CN210181627U - 指纹识别的装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种指纹识别的装置和电子设备,能够提高指纹识别的安全性。所述指纹识别的装置适用于显示屏下方以实现屏下光学指纹识别,所述指纹识别的装置包括指纹传感器,所述指纹传感器包括:至少一个第一感光区域,用于接收从显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号;至少一个第二感光区域,用于接收从显示屏上方的手指返回的第二倾斜光信号;第一倾斜光信号的入射方向垂直于第一偏振方向,第二倾斜光信号的入射方向平行于第一偏振方向,第一偏振方向为设置于手指与指纹传感器之间的光路上的线偏振单元输出的偏振方向,第一倾斜光信号与第二倾斜光信号的光强差异用于识别手指的真假。
Description
技术领域
本申请实施例涉及指纹识别领域,并且更具体地,涉及一种指纹识别的装置和电子设备。
背景技术
光学屏下指纹识别技术是通过采集光线在手指发生反射或透射形成的光信号,该光信号中携带手指的指纹信息,从而实现屏下指纹识别。但是,通过用户指纹照片(例如,打印的或电子的)等伪造的平面假指纹数据可以欺骗指纹识别系统,使得指纹识别应用的安全性变差。因此,如何识别真假指纹,以提升指纹识别的安全性是一项亟需解决的问题。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种指纹识别的装置、方法和电子设备,能够识别平面假指纹,从而能够提升指纹识别的安全性。
第一方面,提供了一种指纹识别的装置,适用于显示屏下方以实现屏下光学指纹识别,所述装置包括指纹传感器,所述指纹传感器包括:
至少一个第一感光区域,所述第一感光区域用于接收从所述显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号;
至少一个第二感光区域,所述第二感光区域用于接收从所述显示屏上方的所述手指返回的第二倾斜光信号;
其中,所述第一倾斜光信号的入射方向垂直于第一偏振方向,所述第二倾斜光信号的入射方向平行于所述第一偏振方向,所述第一偏振方向为设置于所述手指与所述指纹传感器之间的光路上的线偏振单元输出的偏振方向,所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差异用于识别所述手指的真假。
在一种可能的实现方式中,所述第一倾斜光信号为以s波为主的光信号照射所述手指之后返回的光信号,所述第二倾斜光信号为以p波为主的光信号照射所述手指之后返回的光信号。
在一种可能的实现方式中,所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差值和/或比值用于识别所述手指的真假。
在一种可能的实现方式中,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值属于第一范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值不属于所述第一范围,则识别所述手指为假手指。
在一种可能的实现方式中,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值属于第二范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值不属于所述第二范围,则识别所述手指为假手指。
在一种可能的实现方式中,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号的强度包括来自所述手指的漫反射光强度,以及包括来自所述手指在所述显示屏上的接触界面处的反射光强度。
在一种可能的实现方式中,所述第一倾斜光信号还用于获取所述手指的指纹图像,和/或,所述第二倾斜光信号还用于获取所述手指的指纹图像。
在一种可能的实现方式中,所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号相对于所述指纹传感器具有相同的倾斜角度。
在一种可能的实现方式中,所述指纹传感器还包括:
第三感光区域,用于接收从所述显示屏上方的所述手指返回的垂直光信号,所述垂直光信号用于获取所述手指的指纹图像,所述垂直光信号的入射方向垂直于所述指纹传感器。
在一种可能的实现方式中,所述第一感光区域和所述第二感光区域分别位于所述第三感光区域一边的上方两侧。
在一种可能的实现方式中,所述第一感光区域和所述第二感光区域分别位于所述第三感光区域的第一边和第二边的上方两侧,所述第一边为所述第二边的对边,且所述第一感光区域和所述第二感光区域围绕所述第三感光区域交替分布。
在一种可能的实现方式中,所述第一感光区域和所述第二感光区域的面积相同,且所述第一感光区域和所述第二感光区域的面积小于所述第三感光区域的面积。
在一种可能的实现方式中,所述第一感光区域、所述第二感光区域和所述第三感光区域的面积相同。
在一种可能的实现方式中,所述装置还包括光路引导结构,其中,所述光路引导结构用于将所述第一倾斜光信号传输至所述第一感光区域中的至少一个第一像素单元,将所述第二倾斜光信号传输至所述第二感光区域中的至少一个第二像素单元,以及将所述垂直光信号传输至所述第三感光区域中至少一个第三像素单元。
在一种可能的实现方式中,所述光路引导结构包括:
第一微透镜阵列,包括至少一个第一微透镜单元,用于会聚所述第一倾斜光信号,所述第一微透镜单元与所述第一像素单元一一对应;
第二微透镜阵列,包括至少一个第二微透镜单元,用于会聚所述第二倾斜光信号,所述第二微透镜单元与所述第二像素单元一一对应;
第三微透镜阵列,包括至少一个第三微透镜单元,用于会聚所述垂直光信号,所述第三微透镜单元与所述第三像素单元一一对应;
至少一个挡光层,设置在所述第一微透镜阵列、所述第二微透镜阵列和所述第三微透镜阵列的下方,其中,
每个挡光层包括与所述至少一个第一微透镜单元分别对应的至少一个第一开孔,经每个第一微透镜单元会聚后的所述第一倾斜光信号穿过不同挡光层内与所述每个第一微透镜单元对应的所述第一开孔,到达所述每个第一微透镜单元对应的所述第一像素单元;
每个挡光层包括与所述至少一个第二微透镜单元分别对应的至少一个第二开孔,经每个第二微透镜单元会聚后的所述第二倾斜光信号穿过不同挡光层内与所述每个第二微透镜单元对应的所述第二开孔,到达所述每个第二微透镜单元对应的所述第二像素单元;
每个挡光层包括与所述至少一个第三微透镜单元分别对应的至少一个第三开孔,经每个第三微透镜单元会聚后的所述垂直光信号穿过不同挡光层内与所述每个第三微透镜单元对应的所述第三开孔,到达所述每个第三微透镜单元对应的所述第三像素单元。
在一种可能的实现方式中,所述第一微透镜阵列与所述第三微透镜阵列之间间隔第一距离,和/或,所述第二微透镜阵列与所述第三微透镜阵列之间间隔所述第一距离。
在一种可能的实现方式中,相邻挡光层在垂直方向上间隔相同的距离;相邻挡光层内与相同第一微透镜单元对应的第一开孔之间在水平方向上间隔第二距离,以将所述第一倾斜光信号传输至所述至少一个第一像素单元,和/或,相邻挡光层内与相同第二微透镜单元对应的第二开孔之间在水平方向上间隔所述第二距离,以将所述第二倾斜光信号传输至所述至少一个第二像素单元。
在一种可能的实现方式中,不同挡光层内与相同微透镜单元对应的开孔的孔径由上至下依次减小。
在一种可能的实现方式中,所述显示屏为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)显示屏,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号为所述OLED显示屏发光层发射的光信号经所述手指返回的光信号。
第二方面,提供了一种指纹识别的方法,适用于显示屏下方以实现屏下光学指纹识别,所述方法包括:
通过指纹传感器的至少一个第一感光区域接收从所述显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号,以及通过所述指纹传感器的至少一个第二感光区域接收从所述显示屏上方的所述手指返回的第二倾斜光信号,其中,所述第一倾斜光信号的入射方向垂直于第一偏振方向,所述第二倾斜光信号的入射方向平行于所述第一偏振方向,所述第一偏振方向为设置于所述手指与所述指纹传感器之间的光路上的线偏振单元输出的偏振方向;
