TW200810980A - Method and system for controlling a vehicle given to a third party - Google Patents

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200810980 九、發明說明： L發明所屬之技術領域】 相關申請案之交互參照 本申請案聲請下列先美國臨時專利申請案的優先權與 5 權益：第60/733，141號，申請於2006年2月13日；以及，第 60/789,822號，申請於2006年4月4日，兩者的全部内容併入 本文作為參考資料。 發明領域 本發明係有關於用於控制給予第三者之載具的方法與 10 系統。 發明背景 根據美國國立酒精濫用和酒精中毒研究所1994年7月 第25號第351頁的流行病學研究透露以下有關酒精對美國 15運輸安全的影響程度。首先，所有死於交通事故（導致意外 死亡的）有百分之4〇與酒精有關。第二，雖然酒精與美國商 用飛機的墜毀沒有直接關連，普通飛航致命失事之飛行員 涉及酒精的典型估計值是在百分之1〇至3〇的範圍内。第 三’美國海岸防衛隊最近有一份檢討報告提出行船死亡事 20故（包括落海人員）有百分之60可能涉及酒精。最後，在1990 年鐵路員工的事故後測試(post-accident testing)中，有百分 之3·2測出對酒精或其他禁藥呈陽性反應。如果涉及死亡， 則與酒精或其他藥物有關的百分比可能更高。 就這點而論，亟須一種方法與系統設計成可測試及/或 5 200810980 避免酒醉個人操作載具或其他裝置，不論是汽車、船、飛 機、巴士、重型設備、還是入口處。 生物特徵 δ忍證感測器（bi〇metric authentication sensor) 已用來防止或限制進出安全設施且用作其他保全形式（例 5如’磁卡(keycard)或通行密碼）的替代物。由於生物特徵感 測器一般難以去能、竄改、或繞開，因此被視為優於其他 的識別系統。不過，在汽車及其他載具的領域中，生物特 徵感測器仍未被廣泛接受。這可能因為生物特徵感測器昂 貴，難以與現有載具整合，或難以操作。 10 駕駛載具正常只需要鑰匙。防盜裝置則增加基於通行 代碼的保全方式。更先進的防盜裝置是在生物特徵認證(例 如，指紋掃描）不成功時使載具不能使用。限於單機的酒精 濃度測試器裝置(breathalyzer device)是在駕駛人血液中酒 精含量超過預設含量時使載具不能使用。 15 載具控制系統在各方面呈嚴重不足。例如，沒有一個 個人系統是跟每個元件連繫在一起。例如，需要酒精濃度 測試器測試和生物特徵識別的話，目前需要兩個不同的系 統這樣不僅多餘也昂貴，而且還不一定相容。 再者，儘管物質測試(例如，酒精測試)通常與酒醉駕駛 20 (DUI)有關，也可能與藥物、工地安全、緩刑監控、等等有 關。吸收與活體外(例如，血液與唾液)物質測量方法一般是 用來統計相關（測定）人體内物質的濃度。該吸收與活體外物 質測量技術有3個關鍵性限制。亦即，彼等需要處理體液 (bodily fluid)，這會導致有生物危害(biohazard)性的問題， 200810980 彼等需要測4管理人負來做某__程度的直接監督 ，而且彼 等實際上沒有及時測量物質的濃度。 因此為要一種用以非侵入式(non-invasive)及/或活體 内（m-vivo)物質測試的方法與系統，其係可改善生物危害安 5全性及/或提供無人監督及/或實際及時的測試。此外，有需 ^ 要可與認證态（例如，生物特徵感測器）相容的方法與系統， 以自動化該測試，減少及/或排除作弊及/或測試時需要監督 _ 及/或以避免或限制酒醉個人駕駛載具或其他裝置，不論是 汽車、船、飛機、巴士、重型設備、還是入口處。生物特 10徵感測為與物質測試系統的耦合應儘量靠近以便並行及/ 或大體同時地進行認證和物質評估。 【明内容】 發明概要 本發明之一具體實施例的一方面旨在提供一種光源 15 (例如光一極體（LED)、汞氣弧燈（mercury xen〇n arc > lamp)、_ 鎢燈(tungsten halogen lamp)、或二極體雷射），其 係以特定（單ϋ長絲非侵人式及/或活體㈣試人體組 - 、織内之—物質的濃度。本發明之-具體實施例的另-方面 ‘ 旨在提供兩種或更多特定波長供非侵人式及/或活體内之 20物質分析用。本發明之一具體實施例的另一方面旨在提供 一基準頃數(base reading)與一稍後讀數用來比較及/或測定 人體組織内之一物質的濃度。本發明之一具體實施例的另 一方面是在靠得很近的位置處耦合一生物特徵感測器與一 物質感測為用來並行及/或大體同時地進行認證及物質評 7 200810980 估。本發明之一具體實施例的另一方面提供一種用於控制 給予第三者(例如，泊車員（valet))之載具的方法與系統。 本發明之一具體實施例旨在提供一種光學物質檢測 器，其係包含一光源(例如，i素燈)與一附著於該鹵素燈的 5光纖束以用一組態過的濾波系統照明一測試樣本(例如，該 測试樣本之一區域）。有合意的波段ban(j)反射 回到檢測器。通過一與統計模式分析有關的評估，測定該 測試樣本的血中酒精濃度(BAC)是否超過可駕驶載具的法 定上限，如果BAC不在法定上限内，去能該載具。 10 本發明之一具體實施例提供一種用於藉由一載具之駕 駛員來避免使用該載具的系統。該系統包含：一系統控制 器；一與該系統控制器耦合的生物特徵認證器；以及，一 設計成可提供該駕駛員中之一物質含量至該系統控制器的 物質檢測裝置。在此，該系統控制器係經設計成：如果該 15駕駛員中之該物質含量高於一容許含量或是該駕駛員沒有 用該認證器認證，可傳達一駕敬限制事項至該載具，該物 質含量係於該駕駛員之一肢體處測定，該駕駛員也在該肢 體處認證，以及該肢體係由以下各物組成之群中選出：手 指、姆指、腳趾、耳朵、手掌、腳底、腳、手、及頭部。 2〇 在一具體實施例中，該系統控制器係經進一步設計 成：如果該駕駛員已用該認證器認證而且該駕駛員中之該 物質含量不超過該容許含量，可與該載具通訊以允許該載 具啟動。 在一具體實施例中’該邊證為包含一由以下各物組成 200810980 之群中選出的生物特徵認證器：指紋認證器、臉孔辨識認 證器、手部幾何認證器、聲紋認證器、以及彼等之組合。 在一具體實施例中，該認證器包含一指紋感測器，且 其中該駕駛員中之該物質含量是在該駕駛員之手指内做活 5 體内測定。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置係經設計成可檢 測該駕驶員的酒精含量。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置包含一寬波段檢 測器（broadband detector)。該物質檢測裝置可進一步包含一 10 光源，該光源係經組態成可將一在一特定波段内的光束導 引到該寬波段檢測器’達成此項可藉由導引該光束至一肢 體使得反射光被該檢測器收到。該特定波段可在由約13〇〇 奈米至約2400奈米的範圍内。該範圍可從以下各物組成之 群中選出·由約1400奈米至約1500奈米的第一範圍、由約 15 1650奈米至約1750奈米的第二範圍、以及由約2200奈米至 約2400奈米的第三範圍。該特定波段大約可在145〇奈米。 該寬波段檢測器可為單一檢測器。該單一檢測器可為一銦 鎵石申檢測器（InGaAs detector)。 在一具體實施例中，該肢體為手指。 20 在一具體實施例中，該物質檢測裝置包含一寬波段檢 測器、——以第一特定波段導向該寬波段檢測器的第一光 束、以及一以第二特定波段導向該寬波段檢測器的第二光 束。該第一特定波段可具有乙醇吸收比水少的波長，而且 該第二特定波段可具有乙醇吸收比水多的波長。該寬波段 200810980 檢測器可為一單一檢測器。該單一檢測器可為一銦鎵砷檢 測器。該第一特定波段可在約1400奈米至約1500奈米的範 圍内，而該第二特定波段可在約1650奈米至約1750奈米的 範圍内。替換地，該第一特定波段可在約1400奈米至約1500 5奈米的範圍内，而該第二特定波段可在約2200奈米至約 2400奈米的範圍内。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置包含：一寬波段 檢測器、一以第一特定波段導向該寬波段檢測器的第一光 束、一以第二特定波段導向該寬波段檢測器的第二光束、 10以及一以第三特定波段導向該寬波段檢測器的第三光束。 該寬波段檢測器可為一單一檢測器。該第一特定波段可在 約1400奈米至約1500奈米的範圍内，該第二特定波段可在 約1650奈米至約1750奈米的範圍内，以及該第三特定波段 可在約2200奈米至約2400奈米的範圍内。該第一特定波段 15大約可在1450奈米。在一具體實施例中，用於藉由該載具 之駕駛員來避免使用該載具的系統可進一步包含：一組態 成可提供該第一、該第二、以及該第三光束的光源。在一 具體實施例中，用於藉由該載具之駕駛員來避免使用該載 具的系統可進-步包含：一濾波系統，該據波系統係經配 2〇置成是在該光源與該寬波段檢測器之間且經設計成可以該 第一、該第二、以及該特定波段提供該第一、該第二、以 及該第三光束給該寬波段檢測器。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置包含：一由以下 各物組成之群中選出的單—寬波段檢測器：硫化鉛㈣)檢 10 200810980 測器、硒化鉛(PbSe)檢測器、砷化銦(InAs)檢測器、銦鎵砷 (InGaAs)檢測器、銻化銦(InSb)檢測器、以及汞鎘碲(HgCdTe) 檢測器；以及，一設計成可導引一有一特定波長之光束至 該單一寬波段檢測器的光源。在一具體實施例中，用於藉 5由該載具之駕駛員來避免使用該載具的系統可進一步包含 一濾波系統，該濾波系統係經配置成是在該光源與該單一 寬波段檢測器之間，且經設計成可以該特定波段提供該光 束給該單一寬波段檢測器。可將該濾波系統配置成與該單 一寬波段檢測器的距離短於與該光源的距離。在一具體實 10施例中，用於藉由該載具之駕駛員來避免使用該載具的系 統可進一步包含：一耦合至該光源及該單一寬波段檢測器 兩者的平台，其中該平台係經組態成可接觸該駕駛員之該 肢體的表面且有折射率大體等於該駕駛員之該肢體表面的 折射率。 15 在一具體實施例中，該載具包含一汽車。該汽車可為 一出租汽車。 在一具體實施例中，該載具包含一由以下各物組成之 群中選出的載具：飛機、城市執道載具（mass transit vehicle)、水運工具、一件工業設備、以及一件重型機械及 2〇 設備。 在一具體實施例中，該認證器包含一指紋感測器，而 且該駕駛員中之該物質含量是在該駕駛員之手指内的組織 做活體内測定。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置係經設計成可檢 11 200810980 測該駕駛員的酒精含量。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置包含一寬波段檢 测器。在此，該物質檢測裝置可進一步包含：一組態成可 導引一具有一特定波長之光束至該寬波段檢測器的二極體 5 雷射。該寬波段檢測器可為一單一光二極體檢測器。該單 一光二極體檢測器可為一銦鎵砷光二極體檢測器。該肢體 可為手指。 在一具體實施例中，該系統更包含一憑證感測器，該 憑證感測器耦合於該系統控制器且經設計成可感測該駕駛 10 員之一可驗證憑證。在此，可將該系統控制器設計成可驗 證該認證器所認證的駕駛員是否與該駕駛員的可驗證憑證 匹配。該可驗證憑證可包含一由以下各物組成之群中選出 的憑證：駕駛執照、RFID標籤、智慧卡、信用卡、包含一 紅外線（IR)配接器的鑰起環、皮下植入物（under-skin 15 implant)、以及彼等之組合。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置包含：一寬波段 檢測器、一組態成可導引一具有第一特定波長之光束至該 寬波段檢測器的第一二極體雷射、以及一組態成可導引一 具有第二特定波長之光束至該寬波段檢測器的第二二極體 20 雷射。在此，該第一特定波長為乙醇吸收比水少的波長， 而且該第二特定波長為乙醇吸收比水多的波長。該寬波段 檢測器可為一單一光二極體檢測器。該單一光二極體檢測 器可為一銦鎵砷光二極體檢測器。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置包含：一寬波段 12 200810980 檢測器、一組態成可導引一具有第一特定波長之光束至該 寬波段檢測器的第一二極體雷射、一組態成可導引一具有 第二特定波長之光束至該寬波段檢測器的第二二極體雷 射、以及一組態成可導引一具有第三特定波長之光束至該 5 寬波段檢測器的第三二極體雷射。在此，該寬波段檢測器 為一單一光二極體檢測器。 本發明之一具體實施例提供一種時鐘系統。該系統包 含：一系統控制器；一耦合於該系統控制器的生物特徵認 證器；以及，一物質檢測裝置，其係經設計成可提供一在 10 該時鐘系統之一駕駛員内的物質含量至該系統控制器。在 此，該物質含量係於該駕駛員之一肢體處測定，該駕駛員 也在該肢體處認證，以及該肢體係由以下各物組成之群中 選出：手指、姆指、腳趾、耳朵、手掌、腳底、腳、手、 及頭部。 15 在一具體實施例中，該系統控制器係經設計成：如果 該駕駛員中之該物質含量高於一容許含量或是該駕駛員沒 有用該認證器認證，可產生一警報。該時鐘系統可進一步 包含一時鐘，該時鐘係經設計成可決定何時產生該警報的 時間。 20 在一具體實施例中，該系統控制器係經設計成：如果 該駕駛員已被認證且該物質的濃度不超過一容許含量，可 與一建築物保全裝置通訊以允許該駕駛員進出該建築物保 全裝置。也可將該系統控制器設計成：如果該駕駛員未被 認證或該物質的濃度高於該容許含量，可與該建築物保全 13 200810980 裝置通訊以限制該駕駛員進出該建築物保全裝置。該建築 物進出裝置(building access device)可包含一時鐘，該時鐘 係經設計成可決定何時為允許該駕駛員進出該建築物彳呆全 裝置的時間。 5 本發明之一具體實施例提供一種用於藉由一載具之駕 駛員來避免使用該載具的系統。該系統包含：一系統控制 器；一生物特徵認證器，其係經設計成可在一载具之一駕 駛員的第一皮膚位置處檢測至少一生物特徵參數且產生一 表示該駕駛員已認證過的認證輸出；以及，一物質檢測裝 1〇置，其係經設計成可在接近該第一皮膚位置的第二皮膚位 置處檢測該駕駛員中之一物質的含量且產生一含量輸出。 在此，該系統控制器的操作係回應該認證輸出和該含量輸 以於该駕駛員未被認證或該檢測輸出高於一預定容許 值時選擇性地限制該載具的使用。 15 > _ ^ 具體實施例中，該駕駛員的第一皮膚位置為一能 M生物特徵來認證該駕駛員的位置。 加在一具體實施例中，該駕駛員的第一皮膚位置位於該 馬駛員的指紋。 2〇人j發明之一具體實施例提供一種方法用於活體内測量 體、、且織内之—物質的濃度。該方法包含：由_ 體雷 射導弓丨一 — ^ 一/、有一特定波長的入射光束進入該組織；用一寬 、又裇測裔、測量該入射光束由該組織以該特定波長反射回 來的部> ^ 乃，從該入射光束由該組織反射回來的測得部份測 ^ Λ物質在該特定波長的光束吸收⑴ght beam 14 200810980 absorption);以及，從測定的光束吸收計算出該組織中之該 物質的濃度。在此，該組織可包含人體血液，及/或該物質 可為酒精。 在一具體實施例中，該方法更包含：認證經由一生物 5 特徵認證器與一系統控制器來評估其組織的人員。在此， — 可將該系統控制器設計成可與一受控載具通訊以於該人員 已被認證且該物質之濃度不超過一容許含量時允許該受控 _ 載具可操作。可將該系統控制器設計成可於該人員未被認 證或該物質之濃度高於該容許含量時傳達一操作限制事項 10 給該受控載具。該受控載具可包含一汽車。該汽車可為一 出租汽車。該受控載具可包含一由以下各物組成之群中選 出的載具：飛機、城市執道載具、水運工具、一件工業設 備、以及一件重型機械及設備。可將該系統控制器設計成 可與一建築物保全裝置通訊以於該人員已被認證且該物質 15之濃度不超過一容許含量時允許一人員進出該建築物保全 1 裝置°可將該系統控制器設計成可於該人員未被認證或該 物質之濃度高於該容許含量時與該建築物保全裝置通訊以 限制該人員進出該建築物保全裝置。該建築物進出裝置可 - 包含一時鐘，該時鐘係經設計成可決定何時為允許該人員 2〇進出該建築物保全裝置的時間。該生物特徵認證器可包含 一由以下各物組成之群中選出的認證器：虹膜認證器（ids a她enticator)、視網膜認證器㈣㈣⑽化⑽i加〇:)、指紋認 證器、臉孔辨識認證器、手部幾何認證器、聲紋認證器、 以及彼等之組合。該生物特徵認證器可包含一指紋感測器。 15 200810980 在一具體實施例中，該寬波段檢測器為單一光二極體 檢測器。該單一光二極體檢測器可為一銦鎵砷光二極體檢 測器。 在一具體實施例中，計算該組織中之該物質的濃度只 5用以該物質之特定波長测定的光束吸收。 在一具體實施例中，該特定波長大約是在1310奈米。 在一具體實施例中，計算出由光束吸收測得該物質的 濃度係使用該物質有第一光束吸收特性的第一濃度區間以 及該物質有第二光束吸收特性的第二濃度區間。在此，該 10物質的濃度可能與該物質在該物質之第一濃度區間内之特 定波長的光束吸收成比例，而該物質的濃度可能與該物質 在該物質之第二濃度區間内之特定波長的光束吸收不成比 例。可用實驗來測定該第二光束吸收特性。可用以下公式 算出該第一光束吸收特性： 15 ιμ) = ι0μκ 哪 其中λ為該特定波長，1〇為入射光束的入射光強 (incident intensity)，I為測得的透射強度，α為該特定波長入 之函數的吸收係數，以及L為入射光束穿透該組織之部份的 質量路徑長度(mass path length)。 2〇 在一具體實施例中，由二極體雷射導引具有該特定波 長的入射光束進入組織的步驟係包含：導引該入射光束打 至一反射鏡以倍增該入射光束穿透該組織之部份的質量路 徑長度。 16 200810980 在一具體實施例中，由二極體雷射導引具有該特定波 長的入射光束進入組織的步驟係包含：導引該入射光束至 該組織的第一面，而測量該入射光束穿透組織之部份的步 驟係包含：由該組織的第二面测量該入射光束穿透組織的 5部份，且其中該第二面與該第一面相對。 在一具體實施例中，由二極體雷射導引具有該特定波 長的入射光束進入組織的步驟係包含··由該組織的第一面 導引該入射光束至該組織的第二面，而測量該入射光束穿 透組織之部份的步驟係包含：測量該入射光束穿透部份級 10織且反射回到組織第一面的部份。 在一具體實施例中，該二極體雷射包含一由以下各物 組成之群中選出的二極體··雙異質結構（d〇ubk heterostmcture)雷射二極體、量子井雷射二極體、分散回讀 雷射二極體、垂直空腔面射型雷射(VCSEL)二極體、以及 15垂直外腔面射型雷射(VECSEL)二極體。 在一具體實施例中，該組織是在該人員之一手指内。 在一具體實施例中，該特定波長為紅外線(IR)波長。 本發明之一具體實施例提供一種方法用於活體内測量 人體組織内之一物質的濃度。該方法包含：由第一二極體 20雷射導引具有第一特定波長的第一入射光束進入該組織； 測量該第一入射光束以該第一特定波長由該組織反射回來 的部份’從該第-人射光束由該組織反射的測得部份測定 該物質在第一特定波長的第一光束吸收；由第二二極體雷 射導引具有第二特定波長的第二入射光束進入該組織^ 17 200810980 量該第二入射光束以該第二特定波長由該組織反射回來的 部份；從該第二入射光束由該組織反射的測得部份測定該 物質在第二特定波長的第二光束吸收；以及，由測定的第 一光束吸收和測定的第二光束吸收計算出該組織中之該物 5質的濃度。 在一具體實施例中，計算該組織中之該物質的濃度只 用以該物質之第一特定波長測定的第一光束吸收以及以第 二特定波長測定的第二光束吸收。 在一具體實施例中，該方法更包含：由第三二極體雷 10 射導引具有第三特定波長的第三入射光束進入該組織；測 量該第三入射光束由該組織反射回來的部份；以及，從該 第二入射光束由該組織反射回來的測得部份測定該物質在 第三特定波長的第三光束吸收。在此，計算出該組織中之 該物質的濃度的步驟也包含：由測定的第三光束吸收計算 15 出該組織中之該物質的濃度。 在一具體實施例中，計算該組織中之該物質的濃度只 用以該物質之第一特定波長測定的第一光束吸收，以該第 二特定波長測定的第二光束吸收，以及以該第三特定波長 測定的第三光束吸收。 20 在一具體實施例中，該第一特定波長為乙醇吸收比水 少的波長，而該第二特定波長為乙醇吸收比水多的波長。 在一具體實施例中，在測量該第一入射光束由該組織 以該第一特定波長反射回來的部份之後，測量該第二入射 光束由該組織以該第二特定波長反射回來的部份。 18 200810980 在一具體實施例中，用相同的寬波段檢測器測量該第 一入射光束由該組織以該第一特定波長反射回來的部份以 及該第二入射光束由該組織以該第二特定波長反射回來的 部份。在此，該相同的寬波段檢測器可為單一光二極體檢 5 測器。該單一光二極體檢測器可為一銦鎵砷光二極體檢測 器。 本發明之一具體實施例提供一種方法用於活體内測量 人體組織内之一物質的濃度。