JP3115438U - 指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指紋映像の取得に関する部品を少なくし、光源からの光が指紋に均一に届き、光ルートの許容公差が大きい指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置を提供することを目的とする。
【解決手段】検知面の上を運動する指紋で反射した光を画像素子であるリニア・センサ素子アレイで検知する。これと同時に画像素子である運動検知素子も指紋からの光を検知し、リニア・センサ素子アレイと運動検知素子でなる照合センサ素子によって指紋の運動速度を取得する。またリニア・センサ素子アレイや運動検知素子が取り付けられた回路基板を角度を持たせて配置する。
【選択図】図６

Description

本考案は、指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置で、特に高い互換性のデータ伝送と制御インターフェースとを結合する指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置に関する。

個人の指紋は、他人の指紋とは異なる特有の生物学的特徴で、その応用が安全性の高い個人パスワードとなる。電子装置の使用普及とその記憶容量の増加のため、その内に格納された個人データの保護がより重要となる。従って、指紋にて電子装置の開始又は使用のパスワードを管理することにより、個人のデータを有効に管理できる。

電子装置、例えば携帯電話、ホスト・コンピューターと各種のコンピューター周辺機器は一つの指紋スキャン装置にてそのユーザーの指紋をピックアップすることにより、認証の仕事を行う。なお当該電子装置への伝送を容易にするコントローラーの必要があるために、当該指紋スキャン装置内における指紋の映像をデジタル指紋情報に変換した後に、指紋認証の効果を発揮できる。

当該指紋スキャン装置は、一つの映像センサー・モジュールを含む。当該映像センサー・モジュールは、映像をピックアップするために、面型または線型を成すように設計できる。当該映像センサー・モジュールの映像センサー方式はコンデンサー式，温度式又は電磁気式などであってもよい。例えば特許文献１に公告された「指紋センサー素子を一つ含む携帯式通信装置」に掲示するように、それは電界センサー電極アレイを一つ有する。静電気の影響を避けるために、当該通信装置は静電気保護装置をその他に増設する必要があり、従って、そのコストが高くなり、且つ静電気に起因して生産過程中では損壊しやすくなる。さらに指紋が当該電界センサー電極アレイに接触することにより、それも損壊しやすくなる。指紋が当該映像センサー・モジュール上に滞留する時間は長すぎるため、温度式の映像センサー方式では明らかな指紋の映像をピックアップできない。

指紋の面型映像を一つピックアップするために、線型映像センサー・モジュールは、当該指紋がその上を移動する運動速度を検知する必要があることにより、一部分の指紋映像を取得し、ひいてはその演算処理をした後に完全な指紋映像を成すように整合する。

従来の運動検知機能を有する映像センサー・モジュールは、例えば特許文献２に公告された「リニア・センサーを使用することにより指紋をスキャンする方法と装置」に掲示するように、それが一つのリニア映像装置，一つのローラー，一つの光源，一つのフォーカス装置と一つの回転検知器を含む。当該ローラーは、一つの指紋がその上を移動するように供するものである。当該光源の光線が当該ローラーへ伝送され、当該光線が当該指紋により当該フォーカス装置へ反射され、且つ当該光線が当該フォーカス装置により当該リニア映像装置にフォーカスされる。当該回転検知器は、当該ローラーの回転速度を検知するように用いられることにより、ひいては当該指紋の運動速度を取得する。

従来の運動検知機能を有する映像センサー・モジュールは、ローラーと回転検知器により指紋の運動速度を判断する必要があるため、全体の映像センサー・モジュールの構造が複雑で且つ体積が大きくなることを招き、小型化した電子装置に組込むには不適である。

次に、当該フォーカス装置の位置にはかたよりが出来ないため、光線を当該リニア映像装置へ正確に伝送するため、その許容公差が小さく、組立ての上での要求が高くなり、製品の歩留りに影響を及ぼす。

さらに当該光源から当該ローラーへ伝送された光線の強度があまり均一でなく、従来の映像センサー・モジュールがピックアップした指紋映像に対する演算処理は複雑になり、効率が低くなる。

また、当該光源の数量を増加し且つ間隔をあけて当該ローラー下に配置すれば、光線強度が依然としてあまり均一でないだけではなく、さらにそのコスト及び電力消費量の増加を招く。

従って、以上より、前述の従来の指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置は、実際の使用上では、著しく不便と欠点が存在し、そしてより改善するように期待されていることが分かる。

ゆえに本考案者は前述の改善可能な欠点を感じ、特に鋭意研究し且つ学理の運用に対応した設計が合理的で且つ有効に前述の欠点を改善する本考案を提出する。
2000／7／11の米国特許US6088585号 2003／8／1の台湾特許TW544630号

本考案の主な目的は、指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置を提供することにあり、指紋スキャン装置のコストが低減され、使用の寿命が長く、指紋の映像が明らかとなり、またそのデジタル指紋情報が取得し且つ使用しやすくなることである。

本考案の次の目的は、指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置を提供することにあり、指紋スキャン装置の映像センサー・モジュールのセンサー素子のメカニズムにて、指紋の当該センサー素子に対する相対運動速度を検知できることにより、映像センサー・モジュールの体積を縮小し、ひいてはその電子装置が配置された時における占有する空間を節約する。

