CN209765529U - 指纹识别装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种指纹识别装置和电子设备，能够提高指纹识别性能。该指纹识别装置，包括：光学指纹传感器，包括：多个像素单元组；多个偏振单元组，设置于所述多个像素单元组上方，其中，每个偏振单元组对应一个像素单元组；每个偏振单元组中的偏振单元的偏振化方向不同；1/4波片，设置于所述多个偏振单元组上方；所述多个像素单元组中的每个像素单元组用于接收光信号通过所述1/4波片和对应的一个偏振单元组后的一组偏振光信号得到一组电信号，所述光信号包括经由手指反射而返回的指纹偏振光信号，所述一组电信号用于处理得到指纹电信号。
Description
技术领域
本申请涉及指纹识别技术领域，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
随着全面屏手机时代的到来，设置在屏幕下或屏幕内的指纹识别装置在手机等终端设备中的应用也得到广泛发展。在指纹识别过程中，指纹识别装置除了接收经过手指反射的带有指纹信息的指纹光信号以外，还会接收大量的屏幕自然光信号，且屏幕自然光信号的光强远大于指纹光信号的光强，造成指纹识别装置接收的光信号中指纹光信号弱，同时屏幕自然光信号的携带的屏幕结构及触控氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)图案信息也进一步影响指纹识别的性能，给用户带来不良的体验。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种指纹识别装置和电子设备，能够提高指纹识别性能。
第一方面，提供了一种指纹识别装置，包括：
光学指纹传感器，包括：多个像素单元组；
多个偏振单元组，设置于所述多个像素单元组上方，其中，每个偏振单元组对应一个像素单元组；每个偏振单元组中的偏振单元的偏振化方向不同；
1/4波片，设置于所述多个偏振单元组上方；
所述多个像素单元组中的每个像素单元组用于接收光信号通过所述1/4波片和对应的一个偏振单元组后的一组偏振光信号得到一组电信号，所述光信号包括经由手指反射而返回的指纹偏振光信号，所述一组电信号用于处理得到指纹电信号。
本申请提供的指纹识别方案中，通过在多个像素单元组上方设置1/4波片和多个偏振单元组，每个偏振单元组中的偏振单元的偏振化方向不同，因此不同的偏振单元对应的像素单元接收的指纹光信号和转换得到的电信号不同，通过对不同的像素单元的电信号进行处理，得到对应于指纹偏振光的指纹电信号，从而提高指纹识别装置的指纹识别性能。
在一种可能的实现方式中，所述指纹偏振光信号通过所述1/4波片后为线偏振光。
在一种可能的实现方式中，所述多个偏振单元组相同。
在一种可能的实现方式中，所述多个偏振单元组包括第一偏振单元组和第二偏振单元组，所述第一偏振单元组与所述第二偏振单元组不同。
在一种可能的实现方式中，所述第一偏振单元组中偏振单元的偏振化方向与所述第二偏振单元组中偏振单元的偏振化方向不同。
在一种可能的实现方式中，所述第一偏振单元组中偏振单元的排列方式与所述第二偏振单元组中偏振单元的排列方式不同。
在一种可能的实现方式中，所述多个偏振单元组中任意一个偏振单元组包括至少两个偏振单元，所述多个像素单元组中任意一个像素单元组包括至少两个像素单元，其中，一个偏振单元对应至少一个像素单元。
在一种可能的实现方式中，所述多个偏振单元组中至少一个偏振单元组包括第一偏振单元和第二偏振单元，所述第一偏振单元和所述第二偏振单元偏振化方向之差为90°。
在一种可能的实现方式中，所述一组电信号用于将其中任意两个不同的电信号相减得到所述指纹电信号。
在一种可能的实现方式中，所述一组电信号用于进行卷积计算得到所述指纹电信号。
在一种可能的实现方式中，所述多个偏振单元组中至少一个偏振单元组包括第一偏振单元、第二偏振单元、第三偏振单元和第四偏振单元；
所述第一偏振单元和所述第二偏振单元偏振化方向之差为90°，所述第三偏振单元和所述第四偏振单元偏振化方向之差为90°。
在一种可能的实现方式中，所述一组电信号包括第一电信号、第二电信号、第三电信号和第四电信号，用于根据公式计算得到所述指纹电信号，所述公式为：
其中，S为所述指纹电信号，A为第一电信号，对应于所述第一偏振单元，B为第二电信号，对应于所述第二偏振单元，C为第三电信号，对应于所述第三偏振单元，D为第四电信号，对应于所述第四偏振单元。
在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：
第一光学组件，设置于所述光学指纹传感器上方；
所述第一光学组件包括：至少一阻光层和微透镜阵列；
所述至少一阻光层位于所述微镜头阵列下方，设置有多个通光小孔；
所述光学指纹传感器用于接收经由所述微镜头阵列汇聚到所述多个通光小孔的并通过所述多个通光小孔的光信号。
在一种可能的实现方式中，所述第一光学组件还包括：
第一滤波层，设置在所述第一光学组件的上方或者设置在所述第一光学组件到所述光学指纹传感器的之间的光路中，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。
在一种可能的实现方式中，所述第一滤波层设置在所述多个偏振单元组的上方，所述第一光学组件设置在所述第一滤波层上方。
在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：
第二光学组件，设置于所述光学指纹传感器上方；
所述第二光学组件包括：至少一个光学透镜。
在一种可能的实现方式中，所述第二光学组件还包括：
第一固定装置，用于将所述至少一个光学透镜固定在所述光学指纹传感器上方。
在一种可能的实现方式中，所述第二光学组件还包括：
第二滤波层，设置在所述至少一个光学透镜的上方或者设置在所述至少一个光学透镜到光学指纹传感器的之间的光路中，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。
在一种可能的实现方式中，所述多个偏振单元组集成在所述光学指纹传感器中。
在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：处理单元；
所述处理单元用于对所述一组电信号进行处理得到所述指纹电信号。
在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：放大单元和模数转换单元；
所述放大单元用于接收并放大所述指纹电信号得到放大指纹电信号，所述模数转换单元用于接收所述放大指纹电信号，并将所述放大指纹电信号转换为数字指纹电信号。
第二方面，提供了一种电子设备，包括如第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的指纹识别装置。
在一种可能的实现方式中，所述电子设备还包括显示屏，所述显示屏中包括圆偏振片；
所述指纹识别装置设置于所述显示屏下方。
