整合式真手指光谱感测装置制造方法及图纸

本申请提供一种整合式真手指光谱感测装置，所述装置至少包含一指纹感测数组、一光机单元及一信号处理单元。光学耦接至光机单元的指纹感测数组至少包含多个光谱检测单元，用来通过光机单元接收来自一手指的光，以感测手指的光谱分布或变化以获得多组异质光谱数据。信号处理单元电耦合至所述多个光谱检测单元，并依据多组异质光谱数据执行度量域分析以判断手指为真手指与否。本申请所述的装置能够判断手指的真伪。

【技术实现步骤摘要】
整合式真手指光谱感测装置
本技术是有关于一种整合式真手指光谱感测装置，且特别是一种利用手指在按压后变形的物理现象而使得手指反射的光线在时间域、空间域以及强度值发生变化，配合光谱感测来判断真实手指的整合式真手指光谱感测装置。
技术介绍
现今的移动电子装置(例如手机、平板计算机、笔记本计算机等等)通常配备有用户生物识别系统，包括了例如指纹、脸型、虹膜等等不同技术，用以保护个人数据安全，其中例如应用于手机或智能型手表等携带型装置，也兼具有行动支付的功能，对于用户生物识别更是变成一种标准的功能，而手机等携带型装置的发展更是朝向全屏幕(或超窄边框)的趋势，使得传统电容式指纹按键无法再被继续使用，进而演进出新的微小化光学成像装置(有的非常类似传统的相机模块，具有互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor(CMOS)ImageSensor(简称CIS))感测组件及光学镜头模块)。将微小化光学成像装置设置于屏幕下方(可称为屏下)，通过屏幕部分透光(特别是有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode，OLED)屏幕)，可以撷取按压于屏幕上方的物体的图像，特别是指纹图像，可以称为屏幕下指纹感测(FingerprintOnDisplay，FOD)。屏幕下指纹感测除了要能正确地感测到指纹以外，也需要判断手指的真伪，以防止某人利用伪造另一人的指纹的假指纹或假手指来假冒另一人而通过认证。目前的仿冒技术也越来越精进，譬如可以利用2D影像或3D打印制作一个模具，再利用此模具填入各种不同的硅胶和色素制成假手指，或者也可以将另一人的指纹复制成透明或肤色薄膜附加到手指表面，使得附加有透明薄膜的假手指难以被辨别出。这种假手指辨识技术在屏幕下指纹感测时特别需要注意，因为显示屏幕可能会遮蔽部分手指的特征而影响辨识结果。鉴于以上说明，对于判断真实手指的机构及方法，着实有更进一步的改良需求，以防止假手指通过指纹感测。
技术实现思路
因此，本技术的一个目的是提供一种可判断真实手指的整合式真手指光谱感测装置，利用手指在按压后变形的物理现象，配合时间域及/或空间域的不同的光谱感测来判断真实手指。本技术的另一个目的是提供一种可判断真实手指的整合式真手指光谱感测装置，利用相邻光感测元配合不同的光谱分离元，得到不同的强度值，依据这些强度值的比值来判断手指的真伪。为达上述目的，本技术提供一种整合式真手指光谱感测装置，至少包含：一光机单元；一指纹感测数组，光学耦接至光机单元，并且至少包含多个光谱检测单元，用来通过光机单元接收来自一手指的光，以感测手指的光谱分布或变化以获得多组异质光谱数据；以及一信号处理单元，电耦合至这些光谱检测单元，并且依据多组异质光谱数据执行度量域分析以判断该手指为真手指与否。借由上述的实施例，可以利用手指在按压后变形的物理现象，配合光谱感测来判断真实手指。另一方面，依据时间域及/或空间域的光谱验证，可以有效且正确的判断手指的真伪。利用硬件、韧体或软件来运行时间域及/或空间域的光谱验证，可以防止假手指通过验证造成的安全性的问题。此外，利用相邻光感测元配合不同的光谱分离元，可以得到不同的强度值，借由这些强度值的比值来判断手指为真手指。利用简易的光谱分离元的镀膜处理，不需大幅增加制造成本，即可达成手指的防伪检测，有效解决有心人士使用假手指意图通过指纹验证的问题。