指紋感測集成電路的手指檢測元件及檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種指紋感測集成電路的手指檢測元件及檢測方法，該手指檢測元件包含多個感測電極、一電容感應(yīng)層、一信號處理電路、一多工處理模塊以及一信號暫存區(qū)。感測電極用以界定一指紋感測區(qū)；電容感應(yīng)層覆蓋多個感測電極；信號處理電路設(shè)置于多個感測電極下方并與其電性連接；多工處理模塊用以界定一手指檢測區(qū)，手指檢測區(qū)包含至少一個感測電極；信號暫存區(qū)電性連接信號處理電路，用以接收經(jīng)由手指檢測區(qū)所產(chǎn)生的一檢測信號并與一預(yù)設(shè)值比較。借由僅啟動至少一部分的感測電極，即可檢測手指是否接近或接觸，以啟動或進(jìn)入休眠，因此可節(jié)省電源。
【專利說明】指紋感測集成電路的手指檢測元件及檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種手指檢測元件及檢測方法，特別是一種指紋感測集成電路的手指檢測元件及檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]由于人類對于隱私權(quán)、數(shù)據(jù)安全及財產(chǎn)安全有更高的要求，所以生物辨識技術(shù)應(yīng)運而生，其主要目的在于，從眾多的目標(biāo)物中，篩選并確認(rèn)目標(biāo)物具有正確的身分。生物辨識技術(shù)主要利用人類獨有的生理特征，包括了指紋、人臉、虹膜、聲音等等。由于指紋辨識易于檢測；再者儀器成本較低，因此具有較廣泛的應(yīng)用。
[0003]在各種指紋辨識的技術(shù)中，電容式感測技術(shù)最具備前景。原因在于，感測元件可以通過集成電路的芯片整合，并且具有高元件密度及易于封裝。
[0004]然而，傳統(tǒng)的指紋辨識元件或裝置，必須一直保持待機(jī)的狀態(tài)，以隨時辨識使用者的身分，如此則相當(dāng)耗費電源，尤其是對于可攜式的指紋辨識裝置，容易耗盡電源，殊為不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種指紋感測集成電路的手指檢測元件及檢測方法，其中包含了一多工處理模塊，將部分的感測電極定義為一手指檢測區(qū)。當(dāng)手指檢測區(qū)未檢測到手指接近或接觸之前，指紋感測集成電路處于休眠狀態(tài)；反之，則將其喚醒。因此，手指檢測區(qū)降低了指紋感測集成電路的電源消耗，尤其可應(yīng)用于可攜式電容式指紋感測集成電路。
[0006]為了解決先前技術(shù)的問題及達(dá)成本發(fā)明的功效，本發(fā)明的一實施例提供了一種指紋感測集成電路的手指檢測元件，包含多個感測電極、一電容感應(yīng)層、一信號處理電路、一多工處理模塊以及一信號暫存區(qū)。多個感測電極，形成一陣列，用以界定一指紋感測區(qū)；電容感應(yīng)層覆蓋多個感測電極；信號處理電路設(shè)置于多個感測電極下方并與其電性連接；多工處理模塊包含一第一多工處理器以及一第二多工處理器至少其中之一，其中第一多工處理器沿著一第一方向電性連接多個感測電極，第二多工處理器沿著一第二方向電性連接多個感測電極，其中第一方向與第二方向互相垂直；多工處理模塊用以觸動第一多工處理器與第二多工處理器中的至少其中一個以界定一手指檢測區(qū)，其中手指檢測區(qū)包含多個感測電極中的至少其中一個；信號暫存區(qū)則電性連接信號處理電路，用以接收經(jīng)由手指檢測區(qū)所產(chǎn)生的一檢測信號并將檢測信號與一預(yù)設(shè)值比較。
[0007]又根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種指紋感測集成電路的手指檢測方法，包含下列步驟:首先，提供一指紋感測集成電路的手指檢測元件并界定一手指檢測區(qū)，其中指紋感測集成電路的手指檢測元件包含多個感測電極、一電容感應(yīng)層、一信號處理電路、一多工處理模塊以及一信號暫存區(qū)。多個感測電極形成一陣列，用以界定一指紋感測區(qū)；電容感應(yīng)層覆蓋多個感測電極；信號處理電路設(shè)置于多個感測電極下方并與其電性連接；多工處理模塊包含一第一多工處理器以及一第二多工處理器至少其中之一，其中第一多工處理器沿著一第一方向電性連接多個感測電極，第二多工處理器沿著一第二方向電性連接多個感測電極；多工處理模塊用以觸動第一多工處理器與第二多工處理器中的至少其中一個以界定手指檢測區(qū)，手指檢測區(qū)包含多個感測電極中的至少其一個；信號暫存區(qū)則電性連接信號處理電路。接著，啟動手指檢測區(qū)，使手指檢測區(qū)產(chǎn)生一檢測信號，并經(jīng)由信號處理電路將檢測信號傳送至信號暫存區(qū)。最后，比較檢測信號與一預(yù)設(shè)值，其中當(dāng)檢測信號大于或小于一預(yù)設(shè)值，則啟動指紋感測區(qū)或使之休眠。
