CN113261008A - 光学生物特征成像装置中的可变像素分箱 - Google Patents

光学生物特征成像装置中的可变像素分箱 Download PDF

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Abstract

本发明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。

Description

光学生物特征成像装置中的可变像素分箱
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺点和其他缺点，本发明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。
根据本发明的第一方面，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。
本发明基于以下实现：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，本发明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。
根据本发明的第二方面，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随后被传送到相应的像素子阵列上。可以针对每个子阵列捕获手指的一部分的图像。通过组合来自所有光限定元件的图像，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。
控制单元被配置成控制要使用哪个分箱设置。
根据实施方式，光限定元件可以是微透镜。每个微透镜可以被配置成将光重定向到光电检测器像素阵列中的像素子阵列上。
光学生物特征成像装置优选地被配置为光学指纹成像装置。
本发明第二方面的其他效果和特征在很大程度上类似于上面关于本发明第一方面描述的效果和特征。
根据本发明的第三方面，提供了一种电子装置，该电子装置包括：透明显示面板；根据第二方面的实施方式中的任一个的光学生物特征成像布置，以及处理电路，该处理电路被配置成：接收来自光学生物特征成像装置的信号，该信号指示触摸透明显示面板的手指的指纹，基于检测到的指纹执行指纹认证过程。
可以根据实施方式来使用各种类型的显示器。例如，基于具有任何类型的三刺激发射(如RGB、CMY等)的OLED、u-LED的显示面板。
该电子装置可以是例如诸如移动电话(例如，智能电话)、平板电脑、平板手机等的移动装置。
本发明的第三方面的其他效果和特征在很大程度上类似于上面关于本发明的第一方面和第二方面描述的效果和特征。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质，计算机可读介质上存储有用于控制光学生物特征成像装置的计算机程序方法，所述光学生物特征成像装置包括图像传感器和控制单元，其中，该计算机程序产品包括：用于确定指示利用第一分箱设置获取的生物特征图像的特征分辨率的度量的代码；以及用于在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的代码，该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。
本发明的第四方面的其他效果和特征在很大程度上类似于上面关于本发明前述方面描述的效果和特征。
此外，发明构思也适用于特征分辨率不必要地高的情况。因此，还实现了通过调整分箱来配置光学生物特征成像装置从而增大投影像素尺寸。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小。响应于不适当的投影像素尺寸，确定第三分箱设置以增大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。
根据上文，因此以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的形式提供了本发明的第五方面，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阈值更高的特征分辨率。
通过该第五方面，从而减小投影像素尺寸，直到达到令人满意的特征分辨率。
本发明的第五方面的其他效果和特征在很大程度上类似于上面关于本发明的前述方面描述的效果和特征。
当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的其他特征和优点将变得明显。技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征以产生除了后面描述的那些实施方式之外的实施方式。
附图说明
