本發(fā)明涉及一種感測裝置，尤其涉及一種指紋感測模塊。

背景技術(shù)：

在以往的身份辨識技術(shù)中，指紋辨識的方法例如是利用將手指按壓墨水后轉(zhuǎn)印到紙張上形成指紋圖形，接著再利用光學(xué)掃描輸入電腦作建檔或比對。上述的指紋辨識方法具有無法即時(shí)處理的缺點(diǎn)，也無法符合現(xiàn)今社會(huì)中對于即時(shí)身份認(rèn)證的需求。因此，電子指紋感應(yīng)裝置成為了目前科技發(fā)展的主流之一。

現(xiàn)有的電子指紋感測裝置例如是藉由光源發(fā)出光束來照射手指表面，進(jìn)而再藉由光學(xué)感測元件來感測自手指表面反射的光束。由于手指表面上的一點(diǎn)會(huì)將光束反射至感測元件的多個(gè)位置，因此感測元件上的一個(gè)位置會(huì)同時(shí)接收到多個(gè)手指表面的位置的影像，進(jìn)而使感測元件感測到模糊的影像，同時(shí)也讓感測元件容易誤判。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種指紋感測模塊，其可以更加準(zhǔn)確的量測待測者的指紋影像。

本發(fā)明的實(shí)施例的指紋感測模塊適于感測一待測者的手指的指紋。上述的指紋感測模塊包括感測元件、光學(xué)蓋板以及配置于光學(xué)蓋板及感測元件之間的光學(xué)準(zhǔn)直層。感測元件包括感測面，且光學(xué)準(zhǔn)直層覆蓋感測面。光學(xué)準(zhǔn)直層包括多個(gè)遮光區(qū)以及多個(gè)透光區(qū)，每個(gè)透光區(qū)由部分這些遮光區(qū)包圍。光學(xué)蓋板配置于光學(xué)準(zhǔn)直層上，且光學(xué)蓋板適于接觸待測者的手指，且光學(xué)蓋板適于自待測者的手指傳遞感測光束至光學(xué)準(zhǔn)直層，這些遮光區(qū)適于遮蔽部分感測光束，另一部分感測光束適于經(jīng)由這些透光區(qū)傳遞至感測面。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的感測元件還包括多個(gè)感測單元，這些感測單元排列于感測面，每個(gè)透光區(qū)對應(yīng)于這些感測單元的其中之一。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的光學(xué)蓋板的材質(zhì)的折射率與這些透光區(qū)的材質(zhì)的折射率相同。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的這些遮光區(qū)及這些透光區(qū)沿著第一方向及第二方向在感測面上交替排列，第一方向垂直于第二方向，且第一方向與第二方向均垂直于感測面的法向量。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的這些透光區(qū)在第一方向上的寬度小于等于該些感測單元在該第一方向上的寬度，該些透光區(qū)在該第二方向上的寬度小于等于該些感測單元在該第二方向上的寬度。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的光學(xué)蓋板還包括連接面以及接觸面。接觸面適于接觸待測者的手指，連接面連接光學(xué)準(zhǔn)直層，感測面連接光學(xué)準(zhǔn)直層，且接觸面、連接面及感測面互相平行。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的光學(xué)準(zhǔn)直層及光學(xué)蓋板符合其中h₁和h₂各自為光學(xué)蓋板以及光學(xué)準(zhǔn)直層在平行于感測面的法向量的方向上的高度。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的指紋感測模塊還包括至少一發(fā)光單元，發(fā)光單元適于往待測者的手指的表面發(fā)出感測光束。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的光學(xué)準(zhǔn)直層還包括多個(gè)沿著感測面的法線方向堆疊的光學(xué)準(zhǔn)直片，每個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直片包括多個(gè)透光部以及多個(gè)遮光部。每個(gè)透光部位于這些透光區(qū)的其中之一，每個(gè)遮光部位于這些遮光區(qū)的其中之一。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的指紋感測模塊還包括多個(gè)遮光片，該些遮光片配置于該些光學(xué)準(zhǔn)值片遠(yuǎn)離該光學(xué)蓋板的一側(cè)的該些遮光部上。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的光學(xué)準(zhǔn)直層的這些遮光區(qū)適于吸收感測光束。

基于上述，本發(fā)明的實(shí)施例的指紋感測模塊因?yàn)榫哂泄鈱W(xué)準(zhǔn)直層配置于光學(xué)蓋板和感測元件之間，因此當(dāng)待測者的手指放置于光學(xué)蓋板上時(shí)，感測元件可以更準(zhǔn)確的感測待測者的指紋影像。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種指紋感測模塊的示意圖以及局部放大示意圖；

