TW201349128A - 具有保護導電陣列之生物測定掃描器 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種具有一感應器及一導電鏈陣列之生物測定掃描器。該感應器具有至少一個感應器電極，且該感應器電極可為一電容感應器、一電場感應器或一電致發光感應器。該陣列可在該等導電鏈之相鄰者之間具有一電絕緣材料。該陣列用於保護該感應器，及透過該陣列傳導關於一生物測定物件之電特性之資訊。

Description

具有保護導電陣列之生物測定掃描器 【相關申請案交叉參考】

本申請案主張2012年2月6日申請之美國臨時專利申請案第61/595,335號之優先權之權利。

本發明係關於感測生物測定物件(諸如一手指)之電特性以獲得關於該生物測定物件之資訊之生物測定掃描器。

自十九世紀起已藉由墨水及紙張自人類手指及手收集生物測定資訊。出於本文件之目的，術語指紋用於意指一單一指紋之皮膚表面摩擦脊細節、部分指紋或直至及包含整個手或腳之皮膚表面摩擦脊的任何部分。近年來，已利用光學、電容、電場、定向壓力、熱及聲音方法開發出各種電子指紋掃描系統。基於聲音、超音波、電容及電場量測之方法已被證明係最精確的，此係因為其等幾乎不受可存在於摩擦脊皮膚上之油脂、灰塵、塗料、墨水及其他物質的影響。

為闡釋本發明，吾等將生物測定物件稱為一手指，但應理解本發明並非限於手指。當生物測定物件係一手指時，需要之資訊可為指紋之脊及谷之位置。此位置資訊可與位置資訊之一資料庫比較以判定指紋是否與儲存於該資料庫中之指紋資訊匹配以用於識別目的。或者，該位置資訊可用於建立指紋之一影像。

利用一手指之電特性以產生關於一指紋之資訊之現存裝置包含感測電容或一電場之指紋掃描器，其包含依賴介電材料或電致發光材料之指紋掃描器。使用一電場及/或電容感應器以獲得關於一生物測定表面(諸如一指紋)之資訊之生物測定掃描器在本文中係稱為EF/C生物測定掃描器。現存EF/C生物測定掃描器易受由機械磨蝕及靜電放電(「ESD」)引起之損壞。

EF/C生物測定掃描器可提供一優點，該優點在於其等能在指紋之摩擦皮膚與一超音波掃描器平板之間可能存在較差聲音阻抗匹配(諸如當摩擦皮膚非常乾燥時可能遇到)的情況下提供經改良之成像。然而，電容及電場感應器易受機械濫用及損壞，且其等尤其易受來自ESD的損壞。

本發明可體現為具有一感應器及一導電鏈陣列之一生物測定掃描器。該感應器具有至少一個感應器電極，且該感應器電極可為一電容感應器、一電場感應器或一電致發光感應器。該陣列可在該等導電鏈之相鄰者之間具有一電絕緣材料。

該導電鏈陣列可經定位以保護該感應器免受一使用者破壞。舉例而言，該陣列可經定位使得該感應器被該陣列覆蓋。該陣列具有一第一主表面及一第二主表面。該第一主表面經定位為比該第二主表面更遠離該感應器。以此配置，各導電鏈具有一縱向尺寸，電沿著此縱向尺寸在該陣列之該第一主表面與該陣列之一第二主表面之間傳導。

該感應器可具有複數個感應器電極，且以此一配置，該等鏈可經配置以具有小於該等感應器電極之節距之一節距。舉例而言，該等鏈之節距可不大於該等感應器電極之節距的一半。

1‧‧‧導電鏈陣列(「CS陣列」)

2‧‧‧感應器陣列

3‧‧‧基板

4‧‧‧感應器電路

5‧‧‧感應器電極(可為每像素1個、2個或更多個)

6‧‧‧手指

7‧‧‧鏈芯(導電)

8‧‧‧鏈包覆層(介電絕緣)

9‧‧‧感應器介電覆蓋物

10‧‧‧表面/第一主表面

12‧‧‧第二主表面

為更全面地理解本發明之性質及目的，應參考附圖及隨後描 述。簡單地說，圖式為：圖1，其係展示具有一導電鏈陣列1及一感應器陣列2之本發明之一實施例之組件之一分解透視圖。

