CN207586941U - 一种检测装置及终端设备 - Google Patents

Abstract

一种检测装置及终端设备，用于提高显示屏下光学识别的精准度。其中的一种检测装置包括：发光组件，用于发出初始光线；控制组件，用于控制从具有透光性的显示屏出射的反馈光线的传播方向，以形成成像光线，其中，所述反馈光线为在一物体靠近或接触所述显示屏时，在所述初始光线的照射下，所述物体靠近或接触所述显示屏的一面的纹路所反射的光线；图像传感器，用于通过接收所述成像光线，形成用于表示所述物体靠近或接触所述显示模组的一面的纹路的图像的数据。

Description

一种检测装置及终端设备

本申请要求在2017年4月14日提交中国专利局、申请号为201710245989.6、发明名称为“一种指纹识别方法和装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种检测装置及终端设备。

背景技术

近年来，具有生物识别功能的终端设备逐渐进入人们的生活工作中，其中，指纹因能够唯一表征人的身份特征，而备受人们重视，且随着终端设备全屏化的发展，未来人们更关注的是终端设备的显示屏下的指纹识别技术。

目前，能够应用于显示屏下的指纹识别技术有光学技术、电容技术及超声波技术等，其中，光学技术因耐用性好、成本低的优点受到青睐。但是对于光学技术，由于光源会向不同方向发出初始光线，那么当存在多个光源时会导致从显示屏出射到达图像传感器的各个出射光线之间相互交叠，进而导致图像传感器成像模糊。例如请参考图1，多个光源中不同光源发出的初始光线透过显示屏照射到物体的一面上，经物体的反射后形成反射光线，物体的一面上不同位置处的反射光线透过显示屏形成的出射光线可能会照射在图像传感器上的同一位置处，由于不同的出射光线表征不同的指纹信息，当不同的出射光线照射到同一位置处时，也就是不同的指纹信息叠加，从而造成图像传感器的成像模糊。

由此可见，现有技术中显示屏下的光学识别技术的识别精准度较低。

实用新型内容

本申请实施例提供一种检测装置及终端设备，用于提高显示屏下的光学识别的精准度。

第一方面，本申请实施例提供了一种检测装置，包括：发光组件，用于发出初始光线；

控制组件，用于控制从具有透光性的显示屏出射的反馈光线的传播方向，以形成成像光线，其中，所述反馈光线为在一物体靠近或接触所述显示屏时，在所述初始光线的照射下，所述物体靠近或接触所述显示屏的一面的纹路所反射的光线；图像传感器，用于通过接收所述成像光线，形成用于表示所述物体靠近或接触所述显示模组的一面的纹路的图像的数据。

在本申请实施例中，通过控制组件来控制反馈光线的传播方向，能够消除不同的反馈光线之间产生的串扰，形成成像光线。从而使得图像传感器在接收成像光线后能够形成用于表示纹路较为清晰的图像的数据，进而实现更精确的纹路检测，提高了显示屏下光学识别的精准度。

在一个可能的设计中，所述控制组件包括：透镜阵列，用于汇聚所述反馈光线，以形成入射所述图像传感器的透射光线；导光组件，设置在所述透镜阵列和所述图像传感器之间，用于消除从所述透镜阵列中每个透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

在本申请实施例中，在透镜阵列对反馈光线进行汇聚后，由导光组件消除从透镜阵列中的每个透镜出射的透射光线之间发生的串扰，形成成像光线。从而使得图像传感器在接收成像光线后能够形成用于表示纹路较为清晰的图像的数据，进而实现更精确的纹路检测，提高了显示屏下光学识别的精准度。

在一个可能的设计中，所述导光组件包括：在垂直方向上堆叠设置的N层不透光层，所述N层不透光层中的每层不透光层开设有通孔阵列，所述每层不透光层开设的通孔阵列的位置完全重合，所述通孔阵列包括贯穿所述每层不透光层的第一通孔和第二通孔，N为整数；其中，所述第一通孔和所述第二通孔之间具有隔断，以消除从所述第一透镜出射的透射光线和从所述第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

在本申请实施例中，每层不透光层可以是硅基板，也可以是具有其它结构的层，例如每层不透光层包括第一子层和蒸镀在第一子层的上表面的第二子层；其中，第一子层的材料是具有透光性的材料，例如具有透光性的塑料，或者是玻璃，第二子层的材料是不具有透光性的材料，例如不具透光性薄膜，可以是金属薄膜、黑色聚酯薄膜(Polyseter Film，PET)或者黑胶层。

在本申请实施例中，在每层不透光层上开设通孔阵列，然后将开设有通孔阵列的不透光层键合形成导光组件。由于每层不透光层的厚度较薄，这样通过激光、机械加工压印、或未加工等方式进行打孔时的打孔难度较低，从而能够实现量产。

在一个可能的设计中，所述N为对根据占空比的函数获得值向上取整得到的；其中，所述占空比的函数为1和所述占空比之间差值的倒数，所述占空比为所述透镜阵列中的透镜的直径与所述透镜阵列的透镜的周期的比值。

在本申请实施例中，根据占空比，也就是透镜阵列中透镜的占空比，确定所需不透光层的层数。

在一个可能的设计中，所述导光组件包括：不透光层，所述不透光层开设有通孔阵列，所述通孔阵列包括贯穿所述不透光层的第一通孔和第二通孔；其中，所述第一通孔和所述第二通孔之间具有隔断，以消除从所述第一透镜出射的透射光线和从所述第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

在本申请实施例中，在不透光层上开设通孔阵列，通孔阵列中的第一通孔和第二通孔之间具有隔断，具有挡光作用，从而能够消除从第一透镜出射的透射光线和从第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

在一个可能的设计中，所述不透光层的厚度小于或等于从所述透镜阵列中的透镜的光心到所述图像传感器之间的垂直距离，以使从所述透镜阵列的第一透镜出射的透射光线经所述第一通孔出射到所述图像传感器上所述第一通孔的投影所在的第一区域，从所述透镜阵列的第二透镜出射的透射光线经所述第二通孔出射到所述图像传感器上所述第二通孔的投影所在的第二区域。

