TW201741932A - 具有可控制的解析度的指紋感測器 - Google Patents

Abstract

提供一種用於感測手指的指紋圖樣的電容式指紋感測裝置，該電容式指紋感測器包括：要讓手指觸碰的一保護性介電頂層；被排列在該頂層底下的導電感測結構的二維陣列；讀出電路系統，被耦合至該些導電感測結構中的每一者，用以接收表示該手指與該感測結構之間的距離的一感測訊號，該讀出電路系統包括被排列在該導電感測結構陣列底下的複數個訊號放大器，其中，訊號放大器的數量小於感測結構的數量；以及選擇電路系統，用以將該些感測結構中的每一者耦合至至少一訊號放大器並且被配置成用以選擇要被耦合至一對應訊號放大器的一感測結構。本發明還提供一種用於控制指紋感測裝置的方法。

Description

具有可控制的解析度的指紋感測器

本發明關於一種指紋感測器。特別的是，本發明關於一種具有可控制的解析度的電容式指紋感測器。

各種類型生物識別系統的使用越來越多，用以提高安全性及/或增強使用者方便性。特別的是，因為指紋感測系統的小外型因子、高效能、以及使用者接受性的關係，它們已被採用於消費性電子裝置中。

在各種可利用的指紋感測原理中(例如，電容式、光學式、熱傳式、…等)，電容式感測最常被使用，特別的是，在尺寸和功率消耗為重要課題的應用中。

所有電容式指紋感測器皆提供一測量值，用以表示數個感測結構中的每一個感測結構和放置在該指紋感測器表面上或移動跨越該指紋感測器表面的一手指之間的電容。

隨著指紋感測器的使用率提高以及更多不同的用途，因而需要高解析度的指紋感測器。於某些應用中可能希望提供有較佳影像品質的指紋感測器，用以提供高於標準500dpi的解析度。影像解析度和品質對錯誤拒絕率(False Rejection Rate，FRR)以及錯誤接受率(False Acceptance Rate，FAR)效能有正面效應並且可作為快速手指偵測的輸入。其亦可達成較小且 因而更節省面積的感測器。

然而，一部分裝置應用需要高解析度，一部分則不需要，不同使用情況之間所需要的解析度亦可能不同。據此，本領域希望提供一種有高解析度但是解析度能夠受控以適應不同需求的指紋感測器。

一般來說，取得可控制的(彈性的)解析度並不像看起來般的簡單。該些感測結構(像素)和局部放大器的尺寸大部分為固定，而不同的解析度的意義為完全重新設計沒有解決針對不同市場與客戶之不同需求的感測器。另外，僅放大解析度和測量方法的結果為在成像矩陣中造成不實際的組件密度，導致需要更小且更昂貴的處理節點，或者導致較低的產量。

據此，本領域需要可使用在各式各樣應用的一種改良的指紋感測器。

鑒於上面提及和其它先前技術的缺點，本發明的目的係提供一種具有可控制的解析度的電容式指紋感測裝置。

根據本發明第一項觀點，提供一種用於感測手指的指紋圖樣的電容式指紋感測裝置，該電容式指紋感測器包括：要讓手指觸碰的一保護性介電頂層；被排列在該頂層底下的導電感測結構的二維陣列；讀出電路系統，被耦合至該些導電感測結構中的每一者，用以接收表示該手指與該感測結構之間的距離的一感測訊號，該讀出電路系統包括被排列在該導電感測結構陣列底下的複數個訊號放大器，其中，訊號放大器的數量小於感測結構的數量；以及選擇電路系統，用以將該些感測結構中的每一者耦合至至少一訊號放大器並且被配置成用以選擇要被耦合至一對應訊號放大 器的一感測結構。

該導電感測結構的優點係可以金屬板形式來提供，因此，該感測結構、該局部手指表面、以及它們之間的保護塗層(以及可能局部出現在該手指表面及該保護塗層之間的任何空氣)形成一平行板電容器。

