WO2016011671A1 - 身份辨识装置及身份辨识装置的操作方法 - Google Patents

身份辨识装置及身份辨识装置的操作方法 Download PDF

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pulse
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郑智纶
刘育荣
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AU Optronics Corp
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    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Definitions

  • the present invention relates to an identity recognition device, and more particularly to an identity recognition device capable of simultaneously detecting biological pulse and fingerprint features. Background technique
  • the fingerprint of the user is read by optical sensing and compared with the previously stored authorized fingerprint file. Since the fingerprint is unique, the fingerprint is recognized. By contrast, you can prevent others from reading or using private information in your personal electronic device. However, if a person with a heart uses a film or other means to extract the user's fingerprint, others may also read the user's private information through fingerprint recognition. Since the technique of fingerprint recognition is only compared by the image features of the fingerprint, it is difficult to prevent the intentional person from using the article with the user's fingerprint to pass the fingerprint recognition.
  • the present invention proposes an identification device and an operation method of the identity recognition device.
  • An embodiment of the invention provides an identity recognition device.
  • the identity recognition device comprises a light emitting module, a light sensing module, a pulse scanning unit, a fingerprint scanning unit and a controller.
  • the light emitting module is configured to emit the first incident light and the second incident light to the object.
  • the light sensing module includes a plurality of photosensitive elements for reflecting the first reflected light of the first incident light according to the object, generating a plurality of first photocurrents, and generating a second reflected light of the second incident light according to the object, generating a plurality of A second photocurrent.
  • the pulse scanning unit is coupled to the light sensing module for receiving and generating current change data of the object according to the plurality of first photocurrents.
  • the fingerprint scanning unit is coupled to the light sensing module for receiving and generating fingerprint features of the object according to the plurality of second photocurrents.
  • the controller is coupled to the illumination module, the pulse scanning unit and the fingerprint scanning unit, and is configured to control the illumination module to emit the first incident light, and when the current variation data conforms to the pulse pulsation characteristic, the control illumination module emits the second incident light, and according to the object.
  • the fingerprint feature determines whether the object is identified by identity.
  • Each of the plurality of photosensitive elements senses the first reflected light and the second reflected light at different times.
  • the identity recognition device comprises a light emitting module, a light sensing module, a pulse scanning unit and a fingerprint scanning unit.
  • the light sensing module includes a plurality of photosensitive elements.
  • the method includes: causing a light emitting module to emit first incident light to an object; causing the light sensing module to generate a plurality of first light currents according to the first reflected light of the first incident light; and causing the pulse scanning unit to receive and according to the plurality of The first photocurrent generates current change data of the object; and when the current change data conforms to the pulse pulsation characteristic, causing the light emitting module to emit the second incident light to the object; and causing the light sensing module to reflect the second reflected light of the second incident light according to the object Generating a plurality of second photocurrents; causing the fingerprint scanning unit to receive and generate fingerprint features of the object according to the plurality of second photocurrents; and determining whether the object passes the identification according to the fingerprint characteristics
  • the same light sensing module can be used to determine whether the object has a pulse, and the protection of the personal electronic device is enhanced according to the fingerprint feature of the object, thereby solving the prior art, the personal electronic device is solved. Additional lines are needed to sense the lack of design space and cost increases caused by the pulse.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the operation of an identity recognition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is another schematic diagram of the operation of the identity recognition device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an identity recognition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of operation of an identity recognition apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of another operation of the identification device of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a flow chart of an operation method of the identity recognition device of FIG. 1.
  • FIG. 1 and FIG. 2 are schematic diagrams showing the identity recognition apparatus 100 under different operations according to an embodiment of the present invention.
  • the identity recognition device 100 includes a light emitting module 110, a light sensing module 120, a pulse scanning unit 130, a fingerprint scanning unit 140, and a controller 150.
  • the light emitting module 110 can emit the first incident light L1 and the second incident light L2 to the object 160 .
  • the light sensing module 120 includes a plurality of photosensitive elements 122, which can be used to reflect the first reflected light R1 of the first incident light L1 according to the object 160, generate a plurality of first photocurrents II, and reflect the second incident light L2 according to the object 160.
  • the second reflected light R2 generates a plurality of second photocurrents 12.
  • Each of the plurality of photosensitive elements 122 senses the first reflected light R1 and the second reflected light R2 at different times.
  • the light sensing module 120 further includes A plurality of gate lines G n, m L plurality of readout lines and a gate driving circuit 124, where n and m are positive integers.
  • Each of the gate lines 0 is coupled to the photosensitive element 122 of the plurality of photosensitive elements 122 in the nth row, and each of the sensing lines L m is coupled to the photosensitive line of the plurality of photosensitive elements 122 at the mth row.
  • the light sensing module 120 is configured to receive and generate current change data of the object 160 according to the plurality of first photocurrents II.
  • the fingerprint scanning unit 140 is coupled to the light sensing module 120 and configured to receive and according to the plurality of second photocurrents 12 generates a fingerprint feature of the object 160.
  • the controller 150 is coupled to the light emitting module 110, the pulse scanning unit 130, and the fingerprint scanning unit 140.
  • the controller 150 can be used to control the light emitting module 110 to emit the first incident light L1, and detect the object 160.
  • the control light emitting module 110 emits the second incident light L2, and determines whether the object 160 passes the identification according to the fingerprint feature of the object 160.
