專利名稱：雜散光耦合式生物信息感測模塊及使用其的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種雜散光耦合式生物信息感測模塊及使用其的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，譬如移動電話、平板電腦等可攜式行動設(shè)備的發(fā)展蓬勃，已經(jīng)是生活中不可或缺的用品，更有甚者，隨著網(wǎng)路發(fā)展以及電子商務(wù)的需求，移動電話更是可能整合了代表個人身分的認證功能，例如電子身分證，電子護照以及消費用的芯片卡等等，為此除了傳統(tǒng)的數(shù)字化的密碼認證等等，通過人體的生物信息(例如指紋等等)來強化個人身分認證的軟硬件功能更是未來的發(fā)展方向。已知的生物信息感測功能有指紋、掌紋、虹膜、靜脈、臉型等等，基于裝置價格、使用難易度以及特征穩(wěn)定性，指紋一直是最受歡迎的識別方法。已知的指紋感測器主要有電容式及光學(xué)式兩種，電容式最大的缺點是對于濕手指或者有液體的感測面是無法使用的，此外，這種電容式指紋感測器都是嵌設(shè)于電子設(shè)備的外殼的開口中，所以不但影響美觀，而且灰塵及臟污會卡在感測器與電子設(shè)備的交界處，讓外觀更顯難看。常見的光學(xué)式指紋感測器500，請參見圖1，主要是通過光在指紋FP接觸的光學(xué)平面(其通常為菱鏡510的一平面512)與指紋FP間形成的全反射原理，以在圖像感測器530上建構(gòu)出指紋的圖像，這種感測原理，最大的缺點是對于干燥的手指無法顯示出好的連續(xù)性紋路圖像，致使在特征點萃取時會有誤讀的問題。同時，也需要提供一準直性的光源520來當作全反射原理的光源，這也增加了成本以及設(shè)計時的復(fù)雜度。為此，本實用新型提出的雜散光耦合式生物信息感測模塊，即是為了解決上述幾個問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的一個目的是提供一種雜散光耦合式生物信息感測模塊及使用其的電子設(shè)備，其能有效利用顯示器的光源來達成光學(xué)式的指紋感測。為達上述目的，本實用新型提供一種雜散光耦合式生物信息感測模塊，其至少包括一透光本體、一顯不器單兀以及一光學(xué)模塊。透光本體具有一正面及一背面。正面被設(shè)計成用于承載一生物體于其上。顯示器單元裝設(shè)于透光本體的背面，用于顯示一畫面。光學(xué)模塊通過一耦合膠裝設(shè)于透光本體的背面，并與顯示器單元相鄰。畫面的多個第一光線通過透光本體耦合入射生物體并在生物體內(nèi)行進一段距離后，從生物體耦合輸出多個第二光線，并通過透光本體進入光學(xué)模塊。光學(xué)模塊感測第二光線以產(chǎn)生一生物圖像信號。優(yōu)選的，所述顯示器單元為一液晶顯示器單元或有機發(fā)光二極管顯示器單元。優(yōu)選的，所述透光本體的所述背面形成有多個觸控電極，所述透光本體與所述顯示器單元構(gòu)成一個觸控顯示器，供一使用者于其上進行觸控行為。優(yōu)選的，所述感測模塊更包括一控制處理單元，電連接至所述顯示器單元及所述光學(xué)模塊，用于控制所述顯示器單元及所述光學(xué)模塊的運作。[0011]優(yōu)選的，所述控制處理單元控制所述顯示器單元分別顯示多個畫面，而所述光學(xué)模塊分別依據(jù)所述的多個畫面的不同波長的光線產(chǎn)生多個圖像信號。優(yōu)選的，所述控制處理單元從所述的多個圖像信號中挑選一個當作所述生物圖像信號。優(yōu)選的，所述控制處理單元依據(jù)對所述的多個圖像信號進行最佳化及相互補償以產(chǎn)生所述生物圖像信號。優(yōu)選的，所述的多個圖像信號包括指紋圖像與指靜脈圖像信息。優(yōu)選的，所述光學(xué)模塊包括:一殼體；以及一第一波導(dǎo)、一光圈、一第二波導(dǎo)及一光圖像感測器，全部設(shè)置于所述殼體中，其中所述第二光線依序通過所述第一波導(dǎo)、所述光圈及所述第二波導(dǎo)，而到達所述光圖像感測器以產(chǎn)生所述生物圖像信號。