指纹辨识装置及其指纹辨识方法与流程

1.本发明关于一种指纹辨识领域，特别是指一种指纹辨识装置及其指纹辨识方法。


背景技术：

2.生物辨识技术，例如：指纹辨识、声纹辨识及视网膜辨识等，已逐渐成熟而广泛地应用于个人的身份辨识与确认。由于指纹特征资料相较于其他种类的生物特征资料的所需储存空间较小，故指纹辨识成为生物辨识技术中的主流。因此，目前市面上诸多产品，例如：笔记型电脑、平板电脑、手机等皆已整合有指纹辨识功能，借以提升使用安全性。
3.由于习知的电容式的指纹辨识装置需要另外搭配外框(如铁框)来接触使用者的手指，以确定是否有触碰事件发生，如欲将指纹辨识装置附于电子产品的显示面时，如此会降低显示面的可视度，因而限制了指纹辨识装置应用于电子产品的特定位置，且额外搭配外框也增加了指纹辨识装置的制造成本。
4.鉴于上述的先前技术可改善，因此发明人提供一种指纹辨识装置及其指纹辨识方法，以解决习知指纹辨识装置的缺点。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种指纹辨识装置，其无须额外搭配外框，而能将其应用于产品的显示面。
6.本发明的另一目的在于提供一种指纹辨识装置，其无须额外搭配外框，故能降低习知指纹辨识装置的制造成本。
7.本发明的又一目的在于提供一种指纹辨识装置的指纹辨识方法，其能有效感测手指是否触摸于该指纹辨识装置。
8.本发明提供一种指纹辨识装置及其指纹辨识方法，本发明指纹辨识装置，包括：一基板；一感测器，位于该基板上，且其周围包括复数个感测手指触摸垫；一震荡器，其电性连结该复数个感测手指触摸垫，并输出至少一震荡频率讯号；一计时器，输出一时脉讯号至该震荡器；及一计数及数位比较器，接收该震荡频率讯号，并对该震荡频率讯号进行计数及比较，借此判定一手指是否触摸该感测器。
9.本发明指纹辨识装置的一实施例，其中该复数个感测手指触摸垫设于该感测器最外围的第1～3行。
10.本发明指纹辨识装置的一实施例，其中该感测器的中央包括复数个手指图像感测垫。
11.本发明指纹辨识装置的一实施例，其中该感测器上更覆盖一介电层。
12.本发明指纹辨识装置的一实施例，其中该震荡器、该计时器及该计数及数位比较器皆设于一晶片中。
13.本发明指纹辨识装置的一实施例，其中该手指触摸该感测器，该手指和该复数个感测手指触摸垫之间产生一触摸电容，且该计数及数位比较器测得触摸后的该震荡频率讯
号于一预定时间内的震荡次数减少，即该震荡频率讯号的频率降低。
14.本发明纹辨识装置的指纹辨识方法的一实施例，其步骤包括：提供该指纹辨识装置一电压源后并校准；该震荡器接收该计时器输出的该时脉讯号并输出该震荡频率讯号；一手指触摸该复数个感测手指触摸垫，产生一触摸电容，并影响该震荡频率讯号；及该计数及数位比较器接收该震荡频率讯号及触摸后的该震荡频率讯号，并对其进行计数及比较。
15.本发明纹辨识装置的指纹辨识方法的一实施例，其中该计数及数位比较器测得触摸后的该震荡频率讯号于一预定时间内的震荡次数减少，即该震荡频率讯号的频率降低。
16.本发明纹辨识装置的指纹辨识方法的一实施例，其中该预定时间内的震荡次数减少或该震荡频率讯号的频率降低至一预定值时，表示该手指触摸该复数个感测手指触摸垫为一有效的触摸事件。
17.本发明的优点在于：
18.本发明提供的指纹辨识装置，其无须额外搭配外框，而能将其应用于产品的显示面。
19.进一步地，其无须额外搭配外框，故能降低习知指纹辨识装置的制造成本。
20.本发明提供的指纹辨识装置的指纹辨识方法，其能有效感测手指是否触摸于该指纹辨识装置。
附图说明
21.图1为本发明指纹辨识装置的一实施例的俯视示意图。
22.图2为本发明指纹辨识装置的一实施例的侧视示意图。
23.图3为本发明指纹辨识装置的一实施例手指触摸指纹辨识装置的侧视示意图。
24.图4为本发明纹辨识装置的指纹辨识方法的一实施例的步骤流程图。
25.图5为本发明纹辨识装置及其指纹辨识方法的一实施例的各种讯号波形图。
具体实施方式
26.请参考图1至图3，本发明一实施例的一指纹辨识装置，包括：
27.一基板1；一感测器2，位于该基板1上，且该感测器2周围包括复数个感测手指触摸垫21；一震荡器3，其以复数个节点na电性连结该复数个感测手指触摸垫21，并输出至少一震荡频率讯号31；一计时器4，输出一时脉讯号41至该震荡器3；及一计数及数位比较器5，接收该震荡频率讯号31，并对该震荡频率讯号31进行计数及比较，借此判定一手指6是否触摸该感测器2。
28.该指纹辨识装置的该感测器2上更覆盖一介电层71及另一介电层72，该介电层71表示为封装感测手指触摸垫21的介电材，而介电层72为用于与待测手指接触的介电材，例如玻璃，由于该基板1、该感测器2及该介电层71、72皆由透明材料所组成，故该指纹辨识装置于本实施例中设于一电子产品的显示面(未图式)，但并不限于此，该指纹辨识装置也可设于该电子产品的其他部位。
29.其中该复数个感测手指触摸垫21设于该感测器2最外围的第1～3行，于本实施例中复数个感测手指触摸垫21设于该感测器2最外围的第1行，且该感测器2的中央包括复数个手指图像感测垫22，用以感测一手指图像，当该手指图像确认为使用者本人的手指图像
时，即对该显示装置进行解锁。
30.当该手指6未触摸该复数个感测手指触摸垫21，该复数个感测手指触摸垫21和该基板1之间即具有一对地电容cp(如图2所示)，当该手指6触摸该复数个感测手指触摸垫21，该手指6和复数个感测手指触摸垫21之间更产生一触摸电容cs(如图3所示)，且该计数及数位比较器5测得触摸后的该震荡频率讯号31于一预定时间内的震荡次数减少，即该震荡频率讯号的频率降低。
31.此外，该震荡器3、该计时器4及该计数及数位比较器5皆设于一晶片8中，该晶片8为一指纹辨识及触控的整合晶片，但并不限于此。
32.请再参考图4及图5，本发明一实施例的指纹辨识装置的指纹辨识方法，其步骤包括：
33.步骤1：提供该指纹辨识装置一电压源后并校准(请见图5中的开启电压及校准讯号)；
34.步骤2：该震荡器3接收该计时器4输出的该时脉讯号(图5中的时脉讯号)并输出该震荡频率讯号(图5中的震荡频率讯号)；
35.步骤3：该手指6触摸该复数个感测手指触摸垫21，产生该触摸电容cs，并影响该震荡频率讯号31；及
36.步骤4：该计数及数位比较器5接收该震荡频率讯号31(图5中触摸事件前的震荡频率讯号)及触摸后的该震荡频率讯号31(图5中触摸事件后的震荡频率讯号)，并对其进行计数、记忆及比较。
37.其中该计数及数位比较器5测得触摸后的该震荡频率讯号31于一预定时间(图5中的tduty)内的震荡次数减少，即该震荡频率讯号的频率降低。
38.此外，该预定时间内的震荡次数减少或该震荡频率讯号的频率降低至一预定值时，表示该手指触摸该复数个感测手指触摸垫为一有效的触摸事件，再启动该感测器2中央的复数个手指图像感测垫22，以感测使用者的手指图像，如此可避免使用者的误触并节省电能。
39.综上所述，本发明指纹辨识装置及其指纹辨识方法，无须额外搭配外框，能应用于电子产品的显示面，并降低指纹辨识装置的制造成本，且能有效感测手指是否触摸于该指纹辨识装置。
40.虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。