  • the identification device 100 further includes a first group of switches 170 and a second group of switches 172 in order to avoid a situation in which the circuit current is unstable due to the photocurrent flowing to the pulse scanning unit 130 and the fingerprint scanning unit 140.
  • the first group of switches 170 are coupled between the plurality of read lines L m and the pulse scanning unit 130 for controlling the plurality of read lines L m and the pulse scanning unit
  • the second group of switches 172 are coupled between the plurality of read lines L m and the fingerprint scanning unit 140 for controlling the electrical connection between the plurality of read lines L m and the fingerprint scanning unit 140.
  • the group switch 172 can be fabricated on a transparent plate by using a thin-film transistor process, and the light-emitting module 110 can be disposed under the light-sensing module 120 and overlap the light-sensing module 120.
  • the first incident light L1 and the second incident light L2 emitted by the light emitting module 110 can pass through the light sensing module 120 to reach the object 160, so that the space required by the identification device 100 can be reduced.
  • the controller 150 controls the light emitting module 110 to emit the first incident light L1 to the object 160.
  • the object 160 is the user's finger
  • the user's finger light will cause the user's finger transmittance to follow.
  • the blood flow changes. For example, when the heart contracts, the amount of blood in the blood vessels increases, so the light transmittance decreases, and when the heart relaxes, the amount of blood in the blood vessels decreases, resulting in an increase in light transmittance.
  • the plurality of first photocurrents II generated by the plurality of photosensitive elements 122 according to the first reflected light R1 of the first incident light L1 of the sensing object 160 also change.
  • the first group of switches 170 can be turned on and the second group of switches 172 can be turned off so that the pulse scanning unit 140 can receive the current variation data of the object 160 according to the change in the magnitude of the plurality of first photocurrents II.
  • the controller 150 can determine whether the current change data conforms to the pulse pulsation characteristic. That is, the change frequency of the first photocurrent and the first photoelectricity are displayed in the current change data.
  • the magnitude of the flow change, compared with the frequency and amount of change of the biological pulse can be used as a basis for whether the current change data conforms to the pulse pulsation characteristics.
  • the identification device 100 controls the turn-off and turn-on of the first group of switches 170 and the second group of switches 172 by using the gate driving circuit 124.
  • the controller 150 can also be used to control the off and on of the first set of switches 170 and the second set of switches 172.
  • the controller 150 can control the light emitting module 110 to emit the second incident light L2 to identify the fingerprint feature of the object 160, as shown in FIG.
  • the gate driving circuit 124 can turn on the plurality of gate lines 0 and the readout lines L m in turn to sequentially read out the second reflected light R2 of each of the photosensitive elements 122 that reflects the second incident light L2 according to the object 160.
  • the texture on the surface of the object 160 causes each of the photosensitive elements 122 to sense differently sized second reflected light R2 and produce a second photocurrent 12 of a different size.
  • the second group of switches 172 can be turned on and the first group of switches 170 can be turned off so that the fingerprint scanning unit 140 can receive and generate the fingerprint features of the object 160 according to the second photocurrents 12 of different sizes, and the controller 150 can Whether the texture on the surface of the object 160 is the fingerprint of the user is determined according to the fingerprint feature, and whether the object 160 is identified by the identity is determined accordingly.
  • the fingerprint feature of the object 160 includes the spatial distribution of the texture of the object 160 and the texture depth, and the controller 150 can compare the fingerprint feature of the object 160 with the previously stored user fingerprint data, if both have The same feature indicates that the object 160 is the user's finger, so the object 160 is judged to be identified by identity.
  • the first incident light L1 may be infrared light to increase the accuracy of recognizing the pulse.
  • the second incident light L2 may also be Infrared light, and the intensity of the second incident light L2 should not be too strong, so as not to judge the details of the surface texture.
  • the intensity of the first incident light L1 may be greater than the intensity of the second incident light L2.
  • the change in the transmittance of the object 160 is related to the pulse of the object 160, the change in transmittance over the object 160 is similar, so that the first set of switches 170 can simultaneously turn on the M readout lines Lm.
  • the electrical connection with the pulse scanning unit 130 allows the pulse scanning unit 130 to simultaneously receive a change in the magnitude of the plurality of first photocurrents without having to scan one by one, where M is a positive integer less than or equal to m.
  • M is a positive integer less than or equal to m.
  • the personal electronic device can detect the pulse information of the object and its fingerprint feature by using the same light sensing module, and identify the user's identity according to the pulse information and the fingerprint feature of the object, thereby enhancing the individual.
  • the protection of the electronic device without additional circuitry to sense the pulse and simplify the design of the personal electronic device.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an identity recognition apparatus 200 according to another embodiment of the present invention.
  • Identification device 200 and identification The device 100 has a similar architecture, with the difference that the identity recognition device 200 can utilize the demultiplexer 280 in place of the functions of the first set of switches 170 and the second set of switches 172 in the identity recognition device 100.
  • the demultiplexer 280 is coupled to the plurality of read lines L m , the pulse scanning unit 130 and the fingerprint scanning unit 140 , and is configured to control the plurality of read lines L m and the pulse scanning unit 130 and the plurality of read lines L
  • the electrical connection between the m and the fingerprint scanning unit 140 is such that the pulse scanning unit 130 and the fingerprint scanning unit 140 respectively receive the plurality of first photocurrents II and the plurality of second photocurrents 12 in different time periods.
