏下光学装置采集的光学图像信息的稳定性。通常，在用户购买终端设备后，会在显示屏的上方贴附保护膜以减小显示屏破裂的风险。屏下光学装置一般来说在出厂前已预设了的图像信息采集算法，保护膜的存在使得显示屏出光面一侧的光信号在到达屏下光学装置的光程发生变化，则原有预设的图像信息采集算法可能无法获得准确的图像信息，从而导致影响屏下装置装置的性能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种屏下光学装置及其显示屏贴膜的检测方法。
第一方面，本申请实施例提供一种屏下光学装置，适用于具有具有显示屏的终端设备，所述屏下光学装置包括光学传感器模组，所述光学传感器模组用于设置在所述显示屏的下方以实现屏下光学图像采集；所述光学传感器模组包括：光学传感器，其包括具有多个光敏像素的光学感应阵列，用于接收探测光源发出的探测光在所述显示屏上方的目标物体发生反射或散射而形成的探测光信号，并且将接收到的所述探测光信号转换为电信号；其中，所述电信号用于检测所述探测光信号在所述光学传感器形成的光斑的尺寸，以判断所述显示屏上方是否设置有贴膜；所述光斑为所述探测光信号在所述光学传感器的光学感应阵列所在位置形成的实时光斑，所述实时光斑尺寸包括所述实时光斑的直径，且所述实时光斑的直径远大于所述光敏像素的直径且同时覆盖多个光敏像素，其中所述实时光斑的直径为所述探测光信号所照射到的光敏像素的数量与所述光敏像素的像素直径的乘积。
第二方面，本申请实施例提供一种显示屏贴膜的检测方法，应用在上所述的屏下光学装置，所述显示屏贴膜的检测方法包括：利用光学传感器接收探测光源发出的探测光照射到显示屏上方的目标物体并在所述目标物体发射或者散射而形成的探测光信号，并将所述探测光信号转换为电信号；根据所述电信号，计算所述探测光信号在所述光学传感器形成的光斑的尺寸，并根据所述光斑的尺寸判断所述显示屏上方是否设置有贴膜。
在本申请实施例提供的屏下光学装置及其显示屏贴膜的检测方法中，通过检测探测光信号在光学传感器形成的光斑的尺寸，可以判断所述显示屏上方是否设置有贴膜。因此，根据贴膜检测的结果对所述光学传感器的光学图像采集或处理进行算法优化，提高屏下光学装置的图像采集质量，提升屏下装置装置的整体光学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。
图1为本申请实施例提供的一种屏下光学装置的示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种屏下光学装置的示意图；
图3为图1所示屏下光学装置的局部放大图；
图4为图2所示屏下光学装置的局部放大图；
图5为本申请实施例提供的又一种屏下光学装置的示意图；
图6为图1及图3所提供的屏下光学装置对应的探测光信号的光路图；
图7为图2及图4提供的屏下光学装置对应的探测光信号的光路图；
图8为本申请实施例提供的再一种屏下光学装置的示意图；
图9为本申请实施例提供的还一种屏下光学装置的示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例提供一种屏下光学装置及显示屏的贴膜方法。
图1为本申请实施例提供的一种屏下光学装置的示意图，图2为本申请实施例提供的另一种屏下光学装置的示意图。
如图1及图2所示，本申请实施例提供的屏下光学装置可以适用于具有显示屏20的终端设备，比如智能手机、平板电脑或者其他便携式电子设备。其中，显示屏20为可以进行发光显示的结构，如有机发光二极管（OLED）显示屏等，显示屏20包括用于发光显示的出光面和与所述出光面相对的背光面。
屏下光学装置可以包括光学传感器模组10，光学传感器模组10设置在显示屏20的背光面一侧，并且光学传感器模组10可以设置在显示屏20的至少部分显示区域的下方。本申请所涉及的屏下光学装置为具备屏下光学图像采集的装置，比如屏下光学指纹识别装置或者屏下摄像头装置。
请继续参考图1及图2，光学传感器模组10包括基板110、设置在基板110上的光学传感器130及信号处理芯片120，光学传感器130可以包括具有多个光学感应单元（或称为光敏像素）的光学感应阵列，用于接收在显示屏20上方的目标物体形成的探测光信号并将接收到的探测光信号转换为电信号，其中所述探测光信号可以是在显示屏20上方的目标物体（比如手指）受到探测光照射并发生反射（或散射）而形成的反射光信号，其中所述探测光可以为显示屏20的特定发光像素向所述物体发出的光信号或者独立于显示屏20的外部光源向所述目标物体发出的光信号。并且，所述探测光信号在穿过显示屏20返回并传输到光学传感器130的光学感应阵列时会在光学感应阵列形成一个光斑，光学传感器130可以进一步通过光学感应阵列将检测到光斑所对应的光信号转换为电信号。信号处理芯片120与光学传感器130电连接，并且信号处理芯片120接收光学传感器130输出的电信号后对其进行处理。
图2与图1的区别在于，图2所示的屏下光学装置在显示屏20的出光面一侧设置了贴膜30。对比图2及图1可以看出，图2所示的显示装置中由于贴膜30的使得探测光信号由显示屏20上方的目标物体传输到光学传感器130的光学感应阵列时的路程增加，因此使得光学传感器130接收到的探测光信号对应的光斑面积扩大。其中，所述光斑为所述探测光信号在所述光学传感器130的光学感应阵列所在位置形成的实时光斑，其中所述实时光斑尺寸包括所述实时光斑的直径，且所述实时光斑的直径远大于所述光敏像素的直径且同时覆盖多个光敏像素，其中所述实时光斑的直径通过计算所述探测光信号所照射到的光敏像素的数量与所述光敏像素的像素直径的乘积而得到。
