指纹成像方法和指纹成像装置、及电子设备与流程

1.本发明涉及成像装置，特别涉及一种指纹成像方法和指纹成像装置、及电子设备。


背景技术：

2.现有指纹识别技术是通过图像采集装置采集到人体的指纹图像，然后与指纹识别系统里已有指纹成像信息进行比对，以实现身份识别。由于指纹识别技术的使用方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁系统，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。
3.指纹模组被越来越多的应用于笔记本电脑、平板电脑、手机等移动设备内，从而使相关移动设备实现自动解锁的功能。特别是手机的指纹识别，更是应用广泛。
4.但是现有指纹成像模组对潮湿指纹的成像效果较差，从而限制了指纹成像模组的适用环境。


技术实现要素：

5.本发明解决的问题是如何改善潮湿指纹的成像效果。
6.为解决上述问题，本发明提供一种指纹成像方法，包括：
7.提供指纹成像模组，所述指纹成像模组包括：光源组件，所述光源组件包括：第一光源和第二光源，所述第一光源适宜于产生第一入射光，所述第二光源适宜于产生第二入射光，所述第二入射光在接触面的第一区域的入射角大于所述第一入射光在所述接触面的第一区域的入射角，所述接触面的第一区域适宜于接触指纹；传感组件，所述传感组件适宜于采集光线；开启所述第一光源以产生第一入射光，通过所述传感组件采集光线以获得第一图像；根据所述第一图像，判断所述接触面的第一区域是否存在环境介质在判断所述接触面的第一区域存在环境介质时，开启所述第二光源以产生第二入射光，通过所述传感组件采集光线以获得第二图像，所述第二图像用于获得指纹图像。
8.可选的，在判断所述接触面的第一区域不存在环境介质时，所述指纹成像方法还包括：根据所述第一图像获得所述指纹图像。
9.可选的，所述第一入射光在所述接触面发生全反射，通过所述传感组件采集所述第一入射光发生全反射后的光线获得所述第一图像。
10.可选的，所述第二入射光在所述接触面发生全反射，通过所述传感组件采集所述第二入射光发生全反射后的光线获得所述第二图像。
11.可选的，在判断接触面的第一区域存在环境介质之后，通过所述传感组件采集光线以获得第二图像之前，还包括：关闭所述第一光源。
12.可选的，开启所述第二光源以产生第二入射光的同时或者开启所述第二光源之前，关闭所述第一光源。
13.可选的，判断接触面的第一区域是否存在环境介质的步骤包括：判断根据所述第一图像是否能够获得指纹图像，在判断根据所述第一图像不能获得指纹图像时，判断存在
环境介质。
14.可选的，判断根据所述第一图像是否能够获得指纹图像的步骤包括：根据所述第一图像中沿预设方向排列的多个像素的图像，判断根据所述第一图像是否能够获得指纹图像；沿预设方向排列的多个像素的图像的不符合指纹周期规律时，判断根据所述第一图像不能够获得指纹图像。
15.可选的，所述指纹成像模组还包括：反射面，沿平行所述接触面的方向上，所述反射面位于所述光源组件远离所述传感组件的一侧，所述第二光源的出光面朝向所述反射面，所述指纹成像方法还包括：开启所述第二光源以产生第二入射光之后，通过所述传感组件采集所述第二入射光经所述反射面反射入射至所述接触面，并经所述接触面反射的光线，以获得所述第二图像。
16.相应的，本发明还提供一种指纹成像装置，包括：
17.指纹成像模组，所述指纹成像模组包括：光源组件，所述光源组件包括：第一光源和第二光源，所述第一光源适宜于产生第一入射光，所述第二光源适宜于产生第二入射光，所述第二入射光在接触面的第一区域的入射角大于所述第一入射光在所述接触面的第一区域的入射角，所述接触面的第一区域适宜于接触指纹；传感组件，所述传感组件适宜于采集光线；控制模块，所述控制模块适宜于开启所述第一光源以产生第一入射光，并通过所述传感组件采集光线以获得第一图像；还适宜于根据所述第一图像，判断所述接触面的第一区域是否存在环境介质；在判断所述接触面的第一区域存在环境介质时，所述控制模块适宜于开启所述第二光源以产生第二入射光，并通过所述传感组件采集光线以获得第二图像，以根据所述第二图像获得指纹图像。
18.可选的，在判断所述接触面的第一区域不存在环境介质时，所述控制模块适宜于根据所述第一图像获得所述指纹图像。
19.可选的，所述第一入射光在所述接触面发生全反射；所述传感组件采集所述第一入射光发生全反射后的光线获得所述第一图像。
20.可选的，所述第二入射光在所述接触面发生全反射；所述传感组件采集所述第二入射光发生全反射后的光线获得所述第二图像。
21.可选的，在判断所述接触面的第一区域存在环境介质之后，通过所述传感组件采集光线以获得所述第二图像之前，所述控制模块还适宜于关闭所述第一光源。
22.可选的，所述控制单元适于在开启所述第二光源以产生所述第二入射光的同时、或者开启所述第二光源以产生所述第二入射光之前，关闭所述第一光源。
