TWI652626B - 生物辨識裝置 - Google Patents
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Abstract
一種生物辨識裝置，包含照明單元以及成像模組。照明單元用以發出光線至生物體，且成像模組設置於照明單元之一側。成像模組包含入射光角度篩選結構以及感光層。光篩選結構包含微透鏡陣列、折射聚焦層以及遮光層。折射聚焦層介於微透鏡陣列與遮光層之間。微透鏡陣列包含多個微透鏡單元，且遮光層具有多個通光部。感光層用以接收自生物體反射之光線並且具有間隔配置的多個感光區。遮光層介於折射聚焦層與感光層之間。感光區對應通光部，且遮光層與感光層之間具有角度篩選間距。
Description
本發明係關於一種生物辨識裝置，特別是一種薄型化的生物辨識裝置。
生物辨識技術是指利用人體的生理特徵或行為特徵來達到身份辨識與認證授權的目的，其中人體的生理特徵包含有指紋、掌紋、靜脈分布、虹膜、視網膜及臉部特徵等。現今，生物辨識技術已被應用在數位助理、智慧型手機、筆記型電腦、金融卡、電子錢包和海關通行等對於資訊隱密與人身安全有高度需求的領域中。
一般而言，被廣泛應用的生物辨識技術有指紋辨識與靜脈辨識。現有的指紋辨識裝置與靜脈辨識裝置為了將手指或靜脈反射的光線聚焦到感光器上，內部的光學系統必須滿足成像公式(1/f=1/u+1/v。其中f為焦距，u為物距，v為像距)，配置焦距足夠的透鏡，導致裝置整體有體積過大的缺點，而不利於應用在小型化或可攜式的電子裝置。若將透鏡省略，則被感光器接收的光線會不足，同時手指或靜脈之單一特徵點所反射的光線會朝向各方向發散而可能被複數個感光器接收，進而輸出的影像訊號解析度不佳，影響到裝置的辨識精準度。目前有利用遮光層形成高深寬比(大於10)的通光部來避免光線發散，達成點對點成像效果，但遮光層的通光孔徑小導致感光單元的入光量很低，抑或通光孔徑大但必須有足夠厚度來滿足通光部的高深寬比，導致裝置厚度增加與製程變困難等問題。
鑒於以上的問題，本發明揭露一種生物辨識裝置，有助於解決現有生物辨識裝置體積過大的問題。
本發明所揭露的生物辨識裝置包含一照明單元以及一成像模組。照明單元用以發出光線至生物體，且成像模組用以接收照明單元之光線。成像模組包含一光篩選結構以及一感光層。光篩選結構包含一微透鏡陣列、一折射聚焦層以及一遮光層。折射聚焦層介於微透鏡陣列與遮光層之間。微透鏡陣列包含多個微透鏡單元，且遮光層具有多個通光部。感光層用以接收自生物體反射之光線。感光層具有間隔配置的多個感光區。遮光層介於折射聚焦層與感光層之間。這些感光區分別對應這些通光部，且遮光層與感光層之間具有一角度篩選間距。微透鏡單元的曲率半徑為R，微透鏡單元的直徑為D，微透鏡單元的最大厚度為LH，相鄰之其中二微透鏡單元的中心間距為P，折射聚焦層的厚度為H，通光部的孔徑為WO，通光部的深寬比為AR，角度篩選間距為S，感光區的寬度為WS，其滿足下列條件：
AR ＜ 1.0；
0.5 ≦ R/D ≦ 2.86；
0.02 ＜ WO/P ＜ 0.3；以及
(H+LH)×(WS-WO)/(2×P+WO) ≦ S ≦ (H+LH)×(2×P-WS-WO)/(2×P+WO)。
本發明另揭露的生物辨識裝置包含一照明單元以及一成像模組。照明單元用以發出光線至生物體，且成像模組用以接收照明單元之光線。成像模組包含一光篩選結構以及一感光層。光篩選結構包含一微透鏡陣列、一折射聚焦層以及一遮光層。折射聚焦層介於微透鏡陣列與遮光層之間。微透鏡陣列包含多個微透鏡單元，且遮光層具有多個通光部。感光層用以接收自生物體反射之光線。遮光層介於折射聚焦層與感光層之間，且遮光層與感光層之間具有一角度篩選間距。微透鏡單元的曲率半徑為R，微透鏡單元的直徑為D，相鄰之其中二微透鏡單元的中心間距為P，通光部的孔徑為WO，通光部的深寬比為AR，角度篩選間距為S，其滿足下列條件：
1.0 ≦ AR ＜ 5.0；
0.6 ＜ R/D ≦ 2.86；
0.02 ≦ WO/P ≦ 0.5；以及
0 ≦ S ＜ 3P。
根據本發明所揭露的生物辨識裝置，將遮光層之通光部的深寬比限定在一定範圍內以控制遮光層的厚度，有助於生物辨識裝置的薄型化。此外，當生物辨識裝置的光篩選結構與感光層的規格滿足特定條件時，若生物體之特徵點所產生的反射光以較大入射角進入對應到其中一個感光單元的微透鏡單元時，此反射光會被光篩選結構的遮光層阻擋或是只能投射至感光層的非感光區，而不會被鄰近前述之其中一個感光單元的其他感光單元接收，進而有助於降低串擾以提升辨識生物體之特徵點的精準度。因此，本發明之生物辨識裝置可不遵守傳統透鏡成像公式，也不需要利用深寬比大於10的結構來篩選入光角度，可提升入光效率並進一步滿足薄型化的需求。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請同時參照圖1與圖2。圖1為根據本發明一實施例之生物辨識裝置的立體示意圖。圖2為根據本發明一實施例之生物辨識裝置的側視剖切示意圖。在本實施例中，生物辨識裝置1包含一基座10、一成像模組20以及一照明單元30。生物辨識裝置1用以辨識生物體之一部位的生物特徵，例如指紋、靜脈或虹膜等。照明單元30與成像模組20皆設置於基座10，並且成像模組20位於照明單元30的一側。照明單元30例如但不限於是發光二極體，其可發出光線投射至生物體的特徵點，並且特徵點反射光線至成像模組20內。本實施例以反射式的生物辨識裝置作說明，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，依據照明單元的位置不同，生物辨識裝置可為穿透式(從生物體上方打光)或散射式(從生物體側向打光)。
參照圖2，成像模組20包含一光篩選結構210以及一感光層220。光篩選結構210用以篩選入射光角度，其包含一微透鏡陣列211、一折射聚焦層212、一遮光層213以及一間隔層214。
