CN105844272A - 光学式指纹识别装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学式指纹识别装置，包括：一感光平面；一第一光学检测模块，包括一第一镜头及一第一光学感测器；以及一第二光学检测模块，包括一第二镜头及一第二光学感测器，其中该第一光学检测模块及该第二光学检测模块并列于该光学式指纹识别装置中，且分别用以取得在该感光平面的一感光区域上的一使用者手指的一第一指纹图像及一第二指纹图像以进行指纹验证。
Description
技术领域
本发明涉及光学系统，尤其涉及一种光学式指纹识别装置。
背景技术
近年来，指纹识别技术已被广泛应用于移动装置上，例如是智能手机、平板计算机、或笔记型计算机。指纹识别装置主要利用电容式感测器或光学式感测器以取得使用者的指纹图像。图1显示传统的光学式指纹识别装置。传统的光学式指纹识别装置100主要包括一感光平面110、一光学感测器120。光学感测器120用以取得在感光平面110上的一感光区域的使用者手指的指纹图像。因为传统的光学式指纹识别装置100仅具有单一光学感测器120，其具有固定的一视角(Field of view，FOV)。因此，在感光平面110上的感光区域及光学感测器120之间的距离需要设计在一适当距离。然而，现今的移动装置均愈来愈要求轻薄的特点，若使用传统的光学式指纹识别装置100，则无法再进一步拉近在感光平面110上的感光区域及光学感测器120之间的距离。若任意地将在感光平面110上的感光区域111及光学感测器120之间的距离拉近，即压缩整个光学式指纹识别装置100的模块高度，此时，检测视角加大会导致图像失真，则光学感测器120将无法准确地取得指纹图像，使得指纹特征判断不易。
因此，需要一种光学式指纹识别装置可解决上述传统的光学式指纹识别装置的问题。
发明内容
本发明提供一种光学式指纹识别装置，包括：一感光平面；一第一光学检测模块，包括一第一镜头及一第一光学感测器；以及一第二光学检测模块，包括一第二镜头及一第二光学感测器，其中该第一光学检测模块及该第二光学检测模块并列于该光学式指纹识别装置中，且分别用以取得在该感光平面的一感光区域上的一使用者手指的一第一指纹图像及一第二指纹图像以进行指纹验证。
本发明还提供一种光学式指纹识别装置，包括：一感光平面；一光学检测模块，包括一第一镜头及相应的一第一光学感测器、以及一第二镜头及相应的一第二光学感测器，其中该第一光学感测器及该第二光学感测器分别通过该第一镜头及该第二镜头取得在该感光平面的一感光区域上的一使用者手指的一第一指纹图像及一第二指纹图像以进行指纹验证。
本发明还提供一种光学式指纹识别装置，包括：一感光平面；一光学检测模块，包括一第一镜头、一第二镜头、及一光学感测器，其中该光学感测器分别通过该第一镜头及该第二镜头取得在该感光平面的一感光区域上的一使用者手指的一第一指纹图像及一第二指纹图像以进行指纹验证。
本发明还提供一种光学式指纹识别装置，包括：一感光平面；一光学检测模块，包括多个镜头、及一光学感测器，其中该光学感测器分别通过各镜头取得在该感光平面的一感光区域上的一使用者手指的一指纹图像以进行指纹验证，其中通过各镜头在该光学感测器所取得的该指纹图像为一图像视窗的一部分，且各指纹图像之间互不重迭。
附图说明
图1显示传统的光学式指纹识别装置。
图2显示依据本发明一实施例的光学式指纹识别装置的框图。
图3显示依据本发明另一实施例的光学式指纹识别装置的框图。
图4显示依据本发明又一实施例的光学式指纹识别装置的框图。
图5显示依据本发明一实施例中利用不同镜头取得不同视角的图像的示意图。
图6显示依据本发明另一实施例中利用不同镜头取得不同视角的图像的示意图。
附图符号说明
100～传统光学式识别装置；
110～感光平面；
111～感光区域；
120～光学检测器；
200、300、400～光学式识别装置；
210～感光平面；
220、222、224、227～光学检测模块；
220A、222A、224A、226A、227A－227D～镜头；
220B、222B、224B、226B、228～光学检测器；
230～运算单元；
