[發明專利]具有自動增益和曝光控制的光學生物計量傳感器

有效

• 申請號: 201811202805.9
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109696192B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: R.J.戈夫;A.吉
• 申請（專利權）人: 辛納普蒂克斯公司
• 主分類號: G01D5/34
• 分類號: G01D5/34;G06V40/13
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李湘;陳嵐

公開一種用于對生物計量輸入對象成像的光學成像設備。光學傳感器包括感測元件陣列。光學傳感器配置成讀取感測元件陣列中的感測元件的子集；分析感測元件的子集的讀數以確定子集的一個或多個感測元件是否飽和；更改光學成像設備的操作點；以及對輸入對象進行成像。

技術領域

本公開總體上涉及光學傳感器，并且更具體地涉及具有增益和曝光控制的光學傳感器。

背景技術

對象成像在多種應用中是有用的。舉例來說，生物計量識別系統對生物計量對象進行成像以用于認證和/或驗證并入識別系統的設備的用戶。生物計量成像提供可靠的、非侵入性的方式來驗證個體身份以用于識別目的。各種類型的傳感器可以用于生物計量成像。

指紋是可以被成像的生物計量對象的示例。如同各種其它生物計量特性的指紋基于明顯不同的個人特性，并因此提供一種識別個體的可靠機制。因此，指紋傳感器具有許多潛在的應用。例如，指紋傳感器可以用于在固定應用中提供訪問控制，所述固定應用諸如安全檢查點。指紋傳感器還可以用于在移動設備中提供訪問控制，所述移動設備諸如手機、可穿戴智能設備(例如，智能手表和活動跟蹤器)、平板計算機、個人數據助理(PDA)、導航設備和便攜式游戲設備。因此，一些應用（特別是與移動設備相關的應用）可能需要既在尺寸上小又高度可靠的識別系統。

大多數移動設備中的指紋傳感器是具有被配置成感測指紋的脊和谷特征的電容性感測陣列的電容性傳感器。通常，這些指紋傳感器檢測絕對電容(有時被稱為“自電容”)或者跨電容(有時被稱為“互電容”)。在任一情況下，陣列中的每一個感測元件處的電容取決于是否存在脊或谷而變化，并且這些變化被電檢測以形成指紋的圖像。

雖然電容性指紋傳感器提供某些優點，但大多數商業上可得到的電容性指紋傳感器難以通過大距離感測精細脊和谷特征，從而需要指紋接觸靠近感測陣列的感測表面。對于電容性傳感器而言，通過厚的層來檢測指紋仍然是巨大的挑戰，所述厚的層諸如保護許多智能電話和其它移動設備的顯示器的厚的護罩玻璃(在本文中有時被稱為“護罩透鏡”)。為了解決這個問題，經常在顯示器旁邊的區域中在護罩玻璃中形成切口，并且將分立電容性指紋傳感器(通常與按鈕集成)放置在切口區域中，使得其可以檢測指紋而不必通過護罩玻璃進行感測。對切口的需要使得難以在設備的面上形成齊平表面，從而減損了用戶體驗，并且使制造復雜化。機械按鈕的存在也占用寶貴的設備基板面。

光學傳感器提供電容性傳感器的備選方案。不幸的是，傳統的光學指紋傳感器太笨重以致不能封裝在移動設備和其它常見的消費者電子設備中，從而將它們的使用限制在門禁控制終端以及其中傳感器尺寸不是限制的類似應用中。另外，光學傳感器可以受到不同的環境照明條件的影響。例如，光學指紋傳感器可以在受到室內照明時提供令人滿意的指紋的成像，但是同一指紋傳感器可能在受到陽光時變得飽和，由此阻礙或抑制對指紋成像的能力。

發明內容

一個實施例提供一種用于對生物計量輸入對象成像的光學成像設備。光學成像設備包括光學傳感器陣列，所述光學傳感器陣列包括感測元件陣列；以及控制電路?？刂齐娐繁慌渲贸傻谝淮巫x取感測元件陣列中的感測元件的第一子集；分析感測元件的第一子集的第一讀取以確定感測元件的第一子集的一個或多個感測元件是否飽和；第一次更改光學成像設備的操作點；以及對輸入對象進行成像。

另一實施例提供一種用于對生物計量輸入對象成像的光學成像設備。光學成像設備包括光學傳感器陣列，所述光學傳感器陣列包括多個未遮蔽的感測元件，多個未遮蔽的感測元件配置成對輸入對象成像；以及多個經遮蔽的感測元件。經遮蔽的感測元件包括：第一感測元件，設置在第一空間遮光罩下方，第一空間遮光罩配置成允許第一光量到達所述第一感測元件的感測區域；以及第二感測元件，設置在第二空間遮光罩下方，第二空間遮光罩配置成允許第二光量到達第二感測元件的感測區域；其中第一光量與第二光量不同。