本考案の他の目的は、指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置を提供することにあり、指紋スキャン装置の映像センサー・モジュールの光源の光線がそのセンサー素子にて形成された光ルートで伝送される許容公差を比較的大きくすることにより、製品の歩留りを向上する。

本考案の更に他の目的は、指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置を提供することにあり、指紋スキャン装置の映像センサー・モジュールの光源からある指紋へ伝送する時における光線をより均一にすることにより、そのピックアップされた指紋映像に対する演算処理効率を向上する。

本考案のまた更に他の目的は、指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置を提供することにあり、指紋スキャン装置の映像センサー・モジュールの光源の必要とする数量と電力消費量を減少することにより、そのコストを低減し、またその耐用時間を延長する。

前述の目的を達成するために、本考案は主として指紋スキャン装置を提供するもので、一つの接触式映像センサー・モジュール，一つの信号変換コントローラー，一つのモジュール・コントローラーと一つのインターフェース・コントローラーを含み、当該接触式映像センサー・モジュールが一つの指紋の映像をピックアップするように用いられ、当該信号変換コントローラーが当該接触式映像センサー・モジュールに電気的に接続し、当該指紋の映像のアナログ信号をデジタル信号に変換するように用いられ、当該モジュール・コントローラーが当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーに電気的に接続し、当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーを制御するように用いられ、当該インターフェース・コントローラーが当該信号変換コントローラーと当該モジュール・コントローラーに電気的に接続し、当該デジタル信号をある電子装置内のコントローラーへ伝送するように制御する。

当該接触式映像センサー・モジュールの応用により、当該指紋スキャン装置のコストを低減し、且つ使用の寿命を延ばし、さらにそのピックアップされた指紋の映像をより明らかにする。

当該インターフェース・コントローラーを当該信号変換コントローラーと当該モジュール・コントローラーに接続することにより、当該信号変換コントローラーによる伝送されたデジタル信号を取得し且つ使用しやすくなる。

より好ましくは、当該接触式映像センサー・モジュールは、一つのメーン回路基板，一つのリニア・センサー素子アレイ，少なくとも一つの運動検知素子，一つの光源と一つの検知面を含み、当該リニア・センサー素子アレイが当該メーン回路基板上に設けられ、当該少なくとも一つの運動検知素子が当該メーン回路基板上に設けられ、且つ当該リニア・センサー素子アレイの一側に対し平行に配置され、当該検知面が当該リニア・センサー素子アレイと当該少なくとも一つの運動検知素子の一側に定義され、中でも当該検知面が一つの指紋をその上に放置するように用いられ、当該光源の光線が当該検知面へ伝送され、当該光線が当該指紋により当該リニア・センサー素子アレイと当該少なくとも一つの運動検知素子へ反射される。

より好ましくは、当該リニア・センサー素子アレイは、複数の映像センサー素子を具し、少なくとも一つの当該映像センサー素子が当該少なくとも一つの運動検知素子に対応し且つ少なくとも一つの照合センサー素子として定義される。

当該運動検知素子と当該リニア・センサー素子アレイの照合センサー素子により、当該指紋に対し、一段の参考映像データと一段の照合映像データをそれぞれピックアップし、一つのシフト回数判別数式と一つの速度判別数式の演算処理を経て、当該指紋の当該運動検知素子と当該照合センサー素子に対応する相対運動速度を取得でき、従って本考案の映像センサー・モジュールの体積を縮小できる。

より好ましくは、当該メーン回路基板は軟・硬複合基板で、当該軟・硬複合基板が一つの第1の硬式回路基板，一つの第2の硬式回路基板，一つの第3の硬式回路基板と少なくとも一つの軟式回路基板を含み、当該第1の硬式回路基板，当該第2の硬式回路基板と当該第3の硬式回路基板が当該少なくとも一つの軟式回路基板に電気的に接続し、且つ一つの第1の複合基板，一つの第2の複合基板と一つの第3の複合基板をそれぞれ形成し、当該第2の複合基板と当該第3の複合基板が当該第1の複合基板に対し予め設定された角度でそれぞれ上向きに傾斜し、当該リニア・センサー素子アレイと当該少なくとも一つの運動検知素子が当該第2の複合基板上に設けられ、当該光源が当該第3の複合基板上に設けられる。

より好ましくは、当該メーン回路基板は軟・硬複合基板で、当該軟・硬複合基板が一つの第1の硬式回路基板，一つの第2の硬式回路基板と一つの軟式回路基板を含み、当該第1の硬式回路基板と当該第2の硬式回路基板が当該軟式回路基板に電気的に接続し、且つ一つの第1の複合基板と一つの第2の複合基板をそれぞれ形成し、当該第2の複合基板が当該第1の複合基板に対し予め設定された角度で上向きに傾斜し、当該リニア・センサー素子アレイと当該少なくとも一つの運動検知素子が当該第2の複合基板上に設けられ、当該光源が当該第1の複合基板上に設けられる。

当該軟・硬複合基板の構造にて、当該リニア・センサー素子アレイが傾斜した角度を呈することにより、全体の体積を縮小し、且つ当該光源の光ルートの許容公差を増加する。

より好ましくは、当該接触式映像センサー・モジュールは、一つの光伝導装置を含み、当該光伝導装置が当該リニア・センサー素子アレイに対し軸方向に平行に、当該光伝導装置の一端を当該光源に隣接するように設けられる。