圖2，其係具有一電容或電場指紋感應器2及一導電鏈陣列1之本發明之一實施例之一側視圖。

本發明可用於同時保護一生物測定掃描器(諸如一指紋掃描器)免受機械濫用及ESD，同時容許該生物測定掃描器與一使用者之間互動式通信。舉例而言，本發明可提供透過使用一CS陣列而隔離電容及/或電場感應器之一方式。

在本發明之一實施例中，導電鏈經放置於一感應器陣列與一使用者之間。以此方式，該使用者不直接接觸該感應器陣列，藉此防止該感應器陣列之機械磨蝕，同時容許在使用者與該感應器陣列之間發生一電連接。複數個導電鏈可以一CS陣列之形式提供。

可藉由在該等鏈之間放置一絕緣基質使得在該CS陣列之一第一主表面與一第二主表面之間之各向異性導電係透過該CS陣列之主要導電方式而形成該CS陣列。各導電鏈具有一縱向尺寸，電沿著該縱向尺寸在該CS陣列之該第一主表面與該第二主表面之間傳導。為闡釋本發明，該CS陣列之該第一主表面係可放置一生物測定物件之表面或非常靠近可放置一生物測定物件之處，且該CS陣列之該第二主表面離該生物測定物件更遠且靠近該EF/C生物測定掃描器之該等感應器。

CS陣列中之該等導電鏈之末端可與EF/C生物測定掃描器中之該等感應器對準，且此可藉由使用一CS陣列而實現，在該CS陣列中該等鏈中心至中心之距離(即「節距」)小於該感應器陣列中之該等感應器之節距。以此方式，在使用者與感應器陣列之間關於各感應器將存 在冗餘電接觸。

已提供本發明之總體概述，現將給出額外細節。

圖1及圖2描繪本發明之一實施例，其中一CS陣列1經層壓至一電容感應器陣列2。在此一配置中，感應器陣列2自其中一使用者(舉例而言，經由使用者之手指6)與感應器陣列2互動之表面10機械隔離。經由CS陣列維持表面10上之物件與感應器陣列2之電極5之間之電接觸。以此方式，可避免感應器陣列2之機械損壞，而機械損壞改為施加在CS陣列之表面10上，同時維持感應器陣列2之功能效用。

在圖1及圖2所描繪之本發明之實施例中，感應器陣列2係使用每個感應電路4大約兩個電極5及使用一介電覆蓋物9之一電容感應陣列。該感應器陣列可為在一玻璃基板3上之一TFT(薄膜電晶體)類型。CS陣列1可為與感應器陣列2實體接觸，使得一個或多個導電鏈芯7與手指6接觸。因而，可實施CS陣列1以便覆蓋感應器電極5。以此方式，可建立手指6與CS陣列1之第二主表面12之間之一導電連接，且該導電連接可結合感應器之介電覆蓋物9而被感應器之電極5使用。

CS陣列1中之導電鏈7之節距可經選擇為小於感應器電極5之節距。舉例而言，當鏈7之節距不大於感應器電路4之節距之一半時，無論感應器5對每個量測電路利用兩個或更多電極或僅一個電極，可確保至感應器之電極5之電對準。各導電鏈7可藉由一包覆材料8縱向圍繞。包覆材料8可為一電絕緣體(諸如一玻璃或一塑膠材料)。以此方式，各導電鏈7自其他鏈7電絕緣，且此將使鏈7之間之串擾最小化，以便對各感應器電極5提供駐留於第一主表面10上之物件之電特性的一更精確指示。

在本發明之另一實施例中，使用一電場感應器陣列來代替上文所描述的電容掃描器。在本發明之此一實施例中，自該生物測定物件發出的一激發電場(諸如一射頻激發)經由CS陣列1之鏈7朝向感應器之 介電覆蓋物9及電極5發射。藉由使用插入於手指6與感應器陣列2之間之一CS陣列1，為電場指紋感應器提供免受存在於表面10處之機械磨蝕之保護。

至此，已參考具有多個感應器電極之電容及電場感應器而描述本發明。然而，本發明並非限於具有多個感應器之EF/C生物測定掃描器。用於保護具有一單一電容電極或一單一電場電極之一EF/C生物測定掃描器之感應器之實施方案的方法及方式類似於上文對於具有多個感應器之EF/C生物測定掃描器所描述之方法及方式。