根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差异识别所述手指的真假。
在一种可能的实现方式中,所述第一倾斜光信号为以s波为主的光信号照射所述手指之后返回的光信号,所述第二倾斜光信号为以p波为主的光信号照射所述手指之后返回的光信号。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差异识别所述手指的真假,包括:
根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差值识别所述手指的真假,和/或,根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强比值识别所述手指的真假。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差值识别所述手指的真假,包括:
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值属于第一范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值不属于所述第一范围,则识别所述手指为假手指。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强比值识别所述手指的真假,包括:
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值属于第二范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值不属于所述第二范围,则识别所述手指为假手指。
在一种可能的实现方式中,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号的强度包括来自所述手指的漫反射光强度,以及包括来自所述手指在所述显示屏上的接触界面处的反射光强度。
在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
根据所述第一倾斜光信号获取所述手指的指纹图像,和/或,根据所述第二倾斜光信号获取所述手指的指纹图像。
在一种可能的实现方式中,所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号相对于所述指纹传感器具有相同的倾斜角度。
在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
通过所述指纹传感器的第三感光区域接收从所述显示屏上方的所述手指返回的垂直光信号,所述垂直光信号的入射方向垂直于所述指纹传感器;
根据所述垂直光信号获取所述手指的指纹图像。
在一种可能的实现方式中,所述第一感光区域和所述第二感光区域分别位于所述第三感光区域一边的上方两侧。
在一种可能的实现方式中,所述第一感光区域和所述第二感光区域分别位于所述第三感光区域的第一边和第二边的上方两侧,所述第一边为所述第二边的对边,且所述第一感光区域和所述第二感光区域围绕所述第三感光区域交替分布。
在一种可能的实现方式中,所述第一感光区域和所述第二感光区域的面积相同,且所述第一感光区域和所述第二感光区域的面积小于所述第三感光区域的面积。
在一种可能的实现方式中,所述第一感光区域、所述第二感光区域和所述第三感光区域的面积相同。
在一种可能的实现方式中,所述显示屏为OLED显示屏,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号为所述OLED显示屏发光层发射的光信号经所述手指返回的光信号。
第三方面,提供了一种电子设备,包括:
第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的指纹识别的装置,以及显示屏和处理器;
其中,所述指纹传感器的至少一个第一感光区域用于接收从所述显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号,所述指纹传感器的至少一个第二感光区域用于接收从所述显示屏上方的所述手指返回的第二倾斜光信号,所述第一倾斜光信号的入射方向垂直于第一偏振方向,所述第二倾斜光信号的入射方向平行于所述第一偏振方向,所述第一偏振方向为设置于所述手指与所述指纹传感器之间的光路上的线偏振单元输出的偏振方向;所述处理器用于根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差异识别所述手指的真假。
在一种可能的实现方式中,所述处理器用于:
根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差值和/或比值识别所述手指的真假。
在一种可能的实现方式中,所述处理器具体用于:
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值属于第一范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值不属于所述第一范围,则识别所述手指为假手指。
在一种可能的实现方式中,所述处理器具体用于:
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值属于第二范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值不属于所述第二范围,则识别所述手指为假手指。
在一种可能的实现方式中,所述显示屏为OLED显示屏,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号为所述OLED显示屏发光层发射的光信号经所述手指返回的光信号。
第四方面,提供了一种计算机可读介质,用于存储计算机程序,所述计算机程序包括用于执行上述第二方面及其任一可能的实现方式中的指令。
第五方面,提供了一种包括指令的计算机程序产品,当计算机运行所述计算机程序产品的所述指时,所述计算机执行上述第二方面及其任一可能的实现方式中的指纹识别的方法。
具体地,该计算机程序产品可以运行于上述第三方面的电子设备上。
基于上述技术方案,指纹传感器中的至少一个第一感光区域接收从显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号,指纹传感器中的至少一个第二感光区域接收从显示屏上方的手指返回的第二倾斜光信号,基于第一倾斜光信号与第二倾斜光信号的光强差异识别手指的真假,从而能够识别平面假指纹,进而提升指纹识别的安全性。
附图说明
图1A和图2A是本申请可以适用的电子设备的结构示意图。
图1B和图2B分别是图1A和图2A所示的电子设备沿A-A’方向的剖面示意图。
图3是本申请实施例的指纹识别的装置的示意性框图。
图4是本申请实施例的指纹识别的装置的一种示意性结构图。
图5是本申请实施例提供的s波和p波随折射角θ的变化曲线图。
图6是本申请实施例提供真手指识别过程中反射光的光强示意图。
图7是本申请实施例提供平面假手指识别过程中反射光的光强示意图。
图8是本申请实施例提供的preal和pfake随A1/A0的变化曲线图。
图9是本申请实施例的指纹识别的装置的另一种示意性结构图。
图10是本申请实施例的指纹识别的装置的再一种示意性结构图。
图11是本申请实施例的基于光路引导结构的指纹识别的装置的示意图。
图12是本申请实施例的基于光路引导结构的指纹识别的装置的一种示意性结构图。
图13是本申请实施例的基于光路引导结构的指纹识别的装置的另一种示意性结构图。
图14是本申请实施例的指纹识别的方法的示意性流程图。
图15是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,对本申请中的技术方案进行描述。
应理解,本申请实施例可以应用于指纹系统,包括但不限于光学、超声波或其他指纹识别系统和基于光学、超声波或其他指纹成像的医疗诊断产品,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、超声波或其他成像技术的系统等。
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,指纹模组可以具体为光学指纹模组或者指纹识别的装置,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或Under-screen)光学指纹系统。或者,所述光学指纹模组也可以部分或者全部集成至所述电子设备的显示屏内部,从而形成屏内(In-display或In-screen)光学指纹系统。
