用于检测生物特性的集成发光显示器及传感器的制作方法

本申请案是2017年5月19日申请的第15/600,480号美国申请案的部分接续，且基于并主张由jeromechandrabhat在2016年6月9日申请的第62/348,096号美国临时专利申请案及由jeromechandrabhat及richardianolsen在2016年5月23日申请的第62/340,218号美国临时专利申请案的优先权，所述案转让给本案受让人且以引用方式并入本文中。

本发明涉及感测生物特性，例如血流、血液成分、指纹、血管图案、面部等，且特定来说涉及使用光及光电检测器感测此类特性。

背景技术：

已知将特定波长的光(例如，红光或ir光)施加到人体部位(例如，手指)且测量透过人体部位的光可用来检测血流(例如，脉冲)、血液中的成分(例如血红蛋白)、脂肪及其它特性。一般来说，光吸收与特定特性相关。

然而，此类系统通常限于仅执行单一功能的医疗装置。此外，由于光吸收的测量是通过身体部位进行，因此必须特别地使装置环绕被测试的特定身体部位，例如手指。

需要一种可用于各种功能且可用于医疗以及非医疗目的(例如用户认证)的更灵活且紧凑的生物传感器。对于用户认证，生物传感器应能够容易集成到现有消费产品中。

专栏31中的第9,570,002号美国专利描述将irled发射器连同光电检测器一起添加到全色显示屏的矩阵中。接着，用户可触碰屏幕，且可通过检测触碰屏幕的指尖的脊的反射来检测用户指纹的图像。检测仅针对指尖的表面且不测量深入手指的任何光吸收，以便检测血管或血流。因此，如果装置用于认证，那么模拟/伪造指纹可能欺骗装置。另外，显示屏是紧密封装的红色、绿色及蓝色led阵列，且难以将irled及光电检测器添加到现有led阵列中而不损失分辨率。此外，开发具有集成显示像素及检测像素的新显示屏将是非常昂贵的。

技术实现要素：

描述一种集成且紧凑的发光器及传感器装置，其可用来使用所述装置检测人的生物特性。所述特性可用于医疗/诊断目的以及人认证。例如，所述装置可安装在智能电话、计算机或甚至枪中以认证用户。

在一个实施例中，由多波长光源(例如led或过滤白光)形成的高分辨率像素在施加到皮肤时提供穿透身体部位(例如手指)的光。光电检测器阵列集成在发光器中且检测从身体部位回射的光的幅值，其中所回射光的幅值受身体部位吸收光影响。光电检测器阵列可产生光吸收的高分辨率图像。可控制像素(例如，发射波长)以瞄准某些生物特性，且装置的分辨率可为高以检测详细特性，例如指纹及血管图案。甚至可捕获视频图像。光学件可用来仅在一定皮肤深度处检测吸收，以便检测血管的位置。装置中的处理器可经编程以分析来自光电检测器的信号且生成结果，例如用户认证。

由于同时伪造指纹及血管图案两者非常困难，因此与仅指纹检测器相比，装置具有更高认证可靠性。

在另一实施例中，led光(例如，ir光)耦合到透明光导的边缘中，且归因于光导及空气的折射率非常不同，在光导内通过tir引导所述光。假设用户的手指按压在光导表面(例如玻璃)上以进行指纹检测，那么手指及玻璃的折射率紧密匹配。指纹顶(脊)接触玻璃表面，而槽将产生气隙。因此，光将仅呈顶图案从光导拉出并进入手指。因此，光导可为透明的。高分辨率光电检测器阵列位于光导后方。接着，从接触光导的顶部表面的身体部位(例如，手指)反射的光反向透过光导且由光电检测器阵列检测。装置还可任选地操作为显示器，其中显示像素位于光导后方。所得所检测图像可用于通过指纹、血管图案或其它生物特性组合认证用户。在一个实施例中，光导也是与检测器部分横向间隔开的显示屏的显示器玻璃，因此检测器及显示器是集成的。显示像素可为常规的，例如oled，且仅检测器光源使用显示器玻璃作为光导。通过将显示器玻璃用作显示器的光导及保护层(或显示器的触摸屏)的双重目的，存在协同作用及集成，且tir均匀地散布光以进行指纹/血管检测。检测器的光源可光学地耦合在显示器玻璃的任何边缘附近。

检测器阵列可分布在整个显示像素中或与显示器部分横向间隔开。

光将经由指纹顶进入一定手指距离，且还在手指内散射且由一定深度内的血管吸收。这将产生二次反射图案，其可结合指纹图案用来检测指纹与血管图案之间的位置关系。指纹图案将是高对比度的，而血管图案将有效地叠加在指纹图案上方。

在一个实施例中，光源及光传感器部分例如沿显示器部分的一侧与显示像素横向间隔开，以免占用显示器部分中的任何空间。显示器部分通过光传递面板(例如薄玻璃面板)发射光以生成图像。玻璃面板甚至可包含电容式触摸传感器。生物检测器部分的光源例如靠近光传感器部分与显示器部分横向间隔开，或光源光学地耦合到光传递面板的边缘，且光传递面板充当光源的波导，如先前所描述。因此，检测是通过与显示区域分开的区域进行。光源可发射ir光，而显示器部分从像素阵列发射红光、绿光及蓝光。以这种方式，光源及检测器部分不影响显示器部分，而显示器部分及检测器部分两者使用同一光传递面板。因此，显示器及传感器是集成的但横向间隔开。

装置还可用作脉冲传感器或用作吸收目标波长的某些血液成分的传感器。

可单独激励发射不同波长的不同led，且由广谱光电检测器检测所反射光以确定身体部位的不同类型的生物特征。

光学件可用来聚焦光以仅在一定身体部位(例如血管)深度处检测生物特征。

额外传感器可集成到光学传感器中，例如气体传感器、用于检测脉冲的电极等。

装置可紧凑且便宜，从而使得它可以用在在便携式装置中以认证或分析用户的生物特性。

描述此类装置的各种其它设计及用途。

附图说明

图1是可在选定区域中发射选定波长的光的高分辨率发光器的俯视图，其中所述装置还在每一多波长像素区域内包含光电检测器阵列以感测来自接触发光表面的人体部位的光吸收。

图2是图1的装置的横截面视图，展示人的手指放置在发光表面上以检测指纹、血流、血液中的血红蛋白或用于认证或医疗诊断的其它特性。

图3说明光波长与血液中血红蛋白及氧合血红蛋白吸收的相关性，其可由图1及2的装置中的处理器用来确定人的血液中此类成分的浓度。

图4是包含用于检测生物特性的光源及光传感器的装置的另一实施例的横截面视图，其中光注射到透明或半透明光导的边缘部分中且从光导的前表面发射，且其中光电二极管阵列位于光导后方以检测人体部位吸收光的图像。

