CN102842026A - 指纹辨识装置 - Google Patents

Abstract

一种指纹辨识装置，适于撷取一手指的一指纹影像，其包含一导光板、一指压板、一取像件及至少一光源。导光板具有相对的一第一面及一第二面，以及连接于第一面及第二面之间的一侧壁面。指压板邻近于导光板的第一面。取像件邻近于导光板的第二面。光源邻近于导光板的侧壁面。光源朝侧壁面发出一光线进入导光板内，光线被导光板引导至第一面而射出，并由取像件撷取指压板上的手指的指纹影像。以此，可令指纹辨识装置具有较薄的体积厚度以及提升取像质量。

Description

指纹辨识装置

技术领域

一种辨识装置，特别是一种指纹辨识装置。

背景技术

随着多媒体技术的蓬勃发展，移动电话、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、数码相机、个人笔记本电脑等越来越多的便携式电子装置已经成为了人们生活中必备的工具。然而，这些便携式电子装置具有很强的个人化的特点。因此一旦这些便携式电子装置遭到遗失或是盗用，其内部存储的信息，例如电话簿、相片、数据等等都有可能被别人利用，而造成不必要的损失。

因此，这类产品需要搭配一定的身份认证及权限管理，以确保使用者的隐私安全。而当前所采用的身份认证的主要方法有密码保护，使用者需先输入正确的密码至便携式电子装置，才能够进入便携式电子装置的操控页面。然而，密码保护的安全性较低，原因在于密码较容易被泄漏或遭到破解。而且如果使用者忘记密码的话，也很麻烦。因此，更用采用指纹辨识的身份认证的便携式电子装置问市。由于每个人的指纹都是不同的，因此指纹具有唯一性的特点，使得采用指纹辨识的身份认证的安全性提高很多。并且，利用使用指纹辨识的身份认证的方法也相对方便，令使用者省去了记忆及输入密码的繁琐。

现有的指纹辨识装置为直下式光源设计，其于一指压板下设置一扩散板，并于扩散板底部设置多个光源及一取像装置。光源所发射的光线经由扩散板匀光后入射至指压板表面，反射指压板上的手指的指纹影像由而取像装置接收。由于直下式光源设计的指纹辨识装置需要较厚的缓冲空间来达到匀光的效果，因此会增加指纹辨识装置的厚度。此外，直下式光源设计的指纹辨识装置还需有较多的光源配置在扩散板底部的整个区域，如此除了增加光源成本外，更易造成亮点现象的发生而影响取像质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种指纹辨识装置，以解决指纹辨识装置的体积过厚，进而阻碍了手机的体积薄型化的发展的问题。

本实施例所揭露的指纹辨识装置，适于撷取一手指的一指纹影像，其包含一导光板、一指压板、一取像件及至少一光源。导光板具有一第一面、一第二面及至少一侧壁面。第一面及第二面分别位于导光板的相对两侧，侧壁面连接于第一面及第二面之间，指压板邻近于导光板的第一面。指压板相邻于该导光板的该第一面。取像件邻近于导光板的第二面。光源邻近于导光板的侧壁面。光源朝向侧壁面发出一光线进入导光板内，光线被导光板引导至第一面而射出，令导光板形成指压板的一背光源，并由取像件撷取指压板上的手指的指纹影像。

优选地，第二面还具有一反射或散射结构，光线被反射或散射结构引导至第一面而射出。

根据上述本实施例所揭露的指纹辨识装置，是通过光源设置于导光板的侧壁面处，以避免光源增加指纹辨识装置的整体厚度。并且，通过光源侧照导光板的方式而形成面光源的效果，除了可解决亮点问题外，也可以减少光源的数量，以提升指纹对比的质量。

有关本实施例的特征、实作与功效，兹配合附图作最佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1A所示为一实施例的指纹辨识装置的结构剖示图。