優(yōu)選的，所述感測模塊更包括:一不可見光源，提供不可見光通過所述透光本體耦合入射到接觸的所述生物體以增加感測功能的選擇性。優(yōu)選的，所述透光本體包括一可動部分，所述光學(xué)模塊通過所述耦合膠裝設(shè)于所述透光本體的所述可動部分，其中所述光學(xué)模塊包括一按鈕開關(guān)，其供所述可動部分觸發(fā)以提供一按鈕的功能。優(yōu)選的，所述透光本體上的一感測區(qū)的一長度大于或等于(2.54/x) X2公分，其中X代表沿著所述感測區(qū)的所述長度的方向的解析度，所述解析度的單位為每英寸的點數(shù)。本實用新型亦提供一種電子設(shè)備，其包括一機殼、一設(shè)置于機殼中的主機板以及連接至機殼的上述雜散光耦合式生物信息感測模塊。顯示器單元及光學(xué)模塊電連接至主機板。優(yōu)選的，所述電子設(shè)備更包括:一中央處理單元，電連接至所述主機板，用于控制所述控制處理單元的操作。優(yōu)選的，所述電子設(shè)備更包括:一儲存裝置，電連接至所述主機板，用于儲存數(shù)據(jù)；一儲存器，電連接至所述主機板，用于暫存數(shù)據(jù)；以及一電源模塊，電連接至所述主機板，用于提供電源。優(yōu)選的，所述顯示器單元包括一個靠近所述光學(xué)模塊的亮區(qū)，所述亮區(qū)的亮度高于除所述亮區(qū)以外的區(qū)域的亮度。通過本實用新型的上述實施例，可以提供一種雜散光耦合式生物信息感測模塊及使用其的電子設(shè)備，電子設(shè)備的外觀不會被光學(xué)感測模塊影響到，使用者在使用電子設(shè)備時，不會感覺到電子設(shè)備有破孔所造成的凹陷處或間隙。利用光學(xué)式指紋感測器，配合顯示器的光源，可以得到良好的感測效果，而不需另外提供光源給光學(xué)式指紋感測器用。也正因如此，可以利用顯示器提供不同波長的光源以供雜散光耦合式生物信息感測模塊進行感測用。為讓本實用新型的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

圖1顯示一種傳統(tǒng)的光學(xué)式指紋感測器的示意圖。[0026]圖2A至2C顯示依據(jù)本實用新型較佳實施例的三種例子的電子設(shè)備的外觀圖。圖3A與3B顯示依據(jù)本實用新型較佳實施例的兩種例子的電子設(shè)備的方塊圖。圖4A顯示依據(jù)本實用新型第一實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊的示意圖。圖4B顯示依據(jù)本實用新型第一實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊的光學(xué)豐旲塊的細部不意圖。圖4C顯示圖4B的感測區(qū)的示意圖。圖4D顯示圖4B的光圖像感測器的一個感測元的示意圖。圖5顯示依據(jù)本實用新型第二實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊的示意圖。圖6顯示依據(jù)本實用新型第三實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊的示意圖。圖7顯示依據(jù)本實用新型第四實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊的示意圖。附圖標號:F:生物體/手指FP:指紋Fr:紋峰Fv:紋谷L1:第一光線L2:第二光線1、I’、I "、I "':雜散光耦合式生物信息感測模塊10:透光本體IOSA:感測區(qū)11:正面12:背面15:凹槽18:可動部分19:黑漆層20:顯示器單元22:亮區(qū)25:觸控電極30、30’:光學(xué)模塊31:殼體32:第一波導(dǎo)32C:曲面32R:反射面33:光圈34:第二波導(dǎo)[0060]34C:曲面34R:反射面35:光圖像感測器35C1:感測元35CR、35CG、35CB、35CW:子感測元36:連接元件37:軟性電路板38:按鈕開關(guān)39:稱合膠40:控制處理單元50:中央處理單元(CPU)70:機殼80:主機板81:儲存裝置82:儲存器83:電源模塊90:按鈕100、100b、100c、IOOcU IOOe:電子設(shè)備110:不可見光源500:光學(xué)式指紋感測器510:菱鏡512:平面520:光源530:圖像感測器。
