CN111753274A - 电子装置接收指纹数据的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种电子装置接收指纹数据的方法。该电子装置包括触控单元、显示单元及感测单元。显示单元包括多个蓝色像素、多个绿色像素以及多个红色像素。该方法包括透过触控单元接收手指触控信号。该方法也包括根据手指触控信号确定触控单元中的手指触控区域。该方法还包括根据手指触控区域确定显示单元中的第一区域。此外,该方法包括关闭位于第一区域中的多个蓝色像素。该方法也包括透过感测单元接收指纹数据。
Description
技术领域
本公开关于一种电子装置接收指纹数据的方法,且特别是有关于一种用于指纹认证过程的方法。
背景技术
指纹认证已广泛使用于例如智能手机的电子装置中。然而,电子装置的指纹认证的准确度或灵敏度性能有待提升。
发明内容
根据本公开的一些实施例,提供一种电子装置接收指纹数据的方法。该电子装置包括触控单元、显示单元及感测单元。显示单元包括多个蓝色像素、多个绿色像素以及多个红色像素。该方法包括透过触控单元接收手指触控信号。该方法也包括根据手指触控信号确定触控单元中的手指触控区域。该方法还包括根据手指触控区域确定显示单元中的第一区域。此外,该方法包括关闭位于第一区域中的多个蓝色像素。该方法也包括透过感测单元接收指纹数据。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明,其中:
图1是根据本公开的一些实施例的电子装置接收指纹数据的流程图。
图2是根据本公开的一些实施例的包括在电子装置中的功能块。
图3A至图3D是根据本公开的一些实施例的电子装置接收指纹数据的过程的各阶段的剖面图。
图4A至图4C是根据本公开的一些实施例的电子装置的剖面图。
图5是根据本公开的一些实施例的电子装置接收指纹数据的流程图。
图6是根据本公开的一些实施例的电子装置接收指纹数据的阶段之一的剖面图。
图7是根据本公开的一些实施例的电子装置的三维图。
图8是根据本公开的一些实施例的电子装置接收指纹数据的流程图。
图9是根据本公开的一些实施例的电子装置接收指纹数据的阶段之一的剖面图。
图10是根据本公开的一些实施例的电子装置的三维图。
图11A及图11B是根据本公开的一些实施例的如何定义手指触控区域的示例。
图12是根据本公开的一些实施例的如何定义第一区域的示例。
图13是根据本公开的一些实施例的电子装置接收指纹数据的流程图。
图14A及图14B是根据本公开的一些实施例的电子装置的俯视图。
符号说明
10 手指;
10’ 手指接触区域;
100A 方法;
100B 方法;
100C 方法;
100D 方法;
102 步骤;
104 步骤;
106 步骤;
108 步骤;
110 步骤;
110’ 步骤;
112 步骤;
114 步骤;
116 步骤;
118 步骤;
120 步骤;
122 步骤;
20 手指触控区域;
200 电子装置;
210 主控制器;
220 触控单元;
222 触控像素;
222A 启动的触控像素;
222B 未启动的触控像素;
230 显示单元;
232 显示像素;
232B 蓝色像素;
232G 绿色像素;
232IR 红外线像素;
232R 红色像素;
240 感测单元;
242 感测像素;
250 基板;
260 覆盖层;
270 中间层;
280 红外光源;
30 第一区域;
40 感测区域;
50 第二区域;
70 指纹认证区域;
80 有源区域;
L 光。
具体实施方式
本公开的电子装置在下文说明中详细描述。在下文详细描述中,出于解释的目的,阐述了许多具体细节和实施例,以便提供对本公开的透彻理解。然而,将理解的是,本文所阐述的例示性实施例仅用于说明性的目的,且本发明概念可以各种形式实施,而不限于这些例示性实施例。此外,不同实施例的附图可使用相似及/或对应的附图标记以表示相似及/或对应的元件。然而,在不同实施例的附图中,相似及/或对应的附图标记的使用不暗示不同实施例之间的任何相关性。此外,在此说明书中,例如「设置于第二材料层上方/上/之上的第一材料层」的表达式可表示第一材料层和第二材料层的直接接触,或者其可表示与第一材料层与第二材料层之间的一个或多个中间层的非接触状态。在上述情况中,第一材料层可不直接接触第二材料层。