由于贴膜30的设置与否使得光学传感器130接收到的探测光信号对应的光斑面积不同，则光学传感器130根据不同的光斑面积转换得到的电信号不同。
信号处理芯片120对接收到的电信号进行处理包括，根据接收到的电信号，计算所述探测光信号的实时光斑尺寸，并根据所述实时光斑尺寸判断显示屏20上方是否有设置贴膜30，并且还可以进一步计算出贴膜30的厚度。
本申请实施例提供的屏下光学装置中，光学传感器模组10可以获得探测光信号的光斑尺寸，信号处理芯片120通过将计算得到的实时光斑尺寸与显示屏20未设置贴膜30时的光斑尺寸进行比较，可以判断显示屏20上是否设置了贴膜30，并且还可以进一步计算出贴膜30的厚度，所述贴膜30的厚度可以具体用于后续屏下光学图像信息检测提供算法优化参考，以提升屏下光学装置的整体光学性能。
在所述屏下光学装置所在的终端设备出厂前，显示屏20不会设置贴膜30，因此，在终端设备出厂前生产厂商可以通过光学传感器模组10采用类似的方案进行工作以确定显示屏20未设置贴膜30时的探测光信号的光斑尺寸，并将其作为初始光斑尺寸存储在信号处理芯片120。在终端设备出厂后，屏下光学装置可以通过预设程序在特定时刻控制光学传感器模组10进行上述工作以获得探测光信号的实时光斑尺寸，并将实时光斑尺寸与初始光斑尺寸进行比较，从而判断出显示屏20上方是否有设置贴膜30，并且在判断出显示屏20上方设置有贴膜30时，还可以根据需要进一步计算出贴膜30的厚度并进行相应的处理。
作为一种可选的实施例，若实时光斑尺寸与初始光斑尺寸基本相同，则可以判断出显示屏20上方并未设置贴膜30，此时可以提醒用户在显示屏20上设置贴膜30以保护显示屏20。若实时光斑尺寸大于初始光斑尺寸，则可以判断出显示屏20上方已经有设置贴膜30，信号处理芯片120根据实时光斑尺寸可以计算贴膜30的厚度，并根据贴膜30的厚度优化光学传感器130进行光学图像信息采集和处理时的算法，提升光学图像信息的采集质量，提高屏下光学装置的整体光学性能。
需要说明的是，上述初始光斑尺寸也可以是在客户首次开始使用终端设备时所述信号处理芯片120自行启动初始光斑尺寸获得的程序，以通过光学传感器模组10将显示屏20未设置贴膜30时的探测光信号的光斑尺寸作为初始光斑尺寸存储在信号处理芯片120中。
还需要说明的是，上述屏下光学装置通过预设程序在特定时刻控制光学传感器模组10获取实时光斑尺寸，所述特定时刻可以包括屏下光学装置在所述信号处理芯片的预设程序中设定的时刻，如在某些特定时间点或者每间隔一定时间段周期性启动的时间点；也可以包括用户自定义的时刻，例如在第一次设置贴膜30后或者更换贴膜30后触发上述预设程序；也可以包括光学传感器130连续多次采集无效光学图像信息后，例如，若所述屏下光学装置用于屏下光学指纹识别，在所述屏下光学装置检测到用户多次进行指纹识别验证失败后，自动触发上述预设程序。
还需要说明的是，本申请实施例中涉及的贴膜30可以用于保护显示屏20，包括但不限定于各种塑料膜、钢化膜、水凝膜等。
图3为图1所示屏下光学装置的局部放大图，图4为图2所示屏下光学装置的局部放大图。
如图1-图4所示，屏下光学装置所在的终端设备提供一个用户交互面，作为一种实施例，在显示屏20上方未设置贴膜30时，如图1和图3所示，所述用户交互面可以具体为显示屏20的上表面或者出光面；作为另一种实施例，在显示屏20上方设置有贴膜30时，如图2和图4所示，所述用户交互面可以具体为显示屏20上方的贴膜30的上表面或者出光面。更进一步地，所述用户交互面具有一个光学检测区域，所述光学检测区域可以具体为显示屏20下方的光学传感器模组10在所述用户交互面的光学感应区域，用户可以利用目标物体（比如手指或者耳廓等其他生物体组织）与所述用户交互面的光学感应区域进行接触，实现与屏下光学装置进行交互。
显示屏20可以具体为自发光显示屏，包括具有多个发光像素210的自发光像素阵列，其中所述自发光像素阵列的部分发光像素210作为探测光源211向所述光学检测区域发射探测光。当用户通过目标物体（如手指或者耳廓等生物体组织）与上述用户交互面的光学检测区域接触时，探测光照射到目标物体接触的部位时，探测光相当于由光疏介质到达光密介质，探测光被反射或者散射之后形成探测光信号。
需要说明的是，在本实施例中，显示屏20可以为有机发光二极管(OLED)显示屏，所述OLED显示屏可以为兼具触控检测功能屏的触控显示屏，其中，发光像素210为包括有机发光层的像素，此外，发光像素210还可以包括阳极、空穴传输层、电子传输层、阴极等，有机发光层设置在空穴传输层与电子传输层之间。由于有机发光显示屏为自发光显示，因此可以单独控制每个发光像素210的发光状态，从而利用与光学检测区域相对应的部分发光像素210作为探测光源211发射探测光以照射上述目标物体，并控制其他位置的发光像素210关闭，避免其他位置的发光像素210对探测光的影响。
由于探测光信号应具备一定的信号强度以确保光学传感器130的光电转换精确度，因此，当部分发光像素210作为探测光源211时，所述的部分发光像素210可以具体为多个相邻的发光像素210，如以10*10的发光像素210阵列作为探测光源211。需要说明的是，由于终端设备利用显示屏20进行发光显示与检测显示屏贴膜为不同的阶段，因此部分发光像素210在检测显示屏贴膜时复用为探测光源211并不会影响显示屏在其他阶段的正常的发光显示，同时部分发光像素210复用为探测光源211可以节省成本，还可以保证照射到显示屏20上方的目标物体的探测光的均匀性。