具體實施方式
本實用新型是為了提供解決前述電容式與傳統(tǒng)光學(xué)式指紋感測的缺點，第一是將感測器隱藏起來以提供美觀的設(shè)計并且克服濕手指的感測問題，第二是通過雜散光感測原理以取代原有的準直光全反射的原理來做為光學(xué)的感測，以克服干手指感測問題，第三是感測模塊本身不具有光源的設(shè)計，可以降低設(shè)計時的復(fù)雜及困難度。圖2A顯示依據(jù)本實用新型較佳實施例的三種例子的電子設(shè)備的外觀圖。如圖2A所示，本例子的電子設(shè)備100是以一種移動電話(特別是智慧型手機)作為例子作說明，但是本實用新型并未受限于此，本實用新型可應(yīng)用至譬如平板電腦等其他電子設(shè)備。電子設(shè)備100至少包括一機殼70、一主機板80以及一雜散光稱合式生物信息感測模塊I。機殼70為電子設(shè)備100的最外層的結(jié)構(gòu)，也是能讓使用者的手握持的結(jié)構(gòu)。機殼70里面裝設(shè)有許多零件。舉例而言，主機板80、攝影機鏡頭(未顯示)、電池(未顯示)等零件都是設(shè)置于機殼70中。雜散光耦合式生物信息感測模塊I設(shè)置于機殼70中并連接至機殼70。雜散光耦合式生物信息感測模塊I包括一透光本體10、一顯不器單兀20及一光學(xué)模塊30。值得注意的是，感測模塊I可以更包括一控制處理單元40?？刂铺幚韱卧?0、顯示器單元20及光學(xué)模塊30電連接至主機板80。主機板80控制顯示器單元20、光學(xué)模塊30及控制處理單元40的操作。透光本體10覆蓋于機殼70上，當然亦可被視為是機殼70的一部分，以保護其下方的顯示器單元20、光學(xué)模塊30以及控制處理單元40等零件，當然透光本體在本實施例中主要是顯示器的最表面透明殼體。圖2B的例子是類似于圖2A，不同之處在于電子設(shè)備IOOb更包括一按鈕90，而光學(xué)模塊30與控制處理單元40從中間移動到右側(cè)。此外，光學(xué)模塊30亦可以被設(shè)置于顯示器單元20的上側(cè)，或者是左側(cè)、右側(cè)，只要是在顯示器單元20旁且能利用到顯示器單元20的光線即可。電子設(shè)備IOOb保有目前移動電話的外觀及操作方式，同時也提供光學(xué)式指紋感測功能，亦或者光學(xué)模塊30可以與按鈕90結(jié)合，同時提供感測與按鍵之功能，說明于后。圖2C的例子是類似于圖2A，不同之處在于電子設(shè)備IOOc的屏幕包括一個亮區(qū)22，這個亮區(qū)在平常顯示時與其他區(qū)域是具有相同的亮度，但是在進入感測模式時，其亮度會增強，也就是亮度高于除亮區(qū)22以外的區(qū)域的亮度，以提供更強的光線來進行將雜散光耦合至手指，使得感測器也能獲得良好的感測效果。亮區(qū)22的大小可以依據(jù)設(shè)計需求調(diào)整，亮區(qū)22的設(shè)計可以節(jié)省指紋感測模式下的電源消耗。當然，亮區(qū)22及其余區(qū)域在休眠模式下都是沒有顯示出任何光線或圖案的。圖3A與3B顯示依據(jù)本實用新型較佳實施例的兩種例子的電子設(shè)備的方塊圖。如圖3A所示，本例子的電子設(shè)備IOOd可以應(yīng)用至前述的電子設(shè)備100、IOOb或100c。顯示器單元20與光學(xué)模塊30都是裝設(shè)在透光本體10的下方，且電子設(shè)備IOOd可以更包括一中央處理單元(CPU) 50、一儲存裝置81、一儲存器82以及一電源模塊83。CPU50電連接至主機板80，用于控制控制處理單元40的操作。儲存裝置81電連接至主機板80，用于儲存數(shù)據(jù)，譬如是使用者的基本數(shù)據(jù)或程序檔案等，儲存裝置可以為已知的快閃儲存器等非揮發(fā)性儲存器等等。儲存器82電連接至主機板80，用于暫存數(shù)據(jù)，以供CPU50在運作時進行暫時的存取。