該方法包含：由二極體雷射 導引具有特定波長的第一入射光束進入該組織；測量該第 10 —入射光束由該組織以該特定波長反射回來的部份；從該 入射光束由該組織反射回來的測得部份測定該物質之特定 波長的第一光束吸收；在一時間間隔後由該二極體雷射導 引具有該特定波長的第二入射光束進入該組織；測量該第 二入射光束由該組織以該特定波長反射回來的部份；從該 15 第二入射光束由該組織反射回來的測得部份測定該物質之 特定波長的第二光束吸收；以及，從以該特定波長測定的 第一光束吸收以及以該特定波長測定的第二光束吸收測定 該組織的變化特徵。 在一具體實施例中，該方法更包含：在測定組織變化 20 特徵經過該時間間隔後，計算出該組織中之該物質的濃 度。在此，計算出由光束吸收測得該物質的濃度可用該物 質有第一光束吸收特性的第一濃度區間以及該物質有第二 光束吸收特性的第二濃度區間。該物質的濃度可能與該物 質在該物質之第一濃度區間内之特定波長的光束吸收成比 19 200810980 例，而該物質的濃度可能與該物質在該物質之第二濃度區 間内之特定波長的光束吸收不成比例。可用實驗來測定該 第二光束吸收特性。 在一具體實施例中，該特定波長為乙醇吸收比水少的 5 波長。 在一具體實施例中，該特定波長為乙醇吸收比水多的 波長。 ， 在一具體實施例中，該組織包含人體血液，及/或該物 質為酒精。 10 在一具體實施例中，該組織是在該人員之一手指内。 在一具體實施例中，該二極體雷射包含一由以下各物 組成之群中選出的二極體：雙異質結構雷射二極體、量子 井雷射二極體、分散回饋雷射二極體、垂直空腔面射型雷 射(VCSEL)二極體、以及垂直外腔面射型雷射(VECSEL)二 15 極體。 在一具體實施例中，用一寬波段檢測器測量該第一入 射光束由該組織以該特定波長反射回來的部份以及該第二 入射光束由該組織以該特定波長反射回來的部份。在此， 該寬波段檢測器可為單一光二極體檢測器。該單一光二極 20 體檢測器可為一銦鎵砷光二極體檢測器。 在一具體實施例中，該組織是在該人員之一手指内。 本發明之一具體實施例提供一種方法用於活體内測量 人體組織内之一物質的濃度。該方法包含：由第一二極體 雷射導引具有第一特定波長的第一入射光束進入該組織； 20 200810980 須|| ^p·片卜 W弟一入射光束由該組織以該第一特定波長反射回來 、' P伤’彳火該第一入射光束由該組織反射回來的測得部份 ^ k物貝在第一特定波長的第一光束吸收；由第二二極 $ —田射導弓丨具有第二特定波長的第二入射光束進入該組 織，測1該第二入射光束由該組織以該第二特定波長反射 °來的°卩份；從該第一入射光束由該組織反射回來的測得 #伤挪定該物質在第二特定波長的第二光束吸收；在導引 該第一入射光束經過第一時間間隔後，由該第一二極體雷 射&弓丨具有第一特定波長的第三入射光束進入該組織；測 里该第三入射光束由該組織以該第一特定波長反射回來的 部份；從該第三入射光束由該組織反射回來的測得部份測 疋该物質之第一特定波長的第三光束吸收；在導引該第二 入射光束經過第二時間間隔後，由該第二二極體雷射導引 具有該第二特定波長的第四入射光束進入該組織；測量該 15第四入射光束由該組織以該第二特定波長反射回來的部 份，從該第四入射光束由該組織反射回來的測得部份測定 該物質之第二特定波長的第四光束吸收；從以第一特定波 長測定的第一光束吸收以及以第一特定波長測定的第三光 束吸收測定第一組織變化特徵；以及，從以第二特定波長 20 測定的第二光束吸收以及以第二特定波長測定的第四光束 吸收測定第二組織變化特徵。 在一具體實施例中，該方法更包含：在測定第一組織 备化特徵和第二組織變化特徵經過第一及第二時間間隔 後’計算出該組織中之該物質的濃度。 21 200810980 在一具體實施例中，該第一時間間隔大體等於該第二 時間間隔。 在一具體實施例中，該方法更包含：由第三二極體雷 射導引具有第三特定波長的第五入射光束進入該組織；測 5量該第五入射光束由該組織以該第五特定波長反射回來的 部份，·從該第五入射光束由該組織反射回來的測得部份測 定該物質之第三特定波長的第五光束吸收；在導引該第五 入射光束經過第三時間間隔後’由該第三二極體雷射導引 具有第三特定波長的第六入射光束進入該組織；測量該第 10 六入射光束由該組織以該第六特定波長反射回來的部份； 從該第六入射光束由該組織反射回來的測得部份測定該物 質之第三特定波長的第六光束吸收；以及，由以該第三特 15 20 定波長測定的第五光束吸收和以遠弟三特定波長測定的第 六光束吸收測定第三組織變化特徵。在此，該方法可進一 步包含··在測錢第-組織變化特徵、該第二組織變化特 徵、以及該第三組織變化特徵經過第_、第二及第三時間 間隔後’計算出該組織中之該物質的濃度。 一0 本毛月之八體貫施例提供—種用於控制—給予第三 者之載具的系統。該系移4入· / 糸、、先包含.一系統控制器；一與該系 統控制器耦合的模式指示穿. 衣罝，以及，一與該系統控制器 搞合的#忍證器。在此，兮备 μ系、、先控制器係經設計成：在由一 授權駕駛員激活該模式於-壯mm μ力m 置後且直到由該授權駕駛員 去活該杈式#日不裝置時， y 了傳達一駕駛限制事項至該載 具’該糸統控制器係經^^ 叹叶成：可限制該模式指示裝置的 22 200810980 试活與去活，除非該授權駕駛員已用該認證器認證過，以 及該駕駛限制事項包含一由以下各項組成之群中選出的限 制·啟動次數的限制、速度的限制、加速度的限制、分鐘 數的限制、距離的限制、播位(gear)的限制、場所的限制、 5 以及彼等之組合。 一 在一具體實施例中，該系統更包含一物質檢測裝置， 该物質檢測裝置係與該系統控制器耦合且經設計成可提供 _ 該第三者内之一物質含量給該系統控制器。在此，該系統 控制器可被進一步設計成：如果該第三者中之該物質含量 10不超過一容許含量，可與該載具通訊以允許該載具啟動。 該系統控制器可被進一步設計成：如果該第三者中之該物 質含量高於該容許含量，可傳達另一駕駛限制事項至該載 具。該駕駛限制事項可包含一設計成可經由該載具之一載 具匯流排來傳送以限制該載具之最高速度的命令，以及另 15 一駕駛限制事項可包含一設計成可經由該載具之載具匯流 1 排來傳送以阻擋該載具啟動的命令。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置包含一寬波段檢 ~ 測器。在此，該物質檢測裝置可進一步包含··一組態成可 - 導引一具有一特定波長之光束至該寬波段檢測器的二極體 20雷射。該寬波段檢測器可為單一光二極體檢測器。該單一 光一極體檢測器可為一銦錄坤光二極體檢測器。該肢體可 為手指。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置包含··一寬波段 檢測器、一組態成可導引一具有第一特定波長之光束至該 23 200810980 ι波段檢測器的第一二極體雷射、以及一組態成可導引一 具有第二特定波長之光束至該寬波段檢測器的第二二極體 雷射。在此，該第一特定波長為乙醇吸收比水少的波長， 而該第二特定波長為乙醇口及收比水多的波長。該寬波段檢 5測态可為單一光二極體檢測器。該單一光二極體檢測器可 為一銦鎵砷光二極體檢測器。 在一具體實施例中，該物質檢測裝置包含 檢測器…組態成可導引—具有第—特定波長之光束至該 見波段檢測器的第—二極體雷射、一組態成可導引一具有 10 15 20 第二特錢長之光束至該寬波段檢測n的第二二極體雷 射、以及-組態成可導引一具有第三特定波長之光束至該 見波«心的第二二極體雷射。在此，該寬波段檢測器 為一單一光二極體檢測器。 在-具體實施例中，該駕駛限制事項更包含另一由以 下各項組成之群中選出的限制：可激活附件的限制、可打 _錢_ 1及彼等之組合。在此，該控制面板可被 進-步設計成：如果超過該限侧送出訊息至—手機以遠 端通知-指定之個人，及/或該控制面板可被進一步設計 成士果已超過„亥限制則產生一警報以通知該授權駕敬員 何時該授«駛員重新取得該載具的㈣。 、 在-具體實施例中，該第三者為—泊車員。 圖式簡單說明 附圖和本專觀料圖解制本發_示範具體 且和說明-_來解釋本發明的原理 24 200810980 專利或申請書檔案含有至少一以彩色完成的附圖。彩 色複印該專利或專利申請案出版物在請求及付出必要費用 後即可由當局提供。 第1圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 Θ示種焉驶也件識別系統（driver，s card identification - SyStem)及/或一種藉由載具之駕驶員（或司機）來避免使用 (或未授權使用）載具的系統。 _ 第2圖的流程圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示與一種駕駛證件識別系統及/或-種藉由載具之駕驶 10員（或司機）來避免使用（或未授權使用）載具的系統有關的 處理方塊。 第3圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一裝 在遮陽板(visor)的生物特徵裝置。 第4圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 15圖示一加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置。 丨 第4A圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示一包含第4圖加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置 - 的載具。 - 第4 B圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 20圖示一包含第4圖加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置 的時鐘系統。 第5圖的方塊圖係根據本發明另一具體實施例的方面 圖示一加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置。 第6圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用研 25 200810980 九專 H 卜線光晴儀(research grade NIR spectrometer)收 集loo/〇 &醇於特定波長在麵奈米至2棚奈米之間的光 譜。 第7圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用研 5究等級近紅外線光譜儀收集含有〇1〇% 、0.08%、0.06%、 0.04%乙醇之水於特定波長在14〇〇奈米至15〇〇奈米之間的 光譜。 第8圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用研 究等級近紅外線光譜儀收集含有0.10%、0.08%、0.06%、 10 0·04%酒精之水於特定波長在1650奈米至1750奈米之間的 光譜。 第9圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用研 究等級近紅外線光譜儀收集含有〇1〇%、〇 〇8%、〇 〇6〇/〇、 0·04%乙醇之水於特定波長在2200奈米至2400奈米之間的 15光譜。 第10Α圖係根據本發明之一具體實施例圖示一光學物 質檢測器組態。 第10Β圖係根據本發明另一具體實施例圖示一光學物 質檢測器組態。 20 第11圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示由 800至2400奈米的乙醇與水的光吸收(0pticai abs〇rpti〇n)。 第12圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示各種可使用的技術。 第13圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一光 26 200810980 源、一準直透鏡(collimating lens)、一手指、一重新成像透 鏡(rdmaging lens)、以及一光纖。 第14圖係根據本發明之一具體實施例的方面示意圖示 一有整合型指紋螢幕的手指感測器。 5 第15圖係根據本發明之一具體實施例的方面示意圖示 一具有跨阻抗放大器（transimpedance amplifier)和熱控制 (thermal control)的光二極體。 第16圖係根據本發明之一具體實施例的方面示意圖示 一空間外差光譜儀(SHS)，其中用一光纖使該經SHS由一光 10 纖元件(fiber optic)而與，，手指槽孔，，搞合。 第17圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示使用 渡鏡(可微调或靜態)以取樣光線。 第18圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一濾 鏡滑件(filter slider)，其係可用來改變濾鏡以不同波長取樣 15 的光路。 第19圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一光 譜儀。 第20圖與第21圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示由1100奈米至1700奈米的部份光譜。 20 第22圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一全 光譜的雷射照明。 第23圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示近紅 外線光譜儀的資料，顯示在約131〇奈米的乙醇濃度與觀察 強度呈統計無效但有趣的測量。 27 200810980 第24A圖、第24B圖與第24C圖係根據本發明之一具體 實施例的方面圖示使用窄波段照明及光二極體檢測器的樣 本操询法(sample interrogation method)。 第25圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一單 5 色儀(monochrometer)的詳細操作原理。 第26圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示—乙 醇感測裝置。 第27圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用於 樣本在約131 〇奈米的透射光強(transmissi〇n如⑶也力。 第28圖與第29圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖不不與比爾定律（Beer’s law)相對應之〇至0·1%區域的、社 第30圖係根據本發明之一具體實施例的方面示意圖示 ι —具有整合型光纖元件尾纖(仙灯optic pigtail)的蝶式封$ 15之二極體雷射。 又 第31圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示兩個 有尾纖、各以不同波長照射的二極體雷射。 第32圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 2〇圖示一種用於藉由載具之駕駛員來控制給予第三者之載 20具、活體内測量人體組織内之一物質的濃度、及/或避免使 用載具的系統。 第33圖的處理方塊流程圖係根據本發明之一具體實施 例的方面圖不用於藉由載具之駕敬員來控制給予第三者之 载具、活體_量人體組織内之_物質的濃度、及/或避免 200810980 使用栽具的系統邏輯。 第34圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示另-種用於藉由載具之駕驶員來控制給予第三者之載 -/舌體内測里人體組織内之一物質的濃度、及/或避免使 5用載具的系統。 ,第35圖、第36圖、第37圖與第38圖的處理方塊流程圖 ，根據本發明之—具體實施例的方面圖示用於藉由載具之 4歇員來控制給予第三者之載具、活體内測量人體組織内 之一物質的濃度、及/或避免使用載具的系統邏輯。 10 【貧施方式】 較佳實施例之詳細說明 在以下的詳細說明中，只以實例圖示及描述一些本發 明的不範具體實施例。熟諳此藝者會瞭解，可用各種方式 修改所描述的示範具體實施例，而都不會脫離本發明的精 15神或範騖。因此，附圖及說明應被視為僅具圖解說明性， 而不具限定性。 如本發明之一具體實施例所述的，提供一種駕駛證件 識別系統。除了別的以外，該系統使用個人生物特徵與可 驗證憑證的結合能用來限制及強制載具的操作。該系統使 20得：可限制授權駕駛員、提供竊盜保護、確保遵從駕駛及/ 或證照法、提供供父母使用的可客製化控制或在載具給予 第三者(例如，泊車員、服務設施、指定司機、友人、戋員 工)時使用的可客製化控制。關於人員駕駛習慣以及誰在特 定時間駕駛，該系統可進一步提供安全、加密、可驗證的 29 200810980 統計資訊。在酒精或藥物的影響下，該系統可進一步限制 載具的駕駛。 本發明之一具體實施例希望建立一種藉由使用與可驗 證憑證耦合之生物特徵來阻擋或避免未授權使用載具的系 5統。這可藉由要求做生物特徵檢驗來達成，例如與可驗證 憑證結合的虹膜掃描、視網膜掃描、指紋掃描、臉孔辨識 掃描、手部幾何掃描、或聲紋認證。可驗證憑證可為有條 碼的駕駛執照、磁條、RFID、智慧卡 '信用卡、包含紅外 線配接器（infrared adapter)的鑰匙環、皮下植入物、或由受 10 信源(trusted source)發行的其他憑證。該系統可進一步包 含：基於鐘點、星期幾、在特定時段駕駛的小時數、駕駛 十月況、地點、乘員人數或狀態、政府發布的警報狀態、或 计劃好的路線或目的地來調整對於啟動或駕驶載具的要求 15 20 事項。可用各種方式具體實作㈣統。有—具體實作是通 過使用-種基於軟體及硬體、接受生物特徵紐器作為輸 入的防篡改控龍組(或純控制器）以及—憑證讀取器。該 控制模組可包含-資料庫或連接至—在載具中: 無線連躺接上㈣料庫。魅龍組可驗證生物特= 證是否與可驗證憑祕配，以及憑證及/或認證是否有改: 基於驗證結果，該控制模組可與栽具的電腦通訊允許 =動或傳達駕駛限制事項（包含由資料庫或無線連^收 的ΪΓΓΓΓ磁⑽或騎魏、來自資料庫 的貝机、或來自無線連接的資訊，請求額外的憑證。庫 本發明另-具體實施例希望建立一種藉由使用與 30 200810980 精或藥物用檢測系統耦合的生物特徵及/或可驗證憑證來 阻擋或避免未授權使用載具的系統。該系統可包含要求一 特定駕駛人或一類駕駛人能夠基於彼等的生物特徵掃瞄來 通過酒精濃度測試器的測試及/或使用由生物特徵識別得 5到的資訊來限制載具的使用。例如，視網膜掃描器可識別 一人員是否處於酒精或藥物的影響，因為人在酒精及某些 藥物影響下的掃描得到的視網膜圖樣(retinal pattern)或血 管圖樣(blood vessel pattern)與同一人不在這種影響下的時 候相比是不同的。此外，可進行瞳孔擴張試驗(pupil dilad〇n 10 test)以測定是否酒醉，此係藉由眼睛有光束閃燦時測量瞳 孔擴張的速度與程度。可用偏離預期圖樣的百分比來量化 或測量這種視網膜圖樣或瞳孔擴張的變化。如果偏離超過 容許值，則可限制載具或可要求做另一形式的驗證，例如 詢問駕駛員、由警官來查訪、或替代的清醒證明，例如酒 15精濃度測試器。例如，如果酒醉駕駛人企圖用視網膜掃描 驗證他的身分，該系統會激活一旗標要求他證明他沒醉(例 如經由無線通訊通知警官或家人）或去能該載具或限制他 的速度或路線。像這樣耦合生物特徵與物質檢測是有利 的’因為這使得對於不同的個人可設定不同的檢測臨界值 20及反應。這也可降低由友人或乘客來吹氣以騙過標準點火 鎖定酒精濃度測試器裝置然後由酒醉駕駛員來駕駛的可能 性。藉由儲存容許含量於憑證内，可按照狀態來控制容許 值或依照特定駕駛員來客製化容許值。容許含量的客製化 使得如果特定駕駛員的掃描差異超過某一百分比仍可授權 31 200810980 該特定駕敬員來駕駛，例如眼睛可能在改變的年長者。 果有替代證明’例如來自警官的越權控制碼(~〇ver°rit code)，則日德中會儲存與該代碼有關的任何f訊例如越6 權警官的警察編號(badge number)。 本發明另-具體實施例希望建立—種手提式生物特徵 識別裝置，其係也可用作物質檢測器而且也可用作憑證驗 證器。手提式生物特徵裝置可包含可攜式視網膜掃描哭 指紋掃描器、聲紋分析器、虹膜掃描器(iris seanM)、 10 15 20 讀取器、臉孔賴掃描n、或手部幾⑽_。I官在路 檢_如卿)時或在任何地方想要做高度可靠的識別時可 使用該裝置。該裝置可包含：—電源供應器或電池、—生 物特徵認證器、狀態檢㈣、或—憑證認證器。财置可 進-步包含：-資料庫或存取資料庫的無線電。料提式 裝置可進-步與-載具控制—通訊以下載生物特” 訊、狀態資訊、憑證資訊、或日言志記錄。在-示範且體實 施例中，該手提式生物特徵朗裝置可包含—生物特徵切 證器，在-代表性具體實施例中 2 證認證器的視網膜掃描器，在—代表性具財