在本申请实施例中，设置不透光层的厚度小于或等于从所述透镜阵列中的透镜的光心到所述图像传感器之间的垂直距离，以避免从第一透镜出射的透射光线经第一通孔出射到第二区域和/或从第二透镜透射的出射光线经第二通孔出射到第一区域，从而能够进一步消除从透镜透射的透射光线之间发生的串扰。

在一个可能的设计中，所述第一通孔的孔径小于或等于所述第一透镜的直径，所述第二通孔的孔径小于或等于所述第二透镜的直径。

在本申请实施例中，通孔阵列中的每个通孔的孔径小于或等于透镜阵列中的与每个通孔对应的透镜的直径，例如第一通孔的孔径小于或等于第一透镜的直径，第二通孔的孔径要小于等于第二透镜的直径，以避免从第二透镜透射的透射光线从第一通孔的顶端直接入射到第一通孔中，与第一通孔中传输的透射光线之间发生串扰，或者从第一透镜透射的透射光线从第二通孔的顶端直接入射到第二通孔中，与第二通孔中传输的透射光线之间发生串扰。

在一个可能的设计中，所述导光组件为光纤面板，所述光纤面板的数值孔径小于预设值，以使所述光纤面板接收从所述透镜阵列出射的在预设角度范围的透射光线，以消除从所述透镜阵列的第一透镜出射的透射光线和从所述透镜阵列的第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰；其中，所述预设值为所述透镜阵列中的透镜的直径与所述透镜阵列和所述光纤面板之间的距离的比值。

在本申请实施例中，光纤面板的数值孔径小于预设值，从而保证光纤面板接收从透镜阵列出射的预设角度范围内的透射光线，进而能够消除不同的透射光线之间发生的串扰。

在一个可能的设计中，所述发光组件为设置在所述显示屏外部的光源；

所述检测装置还包括：

准直组件，用于控制所述发光组件中包括的不同光源发出的初始光线照射在所述物体的一面上的不同区域。

在本申请实施例中，还可以通过准直组件对发光组件中包括的不同光源发出的初始光线的照射范围，进一步通过导光组件对反馈光线的控制，能够更好的消除光线之间发生的串扰。

在一个可能的设计中，所述准直组件包括：

透光部分和挡光部分，所述透光部分设置在相邻的挡光部分之间，所述挡光部分用于阻挡所述初始光线照射到所述显示屏的像素电极上，以控制所述初始光线由所述透光部分，从相邻的像素电极之间的间隙照射到所述物体的一面上的不同区域。

在本申请实施例中，挡光部分阻挡初始光线照射到显示屏的像素电极上，限制了初始光线的入射角度，避免初始光线照射到像素电极的背面后被反射回来，无法照射到物体的一面上，从而提高了初始光线照射到物体的一面上的照射射率。

第二方面，本申请实施例提供一种检测设备，该检测设备包括控制组件，用于控制从具有透光性的显示屏出射的反馈光线的传播方向，以形成成像光线，其中，所述反馈光线为在一物体靠近或接触所述显示屏时，在所述显示屏发出的初始光线的照射下，所述物体靠近或接触所述显示屏的一面的纹路所反射的光线；图像传感器，用于通过接收所述成像光线，形成用于表示所述物体靠近或接触所述显示模组的一面的纹路的图像的数据。

在本申请实施例中，通过控制组件来控制反馈光线的传播方向，能够消除不同的反馈光线之间产生的串扰，形成成像光线。从而使得图像传感器在接收成像光线后能够形成用于表示纹路较为清晰的图像的数据，进而实现更精确的纹路检测，提高了显示屏下光学识别的精准度。

在一个可能的设计中，所述控制组件包括：透镜阵列，用于汇聚所述反馈光线，以形成入射所述图像传感器的透射光线；导光组件，设置在所述透镜阵列和所述图像传感器之间，用于消除从所述透镜阵列中每个透镜出射的透射光线之间发生的串扰，以形成所述成像光线。

在本申请实施例中，在透镜阵列对反馈光线进行汇聚后，由导光组件消除从透镜阵列中的每个透镜出射的透射光线之间发生的串扰，形成成像光线。从而使得图像传感器在接收成像光线后能够形成用于表示纹路较为清晰的图像的数据，进而实现更精确的纹路检测，提高了显示屏下光学识别的精准度。

在一个可能的设计中，所述导光组件包括：在垂直方向上堆叠设置的N层不透光层，所述N层不透光层中的每层不透光层开设有通孔阵列，所述每层不透光层开设的通孔阵列的位置完全重合，所述通孔阵列包括贯穿所述每层不透光层的第一通孔和第二通孔，N为整数；其中，所述第一通孔和所述第二通孔之间具有隔断，以消除从所述第一透镜出射的透射光线和从所述第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

在本申请实施例中，每层不透光层可以是硅基板，也可以是具有其它结构的层，例如每层不透光层包括第一子层和贴合设置在第一子层的上表面的第二子层；其中，第一子层的材料是具有透光性的材料，例如具有透光性的塑料，或者是玻璃，第二子层的材料是不具有透光性的材料，例如不具透光性薄膜，可以是金属薄膜、黑色聚酯薄膜(PolyseterFilm，PET)或者黑胶层。

在本申请实施例中，第二子层可以通过蒸镀的方式蒸镀在第一子层的上表面，也可以通过掩模板的方式，设置在第一子层的上表面，在本申请实施例中不作限制。

在本申请实施例中，在每层不透光层上开设通孔阵列，然后将开设有通孔阵列的不透光层键合形成导光组件。由于每层不透光层的厚度较薄，这样通过激光、机械加工压印、或未加工等方式进行打孔时的打孔难度较低，从而能够实现量产。

在一个可能的设计中，所述N为对根据占空比的函数获得值向上取整得到的；其中，所述占空比的函数为1和所述占空比之间差值的倒数，所述占空比为所述透镜阵列中的透镜的直径与所述透镜阵列的透镜的周期的比值。

