TW201441940A - 指紋取像裝置 - Google Patents

Abstract

一種指紋取像裝置包含一指壓件、一光源模組、一反射模組及一取像模組。指壓件具有相對的一頂面及一底面。指壓件的相對二側分別具有一入光面及一出光面。光源模組對應於入光面。光源模組具有一光發射面。光發射面面向入光面。反射模組對應於出光面。取像模組對應於反射模組。反射模組用以反射出光面射出之光線至取像模組。藉以令指紋辨識裝置薄形化。

Description

指紋取像裝置

本發明係關於一種取像裝置，特別是一種指紋取像裝置。

一般而言，指紋辨識裝置讀取指紋的通常作法係將手指的指紋面接觸讀取區域，例如以一壓板供手指接觸，再利用多個發光元件提供一鏡頭擷取接觸壓板的手指之指紋影像時所需的光線，由於此種指紋辨識裝置為了要滿足全反射的原理，其鏡頭、手指與光源之間必須要有特定角度存在，方能擷取出明顯、清晰的指紋，使得習知光學式指紋辨識裝置普遍存在有尺寸較大及無法薄型化的問題。

此外，由於裝設於指紋辨識裝置之鏡頭的焦段與指紋辨識裝置之容置空間有關，故在指紋辨識裝置之有限的容置空間內，僅能限定搭配固定焦段範圍的鏡頭。如此一來，在指紋辨識裝置之設計上並無法藉由選用其餘焦段範圍之鏡頭來提升指紋辨識品質。

本發明在於提供一種指紋取像裝置，藉以改善指紋辨識裝置無法薄型化，以及改善因鏡頭焦段受限而無法有 效提升指紋辨識品質的問題。

本發明所揭露的指紋取像裝置，包含一指壓件、一光源模組、一反射模組及一取像模組。指壓件具有相對的一頂面及一底面。指壓件的相對二側分別具有一入光面及一出光面。光源模組對應於入光面。光源模組具有一光發射面。光發射面面向入光面。反射模組對應於出光面。取像模組對應於反射模組。反射模組用以反射出光面射出之光線至取像模組。

根據上述本發明所揭露的指紋辨識裝置，透過至少一反射面來反射指紋影像，以改變指紋影像的傳遞路徑與距離。藉此，改變取像模組的擺放位置。以令指紋辨識裝置薄形化。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

10‧‧‧指紋辨識裝置

20‧‧‧手指

100‧‧‧指壓件

110‧‧‧頂面

120‧‧‧底面

130‧‧‧入光面

140‧‧‧出光面

200‧‧‧光源模組

210‧‧‧光發射面

300‧‧‧光擴散件

400‧‧‧反射模組

410‧‧‧第一反射件

411‧‧‧第一反射面

420‧‧‧第二反射件

421‧‧‧第二反射面

500‧‧‧取像模組

510‧‧‧取像面

第1圖為根據本發明第一實施例的指紋取像裝置的示意圖。

第2圖為根據本發明第二實施例的指紋取像裝置的示意圖。

第3圖為根據本發明第三實施例的指紋取像裝置的示意 圖。

請參照第1圖，第1圖為根據本發明第一實施例的指紋取像裝置的示意圖。

本實施例之指紋取像裝置10包含一指壓件100、一光源模組200、一光擴散件300、一反射模組400及一取像模組500。其中，指紋取像裝置10內部之光線傳導介質係空氣，而空氣之折射系數n1為1.000293。

指壓件100為一透光板體，其材質可為玻璃(型號規格：BK7)或壓克力(Polymethylmethacrylate，PMMA)。指壓件100之折射係數n2的範圍為1.49至1.52。

指壓件100的橫斷截面為一梯形形狀。指壓件100的橫斷截面的邊緣由一頂面110、一底面120、一入光面130及一出光面140所圍成。指壓件100的頂面110用以供一手指20接觸，且頂面110的寬度大於底面120的寬度。而入光面130與出光面140分別連接於頂面110與底面120之間且位於指壓件100的相對二側。

需注意的是，垂直指壓件100之底面120可定義為一第一法線N1。第一法線N1與出光面140構成一第一夾角θ1。第一夾角θ1介於30度至60度。較佳的，第一夾角θ1為45度。

