[發明專利]電容式指紋感測裝置

在審

• 申請號: 201710021850.3
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN107016335A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 江昶慶;李昆倍
• 申請（專利權）人: 瑞鼎科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司11234
• 代理人: 宋義興,張立晶

技術領域

本發明與指紋感測有關，尤其是關于一種能夠同時兼顧良好的指紋感測能力與高解析度要求的電容式指紋感測裝置。

背景技術

隨著科技的進步，電容式指紋感測技術可廣泛地應用于各種電子裝置，尤其是可攜式電子裝置，例如智能手機、筆記本電腦及平板電腦等。由于指紋感測技術具有高解析度的要求，在IAFIS規范下，指紋感測晶片需至少具有500dpi的解析能力且其單位感測面積需為50um*50um。

請參照圖1，傳統的指紋感測器陣列(Fingerprint Sensor Array)是由多個感測電極SE構成，假設各感測電極SE之間的X方向間距與Y方向間距分別為Dx與Dy，當指紋感測驅動器12分別驅動各感測電極SE進行自電容指紋感測時，若是指紋脊按壓于感測電極SE上，則感測電極SE會感測到較大的電容量；若是指紋谷按壓于感測電極SE上，則感測電極SE會感測到較小的電容量。由此，處理模塊14即可根據各感測電極SE所感測到的電容量大小得到在X方向具有1/Dx解析度且在Y方向具有1/Dy解析度的自電容指紋感測圖像，其中自電容指紋感測圖像中的各單位像素會分別對應各感測電極SE的感測重心位置P。當Dx＝Dy＝50μm時，自電容指紋感測圖像具有508dpi解析度，故可符合IAFIS對解析度的規范。

傳統的自電容指紋感測技術雖可滿足IAFIS對解析度的規范，但為了避免長時間使用或摩擦造成應用于可攜式電子裝置的指紋感測器的平整度變差而導致指紋感測效果不佳，在指紋感測器上通常會覆蓋有保護層(例如藍寶石玻璃)，由于保護層通常具有一定的厚度(例如100μm)，在此情況下若使用具有500dpi解析度的指紋感測器陣列，則其感測到的電容變化量較低，容易被雜訊所干擾，導致指紋辨識的難度大幅提高；若加大指紋感測器的尺寸(Size)雖可提升電容感測值，但卻也同時導致解析度降低。

由上述可知：傳統所采用的自電容指紋感測技術目前仍難以同時兼顧良好的指紋感測能力與高解析度的要求，亟待克服。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種電容式指紋感測裝置，以有效解決現有技術所遭遇到的上述種種問題。

根據本發明的一具體實施例為一種電容式指紋感測裝置。于此實施例中，電容式指紋感測裝置可分別操作于一第一自電容感測模式及一第二自電容感測模式下。電容式指紋感測裝置包含多個感測電極、一感測驅動器及一處理模塊。多個感測電極是以規律性的方式排列。感測驅動器耦接該多個感測電極，于第一自電容感測模式下，感測驅動器選擇該多個感測電極中彼此相鄰的M個感測電極合并形成一第一感測電極組來進行一第一自電容感測，以得到一第一自電容指紋感測信號；于第二自電容感測模式下，感測驅動器選擇該多個感測電極中彼此相鄰的N個感測電極合并形成一第二感測電極組來進行一第二自電容感測，以得到一第二自電容指紋感測信號，其中M與N均為大于1的正整數。處理模塊耦接感測驅動器，用以分別根據第一自電容指紋感測信號與第二自電容指紋感測信號產生一第一自電容指紋圖像與一第二自電容指紋圖像并將第一自電容指紋圖像與第二自電容指紋圖像合成為一第三自電容指紋圖像。其中，形成第一感測電極組的M個感測電極與形成第二感測電極組的N個感測電極共用至少一感測電極。

于一實施例中，第三自電容指紋圖像沿著至少一方向的解析度大于第一自電容指紋圖像及第二自電容指紋圖像沿著該至少一方向的解析度。

于一實施例中，第一自電容指紋圖像的感測點與第二自電容指紋圖像的感測點彼此交錯互補，致使第三自電容指紋圖像的解析度高于第一自電容指紋圖像或第二自電容指紋圖像的解析度。

于一實施例中，形成第一感測電極組的M個感測電極沿著水平方向、垂直方向或斜角方向彼此相鄰。

于一實施例中，形成第二感測電極組的N個感測電極沿著水平方向、垂直方向或斜角方向彼此相鄰。

于一實施例中，形成第一感測電極組的M個感測電極排列為包含P行感測電極與Q列感測電極的矩陣，其中M為P與Q的乘積。

于一實施例中，形成第二感測電極組的該N個感測電極排列為包含R行感測電極與S列感測電極的矩陣，其中N為S與T的乘積。

于一實施例中，多個感測電極具有一幾何形狀。

于一實施例中，多個感測電極具有相同或不同的尺寸大小或形狀。

于一實施例中，多個感測電極進行排列的規律性的方式為矩陣排列、三角形排列或交錯排列。