CN212484400U - 光学检测装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学检测装置，用于对一外部对象进行光学检测。所述光学检测装置包括：至少一个第一光检测单元，所述第一光检测单元包括第一像素单元，所述第一光检测单元通过所述第一像素单元检测经所述外部对象返回的光线的颜色变化；及多个第二光检测单元，每个所述第二光检测单元包括第二像素单元，所述第二光检测单元通过所述第二像素单元接收经所述外部对象返回的光线，以获取所述外部对象的图像信息。本实用新型还公开了一种包括所述光学检测装置的电子设备。

Description

光学检测装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，尤其涉及一种利用光学原理对外部对象进行检测的光学检测装置及电子设备。

背景技术

目前，手机、平板电脑等电子产品的光学指纹识别功能通常是通过识别用户按压在屏幕上的手指的指纹图像来实现的，容易被不法分子利用仿制的指纹胶头、打印的指纹图像等假指纹道具攻破。由此，现有电子产品的光学指纹识别功能具有较明显的安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种能够改善现有技术问题的光学检测装置及电子设备。

本实用新型的一个方面提供一种光学检测装置，用于对一外部对象进行光学检测，包括：

至少一个第一光检测单元，所述第一光检测单元包括第一像素单元，所述第一光检测单元通过所述第一像素单元检测经所述外部对象返回的光线的颜色变化；及

多个第二光检测单元，每个所述第二光检测单元包括第二像素单元，所述第二光检测单元通过所述第二像素单元接收经所述外部对象返回的光线，以获取所述外部对象的图像信息。

在某些实施例中，所述第一光检测单元包括第一滤光单元，所述第一滤光单元设置在所述第一像素单元的入光侧，所述第一滤光单元用于透过预设波长范围内的光线至第一像素单元。

在某些实施例中，所述第一滤光单元所透过光线的预设波长范围为600nm至780nm、490nm至580nm或430nm至450nm。

在某些实施例中，每个所述第二光检测单元包括第二滤光片单元，所述第二滤光单元设置在所述第二像素单元的入光侧，所述第二滤光单元用于透过预设波长范围的光线至第二像素单元。

在某些实施例中，所述第二滤光单元所透过光线的预设波长范围为900nm至1200nm、390nm至620nm或360nm至800nm。

在某些实施例中，所述第一光检测单元和所述第二光检测单元呈阵列排布以形成光检测单元阵列，其中，两个所述第一光检测单元相邻设置；或者，两个所述第一光检测单元之间间隔有所述第二光检测单元。

在某些实施例中，包括多个所述第一光检测单元，所述第一光检测单元在所述光检测单元阵列中按照预设图案规则排布；或者，所述第一光检测单元在所述光检测单元阵列中非规则排布。

在某些实施例中，还包括微透镜阵列，所述微透镜阵列设置在所述第一像素单元和第二像素单元的上方，所述微透镜阵列包括多个微透镜，用于将经所述外部对象返回的光线汇聚至所述第一像素单元或第二像素单元。

在某些实施例中，每个所述微透镜分别与一个所述第一像素单元或一个所述第二像素单元对应设置；

或者，每个所述微透镜分别与两个或两个以上的所述第一像素单元或者两个或两个以上的所述第二像素单元对应设置。

在某些实施例中，还包括至少一个挡光层，设置在所述微透镜阵列与所述第一像素单元及第二像素单元之间，其中的每一个挡光层形成有小孔阵列，经所述微透镜汇聚的光线通过所述小孔阵列上的小孔传输至所述第一像素单元或第二像素单元。

本实用新型的一个方面提供一种电子设备，包括：

保护层；

显示屏，位于所述保护层的下方，用于显示画面；及

如上述实施例所提供的屏下光学检测系统，位于所述显示屏下方，以透过所述显示屏和保护层对所述外部对象进行光学检测。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型的光学检测装置可以通过检测外部对象，比如：指纹，的颜色变化来判断所检测的外部对象的真伪，可有效防止不法分子利用外部对象的仿制品对所述电子设备的识别功能进行攻击,提高了电子设备的安全性。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的屏下光学检测系统应用于电子设备上的结构示意图；

