CN113033274A - 指纹辨识系统及其辨识方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种指纹辨识系统及其辨识方法。该指纹辨识系统包括光发射器、光接收器以及比对模块。首先，光发射器对待测物发射至少一图案化发射光，接着借由光接收器接收待测物反射后的图案化反射光，之后借由比对模块，将图案化发射光及图案化反射光相互比对并产生比对信息，最后当比对信息于立体比对区间时，判定该待测物的表面为立体，反之，则判定该待测物的表面为平面。借此，本发明的指纹辨识系统及其辨识方法，其可以达成实时判别以及广泛适用性等目的。

Description

指纹辨识系统及其辨识方法
技术领域
本发明涉及一种辨识系统，特别涉及一种指纹辨识系统及其辨识方法。
背景技术
指纹辨识技术发展至今，已成为多数智能型手机的标准配备，指纹辨识的优点在于指纹是人体独一无二的特征，并且指纹的复杂度足够用于鉴别，此外当需要增加可靠性时，只需登记更多的指纹并且鉴别更多的手指，最多可以多达十个，而每一个指纹都是独一无二的。再者，现今扫描指纹的速度相当快且使用方便，亦是指纹辨识技术能够占领大部分市场的一个主要原因。
然而，指纹辨识并非绝对安全，人们每天会将指纹留在许多公开造访的场合，若真的有人有心想取获、复制，那取得指纹信息是非常轻而易举的举动。一旦指纹被还原采用，个人的装置、信息安全都有可能遭到窃取。同时，相较于使用密码，即便密码遭受破解后仍然可以重新设定，而指纹却无法重设。有鉴于此，如何增进指纹辨识的安全性及辨识能力则为研发人员应解决的问题之一。
是以，本案发明人在观察上述缺失后，而遂有本发明的产生。
发明内容
本发明的目的提供一种指纹辨识系统及其辨识方法，其能借由比对模块，将至少一图案化发射光及至少一图案化反射光相互比对，从而判定待测物的表面是否为立体，如此一来，有效防止他人以指纹的影像或图片破解指纹辨识系统，并且大幅增加指纹辨识系统的安全性及辨识能力。
为达上述目的，本发明提供一种指纹辨识系统，其应用于指纹真假辨识，该指纹辨识系统包括：至少一光发射器，其对于一辨识区域的一待测物发射至少一图案化发射光；至少一光接收器，其电性连接该光发射器，该光接收器接收该待测物反射后的至少一图案化反射光，其中该待测物与该图案化发射光之间存在一入射角度，且该待测物与该图案化反射光之间存在复数反射角度，该入射角度与该反射角度皆介于0度至90度之间；以及一比对模块，其与该光发射器及该光接收器电性连接，该比对模块将该至少一图案化发射光及该至少一图案化反射光相互比对，并产生一比对信息；其中，当该比对信息于一立体比对区间时，该比对模块判定该待测物的表面为立体，反之，该比对模块判定该待测物的表面为平面，该立体比对区间作为判定该待测物的表面是否为立体的基准值，该图案化发射光选自呈移动、旋转、放大、缩小、闪烁及不闪烁其中之一或其组合的态样，然而本发明不限于此。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该至少一图案化发射光为点发射光、条纹发射光、网格线发射光、封闭曲线发射光、开放曲线发射光及不规则图案发射光其中之一或其组合，然而本发明不限于此。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该辨识区域不同时垂直该光发射器以及该光接收器。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其包括多个光发射器，该多个光发射器中的至少两个光发射器，分别对该待测物发射至少一图案化发射光，以改变多个该图案化发射光的多个该入射角度。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其包括多个光接收器，该多个光发射器中的至少两个光接收器，两者分别接收多个图案化反射光，以改变多个该图案化反射光的多个该反射角度。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该至少一图案化发射光具有与指纹空间频率接近的图案。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该至少一图案化发射光具有小于指纹之空间频率的图案。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该至少一图案化发射光的波长不为定值。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该光发射器发射多个该图案化发射光的发射频率不为定值。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该光发射器可以使用激光束或LED光束作为多个该发射光，因此该光发射器所发射的该至少一图案化发射光的波长可以介于360nm至1550nm之间。例如，该至少一图案化发射光可以为495nm、650nm、850nm、940nm、1300nm、1310nm、1350nm等，然而本发明不限于此。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该反射角度不为0度。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其进一步包括一致动器，该致动器可移动地耦接至该光发射器，该致动器借由移动改变该至少一图案化发射光的该入射角度。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该辨识区域进一步包含一提示符号，该提示符号与该指纹辨识系统电性连接，该提示符号用于提示该待测物按压位置。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该辨识区域的形状系包含一突出部，该突出部用于使该待测物的至少一部份一边缘处位于该辨识区域内。
较佳地，根据本发明的指纹辨识系统，其中，该提示符号设置于靠近该辨识区域的边缘部分。
又，为达上述目的，本发明根据上述指纹辨识系统为基础，进一步提供一种执行上述指纹辨识系统的辨识方法，其包含有：一发射步骤，借由该至少一光发射器对于该辨识区域的该待测物发射该至少一图案化发射光；一接收步骤，借由该至少一光接收器接收于该辨识区域的该待测物反射后的该至少一图案化反射光；一比对步骤，借由该比对模块将该至少一图案化发射光及该至少一图案化反射光相互比对，并产生该比对信息；以及一辨识步骤，当该比对信息于该立体比对区间时，判定该待测物的表面为立体，反之，则判定该待测物的表面为平面。
较佳地，根据本发明的辨识方法进一步包括一确认步骤，该确认步骤于执行该辨识步骤后，当该指纹辨识系统判定该待测物为平面时，则另一光发射器对该待测物发射至少一图案化发射光，以改变多个该图案化发射光的多个该入射角度，并重复执行多个该发射、接收、比对、辨识步骤。
较佳地，根据本发明的辨识方法进一步包括一确认步骤，该确认步骤于当执行该辨识步骤后，当该指纹辨识系统判定该待测物为平面时，则另一光接收器接收该待测物反射后的多个该图案化反射光，以改变接收多个该图案化反射光的多个该反射角度，并重复执行多个该发射、接收、比对、辨识步骤。
较佳地，根据本发明的辨识方法进一步包括一确认步骤，该确认步骤于执行该辨识步骤后，当该指纹辨识系统判定该待测物为平面时，则该光发射器该待测物发射另一图案化发射光，以改变该图案化发射光的移动、旋转、放大、缩小、闪烁及不闪烁其中之一或其组合的态样，并重复执行多个该发射、接收、比对、辨识步骤。
较佳地，根据本发明的辨识方法，其中，该辨识步骤进一步包括：一立体辨识步骤，借由该比对模块辨识该待测物，当该比对信息于该立体比对区间时，则该比对模块判定该待测物的表面为立体，反之，则该比对模块判定该待测物200的表面为平面；一指纹辨识步骤，借由该图案化反射光r'中具有一高空间频率的图案，对该待测物200进行指纹身份的识别。
综上，本发明所提供的指纹辨识系统及其方法，主要利用本发明的指纹辨识系统并搭配其方法，从而判定待测物是否为立体，如此一来，有效防止他人以指纹的照片或图片破解指纹辨识系统，并且大幅增加指纹辨识系统的安全性及辨识能力。
为使熟悉本领域技术人员了解本发明的目的、特征及功效，兹借由下述具体实施例，并配合所附的图式，对本发明详加说明如下。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的指纹辨识系统的示意图；
图2为根据本发明第一实施例的指纹辨识系统设置位置示意图；
图3为根据本发明第一实施例的指纹辨识系统的辨识示意图；
图4为说明执行本发明第一实施例的指纹辨识系统的辨识方法的步骤流程图；
图5为根据本发明第二实施例的指纹辨识系统架构示意图；
图6为根据本发明第二实施例的指纹辨识系统设置位置示意图；
图7为根据本发明第二实施例的指纹辨识系统的辨识示意图；
图8为说明执行本发明第二实施例的指纹辨识系统的辨识方法的步骤流程图；
图9为根据本发明第三实施例的指纹辨识系统的示意图；
图10为根据本发明第三实施例的指纹辨识系统设置位置示意图；
图11为根据本发明第三实施例的指纹辨识系统的辨识示意图；
图12为说明执行本发明第三实施例的指纹辨识系统的辨识方法的步骤流程图；
图13为根据本发明第四实施例的指纹辨识系统架构示意图；
图14为根据本发明第四实施例的指纹辨识系统的辨识示意图；
图15为说明本发明第四实施例的待测物贴合于辨识区域之示意图；
图16为说明根据本发明第四实施例的指纹辨识系统的辨识区域另一实施方式；
图17为说明根据本发明第四实施例的指纹辨识系统的辨识区域又一实施方式；
图18为说明根据本发明第四实施例的指纹辨识系统的辨识区域又一实施方式；
图19为说明根据本发明第四实施例的指纹辨识系统的提示符号位置示意图；
图20为说明执行本发明第四实施例的指纹辨识系统的辨识方法的步骤流程图。
附图标记说明：
100-指纹辨识系统；
20-光发射器；
21-第一光发射器；
22-第二光发射器；
30-光接收器；
40-比对模块；
50-致动器；
200-待测物；
201-待测物；
202-待测物；
203-待测物；
204-待测物；
205-边缘处；
300-辨识区域；
301-提示符号；
302-突出部；
S1-发射步骤；
S2-接收步骤；
S3-比对步骤；
S4-辨识步骤；
S1'-发射步骤；
S2'-接收步骤；
S3'-比对步骤；
S4'-辨识步骤；
S5'-确认步骤；
S1”-发射步骤；
S2”-接收步骤；
S3”-比对步骤；
S4”-辨识步骤；
S5”-确认步骤；
S1”'-发射步骤；
S2”'-接收步骤；
S3”'-比对步骤；
S41”'-立体辨识步骤；
S42”'-指纹辨识步骤；
r-图案化发射光；
r1-图案化发射光；
r2-图案化发射光；
r':图案化反射光；
r1'-图案化反射光；
r2'-图案化反射光；
θ-入射角度；
θ1-入射角度；
θ2-入射角度；
θ'-反射角度；
θ1'-反射角度；
θ2'-反射角度。
具体实施方式
以下配合图式及组件符号对本发明的实施方式作更详细的说明，以使其所属技术领域中具有通常知识者在研读本说明书后能据以实施。
然而，本发明不限于本文所公开的实施例，而是将以各种形式实现。
以下实施例仅作为示例提供，使得所属技术领域中具有通常知识者可以完全理解本发明的公开内容和本发明所公开的范围。
因此，本发明将仅由所附申请专利范围限定。
用于描述本发明的各种实施例的附图中，所示出的形状、尺寸、比率、数量等仅仅为示例性，并且本发明不限于此。
在本说明书中，相同的附图标记通常表示相同的组件。
除非另有明确说明，否则对一个的任何引用可以包含多个。
图1为根据本发明第一实施例的指纹辨识系统的示意图。如图1所示，根据本发明之指纹辨识系统100包括：光发射器20、光接收器30及比对模块40。
具体地，根据本发明的光发射器20对于一辨识区域300的一待测物200发射图案化发射光r。需要进一步说明的是，光发射器可以使用激光束或LED光束作为图案化发射光r，因此光发射器20所发射的该图案化发射光r之波长可以介于360nm至1550nm之间，例如该图案化发射光r可以为495nm、650nm、850nm、940nm、1300nm、1310nm、1350nm等，然而本发明不限于此。