现在将参照示出本发明的示例实施方式的附图来更详细地描述本发明的这些方面和其他方面，在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的电子装置的示例；
图2是根据本发明的实施方式的电子装置的示意性框图；
图3a示意性地示出了根据本发明的实施方式的生物特征成像装置；
图3b示意性地示出了图3a所示的生物特征成像装置的其他配置；
图4a至图4c概念性地示出了像素分箱的概念；
图5a至图5c概念性地示出了像素分箱的另一示例；
图6a至图6e概念性地示出了分箱的效果；
图7是根据本发明的实施方式的方法步骤的流程图；
图8是根据本发明的实施方式的方法步骤的流程图；
图9是根据本发明的实施方式的方法步骤的流程图；以及
图10是根据本发明的实施方式的方法步骤的流程图。
具体实施方式
在本详细描述中，主要参照布置在显示面板下方的生物特征成像装置来描述根据本发明的生物特征成像装置的各种实施方式。然而，应当注意，所描述的生物特征成像装置还可以用于其他生物特征成像应用中，例如位于盖玻璃等下方的生物特征成像装置中。
现在转向附图，并且特别转向图1，图1以具有集成的显示器内光学生物特征成像装置100和具有触摸屏幕界面106的显示面板104的移动装置101的形式，示意性地示出了被配置成应用根据本公开内容的构思的电子装置的示例。光学生物特征成像装置100可以例如用于解锁移动装置100和/或用于授权使用移动装置100执行的交易等。
此处，光学生物特征成像装置100被示出为比显示面板104小，但是仍然相对较大，例如大面积实现。在其他有利的实现中，生物特征成像装置100可以与显示面板104的尺寸相同，即完全显示解决方案。因此，在这样的情况下，用户可以将他/她的手指放置在显示面板上的任何位置以进行生物特征认证。在其他可能的实现中，生物特征成像装置100可以小于所描绘的生物特征成像装置，例如提供热区实现。
优选地并且对技术人员明显地是，图1所示的移动装置101还可以包括用于WLAN/Wi-Fi通信的第一天线、用于电信通信的第二天线、麦克风、扬声器和电话控制单元。当然，移动装置可能包括有其他硬件元件。
此外，应当注意，本发明可以关于包括透明显示面板的任何其他类型的电子装置——例如膝上型计算机、平板计算机等——适用。
图2是根据本发明的实施方式的电子装置200的示意性框图。电子装置200包括透明显示面板204和被概念性地示出为布置在透明显示面板204下方的光学生物特征成像装置100。此外，电子装置200包括诸如控制单元202的处理电路。控制单元202可以是电子装置202的独立控制单元，例如装置控制器。可替选地，控制单元202可以包括在光学生物特征成像装置100中。
控制单元202被配置成从生物特征成像装置100接收指示检测对象的信号。所接收的信号可以包括图像数据。
控制单元202被配置成基于所接收的信号来检测指纹，并且控制单元202被配置成基于所检测的指纹来执行指纹认证过程。这样的指纹认证过程本身被认为是技术人员已知的，并且本文将不再进一步描述。
图3a示意性地示出了根据本发明的实施方式的光学生物特征成像装置100。此处，光学生物特征成像装置100被布置在至少部分透明的显示面板302下方。然而，生物特征成像装置100可以被布置在任何足够透明的盖结构下方，只要图像传感器接收到足够量的光以捕获与盖结构的外表面接触的生物特征对象的图像，例如指纹或掌纹。在下文中，描述了被配置成捕获与显示面板102的外表面305接触的手指303的图像的生物特征成像装置100。
生物特征成像装置100包括图像传感器308，图像传感器308包括光电检测器像素阵列309，其中，每个像素310是单独可控的光电检测器，光电检测器被配置成检测入射光的量并且生成指示由检测器接收到的光的电信号。图像传感器308可以是任何合适类型的图像传感器，例如连接至相关联的控制电路的CMOS或CCD传感器。对这样的图像传感器的操作和控制可以被认为是已知的，并且本文将不再讨论。
生物特征成像装置100可选地还包括被布置成覆盖图像传感器308的透明基板312并且可选地还包括覆盖透明基板312的上表面的不透明层314。可选的不透明层314还包括彼此相距一定距离布置的多个分离的开口316(仅示出了一个)。
在该示例实施方式中，生物特征成像装置包括微透镜318(仅示出了一个)的阵列，每个微透镜布置在可选的不透明层314的相应开口316中并且与不透明层314在同一平面中。然而，可以想到将不透明层314和微透镜318布置在不同的层中。此外，微透镜318具有与开口316的尺寸和形状相同的尺寸和形状，以防止未穿过微透镜318的任何杂散光到达图像传感器308。还可以想到，微透镜318比开口316大。