图2是图1中的所述屏下光学检测系统沿II-II线的部分截面示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的图像传感器上的像素单元阵列的排布示意图；

图4是本实用新型另一实施例提供的图像传感器上的像素单元阵列的排布示意图；

图5是本实用新型另一实施例提供的图像传感器上的像素单元阵列的排布示意图；

图6是本实用新型另一实施例提供的图像传感器上的像素单元阵列的排布示意图；

图7是本实用新型另一实施例提供的图像传感器上的像素单元阵列的排布示意图；

图8是本实用新型一实施例提供的电子设备的功能模块示意图。

图9是本实用新型另一实施例提供的电子设备的功能模块示意图。

具体实施例

在对本实用新型实施例的具体描述中，应当理解，当基板、片、层或图案被称为在另一个基板、另一个片、另一个层或另一个图案“上”或“下”时，它可以“直接地”或“间接地”在另一个基板、另一个片、另一个层或另一个图案上，或者还可以存在一个或多个中间层。为了清楚的目的，可以夸大、省略或者示意性地表示说明书附图中的每一个层的厚度和大小。此外，附图中元件的大小并非完全反映实际大小。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设定之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

进一步地，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本实用新型的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本实用新型。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例所提供的屏下光学检测系统10应用于电子设备1上的结构示意图。所述电子设备1包括屏下光学检测系统10，用于对外部对象2进行光学检测。所述屏下光学检测系统10包括保护层12、显示屏14、及位于显示屏14下方的光学检测装置16。所述显示屏14位于所述保护层12的下方，用于显示画面。所述保护层12可透过来自显示屏14的显示光线，并保护所述显示屏14免受损坏。

可选地，在一些实施例中，所述保护层12可以包括透明材料，例如但不限于为透明玻璃、透明聚合物、其他任意透明材料等。所述保护层12可以是单层结构，也可以是多层结构。所述保护层12大致为具有预定长度、宽度、厚度的薄板。可以理解的是，所述保护层12可以包括实际使用时用户贴附的塑料膜、钢化膜、或其他膜层等。所述保护层12的外表面120可以为电子设备1位于最外侧的表面。在进行检测时，所述外部对象2可以直接接触所述保护层12的外表面120。

可选地，在一些实施例中，所述显示屏14可以为主动发光式显示屏，例如但不限于为有机发光二极管(OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏等。可选地，在另一些实施例中，所述显示屏14也可以为被动发光式显示屏，例如但不限于为液晶显示屏(LCD)或电子纸显示屏等。

所述光学检测装置16用于透过所述保护层12和显示屏14接收经由外部对象2返回的光线，并转换接收到的光线为相应的电信号，以执行相应的信息检测。所述外部对象2例如为用户手指，所述光学检测装置16例如用于执行生物特征信息检测，所述生物特征信息例如但不局限于指纹信息、掌纹信息等纹路特征信息，和/或，血氧信息、心跳信息、脉搏信息等活体信息，然而本实用新型并不以此为局限。可以理解的是，经由所述外部对象2返回的光线包括但不限于被外部对象2表面反射而返回的检测光线和从外部对象2内部经表面透射出来而返回的检测光线或其他光线。

在本实用新型的实施中，以所述外部对象2为用户手指，所述光学检测装置16执行手指真伪检测和指纹识别检测举例进行说明。因人类的真实手指内部含有流动的血液，在手指没有受力的自然状态下手指内的血液均匀充满手指末端而使得所述手指末端呈现淡红色。而当所述手指2按压显示屏14的时候，所述手指2与显示屏14接触的部分因受力导致血液流走而明显变黄，所以在所述手指2与显示屏14刚接触到手指2充分按压显示屏14的过程中，所述手指2与显示屏14接触的部分的颜色会出现由淡红色变成淡黄色的明显变化。然而，目前用来伪造手指2的材料(例如：硬质塑胶材料或平面纸质材料)，在按压过程中其表面并不会出现明显的颜色变化。因此，通过检测手指2在按压显示屏14过程中的颜色变化可以有效地辨别手指2的真伪。