CS陣列1可為一微通道陣列(GCA)，諸如可購自美國麻薩諸塞州(Massachusetts)斯特布里奇市(Sturbridge)之Photonis之微通道陣列。一微通道陣列係已用一導體填充或電鍍之一玻璃毛細管式陣列。導電金屬在各毛細管末端之間提供各向異性電接觸。目前微通道陣列對於小至3微米之芯至芯節距係可用的。

熟悉此項技術者將認識到，一CS陣列1的使用可與一電致發光類型指紋感應器一起使用。一電致發光影像之產生係類似於一電場感應器，其影像偵測構件為一光學感應器，該光學感應器在一電致發光感應器之影像產生區段內顯示輝光磷光體之一影像。因而，上文所述之一CS陣列1與感應器之本發明組合可與一電致發光類型指紋感應器一起使用，且可預期類似益處。

儘管本發明已參考一個或多個特定實施例予以描述，但應理解可在不脫離本發明精神及範疇的情況下做出本發明之其他實施例。因此，將本發明視為僅由隨附申請專利範圍及其合理解釋限制。

3‧‧‧基板

4‧‧‧感應器電路

5‧‧‧感應器電極(可為每像素1個、2個或更多個)

6‧‧‧手指

7‧‧‧鏈芯(導電)

8‧‧‧鏈包覆層(介電絕緣)

9‧‧‧感應器介電覆蓋物

10‧‧‧表面/第一主表面

12‧‧‧第二主表面

Claims (12)

1. 一種生物測定掃描器，其包括：一電容感應器，其具有至少一個感應器電極；及一導電鏈陣列，其經定位以保護該電容感應器免受一使用者破壞，該陣列在該等導電鏈之相鄰者之間具有一電絕緣材料。
2. 如請求項1之生物測定掃描器，其中該陣列具有一第一主表面及一第二主表面，該第一主表面經定位為比該第二主表面更遠離該感應器，且其中各導電鏈具有一縱向尺寸，電沿著該縱向尺寸在該陣列之該第一主表面與該陣列之該第二主表面之間傳導。
3. 如請求項1之生物測定掃描器，其中該感應器具有複數個感應器電極，且該等鏈經配置以具有小於該等感應器電極之節距之一節距。
4. 如請求項3之生物測定掃描器，其中該等鏈之該節距不大於該等感應器電極之該節距的一半。
5. 一種生物測定掃描器，其包括：一電場感應器，其具有至少一個感應器電極；及一導電鏈陣列，其經定位以保護該電場感應器免受一使用者破壞，該陣列在該等導電鏈之相鄰者之間具有一電絕緣材料。
6. 如請求項5之生物測定掃描器，其中該陣列具有一第一主表面及一第二主表面，該第一主表面經定位為比該第二主表面更遠離該感應器，且其中各導電鏈具有一縱向尺寸，電沿著該縱向尺寸在該陣列之該第一主表面與該陣列之一第二主表面之間傳導。
7. 如請求項5之生物測定掃描器，其中該感應器具有複數個感應器 電極，且該等鏈經配置以具有小於該等感應器電極之節距之一節距。
8. 如請求項7之生物測定掃描器，其中該等鏈之該節距不大於該等感應器電極之該節距的一半。
9. 一種生物測定掃描器，其包括：一電致發光感應器，其具有至少一個感應器電極；及一導電鏈陣列，其經定位以保護該電致發光感應器免受一使用者破壞，該陣列在該等導電鏈之相鄰者之間具有一電絕緣材料。
10. 如請求項9之生物測定掃描器，其中該陣列具有一第一主表面及一第二主表面，該第一主表面經定位為比該第二主表面更遠離該感應器，且其中各導電鏈具一縱向尺寸，電沿著該縱向尺寸在該陣列之該第一主表面與該陣列之該第二主表面之間傳導。
11. 如請求項9之生物測定掃描器，其中該感應器具有複數個感應器電極，且該等鏈經配置以具有小於該等感應器電極之該節距之一節距。
12. 如請求項11之生物測定掃描器，其中該等鏈之該節距不大於該等感應器電極之該節距的一半。