微透鏡陣列211包含多個微透鏡單元2111。在本實施例中，這些微透鏡單元2111的彼此相同並且緊密排列，意即微透鏡單元2111的直徑D與相鄰二微透鏡單元2111的中心間距P之比值為1(D/P=1)。微透鏡單元2111的排列密度並非用以限制本發明。在其他實施例中，微透鏡單元可以排列得較鬆散(D/P＜1)，或是相鄰的微透鏡單元可彼此連接而使每個微透鏡單元在俯視視角下的形狀為矩形(D/P＞1)。當D/P=1.414時，微透鏡陣列211的開口率(有效通光比率)為100%。
折射聚焦層212例如但不限於是透光樹脂層，並且微透鏡陣列211設置於折射聚焦層212的其中一側。遮光層213例如但不限於是不透光或低透光率的黑矩陣(Black Matrix)，且折射聚焦層212介於微透鏡陣列211與遮光層213之間。遮光層213具有多個通光部2131，並且這些通光部2131分別對應這些微透鏡單元2111。通光部2131例如但不限於是遮光層213的穿孔。間隔層214例如但不限於是樹脂介質層，其位於遮光層213相對於折射聚焦層212之一側。
感光層220包含間隔配置的多個感光單元221、222與223，其例如但不限於是互補式金屬氧化物半導體(CMOS)感光元件。間隔層214介於遮光層213與感光層220的感光單元221~223之間，而界定出遮光層213與感光層220之間的一角度篩選間距S。感光單元221~223於頂部各自具有一感光區，其能接收自生物體反射之光線。感光單元221~223的感光區分別對應遮光層213的這些通光部2131，並且相鄰之其中二個感光單元221~223之間形成一非感光區224。
當照明單元30的光線投射至生物體的其中一個特徵點時，特徵點將光線反射，並且反射光朝向成像模組20前進。反射光依序通過微透鏡陣列211、折射聚焦層212、遮光層213的通光部2131以及間隔層214而最終投射至感光層220。感光單元221~223的感光區接收此反射光而轉換成影像訊號輸出。當生物體之特徵點產生的反射光投射到成像模組20內時，若通過其中一個通光部2131的反射光被複數個感光單元接收(例如同時被感光單元222與223接收)，則輸出之影像訊號會因為串擾(Cross talk)而使得生物辨識裝置1難以精確辨識前述之特徵點。為了防止上述問題發生並兼顧生物辨識裝置1的薄型化，本實施例的生物辨識裝置1對各元件之間的空間配置關係作了改良。
如圖2所示，每個通光部2131具有一深寬比AR(即遮光層213的厚度BH與通光部2131的孔徑WO之比值，AR=BH/WO)，其滿足下列條件：AR ＜ 1.0。藉此，可防止遮光層213深寬比過大導致製作困難，也有助於生物辨識裝置1的薄型化。
每個微透鏡單元2111具有曲率半徑R，每個微透鏡單元2111具有直徑D，相鄰之二微透鏡單元2111具有中心間距P，每個通光部2131具有一孔徑WO，遮光層213與感光層220之間具有角度篩選間距S，每個微透鏡單元2111具有一最大厚度LH，折射聚焦層212具有厚度H，感光單元221~223各自的感光區具有一寬度WS，其滿足下列條件：
﹝條件一﹞0.5 ≦ R/D ≦ 2.86；
﹝條件二﹞0.02 ＜ WO/P ＜ 0.3；以及
﹝條件三﹞(H+LH)×(WS-WO)/(2×P+WO) ≦ S ≦ (H+LH)×(2×P-WS-WO)/(2×P+WO)。
當滿足條件一時，能避免以較大入射角進入微透鏡單元2111的光線被鄰近的感光單元接收，而有助於降低串擾。舉例來說，當來自生物體特徵點的反射光訊號以較大的入射角進入對應到感光單元221的微透鏡單元2111時，能確保反射光不會被感光單元222或223接收。此外如圖2所示，由於製程上微透鏡單元2111的加工極限為半球狀，因此R/D的最小值不能小於0.5。
當滿足條件二時，以過大的入射角進入微透鏡單元2111的光線會被遮光層213阻擋而不會被感光單元接收，有助於進一步降低串擾。舉例來說，當反射光以較大入射角進入對應到感光單元221的微透鏡單元2111時，反射光會被遮光層213阻擋而不會被感光單元222或223接收。此外，由於通光部2131之孔徑WO過小會產生不必要的光學繞射現象，且穿透率因為次波長通孔而大幅下降，因此WO/P的最小值不能小於0.02。
當滿足條件三時，即便以過大的入射角進入微透鏡單元2111的光線通過鄰近的通光部2131，此光線也會投射至感光層220的非感光區224而不會被感光單元接收。舉例來說，當反射光以較大入射角進入對應到感光單元221的微透鏡單元2111並且通過對應到感光單元222的通光部2131時，反射光會投射至感光單元222與223之間的非感光區224，更加確保串擾的減少。
透過上述元件之空間配置，本實施例的微透鏡陣列211、折射聚焦層212、遮光層213、間隔層214與感光層220的總厚度可小於3.0mm(公釐)，而有助於實現生物辨識裝置1的薄型化，同時對於生物體特徵點也保有良好的辨識精準度。
在圖2中，單一微透鏡單元對應到單一感光單元，但本發明並不以此為限。請參照圖3，為根據本發明另一實施例之生物辨識裝置的側視剖切示意圖。由於本實施例和圖2的實施例相似，故以下就相異處進行說明。
在圖3之實施例中，生物辨識裝置之成像模組20b的光篩選結構210b包含微透鏡陣列211b、折射聚焦層212、遮光層213、間隔層214以及遮罩圖案215。微透鏡陣列211b包含一第一透鏡單元群組2112與一第二透鏡單元群組2113，並且第一透鏡單元群組2112與第二透鏡單元群組2113各自包含多個微透鏡單元。遮罩圖案215設置於間隔層214內，而將感光層220之感光單元221~223各自界定出多個感光區與多個非感光區，其中感光區顯露出感光單元221~223的頂部，且非感光區被遮罩圖案215覆蓋。
第一透鏡單元群組2112對應感光層220的感光單元221，且第二透鏡單元群組2113對應感光層220的感光單元222，而實現複數個微透鏡單元對應到單一感光單元的配置方式。詳細來說，第一透鏡單元群組2112的多個微透鏡單元分別對應感光單元221的多個感光區，第二透鏡單元群組2113的多個微透鏡單元則分別對應感光單元222的多個感光區。
