CN116704561A - 一种触控屏、指纹识别方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种触控屏、指纹识别方法和电子设备，涉及终端领域，用于通过触控屏实现指纹识别功能，提升电子设备的美观度。该触控屏包括：沿第一方向排列的M个第一电极，以及，沿第二方向排列的N个第二电极，第一方向与第二方向交叉，第一电极与第二电极在交叉处无电连接以形成电容。M个第一电极中相邻m个第一电极之间的密度大于其余(M‑m)个第一电极中相邻第一电极之间的密度。N个第二电极中相邻n个第二电极之间的密度大于其余(N‑n)个第二电极中相邻第二电极之间的密度。M个第一电极与N个第二电极交叉的区域用于触控检测，m个第一电极与n个第二电极交叉的区域还用于指纹识别。其中，m为小于M的整数，n为小于N的整数。

Description

一种触控屏、指纹识别方法和电子设备

技术领域

本申请涉及终端领域，尤其涉及一种触控屏、指纹识别方法和电子设备。

背景技术

指纹识别技术被广泛应用在电子设备中，一种实现方式是采用电容式指纹识别模组来进行指纹识别，通常需要在电子设备上挖槽来安装电容式指纹识别模组。但是，这样电子设备的表面会有凹陷，影响电子设备的美观度。

发明内容

本申请提供一种触控屏、指纹识别方法和电子设备，用于通过触控屏实现指纹识别功能，提升电子设备的美观度。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种触控屏，包括：沿第一方向排列的M个第一电极，以及沿第二方向排列的N个第二电极。第一方向与第二方向交叉，第一电极与第二电极在交叉点处无电连接以形成电容。M个第一电极中相邻m个第一电极之间的密度大于其余(M-m)个第一电极中相邻第一电极之间的密度，N个第二电极中相邻n个第二电极之间的密度大于其余(N-n)个第二电极中相邻第二电极之间的密度。M个第一电极与N个第二电极交叉的区域用于触控检测，m个第一电极与n个第二电极交叉的区域用于指纹识别。其中，m为小于M的整数，n为小于N的整数。

本申请提供的触控屏中，沿第一方向排列的M个第一电极与沿第二方向排列的N个第二电极交叉，且第一电极和第二电极在交叉点处无电连接以形成电容。这样M个第一电极与N个第二电极交叉的区域形成(M×N)个电容，用于触控检测。M个第一电极中相邻m个第一电极之间的密度大于其余(M-m)个第一电极中相邻第一电极之间的密度，N个第二电极中相邻n个第二电极之间的密度大于其余(N-n)个第二电极中相邻第二电极之间的密度。这样，m个第一电极与n个第二电极的排列密度较大，当手指触摸m个第一电极与n个第二电极交叉形成的区域时，会有较多的电容的电容量发生变化，从而采集到较多的指纹信息，能够进行指纹识别。也就是说，本申请提供的触控屏集触控功能和指纹识别功能于一体，不用在电子设备上挖槽来安装指纹识别模组，提升了电子设备的美观度。

在一种可能的实施方式中，上述m个第一电极位于M个第一电极的中间位置。这样，m个第一电极与n个第二电极交叉形成的指纹识别区域可以位于触控屏的第一方向中间位置的任意区域，使得用户左右两只手均方便操作。

在一种可能的实施方式中，上述n个第二电极位于N个第二电极的中间位置。这样，m个第一电极与n个第二电极交叉形成的指纹识别区域可以位于触控屏的第二方向中间位置的任意区域，使得用户左右两只手均方便操作。

在一种可能的实施方式中，上述m个第一电极位于M个第一电极的中间位置，并且上述n个第二电极位于N个第二电极的中间位置。这样，m个第一电极与n个第二电极交叉形成的指纹识别区域可以位于触控屏的中间区域，使得用户左右两只手均方便操作。

在一种可能的实施方式中，上述m个第一电极等间隔排列。

在一种可能的实施方式中，上述n个第二电极等间隔排列。

在一种可能的实施方式中，上述m个第一电极等间隔排列，并且n个第二电极等间隔排列。这样，m个第一电极等间隔排列，并且n个第二电极等间隔排列交叉形成的指纹识别区域中可以包括多个均匀分布的电容，使得用户的手指在触摸该指纹识别区域时，采集到的指纹信息更加全面、均匀、准确，从而可以提高指纹识别的准确率。

在一种可能的实施方式中，上述M个第一电极中各个第一电极的宽度相等。这样，在制造触控屏的过程中，所有第一电极的宽度相同，制造工艺比较简单，从而节约制造成本。

在一种可能的实施方式中，上述N个第二电极中各个第二电极的宽度相等。这样，在制造触控屏的过程中，所有第二电极的宽度相同，制造工艺比较简单，从而节约制造成本。

在一种可能的实施方式中，上述M个第一电极中各个第一电极的宽度，与N个第二电极中各个第二电极的宽度相等。这样，在制造触控屏的过程中，所有第一电极的宽度、所有第二电极的宽度均相同，制造工艺更加简单，进一步节约制造成本。