所述电子设备1例如但不限于消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中，消费性电子产品例如为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品例如为智能门锁、电视、冰箱等。车载式电子产品例如为车载导航仪、车载触控交互装置等。金融终端产品例如为ATM机、自助办理业务的终端等。

如图2所示，图2为图1所示的屏下光学检测系统10沿II-II线的部分截面示意图。可选地，在一些实施例中，所述光学检测装置16包括光学组件160及图像传感器162。所述光学组件160将经由所述外部对象2返回的光线会聚在所述图像传感器162上以对所述外部对象2进行成像。所述图像传感器162用于将经光学组件160所成的外部对象2图像转换为相应的电信号，以作为可供后续存储、传输和处理分析的图像数据。例如但不限于，所述外部对象2可以为用户手指，所述外部对象2的图像可以为指纹图像。

所述图像传感器162包括多个像素单元161以及与所述像素单元161电连接的读出电路(图未示)和其他辅助电路(图未示)。所述像素单元161为光探测器(photo detector)，例如但不限于为光电二极管。多个所述像素单元161呈阵列式排布以接收经所述光学组件160会聚的光线并转换为相应的电信号。所述图像传感器162的多个像素单元及其读出电路和其他辅助电路可以通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)上，以形成一个光学成像芯片或者图像传感芯片。可选地，单个所述像素单元的面积大小的取值范围例如为5微米(μm)*5μm至10μm*10μm。

所述像素单元161包括至少一个第一像素单元1611和多个第二像素单元1612。所述第一像素单元1611用于检测经所述手指2返回的光线的颜色变化，以实现所述手指2的真伪判断。所述第二像素单元1612用于接收经所述手指2返回的光线以获取所述手指2的指纹图像信息进行指纹识别。

如图3所示，所述第一像素单元1611和第二像素单元1612呈阵列排布以形成一像素单元阵列1613。可选地，在一些实施例中，所述第一像素单元1611的数量为两个或两个以上，两个所述第一像素单元1611之间可以相邻设置。此处相邻设置指的是两个所述第一像素单元的边界紧密相连，相互之间没有再设置其他像素单元(比如：第二像素单元)。在图3所示的实施例中，全部的所述第一像素单元1611依次相邻设置，在所述像素单元阵列1613中形成一个第一像素单元组1615以检测经所述手指2返回光线的颜色变化。

可选地，在另一些实施例中，两个所述第一像素单元1611之间也可以间隔有所述第二像素单元1612。例如，如图4所示，预设数量的部分第一像素单元1611依次相邻设置以形成多个所述第一像素单元组1615，而两个第一像素单元组1615之间相互间隔有所述第二像素单元1612。

如图5所示，在另一些实施例中，所述第一像素单元1611的数量为两个或两个以上。任意两个所述第一像素单元1611之间均间隔有所述第二像素单元1612。

图3至图5所示的实施例中，所述第一像素单元1612或者所述第一像素单元组1615均是按照预设图案规则排布的。所述规则排布指的是所述第一像素单元1612或者所述第一像素单元组1615的排布位置是有规律地重复再现的，比如：所述第一像素单元1611在所述像素单元阵列1613中沿着第一方向每间隔预设数量的第二像素单元1612排布一个，而沿着第二方向每间隔预设数量的第二像素单元1612排布一个。如图6和图7所示，在其他的实施例中，所述第一像素单元1611或者所述第一像素单元组1615在所述像素单元阵列1613中也可以呈非规则排布。

可以理解的是，只需要保证所述图像传感器162上的第一像素单元1611能够产生足够强度的检测信号以供后续计算处理即可。至于所述第一像素单元1611的具体数量及其在所述像素单元阵列1613上的排布方式，本实用新型不做具体限定。

需要说明的是，上述图3至图7仅是为了示例性地说明所述第一像素单元1611和第二像素单元1612的排布方式，并不应视为对本实用新型中所述第一像素单元1611和第二像素单元1612具体数量的限制。

