CN109614958B - 一种液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备 - Google Patents

一种液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备，在液晶显示装置的显示区设置纹路识别区域，通过使背光模组中的反射片在对应纹路识别区域中的区域设置开口，并设置对应该开口的纹路识别结构，可以使背光模组发出的光经过液晶显示面板后，再经由具有纹路的主体反射后，可以经过背光模组并穿过该开口入射到纹路识别结构中，从而被纹路识别结构接收到，进而可以使液晶显示装置实现纹路识别功能。

Description

一种液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备。
背景技术
随着技术的高速发展，具有生物识别功能的移动产品逐渐进入人们的生活中。由于指纹是人体与生俱来且独一无二并可与他人相区别的特征，它由指端皮肤表面上的一系列谷和脊组成，这些谷和脊的组成细节通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帐篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或双旋等细节，决定了指纹的唯一特性，因此受到了广泛的关注。目前，由于液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)具有背光模组，而背光模组中设置有用于反射光的反射片，反射层的材料一般为不透光材料，从而导致手指反射的光线无法穿过背光模组，导致光学式指纹识别技术在LCD上的应用受到影响。
发明内容
本发明实施例提供一种液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备，用于使液晶显示装置实现光学式指纹识别功能。
本发明实施例提供了一种液晶显示装置，包括：背光模组和位于所述背光模组出光侧的液晶显示面板，所述液晶显示装置的显示区具有纹路识别区域；
所述背光模组中的反射片在对应所述纹路识别区域的区域具有开口；
所述液晶显示装置还包括：对应所述开口设置的纹路识别结构；
所述纹路识别结构用于接收所述背光模组直接发出的穿过所述开口的光，以及接收被具有纹路的主体反射后穿过所述开口的光。
可选地，在本发明实施例中，所述纹路识别结构包括：依次位于所述背光模组背离所述液晶显示面板一侧的成像结构、感光结构以及遮光层；其中，所述感光结构包括多个感光元件；所述遮光层在所述液晶显示面板的正投影覆盖各所述感光元件在所述液晶显示面板的正投影；
所述成像结构用于将穿过所述开口的光进行准直后入射到所述感光元件上。
可选地，在本发明实施例中，所述成像结构和所述感光结构位于所述开口中。
可选地，在本发明实施例中，所述遮光层位于所述反射片背离所述液晶显示面板一侧所在的平面之外。
可选地，在本发明实施例中，所述遮光层复用为反射层。
可选地，在本发明实施例中，所述遮光层在所述液晶显示面板的正投影覆盖所述开口在所述液晶显示面板的正投影。
可选地，在本发明实施例中，所述液晶显示装置还包括：纹路识别芯片，所述纹路识别芯片用于在纹路识别周期的图像显示阶段，获取所述纹路识别结构产生的第一电信号；在所述纹路识别周期的纹路识别阶段，获取所述纹路识别结构产生的第二电信号；并将所述第一电信号作为噪声信号，对所述第二电信号进行去噪声处理，确定纹路图像信息；
所述第一电信号由所述纹路识别结构接收的所述背光模组直接发出的穿过所开口的光产生；
所述第二电信号由所述纹路识别结构接收的所述背光模组直接发出的穿过所述开口的光以及被所述主体反射后穿过所述开口的光产生。
相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的液晶显示装置的纹路识别方法，包括：多个纹路识别周期；所述纹路识别周期包括：图像显示阶段和纹路识别阶段；
在所述图像显示阶段，获取所述纹路识别结构产生的第一电信号；
在所述纹路识别阶段，获取所述纹路识别结构产生的第二电信号；