圖2依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種指紋感測模塊的俯視示意圖；

圖3是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種指紋感測模塊的局部放大示意圖；

圖4是依照本發(fā)明的其他實(shí)施例的一種指紋感測模塊的局部放大示意圖。

附圖標(biāo)記：

h1、h2：高度；

L₁、L₂、L₃：光束；

R_es：節(jié)距；

W、W1、W2：寬度；

d1：第一方向；

d2：第二方向；

50：待測者；

60：指紋；

62：波峰；

100指紋感測模塊；

100A、100B：指紋感測模塊；

110：感測元件；

111：感測面；

112：感測單元；

120：光學(xué)準(zhǔn)直層；

120A、120B：光學(xué)準(zhǔn)直層；

122：遮光區(qū)；

124：透光區(qū)；

126A、126B：光學(xué)準(zhǔn)直片；

127A：遮光部；

127B：遮光層；

128A：透光部；

128B：透光片；

130：光學(xué)蓋板；

131：連接面；

133：接觸面；

140：發(fā)光單元。

具體實(shí)施方式

圖1依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種指紋感測模塊的示意圖以及局部放大示意圖。請參照圖1，指紋感測模塊100適于感測待測者50的手指的指紋60，且指紋感測模塊100包括感測元件110、光學(xué)蓋板130以及配置于光學(xué)蓋板130及感測元件110之間的光學(xué)準(zhǔn)直層120。感測元件110包括感測面111，且光學(xué)準(zhǔn)直層120覆蓋感測面111。換句話說，在本實(shí)施例的指紋感測模塊100中，光束適于自光學(xué)蓋板130往感測元件110傳遞，且上述光束需經(jīng)過光學(xué)準(zhǔn)直層120方能傳遞至感測元件110。

本實(shí)施例的光學(xué)準(zhǔn)直層120包括多個(gè)遮光區(qū)122以及多個(gè)透光區(qū)124，且每個(gè)透光區(qū)124由部分這些遮光區(qū)122包圍，即每個(gè)透光區(qū)124的四周都有多個(gè)遮光區(qū)122相鄰。

本實(shí)施例的光學(xué)蓋板130配置于光學(xué)準(zhǔn)直層120上，且光學(xué)蓋板130適于接觸待測者50的手指，進(jìn)而讓待測者50的指紋60可以按壓于光學(xué)蓋板130上。

本實(shí)施例的光學(xué)蓋板130適于自待測者50的手指傳遞感測光束L₁、感測光束L₂及感測光束L₃至光學(xué)準(zhǔn)直層120，且光學(xué)準(zhǔn)直層120的這些遮光區(qū)122適于遮蔽部分感測光束(此處以感測光束L₂為例)，另一部分感測光束(此處以感測光束L₁及感測光束L₃為例)適于經(jīng)由這些透光區(qū)124傳遞至感測面111。

在本實(shí)施例的指紋感測模塊100中，由于光學(xué)準(zhǔn)直層120的每個(gè)透光區(qū)124都有被遮光區(qū)122包圍，因此包圍透光區(qū)124的遮光區(qū)122可以控制其所包圍的透光區(qū)124下的部分感測面111所接收的感測光束，并避免來自指紋60的其他地方的散射光束傳遞至上述的透光區(qū)124下的部分感測面111。換句話說，若感測光束以過大的入射角進(jìn)入本實(shí)施例的光學(xué)準(zhǔn)直層120，則光學(xué)準(zhǔn)直層120的遮光區(qū)122會(huì)遮擋上述入射角過大的感測光束，進(jìn)而使感測元件110可以更精確的接收來自指紋60的不同位置的影像，并提升指紋感測模塊100的感測精度。進(jìn)一步來說，待測者50的指紋60具有多個(gè)波峰62，本實(shí)施例的指紋感測模塊100可以讓每個(gè)透光區(qū)124下的感測面111接收到來自兩個(gè)以下的指紋60的波峰62的感測光束L₁、感測光束L₃，進(jìn)而讓感測元件110可以感測到一個(gè)可以輕易辨析的指紋影像或指紋信息。

具體來說，請參照圖1中的局部放大示意圖，本實(shí)施例的感測元件110包括多個(gè)感測單元112，這些感測單元112排列于感測面111，每個(gè)透光區(qū)124對應(yīng)于這些感測單元112的其中之一。換句話說，本實(shí)施例的透光區(qū)124覆蓋于這些感測單元112上，進(jìn)而讓感測單元112可以經(jīng)透光區(qū)124接收感測光束。另一方面，遮光區(qū)122可以避免感測單元112接收到來自較遠(yuǎn)區(qū)域的指紋60的感測光束，進(jìn)而確保感測單元112可以接受到來自其正上方的鄰近區(qū)域的指紋的感測光束，進(jìn)而使指紋感測模塊100可以精確的感測待測者50的指紋60的影像信號。

請參照圖1，詳細(xì)來說，本實(shí)施例的指紋感測模塊100還包括發(fā)光單元140，發(fā)光單元140適于往待測者50的手指的表面(即指紋60)發(fā)出感測光束。本實(shí)施例的發(fā)光單元140例如適于往待測者50的指紋60發(fā)出波長位于可見光波段或不可見光波段的感測光束，而感測元件110適于接收波長與感測光束的波長相同或相近的光束。

進(jìn)一步來說，本實(shí)施例的光學(xué)準(zhǔn)直層120的遮光區(qū)122適于吸收感測光束，即遮光區(qū)122適于吸收波長與感測光束波長相同或相近的光束，進(jìn)而讓指紋感測模塊100可以提供準(zhǔn)確的指紋感測。

具體來說，上述實(shí)施例中的感測元件110例如是感光耦合元件(Charged-Coupled Device,CCD)或互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)等圖像感測器，而感光單元112例如是上述圖像感測器的感測像素，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，這些感光單元112還可以緊密排列于光學(xué)準(zhǔn)直層120所覆蓋的感測面111，即本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)準(zhǔn)直層120可以與各種圖像感測器搭配，并提供良好的指紋感測效果。

圖2依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種指紋感測模塊的俯視示意圖，其中為了清楚說明本實(shí)施例的各元件位置及相對關(guān)系，省略顯示了指紋感測模塊的光學(xué)蓋板。請參照圖2，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，光學(xué)準(zhǔn)直層120的這些遮光區(qū)122及這些透光區(qū)124沿著第一方向d1、及第二方向d2在感測面111上交替排列，第一方向d1垂直于第二方向d2，且第一方向d1與第二方向d2均垂直于感測面111的法向量。換句話說，本實(shí)施例的每個(gè)透光區(qū)124在第一方向d1上均位于兩個(gè)遮光區(qū)122之間，且每個(gè)透光區(qū)124在第二方向d2上均位于兩個(gè)遮光區(qū)122之間，因此這些遮光區(qū)122和這些透光區(qū)124以棋盤式的排列方式排列。由于本實(shí)施例的光學(xué)準(zhǔn)直層120的每個(gè)透光區(qū)124都被四個(gè)遮光區(qū)122包圍，因此可以讓感測光束更準(zhǔn)確地自指紋60傳遞至感測面111，進(jìn)而提供良好的指紋感測效果。

請參照圖2，本實(shí)施例的發(fā)光單元140例如配置于光學(xué)準(zhǔn)直層120、光學(xué)蓋板130和感光元件110的兩側(cè)，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，發(fā)光單元140還可以配置于光學(xué)準(zhǔn)直層120、光學(xué)蓋板130和感光元件110的角落、四周、或上述的組合。

另一方面，本實(shí)施例的光學(xué)蓋板130的材質(zhì)的折射率與光學(xué)準(zhǔn)直層120的這些透光區(qū)124的材質(zhì)的折射率相同，因此這些透光區(qū)124可以在光學(xué)準(zhǔn)直層120和感測元件110之間提供良好地光學(xué)傳遞效果。

請參照圖2，本實(shí)施例的這些透光區(qū)124在第一方向d1上的寬度W1小于等于感測單元112在第一方向d1上的寬度，且這些透光區(qū)124在第二方向d2上的寬度W2小于等于感測單元112在第二方向d2上的寬度。請?jiān)僖徊⒄請D1，因此，本實(shí)施例的指紋感測模塊100的光學(xué)準(zhǔn)直層120可以良好地與待測者50的指紋60寬度批配。進(jìn)一步來說，本實(shí)施例的相鄰二遮光區(qū)122之間的節(jié)距實(shí)質(zhì)上相同于感測元件110的感測單元112欲解析的距離R_es(即所欲感測的指紋中相鄰二波峰之間的寬度)，且本實(shí)施例的指紋感測模塊100符合其中h₁為光學(xué)蓋板130在平行于感測面111的法向量的方向上的高度，h₂為光學(xué)準(zhǔn)直層120在平行于感測面111的法向量的方向上的高度，W為每個(gè)透光區(qū)124在垂直于感測面111的法向量的方向上的最小寬度。因此，本實(shí)施例的光學(xué)準(zhǔn)直層120的遮光區(qū)122可以提供良好地遮光效果，避免大角度的散射光形成無用信息，進(jìn)而提升指紋感測模塊100的感測精度。

