TWM567416U - 取像裝置 - Google Patents

Abstract

本創作公開一種取像裝置。取像裝置包括透光元件、影像擷取元件以及光調整元件。透光元件具有與環境介質接觸的表面。影像擷取元件相對於表面而設置於透光元件的一側，並具有多個感測區，每一感測區具有在第一方向上的最大長度以及在第二方向上的最大寬度。光調整元件設置於透光元件與影像擷取元件之間，並包括至少一具有透光圖案的遮光件。透光圖案包括多個重複排列的單元圖案，每一單元圖案包括多個根據幾何形狀設置的透光區。幾何形狀具有平行第一方向的一側邊，幾何形狀的側邊的長度小於或者等於最大長度。幾何形狀具有垂直側邊的一高度，且高度小於或者等於最大寬度。

Description

取像裝置

本創作涉及一種電子裝置，特別是涉及一種取像裝置。

現有的光學式生物辨識系統可應用於偵測以及辨識臉部、聲音、虹膜、視網膜或是指紋。以光學式指紋辨識系統為例，在光學式指紋辨識系統中的影像擷取裝置至少包括發光件、透光件以及影像感測器，其中透光件是設置在影像感測器上方。

發光件所產生的光束被傳遞至透光件之後，於透光件與環境介質的交界面產生全反射，再被傳遞到影像感測器。當使用者將手指放置在透光件上時，影像感測器擷取到的指紋圖案具有對應凸紋的暗紋以及對應凹紋的亮紋。隨後，通過影像處理裝置來處理影像感測器所擷取的指紋圖案，可進一步判定使用者的身分。

在現有技術中，影像感測器具有多個像素區，以分別接收來自透光件的不同區域所反射的光束。為了避免在強烈的環境光束(如：太陽光)照射時，像素區接收到雜散光而干擾成像品質，現有的影像擷取裝置還進一步具有一設置於透光件以及影像感測器之間的限光元件。具體而言，請參照圖1A，顯示現有的限光元件設置在影像感測器上的局部俯視示意圖。在理想情況下，限光元件12具有多個分別對齊多個像素區110的開口，以限制進入各個像素區110的入光量。

然而，限光元件12與影像感測器11之間的對位精準度的要求也會更加嚴苛。請參照圖1B，顯示現有的限光元件12設置在影像感測器11上的局部俯視示意圖。在組裝時，若是限光元件12與影像感測器11之間對位不精準，會造成限光元件12的開口120 相對於對應的像素區110偏移。也就是說，限光元件12的開口120和對應的像素區110在垂直方向上只能部分重疊，而無法完全重疊。如此，通過開口120的光束無法完全被對應的像素區110所接收，導致影像感測器11整體的入光量大幅下降，進而影響成像品質。

本創作所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種取像裝置，可避免因對位偏差而影響成像品質的問題。

為了解決上述的技術問題，本創作所採用的其中一技術方案是，提供一種取像裝置，其包括：一透光元件、一影像擷取元件以及一光調整元件。透光元件具有一與環境介質接觸的表面。影像擷取元件相對於表面設置於透光元件的一側，且影像擷取元件具有多個感測區，每一感測區在一第一方向上的一最大長度以及在第二方向上的一最大寬度。光調整元件設置於透光元件與影像擷取元件之間。光調整元件包括至少一遮光件，遮光件具有一透光圖案。透光圖案包括多個重複排列的單元圖案，每一單元圖案包括多個根據一幾何形狀設置的透光區，幾何形狀具有一平行第一方向的一側邊，側邊的長度小於或等於感測區的最大長度。幾何形狀具有一垂直側邊的高度，且高度小於或等於感測區的最大寬度。

本創作所採用的另外一技術方案是，提供一種取像裝置，其包括：一透光元件、一影像擷取元件以及一光調整元件。透光元件具有與環境介質接觸的表面。影像擷取元件相對於表面而設置於透光元件的一側，且具有多個感測區，每一感測區具有在第一方向上的最大長度以及在第二方向上的最大寬度。影像擷取元件具有多個感測區，每一感測區在第一方向具有最大長度以及在第二方向具有一最大寬度。光調整元件設置於透光元件與影像擷取 元件之間，並包括至少一遮光件。遮光件具有一透光圖案，透光圖案包括多個重複排列的單元圖案。每一單元圖案包括根據一六角形排列的多個透光區，其中一透光區位於六角形的一中間位置，其他多個透光區分別位於六角形的六個頂點位置。六角形的中間位置與任一頂點位置之間的距離小於或者等於最大長度，六角形的中間位置與六角形的其中一側邊的距離小於或者等於最大寬度。

