CN112906612B - 指纹识别装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种指纹识别装置和电子设备。该指纹识别装置设置于电子设备的显示屏下方，所述显示屏包括指纹检测区域，所述指纹检测区域包括第一发光区域和第二发光区域，所述指纹识别装置包括：光学传感器，所述光学传感器包括对应于所述第一发光区域的第一感测区域；光路引导结构，设置于所述光学传感器的上方，用于将第一返回光信号中的第一光信号引导至所述第一感测区域；至少一个第一滤光单元，设置在所述第一感测区域中的至少一个第一像素单元的上方，所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号用于进行指纹防伪认证。

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

光学指纹相较于电容指纹更容易被破解，尤其是成本低廉、易于获取的2D打印/提取类假指纹对光学指纹具有较大的威胁性。随着屏下光学指纹解锁和支付的应用方式逐渐普及，光学指纹安全性提升迫在眉睫。

目前利用透射光原理对2D假指纹进行抵御的方法，能进行一定的真假手指防伪认证，但是目前的防伪认证方案复杂度较高，其相应的指纹解锁时间也比较长，因此，如何降低光学指纹防伪认证的复杂度，减少指纹解锁的时间，是一项亟待解决的技术问题。

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，可以降低光学指纹防伪认证的复杂度。

第一方面，提供一种指纹识别装置，该装置设置于电子设备的显示屏下方，所述显示屏包括指纹检测区域，所述指纹检测区域包括第一发光区域和第二发光区域，其中，所述第一发光区域中的发光显示像素发出的光不包括第一颜色光分量，所述第二发光区域的发光显示像素发出的光包括所述第一颜色光分量，所述指纹识别装置包括：光学传感器，所述光学传感器包括对应于所述第一发光区域的第一感测区域；光路引导结构，设置于所述光学传感器的上方，用于将第一返回光信号中的第一光信号引导至所述第一感测区域，所述第一返回光信号包括所述第一发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号，以及所述第二发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号；至少一个第一滤光单元，设置在所述第一感测区域中的至少一个第一像素单元的上方，其中，每个第一滤光单元对应一个第一像素单元，所述至少一个第一滤光单元用于仅通过所述第一颜色光分量，所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号用于进行指纹防伪认证。

第一感测区域获取第一光信号，并在设置有第一滤光单元的第一像素单元上接收上述透射光信号，由于光线照射到真手指后返回的光信号可以包括反射光信号和透射光信号，而光线照射到假的2D指纹后返回的光信号只有反射光信号，因此，通过第一像素单元接收的第一光信号就可以判断出手指的真伪。

本申请实施例的技术方案中，通过包括不同颜色光分量的发光区域的光照射手指后形成的透射光的差异，然后结合设置有滤光单元的像素单元的数据进行透射光计算，从而实现了指纹防伪认证，与现有技术中的防伪认证方法相比，本申请实施例的指纹识别装置具有更低的复杂度。

可选地，本申请实施例中的发光区域可以指显示屏上的光斑。

在一种可能的实施方式中，所述光学传感器还包括对应于所述第二发光区域的第二感测区域，所述第二感测区域包括多个第二像素单元；所述光路引导结构还用于：将第二返回光信号中的第二光信号引导至所述第二感测区域，所述第二返回光信号为所述第一发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号，以及所述第二发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号；所述第二像素单元接收的所述第二光信号用于对所述手指进行指纹识别。

本申请实施例中，通过第一像素单元接收的第一光信号进行防伪认证，第二像素单元接收的第二光信号进行指纹识别，从而同时实现了防伪认证和指纹识别过程，继而减少了指纹解锁的时间。

在一种可能的实施方式中，所述第一感测区域还包括多个第三像素单元，所述第三像素单元接收的所述第一光信号和所述第二像素单元接收的所述第二光信号用于对所述手指进行指纹识别。

本申请实施例中，第一感测区域中的像素单元可以全部为第一像素单元，或者，除了至少一个第一像素单元外，还可以包括其他的第三像素单元，这些第三像素单元与第一像素单元的不同之处在于，其上面没有设置第一滤光单元，而第三像素单元获取的第一光信号也可以用于指纹识别，与第一感测区域的像素单元全部为第一像素单元相比，包括第三像素单元的方式可以进一步提高指纹识别的准确性。

在一种可能的实施方式中，所述光路引导结构包括：通光小孔，所述通光小孔使得所述第一发光区域中的发光显示像素发出的光照射到手指后返回的反射光信号通过所述通光小孔到达所述光学传感器，并使得所述第二发光区域中的发光显示像素发出的光照射到手指后返回的反射光信号不能通过所述通光小孔到达所述光学传感器。

本申请实施例中的光路引导结构中可以只包括一个通光小孔，通过控制小孔的孔径大小，可以实现阻止第二发光区域照射到手指后返回的反射光信号，从而将带有第一颜色分光量的反射光信号与透射光信号区分开，继而能够利用真手指能发生透射的原理对真假手指进行防伪认证。

在一种可能的实施方式中，所述光路引导结构还包括：透镜，设置于所述通光小孔的下方，用于将通过所述通光小孔的光信号成像至所述光学传感器。

本申请实施例中的通过小孔下方还可以设置透镜，用于增强进入光学传感器的光信号。

本申请实施例中，为了阻止来自第二发光区域的光照射到手指后返回的反射光信号进入第一感测区域，需要将第一发光区域的直径范围、光学传感器接收的光信号的角度范围以及通光小孔的范围进行限定。

在一种可能的实施方式中，所述光路引导结构包括：微透镜阵列；至少一个挡光层，设置在所述微透镜阵列的下方，所述至少一个挡光层中的每一个挡光层设置有小孔阵列；所述微透镜阵列和所述小孔阵列形成与所述光学传感器的像素单元一一对应的多个导光通道，所述导光通道用于将所述第一光信号和/或第二光信号引导至对应的像素单元。

本申请实施例中的光路引导结构除上所述的一个通光小孔外，也可以包括小孔阵列，此时，每个小孔对应一个像素单元，这种情况下，由于通过挡光层和小孔阵列形成的导光通道的方向是可以设定的，所以可以通过设定至少一个导光通道对应于第一感测区域中的至少一个第一像素单元，并接收上述第一光信号，从而实现手指的防伪认证。

