TWI806428B - 光學辨識裝置 - Google Patents

Abstract

一種光學辨識裝置包含陣列式鏡頭組、光學濾波片以及感測元件。陣列式鏡頭組包含光學鏡組。光學鏡組的每一者包含至少兩鏡片。光學濾波片位於陣列式鏡頭組的一側。感測元件位於光學濾波片遠離陣列式鏡頭組的一側。感測元件經由光學濾波片與光學鏡組光耦合。

Description

光學辨識裝置

本揭露是有關於一種光學辨識裝置。

現今應用於電子裝置（如手機、平板）觸控屏幕的指紋辨識系統，主要通過手指指紋反射發光屏幕的光線至安裝於電子裝置內部的光學辨識系統，並進一步轉換成電訊號辨識以達到保護個人資料的效果。然而，因為現有光學辨識系統的物理結構，僅能在屏幕的特定區域進行指紋辨識。大範圍(例如，電子裝置的整個屏幕)設置指紋辨識區域在目前仍舊難以以較低的製造成本被達成。

因此，如何提出一種可解決上述問題的光學辨識裝置，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。

有鑑於此，本揭露之一目的在於提出一種可有效解決上述問題的光學辨識裝置。

本揭露是有關於一種光學辨識裝置包含陣列式鏡頭組、光學濾波片以及感測元件。陣列式鏡頭組包含光學鏡組。光學鏡組的每一者包含至少兩鏡片。光學濾波片位於陣列式鏡頭組的一側。感測元件位於光學濾波片遠離陣列式鏡頭組的一側。感測元件經由光學濾波片與光學鏡組光耦合。

在目前一些實施方式中，感測元件具有影像感測區域，且光學鏡組中之一者的光軸與垂直於影像感測區域的中心軸平行。

在目前一些實施方式中，光學鏡組中之該者包含至少一非球面鏡。

在目前一些實施方式中，光學鏡組進一步包含另一光學鏡組排列於中心軸側旁，另一光學鏡組的至少兩鏡片中皆具有曲率，且至少包含一非球面鏡或自由曲面。

在目前一些實施方式中，另一光學鏡組進一步包含反射鏡位於另一光學鏡組鄰近感測元件的一側。

在目前一些實施方式中，另一光學鏡組進一步包含準直透鏡位於另一光學鏡組鄰近感測元件的一側，且介於至少兩鏡片以及反射鏡之間。

在目前一些實施方式中，光學鏡組以矩形陣列排列，並且光學鏡組每一者的鏡片各別具有矩形外緣。

在目前一些實施方式中，光學辨識裝置進一步包含漸暈光闌，設置於陣列式鏡頭組的一側，漸暈光闌對應光學鏡組中的一者，且漸暈光闌為矩形開口。

在目前一些實施方式中，光學鏡組以六角形陣列排列，並且光學鏡組每一者的鏡片各別具有六角形外緣。

在目前一些實施方式中，光學辨識裝置進一步包含漸暈光闌，設置於陣列式鏡頭組的一側，漸暈光闌對應光學鏡組中的一者，漸暈光闌為六角形開口。

在目前一些實施方式中，陣列式鏡頭組中的光學鏡組的係隨機排列。

綜上所述，於本揭露的光學辨識裝置中，通過陣列式鏡頭組以不同方式排列（例如，矩形排列、六角形排列、組合式排列以及隨機排列）可以使光學辨識裝置提供不同的光訊息接收區域，並且陣列式鏡頭組藉由多個光學鏡組組成，也同時提供了擴增的光訊息接收區域。此外，藉由改變光學鏡組的外緣形狀以及搭配使用的漸暈光闌可以進一步的控制光訊息成像的區域，以便利用一個感測元件對應多個光學鏡組正確的拼湊並獲取光訊號。並且通過前述的光學鏡組以及漸暈光闌協同作用的效果，使得光學辨識裝置僅需以一個感測元件對應多個光學鏡組即可獲得正確且清楚的光訊號。

