显示装置、电子设备及图像获取方法转让专利

申请号 : CN201910556589.6

文献号 : CN110276311A

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 袁石林

申请人 : OPPO广东移动通信有限公司

摘要 :

本申请公开了一种显示装置。显示装置包括相背的显示面及底面,在显示面与底面之间,显示装置还包括发光层、感光层及遮光件。发光层包括多个可独立控制的发光单元。感光层包括多个感光单元,每个感光单元均与一个发光单元对应,感光单元用于接收由对应的发光单元发出的光信号。遮光件设置在感光层与显示面之间,遮光件与多个感光单元对准设置,以仅允许由发光单元发出并以预定方向传播的光信号到达对应的感光单元。本申请还公开了一种电子设备及图像获取方法。发光单元发出的光信号到达显示面后,由触摸在显示面上的物体反射,由于遮光件的遮挡作用,反射的光信号中仅以预定方向传播的光信号才能到达对应的感光单元,接收到的干扰光信号的量较少。

权利要求 :

1.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括相背的显示面及底面,在所述显示面与所述底面之间,所述显示装置还包括:发光层,所述发光层包括多个可独立控制的发光单元;

感光层,所述感光层包括多个感光单元,每个所述感光单元均与一个发光单元对应,所述感光单元用于接收由对应的所述发光单元发出的光信号;及设置在所述感光层与所述显示面之间的遮光件,所述遮光件与多个所述感光单元对准设置,以仅允许由所述发光单元发出并以预定方向传播的光信号到达对应的所述感光单元。

2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述发光单元包括mini led、micro led或有机发光二极管中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括依次层叠设置的第一基板、液晶层及第二基板,多个所述感光单元设置在所述第一基板上,所述第二基板设置有多个显示单元,所述遮光件位于多个所述显示单元之间。

4.根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述感光单元在所述第二基板上的正投影位于所述遮光件内。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述显示面形成有显示区,多个所述感光单元在所述显示面的正投影位于所述显示区内。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,多个所述感光单元的朝向所述底面的一侧设置有反光材料。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述感光单元包括噪声感光单元,所述显示装置还包括设置在所述感光层上的绝缘层,所述绝缘层的与所述噪声感光单元对准的位置形成有遮光区,所述遮光区用于阻隔光信号到达所述噪声感光单元。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述感光层还包括多个电路单元,所述电路单元包括感光电路单元及噪声电路单元,每个所述感光单元连接在对应的一个所述感光电路单元上,所述噪声电路单元上未连接所述感光单元。

9.根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述第一基板上还设置有多个显示驱动单元,多个所述显示驱动单元呈多行多列的阵列排布,多个所述感光单元呈多行多列的阵列排布,位于同一行或同一列的所述显示驱动单元与所述感光单元的有效工作时间交错分布。

10.一种电子设备,其特征在于,包括:

机壳;及

权利要求1至9任意一项所述的显示装置,所述显示装置安装在所述机壳上。

11.一种图像获取方法,其特征在于,所述图像获取方法用于显示装置,所述显示装置包括相背的显示面及底面,在所述显示面及所述底面之间,所述显示装置还包括发光层、感光层及遮光件,所述发光层包括多个可独立控制的发光单元,所述感光层包括多个感光单元,每个所述感光单元均与一个发光单元对应,所述遮光件设置在所述感光层与所述显示面之间,所述遮光件用于仅允许由所述发光单元发出并以预定方向传播的光信号到达对应的所述感光单元;所述图像获取方法包括:依据所述显示面上被触摸的位置信息,确定目标感光单元及与所述目标感光单元对应的目标发光单元;

控制所述目标发光单元发出光信号的同时,控制所述目标感光单元接收光信号;及依据所述目标感光单元接收的光信号获取图像。

说明书 :

显示装置、电子设备及图像获取方法

技术领域

[0001] 本申请涉及显示技术领域,更具体而言,涉及一种显示装置、电子设备及图像获取方法。

背景技术

[0002] 在相关技术中,手机会配置指纹识别模组及显示模组,指纹识别模组可用来识别用户身份,显示模组可用于显示影响,目前有利用显示模组发光,并由指纹识别模组接收被反射的光以进行指纹识别模组的尝试,然而,由于指纹识别模组接收到的光中,包括的干扰光的量较多,导致指纹识别模组所成的像的精确度不高,用于指纹识别的准确性较低。