23.可选的，所述控制模块包括：第一控制单元，所述第一控制单元适宜于控制所述第一光源的开启和关闭；第二控制单元，所述第二控制单元适宜于控制所述第二光源的开启和关闭；成像控制单元，所述成像控制单元适宜于控制所述传感组件采集光线；判断单元，所述判断单元适宜于判断所述接触面的第一区域是否存在环境介质。
24.可选的，所述判断单元包括：判断器，所述判断器适宜于：判断根据所述第一图像是否能够获得指纹图像，在判断根据所述第一图像不能获得指纹图像时，判断所述接触面的第一区域存在环境介质。
25.可选的，所述判断单元还包括：提取器，所述提取器适宜于获得所述第一图像中沿预设方向排列的多个像素的图像；所述判断器根据所述提取器获得的多个像素的图像判断
根据所述第一图像能否获得指纹图像；沿预设方向排列的多个像素的图像的不符合指纹周期规律时，所述判断器判断根据所述第一图像不能够获得指纹图像。
26.可选的，所述第一光源在所述接触面上的投影与所述传感组件在所述接触面上的投影之间的距离，小于所述第二光源在所述接触面上的投影与所述传感组件在所述接触面上的投影之间的距离；垂直所述接触面的方向上，所述第二光源到所述接触面的距离小于或等于所述第一光源到所述接触面的距离。
27.可选的，所述第一光源在所述接触面上的投影与所述第二光源在所述接触面上的投影重合，垂直所述接触面的方向上，所述第二光源到所述接触面的距离小于所述第一光源到所述接触面的距离。
28.可选的，所述指纹成像模组还包括：第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层依次位于所述光源组件的一侧，所述第二介质层背向所述光源组件的表面为所述接触面，所述第二介质层的折射率大于所述第一介质层的折射率。
29.可选的，指纹成像时，所述环境介质位于指纹与所述接触面的第一区域之间，所述环境介质的折射率小于或等于所述第一介质层的折射率。
30.可选的，所述环境介质的折射率大于或等于1.33。
31.可选的，所述环境介质为水。
32.可选的，所述指纹成像模组还包括：反射面，沿平行所述接触面的方向上，所述反射面位于所述光源组件远离所述传感组件的一侧，所述第二光源的出光面朝向所述反射面。
33.可选的，所述第一光源的出光面背向所述反射面。
34.可选的，所述第一入射光直接入射至所述接触面；所述第二入射光经所述反射面反射后入射至所述接触面。
35.可选的，所述第一光源和/或所述第二光源具有预设的发光角度范围，所述第一光源和/或所述第二光源位于预设斜面上，使得所述第一光源和/或所述第二光源的位于其各自发光角度范围内的光线部分或全部入射至所述接触面的第一区域。
36.此外，本发明还提供一种电子设备，包括：指纹成像装置，所述指纹成像装置为本发明的指纹成像装置。
37.与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
38.本发明技术方案中，所述指纹成像模组包括所产生入射光在接触面上第一区域的入射角不等的第一光源和第二光源，其中第二光源产生的第二入射光在所述接触面上第一区域的入射角大于第一光源产生的第一入射光在所述接触面上第一区域入射角。因此当所述接触面上第一区域存在环境介质时，第二入射光在所述接触面上第一区域的入射角更接近于甚至大于光线在所述存在环境介质状态下的接触面上发生全反射的临界角，所述第二入射光能够在所述接触面上第一区域发生全反射以获得高质量的指纹图像。
39.本发明可选方案中，在判断接触面上第一区域存在环境介质之后，传感器采集光线之前，还可以关闭所述第一光源，以减少所述第一光源和第二光源所产生入射光之间发生干扰，减少杂散光，从而能够有效改善所获得图像的信噪比，提高指纹图像质量。
40.本发明可选方案中，仅通过所述第一图像中部分像素的图像判断所述第一图像能否获得指纹图像，从而能够减少图像处理的数据量，能有效减少计算量，有效提高处理效
率，降低硬件要求。
41.本发明可选方案中，所述指纹成像模组还包括：依次位于光源组件一侧、折射率不同的第一介质层和第二介质层，所述第二介质层的折射率大于所述第一介质层的折射率。所述接触面为折射率更大的第二介质层的表面，因此入射光在接触面上第一区域发生全反射的临界角更小，所述第一介质层和第二介质层的设置能够有效减小全反射临界角，从而能够有效减小所述传感组件和所述光源组件之间的距离，有利于提高集成度，有利于装置小型化的实现。
42.本发明可选方案中，所述指纹成像模组还包括：位于所述光源组件远离所述传感组件一侧的反射面，所述第二光源的出光面朝向所述反射面。所述反射面的设置能够折叠所述第二入射光的光路，从而减小所述传感组件和所述光源组件之间的距离，有利于提高集成度，有利于装置小型化的实现。
附图说明
43.图1是一种指纹成像模组的剖面结构示意图；
