指纹识别(二)—— 光学指纹场景使用OLED HBM功能

指纹系列文章:
指纹识别(一)—— 电容式、光学式、超声波式介绍
指纹识别(二)—— 光学指纹场景使用OLED HBM功能

目前,背光高亮分为局部高亮和全局高亮,其中,全局高亮的亮度高而且稳定,使得指纹识别成功率比局部高亮的识别成功率高。但是,全局高亮也存在一定的问题,具体是,由于开启全局高亮(HBM)后屏幕亮度达到最大,会很刺眼,所以通常做法是在应用侧,即在手指按在指纹区域时候显示一个半透明的黑色蒙蔽(DIM),同时开启HBM。但是,由于绘制DIM到达屏幕上显示需要的时间和开启HBM在屏幕上显示需要的时间不同,而且DIM绘制会闪系统卡顿印象,最终导致HBM和DIM在屏幕上很难保证同时生效,此时,在按压屏下指纹识别的时候容易导致屏幕闪亮或者闪暗,较大概率地给用户带来较差的屏下光学指纹使用体验。(来源:一种屏下指纹显示优化方法、设备及计算机可读存储介质

(todo:全局高亮比局部高亮的亮度高吗?前者会更稳定吗?这个需要确认一下)

HBM是OLED屏幕的一种高亮模式,一般情况下手机亮度最高到500nits,HBM模式亮度能达到800nits,甚至1000nits。在光学指纹识别场景打开HBM可以提高指纹识别成功率。但是亮度过大会让用户感到刺眼,所以需要在非指纹区域增加蒙层(纯色,利用不同透明度改变画面亮度),降低画面亮度。(如果非指纹识别区域是黑色画面,则无需蒙层)
如果HBM和蒙层不同步,则会出现闪亮或闪暗问题。

难点:
1.蒙层和HBM同步问题
2.蒙层的透明度,透明度不正确会导致打开hbm前后画面亮度不一致,视觉上有亮度变化

打开hbm的情况

现象 hbm和蒙层 原因
闪亮 hbm生效了,但是没有显示蒙层 1.hbm实际生效时间(平台发送写hbm寄存器到亮度变化)和预期不符,比如软件上预期隔一帧生效,实际下一帧生效
2.上层没有绘制蒙层,却通知驱动打开hbm
3.软件流程耗时长,将送图动作延迟了
闪暗 蒙层显示出来了,hbm没有打开 1.hbm实际生效时间和预期不符,比如软件上配置下帧生效,实际上隔一帧生效
2.上层传了蒙层,却没有及时通知驱动打开hbm
闪亮或闪暗 hbm打开和蒙层显示都符合预期 屏幕hbm功能异常,在打开hbm时会出现亮度跳动

关闭hbm的情况

现象 hbm和蒙层 原因
闪亮 蒙层撤走了,但是hbm还没关 1.hbm实际生效时间和预期不符,比如软件上配置下帧生效,实际上隔一帧生效
2.上层更新了画面,不再显示蒙层,却没有及时通知驱动关闭hbm
闪暗 hbm关了,但是蒙层还没撤走 1.hbm实际生效时间和预期不符,比如软件上预期隔一帧生效,实际下一帧生效
2.上层通知驱动关闭hbm,但是依然显示蒙层
闪亮或闪暗 hbm关闭和蒙层显示都符合预期 1.屏幕hbm功能异常,在关闭hbm时会出现亮度跳动
2.关闭hbm之后,一些显示效果没有及时恢复

注:有些闪亮闪暗原因和软件实现方案有关,需要根据代码实现具体分析。

OLED显示面板在HBM mode(高亮模式)下的亮度逼近1000nit(尼特),为了高亮达标,Normal mode(正常模式)至HBM mode之间的压差越来越大,目前通常通过Dynamic ELVSS(electro luminescence source supplyvoltage,发光二极管阴极电压)功能实现亮度阶梯型变化,例如将OLED显示面板的阴极电压ELVSS根据不同的DBV区间对应划分为几个电压区间,用户在切换DBV时,阴极电压ELVSS对应的以电压区间为单位进行增加或减少,从而实现亮度阶梯型变化。(来源:一种OLED显示装置及其亮度驱动方法)

参考资料:
一种屏下指纹显示优化方法、设备及计算机可读存储介质
一种OLED显示装置及其亮度驱动方法

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