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1、10申请公布号CN102467660A43申请公布日20120523CN102467660ACN102467660A21申请号201010589484X22申请日20101213202010001110720101028KRG06K9/00200601A61B5/11720060171申请人金佶科技股份有限公司地址中国台湾新竹市72发明人吴建兴巫仁杰74专利代理机构隆天国际知识产权代理有限公司72003代理人郑小军冯志云54发明名称光学指纹辨识系统57摘要一种光学指纹辨识系统，具有一压板，此压板具有多个微结构，且压板的一板面可供手指按压接触，而压板的另一板面则配置有一取像元件及至少一发光元件，。
2、并使取像元件及发光元件的位置与压板的位置之间相隔一距离。当发光元件朝向压板发出光线时，可由多个微结构导引光线均匀布满于压板，以利取像元件截取作用于手指的光线，以提高指纹的辨识率。通过多个微结构在压板上的设计，使得光线均匀布满于压板而可提高辨识指纹的效果。30优先权数据51INTCL权利要求书1页说明书4页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图4页1/1页21一种光学指纹辨识系统，用以辨识一手指的一指纹图样，其包含一压板，具有一第一板面及一第二板面，该第一板面相对于该第二板面，该第一板面供该手指接触于其上，该第二板面设置有多个微结构；一取像元件，与该。
3、压板相隔一距离且对应该第二板面，该取像元件提取该手指的该指纹图样；以及至少一发光元件，与该压板相隔一距离且对应该第二板面，该发光元件朝向该压板发出至少一光线；其中，所述微结构导引该光线均匀布满于该压板，令该光线通过该手指反射至该取像元件，并由该取像元件提取作用于该手指的该光线，以辨识该手指的该指纹图样。2如权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其中所述微结构自该压板凸出。3如权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其中所述微结构由一第一弧凸面及一第二弧凸面构成一弧锥形结构。4如权利要求1所述的光学指纹辨识系统，其中还包括有一光学元件，配置在该压板与该取像元件之间。5如权利要求4所述的光学指纹辨识系统，其。
4、中该光学元件为一光扩散板，该光扩散板具有一开口，该开口相对于该取像元件，且自该手指反射的该光线通过该开口并进入该取像元件。6如权利要求4所述的光学指纹辨识系统，其中该光学元件为一分光镜，可选择的令该发光元件所发出的特定波长的该光线通过该分光镜，或是令自该手指反射的特定波长的该光线通过该分光镜。7如权利要求4所述的光学指纹辨识系统，其中还包括有至少两导光元件，所述两导光元件分别配置在该光学元件的相对两侧，该压板配置在所述两导光元件的一侧边，并且该压板、该光学元件与该导光元件共同围绕界定出一腔室，该光线通过该光学元件与该导光元件提供该腔室形成一均匀光场。8如权利要求7所述的光学指纹辨识系统，其中该。
5、光学元件与所述两导光元件一体成型。9如权利要求7所述的光学指纹辨识系统，其中所述两导光元件分别具有一导斜面，所述两导斜面分别连接该光学元件。10如权利要求7所述的光学指纹辨识系统，其中所述两导光元件包覆于该发光元件的外缘。权利要求书CN102467660A1/4页3光学指纹辨识系统技术领域0001本发明涉及一种指纹辨识系统，特别涉及一种具有多个微结构的压板的光学指纹辨识系统。背景技术0002如美国专利第5177802号的专利案，主要包含有一取像元件、设置在该取像元件上方的一导光板、及设置在该导光板两侧的两发光元件。当所述发光元件发光时，该导光板可以依据全反射原理，导引入射光投射至手指，再反射至。
6、该取像元件，达到指纹辨识的效果。0003由于该导光板是依据全反射原理导引入射光行进，因此，在组装的过程中，必须精确调整所述发光元件与该导光板的入射角度，才能有效导引入射光投射至该手指的各个部位，不但在组装上较困难，且组装成本较高，相当不符合经济效益。发明内容0004因此，本发明的目的，即在提供一种可以提升辨识率，并简化组装程序的光学指纹辨识系统。0005根据本发明所揭示的光学指纹辨识系统，用以辨识一手指的指纹图样。光学指纹辨识系统包括有一压板、一取像元件以及至少一发光元件。其中，压板具有相对的第一板面及第二板面，其第一板面供手指接触于其上，而第二板面则设置有多个微结构。取像元件与压板相隔一距离。
7、且对应于第二板面，且取像元件提取手指作用于压板的指纹图样。发光元件与压板相隔一距离且对应于第二板面，且发光元件朝向压板发出至少一光线。当发光元件朝向压板发出光线时，可使得光线分别沿着多个微结构进入到压板，而使光线聚集且均匀布满于压板之中。使得压板相对于手指的区域，都能具有足够的亮度，以利光线自手指反射至取像元件时，可取得明暗对比明显的指纹图样。0006本发明的功效是能以所述微结构使入射光线均匀布满于压板，以利照射于手指的光线均匀、密集，进而有效提升辨识率。附图说明0007图1为本发明的光学指纹辨识系统的第一实施例示意图；0008图2为本发明模拟入射光线由微结构进入压板的放大示意图；0009图3。