图5说明固定到透明层(例如智能电话、膝上型计算机或其它消费装置的保护外层)的图4的装置。

图6说明图4的装置，其扩增有用于感测来自人体部位的电信号(例如用于组合所反射光的检测来检测ekg信号)的电极。

图7说明图5的装置，其进一步扩增有用于检测从人发出的气体的敏感气体感测元件。

图8说明图6的装置，其进一步扩增有用于确定与装置接触的身体部位(例如，手指)的温度的非接触式、红外线温度传感器。

图9说明本发明的另一实施例，其中聚焦透镜邻接光电传感器阵列以获得更高分辨率、更高信噪比且形成更紧凑装置。

图10是具有高分辨率光电检测器阵列的单一集成电路芯片的正视图。透镜阵列位于检测器阵列上方，聚焦入射光且减少进入光电检测器的直射光量以增加信噪比。光源可具有许多合适设计，例如透明光导，所述光导仅沿与其接触的人体部位的方向发射光。所反射光反向透过光导到光电检测器。

图11类似于图10，但是将光源(例如，led或激光)与光电检测器集成在同一表面上。

图12标识可利用各种装置执行的功能。

图13是由装置执行以检测用户的生物特性的基本步骤的实例的流程图。

图14是集成传感器及显示器的另一实施例的俯视图，其中传感器部分与显示器部分横向间隔开但是与显示器部分使用同一盖玻璃。

图15是图14的装置的横截面视图，展示传感器部分及ir发射器与显示器部分横向间隔开以免影响显示器部分。为了便于理解，图15中对照图14的更准确横截面并排展示传感器及ir发射器。

图16是集成显示器/传感器的横截面视图，展示沿显示器部分的边缘的传感器部分的更多细节。

图17是集成显示器/传感器的横截面视图，展示电耦合到检测器元件的底部部分的导电迹线。

图18说明发射由身体部位反射及吸收的光的图15的装置，其中检测所反射光以产生所反射/所吸收光的所感测图像以认证用户。

图19说明另一实施例，其中显示区域是部分透明的，且传感器通过显示区域从身体部位接收光。

图20是图19的实施例的实例的横截面视图，其中显示器部分具有分布式透明区域，来自身体部位的所反射光通过所述透明区域传递以由显示器部分下方的检测器阵列感测。显示像素(例如，红色、绿色及蓝色子像素)可为检测器阵列提供光源或光源可为单独光源，例如ir发射器。

图21是另一实施例的横截面视图，其中红色、绿色及蓝色oled子像素形成在顶部衬底上，且一或多个光电二极管连同薄膜晶体管一起形成在底部衬底上以检测来自身体部位的所反射光，同时薄膜晶体管控制显示像素。

图22是另一实施例的横截面视图，其中ir发射器(例如一或多个irled)光学地耦合到显示器的显示器玻璃的边缘，充当光导，且其中显示器玻璃发射光以从与所述玻璃接触的身体部位反射。可仅在与显示区域横向间隔开的区域中检测光，或可由分布在显示区域内的光电检测器检测光。

图23是另一实施例的横截面视图，其中液晶像素连同光电二极管一起形成在透明衬底(例如，玻璃)上，其中来自背光灯的光通过液晶层传递且从身体部位反射以由光电二极管检测。

各个图中相同或等效的元件是用相同数字标记。

具体实施方式

描述各种类型的生物传感器装置，其发射特定波长的光且使用图像捕获来检测接触(或接近)发光窗口的人体部位的光吸收。描述其它用途。

图1是生物传感器装置10的俯视图，其具有适于捕获身体部位反射图像的尺寸。在一个实施例中，装置10仅足够大到检测触碰其表面的手指。

装置10包括由微led12或其它光源形成的像素阵列11，例如垂直腔表面发射激光(vcsel)。此类激光被视为是发光二极管的子组。led12可为发射不同的所关注峰值波长的不同种类，或led12可为具有不同磷光体以发射不同的所关注波长的相同种类(例如，uvled)。在所展示实例中，单一像素11中的led12包含红色r、蓝色b、绿色g及ir发射led。不同波长以不同量穿透皮肤；较短波长(蓝色、绿色)比较长波长(红色、红外线)更浅地穿透到皮肤中。在另一实施例中，装置10仅用于特定功能，例如检测手指中的血流，且led12仅针对特定功能发射单一窄波长带，例如红色或ir。每一像素11还包含宽带光电二极管14或其它类型的光电检测器。可单独激励发射不同波长的led12，因此光电二极管14的输出可与由激励led12发射的波长相关。装置10的分辨率可与高分辨率显示器相同。

任选地，还可使像素阵列内的任一峰值波长的led循序地照射，同时读取来自像素阵列内的一或多个检测器，以消除串扰以便实现通过数字处理获得的图像的分辨率的进一步增强。例如，此循序照射实现身体部位内的吸收特征(例如，血管)的位置与仅仅散射但是不吸收光的位置的增强区分。另外，(若干)被读取的检测器可仅为邻近照射led的那些检测器，使得高度局部化所取样身体部位区域。

led可为oled或无机led。

替代地，各种颜色像素可由液晶显示器(lcd)形成。典型lcd使用具有宽波长范围的白光背光灯。颜色过滤器(例如红色、绿色、蓝色及ir颜色过滤器)形成子像素且位于可控液晶层后方。液晶层有效地具有用于每一子像素位置的光闸。通过控制光闸来控制每一像素中的不同颜色。接着，光电二极管14可形成在lcd层顶部上方或lcd层下方的透明层压层中。

在任一实施例中，光电二极管14及发光像素位于要分析的人体部位的同一侧，使得光电二极管14检测所反射光的图像，以便由检测人的皮肤吸收光。这与检测传递穿过人体部位的光量的已知装置形成对比。所反射光的图像对应于所吸收光的图像，因为被检测的身体部位中的局部吸收基本上是通过检测由不同光电二极管14接收的所反射光之间的差异来确定。此类差异可用来绘制吸收图案及比较其与所存储吸收图案。因此，所反射光的绝对幅值可基于被取样的身体部位、任何环境光、到led的电流等而变化，但是光反射幅值的差异仍将对应于身体部位内的吸收图案。