在一种可能的实施方式中，上述m个第一电极中各个第一电极的宽度相等，其余(M-m)个第一电极中各个第一电极的宽度相等，并且m个第一电极中任一第一电极的宽度，小于其余(M-m)个第一电极中任一第一电极的宽度。这样，m个第一电极的密度能够更大，使指纹采集密度更大，从而使得指纹识别的准确率更高。

在一种可能的实施方式中，上述n个第二电极中各个第二电极的宽度相等，其余(N-n)个第二电极中各个第二电极的宽度相等，并且n个第二电极中任一第二电极的宽度，小于其余(N-n)个第二电极中任一第二电极的宽度。这样，n个第二电极的密度能够更大，使指纹采集密度更大，从而使得指纹识别的准确率更高。

第二方面，提供了一种电子设备，包括如第一方面及其任一实施方式所述的触控屏以及处理器。处理器用于通过触控屏进行指纹识别。

第三方面，提供了一种指纹识别方法，应用于如第二方面所述的电子设备，该电子设备包括第一方面及其任一实施方式所述的触控屏。该方法包括：如果电子设备的工作模式为指纹识别模式，则确定触控屏的指纹识别区域中的多个电容的电容变化量，多个电容是由触控屏中的m个第一电极与n个第二电极无电连接交叉形成；根据触控屏的指纹识别区域中的多个电容的电容变化量，确定指纹信息，指纹信息用于指示待识别的指纹；如果指纹信息与预设指纹匹配成功，则执行预设操作。

当手指触摸触控屏的指纹识别区域时，手指与触控屏的第一电极或第二电极形成耦合电容。指纹的脊与触控屏上的第一电极或第二电极的距离，小于指纹的谷与触控屏上的第一电极或第二电极的距离，由于耦合电容的电容变化量与距离近似成反比，因此，指纹的脊对应的耦合电容的电容变化量，大于指纹的谷对应的耦合电容的电容变化量。耦合电容的电容变化量会叠加到指纹识别区域上对应的电容上，因此，指纹的脊对应的电容的电容变化量大于指纹的谷对应的电容的电容变化量。根据各个电容的电容变化量，可以得到由多个脊和多个谷构成的二维指纹图像，从而进行指纹识别。

在一种可能的实施方式中，上述指纹信息包括指纹的脊和谷。上述根据触控屏的指纹识别区域中的多个电容的电容变化量，确定指纹信息，包括：如果触控屏的指纹识别区域中的多个电容中第一电容的电容变化量大于阈值，则第一电容对应指纹的脊；如果触控屏的指纹识别区域中的多个电容中第一电容的电容变化量小于上述阈值，则第一电容对应指纹的谷。

在一种可能的实施方式中，上述方法还包括：如果电子设备的工作模式为触控模式，则通过触控屏进行触控检测；根据触控检测结果，执行相应的触控操作。其中，在触控模式下，m个第一电极中用于采样的第一电极的密度，与其余(M-m)个第一电极的密度相等，和/或，n个第二电极中用于采样的第二电极的密度，与其余(N-n)个第二电极的密度相等。由于触控模式相对于指纹识别模式，对采样密度、精度等要求较低，因此，在触控模式下，可以适当地降低触控屏的采样密度。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行如第三方面及其任一实施方式所述的方法。

第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在上述电子设备上运行时，使得该电子设备执行如第三方面及其任一实施方式所述的方法。

第六方面，提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持电子设备实现上述第三方面中所涉及的功能。在一种可能的设计中，该电子设备还包括接口电路，接口电路可用于从其它装置(例如存储器)接收信号，或者，向其它装置(例如通信接口)发送信号。该芯片系统可以包括芯片，还可以包括其他分立器件。

第二方面至第六方面的技术效果参照第一方面及其任一实施方式的技术效果，在此不再重复。

附图说明

图1为现有技术中的一种电子设备中指纹识别的使用示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电子设备运行的软件架构的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种触控屏中的电极分布的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种指纹的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种触控屏进行指纹识别的原理示意图；

图7为本申请实施例提供的一种触控屏的界面示意图；

图8为本申请实施例提供的一种指纹识别方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的一种芯片系统的结构示意图。

具体实施方式

首先对本申请涉及的一些概念进行描述。

本申请实施例涉及的术语“第一”、“第二”等仅用于区分同一类型特征的目的，不能理解为用于指示相对重要性、数量、顺序等。

本申请实施例涉及的术语“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例涉及的术语“耦合”、“连接”应做广义理解，例如，可以指物理上的直接连接，也可以指通过电子器件实现的间接连接，例如通过电阻、电感、电容或其他电子器件实现的连接。

