[实用新型]生物特征成像装置

说明书

提供了一种生物特征成像装置(100)，其被配置成被布置在至少部分透明的显示面板(102)下方并且被配置成捕获与显示面板的外表面(106)接触的对象的图像。该生物特征成像装置包括：图像传感器(108)，其包括光电检测器像素阵列(109)；透明基板(112)，其被布置成覆盖图像传感器；覆盖透明基板的上表面的不透明层(114)，其中，不透明层还包括多个分开的开口(116)；以及多个微透镜(118)，每个微透镜被布置成与不透明层的相应开口对准；其中，每个微透镜被配置成将光重定向成穿过透明基板并且到达光电检测器像素阵列中的像素子阵列(120)上。

技术领域

本实用新型涉及适于集成在显示面板中的光学指纹感测装置。特别地，本实用新型涉及包括多个微透镜的光学指纹传感器。

背景技术

生物特征系统被广泛用作增加诸如移动电话等个人电子装置的便利性和安全性的手段。特别是指纹感测系统现在被包括在诸如移动电话的所有新近发布的消费电子装置的大部分中。

光学指纹传感器为人所知已有一段时间，并且在某些应用中，光学指纹传感器可以是例如电容式指纹传感器的可行的替选物。光学指纹传感器可以例如基于小孔成像原理和/或可以采用微通道(即准直器或微透镜)来将入射光聚焦到图像传感器上。

US 2007/0109438描述了一种可以用作指纹传感器的光学成像系统，在该系统中，微透镜被布置成将光重定向到检测器上。在所描述的成像系统中，每个微透镜构成采样点，并且微透镜被彼此靠近布置以增加图像分辨率。为了避免混合从相邻微透镜接收到的光，在微透镜与检测器之间布置微通道或孔。

然而，为了实现高分辨率传感器，必须使微透镜变小并且以高精度制造微透镜，使得制造工艺复杂且对变化敏感，并且包括小的微透镜的所描述类型的传感器也将对覆盖传感器的任何层的透射率的空间差异敏感。

因此，期望提供一种改进的光学指纹感测装置。

实用新型内容

鉴于现有技术的上述和其他缺点，本实用新型的目的是提供适于布置在显示面板下方的生物特征成像装置，从而提供显示器内指纹感测功能。

根据本实用新型的一个实施方式，提供了一种生物特征成像装置，该生物特征成像装置被配置成被布置在至少部分透明的显示面板下方并且被配置成捕获与显示面板的外表面接触的对象的图像，该生物特征成像装置包括：图像传感器，其包括光电检测器像素阵列；透明基板，其被布置成覆盖图像传感器；覆盖透明基板的上表面的不透明层，其中，不透明层还包括多个分开的开口；以及多个微透镜，每个微透镜位于不透明层的与不透明层在同一平面中的相应开口中；其中，每个微透镜被配置成将光重定向成穿过透明基板并且到达光电检测器像素阵列中的像素子阵列上。

下方布置有生物特征成像装置的显示面板的外表面也可以称为感测表面。所描述的生物特征成像装置的操作原理是：由显示面板中的像素发射的光将被放置在感测表面上的手指反射，并且反射的光被微透镜接收并随后被重定向到每个微透镜的光电检测器像素阵列中的对应的像素子阵列上。由此，可以针对每个子阵列捕获手指的一部分的图像，并且通过将来自所有微透镜的图像进行组合，可以形成表示指纹的图像并且可以执行随后的生物特征验证。

此处，不透明层中的开口用作孔，允许光经由微透镜穿过孔。微透镜的特性被选择成使得光电检测器像素阵列中的每个子阵列经由微透镜接收由放置在显示面板的外表面上的手指的指纹的一部分反射的光。因此，可以通过将由所有子阵列捕获的图像进行组合来形成表示完整指纹的组合图像。当生物特征成像装置被布置在显示面板下方时，足以激活与手指在显示器上的位置对应的子阵列，而不是激活成像装置中的所有子阵列。而且，仅需要激活与手指位置对应的位置中的显示像素。

所描述的不透明层和微透镜的配置允许微透镜的稀疏布置，在该稀疏布置中，相邻的微透镜被不透明层的一部分分开，该部分对应于不透明层中的开口的分离。相邻微透镜之间的优选距离由一系列参数确定，并且将在下面进一步详细论述。