图5为本申请实施例提供的又一种屏下光学装置的示意图。
在本申请的一个实施例中，如图5所示，光学传感器模组10还包括探测光源140，探测光源140可以用于显示屏20上方的目标物体（比如手指或耳廓等生物组织体）发射探测光。也就是，本实施例与上一实施例的区别在于，用于发射探测光的探测光源140为设置在光学传感器模组10的独立光源，而非复用显示屏20的部分发光像素210来作为探测光源211。
需要说明的是，在图5所示的实施例中，为避免由在显示屏20上方的目标物体反射回到光学传感器130的探测光信号被探测光源140遮挡，在空间上探测光源140与光学传感器130在垂直于显示屏20的出光面方向上无交叠，如图5所示的，探测光源140可以与光学传感器130承载在同一个基板110上并在平行于显示屏20的出光面方向上并列设置。而在图1-图4所示的实施例中，当显示屏20为OLED显示屏时，由于各个发光像素210均具有透光区域，即发光像素210的像素电路中未设置金属及半导体层的区域，则在显示屏20上方的目标物体反射回到光学传感器130的探测光信号可以均匀地透过与部分发光像素210复用的探测光源211，因此，如图1-图4所示，探测光源211可以与光学传感器130在垂直于显示屏20的出光面方向上至少部分交叠，或者光学传感器130全部位于作为探测光源211的发光像素210的下方。此外，探测光源140/211与光学传感器130的位置关系也可以为其他方式，只要光学传感器模组10能够获得接收的探测光信号的光斑尺寸即可。
需要说明的是，独立于显示屏20的探测光源140或者复用显示屏20的部分发光像素210的探测光源211可以为矩形、圆形或者其他形状，相对应地，探测光信号在光学传感器模组10形成的光斑也对应为矩形、圆形等。在具体实施例中，光斑尺寸可以为圆形光斑的直径、半径等、也可以为矩形光斑的边长等。
以下对光学传感器模组10能够根据探测光信号的实时光斑尺寸判断显示屏20上是否设置了贴膜30以及计算贴膜30的厚度进行说明。
图6为图1及图3对应的探测光信号的光路图，图7为图2及图4对应的探测光信号的光路图，即，图6为显示屏20上未设置贴膜30时的探测光信号的光路图，图7为显示屏20上设置贴膜30时的探测光信号的光路图。
如图6及图7所示，探测光源211在设置贴膜30前后发射的探测光无变化，即探测光源211的发光直径为I1、探测光源211与显示屏20的出光面一侧的垂直距离为h1、探测光的发散角度均为φ。
请参阅图6，在显示屏20上未设置贴膜30时，探测光在用户交互面的第一发射光束直径（即探测光到达显示屏20的出光面一侧时的发射光束直径）为I2，探测光在显示屏20上方的目标物体反射回来的探测光信号在光学传感器130的第一反射光束直径为I3，即在显示屏20未设置贴膜30时探测光信号在光学传感器130形成的光斑直径为I3，也就是信号处理芯片120预先存储的初始光斑直径为I3。
请参阅图7，当显示屏20上设置了贴膜30后，探测光在用户交互面的第二发射光束直径为I4，其中，探测光到达显示屏20的出光面一侧时的光束直径仍然为上述第一发射光束直径I2，但是由于显示屏20上方设置有贴膜30，用户交互面变为贴膜30的上表面，因此探测光从探测光源211到达用户交互面的光程增加，因此其到达显示屏20上方的贴膜30的上表面时发射光束直径从原来的第一发射光束直I2变更为第二发射光束直径I4，且第二发射光束直径I4大于第一发射光束直径I2。此外，所述探测光在显示屏20上方的目标物体反射回的探测光信号在光学传感器130的第二反射光束的直径为I5，即在显示屏20设置有贴膜30时探测光信号在光学传感器130形成的光斑直径为I5。由于显示屏20上设置贴膜30后，探测光信号从显示屏20上方的目标物体反射形成至到达光学传感器130的光程增加，则在所述显示屏20设置有贴膜30时所述探测光信号在光学传感器130形成的实时光斑直径I5大于在所述显示屏20未设置贴膜30时所述探测光信号在光学传感器130形成的初始光斑直径I3。
因此信号处理芯片120可以对光学传感器130接收到的探测光信号的实时光斑直径与初始光斑直径进行比较。当实时光斑直径与初始光斑直径基本相同时，则判断显示屏20上未设置贴膜30；当实时光斑直径大于初始光斑直径时，则判断显示屏上设置有贴膜30。
根据图7所示光路的几何结构可以推导出贴膜30厚度d计算公式为：
。其中，I1为探测光源211的发光直径，I5为显示屏20设置有贴膜30时探测光信号在光学传感器130形成的光斑直径，
为探测光的发散角度，h1为探测光源211与显示屏20的出光面一侧的垂直距离，h2为显示屏20的出光面一侧与光学传感器130之间的垂直距离，d为贴膜30的厚度。
如图3及图4所示，光学传感器130可以包括层叠设置的衬底131、形成在衬底131且呈阵列排布的光敏像素132、光学叠层133以及微透镜阵列层。
其中，衬底131为承载光敏像素132的基底结构，衬底131具体可以为硅衬底或者其他半导体衬底。光敏像素132可以直接通过对衬底131进行掺杂、晶化等工艺直接形成半导体结构，如此可减薄光学传感器模组10的厚度并节省成本。
光敏像素132包括将光信号转换为电信号的电路结构，可以包括进行光电转换的光电二极管、对电信号进行放大/输出的晶体管电路、以及传输信号的信号线（如金属走线）等。此外，相邻的光敏像素132之间还可以包括隔离光敏像素132的浅槽隔离结构、深槽隔离结构等，避免光敏像素132之间的信号干扰。