具有介電頂層形式的保護塗層的優點係可以至少20μm厚並且具有高介電強度以便保護該指紋感測裝置的下方結構避免磨損以及避免靜電(ElectroStatic Discharge，ESD)破壞。更有利的係，該保護塗層可以至少50μm厚。於某些實施例中，該保護塗層可以為數百微米厚。

於本文中，多個導電感測結構被排列在一二維陣列中應該被詮釋成意義為該陣列延伸在兩個方向中，也就是，其延伸在xy平面中，在x與y兩個方向中有複數個感測元件。因此，該指紋感測裝置被視為一面感測器，和直線感測器不同。再者，陣列應該被詮釋成由多個雷同物件(此處為感測結構)組成的系統性排列。因此，該些感測結構被排列成一規律的圖樣。總體上，該陣列可以有一規律的外形，例如，方形或矩形的外形。然而，該陣列亦可以有圓形、任意形式、或不規律的外形。

該讀出電路系統被排列成用以從每一個主動式感測結構處接收該感測訊號以及組合該複數個感測訊號用以形成一指紋影像。

該選擇電路系統將該些感測結構耦合至至少一訊號放大器，其意義為代表介於一感測結構和被放置在該感測表面上的一手指之間的電容性耦合的一訊號被提供至一訊號放大器。代表該電容性耦合的該訊號接著表示該感測結構與該手指之間的距離，俾使得能夠區分指紋的紋脊和紋谷。來自該訊號放大器的一輸出訊號接著可以被提供至進一步的處理 電路系統，例如，AD轉換器。

一訊號放大器被配置成用以放大表示該手指與該感測結構之間的距離的電荷、電流、或電壓感測訊號，俾使得該經放大的訊號適用於後面的讀出電路系統，舉例來說，作為一AD轉換器的輸入訊號。

本發明瞭解，具有可控制的解析度的指紋感測裝置能夠藉由將複數個訊號放大器排列在該些感測結構底下來達成，其中，訊號放大器的數量小於感測結構的數量。這允許縮減該些感測結構的尺寸，也就是，像素尺寸，而不必縮減被耦合至該些感測結構的訊號放大器的尺寸。於先前的指紋感測裝置中，每一個感測結構通常以1：1的比例被連接至一對應的訊號放大器。為提高此設計中的解析度，訊號放大器的尺寸必須和像素尺寸一起縮小。藉由使用選擇電路系統，該感測結構的尺寸能夠獨立於該訊號放大器的尺寸被選擇，其中，選擇電路系統係用來將必要數量的感測結構耦合至一訊號放大器，俾使得所有感測結構皆會被讀取。藉由讓該些感測結構的解析度和該些訊號放大器的解析度退耦便能夠達到較高解析度而保持或改良產量，因為具有導電板形式的感測結構能夠比訊號放大器更容易縮減尺寸。

又，相依於該選擇電路系統如何配置，亦可以在一指紋捕捉期間藉由選擇要啟動的感測結構而針對不同應用和使用情況達成不同的解析度。因為訊號放大器的數量小於感測結構的數量，所以，具有最高可能解析度的指紋捕捉必須以至少部分序列的方式來實施，於此情況中，不同的感測結構在不同的時間點處被讀取。

再者，藉由該可控制的解析度，相同類型的感測器便能用於 據有不同解析度需求的各式各樣裝置。這可在較大串列導致較低製造成本和較高製程產量時大量生產指紋感測裝置。

根據本發明其中一實施例，該些訊號放大器可被排列在解析度低於感測結構陣列之解析度的陣列中。據此，該些訊放大器可被排列在一陣列中，於本發明其中一實施例中，該陣列可以為和該感測電路陣列相同配置，但是有較低的解析度。舉例來說，每m x n個感測結構可以有一個訊號放大器，其中，m,n>1，且其中，m可以等於或不同於n，被排列在和該些感測結構相同的配置(也就是，「圖樣」)中。該感測結構陣列和該訊號放大器陣列的共用配置也促成該選擇電路系統的簡單配置。

根據本發明其中一實施例，該選擇電路系統可以被配置成用以將至少兩個相鄰感測結構耦合至一訊號放大器。藉由將二或更多個相鄰感測結構耦合至一且相同的訊號放大器，該些個別感測結構能夠以序列或平行的方式被耦合至該訊號放大器。