光源模組200對應於入光面130。光源模組200 具有一光發射面210。光發射面210面向入光面130。光源模組200用以自光發射面210垂直射出。值得注意的是，垂直光發射面210可定義為一第二法線N2。第一法線N1與第二法線N2構成一第二夾角θ2。當第二夾角θ2大於或等於，可使投射至頂面110之光線能夠滿足全反射的條件而朝出光面140反射，並令頂板110能夠反射出清晰的指紋影像。

光擴散件300介於入光面130與光發射面210之間。在本實施例中，光發射面210與光擴散件300平行於入光面130。

反射模組400對應於出光面140。在本實施例中，反射模組400包含一第一反射件410。第一反射件410具有一第一反射面411。第一反射面411面向於出光面140，並與出光面140夾一銳角。此外，第一反射面411與底面120共平面，但並不以此為限，在其他實施例中，第一反射面411也可以是位於與底面120相平行之任一水平面。

取像模組500對應於第一反射面411。取像模組500具有一取像面510。取像面510面向第一反射面411，且取像面510與第一反射面411夾一銳角。取像模組500用以擷取第一反射面411反射出之指紋影像。

在本實施例中，頂面110與底面120的長度比為z比y，而頂面110與手指20間有效接觸部分的長度為z1， 且z1<z。然而，為了要讓取像模組500擷取到完整的指紋影像，需滿足以下條件：(1)底面120的長度(y)大於或等於頂面110與手指20間有效接觸部分的長度(z1)。(2)第一反射面411的長度(x)大於或等於指壓件的兩倍高度乘以第一夾角θ1之正切函數(2h×tnaθ1)。

由於本實施例之指紋辨識裝置10設有第一反射件410來反射指紋影像，以改變形成指紋影像之光線的傳遞路徑，故能夠改變取像模組500的位置，進而讓指紋辨識裝置10薄形化。此外，第一反射件410亦能夠改變取像模組500與指紋間的光線傳遞距離，進而可在指紋辨識裝置10的有限空間內搭配不同焦段範圍的取像模組500。

上述第1圖之實施例的反射件的數量為一，但並不以此為限，在其他實施例中，反射件的數量也可以是兩個以上。請參閱第2圖，第2圖為根據本發明第二實施例的指紋取像裝置的示意圖。本實施例與上述實施例相似，故僅針對相異處進行說明。

本實施例之指紋辨識裝置10包含一指壓件100、一光源模組200、一光擴散件300、一反射模組400及一取像模組500。

指壓件100的橫斷截面為一梯形形狀，指壓件100的橫斷截面由一頂面110、一底面120、一入光面130及一出光面140所圍成。指壓件100的頂面110用以供一手指 20接觸，且頂面110的寬度大於底面120的寬度。而入光面130與出光面140分別連接於頂面110與底面120之間且位於指壓件100的相對二側。

光源模組200對應於入光面130。光擴散件300介於入光面130與光發射面210之間。在本實施例中，光發射面210與光擴散件300平行於入光面130。

反射模組400對應於出光面140。在本實施例中，反射模組400包含一第一反射件410及一第二反射件420。第一反射件410具有一第一反射面411。第一反射面411面向出光面140，並與出光面140夾一銳角。第二反射件420具有一第二反射面421。第二反射面421面向第一反射面411。在本實施例中，第一反射面411與底面120共平面，且第二反射面421與頂面110共平面。但並不以此為限，在其他實施例中，第一反射面411與第二反射面421可以設於平行底面120，且第二反射面421較第一反射面411遠離底面120之任意位置。

值得注意的是，本實施例之指紋辨識裝置10與第1圖之實施例相比增設了第二反射件420。第一反射面411及第二反射面421可進一步改變指紋影像的傳遞路徑，以令指紋辨識裝置10更薄化。

請參閱第3圖，第3圖為根據本發明第三實施例的指紋取像裝置的示意圖。

本實施例之指紋辨識裝置10包含一指壓件100、一光源模組200、一光擴散件300、一反射模組400及一取像模組500。

指壓件100的橫斷截面為一梯形形狀，指壓件100的橫斷截面由一頂面110、一底面120、一入光面130及一出光面140所圍成。指壓件100的頂面110用以供一手指20接觸，且頂面110的寬度大於底面120的寬度。而入光面130與出光面140分別連接於頂面110與底面120之間且位於指壓件100的相對二側。

