TWM617394U - 光學式指紋辨識結構 - Google Patents
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Abstract
本創作係關於光學式指紋辨識結構,其係應用於行動裝置的側邊的指紋辨識。包括:保護玻璃、光學指紋辨識模組,其中光學指紋辨識模組係位於保護玻璃下方。本創作之保護玻璃,其係具有一厚度,保護玻璃與光學指紋辨識模組之間的間隔為一氣隙,光學指紋辨識模組進一步包含接收鏡組、影像感測模組、模組殼體以及模組殼體延伸部,其中,接收鏡組係位於光學指紋辨識模組的最上方,亦即,靠近氣隙的一端,而影像感測模組則位於接收鏡組之下方。運用光學式的指紋辨識技術可以縮小光學式指紋辨識結構,而可以運用於應用裝置的側邊,使得應用裝置的正反面增加使用面積。
Description
本創作係有關於光學式指紋辨識結構,特別係關於一種應用於側邊的光學指紋影像辨識。
指紋辨識技術發展至今,已成為多數智慧型手機的標準配備,指紋辨識的優點在於指紋是人體獨一無二的特徵,並且指紋的複雜度足夠用於鑒別,此外當需要增加可靠性時,只需登記更多的指紋並且鑒別更多的手指,最多可以多達十個,而每一個指紋都是獨一無二的。再者,現今掃描指紋的速度相當快且使用方便,亦是指紋辨識技術能夠占領大部分市場的一個主要原因。
屏下光學指紋辨識目前普遍應用於AMOLED顯示器,但可以預期,未來屏下光學指紋辨識亦可能應用於LED背光源之LCD顯示器等,其原因在於,目前已可利用各式面板的自發光投射到手指與面板接觸之位置,並且藉由感測器接收反射光以進行指紋辨識,大幅增進屏下光學指紋辨識的應用範圍以及適用性。
然而,現今的行動裝置用屏幕、一直追求高畫質、高精細度及高亮度,對於顯示屏幕而言,其畫素尺寸愈來愈小,而且為了避免漏光或畫素間干擾,顯示面板的結構愈來愈不透光,導致影像感測器的進光量不足,使得屏下光學指紋辨識無法實施。
就OLED顯示面板而言,為提高解析度,其畫素尺寸縮小導致畫素間隔(Rib)尺寸減少或者顯示畫素結構由下部發光改變成上部發光,以提升開口率,使減少畫素尺寸後可維持或者提升畫素亮度,唯,此顯示屏幕之結構使得原本具透光的區域變得不透光。
關於指紋辨識傳感器的技術,除了光學式之外,尚有電容式及超音波式兩種,唯,這兩種技術對於防偽(Anti-Spoofing)的能力較差,不若光學式。光學指紋辨識可擷取多種指紋變化資訊及人體變化資訊,以業界之評比,目前僅光學式的防偽水準可以達到支付標準。
目前在行動裝置上,指紋辨識器裝設於側邊的方案僅有電容式傳感器,在應對未來愈來愈蓬勃發展的行動支付而言,明顯無法達成業界的規範與要求。
在行動裝置以高畫質、高亮度、全屏幕、窄邊框且薄型化的發展趨勢下,指紋辨識器裝設於側邊以因應裝設空間的限制且可達到功能規範,是亟需解決的。
是以,本案發明人在觀察上述缺失後,而遂有本創作之產生。
為達上述目的,本創作提供光學式指紋辨識結構,包括:保護玻璃、光學指紋辨識模組,其中光學指紋辨識模組係位於保護玻璃下方。本創作之保護玻璃,其係具有一厚度,保護玻璃與光學指紋辨識模組之間的間隔為一氣隙,光學指紋辨識模組進一步包含接收鏡組、影像感測模組、模組殼體及模組殼體延伸部,其中,接收鏡組係位於光學指紋辨識模組的最上方,亦即,靠近氣隙的一端,而影像感測模組則位於接收鏡組之下方。
較佳地,接收鏡組接收之光線或影像後,進一步地傳送至影像感測模組,影像感測模組對收到之光線或影像進行判斷或辨識。
較佳地,本創作光學式指紋辨識結構中的保護玻璃及光學指紋辨識模組,進一步該光學指紋辨識模組是藉由在模組殼體延伸部裝設固定元件而固定在應用裝置上。
較佳地,模組殼體延伸部與應用裝置的殼體係以膠合貼附或螺絲鎖付方式,以固定光學指紋辨識模組。