请一并参阅图2至图7，所述光学检测装置16具有预设的检测范围，即所述光学检测装置16能够有效检测所述外部对象2的空间范围。例如，在一些实施例中，所述外部对象2为用户手指，所述光学检测装置16通过光学检测原理获取手指2的指纹图像。对应地，所述光学检测装置16的检测范围为所述光学组件160和图像传感器162构成的光学成像系统的视场角范围(Filed of View,FOV)。可以理解的是，所述检测区域122位于所述光学检测装置16的视场角范围内，以使得所述光学检测装置16能够获取用户手指2与检测区域122接触部分的指纹图案。

进行检测时，用户将手指2按压在所述保护层12的外表面120上预设的检测区域122，经由所述手指2返回的光线通过光学组件160在所述像素单元阵列1613上形成指纹图像，所述第二像素单元1612将所成的指纹图像转换为相应的电信号，即所述指纹图像信息。因所述第一像素单元1611用于检测经手指2返回光线的颜色变化，其产生的检测信号不能直接用作所在位置的指纹图像信息。可选地，在一些实施例中，可以用与所述第一像素单元1611相邻的多个所述第二像素单元1612产生的指纹图像信息通过插值或拟合等方式恢复所述第一像素单元1611所在位置的指纹图像信息。或者，在另外一些实施例中，也可以根据预设的计算关系式，将所述第一像素单元1611检测颜色变化时产生的电信号校准为所在位置的指纹图像信息。

所述光学组件160可以包括一个或多个能够对手指2进行成像或者有利于提高成像质量的光学元件。例如，所述光学组件160包括但不限于滤光单元、光学调制元件、光路引导结构以及其他光学元件。

可选地，在一些实施例中，所述光学组件160包括第一滤光单1641元及第二滤光单元1642。所述第一滤光单元1641设置在所述第一像素单元1611的入光侧，所述第一滤光单元1641用于透过预设波长范围的光线至对应的第一像素单元1611。可选地，所述第一像素单元1611通过检测经手指2返回光线中具有预设波长范围的部分所成图像的灰度值，以实现对手指2颜色变化的检测。具体而言，所述手指2在按压过程中呈现出由淡红色到淡黄色的转变，在这一过程中经由手指2返回光线的红色光分量、绿色光分量以及蓝色光分量之间的比例会发生明显的变化，所以通过检测经由手指2返回光线中的红色光分量、绿色光分量、蓝色光分量及其组合中的一种在所述第一像素单元1611上所成图像的灰度值的变化情况，即可以获取所述手指2在按压过程中相应的颜色变化情况。上述方法可通过所述第一滤光单元1641与所述第一像素单元1611配合实现，所述第一滤光单元1641透过光线的预设波长范围可以为红色光的600nm至780nm、绿色光的490nm至580nm或蓝色光的430nm至450nm。

所述第一滤光单元1641与所述第一像素单元1611对应设置，所以所述第一滤光单元1641具有与所述第一像素单元1611相同的排布方式。例如：两个所述第一滤光单元1641之间可以相邻设置，也可以间隔有所述第二滤光单元1642；所述第一滤光单元1641可以按照预设图案规则排布，也可以非规则排布。

可选地，在一些实施例中，全部的所述第一滤光单元1641透过光线的预设波长范围可以相同，例如：都透过红色光、绿色光、蓝色光或其他颜色的光。可选地，在其他实施例中，两个所述第一滤光单元1641也可以分别透过具有不同预设波长范围的光线，例如：分别透过红色光、绿色光、蓝色光以及其他颜色的光中的任意两种。可选地，在其他实施例中，三个所述第一滤光单元1641也可以分别透过具有不同预设波长范围的光线，例如：分别透过红色光、绿色光、蓝色光以及其他颜色的光中的任意三种。

所述第二滤光单元1642与所述第二像素单元1612配合使用以获取所述手指2的指纹图像信息。所述第二滤光单元1642所透过光线的波长范围的选择需要适配用于照射手指2的检测光线的波长，所述第二滤光单元1642用于减少检测光线波长范围以外的其他波长的杂散光对指纹检测造成的干扰。

可选地，在一些实施例中，所述第二滤光单元1642所透过光线的预设波长范围为900nm至1200nm、390nm至620nm或360nm至800nm。例如，在一些实施例中，如果所述显示屏14为主动发光式显示屏，用于照射手指2的检测光线为显示屏14发出的可见光，则所述第二滤光单元1642所透过光线的预设波长范围为360nm至800nm或390nm至620nm。