以下揭露內容提供用於實施所提供標的之不同特徵的許多不同實施例或實例。以下描述部件及佈置之特定實例以簡化本揭露。當然，此些僅為實例，且並不意欲為限制性的。舉例而言，在如下描述中第一特徵在第二特徵之上或在第二特徵上形成可包括其中第一特徵與第二特徵形成為直接接觸之實施例，且亦可包括其中額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複係出於簡化及清楚目的，且其自身並不表示所論述之各種實施例及/或配置之間的關係。

另外，為了描述簡單，可在本文中使用諸如「在……下面」、「在……下方」、「下部」、「在……上方」、「上部」及其類似術語之空間相對術語，以描述如諸圖中所示的一個元件或特徵與另一（另外）元件或特徵的關係。除了諸圖中所描繪之定向以外，此些空間相對術語意欲涵蓋元件在使用中或操作中之不同定向。裝置可以其他方式定向（旋轉90度或以其他定向），且可同樣相應地解釋本文中所使用之空間相對描述詞。

本文中使用的「大約」、「約」、「近似」或者「實質上」一般表示落在給定值或範圍的百分之二十之中，或在百分之十之中，或在百分之五之中。本文中所給予的數字量值為近似值，表示使用的術語如「大約」、「約」、「近似」或者「實質上」在未明確說明時可以被推斷。

第1圖為根據本揭露之一些實施例繪示的光學辨識裝置100的側面示意圖。請參照第1圖，一種光學辨識裝置100包含陣列式鏡頭組110、光學濾波片120以及感測元件130。陣列式鏡頭組110包含光學鏡組112、114、116。光學鏡組112、114、116的每一者包含至少兩鏡片112a、112b、114a、114b、116a、116b。光學濾波片120位於陣列式鏡頭組110的一側。感測元件130位於光學濾波片120遠離陣列式鏡頭組110的一側。感測元件130經由光學濾波片120與光學鏡組112、114、116光耦合。

此種光學辨識裝置100可以設置在顯示屏200，並且接收位於光學辨識裝置100前方特定區域的光信號，再通過陣列式鏡頭組110接收並傳輸至感測元件130中。在一些實施例中，光學辨識裝置100進一步包含鏡筒140。鏡筒140容納並且固定陣列式鏡頭組110、光學濾波片120以及感測元件130。具體來說，鏡筒140可以是獨立結構也可以為其他殼體的一部位。例如，若光學辨識裝置100被安裝在一個殼體當中，則殼體包覆光學辨識裝置100的部分可以被視為光學辨識裝置100的鏡筒140。

第1圖所繪示的實施例中，陣列式鏡頭組110包含三個光學鏡組112、114、116所組成。然而，實際上陣列式鏡頭組110可以具有其他數量的光學鏡組。在一些實施例中，陣列式鏡頭組110為一個輻射對稱結構。其對稱軸心基本上可以根據感測元件130的影像感測區域的中心軸A所定義，但本揭露並不以此為限。第1圖中所繪示的陣列式鏡頭組110為一個簡化版本，為了達到圖式簡明以及便於說明，其於光學鏡組112上半部分的光學鏡組皆被省略未畫出。然而在其他實施例中，陣列式鏡頭組110的光學鏡組也可以根據需求以其他的方式被組合。不同的光學鏡組各別具有獨立的光軸。

光軸為一條假想線並定義出光學系統所傳導的光的路徑，光在通過光軸之後便會沿著光軸傳播。可以透過計算每個光學鏡組(例如，光學鏡組112、114、116)各自的光軸，進一步為多個光學鏡組112、114、116在陣列式鏡頭組110中安排適當的位置，使每個光學鏡組112、114、116所接收到的光訊號可以如實的被傳遞至感測元件130。舉例來說，在一些實施例中，感測元件130具有影像感測區域，且光學鏡組112、114、116中之一者的光軸與垂直於影像感測區域的中心軸A平行。具體來說，在第1圖所繪示的實施例中，光學鏡組112的光軸與影像感測區域的中心軸A重合（因此，光學鏡組112也可稱為同軸光學鏡組112），然而本揭露並不以此為限。前述說明僅提供了光學鏡組112、114、116在陣列式鏡頭組110中的一種排列基礎，但是其他合適的排列方式也可以被使用。