較佳地,在應用裝置的殼體與光學指紋辨識模組之間進一步具有彈性墊圈,做為緩衝。
較佳地,本創作光學式指紋辨識結構還具有光源,光源係設置在保護玻璃下方,且在光學指紋辨識模組旁之適當位置處,光源即係用以提供光線來源。
較佳地,光源係設置於模組殼體模組殼體延伸部,以利於指紋辨識的拆裝及減少模組裝設空間需求。
較佳地,光線在保護玻璃內全反射,因此在尚未有使用者之手指接觸保護玻璃表面時,光線並不會射出保護玻璃而被位於下方的光學指紋辨識模組的接收鏡組接收。
較佳地,當使用者之手指接觸或碰觸到保護玻璃的表面時,因為手指與保護玻璃接觸而導致光線在保護玻璃中不再全反射,所以光線會射出保護玻璃且穿過氣隙,而被光學指紋辨識模組的接收鏡組接收。
較佳地,保護玻璃特別設計有一個斜切角面,光源因為設置在面板側邊位置的下方,可以透過保護玻璃特別設計的斜切角面,使光源所產生的光線更進一步確保可以在保護玻璃中全反射。
較佳地,保護玻璃因為光源設置在其下方,保護玻璃在相對於光源的位置處,特別設計有V形槽,V形槽的設計同樣是為了使光源所產生的光線得以入射保護玻璃,而在保護玻璃進行全反射。
較佳地,若保護玻璃為c軸向晶面藍寶石玻璃,V形槽頂端的水平面與斜面的夾角為38.23±0.5度之間或57.6±0.5度之間。
較佳地,若保護玻璃為熔融玻璃,其中,V形槽頂端的水平面與斜面的夾角由刀刃角度決定。
較佳地,若保護玻璃為石英玻璃,其中,V形槽頂端的水平面與斜面的夾角為42.8±0.5度之間或36.8±0.5度之間。
綜上,本創作所提供光學式指紋辨識結構主要在於,藉由本創作之光學式指紋辨識結構,運用光學式的指紋辨識技術可以縮小光學式指紋辨識結構,而可以運用於應用裝置的側邊,使得應用裝置的正反面增加可使用面積。根據本創作之光學式指紋辨識結構,其中該保護玻璃的側邊特別設計有斜切角面,使從側邊射入的光線得以在保護玻璃中進行全反射。其中該保護玻璃在相對應於光源的位置,特別設計有V形槽,使從下方射入的光線得以在保護玻璃中進行全反射。
較佳地,保護玻璃可為透明的晶體、非晶體或塑膠材質,並不限定為前述三種材料,前述之藍寶石玻璃、熔融玻璃、石英玻璃僅為實施範例。
爲使熟悉該項技藝人士瞭解本創作之目的、特徵及功效,茲藉由下述具體實施例,並配合所附之圖式,對本創作詳加說明如下。
現在將參照其中示出本創作概念的示例性實施例的附圖在下文中更充分地闡述本創作概念。以下藉由參照附圖更詳細地闡述的示例性實施例,本創作概念的優點及特徵以及其達成方法將顯而易見。然而,應注意,本創作概念並非僅限於以下示例性實施例,而是可實施為各種形式。因此,提供示例性實施例僅是為了揭露本創作概念並使熟習此項技術者瞭解本創作概念的類別。在圖式中,本創作概念的示例性實施例並非僅限於本文所提供的特定實例且為清晰起見而進行誇大。
本文所用術語僅用於闡述特定實施例,而並非旨在限制本創作。除非上下文中清楚地另外指明,否則本文所用的單數形式的用語「一」及「該」旨在亦包括複數形式。本文所用的用語「及/或」包括相關所列項其中一或多者的任意及所有組合。應理解,當稱元件「連接」或「耦合」至另一元件時,所述元件可直接連接或耦合至所述另一元件或可存在中間元件。
相似地,應理解,當稱一個元件(例如層、區或基板)位於另一元件「上」時,所述元件可直接位於所述另一元件上,或可存在中間元件。相比之下,用語「直接」意指不存在中間元件。更應理解,當在本文中使用用語「包括」、「包含」時,是表明所陳述的特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件的存在,但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件、及/或其群組的存在或添加。