请一并参阅图9，在其他的一些实施例中，如果所述显示屏14为被动发光式显示屏，所述屏下光学检测系统10还包括第一检测光源151和第二检测光源152。所述第一检测光源151用于发出的第一检测光线至手指2，所述第一像素单元1611检测经所述手指2返回的第一检测光线的颜色变化。所述第一检测光线为可见光，所述第二检测光源152用于发出第二检测光线至手指2，所述第二像素单元1612接收经所述手指2返回的第二检测光线以获取手指2的指纹图像信息。所述第二检测光线为近红外光。对应地，所述第二滤光单元1642所透过光线的预设波长范围为900nm至1200nm。

可选地，在一些实施例中，分别与不同第一像素单元1611对应的第一滤光单元1641互不相连地分离设置，以排布成一第一滤光单元阵列。类似地，分别与不同第二像素单元1612对应的第二滤光单元1642互不相连地分离设置，以排布成一第二滤光单元阵列。所述第一滤光单元阵列与所述第二滤光单元阵列可以位于同一层，也可以分别位于不同层。

可选地，在其他一些实施例中，分别与相邻的第一像素单元1611对应的第一滤光单元1641可以相连设置，以形成整片的第一滤光区域。类似地，分别与相邻的第二像素单元1612对应的第二滤光单元1642也可以相连设置，以形成整片的第二滤光区域。

每一个所述第一像素单元1611和对应设置的第一滤光单元1641构成一个第一光检测单元1661，以检测经所述手指2返回光线的颜色变化。每一个所述第二像素单元1612和对应设置的第二滤光单元1642构成一个第二光检测单元1662，以获取所述手指2的指纹图像信息。因此，所述第一光检测单元1661具有与所述第一像素单元1611相同的数量和排布方式，所述第二光检测单元1662具有与所述第二像素单元1612相同的数量和排布方式，所述第一光检测单元1661和第二光检测单元1662呈阵列排布以形成一光检测单元阵列。可以理解的是，在其他一些实施例中，所述像素单元161可以为仅对预设波长范围的光线进行光电转换的光探测器，则所述第一光检测单元1661和第二光检测单元1662中对应的第一滤光单元1641和第二滤光单元1642也可以省略。

可选地，在一些实施例中，所述光学组件160还包括微透镜阵列163。所述微透镜阵列163设置在所述第一像素单元1611和第二像素单元1612的上方，所微透镜阵列163包括多个微透镜1630，用于将经由所述手指2返回的光线汇聚至所述第一像素单元1611或所述第二像素单元1612。多个所述微透镜1630可以呈阵列排布，其中的每一个微透镜1630可以为半球透镜或非半球透镜。

可选地，在一些实施例中，每一个所述微透镜1630可以分别与一个所述第一像素单元1611或一个所述第二像素单元1612对应设置。

可选地，在另外一些实施例中，每一个所述微透镜1630也可以分别与两个或两个以上的所述第一像素单元1611或者两个或两个以上的所述第二像素单元1612对应设置。

可选地，在一些实施例中，所述光学组件160还可以包括至少一个挡光层165，所述至少一个挡光层165设置在所述微透镜阵列163与所述第一像素单元1611及第二像素单元1612之间。所述至少一个挡光层165中的每一个挡光层165上形成有小孔阵列，经所述微透镜1630汇聚的光线通过所述小孔阵列上的小孔1650传输至所述第一像素单元1611或第二像素单元1612。所述挡光层165可以防止相邻像素单元161之间的光学串扰。所述至少一个挡光层165包括距离所述像素单元阵列1613最近的底层挡光层165，所述底层挡光层165上的小孔1650与所述像素单元阵列1613中的第一像素单元1611和第二像素单元1612一一对应。