此外,在此说明书中,使用相对表达式。例如,「下方」或「较低的」用于描述一元件相对于另一元件的位置。应理解的是,如果将装置上下颠倒,则位于「底部」上的元件将变为位于「顶部」上的元件。
应理解的是,尽管第一、第二、第三等的用语可使用于本文以描述各种元件、构件、区域、层、部分及/或区段,但这些元件、构件、区域、层、部分及/或区段不应限于这些用语。这些用语仅用于区分一元件、构件、区域、层、部分或区段与另一元件、构件、区域、层、部分或区段。因此,下文讨论的第一元件、构件、区域、层、部分或区段可称为第二元件、构件、区域、层、部分或区段,而不悖离本公开的启示。
应理解的是,示例性实施例的此说明旨在结合附图阅读,这些附图将被视为整个书面描述的一部分。附图未按比例绘制。此外,结构及装置将示意性示出,以便简化附图。在附图中,为了明确而可省略一些构件。再者,作为本公开的另一实施例,可移除附图中的一些构件。
用语「约」及「实质上」通常表示所述值的+/-20%,更通常为所述值的+/-10%,更通常为所述值的+/-5%,更通常为所述值的+/-3%,更通常为所述值的+/-2%,更通常为所述值的+/-1%且甚至更通常为所述值的+/-0.5%。本公开的所述值为近似值。当未具体说明时,所述值包括「约」及「实质上」的意义。再者,当考虑制程的偏差或变动(fluctuation)时,用语「相同」也可包括「约」及「实质上」的意义。
除非另外定义,本文所使用的全部技术及科学用语具有与此篇公开所属的一般技术者所通常理解的相同涵义。应理解的是,这些用语,例如在通常使用的字典中定义的用语,应被解读成具有与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思,而不应以一理想化或过度正式的方式解读,除非在本公开实施例有特别定义。
此外,在本公开的一些实施例中,关于附接、耦接及类似用语,例如「连接」和「互连」,的用语是指一种关系,其中结构直接或间接地通过中间结构彼此固定或附接,以及两者可移动或刚性的附接或关系,除非另有明确说明。
用语「基板」可包括已形成在基板上的元件及膜,且可包括多个有源元件,例如晶体管。为简洁起见,以板状基板中进行说明。
此外,用语「第一数值至第二数值的范围」表示所述范围包括第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。
参考图1,其显示根据本公开的一些实施例的电子装置200接收指纹数据的方法100A的流程图。此外,如图2所示,电子装置200可包括主控制器210、触控单元220、显示单元230及感测单元240。主控制器210可包括,但不限于,集成电路(IC)或中央处理单元(CPU)。在指纹认证过程期间,主控制器210计算自触控单元220、显示单元230及感测单元240接收的信号,并将经计算的信号分别输出至触控单元220、显示单元230及感测单元240。
方法100A通过在步骤102中进入指纹认证过程而开始。接着,方法100A包括步骤104,透过触控单元接收手指触控信号,然后是步骤106,根据手指触控信号确定触控单元中的手指触控区域。参考图3A,其显示电子装置200的剖面图,且可对应于步骤104及步骤106。
如图3A所示,电子装置200可包括基板250。基板250可包括玻璃基板、陶瓷基板、聚合物基板或其他适当的基板。此外,基板250可包括多个有源元件(图未示出)及设置于多个有源元件上的被动元件(图未示出)。
电子装置200包括感测单元240及显示单元230,该感测单元240及显示单元230设置于基板250上。感测单元240及显示单元230的位置为可交换的。此外,图3A显示感测单元240及显示单元230位在不同层。例如,感测单元240可设置于显示单元230上。然而,本公开不限于此。显示单元230可包括多个显示像素232。显示像素232可包括,但不限于,多个蓝色像素、红色像素、绿色像素及/或红外线像素。显示像素232可包括发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED),发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)可发出具有不同波长范围的光。在一些示例中,发光二极管可包括次毫米发光二极管(minilight-emitting diode)和/或微型发光二极管(micro light-emitting diode)。然而,本公开不限于此。感测单元240可包括多个感测像素242。感测像素242可包括,但不限于,P型-本征-N型二极管(PIN二极管),其包括两个半导体层及设置于其之间的一个未掺杂的本征半导体区域。在一些实施例中,感测单元240可用于接收自手指10反射的光的信号。在一些实施例中,感测像素242及显示像素232可设置于相同层中。