为让本技术的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明图1显示在有压力及没有压力的状况下的手指的光谱图。图2显示图1的关系图转换成CIE1931色彩空间的示意图。图3A显示依据本技术较佳实施例的整合式真手指光谱感测装置的局部平面示意图。图3B显示图3A的第二方块的放大示意图。图3C与图3D显示光谱检测单元配合光机单元的两种例子的示意图。图4显示整合式真手指光谱感测装置与主机的运作示意图。图5显示整合式光谱感测方法的流程图的一例。图6显示手指碰触事件的示意图。图7显示整合式光谱感测方法的流程图的另一例。图8A显示一种空间域的手指光谱图在CIE1931色彩空间的分布图。图8B显示对应于图8A的多个点在手指上的分布图。图9显示实施空间域的光谱变化判断的硬件装置的方块图之一。图10显示实施空间域的光谱变化判断的硬件装置的方块图之二。图11至图13显示本技术较佳实施例的整合式真手指光谱感测装置的三个例子的局部系统剖面示意图。图14与图15显示本技术较佳实施例的防伪光谱分离元的两个例子的示意图。图16至图20显示防伪光谱分离元的多个区块的多个例子的俯视图。图21显示本技术较佳实施例的指纹传感器的设计参数示意图。图22显示指纹传感器的像素响应图。图23与图24显示指纹传感器的两个应用的示意图。图25显示防伪光谱分离元的配置的示意图。图26显示三种手指的感测结果的C1与C2的关系图。图27显示整合式真手指光谱感测装置的另一例子的示意方块图。【符号说明】BR:角落；CA,CD,CE:响应曲线；CV1:曲线；CV2:曲线；E1:第一强度值；E2:第二强度值；E3:第三强度值；F:手指；F1:真实手指；F2、F3:假手指；GR:角落；L:光线；L1:第一光线；L2:第二光线；L3:第三光线；L6:正常光线；P1,P2,P3,P4,P5:点；RR:角落；S01～S07:步骤；S12～S16:步骤；SP:异质光谱数据；t1,t2,t3,t4:时间点；VIP:虚拟相同部位；10:指纹感测数组；11:光感测元；12:光谱感测元；12a,12b,12c:异质光谱分离元；15:感测基板；20:光机单元；30:信号处理单元；31:感测区选择器；32:动态光谱验证器(DSV)；35:透光层；40:光谱分离模块；40A:中间防伪光谱分离元；40B、40D:第一周围防伪光谱分离元；40C、40E:第二周围防伪光谱分离元；40F:周围防伪光谱分离元；40M:第一区块；40P:第二区块；45B:蓝色防伪光谱分离元；45G:绿色防伪光谱分离元；45R:红色防伪光谱分离元；50:显示器；51,52:透光基板；100:整合式真手指光谱感测装置；110:感测区；120:光谱丛集区块；140:存储器；150:数据缓冲接口；200:主机；210:传感器软件开发工具包(S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，至少包含：/n一光机单元；/n一指纹感测数组，光学耦合至所述光机单元，并且至少包含多个光谱检测单元，用来通过所述光机单元接收来自一手指的光，以感测所述手指的光谱分布或变化以获得多组异质光谱数据；以及/n一信号处理单元，电耦合至所述多个光谱检测单元，并且依据所述多组异质光谱数据执行度量域分析以判断所述手指为真手指与否。/n

【技术特征摘要】
20200302 US 62/983,981;20200524 US 63/029,555;20201.一种整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，至少包含：
一光机单元；
一指纹感测数组，光学耦合至所述光机单元，并且至少包含多个光谱检测单元，用来通过所述光机单元接收来自一手指的光，以感测所述手指的光谱分布或变化以获得多组异质光谱数据；以及
一信号处理单元，电耦合至所述多个光谱检测单元，并且依据所述多组异质光谱数据执行度量域分析以判断所述手指为真手指与否。


