CN112580392B - 指纹识别装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种指纹识别装置，包括光源、电可切换图案结构以及图像感测元件。光源用以发出光线至物件。电可切换图案结构配置于被物件反射的光线的传递路径上，且电可切换图案结构包括依序堆叠的第一导电层、第一电可切换光学层、第二导电层、第二电可切换光学层以及第三导电层，其中第一导电层的第一导电图案不同于第三导电层的第二导电图案。图像感测元件用以感测通过电可切换图案结构的光线，以形成至少一图像。此外，一种指纹识别装置的驱动方法亦被提及。

Description

指纹识别装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种光学装置及其驱动方法，尤其涉及一种指纹识别装置及其驱动方法。

背景技术

目前的指纹识别模块是利用指纹纹路的特征点来进行识别。一般来说，一个完整的手指指纹约有五十个特征点，当可识别的特征点越多时，指纹识别的安全等级越高。然而，基于成本以及面积的考量，通常不论是电容式或是光学式指纹识别模块的面积都是有限的，因此在有限面积下提升指纹识别的安全等级为日后的技术发展趋势。

发明内容

本发明提供一种指纹识别装置，可增加特征点的数量，且具有较低的成本。

本发明提供一种指纹识别装置的驱动方法，可驱动上述的指纹识别装置。

本发明的一种指纹识别装置，包括光源、电可切换图案结构以及图像感测元件。光源用以发出光线至物件。电可切换图案结构配置于被物件反射的光线的传递路径上，且电可切换图案结构包括依序堆叠的第一导电层、第一电可切换光学层、第二导电层、第二电可切换光学层以及第三导电层，其中第一导电层的第一导电图案不同于第三导电层的第二导电图案。图像感测元件用以感测通过电可切换图案结构的光线，以形成至少一图像。

在本发明的一实施例中，上述的第一导电图案或第二导电图案呈现同心圆、斜纹或弧形条纹。

在本发明的一实施例中，上述的第一电可切换光学层或第二电可切换光学层的材质包括高分子分散式液晶材料。

在本发明的一实施例中，上述的第一导电层具有第一图案定义部分与第一填补部分，第一图案定义部分定义第一导电图案，第一填补部分位于第一图案定义部分以外的区域且与第一图案定义部分间隔开。第三导电层具有第二图案定义部分与第二填补部分，第二图案定义部分定义第二导电图案，且第二填补部分位于第二图案定义部分以外的区域且与第二图案定义部分间隔开。

在本发明的一实施例中，上述的第二导电层为公用电极。

在本发明的一实施例中，上述的电可切换图案结构还包括多个基底层，且第一导电层、第二导电层以及第三导电层分别设置于这些基底层的对应一者上。

在本发明的一实施例中，上述的电可切换图案结构还包括第三电可切换光学层、第四导电层、第四电可切换光学层以及第五导电层，其中第五导电层的第三导电图案不同于第一导电层的第一导电图案与第三导电层的第二导电图案。

在本发明的一实施例中，上述的第四导电层为公用电极。

本发明的一种指纹识别装置的驱动方法，其中指纹识别装置包括光源、电可切换图案结构以及一图像感测元件，光源用以发出光线至物件，电可切换图案结构配置于被物件反射的光线的传递路径上，且图像感测元件用以感测通过电可切换图案结构的光线，且其中驱动方法包括：在第一模式下，使电可切换图案结构呈现第一图案，以使图像感测元件感测到第一图像；以及在第二模式下，使电可切换图案结构呈现不同于第一图案的第二图案，以使图像感测元件感测到不同于第一图像的第二图像。

在本发明的一实施例中，上述的第一图案或第二图案呈现同心圆、斜纹或弧形条纹。

在本发明的一实施例中，上述的电可切换图案结构包括依序堆叠的第一导电层、第一电可切换光学层、第二导电层、第二电可切换光学层以及第三导电层，其中第一导电层具有对应于第一图案的第一导电图案，第三导电层具有对应于第二图案的第二导电图案。

