[发明专利]指纹感测装置及其操作方法

说明书

本发明涉及一种指纹感测装置及其操作方法。该指纹感测装置包含至少一核心感测组件、一系统组件、至少一开关组件及一电荷储存组件。该开关组件连接在该核心感测组件及该系统组件之间以提供四个不同的操作状态：一正常状态；一隔离状态；一升压状态；及一降压状态。通过控制该开关组件以不同的顺序进行不同的操作状态以在手指及该核心感测组件之间产生一电压偏移。

技术领域

本发明涉及一种指纹感测装置及该指纹感测装置的操作方法。特别涉及一种具有可通过将不同的操作状态以不同的顺序进行切换以在手指及指纹感测装置之间产生电压偏移的开关组件的指纹感测装置。

背景技术

为了安全目的，有许多人的生理特征可用来做为人员识别，这些特征诸如指纹、视网膜、虹膜、DNA或甚至是脸部特征。对那些能够区分众人的某些生理特征的装置而言，指纹感测技术已变得广泛使用，且时常被用来提供对敏感电子装置及/或数据的存取安全机制。一般来说，电容式指纹传感器可用来通过测量经过电容式传感器的每个电容式感测组件的电容来判定指纹图像。电容越高，相邻或者上面的手指的表面距离电容式感测组件越近。因而，比起指纹谷，指纹脊在下面的电容式感测组件中提供更高的电容。

电容式指纹传感器至少存在两种形式，即主动式和被动式。主动电容式传感器常用在电子设备，以提供用户的生物特征安全性和识别。主动式电容式传感器会先刺激被感测的手指的表皮。表皮的电容在每个电容式感测组件处测量。更明确的说，通过在电容式感测组件数组的调制频率的低电压阶段和高电压阶段期间测量电容式感测组件的电压和/或电荷，可测量或判定电容。电压差可用来判定电容。

有些传统的教示可通过一形成在感测组件周围的驱动环以刺激被感测的手指来取得低电压阶段和高电压阶段且由于手指的电位会随着驱动环的调变而改变，每个电容式感测组件的电压和/或电荷也会随着驱动环的调变而改变。

然而，施加至驱动环的电压是有限的。通常，驱动环电压以不超过4伏特的峰-峰电压为限。超过此电压可能会施加手指过高的电压，并让手指感受到“刺痛”或者不舒服的感觉。虽然人可感测到刺痛的精确电压会随着人的不同而变化，但是4伏特的峰-峰电压通常被视为一门坎值，超过该门坎值便会让人注意到这种感觉。

既然对驱动环的电压加以限制以避免用户感知，覆盖传感器的其他电介质的厚度也可加以限定。感测板及手指之间的电介质越厚，其所产生的电容会变得越衰减且指纹图像也变得越模糊。对在具有大在或等在100微米的厚度的电介质来说，指纹图像可能会变得不可靠。

当用户的手指或手或身体的其它部分通过接地而电容耦合至该系统时，或当接触系统的其它部分直接耦合至系统接地时，会出现另一个限制。用户与系统之间的电容耦合可能会随着用户如何触摸装置而有所差异。这种寄生耦合会衰减驱动环能驱入用户手指的电压，并因而减弱该信号。这种衰减会随着用户如何触摸装置而有所差异。

基于上述缺点，目前亟需一种可在不取决于用户如何触摸装置的情况下，还可取得高质量指纹影像的指纹感测装置。

发明内容

本段文字提取和编译本发明的某些特点。其它特点将被揭露在后续段落中。其目的在涵盖附加的申请专利范围的精神和范围中，各式的修改和类似的排列。

为了克服上述缺点，本发明提供一种可在不取决于用户如何触摸装置的情况下，还可取得高质量指纹影像的指纹感测装置。该指纹感测装置包含：至少一核心感测组件，具有一工作电源端子及一工作接地端子，用以获取指纹影像，其中该至少一核心感测组件包括多个电容式感测组件；一系统组件，具有一连接至一电源供应器的系统电源端子及一接地的系统接地端子；至少一开关组件，连接在该核心感测组件及该系统组件之间；及一电荷储存组件，电连接在该工作电源端子及该工作接地端子之间，用以在该系统组件未供电给该核心感测组件时，供电给该核心感测组件。