CN116529785A

CN116529785A - 包括滤光器的生物特征成像装置和使用生物特征成像装置进行成像的方法

Info

Publication number: CN116529785A
Application number: CN202180076902.1A
Authority: CN
Inventors: 阿尔维德·哈马尔; 汉斯·马丁松
Original assignee: Fingerprint Kaana Kadun Intellectual Property Co ltd
Current assignee: Fingerprint Kaana Kadun Intellectual Property Co ltd
Priority date: 2020-11-23
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2023-08-01
Also published as: US11978278B2; EP4248416A4; EP4248416A1; US20230410550A1; WO2022108515A1

Abstract

一种显示设备，包括用于对生物特征对象进行成像的光学生物特征成像装置(102)，该光学生物特征成像装置包括：图像传感器(202)，其包括多个光电检测器像素(204)；透镜设备(206)，其包括至少一个透镜(208)，该至少一个透镜被配置成将由生物特征对象(106)反射的光聚焦至图像传感器上；孔径层(210)，其布置在要成像的对象与图像传感器之间，其中，孔径层包括孔径(212)，该孔径被配置成限制到达图像传感器的光量；以及滤光器元件(214)，其布置在孔径中并且被配置成阻挡第一波长范围内的光，其中，滤光器元件的面积小于孔径的面积，使得到达孔径层的第一波长范围内的光的一部分穿过孔径。

Description

包括滤光器的生物特征成像装置和使用生物特征成像装置进行成像的方法

技术领域

本发明涉及包括光学生物特征成像装置的显示设备。特别地，本发明涉及包括适用于指纹感测的光学生物特征成像装置的显示设备，并且涉及用于控制该显示设备的方法。

背景技术

生物特征成像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。

光学指纹传感器已经为人们所知有一段时间，并且在某些应用(例如用作为智能电话、平板计算机、呈现屏幕、访问系统等中的显示器下传感器)中可以是例如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，以及/或者可以采用微结构(例如准直器或微透镜)来收集入射光并将其引导向图像传感器。

随着例如OLED触摸面板显示器的技术发展进步，具有增加的分辨率(即LED像素密度)的新显示器型号不断被引入市场。

然而，随着显示器中的像素密度增加，光透射率类似地下降，这意味着更少的光到达位于显示面板下面的光学生物特征传感器。因此，随着显示器的分辨率增加，使用位于显示器下方的光学传感器获取高质量的生物特征图像变得更加困难。

因此，期望找到在具有低光透射的显示器下方进行光学生物特征成像的解决方案。

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适用于在电子用户装置中的显示器盖玻璃下方使用的改进的生物特征成像装置，以及使用这样的装置进行生物特征成像的方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种显示设备，该显示设备包括：显示面板，其具有发光元件的阵列；以及光学生物特征成像装置，其布置在显示面板下面，光学生物特征成像装置包括：图像传感器，其包括多个光电检测器像素；透镜设备，其包括至少一个透镜，该至少一个透镜被配置成将由生物特征对象反射的光聚焦至图像传感器上；孔径层，其布置在要成像的对象与图像传感器之间，其中，孔径层包括孔径，该孔径被配置成限制到达图像传感器的光量；以及滤光器元件，其布置在孔径内并且被配置成阻挡第一波长范围内的光，其中，滤光器元件的面积小于孔径的面积，使得到达孔径层的第一波长范围内的光的一部分穿过孔径，其中，与生物特征成像的位置相对应的显示器的至少一部分能够被控制以在第一生物特征成像模式下操作以发射包括第一波长范围内的波长的光，以及在第二生物特征成像模式下操作以发射包括第一波长范围外的波长的光。

在本文上下文中，透镜设备被配置成接收由指尖形式的生物特征对象反射的光，从而捕获指纹图像。因此，光源可用于照亮手指，以确保有足够量的光到达图像传感器。在本申请中，光源是显示面板，在该显示面板下方布置有成像装置，如下面将举例的。

在摄像装置中，所描述的孔径的类型还可以称作孔径光阑(aperture stop)，孔径光阑是限制穿过光学系统的光量的开口。在下文中，该开口将被称为孔径。孔径通常有圆形的截面，但不同形状的截面也是可能的，例如多边形的孔径。