需要说明的是，由于光敏像素132将光信号转换为电信号，则上述探测光信号在光学传感器130形成的光斑直径具体为探测光信号在所述光学感应阵列的光敏像素132所在位置的光斑直径；另一方面，显示屏20的出光面一侧与光学传感器130之间的垂直距离具体为显示屏20的出光面一侧与微透镜阵列层134之间的垂直距离。由于光敏像素132的像素直径远小于图6及图7中所示的各尺寸并且也远小于光斑直径，因此光斑同时覆盖多个光敏像素132，且光斑直径在单个光敏像素132上的变化量可以忽略，光斑直径可以简化为计算探测光信号所照射到的光敏像素132的数量与像素直径的乘积。
光学叠层133主要为形成在光敏像素132上方且用于将探测光信号引导至相应的光敏像素132的光路引导结构，可以允许特定的探测光信号通过后到达光敏像素132，以提高光敏像素132的对探测光信号的探测精度。其中，光路引导结构可以包括允许光通过的透光区域和阻止光通过的非透光区域。此外，光路引导结构也可以为允许特定光通过的带通滤光结构或者阻止特定光通过的带阻滤光结构。另外，光路引导结构也可以为允许特定偏振方向的光通过的结构，或者将大角度光转换为小角度光的光折射结构。
微透镜阵列层包括多个微透镜，并且一个光敏像素132对应至少一个微透镜134，或者每一个微透镜134也可以对应至少一个光敏像素132。微透镜134具体可以为凸透镜，微透镜134可以对靠近微透镜134的光轴的探测光信号进行汇聚后，通过所述光路引导结构的透光区域传输至对应的光敏像素132。微透镜134的制备工艺包括但不限定于灰度光刻、纳米压印、热回流等。
在本申请的一个实施例中，如图3及图4所示，光学传感器130还包括光路层135，并且光路层135设置在光学传感器130靠近显示屏20的一侧。光路层135具体可以为光学传感器130的微透镜阵列层与显示屏20之间的空气层，也可以为填充在光学传感器130的微透镜阵列层与显示层20之间的低折射材料结构。
图8为本申请实施例提供的再一种屏下光学装置的示意图，图9为本申请实施例提供的还一种屏下光学装置的示意图。
在本申请的一个实施例中，如图8及图9所示，光学传感器130的光路层还可以还包括透镜组，透镜组包括至少一个透镜136并且透镜组设置在光学传感器130靠近显示屏20的位置，具体为光学传感器130的微透镜阵列层与显示屏20之间。如图8及图9所示，所述至少一个透镜136可以包括一个凸透镜或者其他非球面透镜。
如图8及图9所示，由于透镜136对相同角度的光发散或者汇聚效果相同，因此，增加了透镜组后的光学传感器模组10仍能判断显示屏20是否贴膜30以及计算贴膜30的厚度。
此外，本申请实施例提供的信号处理芯片120对电信号进行处理还包括根据接收到的电信号生成光学图像信息，也就是，本申请实施例提供的屏下光学装置可以进行光学图像信息的采集，也可以进行显示屏20是否设置贴膜30以及贴膜30的厚度的检测；并且，用于进行检测显示屏20是否设置贴膜30的光学传感器模组10可以具体采用屏下光学装置进行光学图像信息采集的结构。
由于屏下光学装置进行光学图像信息采集的结构通常包括光敏器件，如光电二极管等，因此将位于显示屏20下方的光学图像信息采集结构复用为检测显示屏20贴膜的光学传感器模组10可以节省成本，减小工艺设计复杂度。并且，光学图像信息采集结构的功能实现明显受显示屏20的出光面是否有设置贴膜30的影响明显，因此将光学图像信息采集结构复用为检测显示屏20贴膜的光学传感器模组10可以精确获得光学图像信息采集结构对应位置贴膜的厚度，从而利于对光学图像信息的修正。
需要说明的是，与光学传感器模组10复用的屏下光学图像信息采集结构进行光学图像信息采集的过程及显示屏20上贴膜检测的过程可以先后分时进行也可以同时进行。此外，需要说明的是，可以在进行一次光学图像信息采集时即进行一次显示屏20上贴膜检测，也可以在进行多次光学图像信息采集后进行一次显示屏20上贴膜检测。
在本申请的一个实施例中，所述屏下光学装置具体为屏下光学指纹识别装置，则光学传感器模组10具体为光学指纹识别模组，也就是说，在具备屏下指纹识别功能的终端设备中，光学指纹识别模组不仅可以实现屏下光学指纹检测，还集成了检测显示屏20贴膜的功能；因此，光学指纹识别模组可以在特定时刻进行显示屏20贴膜检测，例如，在用户多次进行指纹识别验证失败后。
在本申请的一个实施例中，所述屏下光学装置具体为屏下摄像头装置，则光学传感器模组10也可以具体为摄像头模组，也就是说，在具备前置拍照的终端设备中，摄像头模组除了可以实现屏下前置摄像头拍照以外，还集成了检测显示屏20贴膜的功能；因此，摄像头模组可以在特定时刻进行显示屏20贴膜检测，例如，用户在多次拍摄时出现对焦困难的情形下。
本申请实施例还提供一种显示屏贴膜的检测方法，该方法应用于上述任意一个实施例所提供的屏下光学装置。屏下光学装置的信号处理芯片120可以预先存储有初始光斑尺寸，其中，初始光斑尺寸为显示屏20上未设置贴膜30时探测光信号对应的光斑尺寸。初始光斑尺寸可以在屏下光学装置所在的终端装置出厂前由生产厂商通过光学传感器模组10将显示屏20未设置贴膜30时的探测光信号的光斑尺寸作为初始光斑尺寸并存储在信号处理芯片120中；也可以在客户刚开始使用终端设备时由客户自行启动初始光斑尺寸获得的程序，以通过光学传感器模组10将显示屏20未设置贴膜30时的探测光信号的光斑尺寸作为初始光斑尺寸存储在信号处理芯片120中。
本申请实施例提供的检测方法包括：
