指纹辨识系统的制作方法

本发明涉及一种指纹识别系统，尤其涉及一种降低涟波所造成影响的指纹识别系统。

背景技术：

随着科技日新月异，移动电话、数字相机、平板计算机、笔记本电脑等越来越多携带型电子装置已经成为了人们生活中必备的工具。由于携带型电子装置一般为个人使用，而具有一定的隐私性，因此其内部储存的数据，例如电话簿、相片、个人信息等等为私人所有。若电子装置一旦丢失，则这些数据可能会被他人所利用，而造成不必要的损失。虽然目前已有利用密码保护的方式来避免电子装置为他人所使用，但密码容易泄露或遭到破解，具有较低的安全性。并且，用户需记住密码才能使用电子装置，若忘记密码，则会带给使用者许多不便。因此，目前发展出利用个人指纹识别系统的方式来达到身份认证的目的，以提升数据安全性。

一般来说，指纹识别系统中利用像素电路接受手指的接触，像素电路将像素电路与手指之间的一接触电容转换成像素输出信号，像素电路的后端电路可根据像素输出信号判断像素电路对应于指纹的纹蜂(Finger Ridge)或纹谷(Finger Valley)。另外，像素电路的电源由一电荷泵(Charge Pump)电路所供应。像素电路接收一像素时脉信号clk_pxl以将接触电容转换成像素输出信号，而电荷泵电路接收一电荷泵时脉信号clk_cp，以输出一电源电压V_supply’至像素电路。无可避免的，电荷泵电路所产生的电源电压具有一涟波rp’，而涟波rp’的波形相关于电荷泵时脉信号clk_cp。

一般来说，像素频率信号clk_pxl与电荷泵频率信号clk_cp并无直接关系，在像素时脉信号clk_pxl与电荷泵时脉信号clk_cp互不相关的情况下，于像素电路的取样区间中，涟波rp’的平均值皆不尽相同，在此情形下，电荷泵电路的涟波rp’将对指纹辨识系统引进更多的噪声，降低指纹辨识精准度，而使整体指纹辨识效能降低。

因此，如何降低涟波所造成噪声的影响，也就成为业界所努力的目标之一。

技术实现要素：

因此，本发明的主要目的即在于提供一种降低涟波所造成影响的指纹识别系统，以改善习知技术的缺点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种指纹辨识系统，包括一电荷泵电路，用来产生一电源电压，所述电荷泵电路接收一第一时脉信号；一像素电路，形成一接触电容，根据所述接触电容，判读所述像素电路对应至一纹峰或一纹谷，其中所述像素电路接收一第二时脉信号及所述电源电压；以及一时脉产生电路，用来产生所述第一时脉信号及所述第二时脉信号；其中，所述第一时脉信号相关于所述第二时脉信号。

优选地，所述时脉产生电路包含有一时脉产生单元，用来产生所述第一时脉信号。

优选地，所述时脉产生电路包含有一除频器，耦接于所述时脉产生单元，用来根据所述第一时脉信号产生所述第二时脉信号。

优选地，所述第二时脉信号的一第二周期为所述第一时脉信号的一第一周期的一双数倍。

优选地，所述第二周期为所述第一周期的2倍。

优选地，所述第一时脉信号与所述第二时脉信号同步。

优选地，所述第一时脉信号与所述第二时脉信号具有相同的上升边缘。

优选地，所述第一时脉信号及所述第二时脉信号的一空占比为50％。

优选地，所述像素电路于一取样区间中对所述接触电容充电，所述取样区间为所述第一时脉信号的一第一周期的整数倍。

本发明提供的指纹辨识系统利用将相互同步的第一时脉信号及第二时脉信号，使得当像素电路于取样区间中进行取样操作时，电荷泵电路所产生的电源电压的平均值皆相同，因此可降低涟波所造成的噪声对指纹辨识系统的影响，进而增进指纹辨识系统的效能。

附图说明

图1为本发明实施例一指纹辨识系统的示意图。

图2为本发明实施例复数个信号波形图。

图3为一电荷泵电路的示意图。

图4为一像素电路的示意图。

图5为复数个信号波形图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1及图2，图1为本发明实施例一指纹辨识系统10的示意图，图2为一第一时脉(Clock)信号clk_1、一电源电压V_supply、一涟波rp及一第二时脉信号clk_2的波形图。指纹辨识系统10包含一时脉产生电路100、一电荷泵电路102以及一像素电路104，像素电路104与一手指FG形成一接触电容Cf，像素电路104可将接触电容Cf的电容大小值成一像素输出信号Vo，像素电路104的后端的电路(未绘示于图1)即可根据像素输出信号Vo判读像素电路104所在的位置对应至一纹峰(Finger Ridge)或一纹谷(Finger Valley)。电荷泵电路102用来提供像素电路104所需要的电源电压V_supply，即电荷泵电路102产生电源电压V_supply至像素电路104，其中电源电压V_supply具有周期性的涟波rp。时脉产生电路100耦接于电荷泵电路102及像素电路104，用来产生第一时脉信号clk_1至电荷泵电路102，并产生第二时脉信号clk_2至像素电路104。其中，第一时脉信号clk_1相关于第二时脉信号clk_2，具体来说，如图2所示，第一时脉信号clk_1与第二时脉信号clk_2可为互为同步(Synchronous)的信号，更精确地说，于一实施例中，第二时脉信号clk_2的一上升边缘(Raising Edge)与第一时脉信号clk_1的一上升边缘相互对齐。另外，第一时脉信号clk_1具有一第一周期T₁，而第二时脉信号clk_2具有一第二周期T₂，第二时脉信号clk_2为高电位时对应至一取样区间T_S，取样区间T_S可为第一周期T_1-的整数倍，即T_S＝N T₁，其中N为一正整数。

