[发明专利]指纹感测装置及其指纹感测方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种指纹感测装置及方法，特别是关于一种低寄生电容的指纹感测装置及其指纹感测方法。

背景技术

图1是已知的指纹感测装置10，其中保护层12供手指触碰及保护其下方的多个电极板16a、16b、16c，静电放电(Electro-StaticDischarge；ESD)层14用以提供静电放电保护，多个检测电路18a、18b、18c各自连接对应的电极板16a、16b、16c，用以检测电极板16a、16b、16c与手指(图中未示)间的电容值以得到感测电压。由于手指的指纹是由凹凸不平的纹路构成，因此指纹会有纹峰与纹谷。又指纹的纹峰与纹谷与电极板的距离不同，所以纹峰与纹谷所产生的感测电压也不同。指纹感测装置10根据感测电压的大小可以判断对应电极板16a、16b、16c的纹路为峰值或谷值。指纹感测装置10在取得所有电极板所对应的纹路后，即可得到手指的指纹图像。

然而，如图1所示，电极板16a、16b、16c与下方的导体之间存在寄生电容Cp1a、Cp1b、Cp1c。电极板下方的导体包括检测电路18a、18b、18c、地端以及其他的导体。寄生电容Cpla、Cp1b、Cp1c会影响电极板16a、16b、16c的感测，寄生电容Cpla、Cp1b、Cp1c越高，量测电极板16a、16b、16c所获得的感测电压的动态范围越小，越不易正确的辨识所检测到的纹路是纹峰还是纹谷。此外，检测电路18a、18b、18c的操作噪声也会经由寄生电容Cpla、Cp1b、Cp1c干扰电极板16a、16b、16c。

因此，一种低寄生电容的指纹感测装置，乃为所冀。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种低寄生电容的指纹感测装置及其指纹感测方法。

根据本发明，一种指纹感测装置包括一电极板、一回授电容、一元件层以及一阻隔板。该回授电容耦接该电极板，该回授电容与该电极板是各自独立的元件。该元件层位于该电极板下方，该元件层包含多个电路元件连接该回授电容以形成一检测电路供检测手指与该电极板之间的电容值，以判断该电极板上的指纹。该阻隔板在该电极板及该元件层之间。在激励模式时，该电极板及该阻隔板被施加一第一电压，在检测模式时，该电极板及该阻隔板被施加一第二电压。

根据本发明，一种指纹感测装置包括一电极板、一检测电路、一第一开关以及一阻隔板。该检测电路在检测模式时，检测该电极板与一手指之间的电容值，以判断该电极板上的指纹。该第一开关连接在该电极板及该检测电路之间。该阻隔板在该电极板及该检测电路之间。在激励模式期间，该第一开关为开路以断开该电极板与该检测电路之间的连接，该电极板及该阻隔板被施加一第一电压。在检测模式时，该第一开关为闭路以使该检测电路连接该电极板，该电极板及该阻隔板被施加一第二电压。

根据本发明，一种指纹感测方法包括：在激励模式时，断开一电极板及一检测电路之间的连接，并施加一第一电压至该电极板及一阻隔板；以及在检测模式时，连接该电极板及该检测电路并施加一第二电压至该电极板及该阻隔板，以使该检测电路检测手指与该电极板之间的电容值，以判断该电极板上的指纹为纹峰或纹谷。其中该阻隔板在该电极板及该检测电路之间。

本发明是利用在电极板下方设置阻隔板，来降低该电极板与下方其他导体之间的寄生电容，达到较大的信号动态范围，并防止检测电路的操作噪声干扰该电极板，而且在感测过程中，该阻隔板与该电极板具有相同电位，因而能消除该阻隔板与该电极板之间的寄生电容效应。

附图说明

图1是已知的指纹感测装置；

图2是本发明的指纹感测装置的第一实施例；

图3显示图2的指纹感测装置的结构；

图4显示图2的指纹感测装置在激励模式下的等效电路；

图5显示图2的指纹感测装置在检测模式下的等效电路；

图6显示图4及图5电路的时序图；以及

图7是本发明的指纹感测装置的第二实施例。

附图标号

10指纹感测装置

12保护层

14静电放电层

16a电极板

16b电极板

16c电极板

16d电极板

18a检测电路

18b检测电路

18c检测电路

18d检测电路

20a运算放大器

20b运算放大器

20c运算放大器

20d运算放大器

22指纹感测装置