TWI647622B - 生物辨識裝置 - Google Patents

Abstract

一種生物辨識裝置，包括具有相對的第一、二表面的導光元件、形成於第二表面的多個第一光學微結構、形成於第二表面的多個第二光學微結構、用以發出第一、二光束的光源、影像擷取元件及配置於第二光學微結構與影像擷取元件之間的控光元件。第一光束被第一光學微結構的第一反射面反射，以準直地向導光元件的第一表面傳遞。第二光束被第二光學微結構的第二反射面反射，以斜向地傳遞且通過導光元件的第一表面至待辨識物。第二光束被待辨識物反射至控光元件。控光元件折射與反射第二光束，以使所第二光束準直地向影像擷取元件傳遞。

Description

生物辨識裝置

本發明是有關於一種光電裝置，且特別是有關於一種生物辨識裝置。

生物辨識的種類包括臉部、聲音、虹膜、視網膜、靜脈和指紋辨識等。由於每個人的指紋都是獨一無二的，且指紋不易隨著年齡或身體健康狀况而變化，因此指紋辨識裝置已成為目前最普及的一種生物辨識裝置。依照感測方式的不同，指紋辨識裝置可分為光學式與電容式。電容式指紋辨識裝置組裝於電子產品(例如：手機、平板電腦)時，電容式指紋辨識裝置上方多設有保護元件(cover lens)，而電容式指紋辨識裝置的感測效果會受到保護元件的影響。因此，光學式指紋辨識裝置也倍受重視。

光學式指紋辨識裝置包括光源、影像擷取元件及透光元件。光源用以發出光束，以照射按壓在透光元件上的手指。手指的指紋是由多條不規則的凸紋與凹紋所組成。被凸紋與凹紋反射的光束會在影像擷取元件的接收面上形成為明暗交錯的指紋影像。影像擷取元件可將指紋影像轉換為對應的影像信息，並將影 像信息輸入至處理單元。處理單元可利用演算法計算對應於指紋的影像信息，以進行用戶的身份辨識。然而，在上述的取像過程中，被指紋反射的光束易散亂地傳遞至影像擷取元件，而造成取像品質不佳，影響辨識結果。

本發明提供一種生物辨識裝置。

根據本發明的實施例，生物辨識裝置包括導光元件、多個第一光學微結構、多個第二光學微結構、光源、影像擷取元件以及控光元件。導光元件具有相對的第一表面與第二表面。多個第一光學微結構形成於導光元件的第二表面。每一第一光學微結構具有至少一第一反射面。多個第二光學微結構形成於導光元件的第二表面。每一第二光學微結構具有第二反射面。光源用以發出第一光束與第二光束。影像擷取元件相對於導光元件的第二表面設置。控光元件配置於多個第二光學微結構與影像擷取元件之間。第一光束被每一第一光學微結構的至少一第一反射面反射，以準直地向導光元件的第一表面傳遞。第二光束被每一第二光學微結構的第二反射面反射，以斜向地傳遞且通過導光元件的第一表面至待辨識物。第二光束被待辨識物反射至控光元件。控光元件折射與反射第二光束，以使第二光束準直地向影像擷取元件傳遞。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，至少一第一 反射面包括兩個第一反射面，兩個第一反射面相對於導光元件的第一表面傾斜，且兩個第一反射面的傾斜方向相反，其中第一光束依序被每一第一光學微結構的兩個第一反射面反射，以準直地向導光元件的第一表面傳遞。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，至少第一反射面包括曲面，其中第一光束被曲面的不同兩處反射，以準直地向導光元件的第一表面傳遞。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，第一光束通過導光元件的第一表面後被待辨識物反射，而影像擷取元件接收被待辨識物反射的第一光束，以取得待辨識物的影像。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，第二反射面相對於導光元件的第一表面傾斜。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，第二反射面為曲面。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，控光元件包括多個微棱鏡。每一微棱鏡具有底面及多個側面。多個側面相對於導光元件的第一表面傾斜，且多個側面的傾斜方向相反。底面連接於多個側面之間。被待辨識物反射的第二光束依序被多個側面的一個折射、被多個側面的另一個反射而由底面出射。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，影像擷取元件具有光接收面，由微棱鏡的底面出射的第二光束與垂直於光接收面的參考軸夾有角度θ，而-15°θ15°。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，生物辨識裝置還包括透光元件。透光元件配置於導光元件的第一表面上。透光元件具有按壓面，以供待辨識物按壓。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，生物辨識裝置還包括準直元件。準直元件配置於導光元件的第二表面與影像擷取元件之間。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，導光元件還具有外側壁。外側壁與第一表面連接且向第二表面所在側延伸。第一光束及第二光束自外側壁進入導光元件中。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，導光元件還具有外側壁、內側壁以及底面。外側壁與第一表面連接且向第二表面所在側延伸。內側壁與第二表面連接且設置於外側壁的對向。底面設置於第一表面的對向且連接於外側壁與內側壁之間。第一光束及第二光束自導光元件的底面進入導光元件中。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，第一光束及第二光束包括可見光、不可見光或其組合。