8、A为本发明模拟光线由压板射到指纹波峰的放大示意图；0010图3B为本发明模拟光线由压板射到指纹波谷的放大示意图；0011图4为本发明的光学指纹辨识系统的第二实施例示意图；0012图5为本发明的光学指纹辨识系统的第三实施例示意图；0013图6为本发明的光学指纹辨识系统的第四实施例示意图；以及0014图7为本发明的光学指纹辨识系统的第五实施例示意图。说明书CN102467660A2/4页40015上述附图中的附图标记说明如下001610压板001711第一板面001812第二板面001913微结构0020131第一弧凸面0021132第二弧凸面002220取像元件002330发光元件002441光。
9、扩散板0025411开口002642分光镜分别002750导光元件002851腔室002952导斜面具体实施方式0030有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的数个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。0031请参阅图1所示，为本发明的光学指纹辨识系统的第一实施例示意图。根据本发明所揭示的光学指纹辨识系统包括一压板10FINGERBOARD、一取像元件20及至少一发光元件30。0032压板10为一高透光材质制成，例如选自聚氨基甲酸酯THERMOPLASTICPOLYURETHANE，TPU、聚碳酸酯树脂POLYCARBONATE，PC、硅氧树脂SILICONEPLAS。
10、TICS，SP、聚甲基丙烯酸甲酯POLYMETHYLMETHACRYLATE，PMMA或聚对苯二甲酸乙二酯POLYETHYLENETEREPHTHALATE，PET的任一种塑料所制成，但不以此为限，仅需使得光线可以穿通过压板10即可。再者，压板10的相对两侧分别设有一第一板面11及一第二板面12。其第一板面11可供一手指C接触按压，而第二板面12则形成有多个微结构13MICROSTRUCTURE。0033如图2所示，为本发明模拟入射光线由微结构进入压板的放大示意图。在本发明中所指的多个微结构13形成在第二板面12表面，例如自第二板面12向外突出有多个凸部状的微结构13。需注意的是，这些微结构1。
11、3的横断截面形状可由一第一弧凸面131及一第二弧凸面132构成一弧锥形结构。0034如图1所示，取像元件20与压板10相隔一距离，用以提取来自压板10的光线，并将其转换成电性信号。此取像元件20可为一电荷耦合元件CHARGECOUPLEDDEVICE，CCD或是一互补金属氧化物半导体COMPLEMENTARYMETALOXIDESEMICONDUCTOR，CMOS元件。在本发明的实施例中，取像元件20以互补金属氧化物半导体CMOS元件作一较佳实施例说明，但不以此为限。0035发光元件30配置在取像元件20的相邻侧，用以发出一光线照射压板10的多个微说明书CN102467660A3/4页5结构1。
12、3。在本发明的实施例中，发光元件30以发光二极管LIGHTEMITTINGDIODE，LED作一较佳实施例说明，但不以此为限。0036通过上述的结构配置，当手指C放置在压板10的第一板面11时，可驱动发光元件30朝向压板10发出一光线，使得光线由多个微结构13进入到压板10的第二板面12。由于这些微结构13分布在压板10的第二板面12，使得第二板面12整面具有多个弧锥形结构的表面性质。如此一来，发光元件30所发出的入射光线，可通过多个微结构13的设计，改变入射光线的穿透路径及产生散射的现象，也即让入射光线进入微结构13后让入射光线均匀布满于压板10之中。0037详言之，如图2所示，举例以一入射。
13、光线A1由空气射入到微结构13时，会产生一靠近法线M的透射光线B1及多个散射光线B2，并使透射光线B1与这些散射光线B2分别进入到压板10之中。此外，入射光线A1也有部分的光线会由微结构13表面处形成一反射光线A2。0038如此一来，当有多道入射光线A1分别进入到多个微结构13时，可通过这些微结构13设计，将多道入射光线A1分成数量更多、更密集的透射光线B1及散射光线B2，使得此压板10整面均匀受光，使得压板10相对于手指C的区域，都能具有足够的亮度。0039值得一提的是，多个微结构13的深度、折射面夹角的变化，及配置的疏、密变化，都会改变光折射的效果，而能依据实际需求，对这些微结构13做适当。
