CN2590070Y - 具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构，其能有效简化整体结构及后端影像撷取的硬件部分，进而使指纹辨识及影像撷取系统功能的结合能达到模块化的功能。一种具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构，由一壳体架、一光学棱镜体、一光学镜头组、两影像传感器以及一电路基板所构成，其中：光学棱镜体，是供指纹辨识使用；光学镜头组，是供影像撷取使用；壳体架，供光学棱镜体及光学镜头组紧邻排列设置在其内部；两影像传感器，是设置于同一电路基板上，供该影像传感器作影像处理；电路基板，其上供投置两影像传感器。
Description
技术领域
本实用新型是提供一种具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构，尤其是利用单一光学棱镜体及一光学镜头组，使光学棱镜的指纹面及光学镜头呈同一面向，并使光学棱镜及光学镜头组的光学路径的射出端能分别聚焦于设置在同一电路基板上的两影像传感器，藉以简化后端影像撷取的硬件部分，而达到模块化的功效。
发明背景
目前数字影像技术相当发达，许多应用影像处理的产品也因应而生，例如光学鼠标、数字摄影机、数字相机、生物辨识系统(指纹、瞳孔等)已为最近几年最热门的影像处理户品，而每一种产品都有各自应用范圉及市场发展。以数字相机及指纹辨识系统而言，其原理及设计有很大不同，如高画质、多色阶及轻薄短小乃为数字相机的发展趋势，其最主要的关键在于影像感测(ImageSensor)IC芯片及微小镜头组的开发；而指纹辨识系统不需要高画质且不需彩色，仅以灰阶作为影像判断之用，但由于其对焦成像方式特殊，不适用一般镜头，需以棱镜搭配镜头组作为成像之用，也由于其有棱镜大小作限制，尺寸难以缩小。而由于数字相机及指纹辨识系统两者应用上存在极大差异，所以实际应用上大多各自分开使用较多，但是两种组件除了光学路径差异外，后端影像撷取的硬件部分差异并不大，所以若能将两者结合于同一模块之中可以增加其应用效益，及节省成品。
而针对上述的结合需求，现有技术中已有台湾实用新型专利第158998号：数字摄影及指纹辨识两用机，(台湾公告编号388580，案号087209219号，以下称其为引证案)，该引证案结构是于两用机的机体内设有一面积型的影像传感器，并于机体内设有一第一镜头及一第二镜头，该第一镜头可用于指纹辨识的模式，该第二镜头可用于摄影的模式，也可设有适当的反射镜，可利用该镜头、反射镜或影像传感器的切换，以选择性的利用第一镜头或第二镜头将光聚焦于影像传感器；另也可利用电动或手却可变焦的镜头，选择为指纹辨识或摄影的模式，其具有降低成本，减少使用者耗用PC的输出入界面，以及提高使用效率等功效。
依据目前指纹辨识器的结构设计技术而言，一般是利用一棱镜、一LED光源及一透镜的配合以构成一光学路径，使指纹影像可进入影像传感器，而因棱镜及光源的光学路径关系，其指纹面与影像传感器的感测面设置为呈一角度而非平行的组装型态，因此，请参考图1、图2所示，引证案的第一实施例(见引证案中图1至图4所示)所示的结构设计，其玻璃窗A11(即指纹面)是平行于影像传感器A12，而光源A13又离影像传感器A12及其电路基板甚远，导致该整体结构型态于实际制造时不易安排，并且无法使用单一电路基板；又，其两镜头A14、A15是利用一般传动机构所驱动来做移动切换，导致整体所占空间必然较大，不符合该类产品轻薄短小的发展趋势，且尚须考虑克服单一影像传感器A12与两镜头A14、A15之间在相对位移中对焦的稳定性问题，因为一般影像感测芯片对于焦距及对位准确性要求极高，若将镜头移开再移回原位非常容易造成失焦的现象。至于引证案中第二实施例(见引证案中图5、图6所示)、第三实施例(见引证案中图7、图8所示)、第四实施例(见引证案中图9、图10所示)、第五实施例(见引证案中图11所示)、以及第六实施例(见引证案中图12所示)等结构设计，基本上均仍存在第一实施例结构设计中的诸多问题，并且足以影晌引证案的实施及使用功效。
综上可知，引证案虽可只利用单一影像传感器A12而兼具数字摄影或指纹辨识两项功能，然整体结构设计过于复杂，且无法达到轾薄短小的发展趋势，使两顼功能的组合不但不具相乘效果且大打折扣，无法达成模块化功效。
发明内容
本案中清人在光学相关领域中具有多年的专业研发及制作经验，遂针对数字摄影及指纹辨识两顼功能的组合，精益求精而加以改良设计；故本实用新型的主要目的乃在于提供一种具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构。
一种具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构，由一壳体架、一光学棱镜体、一光学镜头组、两影像传感器以及一电路基板所构成，其中：
所述光学棱镜体，供指纹辨识使用，为一利用透明塑料射出成型的一体成型体，且同一体包含有一棱镜结构部分及一透镜结构部分；
所述光学镜头组，供影像撷取使用，由数个透镜组成，且光学棱镜体的指纹按捺面及光学镜头组的透镜是呈同一面向；