在根據本發明的實施例的生物辨識裝置中，待辨識物包括指紋、靜脈、掌紋或上述至少二者的組合。

基於上述，本發明一實施例的生物辨識裝置包括導光元件、多個第一光學微結構、多個第二光學微結構、光源、影像擷取元件及控光元件。藉由第一光學微結構的至少一第一反射面的反射，光源發出的第一光束能準直地向導光元件的第一表面傳 遞，進而使被待辨識物反射的第一光束準直地向影像擷取元件傳遞。利用第二光學微結構的第二反射面，光源發出的第二光束可被分散在較大的範圍，以使生物辨識裝置具有充分的工作面積。更重要地是，利用控光元件的折射與反射作用，原本斜向地朝影像擷取元件傳遞的第二光束的行進方向可被改變，而使第二光束在穿過控光元件後可準直地向影像擷取元件傳遞。藉此，生物辨識裝置的取像品質提升，進而增加生物辨識裝置的辨識能力。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧待辨識物

100、100A、100B、100C‧‧‧生物辨識裝置

110‧‧‧導光元件

112‧‧‧第一表面

113‧‧‧凹槽

114‧‧‧第二表面

116‧‧‧外側壁

118‧‧‧內側壁

119‧‧‧底面

119a‧‧‧凹陷

122、122C‧‧‧第一光學微結構

122a、122b‧‧‧第一反射面

122c、124c‧‧‧曲面

124、124C‧‧‧第二光學微結構

124a‧‧‧第二反射面

124b‧‧‧連接面

130‧‧‧光源

140‧‧‧影像擷取元件

142‧‧‧像素區

150‧‧‧控光元件

152‧‧‧微棱鏡

152a‧‧‧底面

152b、152c‧‧‧側面

160‧‧‧透光元件

162‧‧‧按壓面

170、192、194、198‧‧‧光學膠

180‧‧‧準直元件

184‧‧‧透光區

196‧‧‧電路板

199‧‧‧支撑物

L1‧‧‧第一光束

L2‧‧‧第二光束

X‧‧‧參考軸

α‧‧‧棱鏡角

θ‧‧‧出射角

θ’‧‧‧夾角

圖1為本發明一實施例的生物辨識裝置的剖面示意圖。

圖2示出本發明一實施例的控光元件以及被待辨識物反射的第二光束在導光元件及控光元件中傳遞而入射影像擷取元件的過程。

圖3為本發明另一實施例的生物辨識裝置的剖面示意圖。

圖4為本發明又一實施例的生物辨識裝置的剖面示意圖。

圖5為本發明再一實施例的生物辨識裝置的剖面示意圖。

現將詳細地參考本發明的示範性實施例，示範性實施例 的實例說明於附圖中。只要有可能，相同元件符號在附圖和描述中用來表示相同或相似部分。

圖1為本發明一實施例的生物辨識裝置的剖面示意圖。請參照圖1，生物辨識裝置100包括導光元件110、多個第一光學微結構122、多個第二光學微結構124、光源130及影像擷取元件140。導光元件110具有相對的第一表面112與第二表面114。在本實施例中，導光元件110還具有外側壁116、內側壁118及底面119。外側壁116與第一表面112連接且向第二表面114所在側延伸。內側壁118與第二表面114連接且設置於外側壁116對向。底面119設置於第一表面112的對向且連接於外側壁116與內側壁118之間。在本實施例中，內側壁118與第二表面114可定義出凹槽113，但本發明不以此為限。在本實施例中，導光元件110的材質可為玻璃、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或其他適當材料。