在本发明的一实施例中，上述的第一电可切换光学层或第二电可切换光学层的材质包括高分子分散式液晶材料。

在本发明的一实施例中，上述的第二导电层为公用电极。

在本发明的一实施例中，使电可切换图案结构呈现第一图案的方法包括：施加电压于第一导电层、第二导电层以及第三导电层，以使第一电可切换光学层中对应于第一导电图案的第一部分呈现雾状，第一电可切换光学层中的第一部分以外的第二部分呈现透光状，且第二电可切换光学层呈现透光状。

在本发明的一实施例中，上述的第一导电层具有第一图案定义部分与第一填补部分，第一图案定义部分定义第一导电图案，第一填补部分位于第一图案定义部分以外的区域且与第一图案定义部分间隔开，且其中在第一模式下：施加相同的电压于第一图案定义部分与第二导电层，以使第一电可切换光学层中对应于第一导电图案的第一部分呈现雾状；施加不同的电压于第一填补部分与第二导电层，以使第一电可切换光学层中的第一部分以外的第二部分呈现透光状；以及施加不同的电压于第二导电层与第三导电层，以使第二电可切换光学层呈现透光状。

在本发明的一实施例中，使电可切换图案结构呈现第二图案的方法包括：施加电压于第一导电层、第二导电层以及第三导电层，以使第二电可切换光学层中对应于第二导电图案的第三部分呈现雾状，第二电可切换光学层中的第三部分以外的第四部分呈现透光状，且第一电可切换光学层呈现透光状。

在本发明的一实施例中，上述的第二导电层具有第二图案定义部分与第二填补部分，第二图案定义部分定义第二导电图案，且第二填补部分位于第二图案定义部分以外的区域且与第二图案定义部分间隔开，且其中在第二模式下：施加相同的电压于第二图案定义部分与第二导电层，以使第二电可切换光学层中对应于第二导电图案的第三部分呈现雾状不透光；施加不同的电压于第二填补部分与第二导电层，以使第二电可切换光学层中的第三部分以外的第四部分呈现透光状；以及施加不同的电压于第二导电层与第一导电层，以使第一电可切换光学层呈现透光状。

在本发明的一实施例中，依序执行第一模式与第二模式，以分别感测第一图像与第二图像。

在本发明的一实施例中，通过被物件反射的光线与第一图案或第二图案发生干涉而产生干涉条纹，以使图像感测元件感测干涉条纹而形成第一图像或第二图像。

基于上述，本发明的指纹识别装置的驱动方法为在不同模式下使电可切换图案结构呈现不同的图案。因此，这些不同的图案可分别与使用者的指纹发生干涉现象而产生不同的干涉条纹，以增加特征点的数量。再者，由于干涉条纹的线条较粗，因此对于图像感测元件的解析度要求较低，有助于节省成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的指纹识别装置的剖面示意图；

图2是图1中的电可切换图案结构的剖面示意图；

图3A至图3C是依照本发明的一些实施例的电可切换图案结构的导电层的上视示意图；

图4A至图4D是依照本发明的一些实施例的电可切换图案结构在不同模式下所呈现的不同图案的示意图；

图5A至图5C是依照本发明的一实施例的指纹识别装置在不同模式下的剖面示意图；

图6A至图6C示出了一些不同的指纹的型态；

图7A至图7D是依照本发明的一些实施例的电可切换图案结构的图案与指纹发生干涉(interference)时所产生的干涉图形。

附图标记说明

10：指纹识别装置

50：物件

100：光源

200：电可切换图案结构

210：第一导电层

212：第一图案定义部分

214：第一填补部分

216：外引线

220：第一电可切换光学层

222、242、262、282：第一部分

224、244、264、284：第二部分

230：第二导电层

240：第二电可切换光学层

250：第三导电层

252：第二图案定义部分

254：第二填补部分

260：第三电可切换光学层

270：第四导电层

280：第四电可切换光学层

290：第五导电层

292：第三图案定义部分

294：第三填补部分

300：图像感测元件

400：盖板

500：处理器

L：光线

SUB：基底层

具体实施方式

图1是依照本发明的一实施例的指纹识别装置的剖面示意图。图2是图1中的电可切换图案结构的剖面示意图。图3A至图3C是依照本发明的一些实施例的电可切换图案结构的导电层的上视示意图。图4A至图4D是依照本发明的一些实施例的电可切换图案结构在不同模式下所呈现的不同图案的示意图。图5A至图5C是依照本发明的一实施例的指纹识别装置在不同模式下的剖面示意图。

