取像装置的制作方法

1.本发明有关于一种用于获取生物特征影像的取像装置，且特别是一种能够设置于透光盖板(例如，显示面板、触控显示面板或指压板)下的取像装置。


背景技术：

2.指纹辨识装置有分电容式与光学式，电容式的指纹辨识装置主要透过多个触碰点的电容变化来记录指纹特征，而光学式的指纹辨识装置则是直接地获取指纹影像来记录指纹特征。电容式的指纹辨识装置容易受到湿气或其他电子噪声影响，而有误判问题。再者，采用电容式之指纹辨识装置的电子装置(如智能型手机或平板)若有贴设保护贴或钢化玻璃之类的物品，则可能导致电容式的指纹辨识装置无法辨识出指纹。
3.光学式的指纹辨识装置虽可以解决因贴设保护贴或钢化玻璃而无法辨识指纹的技术问题，但是现有光学式的指纹辨识装置中的取像装置仍有对于干手指和户外下雨环境底下造成指纹取像质量不佳无法辨识，或藉由明暗条纹仿造类似指纹的假指纹造成误闯等问题。


技术实现要素：

4.基于前述目的的至少其中之一者，本发明提供一种取像装置，其包括透光盖板、设置于所述透光盖板之下的光源、设置于所述透光盖板之下的感光单元以及设置于所述透光盖板之下的透光组件，其中所述光源用于发射光束通过透光组件以产生感测光束至所述透光盖板，且所述透光组件用于改变所述感测光束的波长、投射角度、投射位置以及照光均匀度。
5.根据本发明的实施例，所述透光组件为一多面体，且至少一面具有吸光材料构成的调光图案，光束通过所述透光组件以产生感测光束至所述透光盖板，而欲辨识之手指置于所述透光盖板上，感测光束经反射后产生信号光束，被所述感光单元接收。
6.根据本发明的一实施例，所述调光图案面积大于所述透光组件表面积1％。
7.根据本发明的一实施例，所述调光图案可为多边形、圆形、弧形、椭圆形等图形。
8.根据本发明的一实施例，所述吸光材料的吸收率大于60％。
9.根据本发明的一实施例，所述取像装置，更包括滤光片，设置于所述感光单元之上与所述盖板之下；滤光片有过滤特定波长的作用，且其中所述感测光束经透光盖板反射产生信号光束，所述信号光束通过所述滤光片而为感光单元吸收。
10.根据本发明的一实施例，所述透光盖板附有吸光材料，可辅助调光。
11.根据本发明的一实施例，所述透光盖板可为玻璃面板，或显示面板。
12.根据本发明的一实施例，所述感测光束的波长不同于所述显示面板发光的波长。
13.简而言之，本发明提供了多个不同的取像装置，利用透光组件设计，可有效改变照光均匀度、投射角度和投射位置，以改善干手指和户外下雨环境水下指纹辨识体验和2d假指纹的仿伪功能。
附图说明
14.图1为本发明一实施例的取像装置的示意图。
15.图2a至图2c为本发明取像装置的透光组件实施例示意图。
16.图3a至图3p为本发明取像装置的透光组件实施例示意图。
17.图4为本发明一实施例的取像装置的示意图。
18.图5为本发明一实施例的取像装置的示意图。
19.图6为本发明一实施例的取像装置的示意图。
20.附图标记说明：100-取像装置；110-感光单元；120-透光组件；121-调光图案；122-第二光学组件；130-透光盖板；131-投射面；132-投射面光照分布；140-光源；150-第一光学组件；l1-光束；l2-感测光束；l3-信号光束；f-手指；sub-基板。
具体实施方式
21.为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明做一详细说明，说明如下。
22.本发明实施例提供多个取像装置，其系用于获取生物特征影像，例如，手指血糖影像、手指血氧影像、手指指纹影像与手指静脉影像等，以藉此让后端的控制电路得以根据生物特征影像识别用户或判读使用者的生理状况。所述取像装置经过设计出特定的透光组件后，可以改善干手指和户外下雨环境水下手指影像辨识体验和2d假指纹的仿伪的目的。
23.于其中几个实施例中，因指纹对不同波长光的反射率不一样，可藉由改变感测光束波长为异于显示面板波长或异于其他光源波长，再搭配光线照射位置设计，来达成指纹仿伪的目的。
24.首先，请参照图1，取像装置100包括感光单元110、透光组件120、透光盖板130、光源140以及基板sub，而欲辨识的手指f置于所述透光盖板130上。透光组件120位于光源140与感光单元110之间，光源140发出光束l1穿过透光组件120的一侧而形成感测光束l2，感测光束l2进入透光盖板130经反射形成信号光束l3，而为感光单元110吸收。
25.在一般取像装置的设计上，为达成照光均匀性的目的，光源140及感光单元110位于基板sub的位置常因产品机构设计，手指f感测位置而随之改变。换言之，基板sub需重新布局(layout)，造成开发时程和成本上的浪费。而利用透光组件120设计，可有效改变感测光束l2的照光均匀度、投射角度和投射位置，不需重新改变光源140或感光单元110位置，因此基板sub不用重新布局而避免造成开发时程和成本上的浪费，并且改善干手指和户外下雨环境水下指纹辨识体验和2d假指纹的仿伪。
26.于一实施例中，透光组件120可改变感测光束l2波长，因指纹对不同波长光的反射率不一样，藉由改变感测光束l2波长为异于显示面板波长搭配感测光束l2投射位置设计，可以达成指纹仿伪的目的。
27.于一实施例中，感光单元110可以是准直器(collimator)感光模块、光学镜头感光模块(lens module)、互补式金氧半导体(cmos)感光模块或光传感器(photodiode)等任何可感光成像的模块。透光盖板130可以是玻璃面板(cover glass)，或显示面板如液晶面板(lcd)、主动矩阵有机发光面板(amoled)、被动矩阵有机发光面板(pmoled)、迷你发光二极管面板(mini led)、微发光二极管面板(micro led)等任何透光盖板。基板sub可以是印刷
电路板(pcb)，或软式印刷电路板(fpc)。
28.请参照图2a至图2c，此为透光组件实施例说明。于此实施例说明中，光源140发出光束经透光组件120投射于透光盖板的投射面131上。另外，透光组件120为一多面体，且在图2b及图2c实施例中，一面具有吸光材料构成的调光图案121，而调光图案121的面积大于透光组件120的表面积的1％。于图2a中，透光组件120不具有调光图案，故投射面光照分布132为光束原来的圆形。于图2b中，透光组件120具有一小圆点调光图案121，由于调光图案为吸光材料所构成，故投射面光照分布132为环形。于图2c中，调光图案121遮蔽了透光组件120其中一面的一半面积，由于调光图案为吸光材料所构成，故投射面光照分布132为半圆形。因此藉由吸光材料所构成的调光图案121，可以改变投射面照光分布132的光形、角度和位置。而调光图案121为吸光材料所构成，在一实施中，其光线吸收率》60％。
29.参照图3a至图3p，此为透光组件实施例说明。透光组件120可藉由各式各样的调光图案121达到较佳的照光均匀度、投射角度和投射位置，调光图案121可为多边形、圆形、弧形、椭圆形等。除此之外，藉由投射不同的光照分布图形，经由欲感测辨识的物体所反射回来的信号光束会有光线图形扭曲现象。举例来说，当投射直线条纹的感测光束到手指上，由于手指是立体圆弧形，所以反射回来的信号光束变成圆弧形条纹，经由感光单元吸收后，就可以利用圆弧形条纹反推手指的立体结构，实现3d立体感测。
30.在一实施例的模拟可证明在不同轴向下可辨识指纹条纹至100um，在细指纹时有很好的对比度与分辨率，可以改善干手指、户外下雨环境水下指纹辨识体验。且可经由调整感测光束波长和经由透光组件改变投射面光照分布的光形、角度和位置，因指纹对不同色光的反射率不同，可以达到仿伪的目的。
31.请参照图4，取像装置100包括感光单元110、透光组件120、透光盖板130、光源140、第一光学组件150以及基板sub，而欲辨识的手指f置于所述透光盖板130上。透光组件120位于光源140与感光单元110之间，光源140发出光束l1穿过透光组件120的一侧而形成感测光束l2，感测光束l2进入透光盖板130经反射形成信号光束l3，信号光束l3通过第一光学组件150而为感光单元110吸收。第一光学组件150可以是滤光片，如此在感光单元110上方的第一光学组件150有过滤特定波长的作用，信号光束l3通过所述第一光学组件150而为感光单元110吸收，达到过滤波长的效果。
32.在一实施例中，透光盖板130为显示面板，可以设计光源140的波长不同于显示面板发光的波长，而第一光学组件150可以过滤其他波长只让光源140的波长通过而为感光单元110吸收。
33.在另一实施例中，第一光学组件150可以是偏光片，如此在感光单元110上方的第一光学组件片150有过滤特定偏振方向的作用，信号光束l3通过所述第一光学组件150而为感光单元110吸收，达到过滤偏振方向的效果。
34.请参照图5，取像装置100包括感光单元110、透光组件120、第二光学组件122、透光盖板130、光源140、第一光学组件150以及基板sub，而欲辨识的手指置于所述透光盖板130上。透光组件120位于光源140与感光单元110之间，光源140发出光束l1穿过第二光学组件122及透光组件120而形成感测光束l2。第一光学组件150可以是滤光片而第二光学组件122可以是滤光层，如此在透光组件120的其中一面的第二光学组件122有过滤特定波长的作用。感测光束l2进入透光盖板130经反射形成信号光束l3，信号光束l3通过第一光学组件
150而为感光单元110吸收。在感光单元110上方的第一光学组件150有过滤特定波长的作用，信号光束l3通过所述滤光片150而为感光单元110吸收，达到过滤波长的效果。
35.在一实施例中，透光盖板130为显示面板，第二光学组件122可以过滤显示面板发光的波长，在感光单元110上方的第一光学组件150也是过滤显示面板发光的波长，如此感光单元110吸收到的光波长等同感测光束l2的光波长，因此可以避免其他光束的干扰。在一实施例中第二光学组件122和透光组件120是分开的对象。在另一实施例中第二光学组件122和透光组件120贴合在一起。在另一实施例中第二光学组件122是透光组件120中的一结构层。
36.在另一实施例中，透光盖板130为显示面板，第一光学组件150可以是偏光片而第二光学组件122可以是偏光层，如此第二光学组件122可以过滤显示面板发光的偏振方向，在感光单元110上方的第一光学组件150也是过滤显示面板发光的偏振方向，如此感光单元110吸收到的光偏振方向等同感测光束l2的光偏振方向，因此可以避免其他光束的干扰。
37.在另一实施例中，第二光学组件122系位于透光盖板130与透光组件120之间，如图6所示。光源140发出光束l1穿过透光组件120及第二光学组件122而形成感测光束l2。
38.在另一实施例中，透光盖板附有吸光材料，具有辅助调光的作用。
39.在另一实施例中，光源、感光单元以及透光组件等可以藉由贴合等方式固定在透光盖板上增加稳固性。
40.综合以上所述，本发明提供了多个不同实施例的取像装置，藉由透光组件来改变感测光束之投射角度、投射位置、照光均匀度以及波长，从而提升取像质量。所述取像装置的结构复杂度不高，且易于实现，甚至可以作为电子装置的一部分，或整合至液晶显示设备以形成内嵌式液晶显示设备，以符合现有电子装置轻薄短小的优势。
41.以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。

技术特征：
1.一种取像装置，其特征在于，包括：透光盖板；光源，设置于所述透光盖板之下；感光单元，设置于所述透光盖板之下；以及透光组件，设置于所述透光盖板之下；其中，所述光源用于发射光束，所述光束通过所述透光组件以产生感测光束投射至所述透光盖板，且所述透光组件用于改变所述感测光束的投射角度、投射位置以及照光均匀度。2.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述透光组件为一多面体，且至少一面具有吸光材料构成的调光图案。3.如权利要求2所述的取像装置，其特征在于，所述调光图案面积大于所述透光组件表面积1％。4.如权利要求2所述的取像装置，其特征在于，所述调光图案为多边形、圆形、弧形或椭圆形。5.如权利要求2所述的取像装置，其特征在于，所述吸光材料吸收率大于60％。6.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述透光盖板附有吸光材料。7.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述透光盖板为玻璃面板或显示面板。8.如权利要求7所述的取像装置，其特征在于，所述感测光束的波长不同于所述显示面板的波长。9.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，更包括：滤光片，设置于所述感光单元之上与所述透光盖板之下；其中所述感测光束经透光盖板反射产生信号光束，且所述信号光束通过所述滤光片而为感光单元吸收。10.如权利要求9所述的取像装置，其特征在于，更包括：滤光层，设置于所述透光组件与所述光源之间；其中所述光束经过所述滤光层与所述透光组件而产生所述感测光束。11.如权利要求9所述的取像装置，其特征在于，更包括：滤光层，设置于所述透光组件与所述透光盖板之间；其中所述光束经过所述透光组件与所述滤光层而产生所述感测光束。12.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述感光单元为准直器感光模块、光学镜头感光模块、互补式金氧半导体感光模块或光传感器。13.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于，更包括：偏光片，设置于所述感光单元之上与所述透光盖板之下；其中所述感测光束经透光盖板反射产生信号光束，且所述信号光束通过所述偏光片而为感光单元吸收。14.如权利要求13所述的取像装置，其特征在于，更包括：偏光层，设置于所述透光组件与所述光源之间；其中所述光束经过所述偏光层与所述透光组件而产生所述感测光束。15.如权利要求13所述的一种取像装置，其特征在于，更包括：
偏光层，设置于所述透光组件与所述透光盖板之间；其中所述光束经过所述透光组件与所述偏光层而产生所述感测光束。

技术总结
本发明提供一种取像装置，其包括透光盖板、设置于所述透光盖板之下的光源、设置于所述透光盖板之下的感光单元以及设置于所述透光盖板之下的透光组件，其中所述光源用于发射光束至所述透光组件以产生感测光束投射至所述透光盖板，且所述透光组件用于改变所述感测光束之投射角度、投射位置以及照光均匀度。投射位置以及照光均匀度。投射位置以及照光均匀度。


技术研发人员：林浩翔 巫仁杰
受保护的技术使用者：金佶科技股份有限公司
技术研发日：2021.03.17
技术公布日：2022/5/25