多個第一光學微結構122形成於導光元件110的第二表面114。在本實施例中，第一光學微結構122的材質與導光元件110的材質可相同。換言之，第一光學微結構122與導光元件110可為一體成型。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第一光學微結構122與導光元件110也可分別製作，然後，再將第一光學微結構122配置於導光元件110的第二表面114上。值得注意的是，每一第一光學微結構122具有至少一第一反射面122a、122b。舉例而言，在本實施例中，每一第一光學微結構122具有 第一反射面122a與第二反射面122b。第一反射面122a與第二反射面122b相對於導光元件110的第一表面112傾斜，且第一反射面122a與第二反射面122b的傾斜方向相反。在本實施例中，同一第一光學微結構122的第一反射面122a與第二反射面122b可直接連接，而第一光學微結構122可呈V字型凸起。但本發明不限於此，在其他實施例中，第一光學微結構122也可呈其他適當形狀，而每一第一光學微結構122的至少第一反射面122a、122b不一定要由多個平面(例如：兩個第一反射面122a、122b)所組成。

光源130用以發出光束。所述光束包括第一光束L1與第二光束L2。在本實施例中，第一光束L1例如是不可見光(例如：紅外光)，而第二光束L2例如是可見光(例如：紅光、藍光、綠光或其組合)，但本發明不限於此，在另一實施例中，第一光束L1與第二光束L2也可皆為不可見光；在又一實施例中，第一光束L1與第二光束L2也可皆為可見光；在再一實施例中，第一光束L1也可為可見光，而第二光束L2也可為不可見光。第一光束L1與第二光束L2可同時發出，或於不同時間點發出(例如：輪流發出)。在本實施例中，光源130例如為發光二極管。但本發明不限於此，在其他實施例中，光源130也可為其他適當種類的發光元件。圖1示出一個光源130為示例，且光源130設置在導光元件110的單側。但本發明不限於此，在其他實施例中，光源130的數量也可為多個，和/或光源130也可設置在導光元件110的雙 側或三個以上的側邊。

在本實施例中，第一光束L1與第二光束L2可自導光元件110的底面119進入導光元件110中。詳言之，生物辨識裝置100可進一步包括電路板196。光源130可配置於電路板196上且與電路板196電性連接。導光元件110的底面119可固定在電路板196上。導光元件110的底面119可具有凹陷119a。光源130可選擇性地配置於凹陷119a與電路板196圍出的空間中。光束L可自凹陷119a入射導光元件110。然而，本發明不限於此，在另一實施例中，導光元件110的底面119可不具凹陷119a，電路板196可具有凹陷(未顯示)，光源130可配置於電路板196的所述凹陷中，導光元件110的底面119配置於電路板196的所述凹陷上方，而第一光束L1與第二光束L2也可自不具凹陷119a的底面119進入導光元件110中。需說明的是，上述光源130的位置及第一光束L1與第二光束L2入射導光元件110的區域僅是用以舉例說明本發明而非用以限制本發明，其他實施例中，光源130也可配置於其他適當位置，第一光束L1與第二光束L2也可自導光元件110的其他區域入射導光元件110。

影像擷取元件140相對於導光元件110的第二表面114設置。詳言之，在本實施例中，影像擷取元件140可配置於電路板196上且與電路板196電性連接。更進一步地說，在本實施例中，導光元件110的第二表面114與內側壁118可定義出凹槽113，而影像擷取元件140可配置在導光元件110的凹槽113中，但本 發明不以此為限。影像擷取元件140具有數組排列的多個像素(pixel)區142，以接收被待辨識物10反射的第一光束L1及第二光束L2，進而取得待辨識物10的影像。在本實施例中，影像擷取元件140可為電荷耦合元件(charge-coupled device；CCD)、互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)或其他適當種類的圖像傳感器。