应理解，本申请实施例中的第一发光区域和第二发光区域可以位于显示屏上的指纹检测区域上，进一步地，本申请实施例的指纹检测区域的直径可以为10mm～16mm之间。

可选地，本申请实施例中的指纹识别装置可以应用于镜头系统架构中。

在一种可能的实施方式中，所述通光小孔的直径为0.1mm～0.5mm。

在一种可能的实施方式中，所述第一发光区域的直径为1mm～10mm。

本申请实施例中的第一发光区域的直径可以为1mm～10mm，以实现防伪认证。

可选地，第一发光区域的直径范围可以进一步缩小为2mm～5mm，从而在保证防伪认证的同时，提高指纹识别的性能。

在一种可能的实施方式中，所述光学传感器接收到的返回光信号的角度范围为20度～75度。

通过通光小孔、发光区域以及光学传感器接收光信号的角度的合理配置，可以使得第一感测区域接收上述第一光信号。

在一种可能的实施方式中，所述第一感测区域的直径大于30um。

可选地，本申请实施例的指纹识别装置也可以应用于超薄结构的装置架构中。

在一种可能的实施方式中，所述小孔阵列中的每个小孔的直径为12.5um～50um。

在一种可能的实施方式中，所述第一发光区域的半径大于100um。

在一种可能的实施方式中，所述第一感测区域的半径大于100um。

在一种可能的实施方式中，所述第一发光区域位于所述指纹检测区域的中心区域。

可选地，本申请实施例中的第一发光区域也可以位于指纹检测区域的边缘区域。

在一种可能的实施方式中，所述第二发光区域的直径大于2.5mm。

在一种可能的实施方式中，所述第二感测区域的直径小于930um。

在一种可能的实施方式中，所述第二发光区域的直径小于100um。

在一种可能的实施方式中，所述第二感测区域的半径小于100um。

在一种可能的实施方式中，所述第二发光区域位于所述指纹检测区域的中心区域。

在一种可能的实施方式中，所述指纹识别装置还包括：多个第二滤光单元，设置在所述多个第二像素单元和/或所述多个第三像素单元的上方，其中，每个第二滤光单元对应一个第二像素单元或第三像素单元，所述至少一个第二滤光单元用于阻止通过所述第一颜色光分量。

本申请实施例中还可以在除第一像素单元的其他像素单元的上方设置滤光单元，以用于滤除第一滤光单元中的其他颜色光分量，突出第一感测区域获取的光信号的差异，有利于修正防伪认证的结果。

在一种可能的实施方式中，围绕所述第一感测区域周围的一圈所述第二感测区域中的多个所述第二像素单元上方，设置有多个所述第一滤光单元，所述多个第一滤光单元与多个所述第二像素单元一一对应。

本申请实施例中可以在第一感测区域的周围的第二感测区域的像素单元上方设置第一滤光单元，由于第二感测区域的像素单元可以同时接收来自第二发光区域的光照射到手指后的反射光信号以及透射光信号，而第一感测区域的第一像素单元只能接收来自第二发光区域的光照射到手指后的透射光信号，所以，通过比较二者之间的差异，可以更明显的分辨出第一感测区域的不同，从而实现手指的防伪认证。

在一种可能的实施方式中，所述光路引导结构还包括：红外截止滤光层，设置在所述光学传感器的上方，用于滤除环境光中的红外光。

应理解，本申请实施例中的红外截止滤光层可以滤除大部分的红光和环境光中的红外光。

通过滤除环境光中的红外光，滤除环境光中的红外光，保证了指纹识别。

在一种可能的实施方式中，所述至少一个第一滤光单元的数量与所述第一感测区域包括的像素单元的的总数量的比例小于第一阈值。

本申请实施例中，通过设置第一像素单元在第一感测区域中的所有像素区域占比，可以在实现防伪认证的同时，实现指纹识别。

在一种可能的实施方式中，所述第一阈值为5％。

在一种可能的实施方式中，所述第二发光区域的面积大于所述第一发光区域的面积。

通过设置第二发光区域的面积大于第一发光区域的面积，可以在实现防伪认证的同时，保证指纹识别的正常进行。

在一种可能的实施方式中，所述第一发光区域的面积小于所述光学传感器的视场面积。

在一种可能的实施方式中，所述第一发光区域相对于所述指纹检测区域的中心点对称分布。

在一种可能的实施方式中，所述第一发光区域为方形或者圆形。

在一种可能的实施方式中，所述第一颜色光分量为以下颜色的中的任意一种：纯红色、纯蓝色、纯绿色。

在一种可能的实施方式中，所述第二发光区域的发光显示像素发出的光的颜色为渐变色。

通过设置第二发光区域的光向第一发光区域渐变，可以减少光学传感器接收到的光信号的差异，从而在实现防伪认证的同时，保证了指纹识别过程。

在一种可能的实施方式中，所述第一滤光单元或第二滤光单元为彩色滤光材料，所述彩色滤光材料包括红色滤光材料、绿色滤光材料和蓝色滤光材料中的至少一种。

应理解，本申请实施例中的滤光单元可以是纯色的滤光材料，或者也可以是两种或多种颜色混合后的滤光材料。

在一种可能的实施方式中，所述第一滤光单元或第二滤光单元为彩色滤光片，所述彩色滤光片为红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片中的一种。

在一种可能的实施方式中，所述指纹识别装置还包括：处理器，用于根据所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号的光强，确定所述手指是否为真手指。

在一种可能的实施方式中，若所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号的光强大于或者等于预设值，所述处理器用于确定所述手指为真手指；若所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号的光强小于所述预设值，所述处理器用于确定所述手指为假手指。

第二方面，提供一种电子设备，包括：显示屏；以及第一方面或者第一方面中任一种可能的实施方式中的指纹识别装置，该指纹识别装置设置于该显示屏下方，以实现屏下光学指纹防伪认证。

附图说明

图1是本申请可以适用的电子设备的平面示意图。

图2是图1所示的电子设备的一种剖面示意图。

图3是图1所示的电子设备的另一种剖面示意图。

图4是光照射触摸电子设备的真手指产生的光路的示意图。

图5是光照射电子设备表面的2D假手指产生的光路的示意图。

图6是本申请实施例的电子设备进行指纹检测时的示意性侧视图。

图7是本申请实施例的电子设备的示意性正视图。

图8是本申请实施例的一个使用真手指进行指纹检测的示意图。

图9是本申请实施例的一个使用假2D指纹进行指纹检测的示意图。

图10是本申请实施例的另一个使用真手指进行指纹检测的示意图。

图11是本申请实施例的另一个使用假2D指纹进行指纹检测的示意图。

图12是本申请实施例的另一个使用真手指进行指纹检测的示意图。

图13是本申请实施例的另一个使用假2D指纹进行指纹检测的示意图。

图14是本申请实施例的另一个使用真手指进行指纹检测的示意图。

图15是本申请实施例的另一个使用假2D指纹进行指纹检测的示意图。

图16是本申请实施例的不均匀光斑分布示意图。

图17是本申请实施例的一种滤光单元排列方式示意图。

图18是根据本申请实施例的指纹防伪的方法的示意性流程图。

图19是本申请实施例的一个指纹识别和防伪认证的流程示意图。

图20是本申请实施例的一个电子设备的示意图。

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和光学指纹模组130，其中，该光学指纹模组130设置在显示屏120下方的局部区域。该光学指纹模组130包括光学传感器，该光学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模组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，光学指纹模组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模组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模组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，可以使得光学指纹模组130的指纹检测区域103的面积大于光学指纹模组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，光学指纹模组130的指纹检测区域103也可以设计成与该光学指纹模组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2示出了图1所示的电子设备10的一种剖面示意图，如图2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包括所述感应阵列以及与所述感应阵列电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)；所述光学组件132可以设置在所述光检测部分134的感应阵列的上方，其可以具体包括滤光层(Filter)、导光层以及其他光学元件，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进行光学检测。

