本实用新型涉及指纹识别领域,具体而言,涉及一种指纹检测装置、触摸屏和电子设备。
背景技术:
随着手机技术的发展,全面屏已成为智能终端发展的一大趋势。但是对于传统的电容式指纹识别技术,由于电容检测无法穿透较厚玻璃等多方面限制,从而难以完成去除主控制键(Home键)的任务。
图1是一种屏下指纹识别的原理图,结合图1所示,利用光学指纹识别技术,将指纹识别模组置于屏幕下方,从而实现针对特定区域内指纹进行光学指纹识别。但这种方式要求显示屏能够透光。
对于传统的LCD显示屏,利用了背光及偏光片等原理进行显示,为了避免背光泄露,非显示部分由黑色矩阵进行遮盖,不满足显示屏能够透光的要求,因此无法实现屏下指纹识别技术。
对于OLED显示屏,利用有机自发光原理进行显示,在显示像素之间留有缝隙可以透过光线,现有的屏下指纹技术也都采用OLED显示屏。图2是根据现有技术的一种屏下指纹识别装置的示意图,结合图2所示,为了提高屏下指纹的识别效果,要求透光的缝隙越大越好;但是为了提高OLED屏的分辨率,要求透光的缝隙越小越好,这个矛盾就导致OLED显示屏无法兼顾指纹识别效果和显示屏的分辨率。
而对于通过显示屏的玻璃盖板对检测光线进行折射来检测指纹的显示屏,由于玻璃盖板的厚度有限,得到的指纹信息会发生畸变,从而导致指纹识别的准确性较低。
针对现有的屏下指纹识别技术中,指纹识别的效果较差的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素:
本实用新型实施例提供了一种指纹检测装置、触摸屏和电子设备,以至少解决现有的屏下指纹识别技术中,指纹识别的效果较差的技术问题。
根据本实用新型实施例的一个方面,提供了一种指纹检测装置,包括:玻璃盖板,用于承载指纹的触摸操作;至少一组检测设备,其中,至少一组检测设备包括:光源,设置于玻璃盖板的一侧,用于发出检测光线,其中,检测光线从一侧射入玻璃盖板;透镜,设置于感光阵列与玻璃盖板的另一侧之间,用于汇聚玻璃盖板反射的检测光线,得到汇聚光;感光阵列,设置于玻璃盖板的另一侧,用于根据汇聚光确定指纹的图像信息,其中,感光阵列横向的分辨率大于纵向的分辨率。
进一步地,感光阵列为矩形。
进一步地,至少一组检测设备中的光源、透镜和感光阵列呈一条直线设置。
进一步地,装置包括多组检测设备。
进一步地,多组检测设备均匀的设置于玻璃盖板两侧。
进一步地,感光阵列横向的分辨率为纵向的分辨率的四倍。
根据本实用新型实施例的另一方面,还提供了一种触摸屏,包括上述的指纹检测装置。
根据本实用新型实施例的另一方面,还提供了一种电子设备,包括显示屏和指纹检测装置,指纹检测装置为上述的指纹检测装置。
进一步地,显示屏为LCD显示屏、LED显示屏、OLED显示屏与Micro LED显示屏中的至少一种。
在本实用新型实施例通过设置于玻璃盖板一侧光源来发出检测光线,无需显示像素之间留有缝隙,因此无需牺牲显示屏的分辨率,且上述方案还通过改变感光阵列的像素形状,提高感光阵列横向方向上的像素分辨率,得到了未畸变的指纹的图像信息,进而解决了现有的屏下指纹识别技术中,指纹识别的效果较差。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本申请的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1是一种屏下指纹识别的原理图;
图2是根据现有技术的一种屏下指纹识别装置的示意图;
图3是根据本申请实施例的指纹检测装置的侧视图;
图4是一种屏下指纹识别装置的示意图;
图5是一种畸变后的指纹的图像信息;
图6是一种未畸变的指纹的图像信息;
图7是一种方形感光阵列的示意图;
图8是根据本申请实施例的一种矩形感光阵列的示意图;以及
图9是根据本申请实施例的一种指纹识别装置的俯视图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、玻璃盖板;20、光源;30、透镜;40、感光阵列;51、指纹谷;52、指纹脊。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,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的实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。
实施例1