電源模塊83電連接至主機板80，用于提供電源，電源模塊83譬如是可充電電池或一次性電池等，而儲存器82為已知的動態(tài)隨機存取儲存器(DRAM)。圖3B的電子設(shè)備IOOe是類似于圖3A的電子設(shè)備100d，不同之處在于CPU與控制處理單元是整合成在一起，以減少零件及電連接點的數(shù)目，簡化組裝的復(fù)雜度，亦或者控制處理單元可以與光學(xué)模塊內(nèi)的感測器整合在一起形成單芯片。圖4A顯示依據(jù)本實用新型第一實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊I的示意圖。如圖4A所示，透光本體10具有一正面11及一背面12，正面11被設(shè)計成用于承載一個譬如是手指的生物體F于其上。顯示器單元20是一液晶顯示器單元或有機發(fā)光二極管顯示器單元，或者是其他類型的平面顯示器。顯示器單元20裝設(shè)于透光本體10的背面12，用于顯示一畫面，這個畫面是用來提供信息給使用者或與使用者進行互動的介面，且可以是任何簡單或復(fù)雜的圖案。進入感測模式時，畫面所呈現(xiàn)的最好是以均勻的光分布畫面。光學(xué)模塊30通過一耦合膠39裝設(shè)于透光本體10之背面12，并與顯示器單元20相鄰，以增進光耦合的效率。在感測模式下，顯示畫面的多個第一光線LI通過透光本體10耦合入射到接觸的生物體F (例如手指)，多個第一光線LI在生物體內(nèi)行進一小段距離后到達光學(xué)模塊上方，并通過透光本體10從生物體F耦合輸出多個第二光線L2，其通過透光本體10進入光學(xué)模塊30。光學(xué)模塊30感測此等第二光線L2以產(chǎn)生一生物圖像信號。有關(guān)光耦合的原理，將詳細說明于下。第一光線LI從顯示器單元20耦合進入手指F，光從手指F的皮膚耦合出來的時候，由于手指F有紋峰Fr及紋谷Fv，紋峰Fr與譬如是玻璃的透光本體10接觸，由于折射系數(shù)較接近的光介質(zhì)連續(xù)性，使得光從紋峰Fr耦合出來進入透光本體10內(nèi)的強度較強，也就是耦合出來的第二光線L2的強度較強。因為手指F的紋谷Fv與空氣接觸，而手指皮膚與空氣的折射系數(shù)差異大，所以光就會在紋谷Fv產(chǎn)生散射(部分會有全反射)，而較不容易從紋谷Fv耦合出來，再者由紋谷Fv耦合出來的第二光線L2也會部分的在透光本體10的外表面被反射，更讓其進入透光本體10內(nèi)的強度減弱。因此兩相鄰的紋峰及紋谷所出射出來進入透光本體的光強度就會有所差別。因此，光學(xué)模塊30可以依據(jù)此原理分辨出紋蜂與紋谷的光強度變化，從而用拍照的原理產(chǎn)生一個指紋圖像。與傳統(tǒng)的利用全反射原理作為一指紋感測原理比較之下，本實用新型所利用的雜散光耦合的原理，乃是利用耦合光源從相鄰的紋峰及紋谷出射時的強弱分布。因此即使是干手指，于紋峰與透光體的接觸點也會有良好的光強度分布，因此不會如傳統(tǒng)全反射般無法得到好的圖像。再者本實用新型另一創(chuàng)新為利用屏幕的雜散光作為耦合光源，其最大特色除了節(jié)省成本外，還可以利用屏幕不同顏色的光源作為感測的調(diào)變，例如長波長的光(紅光)較不易為皮膚吸收，而短波長光源(藍光)僅能穿透皮膚表層，這樣一來，例如利用紅光可以除了皮膚表層的信息，還甚至可以看到皮膚內(nèi)的血管圖像(特別是較粗的血管圖像)，其甚至可以同時提供指紋圖像與指靜脈圖像信息(亦即，圖像信號包括指紋圖像與指靜脈圖像信息)，達成混合式的生物信息判斷。當然本實用新型實施例為了達到更寬廣的感測波長，除了顯示屏幕的可見光，也可以在光學(xué)模塊30旁，設(shè)置不可見光源(例如紅外線光源)110，提供不可見光通過透光本體10耦合入射到接觸的生物體F以增加感測功能的選擇性，例如可以提供血氧濃度等信息的感測，這樣可以將生物信息感測功能延伸到除卻傳統(tǒng)的指紋圖像外，作為一多信息的感測裝置，可以達到更精確的感測，也就是低錯誤接受率(FAR, False acceptance rate)和錯誤排斥率(FRR, false rejection rate),同時也可以提供防偽功能,例如假手指的判別。