在本申请实施例中，根据占空比，也就是透镜阵列中透镜的占空比，确定所需不透光层的层数。

在一个可能的设计中，所述导光组件包括：不透光层，所述不透光层开设有通孔阵列，所述通孔阵列包括贯穿所述不透光层的第一通孔和第二通孔；其中，所述第一通孔和所述第二通孔之间具有隔断，以消除从所述第一透镜出射的透射光线和从所述第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

在本申请实施例中，在不透光层上开设通孔阵列，通孔阵列中的第一通孔和第二通孔之间具有隔断，具有挡光作用，从而能够消除从第一透镜出射的透射光线和从第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

在一个可能的设计中，所述不透光层的厚度小于或等于从所述透镜阵列中的透镜的光心到所述图像传感器之间的垂直距离，以使从所述透镜阵列的第一透镜出射的透射光线经所述第一通孔出射到所述图像传感器上所述第一通孔的投影所在的第一区域，从所述透镜阵列的第二透镜出射的透射光线经所述第二通孔出射到所述图像传感器上所述第二通孔的投影所在的第二区域。

在本申请实施例中，设置不透光层的厚度小于或等于从所述透镜阵列中的透镜的光心到所述图像传感器之间的垂直距离，以避免从第一透镜出射的透射光线经第一通孔出射到第二区域和/或从第二透镜透射的出射光线经第二通孔出射到第一区域，从而能够进一步消除从透镜透射的透射光线之间发生的串扰。

在一个可能的设计中，所述第一通孔的孔径小于或等于所述第一透镜的直径，所述第二通孔的孔径小于或等于所述第二透镜的直径。

在本申请实施例中，通孔阵列中的每个通孔的孔径小于或等于透镜阵列中的与每个通孔对应的透镜的直径，例如第一通孔的孔径小于或等于第一透镜的直径，第二通孔的孔径要小于等于第二透镜的直径，以避免从第二透镜透射的透射光线从第一通孔的顶端直接入射到第一通孔中，与第一通孔中传输的透射光线之间发生串扰，或者从第一透镜透射的透射光线从第二通孔的顶端直接入射到第二通孔中，与第二通孔中传输的透射光线之间发生串扰。

在一个可能的设计中，所述导光组件为光纤面板，所述光纤面板的数值孔径小于预设值，以使所述光纤面板接收从所述透镜阵列出射的在预设角度范围的透射光线，以消除从所述透镜阵列的第一透镜出射的透射光线和从所述透镜阵列的第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰；其中，所述预设值为所述透镜阵列中的透镜的直径与所述透镜阵列和所述光纤面板之间的距离的比值。

在本申请实施例中，光纤面板的数值孔径小于预设值，从而保证光纤面板接收从透镜阵列出射的预设角度范围内的透射光线，进而能够消除不同的透射光线之间发生的串扰。

第三方面，本申请实施例提供一种终端设备，该终端设备包括具有透光性的显示屏；第一方面所述的检测装置，用于在一物体与所述检测装置靠近或接触时，获得用于表示所述物体与所述检测装置靠近或接触的一面的纹路的图像的数据；以及处理器，耦合至所述检测装置，用于将所述图像的数据转化为所述图像，并识别所述图像是否为设定的图像。

第四方面，本申请实施例提供一种终端设备，该终端设备包括具有透光性的显示屏；如第二方面所述的检测装置，用于在一物体与所述显示屏靠近或接触时，获得用于表示所述物体与所述显示屏靠近或接触的一面的纹路的图像的数据；以及处理器，耦合至所述检测装置，用于将所述图像的数据转化为所述图像，并识别所述图像是否为设定的图像。

附图说明

图1为现有技术中光学纹路成像模糊的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种检测装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种检测装置中发光组件的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种检测装置中显示屏的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种检测装置中准直组件的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种检测装置中导光组件的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种检测装置中导光组件的另一结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种检测装置中导光组件为光纤面板时的光线传输路径示意图；

图9为本申请实施例提供的一种检测装置中导光组件的另一结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种检测装置中导光组件的另一结构示意图；

图11为本申请实施例提供的另一种检测装置的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的另一终端设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

第一方面，参见图2，本申请实施例提供一种检测装置，用于实现更为精确的识别。该检测装置包括：

发光组件200，用于发出初始光线；

控制组件201，用于控制从具有透光性的显示屏出射的反馈光线的传播方向，以形成成像光线，其中，反馈光线为在一物体靠近或接触所述显示屏时，在初始光线的照射下，物体靠近或接触所述显示屏的一面的纹路所反射的光线；

图像传感器202，用于通过接收所述成像光线，形成用于表示所述物体靠近或接触所述显示模组的一面的纹路的图像的数据。

在本申请实施例中，通过控制组件201控制反馈光线的传播方向，能够消除不同的反馈光线之间产生的串扰，从而使得图像传感器202在接收成像光线后能够形成用于表示纹路较为清晰的图像的数据，进而实现更精确化的纹路检测，提高显示屏下光学识别的精准度。

在本申请实施例中，发光组件200为设置在显示屏外部的光源。发光组件200可以为设置在显示屏的下表面的正下方区域的阵列光源，阵列光源可以由LED光源构成，也可以由激光光源构成，或者可以由红外光光源构成。在本申请实施例中，阵列光源设置的区域也就是检测装置上用于检测纹路的区域，在该区域内光源以等间距排列形成阵列，例如5×4的阵列，请参考图3。

在本申请实施例中，显示屏具有透光性，当物体的一面与显示屏的上表面靠近或接触时，发光组件200发出的初始光线能够穿透显示屏照射在物体的一面上，经物体反射形成的反射光线透过显示屏形成物体的一面的纹路的反馈光线。其中，显示屏可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitted Diode，OLED)、发光二极管(Light-Emitted Diode，LED)、或软性有机发光二极管(Flexible OLED，FOLED)等。