係力包含一條碼讀取器。政府管理人員（例如，警官）會拿個I 的馬敬執照及/，保險卡來刷，且進行視網膜掃描。隨後， 絲^會與制、鎌卡及視_掃㈣又崎以認證個 人:身份。該系統可進-步用資料庫驗證該等憑證以確定 ==是有效的且與—電腦(例如，在警車内的)有界 面以確疋疋否有理由可進一步扣押該人。 32 200810980 本發明另-具體實施例希望建立一種通過使用生物特 徵識別來使得父母可控制載具的系統。例如，父母可使用 該系統以確保只有他們的孩子可駕駛那輛車而不會借車給 第三者。同樣，使用該系統的父母可查看駕敬統計曰諸， 5例如速度、路線、以尽停車次數。藉由該系統與生物特徵 耦合，父母可保證駕駛該載具者為他們的孩子。此外，通 過使用與GPS齡的生物特徵，父母可讓他們的孩子員在 特定的路線上駕駛，例如上下學的路線。視需要，可重設 該系統，或使用個人識別號碼(pinmimber)、通行密碼、或 H)遠賴權來遠端提高駕驶權限。該父母控制系統使得多個 住家位置’可程絲，使得該系統可追_具㈣各個位置 有多遠。藉由送出SMS簡訊或與載具通訊，該載具也可‘被 召回(職_，回家。如果載具被召回，它可限制駕駛人不 要偏離回家的路線。在偏離的情況下，可採取各種強制措 15施，例如限制速度、打開連接至一電話號碼的電話、或要 求送回解釋為何偏離的訊息。該父母控制系統也可與狀態 檢測态耦合以避免孩子在酒醉或疲憊時駕駛該載具。該系 統可進-步提供路線、速度、停車、剎車習慣及乘客數的 日諸。駕駛時間可進-步限制於指定時間以避免駕驶人駕 2〇駛載具。就父母的控制而言，這可防止孩子於載具停在停 車琢後在上課4間還駕敬載具。本人或其他個人可預先授 推以允許該方針有例外。由父母用個人憑證進入系統可做 預先授權。 視需要，該系統可連接至電腦或無線下載資訊以便分 33 200810980 析曰誌以及客製化設定值。可操作電腦軟體程式以連接至 該系統、認證及下載資訊。可分析該資訊、發表於網頁、 或用來提供第三者(例如，孩子或員工)之駕駛習慣的報告。 本發明另一具體實施例希望建立一種由政府、警察或 5執法機關（law enf〇rcement agency)來限制特定個人之駕駛 推限的系統。例如，只允許個人開車上下班，然而他人用 、 忒載具則不受限制。因此，對於特定駕駛人，該系統可使 - 用生物特徵檢驗來強制執行特殊的駕駛限制事項。 本發明另一具體實施例希望建立一種能用來控制給予 孀 10第一者之載具的系統。第三者可包含泊車員、服務設施、 扎疋司機、友人、或員工。可將該載具組態成是以受限制 的性能操作，例如限定速度、加速度、分鐘數、或可行進 里數、可改變的檔位(gear)，可前往的地點、可啟動的附件、 或可打開的隔室。可啟動有時間延遲的泊車員按鈕或系統 15以預定限制事項直到授權駕駛員再度取得載具的控制，或

使用適田的非自車員錄匙。可不要求泊車員做生物特徵冑 I 別’但可限制使用該載具。泊車員的選項也可包含有限# * 額外發動次數，使得泊車員能夠在必要時可移動車子。如 果泊車員企圖超過發動次數或其他限制事項時，該載具可 — 20產生警報且視需要遠端通知一指定之個人，例如傳送挪 ' 間訊至手機。當該系統接上時，可發出聲音或提供視訊警 報。視需要，也可用個人識別號碼或通行密碼重設該系統。 這方面可與生物特徵識別及/或憑證驗證耦合以駕駛人之 間有簡便的可操作性。 34 200810980 〜«統也可與狀驗測料合，例如_濃度測試 器、非侵入式手指掃描、心跳速率監視器（heart _ π—)、腦部活動監視器、或用來檢測駕疑人狀態的其他 裝置以基於這些狀態來限制駕駛，例如，可檢測出心臟病 -5發作的初期或疲憊的駕驶人或預防公路暴怒(roadrage)。 - 錢㈣-具财_衫建立—種料成可基於生 物特徵檢驗或可驗證憑證來強制執行駕駛限制事項的系統 i 與方法。載具可配備成：基於駕駛人的身份可在某些指定 的街道、巷弄上駕驶’或停車於特定的停車場。通過使用 H)基於生物特徵檢驗或可驗證憑證的調節器（g〇ve丽)或其 他速度控制裝置可限定速度。可基於該等生物特徵識別， 要求有不良駕駛記錄的駕驶人以限定他們的速度或路線。 同樣，如果政府判定有必要，可撤消駕驶人的憑證，或憑 a可加上右在延規時載具會執行或神及/或傳送記錄的 15 限制事項。 本發明另一具體實施例希望建立一種主機越權特徵 (master-override feature)給授權個人用，例如警察、托吊卡 車(t〇W-trUck)、以及緊急應變者(emergenCy reSp0n(jer)。當 載具的生物特徵越權特徵已被致能時，它可閃光、發聲、 20或與資料庫或警報系統無線通訊。 本發明另一具體實施例希望建立一種裝在遮陽板的生 物特徵裝置。該裝置可為虹膜掃描器、視網膜掃描器、或 麥克風、及/或攝影機。該遮陽板由於大體與駕駛人有固定 的距離而為裝置特別良好的所在地，它可包含反射鏡或 35 200810980 光，可包含一轉環(swivel)或用於調整與駕駛人之相對高度 或距離的，且容易收藏以符合美觀或防盜目的。在載具處 於使用中時或於駕駛門打開時或於感測器檢測到新的駕駛 人已進入載具時，該生物特徵裝置也可繼續操作。該裝在 5 遮陽板的生物特徵裝置也可防止劫車，此係藉由確保駕駛 人是被驗證過的。該裝在遮陽板的生物特徵裝置可包含一 個完整的生物特徵系統或只有一個元件，例如攝影機。驅 動該生物特徵裝置的邏輯及電路不需要位於遮陽板内。該 遮陽板也可包含一系列的LED用來表示該生物特徵系統或 10 整個系統的狀態或正常。該遮陽板也可包含一LCD顯示哭 用來在視網膜、虹膜或瞳孔掃描器的情況下輔助該生物特 徵裝置的對齊。該遮陽板内之一LCD也可顯示關於當前駕 駛人或系統的狀態資訊，對於儀表板空間有限的改裝現有 載具’每特別有利。該遮陽板也可内含麥克風用來做認證 15 或用來進行系統的聲控啟動。 本發明另 20 丹賤頁狍例希望建立一種生物特徵認證系 統，其仙合至-替代駕駛裝置，例如操縱桿、眼球追縱 儀(eye_trac㈣、或聲控操舱或駕駛控制系統。該系統可包 3位於操縱杯上的指紋掃描器或一也用來追縱眼球運動 的視網膜掃描器，除了提供駕駛人認證以外，也可控制盥 駕驶有關的方面。聲音啟動生物特徵朗ϋ也可用來聲^ 啟動載具特徵’例如收音機。 本發明另-具體實施例希望建立一種系統與方法，豆 係經設計成於追逐_或於载具路邊停車時能將生物特徵 36 200810980 檢驗或憑證資訊無線傳送到執法人員。此類傳輸可用系統 加在且用位於手持系統或警車内的系統解密。 警官可由系 統無線下載任何日諸或查看任何日諸，包括最近的路線、 速度、或載具的駕駛人，此係用生物特徵掃瞄與載具内的 5憑祖做父叉比對。可將該資訊傳遞到中心位置用來做進一 步的分析。 本發明另一具體實施例希望建立一種系統與方法，其 係經設計成萬-載具碰糾使得駕駛人之間可婦傳達生 物特徵檢驗和憑證資訊。此類通訊有助於防止個人提供假 10貢訊且可提供資訊的速度及準轉性。可無線傳達該資訊， 或由附屬於系統的車内列表機印出紙張報表。該資訊也可 無線傳輸到紐公SDMV(美目車輛管理局）絲產生報 告。 本發明另一具體實施例希望建立一種系統與方法，其 1S係經設計成能由涉及肇事逃逸事故恤and侧acdd㈣的 載具收到及儲存生物特徵檢驗與憑證資訊。此外，可加密 此類資訊以保護隱私且可帶到可予以解密的執法機關（例 如，DMV或警察局）。該系統可提供事故或犯罪現場的實際 快照，這可㈣待找出之當事人及證人的能力。警察可回 20溯或拉近先财已駕駛過的路線。可以加密方式儲存路線或 計算出檢查總和以確定真實性。 本發明另-具體實施例希望建立一種系統與方法，其 係經設計成可保持載具前幾個駕駛人的曰諸。該資訊可儲 存於系統内’每隔-段特定時間做無線傳輪，每次車子啟 37 200810980 動或踩刹車就傳送，或每隔—段固定_做傳輪，例如於 載具換照(renewal)時。 5 10 如所希望建立的，本發明另一具體實施例更包含：基 於旅行_裡或為了什麼目的對人收取不同^ 用。按使用量付費、可充填的憑證(脚仰侧爾齡 credential)可用來授權特殊的個人能以低價開車到某些地 點而且以較高的成本開車到其他的地點。例如，開車上班 以低價收費，但是開到酒吧則收取較高的費用。這些費用 可在獨立的收費亭(kiosk)繳付或直接計入駕駛人的帳戶。 本發明另一具體實施例希望建立一種系統與方法，其 係經設計成可傳輸生物特徵檢驗或憑證資訊停車場看車亭 或自動化系統以提供想要的服務，例如給特別客戶的白金 停車位。 本發明另一具體實施例希望建立一種系統與方法，其 15係經設計成可對所有進入一載具的個人要求生物特徵識別 及/或憑證資訊。該等資訊可用來鼓勵共乘，此係藉由基於 載具内的個人數來限制進入特定道路、預防恐怖活動、或 基於旅程向各個乘客收費或扣錢。 本發明另一具體實施例希望建立一種無線載具監控系 20統。該監控系統可包含雙向或單向的衛星連線。該無線連 接可k供周期性更新執照及保險的資訊。此外，可將該系 統組態成在特定曰期/時間可開機(power-up)或接收無線通 訊’或組態成可定期監控。該系統也可通過手機來通訊， 這包括經由藍芽。提供無線更新可讓系統作工而不需要刷 38 200810980 有效的駕馼執照或保險卡，因為該等資訊已儲存於系統内 且與駕駿人的生物特徵資訊相匹配。此外，該系統能夠接 收帶有目標的通訊，包括SMS簡訊。該系統可解譯該等通 A，且在真實性的初始驗證認證或密錄交換以心⑽狀） 5後’可執行内含於訊息中的操作，例如以油門調節載具的 速度、關掉載具、喇P八出聲或發光、或更新系統以反映已 驗迅之憑證的改變，例如駕驶執照被吊扣（suSpen(jed) Ο 本發明另一具體實施例希望建立一種系統與方法，其 係用來使保險費率與駕駛稅(driving tax)連結至載具駕驶人 10的駕駛數量或類型。可購買不同的計劃，包括無限使用計 劃、有限里程計劃、單一駕馱人計劃、以及超過里數用不 同價格計價的計劃。可系統所記錄的資訊來設定保險費 率。為了達成此一目的，日誌可傳輸到保險公司或產生彙 總報表再送出。内含於保險識別卡内的資訊也可用來強制 15執行罵駛限制事項。例如，如果駕駛人超過計劃的里程數， 可限制他只能走某些路線。同樣，可購買儲值卡(t〇p_up card) 或授權汁入駕駛人的帳戶。里程數少、平均速度低、走安 全路線、低度擁塞路線、或平均為高乘載的駕駛人可提供 賒欠、折扣、或可換禮品的點數。 20 本發明另一具體實施例希望建立一種容易使用的語音 應答系統(voice_responsive system)。該系統可提供音響提示 (audible prompt)且包含可接受命令的聲音辨識（ν〇^ recognition)。當駕駛人進入載具時，該系統歡迎該駕駛人， 提示駕駛人以提供他的憑證和生物特徵資訊。可做交叉比 39 200810980 對和查询貧料庫。如果驗證成功，可再歡迎該駕駛人，可 设疋收音機或其他車内裝置的預設，且致能該載具。如果 驗證失敗，在提示要他離開之前，該駕駛人可能還會有其 他的企圖。如果該駕駛人不離開載具，則警報發聲或通知 5 指定的人員或警察。 該駕駛人也可請求關於路線的引導或找到商店的協 助。可根據駕駛人來展現廣告。可提供贈品券。對於例如 _ 尋找沿著特定路線或一半徑内的乾洗店的個人，可呈現— 列包含贈品券的選項。廣告商可能同意付費以交換優先列 10表(premium listing)，包括較好的位置或更多明細。 不過，本發明的具體實施例都不受限於汽車。例如， 本發明的適當具體實施例可用於卡車、飛機、有軌電車 (railr〇ad car)、船、電梯、捷運系統(metr〇辦㈣、高速栽 具、機車、以及其他形式的運輸。此一系統可裝入防水膜 15或盒子，供戶外應用系統使用，例如機車。該系統也可與 機車的儀表板整合。該系統也可用於出租載具以防止未授 權駕駛員。 X ( 在任-上述合適的具體實施例中，最好每次在某人坐 進駕驶座時，在駕駛期間周期性地，在執法人員要求時， 、 於另-形式的識別(例如，通行密碼、磁卡、或可驗證憑證） — 失敗時，或於要求授權以進入收費公路⑽i ,或禁區 時，提供生物特徵檢驗。 ^ 在任-上述合適的具體實施例中，可加密生物特徵資 訊，且傳輸（包括無線)到地方官員、收發/接收單位、或衛 40 200810980 星、蜂巢式或其他接收基地台。 可有不同等級的憑證，例如所有人、父母、泊車員、 友人、警官、托吊卡車、或代理商。該系統可編程以用不 同的方式回應不同的憑證。憑證可分配不同等級的授權， 5且不同等級的授權允許不同的動作。例如，警官有高等級 的授權，以允許他們越權控制系統或由其他駕驶人查看日 違。另-方面，泊車員有允許他們以低速駕駛且限制他們 例如打開行李箱的低授權等級。 可將該系統组態成可與載具電腦有直接界面，或通過 10藍芽、其他無線協定、或通過载具的ODBC診斷埠通訊，嘎 直接與點火裝置或啟動機有界面。 $ 如所希望建立的，本發明一些具體實施例包含用有效 的駕驶執照和有效的保險卡交叉比對生物特徵識別以控制 載具的進入。在-具體實施例中，駕驶人進入載具，:描 15駕駛執照和保險卡，然後做生物特徵識別。該系統可交田 比對駕驶執照'保險卡及生物特徵識別上的資訊。如果六 又比對成功，則允許汽車發動。在一示範具體實施例中父 儲存於駕驶執照及保險卡上的資訊可儲存於防篡改的知藝 卡上。生物特徵資訊可與儲存於智慧卡的資訊交又比 20或在-代表性具體實施例中，用作鑰匙解開儲存於智料 内的加密載具啟動代碼。 9 ^卡 如所希望建立的，除了生物特徵資訊與駕歇執昭 險卡交又比對以外，物質檢測器(例如，_濃度測試/、 曈孔擴張/視網膜掃描器裝置、IR檢測裝置)可用來驗； 41 200810980 人不處於禁用物質的影響下。 可：:望=，本發明Γ具體實施例係經設計成 無保險、或猜駕馼人駕駛载具。_由要长 5 15 20 纖、一她醉 至於另^：的別_人，可使觀㈣安全。 :，，因為竊賊不會是授權駕敬人因而無法發動二:: :，該系統可減少犯罪，因為所產生=二 :實::特定人員在載具内或在*-時間是在:定:: ，如果載具與犯罪有關連，則可檢查載且的曰处 以確定誰是駕駛人在犯罪現場錢均裡。此外，: I減少酒醉駕駛人，因為它可組態成能防止酒醉㈣驶人 馬駛。這可用與同樣用於初始生物特徵識別的視網膜或生 物特徵掃瞄器來完成。 、一 4系統的設計具有使用者友善性且容易操作。在買車 =，賣車銷售員會同意他們進人。這可藉由改變所有:的 命令來完成。原始所有人，或汽車經銷商，本身會對载具 做識別’例如通過生物特徵或視網膜掃描器，然後通知系 統(通過聲音啟動的命令較佳)轉移所有權給新人。然後會走 出忒載具且新人進入该載具以做他們的生物特徵識別及/ 或刷他們的駕駛執照或保險卡。然後，該系統删除舊所有 人的權利且賦予權利給新的所有人。 載具的當前所有人也可增加新的駕駛人。例如，配偶 可增加他們的重要他人(significant other)。為了增力^新的駕 42 200810980 駛人’這可藉由當前所有人驗證他自己的生物特徵資訊且 選定一選項（通過聲音啟動的命令較佳）來完成。當前所有人 也可指定新駕驶人具有那些權利。例如，該等權利可限制 特定的速度、可限制是否允許新駕駛人增加額外的新駕駛 5人、以及可選疋新駕駛人之權限的截止日期。然後，新駕 駛人坐進駕歇座，做生物特徵認證，以及可將資訊儲存二 系統的記憶體。