  • the pulse scanning unit 130 and the fingerprint scanning unit 140 in the identity recognition device 200 can be placed on the same side of the light sensing module 120, and the design flexibility of the identity recognition device 200 can be increased.
  • the identity recognition device 200 can utilize the controller 150 to control the demultiplexer 280.
  • the identity recognition device 300 includes a light emitting module 310, a light sensing module 320, a pulse scanning unit 330, a fingerprint scanning unit 340, a controller 350, a demultiplexer 380, a multiplexer 390, and a first set of passive components. 392. A second set of passive components 394 and an amplifier 396.
  • the light emitting module 310 can emit the first incident light L1 and the second incident light L2 to the object 360 .
  • Optical sensing module 320 comprises a plurality of light receiving elements 322, a plurality of gate lines G n and a plurality of readout lines L m and a gate driving circuit 324, where n and m are positive integers. 0
  • Each gate line is coupled to the plurality of photosensitive elements of the photosensitive element 322 in the n-th row 322, a read line L and each m is coupled to the plurality of photosensitive elements 322 in the m-th row of the photosensitive element 322, and the plurality of gate lines G n and a plurality of readout lines L m are arranged interleaved with one another.
  • m readout lines L may be read out sequentially photocurrent m-th row and the photosensitive elements connected to the gate line G n 322 is generated.
  • the first set of passive components 392 are coupled to the multiplexer 390 and the plurality of readout lines L m
  • the second set of passive components 394 are coupled to the multiplexer 390 and the plurality of readout lines L m .
  • the amplifier 390 is coupled to the demultiplexer 380 and the multiplexer 390.
  • the controller 350 controls the light emitting module 310 to emit the first incident light L1 to the object 360. If the object 360 is the user's finger, the light transmittance of the object 360 changes as the user's blood flows.
  • the plurality of photosensitive elements 322 can reflect the plurality of first photocurrents II generated by the first reflected light R1 of the first incident light L1 according to the object 360.
  • the controller 350 can control the multiplexer 390 to turn on the electrical connection between the first set of passive components 392 and the amplifier 396, so that the amplifier 396 can A first set of passive components 392 are utilized to amplify currents in a plurality of first photocurrents II having a particular frequency band to reduce the effects of noise on the identity recognition device 300.
  • the controller 350 can control the demultiplexer 380 to cause the pulse scanning unit 330 to receive and amplify the current having a specific frequency band among the plurality of first photocurrents II according to the amplifier 396 to generate current variation data of the object 360.
  • the controller 350 can determine whether the current change data conforms to the pulse pulsation characteristic.
  • the controller 350 can control the light emitting module 310 to issue a second input.
  • the light L2 is illuminated to identify the fingerprint features of the object 360, as shown in FIG.
  • the light sensing module 320 can turn on the plurality of gate lines 0 and the read lines L m in turn to sequentially read out the second reflected light R2 of each of the photosensitive elements 322 according to the object 360 reflecting the second incident light L2.
  • Second photocurrent 12 Since the intensity of the second photocurrent 12 is weak and the texture features to be detected do not change over time, the controller 350 can control the multiplexer 390 to turn on the second set of passive components 394 and amplifiers 396.
  • the electrical connections are such that amplifier 396 can utilize the second set of passive components 394 to generate an integrated value of the plurality of second photocurrents 12.
  • the controller 350 can control the demultiplexer 380 to cause the fingerprint scanning unit 340 to receive and generate the fingerprint feature of the object 360 according to the integrated values of the plurality of second photocurrents 12 generated by the amplifier 396 to reduce the noise pair.
  • the influence of the identification device 300 highlights the difference between the plurality of second photocurrents 12 caused by the depth of the surface of the object 360.
  • the controller 350 can determine whether the object 360 passes the identity recognition according to the fingerprint feature of the object 360.
  • the amplifier 396 and the first group of passive components 392, the second group of passive components 394, the pulse scanning unit 330, ie the fingerprint scanning unit, are controlled by the demultiplexer 380 and the multiplexer 390.
  • the electrical connection between 340 can realize the functions of the amplification filter and the integrator by using the amplifier 396 respectively in different time periods, and the pulse scanning unit 330 can receive the currents of the plurality of first photo currents II with a specific frequency band.
  • the current change data of the object 360 is generated, and the fingerprint scanning unit 340 receives the integrated values of the plurality of second photocurrents 12 to generate a fingerprint feature of the object 360.
  • the hardware components required for the identification device 300 can be reduced and the design flexibility can be increased.
  • the light sensing modules 120 and 320 can be fabricated on a transparent plate using low temperature poly-silicon (LTPS).
  • the passive component 392, the passive component 394, the multiplexer 390, and the amplifier 396 can also be fabricated on the transparent board together with the light sensing module 320 using a low temperature poly-silicon (LTPS) process to simplify
  • LTPS low temperature poly-silicon
  • the personal electronic device can detect the pulse information of the object and the fingerprint feature thereof by using the same light sensing module, and identify the user's identity according to the pulse information and the fingerprint feature of the object, thereby enhancing the personal electronic
  • the device is protected without additional circuitry to sense the pulse and simplify the design of the personal electronic device.