请参考图4，显示屏以OLED为例，整个结构层包括：盖板玻璃400；偏光片401，通过光学胶与盖板玻璃400贴合设置；封装玻璃402，贴合设置在偏光片401的下表面；阴极403，设置在封装玻璃400的下表面；发光层404，设置在阴极403的下表面；阳极405，设置在发光层404的下表面，以及基底玻璃406，其中，阴极403和阳极405的交叉点形成像素，每个像素对应位置处的由阴极403和阳极405构成的电极对为像素电极，像素电极中相邻像素电极之间具有间隙。

请参考图5，由于阵列光源中的每个光源都会向不同方向发出初始光线，为了减少初始光线的散射，在本申请实施例中，检测装置还包括准直组件500，用于控制初始光线的照射范围。其中，初始光线经准直组件500处理后，可以获得从预定角度范围内入射显示屏的初始光线，也就是控制初始光线照射在物体的一面上所述预定角度范围所覆盖的区域上。例如，以阵列光源中的第一光源和第二光源为例，第一光源发出的初始光线经准直组件500处理后从预定角度范围入射显示屏，照射在物体的一面上的第一区域，第二光源发出的初始光线经准直组件500处理后从预定角度范围入射显示屏，照射在物体的一面上的第二区域，第一区域与第二区域不重叠。

在本申请实施例中，准直组件500包括透光部分和挡光部分。透光部分和挡光部分的实现方式包括但不限于以下两种，下面分别进行描述。

方式A、在显示屏的下表面设置挡光层，在挡光层上开设通孔阵列，其中，通孔即为透光部分，挡光层上除通孔外的其它部分即为挡光部分，即，在方式A中，准直组件500就包括挡光层和在挡光层上开设的通孔阵列。初始光线经通孔阵列中的通孔，通过与通孔对应的相邻的像素电极之间的间隙透过显示屏照射到物体一面上的不同区域。

本申请实施例中，挡光层的材料可以为不透光的材料，例如黑色塑料薄膜、硅片或金属薄片等。

方式B、在显示屏的下表面设置挡光块，其中，挡光块即为挡光部分，相邻的挡光块之间的间隙即为透光部分，即，在方式B中，准直组件500就包括挡光块和相邻的挡光块之间的间隙。初始光线经挡光块中相邻挡光块之间的间隙，通过与相邻挡光块之间的间隙对应的相邻的像素电极之间的间隙透过显示屏照射到物体的一面上的不同区域。

在本申请实施例中，由于显示屏的像素电极具有强不透光性，且像素电极背面，即像素电极的朝向显示屏的下表面的一面具有强反射性，也就是照射到像素电极的背面的初始光线会发生强反射，因此，在像素电极处会形成挡光部分，使得初始光线从相邻的挡光部分之间的透光部分入射，限制了入射光线的入射角度，避免初始光线照射到像素电极的背面后被反射回来，无法入射显示屏，从而提高了初始光线照射到物体的一面的照射率。

在本申请实施例中，初始光线照射到物体的一面，经物体反射后形成的反射光线透过显示屏形成反馈光线，由于反馈光线之间可能会产生串扰，为避免反馈光线之间的串扰，通过控制组件201控制反馈光线的传播方向，以形成成像光线。

在本申请实施例中，控制组件201包括：

透镜阵列，用于汇聚反馈光线，以形成入射图像传感器202的透射光线；

导光组件，设置在透镜阵列和图像传感器202之间，用于消除从所述透镜阵列中每个透镜出射的透射光线之间发生的串扰，以形成成像光线。

在本申请实施例中，透镜阵列用于对接收的反馈光线进行聚焦。在具体实现过程中，由于终端设备越来越向轻薄化发展，这样检测装置的体积受到限制，如果要保证检测装置的厚度在一定的范围内，则透镜的厚度也要在一定范围内。而当透镜的厚度一定时，透镜的焦距越短，透镜的直径也较小，那么在透镜的直径较小的情况下，透镜接收出射光线的角度范围较小，那么为保证能够接收从显示屏出射的任意角度的出射光线，并对出射光线进行汇聚，需要设置透镜阵列。在本申请实施例中，透镜阵列中的相邻透镜之间的间隙相同，且透镜阵列中每个透镜的直径均相同、每个透镜的焦距也均相同。

在本申请实施例中，透镜阵列包括的每个透镜的直径在预设直径范围内，例如预设直径范围为[5微米(um)，600um]，其中，考虑到透镜的加工精度和图像的分辨率，透镜的直径取值具体可以为50um。透镜阵列包括的每个透镜的焦距在预设焦距范围内，例如预设焦距范围为[20um，800um]，其中，考虑到透镜的加工精度和图像的分辨率，透镜的焦距的取值具体可以为50um。其中，透镜阵列包括的透镜的材料可以是树脂、塑料、或玻璃等。

在本申请实施例中，在透镜阵列完成对反馈光线的汇聚之后，则通过导光组件将从透镜阵列透射出来的透射光线传输到图像传感器202。

在本申请实施例中，导光组件的实现方式包括但不限于以下三种，下面分别介绍。其中，下文中将在挡光层上开设的通孔阵列称为第一通孔阵列。

导光组件的实现方式一

导光组件包括：不透光层，不透光层开设有通孔阵列，下文中将在不透光层开设的通孔阵列称为第二通孔阵列，第二通孔阵列包括贯穿不透光层的第一通孔和第二通孔；其中，第一通孔和第二通孔之间具有隔断，以消除从所述第一透镜出射的透射光线和从所述第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

请参考图6，导光组件为开设有第二通孔阵列的不透光层。在本申请实施例中，不透光层的材料可以是黑色塑料薄膜、硅片、金属薄片等。

在本申请实施例中，可以通过激光、机械加工压印、或微纳加工等方式在不透光层上开设第二通孔阵列。第二通孔阵列包括第一通孔和第二通孔，当然还可以第三通孔、第四通孔，在本申请实施例中不作限制。其中，第二通孔阵列中的通孔的排列位置与透镜阵列中的透镜的排列位置一一对应。这里的“对应”，是指从某个透镜透射的透射光线从与该透镜对应的通孔出射。例如以第二通孔阵列中的第一通孔和第二通孔、透镜阵列中的第一透镜和第二透镜为例，第一通孔和第一透镜对应，也就是控制从第一透镜透射的透射光线从第一通孔出射，第二通孔和第二透镜对应，也就是控制从第二透镜透射的透射光线从第二通孔出射。