本創作所採用的另外一技術方案是，提供一種取像裝置，其包括：一透光元件、一影像擷取元件以及一光調整元件。透光元件具有與環境介質接觸的表面。影像擷取元件相對於表面而設置於透光元件的一側，且具有多個感測區，每一感測區具有在第一方向上的一最大長度以及在第二方向上的一最大寬度。影像擷取元件具有多個感測區，每一感測區在第一方向具有最大長度以及在第二方向具有一最大寬度。光調整元件設置於透光元件與影像擷取元件之間，並包括至少一遮光件，遮光件具有一透光圖案。透光圖案包括多個沿著多條X軸線以及多條Y軸線排列的透光區，多條X軸線以及多條所述Y軸線彼此交錯於多個交叉點。多個透光區位於多個交叉點的至少其中一部份。排列在同一條所述Y軸線上的兩相鄰透光區所在的兩個交叉點之間的間距，小於或者等於最大長度。兩相鄰Y軸線之間的間距小於或者等於最大寬度。

本創作的其中一有益效果在於，本創作所提供的取像裝置，其能通過“使遮光件具有由多個單元圖案重複排列而形成的透光圖案”的技術方案，可避免因光調整元件以及影像擷取元件的相對位置變動，而使入光量大幅降低的問題。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本創作加以限制。

12‧‧‧限光元件

11‧‧‧影像感測器

2、2’‧‧‧取像裝置

20‧‧‧透光元件

21‧‧‧影像擷取元件

22‧‧‧光調整元件

22b‧‧‧透光件

220、220-1、220-2、220-3‧‧‧透光區

220a‧‧‧第一透光區

220b‧‧‧第二透光區

L‧‧‧光束

23‧‧‧顯示面板

D1‧‧‧第一方向

L1‧‧‧最大長度

S1‧‧‧側邊長度

Y1‧‧‧第一Y軸線

Y2‧‧‧第二Y軸線

X2‧‧‧第二X軸線

a1‧‧‧第一間距

a2‧‧‧第二間距

N‧‧‧法線方向

120‧‧‧開口

110‧‧‧像素區

20S‧‧‧表面

210‧‧‧感測區

22a‧‧‧遮光件

P1、P2、P3‧‧‧幾何形狀

A1‧‧‧第一區域

A2‧‧‧第二區域

A3‧‧‧第三區域

L’‧‧‧信號光束

D2‧‧‧第二方向

BP‧‧‧帶通濾光層

W1‧‧‧最大寬度

H1‧‧‧高度

X‧‧‧X軸線

X1‧‧‧第一X軸線

a‧‧‧X軸線間距

b‧‧‧Y軸線間距

θ‧‧‧夾角

d1‧‧‧傾斜方向

F‧‧‧物體

Ls‧‧‧發光件

圖1A顯示現有的限光元件設置在影像感測器上的局部俯視示意圖。

圖1B顯示現有的限光元件設置在影像感測器上的局部俯視示意圖。

圖2顯示本創作一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。

圖3A顯示圖2的取像裝置的光調整元件以及影像擷取元件在其中一相對位置的局部俯視示意圖。

圖3B顯示圖2的取像裝置的光調整元件以及影像擷取元件的局部俯視示意圖。

圖3C顯示圖2的取像裝置的光調整元件以及影像擷取元件的局部俯視示意圖。

圖4顯示本創作另一實施例的取像裝置的光調整元件以及影像擷取元件的局部俯視示意圖。

圖5顯示本創作又一實施例的取像裝置的光調整元件以及影像擷取元件的局部俯視示意圖。

圖6顯示本創作再一實施例的取像裝置的光調整元件以及影像擷取元件的局部俯視示意圖。

圖7顯示本創作另一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。

圖8顯示本創作另一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。

圖9顯示本創作另一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。

圖10顯示本創作另一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。

圖11顯示本創作另一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本創作所公開有關“取像裝置”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本創作的優點與效果。本創作可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外，本 創作的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

請參照圖2，圖2顯示本創作一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。本創作其中一實施例提供一種取像裝置2。取像裝置2可應用在一電子裝置內，用以擷取一物體F的影像，以進行辨識。前述的電子裝置可以是生物辨識裝置，例如：指紋辨識裝置、掌紋辨識裝置、眼球追跡裝置等等。

取像裝置2位於一環境介質中來使用，其中，環境介質例如是空氣、水或者是其他種類的環境介質。前述的物體F例如是使用者的手指、手掌、手腕或者是眼球，而取像裝置2所擷取的影像例如是指紋、掌紋、靜脈、瞳孔或者是虹膜等影像，但本創作不以此為限。

如圖2所示，本創作其中一實施例的取像裝置2包括透光元件20、影像擷取元件21以及光調整元件22，其中，光調整元件22是設置在透光元件20以及影像擷取元件21之間。

具體而言，透光元件20具有一和環境介質接觸的表面20S。當取像裝置2應用於光學式指紋辨識系統中，用以擷取指紋及/或靜脈影像時，透光元件20的表面20S可供手指接觸或按壓，以進行偵測及辨識。