控制處理單元40電連接至顯示器單元20及光學(xué)模塊30，用于控制顯示器單元20及光學(xué)模塊30的運作。以下有詳細說明。所謂的隱藏式是指電子設(shè)備的外殼沒有破孔。或者，雖然透光本體10會透光，但是也可以通過將光學(xué)模塊30的表面設(shè)計有穿透特定波長的鍍膜，使得使用者不易看到光學(xué)模塊30。同時為了達到良好的光學(xué)品質(zhì),光學(xué)模塊30與透光本體10 (其通常為玻璃)間接合使用的光穿透性良好且折射系數(shù)接近或等于透光本體10的折射系數(shù)的耦合膠39。在本實用新型中，透光本體10的一部分與光學(xué)模塊30的組合構(gòu)成本實用新型的結(jié)構(gòu)，而且顯示器單元(屏幕)的雜散光通過透光本體10的一部分與手指的接觸，將光耦合進入手指內(nèi)部，而稱合光在手指內(nèi)部傳輸一小段距離后到光學(xué)感測模塊上方，并通過在皮膚表層的散射(scattering)，使得與透光本體10接觸的紋峰得以耦合較多的光線(較強的強度)重新進入透光本體10，并傳輸至其下方的光學(xué)模塊30，透光本體10即是達成兩次光耦合的組成要件，而兩次光耦合發(fā)生地點是在透光本體10的相鄰位置。圖4B顯示依據(jù)本實用新型第一實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊的光學(xué)模塊30的細部不意圖,但未顯不出不可見光源110。如圖4B所不,光學(xué)模塊30包括一殼體31以及全部設(shè)置于殼體31中的一第一波導(dǎo)32、一第二波導(dǎo)34及一光圖像感測器35。第一波導(dǎo)32及第二波導(dǎo)34是由一連接元件36所連結(jié)并固定其相對位置。第二光線L2依序通過第一波導(dǎo)32及第二波導(dǎo)34，而到達光圖像感測器35以產(chǎn)生生物圖像信號。光圖像感測器35可以是電荷稱合元件(Charge-coupled device, CCD)圖像感測器、互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像感測器等。第一波導(dǎo)32與第二波導(dǎo)34可以是實心波導(dǎo)，亦可以是空心波導(dǎo)，于此不做特別限制。第一波導(dǎo)32具有一反射面32R，第二波導(dǎo)34具有一反射面34R，反射面32R/34R可以將光線轉(zhuǎn)向譬如是90度，以供光路布局用。如果要將本實用新型的光學(xué)模塊應(yīng)用于例如智慧型手機時，其厚度必須要被嚴格限制例如1_，為此第一波導(dǎo)32及第二波導(dǎo)34的厚度僅為數(shù)百微米，其所對應(yīng)到透光本體上的感測區(qū)IOSA的長度,如顯示圖4B的感測區(qū)IOSA的圖4C的示意圖所示。如圖4C所示，透光本體10上的感測區(qū)IOSA的長度(圖面的水平方向)必須至少能對應(yīng)到光圖像感測器35的兩條感測元(圖面的水平方向)，才能使滑動式感測器發(fā)揮其功能。因此，假設(shè)要求例如指紋感測解析度在感測區(qū)IOSA的長度的方向要達到X dpi (每英寸的點數(shù))，那么感測區(qū)IOSA的長度就必須至少達到(2.54/x) X 2公分(大于或等于(2.54/x) X 2公分)。因此，假設(shè)解析度是500dpi，那么感測區(qū)IOSA的長度就必須大于或等于101.6微米(um);假設(shè)解析度是300dip，那么感測區(qū)IOSA的長度就必須大于或等于169.3微米(um)。感測區(qū)IOSA的長度在本實用新型設(shè)計就等于是第一波導(dǎo)32的厚度(因為反射面32R為45度斜面)，所以依據(jù)輕薄的電子裝置的需求，本實用新型的應(yīng)用是以滑動式感測器為佳。雖然可以使用非滑動式的感測器，但是如此一來，必須加大光學(xué)模塊30的厚度(圖面的鉛直方向尺寸)，如果電子裝置可以接受較厚的光學(xué)模塊設(shè)計，則非滑動式的面積型設(shè)計將是本實用新型的另一實施例。