[0008]以下借由具體實施例配合所附的附圖詳加說明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點及其所達(dá)成的功效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一實施例的一種指紋感測集成電路的手指檢測元件的俯視示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明另一實施例的一種指紋感測集成電路的手指檢測元件的俯視示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明一實施例的一種指紋感測集成電路的部分剖面示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明一實施例的一種指紋感測集成電路的手指檢測方法的方塊流程圖。
[0013]【附圖標(biāo)記說明】
[0014]1 指紋感測集成電路的手指檢測元件
[0015]10感測電極
[0016]11指紋感測區(qū)
[0017]20 電容感應(yīng)層
[0018]30信號處理電路
[0019]40多工處理模塊
[0020]41第一多工處理器
[0021]42第二多工處理器
[0022]43手指檢測區(qū)
[0023]50信號暫存區(qū)
[0024]51運算單元
[0025]52比較單元
[0026]60絕緣層
[0027]70保護(hù)層
[0028]80控制單元
[0029]X第一方向
[0030]Y第二方向
[0031]S1提供一指紋感測集成電路的手指檢測元件并界定一手指檢測區(qū)
[0032]S2啟動手指檢測，使之產(chǎn)生一檢測信號，并將檢測信號經(jīng)由信號處理電路傳送至信號暫存區(qū)
[0033]S3將檢測信號以及一預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較
[0034]S4根據(jù)比較結(jié)果，啟動指紋感測區(qū)或使之休眠

【具體實施方式】
[0035]請參考圖1、圖2及圖3，圖1及圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種指紋感測集成電路的手指檢測元件的俯視示意圖，圖3則為本發(fā)明一實施例的一種指紋感測集成電路的部分剖面示意圖。指紋感測集成電路的手指檢測元件1，包含多個感測電極10、一電容感應(yīng)層20、一信號處理電路30、一多工處理模塊40以及一信號暫存區(qū)50。多個感測電極10，形成一陣列，用以界定一指紋感測區(qū)11 ;電容感應(yīng)層20覆蓋多個感測電極10。于一實施例中，電容感應(yīng)層20由沉積法沉積硅氧氮化物所制造而成，或由氮化硅及氧化硅交替堆疊沉積所制造而成。信號處理電路30設(shè)置于多個感測電極10下方并與其電性連接；多工處理模塊40包含一第一多工處理器41以及一第二多工處理器42至少其中之一，其中第一多工處理器41沿著一第一方向X電性連接多個感測電極10，第二多工處理器42沿著一第二方向Y電性連接多個感測電極10，其中第一方向X與第二方向Y互相垂直；多工處理模塊40用以觸動第一多工處理器41與第二多工處理器42中的至少其中一個以界定一手指檢測區(qū)43，其中手指檢測區(qū)43包含多個感測電極10中的至少其中一個；信號暫存區(qū)50則電性連接信號處理電路30，用以接收經(jīng)由手指檢測區(qū)43所產(chǎn)生的一檢測信號并將其與一預(yù)設(shè)值比較。
