[发明专利]整合式光学模块及其手指扫描装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于手指感应装置的整合式光学模块，且特别涉及一种应用于指纹成像装置中提供手指导航以及生物特征扫描功能的整合式光学模块。

背景技术

现代化电子装置不断朝向小型化的趋势发展，其所提供功能的多元性及复杂度也非昔日能比。传统的人机界面装置(human interface device，HID)，例如滑鼠与键盘，若再用于现代多样化多媒体功能的小型化电子装置的控制界面，已明显不敷使用。

因此，提供紧密人机互动的精准且直觉式小型化控制界面一直为业界持续努力的研发目标。特别是，新式微型个人电子装置已深刻地融入在现代日常生活中，这些装置被应用在各种不同的环境中，其适用性变得格外重要。尤其是，用于其中的人性界面装置不止要精准而敏锐，更是要小巧且耐用。

另一面，随着现代电子装置的个人化，储存于其中的数据及信息更是日趋私密且重要。因此，新式个人电子装置更需要融入适当的保全机制以保护该等重要信息，尤在遗失遭窃的状况下，来限制他人对该装置的不当操作。其中，人类的指纹为一独一无二的生物特征，并且已被长久用于识别目的。因此，将指纹扫描/辨识功能融入现代小型电子装置以管理数据存取以加强安全是众所期望的。

光学手指导航(Optical finger navigation，OFN)技术具有上述精准、小巧及可信度高的特色。因此，本身即具有扫描功能的光学手指导航装置极适合生物识别方面的应用。具体地说，新式微型光学手指导航装置结合了既有光学滑鼠的敏感度与信赖度，却较没有传统实体应用上的空间限制。

一般而言，光学手指导航装置应用一光源及一系列相关光学镜片安排成照明一侦测表面(sensing surface)以产生数位影像，进而形成动作数据计算的基础。特别的是，导航装置内的小型感测器可通过侦测放置于侦测表面上移动的手指而对应地产生一系列的数位影像，然后将其处理成相关的导航信号(navigation signals)来操控电子装置或产生与电子装置的互动。

然而，现有的光学手指导航装置通常将照明与成像光学元件分开安排于其侦测表面上，而占用宝贵的空间。再者，分开的光学设计导致在宽面积的侦测表面产生较不均匀的照明输出，此举将负面地影响光学手指导航装置的性能。还有，手指导航及指纹辨识操作通常需要不同特性的光学元件。一般来说，具有宽向展延(wide-spanning)线性阵列的光学镜片较适用以配合指纹辨识功能的运作。另一方面，具有定点集中(point-concentrated)侦测阵列的光学镜片则较为适用在手指导航的应用上。因此，在单一装置内分开置放的光学元件以应用于个别的操作模式，在成本效益方面以及空间利用方面都是缺乏效率的。

于是，本发明的课题在于提出一种整合式光学模块，能兼顾支援指纹识别及手指导航的运作，并且同时具有轻巧微小的外型，以便应用于小型化封装(lower-profile package)结构中。此外，本发明还提出一种小巧且具成本效益的手指感应装置，其既具指纹辨识且有手指导航功能，尤适用于小巧可携式的电子装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种整合式光学模块以适用于手指感应装置。所述整合式光学模块设于一窗模块及一电子模块之间以提供手指导航及指纹识别的性能。

为达上述目的，本发明提供一种整合式光学模块，设于一具有接触面的窗模块以及一具有光源及光感应单元的电子模块之间。该整合式光学模块包括一照明部及一成像部。该照明部包括有一导光阵列用以导引来自该光源的入射光于一预定的入射角对准于该窗模块；该成像部包括有一微镜片阵列安排于其上以对准来自该窗模块的反射光且朝向该光感应单元。其中该微镜片阵列包括一细长的识别单元具有一列轴大体垂直于该导光阵列；及一导航单元连接于该识别单元且与该列轴并列。

此外，本发明要解决的技术问题，还在于提供一种手指扫描装置乃利用一整合的光学模块以规划兼有手指导航及指纹识别的性能。