屏幕模组、指纹检测方法及装置、电子设备与流程

[0001]
本公开涉及终端技术领域，尤其涉及一种屏幕模组、指纹检测方法及装置、电子设备。


背景技术：

[0002]
手机或平板电脑等电子消费品，目前已变成了大众日常生活中不可或缺的一部分，而用户对手机电子设备的要求也呈现出多元化的趋势。
[0003]
例如，消费者对于电子设备上显示区域的面积要求越来越高，而电子设备的指纹检测功能通常需要由设置在电子设备正面的指纹检测组件来完成，这将导致指纹检测组件所占用的区域与电子设备显示区域之间无法共用，无法进一步提升电子设备的屏占比。


技术实现要素：

[0004]
本公开提供一种屏幕模组、指纹检测方法及装置、电子设备，以解决相关技术中的不足。
[0005]
根据本公开实施例的第一方面，提供一指纹检测装置，应用于电子设备，所述电子设备包括显示面板和指纹检测组件，所述指纹检测组件与所述显示面板层叠设置；且所述指纹检测组件包括：
[0006]
层叠设置的第一电容板和第二电容板，且所述第一电容板与所述第二电容板之间间隔预设距离；其中，所述第一电容板包括的多个电容和所述第二电容板包括多个电容配合形成相对设置的多组电容；
[0007]
所述指纹检测装置包括：
[0008]
第一获取模块，获取每一组电容之间的电容改变量；
[0009]
第二获取模块，根据每一组电容之间的电容改变量获取该组电容之间的距离改变量，所述距离改变量与所述电容改变量之间呈线性关系；
[0010]
第三获取模块，根据每一组电容之间的距离改变量获取指纹信息。
[0011]
可选的，所述指纹检测组件还包括弹性层，所述弹性层与所述第一电容板层叠设置，且所述第一电容板位于所述弹性层和所述第二电容板之间。
[0012]
可选的，所述指纹检测组件还包括基底层，所述基底层与所述第二电容板层叠设置，且所述第二电容板位于所述第一电容板和所述基底层之间。
[0013]
可选的，所述指纹检测组件还包括：
[0014]
第一信号线，所述第一信号线与所述第一电容板连接，且所述第一信号线连接至配置有所述屏幕模组的电子设备的处理器；
[0015]
和第二信号线，所述二信号线与所述第二电容板连接，且所述第二信号线连接至配置有所述屏幕模组的电子设备的处理器，以通过所述处理器获取每一组电容之间的电容改变量。
[0016]
可选的，所述距离改变量与所述电容改变量之间呈线性关系，包括:
[0017]
△
c＝c0
×△
d/d0；
[0018]
其中，c0为未发生形变时第一电极板和第二电极板之间的电容，d0为所述第一电容板与所述第二电容板之间的预设距离，
△
c为电容改变量，
△
d为距离改变量。
[0019]
根据本公开实施例的第二方面，提供一种屏幕模组，该屏幕模组包括：
[0020]
显示面板和指纹检测组件，所述指纹检测组件与所述显示面板层叠设置；且所述指纹检测组件包括：
[0021]
层叠设置的第一电容板和第二电容板，且所述第一电容板与所述第二电容板之间间隔预设距离；
[0022]
其中，所述第一电容板包括的多个电容和所述第二电容板包括多个电容配合形成相对设置的多组电容，每一组电容之间的电容改变量与该组电容之间的电容改变量呈线性相关。
[0023]
可选的，还包括弹性层，所述弹性层与所述第一电容板层叠设置，且所述第一电容板位于所述弹性层和所述第二电容板之间。
[0024]
可选的，还包括基底层，所述基底层与所述第二电容板层叠设置，且所述第二电容板位于所述第一电容板和所述基底层之间。
[0025]
可选的，还包括：
[0026]
第一信号线，所述第一信号线与所述第一电容板连接，且所述第一信号线连接至配置有所述屏幕模组的电子设备的处理器；
[0027]
和第二信号线，所述二信号线与所述第二电容板连接，且所述第二信号线连接至配置有所述屏幕模组的电子设备的处理器，以通过所述处理器获取每一组电容之间的电容改变量。
[0028]
根据本公开实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括如上述中任一项实施例所述的指纹检测组件。
[0029]
根据本公开实施例的第四方面，提供一种指纹检测方法，应用于电子设备，
[0030]
显示面板和指纹检测组件，所述指纹检测组件与所述显示面板层叠设置；且所述指纹检测组件包括：
[0031]
层叠设置的第一电容板和第二电容板，且所述第一电容板与所述第二电容板之间间隔预设距离；其中，所述第一电容板包括的多个电容和所述第二电容板包括多个电容配合形成相对设置的多组电容；
[0032]
所述指纹检测方法包括：
[0033]
获取每一组电容之间的电容改变量；
[0034]
根据每一组电容之间的电容改变量获取该组电容之间的距离改变量，所述距离改变量与所述电容改变量之间呈线性关系；
[0035]
根据每一组电容之间的距离改变量获取指纹信息。
[0036]
可选的，所述距离改变量与所述电容改变量之间呈线性关系，包括:
[0037]
△
c＝c0
×△
d/d0；
[0038]
其中，c0为未发生形变时第一电极板和第二电极板之间的电容，d0为所述第一电容板与所述第二电容板之间的预设距离，
△
c为电容改变量，
△
d为距离改变量。
[0039]
根据本公开实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算
机指令，该指令被处理器执行时实现如上述任一项实施例所述方法的步骤。
[0040]
根据本公开实施例的第六方面，提供一种电子设备包括：
[0041]
处理器；
[0042]
用于存储处理器可执行指令的存储器；
[0043]
其中，所述处理器被配置为执行时实现如上述任一项实施例所述方法的步骤。
[0044]
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0045]