另外，在透光元件20內傳遞的一光束L通過表面20S的反射，而形成一投向光調整元件22的信號光束L’。在本實施例中，前述的光束L可以由一發光件Ls，如：發光二極體或其他適合的 發光件產生，並可應用於生物特徵辨識。本實施例中，發光件Ls是設置在影像擷取元件21旁，並鄰近感測區210設置。此外，發光件Ls與影像感測元件21都位於透光元件20的相同側(例如都位於透光元件20的下方)。此外，取像裝置2也可包括多個發光件Ls，分別配置在影像擷取元件21的不同側。舉例而言，多個發光件Ls可分散地設置在影像擷取元件21的周圍。

在其他實施例中，也可以通過導光元件或反射元件，將發光件Ls所產生的光束L引導至透光元件20。因此，只要發光件Ls所產生的光束L可投射到透光元件20的表面20S，本創作並不限制發光件Ls的位置。

然而，在其他實施例中，發光件Ls也可以被省略。當省略發光件Ls時，光束L也可以是入射到透光元件20內的環境光。在另一實施例中，當取像裝置1包括顯示面板或者透光元件20為一顯示面板時，用於辨識指紋的光束L也可以是由顯示面板來提供。光束L可以是可見光、紅外光或者是其他單色光，本創作並不限制。

透光元件20的材料可選自玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethymethacrylate,PMMA)或是聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)或其他適當的材料。另外，透光元件20可通過選用適合的光學膠(未圖示)或者是其他固定手段設置在光調整元件22上。在本創作的任一實施例中，透光元件20可以是蓋板、觸控元件、顯示元件、透光板、導光板或其組合，但本創作不以此為限。

在本創作一實施例中，透光元件20可以是一個有機發光二極體(OLED)顯示面板或者是具有觸控層的有機發光二極體(OLED)顯示面板。如前所述，顯示面板工作時所產生的光束可以用來作為提供指紋取像的光源。顯示面板的結構可以參閱申請人在美國所提交的62/533,632號，專利名稱為生物感測裝置的內文相關部分。應當理解的是，具有觸控層的有機發光二極體(OLED)顯示面 板的外表面具有保護層，此外，本創作並不侷限該顯示面板是剛性或者是柔性的面板，在此一併敘明。

影像擷取元件21設置在透光元件20的一側，並具有多個面向透光元件20的感測區210，以接收通過光調整元件22的信號光束L’。影像擷取元件21接收信號光束L’之後，將信號光束L’轉換為電訊號。換言之，影像擷取元件21為一種光電轉換元件，例如是電荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或是互補式金屬氧化物半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)。然而，在其他實施例中，影像擷取元件21也可以使用其他影像感測器。

當物體F(如：手指)接觸透光元件20的表面20S時，手指的紋路接觸到表面20S，會使投射到表面20S的光束L被反射而形成一信號光束L’。信號光束L’通過光調整元件22之後，被影像擷取元件21的多個感測區210所接收。之後，再通過一影像處理元件對多個不同位置的感測區210所接收到的信號光束L’進行影像處理，可以得到明暗相間的指紋影像。

請參照圖2，在本實施例中，設置在透光元件20以及影像擷取元件21之間的光調整元件22至少包括一遮光件，且遮光件具有一透光圖案(未標號)。信號光束L’由表面20S投射至光調整元件22，並通過多個透光圖案而被影像擷取元件21的多個感測區210所接收。

在本實施例中，遮光件是由吸收光的材質所構成，例如是深色的玻璃、塑膠或光阻。遮光件並具有多個開孔，以形成透光圖案。在其他實施例中，也可以是在遮光件的每一開孔內填入透光材料，而形成透光圖案。在其他實施例中，光調整元件22也可以包括一透光件以及一遮光件，且遮光件為一具有透光圖案的黑色油墨層。

請參照圖3A，其顯示圖2的取像裝置的光調整元件以及影像 擷取元件的局部俯視示意圖。先說明的是，每一感測區210可以包括一個或者多個畫素，並且每一感測區210具有在第一方向D1上的一最大長度L1，以及在第二方向D2上的一最大寬度W1。在本實施例中，感測區210的俯視形狀為矩形。然而，在其他實施例中，感測區210的俯視形狀也可以是圓形、正方形、平行四邊形、六角形等其他幾何形狀，本創作並不限制。

另外，在本實施例中，使遮光件22a具有特定的透光圖案，可避免因光調整元件22以及影像擷取元件21的相對位置變動，而影響影像擷取元件21的入光量。

具體而言，如圖3A所示，遮光件22a的透光圖案包括多個重複排列的單元圖案，且每一單元圖案包括多個根據一幾何形狀P1設置的透光區220。幾何形狀P1具有一平行第一方向D1的側邊，且側邊的長度S1小於或等於感測區210的最大長度L1。另外，幾何形狀具有垂直側邊的一高度H1，且高度H1小於或等於感測區210的最大寬度W1。