在本實施例中，生物辨識裝置100還包括透光元件160。透光元件160配置於導光元件110的第一表面112上。透光元件160具有背向導光元件110的按壓面162。按壓面162供待辨識物10按壓。在本實施例中，於正常的使用情况下，待辨識物10可為生物的內部的生物特徵(例如：靜脈等)、生物的表面的生物特徵(例如：指紋、掌紋或上述至少二者的組合等)、或生物的內部與外部的生物特徵。然而，本發明不限於此，於不正常的使用情况下，待辨識物10也可能是偽造物，例如：假手指。在本實施例中，生物辨識裝置100還包括光學膠170。透光元件160可透過光學膠170與導光元件110的第一表面112連接。在本實施例中，透光元件160、光學膠170及導光元件110的折射率可相同或相近，以减少第一光束L1及第二光束L2在透光元件160與光學膠170的交界及光學膠170與導光元件110的交界的反射，進而提升生物辨識裝置100的光利用效率和/或取像品質。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，透光元件160、光學膠170及導光元件110的折射率也可相異。

值得注意是，在本實施例中，光源130發出第一光束L1後，第一光束L1會依序被第一光學微結構122的第一反射面122a、122b反射，以準直地向導光元件110的第一表面112傳遞。換言之，透過第一光學微結構122的反射作用，第一光束L1入射第一表面112的入射角可為0度或接近0度(例如：-15度至+15度的範圍內，其中若由第一表面112的法綫到第一光束L1的方向為順時針方向，則所述入射角為負值；若由第一表面112的法綫到第一光束L1的方向為逆時針方向，則所述入射角為正值)。第一光束L1通過導光元件110的第一表面112後會被待辨識物10反射，其中所述反射包括漫射(diffuse reflection)。第一光束L1被待辨識物10反射後會通過透光元件160的按壓面162幷穿過導光元件110，以入射影像擷取元件140。影像擷取元件140會接收被待辨識物10反射的第一光束L1，以取得待辨識物10的影像(例如：待辨識物10的內部的生物特徵)。特別是，利用第一光學微結構122的第一反射面122a、122b的反射，第一光束L1能準直地入射辨識物10，進而使被辨識物10反射的第一光束L1準直地傳遞至影像擷取元件140。藉此，生物辨識裝置100的取像品質提升，進而增加生物辨識裝置100的辨識能力。

多個第二光學微結構124形成於導光元件110的第二表面114。在本實施例中，第二光學微結構124的材質與導光元件110的材質可相同。換言之，第二光學微結構124與導光元件110可為一體成型。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第二 光學微結構124與導光元件110也可分別製作，然後，再將第二光學微結構124配置於導光元件110的第二表面114上。值得注意的是，每一第二光學微結構124具有第二反射面124a。在本實施例中，第二反射面124a可為相對於導光元件110的第一表面112傾斜的平面，但本發明不以此為限。更進一步地說，每一第二光學微結構124還具有連接面124b。連接面124b連接於相鄰兩個第二光學微結構124的兩個第二反射面124a之間。在本實施例中，連接面124b可相對於導光元件110的第一表面112傾斜，且連接面124b與第二反射面124a的傾斜方向可相反。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，連接面124b可也設計為其他適當樣態。

在本實施例中，多個第一光學微結構122及多個第二光學微結構124可分別集中在兩個不同的區域(例如：導光元件110的第二表面114的左側與右側)。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，多個第一光學微結構122與多個第二光學微結構124也可彼此穿插，而分散在同一區域。