组合指纹检测器及血管位置检测器的像素阵列11的实例可为2cmx2cm且包含800个像素11的阵列。分辨率可低至0.25mm。此阵列尺寸可并入智能电话或其它手持型装置中以使用两个不同测试认证用户。

led控制器18使用例如行及列寻址来控制led12的激励，且由光电检测器控制器20控制光电二极管14。处理器22提供控制器18及20的总体控制且检测各种光电二极管14的输出以进行进一步处理，这取决于所期望功能。在一个实施例中，处理器22控制装置以检测指纹以及手指中血管的位置、脉冲及血液中的成分。可获得多个图像(如同视频)以分析血流。处理器22可比较数据与存储器中的所存储信息以认证用户或可将数据用于医疗分析。

在一个实施例中，led控制器18对led的照射进行光栅化或以其它方式进行空间排序，同时光电检测器控制器20捕获对应于多种不同照射状态的图像序列。处理器22可处理数据序列以补偿所散射光的所捕获图像，由此增加通过吸收与装置接触的身体部位内的特征形成的所组合图像的分辨率。

整个装置10，包含处理器22及控制器18/20，可形成为仅需要电源线及数据线的单一模块化装置。

可单独激励像素阵列的不同区段或像素11中的一者以减少来自不同像素11的光电二极管14与led12之间的串扰。理想地，身体部位与装置10直接接触以最小化撞击及反射光的散射以获得最高分辨率图像。聚焦及定向光学件也可用来进一步提高分辨率。

图2是图1的装置10的简化横截面视图，展示人的手指23与所述装置的保护玻璃盖24直接接触。还展示手指23中的血管25。归因于手指23具有远高于空气的折射率(例如，1.5)，但是类似于玻璃盖24的折射率，指纹脊26(直接接触玻璃)及指纹谷27(与玻璃分离)将在那些区域中引起不同量的光反射28。归因于玻璃/空气界面处的tir，谷区域将反射来自玻璃表面的相对高百分比的光，而脊区域将吸收相对高百分比的光。归因于光电二极管14的高分辨率，一些光电二极管14将位于谷27下方且其它光电二极管14将位于脊26下方，因此指纹的图像可由处理器22(图1)检测且可为与用于认证用户的所存储指纹相关。

玻璃盖24可包括无机玻璃、结晶材料(例如蓝宝石)、玻璃陶瓷或聚合物。

已知用来阻止指纹检测器的方式。作为防止欺诈的附加保证，处理器22还处理光电二极管14数据以确定与手指中的血管一致的低波长(例如，红色、ir)吸收的图案。光经由指纹脊进入手指达一定距离。血管相对于指纹的形状及位置在个体当中是独特的且非常难以伪造。此数据与用于认证的所存储数据相关。例如，用户执行初始基线检测，其中检测及存储组合指纹图案及血管图案。对于认证，如果新检测基本上匹配基线图案，那么认证用户。还可获得其它血液数据以进行医疗分析。图2展示血管25的皮肤深度处的光反射率28，其中与不包含目标深度内的血管的手指区域相比，血管位置处的红光/ir光的吸收更高。接着可由处理器22绘制所检测血管的图(与指纹图案结合或分开)，且与参考血管的所存储图进行比较。

光电二极管14信号可通过处理器22彼此相减使得差异与所关注波长的吸收相关。由高分辨率光电二极管14输出的信号的差异而非仅仅是其绝对值允许由光电二极管14从led直接接收的光的共模抑制，因此极大地增加信噪比。

一般来说，跨延伸区域的光电二极管阵列14允许装置10充当用于接触或紧邻玻璃盖24的适当对比度物品的图像捕获装置。因此，在身体部位(例如手指、手掌、手腕或面部)接触或紧邻玻璃盖24的情况下，装置10可用来捕获有益的生物认证及生物度量数据(例如指纹)、浅皮下生物认证数据(例如血管图案)、面部及其它肤色信息、及皮肤驻留病原体的存在。

此外，像素阵列可简单地用来检测接触或紧邻玻璃盖24的一或多个手指或其它身体部位的存在及运动，由此允许所述阵列用来感测各种姿势或用作触摸屏或简单“按钮”而无需进一步的专用触摸传感阵列、机械按钮或离散姿势子系统。

另外，通过对不同颜色的led12进行排序，可对身体部位执行光谱法，从而产生光学采集的生物度量数据。在波长穿透皮肤达一定程度的情况下，可获得皮下生物度量数据。例如，红色及绿色两者可用来检测血流、血管及确认心率，且适当波长的红色及红外线的组合可用来确认血液氧合。

不同波长以不同量穿透皮肤；较短波长(蓝色、绿色)比较长波长(红色、红外线)更浅地穿透到皮肤中。因此，通过在像素波长内进行扫描，可获得对不同深度的真皮进行取样取样的图像。接着可使来自不同图像的数据彼此相减以产生额外分辨率。例如，可从捕获浅表数据及皮下数据两者的红色图像减去捕获数据数据的蓝色图像以便仅显现皮下数据。

扩展波长响应范围可采集甚至更多信息。通过混合或添加在较高或较低频率下具有响应度的额外像素，可确认额外功能，例如病原体检测、uv曝光、水合作用及身体化学反应。在一些情况下，uv可用来检测血液或皮肤中的荧光成分。

另外，通过捕获图像序列(即，视频)，可获得血液脉冲沿血管的迁移，从而提供进一步生物度量数据，例如心率、可从中推断血压的血液脉波速度、心输出量、每搏输出量—直接或通过推理。图像序列还可用来观察血流及推断被检查的身体部位确实包括活体部位且不包括尝试例如通过使用欺骗材料样本或分离或死亡的身体部位来伪造生物认证事件。同样地，连同光电检测器一起组合使用生成各种颜色的led可提供例如应用于拥有指纹副本的人手指的材料的识别，但是同时展示生理验证。这种“视频”能力接着可帮助阻止保形材料的指纹欺骗。

在捕获及处理扩展图像序列的情况下，可能需要在视频捕获期间为对象的运动提供补偿。在这种情况下，利用例如蓝色、绿色或其它适当光源捕获的浅表图像的运动可用来在视频捕获期间跟踪对象的运动且可用来补偿例如利用红光或红外光捕获的所捕获皮下图像的运动。

