CN113642371A - 指纹成像装置和指纹成像方法 - Google Patents

Abstract

一种指纹成像装置和指纹成像方法，所述指纹成像装置包括：显示模块，所述显示模块适于显示预设的光源图样以产生光线；感测面，所述显示模块所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；成像模块，所述成像模块适于对所述感测光进行成像。本发明技术方案能够有效提高获得指纹图像的安全性，而且不用增大指纹成像装置的面积，能够实现安全性和小型化的兼顾。

Description

指纹成像装置和指纹成像方法

技术领域

本发明涉及指纹成像领域，特别涉及一种指纹成像装置和指纹成像方法。

背景技术

指纹识别技术通过指纹成像装置采集到人体的指纹图像，然后与指纹识别系统里已有指纹信息进行比对，以实现身份识别。由于使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁系统，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。

指纹识别技术中所采用的指纹成像装置，有一种是通过光学的方法进行人体指纹图像的采集：手指按压在感测面上后，由光源产生的光线投射至感测面，在感测面上发生反射和折射，从而形成携带有指纹信息的感测光；由光学图像传感器采集所述反射光，进而获得指纹图像。

指纹成像装置被越来越多的应用于笔记本电脑、平板电脑、手机等移动装置内，从而使相关移动装置实现自动解锁和功能。特别是手机的指纹识别，更是应用广泛。

指纹成像装置的广泛应用，对其安全性提出了越来越高的要求。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种指纹成像装置和指纹成像方法，以提高安全性。

为解决上述问题，本发明提供一种指纹成像装置，包括：

显示模块，所述显示模块适于按照预设的光源编码显示光源图样以产生光线，所述光源编码包括至少一个光源图样；感测面，所述显示模块所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；成像模块，所述成像模块适于对所述感测光进行成像。

可选的，所述显示模块包括多个显示组，所述多个显示组同时显示所述光源图样。

可选的，所述多个显示组同时显示多个不同的光源图样。

可选的，相邻的所述显示组显示不同的光源图样。

可选的，所述显示模块包括一个或多个显示组，在预设的成像时间段内，所述显示组依次显示多个所述光源图样。

可选的，所述显示组依次显示多个不同的所述光源图样。

可选的，所述光源图样明暗交替的空间周期与指纹的空间周期相适应。

可选的，所述光源图样至少选自：+形图样、—形图样、X形图样、Z形图样、M形图样、L形图样以及Y形图样。

可选的，所述显示模块包括：OLED显示屏。

可选的，所述指纹成像装置为屏下指纹成像装置。

可选的，所述成像模块对所述感测光进行成像以获得指纹照片；所述指纹成像装置还包括：处理模块，所述处理模块基于所述光源编码和所述指纹照片获得指纹图像。

可选的，所述处理模块包括：函数单元，所述函数单元根据所述光源图样获得所述光源图样相对应的点扩散函数；编码单元，所述编码单元基于所述光源图样相对应的点扩散函数获得所述光源编码相对应的点扩散函数；计算单元，所述计算单元根据所述光源编码相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

可选的，所述编码单元基于所述光源图样相对应的点扩散函数的线性组合获得所述光源编码的点扩散函数。

可选的，所述处理模块还预先存储有所述光源编码用以控制所述显示模块显示所述光源图样的光源编码。

相应的，本发明还提供一种指纹成像方法，包括：

按照预设的光源编码显示光源图样以产生光线，所述光源编码包括至少一个光源图样；所产生的光线在感测面上形成携带有指纹信息的感测光；对所述感测光进行成像。

可选的，按照预设的光源编码显示光源图样的步骤中，同时显示多个所述光源图样。

可选的，按照预设的光源编码显示光源图样的步骤中，同时显示多个不同的光源图样。

可选的，按照预设的光源编码显示光源图样的步骤中，相邻的光源图样不相同。

可选的，在预设的成像时间段内，依次显示多个所述光源图样。

可选的，依次显示多个不同的所述光源图样。

可选的，所述光源图样明暗的空间周期与指纹的空间周期相适应。

可选的，所述光源图样至少选自：+形图样、—形图样、X形图样、Z形图样、M形图样、L形图样以及Y形图样。

可选的，对所述感测光进行成像的步骤包括：对所述感测光成像以获得指纹照片；对所述感测光成像以获得指纹照片之后，所述指纹成像方法还包括：基于所述光源编码和所述指纹照片获得指纹图像。