电子装置200可包括中间层270,该中间层270位于触控单元220与显示单元230之间。中间层270可根据电子装置200的需求而包括元件。例如,中间层270可包括,但不限于,液晶层、聚酰亚胺层、共用电极、像素电极、用于显示单元230的封装层或其他适当的元件。触控单元220可设置于中间层270上。触控单元220可包括多个触控像素222。应理解的是,触控像素222、显示像素232及感测像素242的尺寸仅为示例,而不限于此。在一些实施例中,一个触控像素222可覆盖数百或数千个显示像素232及/或感测像素242。
此外,电子装置200可还包括覆盖层260,该覆盖层260设置于触控单元220上。覆盖层260可用来作为手指10触碰到的那一层。触控单元220的材料可包括,但不限于,金属、金属氧化物、其他适当材料或其组合。
如图3A所示,当手指10触碰电子装置200时,电子装置200可透过触控单元220接收手指触控信号。若电子装置200接收手指触控信号失败时,方法100A的步骤将会回到步骤102,进入指纹认证过程。在电子装置200接收手指触控信号之后,主控制器210会处理手指触控信号并确定触控单元220中的手指触控区域20,如图3A所示。
接着,执行步骤108,根据手指触控区域确定显示单元中的第一区域。在确定手指触控区域20之后,主控制器210可根据手指触控区域20定义显示单元230中的第一区域30,如图3B所示。如何定义手指触控区域20及第一区域30将于下文中详细讨论。在一些实施例中,第一区域30的面积可大于或等于手指触控区域20的面积。
接着,执行步骤110,关闭位于第一区域中的多个蓝色像素。参考图3C,其显示在步骤110中的不同像素的状态。应理解的是,为了更佳地理解,一些元件将在图3C中被省略及/或简化。在一些实施例中,当显示单元230的显示像素232可包括多个红色像素232R、绿色像素232G及蓝色像素232B时,位于第一区域30中的蓝色像素232B的至少一个在步骤110中被关闭。此外,位于第一区域30中的红色像素232R及/或绿色像素232G的至少一个发出光L。在此实施例中,位于第一区域30之外的蓝色像素、红色像素及绿色像素可被打开及/或关闭,且本公开不限于此。
接着,执行步骤112,透过感测单元接收指纹数据。如图3D所示,在发出光L之后,光L可入射至手指10且接着反射至感测像素242中,使感测像素242可接收指纹数据。借由感测像素242接收的指纹数据可应用于身分认证。
在一些实施例中,由于介电层中蓝光的传输速度较低或散射能力较高,因而在感测单元接收指纹数据的步骤中,蓝光导致较低的信噪比。在感测单元接收指纹数据期间,位于第一区域中的蓝色像素被关闭的实施例中,可降低信噪比。在一些实施例中,第一区域的面积大于或等于手指触控区域的面积,以使更多像素,例如红色像素及/或绿色像素可提供更多的光以用于加强信号。
接着,执行步骤114,确认指纹认证是否完成。若指纹认证完成,将执行步骤116。若未完成,方法100A的步骤将回到步骤110,关闭位于第一区域中的多个蓝色像素。换言之,只要手指10触碰电子装置200,可重复接收指纹数据的步骤112,直到系统比对符合现行认证规定,即可完成指纹认证。在步骤116中,在完成指纹认证之后,显示单元230将回到正常的显示模式。
在一些实施例中,在进入指纹认证过程的步骤102之前,显示单元230可进行显示,但其不限于此。显示单元230的多个显示像素232可接收命令并驱动以显示图像。换言之,第一区域30中的显示单元230的多个显示像素232在进入指纹认证过程之前,可能处于开启状态,并按照主控制器210的命令进行驱动以获取图像。例如,在进入指纹认证过程之前,显示像素232可被命令以显示青色物体(cyan-colored object),因此仅绿色像素及蓝色像素在高亮度下被驱动,同时红色像素在低亮度下被驱动。
在其他实施例中,在步骤102之前,位于第一区域30中的蓝色像素可为关闭状态。蓝色像素可保持在关闭状态。在另一实施例中,在步骤102之前,位于第一区域30中的红色像素及绿色像素可为关闭状态,例如在步骤108或步骤110中,位于第一区域30中的红色像素及/或绿色像素可被打开以用于指纹认证过程,但其不限于此。