继续以通孔阵列中包括的第一通孔和第二通孔为例，第一通孔和第二通孔之间具有隔断，由于不透光层能够挡光，所以，隔断也能够挡光，从而避免从第一透镜透射的透射光线和从而透镜透射的透射光线之间发生串扰。

在具体实现过程中，当通孔的深度没有达到预设深度，也就是第二通孔阵列中的每个通孔和图像传感器202之间还有一定距离时，从通孔出射的光线之间仍可能会产生串扰。因此，为了更好的消除从不同透镜透射的透射光线之间的串扰，在本申请实施例中，不透光层的厚度小于或等于从透镜的光心到图像传感器202之间的垂直距离，或者，第二通孔阵列中通孔的深宽比大于预设值，例如，3:1、5:1或者为10:1，其中，通孔的深宽比为通孔的深度和孔径的比值，也就是不透光层的厚度和孔径的比值。当通孔的孔径一定，通孔的深宽比越大时，通孔的深度越深，通孔的底端与图像传感器202之间的距离也就越小，从通孔出射的光线直接照射在图像传感器202上与该通孔的投影所在的区域上，例如，从第一透镜透射的透射光线经第一通孔出射到图像传感器202上第一通孔的投影所在的第一区域，从第二透镜透射的透射光线经第二通孔出射到图像传感器202上第二通孔的投影所在的第二区域，避免从第一透镜透射的透射光线经第一通孔出射到第二区域和/或从第二透镜透射的透射光线经第二通孔出射到第一区域，从而能够进一步消除从透镜透射的透射光线之间的串扰。

同时，为了有效地区分从不同透镜投射出的透射光线，第二通孔阵列中的每个通孔的孔径小于或等于透镜阵列中的与每个通孔对应的透镜的直径，例如第一通孔的孔径小于或等于第一透镜的直径，第二通孔的孔径要小于等于第二透镜的直径，以避免从第二透镜透射的透射光线从第一通孔的顶端直接入射到第一通孔中，与第一通孔中传输的透射光线之间发生串扰。

在本申请实施例中，为了满足分辨率的要求，也就要求第二通孔阵列中的每个通孔对应一个像素，这样第二通孔阵列中每个通孔的孔径会较小，另一方面，为消除不同的透镜的透射光线之间串扰，第二通孔阵列包括的每个通孔的深度会较深，也就是通孔的深宽比会比较大。而正如(1)中所介绍的，第二通孔阵列是通过激光、机械加工压印、或微加工等方式制作，然而这些加工方式的难度往往随着通孔的深宽比的增加而增加，不利于量产。鉴于此，本申请实施例提出导光组件的实现方式二，请参考图7，即采用光纤面板来消除不同的透镜的透射光线之间的串扰。

导光组件的实现方式二

导光组件为光纤面板，光纤面板的数值孔径小于预设值，以使光纤面板接收从透镜阵列出射的在预设角度范围的透射光线，以消除从透镜阵列的第一透镜出射的透射光线和从透镜阵列的第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。其中，预设值根据透镜阵列包括的任意一个透镜的直径和透镜阵列中任意一个透镜与光纤面板之间的距离获得。

光纤面板包括纤芯和包层。其中，纤芯的丝径由透镜阵列中透镜的放大率和纹路识别需要的分辨率获得。例如，在分辨率为500像素，透镜阵列的放大率为2:1时，图像传感器202的单像元最大不能超过25um，而图像传感器202的单像元至少需要4-6根纤芯进行适配，若以4根为例，纤芯的丝径则为6um左右。

在本申请实施例中，为了消除不同的透镜的透射光线之间的串扰，光纤面板的数值孔径小于预设值，以使光纤面板接收从透镜阵列透射的在预设角度范围内的透射光线。例如，其中，NA为光纤面板的数值孔径，为透镜阵列中的透镜的直径，L为透镜阵列与光纤面板之间的距离。

另一方面，光纤面板的数值孔径与纤芯的折射率和包层的折射率相关，当光纤面板的数值孔径较小时，纤芯的折射率和包层的折射率之间的差也较小，例如，当光纤面板的数值孔径为0.14时，纤芯的折射率和包层的折射率之间的差值为0.01；当光纤面板的数值孔径为0.15时，纤芯的折射率和包层的折射率之间的差值为0.02等。

下面以纤芯的折射率和包层的折射率之间的差值是0.01、对应的纤芯的折射率n₁＝1.5122、包层的折射率n₂＝1.50137为例，介绍如何确定预设角度范围。

请参考图8，当透镜的透射光线以入射角θ₀从光纤面板的第一端面入射，经折射后形成折射光线入射到纤芯的第一界面上。如果折射光线在第一界面上的入射角φ₀大于临界角φ_c，折射光线将在第一界面上发生全反射，全反射的光线入射到纤芯的与第一界面相对的第二界面上，并在第二界面上发生全反射。这样，反射光线在纤芯内经过多次全反射后，从光纤面板的与第一端面相对的第二端面出射。由此，可以推导出透射光线在光纤面板内发生全反射的条件为：

其中，公式(1)中n₀为空气的绝对折射率，n₁为纤芯的折射率，n₂为包层的折射率。由于n₀≈1，则公式(1)可以简化为下式：

其中，当n₁＝1.5122，n₂＝1.50137时，可计算得到透射光线的入射角度θ₀为9.9°。也就是入射角度小于θ₀的透射光线从光纤面板的第一端面入射后形成的折射光线将在第一界面处发生全反射，折射光线被无损失的传输，从光纤面板的第二端面出射；而入射角度大于θ₀透射光线从光纤面板的第一端面入射后形成的折射光线将在第一界面再次折射，再次折射后的折射光线入射到包层。