由上述实施例可知，本公开中可以基于手指所按压的各个位置处、第一电容板和第二电容板之间每组电容之间的距离改变量来获取指纹信息，实现电子设备的指纹检测功能；进一步地，本公开中指纹检测组件与显示面板可以共同集成在屏幕模组内，使得屏幕模组兼顾显示功能和指纹检测功能，有利于提升屏占比。
[0046]
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0047]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0048]
图1是根据一示例性实施例示出的一种屏幕模组的截面示意图。
[0049]
图2是根据一示例性实施例示出的另一种屏幕模组的截面示意图。
[0050]
图3是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。
[0051]
图4是根据一示例性实施例示出的一种指纹检测方法的流程图。
[0052]
图5是根据一示例性实施例示出的一种指纹检测装置的结构示意图。
[0053]
图6是根据一示例性实施例示出的一种用于指纹检测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0054]
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0055]
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0056]
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0057]
图1是根据一示例性实施例示出的一种屏幕模组100的截面示意图。如图1所示，该屏幕模组100可以包括显示面板1和指纹检测组件2，该指纹检测组件2与显示面板1之间可
以层叠设置。例如，为了提升指纹检测组件2的准确度，该指纹检测组件2可以相对于显示面板1更加靠近配置有该屏幕模组100的电子设备的表面。具体的，该指纹检测组件2可以包括第一电容板21和第二电容板22，该第一电容板21和第二电容板22之间间隔预设距离，该第一电容板21可以包括多个电容、第二电容板22也可以包括多个电容，并且第一电容板21所包括的多个电容与第二电容板22所包括的多个电容可以配合形成相对设置的多组电容，且每一组电容之间的电容改变量与该组电容之间的距离改变量呈线性相关。
[0058]
举例而言，仍以图1所示，第一电容板21可以包括电容211和电容212，第二电容板22可以包括电容221和电容222，且第一电容板21上的电容211与第二电容板22上的电容221相对设置形成一组电容、第一电容板21上的电容212与第二电容板22上的电容222相对设置形成一组电容，电容211和电容221之间的电容改变量与两者之间的距离改变量呈线性相关、电容212和电容222之间的电容改变量与两者之间的距离改变量呈线性相关。在该实施例中，第一电容板21所包括的多个电容和第二电容板22所包括的多个电容可以阵列排布，本公开并不限制。
[0059]
基于此，本公开中可以基于手指所按压的各个位置处、第一电容板21和第二电容板22之间的距离改变量来获取指纹信息，实现电子设备的指纹检测功能；进一步地，本公开中指纹检测组件与显示面板可以共同集成在屏幕模组100内，使得屏幕模组100兼顾显示功能和指纹检测功能，有利于提升屏占比。
[0060]
其中，下述以第一电容板21上的电容211和第二电容板22上的电容221为例对电容改变量与距离改变量之间的关系进行示例性说明：
[0061]
假定电容211与电容221之间的初始间隔距离为d0，电容211和电容221之间的初始电容为c0，假定用户按压电容211引起的距离改变量为
△
d，引起的电容改变量为
△
c，真空介电常数为c1，电容211和电容221之间的介电常数为c2，电容211和电容221之间的正对面积为s。那么，当用户按压第一电极板21后的总电容：
[0062]
c＝c0+
△
c＝c1×
c2×
s/(d0-△
d)
[0063]
＝(c1×
c2×
s/d0)/((d0-△
d)/d0)＝c0/(1
-△
d/d0)；
[0064]
其中，
[0065]
c0＝c1×
c2×
s/d0；
[0066]
△
c＝c1×
c2×
s/
△
d；
[0067]
△
c/c0＝(c0/(1
-△
d/d0)-c0)/c0＝1/(1
-△
d/d0)-1
[0068]
＝(1/(1
-△
d/d0))
×
(
△
d/d
0)
；
[0069]
所以，
[0070]
△
c＝c0×
(1/(1
-△
d/d0))
×
(
△
d/d0)；
[0071]
其中，相对于d0，电容211和电容221之间的距离改变量
△
d非常小，所以可以认为：
[0072]
lim
△
d＝0；
[0073]
lim
△
d/d＝0；
[0074]
lim(1/(1
-△
d/d))＝1；
[0075]
可以得到；
[0076]
△
c＝c0×1×
(
△
d/d0)＝c0×
(
△
d/d0)；
[0077]
其中，c0和d0均为已知的初始值，因而电容改变量
△
c和距离改变量
△
d之间呈线性
关系。相类似的，通过上述计算式也可以获取其他组电容之间的线性关系，在此不再一一赘述。
[0078]
在一实施例中，如图2所示，该屏幕模组100还可以包括弹性层23，该弹性层23于第一电容板21之间层叠设置，并且第一电容板21位于弹性层23和第二电容板22。用户可以施加的作用力可以首先作用在弹性层23上，后续再被传递至第一电容板21，以提升用户的触摸手感或者按压手感。
[0079]
