CN112016442A - 一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置，其中指纹识别基板包括：衬底基板；设置在衬底基板一侧的多个点光源，各点光源用于发出信号光；层叠设置在衬底基板背离所述点光源一侧的光学层和感光层，光学层靠近衬底基板设置，感光层包括多个感光单元，光学层用于将被手指反射的各点光源的信号光入射至不同的感光单元，各感光单元用于接收光学层出射的信号光以进行指纹识别。本申请技术方案通过在点光源和感光层之间设置光学层，使得被手指反射的各点光源的信号光入射到不同的感光单元上，从而确保单次点亮多个距离较近的点光源而不混光，使得单次成像即可获得面积较大且较连续的指纹图像，提高指纹识别效率。

Description

一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置。

背景技术

得益于OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)产能瓶颈的打破、OLED屏幕生产技术成熟度逐渐提高，生产成本逐渐下降。目前新的光学指纹识别技术抛弃了传统的光学指纹的光路结构，转而借用显示屏幕的光线来作为光源。目前主流的解决方案是通过可以自发光的OLED屏幕来执行光学指纹识别。由于最新的指纹成像方案抛弃了传统的光路结构，因此减小了整个成像系统的厚度，同时也降低了成像系统的成本。这种无光路结构的新光学指纹识别技术包含点光源成像、线光源成像等方案。其中，点光源成像是利用OLED发出的大角度光线在OLED与手指形成的界面上的指纹谷位置处发生全反射，而指纹脊位置处反射率较低，这些反射光线由光敏感应单元采集并生成指纹图案。

由于点光源成像的基本原理是利用光学全反射，在全发射角以外的区域形成了指纹图像，而在全反射角内会形成一个较暗的圆形区域，此区域内的指纹无法有效分辨。相关技术中，需要对手指进行多次扫描成像，并对多个指纹图像进行拼接得到连续完整的指纹图像。然而，多次成像所需时间较长，指纹识别效率较低，无法用于实时性要求较高的场景。

发明内容

本发明提供一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置，以提高指纹识别的效率。

为了解决上述问题，本发明公开了一种指纹识别基板，所述指纹识别基板包括：

衬底基板；

设置在所述衬底基板一侧的多个点光源，各所述点光源用于发出信号光；

层叠设置在所述衬底基板背离所述点光源一侧的光学层和感光层，所述光学层靠近所述衬底基板设置，所述感光层包括多个感光单元，所述光学层用于将被手指反射的各所述点光源的信号光入射至不同的感光单元，各所述感光单元用于接收所述光学层出射的信号光以进行指纹识别。

在一种可选的实现方式中，所述光学层包括第一遮光层，所述第一遮光层包括多个第一遮光单元，各所述第一遮光单元包括第一遮光区域和第一开孔区域，所述第一遮光区域在所述感光层上的正投影覆盖第一预设数量的感光单元，所述第一开孔区域在所述感光层上的正投影覆盖第二预设数量的感光单元。

在一种可选的实现方式中，所述第一开孔区域的形状为正方形，所述第一遮光层的尺寸满足以下公式：(a+b/2)＞2.7h1，其中，a为所述第一开孔区域的边长，b为相邻的两个第一开孔区域的间隔宽度，h1为所述第一遮光层与所述感光层之间的距离。

在一种可选的实现方式中，所述光学层还包括设置在所述第一遮光层背离所述衬底基板一侧的第二遮光层，所述第二遮光层包括多个第二遮光单元，各所述第二遮光单元包括第二遮光区域和第二开孔区域，所述第二遮光区域在所述感光层上的正投影覆盖所述第二预设数量的感光单元，所述第二开孔区域在所述感光层上的正投影覆盖所述第一预设数量的感光单元。

在一种可选的实现方式中，所述第一开孔区域的形状为正方形，所述第一遮光层与所述第二遮光层的尺寸满足以下公式：(a+b/2)＞2.7(h1+h2)，其中，a为所述第一开孔区域的边长，b为相邻的两个第一开孔区域的间隔宽度，h1为所述第一遮光层与所述第二遮光层之间的距离，h2为所述第二遮光层与所述感光层之间的距离。