指纹识别技术被广泛应用在电子设备中。当电子设备处于未解锁、未登录、未支付等状态时，通过指纹识别可以进行身份验证，从而解锁电子设备、登录应用或者进行移动支付等。一种实现方式是采用电容式指纹识别模组来进行指纹识别，通常需要在电子设备上挖槽来安装电容式指纹识别模组。但是，这样电子设备的表面会有凹陷，影响电子设备的美观度。

示例性的，以电子设备为手机为例。如图1所示，手机的触控屏上显示锁屏界面101，手机的触控屏的下侧安装有电容式指纹识别模组102。安装了电容式指纹识别模组，使手机的触控屏的一侧表面不平整。当用户的手指按压该电容式指纹识别模组102时，作为对该按压操作的响应，手机通过该电容式指纹识别模组102采集用户的指纹信息，并进行指纹识别。当指纹识别成功后，手机解锁。

基于上述问题，本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括触控屏和处理器。其中，处理器用于通过触控屏进行指纹识别。也就是说，本申请实施例提供的电子设备中的触控屏能够实现指纹识别功能。这样不用在电子设备上挖槽来安装指纹识别模组即可实现指纹识别，提升了电子设备的美观度，而且节约了电子设备的产品结构空间。

该电子设备可以是移动的，也可以是固定的。电子设备可以部署在陆地上(例如室内或室外、手持或车载等)，也可以部署在水面上(例如轮船等)，还可以部署在空中(例如飞机、气球和卫星等)。该电子设备可以称为用户设备(user equipment，UE)、接入终端、终端单元、用户单元(subscriber unit)、终端站、移动站(mobile station，MS)、移动台、终端代理或终端装置等。例如，该电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表、耳机、智能音箱、虚拟现实(virtual reality，VR)设备、增强现实(augmented reality，AR)设备等消费电子产品中的终端、工业控制(industrial control)机器中的终端、无人驾驶(self driving)中的终端、远程医疗(remote medical)中的终端、智能电网(smartgrid)中的终端、运输安全(transportation safety)中的终端、智慧城市(smart city)中的终端、智慧家庭(smart home)中的终端、汽车中的终端、集成电路、半导体器件等。本申请实施例对电子设备的具体类型和结构等不作限定。下面对电子设备的一种可能结构进行说明。

示例性的，以电子设备为手机为例，图2示出了电子设备200的一种可能的结构。该电子设备200可以包括处理器210、外部存储器接口220、内部存储器221、通用串行总线(universal serial bus，USB)接口230、电源管理模块240、电池241、无线充电线圈242、天线1、天线2、移动通信模块250、无线通信模块260、音频模块270、扬声器270A、受话器270B、麦克风270C、耳机接口270D、传感器模块280、按键290、马达291、指示器292、摄像头293、触控屏294以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口295等。

其中，传感器模块280可以包括压力传感器、陀螺仪传感器、气压传感器、磁传感器、加速度传感器、距离传感器、接近光传感器、指纹传感器、温度传感器、触摸传感器、环境光传感器、骨传导传感器等。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备200的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备200可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

处理器210可以包括一个或多个处理单元，用于通过触控屏294进行指纹识别。例如：处理器210可以包括应用处理器(application processor，AP)、网络处理器(networkprocessor，NP)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、微控制单元(microcontroller unit，MCU)、可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)、调制解调处理器、图形处理器(graphics processing unit，GPU)、图像信号处理器(image signalprocessor，ISP)、控制器、视频编解码器、基带处理器以及神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

其中，控制器可以是电子设备200的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。

处理器210中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器210中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器210刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器210需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器210的等待时间，因而提高了系统的效率。

在一些实施例中，处理器210可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit，I2C)接口、集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound，I2S)接口、脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口、通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，UART)接口、移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，MIPI)、通用输入输出(general-purposeinput/output，GPIO)接口、用户标识模块(subscriber identity module，SIM)接口和/或USB接口等。

可以理解的是，本申请实施例示意的各模块间的接口连接关系，只是示意性说明，并不构成对电子设备200的结构限定。在本申请另一些实施例中，电子设备200也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式，或多种接口连接方式的组合。

电源管理模块240用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器(如电子设备200的无线充电底座或者其他可以为电子设备200无线充电的设备)，也可以是有线充电器。例如，电源管理模块240可以通过USB接口230接收有线充电器的充电输入。电源管理模块240可以通过电子设备的无线充电线圈242接收无线充电输入。

其中，电源管理模块240为电池241充电的同时，还可以为电子设备供电。电源管理模块240接收电池241的输入，为处理器210、内部存储器221、外部存储器接口220、触控屏294、摄像头293和无线通信模块260等供电。电源管理模块240还可以用于监测电池241的电池容量、电池循环次数、电池健康状态(漏电、阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块240也可以设置于处理器210中。

