电容式指纹感测装置及电容式指纹感测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电容式指纹感测装置，包含多个感测电极、扫描驱动器、感测驱动器及处理模块。于自电容感测模式下，扫描驱动器驱动多条扫描线中的一对相邻扫描线，感测驱动器感测驱动器通过多条感测线中的至少一条感测线进行自电容感测，以得到第一指纹感测信号。于互电容感测模式下，扫描驱动器驱动该对相邻扫描线，感测驱动器通过该多条感测线中的至少两条相邻感测线进行互电容感测，以得到第二指纹感测信号。处理模块根据第一指纹感测信号及第二指纹感测信号得到第一指纹图像及第二指纹图像，并将其结合为一合成指纹图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与指纹感测(Fingerprintsensing)有关，特别是关于一种电容式指纹感测装置及电容式指纹感测方法。
技术介绍
随着科技的进步，电容式指纹感测技术可广泛地应用于各种电子装置，尤其是可携式电子装置，例如智能手机、笔记本电脑及平板电脑等。然而，由于指纹感测技术具有高分辨率的要求，在IAFIS规范下，指纹感测芯片需至少具有500dpi的解析能力且其单位感测面积需为50um*50um。在此情况下，将会使得单位感测电极所感应到的电容量较小，故较容易受到杂讯的干扰，导致指纹辨识的难度大幅提高。因此，本专利技术提出一种电容式指纹感测装置及电容式指纹感测方法，以改善现有技术所遭遇的种种问题。
技术实现思路
根据本专利技术的第一较佳具体实施例为一种电容式指纹感测装置。于此实施例中，电容式指纹感测装置可操作于自电容感测模式或互电容感测模式下。电容式指纹感测装置包含(M*N)个感测电极、扫描驱动器、感测驱动器及处理模块。(M*N)个感测电极排列成包含M列感测电极与N行感测电极的一(M*N)矩阵，其中M与N均为正整数。扫描驱动器通过M条扫描线分别耦接M列感测电极。感测驱动器通过N条感测线分别耦接N行感测电极。处理模块耦接扫描驱动器及感测驱动器。当电容式指纹感测装置操作于自电容感测模式时，扫描驱动器驱动M条扫描线中的一对相邻扫描线，感测驱动器通过N条感测线中的至少一条感测线进行自电容感测，以得到第一指纹感测信号；当电容式指纹感测装置操作于互电容感测模式时，扫描驱动器驱动该对相邻扫描线，感测驱动器通过N条感测线中的至少两条相邻感测线进行互电容感测，以得到第二指纹感测信号。处理模块分别根据第一指纹感测信号及第二指纹感测信号得到第一指纹图像及第二指纹图像，并将第一指纹图像及第二指纹图像结合为一合成指纹图像。于一实施例中，当电容式指纹感测装置操作于互电容感测模式时，感测驱动器选择该至少两条相邻感测线所耦接的至少两相邻感测电极为一互电容感测电极组，并选择互电容感测电极组的一部分作为信号传送端(TX)及互电容感测电极组的另一部分作为信号接收端(RX)，以感测信号传送端与信号接收端之间的互电容。于一实施例中，当电容式指纹感测装置操作于互电容感测模式时，N条感测线中除了该至少两条相邻感测线之外的其他感测线接收直流电压、接地电压、感测相关信号或保持浮接(Floating)状态，以降低指纹感测的干扰。于一实施例中，当电容式指纹感测装置操作于自电容感测模式时，N条感测线中除了该至少一条感测线之外的其他感测线接收直流电压、接地电压、感测相关信号或保持浮接状态，以降低指纹感测的干扰。于一实施例中，同一行感测电极中的两相邻感测电极沿第一方向的间距与同一列感测电极中的两相邻感测电极沿第二方向的间距的比例为d1：d2，则第一指纹图像与第二指纹图像沿第一方向的分辨率与沿第二方向的分辨率的比例为d2：d1，且合成指纹图像沿第一方向的分辨率与沿第二方向的分辨率的比例为(2*d2)：d1。于一实施例中，d1：d2为任意比例。于一实施例中，当d1等于(2*d2)时，合成指纹图像沿第一方向的分辨率与沿第二方向的分辨率相同；当d1大于(2*d2)时，合成指纹图像沿第一方向的分辨率小于合成指纹图像沿第二方向的分辨率；当d1小于(2*d2)时，合成指纹图像沿第一方向的分辨率大于合成指纹图像沿第二方向的分辨率。于一实施例中，(M*N)个感测电极的形状为任意几何形状。于一实施例中，(M*N)个感测电极具有相同或不相同的大小、形状及/或间距。于一实施例中，当电容式指纹感测装置操作于自电容感测模式时，感测驱动器选择(M*N)个感测电极中的至少两个感测电极合并为自电容感测电极组一起进行自电容感测，以增加自电容感应量。于一实施例中，第一指纹图像的感测点与第二指纹图像的感测点彼此交错互补，致使合成指纹图像的分辨率高于第一指纹图像或第二指纹图像的分辨率。于一实施例中，电容式指纹感测装置进一步包含切换模块。切换模块耦接于感测驱动器与处理模块之间。切换模块选择性地切换自电容感测模式与互电容感测模式并将第一指纹感测信号与第二指纹感测信号传送至处理模块。