光軸的計算也與光學鏡組112、114、116中所包含的鏡片112a、112b、114a、114b、116a、116b形狀以及位置相關。舉例來說，在第1圖中光學鏡組112所包含的兩鏡片112a、112b具有轉動對稱性，即，當鏡片112a、112b之間的相對位置不變，並以鏡片中心軸作為轉軸各別旋轉鏡片112a、112b時，將不會改變光學鏡組112的光軸。然而，對於其他不具轉動對稱性的光學鏡組，其光軸的計算將相對得更為複雜。除了鏡片（例如，鏡片112a、112b）的對稱性將影響到光軸的位置之餘，鏡片表面的曲率也將改變光路徑。在一些實施例中，光學鏡組112中包含一非球面鏡。具體來說，參照第1圖所繪示的光學鏡組112，其鏡片112a、112b皆為非球面鏡所組成。使用非球面鏡具有相較於球面鏡更佳的像差修正性，因此可以提供更佳理想的光訊號。然而，組成光學鏡組112的鏡片並不僅限於使用非球面鏡製成，也可以在光學鏡組112所包含的其他鏡片中搭配使用各種合適的透鏡，以達到最佳成像效果，例如自由曲面。

另一方面，於第1圖中可以看出，光學鏡組114、116其光軸並未與影像感測區域的中心軸A重合（因此，光學鏡組114、116也可稱為非同軸光學鏡組114、116）。相較於光學鏡組112對應影像感測區域的中央區域，光學鏡組114、116所對應的區域為影像感測區域的外圍。因此，使用於光學鏡組114、116的鏡片114a、114b、116a、116b需要更著重於降低外圍區域的像差以維持光訊號的保真性。其中一個解決方式即是通過使用特定形狀的透鏡以降低成像差異。舉例來說，在一些實施例中，光學鏡組112進一步包含另一光學鏡組114（或光學鏡組116）排列於中心軸A側旁，另一光學鏡組114的至少兩鏡片114a、114b中的兩者具有曲面，曲面具有兩區域分別具有兩曲率。具體來說，光學鏡組114、116所包含的鏡片114a、114b、116a、116b是可以在同一表面上的不同區域具有多種曲率的多曲面透鏡。以鏡片116a舉例來說，其因為在靠近取像範圍邊緣，容易產生像差或成像扭曲，因此可以在鏡片116a中針對接收取像範圍邊緣的區域設計具有第一種曲率的表面，以改善像差或扭曲的現象。並且，在鏡片116a的中心區域（或其他不易產生像差的區域）採用第二種曲率的表面，以此兼顧取像範圍以及成像的質量，然而此僅只針對一種可能的實施例進行說明，本揭露並不以此為限。要特別說明的是，每個鏡片114a、114b、116a、116b的表面上所包含的不同區域並不僅限於兩個，而不同區域以及區域所設置的曲率皆可以依照需求調整，以獲得最佳成像效果。藉由光學鏡組112、114、116的組合(即，同軸光學鏡組112以及非同軸光學鏡組114、116的搭配)將可以大致上構成陣列式鏡頭組110的雛型。然而，各別光學鏡組的設計細節仍需要根據當下的使用情境做變化。

在陣列式鏡頭組110以及感測元件130之間還設置有光學濾波片120。光學濾波片120僅讓特定波長的光通過，以突出特定波長的光訊號，進一步被感測元件130所接收。設置光學濾波片120的目的在於相對性的提升特定波長的光訊號以最佳化被感測元件130接收的光訊號品質。舉例來說，光學濾波片120的形式並未特別侷限於定種類，其挑選原則主要是考量搭配感測元件130的需求以及接收光的波長分布而定。