控光元件150配置於多個第二光學微結構124與影像擷取元件140之間。在本實施例中，控光元件150可不配置於多個第一光學微結構122與影像擷取元件140之間，但本發明不以此為限。在本實施例中，生物辨識裝置100還包括光學膠192，控光元件150可選擇性地透過光學膠192與第二光學微結構124連接。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，控光元件150也可利用其他方式固定於多個第二光學微結構124與影像擷取元件140 之間。舉例而言，在另一實施例中，控光元件150也可利用固定元件(未顯示)固定在導光元件110的內側壁118上，而不一定要直接貼在第二光學微結構124上。

值得注意是，光源130發出第二光束L2後，第二光束L2會被第二光學微結構124的第二反射面124a反射，以斜向地傳遞且通過導光元件110的第一表面112至待辨識物10。第二光束L2通過導光元件110的第一表面112後會被待辨識物10反射至控光元件150，其中所述反射包括漫射(diffuse reflection)。特別是，控光元件150會折射與反射第二光束L2，以使第二光束L2準直地向影像擷取元件140傳遞。以下利用圖2舉例說明控光元件150折射及反射第二光束L2的機制。

圖2示出本發明一實施例的控光元件150以及被待辨識物10反射的第二光束L2在導光元件110及控光元件150中傳遞而入射影像擷取元件140的過程。請參照圖1及圖2，控光元件150包括多個微棱鏡152。每一微棱鏡152具有底面152a及多個側面152b、152c。多個側面152b、152c相對於導光元件110的第一表面112傾斜。多個側面152b、152c的傾斜方向相反。底面152a連接於多個側面152b、152c之間。光源130發出的第二光束L2被第二光學微結構124的第二反射面124a反射後會斜向地入射待辨識物10，被待辨識物10反射的第二光束L2通過導光元件110後會斜向地入射控光元件150的側面152b，第二光束L2被微棱鏡152的側面152b折射而傳遞至微棱鏡152的另一側面152c，微 棱鏡152的側面152c反射第二光束L2，以使第二光束L2由底面152a出射且向影像擷取元件140傳遞。值得一提的是，利用第二光學微結構124的第二反射面124a，光源130發出的第二光束L2可斜向地傳遞至導光元件110的第一表面112，進而斜向地入射按壓面162，以被分散在較大的範圍中。由於第二光束L2斜向地入射按壓面162，因此被待辨識物10反射的大部份的第二光束L2在進入控光元件150前會斜向地朝影像擷取元件140傳遞。但利用控光元件150的折射與反射作用，第二光束L2的傳遞方向可被改變，而第二光束L2在穿過控光元件150後可準直地向影像擷取元件140傳遞。藉此，生物辨識裝置100可在具有充分的工作面積(即第二光束L2分散在按壓面上的範圍)下，兼具良好的取像品質，進而增加生物辨識裝置100的辨識能力。

請參照圖2，在本實施例中，控光元件150的每一微棱鏡152具有棱鏡角α。棱鏡角α為側面152b與側面152c的夾角。微棱鏡152具有折射率n。在本實施例中，詳言之，影像擷取元件140具有光接收面140a，參考軸X垂直於光接收面140a，第二光束L2在通過導光元件110後且未進入控光元件150前與參考軸X的夾角為θ’，第二光束L2自底面152a出射的出射角為θ(例如：自底面152a出射的第二光束L2與參考軸X的夾角)。出射角θ與夾角θ’滿足下列關係式：

利用上述關係式，能適當地設計棱鏡角α的大小，進而使自控光元件150出射的第二光束L2的出射角θ可被控制在一定的範圍內(例如：-15°θ15°，其中若由底面152a的法綫到第二光束L2的方向為順時針方向，則所述入射角為負值，若由底面152a的法綫到第二光束L2的方向為逆時針方向，則所述入射角為正值)。藉此，第二光束L2可準直地向影像擷取元件140傳遞，進而使影像擷取元件140取得良好的待辨識物10影像，提高生物辨識裝置100的辨識能力。