光学屏下指纹识别技术使用从设备显示组件的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。该返回的光携带与该顶面接触的物体(例如手指)的信息,通过采集和检测该返回的光,实现位于显示屏下方的特定光学传感器模块。光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于采集和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像。
图1A和图2A示出了本申请实施例可以适用的电子设备的结构示意图。以及图1B和图2B分别是图1A和图2A所示的电子设备沿A-A’方向的剖面示意图。
所述电子设备10包括显示屏120和光学指纹模组130。其中,所述光学指纹模组130设置在所述显示屏120下方的局部区域。所述光学指纹模组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(也可以称为像素、感光像素、像素单元等)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模组130的指纹检测区域103(也称为指纹采集区域、指纹识别区域等)。如图1A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,所述光学指纹模组130还可以设置在其他位置,比如所述显示屏120的侧面或者所述电子设备10的边缘非透光区域,并通过光路设计来将来自所述显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到所述光学指纹模组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模组130的感应阵列133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。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,所述光学指纹模组130的指纹检测区域103也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。
因此,使用者在需要对所述电子设备10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,即所述显示屏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1B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133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指纹传感器。所述感应阵列133具体为光探测器(Photodetector)阵列,其包括多个呈阵列式分布的光探测器,所述光探测器可以作为如上所述的光学感应单元。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(也称光路引导结构)、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。
其中,所述光学组件132的导光层有多种实现方案,比如,所述导光层可以具体为在半导体硅片制作而成的准直器(Collimator)层,其具有多个准直单元或者微孔阵列,所述准直单元可以具体为小孔,从手指反射回来的反射光中,垂直入射到所述准直单元的光线可以穿过并被其下方的光学感应单元接收,而入射角度过大的光线在所述准直单元内部经过多次反射被衰减掉,因此每一个光学感应单元基本只能接收到其正上方的指纹纹路反射回来的反射光,从而所述感应阵列133便可以检测出手指的指纹图像。
在另一种实现方式中,所述导光层也可以为光学透镜(Lens)层,其具有一个或多个透镜单元,比如一个或多个非球面透镜组成的透镜组,其用于将从手指反射回来的反射光汇聚到其下方的光检测部分134的感应阵列133,以使得所述感应阵列133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光学指纹模组130的视场,以提高所述光学指纹模组130的指纹成像效果。
在其他实现方式中,所述导光层也可以具体采用微透镜(Micro-Lens)层,所述微透镜层具有由多个微透镜形成的微透镜阵列,其可以通过半导体生长工艺或者其他工艺形成在所述光检测部分134的感应阵列133上方,并且每一个微透镜可以分别对应于所述感应阵列133的其中一个感应单元。并且,所述微透镜层和所述感应单元之间还可以形成其他光学膜层,比如介质层或者钝化层。更具体地,所述微透镜层和所述感应单元之间还可以包括具有微孔(或称为开孔)的挡光层(或称为遮光层、阻光层等),其中所述微孔形成在其对应的微透镜和感应单元之间,所述挡光层可以阻挡相邻微透镜和感应单元之间的光学干扰,并使得所述感应单元所对应的光线通过所述微透镜汇聚到所述微孔内部并经由所述微孔传输到所述感应单元以进行光学指纹成像。
应当理解,上述导光层的几种实现方案可以单独使用也可以结合使用。比如,可以在所述准直器层或者所述光学透镜层的上方或下方进一步设置微透镜层。当然,在所述准直器层或者所述光学透镜层与所述微透镜层结合使用时,其具体叠层结构或者光路可能需要按照实际需要进行调整。
作为一种可选的实现方式,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。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反射光。由于指纹的脊(ridge)141与谷(valley)142对于光的反射能力不同,因此,来自指纹脊的反射光151和来自指纹谷的反射光152具有不同的光强,反射光经过光学组件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。
在其他实现方式中,所述光学指纹模组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的光信号。在这种情况下,所述光学指纹模组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,所述电子设备10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电子设备10的保护盖板下方的边缘区域,而所述光学指纹模组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模组130;或者,所述光学指纹模组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模组130。当采用所述光学指纹模组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。
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。
所述电子设备10还可以包括电路板150,该电路板设置在所述光学指纹模组130的下方。光学指纹模组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。光学指纹模组130可以通过电路板150实现与其他外围电路或者电子设备10的其他元件的电性互连和信号传输。比如光学指纹模组130可以通过电路板150接收终端设备10的处理单元的控制信号,并且还可以通过电路板150将来自光学指纹模组130的指纹检测信号输出给终端设备10的处理单元或者控制单元等。
在某些实现方式中,所述光学指纹模组130可以仅包括一个光学指纹传感器,此时光学指纹模组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,否则光学指纹模组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,所述光学指纹模组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模组130的指纹检测区域103。从而所述光学指纹模组130的指纹检测区域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。进一步地,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。