每个微透镜318被配置成将光重定向穿过透明基板312并且到达光电检测器像素阵列309中的像素子阵列320上。因此，微透镜被配置成限定从相应的微透镜接收光的像素子阵列320(图3b中的320′)。此处，子阵列320、320′被限定为仅从一个微透镜318接收光的像素的阵列。还应当注意的是，微透镜318和显示像素未按比例绘制。微透镜318被示出为接收由手指303反射的光，该光在到达微透镜318之前已经传播通过显示面板302，并且由微透镜318接收的光被聚焦在图像传感器308上。从各个微透镜318接收光的不同的像素子阵列320、320′优选地不与从邻近的微透镜接收光的相邻子阵列交叠。
生物特征成像装置100还包括位于不透明层314与显示面板302之间的中间层322。中间层322可以例如包括用于将显示面板302附接至成像装置100的粘合剂层，并且中间层322的折射率与微透镜318的折射率不同。中间层包括在透明显示面板与微透镜318之间的气隙。
此外，中间层322还可以包括本文未单独说明的抗反射涂层、滤光器(例如，红外滤光器)和/或偏振滤光器。通常优选的是，微透镜318的折射率尽可能高并且与微透镜318上方或下方的任何相邻材料的折射率不同。
在图3a中，指示了对象303的一部分的宽度D。距离od1指示从光限定元件(这里示出为微透镜318)至对象303的距离。距离id是图像传感器像素阵列309与微透镜318之间的距离。由生物特征成像装置100提供的缩小率(demagnification)提供将宽度D投影至像素阵列109上的宽度i1上，其中，i1由下式给出：
Figure BDA0003140721180000091
为了能够分辨生物特征，假定D表示可分辨的最小期望生物特征，则期望包括任何分箱的像素尺寸小于i1。换句话说，可以由缩小率
Figure BDA0003140721180000093
乘以包括任何分箱的当前像素尺寸给出的投影像素尺寸应当小于可分辨的最小期望生物特征，优选地小于要分辨的最小期望生物特征的期望分数，例如25％。投影像素尺寸可以被认为是对象平面中——即，对象303处——的像素尺寸。因此，给定缩小率，可以将包括任何分箱的当前像素尺寸投影至对象平面。对象平面中的该投影像素应当小于可分辨的最小期望生物特征。可以根据获取的图像确定对象平面中的像素尺寸。
图3b示出了生物特征成像装置100的配置，在该配置中，图3a所示的距离od1现在已经通过添加例如保护玻璃324而改变为更大的距离od2。此处，手指303触摸保护玻璃324的表面305′。在这种情况下，生物特征成像装置100的缩小率提供了将宽度D投影到像素阵列309上的宽度i2上，其中，i2由下式给出：
Figure BDA0003140721180000092
这可能会导致投影像素尺寸过大。换句话说，缩小率
Figure BDA0003140721180000094
乘以包括任何分箱的当前像素尺寸不再小于要分辨的最小期望生物特征的期望分数。这导致图像分辨率降低和生物特征性能降低。通过改变分箱设置——即减少分箱中使用的像素数量——可以配置包括更新的分箱的当前像素尺寸，使得投影像素尺寸小于可分辨的最小期望生物特征的期望分数。
图4a至图4c概念性地示出了通过将一组像素组合成更大像素的分箱。图4a至图4c中的每个图示出了具有各个像素310的像素阵列309。
图4a概念性地示出了4×4像素310的分箱。这意味着将来自4×4子阵列中的像素的检测信号组合成单个信号，从而有效地产生包括4×4像素的更大像素。换句话说，通过像素的分箱，16个信号已经减少至1个，这意味着要从图像传感器传输更少的数据，但是以降低图像分辨率为代价。
如果结果是投影像素尺寸(即，分箱的像素402的投影)太大而无法分辨期望的特征，则由于改变的缩小率，本公开内容提供改变分箱。
图4b示出了另一分箱设置的一个示例，在该示例中，分箱设置是使用3×3像素404而不是图4a所示的4×4像素。以这种方式，与使用图4a所示的分箱相比，减小了投影像素尺寸。如果减小不充分，则可以应用其他分箱设置以使用如图4c所示的2×2像素406。
在实际实现中，像素总数较大，但是在附图中为了清楚起见，减少了阵列309中所示像素的数量。
图5a至图5c概念性地示出了通过将一组像素组合成更大像素的分箱的另一示例。图5a至图5c中的每个图示出了具有各个像素310的像素阵列309。
图5a概念性地示出了4×3像素310的非对称子阵列408的分箱。来自4×3子阵列中的像素的检测信号被组合成单个信号，从而有效地产生包括4×3像素的更大像素。
如在参照图4a至图4c描述的情况下，如果投影像素尺寸太大而无法分辨期望特征，则可以变更分箱。
图5b示出了变更的分箱的一个示例，其中使用了较少像素，在这种情况下，在子阵列410中对4×2像素进行分箱。如果用于分箱的像素数量的减少不充分，则可以应用其他分箱设置以使用如图5c所示的分箱子阵列412中的3×2像素。
图6a至图6e概念性地示出了分箱的效果。图6a示出了照射到图像传感器上的实际光分布。利用光电检测器像素阵列、使用给定的分箱设置并且利用由传感器像素的间距给定的采样距离来采样该光分布。