在本实施例中，仍以图2所示，该屏幕模组100还可以包括基底层24，该基底层24与第二电容板22层叠设置，并且该第二电容板22位于第一电容板21和基底层24之间，从而通过基底层24提供支撑。该基底层24可以是采用柔性材料制成，例如可以是硅胶、橡胶和塑胶中的一种或者多种，本公开并不对此进行限制。
[0080]
基于上述各个实施例，仍以图2所示，该屏幕模组100还可以包括第一信号线3和第二信号线4，该第一信号线3可以与第一电容板21连接、并且该第一信号线3可以连接至配置有该屏幕模组100的电子设备的处理器；相类似的，第二信号线4可以与第二电容板22连接，并且该第二电容板4可以连接至配置有该屏幕模组100的电子设备的处理器，从而电子设备的处理器可以根据来自第一信号线3和第二信号线4的信号获取每一组电容之间的电容改变量，以进一步获取该组电容之间的距离改变量，从而得到指纹信息。
[0081]
本公开还提供一种如图3所示的电子设备200，该电子设备200配置有如图1或者图2所示的屏幕模组100，当用户触摸或者按压在屏幕模组100所对应的显示区域时，电子设备200可以获取到指纹信息，从而实现解锁或者支付或者登录等操作。
[0082]
基于本公开的技术方案，还提供一种指纹检测方法，该检测方法可以应用于电子设备，该电子设备可以包括显示面板和指纹检测组件，该指纹检测组件与显示面板层叠设置，并且指纹检测组件可以包括第一电容板和第二电容板，该第一电容板和第二电容板之间间隔预设距离。如图4所示，该检测方法可以包括以下步骤：
[0083]
在步骤401中，获取每一组电容之间的电容改变量。
[0084]
在步骤402中，根据每一组电容之间的电容改变量获取该组电容之间的距离改变量，所述距离改变量与所述电容改变量之间呈线性关系。
[0085]
在本实施例中，当第一电容板或者第二电容板受到外力作用时会发生轻微的形变，从而使得第一电容板和第二电容板之间各个位置处的距离会产生变化，从而引起电容变化，且电容改变量与距离改变量之间呈线性关系，使得电子设备可以根据电容改变量确定出距离改变量，根据距离改变量获取指纹信息。其中，距离改变量与电容改变量之间呈线性关系可以为:
[0086]
△
c＝c0
×△
d/d0；
[0087]
其中，c0为未发生形变时第一电极板和第二电极板之间的电容，d0为所述第一电容板与所述第二电容板之间的预设距离，
△
c为电容改变量，
△
d为距离改变量。
[0088]
在步骤403中，根据每一组电容之间的距离改变量获取指纹信息。
[0089]
在本实施例中，可以获取待检测指纹上多个嵴和多个峪所对应的位置出的电容改变量，以获取多个嵴和多个峪对应的位置出的距离改变量，因而获取指纹信息。
[0090]
与前述的指纹检测方法的实施例相对应，本公开还提供了指纹检测装置的实施例。
[0091]
图5是根据一示例性实施例示出的一种指纹检测装置框图。该装置应用于电子设备，所述电子设备包括显示面板和指纹检测组件，所述指纹检测组件与所述显示面板层叠设置；且所述指纹检测组件包括：层叠设置的第一电容板和第二电容板，且所述第一电容板与所述第二电容板之间间隔预设距离；其中，所述第一电容板包括的多个电容和所述第二电容板包括多个电容配合形成相对设置的多组电容。参照图5，该装置包括第一获取模块501，第二获取模块502和第三获取模块503，其中：
[0092]
第一获取模块501，获取所述第一电容板和所述第二电容板之间多个对应位置处的电容改变量；
[0093]
第二获取模块502，根据每一位置处的电容改变量获取对应的距离改变量，所述距离改变量与所述电容改变量之间呈线性关系；
[0094]
第三获取模块503，根据所述多个对应位置处的距离改变量获取指纹信息。
[0095]
在该实施例中，所述距离改变量与所述电容改变量之间呈线性关系，包括:
[0096]
△
c＝c0
×△
d/d0；
[0097]
其中，c0为未发生形变时第一电极板和第二电极板之间的电容，d0为所述第一电容板与所述第二电容板之间的预设距离，
△
c为电容改变量，
△
d为距离改变量。
[0098]
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0099]
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0100]
相应的，本公开还提供一种指纹检测装置，应用于电子设备，所述电子设备包括显示面板和指纹检测组件，所述指纹检测组件与所述显示面板层叠设置；且所述指纹检测组件包括：层叠设置的第一电容板和第二电容板，且所述第一电容板与所述第二电容板之间间隔预设距离；其中，所述第一电容板包括的多个电容和所述第二电容板包括多个电容配合形成相对设置的多组电容。包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：获取所述第一电容板和所述第二电容板之间多个对应位置处的电容改变量；根据每一位置处的电容改变量获取对应的距离改变量，所述距离改变量与所述电容改变量之间呈线性关系；根据所述多个对应位置处的距离改变量获取指纹信息。
[0101]
相应的，本公开还提供一种终端，应用于电子设备，所述电子设备包括显示面板和指纹检测组件，所述指纹检测组件与所述显示面板层叠设置；且所述指纹检测组件包括：层叠设置的第一电容板和第二电容板，且所述第一电容板与所述第二电容板之间间隔预设距离；其中，所述第一电容板包括的多个电容和所述第二电容板包括多个电容配合形成相对设置的多组电容。所述终端包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令：获取所述第一电容板和所述第二电容板之间多个对应位置处的电容改变量；根据每一位置处的电容改变量获取对应的距离改变量，所述