附图说明
图1是本申请实施例所适用的电子设备的结构示意图。
图2是根据本申请实施例的一种指纹识别装置的示意性结构图。
图3是本申请实施例的光学指纹传感器接收的光信号光强示意图。
图4是根据本申请实施例的另一种指纹识别装置的示意性结构图。
图5是本申请实施例的光学指纹传感器的指纹电信号的示意图。
图6是根据本申请实施例的另一种指纹识别装置的示意性结构图。
图7是根据本申请实施例的另一种指纹识别装置的示意性结构图。
图8是根据本申请实施例的另一种指纹识别装置的示意性结构图。
图9a是多个偏振单元组的一种设计方式的示意性图。
图9b是多个偏振单元组的另一种设计方式的示意性图。
图9c是多个偏振单元组的另一种设计方式的示意性图。
图9d是多个偏振单元组的另一种设计方式的示意性图。
图10a是多个偏振单元组的另一种设计方式的示意性图。
图10b是与图10a对应的多个像素单元组接收光强的示意性图。
图10c是根据本申请实施例的卷积计算方法的卷积模板示意图。
图11a是多个偏振单元组的另一种设计方式的示意性图。
图11b是多个偏振单元组的另一种设计方式的示意性图。
图11c是多个偏振单元组的另一种设计方式的示意性图。
图12a是多个偏振单元组的另一种设计方式的示意性图。
图12b是与图11a对应的多个像素单元组的电信号的示意性图。
图13是根据本申请实施例的电子设备的示意性框图。
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终端设备；更具体地，在上述终端设备中，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，所述指纹识别装置也可以部分或者全部集成至所述终端设备的显示屏内部，从而形成屏内(In-display)光学指纹系统。
需要说明的是，为便于理解，在以下示出的实施例中，相同的结构采用相同的附图标记，并且为了简洁，省略对相同结构的详细说明。
如图1所示为本申请实施例可以适用的终端设备的结构示意图，所述终端设备1包括显示屏120和光学指纹装置130，其中，所述光学指纹装置130设置在所述显示屏120下方的局部区域。所述光学指纹装置130包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括具有多个光学感应单元131的感应阵列133，所述感应阵列133所在区域或者其感应区域为所述光学指纹装置130的指纹检测区域103。如图1所示，所述指纹检测区域103位于所述显示屏120的显示区域之中。在一种替代实施例中，所述光学指纹装置130还可以设置在其他位置，比如所述显示屏120的侧面或者所述终端设备1的边缘非透光区域，并通过光路设计来将所述显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到所述光学指纹装置130，从而使得所述指纹检测区域103实际上位于所述显示屏120的显示区域。
应当理解，所述指纹检测区域103的面积可以与所述光学指纹装置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，可以使得所述光学指纹装置130的指纹检测区域103的面积大于所述光学指纹装置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，所述光学指纹装置130的指纹检测区域103也可以设计成与所述光学指纹装置130的感应阵列的面积基本一致。
因此，使用者在需要对所述终端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所述显示屏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终端设备1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，即所述显示屏120的显示区域可以基本扩展到整个终端设备1的正面。
应当理解的是，在具体实现上，如图1所示，所述终端设备1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1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上方的盖板或者覆盖所述盖板的保护层表面。
作为一种可选的实施例，所述显示屏120可以采用具有自发光显示单元的显示屏，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。以采用OLED显示屏为例，所述光学指纹装置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)来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在盖板110的上表面发生反射形成反射光，其中，手指嵴(ridge)与盖板110之间能紧密接触无缝隙，而手指峪(valley)与盖板110之间存在一定的空气间隙，因而光111在手指嵴与盖板接触区域的反射率为0，光111在手指峪与盖板接触区域的反射率约为4％，因此，光111在手指嵴与盖板接触区域处反射形成的反射光151的光强小于光111在手指峪与盖板接触区域处反射形成的反射光152。反射光经过光学组件132后，被光学指纹装置130中的感应阵列134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，从而在所述终端设备1实现光学指纹识别功能。
在其他实施例中，所述光学指纹装置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的光信号。在这种情况下，所述光学指纹装置130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。以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，所述终端设备1的光学指纹系统还可以包括用于光学指纹检测的激励光源，所述激励光源可以具体为红外光源或者特定波长非可见光的光源，其可以设置在所述液晶显示屏的背光模组下方或者设置在所述终端设备1的保护盖板下方的边缘区域，而所述光学指纹装置130可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达所述光学指纹装置130；或者，所述光学指纹装置130也可以设置在所述背光模组下方，且所述背光模组通过对扩散片、增亮片、反射片等膜层进行开孔或者其他光学设计以允许指纹检测光穿过液晶面板和背光模组并到达所述光学指纹装置130。当采用所述光学指纹装置130采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号时，其检测原理与上面描述内容是一致的。