進一步而言，側邊的長度S1與最大長度L1可滿足下列關係式：n1×S1=L，其中，n1為正整數，S1為側邊的長度，L為最大長度。高度H1與最大寬度W1可滿足下列關係式：n2×H=W1，其中，n2為正整數，H為高度，W1為最大寬度。

在本實施例中，幾何形狀P1為三角形，例如是正三角形、等腰三角形或正三角形。另外，每一個單元圖案包括三個分別設置於三角形的三個頂點的透光區220。如圖3A所示，三角形的其中一側邊大致平行第一方向D1，而三角形的高度H1為頂點到側邊的最短距離。

請參考圖3A至圖3C，分別顯示遮光件和影像擷取元件21在不同的相對位置時，多個透光區220與多個感測區210之間的相對位置的變化。

如圖3A所示，其中一個感測區210和兩個透光區220會在垂 直方向(也就是感測區210的法線方向)上相互重疊。其中一透光區220的垂直投影區域和感測區210重疊於第一區域A1，而另一透光區220的垂直投影區域和感測區210重疊於第二區域A2。

請再參照圖3B，當遮光件的位置相對於影像擷取元件21偏移時，任一感測區210會和三個透光區220在垂直方向上重疊。如圖3B所示，三個透光區220的垂直投影區域和感測區210分別重疊於第一區域A1、第二區域A2以及第三區域A3。

需先說明的是，透光區220的垂直投影區域與感測區210之間的重疊面積大小會和感測區210的入光量成正相關，而重疊面積變小代表感測區210的入光量也會減少。

比較圖3A以及圖3B。在圖3B中，由於遮光件和影像擷取元件21之間的相對位置改變，第一區域A1的面積只有圖3A中的第一區域A1的面積的一半，且第二區域A2的面積也只有圖3A中的第二區域A2的面積的一半。但是，圖3B中的第三區域A3的面積卻可補償第一區域A1與第二區域A2的面積縮減量。

也就是說，圖3A中的第一區域A1以及第二區域A2的面積總和，會大致和圖3B中的第一區域A1、第二區域A2以及第三區域A3的面積總和相等，從而避免感測區210的入光量因遮光件和影像擷取元件21之間相對位置改變而大幅降低。

相似地，請參照圖3C，遮光件和影像擷取元件21之間的相對位置被改變，從而使感測區210只和一個透光區220在垂直方向(也就是感測區210的法線方向)上相互重疊。如圖3C所示，透光區220的垂直投影區域和感測區210重疊於第三區域A3。

比較圖3B以及圖3C，可以看出圖3C中第三區域A3的面積(即為透光區220的面積)會大致和圖3B中的第一至第三區域A1~A3的面積總和相同。

基於上述，只要幾何形狀P1平行於第一方向D1的側邊的長度S1小於或等於感測區210的最大長度L1，且幾何形狀垂直側 邊高度H1小於或等於感測區210的最大寬度W1，不論遮光件和影像擷取元件21的相對位置如何改變，任意一個感測區210會和一個或者多個透光區220在垂直方向上重疊，且透光區220的垂直投影區域和感測區210所重疊的區域面積總和會大致相同。

在本實施例中，六個三角形可排列成一六角形，且至少一透光區220會位於六角形的中心位置，而至少六個透光區220會位於六角形的六個頂點位置。前述的六角形並不一定是正六角形。

從另一角度來說，單元圖案也可以包括多個根據六角形排列的透光區220。其中一個透光區220位於六角形的一中間位置，其他六個透光區220分別位於六角形的六個頂點位置。另外，六角形的中間位置與任一頂點位置之間的距離(即S1)，小於或者等於感測區210的最大長度L1。六角形的中間位置與六角形的其中一側邊的距離(即高度H1)小於或者等於最大寬度。

在一實施例中，六角形為正六角形，且只要中間位置與任一頂點之間的距離小於最大寬度也可達到本創作之目的。

請再參照圖3A，進一步而言，透光圖案可包括多個沿著多條X軸線以及多條Y軸線排列的透光區220。多條X軸線以及多條Y軸線彼此交錯而形成多個交叉點，多個透光區220分別位於多個交叉點中的至少其中一部分交叉點。

本實施例中，定義多條Y軸線Y1、Y2都是沿著第一方向D1延伸，而多條X軸線X1、X2是沿著第二方向D2延伸。另外，多條Y軸線區分為多條第一Y軸線Y1與多條第二Y軸線Y2，且多條第一Y軸線Y1與多條第二Y軸線Y2交替排列。另外，多條X軸線也被區分為多條第一X軸線X1與多條第二X軸線X2，多條第一X軸線X1與多條第二X軸線X2交替排列。