发明内容

[0003] 本申请实施方式提供一种显示装置、电子设备及图像获取方法。
[0004] 本申请实施方式的显示装置包括相背的显示面及底面,在所述显示面与所述底面之间,所述显示装置还包括发光层、感光层及遮光件。所述发光层包括多个可独立控制的发光单元。所述感光层包括多个感光单元,每个所述感光单元均与一个发光单元对应,所述感光单元用于接收由对应的所述发光单元发出的光信号。所述遮光件设置在所述感光层与所述显示面之间,所述遮光件与多个所述感光单元对准设置,以仅允许由所述发光单元发出并以预定方向传播的光信号到达对应的所述感光单元。
[0005] 本申请实施方式的电子设备包括机壳及本申请实施方式的显示装置,所述显示装置安装在所述机壳上。
[0006] 本申请实施方式的图像获取方法用于显示装置,所述显示装置包括相背的显示面及底面,在所述显示面与所述底面之间,所述显示装置还包括发光层、感光层及遮光件。所述发光层包括多个可独立控制的发光单元。所述感光层包括多个感光单元,每个所述感光单元均与一个发光单元对应,所述感光单元用于接收由对应的所述发光单元发出的光信号。所述遮光件设置在所述感光层与所述显示面之间,所述遮光件与多个所述感光单元对准设置,以仅允许由所述发光单元发出并以预定方向传播的光信号到达对应的所述感光单元。所述图像获取方法包括:依据所述显示面上被触摸的位置信息,确定目标感光单元及与所述目标感光单元对应的目标发光单元;控制所述目标发光单元发出光信号的同时,控制所述目标感光单元接收光信号;及依据所述目标感光单元接收的光信号获取图像。
[0007] 本申请实施方式的显示装置、电子设备及图像获取方法中,发光单元发出的光信号到达显示面后,由触摸在显示面上的物体反射,由于遮光件的遮挡作用,反射的光信号中仅以预定方向传播的光信号才能到达对应的感光单元,而沿其余方向传播的光信号,即未由物体反射的光信号则无法到达感光单元,使得感光单元接收到的干扰光信号的量较少,利用感光单元获取的物体的图像的精确度较高,图像用于指纹识别的准确性较高。
[0008] 本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

[0009] 本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0010] 图1是本申请实施方式的电子设备的结构示意图;
[0011] 图2是本申请实施方式的显示装置的截面结构示意图;
[0012] 图3是本申请实施方式的显示装置用于指纹识别的原理示意图;
[0013] 图4是本申请实施方式的显示装置的立体结构示意图;
[0014] 图5是本申请实施方式的感光层与成像芯片的结构示意图;
[0015] 图6是本申请实施方式的感光层与显示驱动层的结构示意图;
[0016] 图7是本申请实施方式的第二基板的平面结构示意图;
[0017] 图8是本申请实施方式的感光单元与发光单元对应的原理示意图;
[0018] 图9是本申请实施方式的图像获取方法的流程示意图;
[0019] 图10是本申请实施方式的显示装置的侧视结构示意图;
[0020] 图11是本申请实施方式的绝缘层的平面结构示意图;
[0021] 图12及图13是本申请实施方式的图像获取方法的流程示意图。
[0022] 主要元件符号说明:
[0023] 电子设备1000、显示装置100、发光层10、底面11、第一偏光层20、第一基板30、感光层40、感光单元41、噪声感光单元411、电路单元42、感光电路单元421、噪声电路单元422、液晶层50、第二基板60、显示单元61、遮光件62、绝缘层70、透光区71、遮光区72、第二偏光层80、盖板90、显示面91、显示区911、背面92、机壳200、成像芯片300、处理器400、物体2000、显示驱动层1a、显示驱动单元1a1。

