[发明专利]可变光场的生物图像感测系统

说明书

本发明提供一种可变光场的生物图像感测系统，包括：一中央处理器(CPU)；一显示器，电连接至CPU，显示出信息给一使用者观看或与使用者互动，并提供一数字光源至位于显示器上的一物体，显示器的一覆盖区域被物体覆盖，覆盖区域具有由外而内的一外圈区域及一内圈区域；以及一光学图像传感器，电连接至CPU，并位于显示器中或位于显示器的下方，光学图像传感器接收由物体反射的数字光源而获得物体的生物特征的光学图像以获得一图像感测信号，其中数字光源具有可变光场，可变光场从外圈区域变化到内圈区域。

技术领域

本发明涉及一种生物图像感测系统，且特别是一种可变光场的生物图像感测系统。

背景技术

传统的光学生物特征传感器，例如光学指纹传感器，是利用光学图像传感器，例如CMOS图像传感器(CIS)或电荷耦合元件(CCD)图像传感器来感测生物特征，其中可以利用一个透镜或多个透镜组成的阵列来执行直接的光学感测。

图1显示一种常见的光学式指纹传感器500，请参见图1，其主要是通过光在指纹FP接触的光学平面(其通常为菱镜510的一平面512)与指纹FP间形成的全反射原理，以在一图像传感器530上建构出指纹的图像，这种感测原理，最大的缺点是对于干燥的手指无法显示出好的连续性纹路图像，致使在特征点萃取时会有误读的问题。同时，也需要提供一准直性的光源520来当作全反射原理的光源，这也增加了成本以及设计时的复杂度。而且这样的感测模块都是以组装方式将不同组件组合而成，其制造时耗时耗力，且品质控管不易，因此不易实现量产，成本也高。

上述传统的光学式指纹传感器的另一个缺点是尺寸很大，应用场合适合大型的产品，譬如门禁管制系统。当指纹传感器要应用在手机等薄型化产品时，其厚度限制是必须小于1mm，因此，目前的主流产品还是电容式指纹传感器，其需要装设在按钮的下方，或者手机的正面或背面需要开洞，不仅破坏外观，且会藏污纳垢。而且，电容式指纹传感器也有其他缺点，譬如若要将其放在玻璃面板的下方，则感测单元与指纹的电容值远小于1fF，使得感测灵敏度不佳，随着手机的演进，无边框(edge less)屏幕更是未来的趋势，因此电容式指纹传感器无法将其设置于屏幕正下方(under display)。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种可变光场的生物图像感测系统，能利用显示器的发光单元所发出的各种光场或结构光来达成生物特征的感测。

为达上述目的，本发明提供一种可变光场的生物图像感测系统，包括：一中央处理器(CPU)；一显示器，电连接至CPU，显示出信息给一使用者观看或与使用者互动，并提供一数字光源至位于显示器上的一物体，显示器的一覆盖区域被物体覆盖，覆盖区域具有由外而内的一外圈区域及一内圈区域；以及一光学图像传感器，电连接至CPU，并位于显示器中或位于显示器的下方，光学图像传感器接收由物体反射的数字光源而获得物体的生物特征的光学图像以获得一图像感测信号，其中数字光源具有可变光场，可变光场从外圈区域变化到内圈区域。

所述生物图像感测系统还包括：一环境光传感器，电连接至所述CPU；或者所述光学图像传感器当作所述环境光传感器使用；以及所述环境光传感器感测一环境光场而产生一环境光场信号，并将所述环境光场信号传送给所述CPU，使得所述CPU根据所述环境光场信号产生一可变光场信号，并依据所述可变光场信号控制所述显示器发出所述可变光场来照明所述物体。

所述可变光场能与所述环境光场互补，以提供对所述物体的照明，以得到均匀的光学图像。

所述CPU判断所述光学图像的图像品质是否合格或可用，若是，则输出对应的所述图像感测信号，若否，则依据一判断结果来产生所述可变光场信号，以回授控制所述显示器改变所述可变光场，并指示所述使用者重新感测所述物体。

所述CPU在收到所述光学图像传感器的一部分的一区域图像感测信号后，随即回授控制所述显示器改变所述可变光场，并控制所述光学图像传感器重新产生所述图像感测信号。