具体地，根据本发明的指纹辨识系统100可以应用于智能型手机，因此可以将智能型手机的屏幕作为光发射器20，而不须另外设置光发射器20，以增加本发明的适用性，光发射器20可以是发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、及量子点发光二极管(QLED)等，然而本发明不限于此。
具体地，光发射器20所发射的图案化发射光r可以选自呈移动、旋转、放大、缩小、闪烁、及不闪烁其中之一或其组合的态样，然而本发明不限于此。
具体地，光发射器20所发射的图案化发射光r可以为点发射光、条纹发射光、网格线发射光、封闭曲线发射光、开放曲线发射光、及不规则图案发射光其中之一或其组合，然而本发明不限于此。
具体地，在本实施例中，图案化发射光r可以具有与真实指纹的空间频率接近的图案，如此一来，当根据本发明的指纹辨识系统100应用于指纹真假辨识时，将更容易判断待测物200的表面是否为立体，然而本发明不限于此。
需要进一步说明的是，当光发射器20所发射的图案化发射光r进行越多的变化，将使得根据本发明的指纹辨识系统100产生更多的变量及数据量，进而提升对待测物200的表面是否为立体的判断上的准确度，因此就指纹辨识真假的辨识能力而言效果更佳，然而由于实施上较为复杂，故可视指纹辨识系统100所适用的产品的特性及成本方面斟酌，考虑采用何种方式较为适切，在此仅是提出例示，并非仅限于此。
请参阅图2，图2为根据本发明第一实施例的指纹辨识系统设置位置示意图。如图2所示，光接收器30接收于辨识区域300的待测物200反射后的图案化反射光r'，需要进一步说明的是，于辨识区域300的待测物200与图案化发射光r之间存在入射角度θ，且于辨识区域300的待测物200与图案化反射光r'之间存在反射角度θ'，其中，入射角度θ与该反射角度θ'度皆介于0度至90度之间。
具体地，根据本发明的比对模块40，其与光发射器20及光接收器30电性连接，比对模块40将该图案化发射光r及该图案化反射光r'相互比对，并产生比对信息(图未示)，当比对信息于立体比对区间(图未示)时，则比对模块40判定该待测物200的表面为立体，反之，则比对模块40判定该待测物200的表面为平面。其中，该比对模块40可以为计算机、服务器、智能型手机、或集成电路等，然而本发明不限于此。
需要进一步说明的是，请参阅图3，图3为根据本发明第一实施例的指纹辨识系统的辨识示意图。如图3所示，在本实施例中，指纹辨识系统100系应用于指纹辨识系统，并且待测物200为使用者的任一手指时，由于手指为立体且表面为凹凸不平的表面，造成图案化发射光r及图案化反射光r'两者相比后图案必产生变形，从而可以明确判断该待测物200的表面为立体，反之，若待测物200为图片或影像时，由于图片与影像为平面且具有平坦的表面，因此当将光发射器20发射至待测物200的图案化发射光r，与发射至该待测物200所产生的该图案化反射光r'，两者相比图案将不产生变形，从而可以判定该待测物200的表面为平面，进而判定指纹的真假。其中，该立体比对区间系与变形量成正相关，并且该立体比对区间的使用可根据用户所使用的系统所决定。如此一来，根据本发明的指纹辨识系统100可以有效防止他人以指纹的照片或图片破解指纹辨识系统，并且大幅增加指纹辨识系统的安全性及辨识能力。
值得一提的是，根据本发明的指纹辨识系统100，仅需比较该图案化发射光r与该图案化反射光r'之间是否存在变形，而不需计算实际待测物200与指纹辨识系统100之间的深度信息，因此可以大幅缩减比对模块40判定该待测物200的表面是否为立体的时间，更详而言之，本发明的指纹辨识系统100具有实时判别的功效。
具体地，根据本发明的比对模块40可以进一步包含一设定单元(图未示)，该设定单元用于设定立体比对区间，当立体比对区间越小时，根据本发明的指纹辨识系统100在判定待测物200的表面是否为立体的标准较高，因此指纹辨识系统100的安全性上升，但同时亦使指纹辨识系统100可能由于立体比对区间过小，可能在某些情况下无法准确识别待测物200的表面为立体，造成指纹辨识系统100的准确性下降，从而造成使用者使用上的不便，反之，当立体比对区间越大时，较不易发生无法准确识别待测物200之表面为立体的情况，但同时亦使指纹辨识系统100的安全性下降，使用者可以根据自身需求及产品特性选择何种立体比对区间较为适切，在此仅为示例性说明，并非仅限于此。
值得一提的是，在本实施例中，指纹辨识系统100系应用于指纹辨识系统，根据本发明的指纹辨识系统100中的每一个组件皆为指纹辨识系统中所必须的组件，因此，当指纹辨识系统100应用于指纹辨识系统时，不需另外增加设置任一组件。更详而言之，根据本发明的指纹辨识系统100具有高度适用性及低成本等优点。
为供进一步了解本发明构造特征、运用技术手段及所预期达成的功效，兹将本发明使用方式加以叙述，相信当可由此而对本发明有更深入且具体了解，如下所述：
请参阅图4，并且搭配图2及图3所示，图4为说明执行本发明第一实施例的指纹辨识系统的辨识方法的步骤流程图，本发明以上述的指纹辨识系统100为基础，进一步提供一种指纹辨识系统100的辨识方法，包含下列步骤：
发射步骤S1，借由该光发射器20，对该待测物200发射图案化发射光r，接着执行接收步骤S2。
接收步骤S2，借由该光接收器30接收该待测物200反射后的图案化反射光r'，并执行比对步骤S3。
比对步骤S3，借由比对模块40将图案化发射光r及图案化反射光r'相互比对，并产生该比对信息，之后执行辨识步骤S4。
辨识步骤S4，借由比对模块40辨识待测物200，当比对信息于立体比对区间时，则比对模块40判定该待测物200的表面为立体，反之，则比对模块40判定该待测物200为平面。