例如图2A和图2B所示的电子设备10,所述电子设备10中的光学指纹装置130包括多个光学指纹传感器时,所述多个光学指纹传感器可以通过例如拼接等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。
可选地,与所述光学指纹装置130的多个光学指纹传感器相对应,所述光学组件132中可以有多个导光层,每个导光层分别对应一个光学指纹传感器,并分别贴合设置在其对应的光学指纹传感器的上方。或者,所述多个光学指纹传感器也可以共享一个整体的导光层,即所述导光层具有一个足够大的面积以覆盖所述多个光学指纹传感器的感应阵列。另外,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,其可以设置在所述导光层和所述光学指纹传感器之间或者设置在所述显示屏120与所述导光层之间,主要用于隔离外界干扰光对光学指纹检测的影响。其中,所述滤光片可以用于滤除穿透手指并经过所述显示屏120进入所述光学指纹传感器的环境光,与所述导光层相类似,所述滤光片可以针对每个光学指纹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片同时覆盖所述多个光学指纹传感器。
所述光路调制器也可以采用光学镜头(Lens)来代替,所述光学镜头上方可以通过遮光材料形成小孔配合所述光学镜头将指纹检测光汇聚到下方的光学指纹传感器以实现指纹成像。相类似地,每一个光学指纹传感器可以分别配置一个光学镜头以进行指纹成像,或者,所述多个光学指纹传感器也可以利用同一个光学镜头来实现光线汇聚和指纹成像。在其他替代实施例中,每一个光学指纹传感器甚至还可以具有两个感应阵列(Dual Array)或者多个感应阵列(Multi-Array),且同时配置两个或多个光学镜头配合所述两个或多个感应阵列进行光学成像,从而减小成像距离并增强成像效果。
以上所示的指纹传感器的数量、尺寸和排布情况仅为示例,可以根据实际需求进行调整。例如,该多个指纹传感器的个数可以为2个、3个、4个或5个等,该多个指纹传感器可以呈方形或圆形分布等。
本申请实施例可以应用于平面假指纹的识别,尤其能够适用于打印在纸张上的或者电子的平面假指纹的识别。目前采用垂直光线进行指纹识别的方案对平面假指纹的识别效果欠佳,而本申请实施例提供的指纹识别的方案能够识别平面假指纹,从而提升指纹识别的安全性。
本申请实施例的指纹识别的装置适用于显示屏下方以实现屏下光学指纹识别。图3示出了本申请实施例的指纹识别的装置300的示意图。该装置300包括指纹传感器310,所述指纹传感器310包括至少一个第一感光区域311和至少一个第二感光区域312,其中,所述第一感光区域311用于接收从所述显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号11;所述第二感光区域312用于接收从所述显示屏上方的所述手指返回的第二倾斜光信号12。
其中,所述第一倾斜光信号11的入射方向垂直于第一偏振方向20,所述第二倾斜光信号12的入射方向平行于所述第一偏振方向20,所述第一偏振方向20为设置于所述手指与所述指纹传感器310之间的光路上的线偏振单元输出的偏振方向,所述第一倾斜光信号11与所述第二倾斜光信号12的光强差异用于识别所述手指的真假。
需要说明的是,所述第一倾斜光信号11的入射方向垂直于或者近似垂直于所述第一偏振方向20,所述第二倾斜光信号12的入射方向平行于或者近似平行于所述第一偏振方向20。也就是说,所述第一倾斜光信号11的入射方向与所述第一偏振方向20可以不是绝对的垂直,所述第二倾斜光信号12的入射方向与所述第一偏振方向20可以不是绝对的平行。
可选地,所述显示屏为OLED显示屏,所述第一倾斜光信号11和所述第二倾斜光信号12为所述OLED显示屏发光层发射的光信号经所述手指返回的光信号。
所述线偏振单元可以集成在所述显示屏内部,从而作为显示屏的一部分,例如作为OLED显示屏的一部分,位于OLED显示屏的发光层的上方。在所述显示屏为OLED显示屏的情况下,所述第一偏振方向20也可以理解为所述OLED显示屏出射光的偏振方向。
可选地,所述第一倾斜光信号11为以s波为主的光信号照射所述手指之后返回的光信号,所述第二倾斜光信号12为以p波为主的光信号照射所述手指之后返回的光信号。
应理解,入射光振动方向平行于入射面,称为p波;入射光振动方向垂直于入射面,称为s波。
可选地,所述第一倾斜光信号11与所述第二倾斜光信号12的光强差异可以是所述第一倾斜光信号11与所述第二倾斜光信号12的光强差值和/或所述第一倾斜光信号11与所述第二倾斜光信号12的光强比值。
例如,若所述第一倾斜光信号11的光强与所述第二倾斜光信号12的光强的差值属于第一范围,则识别所述手指为真手指;或者,若所述第一倾斜光信号11的光强与所述第二倾斜光信号12的光强的差值不属于所述第一范围,则识别所述手指为假手指。
需要说明的是,所述第一范围为基于真手指大量训练得到的所述第一倾斜光信号11的光强与所述第二倾斜光信号12的光强的差值的一个范围。
又例如,若所述第一倾斜光信号11的光强与所述第二倾斜光信号12的光强的比值属于第二范围,则识别所述手指为真手指;或者,若所述第一倾斜光信号11的光强与所述第二倾斜光信号12的光强的比值不属于所述第二范围,则识别所述手指为假手指。
需要说明的是,所述第二范围为基于真手指大量训练得到的所述第一倾斜光信号11的光强与所述第二倾斜光信号12的光强的比值的一个范围。
可选地,所述第一倾斜光信号11和所述第二倾斜光信号12的强度包括来自所述手指的漫反射光强度,以及包括来自所述手指在所述显示屏上的接触界面处的反射光强度。
需要说明的是,来自手指的漫反射光强度可以包括来自手指纹路谷线和手指纹路脊线的漫反射光强度。
作为一个可选的实现方式,所述第一倾斜光信号11还用于获取所述手指的指纹图像,和/或,所述第二倾斜光信号12还用于获取所述手指的指纹图像。即所述第一倾斜光信号11和所述第二倾斜光信号12除了可以进行真假手指的识别,还可以进行指纹图像的采集。例如,在所述第一感光区域311足够大的情况下,所述第一倾斜光信号11还用于获取所述手指的指纹图像。同理,在所述第二感光区域312足够大的情况下,所述第二倾斜光信号12还用于获取所述手指的指纹图像。
可选地,在本申请实施例中,所述第一倾斜光信号11与所述第二倾斜光信号12相对于所述指纹传感器310可以具有相同的倾斜角度,也可以具有不同的倾斜角度。
例如,所述第一倾斜光信号11相对于所述指纹传感器310的倾斜角度为30°,所述第二倾斜光信号12相对于所述指纹传感器310的倾斜角度也为30°。
又例如,所述第一倾斜光信号11相对于所述指纹传感器310的倾斜角度为30°,所述第二倾斜光信号12相对于所述指纹传感器310的倾斜角度也为45°。
以下以所述第一倾斜光信号11与所述第二倾斜光信号12相对于所述指纹传感器310具有相同的倾斜角度为例进行说明,本申请对此并不限定。
下面结合图4至图8对本申请实施例的真假手指识别原理进行详细说明,图4至图8仅以所述第一倾斜光信号11的光强与所述第二倾斜光信号12的光强的比值识别平面假指纹为例进行说明,当然,所述第一倾斜光信号11的光强与所述第二倾斜光信号12的光强的差值也可以用于识别平面假指纹,为了简洁,在此不再赘述。
如图4所示,指纹传感器310中的第一感光区域311接收从OLED显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号11,所述第一倾斜光信号11为以s波为主的光信号31照射手指之后返回的光信号。所述指纹传感器310中的第二感光区域312接收从OLED显示屏上方的手指返回的第二倾斜光信号12,所述第二倾斜光信号12为以p波为主的光信号32照射手指之后返回的光信号。s波为主的光信号31和p波为主的光信号32可以是OLED显示屏的发光层射出的光信号。
如图4中的俯视图所示,所述第一倾斜光信号11的入射方向垂直于第一偏振方向20,所述第二倾斜光信号12的入射方向平行于第一偏振方向20。如图4中的切面图所示,所述第一倾斜光信号11与所述第二倾斜光信号12相对于所述指纹传感器310具有相同的倾斜角度。