14、的配置，以获得最佳的亮度及光辉度。0040如图3A所示，当光线C1由压板10射至手指C皮纹的波峰时，有部分的光线C1会穿透指纹波峰而产生一靠近法线M的透射光线D1。又因其指纹波峰表面凹凸不平，所以另有部分的光线C1会在接触波峰的区块上产生一反射光线E1及多个散射光线E2。由于光线C1由压板10进入到手指C，所以并不会产生全反射的光线，如此，光线C1作用在指纹波峰处，会形成一光亮度较微弱的暗区。0041如图3B所示，当光线F1由压板10射至手指C皮纹的波谷时，因其指纹波谷在压板10上形成一凹陷，也即光线F1由压板10进入到空气，再加上压板10表面平整，所以当光线F1的入射角度大于临界角度时，即会。
15、产生一全反射的光线G1，如此，光线C1作用在指纹波谷处，会形成一光亮度较明显的亮区。进而形成明暗对比明显的指纹图样，使该取像元件20达到指纹辨识的效果。0042请参阅图4所示，为根据本发明光学指纹辨识系统的第二实施例示意图。其中，光学指纹辨识系统更包含有一光学元件。此光学元件为一可透光的光扩散板41，并将光扩散板41配置在压板10与取像元件20之间。光扩散板41具有一开口411，此开口411相对于取像元件20。0043当发光元件30朝向光扩散板41发出光线时，可通过光扩散板41将光线转换成面光源，并使面光源均匀重叠在压板10的全面积，以确保面光源涵盖压板10整体表面。再通过微结构13改变面光源。
16、的穿透路径及产生散射现象，以加强光线的均布效果，使该压板10全区域发亮。再通过手指C将光线反射，并使反射光线由光扩散板41的开口411进入到取像元件20，以大幅提高指纹辨识的效果。0044请参阅图5所示，为根据本发明光学指纹辨识系统的第三实施例示意图，其具体实施方式与前述第四实施例大致相同，以下仅就相异之处加以说明。其中，如图5所示，光说明书CN102467660A4/4页6学元件为一分光镜42，分光镜42可让特定波长的光线通过，例如让380NM780NM波长的光线通过分光镜42，但不以此为限。在本实施例中，该分光镜42的穿透率与反射率的比率约为8020。0045当发光元件30朝向分光镜42发。
17、出一光线时，会有80的光线穿透分光镜42而形成一穿透光线。另外，20的光线则会被分光镜42反射掉而无法利用。换言之，分光镜42以涂布有多层薄膜的方式，借以达到分光的效果。如此，可以解决发光元件30在压板10上产生明显的点光源等问题。0046由于多个微结构13具有改变光的穿透路径及产生散射的功能。因此，当穿透光线进入到压板10时，多个微结构13会导引穿透光线均匀的散布在压板10，使压板10全区域的光辉度都能趋于一致。0047此外，光线经由手指C的反射，会再次作用于分光镜42上，使得光线再次穿通过分光镜42而形成第二次的光线过滤。因此，取像元件20可以提取到明暗对比明显的指纹光线图样，以大幅提高取。
18、像元件20辨识指纹的效果。0048请参阅图6所示，为根据本发明光学指纹辨识系统的第四实施例示意图。其中，光学指纹辨识系统更包含有至少两导光元件50，这两个导光元件50分别配置在光学元件的相对两侧。在本实施例中，光学元件以光扩散板41作一实施例说明，但不以此为限。接着，再将压板10配置在导光元件50顶端。如此，即可使得压板10、光扩散板41与导光元件50共同围绕界定出一腔室51。当手指C置放于压板10时，发光元件30朝向光扩散板41发出一光线，并通过光扩散板41与导光元件50的结构设计，令光线在腔室51内形成一均匀的光场，使得压板10及其多个微结构13更均匀的受光，以提高手指C的指纹图样对比，使。
19、得指纹图样更加清晰及辨识率更佳。0049值得一提的是，如图7所示，光学元件如光扩散板41与导光元件50可一体成型制成，使得光线的反射率达到一致，有助于均匀的改变光线穿透路径，更能引导光线均匀散布至压板10。此外，也可将导光元件50包覆于发光元件30的外缘，使得发光元件30直接对导光元件50发出一光线，使得光线进入导光元件50后，再由导光元件50散射出来。举例来说，光线沿着导光元件50至光学元件射出，以及光线沿着导光元件50侧壁面射出，以在腔室51内形成均匀的光场。0050此外，导光元件50具有一导斜面52，此导斜面52朝向光学元件的方向逐渐向内缩，使得导斜面52连接于光学元件的一侧边，以利光线。
20、容易进入到光学元件。0051据上所述可知，本发明的光学指纹辨识系统具有下列优点及功效00521、本发明可以利用多个微结构的设置，使光线均布于压板，以照射于手指光线均匀、密集，进而有效提升指纹辨识率，使本发明在使用时更具有实用性。00532、依据前述，本发明只需依实际使用需求，而设定多个微结构的深度、折射面夹角的变化及配置时的疏、密变化，就可以达到提升辨识率的目的，因此，并不需要限制其他元件如发光元件的安装位置及角度，所以，可以简化组装程序、降低成本，及提升安装时的方便性。说明书CN102467660A1/4页7图1图2说明书附图CN102467660A2/4页8图3A图3B说明书附图CN102467660A3/4页9图4图5说明书附图CN102467660A4/4页10图6图7说明书附图CN102467660A10。