可选的，获得所述指纹图像的步骤包括：根据所述光源图样获得所述光源图样相对应的点扩散函数；基于所述光源图样相对应的点扩散函数获得所述光源编码相对应的点扩散函数；根据所述光源编码相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

可选的，获得所述光源编码相对应的点扩散函数的步骤中，基于所述光源图样相对应的点扩散函数的线性组合获得所述光源编码的点扩散函数。

可选的，采用OLED显示屏按照所述预设的光源编码显示光源图样以产生光线。

可选的，所述指纹成像方法应用于屏下指纹成像装置中。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

所述显示模块通过显示包括至少一个光源图样的光源编码的方式产生光线以进行指纹成像；因此所述光源编码中光源图样的形状会影响感测光的成像结果，只有获得准确的光源图样才能获得清晰的指纹图像，也就是说，本发明的指纹成像装置能够通过所述光源图样对指纹成像进行编码，从而能够有效提高获得指纹图像的安全性，有利于指纹成像装置的广泛应用。

本发明的指纹成像方法中，通过显示包括至少一个光源图样的光源编码的方式产生光线，进而进行指纹成像；其中，光源图样的形状会影响感测光的成像结果，只有获得准确的光源图样才能获得清晰的指纹图像；所以，本发明的指纹成像方法能够通过包括至少一个光源图样的光源编码对所述指纹图像进行“加密”，而必须在获得预设的光源编码的基础上才能“解码”以获得清晰的指纹图样；可见，本发明指纹成像方法的采用能够有效提高指纹成像的安全性。

本发明可选方案中，所述光源编码包括一个或多个光源图样，所述显示模块包括多个显示组，每个所述显示组显示一个所述光源图样，也就是说，当光源图样为多个时，所述多个显示组同时显示多个所述光源图样；或者，在预设的成像时间段内，所述显示组依次显示多个所述光源图样，也就是说，所述多个光源图样依次被显示。增加光源编码中光源图样的数量，能够有效提高光源编码的复杂程度，有利于进一步提高指纹成像装置获得指纹图像的安全性。

本发明可选方案中，所述多个显示组分别显示不同的光源图样，即同时显示多个不同的所述光源图样；或者，所述显示组依次显示多个不同光源图样。多个不同光源图样的显示，能够有效提高光源编码的复杂程度，有利于提高获得指纹图像的安全性，有利于指纹成像装置的广泛应用。

本发明可选方案中，所述光源图样明暗交替的空间周期与指纹的空间周期相适应，也就是说，所述光源图样明暗交替的空间周期与指纹峰谷交替的空间周期相适应，从而能够增强光源图样对感测光成像结果的影响，能够有效加强指纹图像安全性提高的效果。

本发明可选方案中，所述显示模块包括OLED显示屏，所述指纹成像装置可以设置为屏下指纹成像装置，因此无需额外设置即可既保证屏占比，又实现所述显示模块显示光源图样的功能；而且还能够在无需增大指纹图像、无需增加指纹图像细节的前提下，有效提高指纹成像的安全性。

附图说明

图1是本发明指纹成像装置一实施例的结构示意图；

图2是图1所示指纹成像装置中显示模块110的沿A方向的俯视结构示意图；

图3是图2所示指纹成像装置实施例中光源图样o_i对应所获得的指纹照片y_i；

图4是图1所示指纹成像装置中处理模块140的功能框图；

图5是本发明指纹成像方法一实施例的流程图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中的指纹成像装置的安全性有待提高。

现有指纹成像装置所采用的光源，往往是均匀光源(面光源或线光源)，或者是点光源；指纹成像装置中光学系统的点扩散函数一般相对比较简单，当感测光成像后根据与之对应的均匀光源或者点光源的点扩散函数即可获得指纹图像，而均匀光源或点光源的点扩散函数是众所周知的，因此影响了指纹成像装置的安全性。

另一方面，现有技术中往往通过增大指纹图像的面积以提高指纹成像装置的安全性。但是这种方法往往会增大指纹成像装置的面积，影响指纹成像装置的应用环境，特别是指纹成像装置与显示屏设置在一起的时候，往往会影响设备的屏占比，影响电子设备的使用体验。

为解决所述技术问题，本发明提供一种指纹成像装置，包括：显示模块，所述显示模块适于显示预设的光源图样以产生光线；感测面，所述显示模块所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；成像模块，所述成像模块适于对所述感测光进行成像。