应当理解，终端设备1还可以包括电路板150，该电路板设置在所述光学指纹装置130的下方。光学指纹装置130可以通过背胶粘接在所述电路板150上，并通过焊盘及金属线焊接与所述电路板150实现电性连接。光学指纹装置130可以通过电路板150实现与其他外围电路或者终端设备1的其他元件的电性互连和信号传输。比如，光学指纹装置130可以通过电路板150接收终端设备1的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板150将来自光学指纹装置130的指纹检测信号输出给终端设备1的处理单元或者控制单元等。
另一方面，在某些实施例中，所述光学指纹装置130可以仅包括一个光学指纹传感器，此时光学指纹装置130的指纹检测区域103的面积较小且位置固定，因此用户在进行指纹输入时需要将手指按压到所述指纹检测区域103的特定位置，否则光学指纹装置130可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。在其他替代实施例中，所述光学指纹装置130可以具体包括多个光学指纹传感器；所述多个光学指纹传感器可以通过拼接方式并排设置在所述显示屏120的下方，且所述多个光学指纹传感器的感应区域共同构成所述光学指纹装置130的指纹检测区域103。也即是说，所述光学指纹装置130的指纹检测区域103可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于其中一个光学指纹传感器的感应区域，从而将所述光学指纹装置130的指纹采集区域103可以扩展到所述显示屏的下半部分的主要区域，即扩展到手指惯常按压区域，从而实现盲按式指纹输入操作。可替代地，当所述光学指纹传感器数量足够时，所述指纹检测区域103还可以扩展到半个显示区域甚至整个显示区域，从而实现半屏或者全屏指纹检测。
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。
图2是本申请实施例提供的一种指纹识别装置10的示意性结构图，如图2所示，所述指纹识别装置10设置于显示屏120下方，所述指纹识别装置10用于接收经过手指反射的光信号并转换为电信号并进行指纹识别。该显示屏120为OLED显示屏，包括盖板121，圆偏振片122，显示组件124，玻璃衬底126以及遮光保护层127。
其中，所述显示组件124包括有机发光层125，所述有机发光层125用于配合显示驱动电路实现显示功能，例如，所述有机发光层125可以是采用低温多晶硅技术(lowtemperature poly-silicon，LTPS)制成的OLED有机发光面板，具有多个发光像素单元，生长于所述玻璃衬底126上。所述圆偏振片122可以包括线偏振片和1/4波片，线偏振片设置于1/4波片上方，用于抑制显示屏120对环境光的反射，进而实现更高的显示对比度。所述盖板121可以通过胶层设置在圆偏振片122上，用于保护所述显示屏120。指纹识别装置10放置或者贴合在玻璃衬底126的底部，由此可以在显示屏的显示区域中局部实现或全屏实现屏下光学指纹识别。所述遮光保护层127设置于玻璃衬底下方，其上设置有开窗128，用于通过经由人体手指反射后形成的指纹光信号，所述指纹光信号用于指纹识别。
具体地，如图2所示，所述显示层125向手指140发射第一自然光信号101，所述第一自然光信号101经过圆偏振片122，经过手指140反射后，光强减弱，形成第一指纹光信号。所述第一指纹光信号经过圆偏振片122和所述开窗127后，光强进一步减弱，形成第二指纹光信号1011，该第二指纹光信号1011被所述指纹识别装置10接收。
与此同时，所述显示组件125发出的第二自然光信号102也可以经过所述开窗127直接被所述指纹识别装置10接收。所述第二自然光信号102没有经过显示屏中圆偏振片122的处理光强衰减，因而第二自然光信号102的光强远大于所述第二指纹光信号1011的光强，且趋于恒定。此外，杂散光103为显示屏120中各叠层结构反射的光信号，同样没有经过圆偏振片122的处理光强衰减，因而杂散光103的同样具有较大的光强。因此，如图3所示，所述指纹识别装置10同时接收杂散光103、第二自然光信号102和第二指纹光信号1011时，用于指纹识别的第二指纹光信号1011在总的接收光信号中占比小，总光信号中指纹嵴和指纹峪的光强变化微弱，造成难以识别出指纹信号，极大的限制了指纹识别装置10的指纹识别性能。
此外，第二自然光信号102还携带有发光像素单元的信息，杂散光103还携带显示屏120中各叠层结构信息以及显示屏触控ITO图案信息，在所述指纹识别装置10同时接收第二自然光信号102，杂散光103以及第二指纹光信号1011时，第二自然光信号102和杂散光103携带的干扰信息，容易对指纹识别装置10对第二指纹光信号1011的成像造成干扰，从而影响指纹图像的质量，限制了指纹识别装置10的指纹识别性能。
基于此，本申请提供了一种指纹识别方案，在指纹识别装置中不同的像素单元上方设置不同的偏振单元，这样，不同的像素单元接收的光强不同，因而转换得到的电信号不同，通过对不同的像素单元的电信号进行处理，去除电信号中自然光信号产生的电分量，避免自然光对指纹识别造成干扰，从而提高指纹识别装置的指纹识别性能。
以下，结合图4至图11，详细介绍本申请实施例的指纹识别装置。
应理解，在以下所示出的本申请实施例中的像素单元、偏振单元以及偏振单元组的数量和排布方式等仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。
图4是本申请实施例提供的一种指纹识别装置20的示意性结构图，该指纹识别装置20包括：
光学指纹传感器200，包括：多个像素单元组；例如图4中第一像素单元组210；
多个偏振单元组，设置于所述多个像素单元组上方，其中，每个偏振单元组对应一个像素单元组；每个偏振单元组中至少包括2个偏振单元，且每个偏振单元组中的偏振单元的偏振化方向不同；例如图4中的第一偏振单元组310对应于第一像素单元组210，设置于所述第一像素单元组210上方，其中，该第一偏振单元组310包括第一偏振单元311和第二偏振单元312，且二者的偏振化方向不同。
1/4波片500，设置于所述多个偏振单元组上方。
所述多个像素单元组中的每个像素单元组用于接收光信号通过所述1/4波片500和对应的一个偏振单元组后的一组偏振光信号得到一组电信号，所述光信号包括经由手指反射而返回的指纹偏振光信号，所述一组电信号用于处理得到指纹电信号，所述指纹电信号为对应于所述指纹偏振光信号的电信号。
例如图4中，第一偏振单元311将光信号处理得到第一偏振光信号，第一像素单元211用于将第一偏振光信号转换为第一电信号，第二偏振单元312将光信号处理得到第二偏振光信号，第二像素单元212用于将第二偏振光信号转换为第二电信号，所述第一电信号和第二电信号组成的一组电信号用于处理得到指纹电信号。
