[发明专利]被配置用于双模式操作的图像传感器

说明书

本发明提供与被配置用于双模式操作的图像传感器相关的装置和方法。本发明包括具有其上形成有像素阵列的图像传感器基板的图像传感器。像素阵列包括：(i)包括第一像素阵列的第一像素区域，该第一像素阵列包括被配置成对700nm以下的波长具有峰值灵敏度的像素，以及(ii)包括第二像素阵列的第二像素区域，该第二像素阵列包括第一像素类型的像素和第二像素类型的像素。第一像素类型的像素可以被配置成对700nm与1000nm之间的波长具有峰值灵敏度。第二像素类型的像素可以被配置成对700nm以下的波长具有峰值灵敏度。本发明另外提供包含图像传感器的装置和用于制造所述图像传感器的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月7日提交的美国临时专利申请第62/264,065号的优先权，其内容通过引用被合并入本文。

技术领域

本发明涉及基于眼睛的生物特征认证的技术。特别地，本发明提供对基于眼睛的生物识别系统的装置、方法和计算机程序的改进，所述基于眼睛的生物识别系统依赖于红外或近红外照明下的生物特征成像。

背景技术

基于眼睛的生物特征认证装置依赖于在红外或近红外照明下获取的对象的眼睛的图像。

图1A示出了基于眼睛的生物识别系统100，其包括与图像处理装置104耦接的成像装置102，该成像装置102用于获取对象的眼睛的图像，该图像处理装置104用于从所获取的图像提取生物特征信息，并且出于生物特征认证目的可选地分析这些信息。

图1B示出了在图1A中示出的更普遍的类型的成像装置，其包括照明器IL和成像摄像装置IC，出于图像采集的目的，二者分别被配置成使得来自照明器IL的照明辐射从对象的眼睛E散射到成像摄像装置IC上。在与基于眼睛的生物特征认证(并且特别地，基于虹膜的生物特征认证)相关的实施方式中，照明器IL发射在700nm与1000nm之间的范围内的近红外波长。

由于基于眼睛的生物特征认证系统依赖于红外或近红外照明，因此被配置成实现这种生物特征认证的图像传感器需要对红外或近红外照明敏感。另一方面，出于正常摄影的目的，通常试图将红外或近红外波长过滤掉。因此，需要被配置用于正常摄影和基于红外或近红外的生物特征认证的设备使用两个成像摄像装置，一个被配置用于对红外或近红外敏感，并且另一个被配置用于对色彩敏感(以及对红外或近红外不敏感)。

被配置用于对红外或近红外敏感的成像摄像装置可以包括图2A中所示类型的图像传感器202，其具有对期望的红外或近红外波长敏感的像素阵列。通常，这些像素对可见光谱内的可见光波长也敏感。被配置用于对色彩敏感(并且优选地对红外或近红外不敏感)的成像摄像装置可以包括图2B中所示类型的图像传感器204，其具有每个像素都对可见光谱内的一个或更多个波长(例如，红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)波长)敏感的像素阵列。这些像素中的每一个都可以具有设置在其中的红外或近红外掩模或滤波器，以确保对红外或近红外波长不敏感或灵敏度很低。

图2C和图2D示出了用于基于红外波长的生物特征识别的典型的现有技术RGBIR像素阵列。

在图2C所示的阵列206中，每个像素都对IR敏感，并且也对红色(R)、蓝色(B)或绿色(G)波长中的一个敏感。在入射到图像传感器上的红外波长的强度强的成像情况下(例如，室外)，红外波长干扰所获取的图像中的可见色彩的准确再现。因为每个像素都对红外敏感，所以由图2C的像素阵列呈现的红外光谱或近红外光谱的分辨率良好。然而，由于像素对红外波长的高灵敏度，示出的像素阵列对在窄范围的环境光条件之外成像的可见色彩的有效性有限，这将其对基于眼睛识别的有效性限制于一组有限的工作条件。

图2D中所示的像素阵列208解决了在环境红外波长强的环境中可见色彩再现的问题。然而，与图2C的像素阵列所呈现的红外波长分量中的图像分辨率相比，该红外波长分量中的图像分辨率降低到1/4。这种降低使得图2D的像素阵列难以在图像传感器尺寸和成本限制固定的情况下实现准确的基于眼睛的生物特征识别。