圖4為根據本發明又一實施例之生物辨識裝置的側視剖切示意圖。由於本實施例和圖2的實施例相似，故以下就相異處進行說明。在圖4之實施例中，生物辨識裝置之成像模組20c的光篩選結構210c包含一微透鏡陣列211、一折射聚焦層212、一遮光層213c以及一間隔層214。遮光層213c的每個通光部2131c具有深寬比AR，其滿足下列條件：1.0 ≦ AR ＜ 5.0。藉此，能利用通光部2131c的側壁阻擋光線投射至複數個感光單元，有助於降低串擾並兼顧生物辨識裝置薄型化之需求。相較於圖2之實施例，由於通光部2131c之深寬比AR的數值範圍有所更動，圖4之實施例的生物辨識裝置對各元件之間的空間配置關係作另外的改良。
微透鏡陣列211的每個微透鏡單元2111具有曲率半徑R，每個微透鏡單元2111具有直徑D，相鄰之二微透鏡單元2111具有中心間距P，每個通光部2131c具有孔徑WO，每個通光部2131c具有深寬比AR，遮光層213c與感光層220之間具有角度篩選間距S，其滿足下列條件：
﹝條件四﹞0.6 ＜ R/D ≦ 2.86；
﹝條件五﹞0.02 ≦ WO/P ≦ 0.5；以及
﹝條件六﹞0 ≦ S ＜ 3P
當滿足條件四至條件六時，能避免以較大入射角進入微透鏡單元2111的光線被鄰近的感光單元接收，而有助於降低串擾，以提升影像品質。
圖5為根據本發明又另一實施例之生物辨識裝置的側視剖切示意圖。由於本實施例和圖4的實施例相似，故以下就相異處進行說明。
在圖5之實施例中，生物辨識裝置之成像模組20d的光篩選結構210d包含微透鏡陣列211d、折射聚焦層212以及遮光層213c。微透鏡陣列211d包含一第一透鏡單元群組2114與一第二透鏡單元群組2115，並且第一透鏡單元群組2114與第二透鏡單元群組2115各自包含多個微透鏡單元2111。遮光層213c設置於感光層220，而將感光層220之感光單元221~223各自界定出多個感光區與多個非感光區，其中感光區顯露出感光單元221~223的頂部，且非感光區被遮光層213c覆蓋。第一透鏡單元群組2114對應感光層220的感光單元221，且第二透鏡單元群組2115對應感光層220的感光單元222，而實現複數個微透鏡單元對應到單一感光單元的配置方式。
以下，提供數個有具體規格的本發明實施例，以說明本發明所揭露之生物辨識裝置，並且驗證本發明所揭露之生物辨識裝置的功效。
﹝實施例一至實施例十六﹞
圖6為根據本發明實施例一至實施例十六之生物辨識裝置之成像模組的立體示意圖。以實施例一舉例說明，相鄰二微透鏡單元2111的中心間距P為50.0μm(微米)，微透鏡單元2111的曲率半徑R為25.0μm，微透鏡單元2111的直徑D為50.0μm，且微透鏡單元2111的最大厚度LH為25.0μm。折射聚焦層212的折射率為1.57，且折射聚焦層212的厚度H為48.00μm。通光部2131的孔徑WO為3.0μm，遮光層213的厚度BH為1.5μm，且通光部2131的深寬比AR為0.5。遮光層213與感光層220的感光單元221~223之間的角度篩選間距S為16.0μm。感光單元221~223各自之感光區的寬度WS為10.0μm。實施例一至實施例十六的具體規格請參照下列表一，且所有實施例均滿足前述之條件一、條件二與條件三。
另外，還提供比較例一至比較例十作為對照，其具體規格請參照下列表二。所有比較例均沒有滿足前述之條件一、條件二與條件三至少其中之一。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 表一 </td></tr><tr><td> </td><td> 實施例一 </td><td> 實施例二 </td><td> 實施例三 </td><td> 實施例四 </td><td> 實施例五 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 25.0 </td><td> 79.0 </td><td> 110.0 </td><td> 120.0 </td><td> 130.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 25.0 </td><td> 4.06 </td><td> 2.88 </td><td> 2.63 </td><td> 2.43 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 48.00 </td><td> 230.00 </td><td> 325.00 </td><td> 350.00 </td><td> 380.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 1.5 </td><td> 1.5 </td><td> 1.5 </td><td> 1.5 </td><td> 1.5 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 16.0 </td><td> 75.0 </td><td> 106.0 </td><td> 116.0 </td><td> 126.0 </td></tr><tr><td> 寬度WS(μm) </td><td> 10.0 </td><td> 10.0 </td><td> 10.0 </td><td> 10.0 </td><td> 10.0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 0.5 </td><td> 1.58 </td><td> 2.2 </td><td> 2.4 </td><td> 2.6 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td></tr><tr><td> </td><td> 實施例六 </td><td> 實施例七 </td><td> 實施例八 </td><td> 實施例九 </td><td> 實施例十 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 140.