[0036]請再參考圖1及圖2，于一實施例中，手指檢測區(qū)43以一固定頻率連續(xù)掃描以產(chǎn)生檢測信號，因此手指檢測區(qū)43可以持續(xù)處于檢測狀態(tài)。例如，可用以檢測手指接近或接觸所產(chǎn)生的感應(yīng)電容并得到一電位差信號以決定是否啟動指紋感測集成電路。若電位差信號高于(或低于)一臨界值，則重新啟動指紋感測集成電路或持續(xù)保持啟動狀態(tài)，反之則將使其休眠或繼續(xù)保持休眠狀態(tài)。由于手指檢測元件1僅啟動部分的感測電極10以形成一手指檢測區(qū)43，毋須完全啟動指紋感測集成電路，并自動檢測手指是否接近或接觸，以切換啟動或休眠的狀態(tài)，因此可以節(jié)省電源。另外，手指檢測區(qū)43可以是一點狀檢測區(qū)、一線狀檢測區(qū)(如圖2所示)、一面狀檢測區(qū)(如圖1所示)或其任意組合。點狀檢測區(qū)可以是一點或是多點的感測電極10 ;線狀檢測區(qū)可以是一條或多條直線的感測電極10，不限于直線或斜線；面狀檢測區(qū)可由方型區(qū)域的感測電極10所形成，例如mXn陣列的感測電極10形成的手指檢測區(qū)43，或其他規(guī)則或不規(guī)則的形狀。
[0037]再如圖1及圖2所示，于一實施例中，其中信號暫存區(qū)50更包含一運算單元51，用以運算檢測信號。例如，對于所得到的電位差信號，可以相加或進(jìn)行其他運算處理，再根據(jù)運算過的檢測信號與預(yù)設(shè)值比較，以決定啟動指紋感測區(qū)11或使之休眠。又于另一實施例中，信號暫存區(qū)50更包含一比較單元52，用以比較檢測信號(或是運算過的該檢測信號)以及預(yù)設(shè)值。
[0038]請參考圖3，圖3所示為指紋感測集成電路的手指檢測元件1的部分剖面圖，其中更包含一絕緣層60以及一保護(hù)層70。絕緣層60設(shè)置于多個感測電極10與信號處理電路30之間；保護(hù)層70則覆蓋電容感應(yīng)層20。絕緣層60的作用在于隔離電容感應(yīng)層20與信號處理電路30，避免信號干擾或是短路。保護(hù)層70則用以保護(hù)電容感應(yīng)層20與感測電極10，防止外界損傷。
[0039]此外，請參考圖4，此處提供了一種指紋感測集成電路的手指檢測方法，包含下列步驟(請同時參考圖1至圖3):首先，提供一指紋感測集成電路的手指檢測元件1并界定一手指檢測區(qū)43 (SI)，其中指紋感測集成電路的手指檢測元件I包含多個感測電極10、一電容感應(yīng)層20、一信號處理電路30、一多工處理模塊40以及一信號暫存區(qū)50。多個感測電極10形成一陣列，用以界定一指紋感測區(qū)11 ;電容感應(yīng)層20覆蓋多個感測電極10 ;信號處理電路30設(shè)置于多個感測電極10下方并與其電性連接；多工處理模塊40包含一第一多工處理器41以及一第二多工處理器42至少其中之一，其中第一多工處理器41沿著一第一方向X電性連接多個感測電極10，第二多工處理器42沿著一第二方向Y電性連接多個感測電極10 ;多工處理模塊40用以觸動第一多工處理器41與第二多工處理器42中的至少其中一個以界定手指檢測區(qū)43，手指檢測區(qū)43包含多個感測電極10中的至少其一個；信號暫存區(qū)50則電性連接信號處理電路30。
[0040]接著，啟動手指檢測區(qū)43，使手指檢測區(qū)43產(chǎn)生一檢測信號，并將檢測信號經(jīng)由信號處理電路30傳送至信號暫存區(qū)50 (S2)。最后，比較檢測信號以及一預(yù)設(shè)值(S3)，根據(jù)比較結(jié)果，其中當(dāng)檢測信號大于(或小于)預(yù)設(shè)值，則重新啟動指紋感測區(qū)11或使之繼續(xù)保持啟動狀態(tài)(S4)。反之,則使其繼續(xù)保持休眠或從啟動狀態(tài)進(jìn)入休眠狀態(tài)(S4)。其余關(guān)于指紋感測集成電路的手指檢測元件I的原理及其他實施例已于前文所述，于此不予贅言。
[0041]綜上所述，本發(fā)明提供了一種指紋感測集成電路的手指檢測元件及檢測方法，其中包含了一多工處理模塊，將部分的感測電極定義為一手指檢測區(qū)。當(dāng)手指檢測區(qū)未檢測到手指接近或接觸之前，指紋感測集成電路處于休眠狀態(tài)；反之，則將其喚醒。因此，手指檢測區(qū)降低了指紋感測集成電路的電源消耗，尤其可應(yīng)用于可攜式電容式指紋感測集成電路。