图6b示出了当缩小率相对较低并且没有分箱时采样的图像。换句话说，利用1×1像素分箱设置来执行采样。来自图6a所示的原始光分布的特征被清楚地分辨。此外，图6c示出了当缩小率相对较低但是利用2×2像素分箱设置时采样的图像。与图6b相比，图6c中图像分辨率降低，但是仍然可以分辨特征。因此，利用低缩小率(例如，如图3a所示)、使用2×2分箱将减少从图像传感器传输的数据量，但是仍然提供了足够的分辨率。
图6d示出了当缩小率相对较高并且利用2×2像素分箱设置时采样的图像。在相对较高的缩小率处利用该2×2像素分箱设置，来自图6a所示的原始光分布的特征几乎没有被分辨。换句话说，当在该相对较高的缩小率处使用2×2像素分箱设置时，投影像素尺寸太大。
图6e示出了当缩小率如图6d中一样相对较高但分箱已减少了一步至1×1像素分箱设置时采样的图像。在相对较高的缩小率处利用1×1像素分箱设置，来自图6a所示的原始光分布的特征又是可分辨的。
图7是根据本发明的实施方式的方法步骤的流程图。在步骤102中，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。随后S104，确定指示生物特征图像的特征分辨率的度量。当度量指示特征分辨率低于特征分辨率阈值时，确定S106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的第二分箱设置。
图8是根据本发明的实施方式的方法步骤的流程图。从步骤S106已经确定了分箱设置。接着，利用所确定的分箱设置获取S204其他图像，例如第二图像，针对所确定的分箱设置确定指示特征分辨率的其他度量。如果度量指示特征分辨率超过特征分辨率阈值，则选择S206如下分箱设置：针对该分箱设置，度量指示低于特征分辨率阈值的特征分辨率。然而，如果度量指示特征分辨率低于特征分辨率阈值，则在步骤S106中确定其他分箱设置，该其他分箱设置适于提供与先前获取的生物特征图像的特征分辨率相比更高的特征分辨率。
换句话说，图8示出了利用其他分箱设置获取S204其他图像，其中针对其他分箱设置确定其他度量，直到确定特征分辨率超过特征分辨率阈值。当确定对应于某个分箱设置的特征分辨率超过特征分辨率阈值时，选择S206如下分箱设置：针对该分箱设置，相应度量指示超过特征分辨率阈值的特征分辨率。所选择的分箱设置然后可以用于获取用于生物特征认证的其他生物特征图像。
可以理解，分箱还可以用于降低特征分辨率，即，将分箱从图5c(图4c)所示的分箱改变为图5b(图4b)所示的分箱，并且可能改变为图5a(图4a)所示的分箱。如果投影像素尺寸不必要地小并且特征分辨率受到生物特征成像装置中的其他因素的限制，或者如果例如由于显示器与微透镜之间的距离减小而减小了缩小率因子，则这可能是有利的。
图9示出了结合根据上述的方法步骤的另一流程图。如果确定特征分辨率低于第一分辨率阈值，则遵循根据以上步骤S106的步骤。然而，如果度量指示特征分辨率超过第二特征分辨率阈值，则在步骤S108中确定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的第三分箱设置。如果度量指示特征分辨率不超过第二特征分辨率阈值，则方法可以返回至步骤S102。
图10中的流程图还示出了根据降低特征分辨率的方面的方法步骤。在步骤S302中，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。接着，确定S304指示生物特征图像的特征分辨率的度量。当度量指示特征分辨率超过第二特征分辨率阈值时，确定S306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的第三分箱设置。
在一些可能的实现方式中，光限定元件可以由在透射掩模(transmission mask)中形成的编码孔径元件阵列、针孔阵列等构成。因此，光限定元件的特定配置使得它们中的每一个限定接收来自光限定元件的光的像素子阵列，并且具体实现方式不限于当前公开的技术的功能(包括自适应地改变分箱设置)。
控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程装置。控制单元还可以或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。其中控制单元包括可编程装置，例如以上提及的微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器，处理器还可以包括控制可编程装置的操作的计算机可执行代码。应当理解，借助于控制单元(或通常称为“处理电路”)提供的功能的全部或某些部分可以至少部分地与生物特征成像装置集成。