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 2.25 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 410.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 3.0 </td><td> 2.0 </td><td> 7.5 </td><td> 12.0 </td><td> 13.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 1.5 </td><td> 1.0 </td><td> 3.75 </td><td> 6.0 </td><td> 6.5 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 136.0 </td><td> 44.0 </td><td> 44.0 </td><td> 44.0 </td><td> 44.0 </td></tr><tr><td> 寬度WS(μm) </td><td> 10.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 2.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.06 </td><td> 0.04 </td><td> 0.15 </td><td> 0.24 </td><td> 0.26 </td></tr><tr><td> </td><td> 實施例十一 </td><td> 實施例十二 </td><td> 實施例十三 </td><td> 實施例十四 </td><td> 實施例十五 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 6.0 </td><td> 6.0 </td><td> 10.0 </td><td> 7.5 </td><td> 5.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.3 </td><td> 0.4 </td><td> 0.6 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 30.0 </td><td> 44.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 寬度WS(μm) </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.12 </td><td> 0.12 </td><td> 0.2 </td><td> 0.15 </td><td> 0.1 </td></tr><tr><td> </td><td> 實施例十六 </td><td> </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 40.0 </td><td> </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 50.0 </td><td> </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 8.78 </td><td> </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 100.00 </td><td> </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 7.5 </td><td> </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 3.0 </td><td> </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 0.002 </td><td> </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 50.0 </td><td> </td></tr><tr><td> 寬度WS(μm) </td><td> 30.0 </td><td> </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 0.8 </td><td> </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.15 </td><td> </td></tr></TBODY></TABLE>
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 表二 </td></tr><tr><td> </td><td> 比較例一 </td><td> 比較例二 </td><td> 比較例三 </td><td> 比較例四 </td><td> 比較例五 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 150.0 </td><td> 180.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 2.10 </td><td> 1.74 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 450.00 </td><td> 530.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 0.5 </td><td> 1.0 </td><td> 15.