在一种可选的实现方式中，所述第二遮光区域在所述感光层上的正投影覆盖所述第一开孔区域在所述感光层上的正投影，所述第二遮光区域的形状为正方形，所述第一遮光层与所述第二遮光层的尺寸满足以下公式：(c-a)＜0.9h1，且c＜2.7h1，其中，c为所述第二遮光区域的边长。

在一种可选的实现方式中，所述第二遮光区域在所述感光层上的正投影分别与所述第一开孔区域在所述感光层上的正投影以及所述感光单元完全重叠，所述第二遮光区域的形状为正方形，所述第一遮光层与所述第二遮光层的尺寸满足以下公式：b＝2a，0.37a≤h1＜0.74a，0≤h2＜h1，其中，c为所述第二遮光区域的边长。

在一种可选的实现方式中，所述光学层包括多个微透镜单元，各所述微透镜单元在所述感光层上的正投影覆盖第三预设数量的感光单元，所述第三预设数量大于1。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种指纹识别装置，所述指纹识别装置包括任一实施例所述的指纹识别基板。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种指纹识别方法，应用于任一实施例所述的指纹识别基板，所述方法包括：

当检测到手指触控所述指纹识别基板时，点亮触控区域内的多个所述点光源；

根据所述感光单元的指纹电信号，生成初始指纹图像，其中，所述指纹电信号为所述感光单元根据接收到的信号光生成的；

根据各所述点光源与所述感光单元之间的对应关系，从所述初始指纹图像中提取各所述点光源的指纹图像；

对各所述点光源的指纹图像进行均匀化处理；

对完成均匀化处理后的各所述点光源的指纹图像进行拼接，得到目标指纹图像。

在一种可选的实现方式中，各所述点光源的指纹图像包括非成像区域，所述点亮触控区域内的多个所述点光源的步骤，包括：

以预设排列规则，点亮触控区域内的多个所述点光源，所述预设排布规则为各所述点光源的非成像区域外切。

在一种可选的实现方式中，所述对各所述点光源的指纹图像进行均匀化处理的步骤，包括：

采用预先标定获得的标准亮度分布，对各所述点光源的指纹图像进行亮度校正；

对完成亮度校正后的各所述点光源的指纹图像中，感光区域内的各所述感光单元的亮度进行求和，将求和结果作为所述感光区域的亮度，所述感光区域包括所述第一遮光单元在所述感光层上的正投影覆盖的感光单元；

所述对完成均匀化处理后的各所述点光源的指纹图像进行拼接的步骤，包括：

当各所述点光源的指纹图像存在交叠区域时，对各所述点光源的指纹图像在所述交叠区域内同一个感光区域的亮度进行平均或者加权求和，得到所述目标指纹图像在所述同一个感光区域的亮度。

在一种可选的实现方式中，在所述采用预先标定获得的标准亮度分布，对各所述点光源的指纹图像进行亮度校正的步骤之前，还包括：

在暗室中，依次点亮各不同位置的点光源；

根据所述感光单元的标定电信号，得到各所述点光源的原始图像，其中，所述标定电信号为所述感光单元根据接收到的信号光生成的；

对所有所述点光源的原始图像中相对位置相同的感应单元的亮度进行平均，得到所述标准亮度分布，所述相对位置为感应单元相对于对应的点光源的位置。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本申请技术方案提供了一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置，其中指纹识别基板包括：衬底基板；设置在衬底基板一侧的多个点光源，各点光源用于发出信号光；层叠设置在衬底基板背离所述点光源一侧的光学层和感光层，光学层靠近衬底基板设置，感光层包括多个感光单元，光学层用于将被手指反射的各点光源的信号光入射至不同的感光单元，各感光单元用于接收光学层出射的信号光以进行指纹识别。本申请技术方案通过在点光源和感光层之间设置光学层，使得被手指反射的各点光源的信号光入射到不同的感光单元上，从而确保单次点亮多个距离较近的点光源而不混光，使得单次成像即可获得面积较大且较连续的指纹图像，提高指纹识别效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了无光路结构的光学指纹识别技术中点光源成像的原理示意图；

