CN203858644U - 具有防伪功能的指纹感测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有防伪功能的指纹感测装置，包含一指纹感测模块以及一壳体。指纹感测模块整合了一指纹感测区以及一血氧信号感测组件。血氧信号感测组件与指纹感测区电性连接，用以取得至少一血氧浓度信号以识别手指的真伪，决定是否启动指纹感测模块并获得一指纹感测信号。壳体罩设于指纹感测模块上方，并曝露出指纹感测区，其中壳体包含至少一滤镜窗位于指纹感测区的一侧，且血氧信号感测组件设置于滤镜窗下方。此种具有防伪功能的指纹感测装置，除了可以辨别手指的真伪，还可以同时得知使用者的生理状况。

Description

具有防伪功能的指纹感测装置

本实用新型有关一种指纹感测装置，特别是一种具有防伪功能的指纹感测装置。

背景技术

由于人类对于隐私权、数据安全及财产安全有更高的要求，所以生物辨识技术应运而生，其主要目的在于，从众多的目标物中，筛选并确认目标物具有正确的身分。生物辨识技术主要利用人类独有的生理特征，包括了指纹、人脸、虹膜、声音等等。由于指纹辨识不像虹膜辨识具有侵入性，并且易于检测；再者仪器成本及技术门坎较低，因此具有较广泛的应用。然而，指纹辨识亦有造假的可能，例如使用仿造的指纹胶模或是手指的死体。

另一方面，传统的指纹辨识装置，仅具备了指纹辨识的功能，若是能经由指纹辨识的过程获得其它生理信息，还可以规律的监测生理状况，随时注意健康情形。

因此，发展一种具有能得知生理状况且具能防伪的指纹感测装置为目前亟需实现的目标。

实用新型内容

本实用新型提供了一种具有防伪功能的指纹感测装置，其经由检测血氧浓度，以判定手指的真伪；同时，也可得知使用者的健康状况。

根据本实用新型的一实施例，一种具有防伪功能的指纹感测装置，包含一指纹感测模块以及一壳体。指纹感测模块包含一指纹感测区以及一血氧信号感测组件。指纹感测模区用以感测一手指以获得一指纹感测信号。血氧信号感测组件与指纹感测区电性连接，用以取得至少一血氧浓度信号以识别手指的真伪以启动指纹感测模块。血氧信号感测组件包含至少一发光二极管以及一光感测组件，其中发光二极管提供至少一入射光穿出一滤镜窗并射入手指，并且光感测组件用以感测经由手指反射的一反射光以获得血氧浓度信号。壳体罩设于指纹感测模块上方，并曝露出指纹感测区，其中壳体包含至少一滤镜窗位于指纹感测区的一侧的一手指定位点，且血氧信号感测组件设置于滤镜窗下方。

以下经由具体实施例配合附图详加说明，当更容易了解本实用新型的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1所示为本实用新型一实施例的具有防伪功能的指纹感测装置示意图。(未覆盖上方壳体)

图2所示为根据图1的具有防伪功能的指纹感测装置示意图。(已覆盖上方壳体)

图3所示为本实用新型一实施例的指纹感测模块的血氧信号感测组件纵剖面示意图。

图4所示为本实用新型一实施例的指纹感测模块横剖面示意图。

图5所示为本实用新型一实施例的具有防伪功能的指纹感测装置示意图(未覆盖上方壳体)，其中显示了指纹感测集成电路。

图6所示为本实用新型另一实施例的具有防伪功能的指纹感测装置示意图。(已覆盖上方壳体)

图7所示为本实用新型另一实施例的具有防伪功能的指纹感测装置示意图。(已覆盖上方壳体)