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 1.5 </td><td> 1.5 </td><td> 0.25 </td><td> 0.5 </td><td> 7.5 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 150.0 </td><td> 180.0 </td><td> 44.0 </td><td> 44.0 </td><td> 44.0 </td></tr><tr><td> 寬度WS(μm) </td><td> 10.0 </td><td> 10.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 3.0 </td><td> 3.6 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td><td> 0.01 </td><td> 0.02 </td><td> 0.3 </td></tr><tr><td> </td><td> 比較例六 </td><td> 比較例七 </td><td> 比較例八 </td><td> 比較例九 </td><td> 比較例十 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td><td> 8.78 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td><td> 100.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 20.0 </td><td> 30.0 </td><td> 6.0 </td><td> 6.0 </td><td> 6.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 10.0 </td><td> 15.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 44.0 </td><td> 44.0 </td><td> 15.0 </td><td> 62.0 </td><td> 65.0 </td></tr><tr><td> 寬度WS(μm) </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td><td> 30.0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.4 </td><td> 0.6 </td><td> 0.12 </td><td> 0.12 </td><td> 0.12 </td></tr></TBODY></TABLE>
圖7為根據本發明實施例一之生物辨識裝置之感光單元所接收光強度與光入射角度關係的示意圖。圖8為根據本發明實施例一之生物辨識影像。當生物體特徵所產生的反射光訊號進入生物辨識裝置之成像模組時，入射角較小的反射光訊號才會被感光單元接收，而入射角較大的反射光訊號無法被感光單元接收，故在圖7的元件特性中只有小入射角的反射光訊號會顯示出光強度峰值。實施例一之成像模組接收反射光訊號而輸出圖8的高解析度影像，其能清晰顯示出生物體之特徵(例如指紋或靜脈分布)。實施例二至實施例十六之成像模組也能輸出高解析度影像。
圖9為根據本發明比較例一之生物辨識裝置之感光單元所接收光強度與光入射角度關係的示意圖。圖10為根據本發明比較例六之生物辨識影像。相較於實施例一，比較例六沒有滿足條件二與條件三，因此入射角較大的反射光會被感光單元接收，使得圖9中小入射角(入射角小於3度)的反射光訊號與大入射角(約22度)的反射光訊號都會顯示出光強度峰值，進而產生串擾。比較例六之成像模組接收反射光而輸出圖10的影像，其解析度明顯低於圖8的影像，使得生物辨識裝置無法判讀生物體之特徵。比較例一至五與比較例七至十之成像模組也會輸出低解析度影像。
﹝實施例十七至實施例三十六﹞
圖11為根據本發明實施例十七至實施例三十六之生物辨識裝置之成像模組的立體示意圖。以實施例十七舉例說明，相鄰二微透鏡單元2111的中心間距P為50.0μm(微米)，微透鏡單元2111的曲率半徑R為40.0μm，微透鏡單元2111的直徑D為40.0μm，且微透鏡單元2111的最大厚度LH為5.36μm。折射聚焦層212的折射率為1.57，且折射聚焦層212的厚度H為110.00μm。通光部2131c的孔徑WO為3.0μm，遮光層213c的厚度BH為15.0μm，且通光部2131c的深寬比AR為5.0。遮光層213c與感光層220的感光單元221~223之間的角度篩選間距S為0μm(即遮光層213c緊貼著感光單元221~223)。實施例十七至實施例三十六的具體規格請參照下列表三，且所有實施例均滿足前述之條件四、條件五與條件六。
另外，還提供比較例十一至比較例十八作為對照，其具體規格請參照下列表四。所有比較例均沒有滿足前述之條件四、條件五與條件六至少其中之一。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 表三 </td></tr><tr><td> </td><td> 實施例十七 </td><td> 實施例十八 </td><td> 實施例十九 </td><td> 實施例二十 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 60.0 </td><td> 80.0 </td><td> 100.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 5.36 </td><td> 3.43 </td><td> 2.54 </td><td> 2.02 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 110.00 </td><td> 173.00 </td><td> 230.00 </td><td> 295.