於本發明其中一實施例中，該選擇電路系統可以被配置成用以將一感測結構子陣列耦合至一訊號放大器。將該些感測結構依序耦合該訊號放大器可以在讀出期間步進通過該感測結構子陣列。又，藉由將相鄰感測結構同步連接至一訊號放大器，也就是，實質平行讀出，係實施來自該些個別感測結構之貢獻值的加總，並且有效像素尺寸會增加，也就是，解析度降低。透過該選擇電路系統將複數個相鄰感測結構連接至一訊號放大器因而達成可控制的解析度。

根據本發明其中一實施例，該選擇電路系統可以包括複數個多工器，用以將該些感測結構中的至少兩個感測結構耦合至一訊號放大 器。使用多工器將二或更多個感測結構耦合至一訊號放大器可以簡化該選擇電路系統的控制。特別的是，如果大量感測結構要被耦合至每一個訊號放大器的話，多工器便有好處，因為它們可輕易的縮放用以處置大量的輸入。

根據本發明其中一實施例，該選擇電路系統可以包括一可控制的切換器，其被連接至每一個感測結構用以將每一個感測結構選擇性耦合至一訊號放大器，從而提供用以將該些選定的感測結構選擇性連接至對應訊號放大器的一種簡單方案。

於本發明其中一實施例中，一感測結構可以透過該選擇電路系統被連接至至少兩個訊號放大器。藉由將一感測結構連接至一個以上訊號放大器，能夠被同步讀取的感測結構的圖樣會更有彈性。特別的是，以感測結構子陣列為例，其中，該子陣列的每一個感測結構被連接至一且相同的訊號放大器，在該子陣列內的感測結構必須被依序讀取以便達到最高的可能解析度，也就是，使用最小的可能像素尺寸。藉由將該子陣列內的感測結構中的一或更多個感測結構連接至一第二訊號放大器，該子陣列內的數個感測結構便能夠被同步讀取，從而提高讀出速度。

根據本發明其中一實施例，該指紋感測裝置可以進一步包括複數個感測板，被排列在該些感測結構底下以及該些感測結構與該些訊號放大器之間，俾使得每一個感測結構被電容性耦合至一底下的感測板，該些感測結構中的每一者可透過該選擇電路系統單獨連接至接地，而該些感測板中的每一者則被連接至至少一訊號放大器。該感測結構藉由被排列在其與該感測板之間的一介電材料被電容性耦合至該感測板。當該感測結構 沒有接地時，其為電浮動而使得其調整至手指與該感測板之間的電場。因此，在一電浮動感測結構中，於手指和該感測板之間有一電容性耦合，俾使得一電荷在該感測板中被誘發；而在一接地的感測結構中，於手指和該感測結構之間有一電容性耦合。據此，一接地的感測板藉由阻隔電磁場並且防止一手指和一底下的感測板之間的電容性耦合而充當一電磁式屏障結構。這藉由在讀出對應的感測板期間控制該些感測結構中的哪些感測結構要被接地而達成該感測裝置之有效解析度的控制。

該些感測結構被耦合至該些訊號放大器因而能夠意謂該些感測結構透過該選擇電路系統被電連接至該訊號放大器；或者，意謂該感測結構被電容性耦合至一底下的感測板，接著，該感測板被電連接至一對應的訊號放大器。於兩種情況中，代表一手指與該些底下感測結構之間的距離的一訊號係被提供至該訊號放大器，俾使得一指紋影像會被獲取。因此，該選擇電路系統能夠以如下面詳細說明中進一步詳細討論的許多不同方式被排列。

根據本發明其中一實施例，該些感測板可被排列在解析度低於感測結構陣列之解析度的陣列中。舉例來說，一感測板可以大於一感測結構的尺寸，俾使得二或更多個感測結構係被排列在該感測板上方。被連接至接地的一感測結構因而充當一屏障，用以遮擋位於該接地感測結構正下方的感測板部分。相應地，如果被排列在一特殊感測板上方的一或更多個感測結構未接地的話，該感測板上的電荷則代表由位於所有該些未接地感測結構上方的手指所產生的電荷，因而實際上係加總來自該感測板上的該些感測結構的貢獻值，其接著會提供該經加總的貢獻值給一訊號放大 器。據此，藉由選擇在該感測板的讀出期間哪些感測結構接地以及哪些不接地，該感測裝置的有效解析度便能夠受到控制。