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芯片。其中，所述导光层可以具体为在半导体硅片制作而成的透镜(Lens)层，其具有多个透镜单元，从手指反射回来的反射光经所述透镜单元，并被其下方的光学感应单元接收，据此，所述感应阵列可以检测出手指的指纹图像。

在所述光学指纹模组130中，每一个透镜单元可以分别对应所述感应阵列的其中一个光学感应单元；可替代地，所述透镜单元跟所述感应阵列的光学感应单元之间也可以采用非一一对应的关系来降低产生莫尔条纹干扰，比如一个光学感应单元可以对应于多个透镜单元，或者，所述透镜单元也可以采用不规则排列的方式；采用不规则排列的透镜单元可以通过后期软件算法来对每一个感应单元检测到的反射光线进行校正。

应当理解的是，在具体实现上，所述终端设备10还包括透明保护盖板110，所述盖板110可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏120的上方并覆盖所述终端设备10的正面。因为，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110或者覆盖所述盖板110的保护层表面。

本申请实施例的一种适用于图2的镜头系统架构的光学指纹模组130的结构可以包括：红外滤光片(Infrared Filter，IR Filter)、IR滤光片贴合胶、芯片(DIE)、DIE贴合胶、柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)、补强板、支架和镜头系统等。

应理解，上述光学指纹模组130也可以包括其他部分，其具体构造可以参见现有技术，本申请实施例对此不作过多赘述。

作为另一种可能的实现方式，如图3示出了图1所示的电子设备10的另一种剖面示意，该指纹装置130可以是应用于超薄构造的光学指纹模组130的示意图。如图3所示，作为一种可选的实现方式，如图3所示，光学指纹模组130可以包括光检测部分134和光学组件132。所述光检测部分134包括所述感应阵列133(也可称为光学传感器)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，其可以在通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)上，比如光学成像芯片或者光学传感器。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，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所述感应阵列133进行光学检测。

在本申请的一些实施例中，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。比如所述光学组件132可以与所述光学检测部分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。

在本申请的一些实施例中，所述光学指纹模组130的感应阵列133的所在区域或者光感应范围对应所述光学指纹模组130的指纹检测区域103。其中，所述光学指纹模组130的指纹检测区域103(或者说显示屏120上的指纹检测区域103)可以等于或不等于所述光学指纹模组130的感应阵列133的所在区域的面积或者光感应范围，本申请实施例对此不做具体限定。

例如，通过光线准直方式进行光路引导，所述光学指纹模组130的指纹检测区域103可以设计成与所述光学指纹模组130的感应阵列的面积基本一致。

又例如，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会聚或者反射等光路设计，可以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。

另一方面，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，其可以设置在所述光路引导结构和所述光学传感器之间或者设置在所述显示屏120与所述光路引导结构之间，主要用于隔离外界干扰光对光学指纹检测的影响。其中，所述滤光层可以用于滤除穿透手指并经过所述显示屏120进入所述光学传感器的环境光，与所述光路引导结构相类似，所述滤光层可以针对每个光学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层同时覆盖所述多个光学传感器。

指纹识别模组130可以用于采集用户的指纹信息(比如指纹图像信息)。

以显示屏120采用具有自发光显示单元的显示屏为例，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。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，显示屏120向所述指纹检测区域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所述手指140内部散射而形成散射光(透射光)。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返回光。由于指纹的脊(ridge)141与谷(valley)142对于光的反射能力不同，因此，来自指纹脊的返回光151和来自指纹谷的返回光152具有不同的光强，返回光经过光学组件132后，被光学指纹模组130中的感应阵列133所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。

在其他替代方案中，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识别的光信号。在这种情况下，光学指纹模组130不仅可以适用于如OLED显示屏等自发光显示屏，还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。

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。

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。

应理解，上述仅描述了本申请实施例的指纹识别装置可以适用的两种结构示意图，但本申请实施例并不限于此。

附图1至3仅为本申请的示例，不应理解为对本申请的限制。

例如，本申请对光学传感器的数量、尺寸和排布情况不做具体限定，其可以根据实际需求进行调整。例如，光学指纹模组130可以包括多个呈方形或圆形分布的多个光学传感器。

考虑到光学指纹原理相较于电容指纹更容易被破解，尤其是成本低廉、易于获取的2D打印/提取类假指纹对光学指纹具有较大的威胁性。目前可以利用真手指收到光照射后会透射产生透射光，而假D2手指受到光照射后不会产生透射光的原理，对真手指和2D假指纹进行防伪认证。

具体地，如图4所示，仍然以如图1至图3所示的电子设备10为例，考虑到真手指140触摸在显示屏120上的指纹检测区域103时，假设该显示屏120包括的发光显示像素用于提供指纹识别的光源，那么其发出的光(即图5中的实线表示的入射光)照射手指140之后，可能会在手指140表面的指纹脊和指纹谷处发生反射和透射，对应产生图4中虚线表示的反射光和点划线表示的透射光，也就是说光学指纹装置130可以接收到的光可以包括手指表面的反射光和手指内部透射光。

然而，如图5所示，如果不是真的手指触摸在显示屏120上的指纹检测区域103进行指纹识别，而是2D假手指触摸指纹检测区域103，该2D假手指为一个平面，仍然假设该显示屏120包括的发光显示像素用于提供指纹识别的光源，那么其发出的光照射该假手指之后，只会产生反射光，也就是说光学指纹装置130可以接收到的光包括源于假指纹自身的反射光，而不包括透射光。

应理解，图4和图5中仅示例性的示出了一个方向的入射光的反射光和透射光，本申请对入射光的数量和角度不做限制。

因此，对于真手指和2D假指纹，可依据是否存在透射光原理进行真假区分。在显示屏120的指纹检测区域103中发光显示像素发光之后，产生的反射光和透射光会混合在一起，无法分别提取，导致该区分性原理不可用。而且目前利用透射光原理对真指纹和2D假指纹进行防伪认证的方法复杂度较高，其相应的指纹识别解锁时间长，因此，势必要寻求一种新的2D假指纹防伪方法。