另一方面，本實(shí)施例的光學(xué)準(zhǔn)直層120符合：其中h₁和h₂各自為光學(xué)蓋板110以及光學(xué)準(zhǔn)直層120在平行于感測面111的法向量的方向上的高度。因此，本實(shí)施例的指紋感測模塊100的光學(xué)準(zhǔn)直層120中的透光區(qū)124的大小可以良好地與所欲檢測的指紋60寬度批配，進(jìn)而提供良好的指紋檢測效果。

請參照圖1，在本實(shí)施例中，光學(xué)蓋板130還包括連接面131以及接觸面133。接觸面133適于接觸待測者50的手指，連接面131連接光學(xué)準(zhǔn)直層120，光學(xué)準(zhǔn)直層120與感測元件110的感測面111連接，且接觸面133、連接面131及感測面111互相平行。因此，光學(xué)準(zhǔn)直層120的這些遮光區(qū)122和透光區(qū)124沿著垂直于感測面111的法向量的方向交替排列于感測面111及連接面131之間，因此可以讓感測面111上所感測到的感測光束準(zhǔn)確對應(yīng)到接觸面133上的指紋60。

本發(fā)明的實(shí)施例的遮光區(qū)并不限于上述實(shí)施例中的光學(xué)準(zhǔn)直層120的遮光區(qū)122的配置方式。圖3是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種指紋感測模塊的局部放大示意圖。請參照圖3，本發(fā)明的第二實(shí)施例的指紋感測模塊100A大致類似于上述第一實(shí)施例的指紋感測模塊100，不同之處在于光學(xué)準(zhǔn)直層120A還包括多個(gè)沿著感測面111的法線方向堆疊的光學(xué)準(zhǔn)直片126A，每個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直片126A包括多個(gè)透光部128A以及多個(gè)遮光部127A。每個(gè)透光部128A位于這些透光區(qū)的其中之一，每個(gè)遮光部127A位于這些遮光區(qū)的其中之一。換句話說，本實(shí)施例的光學(xué)準(zhǔn)直片120A的遮光區(qū)是由這些光學(xué)準(zhǔn)直片126A的遮光部127A堆疊而成，而透光區(qū)是由這些光學(xué)準(zhǔn)直片126A的透光部128A堆疊而成。

因此，本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)準(zhǔn)直層120A不但可以提升指紋感測模塊100A感測指紋的精確度，光學(xué)準(zhǔn)直層120A還可以藉由堆疊多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直片126A來形成在感測元件110的感測面111上，進(jìn)而降低指紋感測模塊100A的制作難度。

圖4是依照本發(fā)明的其他實(shí)施例的一種指紋感測模塊的局部放大示意圖。本發(fā)明的實(shí)施例中可以形成指紋感測模塊的光學(xué)準(zhǔn)直層的這些光學(xué)準(zhǔn)直片并不限于上述指紋感測模塊100A的光學(xué)準(zhǔn)直片126A。請參照圖4，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，更可以在多個(gè)透光片128B上印刷遮光層127B，進(jìn)而形成多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直片126B，進(jìn)而堆疊成具有多個(gè)透光區(qū)及遮光區(qū)的光學(xué)準(zhǔn)直層120B在感測元件110的感測面111上來形成指紋感測模塊100B。因此，本實(shí)施例的光學(xué)準(zhǔn)直層120B不但可以提升指紋感測模塊100B的感測精度，還可以藉由堆疊多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直片126B來形成在感測元件110的感測面111上，進(jìn)而降低指紋感測模塊100B的制作難度。

本發(fā)明的實(shí)施例的指紋辨識模塊中的多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直片上并不限于上述的印刷遮光層127B，還可以是由多個(gè)遮光片配置于光學(xué)準(zhǔn)直片遠(yuǎn)離光學(xué)蓋板的一側(cè)的遮光部上而成，本發(fā)明并不限于此。

綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例的指紋感測模塊因?yàn)榫哂泄鈱W(xué)準(zhǔn)直層配置于光學(xué)蓋板和感測元件之間，且光學(xué)準(zhǔn)直層具有多個(gè)透光區(qū)以及包圍透光區(qū)的遮光區(qū)，因此當(dāng)待測者的手指放置于光學(xué)蓋板上時(shí)，來自待測者的手指表面的感測光束會(huì)部分被遮光區(qū)遮蔽，進(jìn)而使感測元件可以更準(zhǔn)確的感測待測者的手指表面上不同位置的指紋影像。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更改與潤飾，均在本發(fā)明范圍內(nèi)。