需要说明的是,同样的入射角i和折射角θ,s波和p波的反射率是不一样的,根据菲涅尔公式,s波的反射率Rs可以如公式1所示,p波的反射率Rp可以如公式2所示。折射定律可以如公式3所示。
需要说明的是,OLED显示屏的等效折射率n=1.5。
基于上述公式1至公式3可以得到如图5所示的s波的反射率Rs、p波的反射率Rp随折射角θ的变化曲线。如图5所示,随着θ的增大,s波反射率Rs不断增大,而p波的反射率Rp不断变小,二者差距变大。
由图5可知,第一倾斜光信号11和第二倾斜光信号12的光强是不一样的,当θ=28度时,s波反射率近似为p波反射率的2倍。为了方便表述,以下以θ=28度为例进行详细阐述。
真手指按压第一感光区域311和第二感光区域312,如图6所示。对于第一感光区域311,手指纹路谷线对应的“玻璃-空气”界面,其反射光强度为2A0,手指纹路谷线呈漫反射光,其漫反射强度为A1,手指纹路脊线接触到显示屏玻璃盖板,呈漫反射光,其漫反射强度为A1,因此,第一感光区域311的总反射光强度为2A0+A1+A1=2A0+2A1,即第一倾斜光信号11的光强为2A0+2A1。对于第二感光区域312,手指纹路谷线对应的“玻璃-空气”界面,其反射光强度为A0,手指纹路谷线呈漫反射光,其漫反射强度为A1,手指纹路脊线接触到显示屏玻璃盖板,呈漫反射光,其漫反射强度为A1,因此,第二感光区域312的总反射光强度为A0+A1+A1=A0+2A1,即第二倾斜光信号12的光强为A0+2A1。
在真(real)手指按压第一感光区域311和第二感光区域312的情况下,第一倾斜光信号11的光强与第二倾斜光信号12的光强的比值preal可以如公式4所示。
2D平面假手指按压第一感光区域311和第二感光区域312,平面假指纹和OLED显示屏玻璃盖板之间不可能完全接触,会存在空气间隙,如图7所示。对于第一感光区域311,白线(相当于真指纹的纹路谷线)对应的“玻璃-空气”界面,其反射光强度为2A0,白线呈漫反射光,其漫反射强度为A1;黑线(相当于真指纹的纹路脊线)对应的“玻璃-空气”界面,其反射光强度为2A0,黑线呈漫反射光,假设其漫反射强度为0.8*A1,因此,第一感光区域311的总反射光强度为2A0+A1+2A0+0.8A1=4A0+1.8A1,即第一倾斜光信号11的光强为4A0+1.8A1。对于第二感光区域312,白线(相当于真指纹的纹路谷线)对应的“玻璃-空气”界面,其反射光强度为A0,白线呈漫反射光,其漫反射强度为A1;黑线(相当于真指纹的纹路脊线)对应的“玻璃-空气”界面,其反射光强度为A0,黑线呈漫反射光,同样假设其漫反射强度为0.8*A1,因此,第二感光区域312的总反射光强度为A0+A1+A0+0.8A1=2A0+1.8A1,即第二倾斜光信号12的光强为2A0+1.8A1。
在2D平面假(fake)手指按压第一感光区域311和第二感光区域312的情况下,第一倾斜光信号11的光强与第二倾斜光信号12的光强的比值pfake可以如公式5所示。
基于上述公式4至公式5可以得到如图8所示的preal、pfake随A1/A0的变化曲线。如图8所示,当A1/A0不断变化时,pfake始终大于preal,根据这个规律,可以区分出2D平面假指纹的按压,即识别真假手指。
可选地,在一些实施例中,所述指纹传感器310还包括第三感光区域313。
所述第三感光区域313用于接收从所述显示屏上方的所述手指返回的垂直光信号13,所述垂直光信号13用于获取所述手指的指纹图像,所述垂直光信号13的入射方向垂直于所述指纹传感器310。
可选地,如图9所示,所述第一感光区域311和所述第二感光区域312分别位于所述第三感光区域313一边的上方两侧。
可选地,如图10所示,所述第一感光区域311和所述第二感光区域312分别位于所述第三感光区域313的第一边A和第二边B的上方两侧,所述第一边A为所述第二边B的对边,且所述第一感光区域311和所述第二感光区域312围绕所述第三感光区域313交替分布。
可选地,所述第一感光区域311和所述第二感光区域312交替位于所述第三感光区域313的四周。
需要说明的是,所述第一感光区域311和所述第二感光区域312分别位于所述第三感光区域313一边的上方两侧,可能会存在手指按偏而导致所述第一感光区域311和所述第二感光区域312出现未按压的情况,从而,影响真假手指的识别。而所述第一感光区域311和所述第二感光区域312交替位于所述第三感光区域313的第一边和第二边的上方两侧,或者,所述第一感光区域311和所述第二感光区域312交替位于所述第三感光区域313的四周,则在手指按偏的情况下,所述第一感光区域311和所述第二感光区域312也会出现按压,从而,能够进行真假手指的识别。
可选地,所述第一感光区域311和所述第二感光区域312的面积相同,且所述第一感光区域311和所述第二感光区域312的面积小于所述第三感光区域313的面积。在这种情况下,所述第一倾斜光信号11与所述第二倾斜光信号12的光强差异用于识别所述手指的真假,而所述垂直光信号13用于获取所述手指的指纹图像。
可选地,所述第一感光区域311、所述第二感光区域312和所述第三感光区域313的面积相同。在这种情况下,所述第一倾斜光信号11与所述第二倾斜光信号12的光强差异用于识别所述手指的真假;所述第一倾斜光信号11还用于获取所述手指的指纹图像,和/或,所述第二倾斜光信号12还用于获取所述手指的指纹图像;以及所述垂直光信号13用于获取所述手指的指纹图像。
可选地,在一些实施例中,所述装置300还包括光路引导结构320,其中,所述光路引导结构320用于将所述第一倾斜光信号11传输至所述第一感光区域311中的至少一个第一像素单元3110,将所述第二倾斜光信号12传输至所述第二感光区域312中的至少一个第二像素单元3120,以及将所述垂直光信号13传输至所述第三感光区域313中至少一个第三像素单元3130。
可选地,所述光路引导结构320包括:
第一微透镜阵列321,包括至少一个第一微透镜单元,用于会聚所述第一倾斜光信号11,所述第一微透镜单元与所述第一像素单元3110一一对应;
第二微透镜阵列322,包括至少一个第二微透镜单元,用于会聚所述第二倾斜光信号12,所述第二微透镜单元与所述第二像素单元3120一一对应;
第三微透镜阵列323,包括至少一个第三微透镜单元,用于会聚所述垂直光信号13,所述第三微透镜单元与所述第三像素单元3130一一对应;
至少一个挡光层324,设置在所述第一微透镜阵列321、所述第二微透镜阵列322和所述第三微透镜阵列323的下方,其中,
每个挡光层324包括与所述至少一个第一微透镜单元分别对应的至少一个第一开孔3241,经每个第一微透镜单元会聚后的所述第一倾斜光信号11穿过不同挡光层324内与所述每个第一微透镜单元对应的所述第一开孔3241,到达所述每个第一微透镜单元对应的所述第一像素单元3110;
每个挡光层324包括与所述至少一个第二微透镜单元分别对应的至少一个第二开孔3242,经每个第二微透镜单元会聚后的所述第二倾斜光信号12穿过不同挡光层324内与所述每个第二微透镜单元对应的所述第二开孔3242,到达所述每个第二微透镜单元对应的所述第二像素单元3120;
每个挡光层324包括与所述至少一个第三微透镜单元分别对应的至少一个第三开孔3243,经每个第三微透镜单元会聚后的所述垂直光信号13穿过不同挡光层324内与所述每个第三微透镜单元对应的所述第三开孔3243,到达所述每个第三微透镜单元对应的所述第三像素单元3130。
可选地,所述第一微透镜阵列321、所述第二微透镜阵列322和所述第三微透镜阵列323位于同一平面。
例如,如图11所示,在指纹传感器310的有效感光区域(Active Array,AA)区上方的光路引导结构320中,微透镜阵列(第一微透镜阵列321、第二微透镜阵列322或第三微透镜阵列323)、至少一个挡光层324(第一挡光层LS1和第二挡光层LS2)、以及指纹传感器310中的像素单元之间还设置有透明介质层。
其中,透明介质层用于连接第一微透镜阵列321、第二微透镜阵列322、第三微透镜阵列323、至少一个挡光层324、以及指纹传感器310中的像素单元,并填充至少一个挡光层324中的开孔。
可选地,透明介质层可透过目标波段的光信号(即指纹识别所需波段的光信号)。例如,透明介质层可采用氧化物或氮化物等。透明介质层可以包括多层,以分别实现保护、过渡和缓冲等功能。
可选地,如图11所示,第一微透镜阵列321、第二微透镜阵列322和第三微透镜阵列323设置于透明介质层的上表面。