当該光伝導装置の構造により、当該光源から当該指紋へ伝送された光線をより均一にし、且つ当該光源の必要とする数量と電力消費量を減少する。

前述の目的を達成するために、本考案は主として指紋スキャン機能を有する電子装置を提供するもので、一つの指紋スキャン装置と一つのマイクロプロセッサーを含み、当該指紋スキャン装置は、一つの接触式映像センサー・モジュール，一つの信号変換コントローラー，一つのモジュール・コントローラーと一つのインターフェース・コントローラーを含み、当該接触式映像センサー・モジュールが一つの指紋の映像をピックアップするように用いられ、当該信号変換コントローラーが当該接触式映像センサー・モジュールに電気的に接続し、当該指紋の映像のアナログ信号をデジタル信号に変換するように用いられ、当該モジュール・コントローラーが当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーに電気的に接続し、当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーを制御するように用いられ、当該インターフェース・コントローラーが当該信号変換コントローラー，当該モジュール・コントローラーと当該マイクロプロセッサーに電気的に接続し、当該デジタル信号を当該マイクロプロセッサーへ伝送するように制御するものである。

前述の目的を達成するために、本考案は主として指紋スキャン機能を有する電子装置を提供するもので、一つの指紋スキャン装置と一つの通信インターフェースを含み、当該指紋スキャン装置は、一つの接触式映像センサー・モジュール，一つの信号変換コントローラー，一つのモジュール・コントローラーと一つのインターフェース・コントローラーを含み、当該接触式映像センサー・モジュールが一つの指紋の映像をピックアップするように用いられ、当該信号変換コントローラーが当該接触式映像センサー・モジュールに電気的に接続し、当該指紋の映像のアナログ信号をデジタル信号に変換するように用いられ、当該モジュール・コントローラーが当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーに電気的に接続し、当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーを制御するように用いられ、当該インターフェース・コントローラーが当該信号変換コントローラー，当該モジュール・コントローラーと当該通信インターフェースに電気的に接続し、当該デジタル信号を当該通信インターフェースへ伝送するように制御するものである。

従って、本考案の指紋スキャン装置及び指紋スキャン機能を有する電子装置は例えば下記の特色を有する。
１．当該接触式映像センサー・モジュールは、別の静電気保護装置の必要がなく、且つ当該リニア・センサー素子アレイが指紋に直接的に接触しないことにより、当該指紋スキャン装置のコストを低減し、また使用寿命を延ばす。
２．当該接触式映像センサー・モジュールが指紋の映像をピックアップする効果は、指紋がその上に滞留する時間に影響を受けることなく、そのピックアップされた指紋の映像をより明らかにする。
３．当該インターフェース・コントローラーが当該信号変換コントローラーと当該モジュール・コントローラーに接続することにより、当該指紋スキャン装置と当該電子装置との間の通信プロトコルの完成，当該デジタル信号の一時格納バッファー，当該デジタル信号のフォーマットと当該デジタル信号の伝送などの各種の制御機能を提供し、当該信号変換コントローラーにて伝送されたデジタル信号を取得し且つ使用しやすくなる。
４．当該指紋スキャン装置は、一つの電子装置中に内蔵してもよく、また当該通信インターフェースに対応することにより独立のモジュールを一つ形成してもよい。
５．当該通信インターフェースは、有線通信インターフェースであってもよく、又は無線通信インターフェースであってもよい。
６．当該運動検知素子と当該リニア・センサー素子アレイの照合センサー素子は、当該指紋に対し一段の参考映像データと一段の照合映像データをそれぞれピックアップし、一つのシフト回数判別数式と一つの速度判別数式の演算処理を経て、当該指紋が当該運動検知素子と当該照合センサー素子に対応する相対運動速度を取得でき、従って当該接触式映像センサー・モジュールの体積を縮小でき、ひいてはその電子装置に配置された時における占有する空間を節約する。
７．当該軟・硬複合基板の構造にて、当該リニア・センサー素子アレイが傾斜した角度を呈することにより、全体の体積を縮小するため、ひいては当該接触式映像センサー・モジュールを小型化した電子装置に容易に組込める。
８． 当該軟・硬複合基板の構造にて、当該リニア・センサー素子アレイが傾斜した角度を呈することにより、当該光源の光ルートの許容公差を増加するため、ひいては製品の歩留りを向上する。
９．当該光伝導装置の構造により、当該光源から当該指紋へ伝送された時に光線がより均一になり、従って当該接触式映像センサー・モジュールがそのピックアップされた指紋映像に対する演算処理効率を向上できる。
１０．当該光伝導装置の構造により、当該光源の必要とする数量と電力消費量を減少でき、従って当該接触式映像センサー・モジュールのコストを低減し、またその耐用時間を延長できる。

本考案が予定の目的を達成するために採用する技術手段および効果をはっきり述べるために、以下に本考案に関する詳細な説明を添付の図面を参照しながら行う。これにより本考案の目的、特徴と特色を深くかつ具体的に理解できるが、添付の図面は参考と説明のみに供するもので、より本考案を限定するためものではない。

図14を参照して示すように、本考案は、指紋スキャン装置6で、一つの接触式映像センサー・モジュール60，一つの信号変換コントローラー61，一つのモジュール・コントローラー62と一つのインターフェース・コントローラー63を含み、中でも接触式映像センサー・モジュール60が一つの指紋の映像をピックアップするように用いられる。