请先参照图1，本实施例的指纹识别装置10包括光源100、电可切换图案结构200、图像感测元件300以及盖板400。光源100用以发出光线L至物件50。电可切换图案结构200配置于被物件50反射的光线L的传递路径上。图像感测元件300用以感测通过电可切换图案结构200的光线L，以形成至少一图像。盖板400设置于电可切换图案结构200上，以提供保护的作用。

在本实施例中，物件50例如为使用者的手指。光源100所发出的光线L可为单一波长光线或多重波长光线。图像感测元件300例如是电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)传感器或其他适当的感测元件。具体而言，在本实施例中，图像感测元件300于一时间区间中可持续接收被物件50反射且通过电可切换图案结构200的光线L，以获取图像，并且图像感测元件300将此图像的数据输出至处理器500，以使处理器500依据此图像的数据进行分析。在本实施例中，处理器500例如是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、系统单芯片(System on Chip，SOC)或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程序化逻辑装置(Programmable Logic Device，PLD)、其他类似处理装置或这些装置的组合。此外，指纹识别装置10可进一步包括存储装置(未示出)，其中存储装置例如是任何类型的固定式或可移动式的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、快闪存储器(flash memory)或类似元件或上述元件的组合。在本实施例中，存储装置用以存储本发明各实施例的图像数据、图像数据以及多个模块等，以使处理器500可读取存储装置并执行这些数据以及模块，以实现本发明各实施例所述的指纹识别方法。

在本实施例中，电可切换图案结构200在特定的驱动电场下可以切换为不同的图案，而电可切换图案结构200的图案可经设计，以使所述图案可与使用者的指纹发生干涉现象而产生干涉条纹(或称摩尔纹(moiré))，且指纹识别装置10可将此干涉条纹作为特征点来进行指纹识别。

请接着参照图2，本实施例的电可切换图案结构200包括依序堆叠的第一导电层210、第一电可切换光学层220、第二导电层230、第二电可切换光学层240、第三导电层250、第三电可切换光学层260、第四导电层270、第四电可切换光学层280以及第五导电层290。

第一电可切换光学层220、第二电可切换光学层240、第三电可切换光学层260和/或第四电可切换光学层280例如由电可切换光学材料构成。举例来说，此类电可切换光学材料可以为液晶材料，诸如高分子分散式液晶(Polymer-dispersed Liquid Crystal，PDLC)材料。高分子分散式液晶薄膜是由具各向异性的液晶均匀分散于高分子中而成的复合膜，其可通过外加电场来调控液晶与高分子间的折射率关系，以形成光散射(例如呈现雾状不透光)或光穿透(例如呈现透光状)的状态。

因此，第一电可切换光学层220、第二电可切换光学层240、第三电可切换光学层260和/或第四电可切换光学层280的光学特性在特定的驱动电场下可以改变。举例来说，第一电可切换光学层220、第二电可切换光学层240、第三电可切换光学层260和第四电可切换光学层280中的每一者的部分或全部可在一定的电场下由遮光的雾状转变成透光状。因此，电可切换图案结构200可通过第一电可切换光学层220、第二电可切换光学层240、第三电可切换光学层260和/或第四电可切换光学层280的光学特性来切换不同的图案。

如图2和图3A所示，第一导电层210具有第一图案定义部分212与第一填补部分214，第一图案定义部分212定义第一导电图案(图3A中是以同心圆图案为例)，第一填补部分214位于第一图案定义部分212以外的区域且与第一图案定义部分212间隔开。具体来说，第一填补部分214紧邻第一图案定义部分212，且第一填补部分214可环绕第一图案定义部分212和/或填补于第一图案定义部分212内的空隙。

如图2和图3B所示，第三导电层250具有第二图案定义部分252与第二填补部分254，第二图案定义部分252定义第二导电图案(图3B中是以斜纹图案为例)，且第二填补部分254位于第二图案定义部分252以外的区域且与第二图案定义部分252间隔开。具体来说，第二填补部分254紧邻第二图案定义部分252，且第二填补部分254可环绕第二图案定义部分252和/或填补于第二图案定义部分252内的空隙。