具体地，在本申请实施例中，所述光学指纹传感器包括多个像素单元组组成的像素阵列以及与所述像素阵列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)。所述多个像素单元组中像素单元用于接收经过偏振单元的光信号，并将接收光信号处理得到电信号，一组像素单元组接收一组偏振光信号并转换为一组电信号。可选地，所述多个像素单元可以采用光电二极管(photo diode)、金属氧化物半导体场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)等器件。可选地，所述多个像素单元对于特定波长光具有较高的光灵敏度和较高的量子效率，以便于检测相应波长的光信号。
应理解，图4中的第一像素单元211和第二像素单元212也可以为图1中的光学感应单元131，其相关功能和结构说明可以参考前述相关描述。
具体地，在本申请实施例中，所述1/4波片500可以是能够使得互相垂直的两光振动间产生附加光程差(即相位差Δj)的光学器件。其中，Δj＝2kπ(k为整数)时合成为线偏振光；Δj＝(2k+1)π/2，且θ＝45°时合成为圆偏振光。1/4波片500也可以称为四分之一波片(quarter-wave plate)。1/4波片500可以是具有精确厚度的双折射晶片。例如石英、方解石或云母等双折射晶片，其光轴与晶片表面平行。
1/4波片500接收的入射光被分解为寻常光(o光)和异常光(e光)，晶体对两种光的折射率不同，1/4波片500能使互相垂直的两光(o光和e光)间产生附加1/4光程差。例如，假设线偏振光入射到1/4波片500，且θ＝45°，则穿出1/4波片的光为圆偏振光；反之，圆偏振光通过1/4波片500后变为线偏振光。当线偏振光垂直入射1/4波片,并且光的偏振和云母的光轴面(垂直自然裂开面)成θ角，出射后成椭圆偏振光。特别当θ＝45°时，出射光为圆偏振光。
具体地，在本申请实施例中，所述多个偏振单元组可以构成偏振组件300，每个偏振单元组中的偏振单元，例如图4中第一偏振单元311和第二偏振单元312可以实现高消光比的偏振态的选择，可以将自然光或圆偏振光转换为线偏振光，允许振动方向平行于偏振化方向的光信号通过，同时吸收振动方向垂直于该偏振化方向的光信号。具体地，所述第一偏振单元311和第二偏振单元312可以为偏振片(polarizer，PL)或者偏振膜。
可选地，所述多个偏振单元组可以通过第二固定装置设置在多个像素单元组上方，所述第二固定装置设置于所述光学指纹传感器的非感光区域，用于连接所述多个偏振单元组和所述多个像素单元组。
可选地，所述多个偏振单元组还可以与所述多个像素单元组一起集成在所述光学指纹传感器中，具体地，可以采用蒸镀工艺在所述光学指纹传感器的多个像素单元组上进行镀膜形成所述多个偏振单元组，例如，通过原子层沉积、溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、离子束镀膜等方法在所述光学指纹传感器的多个像素单元上方制备偏振薄膜。具体地，还可以采用互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺在多个像素单元组上制备多个金属线栅微偏振器作为偏振单元组，该金属线栅微偏振器结构为周期性的金属线栅阵列，其中金属线栅的宽度与间距为几十至几百纳米。
具体地，所述多个偏振单元组中每个偏振单元组接收的光信号包括自然光信号、杂散光以及经由手指反射而返回的指纹偏振光信号，所述自然光信号可以包括显示屏发出的屏幕光或者环境光等光信号，杂散光为显示屏中各膜层结构反射产生的光信号，同时杂散光未穿过显示屏内的圆偏振片为自然光信号。
在本申请实施例中，所述指纹偏振光信号通过所述1/4波片500后为线偏振光。例如，如图4所示，所述自然光信号201和指纹偏振光信号202入射至第一偏振单元组310，即第一偏振单元311和第二偏振单元312中，所述指纹偏振光信号202为圆偏振光，经过1/4波片500后变为线偏振光。所述自然光信号201通过第一偏振单元311和第二偏振单元312变为第一自然偏振光信号和第二自然偏振光信号，该第一自然偏振光信号和第二自然偏振光信号的光强相同，且均不大于自然光信号201的光强的1/2。
所述指纹偏振光信号202通过第一偏振单元311和第二偏振单元312后的光信号变为第一指纹偏振光信号和第二指纹偏振光信号，该第一指纹偏振光信号和第二指纹偏振光信号的光强不同，且若指纹偏振光信号202的振动方向与第一偏振单元311的偏振化方向的夹角小于与指纹偏振光信号202的振动方向第二偏振单元312的偏振化方向的夹角，则第一指纹偏振光信号的光强大于第二指纹偏振光信号的光强。特别的，若指纹偏振光信号202的振动方向垂直于第一偏振单元311或者第二偏振单元312的偏振化方向，则第一指纹偏振光信号或第二指纹偏振光信号的光强为0。
具体地，在本实施方式中，所述第一像素单元211接收的第一偏振光信号包括所述第一自然偏振光信号和第一指纹偏振光信号，将该第一偏振光信号的光强转换为第一电信号；所述第二像素单元212接收的第二偏振光信号包括所述第二自然偏振光信号和第二指纹偏振光信号，将该第二偏振光信号的光强转换为第二电信号，由于第一指纹偏振光信号和第二指纹偏振光信号的光强不同，第一自然偏振光信号和第二自然偏振光信号的光强相同，因此，处理得到的第一电信号和第二电信号不同。基于该不同的第一电信号和不同的第二电信号处理得到指纹电信号。
可选地，在本申请实施例中，该指纹识别装置20可以为指纹模组，或者，该指纹识别装置20可以为包括指纹模组的电子设备，本申请实施例对此不作限定。
应理解，在本申请实施例中，所述自然光信号201还可以包括其它不具有偏振态的光信号，例如经过显示屏中各叠层结构反射形成的杂散光，并且杂散光并未穿过显示屏内的圆偏振片，也即杂散光可以为自然光。与自然光信号经过偏振单元的情况相同，杂散光经过不同的偏振单元后，光强变化一致，且均不大于原始杂散光光强的1/2。为了便于描述，也可以将自然光信号201和杂散光统一称为自然光信号201。
在本申请实施例中，在进行指纹识别时，指纹偏振光信号经过偏振化方向不同的偏振单元后，得到的光信号的光强不同，从而对应不同的偏振单元的像素单元处理得到的电信号不同，进一步的，对不同的电信号进行处理，去除其中相同的自然光、杂散光等干扰光的影响，确定对应于指纹偏振光信号的指纹检测电信号，提高指纹识别装置的指纹识别性能。
例如，如图5所示，所述指纹识别装置20同时接收自然光信号201和指纹偏振光信号202时，处理得到的指纹电信号中仅包括对应于指纹偏振光的电信号，因而对应指纹嵴和指纹峪的电信号变化大，便于进行指纹识别装置20进行指纹识别。
可选地，所述指纹识别装置20还包括：第一光学组件400，所述第一光学组件400设置于所述光学指纹传感器200的上方。所述第一光学组件400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进行光学检测。