240～储存单元。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图2显示依据本发明一实施例的光学式指纹识别装置的框图。光学式指纹识别装置200包括一感光平面210、光学检测模块220及222、一运算单元230、以及一储存单元240。光学检测模块220及222均包括一镜头及一光学感测器，例如图2所示的镜头220A及222A以及其相应的光学感测器220B及222B，其用以检测接触于感光平面210的一感光区域上的使用者手指的指纹图像。举例来说，上述感光区域可以在显示屏幕的表面或是一特定区域。运算单元230分析来自光学感测器220B及222B所检测的指纹图像，并进行相应的图像处理。储存单元240包括一使用者指纹数据库，其记录了使用者指纹图像或是相应的使用者指纹信息(例如是指纹图像的特征点)。
举例来说，因为运算单元230需要分析来自不同光学检测模块的不同指纹图像，例如是来自光学检测模块220的第一指纹图像及来自光学检测模块222的第二指纹图像，运算单元230先将第一指纹图像及第二指纹图像进行图像合成(image synthesis)以取得一合并指纹图像，并对该合并指纹图像进行图像处理，例如二值化、平滑化及细化等处理。接着，运算单元230还计算合并指纹图像中的特征点，例如是交叉点、分岔点、脊点等等。最后，运算单元230将所计算出的特征点与预先储存于储存单元240中的使用者指纹信息进行比对。当使用者指纹图像的特征点与使用者指纹信息相符时，运算单元230判断指纹认证通过。当使用者指纹图像的特征点与使用者指纹信息不相符时，运算单元230判断指纹认证不通过。
更进一步而言，光学检测模块220及222平行并列，意即整体的光学检测装置的视角可扩展至包括镜头220A及222A的视角范围。举例来说，镜头220A的视角范围在虚线20及21之间，镜头220A的视角范围在虚线22及23之间。对于合并指纹图像来说中，整体的光学视角相较于原本的第一指纹图像或第二指纹图像均较大。因此，光学式指纹识别装置200是模块高度则可以相对地减低，除了可以达成较薄的模块高度，也不会发生图像失真的情况。
需注意的是，在图2中的光学检测模块的数量可不限制于2个，本发明可将不同数量的光学检测模块以一预定方式进行排列，藉以取得视角更大的整体指纹图像，同时亦可降低光学式指纹识别装置200的模块高度，也不会发生图像失真的情况。
图3显示依据本发明另一实施例的光学式指纹识别装置的框图。光学式指纹识别装置300类似于光学式指纹识别装置200，其差别在于图2中的光学检测模块220及222由图3中的光学检测模块224所取代。光学检测模块224为一体成型的光学模块，其包括两个镜头224A及226A、以及相应的光学感测器224B及226B。需注意的是镜头224A及226A的光轴以平行的方式排列，且垂直于感光平面210的表面。
光学感测器224B及226B则通过镜头224A及226A分别取得第一指纹图像及第二指纹图像。运算单元进行相关图像处理及特征点比对的细节可参考前述实施例，于此不再赘述。
图4显示依据本发明又一实施例的光学式指纹识别装置的框图。光学式指纹识别装置400类似于光学式指纹识别装置300，其差别在于图3中的光学检测模块224由图4中的光学检测模块227所取代。
光学检测模块227与图3中的光学检测模块224同样为一体成型的光学模块，其包括两个镜头227A及227B、以及相应的光学感测器228。需注意的是镜头227A及227B的光轴是经过设计而呈现一预定角度进行排列，且均是由光学感测器228取得指纹图像。更进一步而言，使用者可设计让镜头227A及227B分别取得在一预定视角范围内的指纹图像。光学感测器2288则通过镜头227A及227B分别取得第一指纹图像及第二指纹图像。运算单元进行相关图像处理及特征点比对的细节可参考前述实施例，于此不再赘述。
图5显示依据本发明一实施例中利用不同镜头取得不同视角的图像的示意图。在一实施例中，如图3所绘示的光学检测模块300可包括不同数量的镜头及不同的排列方式，例如可由1x2、2x2等方式进行排列，但本发明并不限于此。每个不同的镜头均用以取得预先设定的一特定视角的指纹图像，且每个镜头均有相应的光学检测器。
