CN111208651A - 成像系统 - Google Patents

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CN111208651A CN202010156589.XA CN202010156589A CN111208651A CN 111208651 A CN111208651 A CN 111208651A CN 202010156589 A CN202010156589 A CN 202010156589A CN 111208651 A CN111208651 A CN 111208651A
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林郁轩
郑铭媛
黄景煜
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Abstract

本发明提供一种成像系统，包括透光盖板、影像传感器以及衍射光学元件。影像传感器配置于透光盖板下方。衍射光学元件配置于透光盖板与影像传感器之间。来自待测物的光在穿透透光盖板后，被衍射光学元件衍射而成像于影像传感器上。

Description

成像系统
技术领域
本发明涉及一种光学系统，且特别是涉及一种成像系统。
背景技术
随着电子装置的普及以及功能的多元化，成像系统被整合入电子装置，为电子装置撷取所需影像，以提供各种功能使用。其中一种应用，是使用成像系统采集手指表面的指纹影像。
现行的成像系统包含透镜，使待感测物可以透过透镜成像在影像传感器上，因而可使用尺寸比待感测物小的影像传感器得到影像。然而，使用透镜将导致整体机构厚度提高，不利于便携式电子装置的薄型化。
发明内容
本发明是针对一种成像系统，可减小影像传感器的配置面积，且可保持较薄的厚度。
本发明的一实施例提出一种成像系统，包括透光盖板、影像传感器以及衍射光学元件(diffractive optical element,DOE)。影像传感器配置于透光盖板下方。衍射光学元件配置于透光盖板与影像传感器之间。其中，来自待测物的光在穿透透光盖板后，被衍射光学元件衍射而成像于影像传感器上。
在本发明的实施例的成像系统中，衍射光学元件配置于透光盖板与影像传感器之间，以将来自待测物的光成像于影像传感器上。因此，可减小影像传感器的配置面积，且可保持较薄的厚度。
附图说明
包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明的一实施例的成像系统的剖面示意图；
图2为本发明的另一实施例的成像系统的剖面示意图。
附图标号说明
100、200：成像系统；
110：透光盖板；
110a：内表面；
110b：外表面；
120：影像传感器；
120a：感测面；
130：衍射光学元件；
140：显示设备；
H1、H2：间距；
L、L’：光；
P：手指；
S：感测区；
W1、W2：宽度。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
图1为本发明的一实施例的成像系统100的剖面示意图。本实施例的成像系统100可以是单独的成像系统，也可以是整合于电子装置的成像系统，电子装置例如手机、平板计算机、笔记本电脑、数字摄影装置或其他适当的电子装置。请参照图1，本实施例的成像系统100，包括透光盖板110、影像传感器120以及衍射光学元件130。影像传感器120配置于透光盖板110下方。衍射光学元件130配置于透光盖板110与影像传感器120之间。在本实施例中，透光盖板110可采用玻璃盖板或其他透光材料盖板，用以对影像传感器120或电子装置提供保护。影像传感器120例如是互补式金氧半导体(complementary metal oxidesemiconductor,CMOS)传感器或电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)，本发明并不以此为限。衍射光学元件130经配置使入射光发生衍射。
在本实施例中，衍射光学元件130经配置，使位于透光盖板远离影像传感器120一侧的待测物(图未示出)所反射光L，在穿透透光盖板110后，可被衍射光学元件130衍射而成像于影像传感器120上。在本实施例中，衍射光学元件130可配置为使衍射光会聚，使待测物在影像传感器120上形成缩小影像。因此，可减小影像传感器120的尺寸，降低生产成本，且可节省装置空间，有助于缩小整体电子装置的体积。
在一些实施例中，衍射光学元件130为衍射光栅，例如是透射光栅。在另一些实施例中，衍射光学元件130具有至少一个狭缝或针孔，例如，衍射光学元件130可包含设置有一个或多个狭缝的光学层，或是包含设置有针孔(或可更设置有其他狭缝结构)的光学层；或是，衍射光学元件130具有阶梯状表面结构，例如，衍射光学元件130可具有间断地(阶梯状地)变化的表面，其中，阶梯状表面结构的间隔与周期结构经特别设计，使经衍射光学元件130衍射的光可于影像传感器120上形成影像。