将所述第一电信号作为噪声信号，对所述第二电信号进行去噪声处理，确定纹路图像信息。
可选地，在本发明实施例中，在所述图像显示阶段，获取各所述感光元件产生的第一电信号；其中，所述第一电信号由所述感光元件接收的所述背光模组直接发出的穿过所述成像元件准直后的光产生；
在所述纹路识别周期的纹路识别阶段，获取各所述感光元件产生的第二电信号；其中，所述第二电信号由所述感光元件接收的所述背光模组直接发出的穿过所述成像元件准直后的光以及被所述主体反射后穿过所述成像元件准直后的光产生；
将所述第一电信号作为噪声信号，根据各所述感光元件对应的所述第一电信号对各所述感光元件对应的所述第二电信号进行去噪声处理，确定纹路图像信息。
相应地，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括本发明实施例提供的液晶显示装置。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备，在液晶显示装置的显示区设置纹路识别区域，通过使背光模组中的反射片在对应纹路识别区域中的区域设置开口，并设置对应该开口的纹路识别结构，可以使背光模组发出的光经过液晶显示面板后，再经由具有纹路的主体反射后，可以经过背光模组并穿过该开口入射到纹路识别结构中，从而被纹路识别结构接收到，进而可以使液晶显示装置实现纹路识别功能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的液晶显示装置的结构示意图之一；
图2为本发明实施例提供的液晶显示装置的结构示意图之二；
图3为本发明实施例提供的纹路识别方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，附图中各层薄膜厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
本发明实施例提供的一种液晶显示装置，如图1所示，包括：背光模组100和位于背光模组100出光侧的液晶显示面板200。液晶显示装置200的显示区AA具有纹路识别区域BB；其中，背光模组100中的反射片110在对应纹路识别区域BB的区域具有开口CC。液晶显示装置还可以包括：对应该开口CC设置的纹路识别结构300；其中，纹路识别结构300用于接收背光模组100直接发出的穿过开口CC的光，以及接收被具有纹路的主体400反射后穿过开口CC的光L1。
本发明实施例提供的液晶显示装置，在液晶显示装置的显示区设置纹路识别区域，通过使背光模组中的反射片在对应纹路识别区域中的区域设置开口，并设置对应该开口的纹路识别结构，可以使背光模组发出的光经过液晶显示面板后，再经由具有纹路的主体反射后，可以经过背光模组并穿过该开口入射到纹路识别结构中，从而被纹路识别结构接收到，进而可以使液晶显示装置实现纹路识别功能。
在具体实施时，在本发明实施例中，可以通过将反射片110对应开口CC的区域以切割的方式挖孔或通过使其形成镂空区域，以用于透过光线。在实际应用中，反射片可以包括反射片基板和位于反射片基板上的反射层，这样还可以通过使反射层在对应开口CC的区域进行避让，以使对应开口CC的区域形成为透明区域，以用于透过光线。
在具体实施时，在本发明实施例中，如图1所示，纹路识别结构在液晶显示面板200的正投影与开口CC在液晶显示面板200的正投影具有交叠区域。进一步地，可以使纹路识别结构在液晶显示面板200的正投影覆盖开口CC在液晶显示面板200的正投影。
由于指纹是人体与生俱来且独一无二并可与他人相区别的特征，它由指端皮肤表面上的一系列谷和脊组成，这些谷和脊的组成细节通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帐篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或双旋等细节，决定了指纹的唯一特性，因此，在本发明实施例中，可以将主体设置为手指。下面均以将主体设置为手指为例进行说明。
