CN111291719A - 指纹识别装置、显示面板、设备及指纹识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种指纹识别装置、显示面板、设备及指纹识别方法，涉及显示终端技术领域。该指纹识别装置，设置在显示面板的下方，所述显示面板包括第一指纹区域和第二指纹区域；所述第一指纹区域包括至少两个像素单元，每个所述像素单元发出的第一光信号的颜色相同；所述第二指纹区域中包括多个子区域，至少两个所述子区域发出的第二光信号的颜色不同；所述指纹识别装置包括第一光敏传感单元和第二光敏传感单元；所述第一光敏传感单元用于接收第一光返回信号；所述第二光敏传感单元用于接收第二光返回信号。缓解了现有的活体指纹识别技术制作工艺复杂，制作成本较高的技术问题。

Description

指纹识别装置、显示面板、设备及指纹识别方法

技术领域

本发明涉及显示终端技术领域，尤其是涉及一种指纹识别装置、显示面板、设备及指纹识别方法。

背景技术

全面屏是当前手机的主流配置，全面屏手机的使用也使得屏下指纹识别技术成为热门的研究方向。屏下指纹识别技术经过长期的发展，在指纹图像的识别方面已经比较成熟。

目前消费者对指纹识别技术又提出了更高的要求，即要求添加活体指纹检测功能，以此来判断采集到的指纹图像是源自真手指还是假手指。但是还没有找到效果好、成本低的方案来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种指纹识别装置、显示面板、设备及指纹识别方法，以缓解现有的活体指纹识别技术制作工艺复杂，制作成本较高的技术问题。

第一方面，本发明提供一种指纹识别装置，设置在显示面板的下方，显示面板包括第一指纹区域和第二指纹区域；第一指纹区域包括至少两个像素单元，每个像素单元发出的第一光信号的颜色相同；第二指纹区域中包括多个子区域，至少两个子区域发出的第二光信号的颜色不同；指纹识别装置包括第一光敏传感单元和第二光敏传感单元；第一光敏传感单元用于接收第一光返回信号，第一光返回信号由第一指纹区域发出的第一光信号经过手指反射后的光信号形成；第二光敏传感单元用于接收第二光返回信号，第二光返回信号由第二指纹区域发出的第二光信号经过手指反射后的光信号形成。

进一步的，指纹识别装置从下至上依次包括光敏传感器阵列和准直光学结构；光敏传感器阵列包括硅基衬底以及形成于硅基衬底上的多个第一光敏传感单元和多个第二光敏传感单元；第一光返回信号通过准直光学结构到达第一光敏传感单元；第二光返回信号通过准直光学结构到达第二光敏传感单元。

进一步的，准直光学结构包括微透镜层和至少一层遮光层；微透镜层包括多个微透镜，遮光层中形成有多个针孔结构；第一光返回信号通过微透镜和针孔结构到达第一光敏传感单元；第二光返回信号通过微透镜和针孔结构到达第二光敏传感单元。

进一步的，遮光层为多层；相邻两层遮光层之间填充有透明光学层；微透镜层设于遮光层的上方，最上方的遮光层与微透镜层之间填充有透明光学层。

进一步的，第一光敏传感单元和第二光敏传感单元上方具有红外滤光层。

进一步的，第一光敏传感单元和第二光敏传感单元上形成有金属层，金属层开设有与第一光敏传感单元和第二光敏传感单元位置对应的透光孔。

进一步的，光敏传感器阵列中设置有信号线；每n个第二光敏传感单元作为一组连接至同一条信号线。

第二方面，本发明提供一种显示面板，设置在指纹识别装置的上方，包括第一指纹区域和第二指纹区域；第一指纹区域中的像素单元发出第一光信号，第一光信号经手指反射后，到达指纹识别装置中的第一光敏传感单元；第一指纹区域包括至少两个像素单元，每个像素单元发出的第一光信号的颜色相同；第二指纹区域中的像素单元发出第二光信号，第二光信号经手指反射后，到达指纹识别装置中的第二光敏传感单元；第二指纹区域中包括多个子区域，至少两个子区域发出的第二光信号的颜色不同。