需要说明的是,如图11所示,指纹传感器310中的像素单元与第一挡光层LS1之间的垂直距离为P0,第一挡光层LS1与第二挡光层LS2之间的垂直距离为P1,第二挡光层LS2与微透镜阵列(第一微透镜阵列321、第二微透镜阵列322或第三微透镜阵列323)之间的垂直距离为P2。
可选地,如图11所示,所述第一微透镜阵列321与所述第三微透镜阵列323之间间隔第一距离D1,和/或,所述第二微透镜阵列322与所述第三微透镜阵列323之间间隔所述第一距离D1。
所述光路引导结构320中的微透镜单元的聚光面在与其光轴垂直的平面上的投影可以为矩形或者圆形。所述光路引导结构320中的微透镜单元的聚光面是用于对光线起会聚作用的面。该聚光面可以是球面也可以是非球面。优选地,该聚光面在各个方向上的曲率相同,这样可以使光路引导结构320中的微透镜单元的各个方向的成像焦点在同一位置,从而保证成像质量。
可选地,如图11所示,相邻挡光层324在垂直方向上间隔相同的距离;相邻挡光层324内与相同第一微透镜单元对应的第一开孔3241之间在水平方向上间隔第二距离D2,以将所述第一倾斜光信号11传输至所述至少一个第一像素单元3110,和/或,相邻挡光层324内与相同第二微透镜单元对应的第二开孔3242之间在水平方向上间隔所述第二距离D2,以将所述第二倾斜光信号12传输至所述至少一个第二像素单元3120。
需要说明的是,相邻挡光层324在垂直方向上间隔的距离也可以不同,此种情况下,相邻挡光层324内与相同第一微透镜单元对应的第一开孔3241之间在水平方向上间隔的距离不再相同,以及相邻挡光层324内与相同第二微透镜单元对应的第二开孔3242之间在水平方向上间隔的距离不再相同。
可选地,如图11所示,第一挡光层LS1上的第二开孔S1和第三开孔S2之间间隔第三距离D3,且第三距离D3小于第一距离D1。
可选地,不同挡光层324内与相同微透镜单元对应的开孔的孔径由上至下依次减小。
由于通过挡光层内的开孔对光线进行引导,因此,为了使第一倾斜光信号11到达第一感光区域311中的第一像素单元,不同挡光层内与每个第一微透镜单元对应的第一开孔的连线应为倾斜的,其倾斜角度近似等于第一倾斜光信号11的倾斜角度。同理,为了使第二倾斜光信号12到达第二感光区域312中的第二像素单元,不同挡光层内与每个第二微透镜单元对应的第二开孔的连线应为倾斜的,其倾斜角度近似等于第二倾斜光信号12的倾斜角度。同理,为了使垂直光信号13到达第三感光区域313中的第三像素单元,不同挡光层内与每个第三微透镜单元对应的第三开孔的连线应为垂直的。
应理解,本申请实施例不考虑光线在各个挡光层之间的折射。
需要说明的是,上述图11仅以指纹传感器310既包括第一感光区域311和第二感光区域312,又包括第三感光区域313为例进行说明。在本申请实施例中指纹传感器310还可以仅包括第一感光区域311和第二感光区域312,只需要删除上述图11中关于第三感光区域313的相关描述即可,例如,删除第三微透镜阵列323,第一挡光层LS1与第二挡光层LS2中也未设置第三开孔3243,为了简洁,在此不再赘述。
可选地,第一感光区域311和第二感光区域312分别位于第三感光区域313一边的上方两侧。具体地,如图12所示,第一微透镜阵列321中的第一微透镜单元与至少一个挡光层324中的第一开孔3241配合,以将第一倾斜光信号11引导至第一感光区域311中的第一像素单元3110;第二微透镜阵列322中的第二微透镜单元与至少一个挡光层324中的第二开孔3242配合,以将第二倾斜光信号12引导至第二感光区域312中的第二像素单元3120;第三微透镜阵列323中的第三微透镜单元与至少一个挡光层324中的第三开孔3243配合,以将垂直光信号13引导至第三感光区域313中的第三像素单元3130。
可选地,如图13所示,指纹传感器310包括两个第一感光区域311、两个第二感光区域312和一个第三感光区域313,第一感光区域311和第二感光区域312分别位于第三感光区域313的第一边A和第二边B的上方两侧,第一感光区域311和第二感光区域312围绕第三感光区域313交替分布。具体地,第一微透镜阵列321中的第一微透镜单元与至少一个挡光层324中的第一开孔3241配合,以将第一倾斜光信号11引导至第一感光区域311中的第一像素单元3110;第二微透镜阵列322中的第二微透镜单元与至少一个挡光层324中的第二开孔3242配合,以将第二倾斜光信号12引导至第二感光区域312中的第二像素单元3120;第三微透镜阵列323中的第三微透镜单元与至少一个挡光层324中的第三开孔3243配合,以将垂直光信号13引导至第三感光区域313中的第三像素单元3130。
需要说明的是,在上述图12和图13所示的指纹传感器310中,所述第一感光区域311和所述第二感光区域312的面积相同,且所述第一感光区域311和所述第二感光区域312的面积小于所述第三感光区域313的面积。即所述第一倾斜光信号11与所述第二倾斜光信号12的光强差异用于识别所述手指的真假,而所述垂直光信号13用于获取所述手指的指纹图像。
需要说明的是,在本申请实施例中,也可以通过准直孔现实上述光路引导结构320的相应功能,本申请对此并不限定。
因此,在本申请实施例中,指纹传感器中的至少一个第一感光区域接收从显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号,指纹传感器中的至少一个第二感光区域接收从显示屏上方的手指返回的第二倾斜光信号,基于第一倾斜光信号与第二倾斜光信号的光强差异识别手指的真假,从而能够识别平面假指纹,进而提升指纹识别的安全性。
图14是本申请实施例的指纹识别的方法400的示意性流程图,该方法400适用于显示屏下方以实现屏下光学指纹识别,如图14所示,该方法400包括:
S410,通过指纹传感器的至少一个第一感光区域接收从所述显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号,以及通过所述指纹传感器的至少一个第二感光区域接收从所述显示屏上方的所述手指返回的第二倾斜光信号,其中,所述第一倾斜光信号的入射方向垂直于第一偏振方向,所述第二倾斜光信号的入射方向平行于所述第一偏振方向,所述第一偏振方向为设置于所述手指与所述指纹传感器之间的光路上的线偏振单元输出的偏振方向;
S420,根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差异识别所述手指的真假。
应理解,该方法400可以由指纹识别的装置执行,例如前述实施例中的装置300,具体地,S410可以由该装置300中的指纹传感器310执行,S420可以由该装置300中的处理器,例如微控制单元(Micro Control Unit,MCU)执行;或者,该方法400也可以由该指纹识别的装置300所安装的电子设备执行,例如,S420可以由电子设备中的处理器,例如Host模块执行,本申请实施例对此不作限定。
可选地,在本申请一些实施例中,所述第一倾斜光信号为以s波为主的光信号照射所述手指之后返回的光信号,所述第二倾斜光信号为以p波为主的光信号照射所述手指之后返回的光信号。
可选地,在本申请一些实施例中,所述根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差异识别所述手指的真假,包括:
根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差值识别所述手指的真假,和/或,根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强比值识别所述手指的真假。
可选地,在本申请一些实施例中,所述根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差值识别所述手指的真假,包括:
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值属于第一范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值不属于所述第一范围,则识别所述手指为假手指。
可选地,在本申请一些实施例中,所述根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强比值识别所述手指的真假,包括:
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值属于第二范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值不属于所述第二范围,则识别所述手指为假手指。
可选地,在本申请一些实施例中,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号的强度包括来自所述手指的漫反射光强度,以及包括来自所述手指在所述显示屏上的接触界面处的反射光强度。
可选地,在本申请一些实施例中,所述方法400还包括:
根据所述第一倾斜光信号获取所述手指的指纹图像,和/或,根据所述第二倾斜光信号获取所述手指的指纹图像。
可选地,在本申请一些实施例中,所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号相对于所述指纹传感器具有相同的倾斜角度。
可选地,在本申请一些实施例中,所述方法400还包括:
通过所述指纹传感器的第三感光区域接收从所述显示屏上方的所述手指返回的垂直光信号,所述垂直光信号的入射方向垂直于所述指纹传感器;
根据所述垂直光信号获取所述手指的指纹图像。
可选地,在本申请一些实施例中,所述第一感光区域和所述第二感光区域分别位于所述第三感光区域一边的上方两侧。
可选地,在本申请一些实施例中,所述第一感光区域和所述第二感光区域分别位于所述第三感光区域的第一边和第二边的上方两侧,所述第一边为所述第二边的对边,且所述第一感光区域和所述第二感光区域围绕所述第三感光区域交替分布。
可选地,在本申请一些实施例中,所述第一感光区域和所述第二感光区域的面积相同,且所述第一感光区域和所述第二感光区域的面积小于所述第三感光区域的面积。
可选地,在本申请一些实施例中,所述第一感光区域、所述第二感光区域和所述第三感光区域的面积相同。
可选地,在本申请一些实施例中,所述显示屏为OLED显示屏,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号为所述OLED显示屏发光层发射的光信号经所述手指返回的光信号。
本申请实施例还提供了一种电子设备500,如图15所示,该电子设备500包括上述本申请各种实施例中的指纹识别的装置300,以及显示屏510和处理器520。
具体地,所述装置300包括指纹传感器,所述指纹传感器的至少一个第一感光区域用于接收从所述显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号,所述指纹传感器的至少一个第二感光区域用于接收从所述显示屏上方的所述手指返回的第二倾斜光信号,所述第一倾斜光信号的入射方向垂直于第一偏振方向,所述第二倾斜光信号的入射方向平行于所述第一偏振方向,所述第一偏振方向为设置于所述手指与所述指纹传感器之间的光路上的线偏振单元输出的偏振方向;所述处理器用于根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差异识别所述手指的真假。
可选地,在一些实施例中,所述处理器520用于:
根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差值和/或比值识别所述手指的真假。
可选地,在一些实施例中,所述处理器520具体用于:
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值属于第一范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值不属于所述第一范围,则识别所述手指为假手指。
可选地,在一些实施例中,所述处理器520具体用于:
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值属于第二范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值不属于所述第二范围,则识别所述手指为假手指。
可选地,在一些实施例中,所述显示屏510为OLED显示屏,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号为所述OLED显示屏发光层发射的光信号经所述手指返回的光信号。
可选地,该显示屏510可以为普通的非折叠显示屏,该显示屏也可以为可折叠显示屏,或称为柔性显示屏。
作为示例而非限定,本申请实施例中的电子设备可以为终端设备、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、游戏设备、车载电子设备或穿戴式智能设备等便携式或移动计算设备,以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine,ATM)等其他电子设备。该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或部分的功能,例如:智能手表或智能眼镜等,以及只专注于某一类应用功能,需要和其它设备如智能手机配合使用,如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等设备。
应理解,本申请实施例的处理器或处理单元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 Specific IntegratedCircuit,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。
可以理解,本申请实施例的人脸识别还可以包括存储器,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-Only Memory,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(RandomAccess 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(DynamicRAM,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 Rate SDRAM,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(Direct Rambus 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。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储一个或多个程序,该一个或多个程序包括指令,该指令当被包括多个应用程序的便携式电子设备执行时,能够使该便携式电子设备执行方法实施例的内容。
本申请实施例还提出了一种计算机程序,该计算机程序包括指令,当该计算机程序被计算机执行时,使得计算机可以执行方法实施例的内容。
本申请实施例还提供了一种芯片,该芯片包括输入输出接口、至少一个处理器、至少一个存储器和总线,该至少一个存储器用于存储指令,该至少一个处理器用于调用该至少一个存储器中的指令,以执行方法实施例的内容。
需要说明的是,在不冲突的前提下,本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合,组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。
应理解,本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例,而非限制本申请实施例的范围,本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形,而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。
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 (22)
1.一种指纹识别的装置,其特征在于,适用于显示屏下方以实现屏下光学指纹识别,所述装置包括指纹传感器,所述指纹传感器包括:
至少一个第一感光区域,所述第一感光区域配置为接收从所述显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号;
至少一个第二感光区域,所述第二感光区域配置为接收从所述显示屏上方的所述手指返回的第二倾斜光信号;