信号変換コントローラー61が当該接触式映像センサー・モジュールに電気的に接続し、当該指紋の映像のアナログ信号をデジタル信号に変換するように用いられる。

モジュール・コントローラー62が当該接触式映像センサー・モジュール60と当該信号変換コントローラー61に電気的に接続し、当該接触式映像センサー・モジュール60と当該信号変換コントローラー61を制御するように用いられ、例えばクロック制御などの各種の制御機能を提供する。

インターフェース・コントローラー63が当該信号変換コントローラー61と当該モジュール・コントローラー62に電気的に接続し、当該デジタル信号をある電子装置内のコントローラー（未表示）へ伝送するように制御するためで、例えば当該指紋スキャン装置6と当該電子装置との間の通信プロトコルの完成，当該デジタル信号の一時格納バッファー，当該デジタル信号のフォーマットと当該デジタル信号の伝送などの各種の制御機能を提供する。当該モジュール・コントローラー62及び当該インターフェース・コントローラー63が二分割のコントローラーであってもよく、また整合したコントローラーであってもよい。

例えば図1と図12に示すように、当該指紋スキャン装置6が一つの電子装置71（例えば一つの携帯電話）の中に内蔵され、当該インターフェース・コントローラー63が当該電子装置71のコントローラー（例えば一つのベース・バンド制御マイクロプロセッサー711）に電気的に接続する。例えば図1，図13と図15に示すように、いっそう当該インターフェース・コントローラー63が一つの有線通信インターフェース721（例えば一つのUSB通信インターフェース）に電気的に接続することにより、さらに一つの外部電子装置79（例えば一つのホスト・コンピューター）に電気的に接続する。例えば図1と図16に示すように、当該インターフェース・コントローラー63も一つの無線通信インターフェース751（例えば一つの無線レシーバー・トランスミッター）に電気的に接続することにより、一つの外部電子装置79（例えば一つのホスト・コンピューター）との無線トランスファーを行なう。当該インターフェース・コントローラー63により、当該デジタル信号を取得し且つ使用しやすくなる。

図2乃至図7を参照して示すように、これが本考案の指紋スキャン装置6の接触式映像センサー・モジュールの第1の実施の形態である。当該接触式映像センサー・モジュール60は、一つのメーン回路基板1，一つのリニア・センサー素子アレイ2，少なくとも一つの運動検知素子21，一つの光源3，一つのフォーカス装置4，一つの光伝導装置5及び一つの検知面Aを含み、中でも、本実施の形態中では、メーン回路基板1は一つの軟・硬複合基板で、それが一つの第1の硬式回路基板11，一つの第2の硬式回路基板12，一つの第3の硬式回路基板13と少なくとも一つの軟式回路基板10を含む。当該第1の硬式回路基板11，当該第2の硬式回路基板12と当該第3の硬式回路基板13が当該少なくとも一つの軟式回路基板10に電気的に接続し、且つ当該少なくとも一つの軟式回路基板10にそれぞれ重ねて配置し、一つの第1の複合基板14，一つの第2の複合基板15と一つの第3の複合基板16を互いに貼り付けて形成する。当該第1の複合基板14と当該第2の複合基板15に接続する軟式回路基板10は、当該第1の複合基板14と当該第3の複合基板16に接続する軟式回路基板10と同じであるか又は異なることが出来る。

図3に当該軟・硬複合基板1の一実施の形態を示すが、中でも当該第1の複合基板（図略），当該第2の複合基板15と当該第3の複合基板（図略）には多数のスルーホール101と多数の導電部102をそれぞれ設け、各導電部102がそれぞれ対応するスルーホール101の内表面に設けられ、且つ当該第1の硬式回路基板（図略）と当該少なくとも一つの軟式回路基板10、当該第2の硬式回路基板12と当該少なくとも一つの軟式回路基板10、及び当該第3の硬式回路基板（図略）と当該少なくとも一つの軟式回路基板10に電気的に接続する。当該第2の複合基板15の第2の硬式回路基板12には複数のパッド121をその他に設け、当該パッド121をそれぞれ局部に相応する導電部102に電気的に接続する。

当該第2の複合基板15と当該第3の複合基板16が当該第1の複合基板14に対し予め設定された角度α，βでそれぞれ上向きに傾斜する。本実施の形態中では、当該第2の複合基板15が当該第1の複合基板14に対し45度で上向きに傾斜し、当該第3の複合基板16が当該第1の複合基板14に対し90度で上向きに傾斜する。確かに当該予め設定された角度α，βは30度、60度または75度などの各種の予め設定された角度であってもよい。

リニア・センサー素子アレイ2は、指紋の映像を階段的に複数のセグメントとしてピックアップするように用いられるものである。当該リニア・センサー素子アレイ2が当該メーン回路基板1の第2の複合基板15の上に設けられる。当該リニア・センサー素子アレイ2は複数の接触式映像センサー素子（CIS，ContactImage Sensor）を具備する。当該リニア・センサー素子アレイ2は、チップ・パッケージ基板（COB，Chip-On-Board）の方式にて当該第2の複合基板15の第2の硬式回路基板12と当該パッド121に電気的に接続し、且つ当該少なくとも一つの軟式回路基板10により、当該第1の複合基板14の第1の硬式回路基板11との間における電気的な接続を達成する。