可对本公开的实施例进行许多变化及/或修改。参考图4A至图4C,其显示根据本公开的一些实施例的电子装置200的剖面图。应理解的是,为了更佳地理解,一些元件将在图4A至图4C中被省略及/或简化。
在一些实施例中,电子装置可包括多个红外线像素232IR,如图4A所示。在此实施例中,当执行步骤110时,位于第一区域30中的红外线像素232IR被打开且蓝色像素232B被关闭。在一些实施例中,红外线像素232IR可设置在显示单元230的至少部分中。例如,在显示单元230的一些部分中可没有红外线像素232IR。此外,在此实施例中,位于第一区域30中的红色像素232R及绿色像素232G的至少一个可被打开及/或关闭,且位于第一区域30之外的红外线像素、蓝色像素、红色像素及绿色像素可被打开及/或关闭,且本公开不限于此。
在一些实施例中,电子装置200可包括红外光源280,如图4B所示。红外光源280可设置在基板250下。例如,红外光源280可设置于基板250的远离显示单元230的表面上。红外光源280可为,但不限于,发射红外光的发光二极管。在此实施例中,当执行步骤110时,红外光源280被打开,且位于第一区域30中的蓝色像素232B被关闭。
在一些实施例中,红外光源280可设置于覆盖层260的侧表面上,如图4C所示。在此实施例中,当执行步骤110时,红外光源280被打开,且位于第一区域30中的蓝色像素232B被关闭。
参考图5,显示根据本公开的一些实施例的电子装置200接收指纹数据的方法100B的流程图。在一些实施例中,方法100A与方法100B之间的差异之一在于方法100B进一步包括步骤118,根据手指触控区域确定感测单元中的感测区域。步骤118可在确定显示单元230中的第一区域30之后执行。在一些实施例中,步骤118可在关闭位于第一区域30中的蓝色像素232B之后执行。
参考图6,其对应于步骤118。在确定手指触控区域20之后,主控制器210根据手指触控区域20定义感测单元240中的感测区域40。在确定感测区域40之后,可打开感测区域40中的感测像素242。被打开的感测像素242可接收指纹数据,而未被打开的感测像素242不能接收。
参考图7,其显示根据本公开的一些实施例的在确定感测区域40的步骤中的电子装置200的三维图。在一些实施例中,第一区域30的面积可大于或等于感测区域40的面积。在一些实施例中,感测区域40的面积可大于或等于手指触控区域20的面积。当从显示像素232发射的光入射至手指10上时,光可被反射在手指触控区域20的内和/或外而回到感测像素242中。因此,当感测区域40的面积大于或等于手指触控区域20的面积时,可有助于增加接收指纹数据的灵敏度。此外,当感测区域40的面积大于或等于手指触控区域20的面积时,所获取的指纹数据可以包括较大的指纹区域,其可提供更多的待认证特征。换言之,可增加指纹传感器的安全性。
参考图8,其显示根据本公开的一些实施例的电子装置200接收指纹数据的方法100C的流程图。在一些实施例中,方法100A与方法100C之间的差异之一在于方法100C进一步包括步骤120,根据手指触控区域确定显示单元中的第二区域。步骤120可在确定显示单元230中的第一区域30之后及关闭蓝色像素232B之前执行。
如图9所示,在确定第一区域30之后,主控制器210可根据第一区域30定义第二区域50。在确定第二区域50之后,执行步骤110’,关闭位于第一区域30及位于第二区域50中的蓝色像素232B。如图9所示,第二区域50可调整成第一区域30。
在一些实施例中,在步骤110’中,位于第二区域50中的红色像素232R、绿色像素232G、蓝色像素232B可被关闭。在其他实施例中,当显示单元230包括红色像素232R、绿色像素232G、蓝色像素232B及红外线像素232IR时,在步骤110’期间,位于第一区域30中的红外线像素232IR可被打开。在步骤110’期间,位于第二区域50中的红外线像素232IR可不被打开。在此实施例中,第一区域30与第二区域50的差异在于第一区域30中的显示单元230发射使用作为光源的光,而第二区域50中的显示单元230是否发光可取决于需求。在一些实施例中,当电子装置200包括红外光源280时,第一区域30及/或第二区域50中的显示单元230是否发光可取决于需求。
