指纹检测电路制造技术

本发明专利技术提供一种指纹检测器，用来检测一使用者的指纹，包含有一信号产生源，用来提供一参考信号；多个检测单元，根据使用者的指纹而产生多个检测值；一电阻耦接于该信号产生源与该检测单元之间；一电极耦接至一参考电平；一输出端耦接于该检测单元与该电阻；以及一判断电路，耦接于该输出端。其中对该信号产生源而言，该电阻、该检测单元与该电极形成一滤波电路；根据该信号产生源以及该多个检测值，会有多个检测信号在该输出端产生，并且该判断电路判断该检测信号以产生一判断结果，用来指示该使用者的指纹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种指紋检测电路。
技术介绍
指紋辨识技术在目前已成为一种常用的安全机制，因此也有越来越多的指紋检测电路被提出，例如美国专利US 4,210,899以及US 4， 525, 859分别 才是出以光学扫描(optical scanning)和fM象才聂影(video camera)的方式 来撷取指紋，但是这种以光学为基础的辨识方法当光学感测组件受到污损时 可能会失灵，且容易遭到有意人士利用显示有正确指紋的照片或图案来蒙骗 过关。此外，US 6， 259， 804提出以电场为基础的感测方法来检测指紋，如该 专利的图12所示，感测电极78所产生的感测信号经放大器73放大，放大 后的信号为模拟的交流信号，而后再由模拟数字转换器U/D) 180转换为数 字信号。然而此模拟的交流信号与激发信号源(未绘示)的频率相关，激发 信号源的频率越高，模拟的交流信号的频率也就越高，也就是说此时模拟数 字转换器180必须具备更高速的处理能力，这将会使电路的成本提高；然而 若不提升模拟数字转换器180的处理速度，则检测电路势必因激发信号源的 频率而局限其应用范围。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种指紋检测电路，用来检测使用者的指 紋，其利用低通滤波器或高通滤波器作为检测电路的一部分，并且通过判断 低通滤波器或高通滤波器的输出结果的峰值或平均能量值来产生一个直流 电平的判断结果，如此可以提升判断的准确性。此外，该判断结果进一步被 模拟数字转换器转换为数字信号，由于模拟数字转换器所分析的是直流的模 拟信号，因此模拟数字转换器会较为省电且在取样能力上并不用受到较严格 的限制，另 一 方面也代表该指紋检测电路的信号产生源的频率有较大的范 围，使得指紋检测电路的应用范围更广。本专利技术披露一种指紋检测器，用来检测一使用者的指紋，包含有一信号 产生源、多个检测单元、 一电阻、 一电极、 一输出端以及一判断电路。该信号产生源用来提供一参考用的交流信号；该多个检测单元根据使用者的指紋 而产生多个检测值；该电阻耦接于该信号产生源与该检测单元之间，该电极 耦接至一参考电平，该输出端耦接于该检测单元与该电阻，以及该判断电路 耦接于该输出端。其中该电阻、该检测单元与该电极形成一低通滤波电路； 根据该信号产生源以及该多个检测值，会有多个检测信号在该输出端产生， 并且该判断电路判断该检测信号以产生一判断结果，用来指示该使用者的指 紋。本专利技术还披露一种指紋检测器，用来检测一使用者的指紋，包含有一信 号产生源、多个检测单元、 一电阻、 一电极、 一输出端以及一判断电路。该 信号产生源用来提供一参考用的交流信号；该多个检测单元根据使用者的指 紋而产生多个检测值；该电阻耦接于该检测单元与一参考电平之间，该电极 耦接至该信号产生源，该输出端耦接于该检测单元与该电阻，以及该判断电 路耦接于该输出端；其中该电阻、该检测单元与该电极形成一高通滤波电路， 根据该信号产生源以及该多个检测值，会有多个检测信号在该输出端产生， 并且该判断电路判断该检测信号以产生一判断结果，用来指示该使用者的指 紋。附图说明图1A显示本专利技术指紋检测器的外观示意图。图1B为指纟丈;险测器与使用者的手指的相对位置的示意图。图2显示本专利技术指紋检测器的第一实施例的示意图。图3显示本专利技术指紋检测器的第一实施例的等效电路图。图4显示本专利技术指紋检测器的第一实施例的详细电路图。图5为低通滤波器的频率响应与参考信号在频域的关系图。图6为本专利技术指紋检测器的第二实施例的示意图。图7显示本专利技术指紋检测器的第二实施例的等效电路图。图8显示本专利技术指紋检测器的第二实施例的详细电路图。图9为高通滤波器的频率响应与参考信号在频域的关系图。图10为本专利技术检测单元的电路布局的第 一 实施例示意图。图11为本专利技术检测单元的电路布局的第二实施例示意图。 图12为本专利技术检测单元的电路布局的第三实施例示意图。