本发明是基于以下认识：可以借助于孔径和波长选择滤光器元件来控制光学生物特征成像装置的有效孔径尺寸，其中滤光器元件仅部分地阻挡孔径，使得有效孔径尺寸取决于到达孔径层的光的波长。如果仅用第一波长范围内的光照亮生物特征对象，则反射光将被滤光器元件阻挡，然后有效孔径尺寸等于滤光器元件与孔径之间的尺寸之差。另一方面，如果用第一波长范围外的光照亮生物特征对象，则反射光将至少穿过滤光器元件，有效孔径尺寸因此等于孔径的尺寸。像这样的光学滤光器是公知的，并且例如可以被配置成阻挡特定颜色例如红色、绿色、蓝色等的光。滤光器元件原则上可以是带通、低通或高通滤光器中的任何一种，并且也可以结合不同类型的光学滤光器来实现滤光器元件的期望性质。例如，滤光器元件可以基于在其下要布置生物特征成像装置的显示器的性质来配置。

基于所描述的发明，提供了显示设备，其中可以通过控制照亮生物特征对象的光的波长来控制生物特征成像装置的有效孔径尺寸。因此，可以以简单且有成本效益的方式控制孔径尺寸。孔径尺寸极大地影响了光学系统的成像性质，例如景深(DOF)，景深(DOF)是在保持良好聚焦的同时可以将对象放置在距离成像装置多近或多远的度量。在手指干燥或寒冷的困难情况以及从手指内部来的散射光降低图像的对比度的困难情况下，具有在光学指纹传感器中改变DOF的可能性是有价值的。能够通过改变孔径尺寸来修改其他成像性质还可以是有利的。

生物特征成像装置可以集成在显示面板中或位于显示面板下面，使得可以在显示器表面的任何选定位置处进行生物特征成像。还可以在显示面板下面布置多个生物特征成像装置，以实现全屏指纹感测能力。然后，显示器的像素将充当用于生物特征成像装置的光源，使得从显示面板发射的光被与显示面板的外表面接触的生物特征对象反射，并且反射回图像传感器，在该图像传感器中可以形成生物特征对象的图像。

此外，通过提供包括具有可控制的有效孔径尺寸的生物特征成像装置的显示设备，具有固定配置的成像装置可以与具有不同光透射性质的显示器一起实现，而不必重新设计或修改传感器。因此，不太需要在性能方面或为了适应不同的显示性质而保留几种不同设计的方面做出妥协。

透镜设备优选地包括至少两个同轴对准的透镜。利用更多的透镜，透镜设备的光学性能可以得到改善，例如更大的视场、更清晰的图像等形式。然而，在许多应用中，还存在空间限制，这意味着期望以较少数目的透镜实现最佳的可能性能。孔径层优选地位于透镜设备中的透镜中的两个透镜之间。

根据本发明的一个实施方式，滤光器元件被配置成阻挡波长低于500nm的光。所使用的滤光器可以是蓝色滤光器，该滤光器被配置成阻挡波长约在450nm与500nm之间的蓝光。在光学指纹感测应用中，通常优选地具有以下滤光器：该滤光器阻挡所有的红外(IR)光和近红外(NIR)光以减少来自环境光(诸如阳光)的干扰。因此，用于指纹成像的光优选地是在蓝色和绿色波长范围内。

根据本发明的一个实施方式，如果显示器的光透射率高于预定阈值，则显示器被配置成在第一生物特征成像模式下操作。在第一成像模式下，由显示器发射的光包括第一波长范围内的波长，并且因此被滤光器阻挡。因此，对于显示器的相对较高的透射率，更多的光到达成像装置，并且有效孔径尺寸可以更小。由显示器在第一成像模式下发射的光可以仅在第一波长范围内，或者发射的光的大部分可以在第一波长范围内。

根据本发明的一个实施方式，如果显示器的光透射率低于预定阈值，则显示器被配置成在第二生物特征成像模式下操作。在第二成像模式下，由显示器发射的光包括第一波长范围外的波长，从而穿过滤光器。因此，对于显示器的相对较低的透射率，更少的光到达成像装置，并且有效孔径尺寸变大。由显示器在第二成像模式下发射的光可以仅在第一波长范围外，或者发射的光的大部分可以在第一波长范围外。