此外，在圖4C中，透光本體10的內(nèi)面被制作上不透光的黑漆層19，黑漆層19在感測區(qū)IOSA的外部，以免非感測區(qū)的雜光進入到光圖像感測器35而造成干擾。再者，第一波導(dǎo)32的曲面32C與第二波導(dǎo)34的曲面34C的組成相當于一個實體的雙凸透鏡，并進行達成縮小及聚焦的效果，而本實用新型實施例的光學(xué)模塊30更可以包括一光圈33，其設(shè)置于第一波導(dǎo)32與第二波導(dǎo)34中間，其作用為可以更進一步將非感測信號的雜光給濾除，讓光圖像感測器35有更好感測品質(zhì)。于此情況下，第二光線L2依序通過第一波導(dǎo)32、光圈33及第二波導(dǎo)34，而到達光圖像感測器35以產(chǎn)生生物圖像信號。 控制處理單元40的實施方式有很多種。于一例子中，控制處理單元40控制顯示器單元20分別顯示多個畫面，而光學(xué)模塊30分別依據(jù)此等畫面的不同波長的光線產(chǎn)生多個圖像信號。舉例而言，控制處理單元40控制顯示器單元20分別顯示紅、橙、黃、綠、藍、靛及紫色畫面，讓輸入的第一光線LI分別呈現(xiàn)是紅、橙、黃、綠、藍、靛及紫光，利用不同顏色的光線耦合進出手指，以得到不同的感測結(jié)果。在獲得這些感測結(jié)果后，控制處理單元40可以從此等圖像信號中挑選一個當作生物圖像信號?；蛘?，控制處理單元40可以依據(jù)對此等圖像信號進行最佳化及相互補償以產(chǎn)生生物圖像信號。由于不同人或不同狀況的手指對于不同波長的光線會有不同的反應(yīng)，通過本實用新型的這種方法，可以全面地利用各種波長的光線來進行感測，光線的切換速度也可以被設(shè)計得非常快，使得使用者不需重新滑動手指多次。為此，如圖4D所示，本實用新型的光學(xué)圖像感測器35的其中一個感測元35C1被又分為四個的子感測元(sub-cell)35CR、35CG、35CB及35CW，其分別感測不同光線，譬如是紅光、綠光、藍光及白光，通過分別讀取這些不同子感測元，可以同時得到不同光譜的信息。圖5顯示依據(jù)本實用新型第二實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊之示意圖。如圖5所示，本實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊I’是類似于第一實施例，不同之處在于光學(xué)模塊30是埋入于透光本體10的一個凹槽15中，如此可以縮短第二光線L2傳輸?shù)木嚯x，也可以保護光學(xué)模塊30使其免受于損壞之虞。圖6顯示依據(jù)本實用新型第三實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊的示意圖。如圖6所示，本實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊I"是類似于第一實施例，不同之處在于所使用的顯示器是一種觸控型顯示器。因此，于本實施例中，透光本體10的背面12形成有多個觸控電極25,透光本體10與顯不器單兀20構(gòu)成一個觸控顯不器,供一使用者于其上進行觸控行為，用來操作電子設(shè)備。圖7顯示依據(jù)本實用新型第四實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊的示意圖。如圖7所示，本實施例的雜散光耦合式生物信息感測模塊I"'是類似于第一實施例，且透光本體10包括一可動部分18?？蓜硬糠?8可以上下移動，光學(xué)模塊30’通過耦合膠39裝設(shè)于透光本體10的可動部分18，且包括一按鈕開關(guān)38，其供可動部分18觸發(fā)以提供一按鈕的功能。按鈕的功能可以用來控制電子設(shè)備的各種軟硬件功能的啟動與否。因此，于本實施例中，光學(xué)模塊30’具有按鈕的功能，且可動部分18與按鈕開關(guān)38組成類似圖2B的按鈕90，值得注意的是，本實施例的可動部分18可以與透光本體10 —體成型，然后再利用后加工技術(shù)將其切割分開，例如利用激光切割技術(shù)，亦或者可動部分18與透光本體10是獨立成形，雖然如此，可動部分18仍可以視為透光本體10的一部分。