图2示出了点光源对指纹所成的图像；

图3示出了单个点光源单次成像的示意图；

图4示出了对两次成像进行拼接得到的指纹图像；

图5示出了对12次成像进行拼接得到的指纹图像示意图；

图6示出了对两次成像进行拼接得到的指纹图像示意图；

图7示出了本申请一实施例提供的一种指纹识别基板的剖面结构示意图；

图8示出了本申请一实施例提供的一种光学层的剖面结构示意图；

图9示出了本申请一实施例提供的另一种光学层的剖面结构示意图；

图10示出了本申请一实施例提供的第一遮光层的平面结构示意图；

图11示出了本申请一实施例提供的第二遮光层的平面结构示意图；

图12示出了本申请一实施例提供的另一种指纹识别基板的剖面结构示意图；

图13示出了相关技术中原始物象关系示意图；

图14示出了本申请一实施例提供的指纹识别基板的物象关系示意图；

图15示出了本申请一实施例提供的4个点光源同时点亮的仿真成像图；

图16示出了本申请一实施例提供的模拟手指按压的成像示意图；

图17示出了本申请一实施例提供的一种指纹识别方法的步骤流程图；

图18示出了本申请一实施例提供的一种指纹识别方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，点光源成像的基本原理是利用入射光在手指触控表面上发生全反射，入射角度大于全反射角的光线，在指纹谷的区域由于存在空气发生了全反射，在感光层sensor上形成了较亮的信号；相反在指纹脊的区域由于破坏了全反射，由指纹脊区域反射至感光层sensor的光线较少，从而在感光层sensor上形成了较暗的信号，因此在全发射角以外的区域可以形成亮暗相间的指纹图像，如图2所示。在全反射角以内(入射角度小于全反射角的光线)，反射至感光层sensor的光线较少，因此会在指纹图像中看到一个较暗的圆形区域，如图3所示，黑色部分为不成像区域，白色圆环为指纹成像区域。

由于点光源成像属于放大成像，点光源的信号光经手指反射后在感光层sensor上所成的图像为正立放大的像，因此为了避免光源之间相互干扰，无法同时点亮两个距离较近的光源，也就是同时点亮的点光源在物方上处于离散状态，参照图5中的物方点光源(4点物)分布示意图。

在实际应用中，为了得到完整的指纹图像，一般会多次点亮不同位置的点光源，各点光源的不成像区域刚好被其他点光源的成像区域覆盖，从而可以得到完整的指纹图像。这样，通过在多次成像的过程中点亮不同位置的点光源，从时间维度上避免了光源之间的相互影响。参照图4示出了对两次成像进行拼接得到的指纹图像，参照图5中还示出了对12次成像进行拼接得到的指纹图像示意图。

如果每次只点亮一个点光源，参照图6示出了对两次单点光源成像进行拼接得到的指纹图像示意图，可以得到无缝的指纹图形，但成像面积略小。在实际应用中，如果希望获得较大面积的指纹图像仍然需要多次成像。

然而，多次成像所需时间较长，指纹识别效率较低，无法用于实时性要求较高的场景。

为了提高指纹识别效率，本申请一实施例提供了一种指纹识别基板，参照图7，该指纹识别基板可以包括：

衬底基板71；

以及设置在衬底基板71一侧的多个点光源72，各点光源72用于发出信号光；

以及层叠设置在衬底基板71背离点光源72一侧的光学层73和感光层74，光学层73靠近衬底基板71设置，感光层74包括多个感光单元741，光学层73用于将被手指反射的各点光源72的信号光入射至不同的感光单元741，各感光单元741用于接收光学层73出射的信号光以进行指纹识别。

本实施例提供的指纹识别基板可以为OLED显示基板，各点光源72可以包括多个OLED像素单元。

其中，光学层73可以为光栅(如图8或图9所示)或微透镜阵列(如图12所示)等仅能通过特定角度范围信号光的结构，后续实施例会详细介绍光学层的具体结构。

参照图7，通过在衬底基板71和感光层74之间设置光学层73，可以确保来自各点光源72的信号光入射至不同的感光单元741上，从而避免同时点亮的距离较近的点光源72在成像时相互干扰，实现不同点光源72的光线在感光层74上不混光，这样就可以通过单次点亮多个距离较近的点光源72，从而可以获得面积较大且较密集的指纹图像，如图14所示。

本实施例提供的指纹识别基板，通过在点光源和感光层之间设置光学层，使得被手指反射的各点光源的信号光入射到不同的感光单元上，从而确保单次点亮多个较近距离的点光源而不混光，使得单次成像即可获得较大面积且较为密集的指纹图像，提高指纹识别效率。

在一种可选的实现方式中，光学层73包括第一遮光层81，参照图8示出了第一遮光层81的剖面结构示意图，参照图10示出了第一遮光层81的平面结构示意图，第一遮光层81包括多个第一遮光单元101，各第一遮光单元101包括第一遮光区域1011和第一开孔区域1012。

为了使不同位置的点光源发出的光线在透过第一遮光层81后入射到感光层74上能成像的范围一致，可以设置各第一遮光单元101与感光单元741之间的相对位置保持固定。例如，第一遮光区域1011在感光层74上的正投影覆盖第一预设数量的感光单元741，第一开孔区域1012在感光层74上的正投影覆盖第二预设数量的感光单元741。

图10中示出的第一预设数量为8，第二预设数量为1。图10中各第一遮光单元101在感光层74上的正投影覆盖3*3个感光单元741(如虚线所示)；第一遮光区域1011在感光层74上的正投影覆盖8个感光单元741；第一开孔区域1012在感光层74上的正投影覆盖1个感光单元741，第一开孔区域1012位于第一遮光单元101的中心位置。第一开孔区域1012的形状可以与感光单元741的形状相同，例如可以为正方形。

由于点光源能有效成像的光线入射角度范围为42°～70°，为了保证尽可能多的有效成像光线入射至感光层74，同时确保多个位置的点光源72发出的光线分别入射至不同的感光单元741上，参照图8，第一遮光层81的尺寸可以满足以下公式：(a+b/2)＞2.7h1，其中，a为第一开孔区域1012的边长，b为相邻的两个第一开孔区域1012的间隔宽度，h1为第一遮光层81与感光层74之间的距离，这样可以实现不同点光源的光线不混光。

通过在衬底基板71和感光层74之间设置第一遮光层81，并合理设置第一遮光区域1011和第一开孔区域1012的尺寸，可以保证只有特定范围入射角的光线通过第一遮光层81进入感光层74，第一遮光区域1011的设置可以拉宽第一开孔区域1012的间距，保证来源于不同点光源72的光线可区别开，从而实现多个距离较近的点光源可以同时点亮，保证不同位置处发出的点光源的光线之间互相不干扰，最后通过软件算法可还原出各个点光源所成的图像，从而拼接出大面积的指纹图像。

进一步地，为了减少杂散光的射入，光学层73还可以包括设置在第一遮光层81背离衬底基板71一侧的第二遮光层91，参照图9示出了第一遮光层和第二遮光层的剖面结构示意图，参照图11示出了第二遮光层的平面结构示意图，第二遮光层91包括多个第二遮光单元111，各第二遮光单元111包括第二遮光区域1111和第二开孔区域1112。

同样，为了使不同位置的点光源发出的光线在透过第一遮光层81后入射到感光层74上能成像的范围一致，可以设置各第二遮光单元111与感光单元741之间的相对位置保持固定。例如，第二遮光区域1111在感光层74上的正投影覆盖第二预设数量的感光单元741，第二开孔区域1112在感光层74上的正投影覆盖第一预设数量的感光单元741。

