光学生物特征成像装置中的可变像素分箱制造方法及图纸

本发明专利技术涉及配置包括光电检测器像素阵列的光学生物特征成像装置的方法，该方法包括：使用第一分箱设置获取生物特征对象的生物特征图像，第一分箱设置用于将来自光电检测器像素子阵列的检测信号分箱成单个像素值；确定指示生物特征图像的特征分辨率的度量；以及当度量指示特征分辨率低于特征分辨率阈值时，确定第二分箱设置，第二分箱设置适于提供与生物特征图像的特征分辨率相比更高的特征分辨率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学生物特征成像装置中的可变像素分箱
本专利技术涉及配置包括光电检测器像素阵列的光学生物特征成像装置的方法、光学生物特征成像装置和计算机程序产品。
技术介绍
生物特征系统被广泛用作用于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。光学指纹传感器已知已有一段时间，并且在某些应用中可以是例如电容式指纹传感器的可行的替选。光学指纹传感器可以例如基于针孔成像原理以及/或者可以采用微通道(即，准直仪或微透镜)来将入射光聚焦至图像传感器上。在光学指纹传感器中，透镜下方的图像将是对象的缩小版本，即指纹。在任何成像光学系统中都是这种情况。缩小的量由物距(即，对象与透镜之间的距离)与像距(即，透镜与图像之间的距离)的比率粗略地给出。例如，如果物距增加，则图像分辨率将降低，并且这会导致生物特征性能降低。例如，用户可以决定在显示器上添加增加物距的保护玻璃。因此，感兴趣的是即使例如物距或像距改变也能够至少保持图像分辨率。
技术实现思路
鉴于现有技术的上述缺点和其他缺点，本专利技术的目的是提供一种配置方法，该配置方法通过能够改变像素的分箱来至少缓解以上缺点。根据本专利技术的第一方面，提供了一种配置包括光电检测器像素阵列的光学生物特征成像装置的方法。该方法包括使用第一分箱设置获取生物特征对象的生物特征图像，该第一分箱设置用于将来自光电检测器像素子阵列的检测信号分箱成单个像素值。该方法还包括：确定指示生物特征图像的特征分辨率的度量；以及当该度量指示特征分辨率低于特征分辨率阈值时，确定第二分箱设置，第二分箱设置适于提供与生物特征图像的特征分辨率相比更高的特征分辨率。本专利技术基于以下实现：调整像素的分箱以提高特征分辨率。通过调整像素的分箱，调整了投影像素尺寸并且可以提高特征分辨率。像素的分箱通常用于减少要从图像传感器传输的数据量，并且通常是指将两个或更多个像素组合成单个数据点，即，组合成单个更大面积的像素。例如，可以将2×2、或3×3或4×4等像素分箱成更大的像素，例如，分别是单个像素的4倍大、9倍大和16倍大。在成像系统中可容许的分箱的量由投影像素尺寸——即，投影在对象平面中的像素的尺寸——来确定。投影像素尺寸可以由当前分箱的光电检测器像素尺寸乘以光学生物特征成像装置的缩小率因子给出。作为建议，投影像素尺寸应当小于最小可分辨生物特征的1/4，以保持像素尺寸的影响较小。缩小率因子指示由成像系统将对象平面中的特征在图像平面中进行缩小的因子。在光学生物特征成像装置中发生影响投影像素尺寸并因此也影响图像分辨率的变化的情况下，实现了通过调整分箱来配置光学生物特征成像装置从而改变投影像素尺寸。因此，通过监测指示生物特征图像的特征分辨率的度量，可以确定投影像素尺寸何时太大。响应于不适当的投影像素尺寸，确定第二分箱设置，以减小投影像素尺寸并因此也提高生物特征图像的分辨率。因此，本专利技术提供调整像素的分箱以配置光学生物特征成像装置并从而提高随后获得的生物特征图像的分辨率。根据实施方式，指示特征分辨率的度量是投影像素尺寸。可以根据获取的生物特征图像确定投影像素尺寸。如果投影像素尺寸较大，则得到的特征分辨率较低，这可能导致图像中某些特征将无法分辨。如果投影像素尺寸太大，则第二分箱设置将产生较小的投影像素尺寸。根据实施方式，与利用第一分箱设置相比，利用第二分箱设置，可以组合来自更少像素的检测信号。因此，投影像素尺寸减小以增加图像分辨率。根据实施方式，该方法可以包括使用第二分箱设置获取生物特征对象的第二生物特征图像。因此，具有改进的图像分辨率并因此具有改进的生物特征性能的第二生物特征图像可以用于生物特征认证。根据实施方式，该方法可以包括：确定指示第二生物特征图像的特征分辨率的第二度量；并且当第二度量指示特征分辨率低于特征分辨率阈值时，确定其他分箱设置，该其他分箱设置适于提供与第二生物特征图像的特征分辨率相比更高的特征分辨率。因此，如果第二生物特征图像也没有满足特征分辨率阈值，则该方法可以有利地继续进行分箱设置的其他调整。这甚至可以继续直到指示特征分辨率的度量指示符合要求的特征分辨率。根据实施方式，该方法可以包括：利用其他分箱设置获取其他图像，其中针对其他分箱设置确定指示特征分辨率的其他度量，直到度量指示超过特征分辨率阈值的特征分辨率；选择如下分箱设置：针对该分箱设置，相应的度量指示超过特征分辨率阈值的特征分辨率。因此，可以连续重复该方法，直到找到提供符合要求的特征分辨率的分箱设置。光电检测器像素子阵列可以是方形子阵列、矩形子阵列或圆形子阵列，但其他可能的子阵列也是可能的。随后的分箱设置可以在每个分箱中将像素的行数减少1，并且将像素的列数减少1。在一些可能的实施方式中，随后的分箱设置在每个分箱中将像素的行数减少超过1，并且将像素的列数减少超过1。分箱可以是对称的或非对称的。在对称分箱中，行数或列数相等。在非对称分箱中，行数或列数不相等，即，2×3、2×4、3×2、2×1等。上述特征分辨率可以是第一特征分辨率。在实施方式中，可以包括：当度量指示特征分辨率超过第二特征分辨率阈值时，确定第三分箱设置，第三分箱设置适于提供与生物特征图像的特征分辨率相比更低的特征分辨率。第二特征分辨率阈值优选地指示比第一特征分辨率更高的特征分辨率。因此，响应于不适当的投影像素尺寸，确定第三分箱设置以增加投影像素尺寸并因此也降低生物特征图像的分辨率。在大多数情况下，具有较小的投影像素尺寸是有利的。然而，分辨率可能受到成像系统的其他部件的限制，或者人们可能想要减少从生物特征成像装置传输的数据量。根据本专利技术的第二方面，提供了一种光学生物特征成像装置，其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，图像传感器包括光电检测器像素阵列；光限定元件阵列，其中，每个光限定元件被配置成限定接收来自相应的光限定元件的光的像素子阵列；控制单元，控制单元连接至图像传感器并且被配置成：控制图像传感器使用第一分箱设置获取生物特征对象的第一生物特征图像，第一分箱设置用于将来自光电检测器像素子阵列的检测信号分箱成单个像素值；确定指示第一生物特征图像的特征分辨率的度量；以及当该度量指示特征分辨率低于特征分辨率阈值时，确定第二分箱设置，第二分箱设置适于提供与第一生物特征图像的特征分辨率相比更高的特征分辨率。通过本公开内容，提供了一种生物特征成像装置，该生物特征成像装置容易集成在显示面板中以提供显示屏内指纹感测功能，并且其中可以通过调整图像传感器的分箱设置来调整图像分辨率。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工作原理是：显示面板中的像素发出的光将例如被放置在感测表面上的手指反射，并且反射光被光限定元件接收并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配置包括光电检测器像素阵列的光学生物特征成像装置的方法，所述方法包括：/n-使用第一分箱设置获取(S102)生物特征对象的生物特征图像，所述第一分箱设置用于将来自光电检测器像素子阵列的检测信号分箱成单个像素值；/n-确定(S104)指示所述生物特征图像的特征分辨率的度量；/n-当所述度量指示所述特征分辨率低于特征分辨率阈值时，确定(S106)第二分箱设置，所述第二分箱设置适于提供与所述生物特征图像的所述特征分辨率相比更高的特征分辨率；以及/n-使用所述第二分箱设置获取(S204)所述生物特征对象的第二生物特征图像。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190204 SE 1950128-71.一种配置包括光电检测器像素阵列的光学生物特征成像装置的方法，所述方法包括：
-使用第一分箱设置获取(S102)生物特征对象的生物特征图像，所述第一分箱设置用于将来自光电检测器像素子阵列的检测信号分箱成单个像素值；
-确定(S104)指示所述生物特征图像的特征分辨率的度量；
-当所述度量指示所述特征分辨率低于特征分辨率阈值时，确定(S106)第二分箱设置，所述第二分箱设置适于提供与所述生物特征图像的所述特征分辨率相比更高的特征分辨率；以及
-使用所述第二分箱设置获取(S204)所述生物特征对象的第二生物特征图像。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，指示所述特征分辨率的所述度量是投影像素尺寸。