如何设置显示器的透射率(透射率是以光透射的％来度量的)的阈值取决于一系列具体实现的参数，例如图像传感器的灵敏度、显示器的发光性质等，并且优选地针对每个实现方式单独确定。

根据本发明的一个实施方式，透镜设备包括三个透镜，其中第一透镜被配置成位于最接近生物特征对象的位置，并且其中，孔径层位于第一透镜与第二透镜之间。孔径层优选地位于第二透镜的上表面上。

根据本发明的一个实施方式，滤光器元件是布置在孔径中的环形滤光器元件。借助于环形滤光器元件，可以在没有移动部件的光学系统中以简单的方式提供两种不同的有效孔径尺寸，其中有效孔径尺寸之一由孔径的尺寸限定，并且其中的另一个由环形滤光器元件的开口的尺寸限定。此外，通过使用布置在圆形开口中的环形(即环形状的)滤光器元件，提供了具有圆形截面的两个有效孔径，这在光学性质方面是有利的。

根据本发明的一个实施方式，环形滤光器元件的外直径与孔径光阑的内直径相同，这意味着环形滤光器元件与孔径之间没有间隙。

根据本发明的一个实施方式，环形滤光器元件的内半径r₀是孔径光阑的内半径r₁的近似一半，r₀≈r₁/2。通过上面提及的半径之差，两个有效孔径尺寸被配置成适应所谓的“高透射显示器”(HTD)和“低透射显示器”(LTD)，其中透射差异可能高达四倍。应当注意，所描述的配置是示例，如果期望适应于具有光学透射性质之间的其他关系的显示器类型，则两个半径之间的其他比例是可能的。

根据本发明的一个实施方式，滤光器元件是布置在孔径中的圆形滤光器元件。在所描述的实施方式中，有效孔径之一实际上将是环形的，其中第一波长范围中的光被圆形滤光器元件阻挡，并且另一有效孔径尺寸将是如上所述的孔径的孔径尺寸。对于环形孔径，可以对较高的空间频率实现较高的对比度，尽管需要权衡的是，对较低的空间频率来说分辨率下降。

根据本发明的一个实施方式，圆形滤光器元件的半径为孔径的半径的近似一半，从而适应前面提及的到达孔径层的光量之差。

根据本发明的一个实施方式，滤光器元件的第一部分被配置成阻挡第一波长范围内的光，并且滤光器元件的第二部分被配置成阻挡与第一波长范围不同的第二波长范围内的光。借助于包括有被配置成阻挡不同波长范围的不同区域的滤光器元件，可以实现附加的有效孔径尺寸，即超过两个。例如，滤光器元件可以包括不同的环，该环被配置成阻挡不同波长范围内的光，从而提供更大的灵活性，以使生物特征成像装置的光学性质适用于特定的应用，例如具有不同透射率的特定显示器类型。

根据本发明的第二方面，提供了一种在显示设备中进行生物特征成像的方法，该显示设备包括：显示面板，其具有发光元件的阵列；以及光学生物特征成像装置，该光学生物特征成像装置包括：图像传感器，其包括多个光电检测器像素；透镜设备，其包括至少一个透镜，该至少一个透镜被配置成将由生物特征对象反射的光聚焦至图像传感器上；孔径层，其布置在要成像的对象与图像传感器之间，其中，孔径层包括孔径，该孔径被配置成限制到达图像传感器的光量；滤光器元件，其布置在孔径中并且被配置成阻挡第一波长范围内的光，其中，滤光器元件的面积小于孔径的面积，使得到达孔径层的第一波长范围内的光的一部分穿过孔径，其中，该方法包括：控制与生物特征成像的位置相对应的显示器的至少一部分，以在第一生物特征成像模式下操作以发射包括第一波长范围内的波长的光，或者在第二生物特征成像模式下操作以发射包括第一波长范围外的波长的光；以及通过图像传感器捕获显示器发射的光所照亮的生物特征对象的图像。