符号说明

1    具有防伪功能的指纹感测装置

10   指纹感测模块

11   指纹感测区

12   血氧信号感测组件

121  发光二极管

121a 红光发光二极管

121b 参考光发光二极管

122 光感测组件

123 信号处理单元

124 导光板

13  感测电极

14  电容感应层

15  保护层

16  绝缘层

17  信号处理电路

20  壳体

21  滤镜窗

22  指形外框

30  光源驱动电路

40  指纹感测集成电路

41  金属导线

F   手指

Li  入射光

Lr  反射光

具体实施方式

请同时参考图1及图2，图1及图2所示为本实用新型一实施例的具有防伪功能的指纹感测装置1的示意图(分别为未覆盖上方壳体跟已覆盖上方壳体)，其包含一指纹感测模块10以及一壳体20。指纹感测模块10包含一指纹感测区11以及一血氧信号感测组件12。指纹感测区11用以感测一手指以获得一指纹感测信号。血氧信号感测组件12与指纹感测区11电性连接，用以取得至少一血氧浓度信号以识别手指的真伪以启动指纹感测模块10。若血氧浓度信号为正常范围，则启动指纹感测模块10；反之则不启动。另外，请同时参考图1及图3，图3为图1的剖视图，如图所示，血氧信号感测组件12包含：至少一发光二极管121，其提供至少一入射光Li穿过一滤镜窗21并射入手指F；一光感测组件122，用以感测经由手指F反射的一反射光Lr以获得血氧浓度信号。其中，发光二极管121可包含一红光发光二极管121a以及一参考光发光二极管121b。壳体20罩设于指纹感测模块10上方，并曝露出指纹感测区11，其中壳体20包含至少一滤镜窗21位于指纹感测区11的一侧，且血氧信号感测组件12设置于滤镜窗21下方。滤镜窗21并具有过滤光线并得到特定波长光线的功能。血氧信号感测组件12与指纹感测模区11电性连接，用以取得至少一血氧浓度信号以识别手指的真伪以启动指纹感测模块10。若血氧浓度信号为正常范围，则启动指纹感测模块10；反之则不启动。在一实施例中，指纹感测模块10还包含一光源驱动电路30，以驱动发光二极管121。

由于反射式血氧计需要较精确的量测位置，请参考图6，根据本实用新型的具有防伪功能的指纹感测装置，其中壳体20上方形成一指形外框22，指形外框22为一定位装置，用以指示使用者的手指正确地按压于滤镜窗21以及指纹感测区11。在另一实施例中，请再参考图6，壳体20的滤镜窗21突出高于指纹感测区11以形成一手指定位点，用以指示手指正确地按压于滤镜窗21以及指纹感测区11。同时请再参考图3，滤镜窗21也可能同时突出高于部分壳体20以形成手指定位点。使用者可将手指中央对准滤镜窗21所形成的手指定位点，按压时会感觉到手指定位点的突出。上述的定位设计可以引导手指按压于正确的位置以量测血氧和指纹。此外，滤镜窗21的设置位置并未限制，除了图6的位置可让较靠近指尖的部分按压，亦可如图7所示的位置让较靠近指腹的部分按压。

由于活体的手指具有血液的流动，而血液中的含氧量(血红蛋白与氧结合的比例)会反映在光学特性上，因此可以经由血氧浓度信号来判定是否为活体手指，而非指纹胶膜或死体手指。血红素对于特定波长光的吸收程度会随着携氧量而改变。动脉中的血液具有较高浓度的含氧血红素，对蓝光有较高的吸收特性，对红光吸收性相对较低，因此血液会呈现鲜红色；静脉中的血液则是具有较高浓度的脱氧血红素，对于可见光谱具有较均匀的吸收特性，因此会呈现偏蓝的暗红色。在量测血氧信号时，红光光源可采取约在660nm的光源，另外的一参考光源可以是近红外光(900nm～1000nm左右)或是其它光源。红光光源呈现如前所述，随含氧量变化的光学特性；参考光则几乎呈现相同的光吸收特性。当红外光与参考光同时入射手指及反射后，会产生光强度差异。经过信号处理，可换算出血氧浓度数值，由数值即可判定是否为活体手指。除了血氧浓度信号之外，光感测组件122也可以得到一脉博信号。脉搏信号可以从血氧浓度随时间变化所得到，或者是经由血层厚度变化所求得。若是后者，血液经由心脏的收缩及舒张不断的循环，过程中，动脉血液如波浪般的在血管中前进，因此会产生血液层厚度的变化。于是，光吸收率也会产生变化，经此由量测入射光与反射光的差异，可得到脉搏信号。上述的信号处理，可通过一信号处理单元。因此在一实施例中，光感测组件122还包含一信号处理单元123(如图1所示)。

对于上班族或其它从业人员，由于工作忙碌，不容易安排时间到医院或诊所进行检查，所以无法了解自己的身体健康状态。另一方面，工作时常常碰到指纹感测装置，例如门禁或其它计算机装置，于是可利用本实用新型的指纹感测装置，达到防伪功能；同时可得到使用者的血氧浓度以及脉搏的数值，日常工作中，即可得知自己的身体健康状况，相当便利。

