[发明专利]电容式指纹感测装置及其方法

说明书

一种电容式指纹感测装置及其方法。感测装置包含一感测阵列，其包括多个感测单元，每一感测单元包括一感测电容以及一参考电容。感测装置另包含一绝缘表面，设置于上述感测单元的上方。当一手指接触绝缘表面时，感测装置所包含的一读取模块会于一感测周期内，得到对应于每一上述感测单元的上述感测电容的一感测时间间隔，以及对应于每一上述感测单元的上述参考电容的一参考时间间隔，并根据上述感测时间间隔以及上述参考时间间隔，提供一感测输出，以指示上述手指的指纹波峰或波谷。本发明实施例所述的指纹感测装置及其方法无须使用模数转换器，并且仅使用到较少的模拟电路，因此可降低晶片的面积、耗电量以及制造成本。

技术领域

本发明涉及一种电容式感测装置及其方法，且尤其涉及一种不需使用模数转换器的电容式指纹感测装置及其方法。

背景技术

近年来，随着生物识别技术逐渐成熟，许多不同的生物特征均可被用来识别使用者的身份。其中，由于指纹识别技术的识别率及准确率较其它生物特征的识别技术更好，故目前指纹识别的应用层面较广。

指纹识别的技术先感测使用者的指纹图样(pattern)，再采集指纹图样中独特的指纹特征并存储至存储器中。之后，当使用者再次按压或滑刷指纹时，指纹感测器会感测指纹图样并且采集指纹特征，以便与先前所存储的指纹特征进行比对以进行识别。若二者相符，则使用者的身份得以确认。

随着便携式电子装置的普及化，利用便携式电子装置来输入指纹特征已逐渐成为未来发展的领域。因此，需要一种具有较小面积的指纹感测装置。

当使用者按压或滑刷指纹时，已知电容式指纹感测器会感测指纹的波峰(ridge)及波谷(valley)，并且产生相对应于波峰及波谷的不同电容值。接着，利用电荷分布(charge-sharing)的方式，取得相对应于电容值的电压值，并将电压值输入一模数转换器(Analog-to-Digital Converter)，以转换成数字码(digital code)，以提供给处理器，进行后续指纹识别的演算与处理。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种电容式指纹感测装置。上述指纹感测装置包括：一感测阵列，包括多个感测单元，每一感测单元包括一感测电容以及一参考电容；一绝缘表面，设置于上述感测阵列的上方；以及一读取模块，用以当一手指接触上述绝缘表面时，于一感测周期内，得到对应于每一上述感测单元的上述感测电容的一感测时间间隔，以及对应于每一上述感测单元的上述参考电容的一参考时间间隔，并根据上述感测时间间隔以及上述参考时间间隔，提供一感测输出，以指示上述手指的指纹波峰或波谷。

再者，本发明提供一种指纹感测方法，适用于一电容式指纹感测装置，其中上述感测装置包括具有多个感测单元的一感测阵列以及设置于上述感测阵列的上方的一绝缘表面。当一手指接触上述绝缘表面时，于一感测周期内，得到对应于每一上述感测单元的一感测电容的一感测时间间隔，以及对应于每一上述感测单元的上述参考电容的一参考时间间隔。根据上述感测时间间隔以及上述参考时间间隔，提供一感测输出，以指示上述手指的指纹波峰或波谷。

相比较需要使用到模数转换器的传统指纹感测装置及其方法，本发明实施例所述的指纹感测装置及其方法无须使用模数转换器，并且仅使用到较少的模拟电路，因此可降低晶片的面积、耗电量以及制造成本。

附图说明

图1为显示根据本发明一实施例所述的指纹感测装置；

图2为显示根据本发明一实施例所述的使用图1的指纹感测装置来读取使用者的手指指纹的示意图；

图3为显示使用者的手指接触到图1的指纹感测装置的剖面示意图；

图4为显示根据图1实施例所述的指纹感测装置的示意图；以及

图5为显示根据本发明一实施例所述的图4中指纹感测装置内的信号波形图。

附图标记说明如下：