鉴于穿透到手指中的光受基于手指中结构的反向散射及反射的变动影响，最好将从最少渗透到手指中的光(例如蓝光)检测指纹。但是，可利用宽范围的可见及近红外波长读取指纹。

使用更长波长，可采取皮下图像。例如，使用允许2mm到3mm或更多穿透到真皮中的照射波长及功率将允许光穿透到可在其中发现毛细血管及静脉的皮下区域。鉴于血管将与指纹脊及谷重合，从血管收集的图像也将可能受指纹脊及谷的存在影响。因此，指纹脊及谷的存在均可增强用于辨识的层的特异性或可从血管的图像去除。在其中期望去除指纹的一个实例中，可部署简单地减去由如先前所论述的较短波长光捕获的指纹图像的技术。替代地，这可经由图像处理来完成，例如通过过滤或具有类似影响的其它技术。还可通过设置检测器阵列使得那个检测器的焦点基本上单独或大部分是皮下，例如通过在系统中包含光学件(在后图中展示)来最小化指纹的影响。

而且，通过检测指纹及血管图像两者，手指在装置上的定向可为随机的，因为指纹图像可为血管图像提供参考。因此，无论手指在装置上的位置如何，仍可准确地比较相对于彼此的图像与所存储相对图像。

作为这个生物认证方法的人工产物，同时可提取重要生理信息。通过研究在不同照射下捕获的血管的图像，可直接在感测区域下方执行组织的光谱分析，可从所述感测区域执行血液、组织间液或组织的化学反应。例如，通过在两个不同波长(例如680nm及850nm)下研究图像(在所述波长内血红蛋白及氧合血红蛋白具有不同消光系数变化(图3))，可测量血氧饱和度spo2。扩展开来说，通过研究在适当照射波长下捕获的图像，可检测血糖、红细胞计数、白细胞计数、血液co2、血糖、及其它血液及组织间液溶质。

在所有上述配置中，可能需要考虑环境光的影响。具体来说，在研究薄体部位(例如手指)的情况下，环境光可通过手指传播到检测器阵列，从而干扰所接收信号或图像。因此，可能需要考虑环境光的影响。环境光可包括基本上稳态的光源(例如日光)或调制光源(例如白炽灯照明或调制led照明)。可通过在阵列光源处于“关”状态时首先对检测器阵列进行取样来量化源自环境光的所检测光学信号的部分。接着，当阵列光源处于“开”状态时，可从检测器阵列随后捕获的信号减去这个信号以便推断仅与阵列光源的照射有关的信号。另外，由于所有光电二极管14可检测相同量的环境光，因此减去共模信号会抵消环境光。

通过光电检测器配置及每一像素中多个光电检测器的选项，可进一步增强这种相关双重取样方法。通过在远高于任何环境光调制的频率下调制阵列光源及阵列检测器取样时间，可促进这种“环境光抑制”。可由检测器阵列本身进一步检测任何环境光调制的频率。

虽然上文描述利用微led显示器的实例，但是可通过将扩展检测器阵列集成到适当分辨率的任何其它显示器(例如oled显示器或有源矩阵lcd显示器)中来实现功能上等效的模态。具体来说，如果显示器包含集成半导体元件(例如非晶硅、多晶硅或有机半导体)，那么可使用基本上类似的半导体处理在显示器中形成光电二极管阵列，因此具有最小额外处理成本及更高分辨率。

在例如光学模块、玻璃上芯片(直接附接到盖玻璃的芯片)或显示器上芯片(直接附接到显示器玻璃的芯片)中也可利用单独的扩展检测器阵列实现功能上等效的模态。此模块、玻璃上芯片或显示器上芯片可与显示器直接集成在一起，或可包括独立阵列；且可包括其自身照射源，或可经布置以便利用外部光源(例如来自显示器)或任何其它适当现有像素化、均匀、侧面、点或其它照射源。

扩展检测器阵列可包括集成传感器阵列(例如cmos图像传感器)，且可具有如图4中所描绘般集成的光学件(稍后描述)。模块盖玻璃本身可任选地完全或部分地涂覆有光学增强、光学过滤或光学阻挡层，抗反射涂层等。

此模块可操作为多个人机界面及生理增强到终端应用的集成点。特征(例如但不限于消费装置上的光学运作开/关或其它“按钮”)、高级功能的姿势辨识(例如捏合、缩放、滚动、操纵杆、轨迹球、签名)可经由算法或软件添加到现有操作。

还可利用压力传感器或压力感测阵列增强集成或独立传感器模块以提供额外机械按钮动作。还可集成层压电容式传感器阵列层，从中可确定“触碰”事件的发生及触碰事件的相关联力。触碰事件的力的确定还可用作对消费者的反馈：触碰事件的幅值未针对最优生物认证或生物度量数据进行优化。例如，在模块上过度按压可能限制血液流向毛细管，由此影响从其接收的信号。

集成或独立传感器模块还可经由光学透明粘合剂(例如环氧树脂、硅酮、丙烯酸树脂或低温熔融玻璃(例如熔接玻璃或复合半导体玻璃))进一步直接接合到显示器或盖玻璃。在这种情况下，接合可包括跨模块盖玻璃及显示器玻璃的整个界面延伸的粘合剂。替代地，粘合剂可仅施配在所述界面的一部分上(例如，在边缘处)，且大部分模块盖玻璃及显示器玻璃可简单地接触或紧邻。

图4说明另一实施例，其中光源30(例如发射相同或不同波长的led)仅位于光导32的外边缘周围，光导32也用作保护盖。光例如通过将led嵌入光导32中或以其它方式将光耦合到边缘中而耦合到光导32的边缘部分中。光通过tir载送到光导的所有区域且仅通过光导32的顶部表面离开。

如果身体部位要与光导32直接接触，那么归因于皮肤具有类似于所述光导的折射率，将在身体部位的接触点处从所述光导自然地提取光。如果要检测的身体部位可与光导32间隔开，那么光导32可具有向上引导光且混合光的光提取特征，例如模制微反射器(棱镜)。将光导中的此类分布式微反射器用于背光照明是熟知的。因此，来自激励led的光可基本上均匀地向上发射到接触或紧邻光导表面的身体部位中。光导32发射很少向下光或不发射向下光。大部分光导32是透明的使得从身体部位回射的光通过光导32传递。与将irled及光电检测器连同显示像素led一起集成到显示屏中相比，使用光导的此设计相对便宜。此外，光电检测器阵列的分辨率与任何显示像素阵列无关且因此可达成更高分辨率。