如所希望建立的，本發明一些具體實施例包含使用— 提供身分認證和做狀態測試雙重用途的生物特徵裝置。例 10如’視網膜掃描器可用來不只識別特定駕驶員是誰，也可 用來確定他沒有酒醉。當個人喝酒時，眼睛内的血管圖樣 會膨脹或改變。當個人於最初加到載具時，他的視網膜掃 描可擷取他處於非酒醉狀態下的血管圖樣。如果後來酒 醉，他的血管圖樣會與原始存下的血管圖樣不匹配。就這 點而論，視網膜掃描器也可不只用來識別，也可測定個人 是否酒醉。同樣，攝影機及光線可用來做瞳孔擴張試驗同 時也記錄個人的身分。光線可為車内圓頂燈的光(domeHght) 或遮陽板的光。 20 原始的生物#徵貧訊也可儲存於可驗證憑證上。例 可在皿理處或另_授權處取得視網膜掃描或指紋掃描 且儲存於憑社。_，這觀料及驗證的憑證可與在 動日情到的生物特徵資訊做交叉比對以保證載具的 馬駛人為帶有有效的保險及駕駛執照者。 用於乂母控制時，在父母的要求下可客製化該系 43 200810980 統。在-具體實施例中，該系統識別父母的個人識別號碼 (pm-code)或通行M。任何無法輸人個人識㈣碼的駕驶 人會被視作孩子。藉由在觸控螢幕顯示器上輸入資訊、通 過鍵盤、用聲音啟動命令、用在另一電腦上規劃資訊且傳 5達資訊至系統、或通過無線通訊鏈路（Μ—⑽ c〇mnnmications link)，父母可設定每天可駕駛載具的小時 數。该系統為動態型且允許父母遠端控制載具的方面。通 訊鏈路可打開使得父母可與駕駛人對話或父母可遠端強制 駕駛限制事項，包括設定最高速度或要求載具遵循特定的 10線路。這可包含自動駕駛系統或提供於孩子已偏離路線時 的指不器。該系統也允許遠端控制無線電農置或通過無線 連接啟動顯示道路或客艙(passenger c〇mpartmem)至父母 的攝影機，例如使用網路攝影機。如果父母希望遠端進入 系統，可要求他們在電話上輸入個人識別號碼或說出通行 15密碼。如果通過電腦鏈路完成，可要求他們做生物特徵識 別或在電腦上輸入通行密碼。一旦賦予父母遠端存取的權 利後，允許他們做任何功能，如同他們在載具内。 第1圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例圖示一 種駕駛證件識別系統及/或一種藉由載具之駕駛員（或司機) 20來避免使用（或未授權使用）載具的系統。 如第1圖所示，系統10包含一控制模組（或系統控制 态）16、一生物特徵認證器12、一狀態檢測器丨々、及/或一憑 證認證H(域卿）18。生物特徵賴㈣與控制模組μ 耦合。狀態檢測器14可為物質檢測感測器（或檢測裝置），其 44 200810980 ::，捭:可提供駕駛員内的物質含量給控制模組16。在 旦^_^組16係經設計成：如果該駕驶員中之該物質含 里同；Γ容許含4或是鹤駛員沒有賴邮12認證，可 傳達-4硬限制事項至該載具。 5

10 力 在本發明之-具體實施例中，該物質含量係於 該駕駿員之-肢體處測定’該駕驶員也在該肢體處認證， 以及該肢㈣由以下各物組成之群中選出：手指姆指、 腳趾、耳朵、手掌、腳底、腳、手、及/或頭部。 在具體實施例中，控制模組16係經進一步設計成： 與該載具軌以允許該载具起動如果該缺員已用認證器 12認證而且該駕駛貝中之該物f含量*超過該容許含量。 再者，如第1圖所示，認證器12可為指紋認證器、臉孔辨識 涊證器、手部幾何認證器、聲紋認證器、等等。在一具體 實施例中，認證器12包含-指紋感測器（或掃描器），而且該 15駕駛員中之該物質含量是在該駕驶員之手指内的組織做活 體内測定。 在-具體實施例中，該物質檢測感測器係經設計成可 檢測駕馼員的酒精含量。在此，該物質檢測感測器可包含 一 I波段(或旯頻f)檢測器（例如，單一光二極體檢測器）， 20以下將加以詳述。此外，如以下所詳述的，該物質檢測感 測裔可包含一見波段光源與一在該寬波段檢測器與該光源 之間的;慮波糸統。該;慮波糸統與該寬波段光線係經組態成 可導引一有特定波段的光束至該寬波段檢測器。在本應用 的背景下，該特定波段可意指一或更多波長或在一特定波 45 200810980 長至另一特定波長之間的波長。替換地’該物質檢测感測 器可包含一二極體或一二極體雷射，其係經組態成可導引 一有一特定波段的光束至該寬波段檢測器’以下將加以詳 述。 5 請再參考第1圖，設計成可感測駕駛員之一可驗證憑證 的憑證認證器（或感測器）18係與控制模組16耦合。在此，控 制模組16係經設計成可驗證用認證器12認證的駕駛員與該 駕駛員的可驗證憑證相匹配。如第1圖所示，可用該憑證認 證器感測的可驗證憑證係包含一駕駛執照、RFID標籤、智 10 慧卡、信用卡、包含一紅外線(IR)配接器的鑰匙環、及/或 皮下植入物。 第2圖的流程圖係根據本發明之一具體實施例圖示與 一種駕驶證件識別系統及/或一種藉由載具之駕駛員（或司 機）來避免使用（或未授權使用）載具的系統有關的處理方 15塊。如第2圖所示，在方塊21駕駛員或駕駛人進入有該系統 (例如’第1圖的系統1〇)的載具。在方塊22中，駕駛人用系 統驗證他的駕駛執照。在方塊23中，駕驶人用系統驗證保 險卡。在方塊24中，駕駛人做生物特徵識別且用系統檢查 物質。在方塊25中，該系統交叉比對駕駛執照、保險卡、 2〇以及生物特徵資訊。如果交叉比對不成功，在方塊26中， 系統(例如’第1圖的控制模組16)的控制模組傳達（或發出） 駕駛限制事項（例如，點火鎖定）給載具。反之，如果交叉 比對成功，在方塊27中，該控制模組與該載具通訊以允許 該載具起動或授權點火(例如，發出點火授權命令）。在此， 46 200810980 該受控載具可包含一由以下各物組成之群中選出的載具： 飛機、城市軌道載具、水運工具、一件工業設備、以及一 件重型機械及設備。 第3圖係根據本發明之一具體實施例圖示一裝在遮陽 5板之生物特徵裝置30。在此，該裝在遮陽板的生物特徵裝 置30可包含於第〗圖的生物特徵認證器12内，且經由帶有電 線的樞紐31而與第1圖的控制模組16耦合。 _ 如所希望建立的，本發明之一具體實施例提供一種用 於生物特徵及/或物質檢測的增強型系統與方法。在一具體 10實施例中，系統使用生物特徵技術識別人員而且通過非侵 入式技術也檢查體内的物質（例如，酒精），例如近紅外線 (NIR)光譜法，拉曼光譜法，光聲光譜法（1>11价〇扣〇仙如