在具体实现上，所述第一光学组件400可以封装在所述光学指纹传感器200中，也可以将所述第一光学组件400设置在所述光学指纹传感器200外部，比如将所述第一光学组件400贴合在所述光学指纹传感器200上方，或者将所述第一光学组件400的部分元件集成在所述光学指纹传感器200之中。可以理解的是，当偏振组件设置于所述光学指纹传感器200上方时，第一光学组件400实际设置于偏振组件300上；第一光学组件400封装在光学传感器200中，实际上是与偏振组件300一起封装在光学传感器200中。
在一种可能的实施方式中，所述第一光学组件400设置于所述偏振组件300的上方，如图6所示，所述第一光学组件400包括：至少一阻光层410和微透镜阵列420；
所述至少一阻光层410设置有多个通光小孔；
所述微透镜阵列420，设置于所述至少一阻光层410上方，用于将所述光信号汇聚至所述至少一阻光层410的多个通光小孔，所述光信号通过所述至少一阻光层410的多个通光小孔传输至所述偏振组件300。
所述至少一阻光层410可以通过半导体工艺生长或者其它工艺形成在所述偏振组件300上方，例如，通过原子层沉积、溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、离子束镀膜等方法在偏振组件300上方制备一层非透光材料薄膜，再进行小孔图形光刻和刻蚀，形成多个通光小孔。所述至少一阻光层410可以阻挡相邻微透镜之间的光学干扰，并使得像素单元所对应的光信号通过所述微透镜汇聚到所述通光小孔内部并经由所述通光小孔传输到所述偏振单元和像素单元以进行光学指纹成像。可选地，所述偏振组件300与所述至少一阻光层410之间，以及多层阻光层410之间通过透明介质层进行隔离。
所述微透镜阵列420由多个微透镜形成，其可以通过半导体生长工艺或者其他工艺形成在所述至少一阻光层410上方，并且每一个微透镜可以分别对应于所述光学指纹传感器200的其中一个像素单元。
应理解，所述第一光学组件400可以设置在显示屏120至光学指纹传感器200之间光路中的任意位置，例如：设置在光学指纹传感器200与偏振组件300之间，或者设置在偏振组件300与1/4波片500之间，或者设置在1/4波片500与显示屏120之间。
采用本申请实施例的指纹识别装置，在减小光信号中自然光等光信号的干扰的同时，减小指纹识别装置的厚度，从而进一步提升光学指纹识别装置的性能。
可选地，如图6所示，所述第一光学组件400还包括：第一滤波层430，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号(即指纹图像采集所需波段的光信号)。
可选地，所述第一滤波层430设置在所述第一光学组件的上方或者设置在所述第一光学组件到所述光学指纹传感器的之间的光路中。具体地，所述第一滤波层430设置于所述微透镜阵列420上方或者所述微透镜阵列420到偏振组件300之间的光路中。例如，如图6所示，所述滤波层设置于所述多个偏振单元组的上方。
可选地，所述第一滤波层430设置于所述微透镜阵列420的上方，例如，所述微透镜阵列420上方设置缓冲层，所述缓冲层为透明介质缓冲层，其光学折射率低于所述微透镜阵列420，可选地，所述缓冲层的光学折射率低于1.3。所述第一滤波层430的下表面通过粘接层与所述缓冲层的上表面完全贴合。可选地，所述粘接层可以为低折射率胶，该低折射率胶的折射率小于1.25。
可选地，所述第一滤波层430还可以通过第三固定装置固定在微透镜阵列420的上方，例如，在所述微透镜阵列420四周的非感光区域设置框胶或者其它支撑件，以支撑并固定所述第一滤波层430在所述微透镜阵列420的上方，所述第一滤波层430的下表面与所述微透镜阵列420的上表面之间存在空气间隙层。
可选地，所述第一滤波层430还可以通过第三固定装置例如框胶设置在所述微透镜阵列420到光学指纹传感器200之间的光路中。具体地，所述第一滤波层430可以设置于所述阻光层410和偏振组件300之间。
可选地，所述第一滤波层430还可以与所述偏振组件300一起集成在光学指纹传感器中，具体的，可以采用蒸镀工艺在所述偏振组件300上方光进行镀膜形成所述滤波层430。
可选地，所述第一滤波层430为光波长截止滤波片，用于滤除特定波段的光信号，有利于降低特定波段的环境光信号的影响，从而能够提升指纹识别性能。
在一种可能的实施方式中，如图7所示，所述1/4波片500设置于所述第一光学组件400上方。所述显示屏120中的发光层125发出的屏幕光信号301为自然光信号，经过1/4波片500和光学组件400后，被第一偏振单元组310接收。
屏幕光信号经过显示屏120中的圆偏振片122后，形成屏幕线偏振光，该屏幕线偏振光经过手指140反射后，再次经过圆偏振片122，形成圆偏振光302，所述圆偏振光302经过1/4波片500后，形成线偏振光304，该线偏振光304即为所述指纹偏振光信号，线偏振光304经过光学组件400后被第一偏振单元组310接收。
可选地，在本申请实施例中，所述自然光信号301可以为图4中的自然光信号201，所述线偏振光304可以为图4中的指纹偏振光信号202。本申请实施例中第一偏振单元311与第二偏振单元312对自然光信号301以及线偏振光304的处理过程，具体可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在另一种可能的实施方式中，如图8所示，所述指纹识别装置20还包括：第二光学组件600，所述第二光学组件600包括透镜组件610，其具有至少一个球面或非球面的光学透镜组成的透镜组，用于将从手指反射回来的反射光汇聚到其下方的光学指纹传感器的多个像素单元，以使得所述多个像素单元可以基于所述反射光进行成像，从而得到所述手指的指纹图像。可选地，所述光学透镜层在所述透镜单元的光路中还可以形成有针孔，所述针孔可以配合所述光学透镜层扩大所述指纹识别装置的视场，以提高所述指纹识别装置20的指纹成像效果。
可选地，如图8所示，所述透镜组件610可以通过第一固定装置620，设置在所述显示屏120下方，并且设置在所述光学指纹传感器200上方。
可选地，所述第一固定装置620可以为支架或者镜筒，所述透镜组件610中的一个或多个光学透镜固定于所述镜筒或者支架中，所述镜筒或者支架用于将透镜组件610固定于所述光学指纹传感器200上方，光信号经过透镜组件610后再进入光学指纹传感器200中。可选地，当所述第一固定装置620为镜筒时，所述第一固定装置620还可以包括镜座，所述镜筒和所述镜座可以为两个分立的部件，可以通过螺纹连接固定在一起，所述镜座还可以与所述镜筒为一体式结构。
可选地，所述透镜组件610可以设置于显示屏120至光学指纹传感器200中的光路中的任意位置。例如，如图8所示，所述透镜组件610设置于所述偏振组件300与所述1/4波片500之间。可选地，所述透镜组件610还可以设置于所述显示屏120与所述1/4波片500之间，或者设置于所述偏振组件300与所述光学指纹传感器200之间。