进一步的，第二指纹区域设在第一指纹区域的外部或内部。

进一步的，第二指纹区域的多个子区域连通。

进一步的，第二指纹区域的多个子区域呈离散状分布。

进一步的，每个子区域的大小为1个像素单元、2×2个像素单元或3×3个像素单元。

进一步的，第一指纹区域内的像素单元中的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素发光；或者，第一指纹区域内的像素单元中的绿色子像素、蓝色子像素发光；或者，第一指纹区域内的像素单元中的绿色子像素发光。

进一步的，每个子区域中的像素单元中的红色子像素发光；或者，每个子区域中的像素单元中的绿色子像素发光；或者，每个子区域中的像素单元中的蓝色子像素发光。

进一步的，第一指纹区域中的像素单元发出的第一光信号用于进行指纹图像识别；第二指纹区域中的像素单元发出的第二光信号用于进行指纹活体识别。

进一步的，第二指纹区域中的像素单元还用于发出与第一指纹区域中的像素单元发出的第一光信号颜色相同的第三光信号；第一光信号和第三光信号均用于进行指纹图像识别；第二指纹区域中的像素单元发出的第二光信号用于进行指纹活体检测。

进一步的，在前、后两次活体检测中，第二指纹区域中的至少一个子区域发出的第二光信号的颜色不同。

进一步的，在前、后两次活体检测中，第二指纹区域中的至少一个子区域的位置和/或数量发生变化。

进一步的，在前、后两次活体检测中，第二指纹区域中的至少一个子区域中的像素单元转变为第一指纹区域中的像素单元；和/或，第一指纹区域中的部分区域中的像素单元转变为第二指纹区域中的至少一个子区域中的像素单元。

第三方面，本发明提供一种设备，包括上述的指纹识别装置以及上述的显示面板。

第四方面，本发明提供一种指纹识别方法，应用于上述的设备，方法包括：控制第一指纹区域的像素单元发出第一光信号，控制第二指纹区域的像素单元发出第二光信号；通过第一光敏传感单元获取用于指纹图像识别的第一光返回信号，通过第二光敏传感单元获取用于指纹活体识别的第二光返回信号，第一光返回信号由第一指纹区域发出的第一光信号经过手指反射后的光信号形成，第二光返回信号由第二指纹区域发出的第二光信号经过手指反射后的光信号形成。

本发明提供的指纹识别装置可设置在显示面板的下方，显示面板的ICON区域包括第一指纹区域和第二指纹区域。当手指按在ICON区域需要进行指纹识别时，第一指纹区域的每个像素单元发出第一光信号，第一光信号经过手指反射后形成第一光返回信号，并由指纹识别装置中的第一光敏传感单元接收，用以指纹图像识别。第二指纹区域发出第二光信号，第二光信号经过手指反射后形成第二光返回信号，并由指纹识别装置中的第二光敏传感单元接收，用以指纹活体识别。因为第二指纹区域的至少两个子区域发出的第二光信号的颜色不同，所以第二光敏传感单元接收到的第二光返回信号也包括至少两种不同颜色，即可利用手指对不同颜色的光信号的吸收特性差异判断是真手指还是假手指，实现手指的活体检测。因此，本发明实施例提供的指纹识别装置中，不需要额外增加红色、绿色、蓝色的滤光膜，就能够实现活体指纹检测的功能，从而缓解了现有技术制作工艺复杂，制作成本较高的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的显示面板的示意图；

图2为本发明实施例中ICON区域的像素单元示意图；

图3为本发明实施例提供的显示面板的局部平面示意图；

图4为本发明实施例提供的显示面板的局部截面示意图；

图5为本发明实施例中第二光敏传感单元的接收到的光谱强度示意图；

图6为本发明实施例中的信号线的连接关系示意图；

图7为本发明实施例提供的显示面板的另一实施方式的局部平面示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种显示面板，可应用于手机、平板电脑等触控终端，特别适用于全面屏手机，能够缓解现有的活体指纹识别技术制作工艺复杂，制作成本较高的技术问题。