图1B所示为一实施例的光源分布示意图。

图2A至图2C所示为其它实施例的光源分布示意图。

图3所示为另一实施例的指纹辨识装置的结构剖示图。

图4所示为另一实施例的指纹辨识装置的结构剖示图。

图5所示为另一实施例的指纹辨识装置的结构剖示图。

其中，附图标记说明如下：

10指压板

20导光板

21第一面

22第二面

221凹坑

222微小凹凸结构

223扩散层

23侧壁面

24第二通孔

30光源

40取像件

42镜头

44传感器

50微结构

60反射片

61第一通孔

70手指

99指纹辨识装置

具体实施方式

请参照图1A及图1B，图1A所示为一实施例的指纹辨识装置的结构剖示图，图1B所示为一实施例的光源分布示意图。

本实施例的指纹辨识装置99，用以撷取一手指70上的一指纹影像，以对撷取到的指纹影像进行身分判读。指纹辨识装置99包含一指压板10、一导光板20、至少一光源30及一取像件40。其中，导光板20为一透明板材，其材质可以是玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(俗称压克力，polymethyl Methacrylate，PMMA)或聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)，但不以此为限。导光板20具有一第一面21、一第二面22及至少一侧壁面23。第一面21及第二面22分别位于导光板20的相对两侧，侧壁面23连接于第一面21及第二面22之间。并且，第二面22上还具有一反射结构或散射结构。在本实施例当中，第二面22具有一反射结构。反射结构为多个微小的凹坑221，这些凹坑221自第二面22凹陷，此凹坑221可为锥状体、柱状体或多面体，但不以此为限。

本实施例的指压板10为一透光板，其材质可以是玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯，但不以此为限。指压板10供手指70按压于其上，以利取像件40撷取指纹影像。指压板10相邻于导光板20的第一面21。更进一步来说，指压板10设置于导光板20上方，导光板20的第一面21面向指压板10，且导光板20与指压板10保持一距离。需注意的是，导光板20与指压板10保持一距离的特征非用以限定本实施例。在另一实施例当中，指压板10与导光板20可相互贴合，亦即指压板10可直接贴覆于导光板20的第一面21上。

本实施例的取像件40相邻于导光板20的第二面22。取像件40可为一电荷耦合元件(CCD)、一互补金氧半导体(CMOS)元件或是一接触型影像感应器(CIS)，但不以此为限。

其中，取像件40包含一镜头42及一传感器44，镜头42面向第二面22。镜头42用以撷取手指70上的指纹影像，传感器44则将此指纹影像转为电性信号。

光源30相邻于导光板20的侧壁面23。更详细来说，本实施例具有两光源30，且导光板20概略为一具有四个角隅的矩形板体。两光源30分别设置于导光板20的相邻两角隅处，并对应此两角隅处的侧壁面23。然而，光源30的数量以及光源30与导光板20的相对摆放位置仅为一实施例说明，并不以此为限，主要使得光源30可朝向侧壁面23照射即可。举例来说，在另一实施例当中，光源30的数量也可以是一个，且光源30设置于导光板20的其中一角隅处，并对应此角隅处的侧壁面23，如图2A所示。或者，在另一实施例当中，光源30的数量也可以是三个，且此三光源30分别设置于导光板20的相邻两角隅处以及相对于此两角隅处的一侧边，如图2B所示。或者，在另一实施例当中，光源30的数量也可以是四个，且此四光源30分别设置于导光板20的四个角隅处，如图2C所示。

其中，光源30可以是发光二极管(light-emitting diode，LED)，但不以此为限。光源30朝向侧壁面23发出一光线进入导光板20内，并由导光板20第二面22的多个微小凹坑221反射光线，使得反射后的光线由第一面21射出至导光板20外部，而使得导光板20的第一面21形成一均匀的面光源并进入到指压板10内。如此，由第一面21整体形成的面光源可作为指压板10的一背光源。