图11中示出的第一预设数量为8，第二预设数量为1。图11中各第二遮光单元111在感光层74上的正投影覆盖3*3个感光单元741(如虚线所示)；第二开孔区域1112在感光层74上的正投影覆盖8个感光单元741；第二遮光区域1111在感光层74上的正投影覆盖1个感光单元741，位于第二遮光单元111的中心位置。第二遮光区域1111的形状可以与感光单元741的形状相同，例如可以为正方形。

当光学层73包括第一遮光层81和第二遮光层91时，为了保证尽可能多的有效成像光线入射至感光层74，同时确保多个位置的点光源72发出的光线分别入射至不同的感光单元741上，参照图9，第一遮光层81与第二遮光层91的尺寸可以满足以下公式：(a+b/2)＞2.7(h1+h2)，其中，a为第一开孔区域1012的边长，b为相邻的两个第一开孔区域1012的间隔宽度，h1为第一遮光层81与第二遮光层91之间的距离，h2为第二遮光层91与感光层74之间的距离，这样可以实现不同点光源的光线不混光。

为了进一步减少杂散光，参照图9，第二遮光区域1111在感光层74上的正投影可以覆盖第一开孔区域1012在感光层74上的正投影(c＞a)，同时第二遮光区域1111在感光层74上的正投影可以覆盖一个感光单元(c＞d)，第一遮光层81与第二遮光层91的尺寸可以进一步满足以下公式：(c-a)＜0.9h1，且c＜2.7h1，其中，c为第二遮光区域1111的边长。

在具体实现中，第二遮光区域1111在感光层74上的正投影可以分别与第一开孔区域1012在感光层74上的正投影以及感光单元741，完全重叠(即a＝c＝d)，第二遮光区域1111的形状可以为正方形，第一遮光层81与第二遮光层91的尺寸可以满足以下公式：b＝2a，0.37a≤h1＜0.74a，0≤h2＜h1。例如，当d＝50μm(即感光层74中感光单元741的间距为50um)时，a＝c＝d＝50um，b＝100um，18.5um≤h1＜37um，0≤h2＜h1。考虑到工艺限制，h1越大制程越复杂，因此可以选择最小厚度即h1＝18.5um。

通过在衬底基板71和感光层74之间设置第一遮光层81和第二遮光层91，并合理设置第一遮光区域1011、第一开孔区域1012、第二遮光区域1111以及第二开孔区域1112的尺寸，可以保证只有特定范围入射角的光线通过第一遮光层81进入感光层74，第一遮光区域1011的设置可以拉宽第一开孔区域1012的间距，保证来源于不同点光源72的光线可区别开，同时减少杂散光的摄入，提高成像质量。需要说明的是，第二遮光层91不是必需的，在对杂散光要求不高的场合，可以取消第二遮光层91或者将第二遮光层91直接做在感光层74上(即h2＝0)。

在另一种可选的实现方式中，参照图12，光学层73可以包括多个微透镜单元121，即光学层73为微透镜阵列。

同样，为了使不同位置的点光源发出的光线在透过微透镜阵列后入射到感光层74上能成像的范围一致，可以设置各微透镜单元121与感光单元741之间的相对位置保持固定。例如，各微透镜单元121在感光层74上的正投影覆盖第三预设数量的感光单元741，第三预设数量可以大于1。

在具体实现中，可以在OLED下方贴合一层微透镜阵列，再在微透镜阵列下方贴合感光层74，微透镜阵列与感光层74之间为空气层。利用微透镜单元121对平行光的汇聚作用，可以区分从不同角度入射的光线，达到不同点光源的光线不混光的目的。由于微透镜阵列对光线的开口率较上述遮光层的开口率大很多，因此采用微透镜阵列作为光学层可获得较高的信噪比。