可选地，在一些实施例中，所述至少一个挡光层165可以包括多个挡光层。所述多个挡光层165中除了底层挡光层165以外的其他挡光层165上的一个小孔1650可以对应多个第一像素单元1611或多个第二像素单元1612，即从一个小孔1650通过的光线最终可以分别传输至不同的多个第一像素单元1611和多个第二像素单元1612。可选地，所述多个挡光层165中与同一个第一像素单元1611或第二像素单元1612对应的开孔1650由上至下孔径依次减小。可选地，所述至少一个挡光层165中的一个或多个可以为所述图像传感器162的金属布线层。可选地，所述至少一个挡光层165中的一个可以设置在所述微透镜阵列163的后焦平面位置。

可选地，在一些实施例中，所述光学检测装置16还可以包括透明介质层167。所述透明介质层167可用于连接所述微透镜阵列163、所述滤光单元阵列164、所述至少一个挡光层165和/或所述像素单元阵列1613。

可选地，在一些实施例中，所述光学组件160的全部或部分可以与所述图像传感器162一起封装成一个图像传感芯片。例如，所述光学组件160可以通过半导体工艺形成在所述图像传感器162的像素单元161上，再与所述图像传感器162一起进行封装。

可选地，在其他的一些实施例中，所述光学组件160的全部或部分也可以不与所述图像传感器162一起封装，而是设置在所述图像传感器162外部。例如，将所述光学组件160贴合在所述图像传感器162的感光面上，或者通过镜筒等支撑结构架设在所述图像传感器162上方。

请一并参阅图2和图8，所述屏下光学检测系统10还包括控制模块17。所述控制模块17用于控制所述第一光检测单元1661进行手指2真伪检测以及用于控制所述第二光检测单元1662进行指纹识别检测。可选地，在一些实施例中，所述显示屏14为主动发光式显示屏，所述显示屏14还包括触摸传感器(图未示)，所述触摸传感器用于在检测到所述手指2触摸到显示屏14检测区域122时发出一触发信号。所述控制模块17分别与所述显示屏14和所述光学检测装置16连接。所述控制模块17根据所述触发信号控制显示屏14检测区域122的显示像素140发出可见光作为检测光线照射手指2，并控制所述第一光检测单元1661开始检测。若定义所述第一光检测单元1661开始检测的时刻为一第一时间段的起始点，所述第一光检测单元1661在所述第一时间段内检测至少一次经手指2返回光线的颜色。

可选地，在一些实施例中，可以先执行手指2真伪检测，在判断所述手指2为真手指后再执行指纹识别检测，以避免所述光学检测装置16浪费功耗去对假手指进行指纹识别。此种情况下，所述控制模块17控制第一光检测单元1661在第一时间段内的至少两个不同时刻分别检测经手指2返回光线的颜色，以通过比较不同时刻手指2的颜色差异来判断手指2的真伪。为了确保手指2能够在第一时间段内完成充分按压而变色，同时所述第一光检测单元1661能够进行足够次数的颜色检测，所述第一时间段相对较长，例如小于或等于100ms、200ms、300ms或400ms。所述控制模块17控制所述第二光检测单元1662在手指2被判断为真手指之后的一第二时间段内获取所述手指2的指纹图像信息，以对所述手指2进行指纹识别检测。

可选地，在另一些实施例中，所述手指2真伪检测和指纹识别检测可以交替进行，以提高指纹识别的整体效率。此种情况下，所述控制模块17控制第一光检测单元1661在第一时间段内检测至少一次经手指2返回光线的颜色。所述控制模块17控制第二光检测单元1662在所述第一时间段后的一第二时间段内获取所述手指2的指纹图像信息，以对所述手指2进行指纹识别。所述控制模块17再控制第一光检测单元1661在所述第二时间段后的一第三时间段内检测至少一次经手指2返回光线的颜色，以通过比较分别在第一时间段和第三时间段检测到的手指2颜色差异来判断手指2的真伪。所述第一时间段和第二时间段可相对较短，例如小于或等于10ms、20ms、30ms或40ms。

可选地，在另一些实施例中，所述手指2真伪检测和指纹识别检测也可以同时进行，以进一步提高指纹识别的整体效率。此种情况下，所述控制模17块根据触摸传感器的触发信号控制所述第一光检测单元1661和第二光检测单元1662同时进行相应的手指2真伪检测和指纹识别检测。因所述第一光检测单元1661检测一次经手指2返回光线的颜色所需要的时间远小于所述第二光检测单元1662获取一次指纹图像信息所需要的时间，所以在所述第二光检测单元1662在获取手指2的指纹图像信息过程中所述第一光检测单元1661有充分的时间执行多次手指2颜色的检测。同时，所述手指2颜色检测和指纹识别检测可以分别利用经手指2返回光线中的具有不同波长范围的部分，从而避免两种检测同时进行时相互干扰。