根據本發明其中一實施例，該選擇電路系統可以進一步包括感測板選擇電路系統，用以將每一個感測板連接至至少兩個訊號放大器。該指紋感測裝置可因此具備作動在該裝置中不同層級的選擇電路系統，其中，第一層級的選擇電路系統控制該些感測結構中哪些感測結構被耦合至一感測板；而第二層級的選擇電路系統，感測板選擇電路系統，則控制哪一個感測板被耦合至一特殊訊號放大器。藉由該些不同層級的選擇電路系統，可以較高程度的控制該指紋感測器的解析度以及一主動像素的特定配置。

根據本發明其中一實施例，該選擇電路系統和該感測板選擇電路系統可有利地被配置成使得位於一第一感測板上方的一第一感測結構以及位於一第二感測板上方的一第二感測結構會同步被連接至相同的訊號放大器，即使該兩個感測結構沒有位於相同的感測板上方，其仍允許它們被連接至相同的訊號放大器。這接著會在選擇解析度和有效像素配置時提供較大的彈性。實際上，這能夠藉由使用多工電路系統來達成。

於本發明其中一實施例中，該第一感測板被排列相鄰於該第二感測板，俾使得位於不同但是相鄰的感測板上方的兩個相鄰感測結構能夠同步被耦合至一且相同的訊號放大器。

根據本發明其中一實施例，該感測板選擇電路系統可有利地包括複數個多工器，用以將至少兩個感測板連接至一訊號放大器。

根據本發明第二項觀點，提供一種用於控制電容式指紋感測 裝置的方法，該電容式指紋感測裝置包括：要讓該手指觸碰的一保護性介電頂層；被排列在該頂層底下的導電感測結構的二維陣列；讀出電路系統，被耦合至該些導電感測結構中的每一者，用以接收表示該手指與該感測結構之間的距離的一感測訊號，該讀出電路系統包括被排列在該導電感測結構陣列底下的複數個訊號放大器，其中，訊號放大器的數量小於感測結構的數量；以及選擇電路系統，用以將該些感測結構中的每一者耦合至至少一訊號放大器並且被配置成用以選擇要被耦合至一對應訊號放大器的一感測結構。該方法包括：在讀出期間，控制該選擇電路系統用以將每一個感測結構連接至一對應訊號放大器；以及控制該讀出電路系統，用以形成一指紋影像。

根據本發明其中一實施例，於該些訊號放大器被排列在解析度低於該感測結構陣列之解析度的陣列中的感測裝置中，該方法包括：控制該選擇電路系統用以將一或更多個感測結構連接至對應的訊號放大器，俾使得達成一最終指紋影像之所希望的解析度。又，該選擇電路系統會和該讀出電路系統一起受到控制，用以實施部分平行讀出，其中，被耦合至不同訊號放大器的感測結構能夠被平行讀出，而被連接至一且相同訊號放大器的一感測結構子群則依序被讀出。

本發明第二項觀點的額外效應與特點大部分類似配合本發明第一項觀點於上面說明的效應與特點。

研讀隨附的申請專利範圍和下面的說明便明白本發明的進一步特點和優點。熟習的人士便明瞭，本發明的不同特點可以組合用以創造下面所述以外的實施例，其並不脫離本發明的範疇。

100‧‧‧指紋感測裝置

102‧‧‧行動電話

202‧‧‧手指

204‧‧‧感測表面

206‧‧‧保護性介電頂層

208‧‧‧感測結構

210‧‧‧電荷放大器

212‧‧‧運算放大器

214‧‧‧第一輸入(負輸入)

216‧‧‧第二輸入(正輸入)