本申请实施例提供的指纹识别基板，可以同时点亮距离较近的多个点光源，这些点光源的排布规则需要保证在像方的各点光源的成像光线可区分，这就需要保证每个点光源的非成像区域在像方相切。按照这种排布规则点亮多个点光源，可以得到更加紧密的物方图像和像方图像，参照图13示出了未设置光学层的原始物象关系示意图，图14示出了设置光学层的物象关系示意图，对比可以看出图14中的物方图像和像方图像更加密集。

参照图15示出了4个点光源同时成像的仿真效果图，在仿真过程中不同位置处的点光源的光线采用不同颜色表示，从局部放大图中可以看出不同位置的点光源之间未发生混光现象。

本申请另一实施例还提供了一种指纹识别装置，该指纹识别装置包括任一实施例所述的指纹识别基板。

需要说明的是，本实施例中的指纹识别装置可以为：显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等产品或部件。

本申请另一实施例还提供了一种指纹识别方法，应用于任一实施例所述的指纹识别基板，参照图17和图18，该指纹识别方法可以包括：

步骤1701：当检测到手指触控指纹识别基板时，点亮触控区域内的多个点光源。

在具体实现中，各点光源的指纹图像包括非成像区域，可以以预设排列规则点亮触控区域内的多个点光源，预设排布规则为各点光源的非成像区域外切。按照这种排布规则点亮多个点光源，可以得到更加紧密的物方图像和像方图像。

步骤1702：根据感光单元的指纹电信号，生成初始指纹图像，其中，指纹电信号为感光单元根据接收到的信号光生成的。

参照图16示出了模拟手指按压指纹识别基板的成像示意图，从图中可以看出直接成像得到的指纹图像处于混叠状态，需要对该初始指纹图像进行处理，得到目标指纹图像。

步骤1703：根据各点光源与感光单元之间的对应关系，从初始指纹图像中提取各点光源的指纹图像。

由于各点光源发出的信号光经过光学层之后分别入射至不同的感光单元，因此可以根据点光源的位置以及信号光的传播路径确定最终射入的感光单元，从而获得点光源与感光单元之间的对应关系。根据点光源与感光单元之间的对应关系，可以从初始指纹图像中提取各点光源的指纹图像。

步骤1704：对各点光源的指纹图像进行均匀化处理。

在一种可选的实现方式中，本步骤具体可以包括：首先采用预先标定获得的标准亮度分布，对各点光源的指纹图像进行亮度校正；对完成亮度校正后的各点光源的指纹图像中，感光区域内的各感光单元的亮度进行求和，将求和结果作为感光区域的亮度，其中，感光区域包括第一遮光单元在感光层上的正投影覆盖的感光单元。

具体实现中，当检测到手指按压指纹识别基板时，按照预设排布规则同时点亮多个点光源，得到初始指纹图像；然后定位初始指纹图像各个点光源成像的中心(即非暗区的中心)，并以此中心位置为参考，上下左右各外推Rmax个感光单元(Rmax为单个点光源所能成像的最大半径)，形成一个矩形，按照该矩形区域对初始指纹图像进行裁剪，并根据各点光源与感光单元之间的对应关系，可以提取得到各点光源的指纹图像Icrop_n，采用预先标定获得的标准亮度分布Istandard(i，j)对各点光源的指纹图像Icrop_n(i，j)进行亮度校正，校正公式如下：

其中，Vmax为系统采集信号值的最大值，如系统为16位采集系统，则Vmax为65535，Thresh为判断标准亮度分布中的亮度信号是否有效的阈值。通过亮度校正，可以使各点光源的指纹图像的亮度更加均匀。

然后，对完成亮度校正后的各点光源的指纹图像中的亮度信号进行累加。累加方式为对感光区域内的各感光单元的亮度进行求和，将求和结果作为感光区域的亮度，从而得到低分辨率的指纹图像。其中，感光区域与第一遮光单元相对应，包括第一遮光单元在感光层上的正投影覆盖的感光单元。