距离改变量与所述电容改变量之间呈线性关系；根据所述多个对应位置处的距离改变量获取指纹信息。
[0102]
图6是根据一示例性实施例示出的一种用于指纹检测装置600的结构示意图。例如，装置600可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
[0103]
参照图6，装置600可以包括以下一个或多个组件：处理组件602，存储器604，电源组件606，多媒体组件608，音频组件610，输入/输出(i/o)的接口612，传感器组件614，以及通信组件616。
[0104]
处理组件602通常控制装置600的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件602可以包括一个或多个处理器620来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件602可以包括一个或多个模块，便于处理组件602和其他组件之间的交互。例如，处理组件602可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件608和处理组件602之间的交互。
[0105]
存储器604被配置为存储各种类型的数据以支持在装置600的操作。这些数据的示例包括用于在装置600上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器604可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
[0106]
电源组件606为装置600的各种组件提供电力。电源组件606可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置600生成、管理和分配电力相关联的组件。
[0107]
多媒体组件608包括在所述装置600和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件608包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置600处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
[0108]
音频组件610被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件610包括一个麦克风(mic)，当装置600处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器604或经由通信组件616发送。在一些实施例中，音频组件610还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
[0109]
i/o接口612为处理组件602和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
[0110]
传感器组件614包括一个或多个传感器，用于为装置600提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件614可以检测到装置600的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置600的显示器和小键盘，传感器组件614还可以检测装置600或装置600一个组件
的位置改变，用户与装置600接触的存在或不存在，装置600方位或加速/减速和装置600的温度变化。传感器组件614可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件614还可以包括光传感器，如cmos或ccd图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件614还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
[0111]
通信组件616被配置为便于装置600和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置600可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g或3g，4g lte、5g nr或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件616经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件616还包括近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带(uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。
[0112]
在示例性实施例中，装置600可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
[0113]
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器604，上述指令可由装置600的处理器620执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
[0114]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0115]
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。