所述壳体架，供光学棱镜体及光学镜头组紧邻排列设置在其内部，而壳体架的同一壳面上设有指纹按捺孔及影像撷取孔，分别对应于指纹按捺面及光学镜头组的透镜；
所述两影像传感器，设置于同一电路基板上，使经过光学棱镜体及光学镜头组的光学路径的影像能分别聚焦于各影像传感器，供该影像传感器作影像处理；
所述电路基板，其上供设置两影像传感器，也可于适当位置处设有指纹辨识用的发光二极管(LED)光源；
所述的具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构，其中该发光二极管(LED)可以引线拉出方式装置于壳体内棱镜下方其它位置供指纹辨识照明。
由本实用新型的上述结构，可有效简化该具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构的整体结构及后端影像撷取的硬件部分，进而使指纹辨识及影像撷取系统功能的结合能达到模块化的功效。
附图说明
图1是公知技术的一个具体实施例的结构示意图；
图2是图1的另一使用状态示意图；
图3是本实用新型的立体分解示意图；
图4是本实用新型的组合外观示意图；
图5是本实用新型的一侧视示意图；
图6是本实用新型一使用状态的光学路径示意图。图号简单况明
公知技术部分：
A11 玻璃窗 A12 影像传感器
A13 光源 A14、A15 镜头
本实用新型部分：
10 壳体架 11 壳面
12 按捺孔 13 影像撷取孔
20 光学棱镜体 21 棱镜结构部分
22 透镜结构部分 23 指纹按捺面
24 射出面 25 光学面
30 光学镜头组 31 透镜
40 影像传感器 50 电路基板
51 LED(发光二极管)
具体实施方式
如图3、4、5所示，本实用新型，具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构，主要由一亮体架10、一光学棱镜体20、一光学镜头组30、两影像传感器40、以及一电路基板50所构成。其中，该光学棱镜体20是供指纹辨识使用，为一利用透明塑料射出成型的一体成型体，并使光学棱镜体20同一体包含有一棱镜结构部分21及一透镜结构部分22，而兼具指纹辨识光学引擎所要求的棱镜与透镜功能，并藉以缩小整体所占材积；而光学镜头组30是供影像撷取使用，由数个透镜31组成(一般而言镜头组内透镜数为1-4个，而该光学棱镜体20的指纹按捺面23及光学镜头组30的透镜31是设计呈同一面向。
又光学棱镜体20及光学镜头组30是紧邻排列而稳固设置壳体架10内部，于壳体架10的同一壳面11上设置有指纹按捺孔12及影像撷取孔13，分别对应于指纹按捺面23及光学镜头组30的透镜31。而光学棱镜体20上透镜结构部分22的尾端射出面24是向下面向一影像传感器40，使经过光学棱镜体20的光学路径的影像恰能向下聚焦于该影像传感器40，供该影像传感器40作影像处理：而经过光学镜头组30的光学路径的影像也恰能向下聚焦于另一影像传感器40，供该影像传感器40作影像处理。又两影像传感器40是设置于同一电路基板50上，俾可利用后端同一的影像撷取的硬件部分，进而达到结构简化的目的。又作为指纹辨识用光源的LED(发光二极管)51也位于该同一电路基板50上一适当位置处，该LED也可以引线拉出的方式装置于壳体内光学棱镜体20下方其它位置供指纹辨识照明，均可面向光学棱镜体20棱镜结构部分21的一光学面25。
如图6所示，使用时，按捺在指纹按捺面23上的指纹60，经过光学棱镜体20的光学路径，使其指纹影像恰能聚焦于该影像传感器40，供该影像传感器40作影像处理；而影像撷取孔13外的景物70也经过光学镜头组30的光学路径，而使其景物影像恰能聚焦于另一影像传感器40，供该影像传感器40作影像处理。
由上述结构，可有效简化整体结构及后端影像撷取的硬件部分，进而使指纹辨识及影像撷取系统功能的结合能达到模块化的功效。
Claims (2)
1、一种具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构，由一壳体架、一光学棱镜体、一光学镜头组、两影像传感器以及一电路基板所构成，其特征在于：
所述光学棱镜体，供指纹辨识使用，为一利用透明塑料射出成型的一体成型体，且同一体包含有一棱镜结构部分及一透镜结构部分；
所述光学镜头组，供影像撷取使用，由数个透镜组成，且光学棱镜体的指纹按捺面及光学镜头组的透镜是呈同一面向；
所述壳体架，供光学棱镜体及光学镜头组紧邻排列设置在其内部，而壳体架的同一壳面上设有指纹按捺孔及影像撷取孔，分别对应于指纹按捺面及光学镜头组的透镜；
所述两影像传感器，设置于同一电路基板上，使经过光学棱镜体及光学镜头组的光学路径的影像能分别聚焦于各影像传感器，供该影像传感器作影像处理；
所述电路基板，其上供设置两影像传感器，也可于适当位置处设有指纹辨识用的发光二极管(LED)光源；
2、如权利要求1所述的具有指纹辨识及影像撷取系统功能的模块化结构，其特征在于：该发光二极管(LED)可以引线拉出方式装置于壳体内棱镜下方其它位置供指纹辨识照明。
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2002
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