此外,將藉由作為本創作概念的理想化示例性圖的剖視圖來闡述詳細說明中的示例性實施例。相應地,可根據製造技術及/或可容許的誤差來修改示例性圖的形狀。因此,本創作概念的示例性實施例並非僅限於示例性圖中所示出的特定形狀,而是可包括可根據製造製程而產生的其他形狀。圖式中所例示的區域具有一般特性,且用於說明元件的特定形狀。因此,此不應被視為僅限於本創作概念的範圍。
亦應理解,儘管本文中可能使用用語「第一」、「第二」、「第三」等來闡述各種元件,然而該些元件不應受限於該些用語。該些用語僅用於區分各個元件。因此,某些實施例中的第一元件可在其他實施例中被稱為第二元件,而此並不背離本創作的教示內容。本文中所闡釋及說明的本創作概念的態樣的示例性實施例包括其互補對應物。本說明書通篇中,相同的參考編號或相同的指示物表示相同的元件。
此外,本文中參照剖視圖及/或平面圖來闡述示例性實施例,其中所述剖視圖及/或平面圖是理想化示例性說明圖。因此,預期存在由例如製造技術及/或容差所造成的相對於圖示形狀的偏離。因此,示例性實施例不應被視作僅限於本文中所示區的形狀,而是欲包括由例如製造所導致的形狀偏差。因此,圖中所示的區為示意性的,且其形狀並非旨在說明裝置的區的實際形狀、亦並非旨在限制示例性實施例的範圍。
圖1為根據本創作之光學式指紋辨識結構的示意圖。如圖1所示,根據本創作之光學式指紋辨識結構包括:保護玻璃100、光學指紋辨識模組200,其中光學指紋辨識模組200係位於保護玻璃100下方。
具體地,請參閱圖1所示,根據本創作之保護玻璃100,其係具有一厚度,保護玻璃100與光學指紋辨識模組200之間的間隔為一氣隙205。
光學指紋辨識模組200進一步包含接收鏡組201、影像感測模組202、模組殼體203以及模組殼體延伸部204,其中,接收鏡組201係位於光學指紋辨識模組200的最上方,亦即,靠近氣隙205的一端,而影像感測模組202則位於接收鏡組201之下方。
具體地,接收鏡組201接收之光線或影像後,進一步地傳送至影像感測模組202,影像感測模組202對收到之光線或影像進行判斷或辨識。
圖2為說明本創作之光學式指紋辨識結構的詳細示意圖。如圖2所示,本創作光學式指紋辨識結構中的保護玻璃100及光學指紋辨識模組200,進一步該光學指紋辨識模組200是藉由在模組殼體延伸部204裝設固定元件400而固定在應用裝置上。
具體地,保護玻璃100是裝設在應用裝置的殼體內,更進一步而言是鑲嵌在應用裝置的殼體上。
具體地,模組殼體延伸部204與應用裝置的殼體係以膠合貼附或螺絲鎖付方式,以固定該光學指紋辨識模組200。
如此一來,保護玻璃100及光學指紋辨識模組200遂固定在應用裝置上,並且保持保護玻璃100在光學指紋辨識模組200上方的相對位置關係。
具體地,在應用裝置的殼體與光學指紋辨識模組200之間進一步具有彈性墊圈500,做為緩衝。
具體地,本創作光學式指紋辨識結構還具有光源300,光源300係設置在保護玻璃100下方,且在光學指紋辨識模組200旁之適當位置處,光源300即係用以提供光線來源,要特別注意的是,光線的來源也可以是從應用裝置本身之螢幕所發出的亮光,或是應用裝置中其他發光元件所發出的光線。
具體地,上述所提到之保護玻璃100,其進一步可以為藍寶石、熔融玻璃或石英玻璃。
請參閱圖3A及圖3B。圖3A為根據本創作之光學式指紋辨識結構的實施例示意圖;圖3B為根據本創作圖3A之實施例的另一視角示意圖。如圖3A及圖3B所示,在此實施例的情形下,光學式指紋辨識結構包含保護玻璃100、模組殼體203及模組殼體延伸部204、氣隙205、光學指紋辨識模組200、接收鏡組201、影像感測模組202以及光源300。
此外,為了方便說明,因此圖中簡略應用裝置殼體、固定元件以及彈性墊圈。