本发明技术方案能够有效提高获得指纹图像的安全性，而且不用增大指纹成像装置的面积，能够实现安全性和小型化的兼顾。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1，示出了本发明指纹成像装置一实施例的结构示意图。

所述指纹成像装置包括：

显示模块110，所述显示模块110适于按照预设的光源编码显示光源图样以产生光线，所述光源编码包括至少一个光源图样；感测面120，所述显示模块110所产生的光线在所述感测面120上形成携带有指纹信息的感测光123；成像模块130，所述成像模块130适于对所述感测光123进行成像。

所述显示模块110通过显示包括至少一个光源图样的光源编码的方式产生光线以进行指纹成像；因此所述光源编码中光源图样的形状会影响感测光的成像结果，只有获得准确的光源图样才能获得清晰的指纹图像，也就是说，本发明的指纹成像装置能够通过所述光源图样对指纹成像进行编码，从而能够有效提高获得指纹图像的安全性，有利于指纹成像装置的广泛应用。

而且，所述指纹成像设置在提高指纹图像安全性的同时，无需增大指纹图像的面积，因此也无需对现有成像模块的结构进行改变，无需改变现有成像模块的结构和工艺要求，能够同时实现安全性、小型化以及低成本。

下面结合附图详细说明本发明实施例。

所述显示模块110作为光源用以产生光线，进行指纹成像。

本实施例中，所述显示模块110包括：OLED显示屏，所述指纹成像装置为屏下指纹成像装置，即所述成像模块130设置于OLED显示屏的正下方。采用OLED显示屏的屏下指纹成像装置能够既保证较大的屏占比，又实现指纹成像功能，能够有效提高用户体验。

结合参考图2，示出了如图1所示本发明指纹成像装置中显示模块110的沿A方向的俯视结构示意图。

本实施例中，所述光源编码O包括一个或多个光源图样o_i，因此如图2所示，所述显示模块110包括多个显示组111，所述多个显示组111同时显示所述光源图样o_i，即每一个显示组111都能够独立显示所述光源图样o_i，也就是说，每一个显示组都显示一个光源图样o_i，所有显示组所显示的光源图样o_i构成了所述指纹成像装置的光源编码O。

在一些实施例中，所述显示模块110包括多个分立的显示组111，所述多个分立的显示组111可以具有相同或者不同的间隔，所述多个分立的显示组111可以是所述显示模块110中的多个显示区域。

具体的，所述多个显示组111同时显示不同的光源图样o_i，从而能够有效提高所述光源编码O的复杂程度，能够有效提高所述光源编码O中所述光源图样o_i的复杂性，从而能够有效提高指纹成像装置获得指纹图像的安全性。

需要说明的是，本发明其他实施例中，所述多个显示组也可以同时显示相同的光源图样；本发明另外的实施例中，所述多个显示组也可以部分显示相同的光源图样。本发明对显示组是否显示相同的或不同的光源图样并不限定。

此外，位置相邻的所述显示组111显示不同的光源图样o_i，从而增加光源图样o_i的复杂性，提高指纹成像装置的安全性。

为了能够进一步增加所述光源编码O中光源图样o_i的复杂性，提高所述指纹成像装置的安全性，本实施例中，在预设的成像时间段内，所述显示组111依次显示多个所述光源图样o_i。

具体的，时序上相邻的所述显示组111显示不同的光源图样o_i，从而增加光源图样o_i的复杂性，提高指纹成像装置的安全性。

具体的，所述显示组111依次显示多个不同的所述光源图样o_i，以进一步增加所述光源图样o_i的复杂程度，以提高所述指纹成像装置的安全性。

此外，为了加强所述光源图样o_i变化对指纹图像获得过程的影响，本实施例中，所述光源图样o_i明暗交替的空间频率与指纹的空间频率相适应，也就是说，所述光源编码O的光源图样o_i中，发光部分和不发光部分交替出现的周期长度与指纹波峰波谷交替出现的周期长度相近。

另一方面，所述光源图样o_i本身的复杂性会影响与之相对应的点扩散函数的复杂性，从而会影响指纹图像获得过程计算量的大小，因此为了实现计算效率和安全性的兼顾，本实施例中，如图2所示，所述光源图样o_i至少选自：+形图样(如图2中所示的光源图样o₊)、X形图样(如图2中所示的光源图样o_X)以及Z形图样(如图2中所示的光源图样o_Z)。本发明其他实施例中，所述光源图样还可以从—形图样、M形图样、L形图样以及Y形图样等中选择。本发明对此并不限制。