如图9所示，在另一些实施例中，所述显示屏14可以为被动发光式显示屏。所述控制模块17分别与所述显示屏14、所述第一检测光源151、第二检测光源152和所述光学检测装置16连接，并在需要检测手指2颜色时启动所述第一检测光源151，在需要进行指纹识别检测时启动所述第二检测光源152。

所述屏下光学检测系统10还包括处理模块18。所述处理模块18可以通过比较在不同时刻所述第一光检测单元1661检测到的经手指2返回光线的颜色差异值，并当所述颜色差异值大于预设的颜色差异阈值时判断所述手指2为真手指。所述第一光检测单元1661通过检测经手指2返回光线中具有预设波长范围的部分所成图像的灰度值，以实现对所述颜色变化的检测。所述第一光检测单元1661在不同时刻分别获取经手指2返回光线中具有预设波长范围部分所成的至少两张图像，所述处理模块18通过比较第一光检测单元1661获取的所述至少两张图像的灰度差异值作为所述颜色差异值。可以理解的是，对于在同一次检测中多个所述第一光检测单元1661分别获取的相同预设波长范围光线对应的灰度值，所述处理模块18可以对其进行均值运算以提高所检测到的颜色的准确程度。

可以理解地，在其他一些实施例中，对于所述第一光检测单元1661在不同时刻分别获取经手指2返回光线中具有预设波长范围部分所成的两张以上图像，所述处理模块18可以对应分析每两张所述图像之间的灰度差异值，再评估所述灰度差异值的平均水平进而与预设的颜色差异阈值比较，根据比较结果判断所述手指2的真伪。其中，用于评估所述灰度差异值的平均水平的方式，例如为但不限于，计算所述灰度差异值的标准差等，本实用新型对此并不做出限定。

可选地，在一些实施例中，所述处理模块18还可以用于将所述第二光检测单元1662获取的指纹图像信息与预存的指纹模板进行比对，并根据比对结果识别所述用户的身份。

可选地，在一些实施例中，所述处理模块18可以直接从所述图像传感器162获取相关的检测数据，比如：所述灰度值、指纹图像信息等。可选地，在另外一些实施例中，所述屏下光学检测系统10还可以包括存储器15，所述图像传感器162根据所成的指纹图像转换得到的图像信息可以存储在所述存储器15内，所述处理模块18再从所述存储器15获取上述相关的检测数据。

可选地，在一些实施例中，所述控制模块17和处理模块18可以是固化在存储器15内的韧件或者是存储在存储器15内的计算机软件代码。所述控制模块17和处理模块18由对应的一个或多个处理器13执行以控制相关部件来实现对应的功能。所述处理器13例如但不限于应用处理器(Application Processor,AP)、中央处理器(CPU)、微处理器(MCU)等。所述存储器15包括但不限于闪存(Flash Memory)、带电可擦写可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable read only memory,EEPROM)、可编程只读存储器(Programmable read only memory,PROM)、以及硬盘等。所述存储器15可以用于存储用于识别用户身份的所述指纹模板、各种预设的阈值、所述图像传感器162获取的指纹的图像数据、以及比较和判断过程中产生的中间数据等。

可选地，在一些实施例中，所述处理器13和/或存储器15可以设置在所述光学检测装置16内，比如：与所述图像传感器162集成在相同的基板上。可选地，在其他一些实施例中，所述处理器和/或存储器15也可以设置在所述电子设备1的其他位置，比如：手机的主电路板上。

可选地，在一些实施例中，所述控制模块17和/或处理模块18的功能还可以通过硬件来实现，例如通过下列技术中的任一项或者他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。可以理解的是，用来实现所述控制模块17和/或处理模块18功能的上述硬件可以设置在所述光学检测装置16内，比如：与所述图像传感器162集成在相同的基板上。用来实现所述控制模块17和/或处理模块18功能的上述硬件也可以设置在所述电子设备1的其他位置，比如：设置在手机的主机板上。