如图2和图3C所示，第五导电层290具有第三图案定义部分292与第三填补部分294，第三图案定义部分292定义第三导电图案(图3C中是以弧形条纹图案为例)，且第三填补部分294位于第三图案定义部分292以外的区域且与第三图案定义部分292间隔开。具体来说，第三填补部分294紧邻第三图案定义部分292，且第三填补部分294可环绕第三图案定义部分292和/或填补于第三图案定义部分292内的空隙。

第一导电层210、第二导电层230、第三导电层250、第四导电层270以及第五导电层290可为透明的导电薄膜，例如铟锡氧化物(ITO)。在本实施例中，第一导电层210的第一导电图案、第三导电层250的第二导电图案以及第五导电层290的第三导电图案三者皆不相同。在其他实施例中，第一导电层210的第一导电图案、第三导电层250的第二导电图案以及第五导电层290的第三导电图案的其中至少两者可为相似，且所述至少两者相对于彼此旋转一角度或者所述至少两者相对于彼此偏移。举例来说，所述至少两者都可呈斜纹，且所述至少两者的斜纹的延伸方向相对于电可切换图案结构200的边缘分别倾斜不同的角度；或者所述至少两者都可呈同心圆，且所述至少两者的其中一者的同心圆的圆心位于电可切换图案结构200的中心，而另一者的同心圆的圆心相对于电可切换图案结构200的中心偏移。

第一导电层210、第三导电层250以及第五导电层290中的每一者还可包括多个外引线。举例来说，如图3A所示，第一导电层210的多个外引线216可分别将第一图案定义部分212与第一填补部分214分别电性耦接至外界的输入电压端(未示出)，以独立地提供电压给第一图案定义部分212与第一填补部分214。图3B和图3C省略示出外引线，本领域的技术人员可视设计需求来调整外引线的配置方式。

此外，第二导电层230以及第四导电层270可为公用电极。第二导电层230以及第四导电层270例如为不具有图案的整面导电薄膜。另外，如图2所示，电可切换图案结构200还包括多个基底层SUB，且第一导电层210、第二导电层230、第三导电层250、第四导电层270以及第五导电层290分别设置于这些基底层SUB的对应一者上。基底层SUB例如是塑胶基底。

在本实施例中，可以将需要的电压信号施加给第一导电层210、第二导电层230、第三导电层250、第四导电层270和/或第五导电层290，以在对应的第一电可切换光学层220、第二电可切换光学层240、第三电可切换光学层260和/或第四电可切换光学层280产生所要的驱动电场。

指纹识别装置10的驱动方法包括：在第一模式下，使电可切换图案结构200呈现第一图案，以使图像感测元件300感测到第一图像；在第二模式下，使电可切换图案结构200呈现不同于第一图案的第二图案，以使图像感测元件300感测到不同于第一图像的第二图像；以及在第三模式下，使电可切换图案结构200呈现不同于第一图案和第二图案的第三图案，以使图像感测元件300感测到不同于第一图像和第二图像的第三图像。

在本实施例中，电可切换图案结构200可耦接于处理器500，处理器可用以驱动电可切换图案结构200，以依序执行第一模式、第二模式以及第三模式，以使图像感测元件300可分别感测第一图像、第二图像以及第三图像。处理器500可依据此第一图像、第二图像以及第三图像的数据来进行指纹识别分析。

在本实施例中，第一图案可对应于第一导电层210的第一图案定义部分212(即，第一导电图案)，因此第一图案可例如为图4A所示的同心圆图案；第二图案可对应于第三导电层250的第二图案定义部分252(即，第二导电图案)，因此第二图案可例如为图4B所示的斜纹图案；第三图案对应于第五导电层290的第三图案定义部分292(即，第三导电图案)，因此第三图案可例如为图4C所示的弧形条纹图案，然本发明不以此为限。在其他实施例中，电可切换图案结构200所呈现的图案也可以是其他图案，例如图4D所示的多个斜纹，其中多个斜纹的延伸方向相对于电可切换图案结构200的边缘分别倾斜不同的角度。