44.图2是本发明指纹成像装置一实施例的结构示意图；
45.图3是本发明指纹成像装置另一实施例的结构示意图；
46.图4是本发明指纹成像装置再一实施例的结构示意图；
47.图5是图4所示指纹成像装置实施例中控制模块150的功能框图；
48.图6是本发明指纹成像装置又一实施例的结构示意图；
49.图7是本发明指纹成像方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
50.由背景技术可知，现有技术中的指纹成像模组存在对潮湿指纹成像效果差的问题。现结合一种指纹成像模组的结构分析其对潮湿指纹成像效果差问题的原因：
51.参考图1，示出了一种指纹成像模组的剖面结构示意图。
52.所述指纹成像模组包括：
53.点光源组件11；第二介质层12和接触面12a，所述第二介质层12位于所述点光源组件11的一侧，所述第二介质层12背向所述点光源组件11的表面为接触面12a，所述接触面12a适宜于接触指纹10，所述点光源组件11所产生的入射光在所述接触面12a上发生全反射后形成携带有指纹信息的感测光；传感组件13，所述传感组件13适宜于采集所述感测光以获得指纹图像。
54.当所述指纹10为潮湿指纹时，所述接触面12a附近具有环境介质，环境介质的折射率n0大于1。所述第二介质层12一般为玻璃或亚克力，第二介质层12的折射率一般在1.45或1.49。当所述环境介质是纯水时，所述环境介质的折射率n0大于或等于1.33，当所述环境介质是不纯净的水时，所述环境介质的折射率n0很有可能会接近1.4，甚至超过1.4。因此所述第二介质层12的折射率n1与所述环境介质的折射率n0差距较小，即所述接触面12a两侧材料的折射率差值较小。
55.所述接触面12a两侧材料的折射率差值较小时，入射光在所述接触面12a上发生全反射的可能性较低，从而可能导致基于全反射成像原理采集指纹图像的指纹成像模组无法
获得指纹图像；即使能够发生全反射，入射光在所述接触面12a上发生全反射时的临界角较大，即只有入射角较大的入射光能够在所述接触面12a上发生全反射以获得指纹图像，一方面能够发生全反射的光线较少，难以保证信号强度，容易造成图像质量差的问题，另一方面为了采集入射角较大的入射光，需要增大所述点光源组件和所述传感组件之间的距离l，难以保证所述指纹成像模组的集成度，容易造成器件集成度低的问题。
56.为解决所述技术问题，本发明提供一种指纹成像装置，包括：
57.指纹成像模组，所述指纹成像模组包括：光源组件，所述光源组件包括：第一光源和第二光源，所述第一光源适宜于产生第一入射光，所述第二光源适宜于产生第二入射光，所述第二入射光在接触面的第一区域的入射角大于所述第一入射光在所述接触面的第一区域的入射角，所述接触面的第一区域适宜于接触指纹；传感组件，所述传感组件适宜于采集光线；控制模块，所述控制模块适宜于开启所述第一光源以产生第一入射光，并通过所述传感组件采集光线以获得第一图像；还适宜于根据所述第一图像，判断所述接触面的第一区域是否存在环境介质；在判断所述接触面的第一区域存在环境介质时，所述控制模块适宜于开启所述第二光源以产生第二入射光，并通过所述传感组件采集光线以获得第二图像，以根据所述第二图像获得指纹图像。
58.本发明技术方案中，所述指纹成像模组包括所产生入射光在接触面上第一区域的入射角不等的第一光源和第二光源，其中第二光源产生的第二入射光在所述接触面上第一区域的入射角大于第一光源产生的第一入射光在所述接触面上第一区域入射角。因此当所述接触面上第一区域存在环境介质时，第二入射光在所述接触面上第一区域的入射角更接近于甚至大于光线在所述存在环境介质状态下的接触面上发生全反射的临界角，所述第二入射光能够在所述接触面上第一区域发生全反射以获得高质量的指纹图像。
59.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
60.参考图2，示出了本发明指纹成像装置一实施例的结构示意图。
61.所述指纹成像装置包括：指纹成像模组300，所述指纹成像模组300包括：光源组件(图中未标示)，所述光源组件包括：第一光源311和第二光源312，所述第一光源311适宜于产生第一入射光311i，所述第二光源312适宜于产生第二入射光312i，所述第二入射光312i在接触面320上第一区域的入射角大于所述第一入射光311i在接触面320上第一区域的入射角，所述接触面320的第一区域适宜于接触指纹；传感组件330，所述传感组件330适宜于采集光线。其中，所述第二入射光312i在接触面320上第一区域的入射角大于所述第一入射光311i在接触面320上第一区域的入射角包括：对于接触面320上第一区域内的任一点，所述第二入射光312i在该点的入射角大于所述第一入射光311i在该点的入射角。