具体实施方式

[0024] 以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
[0025] 另外,下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请的实施方式,而不能理解为对本申请的限制。
[0026] 在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0027] 请参阅图1,本申请实施方式的电子设备1000包括机壳200及显示装置100。显示装置100安装在机壳200上。具体地,电子设备1000可以是手机、平板电脑、显示器、笔记本电脑、柜员机、闸机、智能手表、头显设备、游戏机等设备,本申请以电子设备1000是手机为例进行说明,可以理解,电子设备1000的具体形式并不限于手机。
[0028] 机壳200可用于安装显示装置100,或者说,机壳200可作为显示装置100的安装载体,机壳200还可用于安装电子设备1000的供电装置、成像装置、通信装置等功能模块,以使机壳200为功能模块提供防摔、防水等的保护。
[0029] 显示装置100可用于显示图片、视频、文字等影像。显示装置100安装在机壳200上,具体地,显示装置100可以安装在机壳200的正面上,或者显示装置100安装在机壳200的背面上,或者显示装置100同时安装在机壳200的正面及背面上,或者显示装置100安装在机壳200的侧面上,在此不作限制。在如图1所示的例子中,显示装置100安装在机壳200的正面。
[0030] 请参阅图2至图4,显示装置100包括相背的显示面91及底面11,在显示面91及底面11之间。显示装置100还包括发光层10、感光层40及遮光件62。发光层10包括多个可独立控制的发光单元12。感光层40包括多个感光单元41。每个感光单元41均与一个发光单元12对应,感光单元41用于接收由对应的发光单元12发出的光信号。遮光件62设置在感光层40与显示面91之间。遮光件62与多个感光单元41对准设置,以仅允许由发光单元12发出并以预定方向传播的光信号到达对应的感光单元41。
[0031] 本申请实施方式的电子设备1000中,发光单元12发出的光信号到达显示面91后,由触摸在显示面91上的物体反射,由于遮光件62的遮挡作用,反射的光信号中仅以预定方向传播的光信号才能到达对应的感光单元41,而沿其余方向传播的光信号,即未由物体反射的光信号则无法到达感光单元41,使得感光单元41接收到的干扰光信号的量较少,利用感光单元41获取的物体的图像的精确度较高,图像用于指纹识别的准确性较高。
[0032] 具体地,显示装置100可以是不可弯折的(刚性的),显示装置100也可以是可弯折的(柔性的),在此不作限制。
[0033] 在本申请实施例中,请参阅图2至图4,沿着显示装置100的出光方向,显示装置100依次包括发光层10、第一偏光层20、第一基板30、感光层40、液晶层50、第二基板60、第二偏光层80、盖板90。
[0034] 如图2及图3所示,发光层10可以用于发射光信号La。光信号La依次穿过第一偏光层20、第一基板30、感光层40、液晶层50、第二基板60、第二偏光层80、盖板90后进入外界。发光层10包括底面11,具体地,底面11可以是发光层10上与第一偏光层20相背的表面。
[0035] 具体地,发光层10包括基体13及发光单元12。底面11可以形成在基体13上,基体13可以用于承载发光单元12、用于设置发光单元12的线路层、用于为发光单元12散热等。发光单元12的数量可以是多个,多个发光单元12在基体13上可以呈阵列排布,例如呈多行多列的阵列排布。每个发光单元12可以被独立控制,例如每个发光单元12点亮或熄灭可以被独立控制,每个发光单元12点亮时发出的光信号的强弱可以被独立控制。发光单元12具体可以是mini led、micro led或有机发光二极管中的一种或多种,例如所有发光单元12均是mini led;或者所有发光单元12均是micro led;或者所有发光单元12均是有机发光二级管;或者部分发光单元12为micro led,部分发光单元12为有机发光二极管等,在此不作限制。
[0036] 第一偏光层20设置在发光层10上,第一偏光层20具体可以是偏振片或偏振膜。第一基板30设置在第一偏光层20上,第一基板30可以是玻璃基板。
[0037] 感光层40可以是制作在第一基板30上的膜层,例如通过TFT(Thin Film Transistor)工艺制作在第一基板30上。请参阅图4至图6,感光层40包括多个感光单元41及多个电路单元42。