请参照图5A，在第一模式下，使电可切换图案结构200呈现第一图案的方法包括施加电压于第一导电层210、第二导电层230、第三导电层250、第四导电层270和第五导电层290，以使第一电可切换光学层220的第一部分222呈现雾状(不透光)，第一电可切换光学层220中的第一部分222以外的第二部分224呈现透光状，且第二电可切换光学层240、第三电可切换光学层260和第四电可切换光学层280呈现透光状。此处，第一电可切换光学层220的第一部分222例如是对应于第一导电层210的第一图案定义部分212(即，第一导电图案)，第一电可切换光学层220的第二部分224例如是对应于第一导电层210的第一填补部分214。需说明的是，此处的对应是指两者的垂直投影可互相重叠。也就是说，第一电可切换光学层220的第一部分222的垂直投影可重叠于第一导电层210的第一图案定义部分212的垂直投影，而第一电可切换光学层220的第二部分224的垂直投影可重叠于第一导电层210的第一填补部分214的垂直投影。

详细来说，在第一模式下，可施加相同的电压于第一导电层210的第一图案定义部分212与第二导电层230，以使第一电可切换光学层220的第一部分222呈现雾状(不透光)；施加不同的电压于第一导电层210的第一填补部分214与第二导电层230，以使第一电可切换光学层220中的第一部分222以外的第二部分224呈现透光状；施加不同的电压于第二导电层230与第三导电层250，以使第二电可切换光学层240呈现透光状；施加不同的电压于第三导电层250与第四导电层270，以使第三电可切换光学层260呈现透光状；以及施加不同的电压于第四导电层270与第五导电层290，以使第四电可切换光学层280呈现透光状。举例来说，第一导电层210的第一图案定义部分212、第二导电层230第以及四导电层270可被施加第一电压，而第一导电层210的第一填补部分214、第三导电层250以及第五导电层290可被施加第二电压。第一电压和第二电压的压差需要大于电可切换光学层(即，第一电可切换光学层220、第二电可切换光学层240、第三电可切换光学层260和第四电可切换光学层280)可呈透光状态的临界值，其中第一电压和第二电压的其中一者可例如为0伏特或是接地。因此，在第一模式下，第一电可切换光学层220的第一部分222可维持呈现雾状(不透光)，而第一电可切换光学层220的第二部分224、第二电可切换光学层240、第三电可切换光学层260和第四电可切换光学层280可转为呈现透光状。如此一来，电可切换图案结构200可呈现第一图案，其中第一图案例如是图4A所示的同心圆图案。

请参照图5B，在第二模式下，使电可切换图案结构200呈现第二图案的方法包括施加电压于第一导电层210、第二导电层230、第三导电层250、第四导电层270和第五导电层290，以使第二电可切换光学层240的第一部分242呈现雾状(不透光)，第二电可切换光学层240中的第一部分242以外的第二部分244呈现透光状，第三电可切换光学层260的第一部分262呈现雾状(不透光)，第三电可切换光学层260中的第一部分262以外的第二部分264呈现透光状，且第一电可切换光学层220和第四电可切换光学层280呈现透光状。此处，第二电可切换光学层240的第一部分242以及第三电可切换光学层260的第一部分262例如是对应于第三导电层250的第二图案定义部分252，第二电可切换光学层240的第二部分244以及第三电可切换光学层260的第二部分264例如是对应于第三导电层250的第二填补部分254。需说明的是，此处的对应是指两者的垂直投影可互相重叠。也就是说，第二电可切换光学层240的第一部分242的垂直投影以及第三电可切换光学层260的第一部分262的垂直投影可重叠于第三导电层250的第二图案定义部分252的垂直投影，而第二电可切换光学层240的第二部分244的垂直投影以及第三电可切换光学层260的第二部分264的垂直投影可重叠于第三导电层250的第二填补部分254的垂直投影。