继续参考图1，所述指纹成像装置还包括：感测面120。所述感测面120用于提供手指接触或按压的表面。

本实施例中，所述指纹成像装置为采用OLED显示屏的屏下指纹成像装置，所述感测面120为OLED显示屏盖板玻璃的表面。手指与盖板玻璃的表面相接触以进行指纹图像的采集。

具体的，手指放置在所述盖板玻璃上后，所述显示模块110所产生的光线投射至所述感测面120上，并在所述感测面120上发生反射和折射，从而形成携带有指纹信息的感测光123。

所述成像模块130对所述感测光进行成像以获得指纹照片。具体的，所述成像模块130采集所述感测光123进行成像并进行光电转换，进而获得指纹照片。

在一些实施例中，所述成像模块130可以是光电传感器，包括感光像素阵列，每个像素包括光敏二极管或者光敏晶体管。

在一些实施例中，所述成像模块130可以包括TFT电路区域和光侦测薄膜晶体管区域，所述光侦测薄膜晶体管区域设置有光敏薄膜晶体管。

光学系统中，点扩散函数(Point Spread Function，PSF)描述了一个成像系统对一个点光源的响应。因此，点扩散函数与指纹图像卷积的结果就是所述感测光的成像结果，即指纹照片，可以表示为：

y＝h(o)*x

其中，y表示指纹照片，x表示指纹图像，h(o)表示点扩散函数，o表示光源图样。

本实施例中，所述光源编码O包括多个光源图样o_i，所述显示模块110包括多个显示组111，所述多个显示组111分别显示所述光源图样o_i；每个所述光源图样o_i均可以获得一个与之对应的指纹照片，因此每个光源图样o_i与指纹图像卷积的结果就是与所述光源图样o_i相对应的指纹照片，可以表示为：

y_i＝h(o_i)*x

其中，o_i表示光源图样，x表示指纹图像，h(o_i)表示光源图样o_i对应的点扩散函数，y_i表示光源图样o_i对应获得的指纹照片。

所述成像模块130是对所述感测光进行成像，因此所有光源图样o_i所获得指纹照片的叠加即是所述成像模块130所获得的指纹照片，可以表示为：

其中，h(O)表示光源编码对应的点扩散函数，x表示指纹图像，o_i表示光源图样，h(o_i)表示光源图样o_i对应的点扩散函数，m_i表示光源图样o_i在光源编码O中的权重，Y表示成像模块130所获得的指纹照片。

具体的，根据所述光源图样o_i所对应点扩散函数的线性组合获得所述光源编码O的点扩散函数，所以所述成像模块130所获得的指纹照片，可以表示为：

其中，h(O)表示光源编码对应的点扩散函数，x表示指纹图像，o_i表示光源图样，h(o_i)表示光源图样o_i对应的点扩散函数，m_i表示光源图样o_i在光源编码O中的权重，Y表示成像模块130所获得的指纹照片。

所以，结合参考图1，所述指纹成像装置还包括：处理模块140，所述处理模块140基于所述光源编码O和所述指纹照片获得指纹图像。

需要说明的是，所述处理模块140内还预先存储有所述光源编码O用以控制所述显示模块110显示包括多个所述光源图样o_i。

所以，本实施例中，所述处理模块140与所述成像模块130相连，从所述成像模块130获得指纹照片；所述处理模块140内还预先存储有所述光源编码O；所述处理模块140根据所述光源编码O和所述指纹照片获得指纹图像。

结合参考图3，示出了图2所示指纹成像装置实施例中光源图样o_i对应所获得的指纹照片y_i。

如图3所示，指纹照片y₊与图2中所示的光源图样o₊相对应，指纹照片y_X与图2中所示的光源图样o_X相对应，指纹照片y_Z与图2中所示的光源图样o_Z相对应，由此可见，不同光源图样o_i所对应的点扩散函数并不相同，因此成像所获得的指纹照片y_i并不相同，所以只有获得与之光源图样o_i相对应的点扩散函数才能得到准确、清晰的指纹图像。