在一实施例中，成像系统100可被配置为，使来自待测物的反射光在穿透透光盖板110后直接传递至衍射光学元件130，且自衍射光学元件130出射的光直接传递至影像传感器120。本文中，“直接传递”表示从一光学元件到另一光学元件，其间的空间仅可存在气体(例如：空气)或其他环境介质。在本实施例中，在透光盖板110与影像传感器120之间不须另外设置透镜元件，因此，可使成像系统保持较薄的厚度。
在一实施例中，可以设计衍射光学元件130的结构，使特定波段的光产生破坏性干涉。例如，衍射光学元件130的结构可设计为，使得来自待测物的红外光波段的反射光产生破坏性干涉，使衍射光学元件130兼具有滤光的功效以滤除红外光波段的反射光。当成像系统100所要感测的是可见光波段或其他非红外光波段时，透过滤除红外光波段的光可提升影像质量。在一些实施例中，若成像系统100所要感测的是其他波段的影像，也可设计衍射光学元件130的结构，以滤除非欲感测波段的光。
此外，在另一实施例中，可将衍射光学元件130设置在透光盖板110朝向影像传感器120的内表面110a上。举例而言，衍射光学元件130可直接设置或贴附在透光盖板110的内表面110a上。
请再参照图1。透光盖板110具有远离影像传感器120的外表面110b。影像传感器120具有朝向透光盖板110的感测面120a。在本实施例中，透光盖板110的外表面110b至衍射光学元件130的间距H1与衍射光学元件130至感测面120a的间距H2的比值是落在1至5的范围内。此外，在本实施例中，衍射光学元件130的宽度W1与影像传感器120的宽度W2的比值大于或等于1.2。
图2为本发明的另一实施例的成像系统200的剖面示意图。请参照图2，本实施例的成像系统200类似于图1的成像系统100，而两者的主要差异如下所述。在本实施例中，成像系统200中的影像传感器120以及衍射光学元件130可形成指纹感测模块，例如是屏下光学式指纹识别(On-screen Fingerprint Sensing，OFS)模块。影像传感器120配置于透光盖板110下方。衍射光学元件130配置于透光盖板110与影像传感器120之间。其中，待测物可为手指P，透光盖板110可供手指P置于其上，衍射光学元件130用以将透光盖板110上的手指P的指纹成像于影像传感器120，以获得指纹图像。在一实施例中，成像系统200可具有一感测区S，衍射光学元件130和影像传感器120则设置在感测区S内。
在本实施例中，成像系统200可更包括显示设备140。显示设备140设置在透光盖板110与影像传感器120之间。显示设备140例如为有机发光二极管(organic light-emittingdevice,OLED)显示面板、液晶显示面板等透明显示面板或其他透明显示面板。然而，在其他实施例中，显示设备140亦可以是液晶显示面板或其他适当的显示面板，且在影像传感器120上方的区域具有透光开口。显示设备140发出的至少一部分的光L’，可被透光盖板110上的手指P反射且穿透显示设备140，再经衍射光学元件130衍射而成像于影像传感器120。在一些实施例中，显示设备140可在感测区S中显示图像，供用户触控操作。
综上所述，在本发明的实施例的成像系统中，衍射光学元件配置于透光盖板与影像传感器之间，以将来自待测物的反射光成像于影像传感器。因此，可减小影像传感器的配置面积，且可使成像系统保持较薄的厚度。此外，衍射光学元件也可滤除非感测波段的光，提供具更佳的感测效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种成像系统，其特征在于，包括：
透光盖板；
影像传感器，配置于所述透光盖板下方；以及
衍射光学元件，配置于所述透光盖板与所述影像传感器之间；
其中，来自待测物的光在穿透所述透光盖板后，被所述衍射光学元件衍射而成像于所述影像传感器。
2.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述衍射光学元件为衍射光栅。
3.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，来自所述待测物的光在穿透所述透光盖板后直接传递至所述衍射光学元件，且自所述衍射光学元件出射的光直接传递至所述影像传感器。
4.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述衍射光学元件滤除所述反射光的红外光波段。
5.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述衍射光学元件设置在所述透光盖板朝向所述影像传感器的内表面上。
6.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述透光盖板具有远离所述影像传感器的外表面，所述影像传感器具有朝向所述透光盖板的感测面，其中所述外表面至所述衍射光学元件的间距与所述衍射光学元件至所述感测面的间距的比值是落在1至5的范围内。
7.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述衍射光学元件的宽度与所述影像传感器的宽度的比值大于或等于1.2。
