同时辨识手指影像及血氧浓度的指纹辨识装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种同时辨识手指影像及血氧浓度的指纹辨识装置及方法，包括以下步骤：将手指按压在光电传感器模块的光接收表面上；分别发出可见光线及非可见光线；光电传感器模块接收自手指表面反射的可见光线及接收穿透到手指内部后再反射的非可见光线；光电传感器模块将可见光线及非可见光线的光强度信号转换成光电流信号；以模拟数字转换模块将光电流信号分别转换成第一数字信号及第二数字信号；以处理器模块将第一数字信号输出成手指指纹图像以及将第二数字信号输出成手指血氧图像进行辨识。本发明专利技术亦提供执行上述辨识方法的指纹辨识装置，可搭载在手持装置内部，同时辨识手指指纹图像和手指血氧图像，验证手指真实性，进而防堵指纹辨识的漏洞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及指纹辨识
，具体涉及一种指纹辨识装置及方法。
技术介绍
所谓指纹辨识，顾名思义就是利用人体手指上独有指纹信息进行辨识。常见的指纹辨识装置可由两种元素组成。其一为指纹传感器(Fingerprint Sensor)，主要目的是采集一枚完整的指纹图像。另一个元素则为指纹辨识算法(Fingerprint Algorithm)。当前端的指纹传感器采集指纹图像后，后续则是交由算法进行指纹图像处理与指纹特征点抽取，生成指纹模板后将原始指纹图像丢弃，最后再进行指纹比对。常见的指纹传感器有电容式(Capacity)与光学式(Optical)两种。目前电容式指纹传感器常见的有RF电容感测、压力感测、热感测等。其原理是将高密度的电容传感器或是压力传感器等微型化传感器整合于一芯片之中，待手指按压芯片表面时，内部微型电容传感器会根据指纹的波峰与波谷聚集而产生的不同电荷量(或是温差)，进而形成指纹图像。电容式传感器的优点为薄型化与小型化，可被大量运用在手持装置上，不过其缺点为成本高及耐用性备受考验。且电容式传感器为了维持一定的按压面积须切割整片晶圆，所以每一芯片所产出的成本相当高。再者，由于电容式传感器本身就是裸露的半导体芯片，容易因为手指本身的汗水与酸碱影响，而对芯片表面产生侵蚀以及容易产生静电问题，使得电容式传感器的耐受度及使用寿命大幅降低。因此，便有在电容式传感器表面增贴一层蓝宝石基板以进行防护，但相对的也提高制作成本。另外，光学式指纹传感器为最早的指纹采集设备，是利用光源、三菱镜、电荷耦合组件(CCD)组成一套指纹采集设备。利用手指按压三菱镜后，以指r>
纹的波峰与波谷对于光线全反射的吸收与破坏，进而得到一枚指纹图像，再经由电荷耦合组件(CCD)将影像撷取与输出。由于光学式指纹传感器的采集方式是非接触芯片本身，也就是指纹按压处是由压克力或是玻璃等光学组件所构成，故光学式最大的优势就是价格低廉且耐用。但光学式指纹传感器因为其体积较大及组装复杂，难以运用于手持装置内部。另外，通常有不肖人士会以硅胶材质假造手指。硅胶材质制作的假手指几乎可以拟真有指纹及微血管，如此，以硅胶特性及带有指纹、微血管的假手指压在指纹辨识装置后，可使得假手指同样有按压后的手指变形量特性及指纹、微血管特性来骗过指纹辨识装置，而导致指纹辨识装置无法正确辨识是否是由真人的手指所按压，进而造成辨识上的漏洞。是以，习知的电容式指纹传感器具有易受环境静电影响及制作成本高的问题，而光学式指纹传感器则具有体积大无法应用于手持装置的问题，再加上硅胶伪造的假手指可以模拟真手指按压变形量及指纹、微血管特性，而导致容易通过指纹辨识装置的3D手指验证程序等问题。因此，要如何设计一种可避免环境静电影响、体积小、降低制作成本及辨识真实手指血管的指纹辨识器，就成为了需要解决的问题。
技术实现思路
