專利名稱：指紋成像裝置及應用于該指紋成像裝置的指紋成像方法
技術領域：
本發(fā)明關于ー種指紋成像裝置，特別是關于ー種結構簡單、應用多祥的指紋成像裝置，以及應用于該指紋成像裝置的指紋成像方法。
背景技術：
傳統(tǒng)指紋成像的裝置所應用的技術為光學全反射技術、電容傳感技術以及超聲波掃瞄技木。然而，光學全反射技術與電容傳感技術感測汗多或稍臟的手指常會遇到成像模糊或甚至不能成像的問題；而超聲波掃瞄技術則具有成本太高與耗電過多的問題，無法滿足消費者需求。此外，現(xiàn)有技術的結構太過復雜，整體結構過于厚重，造成使用者攜帶不便且占空間，無法滿足市場對于電子產(chǎn)品在輕度與薄度的要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術問題，本發(fā)明提出一種指紋成像裝置以及應用于該指紋成像裝置的指紋成像方法。經(jīng)由本發(fā)明，可達到指紋成像裝置結構簡単、輕薄且成本降低的目的。本發(fā)明提供一種指紋成像裝置，包含電源模組，包含第一極性端與第二極性端；電泳層，具有第一面與第二面，且包含復數(shù)個帶電粒子；第一導體層，設置于該電泳層的該第一面，且與該電源模組之該第一極性端耦接；以及非導體層，設置于該電泳層的該第二面，且封裝該電泳層；其中當使用者與該電源模組的該第二極性端耦接，且該使用者的手指按壓在該非導體層上時，該手指的指紋脊與該第一導體層之間產(chǎn)生第一電場，使該復數(shù)個帶電粒子在該電泳層移動，并形成指紋影像。根據(jù)本發(fā)明所述的指紋成像裝置，該第一導體層或該非導體層是透明的。根據(jù)本發(fā)明所述的指紋成像裝置，更包含導電極，該導電極與該第二極性端耦接，該使用者藉由接觸該導電極以與該電源模組的該第二極性端耦接。根據(jù)本發(fā)明所述的指紋成像裝置，更包含影像感測單元，該影像感測單元設置于該電泳層外部，且朝向該第一導體層或該非導體層設置，以擷取該指紋影像。根據(jù)本發(fā)明所述的指紋成像裝置，更包含儲存單元，該儲存単元用以儲存該影像感測單元所擷取到的該指紋影像。根據(jù)本發(fā)明所述的指紋成像裝置，更包含轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用以轉(zhuǎn)換該第一極性端與第二極性端的電性；以及第二導體層，該第二導體層可移除地覆蓋于該非導體層上，其中當該第二導體層覆蓋于該非導體層上且耦接該第二極性端，且該轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換該第一極性端與該第二極性端的電性時，該第二導體層與該第一導體層之間產(chǎn)生第二電場，使該復數(shù)個帶電粒子根據(jù)該第二電場于該電泳層移動，以清除該指紋影像。本發(fā)明更提供一種應用于指紋成像裝置的指紋成像方法，該指紋成像裝置包含電源模組、電泳層、第一導體層、與非導體層，其中該電源模組包含第一極性端與第二極性端；該電泳層，具有第一面與第二面，且包含復數(shù)個帶電粒子；該第一導體層，設置于該電泳層的該第一面，且與該電源模組的該第一極性端耦接；以及該非導體層，設置于該電泳層的該第二面，且封裝該電泳層，該指紋成像方法包含使用者與該電源模組的該第二極性端耦接；以及使用者的手指按壓在非導體層上，以在該手指的指紋脊與該第一導體層之間產(chǎn)生第一電場，使得該復數(shù)個帶電粒子在該電泳層移動，并形成指紋影像。根據(jù)本發(fā)明所述的指紋成像方法，更包含擷取該指紋影像。根據(jù)本發(fā)明所述的指紋成像方法，更包含儲存該指紋影像。