因此，本申请实施例提出了一种指纹识别装置、指纹防伪的方法和电子设备，基于真手指和2D假指纹透射光的差异，进行指纹的防伪认证以及指纹识别。

图6示出了根据本申请实施例的电子设备20的局部示意图，该图6为电子设备20的侧视图，应理解，图6中仅示例性的示出了光照射手指后返回的返回光信号的示意图，针对不同构造的光路结构，其返回光信号可能会有不同，本申请实施例的图6只是示出了其中的一种可能的方式，但本申请实施例并不限于此；图7示出了根据本申请实施例的电子设备20的正视图。如图6和图7所示，该电子设备20包括显示屏200和指纹识别装置300，显示屏200位于指纹识别装置300的上方。

具体地，图6中的该显示屏200可以表示显示屏200的一部分，而并不是显示屏200的实际尺寸和大小；图7示出了显示屏200的正视图。该显示屏200可以对应于上述图1至图3中描述的电子设备10中的显示屏120，适用于上述关于显示屏120的相关描述，为了简洁，在此不再赘述。

另外，本申请实施例的电子设备20以该显示屏200包括能够自发光的若干发光显示像素为例进行描述，该发光显示像素可以用于显示图像。如图6和图7所示，该显示屏200包括指纹检测区域210，用于手指按压，即使用者在需要对该电子设备20进行解锁或者其他指纹识别的时候，只需要将手指按压在该指纹检测区域210，便可以实现指纹输入。其中，该指纹检测区域210可以对应于上述图1至图3中描述的电子设备10中的指纹检测区域103，适用于上述关于指纹检测区域103的相关描述，为了简洁，在此不再赘述。

在本申请实施例中，如图7所示，该显示屏200包括多个发光显示像素，该显示屏200包括指纹检测区域210，该指纹检测区域210还包括第一发光区域211和第二发光区域212，其中，所述第一发光区域中的发光显示像素发出的光不包括第一颜色光分量，所述第二发光区域的发光显示像素发出的光包括所述第一颜色光分量该第一发光区域211和第二发光区域212不重叠。

应理解，本申请实施例中的第一颜色分光量可以是以下颜色的中的任意一种：纯红色、纯蓝色、纯绿色。

为了便于理解，以下对本申请实施例的指纹识别装置进行描述时，以第一颜色光分量为红色光分量为例，但本申请实施例并不限于此。

利用所有颜色的光都是由RGB(红色、绿色、蓝色)组成的原理，且白色光源为R/G/B三色复合光的光源，对应到本申请实施例中的第一颜色光分量为红色光分量时，该第一发光区域211的发光显示像素发出的光可以是G/B的复合光，即青色光，而第二发光区域212的发光显示像素发出的光可以是白色光，但本申请实施例对此不做限制。

应理解，本申请实施例中的电子设备20的显示屏200下方设置有指纹识别装置300，该指纹识别装置300可以用于接收经过手指返回的光信号。

具体地，该指纹识别装置300可以包括：光学传感器、光路引导结构以及至少一个第一滤光单元，其中，光学传感器包括对应于所述第一发光区域211的第一感测区域，该光路引导结构设置于光学传感器的上方，该至少一个第一滤光单元设置在第一感测区域中的至少一个第一像素单元的上方，其中，每个第一滤光单元对应一个第一像素单元。

应理解，本申请实施例中的第一发光区域211对应于第一感测区域可以理解为第一感测区域可以接收第一发光区域返回的反射光信号，而不能接收第二发光区域返回的反射光信号；相应的，第二发光区域对应于第二感测区域可以理解为第二感测区域可以接收到第二发光区域返回的反射光信号，而不能接收到第一发光区域返回的反射光信号，本申请对此不做限制。

具体地，光路引导结构用于：将第一返回光信号中的第一光信号引导至第一感测区域，第一返回光信号包括第一发光区域211中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号，以及第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号。

也就是说，该第一感测区域不能接收第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号，由上述可知，由于第一发光区域211的发光显示像素发出的光不具有第一颜色光分量(此处可以是红色光分量)，所以第一发光区域211中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号就不具有红色光分量，而第二发光区域212中的发光显示像素发出的光包括红色光分量，因此，第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号是包括红色光分量的。

进一步地，至少一个第一滤光单元用于仅通过第一颜色光分量，至少一个第一像素单元接收到的第一光信号用于进行指纹防伪认证。

具体地，由于第一感测区域接收到的第一光信号中，只有来自第二发光区域212的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号包括红色光分量，因此，经过第一过滤单元的过滤之后，只有红色光分量才能透过第一过滤单元并进入光学传感器，而经过上述图4和图5中的透射原理可知，第二发光区域212的光只有在照射到真手指后才会发生透射，并返回透射光，而假的2D指纹是不能发生透射并返回透射光的，所以，只有使用真手指解锁时，第一感测区域才会接收到红色光分量，并判断当前为真手指，而当使用假指纹解锁时，第一感测区域由于接收不到红色光分量，因此，判断其为假指纹，从而实现了防伪认证。

为了便于理解，下面首先将上述实施例的内容以指纹识别装置300为镜头系统中的指纹识别装置300为例进行描述，图8示出了本申请实施例的一个装有指纹识别装置300的电子设备20的示意图。

应理解，由于本申请实施例中的各个部件在本申请实施例中的功能相同，因此，下文描述时，对于相同的部分使用了相同的附图标记。

如图8所示，该电子设备20包括显示屏200，其中显示屏200具有第一发光区域211和第二发光区域212，这些发光区域也可以称为显示屏上的光斑，其中，第一发光区域211可以为显示屏中示出的中间区域，其发光显示像素发出的光不包括红色光分量，第二发光区域212可以为除中间区域的边缘区域，其发光显示像素发出的光包括红色光分量。

该电子设备20还包括指纹识别装置300，其中，该指纹识别装置300包括：光学传感器310，光路引导结构320以及至少一个红色滤光片330。该光学传感器310包括第一感测区域311(即中间区域)，以及第二感测区域312，其中，该第一感测区域311中包括至少一个第一像素单元，至少一个第一滤光单元设置在至少一个第一像素单元的上方。

可选地，本申请实施例中的光路引导结构320可以具体为镜头系统中的支架的开孔，但本申请不限于此。

从图8中可以看出，显示屏200的第一发光区域211中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号，以及第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射手指140后返回的透射光信号可以进入图8中的第一感测区域311，而第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射手指140后返回的反射光信号不能进入第一感测区域311，由于对应于第一发光区域211的反射光信号和透射光信号没有红色光分量，对应于第二发光区域212的透射光信号带有红色光分量，上述光信号在经过第一感测区域中的第一像素单元上方的红色滤光片330之后，可以进入到第一像素单元由第一像素单元接收，因此，在使用真手指140进行指纹识别时，第一感测区域311可以接收到红色光分量。