具體地,根據本創作之光學式指紋辨識結構的實施例,光源300提供光線(亮光),光線從光源300所在位置之保護玻璃100下方的缺口進入保護玻璃100,並且光線在保護玻璃100內全反射,因此在尚未有使用者之手指600接觸保護玻璃100表面時,光線並不會射出保護玻璃100而被位於保護玻璃100下方的光學指紋辨識模組200的接收鏡組201接收。
具體地,當使用者之手指600接觸或碰觸到保護玻璃100的表面時,因為手指600與保護玻璃100接觸而導致光線在保護玻璃100中不再全反射,所以光線會射出保護玻璃100且穿過氣隙205,而被光學指紋辨識模組200的接收鏡組201接收。
具體地,接收鏡組201將接收到的光及影像傳送到影像感測模組202,在影像感測模組202中會特別對影像進行分析與辨識,亦即,確認手指600上的指紋是否與影像感測模組202中預先儲存的相符合或吻合,決定指紋辨識是否成功以及是否將應用裝置解鎖。
需要進一步說明的是,可以參閱圖3B,圖3B為圖3A的俯視圖,由圖3B中可以看見,最外層的框代表應用裝置的殼體700,再往內的框代表保護玻璃100,面板是鑲嵌在應用裝置的殼體700,較大的圓為位於保護玻璃100下方之光學指紋辨識模組200的相對位置,而另一較小的圓為同樣位於保護玻璃100下方之光源300的相對位置。
具體地,光學指紋辨識模組200的正上方之保護玻璃100的地方,即為指紋辨識區,亦即,使用者之手指600需要在這一區域接觸或碰觸保護玻璃100。
具體地,在此實施例中,光源300所在的位置係在保護玻璃100靠近邊緣的地方,殼體700邊緣下方光源300的相對位置處具有鏤空101,亦即,光線是從側邊射入保護玻璃100,為了讓光源300所提供的光線可以在保護玻璃100中進行全反射,保護玻璃100特別設計有一個斜切角面S,光源300因為設置在保護玻璃100側邊位置的下方,可以透過保護玻璃100特別設計的斜切角面S,使光源300所產生的光線更進一步確保可以在保護玻璃100中全反射。
本創作光學式指紋辨識結構之另一實施例,請參閱圖4A及圖4B所示,圖4A為說明本創作光學式指紋辨識結構另一實施例的示意圖,圖4B為根據本創作圖4A之實施例的另一視角示意圖。如圖4A所示,本創作在此實施例同樣包含保護玻璃100、模組殼體延伸部204、氣隙205、光學指紋辨識模組200、接收鏡組201、影像感測模組202以及光源300。
此外,為了方便說明,因此圖中簡略應用裝置殼體、固定元件以及彈性墊圈。
具體地,根據本創作之光學式指紋辨識結構的實施例,光源300提供光線(亮光),光線從光源300所在位置之保護玻璃100下方的缺口進入保護玻璃100,並且光線在保護玻璃100內全反射,因此在尚未有使用者之手指600接觸保護玻璃100表面時,光線並不會射出保護玻璃100而被位於保護玻璃100下方的光學指紋辨識模組200的接收鏡組201接收。
具體地,當使用者之手指600接觸或碰觸到保護玻璃100的表面時,因為手指600與保護玻璃100接觸而導致光線在保護玻璃100中不再全反射,所以光線會射出保護玻璃100且穿過氣隙205,而被光學指紋辨識模組200的接收鏡組201接收。
需要進一步說明的是,可以參閱圖4B,圖4B為圖4A的俯視圖,由圖4B中可以看見,最外層的框代表應用裝置的殼體700,再往內的框代表保護玻璃100,面板是鑲嵌在應用裝置的殼體700,較大的圓為位於保護玻璃100下方之光學指紋辨識模組200的相對位置,而另一較小的圓為同樣位於保護玻璃100下方之光源300的相對位置。
在此實施例第一個不一樣的地方在於光源300的位置,此實施例中光源300係設置在保護玻璃100靠近光學指紋辨識模組200的位置,並不是裝設在保護玻璃100邊緣,亦即,光源300之光線是從保護玻璃100的下方射入保護玻璃100。