[0038] 感光单元41可以利用光电效应将接收到的光信号转化为电信号,通过解析感光单元41产生的电信号的强度可以反映感光单元41接收到的光信号的强度。在一个例子中,感光单元41可以仅接收可见光信号以转化为电信号,在另一个例子中,感光单元41可以仅接收不可见光以转化为电信号,在又一个例子中,感光单元41可以接收可见光及不可见光以转化为电信号。多个感光单元41的类型可以相同,多个感光单元41的类型也可以不完全相同。多个感光单元41可以以任意的方式进行排列,多个感光单元41的排列方式具体可以依据显示装置100的外形等需求进行设定,在本申请实施例中,多个感光单元41呈阵列排布,例如多个感光单元41排成多行多列的矩阵。每个感光单元41均与一个发光单元12对应,可以是感光单元41与发光单元12一一对应,也可以是多个感光单元41与同一个发光单元12对应,例如每两个感光单元41与一个发光单元12对应。
[0039] 每个感光单元41均可以独立工作而不受其他感光单元41的影响,不同位置的感光单元41接收到的光信号的强度可能不同,故不同位置的感光单元41产生的电信号的强度也可能不同。另外,感光单元41的朝向底面11的一侧可以设置有反光材料,从发光层10照射到感光单元41的光信号可以由反光材料反射,避免该部分光信号影响感光层40进行成像的准确性。
[0040] 电路单元42可以与感光单元41连接。电路单元42可以将感光单元41产生的电信号传输至电子设备1000的成像芯片300。电路单元42具体可以包括晶体管等元件。电路单元42的数量可以为多个,每个感光单元41可以连接在对应的一个电路单元42上,多个电路单元42通过连接线与成像芯片300连接。多个电路单元42的排列方式可以与感光单元41的排列方式类似,例如多个感光单元41排列成多行多列的矩阵,多个电路单元42也可以排列成多行多列的矩阵。
[0041] 请参阅图2至图4,液晶层50设置在感光层40上,液晶层50内的液晶分子在电场的作用下可改变偏转方向,进而改变可通过液晶层50的光信号的量。相应地,请结合图6,在第一基板30上还可以制作有显示驱动层1a,显示驱动层1a在驱动芯片(图未示)的驱动作用下可以向液晶层50施加电场,以控制不同位置的液晶分子的偏转方向。具体地,显示驱动层1a包括多个显示驱动单元1a1,每个显示驱动单元1a1可以独立地控制对应位置的液晶的偏转方向。
[0042] 请参阅图2、图4及图7,第二基板60设置在液晶层50上。第二基板60可以包括玻璃基板及设置在玻璃基板上的多个显示单元61及遮光件62。显示单元61可以是彩色滤光片,例如,R表示红外滤光片,G表示绿色滤光片,B表示蓝色滤光片,通过控制穿过不同颜色的滤光片的光信号的量,以控制显示装置100最终显示的颜色。多个显示单元61的排列方式可以与多个显示驱动单元1a1的排列方式对应,例如一个显示单元61与一个显示驱动单元1a1对准。
[0043] 遮光件62位于显示单元61之间,遮光件62间隔相邻的两个显示单元61,在一个例子中,遮光件62可以是黑色矩阵(Black Matrix,BM)。遮光件62的实体部分可以防止光线穿过,以避免显示装置100内的光线未经过显示单元61而进入外界,遮光件62还可以防止光信号穿过相邻的显示单元61时发生串光现象。遮光件62可以由吸光的材料制成,到达遮光件62上的光信号将由遮光件62吸收。
[0044] 请结合图8,遮光件62与多个感光单元41对准设置,遮光件62用于仅允许由发光单元12发出并以预定方向传播的光信号到达对应的感光单元41。其中,遮光件62与多个感光单元41对准设置,可以是感光单元41在第二基板60上的正投影至少部分位于遮光件62内,在本申请实施例中,感光单元41在第二基板60上的正投影全部位于遮光件62内,以使遮光件62对感光单元41的遮挡的作用较全面。
[0045] 由于遮光件62的遮挡作用,使得仅以预定方向传播的光信号能够到达感光单元41。具体原理请结合图8,其中,a为感光单元41与遮光件62之间的最小距离,b为感光单元41的中心与遮光件62的边缘之间的距离,由a和b可以得出角度α,其中,tanα=a/b,α可用于反映能够到达感光单元41的光信号的入射角度,该入射角度限定的方向为预定方向,而大于该入射角度α入射的光信号将由遮光件62遮挡,小于该入射角度α入射的光信号则不能到达感光单元41的感光区域,因此,遮光件62可用于使得仅以预定方向传播的光信号能够到达感光单元41。当然,当感光单元41的感光区域较大时,可能有多个入射角度(例如α附近的角度)均能满足到达感光单元41的感光区域的条件,即,预定方向还可能由一个角度范围来限定。预定方向可以由显示装置100的固有参数确定,可以理解的是,上述的a及b均为显示装置100固有的性质,均为已知的量。