所以，在所述光源编码O和所述指纹照片的基础上，所述处理模块140能够得到清晰准确的指纹图像；而且也只有预先存储有所述光源编码O的处理模块140能够得到清晰准确的指纹图像；可见，所述指纹成像装置获得指纹图像的过程被所述光源编码所加密，所述指纹成像装置的安全性得以加强。

结合参考图4，示出了图1所示指纹成像装置中处理模块140的功能框图。

本实施例中，所述处理模块140包括：函数单元141，所述函数单元141根据所述光源图样o_i获得所述光源图样o_i相对应的点扩散函数；编码单元142，所述编码单元142基于所述光源图样o_i相对应的点扩散函数获得所述光源编码O相对应的点扩散函数；计算单元143，所述计算单元143根据所述光源编码O相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

具体的，所述函数单元141内预先存储有包括多个所述光源图样o_i的光源编码O，所述函数单元141根据所述光源图样o_i获得所述光源图样o_i相对应的点扩散函数。

所述编码单元142与所述函数单元141相连，从所述函数单元141获得所述光源图样o_i相对应的点扩散函数；所述编码单元142基于所述光源图样o_i相对应的点扩散函数获得所述光源编码O相对应的点扩散函数。

具体的，所述编码单元142基于所述光源图样o_i相对应的点扩散函数的线性组合获得所述光源编码O的点扩散函数。

所述计算单元143与所述编码单元142相连，从所述编码单元获得所述光源编码O相对应的点扩散函数；所述计算单元143与所述成像模块130相连，从所述成像模块130获得指纹照片；所述计算单元143根据所述光源编码O的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

具体的，所述计算单元143在所述成像模块130所获的的指纹照片和所述光源编码O的点扩散函数的基础上，通过盲反卷积(blind deconvolution)的计算即可获得指纹图像。具体的，所述计算单元143通过艾迪描述(Eddy’s description)的方法进行盲反卷积计算。

相应的，本发明还提供一种指纹成像方法，具体包括：显示预设的光源编码以产生光线，所述光源编码包括至少一个光源图样；所产生的光线在感测面上形成携带有指纹信息的感测光；对所述感测光进行成像。

通过显示包括至少一个光源图样的光源编码的方式产生光线，进而进行指纹成像；其中，光源图样的形状会影响感测光的成像结果，只有准确地获得与光源图样相对应的点扩散函数才能获得清晰的指纹图像；所以，本发明的指纹成像方法能够通过包括至少一个光源图样的光源编码对所述指纹图像进行“加密”，而必须在获得预设的光源编码的基础上才能“解码”以获得清晰的指纹图样；可见，本发明指纹成像方法的采用能够有效提高指纹成像的安全性。

参考图5，示出了本发明指纹成像方法一实施例的流程图。

首先，执行步骤S110，按照预设的光源编码O显示光源图样以产生光线，所示光源编码O包括至少一个光源图样o_i。

本实施例中，所述光源编码O包括多个光源图样o_i，按照预设的光源编码O显示光源图样o_i的步骤中，同时显示多个所述光源图样o_i。具体的，按照预设的光源编码O显示光源图样o_i的步骤中，同时显示多个不同的光源图样o_i。

结合参考图1，示出了图5所示指纹成像方法所采用指纹成像装置的结构示意图。

所述指纹成像装置包括显示模块110，所述显示模块110适于显示所述光源编码O以产生光线。其中，所述显示模块110包括多个显示组111，所述多个显示组111同时显示所述光源图样o_i，即每个显示组111都能够独立显示一个所述光源图样o_i，也就是说，每一个显示组都显示一个光源图样o_i，所有显示组所显示的光源图样o_i构成了所述指纹成像装置的光源编码O。

在一些实施例中，所述显示模块110包括多个分立的显示组111，所述多个分立的显示组111可以具有相同或者不同的间隔，所述多个分立的显示组111可以是所述显示模块110中的多个显示区域。

需要说明的是，本发明其他实施例中，所述多个显示组也可以同时显示相同的光源图样；本发明另外的实施例中，所述多个显示组也可以部分显示相同的光源图样。本发明对显示组是否显示相同的或不同的光源图样并不限定。

需要说明的是，本实施例中，所述指纹成像方法应用于屏下指纹成像装置中。具体的，采用OLED显示屏显示所述光源编码O以产生光线，也就是说，所述显示模块111包括：OLED显示屏。将所述指纹成像方法应用于采用OLED显示屏的屏下指纹成像装置中，能够既保证较大的屏占比，又实现指纹成像功能，能够有效提高用户体验。