本发明的第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上面结合本发明的第一方面所描述的那些效果和特征。

本发明的其他特征和优点将在研究所附权利要求和下面的描述时变得明显。技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将本发明的不同特征进行组合以创建除了以下描述的那些实施方式之外的实施方式。

附图说明

现在将参照示出了本发明的示例实施方式的附图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包括生物特征成像装置的显示设备；

图2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的实施方式；

图3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的实施方式；

图4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的滤光器元件；

图5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的滤光器元件；

图6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的滤光器元件；

图7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的实施方式；以及

图8是概述根据本发明的实施方式的方法的一般细节的流程图。

具体实施方式

在本详细描述中，主要参照位于诸如智能电话、平板计算机等的消费装置的显示面板下方的指纹成像传感器来描述根据本发明的包括光学生物特征成像装置的显示设备的各种实施方式。然而，该成像装置的其他实现方式也是可能的。

图1示意性地示出了智能电话100，该智能电话100包括位于智能电话100的显示面板104下方的光学生物特征成像装置102。特别地，生物特征成像装置102位于显示面板104的有效显示区域下方。生物特征成像装置102被布置成捕获放置在显示面板上的手指106的图像。在下面的描述中，将描述包括一个生物特征成像装置102的装置。然而，同样可以在显示面板下方布置多个成像装置，以使得能够在显示面板的更大区域部分上进行指纹成像。此外，生物识别成像装置102还可以捕获掌纹。

图2示意性地示出了光学生物特征成像装置102的一部分。特别地，图2示出了生物特征成像装置102的一部分的截面。光学生物特征成像装置102包括图像传感器202，该图像传感器202包括多个光电检测器像素204。应当注意，示出的部件不是按比例绘制的，并且图示用于示意性地示出所要求保护的发明的特征。

成像装置102还包括：透镜设备206，该透镜设备206包括至少一个透镜208，该至少一个透镜208被配置成将由生物特征对象106反射的光聚焦至图像传感器上；孔径层(aperture layer)210，该孔径层210布置在要成像的对象(此处是放置在显示面板216的外表面上的手指106)与图像传感器202之间。在生物特征成像装置位于显示面板216下方的应用中，孔径层210位于显示面板216与图像传感器202之间。可以看到指纹脊220和谷222的手指106与显示面板216的外表面218接触。显示面板216的外表面218通常包括盖玻璃。手指106主要被显示面板216发射的光照亮，这进而意味着至少在最接近成像装置102的区域中，可以通过控制由显示面板发射的光的波长来控制到达成像装置102的光的波长。

因此，显示器216能够被控制以在第一生物特征成像模式下和第二生物特征成像模式下操作，在该第一生物特征成像模式下显示器216发射包括第一波长范围内的波长的光，在该第二生物特征成像模式下显示器216能够被控制以发射包括第一波长范围以外的波长的光。优选地，显示器能够被控制以仅在指纹传感器的位置处发射光。此外，显示器能够被控制以选择所发射的光的波长分布，以便适应滤光器的性质。

孔径层210还包括孔径212，孔径212被配置成限制到达图像传感器202的光量。因此，孔径212是孔径层210的开口，其中除了开口212之外的孔径层210可以被认为是不透明的。滤光器元件214布置在孔径212中，并且被配置成阻挡第一波长范围内的光，其中，滤光器元件214的面积小于孔径212的面积，使得到达孔径层210的第一波长范围内的光的一部分穿过孔径212并进一步到达图像传感器202上。在示出的实施方式中，滤光器元件214与孔径212位于同一层中。

优选地，滤光器元件214与孔径层210位于同一平面中。然而，还可以将滤光器元件214布置在孔径层210上方或下方的单独层中，即使透镜设备206的光学性质可能变化。

所描述的光学生物特征成像装置102还可以包括本领域中已知的附加层，例如被配置成阻挡红外波长范围内的光的IR截止层，用于抗反射处理的偏光层等。然而，这样的附加层在本文中将不作详细描述。

在图2中，孔径层210布置在透镜208下方，即在透镜208与图像传感器202之间，而在图3中，孔径层210布置在透镜208上方，即在透镜208与显示面板216之间。透镜的具体布置和孔径层的位置可以基于特定应用下生物特征成像装置102的要求或基于制造方面等来选择。