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 1.0 </td><td> 1.5 </td><td> 2.0 </td><td> 2.5 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td></tr><tr><td> </td><td> 實施例二十一 </td><td> 實施例二十二 </td><td> 實施例二十三 </td><td> 實施例二十四 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 112.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 1.80 </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 335.00 </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 3.0 </td><td> 1.5 </td><td> 5.0 </td><td> 15.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 15.0 </td><td> 4.5 </td><td> 15.0 </td><td> 45.0 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 5.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 2.8 </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.06 </td><td> 0.03 </td><td> 0.1 </td><td> 0.3 </td></tr><tr><td> </td><td> 實施例二十五 </td><td> 實施例二十六 </td><td> 實施例二十七 </td><td> 實施例二十八 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 22.5 </td><td> 25.0 </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 67.5 </td><td> 75.0 </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 5.0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.45 </td><td> 0.5 </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td></tr><tr><td> </td><td> 實施例二十九 </td><td> 實施例三十 </td><td> 實施例三十一 </td><td> 實施例三十二 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 10.0 </td><td> 15.0 </td><td> 20.0 </td><td> 25.0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td></tr><tr><td> </td><td> 實施例三十三 </td><td> 實施例三十四 </td><td> 實施例三十五 </td><td> 實施例三十六 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 36.0 </td><td> 48.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td><td> 10.1 </td><td> 7.02 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td><td> 90.00 </td><td> 130.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td><td> 2.5 </td><td> 2.5 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 1.2 </td><td> 1.2 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 100.0 </td><td> 10.0 </td><td> 10.0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td><td> 0.72 </td><td> 0.96 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td><td> 0.05 </td><td> 0.05 </td></tr></TBODY></TABLE>