本实施例中，按照预设的光源编码O显示光源图样o_i的步骤中，同时显示多个不同的光源图样o_i，从而能够有效提高所述光源编码O的复杂程度，能够有效提高指纹图像获得过程中所需要点扩散函数的复杂性，从而能够有效提高指纹成像方法的安全性。具体的，所述多个显示组111分别显示不同的光源图样o_i。

此外，按照预设的光源编码O显示光源图样o_i的步骤中，位置相邻的光源图样o_i不相同。具体的，相邻的所述显示组111显示不同的光源图样o_i，从而增加光源图样o_i的复杂性，提高指纹成像装置的安全性。

另外，为了能够进一步增加所述光源编码O中光源图样o_i的复杂性，使增加光源图样o_i复杂程度成为可能，本实施例中，在预设的成像时间段内，依次显示多个所述光源图样o_i。具体的，在所述成像时间段内，所述显示组111依次显示多个所述光源图样o_i。

而且，本实施例中，在所述成像时间段内，依次显示多个不同的所述光源图样o_i，以进一步增加所述光源图样o_i的复杂程度，以提高所述指纹成像装置的安全性。具体的，在所述成像时间段内，所述显示组111依次显示多个不同的所述光源图样o_i，也就是说，时序上相邻的所述显示组111显示不同的光源图样o_i，从而增加光源图样o_i的复杂性，提高指纹成像装置的安全性。

需要说明的是，为了加强所述光源图样o_i变化对指纹图像获得过程的影响，本实施例中，所述光源图样o_i明暗交替的空间频率与指纹的空间频率相适应，也就是说，所述光源编码O的光源图样o_i中，发光部分和不发光部分交替出现的周期长度与指纹波峰波谷交替出现的周期长度相近。

另一方面，所述光源图样o_i本身的复杂性会影响与之相对应的点扩散函数的复杂性，从而会影响指纹图像获得过程计算量的大小，因此为了实现计算效率和安全性的兼顾，本实施例中，如图2所示，所述光源图样o_i至少选自：+形图样(如图2中所示的光源图样o₊)、X形图样(如图2中所示的光源图样o_X)以及Z形图样(如图2中所示的光源图样o_Z)。本发明其他实施例中，所述光源图样还可以从—形图样、M形图样、L形图样以及Y形图样等中选择。本发明对此并不限制。

继续参考图5，接着，执行步骤S120，所产生的光线在感测面上形成携带有指纹信息的感测光。

结合参考图1，本实施例中，所述指纹成像装置为采用OLED显示屏的屏下指纹成像装置，所述感测面120为OLED显示屏盖板玻璃的表面。手指与盖板玻璃的表面相接触以进行指纹图像的采集。

具体的，手指放置在所述盖板玻璃上后，所述显示模块110所产生的光线投射至所述感测面120上，并在所述感测面120上发生反射和折射，从而形成携带有指纹信息的感测光123。

继续参考图5，之后，执行步骤S130，对所述感测光进行成像。

具体的，对所述感测光进行成像的步骤包括：对所述感测光成像以获得指纹照片。结合参考图1，本实施例中，所述成像模块130采集所述感测光123进行成像并进行光电转换，进而获得指纹照片。

在一些实施例中，所述成像模块130可以是光电传感器，包括感光像素阵列，每个像素包括光敏二极管或者光敏晶体管。

在一些实施例中，所述成像模块130可以包括TFT电路区域和光侦测薄膜晶体管区域，所述光侦测薄膜晶体管区域设置有光敏薄膜晶体管。

光学系统中，点扩散函数(Point Spread Function，PSF)描述了一个成像系统对一个点光源的响应。因此，点扩散函数与指纹图像卷积的结果就是所述感测光的成像结果，即指纹照片，可以表示为：

y＝h(o)*x

其中，y表示指纹照片，x表示指纹图像，h(o)表示点扩散函数，o表示光源图样。

本实施例中，所述光源编码O包括多个光源图样o_i，所述显示模块110包括多个显示组111，所述多个显示组111分别显示所述光源图样o_i；每个所述光源图样o_i均可以获得一个与之对应的指纹照片，因此每个光源图样o_i与指纹图像卷积的结果就是与所述光源图样o_i相对应的指纹照片，可以表示为：

y＝h(o_i)*x

其中，o_i表示光源图样，x表示指纹图像，h(o_i)表示光源图样o_i对应的点扩散函数，y_i表示光源图样o_i对应获得的指纹照片。

最终获得的指纹照片是对所述感测光进行成像，因此所有光源图样o_i所获得指纹照片的叠加即是最终获得的指纹照片，可以表示为：

其中，h(O)表示光源编码对应的点扩散函数，x表示指纹图像，o_i表示光源图样，h(o_i)表示光源图样o_i对应的点扩散函数，m_i表示光源图样o_i在光源编码O中的权重，Y表示最终获得的指纹照片。