为了有效利用光信号，在一实施例中，请再参照图3，血氧信号感测组件还包含一导光板124，设置于发光二极管121与光感测组件122之间，如图3所示，用以分隔入射光Li以及反射光Lr，避免入射光Li直接照射光感测组件122，并且将分散的入射光Li导入滤镜窗，以及将分散的反射光Lr导入光感测组件122。导光板124可具有锯齿结构或其它表面微结构，以反射散射光，导引至所需方向。

关于指纹感测模块10的结构，在一实施例中，请参考指纹感测模块10的横剖面图图4，指纹感测模块10包含多个感测电极13以及一电容感应层14。多个感测电极13形成一数组，用以界定指纹感测区11(如图1所示)。电容感应层14则覆盖多个感测电极13，并经由指纹感测区11感测手指以获得指纹感测信号。在一实施例中，指纹感测模块10还包含一保护层15设置于电容感应层14的上方，防止电容感应层14受到外界的破坏；以及一绝缘层16设置于电容感应层14的下方，避免不同感测电极13之间的电性干扰。另外，亦可以包含一信号处理电路17位于感测电极13的下方并与其电性连接，以处理、传递或储存指纹感测信号。

为了缩小体积以及组装的方便性，请参考图5，在本实用新型的指纹感测装置1中，指纹感测区11以及光感测组件122是整合于一指纹感测集成电路40，同时也可将前述的光源驱动电路30整合至指纹感测集成电路40。集成电路的晶粒数量及体积减少后，可降低成本。在与壳体20(如图2)或其它组件组装时，也增加了便利性。在一实施例中，指纹感测集成电路40还包含一金属导线41(请参考图5)，用以电性连接发光二极管121、光感测组件122与光源驱动电路30。

综合上述，本实用新型了提供了一种具有防伪功能的指纹感测装置，其经由检测血氧浓度，以判定手指的真伪；同时，也可得知使用者的健康状况。

以上所述的实施例仅是为说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在使熟悉本技术领域的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，当不能以之限定本实用新型的专利范围，即凡依本实用新型所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本实用新型的专利范围内。

Claims (14)

1.一种具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，包含：

一指纹感测模块，包含：

一指纹感测区，用以感测一手指以获得一指纹感测信号；以及

一血氧信号感测组件，其与该指纹感测区电性连接，用以取得至少一血氧浓度信号以识别该手指的真伪以启动该指纹感测模块，该血氧信号感测组件包含至少一发光二极管以及一光感测组件，其中该发光二极管提供至少一入射光穿出一滤镜窗并射入该手指，并且该光感测组件用以感测经由该手指反射的一反射光以获得该血氧浓度信号；以及

一壳体，罩设于该指纹感测模块上方，并曝露出该指纹感测区，其中该壳体包含至少一个该滤镜窗，设置于该指纹感测区的一侧，且该血氧信号感测组件设置于该滤镜窗下方。

2.如权利要求1所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该发光二极管包含一红光发光二极管以及一参考光发光二极管。

3.如权利要求1所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，还包含一光源驱动电路，以驱动该发光二极管。

4.如权利要求1所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该血氧信号感测组件还包含一导光板，设置于该发光二极管与该光感测组件之间，用以分隔该入射光以及该反射光，并且将分散的该入射光导入该滤镜窗，以及将分散的该反射光导入该光感测组件。

5.如权利要求1所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该指纹感测模块还包含：

多个感测电极，形成一数组，用以界定该指纹感测区；以及

一电容感应层，覆盖该多个感测电极，并经由该指纹感测区感测该手指以获得该指纹感测信号。

6.如权利要求5所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该指纹感测模块还包含一保护层设置于该电容感应层之上。

7.如权利要求5所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该指纹感测模块还包含一绝缘层设置于该电容感应层之下。

8.如权利要求5所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该指纹感测模块还包含一信号处理电路设置于该感测电极之下并与其电性连接。

9.如权利要求1所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该指纹感测区以及该光感测组件整合于一指纹感测集成电路。

10.如权利要求9所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该指纹感测集成电路还包含一光源驱动电路，用以驱动该发光二极管。

11.如权利要求10所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该指纹感测集成电路的一金属导线，用以电性连接该发光二极管、该光感测组件与该光源驱动电路。

12.如权利要求1所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该光感测组件还可以得到一脉博信号。

13.如权利要求1所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该壳体上方形成一指形外框，该指形外框为一定位装置，用以指示该手指正确地按压于该滤镜窗以及该指纹感测区。

14.如权利要求1所述的具有防伪功能的指纹感测装置，其特征在于，其中该滤镜窗突出高于该指纹感测区以形成一手指定位点，用以指示该手指正确地按压于该滤镜窗以及该指纹感测区。