电子设备200的无线通信功能可以通过天线1、天线2、移动通信模块250、无线通信模块260、调制解调处理器以及基带处理器等实现。

天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备200中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。例如：可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。

移动通信模块250可以提供应用在电子设备200上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。无线通信模块260可以提供应用在电子设备200上的包括无线局域网(wireless local area networks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)、蓝牙(bluetooth，BT)、全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)、调频(frequency modulation，FM)、近距离无线通信技术(near field communication，NFC)、红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。在一些实施例中，电子设备200的天线1和移动通信模块250耦合，天线2和无线通信模块260耦合，使得电子设备200可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。

电子设备200通过GPU、触控屏294以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器，连接触控屏294和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器210可包括一个或多个GPU，其执行程序指令以生成或改变显示信息。

电子设备200可以通过ISP、摄像头293、视频编解码器、GPU、触控屏294以及应用处理器等实现拍摄功能。ISP用于处理摄像头293反馈的数据。在一些实施例中，ISP可以设置在摄像头293中。摄像头293用于捕获静态图像或视频。在一些实施例中，电子设备200可以包括1个或N个摄像头293，N为大于1的正整数。

外部存储器接口220可以用于连接外部存储卡，例如微闪迪(micro SanDisk，Micro SD)卡，实现扩展电子设备200的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口220与处理器210通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频等文件保存在外部存储卡中。

内部存储器221可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。处理器210通过运行存储在内部存储器221的指令，从而执行电子设备200的各种功能应用以及数据处理。此外，内部存储器221可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、通用闪存存储器(universal flashstorage，UFS)等。

本申请实施例涉及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-onlymemory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rateSDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(directrambus RAM，DR RAM)。应注意，本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

电子设备200可以通过音频模块270、扬声器270A、受话器270B、麦克风270C、耳机接口270D以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放，录音等。

音频模块270用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。在一些实施例中，音频模块270可以设置于处理器210中，或将音频模块270的部分功能模块设置于处理器210中。扬声器270A，也称“喇叭”，用于将音频电信号转换为声音信号。受话器270B，也称“听筒”，用于将音频电信号转换成声音信号。麦克风270C，也称“话筒”，“传声器”，用于将声音信号转换为电信号。电子设备200可以设置至少一个麦克风270C。耳机接口270D用于连接有线耳机。耳机接口270D可以是USB接口230，也可以是3.5mm的开放移动终端平台(open mobile terminal platform，OMTP)标准接口，美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the USA，CTIA)标准接口。

按键290包括开机键、音量键等。按键290可以是机械按键。也可以是触摸式按键。电子设备200可以接收按键输入，产生与电子设备200的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。马达291可以产生振动提示。马达291可以用于来电振动提示，也可以用于触摸振动反馈。指示器292可以是指示灯，可以用于指示充电状态，电量变化，也可以用于指示消息、未接来电、通知等。SIM卡接口295用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口295，或从SIM卡接口295拔出，实现和电子设备200的接触和分离。电子设备200可以支持1个或N个SIM卡接口，N为大于1的正整数。SIM卡接口295可以支持纳SIN(Nano SIM)卡等。

处理器210通过执行内部存储器221中存储的程序、指令来执行本申请实施例提供的指纹识别方法。处理器210运行的程序可以基于操作系统，例如安卓(Android)苹果(iOS)/>视窗(Windows)操作系统等。如图3所示，以处理器210运行的程序基于安/>为例，处理器210运行的程序按照功能进行分层，可以包括：应用程序层、系统服务层、算法层、硬件抽象层、内核层和驱动层。

驱动层用于驱动硬件层的硬件资源。驱动层中可以包括屏幕驱动，屏幕驱动用于驱动触控屏，以采集指纹信息，或者，进行触控检测。

内核层包括操作系统(operation system，OS)内核(kernel)。操作系统内核用于管理系统的进程、内存、驱动程序、文件系统和网络系统。

硬件抽象层(hardware abstract layer，HAL)用于将硬件抽象化。包括处理模块，处理模块用于将触控屏硬件抽象化，将抽象化的触控屏供算法库中的指纹识别算法调用，以向指纹识别算法输出指纹信息，或者，触控检测信息。

算法库可以包括指纹识别算法，指纹识别算法用于执行本申请实施例提供的指纹识别方法。

系统服务层可以包括指纹识别服务，指纹识别服务用于向指纹识别程序提供调用指纹识别算法的服务。

应用程序层可以包括指纹识别程序，指纹识别程序用于响应于用户对触控屏的操作，进行指纹识别或触控操作。

本申请实施例提供的一种触控屏，包括：A个沿第一方向等间隔排列的第一电极，以及B个沿第二方向等间隔排列的第二电极，并且相邻两个第一电极、相邻两个第二电极之间的间隔较大。第一方向和第二方向交叉，第一电极与第二电极在交叉点处无电连接，形成(A×B)个电容。其中，A、B均为整数，用于表示多个。