如图1至图4所示，本发明实施例提供一种指纹识别装置2和一种显示面板1，指纹识别装置2可设置在显示面板1的下方，构成一触控设备100。显示面板1可以是OLED显示器面板或者液晶显示面板。显示面板1和指纹识别装置2可通过框贴垫片固定，中间以空气或者低折射率物质填充。本实施例以OLED显示面板为例进行说明，OLED显示面板通常由保护玻璃(Cover Glass)11、偏光片及触控面板(POL&Touch)12、封装层(Encapsulation)13、发光层14及相应控制电路(图中未示出)、背板15构成。

显示面板1包括第一指纹区域201和第二指纹区域202，这两个区域组成了用于识别指纹的ICON区域200，即识别指纹时手指按压的区域。第一指纹区域201包括至少两个像素单元，每个像素单元发出的第一光信号的颜色相同；第二指纹区域202中包括多个子区域，至少两个子区域发出的第二光信号的颜色不同。

指纹识别装置2包括第一光敏传感单元215和第二光敏传感单元216。第一光敏传感单元215用于接收第一光返回信号，第一光返回信号由第一指纹区域201发出的第一光信号经过手指反射后的光信号形成；第二光敏传感单元216用于接收第二光返回信号，第二光返回信号由第二指纹区域202发出的第二光信号经过手指反射后的光信号形成。

当触控设备进行指纹识别时，第一指纹区域201中位于发光层14的像素单元发出第一光信号，第一光信号经手指反射后形成第一光返回信号，到达指纹识别装置2中的第一光敏传感单元215，该第一光信号的颜色相同，即颜色统一的混色光或单色光。例如，第一指纹区域201的每个像素单元中，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素都发光，那么第一光信号就是由红、绿、蓝三种颜色构成的混色光(混合后为白色)；又如第一指纹区域201的每个像素单元中，只有绿色子像素和蓝色子像素发光，那么第一光信号就是由绿色和蓝色构成的混色光(混合后为青色)；又如第一指纹区域201的每个像素单元中只有绿色子像素发光，那么第一光信号就是绿色的单色光。即混色光是指，在一个像素单元中，至少两种颜色的子像素同时发光，混合而成的光信号。单色光是指，在一个像素单元中只有一个子像素发光，形成的单一光信号。

第二指纹区域202中位于发光层14的像素单元发出第二光信号，第二光信号经手指反射后形成第二光返回信号，到达指纹识别装置2中的第二光敏传感单元216。第二指纹区域202中包括多个子区域，至少两个子区域发出的第二光信号的颜色不同。当子区域具有多个像素单元时，子区域内的各个像素单元发出的第二光信号颜色相同，即在每个子区域内第二光信号是颜色相同的混色光或单色光。

本发明实施例利用第一光敏传感单元215接收第一光返回信号，用以识别指纹图像；利用第二光敏传感单元216接收第二光返回信号，用以识别指纹活体。因为第二指纹区域202的至少两个子区域发出的第二光信号的颜色不同，所以第二光敏传感单元216接收到的第二光返回信号也包括至少两种不同颜色，即可利用手指对不同颜色光的吸收特性差异判断是真手指还是假手指，实现手指的活体检测。因此，本发明实施例提供的指纹识别装置中，能够实现活体指纹检测的功能，从而缓解了现有技术制作工艺复杂，制作成本较高的技术问题。

本实施例的指纹识别装置中，从下至上依次包括光敏传感器阵列和准直光学结构。如图3和图4所示，光敏传感器阵列包括硅基衬底210，以及形成于硅基衬底210上的多个第一光敏传感单元215和多个第二光敏传感单元216，第一光敏传感单元215和第二光敏传感单元216可通过构图工艺形成于硅基衬底210上。第一光返回信号通过准直光学结构到达第一光敏传感单元215；第二光返回信号通过准直光学结构到达第二光敏传感单元216。

