通过接触进行生物测量捕获的光学设备及使用该设备的系统技术方案

一种通过接触进行生物测量传感的光学设备，其包括：光学元件（２），其中一个表面（３）形成可以放置其生物测量特征待捕获的器官的表面；光源（６），其用于向所述光学元件的所述表面（３）发光；以及捕获装置（９），其用于接收来自所述表面（３）的光；表面（３）涂敷有限定图案的薄层，并且由与构成所述光学元件的材料有关的材料构成，当器官放置在表面（３）上时，并且在光源（６）发光的情况下，该层是透明的，而存在相对于所述表面（３）倾斜的外部寄生光的情况下，该层的透明度降低；从而依据是实像还是潜像辨别所述捕获装置接收的图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及通过接触进行生物测量传感的领域，并且具体涉及指纹传感，更具体地，涉及对通过接触进行生物测量传感的光学设备的改进。
技术介绍
现有技术的光学设备包括具有面的光学元件，所述面构成接触身体部分的表面的至少一部分，该表面用于传感生物测量特征；与所述光学元件相关联的光源，用于向所述光学元件的所述面发光；以及传感装置，适用于收集来自所述光学元件的所述面的光。在本专利技术所应用的各种设备，尤其是用于指纹传感的设备中，光(通常是可见光)源向身体部分(比如手指)发光；该身体部分与面相接触的部分使这些光扩散，并且这些扩散的光通过光学系统到达传感器的传感表面。只要身体部分所放置的面本身干净，那么这种类型的设备就可以正常工作。然而，当诸如手指的身体部分放在所述面上之后，通常会在面上留下油脂的痕迹。当仅仅到达所述面的光来自设备中的光源时，这些油脂的痕迹将扩散相对很少一部分光，并且设置光学系统保证不激发传感器。相反，可发生这种情况，来自相对较大功率的外部光源(太阳、卤素灯等等)的光以一定倾斜角到达上述面。这种情况下，面上的油脂痕迹可以扩散相对大量的光线，然后这些光线到达并激发传感器。接着传感器发送油脂痕迹的图像(潜像)。如果这些油脂痕迹足够的话，以这种方式获得的潜像可以足够清晰地再现前面操作过的那个人的生物测量特征(比如指纹)，这会导致错误的指令(已经应用身体部分的错误检测，错误授权等等)现在已经提出了各种公知方法来试图解决这个问题并试图防止设备响应潜像而工作。因此，专利文献US 2003/0202687提出形成身体部分的多个图像，随后将这些图像相互比较。检测到图像之间的区别表示身体部分已移动，并且使原身体部分存在，而图像之间精确一致代表没有移动，并且使这些图像成为潜像。现有技术的技术方案的缺点在于如下事实如果外部光源移动或者如果用于获取生物测量特征的系统自身移动，那么潜像可以及时变化并且可以好像身体部分放在面上进行处理。专利文献WO 01/84477涉及一种具有可控内部光源的设备。如果既利用光并且又不利用光获得多个图像，则能够区别用于处理的身体部分的潜像和图像。然而，当外部光源和内部光源同时关闭时，这种现有技术的设备呈现低效的缺点，而且当外部光源不稳定时(比如透过植物的太阳光、人来人往、移动的传感器)也可能工作错误。专利文献WO 97/14111教示使用电极来测量在光学元件表面的电学特性，以检测身体部分的存在。这种在实践中用以检测假货的设备需要专门的模拟电路；这种设备复杂并且昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种简单的技术解决方案，其不需要任何额外的复杂设备，实施费用低廉，并且应用到正在制造的新设备和已经存在的设备上都一样良好，可以实现防止用于通过接触进行生物测量传感的光学设备对在一定外部光照条件下出现的潜像传感的目的。为了实现这些目的，在第一个方案中，本专利技术提供一种在介绍中定义的设备，特别地但不是唯一地用于指纹传感，根据本专利技术的设置，其特征在于该光学元件的所述面涂敷有限定图案的薄层，并且该薄层由与构成所述光学元件的材料相关联的材料制成，当身体部分放置在该光学元件的所述面上时，在光源发射光的情况下，所述层基本透明，并且在相对于该光学元件的所述面倾斜的外部光干扰的情况下，所述层的透明度明显降低。通过这种设置，可以根据形成了实像还是潜像来辨别由传感器装置接收的图像。可以想到很多种可能的方案用于形成光学元件的所述面上的薄层。这样，可以所述预定图案沉积额外厚度的层；或者，可以构成其透射系数随着所述预定图案而变化的层。此外，所述层可以直接沉积在光学元件的面上，或者另一种方法，可以形成在连续透明膜上，该膜沉积在光学元件的面上。实际中，该光学元件可以是一个棱镜，其底部构成所述面。构成该光学元件的材料通常可以由玻璃制成。在一个简单的实施方式中，构成该层的材料可以是例如公知的氧化铟锡(ITO)的氧化物。