[0046] 进一步地,可以定义与感光单元41对应的发光单元12的位置。请再结合图8,h1为显示面91与感光单元41在显示装置100的厚度方向的距离,h2为感光单元41与发光单元12在显示装置100的厚度方向的距离,可以理解,h1与h2均为已知。结合数学原理及入射角等于反射角的物理原理可知:β=α,则d1=h1/tanα及d2=(h1+h2)/tanβ均可求得,因此,可以认为垂直于显示装置100的厚度方向上,相距d1+d2的感光单元41与发光单元12互相对应。即,感光单元41接收到的光信号,可以认为是仅由与该感光单元41垂直于显示装置100的厚度方向上距离d1+d2的发光单元12发出的与发光面呈β角,且被触摸在显示面91上的物体反射后的光信号,而其余的光信号要么被遮光件62遮挡,要么到达感光层40的其余位置。
[0047] 请继续参阅图2至图4,第二偏光层80设置第二基板60上,第二偏光层80具体可以是偏振片或偏振膜。
[0048] 盖板90设置在第二偏光层80上。盖板90可以由玻璃、蓝宝石等材料制成。盖板90包括显示面91及背面92。显示装置100发出的光信号穿过显示面91后进入外界,外界的光线穿过显示面91后进入显示装置100。背面92可以与第二偏光层80贴合。在某些例子中,显示装置100也可以不包括盖板90,此时显示面91形成在第二偏光层80上。
[0049] 显示面91形成有显示区911,显示区911指可以用于显示影像的区域,显示区911可以呈矩形、圆形、圆角矩形、带“刘海”的矩形等形状,在此不作限制。另外,在一些例子中,显示面91也可以形成有非显示区,非显示区可以形成在显示区911的周缘位置,非显示区可以用于与机壳200进行连接。显示面91上显示区911的占比可以为80%、90%、100%等任意数值。
[0050] 在本申请实施例中,多个感光单元41在显示面91的正投影位于显示区911内。以使多个感光单元41可以对触摸在显示区911内的物体进行成像,对于用户使用手指触摸显示区911的例子来说,多个感光单元41可以对触摸在显示区911上的手指的指纹进行成像,并用于指纹识别。
[0051] 请参阅图2、图3及图8,下面将举例描述显示装置100进行成像的具体细节:发光单元12发出的光信号La依次穿过第一偏光层20、第一基板30、感光层40、液晶层50、第二基板60、第二偏光层80、盖板90后进入外界,外界的光信号也可能依次穿过盖板90、第二偏光层
80、第二基板60、液晶层50后到达感光层40。如果光信号刚好到达感光层40中的感光单元41上,则感光单元41会产生电信号以反映该光信号的强度。由此,通过多个感光单元41的电信号的强度,可以反映进入显示装置100的光信号的强弱分布。
[0052] 以用户以手指2000触摸显示面91为例。发光单元12正在向外发出光信号La时,手指2000触摸显示面91的预定位置,手指2000会对光信号La进行反射形成L1,光信号L1随后开始进入显示装置100,对于沿上述预定方向传播的光信号L1,光信号L1穿过盖板90、第二偏光层80、第二基板60、液晶层50后到达感光单元41。对于传播方向不为上述预定方向的光信号,光信号无法到达感光单元41。
[0053] 可以理解,手指指纹存在波峰和波谷,手指2000触摸显示面91时,波峰与显示面91直接接触,波谷与显示面91之间存在间隙,光信号La到达波峰和波谷后,波峰反射的光信号(下称第一光信号)的强度与波谷反射的光信号(下称第二光信号)的强度存在差异,进而使得由于接收第一光信号而产生的电信号(下称第一电信号)与由于接收第二光信号而产生的电信号(下称第二电信号)的强度存在差异,成像芯片300依据第一电信号与第二电信号的分布情况,可以获取指纹的图像。该指纹的图像可以进一步用于进行指纹识别。
[0054] 在实际使用时,用户的手指触摸显示面91时,可能需要多个感光单元41同时感光以用于获取指纹的图像,而对于未被触摸的位置上的感光单元41,则可以不工作。因此,还可以通过用户在显示面91上触摸的位置信息,确定目标感光单元,目标感光单元用于对本次触摸在显示面91上的物体(例如用户的手指)进行成像。具体地,电子设备1000还可包括处理器400(如图1),显示装置90还可包括触控层(图未示),触控层可以感应用户在显示面91上的触摸位置,该触摸位置可以由一个区域来表示,处理器400再依据触摸位置及如图8所示的距离d1,确定用于本次成像的目标感光单元,目标感光单元的数量可以是多个,同时,处理器400还可依据触摸位置及如图8所示的d2,确定本次用于成像的目标发光单元,同样的,目标发光单元的数量也可以是多个。