举例而言，请参阅图3，并且搭配图2至图4所示。首先，于发射步骤S1，该光发射器20对待测物201及待测物202分别发射图案化发射光r，其中该光发射器20可以使用激光束或LED光束作为图案化发射光r；接着，于接收步骤S2，借由光接收器30接收待测物201及待测物202反射后的图案化反射光r'；之后，于比对步骤S3，借由比对模块40将多个该图案化发射光r及多个该图案化反射光r'相互比对，并产生该比对信息；最后，于辨识步骤S4，借由比对模块40辨识待测物201及待测物202，当比对信息于立体比对区间时，则比对模块40判定测物200的表面为立体，反之，则比对模块40判定测物200的表面为平面。
具体地，如图3所示，本实施例的指纹辨识系统100应用于指纹辨识系统，并且待测物201为手指的图片或影像，待测物202为使用者实际的手指，因此该图案化发射光r发射至该待测物201所产生的该图案化反射光r'，比对模块40将两者相比图案将不产生变形，从而判定待测物201的表面为平面，亦即待测物201为异常而无法解除指纹辨识系统。进一步地，由于待测物202为立体且表面为凹凸不平之表面，造成比对模块40将图案化发射光r及图案化反射光r'，两者相比对后图案必然产生变形，从而可以明确判断该待测物202之表面为立体，亦即使用者可以成功解锁指纹辨识系统。
需进一步说明的是，在某些特殊的情况下，例如图案化发射光r的入射方向与待测物200的立体部分相互平行，使得该图案化发射光r与该图案化反射光r'，两者相互比对后不存在明显图案上的变形，因此比对模块40可能将立体的待测物200的表面判定为平面，从而无法有效解锁指纹辨识系统，或者可能由于设定单元所设定的立体比对区间过小，从而造成使用者无法有效解锁指纹辨识系统，造成用户使用上的不便。因此，在本实施例中，辨识区域300可以设置为不同时垂直光发射器20以及光接收器30，然而本发明不限于此。
请参阅图5及图6所示，图5为根据本发明第二实施例的指纹辨识系统架构示意图，图6为根据本发明第二实施例的指纹辨识系统设置位置示意图；第二实施例相较于第一实施例，第二实施例的主要结构差异在于，该光指纹辨识系统100进一步包括一致动器50，其可移动地耦接至光发射器20，该致动器50借由移动将光发射器20发射的图案化发射光r1改变为图案化发射光r2，造成入射角度由θ1改变为θ2，反射角度由θ1'改变为θ2'。
借此，第二实施例不仅能达到第一实施例的功效，亦能提供不同的结构，并且第二实施例通过该致动器50的设置，有效解决上述在某些特殊情况下，当图案化发射光r1的入射方向与待测物200的立体部分相互平行时，造成图案化发射光r1与图案化反射光r1'，两者相互比对后不存在图案上的变形，使得比对模块40可能将立体的待测物200判定为平面从而无法有效解锁指纹辨识系统，所造成用户使用上的不便。
具体地，光发射器20所发射的图案化发射光r可以选自呈移动、旋转、放大、缩小、闪烁及不闪烁其中之一或其组合的态样，然而本发明不限于此。
具体地，光发射器20所发射的图案化发射光r可以为点发射光、条纹发射光、网格线发射光、封闭曲线发射光、开放曲线发射光、及不规则图案发射光其中之一或其组合，然而本发明不限于此。
具体地，在本实施例中，图案化发射光r可以具有与真实指纹的空间频率接近的图案，如此一来，当根据本发明的指纹辨识系统100应用于指纹辨识时，将更容易判断待测物200的表面是否为立体，然而本发明不限于此。
请参阅图7所示，并搭配图8所示，图7为根据本发明第二实施例的指纹辨识系统的辨识示意图；图8为说明执行本发明第二实施例的指纹辨识系统的辨识方法的步骤流程图。本发明以第二实施例的指纹辨识系统100为基础，进一步提供一种指纹辨识系统100的辨识方法，包含下列步骤：
发射步骤S1'，借由光发射器20，对该待测物200发射图案化发射光r1，接着执行接收步骤S2'。
接收步骤S2'，借由该光接收器30接收该待测物200反射后的图案化反射光r1'，并执行运算步骤S3'。
比对步骤S3'，借由比对模块40将该图案化发射光r1及该图案化反射光r1'相互比对，并产生该比对信息，之后执行辨识步骤S4'。
辨识步骤S4'，借由比对模块40辨识当比对信息于立体比对区间时，则比对模块40判定该待测物200为立体，反之，则比对模块40判定为平面，之后执行辨确认步骤S5'。
确认步骤S5'，当该指纹辨识系统100判定该待测物200为平面时，则该致动器50移动以改变该光发射器20的入射角度，将发射光r1调整为发射光r2，使得入射角度θ1变为入射角度θ2，且图案化反射光r1'变为图案化反射光r2'，并重复依序执行发射步骤S1'、接收步骤S2'、比对步骤S3'、辨识步骤S4'，其方式及原理同上所述，在此不再重复说明。
举例而言，请参阅图7，并且搭配图5至图8所示。首先，于发射步骤S1'，该光发射器20对待测物203发射图案化发射光r1；接着，于接收步骤S2'，借由光接收器30接收待测物203反射后的图案化反射光r1'；之后，于比对步骤S3'，借由比对模块40将多个该图案化发射光r1及多个该图案化反射光r1'相互比对，并产生该比对信息；接着，于辨识步骤S4'，借由比对模块40辨识待测物203，当比对信息于立体比对区间时，则比对模块40判定为立体，反之，则比对模块40判定为平面。
进一步地，于确认步骤S5'，当该指纹辨识系统100判定待测物203的表面为平面时，则该致动器50借由移动将光发射器20发射的图案化发射光r1改变为图案化发射光r2，造成入射角度由θ1改变为θ2，反射角度由θ1'改变为θ2'，并重复依序执行发射步骤S1'、接收步骤S2'、比对步骤S3'、辨识步骤S4'，其方式及原理同上所述，在此不再重复说明。
需要进一步说明的是，如图7所示，当比对模块40将多个该图案化发射光r1及多个该图案化反射光r1'相互比对时，可能存在图案化发射光r1的入射方向与待测物203的立体部分相互平行，使得该图案化发射光r1与该图案化反射光r1'，两者相互比对后不存在明显图案上的差别，因此于确认步骤S5'，该致动器50借由移动将光发射器20发射的图案化发射光r1改变为图案化发射光r2，造成入射角度由θ1改变为θ2，反射角度由θ1'改变为θ2'，由于图案化发射光r2的入射方向与待测物203的立体部分不再相互平行，因此该图案化发射光r2与该图案化反射光r2'相互比对后存在明显图案上的差别，使得根据本发明的指纹辨识系统100正确将该待测物203判定为立体。