62.本发明一些实施例中，所述第一光源311在所述接触面320上的投影与所述传感组件330在所述接触面320上的投影之间的距离，小于所述第二光源312在所述接触面320上的投影与所述传感组件330在所述接触面320上的投影之间的距离。具体地，所述第一光源311在所述接触面320上的投影与所述传感组件330靠近所述第一光源311一侧的边缘在所述接触面320上的投影之间的距离，小于所述第二光源312在所述接触面320上的投影与所述传感组件330靠近所述第一光源311一侧的边缘在所述接触面320上的投影之间的距离。
63.具体的，如图2所示，包括所述第一光源311和所述第二光源312的光源组件位于折
射率为n1的第一介质层341的一个表面上，所述第一介质层341相对的另一个表面为所述接触面320。所述第一介质层341的材料为玻璃或亚克力。
64.垂直所述接触面320的方向上，所述第二光源312到所述接触面320的距离等于所述第一光源311到所述接触面320的距离，即所述第一光源311和所述第二光源312的连线平行于所述接触面320，因此平行所述接触面320的平面内，所述第一光源311位于所述第二光源312和所述传感组件330之间，从而使得所述第二入射光312i在接触面320上第一区域的入射角更大。
65.如图3所示，本发明其他一些实施例中，垂直所述接触面420的方向上，所述第二光源412到所述接触面420的距离小于所述第一光源411到所述接触面420的距离，即垂直所述接触面420的方向上，所述第二光源412位于所述第一光源411和所述接触面420之间，从而在不增大第二光源412和所述传感组件430之间距离的情况下，进一步增大所述第二入射光在所述接触面上第一区域的入射角。
66.如图3所示，在一些实施例中，所述第一介质层421与所述接触面420相背的表面上具有凸起部423，所述第一光源411位于所述凸起部423表面。具体的，所述第一光源411位于所述凸起部423表面靠近所述第一介质层421的位置，以有效缩短第一光源411与所述接触面420之间的垂直距离，能够尽量避免所述凸起部423其他位置对所述第一入射光传播的影响，即尽量避免所述第一光源411所产生第一入射光在所述凸起部423内部传播较长的光学路径。其中，所述凸起部423可以与所述第一介质层421一体结构设置；所述凸起部423也可以是固定于所述第一介质层423表面的楔形棱镜。所述第一介质层421的材料为玻璃或亚克力。
67.所述第一介质层421与所述接触面420相背的表面内具有凹槽424，所述第二光源412位于所述凹槽424内。具体的，所述第二光源412位于远离所述凹槽424的底部的侧壁上，以增大所述第二光源412与所述接触面420之间的垂直距离，控制所述第二光源412与所述传感组件430之间的距离，从而尽量控制所获得指纹图像与真实指纹之间的放大比例，有利于控制指纹图像的畸变，而且探测范围较大，能够在更大的范围内获得更多的指纹信息。
68.需要说明的是，所述第一光源和所述第二光源在平行所述接触面的方向上错开的设置方式仅为一示例。本发明其他实施例中，所述第一光源211在所述接触面220上的投影与所述第二光源212在所述接触面220上的投影重合，垂直所述接触面220的方向上，所述第二光源212到所述接触面220的距离小于所述第一光源211到所述接触面220的距离(如图6所示)。
69.另外，继续参考图3，所述第一光源411和所述第二光源412的出光面分别贴合于所述凸起部423的表面和所述凹槽424的侧壁上。因此，所述第一光源411所产生的第一入射光垂直入射所述凸起部423的表面后，透射所述第一介质层421，其中以大于全反射临界角的入射角投射至所述接触面420上的光线发生全反射，产生的全反射光线被所述传感组件430接收；所述第二光源411所产生的第二入射光垂直入射所述凹槽424的侧壁后，透射所述第一介质层421，其中以大于全反射临界角的入射角投射至所述接触面420上的光线发生全反射，产生的全反射光线被所述传感组件430接收。
70.参考图4，本发明另一些实施例中，所述指纹成像模组100还包括：第一介质层141和第二介质层142，所述第一介质层141和所述第二介质层142依次位于所述光源组件的一
侧，所述第二介质层141背向所述光源组件的表面为所述接触面120，所述第二介质层142的折射率大于所述第一介质层141的折射率。
71.所述第一介质层141位于所述第二介质层142和所述光源组件之间，所述接触面120为折射率更大的第二介质层142的表面，因此入射光在接触面120(即所述第二介质层142与环境介质140之间的界面)上发生全反射的临界角，相比于在没有所述第二介质层142存在的情况下，入射光在所述第一介质层141和所述环境介质140之间的界面上发生全反射的临界角而言更小，因此所述第一介质层141和第二介质层142的设置能够有效减小入射光线在所述接触面120上的全反射临界角，从而能够有效减小所述传感组件130和所述光源组件之间的距离，有利于提高集成度，有利于装置小型化的实现。