[0055] 随后,处理器400控制目标发光单元发出光信号,且同时控制目标感光单元接收光信号。由于目标发光单元与目标感光单元相互对应,因此,目标发光单元发出的光信号可以由本次触摸在显示面91上的物体反射,并由目标感光单元接收以用于成像。另外,处理器400还可以用于控制目标发光单元之外的发光单元12不发光,以进一步避免其余发光单元
42发出的光的干扰,而由于目标感光单元用于成像的时间很快,例如为几十毫秒以内,因此,其余发光单元12不发光的时间实际上很短,人眼不会分辨出其余发光单元12未发光,故在进行成像时也不影响显示装置100正常显示。处理器400控制目标感光单元之外的感光单元41不感光,以节约用于成像的处理资源。
[0056] 然后,成像芯片300可以依据目标感光单元接收的光信号获取图像。
[0057] 可以理解,用户在任意设置有感光单元41的区域上方进行触摸,都能够达到对指纹进行成像并识别的目的。当显示区911下方均对应设置有感光单元41时,用户在显示区911的任意位置进行触摸,均能够达到对指纹进行成像并识别的目的,而不限于显示区911的某些特定位置。同时,用户也可以用多个手指同时触摸显示区911上的多个位置,或者多个用户用多个手指同时触摸显示区911上的多个位置,以实现对多个指纹进行成像并识别的目的,如此,可以丰富电子设备1000的验证方式及可应用的场景,例如仅当多个指纹同时通过验证后才予以授权,多个用户可以在同一个电子设备1000上进行游戏等操作。
[0058] 当然,与用户以手指触摸显示面91时同理,任何能够反射光信号La的物体(例如用户的手臂、额头、衣物、花草等)触摸显示面91后均能对该物体的表面纹理进行成像,对成像进行的后续处理可以依据用户需求进行设定,在此不作限制。
[0059] 请结合图9,本申请实施方式还公开了一种图像获取方法,图像获取方法可应用于上述的显示装置100,图像获取方法包括步骤:
[0060] 01:依据显示面上被触摸的位置信息,确定目标感光单元及与目标感光单元对应的目标发光单元;
[0061] 02:控制目标发光单元发出光信号的同时,控制目标感光单元接收光信号;及[0062] 03:依据目标感光单元接收的光信号获取图像。
[0063] 其中,步骤01及步骤02可以由处理器400实现。步骤03可以由成像芯片300实现,步骤01、02及03的具体实施细节,可以参照以上对电子设备1000的相关描述,在此不再赘述。
[0064] 综上,本申请实施方式的电子设备1000及图像获取方法中,发光单元12发出的光信号到达显示面91后,由触摸在显示面91上的物体反射,由于遮光件62的遮挡作用,反射的光信号中仅以预定方向传播的光信号才能到达对应的感光单元41,而沿其余方向传播的光信号,即未由物体反射的光信号则无法到达感光单元41,使得感光单元41接收到的干扰光信号的量较少,利用感光单元41获取的物体的图像的精确度较高,图像用于指纹识别的准确性较高。同时,依据需求可以通过设置多个感光单元41的分布面积,使得多个感光单元41分布的面积占显示装置100的显示面91的面积的比例较大,用户可以在较大的区域上进行指纹识别,用户体验较好。
[0065] 请参阅图5、图10及图11,在某些实施方式中,感光单元41还包括噪声感光单元411。显示装置100还包括设置在感光层40上的绝缘层70,绝缘层70的与噪声感光单元411对准的位置形成有遮光区72,遮光区72用于阻隔光信号到达噪声感光单元411。
[0066] 在使用中,感光单元41的温度或者环境的温度会发生变化,而随着温度发生变化,感光单元41的性能可能会发生变化,例如,感光单元41可以由非晶硅(A-Si)材料制成,在温度变化时,感光单元41产生的底噪也会发生变化,由于温度变化而产生的电信号可以称为噪声电信号。因此,在进行成像时,需要获取该噪声电信号,并依据噪声电信号对图像进行校正。噪声感光单元411的类型及性能与其余感光单元41均相同。噪声感光单元411也可以产生由于温度变化及自身材料等造成的噪声电信号,该噪声电信号被测量后可用于校正图像。
[0067] 绝缘层70可以是由绝缘的材料制成,以使得感光层40上的电路单元42及感光单元41与液晶层50绝缘。绝缘层70形成有透光区71及遮光区72。其中,遮光区72对准噪声感光单元411设置,遮光区72可用于阻隔光信号到达噪声感光单元411,透光区71则对准感光层40的除噪声感光单元411之外的区域,透过透光区71的光信号可以到达噪声感光单元411之外的感光单元41。由于绝缘层70设置在感光层40上,使得遮光区72与噪声感光单元411的距离尽可能地小,甚至遮光区72可以直接贴合在噪声感光单元411上,以减少光信号到达噪声感光单元411的可能,获取较为准确的噪声电信号。
