光學(xué)式指紋識(shí)別裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，包括：一感光平面；一第一光學(xué)檢測模塊，包括一第一鏡頭及一第一光學(xué)感測器；以及一第二光學(xué)檢測模塊，包括一第二鏡頭及一第二光學(xué)感測器，其中該第一光學(xué)檢測模塊及該第二光學(xué)檢測模塊并列于該光學(xué)式指紋識(shí)別裝置中，且分別用以取得在該感光平面的一感光區(qū)域上的一使用者手指的一第一指紋圖像及一第二指紋圖像以進(jìn)行指紋驗(yàn)證。
【專利說明】
光學(xué)式指紋識(shí)別裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，指紋識(shí)別技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)裝置上，例如是智能手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、或筆記型計(jì)算機(jī)。指紋識(shí)別裝置主要利用電容式感測器或光學(xué)式感測器以取得使用者的指紋圖像。圖1顯示傳統(tǒng)的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置。傳統(tǒng)的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置100主要包括一感光平面110、一光學(xué)感測器120。光學(xué)感測器120用以取得在感光平面110上的一感光區(qū)域的使用者手指的指紋圖像。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置100僅具有單一光學(xué)感測器120，其具有固定的一視角(Field of view, F0V)。因此，在感光平面110上的感光區(qū)域及光學(xué)感測器120之間的距離需要設(shè)計(jì)在一適當(dāng)距離。然而，現(xiàn)今的移動(dòng)裝置均愈來愈要求輕薄的特點(diǎn)，若使用傳統(tǒng)的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置100，則無法再進(jìn)一步拉近在感光平面110上的感光區(qū)域及光學(xué)感測器120之間的距離。若任意地將在感光平面110上的感光區(qū)域111及光學(xué)感測器120之間的距離拉近，即壓縮整個(gè)光學(xué)式指紋識(shí)別裝置100的模塊高度，此時(shí)，檢測視角加大會(huì)導(dǎo)致圖像失真，則光學(xué)感測器120將無法準(zhǔn)確地取得指紋圖像，使得指紋特征判斷不易。
[0003]因此，需要一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置可解決上述傳統(tǒng)的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，包括:一感光平面；一第一光學(xué)檢測模塊，包括一第一鏡頭及一第一光學(xué)感測器；以及一第二光學(xué)檢測模塊，包括一第二鏡頭及一第二光學(xué)感測器，其中該第一光學(xué)檢測模塊及該第二光學(xué)檢測模塊并列于該光學(xué)式指紋識(shí)別裝置中，且分別用以取得在該感光平面的一感光區(qū)域上的一使用者手指的一第一指紋圖像及一第二指紋圖像以進(jìn)行指紋驗(yàn)證。
[0005]本發(fā)明還提供一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，包括:一感光平面；一光學(xué)檢測模塊，包括一第一鏡頭及相應(yīng)的一第一光學(xué)感測器、以及一第二鏡頭及相應(yīng)的一第二光學(xué)感測器，其中該第一光學(xué)感測器及該第二光學(xué)感測器分別通過該第一鏡頭及該第二鏡頭取得在該感光平面的一感光區(qū)域上的一使用者手指的一第一指紋圖像及一第二指紋圖像以進(jìn)行指紋驗(yàn)證。
[0006]本發(fā)明還提供一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，包括:一感光平面；一光學(xué)檢測模塊，包括一第一鏡頭、一第二鏡頭、及一光學(xué)感測器，其中該光學(xué)感測器分別通過該第一鏡頭及該第二鏡頭取得在該感光平面的一感光區(qū)域上的一使用者手指的一第一指紋圖像及一第二指紋圖像以進(jìn)行指紋驗(yàn)證。