可选地，所述第二光学组件600还可以包括第二滤波层630。可选地，所述第二滤波层可以设置于所述显示屏120至光学指纹传感器200中的光路中的任意位置。例如，如图8所示，所述第二滤波层630设置于所述偏振组件300与所述透镜组件610之间。可选地，所述第二滤波层630还可以设置于所述显示屏120与所述1/4波片500之间，或者设置于所述1/4波片500与所述透镜组件610之间，或者设置于透镜组件610中多个光学透镜之间，或者设置于所述偏振组件300与所述光学指纹传感器200之间。可选地，当第二光学组件600包括镜筒时，第二滤波层630可以设置在镜筒当中并位于透镜组件610的下方；当第二光学组件600包括支架时，第二滤波层630还可以设置在支架当中并位于透镜组件610的下方。可选地，所述指纹识别装置20还可以包括：处理单元，用于对所述一组电信号进行处理得到所述指纹电信号。
例如，处理单元用于对第一像素单元211和第二像素单元212的第一电信号与第二电信号进行处理得到指纹电信号，该指纹电信号中无对应于自然偏振光的电信号，只包含对应于指纹偏振光的电信号。
可选地，所述处理单元可以为处理器，该处理器可以为光学指纹传感器200中的处理器，或者所述指纹识别装置20所在的电子设备的处理器，本申请实施例对此不做限定。
可选地，所述指纹识别装置20还可以包括：放大单元和模数转换单元，所述放大单元用于接收并放大所述指纹电信号得到放大指纹电信号，所述模数转换单元用于接收所述放大指纹电信号，并将所述放大指纹电信号转换为数字指纹电信号。
可选地，所述多个偏振单元组中任意一个偏振单元组包括至少两个偏振单元，所述多个像素单元组中任意一个像素单元组包括至少两个像素单元，其中，一个偏振单元对应至少一个像素单元。
应理解，所述多个偏振单元组中每个偏振单元组的设计方式和排布方式可以彼此相同或者不同；一个偏振单元可以对应一个或多个像素单元；本申请实施例对此不做限定。
在一种可能的实施方式中，两个偏振化方向不同的偏振单元构成一个偏振单元组，两个像素单元构成一个像素单元组，其中一个偏振单元和第一像素单元一一对应。
可选地，如图9a和图9b所示，多个偏振单元组构成偏振组件300，所述多个偏振单元组中每个偏振单元组的设计方式和排布方式可以与所述第一偏振单元组310相同，即每个偏振单元组中的两个偏振单元与第一偏振单元组310中的两个偏振单元相同，且每个偏振单元组中的两个偏振单元在偏振单元组中的相对位置与第一偏振单元组310中两个偏振单元在第一偏振单元组310中的相对位置相同。
可选地，如图9c和图9d所示，所述偏振组件300中每个偏振单元组的设计方式可以与第一偏振单元组310相同，即每个偏振单元组中的两个偏振单元与第一偏振单元组310中的两个偏振单元相同。所述多个偏振单元组中其它偏振单元组的排布方式可以与第一偏振单元组310不同，即每个偏振单元组中的两个偏振单元在偏振单元组中的相对位置可以与第一偏振单元组310中两个偏振单元在第一偏振单元组310中的相对位置不同。
可选地，在本申请实施例中，所述第一偏振单元组310中第一偏振单元311的偏振化方向与接收的指纹偏振光信号304的偏振方向的夹角为α，所述第一偏振单元311的偏振化方向与所述第二偏振单元312的偏振化方向的夹角为β。
所述第一偏振单元311和第二偏振单元312接收的指纹偏振光信号304光强为S1，接收的自然光信号301光强为B。所述指纹偏振光信号304和自然光信号301经过所述第一偏振单元311后，形成的第一偏振光信号光强为B/2+S1*cos2α；所述指纹偏振光信号304和自然光信号301经过所述第二偏振单元312后，形成的第二偏振光信号光强为B/2+S1*cos2(α-β)。可选地，所述第一像素单元211将第一偏振光信号转化为对应于光强B/2+S1*cos2α的第一电信号，所述第二像素单元212将第二偏振光信号转化为对应于光强B/2+S1*cos2(α-β)的第二电信号，该第一电信号和第二电信号为对应于第一偏振单元组310和第一像素单元组210的第一组电信号。
在包含第一偏振单元组的多个偏振单元组中，其它偏振单元组中第n个偏振单元组接收的指纹偏振光信号光强为Sn，n为大于等于2的正整数，接收的自然光信号光强为B。因此，第n个偏振单元组形成的第n偏振光信号包括光强为B/2+Sn*cos2α以及光强为B/2+Sn*cos2(α-β)的偏振光信号。可选地，对应于第n偏振单元组的第n像素单元组将两个偏振光信号转化为两个电信号，为对应的第n组电信号。
在一种可能的实施方式中，所述处理单元将第一组电信号中的第一电信号与第二电信号进行相减，得到对应于光强S1*(cos2α-cos2(α-β))的指纹电信号，同样的，将第n电信号组的两个电信号进行相减得到对应于光强Sn*(cos2α-cos2(α-β))的指纹电信号。
应理解，所述夹角α和夹角β可以为小于180°的任意不同角度，本申请实施例对此不做限定。
可选地，在一种可能的实施方式中，所述夹角α和夹角β之差可以为90°。
例如，如图10a所示，所述第一偏振单元311的偏振化方向与接收的指纹偏振光信号304的偏振方向的夹角为α＝0°，所述第一偏振单元311的偏振化方向与所述第二偏振单元312的偏振化方向的夹角为β＝90°；所述偏振组件300包括多个第一偏振单元组310，其排列方式与图9c或图9d相同。此时，如图10b所示，第一像素单元组210中的第一像素单元211接收的第一偏振光信号光强为B/2+S1，第二像素单元212接收的第二偏振光信号光强为B/2，转化为第一组电信号。第n个像素单元组接收的光强为B/2+Sn和B/2，并转化为两个第n组电信号。
可选地，在本申请实施例中，对第一组电信号即第一电信号和第二电信号进行相减得到的指纹电信号完全对应于光强为S1的指纹偏振光信号，对第n组电信号中的两个电信号进行相减得到的指纹电信号完全对应于光强为Sn的指纹偏振光信号。
可选地，在另一种可能的实施方式中，所述处理单元用于采用卷积计算的方法对所述一组电信号进行处理得到所述指纹电信号。
可选地，在本申请实施例中，所述处理单元还可以用于对多组像素单元采用卷积计算的方法对多组电信号处理得到多个指纹电信号。
例如，多个像素单元组接收的偏振光信号强度如图10b所示，所述多个像素单元组处理得到的电信号对应于接收的偏振光信号强度。卷积模板100如图10c所示，其中，x为任意不等于0的数字。将多个像素单元组的多组电信号与卷积模板进行卷积计算得到多个指纹电信号，多个指纹电信号中包括对应于光强为4x*Sn的指纹偏振光信号。
在另一种可能的实施方式中，四个偏振化方向不同的偏振单元构成一个偏振单元组，四个像素单元构成一个像素单元组。
可选地，如图11a所示，四个偏振化方向不同的偏振单元构成第二偏振单元组320，所述偏振组件300中每个偏振单元组的设计方式和排布方式可以与所述第二偏振单元组320相同，即每个偏振单元组中的四个偏振单元与第二偏振单元组320中的四个偏振单元相同，且每个偏振单元组中的四个偏振单元在偏振单元组中的相对位置与第二偏振单元组320中四个偏振单元在第二偏振单元组320中的相对位置相同。