  • FIG. 6 is a flow chart of an operation method 400 of the identity recognition apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the method 400 of operating the identification device 100 includes the following steps:
  • the light emitting module 110 is caused to emit the first incident light L1 to the object 160;
  • the light sensing module 120 is configured to reflect the first reflected light R1 of the first incident light L1 according to the object 160, to generate a plurality of first photocurrents II;
  • step S440 If the current change data meets the pulse pulsation characteristic, proceed to step S450, otherwise return to step S410; S450: cause the illumination module 110 to emit the second incident light L2 to the object 160;
  • the light sensing module 120 is configured to reflect the second reflected light R2 of the second incident light L2 according to the object 160, and generate a plurality of second photocurrents 12;
  • the fingerprint scanning unit 140 is caused to receive and generate a fingerprint feature of the object 160 according to the plurality of second photocurrents 12;
  • step S480 determining whether the object 160 is identified by the fingerprint according to the fingerprint feature, if the identification is passed, the process proceeds to step S490, otherwise, the process returns to step S410;
  • Each of the photosensitive elements 122 senses the first reflected light R1 and the second reflected light R2 at different times.
  • the first incident light L1 is infrared light.
  • the pulse information of the object and the fingerprint feature thereof can be detected by using the same light sensing module, and the identity of the user is determined according to the pulse information and the fingerprint feature of the object, thereby enhancing the individual.
  • the protection of the electronic device without additional circuitry to sense the pulse and simplify the design of the personal electronic device.

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Abstract

一种身份辨识装置，包含发光模块、光感测模块、脉搏扫描单元、指纹扫描单元及控制器。发光模块用以发出第一入射光及第二入射光至对象。光感测模块用以根据该对象反射的第一反射光及第二反射光，产生第一光电流及第二光电流。脉搏扫描单元用以根据第一光电流产生对象的电流变化数据。指纹扫描单元用以根据第二光电流产生对象的指纹特征。控制器用以控制发光模块发出第一入射光，并根据对象的电流变化数据判断对象是否具有脉搏，以控制发光模块发出第二入射光，并根据对象的指纹特征判断该对象是否通过身份辨识。根据本发明实施例的操作方法来增强对个人电子装置的保护，而无须额外增加线路来感测脉搏，并简化个人电子装置的设计。

Description

身份辨识装置及身份辨识装置的操作方法 技术领域
本发明涉及一种身份辨识装置，尤其涉及一种可同时检测生物脉搏及指纹特征的身份 辨识装置。 背景技术