按鈕開關(guān)38可以設(shè)置在與光學(xué)模塊30’的光圖像感測器(可參見圖4C)電連接的軟性電路板37上，軟性電路板37同時也電連接至控制處理單元40，符合電子設(shè)備的配線方式。由于這可以在參酌本實用新型的說明書及附圖輕易實施，故于此不再贅述。移動電話的使用者非常重視移動電話的外觀，若在移動電話的外殼上裝設(shè)一個感測器，是很多使用者無法接受的。本實用新型提供的雜散光耦合式生物信息感測模塊是利用顯示器的光源，光源耦合到手指后，光線會在手指內(nèi)部傳遞一段距離，如果將感測器至于顯示器旁邊，則可以有效感測手指紋峰與紋谷傳遞過來的光分布狀況。雖然使用大面積的感測器來感測靜態(tài)的手指的指紋也是可行，但是使用細長形的滑動指紋感測器來感測滑動通過于其上的手指的指紋是更佳的。通過本實用新型的上述實施例，可以提供一種雜散光耦合式生物信息感測模塊及使用其的電子設(shè)備，電子設(shè)備的外觀不會被光學(xué)感測模塊影響到，使用者在使用電子設(shè)備時，不會感覺到電子設(shè)備有破孔所造成的凹陷處或間隙。利用光學(xué)式指紋感測器，配合顯示器的光源，可以得到良好的感測效果，而不需另外提供光源給光學(xué)式指紋感測器用。也正因如此，可以利用顯示器提供不同波長的光源以供雜散光耦合式生物信息感測模塊進行感測用。在較佳實施例的詳細說明中所提出的具體實施例僅方便說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，而非將本實用新型狹義地限制于上述實施例，在不超出本實用新型的精神及以下申請專利范圍的情況，所做的種種變化實施，皆屬于本實用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述雜散光耦合式生物信息感測模塊包括: 一透光本體，具有一正面及一背面，所述正面被設(shè)計成用于承載一生物體于其上； 一顯示器單元，裝設(shè)于所述透光本體的所述背面，用于顯示一畫面；以及 一光學(xué)模塊，通過一耦合膠裝設(shè)于所述透光本體的所述背面，并與所述顯示器單元相鄰，其中所述畫面的多個第一光線通過所述透光本體耦合入射所述生物體； 所述多個第一光線在所述生物體內(nèi)行進一段距離后，從所述生物體耦合輸出多個第二光線，并通過所述透光本體進入所述光學(xué)模塊；并且 所述光學(xué)模塊感測所述的多個第二光線以產(chǎn)生一生物圖像信號。
2.如權(quán)利要求1所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述顯示器單元為一液晶顯示器單元或有機發(fā)光二極管顯示器單元。
3.如權(quán)利要求1所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述透光本體的所述背面形成有多個觸控電極，所述透光本體與所述顯示器單元構(gòu)成一個觸控顯示器，供一使用者于其上進行觸控行為。
4.如權(quán)利要求1所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述感測模塊更包括一控制處理單元，電連接至所述顯示器單元及所述光學(xué)模塊，用于控制所述顯示器單元及所述光學(xué)模塊的運作。
5.如權(quán)利要求4所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述控制處理單元控制所述顯示器單元分別顯示多個畫面，而所述光學(xué)模塊分別依據(jù)所述的多個畫面的不同波長的光線產(chǎn)生多個圖像信號。
6.如權(quán)利要求5所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述控制處理單元從所述的多個圖像信號中挑選一個當作所述生物圖像信號。