第2圖為根據本揭露之一些實施例繪示的光學辨識裝置100的成像視野圖。請參照第1圖以及第2圖，可以看到第2圖中的圓形範圍即為成像圈310。具體來說，成像圈310的範圍會根據陣列式鏡頭組110中所有光學鏡組112、114、116組成的成像範圍而有所變化。舉例來說，第2圖所示的成像圈310對應的即為具有圓形成像範圍的陣列式鏡頭組110。此外，第2圖也繪製出感測元件320相對於成像圈310之間的關係，這邊提到的感測元件320與前述的感測元件130相同。感測元件320於此實施例中呈現矩形，然而感測元件320仍可以具有其他不同的形狀，以對應合適的感測範圍。感測元件320可以決定最終產生的影像形狀，例如，第2圖中的矩形感測元件320將產生矩形的圖像。成像圈310以及感測元件320的設置除了需要考慮到感測區域的形狀之外也需要能夠彼此配合以避免出現感測視野盲區。以第2圖所繪示的實施例說明，成像圈310所涵蓋面積甚至超過感測元件320的感測範圍，但本揭露並不以此為限。一般來說，成像圈310所涵蓋的接收光訊號範圍只要能完全覆蓋感測元件320的感測範圍即可。

另外，要改變前述成像圈310的形狀除了改變陣列式鏡頭組110的整體組合範圍之外，也可以通過在對應光學鏡組（例如，第1圖的光學鏡組112、114、116）上安裝漸暈光闌150以改變其成像範圍，進一步重塑成像圈310的形狀。以上兩種控制成像圈310的形狀的方法可以搭配使用也可以單獨調變，其細節將於下文說明。

第3A圖為根據本揭露之一些實施例繪示的光學辨識裝置100的正視圖。請參照第1圖、第2圖以及第3A圖，第3A圖為第1圖所繪示的光學辨識裝置100的正視圖，其繪示出其中一種陣列式鏡頭組110的排列方法。在此實施例中，光學鏡組412、414、416、418以矩形陣列排列，並且光學鏡組412、414、416、418每一者的鏡片各別具有矩形外緣。要說明的是，第3A圖為正視圖因此只能看到光學鏡組412、414、416、418中最前方的透鏡外緣形狀，然而實際上在位於繪示透鏡後方的其餘透鏡也具有矩形外緣。此外，光學鏡組412、414、416、418與第1圖中的光學鏡組112、114、116相似或相同。矩形排列的光學鏡組412、414、416、418的數目也並不僅限於四個，其具體使用的光學鏡組的數目將依需求而定。由於使用矩形陣列排列，因此陣列式鏡頭組110中的光學鏡組412、414、416、418為了完整覆蓋光訊號接收範圍，因此也須具有矩形外緣以使整體排列達到最佳化。然而，若有其他需求，也可以使用不同形狀的光學鏡組組合成具有矩形外緣的成像圈310。此外，結合前述段落中提到的光軸與垂直於影像感測區域的中心軸A重合的排列基礎。光學鏡組412、414、416、418中之一者其光軸可以與感測元件130的中心軸A（請參照第1圖）平行，但是本揭露並不僅限於此。