借此，根据本发明第二实施例的指纹辨识系统100借由致动器50，将光发射器20发射的图案化发射光r1改变为图案化发射光r2，以增加比对模块40比对时的变量及数据量，有效提升指纹辨识系统100的准确性，但同时亦提升成本与系统辨识时间，故可视指纹辨识系统100要求的特性及成本方面斟酌，考虑采用何种作法较为适切，在此仅是提出例示，并非仅限于此。
值得一提的是，尽管上方的描述是基于致动器50移动改变入射角度，以增加比对模块40之变量及数据量进行说明，但本发明不限于此，如波长、图案化发射光的图案、及发射频率等，皆可做为指纹辨识系统100比对时的变量，利用这些变化的方式，根据本发明的指纹辨识系统100在某些情况下，利用其中一个变化的方式所产生的比对信息可能不存在明显的变形，然而使用另一种变化的方式，则比对信息可能存在非常明显的变形，因此可以增加判断待测物200是否为立体的正确率，借此提升指纹辨识系统100的准确性，然而本发明不限于此。
请参阅图9及图10所示，图9为根据本发明第三实施例的指纹辨识系统架构示意图，图10为根据本发明第三实施例的指纹辨识系统设置位置示意图；第三实施例相较于第一实施例以及第二实施例，第三实施例的主要结构差异在于，该光指纹辨识系统100具有多个光发射器20，在本实施例中，光发射器20包含有第一光发射器21以及第二光发射器22，第一光发射器21以及第二光发射器22分别对于辨识区域300的待测物200发射至少一图案化发射光r，其中，第一光发射器21发射图案化发射光r1，第二光发射器22发射图案化发射光r2，借此改变图案化发射光r的入射角度，造成入射角由θ1改变为θ2，反射角度由θ1'改变为θ2'。
需要进一步说明的是，在本实施例中，根据本发明的指纹辨识系统100应用于智能型手机，因此可以将智能型手机的屏幕作为光发射器20，智能型手机的屏幕上包含有多个发光区域，更详而言之，可以容易的将其中任二发光区域作为第一发射器21以及第二发射器22，而不需另外设置第一发射器21以及第二发射器22，然而本发明不限于此。
借此，第三实施例不仅能达到第一实施例及第二实施例的功效，亦能提供不同的结构，并且第三实施例相比于第二实施例，不须另外设置致动器50，具有低成本及减少指纹辨识系统100所占据之空间等功效，同时亦能有效解决上述在某些特殊情况下，当图案化发射光r1之入射方向与待测物200的立体部分相互平行时，造成图案化发射光r1与图案化反射光r1'，两者相互比对后不存在图案上的变形，使得比对模块40可能将立体的待测物200判定为平面从而无法有效解锁指纹辨识系统，所造成用户使用上的不便。
具体地，第一光发射器21以及第二光发射器22所发射之图案化发射光r1以及图案化发射光r2，两者皆可以选自呈移动、旋转、放大、缩小、闪烁及不闪烁其中之一或其组合的态样，然而本发明不限于此。
具体地，第一光发射器21以及第二光发射器22所发射之图案化发射光r1以及图案化发射光r2，两者皆可以为点发射光、条纹发射光、网格线发射光、封闭曲线发射光、开放曲线发射光、及不规则图案发射光其中之一或其组合，然而本发明不限于此。
具体地，在本实施例中，图案化发射光r1以及图案化发射光r2可以具有与真实指纹的空间频率接近的图案，如此一来，当根据本发明的指纹辨识系统100应用于指纹辨识时，将更容易判断待测物200的表面是否为立体，然而本发明不限于此。
请参阅图12所示，并搭配图11所示，图11为根据本发明第三实施例的指纹辨识系统的辨识示意图；图12为说明执行本发明第三实施例的指纹辨识系统的辨识方法的步骤流程图。本发明以第三实施例的指纹辨识系统100为基础，进一步提供一种指纹辨识系统100的辨识方法，包含下列步骤：
发射步骤S1”，启动第一光发射器21，对该待测物200发射图案化发射光r1，接着执行接收步骤S2”。
接收步骤S2”，借由该光接收器30接收该待测物200反射后的图案化反射光r1'，并执行运算步骤S3”。
比对步骤S3”，借由比对模块40将该图案化发射光r1及该图案化反射光r1'相互比对，并产生该比对信息，之后执行辨识步骤S4”。
辨识步骤S4”，借由比对模块40辨识当比对信息于立体比对区间时，则比对模块40判定该待测物200为立体，反之，则比对模块40判定为平面，之后执行辨确认步骤S5”。
确认步骤S5”，当该指纹辨识系统100判定该待测物200为平面时，则启动第二光发射器22对待测物200发射图案化发射光，将发射光r1调整为发射光r2，使得入射角度θ1变为入射角度θ2，且图案化反射光r1'变为图案化反射光r2'，并重复依序执行发射步骤S1”、接收步骤S2”、比对步骤S3”、及辨识步骤S4”，其方式及原理同上所述，在此不再重复说明。
举例而言，请参阅图11，并且搭配图9至图12所示。首先，于发射步骤S1”，该第一光发射器21对待测物204发射图案化发射光r1；接着，于接收步骤S2”，借由光接收器30接收待测物204反射后的图案化反射光r1'；之后，于比对步骤S3”，借由比对模块40将多个该图案化发射光r1及多个该图案化反射光r1'相互比对，并产生该比对信息；接着，于辨识步骤S4”，借由比对模块40辨识待测物204，当比对信息于立体比对区间时，则比对模块40判定待测物204的表面为立体，反之，则比对模块40判定待测物204的表面为平面。
进一步地，于确认步骤S5”，当该指纹辨识系统100判定待测物204的表面为平面时，则启动第二光发射器22发射图案化发射光r2，使得入射角由θ1改变为θ2，反射角度由θ1'改变为θ2'，并重复依序执行接收步骤S2”、比对步骤S3”、及辨识步骤S4”，其方式及原理同上所述，在此不再重复说明。
需要进一步说明的是，尽管上方的描述是基于第一光发射器21以及第二光发射器22，改变入射角度的方式进行说明，然而本发明不限于此，指纹辨识系统100也可以包含有多个光接收器30，借此在不改变入射角度的情况下，将反射角度由θ1'改变为θ2'，改变反射角度使得根据本发明的指纹辨识系统100产生更多的变量及数据量，进而提升对待测物200的表面是否为立体于判断上的准确度，其方式及原理同上所述，在此不再重复说明，用户可视指纹辨识系统100要求的特性及成本方面斟酌，考虑采用何种作法较为适切，在此仅是提出例示，并非仅限于此。