8.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述影像传感器以及所述衍射光学元件形成指纹感测模块，所述待测物为手指，所述透光盖板用以让所述手指放置其上，所述衍射光学元件用以将放置在所述透光盖板上的所述手指的指纹成像于所述影像传感器上。
9.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统更包括显示设备，所述显示设备设置在所述透光盖板与所述影像传感器之间。
10.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述衍射光学元件具有至少一狭缝或针孔，或具有阶梯状表面结构。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111208651A (zh) * 2019-07-22 2020-05-29 神亚科技股份有限公司 成像系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6091838A (en) * 1998-06-08 2000-07-18 E.L. Specialists, Inc. Irradiated images described by electrical contact
CN102265126A (zh) * 2008-10-24 2011-11-30 派洛斯有限公司 红外线光检测器及其生产
CN102540297A (zh) * 2010-12-15 2012-07-04 电子科技大学 微米级抗反射金属光栅的制备方法
CN105807353A (zh) * 2016-05-24 2016-07-27 苏州大学 可见光及红外波段的宽波段吸收滤光结构及其制备方法
CN108496180A (zh) * 2016-01-29 2018-09-04 辛纳普蒂克斯公司 在显示器下面的光学指纹传感器
CN208400148U (zh) * 2018-05-25 2019-01-18 东莞市长资实业有限公司 一种隐藏于屏幕下方的导光调光一体式指纹识别模组
CN212112013U (zh) * 2019-07-22 2020-12-08 神亚科技股份有限公司 成像系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3968476A (en) * 1974-07-17 1976-07-06 Sperry Rand Corporation Spurious signal removal in optical processor fingerprint identification apparatus
CN102386199B (zh) * 2011-09-30 2016-05-11 上海华虹宏力半导体制造有限公司 微镜头以及图像传感器
JP6457845B2 (ja) * 2015-03-10 2019-01-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 検査方法及び検査装置
US9524416B1 (en) * 2015-07-03 2016-12-20 Fingerprint Cards Ab Fingerprint sensing device comprising three-dimensional pattern
TWM572986U (zh) * 2017-07-17 2019-01-11 金佶科技股份有限公司 檢測裝置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6091838A (en) * 1998-06-08 2000-07-18 E.L. Specialists, Inc. Irradiated images described by electrical contact
CN102265126A (zh) * 2008-10-24 2011-11-30 派洛斯有限公司 红外线光检测器及其生产
CN102540297A (zh) * 2010-12-15 2012-07-04 电子科技大学 微米级抗反射金属光栅的制备方法
CN108496180A (zh) * 2016-01-29 2018-09-04 辛纳普蒂克斯公司 在显示器下面的光学指纹传感器
CN105807353A (zh) * 2016-05-24 2016-07-27 苏州大学 可见光及红外波段的宽波段吸收滤光结构及其制备方法
CN208400148U (zh) * 2018-05-25 2019-01-18 东莞市长资实业有限公司 一种隐藏于屏幕下方的导光调光一体式指纹识别模组
CN212112013U (zh) * 2019-07-22 2020-12-08 神亚科技股份有限公司 成像系统

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