[0007]本發(fā)明還提供一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，包括:一感光平面；一光學(xué)檢測模塊，包括多個(gè)鏡頭、及一光學(xué)感測器，其中該光學(xué)感測器分別通過各鏡頭取得在該感光平面的一感光區(qū)域上的一使用者手指的一指紋圖像以進(jìn)行指紋驗(yàn)證，其中通過各鏡頭在該光學(xué)感測器所取得的該指紋圖像為一圖像視窗的一部分，且各指紋圖像之間互不重迭。
【附圖說明】
[0008]圖1顯示傳統(tǒng)的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置。
[0009]圖2顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置的框圖。
[0010]圖3顯示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置的框圖。
[0011]圖4顯示依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置的框圖。
[0012]圖5顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中利用不同鏡頭取得不同視角的圖像的示意圖。
[0013]圖6顯示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中利用不同鏡頭取得不同視角的圖像的示意圖。
[0014]附圖符號(hào)說明
[0015]100?傳統(tǒng)光學(xué)式識(shí)別裝置；
[0016]110?感光平面；
[0017]111?感光區(qū)域；
[0018]120?光學(xué)檢測器；
[0019]200、300、400?光學(xué)式識(shí)別裝置；
[0020]210?感光平面；
[0021]220、222、224、227 ?光學(xué)檢測模塊；
[0022]220A、222A、224A、226A、227A — 227D ?鏡頭；
[0023]220B、222B、224B、226B、228 ?光學(xué)檢測器；
[0024]230?運(yùn)算單元；
[0025]240?儲(chǔ)存單元。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
[0027]圖2顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置的框圖。光學(xué)式指紋識(shí)別裝置200包括一感光平面210、光學(xué)檢測模塊220及222、一運(yùn)算單元230、以及一儲(chǔ)存單元240。光學(xué)檢測模塊220及222均包括一鏡頭及一光學(xué)感測器，例如圖2所示的鏡頭220A及222k以及其相應(yīng)的光學(xué)感測器220B及222B，其用以檢測接觸于感光平面210的一感光區(qū)域上的使用者手指的指紋圖像。舉例來說，上述感光區(qū)域可以在顯示屏幕的表面或是一特定區(qū)域。運(yùn)算單元230分析來自光學(xué)感測器220B及222B所檢測的指紋圖像，并進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理。儲(chǔ)存單元240包括一使用者指紋數(shù)據(jù)庫，其記錄了使用者指紋圖像或是相應(yīng)的使用者指紋信息(例如是指紋圖像的特征點(diǎn))。
[0028]舉例來說，因?yàn)檫\(yùn)算單元230需要分析來自不同光學(xué)檢測模塊的不同指紋圖像，例如是來自光學(xué)檢測模塊220的第一指紋圖像及來自光學(xué)檢測模塊222的第二指紋圖像，運(yùn)算單元230先將第一指紋圖像及第二指紋圖像進(jìn)行圖像合成(image synthesis)以取得一合并指紋圖像，并對(duì)該合并指紋圖像進(jìn)行圖像處理，例如二值化、平滑化及細(xì)化等處理。接著，運(yùn)算單元230還計(jì)算合并指紋圖像中的特征點(diǎn)，例如是交叉點(diǎn)、分岔點(diǎn)、脊點(diǎn)等等。最后，運(yùn)算單元230將所計(jì)算出的特征點(diǎn)與預(yù)先儲(chǔ)存于儲(chǔ)存單元240中的使用者指紋信息進(jìn)行比對(duì)。當(dāng)使用者指紋圖像的特征點(diǎn)與使用者指紋信息相符時(shí)，運(yùn)算單元230判斷指紋認(rèn)證通過。當(dāng)使用者指紋圖像的特征點(diǎn)與使用者指紋信息不相符時(shí)，運(yùn)算單元230判斷指紋認(rèn)證不通過。