在第1圖以及第3A圖中也繪示了應用漸暈光闌150的實施方式。具體來說，在第1圖的實施例中，光學辨識裝置100進一步包含各別具有開口152、154、156的漸暈光闌150，設置於陣列式鏡頭組110的一側，漸暈光闌的每一個開口152、154、156各別對應光學鏡組112、114、116中的一者(例如，漸暈光闌的開口152對應光學鏡組112)。進一步來說，漸暈光闌150的開口152、154、156可以對應第3A圖中的開口412a、414a、416a、418a，且漸暈光闌為矩形開口412a、414a、416a、418a。具體來說，參照第1圖以及第3A圖，漸暈光闌是設置於光學鏡組412、414、416、418靠近感測元件130的一側並且分別具有開口412a、414a、416a、418a。在第3A圖中，漸暈光闌(例如，具有開口412a的漸暈光闌)因位於光學鏡組(例如，光學鏡組412）的後方而被遮擋，因此僅以虛線示意漸暈光闌的開口位置以及形狀。然而，第3A圖中的漸暈光闌開口位置僅旨在示意，具體來說，可以根據成像需求而調整位置。漸暈光闌可以是具有開口412a、414a、416a、418a的一種獨立不透光材料，然而其並不以此為限。漸暈光闌在其他實施例中也可以為其他殼體的一部分。另外，設置後的漸暈光闌也不一定會與光學鏡組412、414、416、418直接接觸，他們直接接觸與否將需要根據漸暈光闌本身的構造決定。舉例來說，若漸暈光闌為容納陣列式鏡頭組110的殼體的一部分時，則漸暈光闌可能不與光學鏡組直接接觸。但是，當漸暈光闌以一種類似於光學鏡組的框體方式被設置時，漸暈光闌則可能與光學鏡組直接接觸。

設置具有矩形開口412a、414a、416a、418a的漸暈光闌可以進一步限制由光學鏡組412、414、416、418接收並導入至感測元件130的光訊號範圍，並藉此控制成像圈310(如第2圖所示)的大小以及形狀。舉例來說，第3A圖所繪示的漸暈光闌具有矩形開口412a、414a、416a、418a，因此每一個光學鏡組412、414、416、418所導出的光訊號將具有矩形範圍。換句話說，透過設置特定的漸暈光闌開口412a、414a、416a、418a形狀將可以控制每一個光學鏡組412、414、416、418投影至感測元件130的範圍。其優點在於，由於每一個光學鏡組412、414、416、418的光訊號接收範圍皆會有重疊區域，通過控制每一個光學鏡組412、414、416、418的光訊號接收範圍為簡單幾何圖形，並且這些簡單幾何圖形具有易於分析處理的光訊號重疊區域，將更便於調整或整合最後由感測元件130所接收的整體光訊號。

第3B圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的光學辨識裝置100的正視圖。請參照第1圖、第2圖以及第3B圖，第3B圖為第1圖所繪示的光學辨識裝置100的正視圖，其繪示出其中另一種陣列式鏡頭組110的排列方法。在此實施例中，光學鏡組512、513、514、515、516、517、518以六角形陣列排列，並且光學鏡組512、513、514、515、516、517、518每一者的鏡片各別具有六角形外緣。與第3A圖相同的是，由於第3B圖為正視圖因此只能看到光學鏡組512、513、514、515、516、517、518中最前方的透鏡外緣形狀，然而實際上在位於繪示透鏡後方的其餘透鏡也具有六角形外緣。光學鏡組512、513、514、515、516、517、518與第1圖中的光學鏡組112、114、116相似或相同。基於與前述關於第3A圖的段落說明中相同的原因，為了使光學鏡組512、513、514、515、516、517、518達到最佳排列，因此其每一者所包含的鏡片也具有六角形外緣。並且最終組成一個具有六角形外緣的成像圈310。

第3B圖中的六角形光學鏡組512、513、514、515、516、517、518也可以各別搭配漸暈光闌(如第1圖的漸暈光闌150具有開口512a、513a、514a、515a、516a、517a、518a)使用，以更佳地控制光學鏡組512、513、514、515、516、517、518投影至感測元件130的範圍以及形狀。具體來說，在一些實施例中，光學辨識裝置100進一步包含漸暈光闌，設置於陣列式鏡頭組110的一側，漸暈光闌對應光學鏡組512、513、514、515、516、517、518中的一者(例如，漸暈光闌的開口512a對應光學鏡組512)，漸暈光闌為六角形開口512a、513a、514a、515a、516a、517a、518a。這邊提到的具有六角形開口512a、513a、514a、515a、516a、517a、518a的漸暈光闌可以與前述第3A圖中說明的矩形開口的漸暈光闌具有類似或相同構造，並且具有類似或相同的設置位置。漸暈光闌的六角形開口512a、513a、514a、515a、516a、517a、518a可以進一步限制每個光學鏡組512、513、514、515、516、517、518導出光訊號的範圍，以便控制感測裝置所接收到的光訊號。