在本申请实施例中，可以通过在包层中加入吸收丝来消除再次折射后的折射光线，也可在包层的外侧增加一层挡光层，例如由聚丙烯酸酯制作的挡光层，用来消除从包层出射的光线。对于上述两种实现方式，本领域普通技术人员可以根据实际需要选择，在本申请实施例中不作限制。

在本申请实施例中，为了满足分辨率的要求，也就要求第二通孔阵列中的每个通孔对应一个像素，这样第二通孔阵列中每个通孔的孔径会较小，另一方面，为消除不同的透镜的透射光线之间串扰，第二通孔阵列包括的每个通孔的深度会较深，也就是通孔的深宽比会比较大。而正如导光组件的实现方式一中所介绍的，第二通孔阵列是通过激光、机械加工压印、或微加工等方式制作，然而这些加工方式的难度往往随着通孔的深宽比的增加而增加，不利于量产。鉴于此，本申请实施例提出导光组件的实现方式三，即采用在垂直方向上堆叠设置的N层不透光层来消除不同的透镜的透射光线之间的串扰。

导光组件的实现方式三

导光组件包括：在垂直方向上堆叠设置的N层不透光层，N层不透光层中的每层不透光层开设有通孔阵列，每层不透光层开设的通孔阵列的位置完全重合，下文中将每层不透光层开设的通孔阵列称为第三通孔阵列，第三通孔阵列包括贯穿每层不透光层的第三通孔和第四通孔，N为整数；

其中，所述第三通孔和所述第四通孔之间具有隔断，以消除从所述第一透镜出射的透射光线和从所述第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

在本申请实施例中，N层不透光层中的每层不透光层开设有第三通孔阵列，第三通孔阵列中的通孔的排列位置与透镜阵列中的透镜的排列位置一一对应。这里的“对应”，是指从某个透镜透射的透射光线从与该透镜对应的通孔出射。例如以第三通孔阵列中的第三通孔和第四通孔，透镜阵列中的第一透镜和第二透镜为例，第三通孔和第一透镜对应，也就是控制从第一透镜透射的透射光线从第三通孔出射，第四通孔和第二透镜对应，也就是控制从第二透镜投射的透射光线从第四通孔出射。在本申请实施例中，N由透镜阵列中的透镜的直径和所述透镜阵列的周期获得，例如，其中，为透镜阵列中透镜的直径，p为透镜阵列的周期。

在具体实现过程中，当通孔的深度没有达到预设深度，也就是第三通孔阵列中的每个通孔和图像传感器202之间还有一定距离时，从通孔出射的光线之间还是可能会产生串扰。因此，为了更好的消除从不同透镜透射的透射光线之间的串扰，在本申请实施例中，N层堆叠设置的光线控制层的总厚度小于或等于从透镜的光心到图像传感器202之间的垂直距离。

同时，为了有效地区分从不同透镜透射出的透射光线，第三通孔阵列中的每个通孔的孔径小于或等于透镜阵列中的与每个通孔对应的透镜的直径，例如第三通孔的孔径小于或等于第一透镜的直径，第四通孔的孔径要小于等于第二透镜的直径，以避免从第二透镜透射的透射光线从第三通孔的顶端直接入射到第三通孔中，与第三通孔中传输的透射光线之间发生串扰。在本申请实施例中，N层不透光层的实现方式包括但不限于以下两种，下面分别对这两种实现方式进行介绍。

光线控制层的实现方式一

请参考图9，N层不透光层中的每层不透光层包括第一子层和蒸镀在第一子层的上表面的第二子层，其中，第一子层的材料为透光材料，例如具有透光性的玻璃或塑料等，第二子层的材料为不透光材料，例如不透光的薄膜，可以是金属薄膜、黑色聚酯薄膜(PolyseterFilm，PET)或者黑胶层。

在本申请实施例中，每层不透光层上的通孔阵列的形成，包括但不限于以下两种方式：

作为一种示例，利用蒸镀工艺在每层第一子层上蒸镀第二子层，在第二子层上开设第三通孔阵列。

或者作为另一种示例，可以先在每层第一子层上设置掩模板，其中，掩模板上设置有至少两个子区域，至少两个子区域中相邻的子区域之间有间隙，在至少两个子区域上蒸镀第二子层。再去除掩模板，获得设置了第三通孔阵列的不透光层，然后将设置有第三通孔阵列的不透光层通过键合的方式在垂直方向上堆叠设置在一起。

无论是在厚度较薄的第二子层上利用激光、机械加工压印、或微加工等方式进行打孔形成第三通孔阵列，还是通过掩模板形成第三通孔阵列，相较于在厚度较厚的不透光层上打孔，加工的难度会降低很多，更适于量产。

光线控制层的实现方式二

请参考图10，N层不透光层，例如硅基板。在每层不透光层上开设第三通孔阵列，开设第三通孔阵列的方式可以为激光、机械加工压印、或微加工等方式。

在本申请实施例中，开设有第三通孔阵列的光线控制层通过键合的方式在垂直方向上堆叠设置。由于导光组件包括N层不透光层，每层不透光层的厚度相对导光组件的实现方式一中的不透光层的厚度要薄一些，再通过激光、机械加工压印、或微加工等方式进行打孔时的打孔难度会降低很多。

在本申请实施例中，透射光线经导光组件传输后形成的成像光线将入射到图像传感器202，以形成用于表示纹路的图像的数据。在下文中，以纹路是指纹、形成的纹路图像是指纹图像为例，对图像传感器202的工作方式进行介绍。

图像传感器202包括图像传感层和图像芯片，图像传感层与图像芯片之间可通过柔性电路板连接。其中，在处理指纹时，图像传感层将形成的指纹图像转换为电信号，通过柔性电路板将电信号发送给图像芯片，图像芯片对接收到的电信号进行放大转换，并输出数字指纹图像到处理器端，图像芯片与处理器端采用串行外设接口(Serial PeripheralInterface，SPI)或I2C(Inter-Integrated Circuit)接口进行通信。