根據(jù)本發(fā)明所述的指紋成像方法，更包含轉(zhuǎn)換該第一極性端與第二極性端的電性；以及于該非導體層上，覆蓋第二導體層，并耦接該第二導體層至該第二極性端，以在該第二導體層與該第一導體層之間產(chǎn)生第二電場，使該復數(shù)個帶電粒子根據(jù)該第二電場于該電泳層移動，以清除該指紋影像。藉由本發(fā)明，使整個指紋成像裝置結構簡單且成本降低。以下在實施方式中詳細敘述本發(fā)明的詳細特征以及優(yōu)點，其內(nèi)容足以使本領域技術人員了解本發(fā)明的技術內(nèi)容并據(jù)以實施，且根據(jù)本說明書所揭露的內(nèi)容、權利要求及圖示，本領域技術人員可輕易地理解本發(fā)明相關的目的及優(yōu)點。


圖IA為本發(fā)明一實施例的指紋成像裝置的結構示意圖；圖IB為本發(fā)明一實施例的指紋成像裝置的操作示意圖；圖IC為本發(fā)明一實施例的使用者的手指的示意圖；圖ID與圖IE為本發(fā)明一實施例的指紋影像示意圖；圖IF為本發(fā)明另ー實施例中，指紋成像裝置擷取指紋影像的示意圖；圖IG為本發(fā)明另ー實施例中，指紋成像裝置清除該指紋影像的示意圖；圖IH為本發(fā)明一實施例中，電源模組的示意圖；圖2A為本發(fā)明另ー實施例的指紋成像裝置的結構示意圖；圖2B-圖2C為本發(fā)明又一實施例的指紋成像裝置的第二導體層的位置示意圖；圖2D-圖2E為本發(fā)明又一實施例的指紋成像裝置的操作示意圖；圖3為本發(fā)明又一實施例的指紋成像裝置的結構示意圖；圖4為本發(fā)明又一實施例的指紋成像裝置的結構示意圖；圖5為本發(fā)明一實施例的指紋成像裝置的的指紋成像方法的流程圖。
具體實施例方式為使對本發(fā)明的目的、構造、特征、及其功能有進ー步的了解，茲配合實施例詳細說明如下。請參見圖IA和圖1B，圖IA和圖IB為本發(fā)明第一實施例的結構以及操作示意圖。首先，請先參見圖1A，本發(fā)明的指紋成像裝置100包含電源模組Vs，電泳層20、第一導體層10以及非導體層30。該電源模組100，包含第一極性端Dl與第二極性端D2 ;該電泳層20 具有第一面20A與第二面20B，且包含復數(shù)個帶電粒子21 ;第一導體層10，設置于該電泳層20的該第一面20A，且與該電源模組Vs的該第一極性端Dl耦接；以及非導體層30，設置于該電泳層20的該第二面20B，且封裝該電泳層20。實際操作上，請參見圖1B，使用者與該電源模組Vs的該第二極性端D2耦接，且該使用者的手指40按壓在該非導體層30上吋，即可操作本發(fā)明的指紋成像裝置100。需說 明的是，使用者與該電源模組Vs的該第二極性端D2耦接的方法，并不限于圖IB中的手指，只要使用者的身體或手部直接地或間接地與該第ニ極性端D2耦接即可。詳言之，請接著參見圖IB并對照圖IC至圖1E。首先，請先參見圖1C，圖IC所示為使用者的手指40。一般而言，手指40的指紋包含凸起的指紋脊41與凹陷的指紋谷42。因此當使用者的手指40按壓在該非導體層30上吋，由于指紋脊41與指紋谷42構造上的不同，使用者的指紋脊41與指紋谷42與該第一導體層10之間會產(chǎn)生強度不同的電場。在本實施例中，由于指紋脊41與第一導體層10的距離比指紋谷42與第一導體層10的距離短，因此使用指紋脊41與第一導體層10所形成的第一電場El會比指紋谷42與第一導體層10所形成的電場(未示)強。從而，藉由適當?shù)卣撾娫茨＝MVs的電壓或該非導體層30與該第一導體層10之間的距離，可使對應到指紋脊41的帶電粒子在該電泳層20中移動，而對應到指紋谷42的帶電粒子在該電泳層20中不動，進而在該電泳層20的該第一面20A或該第二面20B形成指紋影像。舉例而言，請參見圖ID與圖IE并對照圖1B，本實施例中該復數(shù)個帶電粒子具有第一顔色，該第一顔色例如可為任何顔色，如白色。