TW201635193A - 指紋防偽方法以及指紋辨識裝置 - Google Patents

Abstract

一種指紋防偽方法，適用於具備感光元件之指紋辨識裝置。上述的指紋防偽方法包括下列步驟：偵測手指的透光度變化量；依據所偵測之透光度變化量是否在預設範圍內以判斷所述手指的真偽；以及當判斷所述手指為真，則對所述手指進行指紋感應。

Description

指紋防偽方法以及指紋辨識裝置

本發明是有關於一種指紋辨識方法，尤其是有關於一種適用於具備感光元件之指紋辨識裝置且具有指紋防偽功能的指紋辨識方法。

一般來說，使用者通常是透過設定一組密碼來控制電腦的存取、允許透過網路進行線上交易，或是通過住家及公司的門禁裝置。然而，這些通行密碼有可能遭到有心人士的盜取或猜出。由於每個人的指紋都是獨一無二的，因此利用指紋來進行各種加密的技術已經越來越廣泛地被使用在日常生活當中。

承上述，目前常見的指紋感測器有電容式以及光學式兩種。圖1A為習知的光學式指紋感測器的示意圖。如圖1A所示，光學式指紋感測器100包括光源102、三菱鏡104、以及照相機106。當手指108按壓三菱鏡104後，其指紋上不同深淺的紋路會對光源102所發出的入射光102-1造成吸收與破壞之後產生反射光102-2，接著由照相機106擷取對應的指紋影像資訊。圖1B為習知的電容式指紋感測器的示意圖。如圖1B所示，電容式指紋感測器101包括晶片101，晶片101 之中整合有許多電容感測器105，當手指107按壓晶片101的表面時，電容感測器105會根據指紋上不同深淺的紋路而感測到不同的電荷量，再經由電極103收集這些不同數值的電荷量而形成對應的指紋資訊。

隨著指紋仿冒技術的進步，利用樹脂、矽膠等材料製造出來的假指紋很容易就能夠騙過一般的指紋感測器，因此辨識指紋的真偽便成為本領域技術人員所研究的目標。

本發明提供一種指紋防偽方法，其與習知技術相較之下有更佳的防偽效果。

本發明另提供一種指紋辨識裝置，其適用於執行上述的指紋防偽方法。

本發明提出的一種指紋防偽方法，其包括下列步驟：偵測手指的透光度變化量；依據所偵測之透光度變化量是否在預設範圍內以判斷手指的真偽；以及當判斷手指為真，則對手指進行指紋感應。

本發明另提出的一種指紋辨識裝置，其包括背光單元、指紋感應單元以及感光單元。背光單元用以發出偵測光。指紋感應單元與背光單元相鄰配置並用以感應手指的指紋。感光單元用以感測偵測光或是環境光穿透手指後的光強度以決定手指的透光度變化量。其中，手指按壓指紋感應單元時因不同按壓力道而使得手指厚度產生變化，偵測光或是環境光對於不同厚度的手指具有不同的穿透力而在預設時間內產生透光度變化量。感光單元依據透光度變化量是否在預設範圍內而判斷手指的真偽，當判斷手指為真，則指紋感應 單元便對手指的指紋進行感測。

本發明藉由偵測手指的透光度變化量，並依據所偵測到的透光度變化量是否在預設範圍內而判斷手指的真偽。

100、101‧‧‧指紋感測器

102‧‧‧光源

102-1‧‧‧入射光

102-2‧‧‧反射光

104‧‧‧三菱鏡

106‧‧‧照相機

107、108、205‧‧‧手指

101‧‧‧晶片

103‧‧‧電極

105‧‧‧電容感測器

200、400、500‧‧‧指紋辨識裝置

201‧‧‧印刷電路板

202‧‧‧背光單元

202-1‧‧‧偵測光

203‧‧‧指紋感應單元

204‧‧‧感光單元、光敏電阻

206‧‧‧環境光

T‧‧‧時間軸

V‧‧‧電壓軸

t1‧‧‧預設時間

a、b‧‧‧電壓值

c‧‧‧斜率

d‧‧‧電壓差

501‧‧‧頂部

502‧‧‧底部

503‧‧‧連接部

601、602、603‧‧‧步驟

圖1A為習知的光學式指紋感測器的示意圖；圖1B為習知的電容式指紋感測器的示意圖；圖2為本發明一實施例之指紋辨識裝置的示意圖；圖3為本發明一實施例之手指透光度變化量的曲線圖；圖4為本發明另一實施例之指紋辨識裝置的示意圖；圖5為本發明一實施例之指紋辨識裝置的硬體示意圖；圖6為本發明一實施例之指紋防偽方法的流程圖。