72.本发明一些实施例中，所述第一介质层141的材料的折射率大于或等于1.33。具体的，所述第一介质层141的材料为玻璃或亚克力，因此所述第一介质层141的材料具有一定强度以保证其对内部元器件的保护作用。
73.所述第二介质层142材料的折射率大于所述第一介质层141材料的折射率。本发明一些实施例中，所述第二介质层142材料的折射率大于或等于1.7，例如2.0，以保证所述接触面120两侧材料具有足够的折射率差值。具体的，所述第二介质层142的材料为氮化硅或金刚石。
74.一般来说，玻璃的折射率约为1.45，亚克力的折射率为1.49。将所述第二介质层142的材料设置为氮化硅或金刚石的做法，能够保证所述第二介质层142具有足够大的折射率。
75.如图4所示，本发明一些实施例中，所述接触面120表面的第一区域具有环境介质140，即指纹成像时，所述环境介质140位于指纹与所述接触面120的第一区域之间，所述环境介质140的折射率小于或等于所述第一介质层141的折射率。
76.本发明一些实施例中，所述指纹成像装置能够对潮湿指纹进行成像。因此，指纹成像时，指纹与所述接触面120的接触区域为所述接触面120的第一区域，指纹和所述接触面120的第一区域之间的环境介质140为水，即所述环境介质140的折射率大于或等于1.33。
77.需要说明的是，如图4所示，所述接触面120为所述第二介质层142的一个表面，所述第一介质层141的一个表面与所述第二介质层142的另一个表面相贴合；所述第一光源111和所述第二光源112固定于所述第一介质层141背向所述第二介质层142的表面上。
78.继续参考图4，所述指纹成像装置还包括：控制模块150，控制模块150，所述控制模块150适宜于开启所述第一光源111以产生第一入射光111i，并通过所述传感组件130采集光线以获得第一图像；还适宜于根据所述第一图像，判断所述接触面120上的第一区域是否存在环境介质140；在判断所述接触面的第一区域120上存在环境介质140时，所述控制模块150适宜于开启所述第二光源112以产生第二入射光112i，在开启所述第二光源112以产生第二入射光112i之后，通过所述传感组件130采集光线以获得第二图像，并根据所述第二图像获得指纹图像。
79.需要说明的是，图4中所示的控制模块150与所述指纹成像模组100相连，仅表示所述控制模块150与第一光源111、第二光源112以及传感组件130之间的控制关系，并非其物理位置。
80.当所述接触面120上的第一区域存在环境介质140时，所述控制单元150开启所述
第二光源112产生入射角更大的第二入射光112i，第二入射光112i具有的更大的入射角更接近甚至大于全反射的临界角，所述第二入射光112i能够在所述接触面120上发生全反射以获得高质量的指纹图像。所以所述指纹成像装置能够满足不同环境的需要，指纹成像装置的应用环境能够得到有效的拓展。
81.在一些实施例中，在判断接触面的第一区域存在环境介质之后，所述控制模块150通过所述传感组件采集光线以获得第二图像之前，还包括：所述控制模块150关闭所述第一光源111。具体地，所述控制模块150开启所述第二光源112以产生第二入射光112i的同时或者开启所述第二光源112之前，关闭所述第一光源111。
82.结合参考图5，示出了图4所示指纹成像装置实施例中控制模块150的功能框图。
83.所述控制模块150包括：第一控制单元151，所述第一控制单元151适宜于控制所述第一光源111的开启和关闭；成像控制单元152，所述成像控制单元152适宜于控制所述传感组件130采集光线。
84.在指纹成像时，所述接触面120的第一区域与指纹接触，与所述第一光源111相连的所述第一控制单元151开启所述第一光源111以产生第一入射光111i；所述接触面120的第一区域被照亮后，与所述传感组件130相连的所述成像控制单元152控制所述传感组件130采集光线以获得第一图像。
85.所述控制模块150还包括：判断单元153，所述判断单元153适宜于判断所述接触面120上的第一区域是否存在环境介质。具体的，所述判断单元153与所述传感组件130相连，根据所述传感组件130采集光线所获得的第一图像判断所述接触面120上的第一区域是否存在环境介质。
86.本发明一些实施例中，所述判断单元153包括：判断器1531，所述判断器1531适宜于：判断根据所述第一图像是否能够获得指纹图像，在判断根据所述第一图像不能获得指纹图像时，判断所述接触面120上的第一区域存在环境介质140。