于一实施例中，电容式指纹感测装置进一步包含放大模块。放大模块耦接于切换模块与处理模块之间，用以对第一指纹感测信号与第二指纹感测信号进行放大处理后传送至处理模块。根据本专利技术的第二较佳具体实施例为一种电容式指纹感测方法。于此实施例中，电容式指纹感测方法可应用于自电容感测模式或互电容感测模式下。电容式指纹感测方法包含下列步骤：将(M*N)个感测电极排列成包含M列感测电极与N行感测电极的(M*N)矩阵，其中M与N均为正整数；通过M条扫描线将扫描驱动器分别耦接M列感测电极并通过N条感测线将感测驱动器分别耦接N行感测电极；于自电容感测模式下，扫描驱动器驱动M条扫描线中的一对相邻扫描线且感测驱动器通过N条感测线中的至少一条感测线进行自电容感测，以得到第一指纹感测信号；于互电容感测模式下，扫描驱动器驱动该对相邻扫描线且感测驱动器通过N条感测线中的至少两条相邻感测线进行互电容感测，以得到第二指纹感测信号；分别根据第一指纹感测信号及第二指纹感测信号得到第一指纹图像及第二指纹图像，并将第一指纹图像及第二指纹图像结合为一合成指纹图像。根据本专利技术的第三较佳具体实施例亦为一种电容式指纹感测装置。于此实施例中，电容式指纹感测装置可操作于自电容感测模式或互电容感测模式下。电容式指纹感测装置包含(M*N)个感测电极、扫描驱动器、感测驱动器及处理模块。(M*N)个感测电极排列成包含M列感测电极与N行感测电极的一(M*N)矩阵，其中M与N均为正整数。扫描驱动器通过M条扫描线分别耦接M列感测电极。感测驱动器通过N对感测线分别耦接N行感测电极，其中N对感测线中的一对感测线耦接N行感测电极中的一行感测电极，该对感测线包含第一感测线及第二感测线，第一感测线耦接该行感测电极中的第奇数个感测电极且第二感测线耦接该行感测电极中的第偶数个感测电极，抑或第二感测线耦接该行感测电极中的第奇数个感测电极且第一感测线耦接该行感测电极中的第偶数个感测电极；第一感测线耦接M条扫描线中的奇数条扫描线且该第二感测线耦接M条扫描线中的第偶数条扫描线，抑或第二感测线耦接M条扫描线中的第奇数条扫描线且第一感测线耦接M条扫描线中的第偶数条扫描线。处理模块耦接扫描驱动器及感测驱动器。当电容式指纹感测装置操作于自电容感测模式时，扫描驱动器驱动M条扫描线中的第奇数条扫描线及第偶数条扫描线，感测驱动器通过N对感测线中的至少一条感测线进行自电容感测，以得到第一指纹感测信号；当电容式指纹感测装置操作于互电容感测模式时，扫描驱动器驱动M条扫描线中的一对相邻扫描线，感测驱动器通过第一感测线及第二感测线进行互电容感测，以得到第二指纹感测信号；处理模块分别根据第一指纹感测信号及第二指纹感测信号得到第一指纹图像及第二指纹图像，并将第一指纹图像及第二指纹图像结合为一合成指纹图像。于一实施例中，当该电容式指纹感测装置操作于该互电容感测模式时，该感测驱动器选择该第一感测线及该第二感测线所分别耦接的该第奇数个感测电极及该第偶数个感测电极为一互电容感测电极组，并选择该互电容感测电极组的一部分作为信号传送端及该互电容感测电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式指纹感测装置，可操作于一自电容感测模式或一互电容感测模式下，其特征在于，该电容式指纹感测装置包含：(M*N)个感测电极，排列成包含M列感测电极与N行感测电极的一(M*N)矩阵，其中M与N均为正整数；一扫描驱动器，通过M条扫描线分别耦接该M列感测电极；一感测驱动器，通过N条感测线分别耦接该N行感测电极；以及一处理模块，耦接该扫描驱动器及该感测驱动器；其中，当该电容式指纹感测装置操作于该自电容感测模式时，该扫描驱动器驱动该M条扫描线中的一对相邻扫描线，该感测驱动器通过该N条感测线中的至少一条感测线进行自电容感测，以得到一第一指纹感测信号；当该电容式指纹感测装置操作于该互电容感测模式时，该扫描驱动器驱动该对相邻扫描线，该感测驱动器通过该N条感测线中的至少两条相邻感测线进行互电容感测，以得到一第二指纹感测信号；该处理模块分别根据该第一指纹感测信号及该第二指纹感测信号得到一第一指纹图像及一第二指纹图像，并将该第一指纹图像及该第二指纹图像结合为一合成指纹图像。

【技术特征摘要】