详细来说，在第二模式下，可施加相同的电压于第三导电层250的第二图案定义部分252与第二导电层230，以使第二电可切换光学层240的第一部分242呈现雾状(不透光)；施加不同的电压于第三导电层250的第二填补部分254与第二导电层230，以使第二电可切换光学层240中的第一部分242以外的第二部分244呈现透光状；施加相同的电压于第三导电层250的第二图案定义部分252与第三导电层270，以使第三电可切换光学层260的第一部分262呈现雾状(不透光)；施加不同的电压于第三导电层250的第二填补部分254与第三导电层270，以使第三电可切换光学层260中的第一部分262以外的第二部分264呈现透光状；施加不同的电压于第一导电层210与第二导电层230，以使第一电可切换光学层220呈现透光状；以及施加不同的电压于第四导电层270与第五导电层290，以使第四电可切换光学层280呈现透光状。举例来说，第三导电层250的第二图案定义部分252、第二导电层230第以及四导电层270可被施加第一电压，而第三导电层250的第二填补部分254、第一导电层210以及第五导电层290可被施加第二电压。第一电压和第二电压的压差需要大于电可切换光学层(即，第一电可切换光学层220、第二电可切换光学层240、第三电可切换光学层260和第四电可切换光学层280)可呈透光状态的临界值，其中第一电压和第二电压的其中一者可例如为0伏特或是接地。因此，在第二模式下，第二电可切换光学层240的第一部分242以及第三电可切换光学层260的第一部分262可维持呈现雾状(不透光)，而第二电可切换光学层240的第二部分244、第三电可切换光学层260的第二部分264、第一电可切换光学层220和第四电可切换光学层280可转为呈现透光状。如此一来，电可切换图案结构200可呈现第二图案，其中第二图案例如是图4B所示的斜纹图案。

请参照图5C，在第三模式下，使电可切换图案结构200呈现第三图案的方法包括施加电压于第一导电层210、第二导电层230、第三导电层250、第四导电层270和第五导电层290，以使第四电可切换光学层280的第一部分282呈现雾状(不透光)，第四电可切换光学层280中的第一部分282以外的第二部分284呈现透光状，且第一电可切换光学层220、第二电可切换光学层240和第三电可切换光学层260呈现透光状。此处，第四电可切换光学层280的第一部分282例如是对应于第五导电层290的第三图案定义部分292，第四电可切换光学层280的第二部分284例如是对应于第五导电层290的第三填补部分294。需说明的是，此处的对应是指两者的垂直投影可互相重叠。也就是说，第四电可切换光学层280的第一部分282的垂直投影可重叠于第五导电层290的第三图案定义部分292的垂直投影，而第四电可切换光学层280的第二部分284的垂直投影可重叠于第五导电层290的第三填补部分294的垂直投影。

详细来说，在第三模式下，可施加相同的电压于第五导电层290的第三图案定义部分292与第四导电层270，以使第四电可切换光学层280的第一部分282呈现雾状(不透光)；施加不同的电压于第五导电层290的第三填补部分294与第四导电层270，以使第四电可切换光学层280中的第一部分282以外的第二部分284呈现透光状；施加不同的电压于第四导电层270与第三导电层250，以使第三电可切换光学层260呈现透光状；施加不同的电压于第三导电层250与第二导电层230，以使第二电可切换光学层240呈现透光状；以及施加不同的电压于第二导电层230与第一导电层210，以使第一电可切换光学层220呈现透光状。举例来说，第五导电层290的第三图案定义部分292、第四导电层270以及第二导电层230可被施加第一电压，而第五导电层290的第三填补部分294、第三导电层250以及第一导电层210可被施加第二电压。第一电压和第二电压的压差需要大于电可切换光学层(即，第一电可切换光学层220、第二电可切换光学层240、第三电可切换光学层260和第四电可切换光学层280)可呈透光状态的临界值，其中第一电压和第二电压的其中一者可例如为0伏特或是接地。因此，在第三模式下，第四电可切换光学层280的第一部分282可维持呈现雾状(不透光)，而第四电可切换光学层280的第二部分284、第三电可切换光学层260、第二电可切换光学层240和第一电可切换光学层220可转为呈现透光状。如此一来，电可切换图案结构200可呈现第三图案，其中第三图案例如是图4C所示的弧形斜纹图案。