87.如图3所示，本发明一些实施例中，所述判断单元153还包括：提取器1532，所述提取器1532适宜于获得所述第一图像中沿预设方向排列的多个像素的图像；所述判断器1531根据所述提取器1532获得的多个像素的图像判断根据所述第一图像能否获得指纹图像；沿预设方向排列的多个像素的图像的不符合指纹周期规律时，所述判断器1532判断根据所述第一图像不能够获得指纹图像。具体的，所述多个像素的图像的灰度分布不符合指纹周期规律时，所述判断器1531判断由所述第一图像不能够获得指纹图像。
88.仅通过所述第一图像中部分像素的图像判断由所述第一图像能否获得指纹图像，从而能够减少图像处理的数据量，能有效减少计算量，有效提高处理效率，降低硬件要求。
89.具体的，本发明一些实施例中，所述提取器1532提取所述第一图像中沿行方向的一行和/或列方向的一列的像素的图像；所述判断器1531判断所述提取器1532所提取的图像是否符合指纹周期规律，在获得不符合指纹周期规律的结论时候，所述判断器1531判断由所述第一图像不能获得指纹图像，进而判断所述接触面上的第一区域存在环境介质140。具体的，所述判断器1531可以根据所提取的图像的灰度分布进行是否符合指纹周期规律的判断。
90.继续参考图3，所述控制模块150还包括：第二控制单元154，所述第二控制单元154适宜于控制所述第二光源112的开启和关闭。在所述判断器1531获得所述接触面120上的第
一区域存在环境介质140的结论时，与所述判断器1531相连的所述第二控制单元154开启所述第二光源112。
91.需要说明的是，获得第二图像之前，所述控制模块150还适宜于关闭所述第一光源111。关闭所述第一光源111，能够防止所述第一光源111和所述第二光源112所产生入射光之间发生干扰，减少杂散光，从而能够有效改善所获得图像的信噪比，提高指纹图像质量。
92.具体的，如图3所示，所述判断器1531还与所述第一控制单元151相连，在所述第二控制单元154开启所述第二光源112的同时或者开启所述第二光源112之前，所述第一控制单元151关闭所述第一光源111。
93.如图4所示，由于所述第二入射光112i在所述接触面120上的入射角更大，所以虽然所述接触面120上的第一区域存在环境介质140，即指纹和所述接触面120的第一区域之间存在环境介质140，但是所述第二入射光112i在所述接触面120上的入射角更接近于甚至大于全反射临界角，即所述第二入射光112i在所述接触面120的第一区域能够发生全反射；所述传感组件130采集全反射后的光线获得第二图像。光线在所述接触面120上发生全反射时，被所述接触面120上的指纹调制，因此所获得的第二图像包含有指纹信息，所以所述控制模块150能够根据所述第二图像获得指纹图像。
94.如图3所示，所述控制模块150还包括：图像处理单元155，所述图像控制单元155适宜于根据所述传感组件130采集光线所获得的图像获得指纹图像。
95.具体的，所述图像处理单元155与所述传感组件130相连，从所述传感组件130获得所述第二图像；所述图像处理单元155还适宜于根据所述第二图像获得指纹图像。
96.需要说明的是，当所述接触面120上的第一区域不存在环境介质时，即所述控制单元150判断接触面120上的第一区域不存在环境介质时，本发明一些实施例中，所述控制模块150适宜于根据所述第一图像获得所述指纹图像。所以如图3所示，所述控制模块150包括：图像处理单元155，所述图像处理单元155适宜于根据所述传感组件130采集光线所获得的图像获得指纹图像。
97.当接触面120上的第一区域不存在环境介质，即指纹成像时，指纹直接与所述接触面120相接触，两者之间不存在环境介质。所述第一入射光111i在所述接触面120发生全反射；所述传感组件130采集所述第一入射光发生全反射后的光线获得所述第一图像。光线在所述接触面120上发生全反射时，被与所述接触面120的第一区域直接接触的指纹调制，因此所获得的第一图像包含有指纹信息，所以所述图像处理单元155能够根据所述第一图像获得指纹图像。
98.参考图6，示出了本发明指纹成像装置另一实施例的结构示意图。
99.前述实施例相同之处，本发明在此不再赘述。与前一实施例不同之处在于，如图6所示，本发明一些实施例中，所述指纹成像模组200还包括：反射面260，沿平行所述接触面220的方向上，所述反射面260位于所述光源组件远离所述传感组件230的一侧，所述第二光源212的出光面朝向所述反射面260。
100.所述反射面260的设置能够折叠所述第二入射光212i的光路，从而减小所述传感组件230和所述第二光源212之间的距离，有利于提高集成度，有利于装置小型化的实现。在一些实施例中，所述反射面260可以为具有高反射率的镀膜，例如可以通过在所述指纹成像装置(如图6中的介质层240)的一侧镀上具有高反射率的膜层实现。
