[发明专利]光学测距系统及其操作方法

权利要求书

1.一种光学测距系统，用以检测手指距离及生理特征，所述光学测距系统包含：

第一光源，发出第一波长的光至所述手指；

第二光源，发出第二波长的光至所述手指；

光源控制单元，控制所述第一光源及所述第二光源发光；

图像传感器，以取样频率接收来自所述手指的反射光以生成相对所述第一光源点亮的多张第一图像图框及相对所述第二光源点亮的多张第二图像图框；以及

处理单元，根据所述第一图像图框或所述第二图像图框计算所述手指距离，并当所述手指距离在预设范围内时根据所述第一图像图框及所述第二图像图框计算所述生理特征。

2.根据权利要求1所述的光学测距系统，其中当所述手指距离在所述预设范围内时，所述处理单元：将每张所述第一图像图框分割为至少两部分并计算每一部分的平均亮度，分析所述第一图像图框的所述每一部分的所述平均亮度以求得第一亮度变化；将每张所述第二图像图框分割为至少两部分并计算每一部分的平均亮度，分析所述第二图像图框的所述每一部分的所述平均亮度以求得第二亮度变化；并根据所述第一亮度变化及所述第二亮度变化计算所述生理特征。

3.根据权利要求1或2所述的光学测距系统，其中所述生理特征包含血氧浓度和/或脉搏数。

4.根据权利要求2所述的光学测距系统，其中所述处理单元还根据至少一个阈值与所述第一亮度变化及所述第二亮度变化中的至少一者的比较结果计算脉搏数。

5.根据权利要求1所述的光学测距系统，其中当所述手指距离在所述预设范围内时，所述光源控制单元：控制所述第一光源及所述第二光源轮流点亮以使所述图像传感器轮流接收所述第一光源及所述第二光源的反射光；或者控制所述第一光源及所述第二光源同时点亮以使所述图像传感器同时接收所述第一光源及所述第二光源的反射光，且所述图像传感器包含滤光器，该滤光器覆盖于所述图像传感器的感测面的一部分。

6.根据权利要求1所述的光学测距系统，其中所述第一光源、所述第二光源、所述光源控制单元、所述图像传感器及所述处理单元封装成控制芯片以输出经编码、排序及压缩中的至少一种程序处理的所述手指距离及所述生理特征。

7.根据权利要求1所述的光学测距系统，其中当所述手指距离不在所述预设范围内时，所述处理单元还检测手指动作。

8.根据权利要求1所述的光学测距系统，其中当所述手指距离不在所述预设范围内时，所述光源控制单元控制所述第一光源或所述第二光源中的一者发光。

9.根据权利要求1所述的光学测距系统，其中所述图像传感器包含像素阵列或包含位置彼此分离的多个感测像素，以用于感测所述手指的反射光。

10.根据权利要求1所述的光学测距系统，其中所述处理单元还补偿因温度变化所造成的误差。

11.一种光学测距系统的操作方法，该操作方法包含：

第一模式，用以检测手指距离；以及

第二模式，用以检测生理特征，其中当所述手指距离在预设范围内时，所述光学测距系统由所述第一模式切换至所述第二模式。

12.根据权利要求11所述的操作方法，其中所述第二模式还包含下列步骤：

提供第一波长及第二波长的光至手指表面；

以图像传感器获取所述第一波长的光的反射光以生成多张第一图像图框并获取所述第二波长的光的反射光以生成多张第二图像图框；

将每张所述第一图像图框及每张所述第二图像图框分割成至少两部分并求得每一部分的平均亮度；

分析所述第一图像图框的所述每一部分的所述平均亮度以求得第一亮度变化并分析所述第二图像图框的所述每一部分的所述平均亮度以求得第二亮度变化；以及

根据所述第一亮度变化及所述第二亮度变化求得所述生理特征。

13.根据权利要求12所述的操作方法，该操作方法还包含下列步骤：根据至少一个阈值与所述第一亮度变化及所述第二亮度变化中的至少一者的比较结果计算脉搏数。

14.根据权利要求11所述的操作方法，该操作方法还包含下列步骤：

利用表示单元显示所述生理特征；以及

当所述生理特征超出预设值时生成警示状态。