值得再提的是，尽管上方的描述是基于第一光发射器21以及第二光发射器22，改变入射角度以增加比对模块40的变量及数据量进行说明，但本发明不限于此，如波长、图案化发射光的图案、及发射频率等，皆可作为比对模块40比对时的变量，利用这些变化的方式，根据本发明的指纹辨识系统100在某些情况下，利用其中一个变化的方式所产生的比对信息可能不存在明显的变形，然而使用另一种变化的方式，则比对信息可能存在非常明显的变形，因此可以增加判断待测物200使否为立体的正确率，借此提升指纹辨识系统100的准确性，然而本发明不限于此。
请参阅图13至图15所示，图13为根据本发明第四实施例的指纹辨识系统架构示意图；图14为根据本发明第四实施例的指纹辨识系统的辨识示意图。第四实施例相较于上述实施例，第四实施例的主要结构差异在于，该辨识区域300进一步包含有提示符号301，提示符号301与指纹辨识系统100电性连接，并且将辨识区域300的形状设置为具有一突出部302，在本实施例中，辨识区域300借由提示符号提示待测物按压位置，并借由突出部302保证待测物200的至少一部分边缘处205位于该感测区域内，接着启动光发射器20对于辨识区域300的待测物200发射至少一图案化发射光r。
此外，在本实施例中，光发射器20所发射的图案化发射光r，其具有明显小于真实指纹的空间频率的图案(图未示)，由于真实的指纹的空间频率较高，而根据本发明第四实施例的图案化发射光r具有明显小于真实指纹的空间频率的图案，因此根据本发明第四实施例的图案化反射光r'将同时具有高空间频率及低空间频率的两种图案，其中，具有高空间频率的图案部分可以作为指纹身份识别的用途，具有低空间频率的图案部分则可以作为指纹立体的判断的用途。如此一来，根据本发明第四实施例的指纹辨识系统100，其可以同时完成指纹身份识别以及指纹立体的判断的功效，大幅增加本发明的指纹辨识系统100的应用范围。
需要进一步说明的是，请参阅图15所示，图15为说明本发明第四实施例的待测物贴合于辨识区域的示意图。目前，现有的指纹辨识区域一般而言其面积相较于成人手指的面积较小，使得用户在使用指纹辨识系统时，用户的手指将完全贴合于辨识区域，然而本发明第四实施例的指纹辨识系统100系借由将辨识区域300的形状设置为具有一突出部302，以保证用户在使用指纹辨识系统100时，待测物200的至少一部分边缘处205必定落入该辨识区域300内，使得根据本发明的待测物200于辨识区域300上具有至少一边缘处205，并且待测物200的至少一部分边缘处205的立体性相对于人体的指纹的立体性而言相对明显，如此一来，根据本发明第四实施例的指纹辨识系统100可以较容易且准确的辨识待测物200的表面是否具有立体性。借此，第四实施例不仅能达到上述实施例的功效，同时第四实施例相比于上述实施例，进一步借由将辨识区域300的形状设置为具有一突出部302，以保证待测物200的至少一部分边缘处205必定位于该辨识区域300内，并启动光发射器20对待测物200发射至少一图案化发射光r，以增加比对模块40对图案化发射光r与图案化反射光r'进行相互比对后存在图案上的变形，大幅增加本发明实施例的指纹辨识系统100的辨识准确性。
值得一提的是，尽管上方是以将辨识区域300的形状设置为具有一突出部302进行说明，然而本发明不应被解释为仅限于此，请参阅图16所示，图16为说明根据本发明第四实施例的指纹辨识系统的辨识区域另一实施方式，辨识区域300的形状可以是具有多个突出部，或者是任何可以保证待测物200的至少一部分边缘处205落入辨识区域300内部的形状，例如三角形、菱形、圆形、及不规则形其中之一或其组合。或者，请参阅图17所示，图17为说明根据本发明第四实施例的指纹辨识系统的辨识区域又一实施方式，由于本发明的技术特征在于利用待测物200的立体性以进行指纹真假的辨识，因此辨识区域300的形状可以具有差距极大的长度以及宽度，更详而言之，由于根据本发明的指纹辨识系统100不需完整的指纹信息就能执行指纹真假的辨识，因此辨识区域300的形状可以具有极端的长宽比，以确保待测物200的至少一部分边缘处205落入辨识区域300内。此外，请参阅图18所示，图18为说明根据本发明第四实施例的指纹辨识系统的辨识区域又一实施方式，除了将辨识区域300的形状设置为具有一突出部302外，亦可以加大辨识区域300的面积，借由将该辨识区域300的面积范围设置为大于成人手指大小的平均，以确保待测物200的至少一部分边缘处205落入辨识区域300内，借此增加比对模块40对图案化发射光r与图案化反射光r'进行相互比对后存在图案上的变形，大幅增加根据本发明第四实施例之指纹辨识系统100的辨识准确性。
值得再提的是，请参阅图19所示，图19为说明根据本发明第四实施例的指纹辨识系统100的提示符号301位置示意图。根据本发明第四实施例的指纹辨识系统100，其系可以将提示符号301设置于靠近该辨识区域300的边缘部分，使得待测物200按压时会靠近辨识区域300的边缘部分，以此保证待测物200的至少一部分边缘处205落入辨识区域300内，以增加比对模块40对图案化发射光r与图案化反射光r'进行相互比对后存在图案上的变形，大幅增加根据本发明第四实施例的指纹辨识系统100的辨识准确性。然而，将提示符号301设置于靠近该辨识区域300的边缘部分虽然相对容易达成，却可能由于提示符号301的偏心，使得将待测物200置于该辨识区域300时，指纹辨识系统100无法正确判断待测物200位于该感测区域300，造成使用上的不便，使用者可视其需求选择何种方式较为合适，在此仅为示例性说明，本发明不应被解释为仅限于此。
具体地，光发射器20所发射的图案化发射光r可以选自呈移动、旋转、放大、缩小、闪烁及不闪烁其中之一或其组合的态样，然而本发明不限于此。
具体地，光发射器20所发射的图案化发射光r可以为点发射光、条纹发射光、网格线发射光、封闭曲线发射光、开放曲线发射光、及不规则图案发射光其中之一或其组合，然而本发明不限于此。