可选地，所述偏振组件300中偏振单元组的设计方式或排布方式可以与所述第二偏振单元组320不同，即每个偏振单元组中的四个偏振单元与第二偏振单元组320中的四个偏振单元不同，或每个偏振单元组中的四个偏振单元在偏振单元组中的相对位置与第二偏振单元组320中四个偏振单元在第二偏振单元组320中的相对位置不同。
例如，如图11b所示，所述偏振组件300中部分偏振单元组的设计方式与所述第二偏振单元组320相同，但该部分偏振单元组的排布方式与所述第二偏振单元组320不同。
例如，如图11c所示，所述偏振组件300中部分偏振单元组的设计方式与所述第二偏振单元组320不同。
可选地，在本实施方式中，所述第二偏振单元组320可以为第一偏振单元311、第二偏振单元312，以及第三偏振单元313，第四偏振单元314组成的偏振单元组，第二偏振单元组320可以对应第一像素单元211、第二像素单元212、以及第三像素单元213、第四像素单元214组成的第二像素单元组220。
可选地，在本申请实施例中，所述第一偏振单元311的偏振化方向与接收的指纹偏振光信号304的偏振方向的夹角为d，所述第二偏振单元312的偏振化方向与所述第一偏振单元311的偏振化方向的夹角为a，所述第三偏振单元313的偏振化方向与所述第一偏振单元311的偏振化方向的夹角为b，所述第四偏振单元314的偏振化方向与所述第一偏振单元311的偏振化方向的夹角为c。
所述第一偏振单元311、第二偏振单元312、第三偏振单元313以及第四偏振单元314接收的指纹偏振光信号光强为L1，接收的自然光信号光强为B。所述指纹偏振光信号和自然光信号经过所述第一偏振单元311后，形成的第一偏振光信号光强为B/2+L1*cos2d；经过所述第二偏振单元312后，形成的第二偏振光信号光强为B/2+L1*cos2(d-a)，经过所述第三偏振单元313后，形成的第三偏振光信号光强为B/2+L1*cos2(d-b)，经过所述第四偏振单元314后，形成的第四偏振光信号光强为B/2+L1*cos2(d-c)。可选地，所述第一像素单元211将第一偏振光信号转化为对应于光强B/2+L1*cos2d的第一电信号，同样的，所述第二像素单元212将第二偏振光信号转化为对应于光强B/2+L1*cos2(d-a)的第二电信号，所述第三像素单元213将第三偏振光信号转化为对应于光强B/2+L1*cos2(d-b)的第三电信号，所述第四像素单元214将第四偏振光信号转化为对应于光强B/2+L1*cos2(d-c)的第四电信号。
在包含第二偏振单元组320的多个偏振单元组中，其它偏振单元组中第m个偏振单元组接收的指纹偏振光信号光强为Lm，m为大于等于2的正整数，接收的自然光信号光强为B。因此，第m个偏振单元组形成的第m偏振光信号包括光强为B/2+Lm*cos2d、B/2+Lm*cos2(d-a)、B/2+Lm*cos2(d-b)以及B/2+Lm*cos2(d-c)的偏振光信号。可选地，对应于第m偏振单元组的第m像素单元组将四个偏振光信号转化为四个电信号。
可选地，在一种可能的实施方式中，所述处理单元将每个像素单元组的一组四个电信号中的任意两个电信号进行相减，得到指纹电信号。
应理解，夹角b、夹角c和夹角d可以为小于180°的任意不同角度，本申请实施例对此不做限定。
可选地，在一种可能的实施方式中，如图12a所示，所述偏振组件300包括多个第二偏振单元组320，第二偏振单元组320中所述第二偏振单元312的偏振化方向与所述第一偏振单元311的偏振化方向的夹角为a＝45°，所述第三偏振单元313的偏振化方向与所述第一偏振单元311的偏振化方向的夹角为b＝90°，所述第四偏振单元314的偏振化方向与所述第一偏振单元311的偏振化方向的夹角为c＝135°。此时，如图12b所示，第二偏振单元组320对应的第二像素单元组220中，第一像素单元211接收的第一偏振光信号光强为B/2+L1*cos2d，第二像素单元212接收的第二偏振光信号光强为B/2+L1*cos2(45-d)，第三像素单元213接收的第三偏振光信号光强为B/2+L1*sin2d，第四像素单元214接收的第四偏振光信号光强为B/2+L1*sin2(45-d)。第m个像素单元组接收偏振光信号并转化该偏振光信号形成：对应于光强为B/2+Lm*cos2d的电信号Am，对应于光强为B/2+Lm*cos2(45-d)的电信号Bm，对应于光强为B/2+Lm*sin2d的电信号Cm以及对应于光强为B/2+Lm*sin2(45-d)的电信号Dm。
可选地，在一种可能的实施方式中，对每个像素单元组中四个电信号Am，Bm，Cm和Dm做如下处理：(Am-Bm)2+(Cm-Dm)2，此时得到的单位指纹电信号完全对应于光强为Lm的指纹偏振光信号。
应理解，在本实施方式中，第二偏振单元组320中所述第二偏振单元312的偏振化方向与所述第一偏振单元311的偏振化方向的夹角a还可以为大于0°小于90°的任意角度值，所述第四偏振单元314的偏振化方向与所述第一偏振单元311的偏振化方向的夹角c＝a+90°。
在本申请实施例中，通过设置四个不同偏振化方向的偏振单元，以及对对应的像素单元的电信号进行处理，使得得到的指纹电信号完全对应于光强为Lm2的指纹偏振光信号，没有任何指纹偏振光信号光强的损失，能够提高指纹识别的性能。
如图13所示，本申请实施例还提供了一种电子设备2，该电子设备2可以包括上述申请实施例的指纹识别装置20。
可选地，所述电子设备2还可以包括显示屏120，所述指纹识别装置20设置于所述显示屏120下方。
可选地，所述显示屏120为有机发光二极管OLED显示屏或者微型发光二极管Micro-LED显示屏，所述显示屏120中包括圆偏振片122，用于将自然光转化为圆偏振光。
应理解，本申请实施例的处理单元可以为处理器，所述处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
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单元及算法步骤，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、装置和单元的具体工作过程，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，应所述理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，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，装置或单元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单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元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单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (23)