圖2為本發明一實施例之指紋辨識裝置的示意圖。如圖2所示，指紋辨識裝置200包括背光單元202、指紋感應單元203以及感光單元204。背光單元202用以發出偵測光(或稱為光線)202-1。在本實施例中，偵測光202-1例如是用來使手指205產生指紋影像資訊，而不是用來偵測手指205的真偽。指紋感應單元203與背光單元202相鄰配置並用以感應手指205的指紋，即指紋感應單元203與背光單元202堆疊設置。感光單元204用以感測環境光206穿透手指205後的光強度以決定手指205的透光度變化量。在本實施例中，感光單元204配置於背光單元202的兩側並用以偵 測環境光206穿透不同厚度的手指205時的透光度變化量，可視為感光單元204設置於指紋感應單元203下方。其中，當手指205按壓指紋感應單元203時會因應不同按壓力道而使得手指205的厚度產生變化，而由於環境光206對於不同厚度的手指205具有不同的穿透力，因而會在預設時間內產生某種程度的透光度變化量，感光單元204依據此透光度變化量是否在預設範圍內而判斷手指205的真偽，當判斷手指205為真，則指紋感應單元203便對手指205的指紋進行感測。此外，背光單元202較佳地為配置在印刷電路板201之上以便與指紋辨識裝置200的其他電子元件(圖未示)做訊號的溝通。

詳細來說，本實施例中的感光單元204可以是以光敏電阻來實現，但並不用以限制本發明。光敏電阻係依據光強度的變化而具有例如55K歐姆至5K歐姆的電阻值，因此可以將手指205的透光度變化量轉換為例如是電壓的形式，以下將以圖3來繼續說明。圖3為本發明一實施例之手指透光度變化量的曲線圖。如圖3所示，橫軸T表示為時間軸，縱軸V表示為電壓軸。請參照圖2及圖3，當手指205剛開始接觸到指紋感應單元203的表面時，因為環境光206被手指205所遮蔽而使得光敏電阻204的電阻值較高，因而產生對應的電壓值a。而當手指205在預設時間t1內持續按壓指紋感應單元203的時候，手指205的厚度會漸漸變薄，此時手指205的透光度會增加，因而使得環境光206能夠更容易地穿透手指205而被光敏電阻204所感應，此時光敏電阻204的電阻值便會降低，因此產生對應的電壓值b，藉由電壓值a、b以及預設時間t1可以計算出對應斜率c，當對應 斜率c在預設範圍內時，即判斷手指205為真手指。本領域技術人員均可依據不同的設計需求而調整所述的預設時間t1以及對應斜率c的預設範圍，本發明在此不再贅述。

類似地，除了上述利用電壓值a、b在預設時間t1的對應斜率c來判斷手指205的真偽，本領域通常知識者亦可藉由判斷電壓值a、b之間的電壓差d是否大於預設的臨界值而決定手指205的真偽。同樣地，電壓差d的範圍亦可依據不同的設計需求而調整，因此本發明不再贅述。

此外，因為由不同材料所製成的光敏電阻204會對不同波長的光源而有不同的光電轉換效率，因此本領域技術人員亦可以針對不同材料所製成的光敏電阻204而將環境光206替換成具有特定波長的單色光，以使光敏電阻204具有最佳的光電轉換效率，進而將指紋防偽的效能再提升。

圖4為本發明另一實施例之指紋辨識裝置的示意圖。圖4與圖2中相同的標號表示相同的元件或訊號。如圖4所示，指紋辨識裝置400的各種元件配置方式與圖2中的指紋辨識裝置200大致相同，主要差異在於指紋辨識裝置400係藉由背光單元202所發出的偵測光202-1來判斷手指205的真偽，因此在本實施例中的感光單元204必須配置於指紋感應單元203的上方，即手指205夾設於感光單元204與指紋感應單元203之間，如此一來，當手指205按壓指紋辨識裝置400的指紋感應單元203時，背光單元202所發出的偵測光202-1會被配置於指紋感應單元203上方的感光單元204所感應。本實施例判斷手指205真偽的方法實質上與前述相同，因此不再贅述。為了將感光單元204配置於指紋感應單元203的上方，因此需要與前一個實施例有不同的硬 體配置方式，此硬體配置方式將在後面說明。