示例性的，如图4中的(a)所示，该触控屏包括A个沿第一方向排列的第一电极401，以及B个沿第二方向排列的第二电极402。A个第一电极、B个第二电极均等间隔排列，并且相邻两个第一电极401、相邻两个第二电极402之间的间隔较大。

如图5所示，指纹的脊501是凸起的纹线，指纹的谷502是凹陷的纹线。当手指触摸触控屏时，手指与触控屏的第一电极或第二电极形成耦合电容。结合图5，如图6所示，指纹的脊501与触控屏上的第一电极或第二电极的距离，小于指纹的谷502与触控屏上的第一电极或第二电极的距离。由于电容变化量与距离近似成反比，因此，指纹的脊501对应的耦合电容的电容变化量，大于指纹的谷502对应的耦合电容的电容变化量。耦合电容的电容变化量会叠加到触控屏中对应的电容上，因此，指纹的脊501对应的电容的电容变化量，大于指纹的谷502对应的电容的电容变化量。根据各个电容的电容变化量，可以得到由多个脊和多个谷构成的二维指纹图像，从而进行指纹识别。

但是，上述触控屏中相邻两个第一电极、相邻两个第二电极之间的间隔较大，使得在触摸触控屏时，触控屏的触摸区域中只有少量电容的电容量会发生变化，即指纹采样密度较小，使得触控屏采集到的指纹信息较少，导致无法进行指纹识别，只能进行触控检测。也就是说，上述触控屏只具有触控功能。

为了使上述触控屏具有指纹识别功能，一般需要采用指纹识别模组来实现。按照指纹识别的原理，通常可以将指纹识别模组分为三类：光学式指纹识别模组、超声波式指纹识别模组和电容式指纹识别模组。

其中，光学式指纹识别模组，是利用光的折射和反射原理进行指纹识别的。当用户的手指按压在电子设备的触控屏的指纹识别区域上时，触控屏发出光线照亮指纹识别区域，并且将光线经反射后透过预留的空气间隙返回到触控屏下方的光学式指纹识别模组上，与电子设备中的预设指纹进行对比，从而实现指纹识别。但是，当触控屏出现老化现象，或者触控屏(或用户的手指)上有污渍等时，会降低指纹识别的准确率。

超声波式指纹识别模组，是基于皮肤反射声波的压力读数绘制出指纹声波的原理进行指纹识别的。即使用户的手指沾满污渍，也能够快速、准确地进行指纹识别。但是，超声波式指纹识别模组的成本较高，而且如果电子设备的触控屏上贴有保护膜时，会增加超声波的反射时间，并且导致指纹图像质量下降，从而也会降低指纹识别的准确率。

电容式指纹识别模组，是基于在指纹的脊、指纹的谷处形成不同的电容值来进行指纹识别的。即使在触控屏上贴有保护膜的情况下，电容式指纹识别模组也能够快速、准确地识别指纹，并且成本低。但是，通常需要在电子设备上挖槽来安装电容式指纹识别模组。这样，电子设备的表面会有凹陷，影响电子设备的美观度。

基于上述问题，本申请实施例还提供了一种触控屏。该触控屏包括：沿第一方向排列的M个第一电极，以及沿第二方向排列的N个第二电极。第一方向与第二方向交叉，M个第一电极和N个第二电极在交叉点处无电连接以形成电容，用于进行触控检测。M个第一电极中相邻m个第一电极之间的密度大于其余(M-m)个第一电极中相邻第一电极之间的密度，N个第二电极中相邻n个第二电极之间的密度大于其余(N-n)个第二电极中相邻第二电极之间的密度。m个第一电极与n个第二电极交叉形成的区域还可以用于进行指纹识别，即m个第一电极与n个第二电极交叉形成指纹识别区域。

示例性的，如图4中的(b)所示，该触控屏包括：沿第一方向排列的M个第一电极401，以及沿第二方向排列的N个第二电极402。M个第一电极和N个第二电极交叉的区域形成(M×N)个电容，用于进行触控检测。M个第一电极401中相邻m个第一电极401之间的密度，大于其余(M-m)个第一电极中相邻第一电极之间的密度；N个第二电极中相邻n个第二电极之间的密度，大于其余(N-n)个第二电极中相邻第二电极之间的密度。由于m个第一电极401和n个第二电极402的排列密度较大，因此当用户的手指触摸指纹识别区域403时，会有较多的电容的电容量发生变化，这样指纹采集密度较大，得到较多的指纹信息，从而能够进行指纹识别。

