CN102682280B - 光学指纹识别系统 - Google Patents
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Abstract
一种光学指纹识别系统，包含至少一个发光元件、一片用于透光的压板，及一个取像装置。该压板供手指按压，并具有形成在一表面且导引入射光分散于该压板的多个微结构。该取像装置截取作用于手指的光线，进行手指指纹的识别。由此，以前述微结构使入射光均布于该压板，增加集中于手指的光亮度，进而有效提升识别率。
Description
本发明为申请号200910004428.2的分案申请；
原申请的申请日为：2009.02.25；
原申请的发明名称为：光学指纹识别系统
技术领域
本发明涉及一种指纹识别系统，特别是涉及一种利用光学识别指纹的光学指纹识别系统。
背景技术
参阅图1，一种光学指纹识别系统1，包含有一个取像装置11，及由上而下依次设置在该取像装置11上方的一片压板12与一片光扩散板13。该压板12具有供手指A按压的板面121。该光扩散板13导引入射光形成面光源投向该压板12，并具有供反射光通过的通孔131。当面光源由该光扩散板13投射至手指A后，会反射至下方的取像装置11，由于指纹的波峰会反射光线，波谷会吸收光线，因此，反射光会形成明暗对比条纹，使该取像装置11达到指纹识别的效果。
然而，该通孔131的设置，会使该光扩散板13减少一块发光区域，导致该手指A中间部位的亮度不足而没有指纹影像，严重影响指纹识别率。
参阅图2，为改善前述缺陷，美国专利第5177802号案的光学指纹识别系统2，主要包含有一个取像装置21、设置在该取像装置21上方的一片导光板22、及设置在该导光板22两侧的两个发光元件23。当前述发光元件23发光时，该导光板22可以依据全反射原理，导引入射光投射至手指B，再反射至该取像装置21，达到指纹识别的效果。
但是，由于该导光板22依据全反射原理导引入射光行进，因此，在组装的过程中，必须精确调整前述发光元件23与该导光板22的入射角度，才能有效导引入射光投射至该手指B的各个部位，不但在组装上较困难，且组装成 本较高，相当不符合经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以提升识别率，并简化组装程序的光学指纹识别系统。
一种光学指纹识别系统，包含：
至少一个发光元件；
一片用于透光的压板，具有供手指按压的第一板面、背向于所述第一板面的第二板面，并具有形成在所述第一板面及所述第二板面且导引入射光分散于所述压板的多个微结构；以及
一个取像装置，截取作用于手指的光线，进行手指指纹的识别，所述光学指纹识别系统还包含至少一片光扩散板，所述光扩散板设置在所述取像装置与所述压板之间，并具有相对所述压板与所述取像装置且供反射光通过的开口，以及形成在一表面且导引入射光分散于所述压板的多个微结构，
发光元件相对该光扩散板发光时，该光扩散板可以转换入射光为面光源，且前述微结构会第一次改变光的折射路径，及产生第一 次的散射现象，而能导引入射光均匀地散布在该压板，此时，压板的微结构会第二次改变光的折射路径，及产生第二次的散射现象，加强入射光的均布效果，使该压板全区域都能具有足够的亮度。
所述第一板面为所述压板面向手指的板面。
所述第二板面为所述压板面向取像装置的板面。
所述微结构可以是凸部、凹部及它们的组合。
所述微结构的造型可以是V型、梯型、半圆型、网点及它们的组合。
所述光扩散板依据全反射原理传导入射光，且环绕一轴线而界定出所述开口，并具有邻接所述压板的第一端缘，以及导引入射光进入的第二端缘。
所述发光元件设置在所述压板下方。
所述发光元件设置在所述压板上方，且用于产生由上向下穿透手指的非可见光。
所述发光元件位于手指一侧，用于产生由侧向穿透手指的非可见光。
[0011] 本发明的技术效果在于能以前述微结构使入射光均布于该压板，增加集中于手指的光亮度，进而有效提升识别率。
附图说明
图1是一剖视图，说明一种光学指纹识别系统；
图2是一剖视图，说明美国专利第5177802号案；
图3是一剖视图，说明本发明光学指纹识别系统的第一优选实施例；
图4是一剖视图，说明本发明光学指纹识别系统的第二优选实施例；
图5是一剖视图，说明本发明光学指纹识别系统的第三优选实施例；
图6是一剖视图，说明本发明光学指纹识别系统的第四优选实施例；
图7是一剖视图，说明本发明光学指纹识别系统的第五优选实施例；以及
图8是一剖视图，说明本发明光学指纹识别系统的第六优选实施例。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
参阅图3，本发明光学指纹识别系统的第一优选实施例包含两个发光元件3、一片用于透光的压板4，及一个取像装置5。
前述发光元件3分别为一个发光二极管(LED)。
该压板4在本优选实施例为光学塑料或是半透明的聚光型扩散膜，位于前述发光元件3上方，并具有供手指C按压的第一板面41、背向于该第一板面41的第二板面42，及形成在该第二板面42上的多个微结构43。前述微结构 43可以是凸部、凹部及它们的组合，且造型可以是V型、梯型、半圆型、网点及它们的组合。在本优选实施例中，前述微结构43为大致呈半圆型的凸肋(利用MN TECH micro lens diffuser)。
该取像装置5位于该压板4下方，且用于进行手指指纹的识别。