[0029]更進(jìn)一步而言，光學(xué)檢測模塊220及222平行并列，意即整體的光學(xué)檢測裝置的視角可擴(kuò)展至包括鏡頭220A及222A的視角范圍。舉例來說，鏡頭220A的視角范圍在虛線20及21之間，鏡頭220A的視角范圍在虛線22及23之間。對(duì)于合并指紋圖像來說中，整體的光學(xué)視角相較于原本的第一指紋圖像或第二指紋圖像均較大。因此，光學(xué)式指紋識(shí)別裝置200是模塊高度則可以相對(duì)地減低，除了可以達(dá)成較薄的模塊高度，也不會(huì)發(fā)生圖像失真的情況。
[0030]需注意的是，在圖2中的光學(xué)檢測模塊的數(shù)量可不限制于2個(gè)，本發(fā)明可將不同數(shù)量的光學(xué)檢測模塊以一預(yù)定方式進(jìn)行排列，藉以取得視角更大的整體指紋圖像，同時(shí)亦可降低光學(xué)式指紋識(shí)別裝置200的模塊高度，也不會(huì)發(fā)生圖像失真的情況。
[0031]圖3顯示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置的框圖。光學(xué)式指紋識(shí)別裝置300類似于光學(xué)式指紋識(shí)別裝置200，其差別在于圖2中的光學(xué)檢測模塊220及222由圖3中的光學(xué)檢測模塊224所取代。光學(xué)檢測模塊224為一體成型的光學(xué)模塊，其包括兩個(gè)鏡頭224A及226A、以及相應(yīng)的光學(xué)感測器224B及226B。需注意的是鏡頭224A及226A的光軸以平行的方式排列，且垂直于感光平面210的表面。
[0032]光學(xué)感測器224B及226B則通過鏡頭224A及226A分別取得第一指紋圖像及第二指紋圖像。運(yùn)算單元進(jìn)行相關(guān)圖像處理及特征點(diǎn)比對(duì)的細(xì)節(jié)可參考前述實(shí)施例，于此不再贅述。
[0033]圖4顯示依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置的框圖。光學(xué)式指紋識(shí)別裝置400類似于光學(xué)式指紋識(shí)別裝置300，其差別在于圖3中的光學(xué)檢測模塊224由圖4中的光學(xué)檢測模塊227所取代。
[0034]光學(xué)檢測模塊227與圖3中的光學(xué)檢測模塊224同樣為一體成型的光學(xué)模塊，其包括兩個(gè)鏡頭227A及227B、以及相應(yīng)的光學(xué)感測器228。需注意的是鏡頭227A及227B的光軸是經(jīng)過設(shè)計(jì)而呈現(xiàn)一預(yù)定角度進(jìn)行排列，且均是由光學(xué)感測器228取得指紋圖像。更進(jìn)一步而言，使用者可設(shè)計(jì)讓鏡頭227A及227B分別取得在一預(yù)定視角范圍內(nèi)的指紋圖像。光學(xué)感測器2288則通過鏡頭227A及227B分別取得第一指紋圖像及第二指紋圖像。運(yùn)算單元進(jìn)行相關(guān)圖像處理及特征點(diǎn)比對(duì)的細(xì)節(jié)可參考前述實(shí)施例，于此不再贅述。
[0035]圖5顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中利用不同鏡頭取得不同視角的圖像的示意圖。在一實(shí)施例中，如圖3所繪示的光學(xué)檢測模塊300可包括不同數(shù)量的鏡頭及不同的排列方式，例如可由1χ2、2χ2等方式進(jìn)行排列，但本發(fā)明并不限于此。每個(gè)不同的鏡頭均用以取得預(yù)先設(shè)定的一特定視角的指紋圖像，且每個(gè)鏡頭均有相應(yīng)的光學(xué)檢測器。
[0036]圖6顯示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中利用不同鏡頭取得不同視角的圖像的示意圖。在一實(shí)施例中，如圖4所繪示的光學(xué)檢測模塊400可包括不同數(shù)量的鏡頭及不同的排列方式，例如可由Ix2、2x2等方式進(jìn)行排列，但本發(fā)明并不限于此。每個(gè)不同的鏡頭均用以取得預(yù)先設(shè)定的一特定視角的指紋圖像，但是每個(gè)鏡頭均是對(duì)應(yīng)到相同的光學(xué)檢測器。舉例來說，在圖6中的鏡頭227A、227B、227C及227D分別對(duì)應(yīng)至圖像視窗中的一部分，且鏡頭227A、227B、227C及227D均是由同一光學(xué)檢測器228取得圖像。運(yùn)算單元230可將通過不同鏡頭所取得的圖像組合為完整的圖像視窗，即合并指紋圖像，各指紋圖像之間互不重迭。
[0037]綜上所述，本發(fā)明提供一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，其可利用多個(gè)光學(xué)檢測模塊或是具有多鏡頭的單一光學(xué)檢測模塊以擴(kuò)展所能取得的指紋圖像的范圍，進(jìn)而可降低光學(xué)式指紋識(shí)別裝置的整體的模塊高度，而不會(huì)造成圖像失真。
