[发明专利]显示器下方生物特征成像装置

说明书

光学生物特征成像装置(100)，其被配置成布置在至少部分透明的显示面板(102)下方，并且被配置成捕获位于显示面板的相对侧的对象的图像，该光学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)；光重定向元件阵列(118；802，803；206)，每个光重定向元件被配置成将光重定向到像素阵列上；滤色器(111)，其被布置在光重定向元件阵列与图像传感器之间，滤色器包括光学上透射的相应滤色器元件(115，117)的至少两个滤色器阵列，第一滤色器阵列包括第一滤色器元件，第二滤色器阵列包括第二滤色器元件，滤色器阵列被布置成使得每个光电检测器像素至少部分地被至少第一滤色器元件和第二滤色器元件覆盖。

技术领域

本发明涉及生物特征成像装置，该生物特征成像装置被配置成布置在至少部分透明的显示面板下方。本发明还涉及电子装置。

背景技术

生物特征系统被广泛用作为增加诸如移动电话等的个人电子装置的便利性和安全性的手段。特别地，指纹感测系统现在被包括在所有新发布的诸如移动电话的消费电子装置的大部分中。

光学指纹传感器为人们所知已经有一段时间，并且可以在某些应用中例如是电容式指纹传感器的可行替选。光学指纹传感器可以例如基于针孔成像原理和/或可以采用微通道，即，将入射光聚焦至图像传感器上的准直仪或微透镜。

最近，人们对将光学指纹传感器布置在电子装置的显示器下面感兴趣。为了将光学指纹传感器安装在显示器下方，要求图像距离较小以减小光学指纹传感器的厚度。此外，要被成像的对象(即，指纹)通常位于离传感器的距离显著大于图像距离的位置处。该对象距离通常至少由包括屏幕保护器等的显示器厚度来限定。

对图像距离和对象距离的要求导致图像传感器的像素大小必须小，以保持高分辨率，这需要相对昂贵的图像传感器。

US2016/0266695描述了一种能够感测显示屏上的指纹的指纹感测显示器。US2016/0266695公开了特定波段的滤色器材料已经沉积在光学传感器阵列的一些像素上。使用彩色像素获取第一图像，并且使用非彩色像素获取第二图像。最后，对图像进行组合以产生具有较高分辨率的图像。

尽管似乎US2016/0266695公开了一种通过不减小像素大小来提高分辨率的方法，但是在这方面仍有改进的空间。

发明内容

鉴于现有技术的上述和其他缺点，本发明的目的是提供一种具有改进的成像分辨率的生物特征成像装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种光学生物特征成像装置，该光学生物成像装置被配置成布置在至少部分透明的显示面板下方，并且被配置成捕获位于透明显示面板的相对侧的对象的图像。

生物特征成像装置包括图像传感器，该图像传感器包括光电检测器像素阵列。

生物特征成像装置包括光重定向元件阵列。每个光重定向元件被配置成将光重新定向到光电检测器像素阵列上，

滤色器被布置在光重定向元件阵列与图像传感器之间。滤色器包括光学上透射的各个滤色器元件的至少两个滤色器阵列。第一滤色器阵列包括第一滤色器元件，第二滤色器阵列包括第二滤色器元件。

滤色器阵列被布置成使得图像传感器的每个光电检测器像素至少部分地被至少第一滤色器元件和第二滤色器元件覆盖。

本发明基于以下实现：由至少两个不同的滤色器元件来覆盖光电检测器像素阵列的每个像素，例如，至少第一滤色器元件和第二滤色器元件。不同的滤色器元件被配置成过滤掉特定滤色器元件的相应透射带之外的波长的光。