此外要說明的是，前述在第3A圖以及第3B圖中所列舉的兩個實施例並不意在限制本揭露的實施方式，在不超出本揭露的範圍之下。此外，在另外一些實施例中，陣列式鏡頭組110中的光學鏡組的係隨機排列。光學鏡組可以不相鄰地按照需求被任意排列以接收光訊號，或者也可以應用於一些不相鄰但是皆必須接收光訊號的區域中。其他於第1圖至第3B圖中未提及的陣列式鏡頭組110中光學鏡組的排列方式、漸暈光闌150形狀或是漸暈光闌150的設置皆可以被使用。並且，要使用哪種組合將取決於光訊號的接收範圍而定。舉例來說，若是發出光訊號的範圍為接近矩形的形狀，例如電子設備屏幕(手機屏幕、觸控裝置屏幕)的形狀，則搭配矩形排列的多個光學鏡頭將可以在不浪費多餘光訊號接收範圍的狀況下，獲得電子屏幕上發送的光訊號，並且其接收範圍可以相較於單一光學鏡頭而言被進一步擴增。

第4A圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的光學辨識裝置100的側面示意圖。請參照第1圖以及第4A圖，在一些實施例中，非同軸光學鏡組114、116進一步包含反射鏡114c、116c位於非同軸光學鏡組114、116鄰近感測元件130的一側。具體來說，反射鏡114c、116c將各別對應非同軸光學鏡組114、116。換句話說，結合前述段落所討論的陣列排列（例如，第3A圖以及第3B圖所繪示的矩形排列或六角形排列），反射鏡114c、116c也將依據陣列排列的方式各別對應非同軸光學鏡組114、116設置。舉例來說，被非同軸光學鏡組114接收的光訊號將會在通過鏡片114a、114b之後將穿過反射鏡114c並通過濾光片120以被感測元件130所接收。然而，本揭露並不以此為限，也可以在不改變前述光路徑的過程中加入其他適合的光學元件以達到提升光訊號品質的效果。通過設置反射鏡114c、116c可以進一步控制光訊號對感測元件130的導出方向，以確保通過鏡片（例如，鏡片114a、114b或鏡片116a、116b）的光訊號可以準確到達並且被感測元件130所接收。

第4B圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的光學辨識裝置100的側面示意圖。請參照第1圖、第4A圖以及第4B圖，在一些實施例中，非同軸光學鏡組114、116進一步包含準直透鏡114d、116d位於非同軸光學鏡組114、116鄰近感測元件130的一側，且介於至少兩鏡片（例如，鏡片114a、114b或鏡片116a、116b）以及反射鏡114c、116c之間。具體來說，準直透鏡114d、116d也各別對應非同軸光學鏡組114、116被設置，並且也可以結合前述的陣列排列的方式被排列。舉例來說，被非同軸光學鏡組114接收的光訊號將會在通過鏡片114a、114b之後依序穿過準直透鏡114d以及反射鏡114c，再通過濾光片120以被感測元件130所接收。然而，本揭露並不以此為限，也可以在不改變前述光路徑的過程中加入其他適合的光學元件以達到提升光訊號品質的效果。準直透鏡114d、116d可以將離散的光訊號匯集並增強，並以此提供更清晰的單一光訊號。進一步來說，在具有反射鏡114c、116c的基礎之下再加上準直透鏡114d、116d的設置，將可以更好的確保光訊號皆被導入至感測元件130，並且這些光訊號將同時具備高保真度以及高清晰度。