101.本发明一些实施例中，所述第一光源211的出光面背向所述反射面260，从而尽量降低所述第一入射光211i被所述反射面260反射的几率，从而减少杂散光、改善信噪比。
102.具体的，如图6所示，所述第一光源211开启后，产生第一入射光211i；所述第一入射光211i直接入射至所述接触面220的第一区域；当所述接触面220上的第一区域不存在环境介质，所述第一入射光211i在所述接触面220上的第一区域发生全反射形成第一反射光211r，所述传感组件230采集所述第一反射光211r获得第一图像，进而获得指纹图像。
103.当所述接触面220上的第一区域存在环境介质、所述第二光源212开启后，产生第二入射光212i；所述第二入射光212i经所述反射面260反射后入射至所述接触面220的第一区域(图6中的虚线示出了所述第二光源212的等效光路，由此看出所述反射面260对所述第二光源212的入射光线212i的折叠实质上是在减小所述第二光源212和传感组件230之间的横向距离的情况下延长了入射光线212i的光路)；所述第二入射光212i在所述接触面220上的第一区域发生全反射形成第二反射光212r，所述传感组件230采集所述第二反射光212r获得第二图像，进而获得指纹图像。
104.在一些实施例中，所述第一光源211与所述第二光源212位于同一平面上，在另一些实施例中，沿所述指纹成像装置200的厚度方向上，所述第二光源212相比于所述第一光源211更靠近所述接触面220。
105.本发明上述实施例的指纹成像装置中的光源组件和传感组件横向之间需要一定的距离，以满足传感组件能够收集光源组件在接触面的第一区域以大角度入射的入射光线的全反射光线。图2至图4和图6实施例中的所述第一光源和/或所述第二光源具有预设的发光角度范围，所述第一光源和/或所述第二光源可以位于预设斜面(如图3所示)上，以使得所述第一光源和/或所述第二光源的位于其各自发光角度范围内的光线尽可能多地全部入射至所述接触面的第一区域，从而提高光源组件的光线利用效率。在一些实施例中，所述预设斜面的倾斜角度可以根据所述第一入射光和/或所述第二入射光在所述接触面的第一区域的全反射临界角确定，以使所述第一光源和/或所述第二光源的发光角度范围内的强度最大的光线能够发生全反射，进而用于指纹图像的采集。
106.此外，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括本发明的指纹成像装置。所述指纹成像装置的具体技术方案参考前述指纹成像装置的实施例，本发明在此不再赘述。
107.相应的，本发明还提供一种指纹成像方法。参考图7，示出了本发明指纹成像方法一实施例的流程示意图。
108.所述指纹成像方法包括：执行步骤s110，提供指纹成像模组。
109.结合参考图2，示出了图7所示指纹成像方法实施例中指纹成像模组的结构示意图。
110.所述指纹成像模组300包括：光源组件(图中未标示)，所述光源组件包括：第一光源311和第二光源312，所述第一光源311适宜于产生第一入射光311i，所述第二光源312适宜于产生第二入射光312i，所述第二入射光312i在接触面320上的第一区域的入射角大于所述第一入射光311i在接触面320上的第一区域的入射角，所述接触面120的第一区域适宜于接触指纹；传感组件330，所述传感组件适宜于采集光线。其中，所述第二入射光312i在接触面320上第一区域的入射角大于所述第一入射光311i在接触面320上第一区域的入射角包括：对于接触面320上第一区域内的任一点，所述第二入射光312i在该点的入射角大于所
述第一入射光311i在该点的入射角。
111.所述指纹成像模组100的具体技术方案参考前述指纹成像装置的实施例，本发明在此不再赘述。
112.提供指纹成像模组300之后，执行步骤s320，开启所述第一光源311以产生第一入射光311i；产生所述第一入射光之后，执行步骤s130，通过所述传感组件330采集光线以获得第一图像。
113.在指纹成像时，指纹与所述接触面320的第一区域接触后，开启所述第一光源311、产生第一入射光311i以照亮所述接触面320的第一区域；所述接触面320的第一区域被照亮后，所述传感组件330采集光线以获得第一图像。
114.获得所述第一图像之后，执行步骤s140，根据所述第一图像，判断接触面320上的第一区域是否存在环境介质340。
115.如图2所示，本发明一些实施例中，所述接触面320表面的第一区域具有环境介质340，即指纹成像时，所述环境介质340位于指纹与所述接触面320的第一区域之间，所述环境介质340的折射率相对较小。
116.本发明一些实施例中，所述指纹成像装置能够对潮湿指纹进行成像。因此，指纹成像时，指纹与所述接触面320的第一区域之间的环境介质340为水，即所述环境介质340的折射率大于或等于1.33。