根据本实用新型实施例,提供了一种指纹检测装置的实施例,图3是根据本申请实施例的指纹检测装置的侧视图,如图3所示,该装置包括:
玻璃盖板10,用于承载指纹的触摸操作。
至少一组检测设备,其中,至少一组检测设备包括:
光源20,设置于玻璃盖板10的一侧,用于发出检测光线,其中,检测光线从一侧射入玻璃盖板。
具体的,上述光源20发出的检测光线通过盖板玻璃10的一侧照射到盖板玻璃上表面时,若盖板玻璃上表面某部位与指纹谷51接触,光线发生多次全反射穿出盖板玻璃侧面并通过透镜聚焦到感光阵列上,形成亮条纹;若盖板玻璃上表面某部位与指纹脊52接触,由于接触面变得粗糙,光线在此发生漫反射,难以形成到达感光阵列的穿透光线,形成暗条纹。
在上述方案中,通过玻璃盖板10对检测光线的反射得到指纹对应的亮条纹和暗条纹。
透镜30,设置于感光阵列40与玻璃盖板10的另一侧之间,用于汇聚玻璃盖板10反射的检测光线,得到汇聚光。
感光阵列40,设置于玻璃盖板10的另一侧,用于根据汇聚光确定指纹的图像信息,其中,感光阵列横向的分辨率大于纵向的分辨率。
在上述方案中,通过感光矩阵40根据亮条纹和暗条纹得到指纹对应的图像,由于上述感光矩阵40为横向分辨率大于纵向分辨率的感光矩阵,因此能够抵消实际操作过程中指纹信息受限于盖板玻璃厚度所导致的畸变,得到指纹未畸变的图像信息,下面进行具体的说明。
图4是一种屏下指纹识别装置的示意图,结合图4所示,已知指纹直径大小约为8毫米,盖板玻璃厚度约为0.5毫米,为使入射光由侧边投射到盖板玻璃上表面后能够覆盖整个指纹,则需要光线与盖板玻璃上表面的夹角θ特别小(3.5°-3.6°),不利于实际应用。而且受限于盖板玻璃的厚度,感光阵列的尺寸也会变得窄长,从感光阵列上得到的指纹信息也会产生类似的畸变,这种畸变导致横向上的指纹信息分辨率降低,不利于指纹信息认证。畸变后的指纹图像信息如图5所示。
而本申请上述方案通过设置于玻璃盖板一侧光源来发出检测光线,无需显示像素之间留有缝隙,因此无需牺牲显示屏的分辨率,且上述方案还通过改变感光阵列的像素形状,提高感光阵列横向方向上的像素分辨率,得到了未畸变的指纹的图像信息,具体可如图6所示,进而解决了现有的屏下指纹识别技术中,指纹识别的效果较差。
可选的,根据本申请上述实施例,感光阵列40为矩形。
图7是一种方形感光阵列的示意图,该感光阵列像素为正方向,横向和纵向的分辨率相同,由该感光阵列得到的指纹的图像信息即为畸变的图像信息。图8是根据本申请实施例的一种矩形感光阵列的示意图,结合图7所示,该感光阵列为矩形,横向分辨率高于纵向分辨率,从而能够抵消由于玻璃盖板引起的指纹的图像信息的畸变。
可选的,根据本申请上述实施例,所以检测设备中的光源20、透镜30和感光阵列40呈一条直线设置。
图9是根据本申请实施例的一种指纹识别装置的俯视图,结合图9对上述方案进行说明,以一组指纹检测装置进行为例,一组指纹检测装置包括:光源20,透镜30和感光阵列40;一组指纹检测装置中的光源20,透镜30和感光阵列40在一条直线上,从而使得透镜30能够将经过玻璃盖板10反射的检测光线进行汇聚,还是得透镜30汇聚得到的汇聚光能够照射在感光阵列40上。
可选的,根据本申请上述实施例,装置包括多组检测设备。
可选的,根据本申请上述实施例,多组检测设备均匀的设置于玻璃盖板10两侧。
具体的,仍结合图9所示,在该示例中设置了四组检测设备,通过设置多组“光源-透镜-感光阵列”的检测设备,可以将多个指纹检测区域联通,覆盖整个显示屏,从而实现对整个显示屏任意位置的指纹进行识别。依次或同时开启光源,对应地检查感光阵列接收到的指纹信息,从而获得整个显示屏上的指纹信息。
进一步的,由于光源发出的光线在盖板玻璃内进行了多次反射,因此与可以通过改变光源20的入射角度(或改变全反射的角度),在盖板玻璃10表面形成多个指纹检测区域。
可选的,根据本申请上述实施例,感光阵列40横向的分辨率为纵向的分辨率的四倍。
实施例2
根据本实用新型实施例,提供了一种触摸屏,包括实施例2中的指纹检测装置。
实施例3
根据本实用新型实施例,提供了一种电子设备,包括显示屏和指纹检测装置,指纹检测装置为实施例1中的指纹检测装置。
可选的,根据本申请上述实施例,上述显示屏为LCD显示屏、LED显示屏、OLED显示屏与Micro LED显示屏中的至少一种。
上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本实用新型的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。