CN215867892U - 指纹识别装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种指纹识别装置和电子设备，在实现指纹识别装置轻薄化的同时，能够兼顾提高指纹识别性能。该指纹识别装置包括：呈阵列分布的多个指纹识别单元，每个指纹识别单元包括：微透镜；至少两层阻光层，形成有不同方向的多个导光通道；多个像素单元，一一对应的设置于多个导光通道下方；多个第一导光通道的方向与第一方向的夹角均为第一夹角，多个第二导光通道的方向与第一方向的夹角均为第二夹角，第一方向为多个像素单元所在平面的法线方向；第一像素单元用于接收第一导光通道传导的第一目标指纹光信号，第二像素单元用于接收第二导光通道传导的第二目标指纹光信号，第一目标指纹光信号和/或第二目标指纹光信号用于进行指纹识别。

Description

指纹识别装置和电子设备

技术领域

本申请涉及光学指纹技术领域，并且更具体地，涉及一种指纹识别装置和电子设备。

背景技术

随着生物识别技术发展，指纹识别技术广泛应用于移动终端设计、汽车电子、智能家居等领域。在移动终端领域中，例如在手机中，指纹识别技术的性能要求越来越高，一方面，指纹识别装置需要具有小型化、超薄化等特点，适宜于安装于小型化的手持终端中；另一方面，指纹识别装置还需要有较高的指纹识别性能，具有较为准确的识别率，满足用户需求并提高用户体验。

因此，如何在实现指纹识别装置轻薄化的同时，兼顾提高指纹识别性能，是一项亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种指纹识别装置和电子设备，在实现指纹识别装置轻薄化的同时，能够兼顾提高指纹识别性能。

第一方面，提供一种指纹识别装置，用于设置在电子设备的显示屏的下方以实现屏下光学指纹识别，该指纹识别装置包括：呈阵列分布的多个指纹识别单元，且多个指纹识别单元中的每个指纹识别单元包括：微透镜；至少两层阻光层，设置于微透镜下方，至少两层阻光层中每一层阻光层均设置有通光小孔以形成不同方向的多个导光通道；多个像素单元，设置于至少两层阻光层下方，且多个像素单元一一对应的设置于多个导光通道的下方；其中，从显示屏上方的手指反射或散射后返回的指纹光信号通过微透镜会聚后，其中不同方向的多个目标指纹光信号分别经过多个导光通道传输至多个像素单元；多个导光通道包括第一导光通道组和第二导光通道组，第一导光通道组中多个第一导光通道的方向与第一方向的夹角均为第一夹角，第二导光通道组中多个第二导光通道的方向与第一方向的夹角均为第二夹角，其中，第一夹角与第二夹角不同，第一方向为多个像素单元所在平面的法线方向；多个像素单元包括第一像素单元组和第二像素单元组，第一像素单元组中的多个第一像素单元一一对应设置于多个第一导光通道下方，多个第一像素单元中的一个第一像素单元用于接收与其对应的一个第一导光通道传导的第一目标指纹光信号，第二像素单元组中的多个第二像素单元一一对应设置于多个第二导光通道下方，多个第二像素单元中的一个第二像素单元用于接收与其对应的一个第二导光通道传导的第二目标指纹光信号，第一目标指纹光信号和/或第二目标指纹光信号用于进行指纹识别。

通过本申请实施例的技术方案，提供了一种用于设置在电子设备的显示屏下方的指纹识别装置，其中每个指纹识别单元通过微透镜和至少两层阻光层的结构，实现将指纹光信号会聚并引导至多个像素单元，整个结构厚度较小，与此同时，由于第一目标指纹光信号和第二目标指纹光信号的方向以及角度均不相同，因此，该第一目标指纹光信号和第二目标指纹光信号可在不同指纹环境下进行指纹识别，使得本申请实施例的指纹识别装置既能适应于手指与显示屏接触良好的情况，也能适应于手指与显示屏接触不佳的情况，在实现指纹识别装置轻薄化的同时，兼顾提高指纹识别性能。

在一些可能的实施方式中，第一夹角小于第二夹角，第一目标指纹光信号用于第一指纹环境的指纹识别，第一目标指纹光信号用于第二指纹环境的指纹识别，其中，第一指纹环境下手指的干燥度小于第二指纹环境下手指的干燥度。

在一些可能的实施方式中，第一目标指纹光信号对应的第一指纹图像和第二目标指纹光信号对应的第二指纹图像中图像质量高的指纹图像用于指纹识别。

在一些可能的实施方式中，第一指纹图像和第二指纹图像还用于处理得到手指的三维结构信息，手指的三维结构信息用于进行指纹防伪。

在一些可能的实施方式中，多个第一像素单元用于接收经过多个第一导光通道传导的多个第一目标指纹光信号，多个第一目标指纹光信号对应的多张第一指纹图像中，至少两张第一指纹图像用于融合形成第一融合指纹图像；多个第二像素单元用于接收经过多个第二导光通道传导的多个第二目标指纹光信号，多个目标指纹光信号对应的多张第二指纹图像中，至少两张第二指纹图像用于融合形成第二融合指纹图像；第一融合指纹图像和/或第二融合指纹图像用于指纹识别。

在一些可能的实施方式中，第一融合指纹图像和第二融合指纹图像中图像质量高的指纹图像用于指纹识别。

在一些可能的实施方式中，至少两层阻光层包括第一阻光层；多个第一导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径与多个第二导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径不同。

在一些可能的实施方式中，第一夹角小于第二夹角，多个第二导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径大于多个第一导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径，以提高多个第二导光通道的通光量。

在一些可能的实施方式中，第一夹角小于第二夹角，多个第二导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径小于多个第一导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径，以提高多个第二导光通道的成像分辨率。

在一些可能的实施方式中，多个第一导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径相同，和/或，多个第二导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径相同。

在一些可能的实施方式中，第一阻光层为至少两层阻光层中的底层阻光层；多个第一导光通道位于底层阻光层中的通光小孔的直径小于等于多个第一导光通道位于其它阻光层中的通光小孔的直径，和/或，多个第二导光通道位于底层阻光层中的通光小孔的直径小于等于多个第二导光通道位于其它阻光层中的通光小孔的直径。

在一些可能的实施方式中，多个像素单元为N×N的像素单元阵列，N为大于2的正整数。

在一些可能的实施方式中，多个像素单元为4×4的像素单元阵列，多个像素单元还包括：第三像素单元组，多个导光通道还包括：与第三像素单元组对应第三导光通道组；第三导光通道组中多个第三导光通道的方向与第一方向的夹角均为第三夹角，其中，第三夹角与第一夹角不同，且第三夹角与第二夹角也不同。

在一些可能的实施方式中，在4×4的像素单元阵列中，第一像素单元组包括位于中心的2×2个像素单元，第二像素单元组包括位于四角的4个像素单元，第三像素单元组包括除第一像素单元组和第二像素单元组外其它的8个像素单元。

在一些可能的实施方式中，在第一方向上，微透镜的中心在多个像素单元所在平面上的投影与多个像素单元的中心重合。

在一些可能的实施方式中，至少两层阻光层为两层阻光层，两层阻光层中的每层阻光层中均设置有多个通光小孔，多个通光小孔的数量与多个像素单元的数量相同。

在一些可能的实施方式中，指纹识别装置还包括：红外滤光层和/或彩色滤光层，设置于显示屏至多个像素单元的光路之间。

第二方面，提供一种电子设备，包括：显示屏以及如第一方面或第一方面中任一可能的实施方式中的指纹识别装置，其中，该指纹识别装置用于设置在显示屏下方以实现屏下指纹识别。

附图说明

图1为本申请实施例可以适用的电子设备的示意性俯视图。

图2为图1所示电子设备的A-A’截面的截面示意图。

图3为根据本申请实施例提供的一种指纹识别装置的示意性截面图。

图4为图3所示指纹识别装置的示意性俯视图。

图5为图3所示指纹识别装置的示意性立体图。

图6为像素单元的视场与其接收的光信号角度示意图。

图7为手指指纹对不同角度入射光信号影响的示意图。

图8为根据本申请实施例提供的一种指纹识别装置的示意性结构图。

图9为根据本申请实施例提供的像素阵列与指纹图像对应示意图。

图10为图8所示指纹识别装置的一种示意性俯视图。

图11为根据本申请实施例的像素单元与微透镜的尺寸示意图。

图12为根据本申请实施例的不同像素单元接收不同目标指纹光信号的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备。例如，智能手机、笔记本电脑、平板电脑、游戏设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine，ATM)等其他电子设备。但本申请实施例对此并不限定。

本申请实施例的技术方案可以用于屏下指纹识别技术。

屏下(under display)指纹识别技术是指将指纹识别装置安装在电子设的显示屏下方，从而实现在显示屏的显示区域内进行指纹识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置指纹采集区域。具体地，指纹识别装置使用从电子设备的显示屏的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。这种返回的光携带与显示屏的顶面接触或者接近的物体(例如手指)的信息，位于显示屏下方的指纹识别装置通过采集和检测这种返回的光以实现屏下指纹识别。其中，指纹识别装置的设计可以为通过恰当地配置用于采集和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像，从而检测出所述手指的指纹信息。

图1和图2示出了本申请实施例可以适用的电子设备的示意图，其中，图1为电子设备的示意性俯视图，图2为图1所示A-A’截面的截面示意图。

如图1和图2所示，电子设备10可以包括显示屏120和指纹识别装置130。

其中，显示屏120可以为自发光显示屏，例如，可以为有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。在其他可替代实施例中，显示屏120也可以为液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)或者其他被动发光显示屏，本申请实施例对此不做限制。

指纹识别装置130包括指纹传感器134，该指纹传感器134包括具有多个像素单元131(也可以称为感光像素单元、光学感应单元等)的像素阵列133(也可以称感光像素阵列、光学感应阵列等等)。该像素阵列133在显示屏120上对应的感应区域为指纹识别装置130的指纹检测区域103(也称为指纹采集区域、指纹识别区域等)，在具体实现中，用户手指140可设置于指纹检测区域103，经过手指140后，携带有指纹信息的光信号可被像素阵列133接收，以实现指纹识别。具体地，像素单元131可以包括光探测器(Photo detector)，例如光电二极管，像素阵列133具体可以为光探测器阵列，其包括多个呈阵列式分布的光探测器。

具体地，指纹传感器134除了可包括上述像素阵列133以外，还可以包括与像素阵列133电性连接的读取电路、处理电路及辅助电路等等，作为一种示例，在图2所示实施例中，指纹传感器134中像素阵列133以及其它电路可通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)上。在另一示例中，指纹传感器134可仅包括像素阵列133以及部分辅助电路集成于一个芯片中，而处理电路可集成于另一个芯片(可称为处理芯片)中，该处理芯片与指纹传感器134所在芯片进行电连接以实现信号传输。可选地，该处理芯片包括但不限于是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)芯片。

请继续参见图1，指纹识别装置130可设置在所述显示屏120下方的局部区域。可选地，指纹检测区域103可以位于所述显示屏120的显示区域之中，指纹识别装置130可对应设置于指纹检测区域103的下方。

请继续参见图2，以显示屏120为(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏为例，指纹识别装置130可以利用OLED显示屏120位于指纹检测区域103的显示单元(即OLED光源)作为光学指纹检测的激励光源。当手指140按压在指纹检测区域103时，显示屏120向所述指纹检测区域103上方的手指140发出一束光111，该光111在手指140的表面发生反射形成反射光或者经过所述手指140内部散射而形成散射光(透射光)。在相关专利申请中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的脊(ridge)141与谷(valley)142对于光的反射能力不同，因此，来自指纹脊的反射光151和来自指纹谷的反射光152具有不同的光强，反射光被指纹识别装置130中的像素阵列133所接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号；基于该指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并且可以进一步进行指纹匹配验证，从而在电子设备10实现光学指纹识别功能。

针对电子设备10，用户在需要对电子设备10进行解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于显示屏120的指纹检测区域103，便可以实现指纹输入。由于指纹检测可以在屏内实现，因此采用上述结构的电子设备10无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，从而可以采用全面屏方案，即显示屏120的显示区域可以基本扩展到整个电子设备10的正面。

请继续参见图2，指纹识别装置130除了可以包括上述指纹传感器134以外，还可以包括光学组件132。

可选地，光学组件132可以设置在指纹传感器134的像素阵列133的上方，其可以具体包括滤光层、光路引导结构、以及其他光学元件中的一种或多种，该滤光层可以用于滤除穿透手指的环境光，而光路引导结构主要用于从手指表面反射回来的反射光导引至所述像素阵列133进行光学检测。

在一些实施方式中，光路引导结构可以为包括由多个微透镜形成的微透镜阵列，其可以通过半导体生长工艺或者其他工艺形成在指纹传感器134的像素阵列133上方，并且每一个微透镜可以分别对应于像素阵列133中至少一个像素单元。此外，微透镜层和感应单元之间还可以包括具有小孔(或称为微孔、开孔)的阻光层(或称为挡光层、遮光层等)，其中小孔形成在其对应的微透镜和感应单元之间，阻光层可以阻挡相邻微透镜和像素单元之间的光学干扰，并使得像素单元所对应的光线通过微透镜会聚到小孔内部并经由小孔传输到像素单元以进行光学指纹成像。

在另一些实施方式中，光路引导结构也可为光学准直器，该光学准直器包括具有高深宽比的通孔阵列，或者，光路引导结构也可为光学透镜(Lens)层，其具有一个或多个透镜单元，比如一个或多个非球面透镜组成的透镜组。

在上述几种实施方式中，若光路引导结构为光学透镜层，类似于成像镜头，其利用透镜成像原理对手指进行成像，具有一定的光路长度设计要求且透镜尺寸相对较大，造成指纹识别装置的厚度较大，该镜头式的屏下指纹识别装置的尺寸难以适应电子设备的小型化以及轻薄化的发展。而若光路引导结构为光学准直器，则利用准直孔成像的图像对比度与准直孔的深度有关，需要比较大的深度才能实现较高的成像质量，同样不利于指纹识别装置的轻薄化设计，同时这种方案的光线利用率较低，造成指纹图像质量不佳。

因此，在本申请实施例中，光路引导结构采用微透镜阵列以及具有小孔的阻光层的组合结构，能够利用微透镜进行指纹光信号会聚，提高光线利用率，提升指纹图像质量，另外，光路引导结构的整体厚度较小，有利于指纹识别装置的小型化和轻薄化发展。

图3至图5示出了一种指纹识别装置的示意性截面图、示意性俯视图和示意性立体图。

如图3至图5所示，指纹识别装置300包括：微透镜阵列310、至少一层阻光层，例如图中所示的第一阻光层321和第二阻光层322，以及像素阵列330。该至少一阻光层中形成有小孔，以形成微透镜阵列310中的每个微透镜对应的四个不同方向的导光通道，且四个不同方向的导光通道中每个导光通道底部均设置有一个像素单元。换言之，在本申请实施例中，微透镜阵列310中每个微透镜对应四个像素单元，且每个微透镜设置于与其对应的四个像素单元的正上方。

在具体实现中，至少一层阻光层中的每层阻光层对特定波段(比如可见光或者610nm以上波段)的光的透过率小于预设阈值(例如20％)，以避免相应的光通过。

在本申请实施例中，每个微透镜对应的四个导光通道以及四个像素单元可以看成是一个指纹识别单元301，本申请实施例中的指纹识别装置300可以看成是多个指纹识别单元301阵列形成的装置。

具体地，参见图3至图5，在一个指纹识别单元301中，第一微透镜311下方对应设置有第一像素单元331、第二像素单元332、第三像素单元333和第四像素单元334。可选地，每个像素单元中均设置有感光区域(Active Area，AA)，即第一像素单元331中的第一感光区域3311，第二像素单元332中的第二感光区域3321，第三像素单元333中的第三感光区域3331以及第四像素单元334中的第四感光区域3341，分别设置于四个导光通道的底部，并用于分别接收经过四个导光通道的四个目标指纹光信号并转换为对应的电信号，该感光区域可以为像素单元中光电二极管所在的区域，即像素单元中接收光信号的区域，像素单元中的其它区域可以用于设置像素单元中的其它电路以及用于像素间走线的排布。

可选地，如图3至图5所示，第一微透镜311对应的四个导光通道在第一阻光层321设置有一个通光小孔，且在第二阻光层322设置有分别对应于四个像素单元的四个通光小孔。例如，如图4和图5所示，第一阻光层321上设置有对应于第一像素单元331的1#通光小孔3211，第二阻光层322上设置有1个大的2#通光小孔3221，该2#通光小孔3221对应于4个像素单元。该1#通光小孔3211和2#通光小孔3221形成对应于第一像素单元331的第一导光通道。可选地，该1#通光小孔3211和2#通光小孔3221的中心可以在一条直线上，该直线的方向可为第一导光通道的方向。第一方向的倾斜光信号31通过第一微透镜311会聚后，通过第一导光通道至第一像素单元331中的第一感光区域3311，而其他方向的光信号(例如，图4中虚线所示的光信号)则被阻挡在阻光层中，无法传输至像素单元。

其中，上述第一方向的倾斜光信号31可以为经过显示屏上方的手指反射或散射后，穿过显示屏，到达第一微透镜311的第一方向的指纹倾斜光信号，该第一方向的倾斜光信号31可以用于检测指纹信息。

类似地，第一微透镜311下方其它像素单元对应的通光小孔的设置可以参见上文第一像素单元331对应的通光小孔的设置，其它像素单元同样可以接收其它方向的倾斜指纹光信号，该其它方向的倾斜指纹光信号经过第一微透镜311会聚后，经过通光小孔形成的导光通道后，传输至对应的像素单元。例如图3中，第三方向的倾斜光信号33通过第一微透镜311会聚后，通过第三导光通道至第三像素单元333中的第一感光区域3311。

参见图5，第一微透镜311对应的四个导光通道的方向可参见图中示意的方向，由于第一微透镜311设置于四个像素单元的正上方，四个像素单元中每个像素单元的中心与第一微透镜311的光心的直线距离相等，因此，针对于四个像素单元设计的四个导光通道的方向虽然不同，但是该四个导光通道与像素阵列所在平面的法线方向的夹角却相同。

因此，在该情况下，虽然指纹识别装置300中的像素阵列330能够通过不同方向的导光通道接收到不同方向的光信号，但该不同方向的光信号与像素阵列330所在平面的法线方向的夹角却相同，在按压于显示屏的手指处于不同环境下，该夹角的大小会影响到指纹识别装置的指纹成像效果。

为了便于描述，下文中，将导光通道与像素阵列所在平面的法线方向的夹角称之为导光通道的角度，类似地，将像素单元接收的光信号与像素阵列所在平面的法线方向的夹角也称之为光信号的角度。

具体而言，对于同一像素单元而言，其视场角是固定不变的。若像素单元接收到的光信号的角度越小，则像素单元在手指上的视场范围越小，也即该像素单元对应的单位指纹识别区域越小；反之，若像素单元接收到的光信号的角度越大，则像素单元在手指上的视场范围越大，也即该像素单元对应的单位指纹识别区域越大。

参见图6所示的示意图，如图6中的(a)图所示，像素单元的视场角可为θ，若该像素单元接收的光信号角度为

该像素单元在显示屏上的指纹识别区域的直径为D₁。如图6中的(b)图所示，像素单元的视场角同样为θ，但若该像素单元接收的光信号角度为

且

该像素单元在显示屏上的指纹识别区域的直径为D₂，D₂＞D₁。

由于在像素单元接收光信号的角度较大，其在显示屏上的指纹识别区域较大，则在该较大的识别区域内，可能同时包含有指纹脊以及指纹谷。在手指与显示屏接触良好的情况下，指纹脊与显示屏紧密接触，而指纹谷与显示屏之间具有间隙，因此，指纹脊对应的显示屏界面对于光的反射能力与指纹谷对应的显示屏界面对于光的反射能力不同，且二者之间差异较大，因此，经过指纹脊对应的显示屏界面反射后的光信号与经过指纹谷对应的显示屏界面反射后的光信号具有不同的光强，该不同光强的光信号被不同的像素单元接收后，才能形成亮暗相间的指纹信号以进行指纹识别。但在该实施方式中，若一个像素单元对应的指纹识别区域较大，其既能接收来自指纹脊对应的显示屏界面的反射光也能接收来自指纹谷对应的显示屏界面的反射光，则会造成指纹脊与指纹谷之间的反射光相互干扰，影响像素单元最终接收的指纹信号量，从而影响指纹成像质量。

综上，在手指与显示屏接触良好的情况下，像素单元接收到的光信号的角度越小，则像素单元中指纹信号质量越好，有利于提升指纹成像质量。

但，在手指与显示屏接触不良的情况下，指纹脊和指纹谷与显示屏之间均具有间隙，指纹脊对应的显示屏界面对于光的反射能力与指纹谷对应的显示屏界面对于光的反射能力近似，此时，若像素单元接收的光信号的角度较小，指纹脊与指纹谷之间的信号差异小，指纹成像质量较差。而若此时像素单元接收的光信号的角度较大，则入射至手指的光信号角度同样较大，经过指纹谷反射后的部分光信号会被指纹脊遮挡，而经过指纹脊反射后的光信号不受影响，从而增大了经过指纹脊反射后的光信号与经过指纹谷反射后的光信号的差异，从而提升指纹成像质量。

参见图7所示的示意图，如图7中的(a)图所示，小角度的入射光信号经过指纹脊和指纹谷反射之后，形成小角度的反射光信号，且该小角度的反射光信号不会被指纹本身的立体结构影响。如图7中的(b)图所示，大角度的入射光信号经过指纹脊和指纹谷反射之后，才能形成大角度的反射光信号，经过指纹谷反射后的大角度的反射光信号可能会被指纹脊的侧壁遮挡，无法被像素单元接收，而经过指纹脊反射后的的大角度的反射光信号则不会被指纹本身影响，能够被像素单元接收，因此，指纹识别装置中的像素单元接收的指纹脊和指纹谷的反射光具有差异，能够提高指纹成像质量。

综上，在手指与显示屏接触不良的情况下，指纹识别装置中的像素单元接收到的光信号的角度越大，则有利于提升指纹成像质量。

返回参考图3至图5所示实施例，虽然该实施方式中指纹识别装置300中包括不同方向的导光通道，且不同的像素单元能够通过不同方向的导光通道接收不同方向的光信号，但该指纹识别装置300中的导光通道的角度却相同，换言之，像素单元接收的光信号的角度也相同，在手指与显示屏接触良好或者接触不良的情况下，指纹识别装置300的成像质量会发生变化，指纹识别性能受到影响和制约。

基于此，本申请提出一种新的指纹识别装置，其用于设置在电子设备的显示屏下方，在实现指纹识别装置轻薄化的同时，能够适应于手指与显示屏不同的接触情况，兼顾提高指纹识别性能。

图8示出了本申请实施例提供的一种指纹识别装置的示意性结构图，该指纹识别装置适用于显示屏的下方以实现屏下光学指纹识别。

如图8所示，指纹识别装置400包括：呈阵列分布的多个指纹识别单元401，且多个指纹识别单元401中的每个指纹识别单元包括：

微透镜410；

至少两层阻光层，例如，图8中所示的两层阻光层421和422，该至少两层阻光层中每一层阻光层均设置有通光小孔以形成不同方向的多个导光通道；

多个像素单元，且该多个像素单元一一对应的设置于多个导光通道的下方；

其中，从显示屏上方的手指反射或散射后返回的指纹光信号通过微透镜会聚后，其中不同方向的多个目标指纹光信号分别经过多个导光通道传输至多个像素单元，而非目标指纹光信号被阻光层中除通光小孔以外的阻光区域阻挡；

此外，多个导光通道包括第一导光通道组和第二导光通道组，例如，如图8所示，第一导光通道组中多个第一导光通道431的方向与第一方向的夹角均为第一夹角α，第二导光通道组中多个第二导光通道432的方向与第一方向的夹角均为第二夹角β，其中，第一夹角α与第二夹角β不同，第一方向为多个像素单元所在平面的法线方向；

对应的，多个像素单元包括第一像素单元组和第二像素单元组，例如，如图8所示，第一像素单元组中的多个第一像素单元441一一对应设置于多个第一导光通道431下方，其中，一个第一像素单元441用于接收与其对应的一个第一导光通道传导的第一目标指纹光信号。第二像素单元组中的多个第二像素单元442一一对应设置于多个第二导光通道432下方，其中，一个第二像素单元442用于接收与其对应的一个第二导光通道432传导的第二目标指纹光信号，该第一目标指纹光信号和/或第二目标指纹光信号用于进行指纹识别。

在本申请实施例中，对于指纹识别装置中的一个指纹识别单元而言，至少两层阻光层中形成有第一导光通道组和第二导光通道组，该第一导光通道组中包括多个第一导光通道431，该多个第一导光通道431在三维空间中呈现为多个方向，虽然该多个第一导光通道431的方向不同，但该多个第一导光通道431的方向与第一方向(多个像素单元所在平面的法线方向)的夹角却相同，均为第一夹角α。

类似的，第二导光通道组中包括多个第二导光通道432，该多个第二导光通道432在三维空间中同样呈现为多个方向，但该多个第二导光通道432的方向与第一方向(多个像素单元所在平面的法线方向)相同，均为第二夹角β。

对应的，经过一个第一导光通道431导引至其对应的一个第一像素单元441的光信号可包括第一目标指纹光信号，该第一目标指纹光信号可为经过显示屏上方手指散射或反射且经微透镜会聚后的光信号，该第一目标指纹光信号的方向可与第一导光通道的方向相同或相近，且该第一目标指纹光信号与第一方向的夹角为第一夹角α或者接近第一夹角α。

类似地，经过一个第二导光通道432导引至其对应的一个第二像素单元442的光信号可包括第二目标指纹光信号，该第二目标指纹光信号同样可为经过显示屏上方手指散射或反射且经微透镜410会聚后的光信号，该第二目标指纹光信号的方向可与第二导光通道432的方向相同或相近，且该第二目标指纹光信号与第一方向的夹角为第二夹角β或者接近第二夹角β。

为了便于描述，下文中，将导光通道与第一方向的夹角也简称为导光通道的角度，类似地，将目标指纹光信号与第一方向的夹角也简称为目标指纹光信号的角度。

由于第一目标指纹光信号和第二目标指纹光信号的方向以及角度均不相同，因此，该第一目标指纹光信号和第二目标指纹光信号可在不同指纹环境下进行指纹识别。本申请实施例的指纹识别装置既能适应于手指与显示屏接触良好的情况，也能适应于手指与显示屏接触不佳的情况，在实现指纹识别装置轻薄化的同时，兼顾提高指纹识别性能。

作为一种示例，若第一目标指纹光信号的角度小于第二目标指纹光信号的角度，即上文中第一夹角α小于第二夹角β，第一目标指纹光信号可用于第一指纹环境下的指纹识别，第二目标指纹光信号可用于第二指纹环境下的指纹识别，其中，第一指纹环境下，手指与显示屏接触良好，第一目标指纹光信号对应的指纹成像质量较好，而第二目标指纹光信号对应的指纹成像质量较差，因而第一目标指纹光信号可用于第一指纹环境下的指纹识别。而第二指纹环境下，手指与显示屏接触不良，则第二目标指纹光信号对应的指纹成像质量较好，而第一目标指纹光信号对应的指纹成像质量较差，因而第二目标指纹光信号可用于第二指纹环境下的指纹识别。

在一些生活场景下，例如洗完手、早晨起床、手指抹灰、低温等场景下手指通常较干，其角质层不均匀，其按压在显示屏上时，手指局部区域会出现接触不良的情况，因此，上述第一指纹环境可为正常手指的指纹环境，而第二指纹环境可为干手指的指纹环境，第一指纹环境下手指的干燥度可小于第二指纹环境下手指的干燥度。

可选地，对于一个指纹识别单元而言，若其中第一像素单元组包括N个第一像素单元，该N个第一像素单元对应于N个第一导光通道，则该N个第一像素单元可用于分别通过N个第一导光通道接收N个方向的第一目标指纹光信号，该N个方向的第一目标指纹光信号与第一方向的夹角均接近或等于第一夹角，其中，N为大于1的正整数。

对于N个第一像素单元中的1#第一像素单元而言，其对应于N个第一导光通道中的1#第一导光通道，1#第一像素单元通过1#第一导光通道接收1#方向的第一目标指纹光信号，该1#第一像素单元接收的1#方向的第一目标指纹光信号可用于形成1#第一指纹图像中的一个像素值，且该1#第一指纹图像中的其它像素值可通过指纹识别装置中其它指纹识别单元中的1#像素单元接收的1#方向的第一目标指纹光信号形成，因而，在本申请实施例中，该1#第一指纹图像可称之为对应于1#方向的第一目标指纹光信号的指纹图像。

类似地，对于N个第一像素单元中的其它第一像素单元而言，其用于接收其它方向的目标指纹光信号，该其它每个方向的第一目标指纹光信号均对应于一张第一指纹图像，即N个方向的第一目标指纹光信号可对应于N张第一指纹图像。

类似地，对于一个指纹识别单元而言，若其中第二像素单元组包括M个第二像素单元，则该M个第二像素单元可用于分别接收M个方向的第二目标指纹光信号，该M个方向的第二目标指纹光信号与第一方向的夹角接近或等于第二夹角，且该M个方向的第二目标指纹光信号可对应于M张第二指纹图像，M为大于1的正整数。

作为示例，如图9所示，指纹识别装置可包括像素阵列，该像素阵列由多个指纹识别单元中的像素单元集合组成，其中，一个指纹识别单元中的像素单元集合在图9中用440表示，该一个指纹识别单元中的像素单元集合可包括2个上述第一像素单元441和2个上述第二像素单元442，该2个第一像素单元分别为1#像素单元和2#像素单元，该2个第二像素单元分别为3#像素单元和4#像素单元，像素阵列中所有指纹识别单元中的1#像素单元接收的光信号方向相同，用于对应形成1#指纹图像，同理，像素阵列中所有指纹识别单元中的2#像素单元接收的光信号方向相同，用于对应形成2#指纹图像，3#像素单元用于对应形成3#指纹图像，4#像素单元用于对应形成4#指纹图像，该4幅指纹图像中，1#指纹图像和2#指纹图像为本申请实施例中的两张第一指纹图像，3#指纹图像和4#指纹图像为本申请实施例中的两张第二指纹图像。

可选地，在一些实施方式中，N张第一指纹图像中的任意一张第一指纹图像可单独用于进行指纹识别，或者，M张第二指纹图像中的任意一张第二指纹图像可单独用于进行指纹识别。

作为一种示例，N张第一指纹图像中的任意一张第一指纹图像和M张第二指纹图像中图像质量高的指纹图像用于指纹识别，其中，图像质量包括但不限于是对比度、清晰程度、信噪比等等图像质量参数。

结合上文第一目标指纹光信号和第二目标指纹光信号适用于不同手指环境下的指纹识别，具体地，在本申请实施例中，若第一目标指纹光信号的角度小于第二目标指纹光信号的角度，即第一夹角α小于第二夹角β，N张第一指纹图像中的任意一张第一指纹图像可单独用于第一指纹环境下的指纹识别，或者，M张第二指纹图像中的任意一张第二指纹图像可单独用于第二指纹环境下的指纹识别，作为示例但非限定，第一指纹环境下手指的干燥度小于第二指纹环境下手指的干燥度。

可选地，在指纹识别基础上，由于第一目标指纹光信号与第一方向的夹角不同于第二目标指纹光信号与第一方向的夹角，因此，第一目标指纹光信号对应的第一指纹图像与第二目标指纹光信号对应的第二指纹图像可分别呈现指纹不同角度的形貌，因而N张第一指纹图像中的任意一张第一指纹图像与M张第二指纹图像中的任意一张第二指纹图像还可用于处理得到手指的三维结构信息，该手指的三维结构信息用于进行指纹防伪。

可选地，在另一些实施方式中，N张第一指纹图像中，至少两张第一指纹图像可用于融合形成第一融合指纹图像，该第一融合指纹图像用于进行指纹识别，或者，M张第二指纹图像中，至少两张第二指纹图像可融合形成第二融合指纹图像，该第二融合指纹图像用于进行指纹识别。

作为一种示例，第一融合指纹图像和第二融合指纹图像中图像质量高的指纹图像可用于指纹识别，其中，图像质量包括但不限于是对比度、清晰程度、信噪比等等图像质量参数。

结合上文第一目标指纹光信号和第二目标指纹光信号适用于不同手指环境下的指纹识别，具体地，在本申请实施例中，若第一目标指纹光信号的角度小于第二目标指纹光信号的角度，即第一夹角α小于第二夹角β，第一融合指纹图像可用于第一指纹环境下的指纹识别，或者，第二融合指纹图像可用于第二指纹环境下的指纹识别，作为示例但非限定，第一指纹环境下手指的干燥度小于第二指纹环境下手指的干燥度。

在该实施方式中，第一融合指纹图像和第二融合指纹图像中包括更多的像素值，对指纹具有更高的采样率和识别范围，且包含有多个方向的目标指纹光信号的信息，因而第一融合指纹图像和第二融合指纹图像中包含有更多的指纹信息，能够适应于屏幕偏振方向以及指纹按压方向对于指纹识别造成的干扰，利用第一融合指纹图像或者第二融合指纹图像进行指纹识别，能够提高指纹识别的准确度。

上文对指纹识别装置接收的目标指纹光信号、该目标指纹光信号对应的指纹图像，以及指纹图像的指纹识别方式进行了说明，下面返回参考图8，对本申请实施例提供的指纹识别装置的结构进行进一步说明。

可选地，在本申请实施例中，导光通道(包括第一导光通道431和第二导光通道432)的方向可为导光通道中通光小孔的中心连线的方向。作为示例，图8所示的指纹识别单元401包括两层阻光层，导光通道的方向可为底层阻光层421中通光小孔的中心与顶层阻光层422中通光小孔的中心连线的方向。

在其它实施方式中，若指纹识别单元401包括三层或三层以上阻光层，则导光通道的方向可为三层或三层以上阻光层中任意两层阻光层中通光小孔的中心连线的方向，例如，可以为最底层阻光层中通光小孔的中心以及次底层阻光层中通光小孔的中心连线的方向。

在一些实施方式中，至少两层阻光层中，每层阻光层中通光小孔的数量与指纹识别单元401中像素单元的数量相同，在该实施方式下，每层阻光层中的多个通光小孔与多个像素单元一一对应，导光通道的方向精度较高。

或者，在其它一些实施方式中，至少两层阻光层中，除最底层阻光层中通光小孔的数量与指纹识别单元401中像素单元的数量相同以外，其它阻光层中通光小孔的数量也可小于指纹识别单元401中像素单元的数量，例如，相邻的导光通道在至少两层阻光层的顶层阻光层中共用同一个通光小孔。

可选地，至少两层阻光层包括第一阻光层，多个第一导光通道位于该第一阻光层中的通光小孔的孔径相同，和/或，多个第二导光通道位于该第一阻光层中的通光小孔的孔径相同，其中，第一阻光层可为至少两层阻光层中的任意一层阻光层。

作为一种示例，如图8所示，第一阻光层可为至少两层阻光层的底层阻光层421，且多个第一导光通道431位于底层阻光层421中的通光小孔的直径小于等于多个第一导光通道431位于其它阻光层中的通光小孔的直径，和/或，多个第二导光通道432位于底层阻光层421中的通光小孔的直径小于等于多个第二导光通道432位于其它阻光层中的通光小孔的直径。

多个第一导光通道431位于该底层阻光层421中的通光小孔的孔径相同，以使得经过多个第一导光通道431的多个第一目标指纹光信号的信号量相当，因此，该多个第一目标指纹光信号对应的多张第一指纹图像的亮度相当，便于对该多张第一指纹图像进行融合等后续处理。

与上述第一导光通道类似，可选地，如图8所示，多个第二导光通道432位于该底层阻光层421中的通光小孔的孔径相同，以使得经过多个第二导光通道432的多个第二目标指纹光信号的信号量相当。

在图8所示实施例中，除了多个第一导光通道431位于底层阻光层421中的通光小孔的孔径相同，多个第二导光通道432位于底层阻光层中421的通光小孔的孔径相同以外，多个第一导光通道431位于顶层阻光层422中的通光小孔的孔径也可相同，和/或，多个第二导光通道432位于顶层阻光层422中421的通光小孔的孔径相同。

可选地，在进一步的实施方式中，多个第一导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径可与多个第二导光通道位于该第一阻光层中的通光小孔的孔径不同，其中，第一阻光层可为至少两层阻光层中的任意一层阻光层。

对于多个第一导光通道与多个第二导光通道的通光小孔的设计，可针对不同的技术问题以及应用场景进行不同的设计。

在一些实施方式中，若多个第一导光通道与第一方向的第一夹角小于多个第二导光通道与第一方向的第二夹角，多个第二导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径大于多个第一导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径，以提高多个第二导光通道的通光量。

作为示例，如图8所示，第二导光通道432的角度(第二夹角β)大于第一导光通道431的角度(第一夹角α)，因而，在第一导光通道431和第二导光通道432中通光小孔的孔径相同的情况下，第二导光通道432接收的第二目标指纹光信号的光通量弱于第一导光通道431接收的第一目标指纹光信号的光通量，基于此，第二导光通道432中通光小孔的孔径可大于第一导光通道431中通光小孔的孔径，以提高第二导光通道432接收的第二目标指纹光信号的光通量，优化第二导光通道432及其对应的第二像素单元442的成像亮度。

可选地，如图8所示，第一阻光层可为至少两层阻光层的底层阻光层421或者也可以为至少两层阻光层的顶层阻光层422，多个第二导光通道432位于底层阻光层421中的通光小孔的孔径大于多个第一导光通道431位于底层阻光层421中的通光小孔的孔径，和/或，多个第二导光通道432位于顶层阻光层422中的通光小孔的孔径大于多个第一导光通道431位于顶层阻光层422中的通光小孔的孔径。

在另一些实施方式中，若多个第一导光通道与第一方向的第一夹角小于多个第二导光通道与第一方向的第二夹角，多个第二导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径小于多个第一导光通道位于第一阻光层中的通光小孔的孔径，以提高多个第二导光通道的成像分辨率。

作为示例，如图8所示，第二导光通道432的角度(第二夹角β)大于第一导光通道431的角度(第一夹角α)，因而，在第一导光通道431和第二导光通道432中通光小孔的孔径相同的情况下，第一导光通道431对应的第一像素单元441和第二导光通道432对应的第二像素单元442的视场角相同，参见图6中的相关说明，在此情况下，第二导光通道432对应的第二像素单元442在显示屏上的指纹识别区域的直径大于第一导光通道431对应的第一像素单元441在显示屏上的指纹识别区域的直径，成像分辨率低。基于此，第二导光通道432中通光小孔的孔径可小于第一导光通道431中通光小孔的孔径，以减小第二导光通道432对应的第二像素单元442的视场角，从而提高第二导光通道432及其对应的第二像素单元442的成像分辨率低。

需要说明的是，图8中仅示意性的示出了第一导光通道431和第二导光通道432的基本角度，第一导光通道431的结构和数量、以及第二导光通道432的结构和数量，仅作为示意而非限定。

为了更好的说明本申请提供的指纹识别装置的结构，图10示出了一种图8中指纹识别装置400的俯视图，但省略了阻光层以及其中通光小孔的示意，图8可为沿图10中B-B’截面的示意性截面图。

结合图8和图10所示，在本申请实施例中，一个指纹识别单元401中包括4×4个像素单元，该4×4个像素单元对应设置于一个微透镜410的下方。可选地，在4×4个像素单元所在平面的法线方向(即第一方向)上，微透镜410的中心在4×4个像素单元所在平面上的投影与该4×4个像素单元的中心重合。

相比于上文图3至图5所示的指纹识别单元301中一个微透镜310对应于2×2个像素单元的技术方案，在本申请实施例中，指纹识别单元401中的一个微透镜410对应于4×4个像素单元。

若本申请实施例中像素单元的尺寸与图3至图5所示实施例中像素单元的尺寸一致，参见图11中的(a)图所示，则对于图3至图5所示的技术方案，需要4个微透镜311对应4×4个像素单元，参见图11中的(b)图所示，本申请实施例中，1个微透镜410对应相同大小的4×4个像素单元，且微透镜410的尺寸大于微透镜311的尺寸，例如，微透镜410的直径可为微透镜311的直径的两倍。在此情况下，若4×4个像素单元的面积为S，微透镜410在该4×4个像素单元上的投影面积为p₁，4个微透镜311在该4×4个像素单元上的投影面积为p₂，p₁/S大于p₂/S，因而，本申请实施例中的微透镜410相比于图3至图5所示实施例中的微透镜311具有更高的填充因子(fill-factor，FF)。对应于相同面积的像素单元，像素单元的视场角不变，而微透镜的FF高，意味着微透镜可会聚获得更多的进光量，从而平缓外界光源波动带来的噪声，提升指纹成像的信噪比。

通过上述技术方案，可以不必更改像素单元的结构和大小，而仅变更微透镜的结构大小，就能提高指纹识别装置中微透镜的填充因子，从而提升指纹成像质量，与此同时，指纹识别装置中微透镜的尺寸变大，因而加工精度可适当放宽，有利于指纹识别装置的生产效率和生产良率。

在另一些实施方式中，参见图11中的(c)图所示，本申请实施例中的微透镜410尺寸也可以与图3至图5所示实施例中微透镜311(如图11中的(a)图所示)的尺寸相同，则在此情况下，本申请实施例中的像素单元的尺寸相较于图3至图5所示实施例中像素单元的尺寸变小，则该实施方式下，单个像素单元的视场角变小，其成像分辨率更高，也有利于提升指纹成像质量。

返回参见图10，对于本申请实施例的技术方案，一个指纹识别单元401中包括4×4个像素单元，该4×4个像素单元中可包括三个像素单元组，即包括除了上文所述的第一像素单元组和第二像素单元组以外，还包括第三像素单元组，该第三像素单元组中包括多个第三像素单元，对应的，指纹识别单元401的至少两层阻光层中，还形成有对应于该第三像素单元组的第三导光通道组，其中，第三像素单元组中多个第三像素单元一一对应的设置于第三导光通道组中多个第三导光通道的下方，该多个第三导光通道的方向与第一方向的夹角均为第三夹角γ，其中，第三夹角γ与上述第一夹角α不同，且第三夹角γ与上述第二夹角β也不同。

可选地，作为一种示例，如图10所示，第一像素单元组包括位于中心的2×2个第一像素单元441，第二像素单元组中包括位于四角的4个像素单元442，第三像素单元组包括除第一像素单元组和第二像素单元组外其它的8个像素单元443。

在该情况下，参见图12中的(a)图所示，第一像素单元441的中心与微透镜410的光心的直线距离最小，其对应接收的第一目标指纹光信号角度最小，因而，第一像素单元441对应的第一导光通道与第一方向的第一夹角α最小；参见图12中的(c)图所示，第二像素单元442的中心与微透镜410的光心的直线距离最大，其对应接收的第二目标指纹光信号角度最大，第二像素单元442对应的第二导光通道与第一方向的第二夹角β最大；参见图12中的(b)图所示，第三像素单元442的中心与微透镜410的光心的直线距离居中，其对应接收的第三目标指纹光信号角度居中，第三像素单元442对应的第三导光通道与第一方向的第三夹角γ位于第一夹角α和第二夹角β之间。

则在本申请实施例中，第一像素单元441接收的第一目标指纹光信号可用于手指与显示屏接触良好的第一指纹环境下的指纹识别，第二像素单元442接收的第二目标指纹光信号可用于手指与显示屏接触不良的第二指纹环境下的指纹识别，第三像素单元443数量大于第一像素单元441和第二像素单元442的数量，即第三像素单元443接收的第三目标指纹光信号的信号量较大且指纹采样率高，该第三目标指纹光信号可用于作为第一指纹环境和/或第二指纹环境下指纹识别的参考信号。

可选地，在本申请实施例中，一个指纹识别单元401中除了可包括如图10所示的4×4个像素单元以外，还可包括3×3个像素单元，5×5个像素单元等等，换言之，本申请实施例中，一个指纹识别单元401中可包括N×N个像素单元，其中，N为大于2的正整数。

优选地，一个指纹识别单元401包括如图10所示的4×4个像素单元。相比于包括3×3个像素单元的指纹识别单元，包括4×4个像素单元的指纹识别单元中，一个微透镜对应于4×4个像素单元，微透镜的FF较高，因而能够提升指纹成像的信噪比。相比于包括5×5个像素单元的指纹识别单元，包括4×4个像素单元的指纹识别单元的指纹采样率更高，可避免指纹图像采集过程中的莫尔条纹等问题，也有利于提高指纹识别性能。

需要说明的是，在上文实施例的指纹识别装置的每个指纹识别单元中，除了包括微透镜、至少两层阻光层以及多个像素单元以外，还可包括：透明介质层，该透明介质层用于连接微透镜、至少两层阻光层以及多个像素单元，并提供光信号从微透镜至多个像素单元之间的光路高度。该透明介质层可为高光学透过率材料形成的介质层。

可选地，除了透明介质层以外，本申请实施例的指纹识别单元还可包括滤光层，该滤光层设置于显示屏至多个像素单元的光路之间，该滤光层包括红外滤光层和/或彩色滤光层，其中，红外滤光层用于截止红外光以及部分红光，防止该红外光以及部分红光进入到像素单元中，影响成像效果。彩色滤光层可仅设置于多个像素单元的部分像素单元上方，用于透过彩色光信号，以进行指纹防伪来判断真假手指。因此，本申请实施例提供的指纹识别装置可以在指纹识别的基础上进一步进行指纹防伪判断，提高指纹识别的成功率。