以下將說明光學辨識裝置100的實際運作過程。第5圖為根據本揭露之一些實施例繪示的光學辨識裝置100的使用情境圖。請參照第5圖，光學辨識裝置100被設置在顯示屏200的一側。顯示屏200可以藉由自帶的光源或是額外的光源(未繪示)發光。使用者可以藉由自身生物特徵(例如，指紋)靠近或者接觸顯示屏200使光線由顯示屏200向光學辨識裝置100反射，進一步通過光學辨識使生物特徵具有解鎖或操作顯示屏200的效果。要提到的是，第5圖以及下方將提到的光學辨識裝置100中所包含的陣列式鏡頭組110、光學濾波片120以及感測元件130可以結合前述段落所提到的相似或相同元件（例如，光學鏡組的排列方式、漸暈光闌）搭配使用，在此不特別重複描述。

參照第5圖所繪示的使用方式，當使用者的手指反射光線時，光線將根據使用者的指紋特徵在不同區域具有獨特的反射圖案。這些反射圖案藉由陣列式鏡頭組110中的多個光學鏡組112、114、116被接收。具體來說，每個光學鏡組112、114、116的光訊號接收區域大致不相同，但是相鄰的光學鏡組可能具有部分重疊的光訊號接收區域。例如光學鏡組112、114或是光學鏡組114、116可以在其交界處具有部分重疊的光訊號接收區域。第5圖中所繪示的光路徑，僅繪製每個光學鏡組112、114、116之間未重疊的範圍。然而，於實際應用時，每個光學鏡組112、114、116之間的重疊區域的光訊號將會在後續訊號處理的過程中被扣除，以在最終獲得正確的光訊號。這些被光學鏡組112、114、116所接收的信號將會被導入至感測元件130的影像感測區域。

要說明的是，前述提到的陣列式鏡頭組110的設計目標在於，使每個光學鏡組112、114、116負責收集不同區域的高保真光訊號。光學鏡組112、114、116可以通過前述提到的透鏡形狀、排列方式以及漸暈光闌設置最優化其成像結果，以盡可能地產生低失真的光訊號。並且通過使用漸暈光闌進一步控制成像圈的形狀以便後續拼湊整體光信號以及處理重疊區域的光訊號。此外，光學鏡組112、114、116進一步將光訊號縮小成像使得每個光學鏡組112、114、116拼湊後得到的完整成像結果可以完全地被感測元件130所接收。影像感測區域將接收到的光訊號轉變為電訊號並傳送至外部運算單元加以分析以判定使用者的指紋特徵。

本揭露使用單一感測元件130接收多個光學鏡組（例如，第5圖繪示的光學鏡組112、114、116），可以減少光學辨識裝置100的製造成本。然而，使用單一感測元件130必須搭配具有良好成像效果的的光學成像系統（例如，陣列式鏡頭組110）一起使用，才得以取得清楚且貼合實際結果的光訊號。此光訊號可以包含使用者的指紋資訊，進一步成為一種生物辨識鑰匙，以便使用者控制電子元件的操作全以利保護個人資料避免被竊取。

以上對於本揭露之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，於本揭露的光學辨識裝置中，通過陣列式鏡頭組以不同方式排列（例如，矩形排列、六角形排列、組合式排列以及隨機排列）可以使光學辨識裝置提供不同的光訊息接收區域，並且陣列式鏡頭組藉由多個光學鏡組組成，也同時提供了擴增的光訊息接收區域。此外，藉由改變光學鏡組的外緣形狀以及搭配使用的漸暈光闌可以進一步的控制光訊息成像的區域，以便利用一個感測元件對應多個光學鏡組正確的拼湊並獲取光訊號。並且通過前述的光學鏡組以及漸暈光闌協同作用的效果，使得光學辨識裝置僅需以一個感測元件對應多個光學鏡組即可獲得正確且清楚的光訊號。

前文概述了若干實施例之特徵，使得熟習此項技術者可較佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，他們可容易地使用本揭露作為設計或修改用於實現相同目的及/或達成本文中所介紹之實施例之相同優勢的其他製程及結構的基礎。熟習此項技術者亦應認識到，此些等效構造不脫離本揭露之精神及範疇，且他們可在不脫離本揭露之精神及範疇的情況下於本文作出各種改變、代替及替換。