本实施例中的准直光学结构包括至少一层遮光层213、微透镜层。遮光层213中形成有多个针孔结构212，微透镜层包括多个微透镜211。第一光返回信号通过微透镜211和针孔结构212到达第一光敏传感单元215；第二光返回信号通过微透镜211和针孔结构212到达第二光敏传感单元216。

来自手指方向的第一光返回信号或第二光返回信号先经过微透镜211进行聚焦，然后通过针孔结构212射入第一光敏传感单元215或第二光敏传感单元216。通过微透镜211和针孔结构212，可以使第一光返回信号或第二光返回信号以近乎垂直的方向射入第一光敏传感单元215或第二光敏传感单元216，第一光返回信号或第二光返回信号的角度范围在±2°左右，得以实现光信号的精准获取，防止因手指距离第一光敏传感单元215或第二光敏传感单元216比较远，造成的混光问题。

在实际应用中，由于显示面板中的像素单元与手指之间也有近1mm的距离，所以在第二指纹区域202中，比如绿色像素旁边位置的红色像素、蓝色像素发出的光也会到达绿色像素对应手指的位置，其光谱分布会如图5所示，然而依靠第二光敏传感单元216的准直接收特性，还是可以接收到更多的绿色光信息号。在一个较佳实施方式中，第二光信号(第二光返回信号)中包括红色单色光、蓝色单色光和绿色单色光，包括三种单色光即可依靠真手指与假手指对红色光、绿色光、蓝色光吸收特性的差异，判断出手指的真假。还可以结合深度学习的指纹算法，更准确的辨别出手指的真假。

本实施例中，遮光层213为多层，相邻两层遮光层213之间填充有透明光学层214，微透镜层设于遮最上方的遮光层213的上方，最上方的遮光层213与微透镜层之间也填充有透明光学层214。在本实施例中，遮光层213位三层，遮光层213可以采用有机树脂材料形成，每层遮光层213上都设有开孔，且越靠近光敏传感器阵列开孔的孔径越小，在同一垂直方向上的三个开孔形成了针孔结构212。

进一步的，越靠近光敏传感器阵列的遮光层213中开孔的孔径越小，这样来自显示面板方向的光信号透过每层遮光层213中的开孔时，孔径就是逐渐变小的，以利用遮光层213对光信号进行逐层过滤，遮挡住角度偏斜的光信号，使最后第一光敏传感单元215和第二光敏传感单元216接收到的光信号更加接近于垂直方向。在一种实施方式中，最靠近光敏传感器阵列的遮光层213中的开孔，孔径可在2-3μm，随着越来越远离光敏传感器阵列，开孔逐渐增大，在最上方的遮光层213中的开孔，孔径在10μm以内即可。

另外，还可以根据所处不同高度的透明光学层214对串扰现象的影响程度，将各层透明光学层214设置成不同的厚度，通常可以使位于底部的透明光学层214具有更大的厚度，而位于顶部的透明光学层214的厚度最小。

在其他实施方式中，用于控制第一光返回信号和第二光返回信号光路的准直结构，不限于本实施例所描述的微透镜加针孔结构，例如可以采用光纤准直器实现。微透镜和针孔结构也不一定都是制作在硅基衬底上的，也可以是形成一层单独衬底(比如玻璃)上，最后再和光敏传感器阵列贴合在一起的。又或者，在采用光纤准直器的实施方式中，可以是在光纤面板中制作好光纤准直器，再和光敏传感器阵列贴合在一起。

根据图3可以看出，本实施例的光敏传感器阵列采用2×2像素的排布方式，每四个光敏传感单元中有一个能接收到第一光信号的第一光敏传感单元215，或能接收到第二光信号的第二光敏传感单元216。因为第一光敏传感单元215、第二光敏传感单元216与微透镜211是一一对应的，所以每个微透镜211的覆盖面积也对应着四个光敏传感单元，微透镜211的直径可以设置在10-20μm之间。还可以看出，每四个光敏传感单元中就有三个闲置的光敏传感单元，图4中因被遮光层213遮挡而没有接收到任何光信号的光敏传感单元即为闲置的光敏传感单元。