综上所述，本申请实施例提供的触控屏中在局部区域加密排列第一电极和第二电极，使得该触控屏不需要指纹识别模组便可以在局部区域实现指纹识别功能。与触控屏的整个屏幕加密排列第一电极和第二电极(即全屏指纹识别)相比，降低了指纹识别的复杂度，而且减少了第一电极和第二电极的数量，从而节约了触控屏的制造成本，以及电子设备的功耗。

需要说明的是，M、N、m和n均为整数，用于表示多个，本申请实施例中，对于M、N、m和n的具体数量不作限定，满足m＜M，且n＜N即可。M与A相比，M＞A；N与B相比，N＞B。

为了能够准确地识别指纹，m个第一电极中相邻两个第一电极的间隔，需要小于或等于指纹中相邻的脊、谷之间的距离，并且n个第二电极中相邻两个第二电极的间隔，也需要小于或等于指纹中相邻的脊、谷之间的距离。m个第一电极的排列密度越大，并且n个第二电极的排列密度越大，则指纹采样密度越大，越有利于提高指纹识别的准确率。

可选的，M个第一电极中各个第一电极的宽度、N个第二电极中各个第二电极的宽度可以为任意宽度。

在一种实施例中，M个第一电极中各个第一电极的宽度相同。这样，在制造触控屏的过程中，所有第一电极的宽度相同，制造工艺比较简单，从而节约制造成本。

同理，N个第二电极中各个第二电极的宽度也可以相同。这样，在制造触控屏的过程中，所有第二电极的宽度相同，制造工艺比较简单，从而节约制造成本。

当然，第一电极和第二电极的宽度也可以相同。这样，在制造触控屏的过程中，可以选用相同规格的工具生成第一电极和第二电极，制造工艺更加简单，进一步节约制造成本。

在另一种实施例中，如图4中的(b)所示，M个第一电极401中m个相邻的第一电极401的宽度相等，其余(M-m)个第一电极401的宽度相等，并且，m个相邻的第一电极401中任一第一电极的宽度，小于其余(M-m)个第一电极401中任一第一电极的宽度。这样，m个第一电极的密度能够更大，采集到的指纹信息更多，从而使得指纹识别的准确率更高。

同理，如图4中的(b)所示，N个第二电极402中n个相邻的第二电极402的宽度相等，其余(N-n)个第二电极402的宽度相等，并且，n个相邻的第二电极402中任一第二电极的宽度，小于其余(N-n)个第二电极402中任一第二电极的宽度。这样，n个第二电极的密度能够更大，采集到的指纹信息更多，从而使得指纹识别的准确率更高。

当然，如图4中的(b)所示，m个相邻的第一电极401的宽度，与n个相邻的第二电极402的宽度相等。其余(M-m)个第一电极401的宽度，与其余(N-n)个第二电极402的宽度相等。这样，在制造触控屏的过程中，使用一种规格的工具生成m个第一电极、n个第二电极，使用另一种规格的工具生成其余(M-m)个第一电极、其余(N-n)个第二电极即可。

可选的，m个相邻的第一电极可以位于M个第一电极的任意位置，n个相邻的第二电极可以位于N个第二电极的任意位置。这样，指纹识别区域在触控屏上的位置可以根据实际需要进行设置。

在一种实施例中，m个相邻的第一电极位于M个第一电极的中间位置，n个相邻的第二电极位于N个第二电极的任意位置。这样，m个第一电极与n个第二电极交叉形成的指纹识别区域可以位于触控屏的第一方向中间位置的任意区域，使得用户左右两只手均方便操作。

在另一种实施例中，n个相邻的第二电极位于N个第二电极的中间位置，m个相邻的第一电极位于M个第一电极的任意位置。这样，m个第一电极与n个第二电极交叉形成的指纹识别区域可以位于触控屏的第二方向中间位置的任意区域，使得用户左右两只手均方便操作。

在另一种实施例中，m个相邻的第一电极位于M个第一电极的中间位置，n个相邻的第二电极位于N个第二电极的中间位置。这样，m个第一电极和n个第二电极交叉形成的指纹识别区域位于触控屏的中间位置，使得用户左右两只手均方便操作。

综上所述，本申请实施例提供的触控屏的局部区域具有指纹识别功能，为了使用户在指纹识别过程中，能够快速、准确地确定触控屏的指纹识别区域(即上述局部区域)，该触控屏在指纹识别区域会有相应的标识。例如，该标识可以是一个指纹图像，但不仅限于此。

示例性的，以触控屏是手机的触控屏，触控屏显示锁屏界面为例。结合图1，如图7所示，手机的锁屏界面101的中间位置包括指纹图像701。在进行指纹识别的过程中，该指纹图像701可以用于提示用户指纹识别区域的位置。即提示用户将手指放置在指纹图像701处，便可进行指纹识别。