作为相反的情况，图9示出了使用和图8中的相同的电子设备20时利用2D假指纹150进行指纹识别时的示意图。如图9所示，由于2D假指纹在受到光的照射后不会发生透射并返回透射光，因此，图9中的第一感测区域311只能接收到对应于第一发光区域211中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号，而不能接收到对应于第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号，由于第一发光区域211中的发光显示像素发出的光不具有红色光分量，因此，在经过光学传感器310上方的红色滤光片330的滤光之后，使用2D假指纹150时，第一感测区域311接收不到光信号。

综上所述，根据前述的真手指形成透射光的原理，就可以进行真手指140和假2D指纹150的防伪认证。

进一步地，本申请实施例中的指纹识别装置300在实现上述防伪认证的同时，可以实现指纹识别功能。

具体地，以下还是以图8和图9中示出的指纹识别装置300为例，但本申请并不限于此。

如图8所示，该指纹识别装置300还包括第二感测区域312，该第二感测区域312可以对应于第二发光区域212，可以对应于图8中的显示屏的边缘区域，该第二感测区域312可以包括多个第二像素单元。

该光路引导结构330还用于：将第二返回光信号中的第二光信号引导至第二感测区域312，第二返回光信号可以为第一发光区域211中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号，以及第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号。

也就是说，第二感测区域312不能接收来自第一发光区域211中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号。

本申请实施例中，图中的虚线可以表示为透射光信号，实线可以表示为反射光信号，应理解，本申请实施例中只是示例性的画出了部分返回光信号，本申请并不限于此。

进一步地，第二像素单元接收的第二光信号用于对手指进行指纹识别。

具体地，第二感测区域312可以利用接收到的上述第二光信号对指纹进行识别，其具体识别过程可以参考现有技术，本申请实施例对此不作过多赘述。

作为一个实施例，上文有描述第一感测区域311中包括至少一个第一像素单元可以为：第一感测区域311中的所有像素单元均为第一像素单元，这样可以实现更好的防伪认证。

然而，如果第一感测区域311中的所有像素单元均为第一像素单元，则由于缺失其中的某些指纹信息，可能会对最终指纹识别造成影响。

作为另一个实施例，该第一感测区域311中还可以包括多个第三像素单元，该多个第三像素单元上方没有设置红色滤光单元，因此，第三像素单元可以接收第一光信号中的所有光分量，所以，与上述第二感测区域312中的第二像素单元相同，该第三像素单元接收的第一光信号和第二像素单元接收的第二光信号可以共同用于指纹识别，从而在实现防伪认证的同时，保证了指纹识别的性能。

为了让本申请实施例中的第一感测区域311不能接收来自第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射到手指后返回的反射光信号，对应于图8和图9中的电子设备20，可以对其中的光路引导结构330进行限定。

具体地，该光路引导结构330可以包括：通光小孔，通光小孔可以使得第一发光区域211中的发光显示像素发出的光照射到手指后返回的反射光信号通过所述通光小孔到达光学传感器310，并使得第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射到手指后返回的反射光信号不能通过通光小孔到达光学传感器310。

具体地，以本申请实施例中的通光小孔为支架332内部安装的遮光层(或者，也可以称为光阑)上的开孔331为例，由小孔成像原理可知，第一感测区域311接收到的光信号的范围与第一发光区域211、开孔331以及光学传感器310可以接收的返回光的角度都有关系，为了限制第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射到手指后返回的反射光信号不能通过通光小孔313，可以设置本申请实施例中的开孔331的直径为0.1mm～0.5mm，相应地，设置第一发光区域211的直径为1mm～10mm，光学传感器310接收到的返回光信号的角度范围为20度～75度，三者配合，便可以保证第一感测区域311接收不到第二发光区域212中的发光显示像素发出的光照射到手指后返回的反射光信号。

或者，作为一种实现方式，通光小孔也可以为镜头内部的遮光层(或者，也可以称作光阑)上的开孔，该镜筒可以安装在支架上，具体可以参见现有技术，本申请实施例对此不作过多赘述。

为了实现更好的防伪认证，本申请实施例中的第一感测区域311的直径可以大于30um。

作为一个实施例，本申请实施例中的指纹识别装置300还可以包括透镜，可以对应于图8和图9中透镜340，设置于通光小孔的下方，用于将通过小孔的光信号成像至光学传感器310。

上文中图8和图9中的对本申请实施例中的指纹识别装置进行描述时，是以第一发光区域211位于指纹检测区域的中心区域为例进行描述的，可选地，本申请实施例中的第一发光区域211也可以位于指纹检测区域的边缘区域，相应的，第二发光区域212位于指纹检测区域的中心区域。

以下对本申请实施例中的第一发光区域211位于指纹检测区域的边缘区域为例，对本申请实施例的指纹识别装置进行描述。图10示出了本申请实施例的另一个使用真手指进行指纹检测的示意图。

如图10所示，与图8和图9的不同之处在于，本申请实施例的第一发光区域211位于指纹检测区域的边缘区域，第二发光区域212位于指纹检测区域的中心区域，具体结构与图8和图9中的相同，此处不再做重复赘述。

为了实现边缘区域的第一发光区域211的透射光差异，可以设置本申请实施例中的开孔331的直径也为0.1mm～0.5mm，相应的，第二发光区域212，即中间区域的有红光分量的白光区域的直径大于2.5mm，并且，配合与第二发光区域212对应的第二感测区域的直径小于930um。

具体地，真手指触摸指纹检测区域触发指纹检测时，第一发光区域211和第二发光区域212同时发光，其中，中间第二发光区域212中的带有红色光分量的白光照射手指后，其带有红光分量的反射光，受到开孔331开孔的大小，以及上述区域的大小限制，第一感测区域211无法接收到第二发光区域212的光照射手指之后返回的反射光信号，同时，第二发光区域212的带有红光分量的光会折射入手指，在手指中散开，此时可把手指当做光源，手指散出的透射光可以进入第一感测区域311内，即第一感测区域311可以接收到大角度的红色透射光。

另一方面，图11示出了本申请实施例的另一个使用假2D指纹进行指纹检测的示意图。如图11所示，由于2D假指纹150在受到光照射时只会发生反射，而不会发生折射，因此，第一感测区域211受到上述开孔以及发光区域和检测区域尺寸的限制，无法接收到具有红光分量的反射光信号，而2D假指纹不会发出透射光，因此，图11中的第一感测区域211接收不到光信号，基于以上第一感测区域211接收到的红光分量的透射光信号，就可以进行防伪认证。

以上对本申请实施例中的指纹识别装置进行描述时，是以镜头系统结构中的指纹识别装置为例进行描述的，如前所述，本申请实施例还可以应用于具有如图3所示的结构的指纹识别装置中，与上文中的镜头系统结构不同，具有如图3中的结构的指纹识别装置中的光路引导结构可以包括小孔阵列，具体地，图12给出了本申请实施例的另一个装有指纹识别装置的电子设备的示意图。