鉴于习知的电容式指纹传感器具有易受环境静电影响及制作成本高的问题，光学式指纹传感器具有体积大无法应用于手持装置，而耐受度及使用寿命较低的问题，以及硅胶伪造的假手指容易通过指纹辨识装置的3D手指验证程序等问题。本专利技术的主要目的在于提供一种同时辨识手指影像及血氧浓度的指纹辨识装置及方法，用以解决体积大、易受环境静电影响、制作成本高及硅胶假手指等问题。根据本专利技术所揭露的一种同时辨识手指影像及血氧浓度的指纹辨识装置，用以辨识一手指的指纹图样及血氧状态。指纹辨识装置包括至少一第一发光组件、至少一第二发光组件、一光电传感器模块、一模拟数字转换模块及一处理器模块。其中，第一发光组件朝向手指发射一非可见光线，第二发光组件朝向所述手指发射一可见光线。光电传感器模块具有一光接收表面，
用以供手指接触于其上。光电传感器模块接收由手指反射的非可见光线的至少一第一光强度信号，光电传感器模块接收由手指反射的非可见光线及可见光线的至少一第二光强度信号。光电传感器模块将第一光强度信号转换成一第一光电流信号，光电传感器模块将第二光强度信号转换成一第二光电流信号。模拟数字转换模块电性连接于光电传感器模块，模拟数字转换模块依据第一光电流信号转换成一第一数字信号，模拟数字转换模块依据第二光电流信号转换成一第二数字信号。处理器模块电性连接于模拟数字转换模块，处理器模块依据第一数字信号输出成一手指指纹图像进行辨识，处理器模块依据第二数字信号输出成一手指血氧图像进行辨识。根据本专利技术所揭露的一种同时辨识手指影像及血氧浓度的指纹辨识方法，包括以下步骤：将一手指放置在一光电传感器模块的一光接收表面上；以一第一发光组件朝向手指发出一非可见光线及以一第二发光组件朝向手指发出一可见光线；光电传感器模块接收穿透到手指内部后再反射的非可见光线的至少一第一光强度信号，光电传感器模块接收经由手指反射的非可见光线及可见光线的至少一第二光强度信号；光电传感器模块依据第一光强度信号转换成至少一第一光电流信号，光电传感器模块依据第二光强度信号转换成至少一第二光电流信号，光电传感器模块将第一光电流信号及第二光电流信号分别传送到一模拟数字转换模块；模拟数字转换模块依据第一光电流信号转换成至少一第一数字信号，模拟数字转换模块依据第二光电流信号转换成至少一第二数字信号，模拟数字转换模块将第一数字信号及第二数字信号分别传送到一处理器模块；以及处理器模块依据第一数字信号输出成一手指指纹图像，处理器模块依据第二数字信号输出成一手指血氧图像，并对手指指纹图像及手指血氧图像进行辨识。根据本专利技术所揭露的一种同时辨识手指影像及血氧浓度的指纹辨识方法，包括以下步骤：将手指放置在一光电传感器模块的一光接收表面上；以一第一发光组件朝向手指发出一非可见光线，光电传感器模块接收穿透到手指内部后再反射的非可见光线的至少一第一光强度信号；光电传感器模块依据第一光强度信号转换成至少一第一光电流信号，以一模拟数字转换模块依据第一光电流信号转换成至少一第一数字信号；以一处理器模块依据第一数字信号转换成一手指指纹图像进行辨识，当验证所述手指指纹图像正确后进入下一步骤；以一第二发光组件朝向手指发出一可见光线，光电传感器模块接收经由手指表面反射的非可见光线及可见光线的至少一第二光强度信号；光电传感器模块依据第二光强度信号转换成至少一第二光电流信号，光电传感器模块将第二光电流信号传送到模拟数字转换模块；模拟数字转换模块依据第二光电流信号转换成至少一第二数字信号；以及处理器模块依据第二数字信号转换成一手指血氧图像进行辨识，以辨识是否为真实手指。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：本专利技术的功效在于利用光电传感器模块来接收穿透手指的可见光及非可见光，并同时辨识出手指的指纹图像及血氧图像，以防堵指纹辨识时的缺失，藉以提高识别时的真实性。是以，藉由光电传感器模块轻、薄、短、小的特性，使得本专利技术的指纹辨识装置可应用在手持装置内部，可解决习知技术的光学式指纹辨识器体积过大而无法用在手持装置的问题。而且利用此种光电分离的感测方式，可解决习知技术的电容式指纹辨识器容易受到环境静电影响的问题，也不需要有习知技术的蓝宝石基板作保护的需求，可大幅降低制作成本。