2015.07.23 US 62/195,881;2015.08.13 US 62/204,4841.一种电容式指纹感测装置，可操作于一自电容感测模式或一互电容感测模式下，其特征在于，该电容式指纹感测装置包含：(M*N)个感测电极，排列成包含M列感测电极与N行感测电极的一(M*N)矩阵，其中M与N均为正整数；一扫描驱动器，通过M条扫描线分别耦接该M列感测电极；一感测驱动器，通过N条感测线分别耦接该N行感测电极；以及一处理模块，耦接该扫描驱动器及该感测驱动器；其中，当该电容式指纹感测装置操作于该自电容感测模式时，该扫描驱动器驱动该M条扫描线中的一对相邻扫描线，该感测驱动器通过该N条感测线中的至少一条感测线进行自电容感测，以得到一第一指纹感测信号；当该电容式指纹感测装置操作于该互电容感测模式时，该扫描驱动器驱动该对相邻扫描线，该感测驱动器通过该N条感测线中的至少两条相邻感测线进行互电容感测，以得到一第二指纹感测信号；该处理模块分别根据该第一指纹感测信号及该第二指纹感测信号得到一第一指纹图像及一第二指纹图像，并将该第一指纹图像及该第二指纹图像结合为一合成指纹图像。2.如权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，当该电容式指纹感测装置操作于该互电容感测模式时，该感测驱动器选择该至少两条相邻感测线所耦接的至少两相邻感测电极为一互电容感测电极组，并选择该互电容感测电极组的一部分作为信号传送端及该互电容感测电极组的另一部分作为信号接收端，以感测该信号传送端与该信号接收端之间的互电容。3.如权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，当该电容式指纹感测装置操作于该互电容感测模式时，该N条感测线中除了该至少两条相邻感测线之外的其他感测线接收直流电压、接地电压或保持
\t浮接状态。4.如权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，当该电容式指纹感测装置操作于该自电容感测模式时，该N条感测线中除了该至少一条感测线之外的其他感测线接收直流电压、接地电压或保持浮接状态。5.如权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，同一行感测电极中的两相邻感测电极沿一第一方向的间距与同一列感测电极中的两相邻感测电极沿一第二方向的间距的比例为d1：d2，则该第一指纹图像与该第二指纹图像沿该第一方向的分辨率与沿该第二方向的分辨率的比例为d2：d1，且该合成指纹图像沿该第一方向的分辨率与沿该第二方向的分辨率的比例为(2*d2)：d1。6.如权利要求5所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，d1：d2为任意比例。7.如权利要求5所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，当d1等于(2*d2)时，该合成指纹图像沿该第一方向的分辨率与沿该第二方向的分辨率相同；当d1大于(2*d2)时，该合成指纹图像沿该第一方向的分辨率小于该合成指纹图像沿该第二方向的分辨率；当d1小于(2*d2)时，该合成指纹图像沿该第一方向的分辨率大于该合成指纹图像沿该第二方向的分辨率。8.如权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，该(M*N)个感测电极的形状为任意几何形状。9.如权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，该(M*N)个感测电极具有相同或不相同的大小、形状及/或间距。10.如权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，当该电容式指纹感测装置操作于该自电容感测模式时，该感测驱动器选择该(M*N)个感测电极中的至少两个感测电极合并为自电容感测电极组一起
\t进行自电容感测，以增加自电容感应量。11.如权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，该第一指纹图像的感测点与该第二指纹图像的感测点彼此交错互补，致使该合成指纹图像的分辨率高于该第一指纹图像或该第二指纹图像的分辨率。12.如权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，进一步包含：一切换模块，耦接于该感测驱动器与该处理模块之间，该切换模块选择性地切换该自电容感测模式与该互电容感测模式并将该第一指纹感测信号与该第二指纹感测信号传送至该处理模块。13.如权利要求12所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，进一步包含：一放大模块，耦接于该切换模块与该处理模块之间，用以对该第一指纹感测信号与该第二指纹感测信号进行放大处理后传送至该处理模块。14.一种电容式指纹感测装置，其特征在于，可操作于一自电容感测模式或一互电容感测模式下，该电容式指纹感测装置包含：(M*N)个感测电极，排列成包含M列感测电极与N行感测电极的一(M*N)矩阵，其中M与N均为正整数；一扫描驱动器，通过M条扫描线分别耦接该M列感测电极；一感测驱动器，通过N对感测线分别耦接该N行感测电极，其中该N对感测线中的一对感测线耦接该N行感测电极中的一行感测电极，该对感测线包含一第一感测线及一第二感测线，该第一感测线耦接该行感测电极中的第奇数个感测电极且该第二感测线耦接该行感测电极中的第偶数个感测电极，抑或该第二感测线耦接该行感测电极中的该第奇数个感测电极且该第一感测线耦接该行感测电极中的该第偶数个感测电极；该第一感测线耦接该M条扫描线中的第奇数条扫描线且该第二感测线