图4是孔径层210的一部分的图示，孔径层210包括具有半径r₁的圆形孔径212和位于孔径212中的环形滤光器元件214，其中滤光器元件214的开口具有半径r₀。在示出的示例中，r₀近似等于r₁/2。在示例实现方式中，半径r₁例如可以是0.5mm。因此，对于高透射显示器，可以使用较小的有效孔径尺寸，而对于低透射显示器，使用较大的有效孔径尺寸，以使得更多的光能够到达图像传感器202。应当注意，这是示例实施方式，并且技术人员很容易认识到孔径212和滤光器元件214的尺寸可以改变以适应显示面板的特定显示类型和/或不同光透射条件。

此外，滤光器元件214被配置成阻挡第一预定波长范围内的光，使得如果仅是第一波长范围内的光到达孔径层210，则孔径的有效尺寸将由滤光器元件214中的开口的尺寸来限定，并且如果到达孔径层210的光包括第一波长范围以外的波长，则开口的有效尺寸将由孔径212的完整尺寸来限定。因此，有效孔径尺寸，并且由此诸如景深的光学性质，将取决于到达孔径层210的光的波长。因此，可以通过控制到达孔径层210的光的波长来修改生物特征成像装置102的光学性质。

图5示意性地示出了用于生物特征成像装置的实施方式的孔径层210，其中孔径层210包括孔径212和居中地布置在孔径212中的圆形滤光器502元件。与上面所描述的实施方式类似，可以通过控制到达孔径层210的光的波长来控制有效孔径尺寸。滤光器元件214的各种形状和配置是可能的，并且滤光器元件优选地被配置成使得当滤光器元件214阻挡接收到的光时，允许光穿过的孔径的剩余部分可以被描述为单个连续开口，该单个连续开口优选地是对称的，例如如图4至图5中示出的圆或环的形式。

图6示意性地示出了孔径层210，其中滤光器元件214的第一部分602被配置成阻挡第一波长范围内的光，并且滤光器元件214的第二部分604被配置成阻挡与第一波长范围不同的第二波长范围内的光。不同的部分在此处由两个环形部分602、604体现。此外，滤光器元件的不同部分还可以被看作单独滤光器元件并且作为单独滤光器元件来提供。

通过配置滤光器元件的滤光器部分602、604以使得第一和第二波长范围不交叠，可以形成孔径层210，该孔径层210具有基于到达孔径层的光的波长的三个不同有效孔径尺寸。例如，第一波长范围可以对应于蓝光，并且第二波长范围可以对应于绿光。基于上面的示例实施方式，可以设想对滤光器元件的形状和透射性质进行另外的修改。

图7示意性地示出了示例实施方式，其中透镜设备包括三个透镜702、704、708，并且从显示面板216的方向看，孔径层210布置在第一透镜702与第二透镜704之间。在示出的实施方式中，透镜是垂直对准且轴向对称的透镜。此外，透镜可以具有自由形状的表面以获得期望的光学性质。

图8是概述根据本发明的实施方式的方法的一般细节的流程图。在包括根据任何前述实施方式的生物特征成像装置102的显示设备中实现该方法，并且该方法包括：控制800显示面板116，以根据选定的生物特征成像模式来选择性地发射预定波长范围内和/或预定波长范围外的光；以及通过图像传感器202捕获802显示器发射的光所照亮的生物特征对象的图像。因此，显示面板116可以被控制成在相应的第一和第二生物特征成像模式下发射具有合适波长频谱的光，使得可以借助于所描述的滤光器元件214实现期望的有效孔径尺寸。

基于本文中的教导，可以导出光学系统的更复杂的解决方案，其包括被配置成阻挡不同波长范围内的光的附加的滤光器，从而实现具有多个不同的有效孔径尺寸的系统。然而，已经参照包括一个滤光器元件的光学系统描述了本发明的一般概念。

尽管已经参照本发明的特定的示例性实施方式描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言，许多不同的变更、修改等将变得明显。此外，应当注意，装置的各部分可以以各种方式被省去、互换或布置，但是该装置仍然能够执行本发明的功能。