具体地，在本实施例中，图案化发射光r可以具有与指纹空间频率接近的图案，如此一来，当根据本发明的指纹辨识系统100应用于指纹辨识时，将更容易判断待测物200的表面是否为立体，然而本发明不限于此。
请参阅图18所示；图18为说明执行本发明第四实施例的指纹辨识系统的辨识方法的步骤流程图。本发明以第四实施例的指纹辨识系统100为基础，进一步提供一种指纹辨识系统100的辨识方法，包含下列步骤：
发射步骤S1”'，启动光发射器20，对该待测物200发射图案化发射光r，光发射器20所发射的图案化发射光r，其具有明显小于真实指纹的空间频率的图案，接着执行接收步骤S2”。
接收步骤S2”'，借由该光接收器30接收该待测物200反射后的图案化反射光r'，并执行比对步骤S3”'。
比对步骤S3”'，借由比对模块40将图案化发射光r及图案化反射光r'中具有低空间频率的图案部分相互比对，并产生该比对信息，之后执行立体辨识步骤S41”'。
立体辨识步骤S41”'，借由比对模块40辨识待测物200，当比对信息于立体比对区间时，则比对模块40判定该待测物200的表面为立体，反之，则比对模块40判定该待测物200的表面为平面。
指纹辨识步骤S42”'，借由图案化反射光r'中具有高空间频率的图案，对待测物200进行指纹身份的识别。
举例而言，请参阅图14，并且搭配图13至图18所示。首先，于发射步骤S1”'，该光发射器20对待测物200发射图案化发射光r，光发射器20所发射的图案化发射光r，其具有明显小于真实指纹的空间频率的图案；接着，于接收步骤S2”'，借由光接收器30接收待测物200的反射后的图案化反射光r'；之后，于比对步骤S3”'，借由比对模块40将多个该图案化发射光r及多个该图案化反射光r'中具有低空间频率的图案部分相互比对，并产生该比对信息；随后，于立体辨识步骤S41”'，借由比对模块40辨识待测物200，当比对信息于立体比对区间时，则比对模块40判定测物200的表面为立体，反之，则比对模块40判定待测物200的表面为平面；最后，于指纹辨识步骤S42”'，借由图案化反射光r'中具有高空间频率的图案，对待测物200进行指纹身份的识别。
如此一来，根据本发明第四实施例的指纹辨识系统100借由突出部302，以确保待测物200的至少一部分边缘处205落入辨识区域300内，并对待测物200发射至少一图案化发射光r，以增加比对模块40对图案化发射光r1与图案化反射光r1'进行相互比对后存在图案上的变形，大幅增加本发明的指纹辨识系统100的立体辨识准确性。此外，根据本发明第四实施例的图案化发射光r具有明显小于真实指纹的空间频率的图案，使得根据本发明第四实施例的图案化发射光r发射至待测物200后，反射光r'中同时具有高空间频率的图案部分与低空间频率的图案部分。其中的高空间频率的图案部分，其可以作为指纹身份识别的用途。如此一来，根据本发明第四实施例的指纹辨识系统100，其可以同时完成指纹识别以及指纹立体的判断功效，大幅增加本发明的指纹辨识系统100的应用范围。
借此，本发明具有以下的实施功效及技术功效：
其一，借由本发明的指纹辨识系统100为基础，并搭配本发明所提供的辨识方法，判定待测物200是否为立体，有效防止他人以指纹的照片或图片破解指纹辨识系统，并且大幅增加指纹辨识系统的安全性及辨识能力。
其二，本发明借由致动器50，将光发射器20发射的图案化发射光r1改变为图案化发射光r2，造成入射角度由θ1改变为θ2，以增加比对模块40比对时的变量及数据量，有效提升指纹辨识系统100的准确性。
其三，根据本发明的指纹辨识系统100中的每一个组件皆为指纹辨识系统中所必须的组件，因此不需另外增加设置任一组件，使得本发明具有高适用性及低成本的优点。
其四，在本发明较佳的实施例中，借由设置第一光发射器21以及第二光发射器22，不须另外设置致动器50，即能将光发射器20发射的图案化发射光r1改变为图案化发射光r2，具有低成本及减少指纹辨识系统100所占据的空间等功效。
其五，根据本发明的指纹辨识系统100，其中图案化发射光r可以为点发射光、条纹发射光、网格线发射光、封闭曲线发射光、开放曲线发射光、及不规则图案发射光其中之一或其组合，并且图案化发射光r可以选自呈移动，旋转，放大，缩小，闪烁、及不闪烁其中之一或其组合的态样，增加本发明的指纹辨识系统100的变量及数据量，借此提升指纹辨识系统100判断上的准确度。
其六，根据本发明的指纹辨识系统100进一步调整波长、图案化发射光之图案、及发射频率等变量，利用这些变化的方式，增加比对模块40判断立体与否的正确率，借此提升指纹辨识系统100的准确性。
其七，本发明借由辨识区域300的突出部302，以确保待测物200的至少一部分边缘处205落入辨识区域300内，并对待测物200发射至少一图案化发射光r，以增加比对模块40对图案化发射光r1与图案化反射光r1'进行相互比对后存在图案上的变形，大幅增加本发明的指纹辨识系统100的辨识准确性。
其八，根据本发明的指纹辨识系统100借由将图案化发射光r设置为具有明显小于真实指纹的空间频率的图案，造成反射光r'中同时具有高空间频率的图案与低空间频率的图案部分。其中的高空间频率的图案部分，其可以作为指纹身份识别的用途。如此一来，根据本发明的指纹辨识系统100系可以同时完成指纹身份识别以及指纹立体的判断功效，大幅增加本发明的指纹辨识系统100的应用范围。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (22)

1.一种指纹辨识系统，应用于指纹真假辨识，其特征在于，所述指纹辨识系统包括：
至少一光发射器，其对于一辨识区域的一待测物发射至少一图案化发射光；
至少一光接收器，其电性连接所述光发射器，所述光接收器接收所述待测物反射后的至少一图案化反射光，其中所述待测物与所述图案化发射光之间存在一入射角度，且所述待测物与所述图案化反射光之间存在多个反射角度，所述入射角度与所述反射角度皆介于0度至90度之间；以及