少なくとも一つの運動検知素子21は、当該メーン回路基板1の第2の複合基板15の上に設けられ、且つ当該リニア・センサー素子アレイ2の一側に対し平行に配置される。当該少なくとも一つの運動検知素子21が接触式映像センサー素子である。当該少なくとも一つの運動検知素子21は、チップ・パッケージ基板の方式にて当該第2の硬式回路基板12に電気的に接続し、且つ当該少なくとも一つの軟式回路基板10により、当該第1の複合基板14の第1の硬式回路基板11との間における電気的な接続を達成する。

少なくとも一つの当該映像センサー素子は、当該少なくとも一つの運動検知素子21に対応し、且つ少なくとも一つの照合センサー素子20と定義される。

光源3は、例えば一つの発光ダイオードで、それが当該メーン回路基板1の第3の複合基板16の上に設けられる。当該光源3は、チップ・パッケージ基板（COB，Chip-On-Board）の方式にて当該第3の複合基板16の第3の硬式回路基板13に電気的に接続し、且つ当該少なくとも一つの軟式回路基板10により、当該第1の複合基板14の第1の硬式回路基板11との間における電気的な接続を達成する。当該光源3も他の回路基板上に設けられることが出来る。

フォーカス装置4は、例えば一つのレンズで、当該リニア・センサー素子アレイ2に対し軸方向に平行である。

光伝導装置5は、例えば一つの光透過ロッドで、当該リニア・センサー素子アレイ2に対し軸方向に平行に、当該光伝導装置5の一端を当該光源3に隣接するように設けられ、当該フォーカス装置4を当該光伝導装置5と当該リニア・センサー素子アレイ2との間に位置する。当該光伝導装置5は、その軸方向に沿って一つの反射面50と一つの光射出面51を形成し、当該光射出面51が当該フォーカス装置4に対応する。当該フォーカス装置4と当該光伝導装置5が一つの電子装置の機体8上に支持される。当該フォーカス装置4も当該光伝導装置5に一体に接続され或いは組み立てることが出来る。

検知面Aは当該リニア・センサー素子アレイ2と当該少なくとも一つの運動検知素子21の一側に定義される。例えば図7に示すように、当該検知面Aは当該反射面50に定義され、一つの指紋9（例えば一つの指紋）をその上に置いて用いられる。

例えば図7に示すように、当該指紋9は、当該接触式映像センサー・モジュール60の一縦方向に沿って当該検知面Aの上を移動し、即ち当該リニア・センサー素子アレイ2に対し垂直する一縦方向に沿って当該反射面50の上を移動する。当該光源3の光線を当該光伝導装置5の一端へ投射し、且つ当該光伝導装置5がその内へ当該光線を均一にガイドする。当該光線は当該検知面Aへ伝送し、当該光線は当該指紋9により反射され、当該光射出面51を経って当該フォーカス装置4に至り、且つ当該光線が当該フォーカス装置4により当該リニア・センサー素子アレイ2と当該少なくとも一つの運動検知素子21にフォーカスされ、さらにひいては演算処理され、整合セグメントの指紋の映像にて完全な映像を成すことにより、指紋認証の仕事を完成する。

当該指紋9が当該検知面Aの上を移動する時に、当該運動検知素子21と当該リニア・センサー素子アレイ2の照合センサー素子20は、サンプリング時間の順序により当該指紋9に対し空間域における一つの参考映像データと一つの照合映像データをそれぞれ繰り返してピックアップし、且つ一段の当該参考映像データと一段の当該照合映像データをそれぞれ選択し、一つのシフト回数判別数式と一つの速度判別数式の演算処理を経て、当該指紋9の当該運動検知素子21と当該照合センサー素子20に対応する相対運動速度を取得でき、従来のようにローラーと回転検知器の必要がなく、従って本考案の映像センサー・モジュールの体積を縮小でき、ひいてはその電子装置に配置された時に占有する空間を節約する。さらに、当該シフト回数判別数式と当該速度判別数式の演算により、本来の指紋の映像データが環境，電気ノイズ，又は各センサー素子の特性の相違により受ける影響を回避でき、従って当該相対運動速度がより正確となる。

当該軟・硬複合基板の軟式回路基板10は可撓性があり、当該リニア・センサー素子アレイ2が傾斜した角度を呈する。従って、当該接触式映像センサー・モジュール60の高度と縦方向深さを短縮することにより、その全体の体積を縮小するため、ひいては小型化した電子装置に容易に組込まれる。その他に当該光源3の光ルートの許容公差が増加する。従って、その製品の歩留りを向上する。また、当該運動検知素子21と当該リニア・センサー素子アレイ2との距離が近く、且つ当該第1の複合基板14の上斜めの調整に対応することにより、映像のデストーションを回避できる。

当該光伝導装置5の光伝導機能により、当該接触式映像センサー・モジュール60の光源3の必要とする数量が少なくなり、且つ当該光源3の光線がより均一になる。従って、そのコストが下がり且つ電力消費量が小さく、また当該接触式映像センサー・モジュール60のピックアップされた指紋映像に対する演算処理効率を向上できる。

当該接触式映像センサー・モジュール60の特性により、別の静電気保護装置の必要がなく、従って当該指紋スキャン装置6のコストを低減する。当該検知面Aは、当該光伝導装置5の反射面50と定義され、当該リニア・センサー素子アレイ2が当該指紋9に直接的に接触しない。従って当該リニア・センサー素子アレイ2が損壊しにくくなることにより、当該指紋スキャン装置6の使用寿命が長くなる。さらに、当該接触式映像センサー・モジュール60が指紋の映像をピックアップする効果は、当該指紋9がその上に滞留する時間に影響を受けることなく、そのピックアップされた指紋の映像をより明らかにする。