如图7所示，在另一种实施方式中，也可以采用3×3像素的排布方式，每九个光敏传感单元中有一个第一光敏传感单元215(或一个第二光敏传感单元216)，以及八个闲置光敏传感单元，每个第一光敏传感单元215对应一个微透镜211和一个针孔结构212。

在更多的实施方式中，每个第二指纹区域的面积也可以更大，且间隔距离可以更远，也可以更近。

进一步的，第一光敏传感单元215和第二光敏传感单元216上方具有红外滤光层(IR-Cut Filter，简称IRCF)217。红外滤光层217用于阻挡来自外部环境的干扰光线。当有外界光的时候，由于外界光通过手指后，只有波长在600nm以上的光可以透过手指，所以外界光到达第一光敏传感单元215和第二光敏传感单元216之前就被红外滤光层217所滤掉，不会对指纹图像的识别产生影响。红外滤光层217的具体形成方式是，在形成了第一光敏传感单元215和第二光敏传感单元216之后，采用二氧化硅形成一层覆盖第一光敏传感单元215和第二光敏传感单元216的保护层，然后在保护层表面沉积形成红外滤光层217。

在另一种实施方式中，第一光敏传感单元215和第二光敏传感单元216上可以形成有金属层(图中未示出)，金属层上开设有与第一光敏传感单元215和第二光敏传感单元216位置对应的透光孔，以实现更小的串扰，该透光孔的孔径可以略小于位于底部的遮光层213上的开孔。

如图6所示，光敏传感器阵列中还设置有信号线220，且每n个第二光敏传感单元216作为一组连接至同一条信号线220。图6相当于仅示出了图3中第二指纹区域202的第二光敏传感单元216，以及与这六个第二光敏传感单元216连接的信号线220。第二光敏传感单元216将接收到的第二光返回信号转换为电信号之后，由信号线220将该电信号传输至运算芯片，以进行指纹活体识别。因为第二光敏传感单元216的面积通常比显示面板中的一个像素单元小很多，所以图6所示的六个第二光敏传感单元216近似对应于四个像素单元。

由于第二光敏传感单元216只能接收小角度、近似垂直的第二光返回信号，收光量比较小，而且也存在第二光敏传感单元216对应位置刚好被显示面板的金属驱动电路遮挡的问题。因此，可以将第二光敏传感单元216按区域合并，比如本实施例中将六个第二光敏传感单元216接收到的第二光返回信号进行合并，以增加传输至运算芯片的信号强度，以保证接收到的信号足够用来进行指纹活体识别。

指纹活体识别更多的需要对光谱特征进行检测，相比于指纹图像识别，不需要特别高的像素精细度来识别指纹的谷和脊，所以可以将第二光敏传感单元216按区域进行合并，增加传输至运算芯片的信号强度，同时还可以减少信号线220的总数，降低光敏传感器阵列内走线的复杂度。除本实施例描述的将六个第二光敏传感单元216作为一组连接至同一条信号线220以外，在其他实施方式中也可以将每八个、九个或更多第二光敏传感单元216作为一组，或者将更多的第二光敏传感单元216作为一组连接至同一条信号线220。也就是说，只要一个第二指纹区域202中的第二光敏传感单元216不是单个，就可以连接至同一条信号线220进行信号合并。

本发明提供一种显示面板1，如图2所示，设置在指纹识别装置的上方，包括第一指纹区域201和第二指纹区域202；第一指纹区域201中的像素单元发出第一光信号，第一光信号经手指反射后，到达指纹识别装置中的第一光敏传感单元；第一指纹区域201包括至少两个像素单元，每个像素单元发出的第一光信号的颜色相同；第二指纹区域202中的像素单元发出第二光信号，第二光信号经手指反射后，到达指纹识别装置中的第二光敏传感单元；第二指纹区域202中包括多个子区域，至少两个子区域发出的第二光信号的颜色不同。

本发明实施例提供的显示面板1中，第二指纹区域202包括多个子区域，且多个子区域呈离散状分布于第一指纹区域201内。将第二指纹区域202分为多个面积很小的子区域，以离散状分布在第一指纹区域201内，能够尽可能小的破坏第一指纹区域201的完整性，从而降低对指纹图像的识别的影响。另外第二指纹区域202接收到的第二光返回信号在用于活体检测的同时，也可以用于指纹图像识别。

本实施例中，每个子区域的大小为1个像素单元，每个像素单元由红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)三个子像素构成。每个子区域中的像素单元中的红色子像素发光；或者，每个子区域中的像素单元中的绿色子像素发光；或者，每个子区域中的像素单元中的蓝色子像素发光。根据图2可以看出，在四个子区域中，一个子区域只有红色子像素被点亮，一个子区域只有蓝色子像素被点亮，两个子区域只有绿色子像素被点亮，也就是说每个子区域的只发出一种颜色的单色光，但不同子区域之间分别发出不同颜色的单色光。以上只是一种实现方式，不局限于单色光，只要同一个子区域发出的光的颜色相同即可。

因为第二指纹区域202中像素单元通常是发出单色光，所以总体的光信号强度较低。为使指纹识别装置中的第二光敏传感单元216能接收到更多的第二光返回信号，在其他的实施方式中，也可以将第二指纹区域202的每个子区域的大小增加至2×2个像素单元或3×3个像素单元。另外，每个子区域也可以发出混色光，只要一个子区域内的像素单元发出的第二光信号颜色相同即可。

在更多的实施方式中，第二指纹区域的多个子区域也可以不是离散状分部，而是连通的。或者，第二指纹区域也可以设在所述第一指纹区域的外部、内部或侧部，例如将ICON区域分为内外两部分、左右两部分或上下两部分，分别作为第二指纹区域和第一指纹区域，二者的面积比例可以根据实际需求自由分配。

本实施例中，第二指纹区域202的每个像素单元的发光的子像素与第一指纹区域201的每个像素单元的发光的子像素不同。例如，第一指纹区域201的像素单元中的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素发光，发出的第一光信号为红绿蓝混色光(白色光)，即将三种颜色的子像素都点亮，以提高第一光信号整体的强度。

在另一实施方式中，第一指纹区域内的像素单元中的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素发光(白色光)；或者，第一指纹区域内的像素单元中的绿色子像素、蓝色子像素发光(青色光)；或者，所述第一指纹区域内的像素单元中的绿色子像素发光。因为蓝色子像素的使用寿命通常是三种颜色中最短的，所以在进行指纹识别时关闭蓝色子像素，有利于延长蓝色子像素的使用寿命。在此需要说明的是，以上为可选的方式，在实际应用中，第一指纹区域内的像素单元可以发各种的单色光，只要保证相同颜色即可。

在本实施例中，第一指纹区域中的像素单元发出的第一光信号用于进行指纹图像识别；第二指纹区域中的像素单元发出的第二光信号用于进行指纹活体识别。在一种可能的实施方式中，第二指纹区域中的像素单元还用于发出与第一指纹区域中的像素单元发出的第一光信号颜色相同的第三光信号；第一光信号和第三光信号均用于进行指纹图像识别；第二指纹区域中的像素单元发出的第二光信号用于进行指纹活体检测。

比如，可以将指纹图像识别与指纹活体识别分别放在两帧中进行，在进行指纹图像识别的第一帧里，第二指纹区域中的像素单元发出的第三光信号与第一光信号颜色相同，相当于将ICON区域作为一个整体发出第一光信号，第一光敏传感单元和第二光敏传感单元分别接收到第一光返回信号和第三光返回信号，也相当于接收到的都是第一光返回信号，以进行指纹图像识别。在进行指纹活体识别的第二帧里，第一指纹区域不发光，只有第二指纹区域发出第二光信号，也只有第二光敏传感单元接收第二光信号。

在一种可能的实施方式中，在前、后两次指纹活体检测中，第二指纹区域中的至少一个子区域发出的第二光信号的颜色不同。例如，可以为ICON区域预先设置两种预设图像，在第一次指纹活体检测中，根据第一预设图像，第一指纹区域发出蓝绿混色光，第二指纹区域分别发出红色单色光、绿色单色光、蓝色单色光。在第二次指纹活体检测中，根据第二预设图像，第一指纹区域发出绿色单色光，在上一次发出红色单色光的第二指纹区域改为发出蓝色单色光，在上一次发出绿色单色光的第二指纹区域改为发出红色单色光，在上一次发出蓝色单色光的第二指纹区域改为发出绿色单色光。以此类推，在连续的每一次指纹活体检测中反复切换这两种显像方式，避免像素单元一直点一种颜色状态，防止屏幕老化。

进一步的，在前、后两次活体检测中，第二指纹区域中的至少一个子区域的位置和/或数量发生变化。例如，在前次指纹活体检测中，第二指纹区域中的多个子区域呈离散状分部在第一指纹区域中，第一指纹区域发出第一光信号，第二指纹区域发出第二光信号。在后次指纹活体检测中，第二指纹区域中的多个子区域数量变多，而且多个子区域由原来的离散状态转变为互相连通在一起。

进一步的，在前、后两次活体检测中，第二指纹区域中的至少一个子区域中的像素单元转变为第一指纹区域中的像素单元；和/或，第一指纹区域中的部分区域中的像素单元转变为第二指纹区域中的至少一个子区域中的像素单元。例如，在前次活体检测中，其中一些像素单元处于第一指纹区域，在后次活体检测中，该一些像素单元处于第二指纹区域；还有另一些像素单元在前次活体检测中处于第二指纹区域，在后次活体检测中，该一些像素单元处于第一指纹区域。

本发明实施例还提供一种触控设备，可以是手机、平板电脑等触控设备，特别适用于全面屏手机，该触控设备包括上述任一实施例提供的显示面板。

本发明实施例还提供一种应用于上述触控设备的指纹识别方法，包括以下步骤：

S1：控制第一指纹区域的像素单元发出第一光信号，控制第二指纹区域的像素单元发出第二光信号。

其中，第一指纹区域包括至少两个像素单元，每个像素单元发出的第一光信号的颜色相同；第二指纹区域中包括多个子区域，至少两个子区域发出的第二光信号的颜色不同。

此时可以点亮显示面板的全部像素单元，比如在OLED显示面板正常显示的时候。或者，也可以只控制第一指纹区域的像素单元发出第一光信号，比如在显示面板处于黑屏状态的时候；同时，控制第二指纹区域的像素单元发出第二光信号。

S2：通过第一光敏传感单元获取用于指纹图像识别的第一光返回信号，通过第二光敏传感单元获取用于指纹活体识别的第二光返回信号。

第一光返回信号由第一指纹区域发出的第一光信号经过手指反射后的光信号形成，用于指纹图像识别。第二光返回信号由第二指纹区域发出的第二光信号经过手指反射后的光信号形成，用于指纹活体识别。

因为本发明实施例提供的触控设备和指纹识别方法，包含上述实施例提供的显示面板中的全部技术特征，所以能够解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，设置在显示面板的下方，所述显示面板包括第一指纹区域和第二指纹区域；所述第一指纹区域包括至少两个像素单元，每个所述像素单元发出的第一光信号的颜色相同；所述第二指纹区域中包括多个子区域，至少两个所述子区域发出的第二光信号的颜色不同；

所述指纹识别装置包括第一光敏传感单元和第二光敏传感单元；

所述第一光敏传感单元用于接收第一光返回信号，所述第一光返回信号由所述第一指纹区域发出的第一光信号经过手指反射后的光信号形成；

所述第二光敏传感单元用于接收第二光返回信号，所述第二光返回信号由所述第二指纹区域发出的第二光信号经过手指反射后的光信号形成。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置从下至上依次包括光敏传感器阵列和准直光学结构；

所述光敏传感器阵列包括硅基衬底以及形成于所述硅基衬底上的多个所述第一光敏传感单元和多个所述第二光敏传感单元；

所述第一光返回信号通过所述准直光学结构到达所述第一光敏传感单元；

所述第二光返回信号通过所述准直光学结构到达所述第二光敏传感单元。

3.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述准直光学结构包括微透镜层和至少一层遮光层；所述微透镜层包括多个微透镜，所述遮光层中形成有多个针孔结构；