較佳地，該帶電粒子21的顏色宜與該電泳層中電泳液的顔色不同。舉例而言，請參見圖1B，當該第二極性端D2提供負電壓，且該復數(shù)個帶電粒子帶正電，且該使用者的手指40與該第二極性端D2耦接，并按壓在該非導體層30上吋，對應到該指紋脊41的粒子會移動到該第一面20A上，而對應到該指紋谷42的粒子會停留在該第二面20B上。從而，如圖ID所示，該第二面20B會形成如圖ID所示的指紋影像，其中該指紋脊41在該第二面20B對應指紋脊線條41’，該指紋谷42在該第二面20B對應指紋谷線條42’，其中該指紋脊線條41’所顯示的色彩對應該第一顔色。另ー方面，如圖IE所示，該第一面20A也會形成如圖IE所示的指紋影像，其中該指紋谷線條42”所顯示的色彩對應該第一顔色。在本實施例中，該第一導體層10及/或該非導體層30宜為透明，使得該指紋影像可以顯示在該第一導體層10及/或該非導體層30。依據(jù)本發(fā)明，擷取該指紋影像的實施例請參見圖1F，本實施例中，該指紋成像裝置100更包含影像感測單元50，該影像感測單元50設置于該電泳層20外部，且朝向該第一導體層10或該非導體層30設置，以擷取該指紋影像。在本發(fā)明的一較佳實施例，該影像感測単元50設置于該第一導體層10下方，但本發(fā)明的實施態(tài)樣并不局限于此，請參見圖1F，該影像感測單元50亦可設置于該非導體層30上方，只要該影像感測單元50可感測到該指紋影像，皆應包含在本發(fā)明的專利范圍。本發(fā)的又一實施例中，該指紋成像裝置100可更包含儲存單元(未示)，該儲存単元用以儲存該影像感測單元50所擷取到的該指紋影像，其中該儲存単元可以有線或無線的方式與該影像感測單元50進行訊號傳輸或連結。依據(jù)本發(fā)明的其中ー個實施態(tài)樣，儲存在該儲存単元的指紋影像可進ー步地做為指紋辨識的比對基準，但本發(fā)明的專利范圍并不限于此。依據(jù)本發(fā)明，該指紋成像裝置100重置的方式與結構的實施例，請參見圖IG并對照圖1H。依據(jù)本實施例，該指紋成像裝置100更包含轉(zhuǎn)換器S以及第二導體層60。如圖IH所示，該轉(zhuǎn)換器S可位于該電源模組Vs中，用以轉(zhuǎn)換該第一極性端與第二極性端的電性。如圖IG所示，該第二導體層60可移除地覆蓋于該非導體層30上，此處，第二導體層60通過連接機構連接于該指紋成像裝置100上，當需要利用該第二導體層60時，可以通過手動或機動操作使得該第二導體層60覆蓋于該非導體層30上，當不需要利用該第二導體層60時，可以通過手動或機動操作使得該第二導體層60卷起或者移至該指紋成像裝置100的預留位置，所謂預留位置用于容置該第二導體層60，其中當該第二導體層60覆蓋于該非導體層30上且耦接該第二極性端D2，且該轉(zhuǎn)換器S轉(zhuǎn)換該第一極性端與該第二極性端的電性時，(舉例而言，如圖IG所示，該第一極性端Dl的電性由正電轉(zhuǎn)為負電，該第二極性端的電性由負電轉(zhuǎn)為正電時)，該第二導體層60與該第一導體層10之間產(chǎn)生第二電場E2,使該復數(shù)個帶電粒子21根據(jù)該第二電場E2于該電泳層20移動，以清除該指紋影像，并使該指紋成像裝置100重置。本發(fā)明的又ー實施例，請參見圖2A、圖2B與圖2C，本實施例中，該指紋成像裝置100更可包含導電極70，該導電極70與該第二極性端D2耦接。較佳地，請參見圖2B與圖2C，該導電極70宜位于該電泳層20的該第二面20B的周邊或ー側。根據(jù)本實施例，該導電極70的操作方式請參見圖2D與圖2E。