3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，与利用所述第一分箱设置相比，利用所述第二分箱设置，组合来自更少像素的检测信号。


4.根据权利要求1所述的方法，包括：
-确定指示所述第二生物特征图像的所述特征分辨率的第二度量；
-当所述第二度量指示所述特征分辨率低于所述特征分辨率阈值时，确定其他分箱设置，所述其他分箱设置适于提供与所述第二生物特征图像的所述特征分辨率相比更高的特征分辨率。


5.根据权利要求4所述的方法，包括：
-利用其他分箱设置获取(S204)其他图像，其中针对所述其他分箱设置确定指示所述特征分辨率的其他度量，直到所述度量指示超过所述特征分辨率阈值的特征分辨率；
-选择(S206)如下分箱设置：针对该分箱设置，相应的度量指示超过所述特征分辨率阈值的特征分辨率。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，随后的分箱设置在每个分箱中将像素的行数减少1，并且将像素的列数减少1。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，随后的分箱设置在每个分箱中将像素的行数减少超过1，并且将像素的列数减少超过1。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述光电检测器像素子阵列是方形子阵列、矩形子阵列或圆形子阵列。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
-当所述度量指示所述特征分辨率超过第二特征分辨率阈值时，确定(S108)第三分箱设置，所述第三分箱设置适于提供与所述生物特征图像的所述特征分辨率相比更低的特征分辨率。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述特征分辨率阈值是第一特征分辨率阈值，其中，所述第二特征分辨率阈值指示比所述第一特征分辨率更高的特征分辨率。


11.一种光学生物特征成像装置，其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所述透明的显示面板的相对侧的对象的图像，所述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(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·马丁松，
申请(专利权)人：指纹卡有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE