匀光装置及生物特征辨识装置的制作方法

本实用新型涉及的是有关于一种匀光装置及生物特征辨识装置，且特别是有关于一种在匀光件上设置有凸起结构及环状斜面的匀光装置及生物特征辨识装置。

背景技术：

随着科技的发展及时代的进步，越来越多的电子装置上设置有指纹辨识装置，以供使用者进行例如装置解锁的操作。一般而言，当使用者以例如手指的部位触碰指纹辨识装置时，指纹辨识装置中的发光单元可发出照射使用者手指的光线。接着，指纹辨识装置中的成像单元可撷取上述手指所反射的光线以供处理器等元件进行后续的指纹辨识。

为了让照射到使用者手指的光能够较为均匀以提高指纹辨识效果，指纹辨识装置中普遍设置有匀光装置。然而，现有的匀光装置仅为一可透光平板，其匀光效果实质上并不佳。因此，对于本领域技术人员来说，如何设计可提供较佳匀光效果的匀光装置实为一项重要议题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种匀光装置及包括此匀光装置的生物特征辨识装置，其分别可透过匀光装置上具有特殊结构的匀光件来均匀化发光单元所发出的光。

本实用新型提供一种匀光装置，其包含匀光件以及复数个发光单元。匀光件包括孔洞以及复数个凸起结构。凸起结构设置于匀光件的第一表面上且环设于孔洞的外侧。孔洞与前述复数个凸起结构之间设置有环状斜面，且环状斜面连接孔洞。复数个发光单元相对应第一表面设置，且各发光单元对其中一凸起结构发出光线。前述复数个凸起结构均匀化复数个光线并透过匀光件的第二表面向外发出。

在本实用新型的一实施例中，上述各凸起结构具有弧形凸面。

在本实用新型的一实施例中，上述复数个凸起结构包含第一凸起结构及第二凸起结构，且环状斜面与第一凸起结构之间的第一距离相等于环状斜面与第二凸起结构之间的第二距离。

在本实用新型的一实施例中，上述环状斜面自第一表面往第二表面延伸，且匀光件的厚度延着环状斜面的延伸方向渐减。

在本实用新型的一实施例中，上述复数个发光单元的位置一对一地对应于前述复数个凸起结构的位置。

本实用新型还提供一种生物特征辨识装置，其包含按压板、匀光装置、传感器及成像单元。按压板用以接触生物体。匀光装置包含匀光件及复数个发光单元。匀光件包括孔洞以及复数个凸起结构。前述复数个凸起结构设置于匀光件的第一表面上且环设于孔洞的外侧。孔洞与前述复数个凸起结构之间设置有环状斜面，且环状斜面连接孔洞。复数个发光单元相对应第一表面设置，且各发光单元对其中一凸起结构发出光线。前述复数个凸起结构均匀化复数个光线并透过匀光件的第二表面向外发出以透过按压板照射生物体。成像单元具有传感器收集由生物体反射的前述复数个光线。所述成像单元并基于由生物体反射的前述复数个光线辨识生物体的生物特征。

在本实用新型的一实施例中，上述各复数个凸起结构具有弧形凸面。

在本实用新型的一实施例中，上述复数个凸起结构包含第一凸起结构及第二凸起结构，且环状斜面与第一凸起结构之间的第一距离相等于环状斜面与第二凸起结构之间的第二距离。

在本实用新型的一实施例中，上述环状斜面自第一表面往第二表面延伸，且匀光件的厚度延着环状斜面的延伸方向渐减。

在本实用新型的一实施例中，上述复数个发光单元的位置一对一地对应于前述复数个凸起结构的位置。

在本实用新型的一实施例中，上述传感器包含镜头，镜头的位置对应于孔洞，且镜头撷取由生物体反射的前述复数个光线所形成的影像。成像单元包括一处理器，其基于影像辨识生物体的生物特征。

在本实用新型的一实施例中，上述生物体为手指，且生物特征为指纹或掌纹。

基于上述，本实用新型提出的匀光装置及生物特征辨识装置可基于匀光件上所设置的凸起结构及环状斜面来均匀化发光单元所发出的光线。

附图说明

图1是本实用新型中的生物特征辨识装置的侧面剖视示意图。

图2是图1中所示的匀光件的仰视示意图。

图3是图1中所示的匀光件的侧面剖视示意图。

图4是图1、图2和图3中所示凸起结构的一种尺寸的匀光效果示意图。

图5是图1、图2和图3中所示凸起结构的另一种尺寸的匀光效果示意图。

图6是图1、图2和图3中所示凸起结构的第三种尺寸的匀光效果示意图。

图7是图1、图2和图3中所示凸起结构的第四种尺寸的匀光效果示意图。

其中：100.生物特征辨识装置；

110.按压板；

120.匀光装置；

122.匀光件；

124.发光单元；

126.传感器；

130.成像单元；

140.生物体；

210.孔洞；

220.凸起结构；

230.第一表面；

232.第二表面；

240.环状斜面；

D1.延伸方向；

DD.距离；

L.光线；

L'.光线；

L''.光线。

具体实施方式

以下将参照图式说明本实用新型中的复数个实施例。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，这些实务上的细节不应该用以限制本实用新型的保护范围。也就是说，在本实用新型提供的部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。

图1是本实用新型中的生物特征辨识装置100的侧面剖视示意图。图2是图1中所示匀光件122的仰视示意图，而图3是图1中所示的匀光件122的侧面剖视示意图，请同时参照图1、图2及图3。生物特征辨识装置100可包括按压板110、匀光装置120、传感器126以及成像单元130。匀光装置120可包括匀光件122以及复数个发光单元124。

按压板110例如可供生物体140（例如，手指、手掌等）按压或物理性接触，使得生物特征辨识装置100可对应地进行后续的生物特征辨识（例如指纹辨识）。在一实施例中，按压板110可采用高机械强度的基板，以避免因生物体140的按压或其它外力的冲击而损害到位于按压板110下方的元件。此外，按压板110可采用透明材质（例如，玻璃或压克力等）实现，以避免遮蔽发光单元124透过匀光件122所发出的光线L'。

如图1、图2及图3所示，匀光件122可包括孔洞210以及复数个凸起结构220。为了避免遮蔽光线L，匀光件122也可采用透明材质实现。凸起结构220可设置于匀光件122的第一表面230上且环设于孔洞210的外侧。在一实施例中，各凸起结构220可具有弧形凸面。在另一实施例中，此弧形凸面的底面直径较佳为大于等于2 mm至小于等于2.5 mm之间，而此弧形凸面相对于第一表面230的最大厚度较佳为大于等于0.4 mm至小于等于0.9 mm之间。在一可行的较佳实施例中，弧形凸面的底面直径及凸起结构220的最大厚度分别为2.3 mm及0.8 mm。此外，凸起结构220也可以是其它由设计者依需求所选用的具有特定几何形状的凸面，但本实用新型包括且不限于此。

孔洞210与凸起结构220之间可设置有环状斜面240，且环状斜面240可连接孔洞210。环状斜面240可自第一表面230往第二表面232延伸，且匀光件122的厚度可沿着环状斜面240的延伸方向D1渐减。在一实施例中，匀光件122沿着环状斜面240的厚度变化例如是大于等于0.85 mm至小于等于0.3 mm之间。此外，各凸起结构220与环状斜面240之间的距离DD可皆相同，但本实用新型包括且不限于此。

发光单元124可相对应第一表面230设置，且各发光单元124可对其中一凸起结构220发出光线L（其可以是可见光或非可见光）。应了解的是，图式中所示的光线L路径仅用以示意，并非用以限定本实用新型的保护范围。各发光单元124可以是发光二极管（light emitting diode，LED）、雷射发光二极管（laser diode，LD）或有机发光二极管（organic light emitting diode，OLED），但本实用新型包括且不限于此。在一实施例中，各发光单元124的位置可一对一地对应于各凸起结构220的位置。以图1为例，发光单元124可设置于凸起结构220的正下方，但不限于此。

当光线L照射到凸起结构220时，凸起结构220可扩散光线L以均匀化光线L，并透过匀光件122的第二表面232向外发出光线L'（其例如是均匀化后的光线L）以透过按压板110照射生物体140。此外，在匀光件122设置有环状斜面240的情况下，一部分的光线L将直接穿过孔洞210照射到按压板110较为侧边及角落之处。也就是说，在匀光件122上设置有凸起结构220及环状斜面240的情况下，照射到生物体140的光线L'将更为均匀，因而有利于后续的辨识操作。

传感器126可收集由生物体140反射的光线L''，而成像单元130可基于由生物体140反射的光线L''辨识生物体140的生物特征（例如指纹）。相似于光线L，光线L'及光线L''的路径也仅用以示意，并非用以限定本实用新型的保护范围。在一实施例中，传感器126及成像单元130可整合为光学式指纹辨识器或光电混合式指纹辨识器，且也可以分别是镜头及处理器等元件，在此不加以局限。镜头的位置可对应于孔洞210，且镜头可撷取由生物体140反射的光线L''所形成的影像。之后，处理器即可基于此影像辨识生物体140的生物特征。

在一实施例中，当光线L'照射到生物体140上的指纹中的波峰（crest）及波谷（trough）时，波峰可将一部分的光线L'反射为光线L''，而波谷可散射或吸收一部分的光线L'。此外，光线L''也可包括穿透生物体140表面后经生物体140内部组织反射的一部分光线L''。此时，上述成像单元即可依据光线L''产生对应于指纹中的波峰及波谷的灰阶数字影像（例如是具有明暗对比之指纹图样），而处理器即可依据此灰阶数字影像进行指纹辨识。如先前所提及的技术说明，由于光线L'具有较佳的均匀度，因而能够提升前述灰阶数字影像的质量，从而对应地改善指纹辨识或其它生物特征辨识的准确度。

图4至图7是图1、图2和图3中所示凸起结构220的不同尺寸的匀光效果示意图。在图4至图7中，凸起结构220例如具有弧形凸面，而此弧形凸面的底面直径及厚度分别如图4至图7中所示。从图4至图7可看出，概略上而言，当凸起结构220的最大厚度越厚（即，弧形凸面越凸）时，可将光线L扩散得越开，因而能够使光线L'达到越佳的均匀度。

综上所述，本实用新型提出的匀光装置及具有此匀光装置的生物特征辨识装置可基于匀光件上所设置的凸起结构及环状斜面来均匀化发光单元所发出的光，进而使得照射到待辨识生物体的光线更为均匀。在此情况下，基于生物体反射的光线所产生影像的质量也可对应改善，从而提升生物特征辨识（例如，指纹辨识）的准确度。

虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型创作的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本实用新型的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。