随着个人电子装置的功能越来越多， 个人电子装置也记录了越来越多的私人信息， 包 含照片、 联络人以及与他人的交谈纪录…等等， 因此如何能快速且有效地避免他人浏览个 人电子装置内的信息， 成为在设计个人电子装置时一个重要的考虑。 因此辨识过程快速， 又无需记诵密码的指纹辨识即成为一种常见而受欢迎的方法。
现有技术多是在使用者启动个人电子装置的功能时，通过光学感测的方式来读取使用 者的指纹并与先前存储的授权指纹文件比对， 由于指纹具有独特性， 因此通过指纹辨识比 对， 即可避免他人阅读或使用个人电子装置内的私人信息。然而若遭有心人士利用胶膜或 其他方式摘取使用者的指纹， 则他人也可能通过指纹辨识而读取使用者的私人信息。 由于 指纹辨识的技术仅是通过指纹的图像特征予以比对， 因此难以防范有心人士利用具有使用 者指纹的物品通过指纹辨识。
于现有技术中， 若欲使个人电子装置能进一步确认具有指纹的物体是否为人体， 则需 增加额外的生命感测装置， 以加强个人电子装置对私人信息的保护。 然而， 此一作法将增 加个人电子装置的制造成本， 同时也会增加个人电子装置所需的空间。 发明内容
因此， 为了克服现有技术的缺陷， 本发明提出一种身份辨识装置及身份辨识装置的操 作方法。
本发明的一实施例提供一种身份辨识装置。身份辨识装置包含发光模块、光感测模块、 脉搏扫描单元、 指纹扫描单元及控制器。 发光模块， 用以发出第一入射光及第二入射光至 对象。 光感测模块包含多个感光元件， 其用以根据对象反射第一入射光的第一反射光， 产 生多个第一光电流， 及根据对象反射第二入射光的第二反射光， 产生多个第二光电流。 脉 搏扫描单元耦接于光感测模块，用以接收并根据多个第一光电流产生对象的电流变化数据。 指纹扫描单元耦接于光感测模块， 用以接收并根据多个第二光电流产生对象的指纹特征。 控制器耦接于发光模块、脉搏扫描单元及指纹扫描单元， 用以控制发光模块发出第一入射 光， 于电流变化数据符合脉搏跳动特征时， 控制发光模块发出第二入射光， 并根据对象的 指纹特征判断对象是否通过身份辨识。其中多个感光元件的每一感光元件是于相异的时间 感测第一反射光及第二反射光。
本发明的另一实施例提供一种身份辨识装置的操作方法。身份辨识装置包含发光模块、 光感测模块、 脉搏扫描单元及指纹扫描单元。 光感测模块包含多个感光元件。 该方法包含 使发光模块发出第一入射光至一对象；使光感测模块根据对象反射第一入射光的第一反射 光， 产生多个第一光电流； 使脉搏扫描单元接收并根据多个第一光电流产生对象的电流变 化数据； 及于电流变化数据符合脉搏跳动特征时， 使发光模块发出第二入射光至对象； 使 光感测模块根据对象反射第二入射光的第二反射光， 产生多个第二光电流； 使指纹扫描单 元接收并根据多个第二光电流产生对象的指纹特征；及根据指纹特征判断对象是否通过身 份辨识。其中多个感光元件中的每一感光元件是于相异的时间感测第一反射光及第二反射 光。
通过本发明的实施例， 即可利用同一个光感测模块来判断对象是否具有脉搏， 并依据 对象的指纹特征， 来增强对个人电子装置的保护， 因而得以解决现有技术中， 个人电子装 置需额外增加线路来感测脉搏所造成设计上空间不足及成本增加的问题。 附图说明
图 1为本发明一实施例的身份辨识装置的操作示意图。
图 2为图 1身份辨识装置的另一操作示意图。
图 3为本发明另一实施例的身份辨识装置的示意图。
图 4为本发明另一实施例的身份辨识装置的操作示意图(
图 5为图 4身份辨识装置的另一操作示意图。
图 6为图 1身份辨识装置的一操作方法的流程图。
其中， 附图标记说明如下：
100、 200、 300 身份辨识装置
110、 310 发光模块
120、 320 光感测模块
122、 322 感光元件
124、 324 栅极驱动电路 130、 330 脉搏扫描单元
140、 340 指纹扫描单元
150、 350 控制器
160、 360 对象
170 第一组开关
172 第二组开关
280、 380 解多路复用器
390 多路复用器
392 第一组无源元件
394 第二组无源元件
396 放大器
Gi-Gn 栅极线
Ll-Lm 读出线
LI 第一入射光
L2 第二入射光
Rl 第一反射光
R2 第二反射光
11 第一光电流
12 第二光电流
400 操作方法
S410-S490 步骤 具体实施方式
图 1及图 2为本发明一实施例的身份辨识装置 100于不同操作下的示意图。身份辨识 装置 100包含发光模块 110、 光感测模块 120、 脉搏扫描单元 130、 指纹扫描单元 140及 控制器 150。在图 1及图 2中， 发光模块 110可发出第一入射光 L1及第二入射光 L2至对 象 160。 光感测模块 120包含多个感光元件 122， 可用以根据对象 160反射第一入射光 L1 的第一反射光 Rl， 产生多个第一光电流 II， 及根据对象 160反射第二入射光 L2的第二反 射光 R2， 产生多个第二光电流 12。 其中多个感光元件 122中的每一感光元件是于相异的 时间感测第一反射光 R1及第二反射光 R2。在图 1的实施例中， 光感测模块 120还包含了 多条栅极线 Gn、 多条读出线 Lm以及栅极驱动电路 124， 其中 n及 m为正整数。 每一栅极 线 0是耦接于多个感光元件 122中位于第 n行的感光元件 122， 而每一条读出线 Lm则是 耦接于多个感光元件 122中位于第 m行的感光元件 122， 而多条栅极线 Gn及多条读出线 Lm是彼此交错排列。 当感光元件 122所连接的栅极线（^为导通时， 导通的读出线 Lm即 可读出其对应感光元件 122所产生的光电流。如此一来， 在栅极驱动电路 124轮流导通多 条栅极线 Gn时， 读出线 Lm即可依序读出栅极线 Gn所连接的第 m行感光元件 122所产生 的光电流。 脉搏扫描单元 130耦接于光感测模块 120， 并用以接收并根据多个第一光电流 II产生对象 160的电流变化数据。 指纹扫描单元 140耦接于光感测模块 120， 并用以接收 并根据多个第二光电流 12产生对象 160的指纹特征。控制器 150耦接于发光模块 110、脉 搏扫描单元 130及指纹扫描单元 140。 控制器 150可用以控制发光模块 110发出第一入射 光 Ll， 并于检测到对象 160的电流变化数据符合脉搏跳动特征时， 控制发光模块 110发 出第二入射光 L2， 并根据对象 160的指纹特征判断对象 160是否通过身份辨识。