本實施例的第一種操作方式，請參見圖2D，使用者 的手指40可一部分接觸該導電極70，另一部分按壓在該非導體層30上，以讓按壓在該非導體層30上的手指的指紋脊與該第一導體層10之間產(chǎn)生第一電場E1，使該復數(shù)個帶電粒子21在該電泳層20移動，并形成該另一部分手指的指紋影像。本實施例的另ー種操作方式，請參見圖2E，使用者的手部可ー個手指接觸該導電極70，另ー個手指按壓在該非導體層30上，以讓按壓在在該非導體層30上的另一指手指的指紋脊與該第一導體層10之間產(chǎn)生該第一電場E1，使該復數(shù)個帶電粒子21在該電泳層20移動，并形成該另一指手指的指紋影像。須補充說明的是，本發(fā)明的實施方式，并不限于說明書所述，本領域技術人員應能輕易思及各種實施態(tài)樣。舉例而言，該復數(shù)個帶電粒子21在初始狀態(tài)時，并不限于位在該電泳層20的該第一面20A。如圖3所示，該復數(shù)個電粒子21在初始狀態(tài)時亦可位于該電泳層20的該第二面20B。操作上，只要將該電源模組Vs的該第一極性端Dl與該第二極性端D2的電性做適當調(diào)整，即可達成指紋成像的功能。此外，依據(jù)本發(fā)明該復數(shù)個帶電粒子21的電性不限于正電。請參見圖4，該復數(shù)個帶電粒子21的電性亦可為負電。請接著參見圖5，圖5為本發(fā)明一實施例的指紋成像裝置的指紋成像方法的流程圖。該指紋成像裝置請參見先前圖示圖IA至圖4，該指紋成像裝置100包含電源模組Vs、電泳層20、第一導體層10、與非導體層30，其中該電源模組Vs包含第一極性端Dl與第二極性端D2 ;該電泳層20，具有第一面20A與第二面20B，且包含復數(shù)個帶電粒子21 ;該第一導體層10，設置于該電泳層20的該第一面20A，且與該電源模組Vs的該第一極性端Dl耦接；以及該非導體層30，設置于該電泳層20的該第二面20B，且封裝該電泳層20，該指紋成像方法包含以下步驟步驟Sll :使用者與該電源模組Vs的該第二極性端D2耦接。步驟S12 :使用者的手指按壓在該非導體層30上，以在該手指的指紋脊41與該第一導體層10之間產(chǎn)生第一電場E1，使得該復數(shù)個帶電粒子21在該電泳層20移動，并形成指紋影像。步驟S13 :擷取該指紋影像。步驟S14 :儲存該指紋影像。步驟S15 :轉(zhuǎn)換該第一極性端Dl與第二極性端D2的電性。
步驟S16 :于該非導體層30上，覆蓋第二導體層60，并耦接該第二導體層60至該第二極性端D2,以在該第二導體層60與該第一導體層10之間產(chǎn)生第二電場E2,使該復數(shù)個帶電粒子21根據(jù)該第二電場E2于該電泳層20移動，以清除該指紋影像。本發(fā)明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護范圍
權利要求
1.一種指紋成像裝置，其特征在于包含 電源模組，包含第一極性端與第二極性端； 電泳層，具有第一面與第二面，且包含復數(shù)個帶電粒子； 第一導體層，設置于該電泳層的該第一面，且與該電源模組的該第一極性端耦接；以及 非導體層，設置于該電泳層的該第二面，且封裝該電泳層； 其中當使用者與該電源模組的該第二極性端耦接，且該使用者的手指按壓在該非導體層上時，該手指的指紋脊與該第一導體層之間產(chǎn)生第一電場，使該復數(shù)個帶電粒子在該電泳層移動，并形成指紋影像。
2.如權利要求I所述的指紋成像裝置，其特征在于，該第一導體層或該非導體層是透明的。
3.如權利要求I所述的指紋成像裝置，其特征在于，更包含導電極，該導電極與該第二極性端耦接，該使用者藉由接觸該導電極以與該電源模組的該第二極性端耦接。
4.如權利要求I所述的指紋成像裝置，其特征在于，更包含影像感測單元，該影像感測單元設置于該電泳層外部，且朝向該第一導體層或該非導體層設置，以擷取該指紋影像。