在第二个方案中，本专利技术提供一种通过接触进行生物测量传感的设备，该设备包括至少一个如上所述的通过接触进行生物测量传感的光学设备；存储装置，用于存储薄层形成的图案；检测器装置，用于检测在传感器装置所接收的图像中所述图案的图像是否重叠在指纹图像上；以及鉴别器装置，用于拒绝由重叠在指纹图像上的所述图案的图像所形成的潜像作为传感器接收的图像。附图说明通过阅读下列作为非限制性实例的某些优选实施方式的详细说明可以更好地理解本专利技术。在说明中参照附图，其中图1A是本专利技术所应用的通过接触进行生物测量传感的光学设备的示意图；图1B是图1A的设备的传感器装置在正常工作情况下检测到的指纹的图像；图2A是图1A的设备在非正常工作情况下的示意图；图2B示出在图2A所示的非正常工作情况下由传感装置检测到的潜像；图3A是根据本专利技术设置的图1A的光学设备在图2A所示的工作情况下的示意图；图3B是根据本专利技术图2A的光学元件的面上所应用的图案的示意图；图4和图5是根据本专利技术设置的设备的各种工作情况下传感器装置收集的图像的示图；图6A至图6C是在图1A的设备中本专利技术的几种不同的沉积实施方式；以及图7是根据本专利技术设置的生物测量传感器设备的简化框图。具体实施例方式图1A所示为通过接触进行生物测量传感的光学设备的主体结构，该设备在全文中的附图标记为1。所示的设备1包括具有一个面3(本实施例中是一个棱镜的大表面)的光学元件2(本实施例中由该棱镜的梯形部分组成)，所述面3的至少一部分由用于接触身体部分的表面构成，从该表面传感生物测量特征。通过具体实施例的方法，由于这是最普通但又不唯一的例子，假设设备1用于产生放置在棱镜的面3上的手指的指纹5的图像。设备1还包括光源6，该光源通常是可见光光源并且与光学元件2相关联以向上述面3发光。通常，由于这是可以实施的最简单技术方案，所以光源6通过光学元件2向面3发光，如图1A所示。在图1A所示的例子中，光源6放置在朝向与棱镜的大面3相对的小面的位置，并且这些光基本垂直地直接照射到面3上，以从正面照射手指4。在有手指的情况下，手指的投影区域吸收光线，然后向各个方向发散，特别是向传感器发散，而当没有手指时，传感器从指纹的沟壑收集不到任何光线。面3扩散的部分光线通过侧面7射出光学元件，并且通过聚焦装置8聚焦在传感器装置9上，随后该传感器装置传送电信号到处理器单元10。在图1A所示的光照情况下，当手指4放置在面3上时，传感器装置9接收指纹5(凸纹为白色，沟壑为黑色)的“正”像，如图1B所示。相反，当没有手指放置在面3上时，传感器9调整为不因面3反射的剩余光线而激发。从这点可以观察到，当光照是“阴影”型，即，当发光源设置在面对棱镜2的另一个斜面11从而利用入射光照射面3时，也可以应用下面将要解释的本专利技术的具体设置。由传感器9接收的图像则是“负”像(黑色凸纹，白色沟壑)。手指与面3相接触可以留下油脂痕迹，其图2A中的棱镜2上的12粗略代表。在一定情况下，面3也可能接收到相对强烈的外部光13(太阳光、卤素灯等等的寄生光)，这些光相对于面3倾斜并且近似垂直地直接照射到光学元件2的输出斜面7。这些寄生光显现出油脂痕迹12，并且由于倾斜角度到达传感器装置9。如果油脂痕迹12非常多，则传感器装置9接收到如图2B所示的指纹图像(假像或者“潜”像)，由于该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过接触进行生物测量传感的光学设备，所述设备包括：具有面（３）的光学元件（２），所述面（３）构成用于接触身体部分的表面的至少一部分，期望从该表面传感生物测量特征；与所述光学元件（２）相关联的光源（６），其用于向所述光学元 件（２）的所述面（３）发光；以及传感器装置（９），其适于收集来自所述光学元件（２）的所述面（３）的光；其特征在于，所述光学元件（２）的所述面（３）涂敷有限定图案的薄层（１４），所述薄层由与构成所述光学元件相关联的材料制成，当 身体部分（４）放置在所述光学元件（２）的所述面（３）上时，在所述光源（６）发射光的情况下，所述层（１４）基本透明，而在相对于所述光学元件的所述面倾斜的外部光线（１３）干扰的情况下，所述层（１４）的透明度明显降低，从而能够根据形成了实 像还是潜像来辨别由该传感器装置接收的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂厄鲁热，劳伦特兰伯特，琼克里斯托夫方德，
申请(专利权)人：萨热姆安全公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]