附图符号说明100、 200、 400、 600、 800指紋检测器110、 610外部电极120、 620屏蔽层130、 630检测单元150、 650电阻160、 660信号产生源210、 710电容组件310判断电路410、 810复用器420、 820可变电阻430模拟数字转换器432比较器434计数器1010、 1110、 1210检测单元1020、 1120、 1220屏障层具体实施例方式在说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术 人员应当理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明 书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能 上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求中所提及的"包含" 为一开放式的用语，故应解释成"包含但不限定于"。以外，"耦接" 一词在 此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接 于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其 它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。请参考图1A,图1A显示本专利技术指紋检测器的外观示意图。指紋检测器 100的周围由外部电极110所包围，内部则包含一层屏蔽层120,其覆盖在多个检测单元130之上，用来保护检测单元130。请参考图1B,图1B为指 紋检测器IOO与使用者的手指的相对位置的示意图。检测时，使用者的手指 140置于外部电极110与屏蔽层120之上，并同时与两者接触，检测单元130 位于屏蔽层120的下方，屏蔽层120的材质可以由介电质所构成。图2显示本专利技术指紋检测器的第一实施例的示意图，图中仅以一个检测 单元为例来说明其电路结构。指紋检测器200包含有外部电极110、屏蔽层 120、检测单元130、电阻150以及信号产生源160。外部电极110与信号产 生源160分别耦接至参考电平Vcmb与Vcma, Vc隨与Vcmb在实作上可以指 到相同或是不同的直流电平，屏蔽层120覆盖于检测单元130之上，检测单 元130通过电阻150耦接至信号产生源160，检测器100还包括一输出端OUT 耦接于检测单元130与电阻150之间。信号产生源160产生一参考信号，此 参考信号例如是lKHz ~ lMHz的弦波交流信号。手指140与外部电极110和 屏蔽层120接触，手指140的范围涵盖多个检测单元130。检测单元130实 际上由一电极所构成，用来检测使用者的指紋而产生不同的检测值，更明确 地说，不同的检测单元130与手指140表面不同的紋路之间等效上构成许多 具有不同电容值的电容组件，该检测值即为电容组件的电容值，该电容组件 的其中一个电极由检测单元130所构成，而另一个电极则由手指的表面 与外部电极110等效构成，且屏蔽层120即成为电容组件中的介电层，其等 效电路图如图3所示，其中输出端0UT另外耦接至一判断电路310。如图3所示，指紋检测器200中所包含的电容组件210即为上述的电容 组件，由于其电容值随着手指140表面的紋路而改变，所以实际上是以一可 变电容来表示的。对信号产生源160而言，电阻150以及电容组件210构成 一个滤波电路，因此在输出端OUT上会根据信号产生源160所提供的参考信 号，并且随着电阻150的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹检测器，用来检测一使用者的指纹，包含有：　一信号产生源，用来提供一参考信号；　多个检测单元，根据使用者的指纹而产生多个检测值；　一电阻，耦接于该信号产生源与该检测单元之间；　一电极，耦接至一参考电平；　一输出端，耦接于该检测单元与该电阻；以及　一判断电路，耦接于该输出端；　其中该电阻、该检测单元与该电极形成一滤波电路，根据该信号产生源以及该多个检测值有多个检测信号在该输出端产生，并且该判断电路判断该检测信号以产生一判断结果，用来指示该使用者的指纹。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白洪全，陈寿芳，杨朝栋，
申请(专利权)人：晨星半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]