図8乃至図11を参照して示すように、これらが本考案の指紋スキャン装置6の接触式映像センサー・モジュール60の第2の実施の形態である。第2の実施の形態と第1の実施の形態との相違は当該メーン回路基板1及び当該光源3にある。本実施の形態中では、当該メーン回路基板1は一つの軟・硬複合基板で、当該軟・硬複合基板が一つの第1の硬式回路基板11，一つの第2の硬式回路基板12と一つの軟式回路基板10を含む。当該第1の硬式回路基板11と当該第2の硬式回路基板12が当該軟式回路基板10に電気的に接続し、且つ当該軟式回路基板10をそれぞれ重ねて配置し、一つの第1の複合基板14と一つの第2の複合基板15を互いに貼り付けて形成し、当該第2の複合基板15が当該第1の複合基板14に対し予め設定された角度αで上向きに傾斜する。当該光源3は、プラグ・イン（DIP，Dual-In-Line-Package）の方式にて当該第1の複合基板14の第1の硬式回路基板11の上に電気的に接続し、従って本実施の形態の光源3が当該第1の複合基板14の上に直接的に設けられる。そのために、前述の第1の実施の形態の効果も達成できる。

確かに当該メーン回路基板1も伝統的な硬式回路基板であってもよく、且つ当該シフト回数判別数式と当該速度判別数式により当該相対運動速度を取得する。

図12を参照して示すように、これが本考案の指紋スキャン機能を有する電子装置の第1の実施の形態（例えば一つの携帯電話）である。本考案は指紋スキャン機能を有する電子装置71で、一つの指紋スキャン装置6及び一つのコントローラー（例えば一つのベース・バンド制御マイクロプロセッサー711）を含む。

当該指紋スキャン装置6は、例えば前述の図1乃至図11に叙述した通りである。当該指紋スキャン装置6が当該電子装置71の中に内蔵される。また当該インターフェース・コントローラー63も当該マイクロプロセッサー711に電気的に接続し、当該デジタル信号を当該マイクロプロセッサー711へ伝送するように制御するためである。確かに当該電子装置71も一つの個人デジタル・アシスタント（PDA：Personal Digital Assistants）などの異なる電子装置であってもよい。

図13乃至図15を参照して示すように、これが本考案の指紋スキャン機能を有する電子装置の第2の実施の形態乃至第4の実施の形態（例えばそれぞれ一つのマウス，一つのキーボード，一つの事務機器である）である。本考案が指紋スキャン機能を有する電子装置72，73，74で、一つの指紋スキャン装置6及び一つの通信インターフェースを含む。

当該指紋スキャン装置6は、例えば前述の図1乃至図11に叙述した通りである。当該指紋スキャン装置6が当該電子装置72，73，74の中に内蔵される。また当該インターフェース・コントローラー63も当該通信インターフェースに電気的に接続し、当該デジタル信号を当該通信インターフェースへ伝送するように制御する。確かに当該通信インターフェースは一つの有線通信インターフェース721（例えば一つのUSB通信インターフェース）である。本考案は指紋スキャン機能を有する電子装置72，73，74で、さらに一つのUSBハブ722を含む。当該USB通信インターフェースは、当該USBハブ722に電気的に接続し、且つ一つのUSB通信線により一つの外部電子装置79（例えば一つのホスト・コンピューター）に接続する。確かに当該電子装置72，73，74も一つのフォトペン，一つのUSBンターフェースのメモリ・アクセス装置，又は一つのマルチメディア放送装置などの異なる電子装置であってもよい。さらに、当該指紋スキャン装置6と当該通信インターフェースも独立のモジュールを一つ形成でき、また一つの通信線により当該電子装置72，73，74に接続する。

図16を参照して示すように、これが本考案の指紋スキャン機能を有する電子装置の第5の実施の形態で、一つの無線指紋スキャン装置である。本考案が指紋スキャン機能を有する電子装置75で、一つの指紋スキャン装置6及び一つの通信インターフェースを含む。

当該指紋スキャン装置6は、例えば前述の図1乃至図11に叙述した通りである。当該指紋スキャン装置6が当該電子装置75の中に内蔵される。また当該インターフェース・コントローラー63は当該通信インターフェースに電気的に接続し、当該デジタル信号を当該通信インターフェースへ伝送するように制御する。当該通信インターフェースは一つの無線通信インターフェース751（例えば一つの無線レシーバー・トランスミッター）である。当該指紋スキャン装置6は、当該無線通信インターフェース751により、一つの無線レシーバー・トランスミッター（未表示）を具備する外部電子装置79との無線トランスファーを達成する。

以上の叙述はただ本考案の具体的な実施の形態の詳細な説明と図面についてのものであり、本考案および本考案の特徴を限定するためのものではない。例えば本考案の所属する技術領域における通常の知識を有する者が、本考案の主旨に等価な改良または変更を行った場合、それらはいずれも本考案の登録請求の範囲中に含まれるべきものである。