在本實施例中，生物辨識裝置100還可包括準直元件180。準直元件180配置於導光元件110的第二表面114與影像擷取元件140之間。詳言之，在本實施例中，準直元件180可配置於多個第一光學微結構122與影像擷取元件140之間以及多個第二光學微結構124與影像擷取元件140之間，但本發明不以此為限。舉例而言，生物辨識裝置100還包括光學膠194，而準直元件180可透過光學膠194與影像擷取元件140連接，但本發明不以此為限。值得注意的是，準直元件180具有多個透光區184。多個透光區184分別對應影像擷取元件140的多個像素區142。被待辨識物10的每一處反射的光束L可通過對應的一個透光區184傳遞至對應的像素區142，而不易傳遞至其他像素區142。藉此，生物辨識裝置100的取像品質能進一步地提升。但本發明不限於此，在其他實施例中，生物辨識裝置100也可選擇性地不包括準直元件180。

圖3為本發明另一實施例的生物辨識裝置的剖面示意圖。圖3的生物辨識裝置100A與圖1的生物辨識裝置100類似，兩者的差异在於，生物辨識裝置100A的光源130位置與生物辨識裝置100的光源130位置不同。詳言之，在圖3的實施例中，光源130可配置於導光元件110的外側壁116旁，而第一光束L1及第二光束L2可自外側壁116進入導光元件110中。生物辨識裝置100A具有與生物辨識裝置100類似的功效與優點，於此便不再重述。

圖4為本發明又一實施例的生物辨識裝置的剖面示意圖。圖4的生物辨識裝置100B與圖1的生物辨識裝置100類似，兩者的差异在於，生物辨識裝置100B的導光元件110的底面119可不直接配置於電路板196上。生物辨識裝置100B還包括支撑物199。支撑物199可由底面119向光源130所在側延伸，以維持底面119與光源130之間的間隙。在本實施例中，支撑物199可與導光元件110、電路板196或光源130一體成型，或為導光元件110、電路板196及光源130以外的構件。生物辨識裝置100B還可包括光學膠198。光學膠198填入導光元件110的底面119與光源130之間的間隙，以减少第一光束L1及第二光束L2在入射導光元件110前的損失。生物辨識裝置100B具有與生物辨識裝置100類似的功效與優點，於此便不再重述。

圖5為本發明再一實施例的生物辨識裝置的剖面示意圖。圖5的生物辨識裝置100C與圖1的生物辨識裝置100類似， 兩者的差异在於，生物辨識裝置100C的第一光學微結構122C及第二光學微結構124C與生物辨識裝置100的第一光學微結構122及第二光學微結構124不同。詳言之，在圖5的實施例中，每一第一光學微結構122C的至少一第一反射面可為曲面122c。第一光束L1被曲面122c的不同兩處反射，以準直地向導光元件110的第一表面112傳遞，進而被待辨識物10反射。第一光束L1被待辨識物10反射後會通過透光元件160的按壓面162幷穿過導光元件110，以入射影像擷取元件140。影像擷取元件140接收第一光束L1，以取得待辨識物10的影像。另外，在圖5的實施例中，每一第二光學微結構124C的至少一反射面可為曲面124c。第二光束L2被曲面124c反射，以斜向地傳遞且通過導光元件110的第一表面112至待辨識物10。被待辨識物10反射的第二光束L2通過透光元件160的按壓面162及導光元件110後會斜向地入射控光元件150。控光元件150折射與反射第二光束L2，以使第二光束L2準直地向影像擷取元件140傳遞。生物辨識裝置100C具有與生物辨識裝置100類似的功效與優點，於此便不再重述。

此外，需說明的是，在圖5的實施例中，生物辨識裝置100C同時包括具有曲面122c的第一光學微結構122C以及具有曲面124c的第二光學微結構124C。然而，本發明不限於此，同時包括具有曲面122c的第一光學微結構122C及圖1、圖3或圖4的第二光學微結構124的生物辨識裝置、同時包括圖1、圖3或圖4的第一光學微結構122及具有曲面124c的第二光學微結構124C 的生物辨識裝置也在本發明所欲保護的範疇內。