光学件34可包括聚焦微透镜，所述聚焦微透镜将所反射光从仅一定身体部位距离聚焦到光电二极管阵列38上。光学件34还可将来自身体部位的入射光限于仅与光导垂直的窄角度以减少串扰且更好地绘制被分析的身体部位的特征。光电二极管阵列38可为cmos图像传感器、ccd图像传感器或任何其它图像传感器。

光阻挡壁40可用来阻挡直射光撞击在光电二极管阵列38上。模块可包含非透明导热外壳42以从led吸取热量。图1的控制电子装置可附接到模块或与模块分开。模块可具有用于焊接到印刷电路板的接触垫。

图5展示邻接保护透明盖44(例如智能电话或其它装置的透明表面层)的图4的模块。

如稍后将详细描述，图2中的ir发射器可从显示像素阵列内删除且边缘耦合到显示器玻璃中。接着通过tir将ir光均匀地散布在显示器玻璃内，直到ir光遇到直接接触显示器玻璃的皮肤组织(例如，手指)。在接触点处，光将由皮肤组织反射/吸收且由显示像素阵列中的分布式光电二极管14检测。因此，身体部位可呈任何定向触摸显示器玻璃的任何部分以进行检测。

如图6中所展示，集成或独立传感器模块可进一步包括一或多个电极48及50，电极48及50延伸通过或围绕光导32或位于模块外部但是电连接到模块以允许电监测用户。例如，此类电极49及50可用来检测用户的心电图(ecg或ekg)或生物阻抗。可单独使用ecg信号来确定如由ecg信号的形式确定的心率、或相关的即将发生或实际医疗状况。替代地，ecg可与光学衍生的光电血管容积图(ppg)串联地使用以确定血压及其它医疗上重要的指标。生物阻抗可用来确定水合作用、脂肪含量或其它生命体征。也可电监测肌肉动作。所有此类监测器可组合在单一模块中。

ecg信号还可用作生物认证签名。

因此，可经由单一模态(例如指纹、血管成像或ecg)；或通过多种模态的组合；一种形式的多因素身份认证来执行生物认证。鉴于所有生物认证事件呈假阳性及假阴性的形式出现错误，使用多因素生物认证可提高生物认证的准确度。例如，多因素生物认证方案可经配置以证实认证事件包括积极认证两个因素及抑制认证第三因素，由此降低用户归因于假阴性而被系统锁定的概率—虽然以降低安全为代价—但是通过要求认证至少两个因素而增加防止假阳性及欺骗的安全。替代地，鉴于不同模态具有不同认证时间，多因素认证方案可经配置以基于单一快速认证因素以及在采集及处理额外较慢认证因素所需的延长时间段内增加安全认证的一或多个后续级别，提供第一、快速、低安全认证。

如图7中所展示，模块可进一步扩增有集成气体感测元件54。气体感测元件54可代替地为离散邻近装置。使用高特异性、高方向性的气体传感器(例如适当电化学感测元件)可用来检测当前或即将发生的医疗状况，就像狗可闻到人的疾病一样。此数据可单独或结合上述光学及电数据使用以提供其中可解释数据的更完整背景，由此导致更(统计上)准确的医疗诊断或一般健康(health/wellness)诊断。

互补气体感测元件54的用途也可用于生物认证应用。指纹欺骗样本可包括指纹复制到有机材料中或上，例如木材、胶水、腻子、乙酸纤维板等。此类材料主要散发挥发性有机化合物—尤其是在形成或固化之后的短时间内。另外，人均通过皮肤及汗液排出挥发性有机化合物(voc)。因此，接触点或紧邻指纹或其它生物认证事件(其中与生物认证事件基本上同时对接触点处的气体环境进行取样)有机会“闻到”欺骗材料或直接皮肤的存在。此外，由任一个人(个人的“气味”)排出的voc的特定比可足够不同：如果气体感测元件中存在足够分辨率，那么其可用作进一步生物识别因素或模态。在图7中通过光电二极管阵列38感测指纹及/或血管位置对光的吸收结合气体感测元件54检测实际人手指23的存在来描绘此感测方案。

集成或独立传感器模块可布置为手指可跨其进行物理扫描或扫掠的紧凑线扫描器(单一或窄像素线)。这可提供能够在减小传感器占用面积的情况下扫描手指或其它身体部位的扩展部位的优点。在独立传感器模块的情况下，减小占用面积可促进设计到空间受限平台(例如手机、手表及其它可穿戴装置)中且可促进降低模块成本。手指的滑动动作可允许小形状因子传感器勘测扩展范围的身体组织。能够在扩展范围的身体组织内感测提供以下优点：特定生物认证及生物度量标记可在其中标记最强或最高限定的特定组织区域中取样。例如，如果尝试获得传统指纹，那么扫描末指骨上的组织将提供最有用信息，因为那是富含浅表皮肤特征(脊及谷)的区域。另一方面，捕获独特皮下信息(例如手指静脉识别数据)可被证明在其中静脉较大的中间指骨上最成功，因此既更容易检测又更少受通过在生物认证事件期间与传感器模块接触将压力施加到手指的影响。因此，光学生物认证线扫描器可经配置以当在其上扫描手指时最优地捕获来自末指骨的指纹数据及来自中间指骨的手指静脉识别数据。模块可进一步感测手指经过模块上方且在手指扫描期间例如当传感器经过指间关节中的一者下方时通过照射源或焦距改变来改变模块的操作。

线阵列传感器可进一步形成在平盖玻璃或弯曲盖玻璃上或后方，玻璃的曲线近似匹配手指或手腕的曲线。接着可将此传感器并入到可穿戴装置(例如手环或手表)中，如果联网，那么可用作提供用户的生物认证的可穿戴装置。此装置可执行一次性生物认证事件。接着，所述装置可连续地或周期性地对传感器阵列进行极性调整以证实可穿戴装置尚未去除且用户仍活着。接着，可穿戴装置可证实用户保持生物认证，而不必执行任何后续生物认证事件。接着，此装置可例如与电话、信用卡支付系统、atm、汽车、门、数据库等无线联网以促进快速用户认证。此模态在生物认证事件包括冗长事件的情况下尤其有用，例如如果其包括可能需要捕获若干心跳的ecg信号的分析。