218‧‧‧輸出

220‧‧‧回授電容器

222‧‧‧切換器

224‧‧‧選擇電路系統

400‧‧‧陣列

410a‧‧‧訊號放大器

410b‧‧‧訊號放大器

410c‧‧‧訊號放大器

410d‧‧‧訊號放大器

412‧‧‧選擇電路系統

414‧‧‧多工器

416‧‧‧多工器控制電路系統

502‧‧‧感測板

504a‧‧‧感測結構

504b‧‧‧感測結構

504c‧‧‧感測結構

504d‧‧‧感測結構

506‧‧‧選擇電路系統

700‧‧‧感測裝置

702a‧‧‧感測結構

702b‧‧‧感測結構

704a‧‧‧訊號放大器

704b‧‧‧訊號放大器

706‧‧‧減法器

現在將參考附圖更詳細說明本發明的前述和其它觀點，附圖顯示本發明的一範例實施例，其中：圖1概略圖解包括指紋感測裝置的一行動電話；圖2所示的係根據本發明一實施例的指紋感測裝置的一部分的概略電路圖；圖3概略圖解根據本發明一實施例的指紋感測裝置的一部分；圖4A概略圖解根據本發明一實施例的指紋感測裝置的一部分；圖4B概略圖解用於根據本發明一實施例的指紋感測裝置的選擇電路系統；圖5概略圖解根據本發明一實施例的指紋感測裝置的一部分；圖6概略圖解根據本發明一實施例的指紋感測裝置的一部分；以及圖7所示的係根據本發明一實施例的指紋感測裝置。

在本詳細說明中，根據本發明的指紋感測裝置的各種實施例主要參考行動電話中所包括的電容式指紋感測裝置來說明。

圖1概略圖解根據本發明一範例實施例的指紋感測裝置100的應用，其形式為具有一整合式指紋感測裝置100的行動電話102。舉例來說，該指紋感測裝置100可用於解鎖行動電話102及/或用於授權利用該行動電話完成的交易、…等。根據本發明各種實施例的指紋感測裝置亦可使用在其它裝置中，例如，平板電腦、膝上型電腦、智慧卡、或是其它類型的消費性電子。

圖2所示的係根據本發明一實施例的指紋感測裝置100的一 部份的概略剖面圖和電路略圖，手指202放置在該感測裝置100的一感測表面204上。該指紋感測裝置包括複數個感測元件，每一者皆包括一保護性介電頂層206、位於該保護性介電頂層206底下的一導電感測結構208(此處的形式為一金屬板208)、以及此處由電荷放大器210來圖解的一訊號放大器。該些感測結構208通常被排列在一陣列中用以形成一感測陣列，其中，每一個感測結構208皆能夠被視為代表一像素。

該電荷放大器210包括至少一放大器級，此處概略圖解成一運算放大器(op amp)212，其具有：一第一輸入(負輸入)214，被連接至感測結構208；一第二輸入(正輸入)216，被連接至接地(或是另一參考電位)；以及一輸出218。此外，該電荷放大器210還包括：一回授電容器220，被連接在第一輸入214和第二輸入218之間；以及重置電路系統，此處以功能圖解為一切換器222，用以允許該回授電容器220之可控制的放電。該電荷放大器210可以藉由操作重置電路系統222放電該回授電容器220而被重置。

如負回授配置中的op amp 212的常見情況，第一輸入214處的電壓隨動於第二輸入216處的電壓。端視該特殊放大器配置而定，第一輸入214處的電位可以和第二輸入216處的電位實質上相同；或者，在第一輸入214處的電位和第二輸入216處的電位之間可以有一實質上固定的偏差。在圖2的配置中，該電荷放大器的第一輸入214實際上接地。

當一手指放置在該感測表面上時，一電位差係被誘發在該感測表面208與該手指202之間。該電位差係由一驅動訊號誘發，舉例來說，該驅動訊號可藉由一框板(bezel)被提供至該手指。該驅動訊號亦可被連接至該感測器的接地平面，或者，該感測裝置可被配置成使得整個感測裝置的 參考電位因該驅動訊號而改變，從而誘發該電位差。據此，該電位差可以熟習人士已知的任何數量方式被誘發。手指202和參考感測結構208之間的誘發電位差變化接著在電荷放大器210的輸出218上造成一感測電壓訊號Vs，其中，該電壓的振幅為手指202和感測結構208之間的電容性耦合的函數，並且因而表示手指202和感測結構208之間的距離。感測電壓訊號Vs接著被提供至讀出電路系統，於該處，來自該感測元件陣列的多個感測電壓訊號一起形成一指紋影像。