[0068] 如图10所示,由于遮光区72的阻隔作用,噪声感光单元411几乎接收不到光信号,因此,噪声感光单元411产生的电信号即可视为因材料及温度变化而产生的噪声电信号。此时,其余感光单元41则可以同时产生噪声电信号,及接收光信号以产生成像电信号。
[0069] 遮光区72可以由吸光材料制成,光信号到达遮光区72后,绝大部分由遮光区72吸收而无法穿过遮光区72。透光区71可以由透光材料制成,光信号到达透光区71后,绝大部将透过透光区71。在一个例子中,在制造绝缘层70时,可以先在感光层40上制造透明的膜层,再在该透明的膜层上与噪声感光单元411相对的位置涂覆吸光材料,涂覆有吸光材料的部分则形成遮光区72,未涂覆吸光材料的部分则形成透光区71。在另一个例子中,在制造绝缘层70时,可以先在感光层40上制造由吸光材料形成的吸光的膜层,再将吸光的膜层蚀刻,仅保留与噪声感光单元411位置相对的吸光的膜层,再将被蚀刻了的区域填充透明的材料,则最终保留的吸光的膜层则形成遮光区72,填充透明的材料的区域则形成透光区71。
[0070] 另外,多个噪声感光单元411在显示面91的正投影位于靠近显示区911的边缘的位置。由于多个噪声感光单元411并不接收成像光信号,多个噪声感光单元411并不能依据成像光信号产生成像电信号,因此,将多个噪声感光单元411设置在靠近显示区911的边缘的位置,不会影响对触摸在显示区911的中间位置的物体的成像,对用户的正常使用影响较小,且也能获取噪声电信号以校正图像。如图5所示的例子中,噪声感光单元411可以设置在感光单元41阵列的靠近边缘的区域,例如可以位于矩阵内的一列至三列,或者位于矩阵内的一行至三行,在此不作限制,图5所示的D1区域内设置噪声感光单元411,其中,D1区域位于图5的感光单元41阵列的左起第一列及第二列上,及右起第一列及第二列上。
[0071] 另外,噪声感光单元411将噪声电信号传输至成像芯片300,成像芯片300在成像时将依据该噪声电信号对指纹的图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去噪声电信号后作为最终用于成像的电信号,以获得准确度更高的指纹的图像,该指纹的图像可以进一步用于进行指纹识别,提高指纹识别的准确率。
[0072] 进一步地,由于噪声感光单元411有多个,相应地会产生多个噪声电信号,多个噪声电信号的大小可能不一致,那么,在将成像电信号减去噪声电信号时,在一个例子中,可以对多个噪声电信号取平均,再将成像电信号减去取平均后得到的噪声电信号。在另一个例子中,可以对感光单元41及噪声感光单元411分别进行分区,每个区域包括至少一个感光单元41或者包括至少一个噪声感光单元411。随后,可以根据每个包含感光单元41的区域(下称第一区域)的位置以及每个包含噪声感光单元411的区域(下称第二区域)的位置来确定与每个第一区域相距最近的第二区域。对于每个第一区域中的每一个感光单元41,可以将每一个感光单元41产生的成像电信号减去与该第一区域相距最近的第二区域中的噪声感光单元411产生的噪声电信号以得到每一个感光单元41最终用于成像的电信号,如果第二区域中噪声感光单元411的个数为多个,则可以先对该第二区域中的多个噪声感光单元411产生的多个噪声电信号取均值,再将成像电信号减去该均值得到最终用于成像的电信号。可以理解,噪声感光单元411与感光单元41相距越近,噪声感光单元411与感光单元41的温度也更相近,产生的噪声电信号也更为相近,在将成像电信号减去噪声电信号后最终获得的用于成像的电信号也更为准确。
[0073] 请结合图12,在某些实施方式中,图像获取方法还包括步骤04:依据噪声电信号校正图像。步骤04可由成像芯片300实施。步骤04的具体实施细节可以参阅上述描述,在此不再赘述。
[0074] 请参阅图5,在某些实施方式中,电路单元42包括感光电路单元421及噪声电路单元422,感光电路单元421与感光单元41连接,噪声电路单元422上未连接感光单元41。
[0075] 电路单元42自身存在硬件噪声,该硬件噪声会导致电路噪声信号,电路噪声信号会影响最终传输到成像芯片300的电信号的强度,因此,在进行成像时,需要对电路噪声信号造成的干扰进行校正。