另外，根据对附图、公开内容和所附权利要求书的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施方式的变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载某些手段的这一事实不表示不能有利地使用这些手段的组合。

Claims

1.一种显示设备，包括：

显示面板(116)，其具有发光元件的阵列；以及

光学生物特征成像装置(102)，其布置在所述显示面板下面，所述光学生物特征成像装置(102)包括：

图像传感器(202)，其包括多个光电检测器像素(204)；

透镜设备(206)，其包括至少一个透镜(208)，所述至少一个透镜被配置成将由生物特征对象(106)反射的光聚焦至所述图像传感器上；

孔径层(210)，其布置在要成像的对象与所述图像传感器之间，其中，所述孔径层包括孔径(212)，所述孔径被配置成限制到达所述图像传感器的光量；以及

滤光器元件(214)，其布置在所述孔径内并且被配置成阻挡第一波长范围内的光，其中，所述滤光器元件的面积小于所述孔径的面积，使得到达所述孔径层的所述第一波长范围内的光的一部分穿过所述孔径，

其中，与生物特征成像的位置相对应的显示器的至少一部分能够被控制以在第一生物特征成像模式下操作以发射包括所述第一波长范围内的波长的光，以及在第二生物特征成像模式下操作以发射包括所述第一波长范围外的波长的光。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述滤光器元件被配置成阻挡波长低于500nm的光。

3.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中，如果所述显示器的光透射率高于预定阈值，则所述显示器被配置成在所述第一生物特征成像模式下操作。

4.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中，如果所述显示器的光透射率低于预定阈值，则所述显示器被配置成在所述第二生物特征成像模式下操作。

5.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中，所述透镜设备包括三个透镜，其中第一透镜被配置成位于最接近所述生物特征对象的位置，并且其中，所述孔径层位于所述第一透镜与第二透镜之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中，所述滤光器元件是布置在所述孔径中的环形滤光器元件。

7.根据权利要求6所述的显示设备，其中，所述环形滤光器元件的外直径与所述孔径的内直径相同。

8.根据权利要求6或7所述的显示设备，其中，所述环形滤光器元件的内半径r₀是所述孔径的内半径r₁的近似一半，r₀≈r₁/2。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的显示设备，其中，所述滤光器元件是布置在所述孔径中的圆形滤光器元件。

10.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述圆形滤光器元件的半径是所述孔径的半径的近似一半。

11.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中，所述滤光器元件的第一部分被配置成阻挡所述第一波长范围内的光，并且所述滤光器元件的第二部分被配置成阻挡与所述第一波长范围不同的第二波长范围内的光。

12.一种在显示设备中进行生物特征成像的方法，所述显示设备包括：显示面板，其具有发光元件的阵列；以及光学生物特征成像装置，所述光学生物特征成像装置(100)包括：图像传感器(202)，其包括多个光电检测器像素(204)；透镜设备(206)，其包括至少一个透镜(208)，所述至少一个透镜被配置成将由生物特征对象反射的光聚焦至所述图像传感器上；孔径层(210)，其布置在要成像的对象与所述图像传感器之间，其中，所述孔径层包括孔径(212)，所述孔径被配置成限制到达所述图像传感器的光量；滤光器元件(214)，其布置在所述孔径中并且被配置成阻挡第一波长范围内的光，其中，所述滤光器元件的面积小于所述孔径的面积，使得到达所述孔径层的所述第一波长范围内的光的一部分穿过所述孔径，其中，所述方法包括：

控制与生物特征成像的位置相对应的显示器的至少一部分，以在第一生物特征成像模式下操作以发射包括所述第一波长范围内的波长的光，或者在第二生物特征成像模式下操作以发射包括所述第一波长范围外的波长的光；以及

通过所述图像传感器捕获(802)所述显示器发射的光所照亮的生物特征对象的图像。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：如果所述显示器的光透射率高于预定阈值，则在所述第一生物特征成像模式下操作所述显示器。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括：如果所述显示器的光透射率低于预定阈值，则在所述第二生物特征成像模式下操作所述显示器。