圖2進一步圖解選擇電路系統224，將兩個分離的相鄰感測結構208耦合至一電荷放大器210。該選擇電路系統224被配置成用以選擇在讀出期間要被連接至一對應訊號放大器210的一感測結構。舉例來說，該選擇電路系統224可以包括一多工器或等效的多工電路系統。

圖3所示的係一指紋感測裝置100的略圖，其包括一感測結構208陣列以及被排列在該感測結構208陣列底下的一訊號放大器210陣列。此處假設，每一個訊號放大器210藉由選擇電路系統被連接至四個不同的感測結構208，並且圖中所示的電荷放大器210陣列的解析度因而為感測陣列的解析度的1/4。又，該感測陣列和該訊號放大器陣列有相同的配置，也就是，相同的圖樣，此處為一方形陣列。換言之，每一個訊號放大器210係被耦合至一感測結構子陣列中的每一個感測結構208，此處雖然圖解為一2x2的子陣列；然而，應該注意的係，任何可行的nxm感測結構陣列皆可被連接至一訊號放大器。

圖4A概略圖解被排列在一4x4陣列400中的16個感測結構208，用以形成一指紋感測裝置的一部分。在感測結構208的陣列400底下 圖解由訊號放大器410a至d所組成的一2x2陣列。

圖4B概略圖解選擇電路系統412，其包括一多工器414和多工器控制電路系統416，其被配置成用以將該些感測結構208中的任何四個連接至該些訊號放大器410a至d中的一對應訊號放大器。圖中所示多工器顯示16個輸入，對應於圖4A中的4x4感測結構208陣列。所述的控制電路系統412使其可以選擇被同步讀取的四個感測結構，如圖4A中虛線方形的例示，從而提供掃移該感測陣列之讀出以及選擇該感測陣列之有效解析度的可能性。熟習的人士便明瞭，可以使用更複雜的多工電路系統以提高可能讀出組合的數量。又，該多工電路系統可以眾多不同方式來具現。

該選擇電路系統和相關聯的讀出電路系統亦可被配置成用以允許序列與平行讀出該些感測結構208。

圖5概略圖解一指紋感測裝置的一部分，其中，一感測板502被排列在感測結構504a至b底下以及該些感測結構504a至b和一訊號放大器210之間，使得每一個感測結構504a至b會被電容性耦合至一底下的感測板502。該些感測結構504a至b中的每一者可透過選擇電路系統506單獨連接至接地。

當一感測結構504a至b透過選擇電路系統506(此處圖解為一解多工器)被連接至接地時，其會遮擋位於該接地感測結構504a至b正下方的感測板部分502。相應地，如果被排列在一特殊感測板502上方的一或更多個該些感測結構504a至b未接地的話，也就是，浮動，那麼，該感測板502上的電荷則代表該些未接地感測結構504a至b的組合電荷，因而實際上係加總來自該感測板502上的該些感測結構504a至b的貢獻值，其接 著會提供該經加總的貢獻值給一訊號放大器210。據此，藉由選擇在該感測板的讀出期間哪些感測結構接地以及哪些不接地，該感測裝置的有效解析度便能夠受到控制。

圖6概略圖解被排列在四個感測結構504a至d底下的一感測板502，其中，每一個感測結構透過選擇電路系統(圖中未顯示)以可控制方式被耦合至接地，且其中，該感測板502被連接至一個別訊號放大器210。