例如，在图10中，与第一遮光单元对应的感光区域包括9个感光单元，就可以对这9个感光单元的亮度进行求和，从而得到对应的感光区域的亮度值。

步骤1705：对完成均匀化处理后的各点光源的指纹图像进行拼接，得到目标指纹图像。

当各点光源的指纹图像存在交叠区域时，对各点光源的指纹图像在交叠区域内位于同一个感光区域的亮度进行平均或者加权求和，得到目标指纹图像在该同一个感光区域的亮度。其中，加权求和时各点光源的权重值可以根据该同一个感光区域与各点光源之间的距离确定。

在一种可选的实现方式中，预先标定获得标准亮度分布的步骤如下：首先在暗室中，依次点亮各不同位置的点光源；根据感光单元的标定电信号，得到各点光源的原始图像，其中，标定电信号为感光单元根据接收到的信号光生成的；然后，对所有点光源的原始图像中相对位置相同的感应单元的亮度进行平均，得到标准亮度分布，相对位置为感应单元相对于对应的点光源的位置。

在具体实现中，可以将成像系统至于暗室内，依次点亮在不同位置处的点光源，每次点亮一个点光源，在感光层sensor采集的图像上定位出该点光源的中心位置，并以此位置为参考，上下左右各外推Rmax个感光单元(Rmax为单个点光源所能成像的最大半径)，形成一个矩形，对每次采集的原始图像以此矩形做裁剪，形成一系列等大小并相似的图像。然后，对这些图像的亮度进行平均，即对这些图像中相对于点光源的位置相同的感光单元的亮度求平均，得到单个点光源成像在各个感光单元的亮度分布，即标准亮度分布Istandard。

本实施例提供的指纹识别方法，首先从初始指纹图像中提取到各点光源的指纹图像，然后对各点光源的指纹图像进行亮度校正和叠加处理，在对叠加处理后的各点光源的指纹图像进行拼接，从而实现单次成像即可以获得面积较大且较密集的指纹图像(如图18所示)，从而提高指纹识别效率，满足对指纹识别实时性要求较高的场景需求。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语″包括″、″包含″或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句″包括一个......″限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种指纹识别基板，其特征在于，所述指纹识别基板包括：

衬底基板；

设置在所述衬底基板一侧的多个点光源，各所述点光源用于发出信号光；

层叠设置在所述衬底基板背离所述点光源一侧的光学层和感光层，所述光学层靠近所述衬底基板设置，所述感光层包括多个感光单元，所述光学层用于将被手指反射的各所述点光源的信号光入射至不同的感光单元，各所述感光单元用于接收所述光学层出射的信号光以进行指纹识别。

2.根据权利要求1所述的指纹识别基板，其特征在于，所述光学层包括第一遮光层，所述第一遮光层包括多个第一遮光单元，各所述第一遮光单元包括第一遮光区域和第一开孔区域，所述第一遮光区域在所述感光层上的正投影覆盖第一预设数量的感光单元，所述第一开孔区域在所述感光层上的正投影覆盖第二预设数量的感光单元。

3.根据权利要求2所述的指纹识别基板，其特征在于，所述第一开孔区域的形状为正方形，所述第一遮光层的尺寸满足以下公式：(a+b/2)＞2.7h1，其中，a为所述第一开孔区域的边长，b为相邻的两个第一开孔区域的间隔宽度，h1为所述第一遮光层与所述感光层之间的距离。

4.根据权利要求2所述的指纹识别基板，其特征在于，所述光学层还包括设置在所述第一遮光层背离所述衬底基板一侧的第二遮光层，所述第二遮光层包括多个第二遮光单元，各所述第二遮光单元包括第二遮光区域和第二开孔区域，所述第二遮光区域在所述感光层上的正投影覆盖所述第二预设数量的感光单元，所述第二开孔区域在所述感光层上的正投影覆盖所述第一预设数量的感光单元。