如图8中所展示，来自集成或独立传感器模块的信号可进一步扩增有来自集成或离散邻近接触式或非接触式温度传感器58的数据。低波长(红色或ir)过滤器60可覆盖传感器58。温度数据可用作独立生物度量或可用来提供在其内解释其它生物度量的进一步背景。

图9展示其中控制电路及光电二极管集成在传感器芯片62中且聚焦光学件64直接形成在光电二极管阵列上以便更精确地聚焦的实施例。聚焦可在接触光导32的身体部位中的一定距离内。还展示边缘耦合led光源30。所得模块非常薄且容易并入到各种应用中。

图10是传感器芯片62及图9的光学件的一个实施例的俯视图。每一全光透镜68与光电二极管14的列阵群组重叠，且微透镜66可覆盖每一光电二极管14。光电二极管14之间的节距可小于0.25mm以形成紧凑阵列。在此方案中，每一全光透镜68下方的光电二极管(检测器像素)阵列14导致具有0.25mm分辨率的一个宏像素。每一光电二极管14上方的每一微透镜66提高光捕获且可提供方向性。所述实例中的每一全光透镜68与约16个光电二极管14重叠。全光透镜68可聚焦在不同深度处且具方向性以采集关于来自身体部位的所反射光的更多信息。各种透镜可通过模制透明片且在光电二极管阵列上方层压所述片来形成，或可通过在光电二极管阵列上方层压所述片来形成。尽管为了简单起见展示半球形透镜68，但是所述透镜可为适于聚焦的任何形状。芯片可固定到任何光导玻璃后方。在另一实施例中，光学件通过间隔物与光电二极管阵列间隔开。参考光电二极管69可位于全光透镜68外部以检测环境光。用于处理所检测信号的系统逻辑70与光电二极管阵列形成在同一芯片上以实现紧凑性且提高信噪比。所述逻辑可包含模数转换器及数字处理电路。

图11说明扩增有led光源72的图10的模块。光源72可将光注射到上覆光导中以将光散布在光电二极管阵列上方，如先前所描述。从身体部位反射的光通过光导反向传递到光电二极管阵列。在另一实施例中，无需光导，因为模块可能很小(例如，小于2cmx2cm)且来自led光源72的光在身体部位内散射且反射到光电二极管阵列上。

由于led性能随时间降低，因此光电二极管14还可用来比较led光输出与基线且将回馈提供给led激励电路以实现基线性能。

尽管上述实施例包括由宽带检测器阵列结合窄带发射器执行的光谱分析，但是功能也可通过结合宽带发射器(例如磷光体转换白色led)使用波长特定检测器(例如在其上或在其光学路径中具有光学过滤器的检测器)来实施。

图12标识本文中所描述的模块的各种可能用途。

图13是根据本发明的一个实施例的识别由各种模块执行的基本步骤的流程图。

在步骤80中，相对于光电检测器阵列布置led显示器面板、光导面板或其它光源以形成生物传感器。

在步骤82中，由身体部位触摸生物传感器的输出窗口以进行分析。触摸传感器或光影传感器可并入装置中以检测身体部位何时在输出窗口上方以开始图像检测过程。

在步骤84中，激励led以将所期望波长施加到身体部位以检测身体部位的局部光吸收用于指纹检测、血管检测、脉冲等。可同时或循序地激励led。如果循序地激励led，那么可选择性地读取光电检测器以便更好地将光吸收与邻近激励led的身体部位中的位置相关联。循序照射可呈任何图案。

在步骤86中，例如按列及行扫描来自光电检测器阵列的信号，以检测跨阵列的所检测光的相对幅值以有效地获得身体部位的光吸收的详细图像。

在循序地激励led的情况下，所述方法接着可在每次激励之后循环回到步骤84以提供额外空间吸收数据。

在步骤88中，由模块的处理器处理原始数据以获得结果，例如用户认证、医疗分析等。

下文揭示各种其它实施例，包含其中光电检测器及光源位于显示区域外部以免影响显示器部分本身的实施例。因此，显示器部分通常可为常规的。光电检测器是由覆盖显示屏的同一玻璃覆盖。为生物传感器功能发射的光可来自显示器的边缘部分或来自与显示器部分分开的光源。

还描述其中显示器部分包含由身体部位反射的光通过其传递且由下伏光电检测器阵列检测的分布式透明部分的实施例。

图14到18说明集成显示器及光学传感器，其中所述传感器与显示器部分横向间隔开但是使用同一显示器玻璃或盖玻璃。显示区域90包含经寻址以显示任何图像的红色、绿色及蓝色像素阵列。所述装置可为智能电话显示器。显示区域90是由可包含触摸屏传感器层的薄显示器玻璃92(或其它类型的光传递面板)覆盖。

出于美观目的，显示区域90的有效区域是由黑色墨水94环绕。墨水通常是黑色的但是可为任何颜色。

显示区域90靠近使用同一玻璃92的传感器区域96。在黑色墨水94对ir不透明的情况下，传感器区域96未被墨水覆盖或未被传递ir的ir墨水98覆盖。ir墨水98可看似黑色。

一或多个光学检测器元件100(例如光电二极管管芯)安装在ir墨水98下方，使得其可检测传递穿过ir墨水的光，如图16中所展示。激励ir发射器102(例如irled)以将光施加到接触传感器区域96上方的玻璃92的身体部位。其它波长led(例如红色)也可在传感器区域96中，这取决于要检测的生物特性。假设身体部位是手指，那么ir光或红光部分地从手指表面反射且还进入手指，尤其是指纹顶接触玻璃92的地方。一些光是由血液及血管吸收，或由血液中的某些成分吸收，且检测吸收图案，如先前所描述。

在另一实施例中，由传感器区域96发射的光可为白光，且检测器元件100在传感器区域96前方检测白光从任何物体(包含身体部位或印刷代码)反射的图像。

通过将检测器元件100及ir发射器102与显示区域90横向间隔开，显示区域90不受传感器区域96影响。因此，显示区域90可具有非常高分辨率的像素阵列。

光学件可并入到检测器的光学路径中。例如，光学件可模制在检测器管芯上方或安装到检测器管芯。替代地，光学件可模制到显示器玻璃92或ir墨水98上，或以其它方式安装到显示器玻璃92或ir墨水98。光学件也可任选地蚀刻到显示器玻璃92中。光学过滤器(例如有机染料、介质过滤器或金属介质过滤器)也可直接放置在光电检测器管芯、显示器玻璃92或光学路径中的任何其它适当元件上。检测器可包括像素阵列或焦平面阵列。