[0076] 本实施方式中,噪声电路单元422上未连接感光单元41,噪声电路单元422上产生的电路噪声信号均是出于噪声电路单元422自身的硬件噪声。噪声电路单元422将该电路噪声信号传输至成像芯片300,成像芯片300在成像时将依据该电路噪声信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去电路噪声信号后作为最终用于成像的电信号,以获得准确度更高的图像,提高图像识别的准确率。
[0077] 具体地,多个电路单元42可以呈多行多列的阵列排布,噪声电路单元422至少排列成完整的一行及完整的一列,以使噪声电路单元422在任意一行及任意一列上均有分布,噪声电路单元422产生的电路噪声信号的样本更全面,依据该电路噪声信号对图像进行校正时,校正的效果更好。噪声电路单元422也可以设置在多个电路单元42排成的阵列的边缘位置,或者靠近上述的噪声感光单元411设置。噪声电路单元422的分布范围可以覆盖完整的一列至五列,及覆盖完整的一行至五行,在此不作限制。如图5所示的例子中,感光层40的D2区域内设置噪声电路单元422,其中,D2区域位于图5的电路单元42阵列的左起第三列、右起第三列、最上侧的一行及最下侧的一行上。
[0078] 进一步地,由于噪声电路单元422有多个,相应地会产生多个电路噪声信号,多个电路噪声信号的大小可能不一致,那么,在将成像电信号减去电路噪声信号时,在一个例子中,可以对多个电路噪声信号取平均,再将成像电信号减去取平均后得到的电路噪声信号。在另一个例子中,可以对感光单元41及噪声电路单元422分别进行分区,每个区域包括至少一个感光单元41或者包括至少一个噪声电路单元422。随后,可以根据每个包含感光单元41的区域(下称第一区域)的位置以及每个包含噪声电路单元422的区域(下称第三区域)的位置来确定与每个第一区域相距最近的第三区域。对于每个第一区域中的每一个感光单元
41,可以将每一个感光单元41产生的成像电信号减去与该第一区域相距最近的第三区域中的噪声电路单元422产生的电路噪声信号以得到每一个感光单元41最终用于成像的电信号,如果第三区域中噪声电路单元422的个数为多个,则可以先对该第三区域中的多个噪声电路单元422产生的多个电路噪声信号取均值,再将成像电信号减去该均值得到最终用于成像的电信号。
[0079] 请结合图13,在某些实施方式中,图像获取方法还包括步骤05:依据感光层40的电路噪声信号校正图像。
[0080] 其中,步骤05可以由成像芯片300实现。实施步骤05的具体细节可以参考以上描述,在此不再赘述。
[0081] 请参阅图5,同一个感光层40上也可以同时设置噪声感光单元411及噪声电路单元422,此时成像芯片300在成像时将依据噪声电信号及电路噪声信号对图像进行校正,例如将成像光信号产生的成像电信号减去噪声电信号及电路噪声信号后作为最终用于成像的电信号。
[0082] 请参阅图6,在某些实施方式中,多个显示驱动单元1a1呈多行多列的阵列排布,多个感光单元41呈多行多列的阵列排布,位于同一行或同一列的显示驱动单元1a1与感光单元41的有效工作时间交错分布。
[0083] 具体地,在制作时,可以先在第一基板30上制造显示驱动层1a,然后再在显示驱动层1a上制造感光层40。显示驱动单元1a1与感光单元41间隔设置。在阵列中,可能有多个感光单元41与多个显示驱动单元1a1同时位于同一行或同一列,位于同一行或同一列的显示驱动单元1a1与感光单元41的有效工作时间交错分布。如图6所示的例子中,位于图6中最下方一行的多个显示驱动单元1a1同时工作,且最下方一行的多个感光单元41同时工作,而多个显示驱动单元1a1的工作时间与多个感光单元41的工作时间不交叉,减少感光单元41在工作时受到的显示驱动单元1a1的干扰,提高成像的准确性。
[0084] 在某些实施方式中,感光芯片300与驱动芯片可以通过覆晶薄膜技术(Chip On Film,COF)设置在同一个柔性电路板上,柔性电路板再邦定(bonding)到显示驱动层1a的引脚与感光层40的引脚上。而显示驱动层1a的引脚可以设置为一排,感光层40的引脚可以设置为另一排,柔性电路板与两排引脚同时邦定。
[0085] 在本说明书的描述中,参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0086] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个,除非另有明确具体的限定。
[0087] 尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。