一比对模块，其与所述光发射器及所述光接收器电性连接，所述比对模块将所述至少一图案化发射光及所述至少一图案化反射光相互比对，并产生一比对信息；
其中，当所述比对信息于一立体比对区间时，所述比对模块判定所述待测物的表面为立体，反之，所述比对模块判定所述待测物的表面为平面，所述立体比对区间作为判定所述待测物的表面是否为立体的基准值，所述图案化发射光选自呈移动、旋转、放大、缩小、闪烁及不闪烁其中之一或其组合的态样。
2.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述至少一图案化发射光为点发射光、条纹发射光、网格线发射光、封闭曲线发射光、开放曲线发射光及不规则图案发射光其中之一或其组合。
3.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述辨识区域不同时垂直所述光发射器以及所述光接收器。
4.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，包括多个光发射器，所述多个光发射器中的至少两个光发射器，分别对所述待测物发射至少一图案化发射光，以改变多个所述图案化发射光的多个所述入射角度。
5.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，包括多个光接收器，所述多个光发射器中的至少两个光接收器，两者分别接收多个所述图案化反射光，以改变多个所述图案化反射光的多个所述反射角度。
6.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述至少一图案化发射光具有与指纹的空间频率接近的图案。
7.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述至少一图案化发射光具有小于指纹的空间频率的图案。
8.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述至少一图案化发射光的波长不为定值。
9.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述光发射器发射多个所述图案化发射光的发射频率不为定值。
10.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述至少一图案化发射光的波长介于360nm至1350nm之间。
11.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述至少一光发射器发射可见光作为所述至少一图案化发射光，多个所述可见光波长介于360nm至860nm之间。
12.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述反射角度不为0度。
13.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，进一步包括一致动器，所述致动器可移动地耦接至所述光发射器，所述致动器借由移动改变所述至少一图案化发射光的所述入射角度。
14.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述辨识区域进一步包括一提示符号，所述提示符号与所述指纹辨识系统电性连接，所述提示符号用于提示所述待测物按压位置。
15.根据权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述辨识区域的形状包括一突出部，所述突出部用于使所述待测物的至少一部份一边缘处位于所述辨识区域内。
16.根据权利要求14所述的指纹辨识系统，其特征在于，所述提示符号设置于靠近所述辨识区域的边缘部分。
17.一种辨识方法，应用于如权利要求1所述的指纹辨识系统，其特征在于，包括下列步骤：
一发射步骤，借由所述至少一光发射器对于所述辨识区域的所述待测物发射所述至少一图案化发射光；
一接收步骤，借由所述至少一光接收器接收于所述辨识区域的所述待测物反射后的所述至少一图案化反射光；
一比对步骤，借由所述比对模块将所述至少一图案化发射光及所述至少一图案化反射光相互比对，并产生所述比对信息；以及
一辨识步骤，当所述比对信息于所述立体比对区间时，判定所述待测物的表面为立体，反之，则判定所述待测物的表面为平面。
18.根据权利要求17所述的辨识方法，其特征在于，进一步包括一确认步骤，所述确认步骤于执行所述辨识步骤后，当所述指纹辨识系统判定所述待测物为平面时，则另一光发射器对所述待测物发射至少一图案化发射光，以改变多个所述图案化发射光的多个所述入射角度，并重复执行多个所述发射、接收、比对、辨识步骤。
19.根据权利要求17所述的辨识方法，其特征在于，进一步包括一确认步骤，所述确认步骤于执行所述辨识步骤后，当所述指纹辨识系统判定所述待测物为平面时，则另一光接收器接收所述待测物反射后的多个所述图案化反射光，以改变接收多个所述图案化反射光的多个所述反射角度，并重复执行多个所述发射、接收、比对、辨识步骤。
20.根据权利要求17所述的辨识方法，其特征在于，进一步包括一确认步骤，所述确认步骤于执行所述辨识步骤后，当所述指纹辨识系统判定所述待测物为平面时，则所述光发射器所述待测物发射另一图案化发射光，以改变所述图案化发射光的移动、旋转、放大、缩小、闪烁及不闪烁其中之一或其组合的态样，并重复执行多个所述发射、接收、比对、辨识步骤。
21.根据权利要求17所述的辨识方法，其特征在于，所述辨识步骤进一步包括：
一立体辨识步骤，借由所述比对模块辨识所述待测物，当所述比对信息于所述立体比对区间时，则所述比对模块判定所述待测物的表面为立体，反之，则所述比对模块判定所述待测物200的表面为平面；
一指纹辨识步骤，借由所述图案化反射光r'中具有一高空间频率的图案，对所述待测物200进行指纹身份的识别。
22.根据权利要求17所述的辨识方法，其特征在于，所述至少一图案化发射光具有小于指纹的空间频率的图案。
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