如图12所示，与图8至图11中的镜头系统结构不同，镜头系统中的光路引导结构中只有一个通孔，而本申请实施例中的光路引导结构可以包括小孔阵列，具体地，该光路引导结构可以包括微透镜阵列；至少一个挡光层，设置在微透镜阵列的下方，至少一个挡光层中的每一个挡光层设置有小孔阵列；微透镜阵列和小孔阵列形成与光学传感器的像素单元一一对应的多个导光通道，导光通道用于将第一光信号和/或第二光信号引导至对应的像素单元。

应理解，在图12中的光路引导结构中，上述导光通道引导的第一光信号和/或第二光信号可以具有特定的方向，例如，第一光信号和第二光信号通过挡光层和微透镜阵列形成的导光通道的方向可以全部为垂直的方向，或者也可以全部为相同角度的倾斜的方向，或者，也可以包括多个不同方向的导光通道，具体可以根据实际需要进行设定，本申请实施例对此不作限定。

上述结构可以参考现有技术中的相关的构造，本申请对此不作过多限制。

本申请实施例中对于该种光路结构的改进主要集中在小孔阵列的限定，因此，以下实施例中仅对关于与小孔阵列相关的内容进行描述，但本申请对此不作限制。

如图12所示，上述小孔阵列可以指图12中的包括多个小孔的光栅332，或者也可以以其他形式，本申请对此不作限制。

应理解，本申请中为了更清楚的显示光栅中间区域的反射光线和透射光线，部分光栅332没有画出，但是应理解，本申请实施例中的光栅322可以是等距离布置的。

首先以第一发光区域211位于指纹检测区域的中心区域为例进行描述，如图12所示，屏幕的中心区域没有红色光分量的第一发光区域211，边缘区域为有红色光分量(可以为白光)的第二发光区域212，对应地，光学传感器310中心的对应于第一发光区域211的区域为第一感测区域311，光学传感器310边缘的对应于第二发光区域212的区域为第二感测区域312，中间的光路引导结构320包括由光栅332形成的多个小孔3321。

为了保证第一感测区域311只能接收到来自第二发光区域212的光照射手指后的透射光，本申请实施例中的光栅上的小孔3321的直径可以设置为12.5um～50um，相应的，光学传感器310只能接收到固定角度的光，中间第一发光区域211的直径大于200um，第一感测区域311的直径大于200um。

当真手指触摸显示屏200的指纹检测区域时，第一发光区域211和第二发光区域212同时发光，第二发光区域212的白光照射手指后的带有红光分量的反射光不能进入第一感测区域311，而第二发光区域212的白光照射手指后，会折射进入手指，在手指中散开，手指散出的透射光可以通过小孔3321进入第一感测区域311，即第一感测区域311可以接收到小角度的红色透射光。

另一方面，图13示出了本申请实施例的另一个使用假2D指纹进行指纹检测的示意图。如图13所示，基于上述类似的分析，在使用假2D指纹进行指纹检测时，第一感测区域311接收不到带有红光分量的光信号，因此，基于真假手指透射光的差异，指纹识别装置可以实现防伪认证。

相似地，图12和图13中的第一发光区域211也可以位于指纹检测区域的边缘区域，如图14和图15所示，即，中间区域是带有红色光分量的第二发光区域212，边缘区域是没有红色光分量的第一发光区域211，此时，可以设置光栅上的小孔3321的直径为12.5um～50um，相应的，光学传感器310只能接收到固定角度的光，中间第二发光区域212的直径小于200um，第二感测区域311的直径小于200um，具体可以参考前述描述，此处不再做重复赘述。

基于前述类似的理由，边缘的第一感测区域311只能接收到来自第二发光区域212的光照射到手指之后的透射光，由于真假手指的透射光差异，可以实现防伪认证。

另外，在如图3以及图12至图15中的超薄架构中，由于在该架构中，其光路引导结构中的通孔可以是小孔阵列的形式，而不是镜头系统中的只包括一个通光小孔的结构，在如图12至15中的结构中，包括第一发光区域211和第二发光区域212的不均匀光斑区域可以放置在指纹检测区域的任意位置，如图16示出的本申请实施例中的几种不均匀光斑的示意图，只要第一发光区域211和第二发光区域212发出的光的颜色有差异就可以实现，应理解，图16中仅示例性的示出了几种分布示意，但是本申请对此不作限定。

应理解，上述两种结构的指纹识别装置，除光路引导结构不同之外，其余设置均相同，本申请实施例对此不做重复赘述。

作为一个实施例，上述两种结构的指纹识别装置还都可以包括多个第二滤光单元，第二滤光单元设置在前述多个第二像素单元和/或多个第三像素单元的上方，其中，每个第二滤光单元对应一个第二像素单元或第三像素单元，至少一个第二滤光单元用于阻止通过第一颜色光分量。具体地，对应于本申请实施例中的第一颜色光分量为红色光分量，如图8和9所示，该第二滤光单元可以为绿色滤光片350，该绿色滤光片350可以用于阻止通过红色光分量。

通过设置第二滤光单元，可以为整个光学传感器310中的像素单元设置背景色，第二滤光单元可以用于滤除第一滤光单元中的绿光分量，可以对防伪认证进行修正。或者可选地，也可以在第一感测区域内设置第二滤光单元，其可以用于滤除绿光分量，也可以对防伪认证起到修正作用。

或者，本申请实施例中的第二像素单元和/或第三像素单元的上方也可以不设置滤光单元，而是通过设置透明层的方式，本申请实施例对此不作限定。

应理解，为了便于表示红色滤光片330以及绿色滤光片350，在图8至图13中的两种滤光片分别覆盖了第一感测区域311和第二感测区域312，但应理解，本申请实施例中的滤光片是一一对应于像素单元的，其可以连续分别，也可以离散分布，本申请实施例对此不做限定。

如图17示出了本申请实施例中的第一滤光单元的分布图，在横向和纵向分别间隔两个像素单元分布，或者，也可以采用十字形的分布方式。

本申请实施例中的第一滤光单元可以按实际情况排布，本申请实施例对此不作限制。

作为一个实施例，为了保证本申请实施例的指纹识别装置在实现防伪认证的同时，还能保证良好的指纹识别性能，可以设置至少一个第一滤光单元的数量与第一感测区域311包括的像素单元的的总数量的比例小于第一阈值。

例如，该第一阈值可以是5％。

作为一个实施例，本申请实施例中的第一感测区域312周围的一圈第二感测区域311中的多个所述第二像素单元上方，可以设置有多个第一滤光单元，多个第一滤光单元与多个第二像素单元一一对应。

应理解，本申请实施例中的返回光信号进入第一感测区域311的范围可能是一个圆形，而像素单元可能是方形，这种情况下就会造成第一感测区域311的部分像素单元接收到的光信号还可能来自于第二发光区域212中的反射光信号，这样就不容易区分只接收到第一光信号的像素单元，通过在第一感测区域311的周围的第二像素单元添加第一滤光单元，可以让接收到第二光信号的第二像素单元与接收第一光信号的第一像素单元形成对比，从而更好的进行防伪认证。