光学传感器130接收探测光源211所发射的探测光在显示屏20上方的目标物体反射回的或者散射而形成的探测光信号，并将接收到的探测光信号转换为电信号。
信号处理芯片120接收光学传感器130输出的电信号，根据所述电信号计算探测光信号在光学传感器形成的光斑尺寸，并且将光斑尺寸与初始光斑尺寸进行比较，以判断显示屏20上是否设置了贴膜30。若光斑尺寸与初始光斑尺寸基本相同，则判断显示屏20上未设置贴膜30；若光斑尺寸大于初始光斑尺寸，则判断显示屏20上设置了贴膜30。
其中，所述光斑为所述探测光信号在所述光学传感器130的光学感应阵列所在位置形成的实时光斑，光斑尺寸为实时光斑尺寸，其中所述实时光斑尺寸包括所述实时光斑的直径。且所述实时光斑的直径远大于所述光敏像素的直径且同时覆盖多个光敏像素，其中，所述实时光斑的直径通过计算所述探测光信号所照射到的光敏像素的数量与所述光敏像素的像素直径的乘积而得到。
需要说明的是，屏下光学装置通过预设程序在特定时刻控制光学传感器模组10获取实时光斑尺寸，所述特定时刻可以包括屏下光学装置在所述信号处理芯片的预设程序中设定的时刻，如在某些特定时间点或者每间隔一定时间段周期性启动的时间点；也可以包括用户自定义的时刻，例如在第一次设置贴膜30后或者更换贴膜30后触发上述预设程序；也可以包括光学传感器130连续多次采集无效光学图像信息后，例如，若所述屏下光学装置用于屏下光学指纹识别，在所述屏下光学装置检测到用户多次进行指纹识别验证失败后，自动触发上述预设程序。
其中，所述初始光斑尺寸为显示屏20上方未设置贴膜30时的探测光信号在光学传感器130形成的光斑的尺寸。在一种可选的实施例中，在终端设备出厂前生产厂商可以通过光学传感器模组10采用类似的方案进行工作以确定显示屏20未设置贴膜30时的探测光信号的光斑尺寸，并将其作为初始光斑尺寸存储在信号处理芯片120。作为另一种可选的实施例，上述初始光斑尺寸也可以是在客户首次开始使用终端设备时所述信号处理芯片120自行启动初始光斑尺寸获得的程序，以通过光学传感器模组10将显示屏20未设置贴膜30时的探测光信号的光斑尺寸作为初始光斑尺寸存储在信号处理芯片120中。
在本申请实施例提供的检测方法中，通过检测显示屏20上是否设置了贴膜30，屏下光学装置或者其所在的终端设备可以进行相应的操作。例如，若实时光斑尺寸与初始光斑尺寸基本相同，则提醒用户在显示屏20上设置贴膜30以保护显示屏20。
在本申请的一个实施例中，若实时光斑尺寸大于初始光斑尺寸，则可以判断出所述显示屏20上已设置贴膜，则检测方法还包括：
信号处理芯片120计算显示屏20上设置的贴膜的厚度，具体为信号处理芯片120根据实时光斑尺寸计算设置在显示屏20上的贴膜30的厚度。根据图7所示光路的几何结构可以推导出贴膜30厚度d计算公式为：
。其中，I1为探测光源211的发光直径，I5为显示屏20设置有贴膜30时探测光信号在光学传感器130形成的光斑直径，
为探测光的发散角度，h1为探测光源211与显示屏20的出光面一侧的垂直距离，h2为显示屏20的出光面一侧与光学传感器130之间的垂直距离，d为贴膜30的厚度。
在获得贴膜30的厚度后，则根据所获得的贴膜30的厚度，屏下光学装置可以优化光学传感器130采集和处理光学图像信息的算法，提升采集的光学图像信息的采集质量，提高屏下光学装置的整体光学性能。
在本申请的一个实施例中，信号处理芯片120计算实时光斑尺寸包括，在计算实时光斑的直径之前对光斑进行修正，具体可以包括：筛除亮度小于预定值的光斑区域对应的电信号；其中，亮度小于预定值可以具体为亮度小于光斑中心区域亮度的10%。具体而言，在探测光信号的传输过程中存在衍射的现象，则光斑边缘亮度小的区域可以判断为是由衍射现象形成的光斑，而非探测光信号的原有光斑，因此筛除该部分光斑，筛除该部分光斑对应的电信号可以得到较为准确的探测光信号的光斑尺寸。
在本申请的一个实施例中，所述屏下光学装置具体为屏下光学指纹识别装置，则光学传感器模组10具体为设置在显示屏20下方的光学指纹识别模组，显示屏20上方的目标物体为与显示屏20表面或者其上方的贴膜接触的用户手指，就是说，在具备屏下指纹识别功能的终端设备中，光学指纹识别模组不仅可以实现屏下光学指纹检测，还集成了检测显示屏20贴膜的功能；因此，光学指纹识别模组可以在特定时刻进行显示屏20贴膜检测，例如，在用户多次进行指纹识别验证失败后。
在本申请的一个实施例中，所述屏下光学装置具体为屏下摄像头装置，则光学传感器模组10具体为设置在显示屏20下方的摄像头模组，也就是说，在具备前置拍照的终端设备中，摄像头模组除了可以实现屏下前置摄像头拍照以外，还集成了检测显示屏20贴膜的功能；因此，摄像头模组可以在特定时刻进行显示屏20贴膜检测，例如，用户在多次拍摄时出现对焦困难的情形下。
在本申请的一个实施例中，屏下光学装置的工作过程包括多个光学图像信息采集阶段和多个显示屏贴膜检测阶段。在光学图像信息采集阶段，信号处理芯片120根据电信号生成光学图像信息；在显示屏20贴膜检测阶段，执行本申请实施例提供的检测方法。
显示屏贴膜检测阶段与至少一个光学图像信息采集阶段对应具体地，可以一次光学图像信息采集阶段与一次显示屏贴膜检测对应进行；也可以多次光学图像信息采集阶段与一次显示屏贴膜检测阶段对应进行。此外，显示屏贴膜检测阶段与对应的光学图像信息采集阶段可以前后依次进行或者同时进行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (23)