此外，为了避免光电流同时流向脉搏扫描单元 130及指纹扫描单元 140而导致电路不 稳定的状况，身份辨识装置 100还包含第一组开关 170及第二组开关 172。第一组开关 170 耦接于多条读出线 Lm及脉搏扫描单元 130之间，用以控制多条读出线 Lm与脉搏扫描单元
130之间的电性连接。 第二组开关 172则是耦接于多条读出线 Lm及指纹扫描单元 140之 间， 用以控制多条读出线 Lm与指纹扫描单元 140之间的电性连接。
于本发明的一实施例中， 光感测模块 120中的感光元件、 多条栅极线 Gn、 多条读出 线 Lm、 栅极驱动电路 124， 以及第一组开关 170、 第二组开关 172 皆可利用薄膜晶体管 (thin-film transistor)的工艺，制作于透明板上，而发光模块 110可置于光感测模块 120的下 方，与光感测模块 120相迭。发光模块 110所发出的第一入射光 L1及第二入射光 L2可穿 过光感测模块 120到达对象 160， 如此即可减少身份辨识装置 100所需的空间。
在图 1中，控制器 150控制发光模块 110发出第一入射光 L1至对象 160，若对象 160 为使用者的手指， 则因为使用者的脉搏， 将导致使用者的手指透光率会随着血液流动而改 变， 如在心脏收缩时， 血管中的血液量增加， 因此透光率降低， 而当心脏舒张时， 血管中 的血液量则会减少， 导致透光率增加。 如此一来， 多个感光元件 122根据感测对象 160反 射第一入射光 L1的第一反射光 R1所产生的多个第一光电流 II也会随之变化。 此时即可 导通第一组开关 170并截止第二组开关 172使得脉搏扫描单元 140可接收根据多个第一光 电流 II的大小变化产生对象 160的电流变化数据。 而控制器 150即可判断电流变化数据 是否符合脉搏跳动特征。也即， 将电流变化数据中显示第一光电流的变化频率及第一光电 流变化的大小， 与生物脉搏的频率及变化量来比较， 即可作为电流变化数据是否符合脉搏 跳动特征的依据。在本发明的一实施例中， 身份辨识装置 100是利用栅极驱动电路 124来 控制第一组开关 170及第二组开关 172的截止及导通， 然而本发明并不以此为限， 在本发 明的其他实施例中，也可利用控制器 150来控制第一组开关 170及第二组开关 172的截止 及导通。
若电流变化数据符合脉搏跳动特征，则控制器 150可控制发光模块 110发出第二入射 光 L2以辨识对象 160的指纹特征， 如图 2所示。 栅极驱动电路 124可轮流导通多条栅极 线 0及读出线 Lm， 以依序读出每一个感光元件 122根据对象 160反射第二入射光 L2的 第二反射光 R2所产生的第二光电流 12。而对象 160表面上的纹路会造成每个感光元件 122 感测到不同大小的第二反射光 R2， 并产生大小不同的第二光电流 12。 此时即可导通第二 组开关 172并截止第一组开关 170使得指纹扫描单元 140可接收并根据这些大小不同的第 二光电流 12来产生对象 160的指纹特征，而控制器 150即可根据指纹特征来判断对象 160 表面上的纹路是否为使用者的指纹， 并依此判断对象 160是否通过身份辨识。 于一实施例 中， 对象 160的指纹特征包含了对象 160的纹路空间分布及纹路深浅， 而控制器 150即可 根据对象 160的指纹特征与事先存储的使用者指纹数据比对， 若两者具有相同的特征， 则 表示对象 160为使用者的手指， 因此判断对象 160通过身份辨识。
此外， 由于血液是红色的， 因此第一入射光 L1可为红外光， 以增加辨识脉搏的准确 度。 而由于第一入射光 L1的强度必需足以穿透对象 160的表面以检测其内部血管穿透率 的变化量， 而为能清楚表现对象 160表面上的纹路变化， 第二入射光 L2也可为红外光， 且第二入射光 L2的强度则不宜过强， 以免无法判断表面纹路的细节。 在本发明一实施例 中， 第一入射光 L1的强度可大于第二入射光 L2的强度。再者， 由于对象 160的透光率变 化是与对象 160的脉搏有关， 因此对象 160上各处的透光率变化皆相似， 因此第一组开关 170可同时导通 M条读出线 Lm与脉搏扫描单元 130间的电性连接，使得脉搏扫描单元 130 可同时接收多个第一光电流的大小变化， 而无须逐一扫描， 其中 M为小于或等于 m的正 整数。 如此一来， 即可使脉搏扫描单元 130的光电流变化亮增加，可使准确性上升,也可减 少后端放大电路是倍率， 同时噪声也会因放大倍率减少而减少。
根据上述本发明的实施例，个人电子装置可利用同一个光感测模块来检测对象的脉搏 信息及其指纹特征， 并依据对象的脉搏信息及指纹特征来判别使用者的身份， 来增强对个 人电子装置的保护， 而无须额外增加线路来感测脉搏， 并简化个人电子装置的设计。
图 3为本发明另一实施例的身份辨识装置 200的示意图。身份辨识装置 200与身份辨 识装置 100具有类似的架构，其差别在于身份辨识装置 200可利用解多路复用器 280来取 代身份辨识装置 100中第一组开关 170及第二组开关 172的功能。解多路复用器 280耦接 于多条读出线 Lm、 脉搏扫描单元 130及指纹扫描单元 140， 并用以控制多条读出线 Lm与 脉搏扫描单元 130及多条读出线 Lm与指纹扫描单元 140之间的电性连接， 以使脉搏扫描 单元 130和指纹扫描单元 140于不同时段内， 分别接收多个第一光电流 II及多个第二光 电流 12。如此一来， 身份辨识装置 200中的脉搏扫描单元 130及指纹扫描单元 140即可放 置于光感测模块 120的同一侧， 并可增加身份辨识装置 200于设计上的弹性。在本发明的 一实施例中， 身份辨识装置 200可利用控制器 150来控制解多路复用器 280。