第二個不一樣的地方在於,保護玻璃100因為光源300設置的位置不同,也做不同的設計處理,由圖4A及圖4B可以分別看到,在圖4A中,保護玻璃100在相對於光源300的位置處,特別設計有V形槽U。
具體地,保護玻璃100下方之殼體700於光源300相對應的位置部位具有鏤空101。
具體地,若保護玻璃100為熔融玻璃,其中,V形槽U透過輪刀切磨形成,頂端的水平面與斜面的夾角由刀刃角度決定。
具體地,若保護玻璃100為c軸向晶面藍寶石玻璃,其中,V形槽U透過濕蝕刻製程形成,頂端的水平面與斜面的夾角為38.23±0.5之間或57.6±0.5度之間。
具體地,若保護玻璃100為石英玻璃,其中,V形槽U透過濕蝕刻製程形成,頂端的水平面與斜面的夾角為42.8±0.5度之間或36.8±0.5度之間。
在圖4B中,從俯視的視角來看,在相對於光源300上方的保護玻璃100可以看一刻線102,該刻線102即代表從上方看V形槽U所觀看到的示意圖。
舉例而言,請參閱圖5以及圖6,圖5及圖6分別為本創作光學式指紋辨識結構的實際應用之示意圖。
要特別注意的是,保護玻璃100可為透明的晶體、非晶體或塑膠材質,並不限定為前述三種材料,前述之藍寶石玻璃、熔融玻璃、石英玻璃僅為實施範例。
值得一提的是,根據本創作的光學式指紋辨識結構,因為採取的是光學式屏下指紋辨識,透過光線在保護玻璃100中全反射,在使用者的手指600接觸到保護玻璃100致使光線不再全反射,而讓光線射出至光學指紋辨識模組200的接收鏡組201中,接收鏡組201除了接收到光線外也會接收光線照射到的影像,再進一步經由影像感測模組202分析及判斷接收的影像。
值得再提的是,因為此技術所應用或使用的模組之尺寸相對來說比較小,因此本創作更進一步將光學式指紋辨識結構裝設在應用裝置的側邊而非正反面,增加應用裝置正反面可以作為其他應用或用途的面積。
請參閱圖5,圖5為本創作應用裝設在智慧型手錶W上,由圖5中可以看見,本創作之光學式指紋辨識結構是裝設在智慧型手錶W之錶面本體的側邊上,而保護玻璃100可以是單獨的設計也可以是結合在原本該智慧型手錶W的按鈕或觸控鈕上,並且在保護玻璃100下方裝設光學指紋辨識模組200,光源的部分則可以運用智慧型手錶W本身螢幕所發出的光,也可以額外裝設在保護玻璃100下。
請參閱圖6所示,圖6為本創作應用裝設在行動裝置M上,由圖6中可以看見,本創作之光學式指紋辨識結構是裝設在行動裝置M之機身的側邊上,而保護玻璃100同樣可以是單獨的設計也可以是結合在原本該行動裝置M的按鈕或觸控鈕上,並且在保護玻璃100下方裝設光學指紋辨識模組200,光源的部分則同樣可以運用行動裝置M本身螢幕所發出的光,也可以額外裝設在保護玻璃100下。
最後,再將本創作的技術特徵及其可達成之技術功效彙整如下:
其一,藉由本創作之光學式指紋辨識結構,運用光學式的指紋辨識技術可以縮小光學式指紋辨識結構,而可以運用於應用裝置的側邊,使得應用裝置的正反面增加使用面積。
其二,根據本創作之光學式指紋辨識結構,其中該面板的保護玻璃的側邊特別設計有斜切角面,使從側邊射入的光線得以在保護玻璃中進行全反射。
其三,根據本創作之光學式指紋辨識結構,其中該面板的保護玻璃的在相對應於光源的位置,特別設計有V形槽,使從下方射入的光線得以在保護玻璃中進行全反射。
以上係藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式,所屬技術領域具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點及功效。
以上所述僅為本創作之較佳實施例,並非用以限定本創作之範圍;凡其它未脫離本創作所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾,均應包含在下述之專利範圍內。