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时辨识手指影像及血氧浓度的指纹辨识装置，用以辨识一手指的指纹图样及血氧状态，其特征在于，所述指纹辨识装置包括；至少一第一发光组件，朝向所述手指发射一非可见光线；至少一第二发光组件，朝向所述手指发射一可见光线；一光电传感器模块，具有一光接收表面，用以供所述手指接触于其上，所述光电传感器模块接收由所述手指反射的所述非可见光线的至少一第一光强度信号，所述光电传感器模块接收由所述手指反射的所述非可见光线及所述可见光线的至少一第二光强度信号，所述光电传感器模块将所述第一光强度信号转换成一第一光电流信号，所述光电传感器模块将所述第二光强度信号转换成一第二光电流信号；一模拟数字转换模块，电性连接所述光电传感器模块，所述模拟数字转换模块依据所述第一光电流信号转换成一第一数字信号，所述模拟数字转换模块依据所述第二光电流信号转换成一第二数字信号；以及一处理器模块，电性连接所述模拟数字转换模块，所述处理器模块依据所述第一数字信号输出成一手指指纹图像进行辨识，所述处理器模块依据所述第二数字信号输出成一手指血氧图像进行辨识。

【技术特征摘要】
2014.12.22 TW 1031447441.一种同时辨识手指影像及血氧浓度的指纹辨识装置，用以辨识一手指的指纹图样及血氧状态，其特征在于，所述指纹辨识装置包括；至少一第一发光组件，朝向所述手指发射一非可见光线；至少一第二发光组件，朝向所述手指发射一可见光线；一光电传感器模块，具有一光接收表面，用以供所述手指接触于其上，所述光电传感器模块接收由所述手指反射的所述非可见光线的至少一第一光强度信号，所述光电传感器模块接收由所述手指反射的所述非可见光线及所述可见光线的至少一第二光强度信号，所述光电传感器模块将所述第一光强度信号转换成一第一光电流信号，所述光电传感器模块将所述第二光强度信号转换成一第二光电流信号；一模拟数字转换模块，电性连接所述光电传感器模块，所述模拟数字转换模块依据所述第一光电流信号转换成一第一数字信号，所述模拟数字转换模块依据所述第二光电流信号转换成一第二数字信号；以及一处理器模块，电性连接所述模拟数字转换模块，所述处理器模块依据所述第一数字信号输出成一手指指纹图像进行辨识，所述处理器模块依据所述第二数字信号输出成一手指血氧图像进行辨识。2.如权利要求1所述的指纹辨识装置，其中所述光电传感器模块由多个呈数组的光电感测组件所排列构成，所述多个呈数组的光电感测组件括有多个可见光感测芯片及多个非可见光感测芯片，所述多个可见光感测芯片及所述多个非可见光感测芯片相邻排列在一起，并且构成所述光接收表面。3.如权利要求2所述的指纹辨识装置，其中更包括一散射介质，所述散射介质覆盖在所述光传感器模块的所述光接收表面，所述散射介质供所述手指接触于其上。4.如权利要求1所述的指纹辨识装置，其中更包括一功能电路板，所述光电传感器模块、所述第一发光组件及所述第二发光组件电性配置在所述功能电路板，所述第一发光组件与所述第二发光组件相邻配置在所述光电传感器模块的周围。5.如权利要求4所述的指纹辨识装置，其中所述模拟数字转换模块与所述处理器模块可选择的电性配置在所述功能电路板或是电性配置在一可携式电子装置。6.一种同时辨识手指影像及血氧浓度的指纹辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：将一手指放置在一光电传感器模块的一光接收表面上；以一第一发光组件朝向所述手指发出一非可见光线及以一第二发光组件朝向所述手指发出一可见光线；所述光电传感器模块接收穿透到所述手指内部后再反射的所述非可见光线的至少一第一光强度信号，所述光电传感器模块接收经由所述手指反射的所述非可见光线及所述可见光线的至少一第二光强度信号；所述光电传感器模块依据所述第一光强度信号转换成...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪浚郎，巫仁杰，
申请(专利权)人：金佶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71