参考图10,其显示根据本公开的一些实施例的在确定第二区域50的步骤中的电子装置200的三维图。在一些实施例中,第二区域50可调整成第一区域30。由于较多的蓝色像素(例如,位于第二区域50中的蓝色像素)被关闭,因此较少蓝光会入射或散射至感测单元240,因而增加信噪比或接收指纹数据的灵敏度。
参考图11A及图11B,其显示根据本公开的一些实施例的如何定义手指触控区域20的示例。如图11A所示,当手指接触区域10’与触控像素222的3×3矩阵重叠时,这些触控像素222可被认为是启动的触控像素222A。当启动的触控像素222A被确定时,主控制器210可处理来自启动的触控像素222A的信号,且接着基于启动的触控像素222A计算区域。接着,主控制器210将该区域定义为手指触控区域20。例如,当启动的触控像素222A的面积为3×3矩阵时,手指触控区域20可被确定为3×3矩阵的启动的触控像素222A。
在一些示例中,当手指接触区域10’与触控像素222的6×5矩阵重叠时,触控像素222的6×5矩阵将被启动。然而,如图11B所示,由于湿气或灰尘而具有一些未被启动的未启动的触控像素222B。在此情况下,可通过使用启动的触控像素222A的最外边界来确定手指触控区域20。例如,若触控像素222的6×5矩阵的最外边界的超过90%被启动时,手指触控区域20可确定为触控像素222的6×5矩阵区域。
参考图12,其显示根据本公开的一些实施例的如何定义第一区域30的示例。当手指触控区域20被确定时,主控制器210可处理来自手指触控区域20的接收信号。接着,主控制器210根据手指触控区域20确定显示单元230中的区域。在一些实施例中,投影在显示单元230上的手指触控区域20的面积可与该区域的面积实质上相同。该区域中的显示像素232可与触控像素222重叠。用语「重叠」可包括「部分重叠」及「整体重叠」。
在确定区域60之后。可根据区域60确定第一区域30。例如,若区域60的面积为M×N矩阵时,第一区域30可定义为,但不限于,(M+X)×(N+X)矩阵,其中0≦X≦5。在其他实施例中,第一区域30等于区域60加上显示单元230的一个或多个相邻的周围显示像素232。若区域60的面积为M×N矩阵时,第一区域30可定义为,但不限于,(M+X)×(N+X)矩阵,其中1≦X≦5。
第二区域50可以相似方式定义。例如,第二区域50等于第一区域30加上显示单元230的一或多个Y的相邻的周围显示像素232。数量Y可在1至5的范围中(1≦Y≦5),但其不限于此。
通过上述的主控制器210确定手指触控区域20、第一区域30、感测区域40及/或第二区域50的步骤可包括附加步骤。本公开不限于此。
参考图13,显示根据本公开的一些实施例的电子装置200接收指纹数据的方法100D的流程图。在一些实施例中,方法100A与方法100D之间的差异之一在于方法100D进一步包括步骤122,显示指纹认证区域70。步骤122可在进入指纹认证过程之后且在透过触控单元220接收手指触控信号之前执行。
参考图14A及图14B,其显示根据本公开的一些实施例的电子装置200的俯视图。在一些实施例中,电子装置200可显示指纹认证区域70,该指纹认证区域70使用作为在指纹认证过程期间指示手指10触控的区域。如图14B所示,在手指10触控指纹认证区域70之后,可定义出第一区域30。在此实施例中,第一区域30之外并且在指纹认证区域70之内的区域可定义为第二区域50。在其他实施例中,可具有设置在第二区域50的边界与指纹认证区域70之间的至少一个区域。在此实施例中,红外线像素232IR可设置在指纹认证区域70之内。
在一些实施例中,可以没有指纹认证区域70。在此实施例中,电子装置200的整个有源区域80可使用作为指纹认证区域。然而,本公开不限于此。
虽然本公开的实施例及其优点已详细描述,但应理解的是,在此各种变化、替代及修改可在不悖离如所附权利要求定义的本公开的精神及范围下进行。例如,本领域技术人员将容易理解的是,本文描述的许多特征、功能、制程及材料可以变化,同时仍在本公开的范围内。此外,本申请的范畴不只在限于说明书中描述的特定实施例的制程、机器、制造、物质组成、手段、方法及步骤。如本领域的普通技术人员将从本公开的公开内容中容易地理解的是,可根据本公开使用执行与在此描述的相应实施例实质上相同的功能或达到实质上相同的结果的现今存在或将发展的制程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤。因而,所附权利要求旨在将这样的制程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤包括在其范围内。各实施例间特征只要不违背发明精神或相冲突,均可任意混合搭配使用。