5.如權利要求4所述的指紋成像裝置，其特征在干，更包含儲存單元，該儲存単元用以儲存該影像感測單元所擷取到的該指紋影像。
6.如權利要求I所述的指紋成像裝置，其特征在于，更包含 轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用以轉(zhuǎn)換該第一極性端與該第二極性端的電性；以及 第二導體層，該第二導體層可移除地覆蓋于該非導體層上； 其中，當該第二導體層覆蓋于該非導體層上且耦接該第二極性端，且該轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換該第一極性端與該第二極性端的電性時，該第二導體層與該第一導體層之間產(chǎn)生第二電場，使該復數(shù)個帶電粒子根據(jù)該第二電場于該電泳層移動，以清除該指紋影像。
7.一種應用于指紋成像裝置的指紋成像方法，該指紋成像裝置包含電源模組、電泳層、第一導體層與非導體層，其中該電源模組包含第一極性端與第二極性端；該電泳層，具有第一面與第二面，且包含復數(shù)個帶電粒子；該第一導體層，設置于該電泳層的該第一面，且與該電源模組的該第一極性端耦接；以及該非導體層，設置于該電泳層的該第二面，且封裝該電泳層，其特征在于，該指紋成像方法包含 使用者與該電源模組的該第二極性端耦接；以及 使用者的手指按壓在非導體層上，以在該手指的指紋脊與該第一導體層之間產(chǎn)生第一電場，使得該復數(shù)個帶電粒子在該電泳層移動，并形成指紋影像。
8.如權利要求7所述的指紋成像方法，其特征在干，該指紋成像裝置更包含影像感測単元，該影像感測單元設置于該電泳層外部，且朝向該第一導體層或該非導體層設置，該指紋成像方法更包含利用該影像感測單元擷取該指紋影像。
9.如權利要求8所述的指紋成像方法，其特征在干，該指紋成像裝置更包含更包含儲存單元，該指紋成像方法更包含儲存該指紋影像至該儲存単元。
10.如權利要求7所述的指紋成像方法，其特征在干，該指紋成像裝置更包含轉(zhuǎn)換器以及第ニ導體層，該轉(zhuǎn)換器用以轉(zhuǎn)換該第一極性端與該第二極性端的電性，該第二導體層可移除地覆蓋于該非導體層上；該指紋成像方法更包含 利用該轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換該第一極性端與該第二極性端的電性；以及于該非導體層上，覆蓋第二導體層，并耦接該第二導體層至該第二極性端，以在該第二導體層與該 第一導體層之間產(chǎn)生第二電場，使該復數(shù)個帶電粒子根據(jù)該第二電場于該電泳層移動，以清除該指紋影像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種指紋成像裝置及應用于該指紋成像裝置的指紋成像方法，該指紋成像裝置包含電源模組，包含第一極性端與第二極性端；第一導體層，該第一導體層與該電源模組的該第一極性端耦接；非導體層，包含第一面與第二面；以及電泳層，包含復數(shù)個帶電粒子，該電泳層設置于該第一導體層和該非導體層之間，且以該非導體層封裝該電泳層；當使用者與該電源模組的該第二極性端耦接，且該使用者的手指按壓在該第二面上時，該手指的指紋脊與該第一導體層之間產(chǎn)生第一電場，使該復數(shù)個帶電粒子在該電泳層移動，并形成指紋影像，本發(fā)明可使整個指紋成像裝置結構簡單且成本降低。
文檔編號G06K9/00GK102651066SQ20121009769
公開日2012年8月29日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權日2012年4月5日
發(fā)明者何建賢 申請人:佳世達科技股份有限公司, 蘇州佳世達電通有限公司