在具体实施时，背光模组可以为侧入式的，在本发明实施例中，如图2所示，背光模组100还可以包括：位于反射片110与液晶显示面板200之间的导光板120，位于导光板120与液晶显示面板200之间的棱镜片130，以及位于导光板120一侧(如图2所示的左侧)的光源140。一般棱镜片130和导光板120是可以透光的，因此，在手指触摸到液晶显示面板200时，穿过开口CC入射到纹路识别结构300中的光不仅具有手指反射的光，还具有背光模组100直接出射的光。因此为了避免背光模组100对手指的指纹纹路识别造成干扰，在具体实施时，在本发明实施例中，液晶显示装置还可以包括：纹路识别芯片。该纹路识别芯片可以用于在纹路识别周期的图像显示阶段，获取纹路识别结构产生的第一电信号。在纹路识别周期的纹路识别阶段，获取纹路识别结构产生的第二电信号；并将第一电信号作为噪声信号，对第二电信号进行去噪声处理，确定纹路图像信息。其中，第一电信号由纹路识别结构接收的背光模组直接发出的穿过开口的光产生。第二电信号由纹路识别结构接收的背光模组直接发出的穿过开口的光以及被主体反射后穿过开口的光产生。进一步地，为了提高芯片的集成度，在具体实施时，纹路识别芯片还可以用于分别在图像显示阶段和纹路识别阶段，驱动液晶显示面板进行显示图像。这样可以不用担心显示对指纹识别造成干扰。在具体实施时，纹路识别芯片可以为结合软件和硬件方面的实施例的形式。
由于在图像显示阶段中，液晶显示装置用于显示画面，背光模组可以出光，使得纹路识别结构300可以接收到背光模组100直接发出的且穿过开口CC的光，则纹路识别结构300可以根据背光模组100直接发出的且穿过开口CC的光产生第一电信号。这样通过获取第一电信号，从而可以得到与背光模组100直接发出的且穿过开口CC的光相关的信息，即获得了噪声信号的信息。在纹路识别阶段，由于需要手指将背光模组100的光进行反射后以穿过开口入射到纹路识别结构300上，此时背光模组100同样也在发光，因此纹路识别结构300此时接收到的光包括背光模组100直接发出的且穿过开口CC的光以及被手指反射后穿过开口CC的光。则纹路识别结构300可以根据这两种不同路径的光产生第二电信号。这样通过获取第二电信号，从而可以得到与背光模组100直接发出的且穿过开口CC的光以及被手指反射后穿过开口CC的光相关的信息。因此，将第一电信号作为噪声信号，对第二电信号进行去噪声处理，从而可以得到手指的指纹纹路图像信息，进而得到手指的指纹。
在具体实施时，在本发明实施例中，如图2所示，纹路识别结构300可以包括：依次位于背光模组100背离液晶显示面板200一侧的成像结构310、感光结构320以及遮光层330。在具体实施时，感光结构320包括多个感光元件321。该感光元件321可以接收穿过开口的光，以根据接收到的光产生电信号。进一步地，感光元件可以包括：光电二极管以及与该光电二极管电连接的开关晶体管，该开关晶体管用于在检测控制信号的控制下将纹路识别芯片和光电二极管导通，以使纹路识别芯片可以检测各感光元件产生的电信号。一般光电二极管在受光照时可以产生光电流，从而使流经其的电流发光变化。在本发明实施例中，电信号可以为电流信号。
在具体实施时，在本发明实施例中，成像结构可以用于将穿过开口的光进行准直后入射到感光元件上。进一步地，成像结构可以包括一组透镜，从而可以将穿过开口的光进行准直后以入射到感光元件上。
在具体实施时，在本发明实施例中，为了避免外界环境光对感光元件的影响，可以使遮光层在液晶显示面板的正投影覆盖各感光元件在液晶显示面板的正投影。
在具体实施时，开口CC是通过将反射片110对应开口CC的区域以切割的方式挖孔或通过使其形成镂空区域，在本发明实施例中，结合图1和图2所示，成像结构310和感光结构320均位于开口CC中。例如，将成像结构310和感光结构320中的感光元件321内嵌到开口CC中。
在具体实施时，在本发明实施例中，结合图1和图2所示，可以将遮光层320位于反射片110背离液晶显示面板200一侧所在的平面S1之外。即遮光层320未内嵌到开口CC中，而是设置在开口CC外侧。
进一步地，可以将遮光层复用为反射层，以降低液晶显示装置的厚度。一般，背光模组直接产生的且穿过开口CC的光可能并不是完全被感光元件吸收，因此为了将其余未被感光元件吸收的光反射，在本发明实施例中，结合图1和图2所示，可以使遮光层330在液晶显示面板200的正投影覆盖开口CC在液晶显示面板200的正投影。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的液晶显示装置的纹路识别方法，可以包括：多个纹路识别周期；纹路识别周期可以包括：图像显示阶段和纹路识别阶段；