需注意的是，垂直指壓件100之底面120可定義為一第一法線N1。

光源模組200對應於入光面130。光擴散件300介於入光面130與光發射面210之間。在本實施例中，光發射面210與光擴散件300平行於第一法線N1。藉由光發射面210與光擴散件300平行於第一法線N1，使得頂面110的整面區域皆能夠均勻地受光。如此一來，指紋影像的邊緣不會有明顯的暗區存在，進而能提升指紋辨識裝置10的辨識精準度。

根據上述本發明所揭露的指紋辨識裝置，透過至少一反射面來反射指紋影像，以改變指紋影像的傳遞路徑與距離。藉此，改變取像模組的擺放位置。以令指紋辨識裝置薄形化。

此外，反射模組之反射件的數量與擺射位置的不 同可改變取像模組與指紋間的光線傳遞距離，進而可在指紋辨識裝置的有限空間內搭配不同焦段範圍的取像模組，以提升指紋辨識裝置的辨識品質。

再者，光發射面與光擴散件平行於第一法線N1，使得頂面的整面區域皆能夠均勻地受光。如此一來，指紋影像的邊緣不會有明顯的暗區存在，進而能提升指紋辨識裝置的辨識精準度。

雖然本發明的實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造、特徵及數量當可做些許的變更，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧指紋辨識裝置

20‧‧‧手指

100‧‧‧指壓件

110‧‧‧頂面

120‧‧‧底面

130‧‧‧入光面

140‧‧‧出光面

200‧‧‧光源模組

210‧‧‧光發射面

300‧‧‧光擴散件

400‧‧‧反射模組

410‧‧‧第一反射件

411‧‧‧第一反射面

500‧‧‧取像模組

510‧‧‧取像面

Claims (13)

1. 一種指紋取像裝置，包含：一指壓件，具有相對的一頂面及一底面，該指壓件的相對二側分別具有一入光面及一出光面；一光源模組，對應於該入光面，該光源模組具有一光發射面，面向該入光面；一反射模組，對應於該出光面；以及一取像模組，對應於該反射模組，該反射模組用以反射該出光面射出之光線至該取像模組。
2. 如請求項1所述之指紋取像裝置，其中垂直該底面定義為一第一法線，該第一法線與該出光面構成一第一夾角，該第一夾角介於30度至60度。
3. 如請求項2所述之指紋取像裝置，其中該第一夾角為45度。
4. 如請求項3所述之指紋取像裝置，其中垂直該光發射面定義為一第二法線，該第一法線與該第二法線構成一第二夾角，該第二夾角大於或等於，其中，n₁為空氣的折射率，n₂為該指壓件的折射率。
5. 如請求項4所述之指紋取像裝置，其中該反射模組包含一第一反射件，具有一第一反射面，對應於該出光面，該取像模組對應於該第一反射面。
6. 如請求項5所述之指紋取像裝置，其中該底面的長度大於或等於該頂面實際接觸指紋的長度，且該第一反射面的長度大於或等於該指壓件的兩倍高度乘以該第一夾角之正切函數。
7. 如請求項5所述之指紋取像裝置，其中該第一反射面平行於該底面。
8. 如請求項5所述之指紋取像裝置，其中該第一反射面與該底面共平面。
9. 如請求項1所述之指紋取像裝置，其中該反射模組包含一第一反射件及一第二反射件，該第一反射件具有一第一反射面，對應於該出光面，該第二反射件具有一第二反射面，對應於該第一反射面，該取像模組對應於該第二反射面。
10. 如請求項9所述之指紋取像裝置，其中該第一反射面與該第二反射面平行於該底面。
11. 如請求項9所述之指紋取像裝置，其中該第一反射面與該底面共平面，該第二反射面與該頂面共平面。
12. 如請求項1所述之指紋取像裝置，更包含一光擴散件，介於該入光面與該光發射面之間，且該光發射面與該光擴散件平行於該入光面。
13. 如請求項1所述之指紋取像裝置，更包含一光擴散件，介於該入光面與該光發射面之間，垂直該底面定義為一第一 法線，該光發射面與該光擴散件平行於該第一法線。