图16更详细地说明检测器元件100。所反射光104传递穿过ir墨水98且由检测器元件100检测，检测器元件100可为单一检测器元件或检测器元件阵列以生成身体部位(例如手指)反射/吸收光的高分辨率图像。

在另一实施例中，显示区域90中的led供应从身体部位反射的光，因为在身体部位内将存在到达检测器元件100的一些光散射。

图14到18的装置的优点是传感器区域96不影响显示区域90的构造或操作，显示区域90可为智能电话显示器。

传感器区域96可用来检测用户的指纹及/或血管图案以进行认证。

如图16中所展示，电互连到检测器元件100可经由沉积到ir墨水98上的导电迹线106及108以及适当互连件110及112(例如，导电粘合剂、焊料等)。替代地，导电迹线106/108可直接沉积在玻璃92上，且图案化ir墨水98可沉积在玻璃92顶部上。导电迹线106/108可包括例如导电氧化物、导电有机材料、半导体、金属或其混合物。互连件110/112可包括例如焊料、金属、导电膏、导电膜或各向异性导电元件。检测器元件100可包括独立感光器或其二维或线性阵列，或可包括将一或多个感光器元件(例如光电二极管)与模拟电子电路及任选模数转换器、数字控制逻辑、数模电路及处理电路集成在一起的元件。检测器元件100可包括cmos图像传感器或类似装置。

图16中还展示后盖113。

如图17中所展示，也可例如通过柔性pcb(柔性电路)、pcb、带状连接器、导线组合件或连接到检测器元件100背侧的任何其它适当元件独立于玻璃92电连接到检测器元件100。所述实例中展示金属迹线114。还可经由弹簧连接器或其它类似互连方案电连接到检测器元件100背侧。在此类方案中，检测器元件100可包括例如用于背侧照射(bsi)cmos图像传感器的技术。

一或多个发光装置(例如led或vcsel)也可安装到玻璃92。发光装置及检测器元件100可以类似方式安装到玻璃92。光学件可并入到发光装置的光学路径中。例如，光学件可模制在发射器上方或安装到发射器。替代地，光学件可模制到显示器玻璃92或ir墨水98上，或以其它方式安装到显示器玻璃92或ir墨水98。光学件也可任选地蚀刻到显示器玻璃92中。光学过滤器(例如有机染料、介质过滤器或金属介质过滤器)也可直接放置在光电检测器管芯、显示器玻璃或光学路径中的任何其它适当元件上。在这种情况下，光从发光装置发射穿过ir墨水98且入射在显示器玻璃92上方或与显示器玻璃92接触的部分反射身体(例如用户的面部、手或手指)上。如图18中所展示，来自ir发射器102的所发射光117从身体部位116回射(光线118)且由检测器元件100检测。替代地，显示器本身可用作发射器，且检测器元件100可简单地检测来自显示器的所反射光。

尽管上文所给出的实例包括位于ir墨水98后方的检测器元件100，但是检测器元件100可在缺乏任何墨水的情况下位于玻璃92上。

在其中需要所发射光作为感测方案的部分的上述实例中，在发光器开及关的时间点进行双重相关取样可帮助区分所反射信号与背景光。

图19及20说明部分透明显示器119，例如部分透明oled显示器，其中一或多个光学检测器元件100安装到显示器119背侧，例如安装在背侧玻璃板120上。显示器119可包括图20中所展示的有意透明区域(“透明像素”)阵列121，所述阵列的目的是提供通过显示器119的光学路径，由此使显示器119部分透明。在此实例中，安装到部分透明显示器119后方的检测器元件100(其可为光电二极管或其它光电检测器阵列)可任选地与部分透明显示器119的像素阵列对准，使得检测器阵列中的光敏元件直接位于部分透明显示器119中的透明区域121下方。从身体部位16反射的光可来自显示像素124或来自专用发射器102。在图19中，光线125被展示为由专用发射器102发射，且在图20中，光线126被展示为由红色像素124发射。所反射光127被展示为由检测器元件100检测。

光学件可并入到检测器元件100的光学路径中。例如，光学件可模制在检测器管芯上或安装到检测器管芯。替代地，光学件可模制到背侧玻璃板120上或以其它方式安装到背侧玻璃板120，或蚀刻或以其它方式图案化到背侧玻璃板120中。光学过滤器(例如有机染料、介质过滤器或金属介质过滤器)也可直接放置在光电检测器管芯、显示器玻璃或光学路径中的任何其它适当元件上。检测器元件100可包括像素阵列或焦平面阵列。

任何显示元件可用作光源，且来自身体部位的所反射光可由检测器元件100检测。展示红色、绿色及蓝色led124(标记为rgb)在邻近透明区域121的每一显示像素区域中。可任选地扩增显示像素阵列本身(通常包括红色、绿色及蓝色列阵像素)以包含红外线发射像素、紫外线发射像素或任何其它适当波长的发射像素。在此方案中，可使用在红外线、紫外线或其它适当波长范围内发射的oled材料。在微led显示器的情况下，分别由例如alxinygazp及alxgayn制成的红外线及紫外线led可作为红色、绿色及蓝色led像素阵列的部分；且可通过这些相同材料或其它复合半导体合金生成其它适当波长。

替代地，一或多个单独光学发射器102可安装在部分透明显示器119后方。来自这些发射器102的光可透过部分透明显示器119，从外部身体部位116反射且由检测器元件100检测。光学件可并入到发射器102的光学路径中。例如，光学件可模制在发射器管芯上或安装到发射器管芯。替代地，光学件可模制到背侧玻璃面板120上或以其它方式安装到背侧玻璃面板120，或蚀刻或以其它方式图案化到背侧玻璃面板120中。光学过滤器(例如有机染料、介质过滤器或金属介质过滤器)也可直接放置在光电检测器管芯、显示器玻璃或光学路径中的任何其它适当元件上。

类似于图14的设计，可替代地沿显示器的侧面安装单独发射器。这些单独发射器可包括红外线发射器、紫外线发射器或任何适当波长的发射器，且可包括例如led或磷光体转换led。替代地，最终产品中的单独发射器(例如相机闪光灯、指示器led、并入到其它光通信链路中的光源、或任何其它光源)可用作照射源，借此可检测来自邻近身体的所反射信号。另外，如先前所描述，光源可边缘耦合到显示器玻璃中且显示器玻璃在内部通过tir散布光直到光在身体部位及显示器玻璃的接触点处逸出。