Claims (20)
1.一种电子装置接收指纹数据的方法,所述电子装置包括触控单元、显示单元及感测单元,所述显示单元包括至少多个蓝色像素、多个绿色像素以及多个红色像素,所述方法包括:
透过所述触控单元接收手指触控信号;
根据所述手指触控信号确定所述触控单元中的手指触控区域;
根据所述手指触控区域确定所述显示单元中的第一区域;
关闭位于所述第一区域中的所述多个蓝色像素;以及
透过所述感测单元接收所述指纹数据。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一区域的面积大于或等于所述手指触控区域的面积。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述显示单元还包括多个红外线像素,所述方法包括:
在根据所述手指触控区域确定所述显示单元中的所述第一区域之后,打开位于所述第一区域中的所述多个红外线像素中的至少一个。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电子装置还包括红外光源,所述方法还包括:
在根据所述手指触控区域确定所述显示单元中的所述第一区域之后,打开所述红外光源。
5.如权利要求1所述的方法,其还包括:
根据所述手指触控区域确定所述感测单元中的感测区域。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述感测区域的面积大于或等于所述手指触控区域的面积。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述感测区域的面积小于或等于所述第一区域的面积。
8.如权利要求5所述的方法,其特征在于,在确定所述第一区域的步骤之后,执行确定所述感测区域的步骤。
9.如权利要求5所述的方法,其特征在于,在关闭位于所述第一区域中的所述多个蓝色像素的步骤之后,执行确定所述感测区域的步骤。
10.如权利要求1所述的方法,其还包括:
产生相邻于所述第一区域的所述显示单元中的第二区域;以及
关闭位于所述第二区域中的所述多个蓝色像素。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,在关闭位于所述第二区域中的所述多个蓝色像素的步骤中还包括关闭所述多个绿色像素及所述多个红色像素。
12.如权利要求10所述的方法,其还包括:
显示指纹认证区域,其中所述指纹认证区域对应于所述第一区域及所述第二区域。
13.如权利要求1所述的方法,在关闭位于所述第一区域中的所述多个蓝色像素的步骤中还包括打开位于所述第一区域中的所述多个绿色像素及所述多个红色像素。
14.如权利要求1所述的方法,其还包括:
显示指纹认证区域;以及
关闭对应于所述指纹认证区域的所述多个蓝色像素。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述显示单元进一步包括多个红外线像素,其中所述多个红外线像素的位置对应于所述指纹认证区域。
16.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述显示单元设置于所述感测单元上。
17.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述感测单元设置于所述显示单元上。
18.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电子装置还包括设置于所述触控单元上的覆盖层。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述触控单元设置在所述覆盖层与所述显示单元之间。
20.如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述电子装置还包括红外光源,所述红外光源设置于所述覆盖层的侧表面上。
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