指紋取像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種指紋取像系統(tǒng)，其包含一指壓件，具有相對(duì)的一頂面及一底面。垂直該頂面定義一第一法線，并于指壓件的相對(duì)二側(cè)分別具有一入光面及一出光面。入光面對(duì)應(yīng)一面光源模塊，出光面對(duì)應(yīng)一取像模塊。面光源模塊具有一光發(fā)射面，光發(fā)射面平行第一法線。垂直光發(fā)射面定義一第二法線，第二法線與該入光面構(gòu)成一第一夾角，第一夾角為30度至45度。
【專利說明】指紋取像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種取像系統(tǒng)，特別涉及一種用于擷取指紋影像的指紋取像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言，指紋辨識(shí)裝置讀取指紋的通常作法是以固定手指的方法來讀取指紋，例如以一壓板供手指接觸，再利用多個(gè)發(fā)光元件提供一鏡頭擷取接觸壓板的手指的指紋影像時(shí)所需的光線，由于此種指紋辨識(shí)裝置為了要滿足全反射的原理，其鏡頭、手指與光源之間必須要有特定角度存在，方能擷取出明顯、清晰的指紋，使得現(xiàn)有光學(xué)式指紋辨識(shí)裝置普遍存在有尺寸較大及無法薄型化的問題，而且擷取出的指紋影像邊緣存在有暗區(qū)的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種指紋取像系統(tǒng)，藉以解決現(xiàn)有技術(shù)容易得到的指紋影像模糊且邊緣具有明顯暗區(qū)的問題。
[0004]本發(fā)明所揭露的指紋取像系統(tǒng)，其包含一指壓件，具有相對(duì)的一頂面及一底面。垂直頂面定義一第一法線，并于指壓件的相對(duì)二側(cè)分別具有一入光面及一出光面。入光面對(duì)應(yīng)一面光源模塊，出光面對(duì)應(yīng)一取像模塊。其特征在于面光源模塊具有一光發(fā)射面，光發(fā)射面平行第一法線。垂直光發(fā)射面定義一第二法線，第二法線與入光面構(gòu)成一第一夾角，第一夾角為30度至45度。
[0005]本發(fā)明所揭露的指紋取像系統(tǒng)，其包含一指壓件，具有相對(duì)的一頂面及一底面，頂面與底面之間構(gòu)成一高度。垂直頂面定義一第一法線。指壓件的相對(duì)二側(cè)分別具有一入光面及一出光面，入光面對(duì)應(yīng)一面光源模塊，出光面對(duì)應(yīng)一取像模塊。其特征在于面光源模塊具有一光發(fā)射面，沿著光發(fā)射面定義一長(zhǎng)度，光發(fā)射面的長(zhǎng)度等于指壓件的高度。垂直光發(fā)射面定義一第二法線，第二法線與入光面構(gòu)成一第一夾角，第一夾角為30度至45度。
[0006]根據(jù)上述本發(fā)明所揭露的指紋取像系統(tǒng)，是利用發(fā)射面的長(zhǎng)度等于指壓件的高度，且第二法線與入光面之間的第一夾角為30度至45度，以令光線將可均勻地折射至頂面的各處而使頂面夠均勻地受光。如此，取像模塊所擷取的指紋影像將可具有均勻的亮度而不會(huì)有明暗不均的問題，藉此提升指紋取像系統(tǒng)的取像品質(zhì)。
[0007]以下結(jié)合附圖和具體發(fā)明對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1及圖2所示為本發(fā)明的指紋取像系統(tǒng)的示意圖；
[0009]圖3所示為面光源的光線于指壓件的折射路徑圖；
[0010]圖4所示為本發(fā)明的指紋取像系統(tǒng)所擷取的指紋影像圖。
[0011]其中，附圖標(biāo)記
[0012]10 指紋取像系統(tǒng)
[0013]11 指壓件[0014]111頂面
[0015]112底面
[0016]113入光面
[0017]114出光面
[0018]12面光源模塊
[0019]121點(diǎn)光源
[0020]122擴(kuò)散板
[0021]1221光發(fā)射面
[0022]13取像模塊
[0023]20手指
[0024]21指紋
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0026]請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1 所示為本發(fā)明的指紋取像系統(tǒng)的示意圖。
[0027]本發(fā)明的指紋取像系統(tǒng)10包含一指壓件11、一面光源模塊12及一取像模塊13。
[0028]指壓件11為一透光板體，其材質(zhì)可為玻璃(型號(hào)規(guī)格:BK7)或亞克力(Polymethylmethacrylate, PMMA),指壓件 11 的折射系數(shù) nl 的范圍為 1.49 至 1.52。
[0029]指壓件11的橫斷截面為一梯形形狀，由一頂面111、一底面112、一入光面113及一出光面114所構(gòu)成。指壓件11的頂面111用以供一手指接觸，且頂面111的寬度大于底面112的寬度。而入光面113與出光面114分別銜接在頂面111與底面112之間且位于指壓件11的相對(duì)二側(cè)。
[0030]面光源模塊12包含多個(gè)點(diǎn)光源121以及一擴(kuò)散板122。
[0031]擴(kuò)散板122具有一光發(fā)射面1221，光發(fā)射面1221是對(duì)應(yīng)于入光面113。需注意的是，垂直于指壓件11的頂面111可定義出一第一法線D1，并使光發(fā)射面1221與第一法線Dl相互平行。另外，垂直于光發(fā)射面1221可定義出一第二法線D2，并使第二法線D2與入光面113之間構(gòu)成一第一夾角Θ1。此第一夾角Θ I為30度至45度。較佳的，第一夾角Θ I為45度。
[0032]為了達(dá)成上述第二法線D2與入光面113之間的第一夾角Θ I的最佳設(shè)計(jì)，其入光面113與頂面111之間構(gòu)成有一第二夾角Θ 2，使得第二夾角Θ2為30度至45度。同樣的，出光面114與頂面111之間也構(gòu)成有一第三夾角Θ 3，亦使第三夾角Θ 3為30度至45度。
[0033]所以，當(dāng)這些點(diǎn)光源121朝向擴(kuò)散板122發(fā)光時(shí)，可藉由擴(kuò)散板122將這些點(diǎn)光源121所發(fā)出的光線均勻化，并由光發(fā)射面1221發(fā)出一均勻的面光源，使得面光源的光線以平行于第二法線D2的方向全部射入到入光面113，使得面光源的光線進(jìn)入到指壓件11后可折射到頂面111各處包括邊緣，使得頂面111的整面區(qū)域具有最完整的受光狀態(tài)。
[0034]取像模塊13對(duì)應(yīng)于出光面114，取像模塊13用以擷取自頂面111所反射光線的指紋影像。
[0035]請(qǐng)參照?qǐng)D2，更進(jìn)一步的定義頂面111具有一寬度W，頂面111和底面112之間具有高度H。沿著光發(fā)射面1221定義一長(zhǎng)度L，且光發(fā)射面1221的長(zhǎng)度L等于指壓板11的高度H。
[0036]并請(qǐng)搭配參照?qǐng)D3，為了簡(jiǎn)化描述，本發(fā)明是以光發(fā)射面1221的上端、中央及下端代表所發(fā)出面光源其中的三條光線L1、L2及L3為例。當(dāng)光線L1、L2及L3以平行于第二法線D2(如圖2所示)的方向進(jìn)入到入光面113時(shí)，光線L1、L2及L3亦分別與入光面113構(gòu)成第一夾角Θ1。舉例來說，第一夾角Θ I為45度時(shí)，可推算出光線L1、L2及L3的入射角Θ in為45度，若指壓件11折射系數(shù)nl為1.5168，而空氣折射系數(shù)n2為1，根據(jù)折射公式:sin Θ in=l.5168sin Θ out，可推算出Θ out為27.78度，使得光線L1、L2及L3分別以
27.78度的入射角度射向頂面111。
[0037]如此，由圖3的光線L1、L2及L3的折射路徑可知，光線LI與光線L3可分別折射至頂面111的最左端緣及最右端緣。換句話說，由光發(fā)射面1221所發(fā)出的面光源的光線可分別被均勻地折射至頂面111的各處，使頂面111能夠整面且均勻地受光。頂面111均勻地受光后可使手指20的指紋21顯像，以令取像模塊13能夠清楚地?cái)X取自頂面111所反射的指紋21的影像。
[0038]再者，若光線L1、L2及L3以平行于第二法線D2射入到入光面113，并使光線L1、L2及L3與入光面113所構(gòu)成的第一夾角Θ I為30度時(shí)，可推算出光線L1、L2及L3的入射角Θ in為60度，若指壓件11折射系數(shù)nl為1.5168，而空氣折射系數(shù)n2為1，根據(jù)折射公式:sin Θ in=l.5168sin Θ out,可推算出Θ out為34.81度,使得光線L1、L2及L3分別以34.81度的入射角度射向頂面111。
[0039]所以，為符合取像模塊13的取像品質(zhì)，面光源模塊12所發(fā)出的面光源的光線L1、L2及L3的最佳折射角度Θ out為34.81度到27.78度。另外，光發(fā)射面1221的長(zhǎng)度L等于指壓板11的高度H，為了得到最大取像寬度(亦即頂面111的寬度W)以及最佳取像角度，其寬度W與高度H的最佳比值為5:2。
[0040]舉例來說,指壓板11的厚度為8mm時(shí),可得到最大取像寬度為20mm,又同時(shí)面光源的光線L1、L2及L3最佳折射角度Θ out為34.81度到27.78度，使得使頂面111的整面區(qū)域皆能夠均勻地受光。如此，請(qǐng)參閱如圖4所示，取像模塊13可得到均勻、清晰的指紋影像，且指紋影像的邊緣不會(huì)有明顯的暗區(qū)存在，相較于現(xiàn)有指紋取像系統(tǒng)所擷取的指紋影像的相對(duì)兩端亮度明顯低于中央?yún)^(qū)亮度，本發(fā)明的指紋取像系統(tǒng)10確實(shí)能夠解決現(xiàn)有指紋影像模糊且邊緣容易產(chǎn)生暗區(qū)的問題。
[0041]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種發(fā)明，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種指紋取像系統(tǒng)，其包含一指壓件，具有相對(duì)的一頂面及一底面，垂直該頂面定義一第一法線，并于該指壓件的相對(duì)二側(cè)分別具有一入光面及一出光面，該入光面對(duì)應(yīng)一面光源模塊，該出光面對(duì)應(yīng)一取像模塊，其特征在于， 該面光源模塊具有一光發(fā)射面，該光發(fā)射面平行該第一法線，且垂直該光發(fā)射面定義一第二法線，該第二法線與該入光面構(gòu)成一第一夾角，該第一夾角為30度至45度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋取像系統(tǒng)，其特征在于，該入光面與該頂面構(gòu)成一第二夾角，該第二夾角為30度至45度，該出光面與該頂面構(gòu)成一第三夾角，該第三夾角為30度至45度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋取像系統(tǒng)，其特征在于，該面光源模塊更包含: 一擴(kuò)散板，具有該光發(fā)射面；以及 多個(gè)點(diǎn)光源，對(duì)應(yīng)該擴(kuò)散板，該些點(diǎn)光源所發(fā)出的光線經(jīng)由該擴(kuò)散板構(gòu)成一面光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的指紋取像系統(tǒng)，其特征在于，該指壓件的材質(zhì)為玻璃或亞克力，該指壓件的折射系數(shù)的范圍為1.49至1.52。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的指紋取像系統(tǒng)，其特征在于，該面光源的光線進(jìn)入到該入光面的折射角度Θ out為34.81度到27.78度。
6.一種指紋取像系統(tǒng)，其包含一指壓件，具有相對(duì)的一頂面及一底面，該頂面與該底面之間具有一高度，并于該指壓件的相對(duì)二側(cè)分別具有一入光面及一出光面，該入光面對(duì)應(yīng)一面光源模塊，該出光面對(duì)應(yīng)一取像模塊，其特征在于， 該面光源模塊具有一光發(fā)射面，沿著該光發(fā)射面定義一長(zhǎng)度，該光發(fā)射面的該長(zhǎng)度等于該指壓件的該高度，且垂直該光發(fā)射面定義一第二法線，該第二法線與該入光面構(gòu)成一第一夾角，該第一夾角為30度至45度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的指紋取像系統(tǒng)，其特征在于，該入光面與該頂面構(gòu)成一第二夾角，該第二夾角為30度至45度，該出光面與該頂面構(gòu)成一第三夾角，該第三夾角為30度至45度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的指紋取像系統(tǒng)，其特征在于，垂直該頂面定義一第一法線，該面光源模塊更包含: 一擴(kuò)散板，具有該光發(fā)射面，該光發(fā)射面平行該第一法線；以及 多個(gè)點(diǎn)光源，對(duì)應(yīng)該擴(kuò)散板，該些點(diǎn)光源所發(fā)出的光線經(jīng)由該擴(kuò)散板構(gòu)成一面光源。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的指紋取像系統(tǒng)，其特征在于，該指壓件的材質(zhì)為玻璃或亞克力，該指壓件的折射系數(shù)的范圍為1.49至1.52。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的指紋取像系統(tǒng)，其特征在于，該頂面具有一寬度，該寬度與該高度的比值為5:2，該面光源的光線進(jìn)入到該入光面的折射角度Θ out為34.81度到27.78 度。
【文檔編號(hào)】G06K9/20GK103810483SQ201310364480
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】吳建興 申請(qǐng)人:金佶科技股份有限公司