于一实施例中，第一时脉信号clk_1及第二时脉信号clk_2皆为空占比(Duty Cycle)为50％的时脉信号，时脉产生电路100可包含一时脉产生单元106以及一除频器108，时脉产生单元106用来产生电荷泵电路102所需要的第一时脉信号clk_1，而除频器108耦接于时脉产生单元106，用来根据第一时脉信号clk_1来产生像素电路104所需要的第二时脉信号clk_2。除频器108可产生第二时脉信号clk_2，而使得(对应于第二时脉信号clk_2的)第二周期T₂为(对应于第一时脉信号clk_1的)第一周期T₁的2倍，即第二时脉信号clk_2为高电位时所对应的取样区间T_S恰为第一时脉信号clk_1的第一周期T₁(即T_S＝T₁，N＝1)。在此情形下，于像素电路104的每一个取样区间T_S中，电源电压V_supply的平均值皆相同，因而降低涟波rp所造成的噪声对指纹辨识系统10的影响，进而增进指纹辨识系统10的效能。

另外，电荷泵电路102与像素电路104不限于利用特定电路结构来实现，举例来说，请参考图3及图4，图3及图4分别为一电荷泵电路302及一像素电路404的示意图。电荷泵电路302可用来实现电荷泵电路102，如图3所示，电荷泵电路302包含开关S₃₁～S₃₄及一电容C，开关S₃₁、S₃₄耦接于电容C的一第一端，开关S₃₂、S₃₃耦接于电容C的一第二端，开关S₃₁、S₃₂接收一电压V_DD，开关S₃₃耦接至一接地端，开关S34用来输出电源电压V_supply。开关S₃₁～S₃₄受控于第一时脉信号clk_1，举例来说，当第一时脉信号clk_1为高电位时，开关S₃₁、S₃₃导通，开关S₃₂、S₃₄为断路，此时电荷泵电路302对电容C充电，即将电容C充电至电压V_DD；当第一时脉信号clk_1为低电位时，开关S₃₂、S₃₄导通，开关S₃₁、S₃₃为断路，此时电荷泵电路302输出电源电压V_supply为2V_DD。

另外，像素电路404可用来实现像素电路104，如图4所示，像素电路404包含开关S₄₁、S₄₂以及一积分电路400。开关S₄₁、S₄₂耦接于接触电容Cf，开关S₄₁接收电源电压V_supply，开关S₄₂耦接于积分电路400。开关S₄₁、S₄₂受控于第二时脉信号clk_2，当像素时脉信号clk_2为高电位时(对应至图2中的取样区间TS)，像素电路404进行一取样操作，即像素电路404对接触电容Cf充电；当像素时脉信号clk_2为低电位时，像素电路404可利用电荷分享(Charge Sharing)的方式，将于接触电容所储存的电荷透过积分电路400转换成像素输出信号Vo，像素电路404的后端的电路即可根据像素输出信号Vo判读像素电路404所在的位置对应至纹峰或纹谷。

由上述可知，时脉产生电路100可产生第二时脉信号clk_2，使得当像素电路104/404进行取样操作时(即于取样区间T_S中)，电源电压V_supply的平均值皆相同。相较之下，习知像素电路的像素时脉信号clk_pxl与电荷泵时脉信号clk_cp并无直接关系，详细来说，请参考图5，图5为习知电荷泵时脉信号clk_cp、像素时脉信号clk_pxl、电源电压V_supply’及涟波rp’的波形图。习知技术中，像素时脉信号clk_pxl与电荷泵时脉信号clk_cp为各自独立的时脉信号，也就是说，像素时脉信号clk_pxl与电荷泵时脉信号clk_cp的上升边缘(Raising Edge)并无特定关系。另外，当像素时脉信号clk_pxl为高电位(对应至取样区间T_S’)时，像素电路对所形成的接触电容充电。在像素时脉信号clk_pxl与电荷泵时脉信号clk_cp互不相关的情况下，于像素电路的每一个取样区间中T_S’，涟波rp’的平均值皆不尽相同，在此情形下，电荷泵电路的涟波rp’将对指纹辨识系统引进更多的噪声，降低指纹辨识精准度，而使整体指纹辨识效能降低。换句话说，指纹辨识系统10可降低涟波rp所造成的噪声对指纹辨识系统10的影响，进而增进指纹辨识系统10的效能。

需注意的是，前述实施例是用以说明本发明之概念，本领域具通常知识者当可据以做不同之修饰，而不限于此。举例来说，当第一时脉信号clk_1及第二时脉信号clk_2皆为空占比为50％的时脉信号时，第二周期T₂不限于为第一周期T₁的2倍，第二周期T₂可为第一周期T₁的4倍、6倍或8倍等，即第二周期T₂可为第一周期T₁的双数倍，只要像素电路104/404进行取样操作的取样区间T_S为第一周期T₁的整数倍，皆符合本发明的要求。

综上所述，本发明将相互同步的第一时脉信号及第二时脉信号分别提供至电荷泵电路及像素电路，使得当像素电路于取样区间中进行取样操作时，电荷泵电路所产生的电源电压的平均值皆相同。相较于习知技术，本发明可降低涟波所造成的噪声对指纹辨识系统的影响，进而增进指纹辨识系统的效能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。