具体的，根据所述光源图样o_i所对应点扩散函数的线性组合获得所述光源编码O的点扩散函数，所以最终获得的指纹照片，可以表示为：

其中，g(O)表示光源编码对应的点扩散函数，x表示指纹图像，o_i表示光源图样，h(o_i)表示光源图样o_i对应的点扩散函数，m_i表示光源图样o_i在光源编码O中的权重，Y表示最终获得的指纹照片。

所以，对所述感测光成像以获得指纹照片之后，所述指纹成像方法还包括：基于所述光源编码O和所述指纹照片获得指纹图像。

需要说明的是，本实施例中，显示光源编码O以产生光线的步骤之前，所述指纹成像方法还包括：预先存储所述光源编码O用以显示。具体点，结合参考图1，预先存储用以控制所述显示模块110显示包括多个所述光源图样o_i的光源编码O。

结合参考图3，示出了图2所示指纹成像装置实施例中光源图样o_i对应所获得的指纹照片y_i。

如图3所示，指纹照片y₊与图2中所示的光源图样o₊相对应，指纹照片y_X与图2中所示的光源图样o_X相对应，指纹照片y_Z与图2中所示的光源图样o_Z相对应，由此可见，不同光源图样o_i所对应的点扩散函数并不相同，因此成像所获得的指纹照片y_i并不相同，所以只有获得与之光源图样o_i相对应的点扩散函数才能得到准确、清晰的指纹图像。

所以，获得指纹图像的步骤中，在获得光源编码O和所述指纹照片的基础上，才能够得到清晰准确的指纹图像；而且也只有获得所显示的光源编码O的基础上，才能够得到清晰准确的指纹图像；可见，所述指纹成像方法获得指纹图像的过程被所述光源编码O所加密，所述指纹成像方法的安全性更高。

具体的，获得所述指纹图像的步骤包括：根据所述光源图样o_i获得所述光源图样O相对应的点扩散函数；基于所述光源图样o_i相对应的点扩散函数获得所述光源编码O相对应的点扩散函数；根据所述光源编码O相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

获得所述光源编码O相对应的点扩散函数的步骤中，基于所述光源图样o_i相对应的点扩散函数的线性组合获得所述光源编码o_i的点扩散函数。

此外，如前所述，最终获得的指纹照片是通过卷积计算获得的，因此，在最终获得的指纹照片和所述光源编码O的点扩散函数的基础上，通过盲反卷积(blinddeconvolution)的计算即可获得指纹图像。具体的，可以通过艾迪描述(Eddy’sdescription)的方法进行盲反卷积计算。

综上，所述显示模块通过显示包括至少一个光源图样的光源编码的方式产生光线以进行指纹成像；因此所述光源编码中光源图样的形状会影响感测光的成像结果，只有获得准确的光源图样才能获得清晰的指纹图像，也就是说，本发明的指纹成像装置能够通过所述光源图样对指纹成像进行编码，从而能够有效提高获得指纹图像的安全性，有利于指纹成像装置的广泛应用。本发明的指纹成像方法中，通过显示包括至少一个光源图样的光源编码的方式产生光线，进而进行指纹成像；其中，光源图样的形状会影响感测光的成像结果，只有获得准确的光源图样才能获得清晰的指纹图像；所以，本发明的指纹成像方法能够通过包括至少一个光源图样的光源编码对所述指纹图像进行“加密”，而必须在获得预设的光源编码的基础上才能“解码”以获得清晰的指纹图样；可见，本发明指纹成像方法的采用能够有效提高指纹成像的安全性。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (27)