1.一种屏下光学装置，适用于具有显示屏的终端设备，其特征在于，所述屏下光学装置包括光学传感器模组，所述光学传感器模组用于设置在所述显示屏的下方以实现屏下光学图像采集；
所述光学传感器模组包括：
光学传感器，其包括具有多个光敏像素的光学感应阵列，用于接收探测光源发出的探测光在所述显示屏上方的目标物体发生反射或散射而形成的探测光信号，并且将接收到的所述探测光信号转换为电信号；
其中，所述电信号用于发送给与所述光学传感器电性连接的信号处理芯片，以使得所述信号处理芯片根据接收到的电信号检测所述探测光信号在所述光学传感器形成的实时光斑的尺寸，并通过比较所述实时光斑的尺寸与所述显示屏未设置贴膜时的初始光斑的尺寸，判断所述显示屏上方是否设置有贴膜；所述实时光斑尺寸包括所述实时光斑的直径，且所述实时光斑的直径远大于所述光敏像素的直径且同时覆盖多个光敏像素，其中所述实时光斑的直径为所述探测光信号所照射到的光敏像素的数量与所述光敏像素的像素直径的乘积。
2.根据权利要求1所述的屏下光学装置，其特征在于，所述光学传感器还包括光学叠层，所述光学叠层包括形成在所述光敏像素上方且用于将所述探测光信号引导至相应的光敏像素的光路引导结构，所述光路引导结构包括允许所述探测光信号通过的透光区域以及阻止所述探测光信号通过的非透光区域。
3.根据权利要求2所述的屏下光学装置，其特征在于，所述光学传感器还包括具有多个微透镜的微透镜阵列层，其中所述微透镜阵列层的微透镜与所述光学感应阵列的光敏像素之间具有对应关系，所述微透镜用于将靠近其光轴的探测光信号进行汇聚后，通过所述光路引导结构的透光区域传输到相应的光敏像素。
4.根据权利要求3所述的屏下光学装置，其特征在于，所述光学传感器还包括位于所述微透镜阵列层和所述显示屏之间的光路层，所述光路层包括空气层或低折射材料结构；或者，所述光路层包括具有至少一个凸透镜或者非球面透镜的透镜组。
5.根据权利要求1所述的屏下光学装置，其特征在于，所述显示屏为具有多个发光像素的自发光显示屏，所述自发光显示屏的部分发光像素作为所述探测光源向所述显示屏上方的目标物体发射所述探测光，其中所述部分发光像素正常发光显示画面与发射所述探测光进行贴膜检测分别处于不同的阶段。
6.根据权利要求1所述的屏下光学装置，其特征在于，所述光学传感器模组还包括独立于所述显示屏的探测光源，所述探测光源与所述光学传感器承载在同一个基板，且所述探测光源与所述光学传感器在垂直于显示屏的出光面方向上未相互交叠。
7.根据权利要求1所述的屏下光学装置，其特征在于，所述信号处理芯片还用于在判断出所述显示屏上方设置有所述贴膜时，根据预先存储的初始光斑尺寸以及所述实时光斑尺寸，计算所述贴膜的厚度。
8.根据权利要求7所述的屏下光学装置，其特征在于，所述贴膜的厚度通过
计算得到，其中d为所述贴膜的厚度，I1为所述探测光源的发
光直径，I5为所述探测光信号在光学传感器形成的实时光斑直径，
为所述探测光源发射
的探测光的发散角度，h1为所述探测光源与所述显示屏的出光面一侧的垂直距离，h2为所述
显示屏的出光面一侧与所述光学传感器之间的垂直距离。
9.根据权利要求7所述的屏下光学装置，其特征在于，所述信号处理芯片还用于根据所述贴膜的厚度对所述光学传感器的光学图像采集或处理进行算法优化。
10.根据权利要求7所述的屏下光学装置，其特征在于，所述初始光斑尺寸为所述显示屏上方未设置贴膜时的所述探测光信号在所述光学传感器形成的光斑的尺寸，其中所述初始光斑尺寸为在所述屏下光学装置所在的终端设备出厂前预先存储在所述信号处理芯片或者在所述终端设备首次启用时所述信号处理芯片自动启动程序获取得到并存储在其内部的。
11.根据权利要求7所述的屏下光学装置，其特征在于，所述实时光斑尺寸通过预设程序在特定时刻控制所述光学传感器模组获取得到的，所述特定时刻为以下时间点的任一个：在所述信号处理芯片的预设程序中设定的特定时间点或每隔一定时间段周期性启动的时间点；或者，在用户第一次设置贴膜或者更换贴膜而自定义的时间点；或者，在所述光学传感器连续多次采集到无效光学图像以后自动启动的时间点。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的屏下光学装置，其特征在于，所述屏下光学装置为屏下光学指纹识别装置，且所述光学传感器模组为设置在所述显示屏下方的光学指纹识别模组，所述目标物体为与所述显示屏表面或者其上方的贴膜接触的用户手指，其中，所述光学指纹识别模组用于进行屏下光学指纹检测，且集成有显示屏贴膜检测功能。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的屏下光学装置，其特征在于，所述屏下光学装置为屏下摄像头装置，且所述光学传感器模组为摄像头模组，所述摄像头模组用于进行屏下前置摄像头拍照，且集成有显示屏贴膜检测功能。
14.一种显示屏贴膜的检测方法，应用在如权利要求1至13中任一项所述的屏下光学装置，其特征在于，所述显示屏贴膜的检测方法包括：
利用光学传感器接收探测光源发出的探测光照射到显示屏上方的目标物体并在所述目标物体反射或者散射而形成的探测光信号，并将所述探测光信号转换为电信号；
根据所述电信号，计算所述探测光信号在所述光学传感器形成的实时光斑的尺寸；
并通过比较所述实时光斑的尺寸与所述显示屏未设置贴膜时的初始光斑的尺寸，判断所述显示屏上方是否设置有贴膜。
15.根据权利要求14所述的显示屏贴膜的检测方法，其特征在于，所述光斑为所述探测光信号在所述光学传感器的光学感应阵列所在位置形成的实时光斑，其中所述光斑的尺寸为实时光斑尺寸，且其包括所述实时光斑的直径。