100:保護玻璃
101:鏤空
102:刻線
200:光學指紋辨識模組
201:接收鏡組
202:影像感測模組
203:模組殼體
204:模組殼體延伸部
205:氣隙
300:光源
400:固定元件
500:彈性墊圈
600:手指
700:殼體
M:行動裝置
S:斜切角面
U:V形槽
W:智慧型手錶
圖1為本創作之光學式指紋辨識結構的示意圖;
圖2為本創作之光學式指紋辨識結構詳細的示意圖;
圖3A為根據本創作之光學式指紋辨識結構的實施例示意圖;
圖3B為根據本創作之光學式指紋辨識結構的實施例的俯視圖;
圖4A為根據本創作之光學式指紋辨識結構的另一實施例示意圖;
圖4B為根據本創作光學式指紋辨識結構的另一實施例的俯視圖;
圖5為根據本創作之光學式指紋辨識結構的應用實例示意圖;以及
圖6為根據本創作之光學式指紋辨識結構的另一應用實例示意圖。
100:保護玻璃
200:光學指紋辨識模組
201:接收鏡組
202:影像感測模組
203:模組殼體
204:模組殼體延伸部
205:氣隙
300:光源
400:固定元件
500:彈性墊圈
700:殼體
Claims (11)
- 一種光學式指紋辨識結構,係運用光學式指紋辨識原理,其包含: 一保護玻璃以及 一光學指紋辨識模組,該光學指紋辨識模組設置在該保護玻璃下方,且該保護玻璃與該光學指紋辨識模組之間具有一氣隙,該光學指紋辨識模組進一步包含一接收鏡組以及一影像感測模組,該影像感測模組係位於該接收鏡組下方; 其中,在沒有手指接觸或碰觸的態樣時,光線在該保護玻璃中全反射,而在手指接觸或碰觸的態樣時,光線射入該接收鏡組,該接收鏡組接收之光線或影像後,進一步地傳送至該影像感測模組,該影像感測模組對收到之光線或影像進行判斷或辨識。
- 如請求項1所述的光學式指紋辨識結構,其中,該光學指紋辨識模組進一步包含一模組殼體及一模組殼體延伸部。
- 如請求項2所述的光學式指紋辨識結構,其中,該光學指紋辨識模組之該模組殼體延伸部與應用裝置的一殼體以膠合貼附或螺絲鎖付方式,以固定該光學指紋辨識模組。
- 如請求項3所述的光學式指紋辨識結構,其中,該光學指紋辨識模組之該模組殼體延伸部旁更包含一光源,其係設置在該模組殼體延伸部之一側,在該保護玻璃的邊緣側邊下方。
- 如請求項4所述的光學式指紋辨識結構,其中,該殼體邊緣下方鏤空,該光源設置於鏤空部位且在該保護玻璃側邊下方,光線從該保護玻璃之側邊射入,該保護玻璃的側邊設計有一斜切角面,使光線射入該保護玻璃全反射。
- 如請求項4所述的光學式指紋辨識結構,其中,該光源係設置在該保護玻璃下方且該殼體於該部位鏤空,光線從該保護玻璃之下方入射形成全反射。
- 如請求項6所述的光學式指紋辨識結構,其中,該保護玻璃在對應於該光源的位置設計有一V形槽,使光線射入該保護玻璃全反射。
- 如請求項7所述的光學式指紋辨識結構,其中,該保護玻璃為熔融玻璃,且該V形槽透過輪刀切磨形成,其頂端的水平面與斜面的夾角由刀刃角度決定。
- 如請求項7所述的光學式指紋辨識結構,其中,該保護玻璃為c軸向晶面藍寶石玻璃,該V形槽透過濕蝕刻製程形成,頂端的水平面與斜面的夾角為38.23±0.5度之間或57.6±0.5度之間。
- 如請求項7所述的光學式指紋辨識結構,其中,該保護玻璃為石英玻璃,該V形槽透過濕蝕刻製程形成,頂端的水平面與斜面的夾角為42.8±0.5度之間或36.8±0.5度之間。
- 如請求項1所述的光學式指紋辨識結構,其中,該保護玻璃及該光學指紋辨識模組係裝設在該應用裝置的側邊或邊框上。
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