1.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：
光学指纹传感器，包括：多个像素单元组；
多个偏振单元组，设置于所述多个像素单元组上方，其中，每个偏振单元组对应一个像素单元组；每个偏振单元组中的偏振单元的偏振化方向不同；
1/4波片，设置于所述多个偏振单元组上方；
所述多个像素单元组中的每个像素单元组用于接收光信号通过所述1/4波片和对应的一个偏振单元组后的一组偏振光信号得到一组电信号，所述光信号包括经由手指反射而返回的指纹偏振光信号，所述一组电信号用于处理得到指纹电信号。
2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹偏振光信号通过所述1/4波片后为线偏振光。
3.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个偏振单元组相同。
4.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个偏振单元组包括第一偏振单元组和第二偏振单元组，所述第一偏振单元组与所述第二偏振单元组不同。
5.根据权利要求4所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一偏振单元组中偏振单元的偏振化方向与所述第二偏振单元组中偏振单元的偏振化方向不同。
6.根据权利要求4所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一偏振单元组中偏振单元的排列方式与所述第二偏振单元组中偏振单元的排列方式不同。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个偏振单元组中任意一个偏振单元组包括至少两个偏振单元，所述多个像素单元组中任意一个像素单元组包括至少两个像素单元，其中，一个偏振单元对应至少一个像素单元。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个偏振单元组中至少一个偏振单元组包括第一偏振单元和第二偏振单元，所述第一偏振单元和所述第二偏振单元偏振化方向之差为90°。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述一组电信号用于将其中任意两个不同的电信号相减得到所述指纹电信号。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述一组电信号用于进行卷积计算得到所述指纹电信号。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个偏振单元组中至少一个偏振单元组包括第一偏振单元、第二偏振单元、第三偏振单元和第四偏振单元；
所述第一偏振单元和所述第二偏振单元偏振化方向之差为90°，所述第三偏振单元和所述第四偏振单元偏振化方向之差为90°。
12.根据权利要求11所述的指纹识别装置，其特征在于，所述一组电信号包括第一电信号、第二电信号、第三电信号和第四电信号，用于根据公式计算得到所述指纹电信号，所述公式为：
其中，S为所述指纹电信号，A为第一电信号，对应于所述第一偏振单元，B为第二电信号，对应于所述第二偏振单元，C为第三电信号，对应于所述第三偏振单元，D为第四电信号，对应于所述第四偏振单元。
13.根据权利要求1-6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：
第一光学组件，设置于所述光学指纹传感器上方；
所述第一光学组件包括：至少一阻光层和微透镜阵列；
所述至少一阻光层位于所述微镜头阵列下方，设置有多个通光小孔；
所述光学指纹传感器用于接收经由所述微镜头阵列汇聚到所述多个通光小孔的并通过所述多个通光小孔的光信号。
14.根据权利要求13所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一光学组件还包括：
第一滤波层，设置在所述第一光学组件的上方或者设置在所述第一光学组件到所述光学指纹传感器的之间的光路中，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。
15.根据权利要求14所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一滤波层设置在所述多个偏振单元组的上方，所述第一光学组件设置在所述第一滤波层上方。
16.根据权利要求1-6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：
第二光学组件，设置于所述光学指纹传感器上方；
所述第二光学组件包括：至少一个光学透镜。
17.根据权利要求16所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二光学组件还包括：
第一固定装置，用于将所述至少一个光学透镜固定在所述光学指纹传感器上方。
18.根据权利要求16所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二光学组件还包括：
第二滤波层，设置在所述至少一个光学透镜的上方或者设置在所述至少一个光学透镜到光学指纹传感器的之间的光路中，用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号。
19.根据权利要求1-6中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个偏振单元组集成在所述光学指纹传感器中。
20.根据权利要求1-6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：处理单元；
所述处理单元用于对所述一组电信号进行处理得到所述指纹电信号。
21.根据权利要求1-6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：放大单元和模数转换单元；
所述放大单元用于接收并放大所述指纹电信号得到放大指纹电信号，所述模数转换单元用于接收所述放大指纹电信号，并将所述放大指纹电信号转换为数字指纹电信号。
22.一种电子设备，其特征在于，包括：
如权利要求1至21中任一项所述的指纹识别装置。
23.如权利要求22所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括显示屏，所述显示屏中包括圆偏振片；
所述指纹识别装置设置于所述显示屏下方。
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