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 表四 </td></tr><tr><td> </td><td> 比較例十一 </td><td> 比較例十二 </td><td> 比較例十三 </td><td> 比較例十四 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 20.0 </td><td> 24.0 </td><td> 120.0 </td><td> 200.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 20.0 </td><td> 10.73 </td><td> 1.68 </td><td> 1.0 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 40.00 </td><td> 60.00 </td><td> 350.00 </td><td> 600.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 0.5 </td><td> 0.6 </td><td> 3.0 </td><td> 5.0 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td><td> 0.06 </td></tr><tr><td> </td><td> 比較例十五 </td><td> 比較例十六 </td><td> 比較例十七 </td><td> 比較例十八 </td></tr><tr><td> 中心間距P(μm) </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td><td> 50.0 </td></tr><tr><td> 曲率半徑R(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 直徑D(μm) </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td><td> 40.0 </td></tr><tr><td> 最大厚度LH(μm) </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td><td> 5.36 </td></tr><tr><td> 折射率 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td><td> 1.57 </td></tr><tr><td> 厚度H(μm) </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td><td> 110.00 </td></tr><tr><td> 孔徑WO(μm) </td><td> 0.5 </td><td> 30.0 </td><td> 5.0 </td><td> 5.0 </td></tr><tr><td> 厚度BH(μm) </td><td> 1.5 </td><td> 90.0 </td><td> 15.0 </td><td> 15.0 </td></tr><tr><td> 深寬比AR </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> 角度篩選間距S(μm) </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 150.0 </td><td> 200.0 </td></tr><tr><td> R/D </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td><td> 1.0 </td></tr><tr><td> WO/P </td><td> 0.01 </td><td> 0.6 </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td></tr></TBODY></TABLE>
綜上所述，本發明所揭露的生物辨識裝置中，將遮光層之通光部的深寬比限定在一定範圍內以控制遮光層的厚度，有助於生物辨識裝置的薄型化。此外，當生物辨識裝置的光篩選結構與感光層的規格滿足特定條件時，若生物體之特徵點所產生的反射光以較大入射角進入對應到其中一個感光單元的微透鏡單元時，此反射光會被光篩選結構的遮光層阻擋或是只能投射至感光層的非感光區，而不會被鄰近前述之其中一個感光單元的其他感光單元接收，進而有助於降低串擾以提升辨識生物體之特徵點的精準度。因此，本發明之生物辨識裝置可不遵守傳統透鏡成像公式，也不需要利用深寬比大於10的結構來篩選入光角度，可提升入光效率並進一步滿足薄型化的需求。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然而這些實施例並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1‧‧‧生物辨識裝置
10‧‧‧基座
20、20b、20c、20d‧‧‧成像模組
210、210b、210c、210d‧‧‧光篩選結構
211、211b 、211d‧‧‧微透鏡陣列
2111‧‧‧微透鏡單元
2112、2114‧‧‧第一透鏡單元群組
2113、2115‧‧‧第二透鏡單元群組
212‧‧‧折射聚焦層
213、213c‧‧‧遮光層
2131、2131c‧‧‧通光部
214‧‧‧間隔層
215‧‧‧遮罩圖案
220‧‧‧感光層
221、222、223‧‧‧感光單元
224‧‧‧非感光區
30‧‧‧照明單元
BH‧‧‧遮光層的厚度
D‧‧‧微透鏡單元的直徑
H‧‧‧折射聚焦層的厚度
LH‧‧‧微透鏡單元的最大厚度
P‧‧‧相鄰二微透鏡單元的中心間距
R‧‧‧微透鏡單元的曲率半徑
S‧‧‧角度篩選間距
WO‧‧‧通光部的孔徑
WS‧‧‧感光單元之感光區的寬度
圖1為根據本發明一實施例之生物辨識裝置的立體示意圖。 圖2為圖1之生物辨識裝置之成像模組的側視剖切示意圖。 圖3為根據本發明另一實施例之生物辨識裝置之成像模組的側視剖切示意圖。 圖4為根據本發明又一實施例之生物辨識裝置之成像模組的側視剖切示意圖。 圖5為根據本發明再一實施例之生物辨識裝置之成像模組的側視剖切示意圖。 圖6為根據本發明實施例一至實施例十六之生物辨識裝置之成像模組的立體示意圖。 圖7為根據本發明實施例一之生物辨識裝置之感光單元所接收光強度與光入射角度關係的示意圖。 圖8為根據本發明實施例一之生物辨識影像。 圖9為根據本發明比較例一之生物辨識裝置之感光單元所接收光強度與光入射角度關係的示意圖。 圖10為根據本發明比較例一之生物辨識影像。 圖11為根據本發明實施例十七至實施例三十六之生物辨識裝置之成像模組的立體示意圖。