所述第一光返回信号通过所述微透镜和所述针孔结构到达所述第一光敏传感单元；

所述第二光返回信号通过所述微透镜和所述针孔结构到达所述第二光敏传感单元。

4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述遮光层为多层；

相邻两层所述遮光层之间填充有透明光学层；所述微透镜层设于所述遮光层的上方，最上方的遮光层与所述微透镜层之间填充有透明光学层。

5.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一光敏传感单元和所述第二光敏传感单元上方具有红外滤光层。

6.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一光敏传感单元和所述第二光敏传感单元上形成有金属层，所述金属层开设有与所述第一光敏传感单元和所述第二光敏传感单元位置对应的透光孔。

7.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光敏传感器阵列中设置有信号线；

每n个所述第二光敏传感单元作为一组连接至同一条所述信号线。

8.一种显示面板，其特征在于，设置在指纹识别装置的上方，包括第一指纹区域和第二指纹区域；

所述第一指纹区域中的像素单元发出第一光信号，所述第一光信号经手指反射后，到达所述指纹识别装置中的第一光敏传感单元；所述第一指纹区域包括至少两个像素单元，每个所述像素单元发出的第一光信号的颜色相同；

所述第二指纹区域中的像素单元发出第二光信号，所述第二光信号经手指反射后，到达所述指纹识别装置中的第二光敏传感单元；所述第二指纹区域中包括多个子区域，至少两个所述子区域发出的第二光信号的颜色不同。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述第二指纹区域设在所述第一指纹区域的外部或内部。

10.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述第二指纹区域的多个子区域连通。

11.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述第二指纹区域的多个子区域呈离散状分布。

12.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，每个所述子区域的大小为1个像素单元、2×2个像素单元或3×3个像素单元。

13.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述第一指纹区域内的像素单元中的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素发光；或者，所述第一指纹区域内的像素单元中的绿色子像素、蓝色子像素发光；或者，所述第一指纹区域内的像素单元中的绿色子像素发光。

14.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，每个所述子区域中的像素单元中的红色子像素发光；或者，每个所述子区域中的像素单元中的绿色子像素发光；或者，每个所述子区域中的像素单元中的蓝色子像素发光。

15.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述第一指纹区域中的像素单元发出的第一光信号用于进行指纹图像识别；所述第二指纹区域中的像素单元发出的第二光信号用于进行指纹活体识别。

16.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述第二指纹区域中的像素单元还用于发出与所述第一指纹区域中的像素单元发出的第一光信号颜色相同的第三光信号；所述第一光信号和所述第三光信号均用于进行指纹图像识别；所述第二指纹区域中的像素单元发出的第二光信号用于进行指纹活体检测。

17.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，在前、后两次活体检测中，所述第二指纹区域中的至少一个子区域发出的第二光信号的颜色不同。

18.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，在前、后两次活体检测中，所述第二指纹区域中的至少一个子区域的位置和/或数量发生变化。

19.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，在前、后两次活体检测中，所述第二指纹区域中的至少一个子区域中的像素单元转变为所述第一指纹区域中的像素单元；和/或，所述第一指纹区域中的部分区域中的像素单元转变为所述第二指纹区域中的至少一个子区域中的像素单元。

20.一种设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的指纹识别装置以及权利要求8至19任一项所述显示面板。

21.一种指纹识别方法，其特征在于，应用于如权利要求20所述的设备，所述方法包括：

控制所述第一指纹区域的像素单元发出第一光信号，控制所述第二指纹区域的像素单元发出第二光信号；

通过所述第一光敏传感单元获取用于指纹图像识别的所述第一光返回信号，通过所述第二光敏传感单元获取用于指纹活体识别的所述第二光返回信号，所述第一光返回信号由所述第一指纹区域发出的第一光信号经过手指反射后的光信号形成，所述第二光返回信号由所述第二指纹区域发出的第二光信号经过手指反射后的光信号形成。

Images