在本實施例中，任兩條相鄰的第一X軸線X1與第二X軸線X2之間的間距都相同。多個透光區220區分成多個第一透光區220a與多個第二透光區220b。多個第一透光區220a沿著多條第 一Y軸線Y1排成多列，而第二透光區220b沿著多條第二Y軸線Y2排成多列。

多個第一透光區220a是分別設置在多條第一X軸線X1與多條第一Y軸線Y1的多個交叉點上，而多個第二透光區220b是分別設置在多條第二X軸線X2與多條第二Y軸線Y2的多個交叉點上。也就是說，兩相鄰的第一透光區220a與第二透光區220b在第二方向D2上相互錯位。

此外，排列在同一條Y軸線(如第二Y軸線Y2)上的兩相鄰透光區220b所在的兩個交叉點之間的間距(即S1)會小於或者等於最大長度L1，且兩相鄰Y軸線(即第一Y軸線Y1與第二Y軸線Y2)之間的間距(即H1)小於或者等於最大寬度W1。如此，可以避免感測區210的入光量因為遮光件22a與影像擷取元件21相對位移，而大幅降低的問題。

請繼續參照圖4，顯示本創作另一實施例的取像裝置的光調整元件以及影像擷取元件的局部俯視示意圖。本實施例和圖3A至3C的實施例相同或相似的元件具有相同的標號。

在本實施例中，每一個單元圖案包括根據一幾何形狀P2排列的多個透光區。本實施例的幾何形狀P2為四邊形，且每一個單元圖案包括四個分別位於四邊形的四個頂點位置的透光區220。前述的四邊形可以是正方形、矩形、平行四邊形或菱形。

在本實施例中，四邊形為平行四邊形，且四邊形的其中一側邊是平行於第一方向D1。另外，側邊的長度S1會小於或等於感測區210的最大長度L1，而四邊形垂直於側邊的高度H1會小於或等於感測區210的最大寬度。如此，也可以避免感測區210的入光量受到遮光件與影像擷取元件21相對位移的影響，而達到本創作之目的。

進一步而言，多條Y軸線被區分為多條第一Y軸線Y1與多條第二Y軸線Y2，且多條第一Y軸線Y1與多條第二Y軸線Y2 交替排列。另外，多條X軸線也被區分為多條第一X軸線X1與多條第二X軸線X2，多條第一X軸線X1與多條第二X軸線X2交替排列。

多個透光區220被區分成多個第一透光區220a與多個第二透光區220b。多個第一透光區220a是分別設置在多條第一X軸線X1與多條第一Y軸線Y1的多個交叉點上，而多個第二透光區220b是分別設置在多條第二X軸線X2與多條第二Y軸線Y2的多個交叉點上。也就是說，兩相鄰的第一透光區220a與第二透光區220b在第二方向D2上相互錯位。

然而，本實施例中和前一實施例不同之處在於，第一X軸線-X1與其中一條相鄰的第二X軸線X2之間的第一間距a1，和第一X軸線X1與相鄰的另一第二X軸線X2之間的第二間距a2不同。也就是說，儘管第一間距a1與第二間距a2不同，只要兩相鄰的Y軸線(第一Y軸線Y1以及第二Y軸線Y2)之間的間距(即四邊形的高度H1)小於或者等於感測區210的最大寬度W1，且兩條第一X軸線X1之間的間距(即四邊形的其中一側邊的長度S1)小於或者等於感測區210的最大長度，也可達到本創作之目的。

請參照圖5，顯示本創作另一實施例的取像裝置的光調整元件以及影像擷取元件的局部俯視示意圖。

圖5的實施例中的透光區220的面積，小於圖3A以及圖4中的透光區220的面積。另外，在本實施例中，單元圖案包括多個根據另一四邊形(幾何形狀P3)排列的四個透光區220，且四個透光區220分別位於四邊形的頂點位置。

四邊形具有平行於第一方向D1的側邊，以及垂直於側邊的高度H1。側邊的長度與感測區210的最大長度滿足下列關係式：n1×S1=L，其中，n1為正整數，S1為側邊的長度，L為最大長度。另外，四邊形的高度H1與感測區210的最大寬度W1滿足下列關係式：n2×H1=W1，其中，n2為正整數，H1為高度，W1為最大 寬度。

在本實施例中，n1、n2都等於2。也就是說，四邊形的側邊長度S1是感測區210的最大長度的0.5倍，而四邊形的高度H1也是感測區210的最大寬度W1的0.5倍。

本實施例中，不論遮光件22a和影像擷取元件21之間的相對位置如何改變，任一個感測區210和多個透光區220在垂直方向上的重疊區域的總面積，都會大約是一個透光區220的面積的4倍。因此，也同樣可以避免感測區210的入光量受到遮光件與影像擷取元件21相對位移的影響，而達到本創作之目的。在其他實施例中，n1與n2並不一定要相同。