相较于现有技术，本实用新型的光学检测装置16可以通过检测外部对象，比如：指纹，的颜色变化来判断所检测的外部对象的真伪，可有效防止不法分子利用外部对象的仿制品对所述电子设备1的识别功能进行攻击,提高了电子设备1的安全性。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，在不付出创造性劳动的前提下，本实用新型实施例的部分或全部，以及对于实施例的部分或全部的变形、替换、变更、拆分、组合、扩展等均应认为被本实用新型的实用新型创造思想所涵盖，属于本实用新型的保护范围。

在本说明书中对于“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的任何引用表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本实用新型的至少一个实施例中。在本说明书中不同位置出现的这种短语并不一定全部指相同的实施例。另外，当结合任何实施例描述特定的特征或结构时，所主张的是，结合这些实施例的其它实施例来实现这种特征或结构在本领域技术人员的技术范围内。

本实用新型说明书中可能出现的“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“背面”、“正面”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“内部”、“外部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。相似的标号和字母在附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，“多种”或“多个”的含义是至少两种或两个，除非另有明确具体的限定。本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。权利要求书中所使用的术语不应理解为将实用新型限制于本说明书中所公开的特定实施例。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种光学检测装置，用于对一外部对象进行光学检测，其特征在于，包括：

至少一个第一光检测单元，所述第一光检测单元包括第一像素单元，所述第一光检测单元通过所述第一像素单元检测经所述外部对象返回的光线的颜色变化；及

多个第二光检测单元，每个所述第二光检测单元包括第二像素单元，所述第二光检测单元通过所述第二像素单元接收经所述外部对象返回的光线，以获取所述外部对象的图像信息。

2.如权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述第一光检测单元包括第一滤光单元，所述第一滤光单元设置在所述第一像素单元的入光侧，所述第一滤光单元用于透过预设波长范围内的光线至第一像素单元。

3.如权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，所述第一滤光单元所透过光线的预设波长范围为600nm至780nm、490nm至580nm或430nm至450nm。

4.如权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，每个所述第二光检测单元包括第二滤光片单元，所述第二滤光单元设置在所述第二像素单元的入光侧，所述第二滤光单元用于透过预设波长范围的光线至第二像素单元。

5.如权利要求4所述的光学检测装置，其特征在于，所述第二滤光单元所透过光线的预设波长范围为900nm至1200nm、390nm至620nm或360nm至800nm。

6.如权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述第一光检测单元和所述第二光检测单元呈阵列排布以形成光检测单元阵列，其中，两个所述第一光检测单元相邻设置；或者，两个所述第一光检测单元之间间隔有所述第二光检测单元。

7.如权利要求6所述的光学检测装置，其特征在于，包括多个所述第一光检测单元，所述第一光检测单元在所述光检测单元阵列中规则排布；或者，所述第一光检测单元在所述光检测单元阵列中非规则排布。

8.如权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，还包括微透镜阵列，所述微透镜阵列设置在所述第一像素单元和第二像素单元的上方，所述微透镜阵列包括多个微透镜，用于将经所述外部对象返回的光线汇聚至所述第一像素单元或第二像素单元。

9.如权利要求8所述的光学检测装置，其特征在于，每个所述微透镜分别与一个所述第一像素单元或一个所述第二像素单元对应设置；

或者，每个所述微透镜分别与两个或两个以上的所述第一像素单元或者两个或两个以上的所述第二像素单元对应设置。

10.如权利要求8所述的光学检测装置，其特征在于，还包括至少一个挡光层，设置在所述微透镜阵列与所述第一像素单元及第二像素单元之间，其中的每一个挡光层形成有小孔阵列，经所述微透镜汇聚的光线通过所述小孔阵列上的小孔传输至所述第一像素单元或第二像素单元。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

保护层；

显示屏，位于所述保护层的下方，用于显示画面；及

如权利要求1至10所述的光学检测装置，位于所述显示屏下方，以透过所述显示屏和保护层对所述外部对象进行光学检测。

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