其中,所述第一倾斜光信号的入射方向垂直于第一偏振方向,所述第二倾斜光信号的入射方向平行于所述第一偏振方向,所述第一偏振方向为设置于所述手指与所述指纹传感器之间的光路上的线偏振单元输出的偏振方向,所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差异用于识别所述手指的真假。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一倾斜光信号为以s波为主的光信号照射所述手指之后返回的光信号,所述第二倾斜光信号为以p波为主的光信号照射所述手指之后返回的光信号。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差值和/或比值用于识别所述手指的真假。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其特征在于,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号的强度包括来自所述手指的漫反射光强度,以及包括来自所述手指在所述显示屏上的接触界面处的反射光强度。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其特征在于,所述第一倾斜光信号还用于获取所述手指的指纹图像,和/或,所述第二倾斜光信号还用于获取所述手指的指纹图像。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其特征在于,所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号相对于所述指纹传感器具有相同的倾斜角度。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其特征在于,所述指纹传感器还包括:
第三感光区域,用于接收从所述显示屏上方的所述手指返回的垂直光信号,所述垂直光信号用于获取所述手指的指纹图像,所述垂直光信号的入射方向垂直于所述指纹传感器。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第一感光区域和所述第二感光区域分别位于所述第三感光区域一边的上方两侧。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第一感光区域和所述第二感光区域分别位于所述第三感光区域的第一边和第二边的上方两侧,所述第一边为所述第二边的对边,且所述第一感光区域和所述第二感光区域围绕所述第三感光区域交替分布。
10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第一感光区域和所述第二感光区域的面积相同,且所述第一感光区域和所述第二感光区域的面积小于所述第三感光区域的面积。
11.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第一感光区域、所述第二感光区域和所述第三感光区域的面积相同。
12.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括光路引导结构,其中,所述光路引导结构用于将所述第一倾斜光信号传输至所述第一感光区域中的至少一个第一像素单元,将所述第二倾斜光信号传输至所述第二感光区域中的至少一个第二像素单元,以及将所述垂直光信号传输至所述第三感光区域中至少一个第三像素单元。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述光路引导结构包括:
第一微透镜阵列,包括至少一个第一微透镜单元,用于会聚所述第一倾斜光信号,所述第一微透镜单元与所述第一像素单元一一对应;
第二微透镜阵列,包括至少一个第二微透镜单元,用于会聚所述第二倾斜光信号,所述第二微透镜单元与所述第二像素单元一一对应;
第三微透镜阵列,包括至少一个第三微透镜单元,用于会聚所述垂直光信号,所述第三微透镜单元与所述第三像素单元一一对应;
至少一个挡光层,设置在所述第一微透镜阵列、所述第二微透镜阵列和所述第三微透镜阵列的下方,其中,
每个挡光层包括与所述至少一个第一微透镜单元分别对应的至少一个第一开孔,经每个第一微透镜单元会聚后的所述第一倾斜光信号穿过不同挡光层内与所述每个第一微透镜单元对应的所述第一开孔,到达所述每个第一微透镜单元对应的所述第一像素单元;
每个挡光层包括与所述至少一个第二微透镜单元分别对应的至少一个第二开孔,经每个第二微透镜单元会聚后的所述第二倾斜光信号穿过不同挡光层内与所述每个第二微透镜单元对应的所述第二开孔,到达所述每个第二微透镜单元对应的所述第二像素单元;
每个挡光层包括与所述至少一个第三微透镜单元分别对应的至少一个第三开孔,经每个第三微透镜单元会聚后的所述垂直光信号穿过不同挡光层内与所述每个第三微透镜单元对应的所述第三开孔,到达所述每个第三微透镜单元对应的所述第三像素单元。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述第一微透镜阵列与所述第三微透镜阵列之间间隔第一距离,和/或,所述第二微透镜阵列与所述第三微透镜阵列之间间隔所述第一距离。
15.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,相邻挡光层在垂直方向上间隔相同的距离;相邻挡光层内与相同第一微透镜单元对应的第一开孔之间在水平方向上间隔第二距离,以将所述第一倾斜光信号传输至所述至少一个第一像素单元,和/或,相邻挡光层内与相同第二微透镜单元对应的第二开孔之间在水平方向上间隔所述第二距离,以将所述第二倾斜光信号传输至所述至少一个第二像素单元。
16.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,不同挡光层内与相同微透镜单元对应的开孔的孔径由上至下依次减小。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其特征在于,所述显示屏为有机发光二极管OLED显示屏,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号为所述OLED显示屏发光层发射的光信号经所述手指返回的光信号。
18.一种电子设备,其特征在于,包括:
如权利要求1至17中任一项所述的装置,以及显示屏和处理器;
其中,所述装置包括指纹传感器,所述指纹传感器的至少一个第一感光区域配置为接收从所述显示屏上方的手指返回的第一倾斜光信号,所述指纹传感器的至少一个第二感光区域配置为接收从所述显示屏上方的所述手指返回的第二倾斜光信号,所述第一倾斜光信号的入射方向垂直于第一偏振方向,所述第二倾斜光信号的入射方向平行于所述第一偏振方向,所述第一偏振方向为设置于所述手指与所述指纹传感器之间的光路上的线偏振单元输出的偏振方向;所述处理器配置为根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差异识别所述手指的真假。
19.根据权利要求18所述的电子设备,其特征在于,所述处理器配置为:
根据所述第一倾斜光信号与所述第二倾斜光信号的光强差值和/或比值识别所述手指的真假。
20.根据权利要求19所述的电子设备,其特征在于,所述处理器具体配置为:
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值属于第一范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的差值不属于所述第一范围,则识别所述手指为假手指。
21.根据权利要求19或20所述的电子设备,其特征在于,所述处理器具体配置为:
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值属于第二范围,则识别所述手指为真手指;或者,
若所述第一倾斜光信号的光强与所述第二倾斜光信号的光强的比值不属于所述第二范围,则识别所述手指为假手指。
22.根据权利要求18或19所述的电子设备,其特征在于,所述显示屏为OLED显示屏,所述第一倾斜光信号和所述第二倾斜光信号为所述OLED显示屏发光层发射的光信号经所述手指返回的光信号。
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