圖5為本發明一實施例之指紋辨識裝置的硬體示意圖。如圖5所示，指紋辨識裝置500具有頂部501、底部502以及連接部503。頂部501以及底部502之間相距有預設距離並形成容納空間以容納手指。連接部503用以連接頂部501以及底部502。請參照圖4及圖5，底部502包含相鄰配置的指紋感應單元203以及背光單元202，頂部501包含感光單元204以偵測背光單元202所發出的偵測光202-1穿透不同厚度的手指205時的透光度變化量。

本發明由以上所述可以歸納出一種指紋防偽方法。圖6為本發明一實施例之指紋防偽方法的流程圖。如圖6所示，指紋防偽方法方包括步驟601~603。步驟601：偵測一手指的透光度變化量。步驟602：依據所偵測之透光度變化量是否在一預設範圍內以判斷該手指的真偽。步驟603：當判斷該手指為真，則對該手指進行一指紋感應。

綜上所述，由於手指的透光度變化量因人而異，因此當按壓指紋辨識裝置時，手指的透光度會隨著手指的厚度不同而變化。本發明藉由感光單元量測手指的透光度變化量在預設時間內是否符合預設範圍的值，若是感光單元量測到的透光度變化量符合預設範圍內的值，便可以判斷此手指為真手指，因此可以達到指紋防偽的功效。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

601~603‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種指紋防偽方法，適用於一具有感光元件之指紋辨識裝置，其包括：偵測一手指的透光度變化量；依據所偵測之透光度變化量是否在一預設範圍內以判斷該手指的真偽；以及當判斷該手指為真，則對該手指進行一指紋感應。
2. 如申請專利範圍第1項所述之指紋防偽方法，其中，該感光元件在一預設時間內依據該手指的透光度變化量而產生一具有對應斜率的電壓值，當該斜率的絕對值在該預設範圍內，則判斷該手指為真。
3. 如申請專利範圍第1項所述之指紋防偽方法，其中，該手指的透光度變化量係有關於該手指之一第一透光度以及一第二透光度，該感光元件在一預設時間內依據該第一透光度而產生一第一電壓值並依據該第二透光度而產生一第二電壓值，當該第一電壓值與該第二電壓值的差大於一預設的臨界值時，則判斷該手指為真。
4. 如申請專利範圍第1項所述之指紋防偽方法，其中，該手指的透光度變化係與該手指按壓該指紋辨識裝置時的手指厚度變化有關。
5. 一種指紋辨識裝置，其包括： 一背光單元，用以發出一偵測光；一指紋感應單元，與該背光單元相鄰配置並用以感應一手指的指紋；以及一感光單元，用以感測該偵測光或是一環境光穿透該手指後的光強度以決定該手指的透光度變化量；其中，該手指按壓該指紋感應單元時因不同按壓力道而使得該手指厚度產生變化，該偵測光或是該環境光對於不同厚度的手指具有不同的穿透力而在一預設時間內產生該透光度變化量，該感光單元依據該透光度變化量是否在一預設範圍內而判斷該手指的真偽，當判斷該手指為真，則該指紋感應單元便對該手指的指紋進行感測。
6. 如申請專利範圍第5項所述之指紋辨識裝置，其中，該感光單元在該預設時間內依據該手指的透光度變化量而產生一具有對應斜率的電壓值，當該斜率的絕對值在該預設範圍內，則判斷該手指為真。
7. 如申請專利範圍第5項所述之指紋防偽方法，其中，該手指的透光度變化量係有關於該手指之一第一透光度以及一第二透光度，該感光元件在一預設時間內依據該第一透光度而產生一第一電壓值並依據該第二透光度而產生一第二電壓值，當該第一電壓值與該第二電壓值的差大於一預設的臨界值時，則判斷該手指為真。
8. 如申請專利範圍第5項所述之指紋辨識裝置，其中，該感光單元配置於該背光單元的兩側並用以偵測該環境光穿透 不同厚度的手指時的透光度變化量。
9. 如申請專利範圍第8項所述之指紋辨識裝置，其中，該環境光包含至少一個具有特定波長的單色光。
10. 如申請專利範圍第5項所述之指紋辨識裝置，其中，該指紋辨識裝置具有一頂部、一底部以及一連接部，該頂部以及該底部之間相距一預設距離並形成一容納空間以容納該手指，該連接部用以連接該頂部以及該底部，該底部包含相鄰配置的該指紋感應單元以及該背光單元，該頂部包含該感光單元以偵測該背光單元所發出的偵測光穿透不同厚度的手指時的透光度變化量。