需注意的是，反射结构或散射结构的排列密度取决于光源30的配置位置，远离光源30区域的反射结构或散射结构的分布密度大于邻近光源30区域的反射结构或散射结构的分布密度。举例来说，第二面22离光源30越远的区域，凹坑221分布的密度越密集。如此一来，可使得由第一面21而射出的光线分布较为均匀，以提供指压板10均匀的受光效果。并且，第二面22上的反射结构或散射结构与镜头42相互错位。换句话说，即反射结构或散射结构在导光板20的第二面22的排列位置，与取像件40朝向导光板20的影像撷取位置相互错位配置，亦即导光板20的第二面22配置有反射结构或散射结构，然第二面22有一部份的区域未配置有反射结构或散射结构，使得该区域为一平整表面，令镜头42相对应于平整表面，使得镜头42朝向导光板的影像撷取区域与反射结构或散射结构相互错位，如此可避免取像件40撷取影像时受到凹坑221的干扰而降低取像质量。

当光线由第一面21射出至指压板10并照射至指压板10上的手指70时，手指70上的皮纹因具有波峰与波谷的高低结构差，使得光线于波峰处产生散射而形成暗区，并于波谷处产生反射而形成亮区。换句话说，当光线照射于手指70上时，即可形成明暗对比的条纹影像，而此条纹影像即为指纹影像。镜头42接收光线照射于手指70上所产生明暗对比的条纹影像，以令传感器44对此指纹影像进行辨识判读。

此外，本实施例的指纹辨识装置99还可包含一微结构50。其微结构50设置在指压板10的下方，令导光板20的第一面21面向微结构50。微结构50提供光线进入指压板10的散射效果，以令指压板10整面受光均匀，使得照射至手指70的光线更加充足。

再者，本实施例的指纹辨识装置99还可包含一反射片60，反射片60配置在导光板20的一侧且对应于第二面22，并且反射片60与第二面22保持一距离。反射片60具有一第一通孔61，取像件40即位于第一通孔61内。反射片60用以将部分由第二面22所射出的光线再反射至导光板20内，以减少光线能量的损失，并提升光线由第一面21射出时的亮度，使得照射至手指70的光线更加充足。

由于本实施例的光源30为设置于导光板20的侧壁面23处，因此光源30并不会增加指纹辨识装置99的整体厚度。因此，本实施例的指纹辨识装置99可具有较薄的体积，以利可携式电子装置的薄型化。此外，通过光源30侧照导光板20的方式而形成面光源的效果，除了可解决亮点问题外，也可以减少光源30的使用数量，以提升指纹对比的质量。

请参照图3，图3所示为另一实施例的指纹辨识装置的结构剖示图。由于本实施例与图1A的实施例结构相似，因此针对相同的处便不再说明。

本实施例的导光板20为一透明板材，其材质可以是玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯，但不以此为限。导光板20具有一第一面21、一第二面22及至少一侧壁面23。第一面21及第二面22分别位于导光板20的相对两侧，侧壁面23连接于第一面21及第二面22之间。并且，第二面22上具有一散射结构。在本实施例当中，散射结构为多个微小凹凸结构222所构成的不规则结构，这些微小凹凸结构222使得第二面22形成一不规则平面。光源30朝向侧壁面23发出一光线进入导光板20内，导光板20内的光线照射到第二面22的多个微小凹凸结构222而产生散射，并由第一面21射出导光板20外而照射至指压板10。

请参照图4，图4所示为另一实施例的指纹辨识装置的结构剖示图。由于本实施例与图1A的实施例结构相似，因此针对相同的处便不再说明。

本实施例的导光板20为一透明板材，其材质可以是玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯，但不以此为限。导光板20具有一第一面21、一第二面22及至少一侧壁面23。第一面21及第二面22分别位于导光板20的相对两侧，侧壁面23连接于第一面21及第二面22之间。并且，第二面22上具有一散射结构。在本实施例当中，散射结构为一具有多数颗粒的扩散层223，扩散层223设置在第二面22上。光源30朝向侧壁面23发出一光线进入导光板20内，导光板20内的光线照射到第二面22上的扩散层223的内部颗粒而产生散射，并由第一面21射出导光板20外而照射至指压板10。