需说明的是，本实施例的电可切换图案结构200是以在不同模式下可分别呈现三种不同图案为例。然而，在其他实施例中，电可切换图案结构200可呈现更多或是更少的不同图案。举例来说，当电可切换图案结构200在不同模式下可分别呈现两种不同图案时，可省略第三电可切换光学层260、第四导电层270、第四电可切换光学层280以及第五导电层290，以此类推。或者，当电可切换图案结构200在不同模式下可分别呈现四种不同图案时，可在第五导电层290上再增设第五电可切换光学层、第六导电层、第六电可切换光学层以及第七导电层，以此类推。此处，第五电可切换光学层、第六导电层、第六电可切换光学层以及第七导电层的相关描述可由第一电可切换光学层220、第二导电层230、第二电可切换光学层240以及第三导电层250类推，于此不再赘述。

图6A至图6C示出了一些不同的指纹的型态。图7A至图7D是依照本发明的一些实施例的电可切换图案结构的图案与指纹发生干涉(interference)时所产生的干涉图形。

一般来说，手指的纹路大致上可分为三种纹路型态，例如是弧形纹(Arch)(如图6A所示)、箕形纹(Loop)(如图6B所示)和斗形纹(Whorl)(如图6C所示)。因此，可针对这三种型态设计对应的干涉条纹，以得到不同的特征点。举例来说，当图6A所示的弧形纹图案与图4B所示的斜纹图案发生干涉时，可例如产生如图7A所示的横条状的干涉条纹；当图6B所示的箕形纹图案与图4C所示的弧形条纹图案发生干涉时，可例如产生如图7B所示的波浪状的干涉条纹；或当图6C所示的斗形纹图案与图4A所示的同心圆图案发生干涉时，可例如产生如图7C所示的同心圆状的干涉条纹，或是如图7D所示的放射状的干涉条纹。

由此可知，通过适当的图案设计，电可切换图案结构200的图案可与使用者的指纹发生干涉现象而产生干涉条纹(或称摩尔纹(moiré))，而指纹识别装置10可将此干涉条纹作为特征点来进行指纹识别。此外，指纹识别装置10的驱动方法为在不同模式下使电可切换图案结构200呈现不同的图案，使这些不同的图案分别与使用者的指纹发生干涉现象而产生不同的干涉条纹，以增加特征点的数量，可有助于提升指纹识别的安全等级。再者，由于干涉条纹的线条较粗，因此对于图像感测元件300的解析度要求较低，有助于节省成本。另外，相较于传统的指纹感测芯片，本实施例的电可切换图案结构200是采用高分子分散液晶的制程，可具有较低的制造成本。

综上所述，本发明的指纹识别装置的驱动方法为在不同模式下使电可切换图案结构呈现不同的图案。因此，这些不同的图案可分别与使用者的指纹发生干涉现象而产生不同的干涉条纹，以增加特征点的数量。再者，由于干涉条纹的线条较粗，因此对于图像感测元件的解析度要求较低，有助于节省成本。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求围所界定的为准。

Claims (19)

1.一种指纹识别装置，包括：

光源，用以发出光线至物件；

电可切换图案结构，配置于被所述物件反射的所述光线的传递路径上，且所述电可切换图案结构包括依序堆叠的第一导电层、第一电可切换光学层、第二导电层、第二电可切换光学层以及第三导电层，其中所述第一导电层的第一导电图案不同于所述第三导电层的第二导电图案；以及

图像感测元件，用以感测通过所述电可切换图案结构的所述光线，以形成至少一图像。

2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其中所述第一导电图案或所述第二导电图案呈现同心圆、斜纹或弧形条纹。

3.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其中所述第一电可切换光学层或所述第二电可切换光学层的材质包括高分子分散式液晶材料。

4.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其中：

所述第一导电层具有第一图案定义部分与第一填补部分，所述第一图案定义部分定义所述第一导电图案，所述第一填补部分位于所述第一图案定义部分以外的区域且与所述第一图案定义部分间隔开；以及

所述第三导电层具有第二图案定义部分与第二填补部分，所述第二图案定义部分定义所述第二导电图案，且所述第二填补部分位于所述第二图案定义部分以外的区域且与所述第二图案定义部分间隔开。

5.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其中所述第二导电层为公用电极。

6.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其中所述电可切换图案结构还包括多个基底层，且所述第一导电层、所述第二导电层以及所述第三导电层分别设置于所述多个基底层的对应一者上。

7.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其中所述电可切换图案结构还包括第三电可切换光学层、第四导电层、第四电可切换光学层以及第五导电层，其中所述第五导电层的第三导电图案不同于所述第一导电层的所述第一导电图案与所述第三导电层的所述第二导电图案。