在本申请实施例中，图像传感层可以为电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)，也可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器202。

在具体实现过程中，为了实现检测装置的量产，指纹图像传感层可以采用大面积图像传感器202，例如，采用有机材料作为感光介质的大面积图像传感器202，具体的，可将有机印刷光电探测器(Organic Printed Photodetecor，OPD)沉积到塑料有机薄膜晶体管(Thin film transistor，TFT)的背板上，以实现大面积图像传感；或者采用非晶硅玻璃基材的大面积图像传感器202，例如采用光电二极管和薄膜晶体管作为光学敏感单元，以玻璃或者塑料为基材实现。

在本申请实施例中，由于通过控制组件201来控制不同的反馈光线的传播方向，也就是用于消除反馈光线之间产生的串扰，从而能够保证在图像传感器202接收到成像光线后形成用于表示清晰的纹路的图像的数据，进而实现更精确化的纹路检测，提高显示屏下光学识别的精准度。

第二方面，请参考图11，本申请实施例提供一种检测装置，包括：

控制组件1100，用于控制从具有透光性的显示屏出射的反馈光线的传播方向，以形成成像光线，其中，所述反馈光线为在一物体靠近或接触所述显示屏时，在所述显示屏发出的初始光线的照射下，所述物体靠近或接触所述显示屏的一面的纹路所反射的光线；

图像传感器1101，用于通过接收所述成像光线，形成用于表示所述物体靠近或接触所述显示模组的一面的纹路的图像的数据。

在本申请实施例中，通过控制组件1100控制反馈光线的传播方向，能够消除不同的反馈光线之间产生的串扰，从而使得图像传感器1101在接收成像光线后能够形成用于表示纹路较为清晰的图像的数据，进而实现更精确化的纹路检测，提高显示屏下光学识别的精准度。

在本申请实施例中，检测装置的初始光线由具有透光性的显示屏的发光层发出。在本申请实施例中，在本申请实施例中，显示屏可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitted Diode，OLED)、发光二极管(Light-Emitted Diode，LED)、或软性有机发光二极管(Flexible OLED，FOLED)等。其中，显示屏以OLED为例进行介绍。

请参见图4，当在显示模屏的两端施加电压时，产生的电流从显示屏的阴极流向阳极，阳极空穴与阴极电子就会在发光层中结合，产生光亮，也就是本申请实施例中所述的初始光线。其中，发光层的材料中包括至少一种主体材料和至少一种客体掺杂材料，主体材料可以为P型材料，也就是空穴型材料，也可以为N型材料，也就是电子型材料，客体掺杂材料可以为磷光材料或荧光材料。

在本申请实施例中，对控制组件1100、图像传感器1101的介绍同第一方面中对控制组件201及图像传感器202的介绍，在此不再赘述。

第三方面，请参考图12，本申请施例提供一种终端设备，包括：

具有透光性的显示屏1200；

如第一方面所述的检测装置1201，用于在一物体与所述显示屏1200靠近或接触时，获得用于表示物体与显示屏1200靠近或接触的一面的纹路的图像的数据；

处理器1202，耦合至检测装置1201，用于将图像的数据转化为图像，并识别图像是否为设定的图像。

在本申请实施例中，终端设备可以是包括但不限于移动电话(或者称为“蜂窝”电话)，具有移动终端设备计算机，便携式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，智能穿戴式设备等。例如，手机、平板电脑(PAD)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、销售终端(Piont of Sales，POS)、车载电脑、智能手表、智能头盔、智能眼镜、或智能手环等设备等。

在本申请实施例中，在处理器1202接收到用于表示指纹图像的数据后，将指纹图像的数据转化为指纹图像，提取指纹图像的特征点，将提取的特征点与预先保存的特征点进行匹配，获取提取的特征点与预先保存的特征点之间的匹配度，当当匹配度大于预设值，例如90％，则表明匹配成功，当匹配度小于预设值时，则表明匹配失败，在匹配失败时，处理器1202会输出提示信息，例如，输出语音提示“请重新录入指纹”，或者通过灯光的闪烁提示指纹匹配失败。

处理器1202具体可以是通用的中央处理器或特定应用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)，可以是一个或多个用于控制程序执行的集成电路，可以是使用现场可编程门阵列(英文：Field Programmable GateArray，简称：FPGA)开发的硬件电路，可以是基带处理器。

在本申请实施例中，终端设备还包括：

传感器1203，用于检测触控操作，该触控操作用于激活检测装置1201的检测功能。其中，触控操作可以是按压操作、或者滑动操作。

在检测到触控操作后，则激活检测装置1201的检测功能，为了降低检测装置1201的功耗，在本申请实施例中，处理器1202还用于：

根据触控操作，确定触控操作的触控位置；

控制所述检测装置1201的发光组件中包括的与所述触控位置对应位置处的光源处于点亮状态，所述发光组件中的其它光源处于关闭状态。

在本申请实施例中，传感器1203可以是压力传感器、或者是重力传感器。

在本申请实施例中，继续以指纹识别为例，发光组件中包括第一光源、第二光源、第三光源及第四光源，当触控位置为显示屏1200上的指纹识别区域中的第一区域时，控制发光组件中的第一光源和第二光源开启，第三光源和第四光源关闭；当触控位置为显示屏1200上的指纹识别区域中的第二区域时，控制发光组件中的第三光源和第四光源开启，第一光源和第二光源关闭。由此，在触控位置不同时，控制发光组件中的部分光源处于开启状态，用于发出初始光源，控制发光组件中其它部分光源处于关闭状态，以降低终端设备的功耗。