需注意的是，在前述实施例当中，反射或散射结构皆为具有凹状或凸状的结构体来令光线产生反射或散射，然而此特征非用以限定本指纹辨识装置99。在另一实施例当中，散射结构也可以是多数微小的光学油墨点，这些光学油墨点以印刷的方式形成于第二面22上。导光板20内的光线照射到第二面22上的光学油墨点而产生散射，并由第一面21射出导光板20外而照射至指压板10。

请参照图5，图5所示为另一实施例的指纹辨识装置的结构剖示图。由于本实施例与图1A的实施例结构相似，因此针对相同的处便不再说明。

本实施例的导光板20还具有一第二通孔24，第二通孔24由第一面21贯通导光板20至第二面22。第二通孔24的位置对应于反射片60的第一通孔61的位置。更进一步来说，第二通孔24与第一通孔61相重叠，取像件40同时位于第一通孔61及第二通孔24内。并且，反射片60同时贴覆于导光板20的第二面22，如此可令指纹辨识装置99具有更薄的厚度。相同的，反射片60贴覆于导光板20的第二面22的特征也可同于运用于图3与图4的实施例。

根据上述本实施例所揭露的指纹辨识装置，通过光源设置于导光板的侧壁面处，使得光源并不会增加指纹辨识装置的整体厚度。此外，更可通过指压板及反射片分别贴覆于导光板的第一面及第二面，使指纹辨识装置获得更薄的结构设计。此外，通过光源侧照导光板的方式而形成均匀面光源的效果，除了可解决亮点问题外，也可以减少光源的使用数量，以提升指纹对比的质量。

Claims (9)

1.一种指纹辨识装置，适于撷取一手指的一指纹影像，其包含：

一导光板，具有一第一面、一第二面及至少一侧壁面，该第一面及该第二面分别位于该导光板的相对两侧，该侧壁面连接于该第一面及该第二面之间；

一指压板，相邻于该导光板的该第一面；

一取像件，相邻于该导光板的该第二面；以及

至少一光源，相邻于该导光板的该侧壁面，该光源朝向该侧壁面发出一光线进入该导光板内，该光线被该导光板引导至该第一面而射出，以形成该指压板的一背光源，并由该取像件撷取该指压板上的该手指的该指纹影像。

2.如权利要求1所述的指纹辨识装置，其中该导光板的该第二面还具有一反射结构，该反射结构在该导光板的排列位置与该取像件朝向该导光板的影像撷取位置相互错位配置。

3.如权利要求2所述的指纹辨识装置，其中远离该光源的区域的该反射结构的分布密度大于邻近该光源的区域的该反射结构的分布密度。

4.如权利要求1所述的指纹辨识装置，其中该导光板的该第二面还具有一散射结构，该散射结构在该导光板的排列位置与该取像件朝向该导光板的影像撷取位置相互错位配置。

5.如权利要求4所述的指纹辨识装置，其中远离该光源的区域的该散射结构的分布密度大于邻近该光源的区域的该散射结构的分布密度。

6.如权利要求1所述的指纹辨识装置，其中该指纹辨识装置还包含一微结构，该微结构设置并结合于该指压板下方。

7.如权利要求1所述的指纹辨识装置，其中该指纹辨识装置还包含一反射片，该反射片配置在该导光板一侧且对应于该第二面，该反射片具有一第一通孔，该取像件位于该第一通孔内。

8.如权利要求7所述的指纹辨识装置，其中该导光板具有一对应该第一通孔的第二通孔，该取像件同时位于该第一通孔及该第二通孔内。

9.如权利要求7所述的指纹辨识装置，其中该反射片与该导光板的该第二面相接触。

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