Spectroscopy) ’ 散射變化法（scatter Change)、極化變化法、 中紅外線光譜法、及/或窄波段檢測。 15 本發明之一具體實施例希望建立一種設計可整合生物 特徵識別與物質檢測的兩個功能(通常是分開的），這可產生 額外的功能性且成本較低。該系統能夠輕易整合於用於進 > 出控制（access control)、改善安全性、以及設備/載具操作 . 的現有及未來應用系統内。 2〇 藉由測量近紅外線範圍内、可量化物質的光譜圖樣可 檢測血管系統内的物質。例如，用光譜儀分析血管系統内 水分子的變化可進行通過非侵入式技術的物質檢測。 如所希望建立的，本發明的其他具體實施例提供一種 與外接硬體裝置或軟體應用系統有界面的系統。如上述和 47 200810980 以下所詳述的，可提供資訊給許多合適的應用系統及/或系 統。當與一些合適的應用系統及/或系統整合時，該系統可 提供資訊給隨後會做決策或計算的主要處理功能。例如， 該處理功能會存取資料庫以判定某人是否有權進入控制區 5或限制某人使用設備及/或載具的操作功能。該處理功能或 系統也可通知第三者，例如保安人員、警察、或管理員， 或儲存資訊於資料庫内。 如所希望建立的，一用於本發明的具體實施例包含將 感測器置於理想地點且傳送資訊數據至解譯資料且根據資 1〇料執行功能的處理器，例如強制某人的限制事項。在進入 控制區的情形下，該系統安裝於門附近或其他控制進入點 之構件，例如光簾(lightcurtain)、光學感測器開關、動作檢 /貝J 閘門、或由人控制的檢查關卡（check-point)。至於設 備或載具的操作，用於設備或載具的駕馱人控制面板、擋 15板(dash)、離合器、或載具點火起動器區域的附近上可安裝 乂感成Γ二。至於客機駕駛艙(也此打deck)或飛機機 艙，可在操作位置同時做正駕駛和副駕駛的讀取。 在一具體實施例中，該感測器可耦合至一用於做手或 手才曰就定位的墊子或夾具。例如，使用該系統者可將手指 2〇放進核子或鞘體。在把手指置於裝置上或内後，可做生物 特徵數據的掃描且提供資料給分開的處理點（其係拿資料 與現存貝料庫匹配)及/或給位於裝置内的中央處理單元和 貝料庫(儲存於本機或遠端連線）。在另一具體實施例中，該 系統可基於生物特徵資訊來識別某人且測定是否體内有物 48 200810980 質。基於此-識別及/或物質測定，該系統可執行任—功 能，例如控制門或進人點、記錄資訊、要求額外的資訊(例 如，個人識別代碼）、或給使用者訊息。可用任何一種非侵 入式掃描法以任-波長做非侵人场描。本發明之一呈^ • 5 f施例可包含一祖光譜法掃描器，例如，該祖光譜法掃 ' 描器係經設計成可檢測酒精、藥物(例如，THC)、或葡萄糖 (在先前已知某人有糖尿病病情的情況下)的存在、類型及數 _ 量。然後，可做分析。騰光譜法在約麵奈米至2_奈米 之間可檢測藥物及酒精。例如’可以約17()()奈米、16〇〇奈 1〇米及1300奈米的波長檢測酒精。在感測器的限度内，也可 檢驗其他可此改變5忍知能力的藥物或物質。這些結果可用 來測定某人的認知能力以執行操作領域(例如，金庫）内或者 是設備(例如，起重機、或重型設備、或載具(例如，汽車、 卡車、巴士、火車、或客機)所要求的功能。該等結果可進 15 一步儲存於資料庫内供以後驗證用（包括，酒醉或識別）用。 該等結果可進一步傳送給第三者供人工驗證用，特別是身 分或酒醉等級接近編定範圍時。可處理該感測器關於個人 ' 識別與他/她的認知能力的組合結果以允許/不允許設備或 . 載具的進入或操作。 20 在另一具體實施例中，藉由傳導光源(例如，近紅外線 光）於手指上且取得光線進入分光鏡(beam splitter)的逆向 散射(back scatter)可做同時掃描，該分光鏡會直接饋入生物 特徵感測器及/或物質感测器。 在另一具體實施例中，兩束光線可照在手指上，一在 49 200810980 肢體附近供生物特徵功能用，一在靠近手指關節、皮膚較 薄的手指底面上供光譜法用。在另一具體實施例中，手指 在掃描裝置上的滑動可提供生物特徵識別，且用一光束(例 如，近紅外線光)在手指靠近手指關節的底面上做光譜法測 5 量0 在一具體實施例中，本發明的生物特徵及/或物質檢測 系統小到足以讓它有可放置於方便使用且理想地點的功能 性，不過也大到足以接受有人口分布之3個標準差的最大手 指。電子資料界面提供一輸出，例如標準USB、乙太網路、 ίο或串聯插頭或用於專屬應用系統的特定界面，例如在1996 年後之汽車中使用OBDC-II界面的應用系統。掃描及光譜分 析過的資料也可使用藍芽供給附近的處理單元或通過網際 網路給本機/長距離的處理單元，例如經由[P協定、蜂巢式 無線協定，或在使用商用衛星通訊(例如全球星或銥系統) 15的遠端之中的處理單元。例如，通過光纖纜線也可傳輸原 始光線或資料用來在遠端或中央感測器做分析。在遠端或 尚度難以接近的應用系統中，該感測器可為包含主處理器 的獨立單元且認證過的個人資訊是在本機的資料庫中。例 如’在遠端或南度難以接近的應用系統中，裝置運算用的 20電力可通過主處理單元的電源供應器（+3.3VDC、+5VDC、 + 12VDC、等等）、通過AC(100VAC、115VAC、200VAC、 230VAC、等等）、通過主機板上的電池及/或交流充電及/或 太陽能充電。 識別用的市售裝置可用來獲取生物特徵數據。有數種 50 200810980 可做及處理非侵入式掃描的裝置可用，其中有些形式是操 作就緒的（operational readiness)。LT Industries公司所出售 的Iso-Chem NIR材料分析系統為一種有數支遠端觸發測試 探針的可攜式NIR分析儀。例如，Ocean Optics所出售的 5 USB4000為一種在200至1100奈米之間有反應的光譜儀。 Spectram Products所出售的SM241為一種基於光譜儀的小 型CCD，該光譜儀的設計係用於範圍是在900奈米至1700奈 米之間的NIR雷射應用系統。Newport Corporation所出售的 OSM-100為一種在200奈米至1700奈米之間有反應的可攜 10 經濟型光譜儀。Sugartrac為一種由Lifetrac Systems所出售 的非侵入式葡萄糖監測器。TouchPrint Enhanced Definition 3000 Live Scan為一種由Live Scan Products所出售的可攜式 生物特徵掃瞄器及識別裝置。 再者，如所希望建立的，本發明之一具體實施例提供 15 一種用於組合生物特徵識別與物質檢測的方法。這可使用 上述系統或裝置或用任何其他生物特徵識別系統與任何其 他物貝檢測系統來達成。例如，臉部掃描器或視網膜掃描 器可與物質__彳如，酒精濃相試器）組合使用。在用 於組合生物特徵識別與物質檢測的方法之-具體實施例 2〇中’執行生物特徵掃瞒與物質檢測掃描的步驟。可進行附 加步驟，例如啟動掃描、處理掃描、掃描比較、送出通知 或誓報、啟動記錄裝置、儲存原始資料或處理結果、或社 會揭利錯誤檢查或另一類型的掃描。另外，可進行檢查溫 度或脈搏的步驟以驗證掃描是否準確。 现 51 200810980 第4圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例圖示一 加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置。如圖示，提供一 在一末端120有一小孔的鞘體（或架子）1〇〇(例如，指架）供插 入駕駛員之一肢體(例如，手指）。鞘體100内含有一生物特 s徵感测器210與-物質感測器22〇。在一具體實施例中，該 歧體為由以下各物組成之群中選出的：手指、姆指、腳趾、 耳朵、手掌、腳底、腳、手、及頭部。 此外，生物特徵感測器210與物質感測器220各自經由 1〇苞線300而耦合至一生物特徵裝置（或認證器）400與一物質 铋測裝置500。生物特徵裝置4〇〇與物質檢測裝置5〇〇經由電 線600而耦合至一中央處理器（或系統控制器或控制模 麵）7〇〇。然後，中央處理器7〇〇可耦合至進出控制處理器 8〇0，而它可耦合至一進出控制裝置或界面9〇〇。 ls 請參考第4A圖，在一具體實施例中，載具i〇〇a内加入 第4圖的加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置。在一具體 實施例中，載具100a係由以下各物組成之群中選出的：飛 機、城市執道載具、水運工具、一件工業設備、以及一件 重型機械及設備。更詳細言之，載具10如包含供駕駛員之 歧體插入的鞘體（或架子）100。 請參考第4B圖，在另一具體實施例中，時鐘系統1〇此 内加入第4圖的加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置。在 此’在一具體實施例中，時鐘系統l〇〇b係經設計成：如果 鸪駕駛員中之該物質含量高於一容許含量或是該駕駛員沒 有用該認證器認證，可產生一警報。在一具體實施例中， 52 200810980 時鐘系統100b也包含一設計成可決定何時產生警報的時鐘 ιοί再者，可將中央處理器（或系統控制器）7⑽設計成可與 建築物保全裝置通訊以於駕駛員已認證且物質濃度不超 過谷許含量時允許駕駛員使用該建築物保全裝置。在一具 - 5體實施例中，中央處理器700係經設計成可與建築物保全裝 置通讯以於駕駛員未被認證或物質濃度高於容許含量時限 制4敬員使用建築物保全裝置。建築物進出裝置可包含設 _ 计成可決定何時允許駕駛員進出建築物保全裝置的時鐘 10卜 10 第5圖係圖示本發明另一具體實施例。如第5圖所示， 一種用於藉由一載具之駕駛員來避免使用該載具的系統包 含：一系統控制器570、生物特徵認證器54〇、以及一物質 檢測裝置550。在此，系統控制器57〇係經設計成可在載具 駕駛員560之第一皮膚位置56〇a(或該駕駛員之一肢體)檢測 15至少一生物特徵參數且產生一該駕駛員560已被認證的認 證輸出。在此，駕駛員560的第一皮膚位置560a是在一能夠 生物特徵适證駕駛員560的地方(例如，在駕駛員的指紋或 在有駕駛員560之指紋的地方)。此外，物質檢測裝置55〇係 經設計成可檢測駕駛員560在第二皮膚位置560b(靠近第一 20皮膚位置560a)的物質含量且產生一含量輸出。 在此’在本發明之一具體實施例中，在駕駛員的相互 接近（可能相鄰）的皮膚（或真皮)位置上取得兩種檢測測量 值（亦即，認證與物質檢測）。在本具體實施例的背景下，接 近及/或相鄰可意指靠近到足以大體預先排除以下規避測 53 200810980 試的方式：測量一人的物質含量而由另一人認證的情形。 此外，請再參考第5圖，如果駕駛員560未被認證或檢 測輸出高於預定容許值，系統控制器570的操作係回應該認 證輸出與該含量輸出以選擇性地限制使用載具。· 5 再者，在一具體實施例中，物質檢測裝置550包含一光 源與一單一寬波段檢測器，以下將加以詳述。在此，與該 光源、該單一寬波段檢測器兩者耦合的物質檢測裝置55〇的 表面（或平台）係與第二皮膚位置560b接觸且折射率與第二 皮膚位置560b的相對應（或相同或大體相同）以減少或排除 10 反射光線（亦即，沒有穿入皮膚的光線）。 如所希望建立的，在本發明之一具體實施例中，輻射 穿過樣本的衰減係取決於輻射所行進的路徑長度以及特定 樣本内的成分對於不同個別波長的吸收強度。對於該特定 樣本，記錄及繪出吸收相對強度對波長的曲線圖可獲致一 15 條唯一的吸收光譜。 光譜法的應用領域之-是以非侵入方式測量組織的特

指逆向散射與選擇性，或是一 20 豕下’需予以解決的問題係 種方法可用來測定混合物或 54 200810980 基材(matrix)内的分析物而不干擾有相同性能的其他成分 的程度。 亦即’主要的雜訊源是使血中乙醇的完整簽章無法產 生的光散射。人體皮膚有數層：表皮（epidermis)、真皮 5 (dermis)、以及皮下組織（subcutaneous tissue)。各層有它自 己的與波長相關的吸收和散射性質。光在穿透皮膚會有順 向及逆向散射兩種與血液有相互作用且穿出。當皮膚相對 _ 於照明和每次樣本的收集沒有固定的角度時，會出現更複 雜的情形。手部部份的位置可能也有關係。因此，系統應 10該藉由使用光學耦合及/或減少折射率差異及/或減少或排 除檢測在到達含有分析物之組織之前被散射的任何光線， 來減少或排除初始光的散射量。 此外’對於檢測在到達含有分析物之組織之後被反射 的光線’由光譜分析得到的光譜資料可提供很多與樣本的 15辨識、結構、濃度或成分有關的詳細資訊。光譜資料係由 通過光子的放射、散射、或吸收來檢測及記錄分子的能量 k化件到。特別是，分子物種内的原子會以一平均距離來 * 回振動。原子吸收適當的光線能量導致原子被激發，使原 ' 子幵兩到較高的振動位階。只在離散的能階才會出現使原 2〇子變成受激態的激發，這是特定分子的特性。紅外線吸收 光譜法特別利於用來做這種類型的分析。在吸收光譜法 中係/則里入射幸§射於不同波長的淨吸收。不過，該系統 應月b夠檢測特定分析物的含量且區別該分析物與其他可能 有類似特性的物質。 55 200810980 如所希望建立的且為了解決上述問題，已發展出一種 近紅外線反射儀器可包含—照明光源與一以上已詳述的光 譜儀。該儀器係利用特定波長是在約13〇〇奈米至約2400奈 米範圍内的近紅外線輻射；更特別的是，由約14〇〇奈米至 5約1500奈米、由約1650奈米至約175〇奈米、及/或由約22〇〇 奈米至約2400奈米。在一具體實施例中，係使用約145〇奈 米的特定波段。該等波長範圍主要是用來取得非侵入式酒 精測量值，因為彼等包含組合波段(c〇mbinati〇n band)與泛 音波段(overtone band)可供多種化學物種（包含，酒精)和其 10他組織内的有機分子用。由於酒精與其他有機分子中之碳 氫彎曲（C一H bend)和碳氫伸縮(c一H stretch)的波段及/或 酒精與其他有機分子中之氧氫彎曲（〇—H bend)和氧氫伸縮 (0—H stretch)的組合波段，乙醇的近紅外線光譜在這些波 長範圍内有數種顯著的特徵。 15 由於組織散射（tlssue scattering)的效應會隨著波長而 增加，與較長的波長區相比，組織散射效應對於這些波長 範圍的影響也應較小。這在組織測量上有顯著的含意，因 為散射效應在人的主體内和之間可能造成實質的光譜變 化。 2〇 睛參考第6圖，共係使用研究等級近紅外線光譜儀以在 800奈米至2_奈米之_特定波長和i毫米取樣路徑收集 知到的100/。乙醇光譜。如第6圖所示，可注意在約i则奈 米至約2400奈米之間的特定波長。再者，賴別注意在約 1400奈米至約丨猶奈米之間、在約丨咖奈米至約⑽奈米 56 200810980 之間、及/或在約2200奈米至約2400奈米之間的特定波長。 如第7圖的研究等級近紅外線光譜儀資料所示，該研究 等級近紅外線光譜儀能夠以在約1400奈米至約1500奈米之 間的特定波長區別其中有0.10%、0.08%、0.06%、以及0 04% 5乙醇的水。如第7圖所示，可特別注意約1450奈米的特定波 段。 此外，如第8圖與第9圖所示，該研究等級近紅外線光 譜儀能夠以在約1650奈米至約1750奈米之間的特定波長， 以及以在約2200奈米至約2400奈米之間的特定波長，區別 1〇 其中有0.10%、0.08%、0.06%、以及0.04%乙醇的水。在第 8圖與第9圖中，可特別注意約1700奈米以及約2300奈米的 特定波段。 為了查證乙醇靈敏度，更重要的是選擇性，樣本的組 成應含有乙醇、葡萄糠、肌酸酐(creatinine)、尿素、水、以 15 及微球體(microsphere)。該等微球體(例如，聚苯乙稀微球 體）係提供可產生反射訊號強度與紅血球細胞類似的光學 散射媒介。因此，該等樣本提供模擬各種情況下之血液的 條件。相關分析物(例如，乙醇）以及可能干擾分析物之物質 的濃度範圍應反映由健康主體觀察到的（亦即，人體及/或生 20 物學範圍）。使用適當的統計模式應可減少濃度樣本的母體 (whole universe)，例如有適當階數的拉丁超立方體(Latin hypercube)。在一具體實施例中，一組7階拉丁超立方體的 設計用來以容易控制的樣本大小提供分析物之間的最大相 關（maximum inter-analyte correlation) 〇 57 200810980 然後，由濃度不同的樣本（或活體外）收集強度譜 (Intensity Spectrum)。然後，分析收集到的光譜以決定做適 當乙醇分析所需要的波長範圍以及可排除的波長範圍。然 後，應做人體（或活體内）測試以確認乙醇的統計模式與設 5计，該模式應能夠檢測血中乙醇低達約0.05%，準確度有正 負0.02%較佳，正負〇·〇1%更佳。

然後，已確認過用來分析資料的統計模式提供數個光 譜波段供感測器用。如所希望建立的，根據本發明之一具 體實施例，在近紅外線範圍中用3個不重疊的波長區。各個 10波長區應有3到4個不重疊的次波段(sub band)。每一該等波 段有約25奈米的波段寬度。 第1 ο A圖係根據本發明之一具體實施例圖示 —,、〜㈣，|、——无学， 質檢測器組態。更詳細言之，該檢測器包含一光源(準直 15 20 的寬波段紅外線规）用於提供-有多個波段（圖示成多 有色射線)的光束。該光束的目的是：_設計成可析出一 要或特定波段(或次波段)的濾鏡。然後，導引析出的光束 一聚光鏡（condenser)且穿過一輸入光纖束（或塑膠光 (Plastic light guide)或適當光導)到達—玻璃平台（或指架 食指板），該玻璃平台係放上測試樣本(例如，手指或2 = 各物組成之群中選出的肢體：手指、姆指、腳耳^ 手掌、腳底、腳十以及頭部)。在—具體實施例：， 玻璃平台的折射率係與測試樣本的相對靡(< 相$ ^ 相同)以減少或排除反射光線(亦即，沒有穿:測= 膚的光線）H «料^由❻米厚⑽石英玻 58 200810980 (fused Slhca glass)形成，有非反射塗層㈣㈣如⑽ 副&佳。用—與麵平料合錢光纖束(或塑膠 光導或適當光導)收集由測試樣本(例如，手指）反射(或漫反 射）的光纟，然後’檢測器用來檢測由測試樣本漫反射 -5 (diffuselyreflect)回來且用收集器光纖(collectorfiber)收集 - 的光線(或光強）。 曰換地’第1GB®係根據本發明另—具體實施例圖示一 » 鮮物質檢測器組態。更詳細言之，在此，該檢測器包含 光源12则於提供—❹個波段（圖示成多條射線）的光 1〇束(或數條）。導引該(等)光束至-測試樣本121G(例如，手指 或由以下各物組成之群中選出的肢體：手指、姆指、腳趾、 耳木手草、腳底、腳、手、以及頭部）。在一具體實施例 中光源1200有一拋物線或橢圓形反射鏡可聚集或導引該 光束。由測忒樣本(例如，手指）反射（或漫反射）的該（等）光 15束牙過一设叶成可析出一想要或特定波段（或次波段）的濾 鏡1220。然後，使用一檢測器1230(例如，單一寬波段檢測 器）檢測由測試樣本漫反射回來且被濾鏡122〇過濾的光線 - (或光強)。就這點而論，在第10B圖中，圖中濾鏡1220係經 配置成相對於與光源1200的距離，它比較靠近檢測器 20 1230。在此，在第10B圖中，由於來自光源1200的該（等）光 束不被濾鏡直到它由樣本12ι〇反射回來（亦即，濾鏡1220是 在檢測器末端），以致可導引相對大量且由樣本1210漫反射 回來的光線。 不過’本發明不受限於配置於第l〇A圖與第10B圖之具 59 200810980 體實施例的濾鏡。例如，為了增加波長選擇性及/或為了減 少訊號雜訊比（single to noise ratio)，本發明之一具體實施 例是組態一配置於光源末端的第一濾鏡(例如，第10A圖的 濾鏡)與一配置於檢測器末端的第二濾鏡(例如，濾鏡1220)。 5 在一具體實施例中，該光源可為一富有紅外線的白熱 光源，例如鹵鎢燈、氙弧燈、汞弧燈、LED(或數個）、及/ 或二極體雷射（或數個）。在一具體實施例中，在使用窄帶通 (narrow bandpass)光學濾鏡過濾之前，準直該光源。設計成 可析出一想要或特定波段（或次波段）的濾鏡可為濾鏡轉輪 10之一部份，可旋轉該濾鏡轉輪以使不同的濾鏡就定位。這 使得由多個波段收集資料成為有可能。該等聚光鏡光件係 用來聚光於光纖内，該光纖係傳輸光至光學組織(例如，手 指）。該收集器光纖由該組織收集散射訊號且傳輸至檢測 器。 15 再者，可使用各種合適類型的光纖束，例如環形光導、 筆直型光導、開叉型光導、等等。此外，本發明之一具體 實施例希望建立使用其他合適類型的光導(例如，塑膠光 導）’而不用光纖束。 在一具體實施例中，光學物質檢測器包含一光源，該 20光源包含一 _素燈與一附著於該鹵素燈的光纖束以用一組 態過的濾波系統照明一測試樣本(例如，該測試樣本之一區 域）。该濾波系統可包含各種合適類型的濾鏡 ，例如干涉、 咿通、吸收、雙色(dichroic)、單色光鏡(monochromator)光 柵、等等。根據一具體實施例，該濾波系統係經配置成： 60 200810980 與光源的距離相比，它比較靠近檢測器（例如，單一寬波段 檢測器）。將該等合意的波段反射回到該檢測器。通過一與 統计模式分析有關的评估’測定該測試樣本的血中酒精濃 度(BAC)是否超過可駕駛載具的法定上限，如果BAC不在法 5定上限内，去能該載具。在一具體實施例中，該統計模式 為有合適階數的拉丁超立方體。不過，本發明不受限於此。 例如，可使用統計學中任何適合用來描述一組涉及觀察及 分析一個以上統计變數之程序的多變量統計法或多變量統 計分析法。 10 本發明另一具體實施例提供一種有在紅外線(IR)或近 紅外線波長範圍（或數個）内之特定（單一）波段的光源（例 如，二極體雷射)與一寬波段檢測器用以非侵入式及/或活體 内測試人體組織内之一物質的濃度。該物質可為酒精，更 特別的是，乙醇，而該組織可包含人的血液。 15 更詳細言之，第11圖係圖示乙醇與水在800至2400奈米 之間的光及收就這點而論，本發明之一具體實施例提供 -種用於非侵人纽/或活㈣乙__光學方法，其係 利用乙醇與水之間的光吸收差異，而且由於血液主要是由 水形成，可測出血液中乙醇的濃度。至於在各樣的吸收光 2〇增法中，光在特定波長的吸收量係用來嫁實識別溶劑内的 化合物。與等量的水相比，給定比例的水與乙醇對於某些 波長會吸收較少光線。在其他的波長，此一現象則相反， 乙醇水混合液會吸收更多光線。 如第12圖所示，有可能以數個不同的波長用各種技術 61 200810980 做測夏。在本發明之一具體實施例中，選定約1〇〇〇奈米的 波長、約1310奈米的波長、約155〇奈米的波長、及/或約19〇〇 奈米的波長’由於在這些區域（或區間）乙醇比水更透光（吸 收較少）。也選定約904奈米、約17〇〇奈米以及約2300奈米 5的光譜區，由於在這些區域（或區間）水比乙醇更透光。 請參考第13圖，可用來做上述測量的第一類區分技術 為照明、窄波段、或寬波段。大部份的吸收光譜技術都使 用白光或I波^又光源’然後使用干涉儀(interfer〇ineter)或者 是衍射光栅以將光線，，篩選，，成數個光譜筐（spectral bin)。該 10等系統具有一些是用光纖或者是直接（第13圖與第14圖）使 手指耗合於照明的共同元件，以及最終光學訊號檢測技術 (其係由線性CCD陣列或者是光二極體檢測器組成）。 更詳細言之，第13圖的照明是在左邊。在此，照明的 提供源自一獨立光源、燈泡、黑體、等等n〇a或一與遠端 15光源110b耦合的光纖。在光源110a、ll〇b右邊為一準直透 鏡130,其係使光在橫穿或進入手指（例如，中指）14〇時使光 平行於重新成像透鏡15〇，該重新成像透鏡15〇係使，，取樣光 束”聚焦於一連接至一衍射光柵光譜儀或某類干涉儀的光 纖120a、120b。 2〇 第14圖係根據本發明之一具體實施例示意圖示一具有 整合型指紋螢幕的手指感測器。兩個埠口（光纖元件璋口） 可用於光纖耦合光件或者是直接檢測（亦即，該等埠口之一 可直接裝上一寬波段檢測器或一錮鎵砷檢測器）以便經由 例如沒反射來檢測源自一光源(例如，經由光埠口中之另一 62 200810980 個）的光線。亦即，右μ 射光束至手指的第_/14圖中，可由手指的第-面導弓I入 測量該入射光’且可將該寬波段檢卿組態戍可 .£. 牙透部份組織且反射回到手指第一面的邻 份。再者，在此單- 叼4 几的底部上可安裝其他的感測器（例如， 溫度、表面污染物、等