可选的，m个第一电极可以按照任意间隔排列，n个第二电极也可以按照任意间隔排列。

在一种实施例中，m个第一电极等间隔排列，n个第二电极可以任意间隔排列。

在另一种实施例中，n个第二电极等间隔排列，m个第一电极可以任意间隔排列。

在另一种实施例中，m个第一电极等间隔排列，并且n个第二电极等间隔排列。这样，m个第一电极与n个第二电极交叉形成的指纹识别区域中可以包括(m×n)个均匀分布的电容，使得用户在触摸该指纹识别区域时，指纹识别区域采集到的指纹信息更加全面、均匀、准确，从而可以提高指纹识别的准确率。

可选的，上述触控屏还可以包括显示面板。M个第一电极可以一体成型的敷设在显示面板的第一表面，N个第二电极可以一体成型的敷设在显示面板的第二表面。第一表面和第二表面是显示面板相对的两个侧面，这样第一电极和第二电极无电连接，形成(M×N)个电容，用于进行触控检测，其中(m×n)个电容的密度较大，还可以用于进行指纹识别。这样使触控屏集触控功能与指纹识别功能于一体。

可选的，第一电极和第二电极的材料可以是透明的导电材料。这样，M个第一电极和N个第二电极不会影响显示面板的性能(如透光率等)。例如，该透明的导电材料可以为氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)，或氧化锌(ZnO)等。

以下实施例中所述的方法，可以应用于具有上述软硬件结构的电子设备(如手机、平板等)。

如图8所示，本申请实施例提供的指纹识别方法可以包括：

S801、确定电子设备的工作模式。

电子设备的工作模式可以包括指纹识别模式和触控模式。其中，指纹识别模式可以指电子设备处于未解锁、正在解锁、未登录、正在登录等需要进行身份验证的状态。触控模式则可以指电子设备处于身份验证通过的状态。

当电子设备的工作模式为触控模式时，触控屏的指纹识别区域具有触控功能，当电子设备的工作模式为指纹识别模式时，触控屏的指纹识别区域具有指纹识别功能。指纹识别区域的指纹识别功能与触控功能，可以根据电子设备的工作模式进行切换。

可选的，通过获取电子设备的当前状态，并确定当前状态是否属于预设状态中的一种状态，便可以确定电子设备的工作模式。该预设状态可以包括锁屏状态、登录应用的状态、支付状态等需要进行身份验证才能继续使用电子设备的相应功能的状态。

如果电子设备的当前状态为预设状态中的一种状态，则确定电子设备的工作模式为指纹识别模式。否则，则确定电子设备的工作模式为触控模式。

S802、如果电子设备的工作模式为指纹识别模式，则确定触控屏的指纹识别区域中的多个电容的电容变化量。

如果电子设备的工作模式为指纹识别模式，当用户的手指触摸触控屏的指纹识别区域时，电子设备的处理器便会响应于该操作，确定由m个第一电极和n个第二电极交叉形成的(m×n)个电容的电容变化量。

S803、根据触控屏的指纹识别区域中的多个电容的电容变化量，确定指纹信息。

其中，指纹信息用于指示待识别的指纹，指纹信息可以包括指纹的脊和谷。

在一种实施例中，如果触控屏的指纹识别区域中的多个电容中第一电容的电容变化量大于预设的阈值，则确定该第一电容对应指纹的脊。如果触控屏的指纹识别区域中的多个电容中第一电容的电容变化量小于阈值，则确定该第一电容对应指纹的谷。

S804、如果指纹信息与预设指纹匹配成功，则执行预设操作。

其中，预设操作可以是解锁电子设备、登录相应的应用，或支付等操作。

S805、如果电子设备的工作模式为触控模式，则通过触控屏进行触控检测。

可选的，当电子设备的工作模式为触控模式时，可以降低m个第一电极中用于采样的第一电极的数量，和/或，降低n个第二电极中用于采样的第二电极的数量。

由于触控模式相对于指纹识别模式，对采样密度、精度等要求较低，因此，在触控模式下，可以适当地降低采样密度。此时，m个第一电极中用于采样的第一电极的密度，可以与其余(M-m)个第一电极的密度相等。同理，n个第二电极中用于采样的第二电极的密度，可以与其余(N-n)个第二电极的密度相等。也就是说，当触控屏的指纹识别区域具有触控功能时，触控屏中用于采样的各个第一电极沿第一方向等间隔排列，和/或，用于采样的各个第二电极沿第二方向等间隔排列。基于此，降低了触控屏的采样密度，可以降低电子设备在处理采样数据时的功耗和计算复杂度。

S806、根据触控检测结果，执行相应的触控操作。

一种触控检测结果可以对应一种触控操作。其中，触控检测结果可以包括：滑动触控、单击触控、双击触控，但不仅限于此。

示例性的，响应于用户对触控屏的指纹识别区域的滑动触控，可以对触控屏上显示的内容进行上、下、左或右滑动操作。或者，响应于用户对触控屏的指纹识别区域的单击触控，可以对触控屏上显示的内容进行确认操作。响应于用户对触控屏的指纹识别区域的单击触控，可以对触控屏上的内容进行截图操作等。