100:光學辨識裝置 110:陣列式鏡頭組 112,114,116,412,414,416,418,512,513,514,515,516,517,518:光學鏡組 112a,112b,114a,114b,116a,116b:鏡片 114c,116c:反射鏡 114d,116d:準直透鏡 120:光學濾波片 130,320:感測元件 140:鏡筒 150:漸暈光闌 200:顯示屏 310:成像圈 152,154,156,412a,414a,416a,418a,512a,513a,514a,515a,516a,517a,518a:開口 A:軸

當結合隨附諸圖閱讀時，得以自以下詳細描述最佳地理解本揭露之態樣。應注意，根據行業上之標準實務，各種特徵未按比例繪製。事實上，為了論述清楚，可任意地增大或減小各種特徵之尺寸。 第1圖為根據本揭露之一些實施例繪示的光學辨識裝置的側面示意圖。 第2圖為根據本揭露之一些實施例繪示的光學辨識裝置的成像視野圖。 第3A圖為根據本揭露之一些實施例繪示的光學辨識裝置的正視圖。 第3B圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的光學辨識裝置的正視圖。 第4A圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的光學辨識裝置的側面示意圖。 第4B圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的光學辨識裝置的側面示意圖。 第5圖為根據本揭露之一些實施例繪示的光學辨識裝置的使用情境圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:光學辨識裝置

110:陣列式鏡頭組

112,114,116:光學鏡組

112a,112b,114a,114b,116a,116b:鏡片

120:光學濾波片

130:感測元件

140:鏡筒

150:漸暈光闌

152,154,156:開口

200:顯示屏

A:軸

Claims (8)

1. 一種光學辨識裝置，包含：一陣列式鏡頭組，包含複數個光學鏡組，並且該些光學鏡組的每一者包含至少兩鏡片；一光學濾波片，位於該陣列式鏡頭組的一側；以及一感測元件，位於該光學濾波片遠離該陣列式鏡頭組的一側，並經由該光學濾波片與該些光學鏡組光耦合；其中該感測元件具有一影像感測區域，且該些光學鏡組中之一者的光軸與垂直於該影像感測區域的一中心軸平行；該些光學鏡組進一步包含另一光學鏡組排列於該中心軸側旁，該另一光學鏡組的該至少兩鏡片皆具有曲率，且至少包含一非球面鏡或自由曲面；該另一光學鏡組進一步包含一反射鏡位於該另一光學鏡組鄰近該感測元件的一側。
2. 如請求項1所述之光學辨識裝置，其中該些光學鏡組中之該者包含至少一非球面鏡。
3. 如請求項1所述之光學辨識裝置，其中該另一光學鏡組進一步包含一準直透鏡位於該另一光學鏡組鄰近該感測元件的該側，且介於該至少兩鏡片以及該反射鏡之間。
4. 如請求項1所述之光學辨識裝置，其中該些 光學鏡組以一矩形陣列排列，並且該些光學鏡組每一者的該至少兩鏡片各別具有一矩形外緣。
5. 如請求項4所述之光學辨識裝置，進一步包含一漸暈光闌，設置於該陣列式鏡頭組的該側，該漸暈光闌對應該些光學鏡組中的一者，且該漸暈光闌為一矩形開口。
6. 如請求項1所述之光學辨識裝置，其中該些光學鏡組以一六角形陣列排列，並且該些光學鏡組每一者的該至少兩鏡片各別具有一六角形外緣。
7. 如請求項6所述之光學辨識裝置，進一步包含一漸暈光闌，設置於該陣列式鏡頭組的該側，該漸暈光闌對應該些光學鏡組中的一者，該漸暈光闌為一六角形開口。
8. 如請求項1所述之光學辨識裝置，其中該陣列式鏡頭組中的該些光學鏡組係隨機排列。

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