第15圖係根據本發明之一具體實施例示意圖示一具有 -跨阻抗放大器和如所希望建立之熱控制的光二極體。該 光二極體檢測器係圖解說明現存的檢測器系統。-銦鎵石申 或石夕光二極體輕合至一跨阻抗放大器。該檢測器為熱電冷 卻^而由一整合型熱敏電阻(thermistor)監控溫度。不過， 本《不受限於此。例如，在本發明的其他具體實施例中， 檢測！§(或紅外線檢測器）可用硫化錯檢測器、石西化錯檢測 器、碎化銦檢測II、敎銦檢顧、料碲制器、等等， 取代銦鎵砷檢測器。 比爾定律），吸 如上述，應用朗伯-比爾定律（常被稱作 收光4法可用來疋1識別—物質，以下為盆八气 冰為)=-log( Μλ(Λ) ·ά k κ 在此，物質A的數量係與強幻比率的對數成比例，其 係前、後波長吸收器的函數。接著，它為質量路徑(1和吸收 20係數α的函數。這些數量都是波長相依，以致通常的方法是 要取得許多波長的光譜测量值，如第u圖所示，由8〇〇至 2400奈米。不過’手邊的I作是要利用吸收光譜的差異以 製成-種經由觸覺接觸而可檢測人體内之乙醇的感測器系 63 200810980 統。由於酒醉可由低含量的乙醇造成，例如，0.05%及以上 的血中酒精濃度(BAC)，檢測的條件應能檢測像這樣的濃 度。 在一方法中，2300奈米的干涉儀(interferometry)係用來 5 篩選光線。在此方法中，活動反射鏡係用來做出在檢測時 產生時間調變訊號(time modulated signal)的兩束干涉圖 樣。在本發明之一具體實施例中，希望建立一替代干涉儀。 此替代干涉儀為空間外差光譜儀（spatial heterodyne spectrometer ’ SHS)而不是時間變化型（time varying)干涉圖 10樣，該SHS會產生成像於錮鎵砷陣列檢測器上的空間變化 型（spatially varying)干涉圖樣。 更詳細言之，第16圖的SHS示意圖係圖示一光纖用來 經由一光纖元件而使該SHS耦合至，，手指槽孔，，。由分光鏡 (BS)为別與光拇1 Gi、光拇2 G2產生路徑長度差會在檢測器 15上產生線性條紋圖形。FFT(快速傅立葉轉換）用來把訊號轉 換成強度與波長。 -通用的光取樣/篩選技術是要使用數個光學濾鏡，彼 等係經設計成可傳輸-有特定波長的光線。轉輪或滑件可 用來改k光路中的滤鏡而以不同的波長取樣。第18圖圖示 2〇 -據鏡滑件，其係可用來改變光路中的渡鏡而以不同的波 長取樣。替換地，靜態攄鏡可用來取代可微調滤鏡。靜態 滤鏡為-滤鏡，該渡鏡係藉由改變外加電壓來改變它所傳 輸的波長。在這兩種情況下，光學輕合的方式與圖示於第 η圖的相同。亦即，第17„示❹—魏(可微調或靜態) 64 200810980 以取樣光線。輸入的光纖使源自手指的光線與濾鏡耦合。 後濾鏡”所篩選的，，光線聚焦於光二極體檢測器上。 本發明之一具體實施例包含一衍射光柵光譜儀。請參 考第19圖，圖中的光譜儀為一光纖元件光譜儀，其係具有 5 全都耦合至一光學平台的第一反射鏡(聚焦反射鏡）、第二反 射鏡（準直反射鏡）、光柵、狹縫（光模消除器（mode stripper))、連接器（SMA連接器）、以及檢測器（檢測器）。在 此，該檢測器為一有一陣列之銦鎵砷光二極體的線性銦鎵 坤陣列檢測器。不過，本發明不受限於此’可使用任何各 10 種有高訊號雜訊比的合適光譜儀。在此，耦合寬波段光纖 的光源用來照明一擺滿不同乙醇濃度之溶液的比色皿 (cuvette)。收集由1100奈米至1700奈米的整個光譜且部份圖 示於第20圖與第21圖。如第21圖中波長範圍由1280奈米至 1320奈米的光譜儀資料所示，第圖的光譜儀能夠區別百 15 分之1至40，但沒有足夠的解析度用來區別百分之〇至1。亦 即，當用來做乙醇檢測時，它無法精確到足以檢測出酒醉 個人體内有百分之0至0.1的含量。 為了改善糸統靈敏度’希望建立一種混合式具體實施 例。亦即’為了增加糸統靈敏度，選定一窄波段雷射作為 20代用光源，其係使用由一寬波段光源測試所收集的資料以 識別可細作的適當波長範圍。亦即’如所希望建立的，本 發明之一具體實施例包含一約在1310奈米波段的二極體雷 射。在此，在1310奈米波段的二極體雷射係用來照明該光 源而近紅外線光譜儀會檢測及析出乙醇的簽章。第22圖图 65 200810980 不該具體實施例之一全光譜的雷射照明。第a圖圖示近紅 外，光譜儀資料，顯示在約1310奈米的乙醇濃度與觀察強 度壬統计無效但有趣的測量。亦即，第η圖與第^圖的近 紅外線光譜儀觀察值呈統計不顯著。就這點而論，需要更 5 精確的方法。 、=這點而論，當用第19圖的衍射光柵光譜儀完成乙醇 檢測日守，匕無法精確到足以檢测出酒醉個人體内有百分之〇 至ο·ι的含量。儘管最後是不成功，這些觀察值表明窄波段 光源（或乍波段光源）可用來檢測乙醇。 此外，已知在窄波段光源的情形下，光譜儀為一雜訊 源、。就這點而論，在本發明另一具體實施例中，用寬波段 或單一3¾米直徑銦鎵石申光二極體檢測器（電光光學 系統)取代該光譜儀。該3毫米直徑銦鎵坤光二極體檢測器 有極低的雜訊且以熱電(TE)冷卻。這可做成含有檢測器及 光源的極簡單檢測系統，且不需做光筛選。 /使用窄波段光源可廢除對於任何取樣後之光篩選技 術光η曰儀及/或一線性陣列之光二極體檢測器的需要。亦 即，考慮之中的樣本是用源自雷射或者是單色儀的單色及 乍波段(通常有數奈米寬）光線。單一寬波段檢測器（例如， 單一光一極體檢測器）用來測量光線透過樣本的數量；用以 下么式e十异出受測樣本内的’’吸收器物種，，： 1(义)=10(取哪 在此iG為樣本的入射光、丨為觀測透射強度、α為吸收係 66 200810980 數(為波長的函數）、以及L為質量路徑長度。取決於所涉及 的樣本，樣本的光學探測需要通過樣本的照明或者是可使 用均勻及標準容積技術、透光技術及/或反射技術。 再者，第24A圖、第24B圖與第24C圖圖示使用窄波段 5如明及光一極體檢測器的樣本探詢法。第24A圖、第24B圖 與弟24C圖圖解说明通過組織(例如，手指）的透射、反射及 了 έ:路径長度。準直及重新成像的光件用來由光源產生平 _ 行光且使準直後的光束在穿過樣本後成像於光二極體上。 更詳細言之，第24Α圖圖示由光源(燈）導入的入射光束 10打至反射鏡以倍增該入射光束透過組織之部份的質量路徑 長度。由於有光散射效應(例如，由紅血球細胞造成），第24Α 圖以反射鏡的反射作用來透射的方法可能不適合用於血液 或手指樣本（或數個），但是這種方法用於其他相對低光散射 的樣本(例如，尿素、唾液、水、等等)仍然是有效的。 15 第24Β圖圖示導引由光源（燈）至組織第一面的入射光 束，以及一組態成可用入射光束透過組織之部份測量組織 第二面的寬波段檢測器（例如，單一光二極體檢測器）。在第 ’ 24Β圖中’第二面是在第一面的對面。也由於有光散射效應 ^ (例如，由紅血球細胞造成），第24Β圖以直接透射的方法可 20能不適合用於血液或手指樣本（或數個），但是這種方法用於 其他相對低光散射的樣本(例如，尿素、唾液、水、等等） 仍然是有效的。 第24C圖圖示導引由組織第一面至组織第二面的入射 光束，以及一組態成可測量入射光束透過組織且由組織第 67 200810980 一面反射回來之部份的寬波段檢測器（例如，單一光二極體 檢測器）。例如，在第24C圖中，由於有相對大的取樣表面 積，即使有光散射作用（例如，由紅血球細胞造成），這種漫 反射方法可能適合用於血液或手指樣本（或數個），而且用於 5其他相對低光散射的樣本(例如，尿素、唾液、水、等等） 也是有效的。 再者，在一具體實施例中，用一單色儀完成具有窄波 段光源的吸收光譜法，本質上它為一種有進出狹縫的光柵 光瑨儀。第25圖圖示一單色儀的詳細操作原理。亦即，在 10第25圖中，聚集光線(A)於入口狹縫(B)上且用一弧形反射鏡 (C)準直。準直後的光束由一轉動光柵(D)衍射且散開的光束 用一在出口狹縫(F)處的第二反射鏡(E)重新聚集。將光線中 每一波長聚集於該狹縫之不同位置，且透過狹縫的波長 取決於光柵的旋轉角度。儘管第25圖的掃描單色儀對於乙 15醇檢測問題是有效的，然而它的體積和機械運動使它作為 以車輛為基底之乙醇檢測的來源是不切實際的。 就這點而論，本發明之一具體實施例提供一種用於乙 醇檢測的增強型系統與方法。在此，乙醇感測器使用一照 明用的二極體雷射與一作為接收器的銦鎵砷光二極體。這 20種糸統整個或大體上呈被動但保有光譜敏捷性（spectral agility)，因為雷射可藉由改變系統溫度來微調。最初，在 UlO奈米附近選定光譜區，因為乙醇與水的吸收在此差異 报大而且容易得到開發給通訊工業用的雷射。該二極體雷 射可由一由以下各物組成之群中選出的二極體組成··雙異 200810980 質結構雷射二極體、量子井雷射二極體、分散回饋雷射二 極體、垂直空腔面射型雷射(VCSEL)二極體、以及垂直外 腔面射型雷射(VECSEL)二極體。 明苓考第26圖，根據本發明之一具體實施例，乙醇感 5測衣置包含一二極體雷射，其係裝有連接至一PID溫度控制 二/、运射一極體驅動器系統的整合型熱電冷卻器（tec) 及熱敏電阻監視器（thermist〇T m〇nit〇r)。此外，該感測器在 該二極體雷射與-比色皿之間可包含一些準直及擴展光束 之光件，該比色里係經設計成可增加質量路徑。在此，該 1〇比色皿係置於該二極體雷射與一寬波段檢測器（例如，單一 銦鎵砷光二極體檢測器)之間。亦即，相較之下，在上述的 混合式方法中，係以一連接於近紅外線光譜儀之入口埠的 光纖元件耦合纜線取代該寬波段檢測器。 更詳細言之，根據本發明之一具體實施例，該乙醇感 15測器包含一雷射二極體，其係裝有一整合型熱敏電阻及TE 冷部器。雷射二極體驅動器用來以功率不變的輸出模式操 作一雷射二極體。在185.6毫米的包裝中，該雷射二極體為 一砷化鋁鎵雷射(AlGaAs laser)，其係以1310奈米的標稱波 長和10¾瓦的連績波光輸出（CW light output)提供一穩定 20的單模橫模振盪。一光譜儀用來微調該雷射二極體的溫度 直到達到1310奈米的輸出波長。使用—TE溫度控制器，將 該雷射二極體可保持1310奈米輸出的溫度控制成有 0·002°(：的精確度。 25.4毫米直徑、焦比為F/卜與該雷射二極體放射表面 69 200810980 相距約一焦距的平凸透鏡(Plano-convex lens)用來產生一束 準直光線’然後被兩片25.4宅米直徑的乳色玻璃(〇pai glass) 漫射。這產生直徑約10毫米的近似朗伯照明（nearly lambertian illumination)光源。應要求，一中性密度濾鏡可 5 用來減低照明的強度。兩個已用環氧樹脂膠黏在一起的1〇 毫米比色孤托架（cuvette holder)用來保持有20毫米樣本路 徑長度的水/乙醇混合液。兩個比色皿夾至一比色皿托架 内。 在穿過比色孤内的樣本後，準直/漫射光線入射於一 3 10 毫米銦鎵珅光二極體檢測器的活性表面上。一種整合型TE 冷卻及一雙增益(dual gain)FET跨阻抗放大器用來測量取樣 後的光強。當在負30°C操作時，此一檢測器在131〇奈米有 響應度0.9 AAV有雜訊等價能量(NEP)小於2·〇χ1(Γ14瓦特/(赫 茲）1/2。一 16位元國家儀器資料擷取卡(DAQ⑶叫用來監控 15 該檢測器的輸出且數位化所得到的資料用進一步分析。 用以下的工作台試驗（bench test)更詳細地說明本發 明。不過，本發明不受限於該等工作台試驗。 儘管後續工作台試驗系統的組件與組態會隨著時間改 變且用於不同波長時會有所不同，它通常包含：一雷射模 2〇組（更換内部二極體，接著經由溫度控制來微調會改變它的 波長）、數個準直光件、數個漫射光件、數個聚集光件、中 性密度濾鏡(或數個）、數個光圈、一可固定數個樣本於定位 的部件、以及一與一供穩定用之熱電冷卻器一起操作的寬 波段或高效能光二極體檢測器、一雙增益FET輸入跨阻抗放 70 200810980 大ι§、以及一雙極電源供應器。 5