在图像显示阶段，获取纹路识别结构产生的第一电信号；
在纹路识别阶段，获取纹路识别结构产生的第二电信号；
将第一电信号作为噪声信号，对第二电信号进行去噪声处理，确定纹路图像信息。
在具体实施时，纹路识别周期可以为至少一帧显示时间。具体地，纹路识别周期可以为一帧显示时间，这样可以将前1/2帧显示时间设置为图像显示阶段，将后1/2帧显示时间设置为纹路识别阶段。或者，纹路识别周期也可以为五帧显示时间，这样可以将这五帧显示时间中的一帧显示时间设置为图像显示阶段，另一帧显示时间设置为纹路识别阶段。当然，不同液晶显示装置对纹路识别周期的要求不同，因此在实际应用中，纹路识别周期可以根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。
下面结合图2所示的液晶显示装置，对本发明实施例提供的上述纹路识别方法进行说明。其中，以纹路识别周期可以为一帧显示时间为例。图像显示阶段对应前1/2帧显示时间，纹路识别阶段对应后1/2帧显示时间。
如图3所示，本发明实施例提供的纹路识别方法可以包括如下步骤：
S301、在图像显示阶段，获取各感光元件产生的第一电信号；其中，第一电信号由感光元件接收的背光模组直接发出的穿过成像元件准直后的光产生。
具体地，在图像显示阶段，驱动液晶显示装置进行画面显示工作。在一帧显示时间中的第一个1/4帧显示时间内，导光板120上传输的光通过成像***准直后入射到各感光元件321的光电二极管上，使光电二极管产生光电流。并通过检测控制信号控制各开关晶体管导通，以将各光电二极管产生的光电流提供给纹路检测芯片，从而可以使纹路检测芯片获取到各光电二极管产生的第一电流信号I1_m(1≤m≤M，m为整数，M代表光电二极管的总数)。之后，在一帧显示时间中的第二个1/4帧显示时间内，检测控制信号控制各开关晶体管断开。
S302、在纹路识别周期的纹路识别阶段，获取各感光元件产生的第二电信号；其中，第二电信号由感光元件接收的背光模组直接发出的穿过成像元件准直后的光以及被主体反射后穿过成像元件准直后的光产生。
具体地，在纹路识别阶段，驱动液晶显示装置进行画面显示工作。在一帧显示时间中的第三个1/4帧显示时间内，导光板120上传输的光通过成像***准直后入射到各感光元件321的光电二极管上，并且背光模组100经过液晶显示面板出射的光被手指反射再通过成像***准直后也入射到各感光元件321的光电二极管上，这两种不同路径的光使光电二极管产生光电流。通过检测控制信号控制各开关晶体管导通，以将各光电二极管产生的光电流提供给纹路检测芯片，从而可以使纹路检测芯片获取到各光电二极管产生的第二电流信号I2_m。之后，在一帧显示时间中的第四个1/4帧显示时间内，检测控制信号控制各开关晶体管断开。
S303、将第一电信号作为噪声信号，根据各感光元件对应的第一电信号对各感光元件对应的第二电信号进行去噪声处理，确定纹路图像信息。
具体地，将各光电二极管对应的第一电流信号I1_m转换为第一电压信号V1_m，将第二电流信号I2_m转换为第二电压信号V2_m。针对每一个光电二极管，将该光电二极管对应的第一电压信号V1_m作为噪声信号，对该光电二极管对应的第二电压信号V2_m进行去噪声处理，以得到去除V1_m后的电压信号V2_m-V1_m。从而根据各光电二极管对应的电压信号V2_m-V1_m，确定手指指纹的纹路图像信息。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括本发明实施例提供的上述液晶显示装置。该电子设备的实施可以参见上述液晶显示装置的实施例，重复之处不再赘述。
在具体实施时，电子设备可以为：手机、平板电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该电子设备的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