第四方面，请参考图13，本申请实施例提供一种终端设备，包括：

具有透光性的显示屏1300；

如第二方面所述的检测装置1301，用于在一物体与所述显示屏1300靠近或接触时，获得用于表示所述物体与所述显示屏1300靠近或接触的一面的纹路的图像的数据；

处理器1302，耦合至所述检测装置1301，用于将所述图像的数据转化为所述图像，并识别所述图像是否为设定的图像。

在本申请实施例中，终端设备可以是包括但不限于移动电话(或者称为“蜂窝”电话)，具有移动终端设备计算机，便携式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，智能穿戴式设备等。例如，手机、平板电脑(PAD)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、销售终端(Piont of Sales，POS)、车载电脑、智能手表、智能头盔、智能眼镜、或智能手环等设备等。

在本申请实施例中，在处理器1302接收到指纹图像的数据后，将指纹图像的数据转化为指纹图像，提取指纹图像的特征点，将提取的特征点与预先保存的特征点进行匹配，获取提取的特征点与预先保存的特征点之间的匹配度，当当匹配度大于预设值，例如90％，则表明匹配成功，当匹配度小于预设值时，则表明匹配失败，在匹配失败时，处理器1302会输出提示信息，例如，输出语音提示“请重新录入指纹”，或者通过灯光的闪烁提示指纹匹配失败。

处理器1302具体可以是通用的中央处理器或特定应用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)，可以是一个或多个用于控制程序执行的集成电路，可以是使用现场可编程门阵列(英文：Field Programmable GateArray，简称：FPGA)开发的硬件电路，可以是基带处理器。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种检测装置，其特征在于，包括：

发光组件，用于发出初始光线；

控制组件，用于控制从具有透光性的显示屏出射的反馈光线的传播方向，以形成成像光线，其中，所述反馈光线为在一物体靠近或接触所述显示屏时，在所述初始光线的照射下，所述物体靠近或接触所述显示屏的一面的纹路所反射的光线；

图像传感器，用于通过接收所述成像光线，形成用于表示所述物体靠近或接触所述显示屏的一面的纹路的图像的数据。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述控制组件包括：

透镜阵列，用于汇聚所述反馈光线，以形成入射所述图像传感器的透射光线；

导光组件，设置在所述透镜阵列和所述图像传感器之间，用于消除从所述透镜阵列中每个透镜出射的透射光线之间发生的串扰，以形成所述成像光线。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述导光组件包括：

在垂直方向上堆叠设置的N层不透光层，所述N层不透光层中的每层不透光层开设有通孔阵列，所述每层不透光层开设的通孔阵列的位置完全重合，所述通孔阵列包括贯穿所述每层不透光层的第一通孔和第二通孔，N为整数；

其中，所述第一通孔和所述第二通孔之间具有隔断，以消除从所述透镜阵列的第一透镜出射的透射光线和从所述透镜阵列的第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述N为对根据占空比的函数获得值向上取整得到的；其中，所述占空比的函数为1和所述占空比之间差值的倒数，所述占空比为所述透镜阵列中的透镜的直径与所述透镜阵列的透镜的周期的比值。

5.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述导光组件包括：

不透光层，所述不透光层开设有通孔阵列，所述通孔阵列包括贯穿所述不透光层的第一通孔和第二通孔；

其中，所述第一通孔和所述第二通孔之间具有隔断，以消除从所述透镜阵列的第一透镜出射的透射光线和从所述透镜阵列的第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰。

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述不透光层的厚度小于或等于从所述透镜阵列中的透镜的光心到所述图像传感器之间的垂直距离，以使从所述透镜阵列的第一透镜出射的透射光线经所述第一通孔出射到所述图像传感器上所述第一通孔的投影所在的第一区域，从所述透镜阵列的第二透镜出射的透射光线经所述第二通孔出射到所述图像传感器上所述第二通孔的投影所在的第二区域。

7.根据权利要求3-6任一权项所述的检测装置，其特征在于，所述第一通孔的孔径小于或等于所述第一透镜的直径，所述第二通孔的孔径小于或等于所述第二透镜的直径。

8.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述导光组件为光纤面板，所述光纤面板的数值孔径小于预设值，以使所述光纤面板接收从所述透镜阵列出射的在预设角度范围的透射光线，以消除从所述透镜阵列的第一透镜出射的透射光线和从所述透镜阵列的第二透镜出射的透射光线之间发生的串扰；

其中，所述预设值为所述透镜阵列中的透镜的直径与所述透镜阵列和所述光纤面板之间的距离的比值。

9.根据权利要求1-6和8任一权项所述的检测装置，其特征在于，

所述检测装置还包括：

准直组件，用于控制所述发光组件中包括的不同光源发出的初始光线照射在所述物体的一面上的不同区域。

10.根据权利要求9所述的检测装置，其特征在于，所述准直组件包括：

透光部分和挡光部分，所述透光部分设置在相邻的挡光部分之间，所述挡光部分用于阻挡所述初始光线照射到所述显示屏的像素电极上，以控制所述初始光线由所述透光部分，从相邻的像素电极之间的间隙照射到所述物体的一面上的不同区域。

11.一种检测装置，其特征在于，包括：

控制组件，用于控制从具有透光性的显示屏出射的反馈光线的传播方向，以形成成像光线，其中，所述反馈光线为在一物体靠近或接触所述显示屏时，在所述显示屏发出的初始光线的照射下，所述物体靠近或接触所述显示屏的一面的纹路所反射的光线；

图像传感器，用于通过接收所述成像光线，形成用于表示所述物体靠近或接触所述显示屏的一面的纹路的图像的数据。

12.一种终端设备，其特征在于，包括：

具有透光性的显示屏；

如权利要求1-10任一权项所述的检测装置，用于在一物体与所述显示屏靠近或接触时，获得用于表示所述物体与所述显示屏靠近或接触的一面的纹路的图像的数据；

处理器，耦合至所述检测装置，用于将所述图像的数据转化为所述图像，并识别所述图像是否为设定的图像。

13.一种终端设备，其特征在于，包括：

具有透光性的显示屏；

如权利要求11所述的检测装置，用于在一物体与所述显示屏靠近或接触时，获得用于表示所述物体与所述显示屏靠近或接触的一面的纹路的图像的数据；

处理器，耦合至所述检测装置，用于将所述图像的数据转化为所述图像，并识别所述图像是否为设定的图像。