[0038]本發(fā)明雖以優(yōu)選實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，包括: 一感光平面； 一第一光學(xué)檢測模塊，包括一第一鏡頭及一第一光學(xué)感測器；以及 一第二光學(xué)檢測模塊，包括一第二鏡頭及一第二光學(xué)感測器， 其中該第一光學(xué)檢測模塊及該第二光學(xué)檢測模塊并列于該光學(xué)式指紋識(shí)別裝置中，且分別用以取得在該感光平面的一感光區(qū)域上的一使用者手指的一第一指紋圖像及一第二指紋圖像以進(jìn)行指紋驗(yàn)證。2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，還包括: 一運(yùn)算單元，用以將該第一指紋圖像及該第二指紋圖像合成為一合并指紋圖像，并對(duì)該合并指紋圖像進(jìn)行一圖像處理以取得該合并指紋圖像的多個(gè)特征點(diǎn)。3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，還包括: 一儲(chǔ)存單元，用以儲(chǔ)存一使用者指紋信息， 其中該運(yùn)算單元還判斷該多個(gè)特征點(diǎn)與該使用者指紋信息是否相符， 若是，該運(yùn)算單元判斷該使用者手指的指紋驗(yàn)證通過， 若否，該運(yùn)算單元判斷該使用者手指的指紋驗(yàn)證不通過。4.一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，包括: 一感光平面； 一光學(xué)檢測模塊，包括一第一鏡頭及相應(yīng)的一第一光學(xué)感測器、以及一第二鏡頭及相應(yīng)的一第二光學(xué)感測器， 其中該第一光學(xué)感測器及該第二光學(xué)感測器分別通過該第一鏡頭及該第二鏡頭取得在該感光平面的一感光區(qū)域上的一使用者手指的一第一指紋圖像及一第二指紋圖像以進(jìn)行指紋驗(yàn)證。5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，其中該第一鏡頭及該第二鏡頭并列于該光學(xué)檢測模塊中，且該第一鏡頭及該第二鏡頭的光軸平行排列且垂直于該感光平面。6.一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，包括: 一感光平面； 一光學(xué)檢測模塊，包括一第一鏡頭、一第二鏡頭、及一光學(xué)感測器， 其中該光學(xué)感測器分別通過該第一鏡頭及該第二鏡頭取得在該感光平面的一感光區(qū)域上的一使用者手指的一第一指紋圖像及一第二指紋圖像以進(jìn)行指紋驗(yàn)證。7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，其中該第一鏡頭及該第二鏡頭并列于該光學(xué)檢測模塊中，且該第一鏡頭及該第二鏡頭的光軸之間具有一預(yù)定角度。8.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，還包括: 一運(yùn)算單元，用以將該第一指紋圖像及該第二指紋圖像合成為一合并指紋圖像，并對(duì)該合并指紋圖像進(jìn)行一圖像處理以取得該合并指紋圖像的多個(gè)特征點(diǎn)。9.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，還包括: 一儲(chǔ)存單元，用以儲(chǔ)存一使用者指紋信息， 其中該運(yùn)算單元還判斷該多個(gè)特征點(diǎn)與該使用者指紋信息是否相符， 若是，該運(yùn)算單元判斷該使用者手指的指紋驗(yàn)證通過， 若否，該運(yùn)算單元判斷該使用者手指的指紋驗(yàn)證不通過。10.一種光學(xué)式指紋識(shí)別裝置，包括: 一感光平面； 一光學(xué)檢測模塊，包括多個(gè)鏡頭、及一光學(xué)感測器， 其中該光學(xué)感測器分別通過各鏡頭取得在該感光平面的一感光區(qū)域上的一使用者手指的一指紋圖像以進(jìn)行指紋驗(yàn)證， 其中通過各鏡頭在該光學(xué)感測器所取得的該指紋圖像為一圖像視窗的一部分，且各指紋圖像之間互不重迭。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK105844272SQ201510017598
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日
【發(fā)明人】柳昀呈, 張晉綱, 黃昭清
【申請(qǐng)人】廣達(dá)電腦股份有限公司