5.根据权利要求4所述的指纹识别基板，其特征在于，所述第一开孔区域的形状为正方形，所述第一遮光层与所述第二遮光层的尺寸满足以下公式：(a+b/2)＞2.7(h1+h2)，其中，a为所述第一开孔区域的边长，b为相邻的两个第一开孔区域的间隔宽度，h1为所述第一遮光层与所述第二遮光层之间的距离，h2为所述第二遮光层与所述感光层之间的距离。

6.根据权利要求5所述的指纹识别基板，其特征在于，所述第二遮光区域在所述感光层上的正投影覆盖所述第一开孔区域在所述感光层上的正投影，所述第二遮光区域的形状为正方形，所述第一遮光层与所述第二遮光层的尺寸满足以下公式：(c-a)＜0.9h1，且c＜2.7h1，其中，c为所述第二遮光区域的边长。

7.根据权利要求5所述的指纹识别基板，其特征在于，所述第二遮光区域在所述感光层上的正投影分别与所述第一开孔区域在所述感光层上的正投影以及所述感光单元完全重叠，所述第二遮光区域的形状为正方形，所述第一遮光层与所述第二遮光层的尺寸满足以下公式：b＝2a，0.37a≤h1＜0.74a，0≤h2＜h1，其中，c为所述第二遮光区域的边长。

8.根据权利要求1所述的指纹识别基板，其特征在于，所述光学层包括多个微透镜单元，各所述微透镜单元在所述感光层上的正投影覆盖第三预设数量的感光单元，所述第三预设数量大于1。

9.一种指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置包括权利要求1至8任一项所述的指纹识别基板。

10.一种指纹识别方法，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的指纹识别基板，所述方法包括：

当检测到手指触控所述指纹识别基板时，点亮触控区域内的多个所述点光源；

根据所述感光单元的指纹电信号，生成初始指纹图像，其中，所述指纹电信号为所述感光单元根据接收到的信号光生成的；

根据各所述点光源与所述感光单元之间的对应关系，从所述初始指纹图像中提取各所述点光源的指纹图像；

对各所述点光源的指纹图像进行均匀化处理；

对完成均匀化处理后的各所述点光源的指纹图像进行拼接，得到目标指纹图像。

11.根据权利要求10所述的指纹识别方法，其特征在于，各所述点光源的指纹图像包括非成像区域，所述点亮触控区域内的多个所述点光源的步骤，包，括：

以预设排列规则，点亮触控区域内的多个所述点光源，所述预设排布规则为各所述点光源的非成像区域外切。

12.根据权利要求10所述的指纹识别方法，其特征在于，所述对各所述点光源的指纹图像进行均匀化处理的步骤，包括：

采用预先标定获得的标准亮度分布，对各所述点光源的指纹图像进行亮度校正；

对完成亮度校正后的各所述点光源的指纹图像中，感光区域内的各所述感光单元的亮度进行求和，将求和结果作为所述感光区域的亮度，所述感光区域包括所述第一遮光单元在所述感光层上的正投影覆盖的感光单元；

所述对完成均匀化处理后的各所述点光源的指纹图像进行拼接的步骤，包括：

当各所述点光源的指纹图像存在交叠区域时，对各所述点光源的指纹图像在所述交叠区域内同一个感光区域的亮度进行平均或者加权求和，得到所述目标指纹图像在所述同一个感光区域的亮度。

13.根据权利要求12所述的指纹识别方法，其特征在于，在所述采用预先标定获得的标准亮度分布，对各所述点光源的指纹图像进行亮度校正的步骤之前，还包括：

在暗室中，依次点亮各不同位置的点光源；

根据所述感光单元的标定电信号，得到各所述点光源的原始图像，其中，所述标定电信号为所述感光单元根据接收到的信号光生成的；

对所有所述点光源的原始图像中相对位置相同的感应单元的亮度进行平均，得到所述标准亮度分布，所述相对位置为感应单元相对于对应的点光源的位置。

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