综上所述，本申请实施例提供的触控屏不但具有触控功能，而且具有指纹识别功能。这样，不但节约了电子设备的产品结构空间，而且不用在电子设备上挖槽来安装指纹识别模组，提升了电子设备的美观度。同时，触控屏的指纹识别区域的电极排列密度较大，而非指纹识别区域的电极排列密度较小，节约了电极的数量，从而降低了制造成本。

如图9所示，本申请实施例还提供一种芯片系统。该芯片系统90包括至少一个处理器901和至少一个接口电路902。至少一个处理器901和至少一个接口电路902可通过线路互联。处理器901用于支持电子设备实现上述方法实施例中的各个步骤，例如图8所示的方法，至少一个接口电路902可用于从其它装置(例如存储器)接收信号，或者，向其它装置(例如通信接口)发送信号。该芯片系统可以包括芯片，还可以包括其他分立器件。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，当指令在上述电子设备上运行时，使得该电子设备执行上述方法实施例中的各个步骤，例如执行图8所示的方法。

本申请实施例还提供一种包括指令的计算机程序产品，当指令在上述电子设备上运行时，使得该电子设备执行上述方法实施例中的各个步骤，例如执行图8所示的方法。

关于芯片系统、计算机可读存储介质、计算机程序产品的技术效果参照前面方法实施例的技术效果。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个设备，或者也可以分布到多个设备上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个设备中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个设备中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

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，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种触控屏，其特征在于，包括：沿第一方向排列的M个第一电极，以及，沿第二方向排列的N个第二电极，所述第一方向与所述第二方向交叉，所述第一电极与所述第二电极在交叉点处无电连接以形成电容；

所述M个第一电极中相邻m个第一电极之间的密度大于其余(M-m)个第一电极中相邻第一电极之间的密度，所述N个第二电极中相邻n个第二电极之间的密度大于其余(N-n)个第二电极中相邻第二电极之间的密度；m为小于M的整数，n为小于N的整数，所述M个第一电极与所述N个第二电极交叉的区域用于触控检测，所述m个第一电极与所述n个第二电极交叉的区域还用于指纹识别。

2.根据权利要求1所述的触控屏，其特征在于，所述m个第一电极位于所述M个第一电极的中间位置。

3.根据权利要求1或2所述的触控屏，其特征在于，所述n个第二电极位于所述N个第二电极的中间位置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的触控屏，其特征在于，所述m个第一电极等间隔排列。

5.根据权利要求1-4任一项所述的触控屏，其特征在于，所述n个第二电极等间隔排列。

6.根据权利要求1-5任一项所述的触控屏，其特征在于，所述m个第一电极中各个第一电极的宽度相等，其余所述(M-m)个第一电极中各个第一电极的宽度相等；

所述m个第一电极中任一第一电极的宽度，小于其余所述(M-m)个第一电极中任一第一电极的宽度。

7.根据权利要求1-6任一项所述的触控屏，其特征在于，所述n个第二电极中各个第二电极的宽度相等，其余所述(N-n)个第二电极中各个第二电极的宽度相等；

所述n个第二电极中任一第二电极的宽度，小于其余所述(N-n)个第二电极中任一第二电极的宽度。

8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的触控屏以及处理器，所述处理器用于通过所述触控屏进行指纹识别。

9.一种指纹识别方法，其特征在于，应用于如权利要求8所述的电子设备，所述电子设备包括具有交叉设置的M个第一电极和N个第二电极的触控屏，所述方法包括：

如果所述电子设备的工作模式为指纹识别模式，则确定所述触控屏的指纹识别区域中的多个电容的电容变化量，所述多个电容是由所述触控屏中的m个第一电极与n个第二电极无电连接地交叉形成；

根据所述多个电容的电容变化量，确定指纹信息，所述指纹信息用于指示待识别的指纹；

如果所述指纹信息与预设指纹匹配成功，则执行预设操作。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述指纹信息包括指纹的脊和谷；所述根据所述多个电容的电容变化量，确定指纹信息，包括：

如果所述多个电容中第一电容的电容变化量大于阈值，则所述第一电容对应指纹的脊；

如果所述多个电容中第一电容的电容变化量小于所述阈值，则所述第一电容对应指纹的谷。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述工作模式为触控模式，则通过所述触控屏进行触控检测；

根据触控检测结果，执行相应的触控操作；

其中，在所述触控模式下，所述m个第一电极中用于采样的第一电极的密度，与其余(M-m)个第一电极的密度相等，和/或，所述n个第二电极中用于采样的第二电极的密度，与其余(N-n)个第二电极的密度相等。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，当所述指令在电子设备上执行时，使得所述电子设备执行如权利要求9-11任一项所述的方法。