作为一个实施例，为了减少环境光中的红外光的影响，本申请实施例中的指纹识别装置还可以包括红外截止滤光层，如图8至图15所示，该红外截止滤光层360设置于光学传感器310的上方，用于滤除环境光中的红外光。应理解，红外截止滤光层可以滤除环境光中的大部分红外光，并且还可以滤除大部分的红光。

其中，对应于本申请实施例中的第一颜色光分量为红色光分量的情况，红外截止滤光层360还可以滤除掉第一光信号和第二光信号中的大部分红光分量，因此，光学传感器310获取的数据只有少量的红光差异，这样可以减少对指纹识别的影响。

作为一个实施例，为了减少颜色光分量的差异对指纹识别的影响，可以设置第二发光区域212朝向第一发光区域211的方向的发光的颜色为渐变色，例如，本申请实施例中的第一发光区域211为青光，第二发光区域212为白光时，可以设置第二发光区域212的发光的颜色由白光向青光渐变，逐渐过渡到第一发光区域211的青色光，这样也可以减少对指纹识别的影响。

作为一个实施例，本申请实施例中的第二发光区域212的面积可以大于第一发光区域211的面积，这样可以保证在实现防伪认证的同时，实现良好的指纹识别性能。可选地，本申请实施例中的第一发光区域211的面积小于光学传感器310的视场面积。

可选地，本申请实施例中第一发光区域211相对于指纹检测区域的中心点对称分布。

可选地，本申请实施例中的第一发光区域11可以为方形或者也可以为圆形，本申请实施例对此不作限制。

上述都是以本申请实施例中的第一颜色光分量为红色进行描述，当第一颜色光分量为红色时，相对应的，第一滤光单元为红色滤光单元，第二滤光单元可以为绿色滤光单元，可选地，本申请实施例中的第一颜色光分量也可以为其他颜色，只要其与对应的第一滤光单元的颜色相互配合就可以实现本申请实施例中的指纹防伪认证以及指纹识别功能。

例如，可以采用第一发光区域211不包括蓝光分量，第一滤光单元仅通过蓝色或紫色分量，并配合第二滤光单元通过绿色或黄色光分量；或者，也可以通过第一发光区域211不包括红色分量，第一滤光单元仅通过红色光分量，并配合第二滤光单元仅通过绿色和黄色光；或者，也可以第一发光区域211只有绿光分量，第一滤光单元仅通过红色光分量，并配合第二滤光单元绿色光分量；或者第一发光区域211不包括绿色光分量，第一滤光单元仅通过绿色或黄色光分量，并配合第二滤光单元通过蓝色或紫色光，上述仅示例性的举出了几种可能实现的方式，但本申请实施例并不限于此。

作为一个实施例，本申请实施例中的指纹识别装置还包括处理器，用于根据至少一个第一像素单元接收到的第一光信号的光强，确定手指是否为真手指。

具体地，若所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号的光强大于或者等于预设值，所述处理器用于确定所述手指为真手指；若所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号的光强小于所述预设值，所述处理器用于确定所述手指为假手指。

图18示出了本申请实施例的指纹防伪的方法1800的示意性流程图。应理解，该方法1800可以由具有显示屏的电子设备执行，例如，该电子设备可以为上述电子设备10或者20，例如，该电子设备10或者20可以包括处理器或者处理单元；或者电子设备的指纹识别装置300中可以包括处理器或者处理单元，以用于执行该方法1800。

如图18所示，该方法1800包括：

S1810，获取触摸在显示屏的指纹检测区域的手指的第一光信号，该指纹检测区域包括第一发光区域和第二发光区域，其中，第一发光区域中的发光显示像素发出的光不包括第一颜色光分量，第二发光区域的发光显示像素发出的光包括第一颜色光分量，该指纹识别装置包括光学传感器、光路引导结构以及至少一个滤光单元，该第一光信号为第一返回光信号中经过该光路引导结构引导至该光学传感器中的光信号，该第一返回光信号包括该第一发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号，以及第二发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号，该光学传感器包括对应于该第一发光区域的第一感测区域。

S1820，根据该第一感测区域接收到的该第一光信号，对该手指进指纹防伪认证。

可选地，作为一个实施例，根据该第一感测区域接收到的该第一光信号，对该手指进指纹防伪认证包括：若所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号的光强大于或者等于预设值，所述处理器用于确定所述手指为真手指；若所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号的光强小于所述预设值，所述处理器用于确定所述手指为假手指。

可选地，作为一个实施例，该光学传感器包括对应于该第二发光区域的第二感测区域，该方法1800还包括：根据该第二感测区域接收到的第二光信号，对该手指进行指纹识别，其中，该第二光信号为所述第一发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号，以及所述第二发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号。

可选地，作为一个实施例，该光学传感器中的第一感测区域中还包括多个第三像素单元，该方法1800还包括：根据第二感测区域接收到的第二光信号，以及第一感测区域中的第三像素单元接收到的第一光信号对该手指进行指纹识别。

本申请实施例的指纹防伪方法，可以通过不同颜色的发光区域形成透射光的差异，然后结合具有第一滤光单元的像素单元接收的数据进行防伪认证，并利用不具有第一滤光单元的像素单元接收的数据进行指纹识别，从而可以同时实现指纹防伪认证和指纹识别的双重功能，降低了防伪认证的复杂度，并相应提高了指纹解锁的速度。

图19示出了本申请实施例的一个指纹解锁和防伪认证的流程示意图。如图19所示：

S1901，识别开始。

S1902，检测是否有手指触摸。

如果有手指触摸，转入步骤S1903，若没有，转入S1902。

S1903，不均匀光斑点亮。可以是本申请实施例中的第一发光区域和第二发光区域。

S1904，采集光学传感器的数据。

S1905，利用不带有彩色滤光片的像素单元采集的数据进行指纹识别。

应理解，此处所述的不带有彩色滤光片的像素单元可以指前述非第一像素单元之外的像素单元，如前述的第二像素单元和第三像素单元。

S1906，确认指纹是否匹配成功，若匹配成功，转入步骤S1906，若不成功，转入S1902。指纹识别过程可以参考现有技术，本申请实施例对此不作过多赘述。

S1907，利用带有彩色滤光片的像素单元采集的数据进行透射光计算。

应理解，此处带由彩色滤光片的像素单元可以指前述带有第一滤光单元的第一像素单元。具体透射光的计算可以通过计算接收到的光信号的光强来计算，本申请实施例对此不作过多赘述。