應注思，在工作台試驗系統測試期間，需要使樣本(或 固）完全不能移動或改變絕對位置且需要把光束的大小 擴展成遠大於光二極體之通光口徑（ciearaperture)的大小 每種濃度都用專屬的注射器和燒杯可避免樣本的交又 10污染。與使用較大樣本中之一部份的方式相反，每種濃度 都再使用同比例的樣本可避免可能由個別樣本内之溫度梯 度所造成的差異。 (滿温)使得系統中之任何振動不會導致量測強度改變。再 者’臟’在職期間，為了保持穩定（無振動），需要在” 取佳位置”操作的雷射’這通常是在它的功率範圍中間；此 外，與恒定電流相反，必需以,_功率模式操作該雷射。 製備數個?辰度在0·1%ν〇1至40%ν〇ι之間的初始乙醇等 量樣本。第27圖圖示每一樣本在131〇奈米波段的透射光 15強。該等初始結果顯示與比爾定律有出人意外的相關性； 不過，弟28圖顯示對於〇至0.1%區域（或區間）的結果與比爾 定律不相對應，且事實上有太多雜訊而無法使用。亦即， 第27圖繪出有0至40%在1310奈米乙醇的測量值。計算所得 之誤差棒太小而無法繪出。不過，第28圖繪出一個標準差 20 的低濃度乙醇測量值。這些結果都呈統計無效。 於重新設計樣本托架且改變準直光件以製成一種對於 振動較不敏感的系統後，收集如第29圖所示的新資料。第 29圖圖示在1310奈米波段有統計顯著性的乙醇測量值。在 0.05%有奇怪的表現(不合比爾定律）不能不是人為交差，反 71 200810980 而可能是真實的非線性現象。 第29圖的資料顯示乙醇對於1310奈米的雷射光有明顯 的非線性反應。此一戲劇性效果可用來識別含量低於0.1% 的乙醇。應進一步精鍊用來清楚區別〇%乙醇和高濃度的乙 5 醇(0.1%);在第二波長的吸收測量值會用來做進一步的系 統精鍊。 儘管在1310奈米波段證明了這種分光鏡技術 (spectroscopic technique)的潛在功效，應以第二波長同時測 量相同的樣本以便得到精準的測定，因為1310奈米波段的 10 反應本質有非線性。 總之，已證明乙醇在光譜的近紅外線區有高度非線性 的吸收，特別是在1310奈米，可用來識別與血中酒精濃度 0.05%或更高一致的乙醇量。有一項要注意的是，為了增強 乙醇在0%與0.1%的數量測定，應使用第二波長；此外，與 15 先前在1310奈米區（或區間）的相比，乙醇在此第二波長區 (或區間）的吸收應稍有不同的光吸收。也證明用二極體雷射 當作窄波段光源以檢測乙醇而不用任何光彌散技術(light dispersing technology)的功效。應有可能構成一種”乙醇感 測器”是用兩個或更多個二極體雷射與一單一冷卻及放大 20 型銦鎵石申光二極體以檢測溶液及活體内的少量乙醇。 鑑於前述以及在本發明之一具體實施例中希望建立 的，物質感測器裝置包含兩個雷射，一在1310奈米波段而 另一個在另一個波段，兩者係經由光纖混合器而耦合在一 起。如第30圖所示，各個雷射係封裝於一有整合逛光纖元 72 200810980 件尾纖的14針”蝴蝶型”封裝内。雷射單元係由雷射二極 體、可監控雷射輸出的整合型光二極體、可穩定雷射溫度 的熱敏電阻及TEC構成。也包含在，，手指滑件，，處的光纖準直 光件以準直入射於手指上的光線，然後手指後光件 * 5 (Post-finger叩价)用來使準直後的光束重新成像於一有整 ' 合型溫度控制的整合型銦鎵砷光二極體/前置放大器系統 (pre-amp system)上。提供一12位元DAC(數位類比轉換器） _ 以數位化類比的光二極體輸出成為可被許多微控制器/微 處理器存取的數位”字”。 10 更詳細言之，第30獨示意圖示一有整合型光纖元件尾 纖的蝶式封裝之二極體雷射，而第31圖圖示兩個有尾纖、 波長各不同的二極體雷射。在第31圖中，該等雷射係經由 一光纖混合器而混合成單一光纖。 如所希望建立的，根據本發明之一具體實施例，整個 15物質感測器系統是用一微控制器監視及控制。在一具體實 施例中’此一系統經設計成為一個合格/不合格(g〇/n〇_g〇) 裝置且不精確測量血中酒精濃度。就這點而論，該系統可 — 進一步包含一統計模式以確保裝置的功效。 ^ 再者，鑑識前述和希望建立的，本發明的合適具體實 20 %例提供一種系統，其係經設計成可避免酒醉個人駕駛載 具或其他裝置，不論是汽車、船、飛機、巴士、重型設備、 或入口處。此外，本發明的合適具體實施例提供一種可減 少失竊的系統。通過使用生物特徵指紋掃描技術，該系統 係經設計成一種避免未認證個人駕駛馬達驅動之載具的防 73 200810980 盜器（theft-deterrent)。有一代表性具體實施例提供—種系 .統，其係經設計成可驗證用該系統測試酒醉者確實為載具 的駕駛人。 此外，本發明的合適具體實施例可應用於出袓汽車行 5 以減少駕驶人酒醉駕駛被罰、造成與酒精有關的載具专、 外、及/或失竊的風險。 本發明的其他具體實施例可應用於飛機(例如，減少劫 、 機風險及/或其他合宜的航空風險）；應用於城市執道載具 (例如，巴士、火車頭、電車、計程車、等等以確保栽具的 钃 10駕驶員是清醒的及/或載具的授權駕駛員）；應用於水運工美 (例如，船、船貨、乘客、油輪、遠洋輪船、等等）；及/或， 應用於工業設備(例如，大型工程設備，例如傾卸卡車、起 重機、拖拉機、剷車(forklift)、等等）、工業機械(例如，人 員/駕駛員錯誤會造成傷亡或財產損壞的皮帶輸送系統、大 15型機械’沖壓機、以及任何其他合適的大件工業設備）。 此外，本發明一些具體實施例可用來增加及/或保證建 築物保全(例如，加上時鐘）。該等具體實施例利用認證(例 如，指紋認證）來使個人得以進入建築物或建築物内的房 間，及/或經設計成可包含檢測非法或受控物質以防止安全 20有漏洞、工安意外、以及工人酒醉導致意外的其他意外。 ~ 更詳細言之，第32圖的方塊圖係根據本發明一些具體 實施例圖示一種系統用於控制給予第三者之載具、用於活 體内測量人體組織内之一物質的濃度、及/或用於藉由載具 4駛員來避免使用載具。如第32圖所示，系統1〇〇〇包含一 74 200810980 控制模組（或系統控制器）1016、一生物特徵認證器（或指紋 檢測器）1012、一物質檢測感測器（或檢測裝置或酒精含量檢 測器）1014、及/或一識別板1018。生物特徵認證器1012經由 一匯流排(例如，經由I2C兩線式通訊匯流排）而與控制模組 5 禺3 ’而識別板low經由一匯流排（例如，經由i2c兩 ' 線式通訊匯流排)也可與控制模組1016耦合。物質檢测感測 器1014可為一物質檢測感測器，其係經設計成可經由一匯 _ 流排（例如，經由I2C兩線式通訊匯流排）提供一使用者（例 如，第二者、人員、駕馼員、等等）内的物質含量給控制模 10組1016。在此，控制模組1016係經設計成：如果該駕駛員 中之該物質含量高於-容許含量或是該駕駛貝沒有用該認 證器1012認證，可傳達一駕駛限制事項至該載具。 再者，在本發明之一具體實施例中，該物質含量係於 該駕駛員之一肢體處測定，該駕駛員也在該肢體處認證， 15以及該肢體係由以下各物組成之群中選出：手指、姆指、 腳趾、耳朵、手掌、腳底、腳、手、及/或頭部。 在具體貝施例中，控制模組1 〇 16係經進一步設計 一 成·如果駕駛員已用認證器1012認證且該駕馱員中之物質 含量不超過容許含量，可與該載具通訊以允許載具起動。 20 在一具體實施例中，物質檢測感測器1014係經設計成 可檢測駕駛員内的酒精含量。在此，物質檢測感測器1〇14 可包含一免波段檢測斋（例如，單一光二極體檢測器）。此 外，4物質檢測感測器可包含一組態成可導引一具有一特 定波長之光束至該寬波段檢測器的二極體雷射。 75 200810980 此外’弟32圖圖示控制模組ι〇 16麵合至一使用者計數 開關（user count switch)、一 程式模式開關（pr〇gram m〇de switch)、一 校驗模式開關（calibTati〇n m〇de switch)、以及一 顯示器，而且識別板1018耦合至一載具匯流排與其他載具 5 系統。 第33圖的處理方塊流程圖係根據本發明一些具體實施 例圖示用於控制給予第三者之載具、用於活體内測量人體 組織内之一物質的濃度、及/或用於藉由載具駕駛員來避免 使用載具的系統邏輯。如第33圖所示，該等系統邏輯可以 10校驗模式或者是運行模式(run mode)操作。處於校驗模式 曰守’該等糸統邏輯測定校驗開關是否被打開。在方塊1 〇21， 如果校驗開關被打開，該等系統邏輯顯示使用者計數開關 編號(可能改變）。在方塊1022，該等系統邏輯讀取使用者計 數識別編號。在方塊1023，該等系統邏輯向手指感測器詢 15 問識別編號且儲存於一永續型記憶體(例如，可抹除可編程 唯讀記憶體(EEprom))内。在方塊1024，該等系統邏輯讀取 酒精檢測感測器且儲存讀取資料於於該永續型記憶體作為 使用者(例如，第三者、人員、駕駛員、等等）參考用，且返 回到運行模式於方塊1025。 2〇 處於運行模式時，該等系統邏輯詢問該指紋感測器於 方塊1031。在此，如果使用者的手指不在該指紋感測器上， 該等系統邏輯返回到方塊1031。如果使用者的手指在該指 紋感測器上，該等系統邏輯在方塊1032從永續型記憶體來 判定使用者的身分。 76 200810980 然後’該等系統邏輯判定該使用者是否辨識過。如果 該使用者沒有辨識過，該等系統邏輯在方塊1033去能該載 具。如果該使用者辨識過，該等邏輯在方塊1〇34開始酒精 檢測。 5 如果超過BAC上限，該等系統邏輯則判定系統越權是 否打開。如果系統越權沒開，該等系統邏輯移動到方塊1033 以去能該載具。反之，如果系統越權打開或BAC上限尚未 超過，該等系統邏輯記錄此一資料於方塊1035，且在方塊 1036使該載具能夠起動。 10 第34圖的處理方塊流程圖係根據本發明一些具體實施 例圖示另一用於控制給予第三者之載具、用於活體内測量 人體組織内之一物質的濃度、及/或用於藉由載具駕駛員來 避免使用載具的系統。如第34圖所示，系統2〇〇〇包含一控 制模組（或系統控制器）2016、一生物特徵認證器（或指紋檢 15 測器）2012、一物質檢測感測器（或檢測裝置或酒精含量檢測 器）2014、及/或一識別板2018。生物特徵認證器2〇12經由一 匯流排（例如’經由I2C兩線式通訊匯流排）而與控制模組 2016搞合，而識別板2018經由一匯流排（例如，經由i2c兩 線式通訊匯流排）而也與控制模組2016耦合。物質檢測感測 20 器2014可為一物質檢測感測器，其係經設計成可經由一匯 流排提供一使用者（例如，第三者、人員、駕駛員 '等等） 内的物質含量給控制模組2016，該匯流排具有第一雷射控 制通訊線（雷射#1控制線）、第二雷射控制通訊線（雷射#2控 制線）、檢測1§通訊線(檢測器輸出線）、第一溫度通訊線(溫 77 200810980 度線#1)、以及第二溫度通訊線（溫度線#2)。在此，控制模 組2016係經設計成：如果該駕駛員中之該物質含量高於一 容許含量或是該駕駛員沒有用該認證器2012認證，可傳達 一駕駛限制事項至該載具。 5 再者，在本發明之一具體實施例中，該物質含量係於 該駕駛員之一肢體處測定’該駕駛員也在該肢體處認證， 以及該肢體係由以下各物組成之群中選出：手指、姆指、 腳趾、耳朵、手掌、腳底、腳、手、及/或頭部。 在一具體實施例中，控制模組2016係經進一步設計 10成：如果該駕駛員已用認證器2〇12認證且該駕駛員中之物 質含量不超過容許含量，可與該載具通訊以允許該載具起 動。 在一具體實施例中，物質檢測感測器2014係經設計成 可檢測該4駛員内的酒精含量。在此，物質檢測感測器2〇 14 15可包含一寬波段檢測器（例如，單一光二極體檢測器），如上 述。此外，該物質檢測感測器可包含：一組態成可導引一 具有第一特定波長之光束至該寬波段檢測器的第_二極體 雷射；以及，一組態成可導引一具有第二特定波長之光束 至#兔波段檢測斋的第二二極體雷射。在此，該寬波段檢 20測器可經由该檢測器通訊線(檢測器輸出）而搞合至控制模 組2016之一 16位元類比/數位(A/D)界面。該第一二極體雷射 可經由第一雷射控制通訊線（雷射#1控制線）而與控制模組 2016之一輸入/輸出（1/0)界面耦合且經由第一溫度通訊線 (溫度線#1)而與該控制模組2〇16的16位元A/D界面耦合，以 78 200810980 及該第二二極體雷射可經由第二雷射控制通訊線（雷射#2 控制線）而與控制模組的I/O界面耦合㈣由經由第二 '里度通訊線（溫度線#2)而與控制模組2016的16位元A/D界 面耦合。 此外，第34圖圖示系統控制器1〇1〇耦合至一使用者計 數開關、—程式模式開關、-校驗模式開關、-泊車員模

10 15 20 式開關、以及一顯示器，且識別板耦合至一載具匯流排與 其他載具系統。 ,第5圖、第36圖、第37圖與第38圖的處理方塊流程圖 係根據本翻_些具體實施_ *驗控制舒第三者之 、二—用於活體内測量人體組織内之一物質的濃度、及/或 :藉由栽具駕駛貝來避免使用載具的系統邏輯。如第35 圖所不’該”、统賴有—可以校驗模式31GG、運行模式 3300、或者 θ、、“ D ^ 疋泊車貝模式3200操作的主迴路3〇〇〇。如第35 回的主迴路3_所示，該料統賴判定校驗關是 打開。如楚 i 5圖與第36圖所示，如果校驗開關被打開，該 (可^輯在方塊3121藉由首先顯示㈣者計數開關編號 b欠）而進入校驗模式3100。請參考第36圖，在方挣 3122，哕笪么 隹万塊 μ寺糸統邏輯讀取使用者計數識別編 3123，該笪么μ 仕万塊 3124，糸、、先邏輯向手指感測器詢問識別編號。在方塊 ’该等系統邏輯讀取酒精檢測感測器。然 ==定程式開關是否已按下。如果程式開關已按下:、 =統邏輯在方塊3125儲存指紋及酒精檢測值於— 數項取資料指㈣永續型記憶體位置(例如，可抹除可編= 79 200810980 唯讀記憶體位置），且在方塊3126返回到主迴路3000。 請再參考第35圖，在主迴路3000中，如果校驗開關沒 有被打開，該等系統邏輯則判定泊車員開關是否被打開。 如第35圖與第37圖所示，如果泊車員開關被打開，該等系 5統邏輯在方塊3141藉由將該載具的最高速度設定為1〇每小 時公里(MPH)來進入泊車員模式32〇〇，在方塊3142使該載 具能發動、且返回到主迴路3000。 請再參考第35圖，在主迴路3〇〇〇中，如果泊車員開關 10 15 ;又有被打開，。亥專糸統邏輯則在方塊3〇〇 1向該指紋感測器 詢問且判定手指是否在該指紋感測器上。請參考第35圖與 第38圖，如果使用者的手指是在該指紋感測器上，該等系 統邏輯在方塊3332從永續型記憶體來判定使用者的身分。 然後，該等系統邏輯判定該使用者是否辨識過。如果 該使用者沒有賴過，鱗线邏輯在方塊則去能該载 具^如果該使用者辨識過，該等邏輯開始酒精檢測。亦即， 該等系統邏輯在方塊3351開啟第一雷射，在方塊^”提供 等待時間延遲(例如，約2至約3毫秒）。在方塊則，該等^ 統邏輯則數純檢·輸出樣本，且平均數個樣本(例如，、 約10個樣本)以儲存此—平均第—雷射數值。此外，如第％ 圖所不，該等系統邏輯在方塊3354開啟第二雷射，在8 3355提供等待時間延遲（例如，約2至約3毫秒）。在方鬼 3356，該等系統邏輯則數位化檢測器輸出樣本，且平h鬼 個=(例如，約·樣本)以儲存此—平㈣二雷射數^數 然後，如第38圖所示，該系統邏輯判定第一雷射數值 20 200810980 或弟一雷射數值是否大於BAC臨界值（或數個）。如果不超過 该（等)BAC臨界值，該等系統邏輯則返回到主迴路3〇〇〇。如 果超過該（等)BAC臨界值，該等系統邏輯則判定是否超過該 BAC上限。如果超過該BAC上限，該等系統邏輯判定系統 藝 5越權是否打開。如果系統越權未被打開，該等系統邏輯移 • 動到方塊3333以去能該載具。反之，如果系統越權被打開 或該BAC上限尚未超過，該等系統邏輯在方塊3335記錄此 I 一資料，在方塊3336使該載具能起動，且返回到主迴路 3000 〇 请再參考弟35圖’在主迴路3 0Ό0中，如果手指不在指 紋感測器上，該等系統邏輯則判定來自第一雷射之溫度感 測器的數值是否大於第一臨界值。如果該數值大於第一臨 界值，該等系統邏輯打開第一雷射TEC 3002以冷卻該第一 雷射。如果該數值不大於第一臨界值，該等系統邏輯則判 15定來自第二雷射之溫度感測器的數值是否大於第二臨界 值。如果該數值大於弟》一故界值，該等系統邏輯打開第二 雷射TEC 3003以冷卻該第二雷射。如果該數值不大於第二 界值’返回到主迴路3000的開始點。 ' 鑑於前述内容，本發明數個具體實施例以特定波段提 20供一光源用於非侵入式及/或活體内測試人體組織内之〆 物質的濃度；提供兩個或更多特定波段用於非侵入式及/或 活體内物質分析；提供一基準讀數與一稍後讀數用來比較 及/或測定人體組織内之一物質的濃度；在靠得很近的位置 處耦合一生物特徵感測器與一物質感測器用來並行及/或 81 200810980 大體同4地進行認證及物質評估；及/或，提供一種用於控 制給予第三者(例如，泊車員）之栽具的方法與系統。在本發 明之一具體實施例甲，光學物質檢測器包含一光源(例如， 鹵素燈）與一附著於該鹵素燈的光纖束以用一組態過的濾 5波系統照明一測試樣本(例如，該測試樣本之一區域）。有合 意的波段反射回到檢測器。通過一與統計模式分析有關的 評估，測定該測試樣本的血中酒精濃度(BAC)是否超過可駕 駛載具的法定上限，如果BAC不在法定上限内，去能該載 具。 10 由上述應瞭解，本文所述各種結構及功能可加入於許 多裝置内（例如，成像裝置、監控裴置、等等）且用各種方式 來具體實作。成像及/或監控裝置的不同具體實施例可包含 各種硬體及軟體處理組件。在一些具體實施例中，硬體組 件（例如，處理器、控制器、狀態機及/或邏輯)可用來具體 15實作文中所描述的組件或電路。在一些具體實施例中，在 或更多處理裝置上執行的代碼(例如，軟體或韋刃體)可用來 具體實作-或更多文中所描述的操作或組件。 儘管已結合-些示範具體實施例來描述本發明，應瞭 解本發明不受限於所揭示的具體實施例，反而是，希望涵 2〇蓋落在以隨附申請專利範圍及其等價陳述界定之本發明精 神與範疇内的各種修改與等價配置。