16.根据权利要求15所述的显示屏贴膜的检测方法，其特征在于，所述实时光斑的直径远大于所述光敏像素的直径且同时覆盖多个光敏像素，其中所述实时光斑的直径通过计算所述探测光信号所照射到的光敏像素的数量与所述光敏像素的像素直径的乘积而得到。
17.根据权利要求16所述的显示屏贴膜的检测方法，其特征在于，还包括：在计算所述实时光斑的直径之前，对所述实时光斑进行修正，以筛除亮度小于预定值的光斑区域，其中所述亮度小于预定值的光斑区域为在所述实时光斑的边缘由于光学衍射现象而形成的光斑区域。
18.根据权利要求15所述的显示屏贴膜的检测方法，其特征在于，还包括：在判断出所述显示屏上方设置有所述贴膜时，根据预先存储的初始光斑尺寸以及所述实时光斑尺寸，计算所述贴膜的厚度。
19.根据权利要求18所述的显示屏贴膜的检测方法，其特征在于，所述贴膜的厚度通过
计算得到，其中d为所述贴膜的厚度，I1为所述探测光源的发
光直径，I5为所述探测光信号在光学传感器形成的实时光斑直径，
为所述探测光源发射
的探测光的发散角度，h1为所述探测光源与所述显示屏的出光面一侧的垂直距离，h2为所述
显示屏的出光面一侧与所述光学传感器之间的垂直距离。
20.根据权利要求18所述的显示屏贴膜的检测方法，其特征在于，还包括：根据所述贴膜的厚度对所述光学传感器的光学图像采集或处理进行算法优化。
21.根据权利要求18所述的显示屏贴膜的检测方法，其特征在于，所述初始光斑尺寸为所述显示屏上方未设置贴膜时的所述探测光信号在所述光学传感器形成的光斑的尺寸，其中所述初始光斑尺寸为在所述屏下光学装置所在的终端设备出厂前预先存储在所述信号处理芯片或者在所述终端设备首次启用时所述信号处理芯片自动启动程序获取得到并存储在其内部的。
22.根据权利要求18所述的显示屏贴膜的检测方法，其特征在于，所述实时光斑尺寸通过预设程序在特定时刻控制所述光学传感器模组获取得到的，所述特定时刻为以下时间点的任一个：在所述信号处理芯片的预设程序中设定的特定时间点或每隔一定时间段周期性启动的时间点；或者，在用户第一次设置贴膜或者更换贴膜而自定义的时间点；或者，在所述光学传感器连续多次采集到无效光学图像以后自动启动的时间点。
23.根据权利要求14所述的显示屏贴膜的检测方法，其特征在于，所述屏下光学装置为屏下光学指纹识别装置，且所述光学传感器模组为设置在所述显示屏下方的光学指纹识别模组，所述目标物体为与所述显示屏表面或者其上方的贴膜接触的用户手指，其中，所述光学指纹识别模组用于进行屏下光学指纹检测，且集成有显示屏贴膜检测功能；或者，所述屏下光学装置为屏下摄像头装置，且所述光学传感器模组为摄像头模组，所述摄像头模组用于进行屏下前置摄像头拍照，且集成有显示屏贴膜检测功能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010631540.5A CN111524480B (zh) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | 一种屏下光学装置及显示屏贴膜的检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010631540.5A CN111524480B (zh) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | 一种屏下光学装置及显示屏贴膜的检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111524480A CN111524480A (zh) | 2020-08-11 |
| CN111524480B true CN111524480B (zh) | 2020-11-13 |
Family
ID=71910272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010631540.5A Active CN111524480B (zh) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | 一种屏下光学装置及显示屏贴膜的检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111524480B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113723167A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-11-30 | 荣耀终端有限公司 | 一种指纹识别方法及电子设备 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103561165B (zh) * | 2013-10-18 | 2015-06-17 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 防止贴膜影响接近传感器正常工作的方法与装置 |
| CN105975125A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-09-28 | 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 | 调节触摸屏参数的方法、装置及终端设备 |