請繼續參照圖6，顯示本創作另一實施例的取像裝置的光調整元件以及影像擷取元件的局部俯視示意圖。

在本實施例中，透光圖案包括多個重複排列的單元圖案，每一個單元圖案包括四個根據一四邊形(未繪示)設置的透光區220。本實施例中，四邊形為矩形。

也就是說，透光圖案包括多個沿著多條X軸線及多條Y軸線排列的透光區。多個透光區區分成多個第一透光區220a與多個第二透光區220b，多條Y軸線區分為多條第一Y軸線Y1與多條第二Y軸線Y2，多條第一Y軸線Y1與多條第二Y軸線Y2交替設置。多個第一透光區220a沿著多條第一Y軸線Y1排成多列，多個第二透光區220b沿著多條第二Y軸線Y2排成多列，且兩相鄰的第一透光區220a與第二透光區220b沿著同一條X軸線彼此對齊。

在本實施例中，兩相鄰的第一Y軸線Y1與第二Y軸線Y2之間的間距b小於或者等於感測區210的最大長度L1，且兩相鄰的X軸線之間的間距a小於或者等於感測區210的最大寬度W1。因此，可以避免感測區210的入光量因為遮光件22a與影像擷取元件21相對位移，而大幅降低的問題。

請參照圖7，顯示本創作另一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。在本實施例中，光調整元件22包括多個交替堆疊的遮光件22a以及透光件22b。每一遮光件22a都具有一透光圖案，且透光圖案包括多個透光區220。

在本實施例中，遮光件22a的材料為吸光材料，例如是一油墨層。另外，所有遮光件22a具有相似的透光圖案，且透光圖案可以選擇圖3A至圖6所繪示的任一種實施例。

如圖7所示，多個遮光件22a的透光圖案彼此相互對應且配合，而形成多個光通道。也就是說，遮光圖案的透光區220會在表面20S的法線方向N上相互對齊，而形成允許信號光束L’進入感測區210的光通道。換言之，被表面20S所反射的信號光束L’可通過光通道進入影像擷取元件21的多個感測區210中。

每一個光通道具有一靠近透光元件20的第一端以及一靠近影像擷取元件21的第二端，且第一端的孔徑大於、小於或者等於第二端的孔徑。在本實施例中，光通道的第一端的孔徑和第二端的孔徑相同。

請參照圖8，顯示本創作另一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。和圖7的實施例相似，圖8中的多個遮光件22a的透光圖案彼此相互對應且配合，而形成多個光通道。然而，在本實施例中，光通道在第一端的孔徑是大於在第二端的孔徑。

具體而言，形成同一光通道的多個透光區220-1、220-2、220-3的孔徑會隨著遠離透光元件20的方向而遞減。據此，最靠近透光元件20的遮光件22a的每一個透光區220-1的孔徑，會大於最靠近影像擷取元件21的遮光件22a的每一個透光區220-3的孔徑。

請參照圖9，圖9顯示本創作另一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。圖9中的多個遮光件22a的透光圖案彼此相互對應且配合，而形成多個光通道。在本實施例中，光通道在第一端的孔徑是小於在第二端的孔徑。

具體而言，形成同一光通道的多個透光區220-1、220-2、220-3的孔徑會隨著遠離透光元件20的方向而遞增。據此，最靠近透光元件20的遮光件22a的每一個透光區220-1的孔徑，會小於最靠近影像擷取元件21的遮光件22a的每一個透光區220-3的孔徑。

請參照圖10，圖10顯示本創作另一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。在本實施例中，多個遮光件22a的透光圖案在垂直於表面的一法線方向N上部分重疊，而形成多個傾斜的光通道。

具體而言，在多個遮光件22a中，形成同一個光通道的一組透光區220的中心位置的連線，定義為光通道的傾斜方向d1。傾斜方向會和透光元件20的表面20S的法線方向形成一夾角θ，且夾角θ是介於0度至60度之間。光通道的傾斜方向d1可以對應於信號光束L’的投射方向，以增加信號光束L’的入光量。

請參照圖11，顯示本創作另一實施例的取像裝置的局部剖面示意圖。在本實施例中，取像裝置2還進一步包括一顯示面板23以及一帶通濾光層BP。

顯示面板23可設置在光調整元件22以及透光元件20之間。顯示面板23可包括多個有機發光二極體層。在另一實施例中，顯示面板23包括有機發光二極體層以及觸控層。須說明的是，顯示面板23可以設置在本創作的任一實施例的取像裝置2、2’中。另外，帶通濾光層BP是位於顯示面板23與影像感測元件21之間。進一步而言，帶通濾光層BP是位於光調整元件22與影像感測元件21的感測區210之間，用以過濾信號光束L’以外的雜散光。如此，帶通濾光層BP可避免環境光或者由顯示層23所產生的光束進入影像感測元件21，造成信號干擾。據此，通過設置帶通濾光層BP，可提升取像裝置2的辨識精準度。