图21说明显示器130中的单一像素，例如amoled显示器，其进一步包括半导体背板132，半导体背板132包括形成在低温多晶硅(lpts)、非晶硅(a-si)或结晶硅中的薄膜晶体管(tft)阵列134。在此实施例中，在沉积浅表有机电致发光层之前，在半导体背板132中形成一或多个光敏检测器元件100。检测器元件100可包括例如光电二极管，例如p-i-n光电二极管。可在tft阵列134上方生长或沉积oled材料以形成红色、绿色及蓝色子像素135。红外线子像素也可如此形成为所述阵列的部分。光学件136可任选地形成或以其它方式放置在检测器元件100上。此类光学件可包括例如通过例如光刻胶回流过程或印刷过程形成的透镜。一或多个检测器元件100可用作直接集成到显示器中的光学检测器或检测器阵列。还展示光线138。

光学过滤器(例如有机染料、介质过滤器或金属介质过滤器)可任选地并入检测器元件100上方以便产生对特定波长具有灵敏度的像素。例如，红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色、ir及uv吸收染料可任选地放置在不同检测器元件上以便提供能够进行颜色感测或光谱法的多像素检测器。oled材料本身可任选地放置在光电二极管上方；红色、绿色及蓝色oled材料均具有不同吸收光谱—因此充当不同光学过滤器。

图22展示集成显示器及检测器的另一实施例，且图23展示图22的显示器/检测器中的单一像素区域。

全色显示器140包含背板142(例如tft-lcd)，背板142包括形成在低温多晶硅(lpts)、非晶硅(a-si)或结晶硅中的薄膜晶体管(tft)阵列。晶体管可被图案化且被掺杂沉积在透明玻璃衬底146上的非晶硅(图23)，且图案化导体可为透明的，例如ito。薄膜晶体管147阵列连同lcd层148一起形成在玻璃衬底146上，其中晶体管144通过常规列及行解码器接通以控制每一lcd像素，图23中展示所述lcd像素中的一者。

颜色过滤器150(例如蓝色、红色及绿色过滤器)形成在lcd层148上方或下方以形成蓝色、红色及绿色子像素。红外线子像素也可如此形成为像素的部分。黑色掩模152印刷在顶部显示器玻璃154上以更好地光学分离子像素。

背板142的显示器部分可为常规的。

白色背光灯156位于背板142下方，且lcd子像素充当可控光闸以为每一像素发射选定量的蓝光、红光及绿光以生成宽色域。

光刻法通常用来形成背板142，且可获得非常高的分辨率。

为了使此显示器扩增有检测器，还通过光刻法在背板142上沉积且图案化一或多个光敏元件158，例如非晶硅光电二极管。光电二极管可为形成在tft阵列中的硅晶体管147的变体且使用额外掩蔽步骤来形成。tft阵列及光电二极管可形成在玻璃衬底146上的同一平面中。衬底146上的合适导体将光电二极管连接到检测器电路。光电二极管可在显示区域外部或分布在整个显示区域中。光敏元件158可包括例如光电二极管，例如p-i-n光电二极管。

如图22中所展示，ir发射器159或其它峰值波长led光学地耦合到显示器玻璃154的边缘中，其中显示器玻璃154用作波导以散布ir光164且仅在光电检测器元件158上方远离背板142发射ir光164。仅在其中身体部位116接触显示器玻璃154的区域处从显示器玻璃154提取光，如先前所描述。如果身体部位无需接触显示器玻璃，那么显示器玻璃154的表面可在光电检测器元件158上粗糙化以提取波导光。显示器玻璃可在像素的显示器部分上是清晰的。

ir滤光器162也可印刷在显示器玻璃154的底部表面上且可与rgb颜色过滤器150共面。

图23展示为检测器提供光168的背光灯156；然而，检测器的光可耦合到显示器玻璃154的边缘中，如图22中所展示。

光学件可任选地形成或以其它方式放置在光敏元件158上。此类光学件可包括例如通过例如光刻胶回流过程或印刷过程形成的透镜。这一或多个光敏元件可用作直接集成到显示器中的光学检测器或检测器阵列。在此实例中，光阻挡层可并入在生长衬底与光敏元件之间以便阻挡背光灯对光敏元件的直接照射。

光学过滤器(例如有机染料、介质过滤器或金属介质过滤器)可任选地并入在检测器像素上以便产生对特定波长具有灵敏度的像素。例如，红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色、ir及uv吸收染料可任选地放置在不同检测器像素上以便提供能够进行颜色感测或光谱法的多像素检测器。标准lcd颜色过滤器材料本身可任选地放置在光电二极管上。

在一些实施例中，检测器像素也可直接布置在lcd元件下方，使得lcd矩阵可用来关闭检测器像素，从而促进阵列捕获图像。

图22的显示器部分正常地操作以显示任何图像或指令，同时激励图22的irled159以引起显示器玻璃154在光电检测器元件158的区域中发射ir光。由在邻近光电检测器元件158的显示器玻璃154上方或与显示器玻璃154接触的身体部位116反射及吸收所发射光，且由检测器电路处理来自光电检测器元件158的信号以识别身体部位116的特性，例如指纹、血管、面部辨识、其组合等。光电检测器元件158可取决于所期望分辨率包括任何数目的像素。因此，由侧面发射光源(例如irled159)生成用于检测的所有发射，因此ir发射器不占用显示像素区域。

在玻璃与人体组织接触的点处，玻璃154及人体组织的紧密折射率使得光透射到组织中。接着，光被衰减且从组织反向散射到可从中检测光的检测器阵列上。可从这个所检测光确认生物认证签名或生物度量数据。

除ir之外的波长可用来检测其它生物特性，尤其是用于面部辨识。

在一个实施例中，显示器部分可为用于显示常规图像的高分辨率，而检测器部分可包含用于识别显示器玻璃下方的检测部分的位置的低分辨率可见光像素。例如，检测部分中的发光像素(例如，rgb或白色)可提供检测器区域的轮廓或为用户识别简单指令。在此实施例中，显示器部分中的像素独立于检测区域中的发光像素而操作。检测器区域中的发光像素还可用作要检测的身体部位的照射像素。

在所有实施例中，图1的检测电路及控制电路可集成到装置中。

虽然已展示及描述本发明的特定实施例，但是对于所属领域的技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本发明的更广泛方面的情况下可进行改变及修改且因此，所附权利要求书将本发明的真正精神及范围内的所有此类改变及修改涵盖在其范围内。