2.根据权利要求1所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述度量域分析至少包含：分析所述多组异质光谱数据于一时间域的光谱变化。


3.根据权利要求1或2任一项所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述度量域分析至少包含：分析所述多组异质光谱数据于一空间域的光谱变化。


4.根据权利要求1或2任一项所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述度量域分析至少包含：分析所述多组异质光谱数据的多个强度值的关系。


5.根据权利要求1或2任一项所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述度量域分析至少包含：分析所述多组异质光谱数据于一空间域的光谱变化；以及分析所述多组异质光谱数据的多个强度值的关系。


6.根据权利要求1所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述信号处理单元包含一感测区选择器，电耦合至所述指纹感测数组，并依据一碰触事件信号选择所述指纹感测数组的一感测区，以启动所述指纹感测数组产生对应于所述感测区的所述多组异质光谱数据。


7.根据权利要求1所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，还包含一显示器，电耦合至所述信号处理单元，并且提供照明光线来照明所述手指，使所述手指产生所述光，让所述多个光谱检测单元接收，其中所述指纹感测数组位于所述显示器的下方。


8.根据权利要求7所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述显示器为一LCD、一OLED显示器或一微型发光二极管显示器。


9.根据权利要求7所述的整合式真手指光谱感测装置，为一行动装置，其特征在于，所述信号处理单元作为所述行动装置的一中央处理器用，并对所述指纹感测数组及所述显示器执行控制及信号处理。


10.根据权利要求1所述的整合式真手指光谱感测装置，供电耦合至一主机，其特征在于，所述信号处理单元电耦合至所述主机的一中央处理器，所述中央处理器电耦合至所述主机的一显示器，并且控制所述显示器及所述信号处理单元的操作。


11.根据权利要求1所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述指纹感测数组于一第一时间点及一第二时间点感测一感测区以获得所述多组异质光谱数据，且所述信号处理单元分析所述多组异质光谱数据于所述第一时间点及所述第二时间点的光谱变化，以判断所述手指为真手指与否，其中所述手指于所述第一时间点直接或间接接触所述指纹感测数组的一第一压力大于所述手指于所述第二时间点直接或间接接触所述指纹感测数组的一第二压力。


12.根据权利要求11所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述信号处理单元分析所述多组异质光谱数据于波长范围380nm至580nm的位准变化是否达到一预定位准，以判断所述手指为真手指与否。


13.根据权利要求11所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述信号处理单元分析所述多组异质光谱数据于CIE1931色彩空间的位置变化是否达到一预定偏移量，以判断所述手指为真手指与否。


14.根据权利要求1所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述指纹感测数组感测一感测区的不同位置以获得所述多组异质光谱数据，且所述信号处理单元分析所述多组异质光谱数据于所述不同位置的光谱变化，以判断所述手指为真手指与否。


15.根据权利要求14所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述信号处理单元分析所述多组异质光谱数据于CIE1931色彩空间的位置变化是否达到一预定偏移量，以判断所述手指为真手指与否。


16.根据权利要求1所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述指纹感测数组于一第一时间点及一第二时间点感测一感测区以获得所述多组异质光谱数据，且所述信号处理单元分析所述多组异质光谱数据于所述第一时间点及所述第二时间点的光谱变化，以判断所述手指为真手指与否，其中所述手指于所述第一时间点直接或间接接触所述指纹感测数组的一第一压力大于所述手指于所述第二时间点直接或间接接触所述指纹感测数组的一第二压力；以及所述信号处理单元分析对应于所述第一时间点及所述第二时间点的一者或两者的所述多组异质光谱数据于不同位置的光谱变化，以判断所述手指为真手指与否。


17.根据权利要求1所述的整合式真手指光谱感测装置，其特征在于，所述指纹感测数组还包含多个光感测元，所述多个光谱检测单元包含多个光谱感测元及彼此相邻地覆盖所述多个光谱感测元的多个异...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正三，傅同龙，
申请(专利权)人：神盾股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71