舉例而言，當信號光束L’為紅外光時，帶通濾光層BP對於信號光束L’的穿透率至少大於80%，而對可見光以及紫外光的穿透率是低於20%。進一步而言，帶通濾光層BP可為紅外帶通濾光 層，而可允許波長落在800nm至900nm的範圍之內的光束通過，並可過濾波長落在800nm至900nm的範圍以外的光束。在其他實施例中，帶通濾光層BP可允許波長落在840nm至860nm的範圍之內的光束，或者允許波長落在890nm至990nm的另一範圍之內的光束通過。

在另一實施例中，帶通濾光層BP也可位於顯示面板30與光調整元件22之間。須說明的是，帶通濾光層BP可以設置在本創作的任一實施例的取像裝置2、2’中。也就是說，不論取像裝置2、2’是否具有顯示面板30，都可通過設置帶通濾光層BP，來過濾雜散光。

以圖2的實施例為例，圖2所示取像裝置2也可包括設置於透光元件20以及影像擷取元件21之間的帶通濾光層BP。當帶通濾光層BP為紅外帶通濾光層，而只允許波長落在800nm至900nm的範圍之內的光束通過時，發光件Ls所產生的光束L’是紅外光，且波長可落在800nm至900nm的範圍內。

當帶通濾光層BP可允許波長落在840nm至860nm的範圍之內的光束，或者允許波長落在890nm至990nm的另一範圍之內的光束通過時，發光件Ls所產生的光束L’的波長是落在840nm至860nm的範圍內，或者落在890nm至990nm的範圍內，但本創作並不限於此。綜上所述，本創作的其中一有益效果在於，本創作所提供的取像裝置2、2’，其通過“使遮光件22a具有由多個單元圖案重複排列而形成的透光圖案”的技術方案，可避免因光調整元件22以及影像擷取元件21的相對位置變動，而使入光量大幅降低的問題。

假設當遮光件22a與影像擷取元件21在對位精準時，每一感測區具有一初始入光量。經過實際測試，使用本創作實施例所提供的遮光件22a，不論遮光件22a與影像擷取元件21的相對位移的方向與距離如何改變，每一感測區210的入光量都不低於初始 入光量的80%。據此，在製作本創作實施例的取像裝置時，即便光調整元件22與影像擷取元件21之間因對位不準而相對偏移，也不會影響感測區210的入光量。

以上所公開的內容僅為本創作的優選可行實施例，並非因此侷限本創作的申請專利範圍，所以凡是運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的申請專利範圍內。

Claims (20)

