CN106339663B - 指纹辨识模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种指纹辨识模块，其包括盖板、指纹辨识器、至少一光源以及多条光纤。盖板具有内表面以及与内表面相对的外表面。指纹辨识器以及所述至少一光源位于内表面下，且所述至少一光源位于指纹辨识器旁。光纤排列成数组且位于盖板与指纹辨识器之间，其中各光纤具有入光面。入光面朝向内表面且相对内表面倾斜。本发明提供的指纹辨识模块具有良好的辨识率。

Description

指纹辨识模块
技术领域
本发明涉及一种光学模块，尤其涉及一种指纹辨识模块。
背景技术
随着科技产业日益发达，平板计算机(tablet computer)与智能型手机(smartphone)等电子装置已大量地应用在日常生活中。这些电子装置通常设有密码锁，以提升使用上的安全性。然而，为了解除密码锁，用户每次使用电子装置之前，都得先输入密码。为了解决传统解锁时输入密码的麻烦以及兼顾电子装置使用上的便利性及安全性，业者开始着手研究如何于电子装置中加装指纹辨识模块，以利用人体手指上特有的指纹信息进行身份识别。
发明内容
本发明提供一种指纹辨识模块，其具有良好的辨识率。
本发明的一种指纹辨识模块，其包括盖板、指纹辨识器、至少一光源以及多条光纤。盖板具有内表面以及与内表面相对的外表面。指纹辨识器以及所述至少一光源位于内表面下，且所述至少一光源位于指纹辨识器旁。光纤排列成数组且位于盖板与指纹辨识器之间，其中各光纤具有入光面。入光面朝向内表面且相对内表面倾斜。
在本发明的一实施例中，上述的盖板为显示设备的玻璃盖板或触控装置的玻璃盖板。
在本发明的一实施例中，上述的指纹辨识器为光学式指纹辨识器或光电混合式指纹辨识器。
在本发明的一实施例中，上述的至少一光源的数量为多个，且光源分别配置在数组的各个侧边、各个角落或其组合。
在本发明的一实施例中，上述的各光纤的延伸方向垂直于指纹辨识器。
在本发明的一实施例中，上述的各入光面与内表面夹有角度，且角度落在43度至60度的范围内。
在本发明的一实施例中，上述的各该光纤具有核心以及环绕核心的核壳。核心的折射率大于1.81，且核壳的折射率大于1且小于或等于1.48。
在本发明的一实施例中，上述的指纹辨识模块还包括第一黏着层以及第二黏着层，其中光纤通过第一黏着层与盖板接合，且光纤通过第二黏着层与指纹辨识器接合。
在本发明的一实施例中，上述的第一黏着层与第二黏着层为光固化黏着层。
基于上述，藉由使光纤的入光面相对盖板的内表面倾斜，可有效地控制光束的入射角，使光束入射光纤后满足全反射(Total Inner Reflection,TIR)的条件，而经由全反射传递至指纹辨识器。由于上述设计能够减少光的损失(loss)，而有助于强化指纹辨识模块的辨识率，因此本发明实施例的指纹辨识模块可具有良好的辨识率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的第一实施例的一种指纹辨识模块的剖面示意图；
图2是依照本发明的第二实施例的一种指纹辨识模块的剖面示意图；
图3至图5分别是依照本发明的第三实施例至第五实施例的指纹辨识模块的局部上视示意图。
附图标记：
100、200、300、400、500：指纹辨识模块
110：盖板
120：指纹辨识器
130：光源
140：光纤
142：核心
144：核壳
AD1：第一黏着层
AD2：第二黏着层
C：波峰
F：手指
L：光束
S1：内表面
S2：外表面
S3：入光面
T：波谷
θ：角度
具体实施方式
图1是依照本发明的第一实施例的一种指纹辨识模块的剖面示意图。请参照图1，指纹辨识模块100包括盖板110、指纹辨识器120、至少一光源130以及多条光纤140。图1示意性显示出一个光源，但光源130的数量不限于此。
盖板110具有内表面S1以及与内表面S1相对的外表面S2。盖板110的外表面S2为指纹辨识模块100的触控操作面。换句话说，使用者以其手指F碰触盖板110的外表面S2，以进行指纹辨识。盖板110可采用高机械强度的基板，以避免手指F的按压或其他外力的冲击而损害到位于盖板110下方的组件。此外，盖板110的材质可采用透明材质，以避免遮蔽来自光源130的光束L。所述透明材质泛指一般具备高穿透率的材质，而不用以限定穿透率为100％的材质。举例而言，盖板110可以是玻璃盖板，例如是显示设备的玻璃盖板或触控装置的玻璃盖板，但不限于此。
指纹辨识器120以及光源130位于内表面S1下，且光源130位于指纹辨识器120旁。光源130适于朝盖板110射出光束L。光源130可以是可见光光源或是非可见光光源。换句话说，光束L可以是可见光或非可见光。指纹辨识器120适于接收被手指F反射的光束L，以对使用者的身份进行识别。举例而言，指纹辨识器120可为光学式指纹辨识器或光电混合式指纹辨识器，但不限于此。
光纤140排列成数组，且光纤140位于盖板110与指纹辨识器120之间。各光纤140的延伸方向垂直于指纹辨识器120，且光纤140的排列方向平行于指纹辨识器120。
当使用者以其手指F按压盖板110的外表面S2时，照射到手指F(指纹)的波峰(crest)C的光束L会被波峰C反射，而照射到手指F(指纹)的波谷(trough)T的光束L会被波谷T散射或被手指F吸收。被波峰C反射的光束L会依序通过内表面S1以及光纤140而传递至指纹辨识器120。据此，指纹辨识器120可依据所接收的波峰与波谷的灰阶数字影像，对用户的身份进行识别。
各光纤140具有入光面S3。入光面S3朝向内表面S1，且上述被波峰C反射的光束L会经由光纤140的入光面S3进入光纤140。光纤140具有核心142以及环绕核心142的核壳144。当光束L的入射角大于临界角(critical angle)时，进入核心142的大部分的光束L会经由全反射传递至指纹辨识器120。反之，当光束L的入射角小于临界角时，进入核心142的大部分的光束L容易穿出核壳144，而难以有效地传递至指纹辨识器120。藉由使光纤140的入光面S3相对盖板110的内表面S1倾斜，有助于使光束L的入射角大于临界角，而满足全反射的条件，从而光束L可经由全反射传递至指纹辨识器120。藉由降低因不满足全反射条件所造成的能量损失，有助于强化指纹辨识模块100的辨识率，因此本实施例的指纹辨识模块100可具有良好的辨识率。所述入光面S3相对盖板110的内表面S1倾斜是指各入光面S3与内表面S1夹有角度θ，且角度θ大于0度并小于90度。换句话说，入光面S3不垂直且不平行于内表面S1。
角度θ可依据盖板110以及光纤140的核心142的折射率的不同而改变。在本实施例中，盖板110(玻璃盖板)的折射率约为1.5，各光纤140的核心142的折射率可大于1.81，且核壳144的折射率可大于1且小于或等于1.48。此外角度θ可落在43度至60度的范围内。
依据不同的设计需求，指纹辨识模块100可进一步包括其他组件。举例而言，指纹辨识模块100可进一步包括第一黏着层AD1以及第二黏着层AD2，其中光纤140通过第一黏着层AD1与盖板110接合，且光纤140通过第二黏着层AD2与指纹辨识器120接合。第一黏着层AD1与第二黏着层AD2可为透光的黏着层，且例如为光固化黏着层，但不限于此。此外，第一黏着层AD1与第二黏着层AD2的折射率可相同于核心142的折射率，但不以此为限。
图2是依照本发明的第二实施例的一种指纹辨识模块的剖面示意图。请参照图2，指纹辨识模块200近似于图1的指纹辨识模块100，且相同或近似的组件以相同的标号表示，于此不再赘述此些组件的相对配置关系及功效。指纹辨识模块200与指纹辨识模块100的主要差异在于，图1中光纤140的入光面S3皆朝向相同的方向，而图2中光纤140的入光面S3朝向不同的方向。具体地，入光面S3例如皆朝向光纤140排列而成的数组的中心，但不以此为限。
图3至图5分别是依照本发明的第三实施例至第五实施例的指纹辨识模块的局部上视示意图。请参照图3至图5，指纹辨识模块300、指纹辨识模块400、指纹辨识模块500近似于图1的指纹辨识模块100，且相同或近似的组件以相同的标号表示，于此不再赘述此些组件的相对配置关系及功效。指纹辨识模块300、指纹辨识模块400、指纹辨识模块500与指纹辨识模块100的主要差异在于，指纹辨识模块300、指纹辨识模块400、指纹辨识模块500的光源130的数量为多个，且光源130分别配置在光纤140排列而成的数组的各个侧边、各个角落或其组合。应说明的是，图3至图5仅示意性显示出光源130排列的三种方式，但本发明不限于此。
综上所述，本发明实施例的指纹辨识模块利用光纤的入光面相对内表面倾斜的设计，控制光束的入射角，使光束入射光纤后经由全反射(Total Inner Reflection,TIR)传递至指纹辨识器。因此，指纹辨识模块可具有良好的辨识率。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求界定范围为准。