\t耦接该M条扫描线中的第偶数条扫描线，抑或该第二感测线耦接该M条扫描线中的该第奇数条扫描线且该第一感测线耦接该M条扫描线中的该第偶数条扫描线；以及一处理模块，耦接该扫描驱动器及该感测驱动器；其中，当该电容式指纹感测装置操作于该自电容感测模式时，该扫描驱动器驱动该M条扫描线中的该第奇数条扫描线及该第偶数条扫描线，该感测驱动器通过该N对感测线中的至少一条感测线进行自电容感测，以得到一第一指纹感测信号；当该电容式指纹感测装置操作于该互电容感测模式时，该扫描驱动器驱动该M条扫描线中的一对相邻扫描线，该感测驱动器通过该第一感测线及该第二感测线进行互电容感测，以得到一第二指纹感测信号；该处理模块分别根据该第一指纹感测信号及该第二指纹感测信号得到一第一指纹图像及一第二指纹图像，并将该第一指纹图像及该第二指纹图像结合为一合成指纹图像。15.如权利要求14所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，当该电容式指纹感测装置操作于该互电容感测模式时，该感测驱动器选择该第一感测线及该第二感测线所分别耦接的该第奇数个感测电极及该第偶数个感测电极为一互电容感测电极组，并选择该互电容感测电极组的一部分作为信号传送端及该互电容感测电极组的另一部分作为信号接收端，以感测该信号传送端与该信号接收端之间的互电容。16.如权利要求14所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，当该电容式指纹感测装置操作于该互电容感测模式时，该N条感测线中除了该至少两条相邻感测线之外的其他感测线接收直流电压、接地电压或保持浮接状态。17.如权利要求14所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，当该电容式指纹感测装置操作于该自电容感测模式时，该N条感测线中除了该至少一条感测线之外的其他感测线接收直流电压、接地电压或保持浮
\t接状态。18.如权利要求14所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，同一行感测电极中的两相邻感测电极沿一第一方向的间距与同一列感测电极中的两相邻感测电极沿一第二方向的间距的比例为d1：d2，则该第一指纹图像与该第二指纹图像沿该第一方向的分辨率与沿该第二方向的分辨率的比例为d2：d1，且该合成指纹图像沿该第一方向的分辨率与沿该第二方向的分辨率的比例为d2：(2*d1)。19.如权利要求18所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，d1：d2为任意比例。20.如权利要求18所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，当d2等于(2*d1)时，该合成指纹图像沿该第一方向的分辨率与沿该第二方向的分辨率相同；当d2大于(2*d1)时，该合成指纹图像沿该第一方向的分辨率大于该合成指纹图像沿该第二方向的分辨率；当d2小于(2*d1)时，该合成指纹图像沿该第一方向的分辨率小于该合成指纹图像沿该第二方向的分辨率。21.如权利要求14所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，该(M*N)个感测电极的形状为任意几何形状。22.如权利要求14所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，该(M*N)个感测电极具有相同或不相同的大小、形状及/或间距。23.如权利要求14所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，当该电容式指纹感测装置操作于该自电容感测模式时，该感测驱动器选择该(M*N)个感测电极中的至少两个感测电极合并为自电容感测电极组一起进行自电容感测，以增加自电容感应量。24.如权利要求14所述的电容式指纹感测装置，其特征在于，该第一指纹图像的感测点与该第二指纹图像的感测点彼此交错互补，致使该合成指纹图像的分辨率高于该第一指纹图像或该...

【专利技术属性】
技术研发人员：江昶庆，李昆倍，
申请(专利权)人：瑞鼎科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71