本发明实施例提供的液晶显示装置、纹路识别方法及电子设备，在液晶显示装置的显示区设置纹路识别区域，通过使背光模组中的反射片在对应纹路识别区域中的区域设置开口，并设置对应该开口的纹路识别结构，可以使背光模组发出的光经过液晶显示面板后，再经由具有纹路的主体反射后，可以经过背光模组并穿过该开口入射到纹路识别结构中，从而被纹路识别结构接收到，进而可以使液晶显示装置实现纹路识别功能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种液晶显示装置，包括：背光模组和位于所述背光模组出光侧的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示装置的显示区具有纹路识别区域；
所述背光模组中的反射片在对应所述纹路识别区域的区域具有开口；
所述液晶显示装置还包括：对应所述开口设置的纹路识别结构；
所述纹路识别结构用于接收所述背光模组直接发出的穿过所述开口的光，以及接收被具有纹路的主体反射后穿过所述开口的光；
所述纹路识别结构包括：依次位于所述背光模组背离所述液晶显示面板一侧的成像结构、感光结构以及遮光层；其中，所述感光结构包括多个感光元件；所述遮光层在所述液晶显示面板的正投影覆盖各所述感光元件在所述液晶显示面板的正投影；
所述成像结构用于将穿过所述开口的光进行准直后入射到所述感光元件上。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述成像结构和所述感光结构位于所述开口中。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述遮光层位于所述反射片背离所述液晶显示面板一侧所在的平面之外。
4.如权利要求1-3任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述遮光层复用为反射层。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，所述遮光层在所述液晶显示面板的正投影覆盖所述开口在所述液晶显示面板的正投影。
6.如权利要求1-3任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置还包括：纹路识别芯片，
所述纹路识别芯片用于在纹路识别周期的图像显示阶段，获取所述纹路识别结构产生的第一电信号；在所述纹路识别周期的纹路识别阶段，获取所述纹路识别结构产生的第二电信号；并将所述第一电信号作为噪声信号，对所述第二电信号进行去噪声处理，确定纹路图像信息；
所述第一电信号由所述纹路识别结构接收的所述背光模组直接发出的穿过所开口的光产生；
所述第二电信号由所述纹路识别结构接收的所述背光模组直接发出的穿过所述开口的光以及被所述主体反射后穿过所述开口的光产生。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的液晶显示装置的纹路识别方法，其特征在于，包括：多个纹路识别周期；所述纹路识别周期包括：图像显示阶段和纹路识别阶段；
在所述图像显示阶段，获取所述纹路识别结构产生的第一电信号；
在所述纹路识别阶段，获取所述纹路识别结构产生的第二电信号；
将所述第一电信号作为噪声信号，对所述第二电信号进行去噪声处理，确定纹路图像信息。
8.如权利要求7所述的纹路识别方法，其特征在于，
在所述图像显示阶段，获取各感光元件产生的第一电信号；其中，所述第一电信号由所述感光元件接收的所述背光模组直接发出的穿过成像元件准直后的光产生；
在所述纹路识别周期的纹路识别阶段，获取各所述感光元件产生的第二电信号；其中，所述第二电信号由所述感光元件接收的所述背光模组直接发出的穿过所述成像元件准直后的光以及被所述主体反射后穿过所述成像元件准直后的光产生；
将所述第一电信号作为噪声信号，根据各所述感光元件对应的所述第一电信号对各所述感光元件对应的所述第二电信号进行去噪声处理，确定纹路图像信息。
9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的液晶显示装置。
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