图 4及图 5为本发明另一实施例的身份辨识装置 300于不同操作下的示意图。身份辨 识装置 300包含发光模块 310、 光感测模块 320、 脉搏扫描单元 330、 指纹扫描单元 340、 控制器 350、 解多路复用器 380、 多路复用器 390、 第一组无源元件 392、 第二组无源元件 394及放大器 396。 在图 4及图 5中， 发光模块 310可发出第一入射光 L1及第二入射光 L2至对象 360。 光感测模块 320包含多个感光元件 322、 多条栅极线 Gn及多条读出线 Lm 以及栅极驱动电路 324，其中 n及 m为正整数。每一栅极线 0是耦接于多个感光元件 322 中位于第 n行的感光元件 322， 而每一条读出线 Lm则是耦接于多个感光元件 322中位于 第 m行的感光元件 322， 而多条栅极线 Gn及多条读出线 Lm是彼此交错排列。 当栅极驱动 电路 324轮流导通栅极线 Gn时， 读出线 Lm可依序读出与栅极线 Gn所连接的第 m行感光 元件 322所产生的光电流。第一组无源元件 392耦接于多路复用器 390及多条读出线 Lm， 而第二组无源元件 394耦接于多路复用器 390及多条读出线 Lm。 放大器 390耦接于解多 路复用器 380及多路复用器 390。
在图 4中，控制器 350控制发光模块 310发出第一入射光 L1至对象 360，若对象 360 为使用者的手指， 则对象 360的透光率会随着使用者血液流动而改变。 多个感光元件 322 即可根据对象 360反射第一入射光 L1的第一反射光 R1所产生的多个第一光电流 II。 由 于第一光电流 II中可能含有许多环境造成的噪声，因此控制器 350可控制多路复用器 390 导通第一组无源元件 392与放大器 396之间的电性连接，使得放大器 396可利用第一组无 源元件 392来放大多个第一光电流 II 中具有特定频段的电流， 以减少噪声对身份辨识装 置 300的影响。 同时， 控制器 350可控制解多路复用器 380， 使脉搏扫描单元 330接收并 根据放大器 396放大多个第一光电流 II 中具有特定频段的电流， 来产生对象 360的电流 变化数据。 而控制器 350即可判断电流变化数据是否符合脉搏跳动特征。
若控制器 350判断对象 360具有脉搏，则控制器 350可控制发光模块 310发出第二入 射光 L2以辨识对象 360的指纹特征， 如图 5所示。 光感测模块 320可轮流导通多条栅极 线 0及读出线 Lm， 以依序读出每一个感光元件 322根据对象 360反射第二入射光 L2的 第二反射光 R2所产生的第二光电流 12。 由于第二光电流 12的强度较弱， 且所欲检测的纹 路特征不会随时间改变， 因此控制器 350可控制多路复用器 390 以导通第二组无源元件 394与放大器 396之间的电性连接， 使得放大器 396可利用第二组无源元件 394来产生多 个第二光电流 12的积分值。 同时， 控制器 350可控制解多路复用器 380， 使指纹扫描单元 340接收并根据放大器 396所产生多个第二光电流 12的积分值，来产生对象 360的指纹特 征， 以减少噪声对身份辨识装置 300的影响， 并突显对象 360表面纹路深浅所造成的多个 第二光电流 12间的差异。 而控制器 350即可根据对象 360的指纹特征来判断对象 360是 否通过身份辨识。
根据上述的实施例，通过解多路复用器 380及多路复用器 390来控制放大器 396与第 一组无源元件 392、 第二组无源元件 394、 脉搏扫描单元 330即指纹扫描单元 340之间的 电性连接， 即可在不同时段中利用放大器 396分别实现放大滤波器及积分器的功能， 而可 使脉搏扫描单元 330接收多个第一光电流 II 中具有特定频段的电流以产生对象 360的电 流变化数据， 并使指纹扫描单元 340接收多个第二光电流 12的积分值以产生对象 360的 指纹特征。 如此一来， 即可减少身份辨识装置 300所需的硬体元件， 并可增加于设计上的 弹性。
于上述实施例中， 光感测模块 120及 320 皆可利用低温多晶硅工艺 (low temperature poly-silicon, LTPS)制造于透明板上。 而无源元件 392、 无源元件 394、 多路复用器 390及 放大器 396也可利用低温多晶硅工艺 (low temperature poly-silicon, LTPS)与光感测模块 320 一同制造于透明板上， 以简化身份辨识装置 300的设计， 并可减少身份辨识装置 300所需 的空间。
根据上述本发明的实施例，个人电子装置可利用同一个光感测模块检测对象的脉搏信 息及其指纹特征， 并依据对象的脉搏信息及指纹特征来判别使用者的身份， 来增强对个人 电子装置的保护， 而无须额外增加线路来感测脉搏， 并简化个人电子装置的设计。
图 6为本发明一实施例的身份辨识装置 100的操作方法 400的流程图。身份辨识装置 100的操作方法 400包含以下步骤：
S410: 使发光模块 110发出第一入射光 L1至对象 160;
S420: 使光感测模块 120根据对象 160反射第一入射光 L1的第一反射光 R1，产生多 个第一光电流 II； S430: 使脉搏扫描单元 130接收并根据多个第一光电流 II产生对象 160的电流变化 数据；
S440: 若电流变化数据符合脉搏跳动特征， 则进入步骤 S450, 否则回到步骤 S410; S450: 使发光模块 110发出第二入射光 L2至对象 160;