Claims (9)

1.一种指纹辨识模块，其特征在于，包括：
一盖板，具有一内表面以及一与所述内表面相对的外表面；
一指纹辨识器，位于所述内表面下；
至少一光源，位于所述内表面下且位于所述指纹辨识器旁；以及
多条光纤，排列成一数组且位于所述盖板与所述指纹辨识器之间，其中各所述光纤具有一入光面，所述入光面朝向所述内表面且相对所述内表面倾斜，各所述光纤的光轴垂直于所述内表面。
2.根据权利要求1所述的指纹辨识模块，其特征在于，所述盖板为一显示设备的玻璃盖板或一触控装置的玻璃盖板。
3.根据权利要求1所述的指纹辨识模块，其特征在于，所述指纹辨识器为光学式指纹辨识器或光电混合式指纹辨识器。
4.根据权利要求1所述的指纹辨识模块，其特征在于，所述至少一光源的数量为多个，且该些光源分别配置在所述数组的各个侧边、各个角落或其组合。
5.根据权利要求1所述的指纹辨识模块，其特征在于，各所述光纤的延伸方向垂直于所述指纹辨识器。
6.根据权利要求1所述的指纹辨识模块，其特征在于，各所述入光面与所述内表面夹有一角度，所述角度落在43度至60度的范围内。
7.根据权利要求1所述的指纹辨识模块，其特征在于，各所述光纤具有一核心以及一环绕所述核心的核壳，所述核心的折射率大于1.81，且所述核壳的折射率大于1且小于或等于1.48。
8.根据权利要求1所述的指纹辨识模块，其特征在于，还包括：
一第一黏着层以及一第二黏着层，其中该些光纤通过所述第一黏着层与所述盖板接合，且该些光纤通过所述第二黏着层与所述指纹辨识器接合。
9.根据权利要求8所述的指纹辨识模块，其特征在于，所述第一黏着层与所述第二黏着层为光固化黏着层。
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