1.一种指纹成像装置，其特征在于，包括：

显示模块，所述显示模块适于按照预设的光源编码显示光源图样以产生光线，所述光源编码包括至少一个光源图样；

感测面，所述显示模块所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；

成像模块，所述成像模块适于对所述感测光进行成像。

2.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述显示模块包括多个显示组，所述多个显示组同时显示所述光源图样。

3.如权利要求2所述的指纹成像装置，其特征在于，所述多个显示组同时显示多个不同的光源图样。

4.如权利要求2所述的指纹成像装置，其特征在于，相邻的所述显示组显示不同的光源图样。

5.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述显示模块包括一个或多个显示组，在预设的成像时间段内，所述显示组依次显示多个所述光源图样。

6.如权利要求5所述的指纹成像装置，其特征在于，所述显示组依次显示多个不同的所述光源图样。

7.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述光源图样明暗交替的空间周期与指纹的空间周期相适应。

8.如权利要求1或7所述的指纹成像装置，其特征在于，所述光源图样至少选自：+形图样、—形图样、X形图样、Z形图样、M形图样、L形图样以及Y形图样。

9.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述显示模块包括：OLED显示屏。

10.如权利要求1或9所述的指纹成像装置，其特征在于，所述指纹成像装置为屏下指纹成像装置。

11.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述成像模块对所述感测光进行成像以获得指纹照片；

所述指纹成像装置还包括：处理模块，所述处理模块基于所述光源编码和所述指纹照片获得指纹图像。

12.如权利要求11所述的指纹成像装置，其特征在于，所述处理模块包括：

函数单元，所述函数单元根据所述光源图样获得所述光源图样相对应的点扩散函数；

编码单元，所述编码单元基于所述光源图样相对应的点扩散函数获得所述光源编码相对应的点扩散函数；

计算单元，所述计算单元根据所述光源编码相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

13.如权利要求12所述的指纹成像装置，其特征在于，所述编码单元基于所述光源图样相对应的点扩散函数的线性组合获得所述光源编码的点扩散函数。

14.如权利要求11所述的指纹成像装置，其特征在于，所述处理模块还预先存储有所述光源编码，用以控制所述显示模块显示所述光源图样。

15.一种指纹成像方法，其特征在于，包括：

按照预设的光源编码显示光源图样以产生光线，所述光源编码包括至少一个光源图样；

所产生的光线在感测面上形成携带有指纹信息的感测光；

对所述感测光进行成像。

16.如权利要求14所述的指纹成像方法，其特征在于，按照预设的光源编码显示光源图样的步骤中，同时显示多个所述光源图样。

17.如权利要求15所述的指纹成像方法，其特征在于，按照预设的光源编码显示光源图样的步骤中，同时显示多个不同的光源图样。

18.如权利要求15所述的指纹成像方法，其特征在于，按照预设的光源编码显示光源图样的步骤中，相邻的光源图样不相同。

19.如权利要求15所述的指纹成像方法，其特征在于，在预设的成像时间段内，依次显示多个所述光源图样。

20.如权利要求19所述的指纹成像方法，其特征在于，依次显示多个不同的所述光源图样。

21.如权利要求15所述的指纹成像方法，其特征在于，所述光源图样明暗的空间周期与指纹的空间周期相适应。

22.如权利要求15或21所述的指纹成像方法，其特征在于，所述光源图样至少选自：+形图样、—形图样、X形图样、Z形图样、M形图样、L形图样以及Y形图样。

23.如权利要求15所述的指纹成像方法，其特征在于，对所述感测光进行成像的步骤包括：对所述感测光成像以获得指纹照片；

对所述感测光成像以获得指纹照片之后，所述指纹成像方法还包括：基于所述光源编码和所述指纹照片获得指纹图像。

24.如权利要求23所述的指纹成像方法，其特征在于，获得所述指纹图像的步骤包括：

根据所述光源图样获得所述光源图样相对应的点扩散函数；

基于所述光源图样相对应的点扩散函数获得所述光源编码相对应的点扩散函数；

根据所述光源编码相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

25.如权利要求24所述的指纹成像方法，其特征在于，获得所述光源编码相对应的点扩散函数的步骤中，基于所述光源图样相对应的点扩散函数的线性组合获得所述光源编码的点扩散函数。

26.如权利要求15所述的指纹成像方法，其特征在于，采用OLED显示屏按照所述预设的光源编码显示光源图样以产生光线。

27.如权利要求15或26所述的指纹成像方法，其特征在于，所述指纹成像方法应用于屏下指纹成像装置中。

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