【圓 簡^^ J 第1圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示一種駕駛證件識別“ icWh eani identifieatiQn 82 200810980 system)及/或一種藉由載具之駕駛員（或司機）來避免使用 (或未授權使用）載具的系統。 第2圖的流程圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示與一種駕駛證件識別系統及/或一種藉由載具之駕駛 5員（或司機）來避免使用（或未授權使用）載具的系統有關的 ^ 處理方塊。 第3圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一裝 _ 在遮陽板(visor)的生物特徵裝置。 第4圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 1〇圖示一加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置。 第4A圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示一包含第4圖加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置 的栽具。 第4B圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 15 圖示一包含第4圖加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置 的時鐘系統。 第5圖的方塊圖係根據本發明另一具體實施例的方面 " 圖不一加強型生物特徵及物質檢測系統與裝置。 ' 第6圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用研 2〇究等級近紅外線光譜儀(research grade NIR spectrometer)收 集100%乙醇於特定波長在8〇〇奈米至2400奈米之間的光 第7圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用研 究等級近紅外線光譜儀收集含有〇 1〇%、〇 〇8%、〇 〇6%、 83 200810980 0.04%乙醇之水於特定波長在1400奈米至1500奈米之間的 光譜。 第8圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用研 究等級近紅外線光譜儀收集含有0.10%、0.08%、0.06%、 5 0.04%酒精之水於特定波長在1650奈米至1750奈米之間的 光譜。 第9圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用研 究等級近紅外線光譜儀收集含有0.10%、0.08%、0.06%、 0.04%乙醇之水於特定波長在2200奈米至2400奈米之間的 10 光譜。 第10A圖係根據本發明之一具體實施例圖示一光學物 質檢測器組態。 第10 B圖係根據本發明另一具體實施例圖示一光學物 質檢測器組態。 15 第11圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示由 800至2400奈米的乙醇與水的光吸收(optical absorption)。 第12圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示各種可使用的技術。 第13圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一光 20 源、一準直透鏡(collimating lens)、一手指、一重新成像透 鏡(reimaging lens)、以及一光纖。 第14圖係根據本發明之一具體實施例的方面示意圖示 一有整合型指紋螢幕的手指感測器。 第15圖係根據本發明之一具體實施例的方面示意圖示 84 200810980 一具有跨阻抗放大器（transimpedance amplifier)和熱控制 (thermal control)的光二極體。 第16圖係根據本發明之一具體實施例的方面示意圖示 一空間外差光譜儀(SHS)，其中用一光纖使該經SHS由一光 5 纖元件(fiber optic)而與，，手指槽孔，，耦合。 第17圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示使用 一濾鏡(可微調或靜態）以取樣光線。

第18圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一濾 鏡滑件(filter slider)，其係可用來改變濾鏡以不同波長取樣 10 的光路。 第19圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一光 譜儀。 第20圖與第21圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示由1100奈米至1700奈米的部份光譜。 第22圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示一全 光譜的雷射照明。 第23圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示近紅 外線光譜儀的㈣，顯示在約131〇奈米的乙醇濃度與觀察 強度呈統計無效但有趣的測量。 20 第24A圖、第24B圖與第24C圖係根據本發明之一具體 實施例的方面圖示使用窄波段㈣及光二極體檢測器的樣 本探詢法(sample interrogation method)。 第25圖係根據本發明之—具體實施例的方面圖示一單 色儀(monochrometer)的詳細操作原理。 85 200810980 第26圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示—己 醇感測裝置。 第27圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用於 樣本在約^⑺奈米的透射光強扣⑽弧丨以仙丨伽如办）。 5 第28圖與第29圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示不與比爾定律(Beer’s law)相對應之0至0.1%區域的妹 果。 、、。 第30圖係根據本發明之一具體實施例的方面示意圖示 具有整合型光纖元件尾纖(fil3er 0ptic pigtaii)的蝶式封壯 10 之二極體雷射。 第31圖係根據本發明之一具體實施例的方面圖示兩個 有尾纖、各以不同波長照射的二極體雷射。 第32圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示一種用於藉由載具之駕駛員來控制給予第三者之載 15具、活體内測量人體組織内之一物質的濃度、及/或避免使 用載具的糸統。 第3 3圖的處理方塊流程圖係根據本發明之一具體實施 例的方面圖示用於藉由載具之駕駛員來控制給予第三者之 載具、活體_量人體組_之_㈣的濃度、及/或避免 20 使用載具的系統邏輯。 第34圖的方塊圖係根據本發明之一具體實施例的方面 圖示另種用於藉由載具之駕歇員來控制給予第三者之載 具、活體内測量人體組織内之-物質的濃度、及/或避免使 用載具的系統。 86 200810980 第35圖、第36圖、第37圖與第38圖的處理方塊流程圖 係根據本發明之一具體實施例的方面圖示用於藉由戴呈之 駕駛員來控制給予第三者之載具、活體内測量人體組織内 之一物質的濃度、及/或避免使用載具的系統邏輯。 【主要元件符號說明】 i 10···系統 l〇〇a…載具 U···生物特權支認證器 100b…時鐘系統 14···狀態檢測器 101…時鐘 W···控制模組 UOaJlOb…光源 ^••憑|登認、證器 120…末端 21 .··駕駛人進入載具 120a420b…光纖 22· ··駕驶人驗證駕敬執照 130…準直透鏡 23 ···駕敬人驗證保險卡 140…手指 24 ··焉敬人駕驶人做生物特徵識 150…重新成像透鏡 別及物質檢查 210…生物特徵感測器 25···系統交叉比對駕敬執照、保 220…物質感測器 險卡及生物特徵資訊 300…電線 26···點火鎖定 W···授權點火 3〇···生物特徵裝置 31···樞紐 100···鞘體 400···生物特徵裝置 500···物質檢測裴置 ·生物特徵認證器 55〇物質撿測裝置 560···駕駛員 87 200810980 560a···第一皮膚位置 1034· ··開始酒精檢測 560b…第二皮膚位置 1035…記錄資料 570…系統控制器 ΗΒ6…使載具能起動 600…電線 1200…光源 700…中央處理器 1210…測試樣本 1000…系統 1220…濾鏡 1010…系統控制器 1230…檢測器 1012…生物特德[認證器 2000···系統 1014…物質檢測感測器 2012…生物特德:認證器 1016…控制模組 2014…物質檢測感測器 1018…識別板 2016···控制模組 1021…顯示使用者計數開關編號 2018…識別板 (必要時改變） 3000…主迴路 1022…讀取使用者識別編號 300l···向指紋感測器詢問 1023…向手指感測器詢問且儲存 3002…打開第一雷射TEC 於EEprom 3003···打開第二雷射ι 1024…選取酒精檢測感測器且儲存 3100…進入校驗模式 ^ΒφΐΌηι作驗用者參考用 3200…進入泊車員模式 1031…向模感測器詢問 3300…進入運行模式 1032…由钟咖判定使用者的身分 3121…顯示使用者計數開關編號 1033…載具去能 (必要時改變） 88 200810980

3122···讀取使用者計數識別編號 3123…向手指感測器詢問 3124···讀取酒精檢測感測器 3125…儲存指紋及酒精檢測值於 中由計數指定的位置 3126…返回到主迴路

3141…設定載具最高速度為 10MPH 3142…使載具能起動 3332…由定使用糊身分 3333…載具去能 3335…記錄資料 3336…使載具能起動 335l···打開第一雷射 3354···打開第二雷射 3355…等待時間延遲(2〜3毫秒） 3356…數位化檢測器輸出且平均 10個樣本且儲存為Temp2 A…物質 Gr·%冊 1 〇2…:冊2 1〇···入射光束的入射光強度 I…透射強度 L···該入射光束穿透該組織之部 份的質量路徑長度 α…1¾特定波長函數的吸收系數 λ…特定波長 3352…等待時間延遲(2〜3毫秒） 3353…數位化檢測器輸出且平均 10個樣本且儲存為Tempi

Claims (1)

1. 200810980 十、申請專利範圍： 1. 一種用於控制一給予第三者之載具的系統，該系統包 含： 一系統控制器； 5 —與該系統控制器耦合的模式指示裝置；以及 一與該系統控制器耦合的認證器， 其中該系統控制器係經設計成：在由一授權駕駛員 激活該模式指示裝置時直到由該授權駕駛員去活該模 式指示裝置為止，可傳達一駕駛限制事項至該載具， 10 其中該系統控制器係經設計成：可限制該模式指示 裝置的激活與去活，除非該授權駕駛員已用該認證器認 證過，以及 ， 其中該駕駛限制事項包含一由以下各項組成之群 中選出的限制：啟動次數的限制、速度的限制、加速度 15 的限制、分鐘數的限制、距離的限制、檔位的限制、場 所的限制、以及彼等之組合。 2. 如申請專利範圍第1項的系統，其更包含一物質檢測裝 置，該物質檢測裝置係與該系統控制器耦合且經設計成 可提供該第三者内之一物質含量給該系統控制器。 20 3.如申請專利範圍第2項的系統，其中該系統控制器係經 進一步設計成··如果該第三者中之該物質含量不超過一 容許含量，可與該載具通訊以允許該載具啟動。 4.如申請專利範圍第3項的系統，其中該系統控制器係經 進一步設計成：如果該第三者中之該物質含量高於該容 90 200810980 許含量，可傳達另一駕駛限制事項至該載具。 5. 如申請專利範圍第4項的系統，其中該駕駛限制事項包 含一設計成可經由該載具之一載具匯流排來傳送以限 制該載具之最高速度的命令，以及其中該另一駕駛限制 5 事項包含一設計成可經由該載具之載具匯流排來傳送 以阻擋該載具啟動的命令。 6. 如申請專利範圍第2項的系統，其中該物質檢測裝置包 含一寬波段檢測器。 7. 如申請專利範圍第6項的系統，其中該物質檢測裝置更 10 包含一光源，該光源係經組態成可將一在一特定波段内 的光束導引到該寬波段檢測器。 8. 如申請專利範圍第7項的系統，其中該特定波段是在約 1300奈米至約2400奈米的範圍内。 9. 如申請專利範圍第8項的系統，其中該範圍由以下各個 15 範圍組成之群中選出：由約1400奈米至約1500奈米的第 一範圍、由約1650奈米至約1750奈米的第二範圍、以及 由約2200奈米至約2400奈米的第三範圍。 10. 如申請專利範圍第7項的系統，其中該特定波段大約是 在1450奈米。 20 11.如申請專利範圍第7項的系統，其中該寬波段檢測器為 一單一檢測器。 12. 如申請專利範圍第11項的系統，其中該單一檢測器為一 銦鎵坤檢測器。 13. 如申請專利範圍第2項的系統，其中該物質檢測裝置包 91 200810980 含一寬波段檢測器、一以第一特定波段導向該寬波段檢 測器的第一光束、以及一以第二特定波段導向該寬波段 檢測器的第二光束。 14. 如申請專利範圍第13項的系統，其中該第一特定波段可 5 具有乙醇吸收比水少的波長，而且該第二特定波段可具 有乙醇吸收比水多的波長。 15. 如申請專利範圍第13項的系統，其中該寬波段檢測器為 一單一檢測器。 16. 如申請專利範圍第15項的系統，其中該單一檢測器為一 10 銦鎵神檢測器。 17. 如申請專利範圍第13項的系統，其中該第一特定波段是 在約1400奈米至約1500奈米的範圍内，以及該第二特定 波段是在約1650奈米至約1750奈米的範圍内。 18. 如申請專利範圍第13項的系統，其中該第一特定波段是 15 在約1400奈米至約1500奈米的範圍内，以及該第二特定 波段是在約2200奈米至約2400奈米的範圍内。 19. 如申請專利範圍第2項的系統，其中該物質檢測裝置包 含一寬波段檢測器、一以第一特定波段導向該寬波段檢 測器的第一光束、一以第二特定波段導向該寬波段檢測 20 器的第二光束、以及一以第三特定波段導向該寬波段檢 測器的第三光束。 20. 如申請專利範圍第19項的系統，其中該寬波段檢測器為 一單一檢測器。 21. 如申請專利範圍第19項的系統，其中該第一特定波段是 92 200810980 在約1400奈米至約1500奈米的範圍内，該第二特定波段 是在約1650奈米至約1750奈米的範圍内，以及該第三特 疋波段是在約2200奈米至約2400奈米的範圍内。 22·如申請專利範圍第21項的系統，其中該第一特定波段大 5 約是在1450奈米。 23·如申請專利範圍第19項的系統，其更包含一組態成可提 供該第一、該第二、以及該第三光束的光源。 24·如申請專利範圍第23項的系統，其更包含一濾波系統， δ亥濾波系統係經配置成是在該光源與該寬波段檢測器 之間且經設計成可以該第一、該第二、以及該特定波段 k供该弟一、該第二、以及該第三光束給該寬波段檢測 器。 25·如申請專利範圍第2項的系統，其中該物質檢測裝置包 含：一由以下各物組成之群中選出的單一寬波段檢測 15 斋：硫化鉛(PbS)檢測器、硒化鉛(PbSe)檢測器、砷化銦 (InAs)檢測器、銦鎵石申（in〇aAs)檢測器、銻化銦（insb) 檢測器、以及汞鎘碲(HgCdTe)檢測器；以及，一設計成 可導引一有一特定波長之光束至該單一寬波段檢測器 的光源。 20 26·如申請專利範圍第25項的系統，其更包含一濾波系統， 該濾波系統係經配置成是在該光源與該單一寬波段檢 測器之間，且經設計成可以該特定波段提供該光束給該 單一寬波段檢測器。 27·如申請專利範圍第26項的系統，其中將該濾波系統配置 93 200810980 成與該單一寬波段檢測器的距離短於與該光源的距離。 28. 如申請專利範圍第26項的系統，其更包含一耦合至該光 源及該單一寬波段檢測器兩者的平台，其中該平台係經 組態成可接觸該駕駛員之該肢體的表面且有折射率大 5 體等於該駕駛員之該肢體表面的折射率。 29. 如申請專利範圍第2項的系統，其中該物質檢測裝置包 含一寬波段檢測器與一二極體雷射，該二極體雷射經組 態成可導引一有一特定波長的光束到該寬波段檢測器。 30. 如申請專利範圍第29項的系統，其中該特定波段大約是 10 在1310奈米。 31. 如申請專利範圍第30項的系統，其中該寬波段檢測器為 一單一光二極體檢測器。 32. 如申請專利範圍第2項的系統，其中該物質檢測裝置包 含：一寬波段檢測器、一組態成可導引一具有第一特定 15 波長之光束至該寬波段檢測器的第一二極體雷射、以及 一組態成可導引一具有第二特定波長之光束至該寬波 段檢測器的第二二極體雷射。 33. 如申請專利範圍第32項的系統，其中該第一特定波長為 乙醇吸收比水少的波長，而且該第二特定波長為乙醇吸 20 收比水多的波長。 34. 如申請專利範圍第2項的系統，其中該物質檢測裝置包 含：一寬波段檢測器、一組態成可導引一具有第一特定 波長之光束至該寬波段檢測器的第一二極體雷射、一組 態成可導引一具有第二特定波長之光束至該寬波段檢 94 200810980 測器的第二二極體雷射、以及一組態成可導引一具有第 三特定波長之光束至該寬波段檢測器的第三二極體雷 射。 35. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該駕駛限制事項更 ’ 5 包含另一由以下各項組成之群中選出的限制：可激活附 - 件的限制、可打開隔室的限制、以及彼等之組合。 36. 如申請專利範圍第35項的系統，其中該控制面板係經進 φ 一步設計成：如果超過該限制送出訊息至一手機以遠端 通知一指定之個人。 10 37.如申請專利範圍第36項的系統，其中該控制面板係經進 一步設計成：如果已超過該限制則產生一警報以通知該 授權駕駛員何時該授權駕駛員重新取得該載具的控制。 38.如申請專利範圍第1項的系統，其中該第三者為一泊車 後員。 15 I 95