| CN107888758B (zh) * | 2017-09-28 | 2020-06-16 | 努比亚技术有限公司 | 屏幕色彩调整方法、移动终端及计算机可读存储介质 |
| CN107782280B (zh) * | 2017-10-20 | 2020-09-01 | 维沃移动通信有限公司 | 一种贴膜厚度的检测方法和移动终端 |
| CN113434051B (zh) * | 2017-12-13 | 2024-01-19 | 上海耕岩智能科技有限公司 | 一种生理特征侦测识别方法和光侦测装置 |
| CN110647862B (zh) * | 2018-10-08 | 2020-08-25 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 指纹检测装置、方法和电子设备 |
| CN110781848B (zh) * | 2019-10-30 | 2022-05-20 | Oppo广东移动通信有限公司 | 屏下指纹识别装置、电子设备 |
-
2020
- 2020-07-03 CN CN202010631540.5A patent/CN111524480B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111524480A (zh) | 2020-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107798289B (zh) | 可变光场的生物图像感测系统 | |
| US11067884B2 (en) | Through-display optical transmission, reception, or sensing through micro-optic elements | |
| CN108734073B (zh) | 一种检测装置及终端设备 | |
| US11804509B2 (en) | Fingerprint detection apparatus and electronic device | |
| US20200293740A1 (en) | Optical image capturing unit, optical image capturing system and electronic device | |
| US8948905B2 (en) | Apparatus and method for positioning an electronic component and/or a carrier relative to a discharging device | |
| TW201546722A (zh) | 指紋感測裝置 | |
| TWI738063B (zh) | 光偵測陣列薄膜、光偵測陣列薄膜的製作方法，及光偵測陣列薄膜的驅動方法 | |
| US20060091288A1 (en) | Method and system for cancellation of ambient light using light frequency | |
| US20210326561A1 (en) | Fingerprint identification method, fingerprint identification apparatus and electronic device | |
| CN107845627B (zh) | 多接近度检测光传感器 | |
| US20200265208A1 (en) | Method and apparatus for fingerprint identification and terminal device | |
| CN210864751U (zh) | 恒流驱动电路和电子设备 | |
| CN111626214A (zh) | 屏下指纹识别装置及系统、指纹识别方法和电子装置 | |
| CN111524480B (zh) | 一种屏下光学装置及显示屏贴膜的检测方法 | |
| CN110298324B (zh) | 电子设备及电子设备的控制方法 | |
| WO2020243928A1 (zh) | 光学图像采集单元、光学图像采集系统、显示屏和电子设备 | |
| KR101872757B1 (ko) | 광학 센서 장치 및 광학 센싱 방법 | |
| US11200397B2 (en) | Fingerprint identification assembly, display substrate, display panel and fingerprint identification method | |
| KR101898067B1 (ko) | 광학 센서 모듈 및 광학 센싱 방법 | |
| CN112800808A (zh) | 一种指纹识别方法和电子设备 | |
| WO2022000471A1 (zh) | 一种屏下光学装置及显示屏贴膜的检测方法 | |
| CN110008840B (zh) | 光学指纹模组及指纹识别显示装置 | |
| JP4055108B2 (ja) | 画像認証装置 | |
| CN111898397B (zh) | 纹路识别装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |