检测显示屏与指纹传感器之间距离的方法、装置和显示屏制造方法及图纸

本申请提供一种检测显示屏与指纹传感器之间距离的方法、装置和显示屏，能够提高指纹检测性能。指纹传感器包括多个像素单元，每个像素单元包括至少两个像素，该至少两个像素分别用于检测该显示屏照射至手指并经该手指返回的至少两个方向的光信号，显示屏照射至手指的光斑包括第一光斑和位于该第一光斑内的至少一个第二光斑。第一光斑照射手指并经手指返回的该至少两个方向的光信号用于获取手指的指纹图像，第二光斑照射手指并经手指返回的该至少两个方向的光信号形成第二光斑对应的至少两个图像，该方法包括：获取至少两个图像中的第一图像和第二图像；根据第一图像和第二图像的间距，确定显示屏与指纹传感器之间的距离，以用于处理该指纹图像。

【技术实现步骤摘要】
检测显示屏与指纹传感器之间距离的方法、装置和显示屏
本申请实施例涉及生物特征识别领域，并且更具体地，涉及一种检测显示屏与指纹传感器之间距离的方法、装置和显示屏。
技术介绍
屏下光学指纹检测是利用显示屏发出的光线照射手指并经手指返回的光线实现检测指纹，但是设备出厂时，显示屏的下表面与指纹传感器的上表面之间的距离很难准确测试，现阶段只能通过结构的加工工艺来保证该距离限制在某一个范围内。而用户在使用设备时，不同用户对显示屏的按压不同，可能导致显示屏与指纹传感器之间的距离改变，考虑到该距离的变化对指纹成像的质量有一定影响，因此，如何检测该距离的变化情况以提升指纹检测的性能，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供一种检测显示屏与指纹传感器之间距离的方法、装置和显示屏，能够提升指纹检测的性能。第一方面，提供了一种检测显示屏与指纹传感器之间距离的方法，所述指纹传感器包括多个像素单元，其中每个像素单元包括至少两个像素，所述至少两个像素分别用于检测所述显示屏照射至手指并经所述手指返回的至少两个方向的光信号，所述显示屏照射至所述手指的光斑包括第一光斑和位于所述第一光斑内的至少一个第二光斑，其中，所述第一光斑照射所述手指并经所述手指返回的所述至少两个方向的光信号用于获取所述手指的指纹图像，所述第二光斑照射所述手指并经所述手指返回的所述至少两个方向的光信号形成所述第二光斑对应的至少两个图像，所述方法包括：获取所述至少两个图像中的第一图像和第二图像；根据所述第一图像和所述第二图像的间距，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，所述距离用于处理所述指纹图像。在一种可能的实现方式中，所述第二光斑的尺寸小于或等于所述手指的相邻指纹脊的间距或者相邻指纹谷的间距。在一种可能的实现方式中，所述第二光斑的面积大于或等于所述至少两个像素的面积。在一种可能的实现方式中，所述确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，包括：根据以下公式，确定所述显示屏的下表面与所述指纹传感器之间的距离：P1=K1×L1+D，K1=1/[2×tan(a)]，D=-H×tan(b)/[2×tan(a)]，b=arcsin[sin(a)/n]；其中，P1为所述显示屏的下表面与所述指纹传感器之间的距离，△L1为所述第一图像与所述第二图像的间距，a为所述第一图像和所述第二图像对应的光线接收方向与垂直方向的夹角，H为所述显示屏的厚度，b为入射至所述显示屏的下表面的光线与垂直方向的夹角，n为所述显示屏的折射率，K1为与a相关的参数，D为与H、a和b相关的参数。在一种可能的实现方式中，所述确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，包括：根据以下公式，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离的变化量：△P1=K1×△L1，K1=1/[2×tan(a)]；根据所述变化量，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离；其中，△P1为所述显示屏的下表面与所述指纹传感器之间的距离的变化量，△L1为所述第一图像与所述第二图像的间距的变化量，a为所述第一图像和所述第二图像对应的光线接收方向与垂直方向的夹角，K1为与a相关的参数。在一种可能的实现方式中，在确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离之前，所述方法还包括：在利用测试图案对所述指纹传感器进行测试的同时，根据照射在所述测试图案上的所述第二光斑，对角度a进行校准。在一种可能的实现方式中，所述测试图案置于所述指纹传感器上方，所述测试图案与所述指纹传感器之间的距离等于手指未接触时所述显示屏的上表面与所述指纹传感器之间的距离。其中，所述根据照射在所述测试图案上的所述第二光斑，对角度a进行校准，包括：获取所述第二光斑对应的所述至少两个图像中的第三图像和第四图像；根据所述第三图像和所述第四图像的间距，以及所述测试图案与所述指纹传感器之间的距离，确定所述角度a。在一种可能的实现方式中，所述根据所述第三图像和所述第四图像的间距，以及所述测试图案与所述指纹传感器之间的距离，确定所述角度a，包括：根据以下公式，确定所述角度a：P2=K2×L2，K2=1/[2×tan(a)]；其中，P2为所述测试图案与所述指纹传感器之间的距离，L2为所述第三图像与所述第四图像的间距，K2为与a相关的参数。在一种可能的实现方式中，所述测试图案包括多个黑色条纹，所述第二光斑位于相邻两个黑色条纹之间。在一种可能的实现方式中，所述至少一个第二光斑包括一个第二光斑，所述根据所述第一图像和所述第二图像的间距，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，包括：根据所述第一图像和所述第二图像的间距，确定所述显示屏在所述第二光斑处与所述指纹传感器之间的距离；将所述显示屏在所述第二光斑处与所述指纹传感器之间的距离，作为所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离。在一种可能的实现方式中，所述第二光斑位于所述第一光斑的中心区域。在一种可能的实现方式中，所述至少一个第二光斑包括多个第二光斑，所述根据所述第一图像和所述第二图像的间距，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，包括：根据每个第二光斑各自对应的第一图像和第二图像的间距，确定所述显示屏在所述每个第二光斑处与所述指纹传感器之间的距离；根据所述显示屏在所述多个第二光斑处与所述指纹传感器之间的所述距离，形成所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离的三维数据。在一种可能的实现方式中，所述多个第二光斑分布于所述第一光斑的中心区域以及所述第一光斑内围绕所述中心的至少一个环形区域内。在一种可能的实现方式中，每个环形区域内的第二光斑对称分布。在一种可能的实现方式中，所述中心区域和所述环形区域的数量之和等于所述手指注册的指纹模板的数量，其中，在注册一个指纹模板时，确定所述显示屏在所述中心区域或者一个环形区域内的各第二光斑处与所述指纹传感器之间的距离。在一种可能的实现方式中，在一次指纹认证时，确定所述显示屏在所述中心区域或者一个环形区域内的各第二光斑处与所述指纹传感器之间的距离，以更新所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离的三维数据。在一种实现方式中，所述第一光斑与所述第二光斑的颜色或灰度不同。第二方面，提供了一种显示屏，包括：第一发光区域，用于形成第一光斑；第二发光区域，用于形成位于所述第一光斑内的至少一个第二光斑；其中，所述显示屏下方设置有指纹传感器，所述指纹传感器包括多个像素单元，每个像素单元包括至少两个像素，所述至少两个像素分别用于检测所述第一光斑照和所述第二光斑照射至手指并经所述手指返回的至少两个方向的光信号，其中，所述第一光斑照射所述手指并经所述手指返回的所述至少两个方向的光信号用于获取所述手指的指纹图像，所述第二光斑照射所述手指并经所述手指返回的所述至少两个方向的光信号形成所述第二光斑对应的至少两个图像，所述至少两个图像中的第一图像和第二图像的间距用于确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，所述距离用于处理所述指纹图像。在一种可能的实现方式中，所述第二光斑的尺寸小于或等于所述手指的相邻指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测显示屏与指纹传感器之间距离的方法，其特征在于，所述指纹传感器包括多个像素单元，其中每个像素单元包括至少两个像素，所述至少两个像素分别用于检测所述显示屏照射至手指并经所述手指返回的至少两个方向的光信号，所述显示屏照射至所述手指的光斑包括第一光斑和位于所述第一光斑内的至少一个第二光斑，其中，所述第一光斑照射所述手指并经所述手指返回的所述至少两个方向的光信号用于获取所述手指的指纹图像，所述第二光斑照射所述手指并经所述手指返回的所述至少两个方向的光信号形成所述第二光斑对应的至少两个图像，所述方法包括：/n获取所述至少两个图像中的第一图像和第二图像；/n根据所述第一图像和所述第二图像的间距，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，所述距离用于处理所述指纹图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种检测显示屏与指纹传感器之间距离的方法，其特征在于，所述指纹传感器包括多个像素单元，其中每个像素单元包括至少两个像素，所述至少两个像素分别用于检测所述显示屏照射至手指并经所述手指返回的至少两个方向的光信号，所述显示屏照射至所述手指的光斑包括第一光斑和位于所述第一光斑内的至少一个第二光斑，其中，所述第一光斑照射所述手指并经所述手指返回的所述至少两个方向的光信号用于获取所述手指的指纹图像，所述第二光斑照射所述手指并经所述手指返回的所述至少两个方向的光信号形成所述第二光斑对应的至少两个图像，所述方法包括：
获取所述至少两个图像中的第一图像和第二图像；
根据所述第一图像和所述第二图像的间距，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，所述距离用于处理所述指纹图像。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二光斑的尺寸小于或等于所述手指的相邻指纹脊的间距或者相邻指纹谷的间距。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二光斑的面积大于或等于所述至少两个像素的面积。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，包括：
根据以下公式，确定所述显示屏的下表面与所述指纹传感器之间的距离：P1=K1×L1+D，K1=1/[2×tan(a)]，D=-H×tan(b)/[2×tan(a)]，b=arcsin[sin(a)/n]；
其中，P1为所述显示屏的下表面与所述指纹传感器之间的距离，L1为所述第一图像与所述第二图像的间距，K1为与a相关的参数，D为与H、a和b相关的参数，a为所述第一图像和所述第二图像对应的光线接收方向与垂直方向的夹角，H为所述显示屏的厚度，b为入射至所述显示屏的下表面的光线与垂直方向的夹角，n为所述显示屏的折射率。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，包括：
根据以下公式，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离的变化量：△P1=K1×△L1，K1=1/[2×tan(a)]；
根据所述变化量，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离；
其中，△P1为所述显示屏的下表面与所述指纹传感器之间的距离的变化量，△L1为所述第一图像与所述第二图像的间距的变化量，K1为与a相关的参数，a为所述第一图像和所述第二图像对应的光线接收方向与垂直方向的夹角。


6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离之前，所述方法还包括：
在利用测试图案对所述指纹传感器进行测试的同时，根据照射在所述测试图案上的所述第二光斑，对角度a进行校准。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述测试图案置于所述指纹传感器上方，所述测试图案与所述指纹传感器之间的距离等于手指未接触时所述显示屏的上表面与所述指纹传感器之间的距离，
其中，所述根据照射在所述测试图案上的所述第二光斑，对角度a进行校准，包括：
获取所述第二光斑对应的所述至少两个图像中的第三图像和第四图像；
根据所述第三图像和所述第四图像的间距，以及所述测试图案与所述指纹传感器之间的距离，确定所述角度a。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三图像和所述第四图像的间距，以及所述测试图案与所述指纹传感器之间的距离，确定所述角度a，包括：
根据以下公式，确定所述角度a：
P2=K2×L2，K2=1/[2×tan(a)]；
其中，P2为所述测试图案与所述指纹传感器之间的距离，L2为所述第三图像与所述第四图像的间距，K2为与a相关的参数。


9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述测试图案包括多个黑色条纹，所述第二光斑位于相邻两个黑色条纹之间。


10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个第二光斑包括一个第二光斑，所述根据所述第一图像和所述第二图像的间距，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，包括：
根据所述第一图像和所述第二图像的间距，确定所述显示屏在所述第二光斑处与所述指纹传感器之间的距离；
将所述显示屏在所述第二光斑处与所述指纹传感器之间的距离，作为所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离。


11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二光斑位于所述第一光斑的中心区域。


12.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个第二光斑包括多个第二光斑，所述根据所述第一图像和所述第二图像的间距，确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，包括：
根据每个第二光斑各自对应的第一图像和第二图像的间距，确定所述显示屏在所述每个第二光斑处与所述指纹传感器之间的距离；
根据所述显示屏在所述多个第二光斑处与所述指纹传感器之间的所述距离，形成所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离的三维数据。


13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多个第二光斑分布于所述第一光斑的中心区域以及所述第一光斑内围绕所述中心的至少一个环形区域内。


14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，每个环形区域内的第二光斑对称分布。


15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述中心区域和所述环形区域的数量之和等于所述手指注册的指纹模板的数量，其中，在注册一个指纹模板时，确定所述显示屏在所述中心区域或者一个环形区域内的各第二光斑处与所述指纹传感器之间的距离。


16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在一次指纹认证时，确定所述显示屏在所述中心区域或者一个环形区域内的各第二光斑处与所述指纹传感器之间的距离，以更新所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离的三维数据。


17.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一光斑与所述第二光斑的颜色或灰度不同。


18.一种显示屏，其特征在于，包括：
第一发光区域，用于形成第一光斑；
第二发光区域，用于形成位于所述第一光斑内的至少一个第二光斑；
其中，所述显示屏下方设置有指纹传感器，所述指纹传感器包括多个像素单元，每个像素单元包括至少两个像素，所述至少两个像素分别用于检测所述第一光斑照和所述第二光斑照射至手指并经所述手指返回的至少两个方向的光信号，其中，所述第一光斑照射所述手指并经所述手指返回的所述至少两个方向的光信号用于获取所述手指的指纹图像，所述第二光斑照射所述手指并经所述手指返回的所述至少两个方向的光信号形成所述第二光斑对应的至少两个图像，所述至少两个图像中的第一图像和第二图像的间距用于确定所述显示屏与所述指纹传感器之间的距离，所述距离用于处理所述指纹图像。


19.根据权利要求18所述的显示屏，其特征在于，所述第二光斑的尺寸小于或等于所述手指的相邻指纹脊的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢浩，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44