Claims (16)
- 一種生物辨識裝置，包含：一照明單元，用以發出光線至生物體；以及一成像模組，用以接收該照明單元之光線，該成像模組包含：一光篩選結構，包含一微透鏡陣列、一折射聚焦層以及一遮光層，該折射聚焦層介於該微透鏡陣列與該遮光層之間，該微透鏡陣列包含多個微透鏡單元，且該遮光層具有多個通光部；以及一感光層，用以接收自生物體反射之反射光線或是穿透生物體之穿透光線，該感光層具有間隔配置的多個感光區，該遮光層介於該折射聚焦層與該感光層之間，該些感光區分別對應該些通光部，且該遮光層與該感光層之間具有一角度篩選間距；其中，該些微透鏡單元各自的曲率半徑為R，該些微透鏡單元各自的直徑為D，該些微透鏡單元各自的最大厚度為LH，相鄰之其中二該微透鏡單元的中心間距為P，該折射聚焦層的厚度為H，該些通光部各自的孔徑為WO，該些通光部各自的深寬比為AR，該角度篩選間距為S，該些感光區各自的寬度為WS，其滿足下列條件：AR<1.0；0.5≦R/D≦2.86；0.02<WO/P<0.3；以及(H+LH)×(WS-WO)/(2×P+WO)≦S≦(H+LH)×(2×P-WS-WO)/(2×P+WO)。
- 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其中該些微透鏡單元各自的直徑為35.0μm(微米)，且該些微透鏡單元各自的曲率半徑為17.5μm至100.0μm。
- 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其中相鄰之其中二該感光區的中心間距為50.0μm，且該些通光部各自的孔徑為1.0μm至15.0μm。
- 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其中相鄰之其中二該感光區的中心間距為50.0μm，該些微透鏡單元各自的曲率半徑為40.0μm，該些通光部各自的孔徑為6.0μm，該折射聚焦層的厚度為100.0μm，且該遮光層與該感光層之間的該角度篩選間距為23.0μm至61.0μm。
- 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其中該光篩選結構更包含一間隔層，該間隔層介於該遮光層與該感光層之間而界定出該角度篩選間距，且該微透鏡陣列、該折射聚焦層、該遮光層、該間隔層與該感光層的總厚度小於3.0mm(公釐)。
- 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其中該些微透鏡單元的曲率半徑彼此相同。
- 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其中該感光層包含間隔配置的多個感光單元，該些感光單元各自具有該感光區，且該些感光單元分別對應該些微透鏡單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其中該感光層包含間隔配置的一第一感光單元與一第二感光單元，該第一感光單元與 該第二感光單元各自具有該些感光區，該些微透鏡單元包含一第一透鏡單元群組以及一第二透鏡單元群組，且該第一感光單元與該第二感光單元分別對應該第一透鏡單元群組與該第二透鏡單元群組。
- 一種生物辨識裝置，包含：一照明單元，用以發出光線至生物體；以及一成像模組，用以接收該照明單元之光線，該成像模組包含：一光篩選結構，包含一微透鏡陣列、一折射聚焦層以及一遮光層，該折射聚焦層介於該微透鏡陣列與該遮光層之間，該微透鏡陣列包含多個微透鏡單元，且該遮光層具有多個通光部；以及一感光層，用以接收自生物體反射之反射光線或是穿透生物體之穿透光線，該遮光層介於該折射聚焦層與該感光層之間，且該遮光層與該感光層之間具有一角度篩選間距；其中，該些微透鏡單元各自的曲率半徑為R，該些微透鏡單元各自的直徑為D，相鄰之其中二該微透鏡單元的中心間距為P，該些通光部各自的孔徑為WO，該些通光部各自的深寬比為AR，該角度篩選間距為S，其滿足下列條件：1.0≦AR<5.0；0.6<R/D≦2.86；0.02≦WO/P≦0.5；以及0≦S<3P。
- 如申請專利範圍第9項所述之生物辨識裝置，其中該些微透鏡單元各自的直徑為35.0μm，且該些微透鏡單元各自的曲率半徑為17.5μm至100.0μm。
- 如申請專利範圍第9項所述之生物辨識裝置，其中該感光層包含間隔配置的多個感光區，相鄰之其中二該感光區的中心間距為50.0μm，且該些通光部各自的孔徑為1.0μm至25.0μm。
- 如申請專利範圍第9項所述之生物辨識裝置，其中該感光層包含間隔配置的多個感光區，相鄰之其中二該感光區的中心間距為50.0μm，且該遮光層與該些感光單元之間的該角度篩選間距小於等於150.0μm。
- 如申請專利範圍第9項所述之生物辨識裝置，其中該光篩選結構更包含一間隔層，該間隔層介於該遮光層與該感光層之間而界定出該角度篩選間距，且該微透鏡陣列、該折射聚焦層、該遮光層、該間隔層與該感光層的總厚度小於3.0mm。
- 如申請專利範圍第9項所述之生物辨識裝置，其中該些微透鏡單元的曲率半徑彼此相同。
- 如申請專利範圍第9項所述之生物辨識裝置，其中該感光層包含間隔配置的多個感光單元，且該些感光單元分別對應該些微透鏡單元。
- 如申請專利範圍第9項所述之生物辨識裝置，其中該感光層包含間隔配置的一第一感光單元與一第二感光單元，該些微透鏡單元包含一第一透鏡單元群組以及一第二透鏡單元群組，該第一感光單 元與該第二感光單元分別對應該第一透鏡單元群組與該第二透鏡單元群組。
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