S460: 使光感测模块 120根据对象 160反射第二入射光 L2的第二反射光 R2，产生多 个第二光电流 12;
S470: 使指纹扫描单元 140接收并根据多个第二光电流 12产生对象 160的指纹特征；
S480: 根据指纹特征判断对象 160 是否通过身份辨识， 若通过身份辨识则进入步骤 S490， 否则回到步骤 S410;
S490: 结束。
其中每一个感光元件 122是于相异的时间感测第一反射光 R1及第二反射光 R2。且根 据本发明的一实施例， 第一入射光 L1是为红外光。
根据上述本发明的实施例的操作方法，即可利用同一个光感测模块检测对象的脉搏信 息及其指纹特征， 并依据对象的脉搏信息及指纹特征来判别使用者的身份， 来增强对个人 电子装置的保护， 而无须额外增加线路来感测脉搏， 并简化个人电子装置的设计。
以上所述仅为本发明的优选实施例， 凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰， 皆 应属本发明的涵盖范围。

Claims

143353TW07 WO 2016/011671 PCT/CN2014/083281 权利要求
1. 一种身份辨识装置， 包含：
一发光模块， 用以发出一第一入射光及一第二入射光至一对象；
一光感测模块， 包含多个感光元件， 用以根据该对象反射该第一入射光的一第一反射 光， 产生多个第一光电流， 及根据该对象反射该第二入射光的一第二反射光， 产生多个第 二光电流；
一脉搏扫描单元， 耦接于该光感测模块， 用以接收并根据所述第一光电流产生该对象 的一电流变化数据；
一指纹扫描单元， 耦接于该光感测模块， 用以接收并根据所述第二光电流产生该对象 的一指纹特征； 及
一控制器， 耦接于该发光模块、 该脉搏扫描单元及该指纹扫描单元， 用以控制该发光 模块发出该第一入射光， 并于该对象的该电流变化数据符合一脉搏跳动特征时， 控制该发 光模块发出该第二入射光， 并根据该对象的该指纹特征判断该对象是否通过身份辨识； 其中所述感光元件的每一感光元件是于相异的时间感测该第一反射光及该第二反射 光。
2. 如权利要求 1所述的身份辨识装置，其中该第一入射光或该第二入射光为红外光， 且该第一入射光的强度大于该第二入射光的强度。
3. 如权利要求 1所述的身份辨识装置， 其中该光感测模块包含：
多条栅极线， 每一栅极线是耦接于所述感光元件的一行感光元件；
多条读出线， 每一读出线是耦接于所述感光元件的一行感光元件， 用以读出由该行感 光元件所产生的光电流； 及
栅极驱动电路， 耦接于所述栅极线， 用以轮流导通所述栅极线；
其中所述栅极线及所述读出线是彼此交错排列。
4. 如权利要求 3所述的身份辨识装置， 另包含：
一第一组开关， 耦接于所述读出线及该脉搏扫描单元之间， 用以控制所述读出线与该 脉搏扫描单元之间的电性连接； 及
一第二组开关， 耦接于所述读出线及该指纹扫描单元之间， 用以控制所述读出线与该 指纹扫描单元之间的电性连接；
其中当该第一组开关导通时， 该脉搏扫描单元接收所述第一光电流， 当该第二组开关 导通时， 该指纹扫描单元接收所述第二光电流， 且该第一组开关及该第二组开关不同时导 通。
5. 如权利要求 4所述的身份辨识装置， 其中该第一组开关中的每一开关是用以控制 M条读出线与该脉搏扫描单元之间的电性连接， M为正整数。
6. 如权利要求 3所述的身份辨识装置， 另包含：
一解多路复用器， 耦接于所述读出线、 该脉搏扫描单元及该指纹扫描单元， 用以控制 所述读出线与该脉搏扫描单元及所述读出线与该指纹扫描单元之间的电性连接， 以使该脉 搏扫描单元接收所述第一光电流， 并使该指纹扫描单元接收所述第二光电流。
7. 如权利要求 6 所述的身份辨识装置， 其中该光感测模块是以低温多晶硅工艺 (low temperature poly-silicon, LTPS)制造。
8. 如权利要求 7所述的身份辨识装置， 另包含- 一多路复用器；
一第一组无源元件， 耦接于该多路复用器及所述读出线；
一第二组无源元件， 耦接于该多路复用器及所述读出线；
一放大器， 耦接于该解多路复用器及该多路复用器， 用以根据该多路复用器及该解多 路复用器的控制：
在与该第一组无源元件电性连接时， 放大所述第一光电流中具有一特定频段的电流， 以使该脉搏扫描单元接收并根据所述第一光电流中具有该特定频段的电流产生该对象的 该电流变化数据； 及
在与该第二组无源元件电性连接时， 产生所述第二光电流的一积分值， 以使该指纹扫 描单元接收并根据所述第二光电流的该积分值产生该对象的该指纹特征；
其中该放大器与该光感测模块是以同一工艺制作。
9. 一种身份辨识装置的操作方法，该身份辨识装置包含一发光模块、一光感测模块、 一脉搏扫描单元及一指纹扫描单元， 该光感测模块包含多个感光元件， 该方法包含：
使该发光模块发出一第一入射光至一对象；
使该光感测模块根据该对象反射该第一入射光的一第一反射光，产生多个第一光电流; 使该脉搏扫描单元接收并根据所述第一光电流产生该对象的一电流变化数据； 及 若该电流变化数据符合一脉搏跳动特征， 贝 1J:
使该发光模块发出一第二入射光至该对象；
使该光感测模块根据该对象反射该第二入射光的一第二反射光，产生多个第二光电流; 使该指纹扫描单元接收并根据所述第二光电流产生该对象的一指纹特征； 及 根据该指纹特征判断该对象是否通过身份辨识；
其中所述感光元件的每一感光元件是于相异的时间感测该第一反射光及该第二反射
10. 如权利要求 9所述的方法， 其中该第一入射光或该第二入射光为红外光， 且该第 入射光的强度大于该第二入射光的强度。
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