[0042]以上所述的實施例及附圖僅是為說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點，其目的在使熟習(xí)此項技藝的人士能夠了解本發(fā)明之內(nèi)容并據(jù)以實施，當(dāng)不能以的限定本發(fā)明的權(quán)利范圍，即大凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種指紋感測集成電路的手指檢測元件，包含: 多個感測電極，形成一陣列，用以界定一指紋感測區(qū)； 一電容感應(yīng)層，覆蓋該多個感測電極； 一信號處理電路，設(shè)置于該多個感測電極下方并與其電性連接； 一多工處理模塊，包含一第一多工處理器以及一第二多工處理器至少其中之一，其中該第一多工處理器沿著一第一方向電性連接該多個感測電極，該第二多工處理器沿著一第二方向電性連接該多個感測電極，其中該第一方向與該第二方向互相垂直；該多工處理模塊用以觸動該第一多工處理器與該第二多工處理器中的至少其中一個以界定一手指檢測區(qū)，其中該手指檢測區(qū)包含該多個感測電極中的至少其中一個；以及 一信號暫存區(qū)，電性連接該信號處理電路，用以接收經(jīng)由該手指檢測區(qū)所產(chǎn)生的一檢測信號并與一預(yù)設(shè)值比較。
2.如權(quán)利要求1所述的指紋感測集成電路的手指檢測元件，其特征在于，該信號暫存區(qū)更包含一運算單元，用以運算該檢測信號。
3.如權(quán)利要求1所述的指紋感測集成電路的手指檢測元件，其特征在于，該信號暫存區(qū)更包含一比較單元，用以比較該檢測信號以及該預(yù)設(shè)值。
4.如權(quán)利要求1所述的指紋感測集成電路的手指檢測元件，其特征在于，更包含: 一絕緣層，設(shè)置于該多個感測電極與該信號處理電路之間；以及 一保護(hù)層，覆蓋該電容感應(yīng)層。
5.如權(quán)利要求1所述的指紋感測集成電路的手指檢測元件，其特征在于，更包含一控制單元，該控制單元電性連接該多工處理模塊，用以決定該手指檢測區(qū)的范圍，并控制該多工模塊以界定該手指檢測區(qū)。
6.一種指紋感測集成電路的手指檢測方法，包含: 提供一指紋感測集成電路的手指檢測元件并界定一手指檢測區(qū)，其中該指紋感測集成電路的手指檢測元件包含: 多個感測電極，其形成一陣列，用以界定一指紋感測區(qū)； 一電容感應(yīng)層，覆蓋該多個感測電極； 一信號處理電路，設(shè)置于該多個感測電極下方并與其電性連接； 一多工處理模塊，包含一第一多工處理器以及一第二多工處理器至少其中之一，其中該第一多工處理器沿著一第一方向電性連接該多個感測電極，該第二多工處理器沿著一第二方向電性連接該多個感測電極；該多工處理模塊用以觸動該第一多工處理器與該第二多工處理器中的至少其中一個以界定該手指檢測區(qū)，該手指檢測區(qū)包含該多個感測電極中的至少其中一個；以及 一信號暫存區(qū)，電性連接該信號處理電路；以及 啟動該手指檢測區(qū)，使該手指檢測區(qū)產(chǎn)生一檢測信號，并經(jīng)由該信號處理電路將該檢測信號傳送至該信號暫存區(qū)；以及 將該檢測信號以及一預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，其中當(dāng)該檢測信號大于或小于一預(yù)設(shè)值，則啟動該指紋感測區(qū)或使之休眠。
7.如權(quán)利要求6所述的指紋感測集成電路的手指檢測方法，其特征在于，該信號暫存區(qū)更包含一運算單元，用以運算該檢測信號，使得運算過的該檢測信號，經(jīng)由該信號處理電路傳送至該信號暫存區(qū)。
8.如權(quán)利要求6所述的指紋感測集成電路的手指檢測方法，其特征在于，更包含以一控制單元決定該手指檢測區(qū)的范圍，并控制該多工模塊以界定該手指檢測區(qū)。
9.如權(quán)利要求6所述的指紋感測集成電路的手指檢測方法，其特征在于，該手指檢測區(qū)以一固定頻率連續(xù)產(chǎn)生該檢測信號。
10.如權(quán)利要求6所述的指紋感測集成電路的手指檢測方法，其特征在于，該手指檢測區(qū)為一點狀檢測區(qū)、一線狀檢測區(qū)、一面狀檢測區(qū)或其任意組合。
【文檔編號】G06K9/00GK104463082SQ201310426674
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】王廷熏 申請人:映智科技股份有限公司