7.如權(quán)利要求5所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述控制處理單元依據(jù)對所述的多個圖像信號進行最佳化及相互補償以產(chǎn)生所述生物圖像信號。
8.如權(quán)利要求5所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述的多個圖像信號包括指紋圖像與指靜脈圖像信息。
9.如權(quán)利要求1所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述光學(xué)模塊包括: 一殼體；以及 一第一波導(dǎo)、一光圈、一第二波導(dǎo)及一光圖像感測器，全部設(shè)置于所述殼體中，其中所述第二光線依序通過所述第一波導(dǎo)、所述光圈及所述第二波導(dǎo)，而到達所述光圖像感測器以產(chǎn)生所述生物圖像信號。
10.如權(quán)利要求1所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述感測模塊更包括: 一不可見光源， 提供不可見光通過所述透光本體耦合入射到接觸的所述生物體以增加感測功能的選擇性。
11.如權(quán)利要求1所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述透光本體包括一可動部分，所述光學(xué)模塊通過所述耦合膠裝設(shè)于所述透光本體的所述可動部分，其中所述光學(xué)模塊包括一按鈕開關(guān)，其供所述可動部分觸發(fā)以提供一按鈕的功能。
12.如權(quán)利要求1所述的雜散光耦合式生物信息感測模塊，其特征是，所述透光本體上的一感測區(qū)的一長度大于或等于(2.54/x) X2公分，其中X代表沿著所述感測區(qū)的所述長度的方向的解析度，所述解析度的單位為每英寸的點數(shù)。
13.一種電子設(shè)備，其特征是，所述電子設(shè)備包括: 一機殼; 一主機板，設(shè)置于所述機殼中；以及 如權(quán)利要求4所述的感測模塊，連接至所述機殼，其中所述控制處理單元、所述顯示器單元及所述光學(xué)模塊電連接至所述主機板。
14.如權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其特征是，所述電子設(shè)備更包括: 一中央處理單元，電連接至所述主機板，用于控制所述控制處理單元的操作。
15.如權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其特征是，所述電子設(shè)備更包括: 一儲存裝置，電連接至所述主機板，用于儲存數(shù)據(jù)； 一儲存器，電連接至所述主機板，用于暫存數(shù)據(jù)；以及 一電源模塊， 電連接至所述主機板，用于提供電源。
16.如權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其特征是，所述顯示器單元包括一個靠近所述光學(xué)模塊的亮區(qū)，所述亮區(qū)的亮度高于除所述亮區(qū)以外的區(qū)域的亮度。
專利摘要一種雜散光耦合式生物信息感測模塊至少包括一透光本體、一顯示器單元以及一光學(xué)模塊。透光本體具有一正面及一背面。正面被設(shè)計成用于承載一生物體于其上。顯示器單元裝設(shè)于透光本體的背面，用于顯示一畫面。光學(xué)模塊通過一耦合膠裝設(shè)于透光本體的背面，并與顯示器單元相鄰。畫面的多個第一光線通過透光本體耦合入射生物體并在生物體內(nèi)行進一段距離后，從生物體耦合輸出多個第二光線，并通過透光本體進入光學(xué)模塊。光學(xué)模塊感測第二光線以產(chǎn)生一生物圖像信號。一種電子設(shè)備亦一并揭露。本實用新型提供的一種雜散光耦合式生物信息感測模塊及使用其的電子設(shè)備，其能有效利用顯示器的光源來達成光學(xué)式的指紋感測。
文檔編號G06K9/00GK203012748SQ20122072922
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者周正三 申請人:周正三