由于前述微结构43具有粗糙的表面性质，会改变光的折射路径，及产生散射的现象，因此，当前述发光元件3产生通过该压板4的入射光时，前述微结构43会导引入射光均匀地散布在该压板4，使该压板4全区域，尤其是相对手指C的区域，都能具有足够的亮度。
借此，反射光会由手指C反射，且入射至该取像装置5，由于指纹的波峰会反射光线，波谷会吸收光线，因此，反射光会形成明暗对比条纹，使该取像装置5达到指纹识别的效果。
值得一提的是，前述微结构43的深度、折射面夹角的变化，及配置时的疏、密变化，都会改变光折射的效果，而可依据实际需求，对前述微结构43做适当的配置，以获得最佳的亮度及光辉度。
参阅图4、图5，是本发明第二优选实施例与第三优选实施例，其与该第一优选实施例大致相同，不同之处在于：
前述微结构43也可以如图4所示形成在该压板4的第一板面41，或如图5所示形成在该压板4的第一板面41与第二板面42。
借此，同样可以利用前述微结构43导引入射光均匀地散布在该压板4，使该压板4全区域，尤其是相对手指C的区域，都能具有足够的亮度，进而提升识别率。
参阅图6，是本发明第四优选实施例，其与该第一优选实施例大致相同，不同之处在于：本发明的光学指纹识别系统还包含有一片光扩散板6。
该光扩散板6在本优选实施例为一板片状且用于透光的压克力板，位于该压板4与前述发光元件3之间，并具有相对该压板4与该取像装置5的开口61，及形成在一表面的多个微结构62。前述微结构62同样可以是凸部、凹部及它们的组合，且造型可以是V型、梯型、半圆型、网点及它们的组合。在本优选实施例中，前述微结构62为大致呈半圆型的凸肋。
当前述发光元件3相对该光扩散板6发光时，该光扩散板6除了可以转换入射光为面光源，且前述微结构62会第一次改变光的折射路径，及产生第一 次的散射现象，而能导引入射光均匀地散布在该压板4，此时，该压板4的微结构43，会第二次改变光的折射路径，及产生第二次的散射现象，加强入射光的均布效果，使该压板4全区域，尤其是相对该开口61的区域，都能具有足够的亮度。借此，大幅提升识别效果。
参阅图7，是本发明第五优选实施例，其与该第四优选实施例大致相同，不同处在于：前述微结构43也可以形成在该压板4的第一板面41。
参阅图8，是本发明第六优选实施例，其与该第一优选实施例大致相同，不同处在于：本发明的光学指纹识别系统是以发光元件7取代前述优选实施例的发光元件3。
该发光元件7设置在该压板4上方，而位于手指C上方或一侧，可以产生由上向下或由侧向穿透手指的非可见光(如近红外光)。前述非可见光的波长范围界于680nm～940nm。
当该发光元件7产生穿透手指C的非可见光时(指纹波峰穿透而波谷吸收)，前述微结构43同样会改变指纹波峰光的折射路径，及产生散射现象，而能导引非可见光由该压板4均匀地散射，使位于该压板4下方的取像装置5，可以有效地截取明暗对比条纹，达到指纹识别的效果。
据上所述可知，本发明的光学指纹识别系统具有下列优点及功效：
1、本发明可以利用前述微结构43、62的设置，使入射光均布于该压板4，增加集中于手指的光亮度，进而有效提升识别率，使本发明在使用时还具有实用性。
2、依据前述，本发明只需设定前述微结构43、62的深度、折射面夹角的变化，及配置时的疏、密变化，就可以达到提升识别率的目的，因此，并不需要限制前述发光元件3的安装位置及角度，所以，可以简化组装程序、降低成本，及提升安装时的方便性。
Claims (9)
1.一种光学指纹识别系统，其特征在于包含：
至少一个发光元件；
一片用于透光的压板，具有供手指按压的第一板面、背向于所述第一板面的第二板面，并具有形成在所述第一板面及所述第二板面且导引入射光分散于所述压板的多个微结构；以及
一个取像装置，截取作用于手指的光线，进行手指指纹的识别，所述光学指纹识别系统还包含至少一片光扩散板，所述光扩散板设置在所述取像装置与所述压板之间，并具有相对所述压板与所述取像装置且供反射光通过的开口，以及形成在一表面且导引入射光分散于所述压板的多个微结构，
发光元件相对该光扩散板发光时，该光扩散板可以转换入射光为面光源，且前述微结构会第一次改变光的折射路径，及产生第一 次的散射现象，而能导引入射光均匀地散布在该压板，此时，压板的微结构会第二次改变光的折射路径，及产生第二次的散射现象，加强入射光的均布效果，使该压板全区域都能具有足够的亮度。
2.如权利要求1所述的光学指纹识别系统，其特征在于，所述第一板面为所述压板面向手指的板面。
3.如权利要求1或2所述的光学指纹识别系统，其特征在于，所述第二板面为所述压板面向取像装置的板面。
4.如权利要求1或3所述的光学指纹识别系统，其特征在于，所述微结构可以是凸部、凹部及它们的组合。
5.如权利要求1所述的光学指纹识别系统，其特征在于，所述微结构的造型可以是V型、梯型、半圆型、网点及它们的组合。
6.如权利要求5所述的光学指纹识别系统，其特征在于，所述光扩散板依据全反射原理传导入射光，且环绕一轴线而界定出所述开口，并具有邻接所述压板的第一端缘，以及导引入射光进入的第二端缘。
7.如权利要求1所述的光学指纹识别系统，其特征在于，所述发光元件设置在所述压板下方。
8.如权利要求1所述的光学指纹识别系统，其特征在于，所述发光元件设置在所述压板上方，且用于产生由上向下穿透手指的非可见光。
9.如权利要求1所述的光学指纹识别系统，其特征在于，所述发光元件位于手指一侧，用于产生由侧向穿透手指的非可见光。
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