本考案の指紋スキャン装置のブロック模式図である。 本考案の指紋スキャン装置の接触式映像センサー・モジュールの第1の実施の形態の軟・硬複合基板、リニア・センサー素子アレイ、運動検知素子と光源の斜視模式図である。 本考案の指紋スキャン装置の接触式映像センサー・モジュールの第1の実施の形態の軟・硬複合基板の部分断面模式図である。 本考案の指紋スキャン装置の接触式映像センサー・モジュールの第1の実施の形態の軟・硬複合基板、リニア・センサー素子アレイ、運動検知素子と光源の他の斜視模式図である。 本考案の指紋スキャン装置の接触式映像センサー・モジュールの第1の実施の形態の軟・硬複合基板、リニア・センサー素子アレイ、運動検知素子、光源とフォーカス装置の斜視模式図である。 本考案の指紋スキャン装置の接触式映像センサー・モジュールの第1の実施の形態の斜視模式図である。 本考案の指紋スキャン装置の接触式映像センサー・モジュールの第1の実施の形態の断面模式図である。 本考案の指紋スキャン装置の接触式映像センサー・モジュールの第2の実施の形態の軟・硬複合基板、リニア・センサー素子アレイ、運動検知素子と光源の斜視模式図である。 本考案の指紋スキャン装置の接触式映像センサー・モジュールの第2の実施の形態の軟・硬複合基板、リニア・センサー素子アレイ、運動検知素子と光源の他の斜視模式図である。 本考案の指紋スキャン装置の接触式映像センサー・モジュールの第2の実施の形態の軟・硬複合基板、リニア・センサー素子アレイ、運動検知素子、光源とフォーカス装置の斜視模式図である。 本考案の指紋スキャン装置の接触式映像センサー・モジュールの第2の実施の形態の斜視模式図である。 本考案の指紋スキャン機能を有する電子装置の第1の実施の形態のブロック模式図である。 本考案の指紋スキャン機能を有する電子装置の第2の実施の形態のブロック模式図である。 本考案の指紋スキャン機能を有する電子装置の第3の実施の形態のブロック模式図である。 本考案の指紋スキャン機能を有する電子装置の第4の実施の形態のブロック模式図である。 本考案の指紋スキャン機能を有する電子装置の第5の実施の形態のブロック模式図である。

符号の説明

α 角度
β 角度
A 検知面
1 メーン回路基板
2 リニア・センサー素子アレイ
3 光源
4 フォーカス装置
5 光伝導装置
6 指紋スキャン装置
8 機体
9 指紋
10 軟式回路基板
11 第1の硬式回路基板
12 第2の硬式回路基板
13 第3の硬式回路基板
14 第1の複合基板
15 第2の複合基板
16 第3の複合基板
20 照合センサー素子
21 運動検知素子
50 反射面
51 光射出面
60 接触式映像センサー・モジュール
61 信号変換コントローラー
62 モジュール・コントローラー
63 インターフェース・コントローラー
71、72、73、74、75 電子装置
79 電子装置
101 スルーホール
102 導電部
121 パッド
711 マイクロプロセッサー
721 有線通信インターフェース
722 USBハブ
751 無線通信インターフェース

Claims (19)

1. 指紋スキャン装置は、一つの指紋の映像をピックアップするように用いられる一つの接触式映像センサー・モジュールと、
   当該接触式映像センサー・モジュールに電気的に接続し当該指紋の映像のアナログ信号をデジタル信号に変換するように用いられる一つの信号変換コントローラーと、
   当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーに電気的に接続し当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーを制御するように用いられる一つのモジュール・コントローラーと、
   当該信号変換コントローラーと当該モジュール・コントローラーに電気的に接続し当該デジタル信号をある電子装置内のコントローラーへ伝送するように制御するための一つのインターフェース・コントローラーとを含むことを特徴とする指紋スキャン装置。
2. 当該モジュール・コントローラーと当該インターフェース・コントローラーは、整合したコントローラーであることを特徴とする請求項１記載の指紋スキャン装置。
3. 当該ンターフェース・コントローラーは、有線通信インターフェース或いは無線通信インターフェースのいずれかに電気的に接続することを特徴とする請求項１記載の指紋スキャン装置。
4. 当該接触式映像センサー・モジュールは、一つのメーン回路基板と、当該メーン回路基板上に設けられる一つのリニア・センサー素子アレイと、
   当該メーン回路基板上に設けられ且つ当該リニア・センサー素子アレイの一側に対し平行に配置される少なくとも一つの運動検知素子と、
   一つの光源と、
   当該リニア・センサー素子アレイと当該少なくとも一つの運動検知素子の一側に定義される一つの検知面とを含み、
   中でも当該検知面が一つの指紋をその上に放置するように用いられ、
   当該光源の光線が当該検知面へ伝送され、
   当該光線が当該指紋により当該リニア・センサー素子アレイと当該少なくとも一つの運動検知素子へ反射されることを特徴とする請求項１記載の指紋スキャン装置。
5. 当該メーン回路基板は軟・硬複合基板で、当該軟・硬複合基板が一つの第1の硬式回路基板，一つの第2の硬式回路基板，一つの第3の硬式回路基板と少なくとも一つの軟式回路基板を含み、
   当該第1の硬式回路基板，当該第2の硬式回路基板と当該第3の硬式回路基板が当該少なくとも一つの軟式回路基板に電気的に接続し且つ一つの第1の複合基板，一つの第2の複合基板と一つの第3の複合基板をそれぞれ形成し、
   当該第2の複合基板と当該第3の複合基板が当該第1の複合基板に対し予め設定された角度をそれぞれ上向きに傾斜し、
   当該リニア・センサー素子アレイと当該少なくとも一つの運動検知素子が当該第2の複合基板上に設けられ、当該光源が該第3の複合基板上に設けられることを特徴とする請求項４記載の指紋スキャン装置。
6. 当該リニア・センサー素子アレイと当該少なくとも一つの運動検知素子は、チップ・パッケージ基板の方式にて当該第2の硬式回路基板に電気的に接続することを特徴とする請求項５記載の指紋スキャン装置。
7. 当該光源は、チップ・パッケージ基板の方式にて当該第3の硬式回路基板に電気的に接続することを特徴とする請求項５記載の指紋スキャン装置。
8. 当該メーン回路基板は軟・硬複合基板で、当該軟・硬複合基板が一つの第1の硬式回路基板，一つの第2の硬式回路基板と一つの軟式回路基板を含み、
   当該第1の硬式回路基板と当該第2の硬式回路基板が当該軟式回路基板に電気的に接続し且つ一つの第1の複合基板と一つの第2の複合基板をそれぞれ形成し、
   当該第2の複合基板が当該第1の複合基板に対し予め設定された角度を上向きに傾斜し、
   当該リニア・センサー素子アレイと当該少なくとも一つの運動検知素子が当該第2の複合基板上に設けられ、
   当該光源が該第1の複合基板上に設けられることを特徴とする請求項４記載の指紋スキャン装置。
9. 当該リニア・センサー素子アレイと当該少なくとも一つの運動検知素子は、チップ・パッケージ基板の方式にて当該第2の硬式回路基板に電気的に接続することを特徴とする請求項８記載の指紋スキャン装置。
10. 当該光源は、プラグ・インの方式にて当該第1の硬式回路基板に電気的に接続することを特徴とする請求項８記載の指紋スキャン装置。
11. 当該リニア・センサー素子アレイは、複数の映像センサー素子を具し、少なくとも一つの当該映像センサー素子が当該少なくとも一つの運動検知素子に対応し且つ少なくとも一つの照合センサー素子と定義されることを特徴とする請求項４記載の指紋スキャン装置。
12. 当該接触式映像センサー・モジュールは、一つの光伝導装置を含み、当該光伝導装置が当該リニア・センサー素子アレイに対し軸方向的に平行し、
    当該光伝導装置の一端を当該光源に隣接するように設けられることを特徴とする請求項４記載の指紋スキャン装置。
13. 当該接触式映像センサー・モジュールは、一つのフォーカス装置を含み、
    当該フォーカス装置が当該リニア・センサー素子アレイに対し軸方向的に平行し、
    当該フォーカス装置が当該光伝導装置と当該リニア・センサー素子アレイとの間に位置することを特徴とする請求項１２記載の指紋スキャン装置。
14. 当該光伝導装置は、その軸方向的に沿って一つの反射面と一つの光射出面を形成し、
    当該検知面を当該反射面と定義し、
    当該光射出面が当該フォーカス装置に対応することを特徴とする請求項１３記載の指紋スキャン装置。
15. 指紋スキャン機能を有する電子装置は、一つの指紋スキャン装置と一つのマイクロプロセッサーを含み、
    中でも当該指紋スキャン装置は、一つの指紋の映像をピックアップするように用いられる一つの接触式映像センサー・モジュールと、
    当該接触式映像センサー・モジュールに電気的に接続し当該指紋の映像のアナログ信号をデジタル信号に変換するように用いられる一つの信号変換コントローラーと、
    当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーに電気的に接続し当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーを制御するように用いられる一つのモジュール・コントローラーと、
    当該信号変換コントローラー，当該モジュール・コントローラーと当該マイクロプロセッサーに電気的に接続し当該デジタル信号を当該マイクロプロセッサーへ伝送するように制御するための一つのインターフェース・コントローラーとを含むことを特徴とする指紋スキャン機能を有する電子装置。
16. 指紋スキャン機能を有する電子装置は、一つの指紋スキャン装置と一つの通信インターフェースを含み、
    中でも当該指紋スキャン装置は、一つの指紋の映像をピックアップするように用いられる一つの接触式映像センサー・モジュールと、
    当該接触式映像センサー・モジュールに電気的に接続し当該指紋の映像のアナログ信号をデジタル信号に変換するように用いられる一つの信号変換コントローラーと、
    当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーに電気的に接続し当該接触式映像センサー・モジュールと当該信号変換コントローラーを制御するように用いられる一つのモジュール・コントローラーと、
    当該信号変換コントローラー，当該モジュール・コントローラーと当該通信インターフェースに電気的に接続し当該デジタル信号を当該通信インターフェースーへ伝送するように制御するための一つのインターフェース・コントローラーとを含むことを特徴とする指紋スキャン機能を有する電子装置。
17. 当該通信インターフェースは、有線通信インターフェースであることを特徴とする請求項１６記載の指紋スキャン機能を有する電子装置。
18. 一つのUSBハブを含み、当該通信インターフェースは、USB通信インターフェースで且つ当該USBハブに電気的に接続することを特徴とする請求項１７記載の指紋スキャン機能を有する電子装置。
19. 当該通信インターフェースは、無線通信インターフェースであることを特徴とする請求項１６記載の指紋スキャン機能を有する電子装置。

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