图6显示依据本发明另一实施例中利用不同镜头取得不同视角的图像的示意图。在一实施例中，如图4所绘示的光学检测模块400可包括不同数量的镜头及不同的排列方式，例如可由1x2、2x2等方式进行排列，但本发明并不限于此。每个不同的镜头均用以取得预先设定的一特定视角的指纹图像，但是每个镜头均是对应到相同的光学检测器。举例来说，在图6中的镜头227A、227B、227C及227D分别对应至图像视窗中的一部分，且镜头227A、227B、227C及227D均是由同一光学检测器228取得图像。运算单元230可将通过不同镜头所取得的图像组合为完整的图像视窗，即合并指纹图像，各指纹图像之间互不重迭。
综上所述，本发明提供一种光学式指纹识别装置，其可利用多个光学检测模块或是具有多镜头的单一光学检测模块以扩展所能取得的指纹图像的范围，进而可降低光学式指纹识别装置的整体的模块高度，而不会造成图像失真。
本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以本发明的权利要求为准。
Claims (10)
1.一种光学式指纹识别装置，包括：
一感光平面；
一第一光学检测模块，包括一第一镜头及一第一光学感测器；以及
一第二光学检测模块，包括一第二镜头及一第二光学感测器，
其中该第一光学检测模块及该第二光学检测模块并列于该光学式指纹识别装置中，且分别用以取得在该感光平面的一感光区域上的一使用者手指的一第一指纹图像及一第二指纹图像以进行指纹验证。
2.如权利要求1所述的光学式指纹识别装置，还包括：
一运算单元，用以将该第一指纹图像及该第二指纹图像合成为一合并指纹图像，并对该合并指纹图像进行一图像处理以取得该合并指纹图像的多个特征点。
3.如权利要求2所述的光学式指纹识别装置，还包括：
一储存单元，用以储存一使用者指纹信息，
其中该运算单元还判断该多个特征点与该使用者指纹信息是否相符，
若是，该运算单元判断该使用者手指的指纹验证通过，
若否，该运算单元判断该使用者手指的指纹验证不通过。
4.一种光学式指纹识别装置，包括：
一感光平面；
一光学检测模块，包括一第一镜头及相应的一第一光学感测器、以及一第二镜头及相应的一第二光学感测器，
其中该第一光学感测器及该第二光学感测器分别通过该第一镜头及该第二镜头取得在该感光平面的一感光区域上的一使用者手指的一第一指纹图像及一第二指纹图像以进行指纹验证。
5.如权利要求4所述的光学式指纹识别装置，其中该第一镜头及该第二镜头并列于该光学检测模块中，且该第一镜头及该第二镜头的光轴平行排列且垂直于该感光平面。
6.一种光学式指纹识别装置，包括：
一感光平面；
一光学检测模块，包括一第一镜头、一第二镜头、及一光学感测器，
其中该光学感测器分别通过该第一镜头及该第二镜头取得在该感光平面的一感光区域上的一使用者手指的一第一指纹图像及一第二指纹图像以进行指纹验证。
7.如权利要求6所述的光学式指纹识别装置，其中该第一镜头及该第二镜头并列于该光学检测模块中，且该第一镜头及该第二镜头的光轴之间具有一预定角度。
8.如权利要求6所述的光学式指纹识别装置，还包括：
一运算单元，用以将该第一指纹图像及该第二指纹图像合成为一合并指纹图像，并对该合并指纹图像进行一图像处理以取得该合并指纹图像的多个特征点。
9.如权利要求6所述的光学式指纹识别装置，还包括：
一储存单元，用以储存一使用者指纹信息，
其中该运算单元还判断该多个特征点与该使用者指纹信息是否相符，
若是，该运算单元判断该使用者手指的指纹验证通过，
若否，该运算单元判断该使用者手指的指纹验证不通过。
10.一种光学式指纹识别装置，包括：
一感光平面；
一光学检测模块，包括多个镜头、及一光学感测器，
其中该光学感测器分别通过各镜头取得在该感光平面的一感光区域上的一使用者手指的一指纹图像以进行指纹验证，
其中通过各镜头在该光学感测器所取得的该指纹图像为一图像视窗的一部分，且各指纹图像之间互不重迭。
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