以上结合附图详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

例如，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

又例如，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括显示屏以及上述本申请实施例的指纹识别装置，其中，该指纹识别装置设置于显示屏下方，以实现屏下光学指纹识别。

该电子设备可以为任何具有显示屏的电子设备。例如，所述电子设备可以是图1和图2中所示的电子设备10。

显示屏可以采用以上描述中的显示屏，例如OLED显示屏或其他显示屏，显示屏的相关说明可以参考以上描述中关于显示屏的描述，为了简洁，在此不再赘述。

应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围。

应理解，在本申请实施例和所附权利要求书中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实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”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。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

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单元来实现本申请实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，用于设置在电子设备的显示屏的下方以实现屏下光学指纹识别，所述指纹识别装置包括：呈阵列分布的多个指纹识别单元，且所述多个指纹识别单元中的每个指纹识别单元包括：

微透镜；

至少两层阻光层，设置于所述微透镜下方，所述至少两层阻光层中每一层阻光层均设置有通光小孔以形成不同方向的多个导光通道；

多个像素单元，设置于所述至少两层阻光层下方，且所述多个像素单元一一对应的设置于所述多个导光通道的下方；

其中，从所述显示屏上方的手指反射或散射后返回的指纹光信号通过所述微透镜会聚后，其中不同方向的多个目标指纹光信号分别经过所述多个导光通道传输至所述多个像素单元；

所述多个导光通道包括第一导光通道组和第二导光通道组，所述第一导光通道组中多个第一导光通道的方向与第一方向的夹角均为第一夹角，所述第二导光通道组中多个第二导光通道的方向与所述第一方向的夹角均为第二夹角，其中，所述第一夹角与所述第二夹角不同，所述第一方向为所述多个像素单元所在平面的法线方向；

所述多个像素单元包括第一像素单元组和第二像素单元组，所述第一像素单元组中的多个第一像素单元一一对应设置于所述多个第一导光通道下方，所述多个第一像素单元中的一个第一像素单元用于接收与其对应的一个第一导光通道传导的第一目标指纹光信号，所述第二像素单元组中的多个第二像素单元一一对应设置于所述多个第二导光通道下方，所述多个第二像素单元中的一个第二像素单元用于接收与其对应的一个第二导光通道传导的第二目标指纹光信号，所述第一目标指纹光信号和/或所述第二目标指纹光信号用于进行指纹识别。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一夹角小于所述第二夹角，所述第一目标指纹光信号用于第一指纹环境的指纹识别，所述第一目标指纹光信号用于第二指纹环境的指纹识别，其中，所述第一指纹环境下手指的干燥度小于所述第二指纹环境下手指的干燥度。

3.根据权利要求1或2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一目标指纹光信号对应的第一指纹图像和所述第二目标指纹光信号对应的第二指纹图像中图像质量高的指纹图像用于指纹识别。

4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一指纹图像和所述第二指纹图像还用于处理得到所述手指的三维结构信息，所述手指的三维结构信息用于进行指纹防伪。

5.根据权利要求1或2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个第一像素单元用于接收经过所述多个第一导光通道传导的多个第一目标指纹光信号，所述多个第一目标指纹光信号对应的多张第一指纹图像中，至少两张第一指纹图像用于融合形成第一融合指纹图像；

所述多个第二像素单元用于接收经过所述多个第二导光通道传导的多个第二目标指纹光信号，所述多个目标指纹光信号对应的多张第二指纹图像中，至少两张第二指纹图像用于融合形成第二融合指纹图像；

所述第一融合指纹图像和/或所述第二融合指纹图像用于指纹识别。

6.根据权利要求5所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一融合指纹图像和所述第二融合指纹图像中图像质量高的指纹图像用于指纹识别。

7.根据权利要求1或2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述至少两层阻光层包括第一阻光层；

所述多个第一导光通道位于所述第一阻光层中的通光小孔的孔径与所述多个第二导光通道位于所述第一阻光层中的通光小孔的孔径不同。

8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一夹角小于所述第二夹角，所述多个第二导光通道位于所述第一阻光层中的通光小孔的孔径大于所述多个第一导光通道位于所述第一阻光层中的通光小孔的孔径，以提高所述多个第二导光通道的通光量。

9.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一夹角小于所述第二夹角，所述多个第二导光通道位于所述第一阻光层中的通光小孔的孔径小于所述多个第一导光通道位于所述第一阻光层中的通光小孔的孔径，以提高所述多个第二导光通道的成像分辨率。

10.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个第一导光通道位于所述第一阻光层中的通光小孔的孔径相同，和/或，所述多个第二导光通道位于所述第一阻光层中的通光小孔的孔径相同。

11.根据权利要求10所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一阻光层为所述至少两层阻光层中的底层阻光层；

所述多个第一导光通道位于所述底层阻光层中的通光小孔的直径小于等于所述多个第一导光通道位于其它阻光层中的通光小孔的直径，和/或，

所述多个第二导光通道位于所述底层阻光层中的通光小孔的直径小于等于所述多个第二导光通道位于其它阻光层中的通光小孔的直径。

12.根据权利要求1或2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个像素单元为N×N的像素单元阵列，N为大于2的正整数。

13.根据权利要求12所述的指纹识别装置，其特征在于，所述多个像素单元为4×4的像素单元阵列，所述多个像素单元还包括：第三像素单元组，所述多个导光通道还包括：与所述第三像素单元组对应第三导光通道组；

所述第三导光通道组中多个第三导光通道的方向与所述第一方向的夹角均为第三夹角，其中，所述第三夹角与所述第一夹角不同，且所述第三夹角与所述第二夹角也不同。

14.根据权利要求13所述的指纹识别装置，其特征在于，在所述4×4的像素单元阵列中，所述第一像素单元组包括位于中心的2×2个像素单元，所述第二像素单元组包括位于四角的4个像素单元，所述第三像素单元组包括除所述第一像素单元组和所述第二像素单元组外其它的8个像素单元。

15.根据权利要求1或2所述的指纹识别装置，其特征在于，在所述第一方向上，所述微透镜的中心在所述多个像素单元所在平面上的投影与所述多个像素单元的中心重合。

16.根据权利要求1或2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述至少两层阻光层为两层阻光层，所述两层阻光层中的每层阻光层中均设置有多个通光小孔，所述多个通光小孔的数量与所述多个像素单元的数量相同。

17.根据权利要求1或2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：红外滤光层和/或彩色滤光层，设置于所述显示屏至所述多个像素单元的光路之间。

18.一种电子设备，其特征在于，包括：显示屏以及，

如权利要求1至17中任一项所述的指纹识别装置，其中所述指纹识别装置用于设置在显示屏下方以实现屏下指纹识别。

Images