1. 一種取像裝置，其包括：一透光元件，其具有一與環境介質接觸的表面；一影像擷取元件，其相對於所述表面而設置於所述透光元件的一側，所述影像擷取元件具有多個感測區，每一所述感測區具有在一第一方向上的一最大長度以及在一第二方向上的一最大寬度；以及一光調整元件，其設置於所述透光元件與所述影像擷取元件之間，其中，所述光調整元件包括至少一遮光件，所述遮光件具有一透光圖案；其中，所述透光圖案包括多個重複排列的單元圖案，每一所述單元圖案包括多個根據一幾何形狀設置的透光區，所述幾何形狀具有一平行所述第一方向的一側邊，所述幾何形狀的所述側邊的長度小於或等於所述感測區的所述最大長度，所述幾何形狀具有一垂直所述側邊的高度，且所述幾何形狀的所述高度小於或等於所述感測區的所述最大寬度。
2. 如請求項1所述的取像裝置，其中，所述幾何形狀為四邊形，每一所述單元圖案包括四個所述透光區，且四個所述透光區分別位於所述四邊形的頂點位置。
3. 如請求項2所述的取像裝置，其中，所述四邊形為正方形、矩形、平行四邊形或菱形。
4. 如請求項1所述的取像裝置，其中，所述幾何形狀為三角形，每一所述單元圖案包括三個所述透光區，且三個所述透光區分別位於所述三角形的頂點位置。
5. 如請求項4所述的取像裝置，其中，所述三角形為等腰三角形、直角三角形或正三角形。
6. 如請求項4所述的取像裝置，其中，六個所述三角形排列而形成六角形，至少一所述透光區位於所述六角形的一中心位置，至少六個所述透光區分別位於所述六角形的六個頂點位置。
7. 如請求項1所述的取像裝置，其中，所述側邊的長度與所述最大長度滿足下列關係式：n1×S1=L，其中，n1為正整數，S1為所述側邊的長度，L為所述最大長度。
8. 如請求項1所述的取像裝置，其中，所述高度與所述最大寬度滿足下列關係式：n2×H1=W1，其中，n2為正整數，H1為所述高度，W1為所述最大寬度。
9. 如請求項1所述的取像裝置，其中，所述光調整元件還包括一另一遮光件，另一所述遮光件的透光圖案與所述遮光件的所述透光圖案相互對應且配合，以形成多個光通道。
10. 如請求項1所述的取像裝置，其中，所述光調整元件還包括另一遮光件，另一所述遮光件的透光圖案與所述遮光件的所述透光圖案在垂直於所述表面的一法線方向上部分重疊，以形成多個傾斜的光通道。
11. 一種取像裝置，其包括：一透光元件，其具有一與環境介質接觸的表面；一影像擷取元件，其相對於所述表面而設置於所述透光元件的一側，所述影像擷取元件具有多個感測區，每一所述感測區具有在一第一方向上的一最大長度以及在一第二方向上的 一最大寬度；以及一光調整元件，其設置於所述透光元件與所述影像擷取元件之間，其中，所述光調整元件包括至少一遮光件，所述遮光件具有一透光圖案；其中，所述透光圖案包括多個重複排列的單元圖案，每一所述單元圖案包括根據六角形排列的多個透光區，其中一所述透光區位於所述六角形的一中間位置，另外多個所述透光區分別位於所述六角形的六個頂點位置；其中，所述六角形的所述中間位置與任一所述頂點位置之間的距離小於或者等於所述最大長度，所述六角形的中間位置與所述六角形的其中一側邊的距離小於或者等於所述最大寬度。
12. 如請求項11所述的取像裝置，其中，所述六角形為正六角形，所述中間位置與任一所述頂點之間的距離小於所述最大寬度。
13. 一種取像裝置，其包括：一透光元件，其具有一與環境介質接觸的表面；一影像擷取元件，其相對於所述表面而設置於所述透光元件的一側，所述影像擷取元件具有多個感測區，每一所述感測區具有在一第一方向上的一最大長度以及在一第二方向上的具有一最大寬度；以及一光調整元件，其設置於所述透光元件與所述影像擷取元件之間，其中，所述光調整元件包括至少一遮光件，所述遮光件具有一透光圖案；其中，所述透光圖案包括多個沿著多條X軸線以及多條Y軸線排列的透光區，多條所述X軸線以及多條所述Y軸線彼此交錯於多個交叉點，多個所述透光區位於多個所述交叉點 的至少其中一部份，排列在同一條所述Y軸線上的兩相鄰所述透光區所在的兩個所述交叉點之間的間距小於或者等於所述最大長度，且兩相鄰所述Y軸線之間的間距小於或者等於所述最大寬度。
14. 如請求項13所述的取像裝置，其中，多個所述透光區區分成多個第一透光區與多個第二透光區，多條Y軸線區分為多條第一Y軸線與多條第二Y軸線，多條所述第一Y軸線與多條所述第二Y軸線交替設置，多個所述第一透光區沿著多條第一Y軸線排成多列，多個所述第二透光區沿著多條第二Y軸線排成多列，且兩相鄰的所述第一透光區與所述第二透光區彼此錯位。
15. 如請求項14所述的取像裝置，其中，多條所述X軸線區分為多條第一X軸線與多條第二X軸線，多條第一X軸線與多條第二X軸線交替設置，多個所述第一透光區分別設置於多條第一X軸線與多條所述第一Y軸線的多個交叉點，多個所述第二透光區分別設置於多條第二X軸線與多條所述第二Y軸線的多個交叉點，且兩相鄰的所述第一X軸線與所述第二X軸線之間的間距相同。
16. 如請求項14所述的取像裝置，其中，多條所述X軸線區分為多條第一X軸線與多條第二X軸線，多條第一X軸線與多條第二X軸線交替設置，多個所述第一透光區分別設置於多條第一X軸線與多條所述第一Y軸線的多個交叉點，多個所述第二透光區分別設置於多條第二X軸線與多條所述第二Y軸線的多個交叉點，且所述第一X軸線與其中一條相鄰的所述第二X軸線之間的間距，和所述第一X軸線與相鄰的另一所述第二 X軸線之間的間距不同。
17. 如請求項13所述的取像裝置，其中，多個所述透光區區分成多個第一透光區與多個第二透光區，多條Y軸線區分為多條第一Y軸線與多條第二Y軸線，多條所述第一Y軸線與多條所述第二Y軸線交替設置，多個所述第一透光區沿著多條第一Y軸線排成多列，多個所述第二透光區沿著多條第二Y軸線排成多列，且兩相鄰的所述第一透光區與所述第二透光區沿著同一條所述X軸線彼此對齊。
18. 如請求項1或11或13所述的取像裝置，還進一步包括一位於所述透光元件與所述光調整元件之間的顯示面板，所述顯示面板至少包括有機發光二極體層。
19. 如請求項1或11或13所述的取像裝置，還進一步包括：一帶通濾光層，所述帶通濾光層位於所述光調整元件與所述影像擷取元件之間。
20. 如請求項19所述的取像裝置，還進一步包括：一發光件，所述發光件用以提供一投射至所述透光元件的光束，所述帶通濾光層對所述光束的穿透率大於80%。