8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其中所述第四导电层为公用电极。

9.一种指纹识别装置的驱动方法，其中所述指纹识别装置包括光源、电可切换图案结构以及图像感测元件，所述光源用以发出光线至物件，所述电可切换图案结构配置于被所述物件反射的所述光线的传递路径上，且所述图像感测元件用以感测通过所述电可切换图案结构的所述光线，且其中所述驱动方法包括：

在第一模式下，使所述电可切换图案结构呈现第一图案，以使所述图像感测元件感测到第一图像；以及

在第二模式下，使所述电可切换图案结构呈现不同于所述第一图案的第二图案，以使所述图像感测元件感测到不同于所述第一图像的第二图像。

10.根据权利要求9所述的驱动方法，其中所述第一图案或所述第二图案呈现同心圆、斜纹或弧形条纹。

11.根据权利要求9所述的驱动方法，其中所述电可切换图案结构包括依序堆叠的第一导电层、第一电可切换光学层、第二导电层、第二电可切换光学层以及第三导电层，其中所述第一导电层具有对应于所述第一图案的第一导电图案，所述第三导电层具有对应于所述第二图案的第二导电图案。

12.根据权利要求11所述的驱动方法，其中所述第一电可切换光学层或所述第二电可切换光学层的材质包括高分子分散式液晶材料。

13.根据权利要求11所述的驱动方法，其中所述第二导电层为公用电极。

14.根据权利要求11所述的驱动方法，其中使所述电可切换图案结构呈现所述第一图案的方法包括：

施加电压于所述第一导电层、所述第二导电层以及所述第三导电层，以使所述第一电可切换光学层中对应于所述第一导电图案的第一部分呈现雾状，所述第一电可切换光学层中的所述第一部分以外的第二部分呈现透光状，且所述第二电可切换光学层呈现透光状。

15.根据权利要求14所述的驱动方法，其中所述第一导电层具有第一图案定义部分与第一填补部分，所述第一图案定义部分定义所述第一导电图案，所述第一填补部分位于所述第一图案定义部分以外的区域且与所述第一图案定义部分间隔开，且其中在第一模式下：

施加相同的电压于所述第一图案定义部分与所述第二导电层，以使所述第一电可切换光学层中对应于所述第一导电图案的所述第一部分呈现雾状；

施加不同的电压于所述第一填补部分与所述第二导电层，以使所述第一电可切换光学层中的所述第一部分以外的所述第二部分呈现透光状；以及

施加不同的电压于所述第二导电层与所述第三导电层，以使所述第二电可切换光学层呈现透光状。

16.根据权利要求11所述的驱动方法，其中使所述电可切换图案结构呈现所述第二图案的方法包括：

施加电压于所述第一导电层、所述第二导电层以及所述第三导电层，以使所述第二电可切换光学层中对应于所述第二导电图案的第三部分呈现雾状，所述第二电可切换光学层中的所述第三部分以外的第四部分呈现透光状，且所述第一电可切换光学层呈现透光状。

17.根据权利要求16所述的驱动方法，其中所述第二导电层具有第二图案定义部分与第二填补部分，所述第二图案定义部分定义所述第二导电图案，且所述第二填补部分位于所述第二图案定义部分以外的区域且与所述第二图案定义部分间隔开，且其中在第二模式下：

施加相同的电压于所述第二图案定义部分与所述第二导电层，以使所述第二电可切换光学层中对应于所述第二导电图案的所述第三部分呈现雾状；

施加不同的电压于所述第二填补部分与所述第二导电层，以使所述第二电可切换光学层中的所述第三部分以外的所述第四部分呈现透光状；以及

施加不同的电压于所述第二导电层与所述第一导电层，以使所述第一电可切换光学层呈现透光状。

18.根据权利要求9所述的驱动方法，其中依序执行所述第一模式与所述第二模式，以分别感测所述第一图像与所述第二图像。

19.根据权利要求9所述的驱动方法，其中通过被所述物件反射的所述光线与所述第一图案或所述第二图案发生干涉而产生干涉条纹，以使所述图像感测元件感测所述干涉条纹而形成所述第一图像或所述第二图像。