綜上所述，本發明一實施例的生物辨識裝置包括導光元件、多個第一光學微結構、多個第二光學微結構、光源、影像擷取元件及控光元件。藉由第一光學微結構的至少一第一反射面的反射，光源發出的第一光束能準直地向導光元件的第一表面傳遞，進而使被待辨識物反射的第一光束準直地向影像擷取元件傳遞。利用第二光學微結構的第二反射面，光源發出的第二光束可被分散在較大的範圍，以使生物辨識裝置具有充分的工作面積。更重要地是，利用控光元件的折射與反射作用，原本斜向地朝影像擷取元件傳遞的第二光束的行進方向可被改變，而使第二光束在穿過控光元件後可準直地向影像擷取元件傳遞。藉此，生物辨識裝置的取像品質提升，進而增加生物辨識裝置的辨識能力。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (13)

1. 一種生物辨識裝置，包括：導光元件，具有相對的第一表面與第二表面；多個第一光學微結構，形成於所述導光元件的所述第二表面，其中每一第一光學微結構具有至少一第一反射面；多個第二光學微結構，形成於所述導光元件的所述第二表面，其中每一第二光學微結構具有第二反射面；光源，用以發出第一光束與第二光束；影像擷取元件，相對於所述導光元件的所述第二表面設置；控光元件，配置於所述多個第二光學微結構與所述影像擷取元件之間，其中所述第一光束被所述每一第一光學微結構的所述至少一第一反射面反射，以準直地向所述導光元件的所述第一表面傳遞；所述第二光束被所述每一第二光學微結構的所述第二反射面反射，以斜向地傳遞且通過所述導光元件的所述第一表面至待辨識物，所述第二光束被待辨識物反射至所述控光元件，所述控光元件折射與反射所述第二光束，以使所述第二光束準直地向所述影像擷取元件傳遞；以及多個微棱鏡，每一微棱鏡具有底面及多個側面，所述多個側面相對於所述導光元件的所述第一表面傾斜，所述多個側面的傾斜方向相反，所述底面連接於所述多個側面之間，其中被所述待辨識物反射的所述第二光束依序被所述多個側面的一個折射、被所述多個側面的另一個反射而由所述底面出射。
2. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，其中所述至少一第一反射面包括兩個第一反射面，所述兩個第一反射面相 對於所述導光元件的所述第一表面傾斜，且所述兩個第一反射面的傾斜方向相反，其中所述第一光束依序被所述每一第一光學微結構的所述兩個第一反射面反射，以準直地向所述導光元件的所述第一表面傳遞。
3. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，其中所述至少第一反射面包括曲面，其中所述第一光束被所述曲面的不同兩處反射，以準直地向所述導光元件的所述第一表面傳遞。
4. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，其中所述第一光束通過所述導光元件的所述第一表面後被所述待辨識物反射，而所述影像擷取元件接收被所述待辨識物反射的所述第一光束，以取得所述待辨識物的影像。
5. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，其中所述第二反射面相對於所述導光元件的所述第一表面傾斜。
6. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，其中所述第二反射面為曲面。
7. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，其中所述影像擷取元件具有光接收面，由所述底面出射的所述第二光束與垂直於所述光接收面的參考軸夾有角度θ，而-15°θ15°。
8. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，更包括：透光元件，配置於所述導光元件的所述第一表面上，其中所述透光元件具有按壓面，以供所述待辨識物按壓。
9. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，更包括： 準直元件，配置於所述導光元件的所述第二表面與所述影像擷取元件之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，其中所述導光元件還具有：外側壁，與所述第一表面連接且向所述第二表面所在側延伸，其中所述第一光束及所述第二光束自所述外側壁進入所述導光元件中。
11. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，其中所述導光元件還具有：外側壁，與所述第一表面連接且向所述第二表面所在側延伸；內側壁，與所述第二表面連接且設置於所述外側壁的對向；以及底面，設置於所述第一表面的對向且連接於所述外側壁與所述內側壁之間，其中所述第一光束及所述第二光束自所述導光元件的所述底面進入所述導光元件中。
12. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，其中所述第一光束及所述第二光束包括可見光、不可見光或其組合。
13. 如申請專利範圍第1項所述的生物辨識裝置，其中所述待辨識物包括指紋、靜脈、掌紋或上述至少二者的組合。