S1908，根据计算结果判断手指真假，若是，则进入S1909，否则，转入S19010。

S1909，识别成功，进入步骤S1911，结束本次识别。

S19010，识别失败，转入S1911，结束本次识别。

通过本申请实施例的不均匀光斑形成的透射光差异，并结合带有彩色滤光片的像素单元的数据进行计算，从而可以实现防伪认证，同时，利用不带有彩色滤光片的数据进行指纹识别，从而可以同时实现指纹识别和防伪认证的功能，与现有技术相比，本申请实施例的防伪认证方案复杂度更低，相应的指纹解锁的时间更短。

应理解，本申请实施例的方法1800可以由电子设备中的处理单元或者处理器执行。具体地，图20示出了本申请实施例的电子设备2000的示意性框图。如图20所示，该电子设备2000包括显示屏2010、指纹识别装置2020和处理单元2030。其中，该显示屏2010可以对应于图8至图15中电子设备中的显示屏，并适用于显示屏的相关描述；指纹识别装置2020可以对应于图8至图15中电子设备中的指纹识别装置，并适用于指纹识别装置的相关描述，为了简洁，在此不再赘述。并且，该处理单元2030可以用于执行本申请实施例的方法1500，该处理单元2030可以为位于电子设备2000中的处理单元或者处理器，或者该处理单元2030也可以为位于指纹识别装置2020中的处理单元或者处理器，本申请实施例并不限于此。

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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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权利要求的保护范围为准。

Claims (35)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，设置于电子设备的显示屏下方，所述显示屏包括指纹检测区域，所述指纹检测区域包括第一发光区域和第二发光区域，其中，所述第一发光区域中的发光显示像素发出的光不包括第一颜色光分量，所述第二发光区域的发光显示像素发出的光包括所述第一颜色光分量，

所述指纹识别装置包括：

光学传感器，所述光学传感器包括对应于所述第一发光区域的第一感测区域；

光路引导结构，设置于所述光学传感器的上方，用于将第一返回光信号中的第一光信号引导至所述第一感测区域，所述第一返回光信号包括所述第一发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号，以及所述第二发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号；

至少一个第一滤光单元，设置在所述第一感测区域中的至少一个第一像素单元的上方，其中，每个第一滤光单元对应一个第一像素单元，所述至少一个第一滤光单元用于仅通过所述第一颜色光分量，所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号用于进行指纹防伪认证。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学传感器还包括对应于所述第二发光区域的第二感测区域，所述第二感测区域包括多个第二像素单元；

所述光路引导结构还用于：

将第二返回光信号中的第二光信号引导至所述第二感测区域，所述第二返回光信号为所述第一发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的透射光信号，以及所述第二发光区域中的发光显示像素发出的光照射手指后返回的反射光信号和透射光信号；

所述第二像素单元接收的所述第二光信号用于对所述手指进行指纹识别。

3.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一感测区域还包括多个第三像素单元，所述第三像素单元接收的所述第一光信号和所述第二像素单元接收的所述第二光信号用于对所述手指进行指纹识别。

4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光路引导结构包括：

通光小孔，所述通光小孔使得所述第一发光区域中的发光显示像素发出的光照射到手指后返回的反射光信号通过所述通光小孔到达所述光学传感器，并使得所述第二发光区域中的发光显示像素发出的光照射到手指后返回的反射光信号不能通过所述通光小孔到达所述光学传感器。

5.根据权利要求4所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光路引导结构还包括：

透镜，设置于所述通光小孔的下方，用于将通过所述通光小孔的光信号成像至所述光学传感器。

6.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光路引导结构包括：

微透镜阵列；

至少一个挡光层，设置在所述微透镜阵列的下方，所述至少一个挡光层中的每一个挡光层设置有小孔阵列；

所述微透镜阵列和所述小孔阵列形成与所述光学传感器的像素单元一一对应的多个导光通道，所述导光通道用于将所述第一光信号和/或第二光信号引导至对应的像素单元。

7.根据权利要求4所述的指纹识别装置，其特征在于，所述通光小孔的直径为0.1mm~0.5mm。

8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一发光区域的直径为1mm~10mm。

9.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光学传感器接收到的返回光信号的角度范围为20度~75度。

10.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一感测区域的直径大于30um。

11.根据权利要求6所述的指纹识别装置，其特征在于，所述小孔阵列中的每个小孔的直径为12.5um~50um。

12.根据权利要求11所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一发光区域的半径大于100um。

13.根据权利要求11所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一感测区域的半径大于100um。

14.根据权利要求4所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一发光区域位于所述指纹检测区域的中心区域。

15.根据权利要求4所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二发光区域的直径大于2.5mm。

16.根据权利要求15所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二感测区域的直径小于930um。

17.根据权利要求6所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二发光区域的直径小于100um。

18.根据权利要求17所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二感测区域的半径小于100um。

19.根据权利要求15所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二发光区域位于所述指纹检测区域的中心区域。

20.根据权利要求3-19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：

多个第二滤光单元，设置在所述多个第二像素单元和/或所述多个第三像素单元的上方，其中，每个第二滤光单元对应一个第一像素单元或第三像素单元，所述至少一个第二滤光单元用于阻止通过所述第一颜色光分量。

21.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，围绕所述第一感测区域周围的一圈所述第二感测区域中的多个所述第二像素单元上方，设置有多个所述第一滤光单元，所述多个第一滤光单元与多个所述第二像素单元一一对应。

22.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光路引导结构还包括：

红外截止滤光层，设置在所述光学传感器的上方，用于滤除环境光中的红外光。

23.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述至少一个第一滤光单元的数量与所述第一感测区域包括的像素单元的总数量的比例小于第一阈值。

24.根据权利要求23所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一阈值为5%。

25.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二发光区域的面积大于所述第一发光区域的面积。

26.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一发光区域的面积小于所述光学传感器的视场面积。

27.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一发光区域相对于所述指纹检测区域的中心点对称分布。

28.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一发光区域为方形或者圆形。

29.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一颜色光分量为以下颜色的中的任意一种：纯红色、纯蓝色、纯绿色。

30.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二发光区域的发光显示像素发出的光的颜色为渐变色。

31.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一滤光单元或第二滤光单元为彩色滤光材料，所述彩色滤光材料包括红色滤光材料、绿色滤光材料和蓝色滤光材料中的至少一种。

32.根据权利要求3-19中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一滤光单元或第二滤光单元为彩色滤光片，所述彩色滤光片为红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片中的一种。

33.根据权利要求3-19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：

处理器，用于根据所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号的光强，确定所述手指是否为真手指。

34.根据权利要求33所述的指纹识别装置，其特征在于，若所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号的光强大于或者等于预设值，所述处理器用于确定所述手指为真手指；

若所述至少一个第一像素单元接收到的所述第一光信号的光强小于所述预设值，所述处理器用于确定所述手指为假手指。

35.一种电子设备，其特征在于，包括：

显示屏；以及

根据权利要求1至34中任一项所述的指纹识别装置，所述指纹识别装置设置于所述显示屏下方，以实现屏下光学指纹防伪认证。