尽管已经参照本发明的具体例示性实施方式描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说，许多不同的变更、修改等将变得明显。而且，应当注意，成像装置的部件以及用于制造成像装置的方法可以以各种方式被省略、互换或布置，成像装置仍能够执行本发明的功能。本文中微透镜被示为具有朝向透明基板定向的平坦表面的平凸透镜。还可以使用其他透镜配置和形状。例如可以将平凸透镜布置成平坦表面朝向显示面板，并且在一个实施方式中，透镜可以附接至显示面板的下表面，即使与微透镜的反向定向相比可能降低成像性能。还可以使用其他类型的透镜，例如凸透镜、双凸透镜、凸凹透镜等，或多个透镜元件。使用平凸透镜的优点是具有平坦表面的透镜易于制造和组装。
另外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实施所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施方式的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一(a)”或“一种(an)”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实不指示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (18)

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：
-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(109)；
-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，其连接至所述图像传感器并且被配置成：
-控制所述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，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；
-确定指示所述第一生物特征图像的所述特征分辨率的度量；
-当所述度量指示所述特征分辨率低于特征分辨率阈值时，确定第二分箱设置，所述第二分箱设置适于提供与所述第一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
-控制所述图像传感器使用所述第二分箱设置获取所述生物特征对象的第二生物特征图像。
12.根据权利要求11所述的光学生物特征成像装置，其中，所述光限定元件是微透镜。
13.根据权利要求12所述的光学生物特征成像装置，其中，每个微透镜被配置成将光重定向到所述光电检测器像素阵列中的像素子阵列(120)上。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的光学生物特征成像装置，被配置为光学指纹成像装置。
15.一种电子装置(101、200)，包括：
-透明显示面板；
-根据权利要求11至14中任一项所述的光学生物特征成像装置，以及
-处理电路，所述处理电路被配置成：
-接收来自所述光学生物特征成像装置的信号，所述信号指示触摸所述透明显示面板的手指的指纹；
-基于检测到的指纹执行指纹认证过程。
16.根据权利要求15所述的电子装置，其中，所述电子装置是移动装置(101)。
17.一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有用于控制光学生物特征成像装置的计算机程序方法，所述光学生物特征成像装置包括图像传感器和控制单元，其中，所述计算机程序产品包括：
-用于确定指示利用第一分箱设置获取的生物特征图像的特征分辨率的度量的代码；以及
-用于在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第二分箱设置的代码，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
-用于控制所述图像传感器使用所述第二分箱设置获取所述生物特征对象的第二生物特征图像的代码。
18.一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(S302)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(S304)指示所述生物特征图像的特征分辨率的度量；以及
-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(S106)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；
-使用所述第三分箱设置获取所述生物特征对象的生物特征图像。
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