117.本发明一些实施例中，判断接触面320上的第一区域是否存在环境介质340的步骤包括：判断根据所述第一图像是否能够获得指纹图像，在判断根据所述第一图像不能获得指纹图像时，判断存在环境介质340。
118.具体的，判断根据所述第一图像是否能够获得指纹图像的步骤包括：根据所述第一图像中沿预设方向排列的多个像素的图像，判断根据所述第一图像是否能够获得指纹图像。
119.所以，判断所述第一图像是否能够获得指纹图像的步骤包括：提取所述第一图像中沿预设方向排列的多个像素的图像；根据所述多个像素的图像判断由所述第一图像能否获得指纹图像，沿预设方向排列的多个像素的图像的不符合指纹周期规律时，判断根据所述第一图像不能够获得指纹图像。具体地，可以根据所述多个像素的图像的灰度分布进行上述判断。
120.仅通过所述第一图像中部分像素的图像判断由所述第一图像能否获得指纹图像，从而能够减少图像处理的数据量，能有效减少计算量，有效提高处理效率，降低硬件要求。
121.需要说明的是，提取所述第一图像中沿预设方向排列的多个像素的图像的步骤包括：提取所述第一图像中沿行方向的一行和/或列方向的一列的像素的图像。
122.继续参考图5，在判断所述接触面320上的第一区域存在环境介质340时，执行步骤s351，开启所述第二光源312以产生第二入射光312i；开启所述第二光源312以产生第二入射光312i之后，执行步骤s161，通过所述传感组件3230采集光线以获得第二图像，并根据所述第二图像获得指纹图像。
123.需要说明的是，本发明一些实施例中，判断接触面320上的第一区域存在环境介质340之后，通过所述传感组件330采集光线以获得第二图像之前，还包括：关闭所述第一光源311。关闭所述第一光源311，能够减少杂散光，从而能够有效改善所获得图像的信噪比，提
高指纹图像质量。具体的，可以在开启第二光源312以产生第二入射光312i的同时，关闭所述第一光源311；或者，也可以在开启第二光源312以产生第二入射光312i之前，关闭所述第一光源311。
124.如图2所示，由于所述第二入射光312i在所述接触面320上的第一区域的入射角更大，所以虽然所述接触面320上的第一区域存在环境介质340，即指纹和所述接触面320的第一区域之间存在环境介质340，但是所述第二入射光312i在所述接触面320上的第一区域的入射角更接近于甚至大于全反射临界角，即所述第二入射光312i在所述接触面320的第一区域能够发生全反射；所述传感组件330采集所述第二入射光发生全反射后的光线获得第二图像。光线在所述接触面320上的第一区域发生全反射时，被所述接触面320上的第一区域的指纹调制，全反射后的光线携带有指纹信息，即所述第二图像包含有指纹图像；所以可以根据所述第二图像获得指纹图像。
125.需要说明的是，在判断接触面320上的第一区域不存在环境介质340时，所述指纹成像方法还包括：根据所述第一图像获得所述指纹图像。具体的，判断接触面320上的第一区域不存在环境介质340时，产生第一入射光311i之后，获得指纹图像之前，所述第一入射光311i能够在所述接触面320上的第一区域发生全反射；通过所述传感组件330采集所述第一入射光发生全反射后的光线获得所述第一图像。光线在所述接触面320上的第一区域发生全反射时，也会被与所述接触面320的第一区域直接接触的指纹调制，因此所获得的第一图像即包含有指纹信息，可以根据所述第一图像获得指纹图像。
126.还需要说明的是，如图2所示，本实施例中，所述第一入射光311i和所述第二入射光312i都是直接投射至所述接触面320的第一区域以进行指纹成像。但是根据不同的光路结构，入射光也可以通过光学元器件作用后投射至所述接触面320以进一步优化器件结构。
127.参考图6，示出了本发明另一实施例所采用指纹成像模组的结构示意图。
128.本实施例中，所述指纹成像模组还包括：所述指纹成像模组还包括：反射面260，沿平行所述接触面220的方向上，所述反射面260位于所述光源组件远离所述传感组件230的一侧，所述第二光源212的出光面朝向所述反射面260，所述指纹成像方法还包括：开启所述第二光源211以产生第二入射光212i之后，通过所述传感组件230采集所述第二入射光212i经所述反射面260反射入射至所述接触面220的第一区域，并经所述接触面220的第一区域反射的光线，以获得所述第二图像。
129.所述反射面260可以对所述第二入射光212i的光路进行折叠。通过所述第二入射光212i光路的折叠，能够减小所述传感组件230和所述光源组件之间的距离，有利于提高集成度，有利于装置小型化的实现。
130.本发明的指纹成像装置和指纹成像方法可应用于湿手指的指纹采集、或者水下指纹识别，其中湿手指的指纹采集可应用于门锁或车窗上的指纹识别。
131.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。