和配合圖4B所述相同方式，控制該些感測結構504a至d之接地的選擇電路系統506亦能夠被配置成用以允許變動解析度並且掃移一讀出視窗。

圖7概略圖解一感測裝置700的實施例，其包括矩形形狀的複數個成對排列的感測結構702a至b。於某些應用中可能希望將該感測裝置排列在厚的覆蓋層底下，例如，智慧型電話和雷同電子裝置中的顯示玻璃底下。覆蓋層的大厚度也意謂著讀出訊號的低強度，其因而使得難以獲取足夠品質的指紋影像。解決低訊號強度問題的其中一種方式係實施差動讀出，其中，相鄰感測結構之間的差異係被決定。圖7中所示的感測裝置700可有利地使用於差動讀出，如被連接至個別感測結構702a至b的兩個訊號放大器704a至b所示。來自該兩個訊號放大器704a至b的訊號之間的差異係由一減法器706提供，其可以熟習人士知悉的不同方式來具現。

應該瞭解的係，圖7中所示的感測結構配置可有利地組合用於說明達成指紋感測裝置之可控制解析度的選擇電路系統的任何上述實施例。

即使本文已參考特定範例實施例說明過本發明，熟習本技術 的人士仍將明白許多不同變更、修正、以及類似物。另外，應該注意的係，該指紋感測裝置的一部分可被省略、互換、或是以不同方式排列，該指紋感測裝置仍能實施本發明的功能。

此外，實行本文主張的發明的熟習人士在研讀圖式、揭示內容、以及隨附申請專利範圍中亦能理解與完成所揭實施例的變化例。在申請專利範圍中，「包括」一詞不排除其它元件或步驟，而不定冠詞「一」則不排除複數。在彼此不同的專利依附項中述及的特定手段不表示使用此些手段的組合沒有優點。

100‧‧‧指紋感測裝置

102‧‧‧行動電話

Claims (13)

1. 一種用於感測手指的指紋圖樣的電容式指紋感測裝置，該電容式指紋感測器包括：要讓該手指觸碰的一保護性介電頂層；導電感測結構的二維陣列，其被排列在該頂層底下；讀出電路系統，被耦合至該些導電感測結構中的每一者，用以接收表示該手指與該感測結構之間的距離的一感測訊號，該讀出電路系統包括被排列在該導電感測結構陣列底下的複數個訊號放大器，其中，訊號放大器的數量小於感測結構的數量；選擇電路系統，用以將該些感測結構中的每一者耦合至至少一訊號放大器，並且被配置成用以選擇要被耦合至一對應訊號放大器的一感測結構；以及複數個感測板，被排列在該些感測結構底下以及該些感測結構與該些訊號放大器之間，俾使得每一個感測結構被電容性耦合至一底下的感測板，該些感測結構中的每一者可透過該選擇電路系統單獨連接至接地，而該些感測板中的每一者則被連接至至少一訊號放大器。
2. 根據申請專利範圍第1項的指紋感測裝置，其中，該些訊號放大器被排列在解析度低於該感測結構陣列之解析度的陣列中。
3. 根據申請專利範圍第2項的指紋感測裝置，其中，該訊號放大器陣列和該感測結構陣列有相同配置。
4. 根據申請專利範圍第1項的指紋感測裝置，其中，該選擇電路系統被配置成用以將至少兩個相鄰感測結構耦合至一訊號放大器。
5. 根據申請專利範圍第1項的指紋感測裝置，其中，該選擇電路系統被配置成用以將一感測結構子陣列中的每一個感測結構耦合至一訊號放大器。
6. 根據申請專利範圍第1項的指紋感測裝置，其中，該選擇電路系統包括複數個多工器，用以將該些感測結構中的至少兩個感測結構耦合至一訊號放大器。
7. 根據申請專利範圍第1項的指紋感測裝置，其中，該選擇電路系統包括被連接至每一個感測結構的一可控制的切換器，用以將每一個感測結構選擇性耦合至一訊號放大器。
8. 根據申請專利範圍第1項的指紋感測裝置，其中，一感測結構透過該選擇電路系統被連接至至少兩個訊號放大器。
9. 根據申請專利範圍第1項的指紋感測裝置，其中，該複數個感測板被排列在解析度低於該感測結構陣列之解析度的陣列中。
10. 根據申請專利範圍第1項的指紋感測裝置，其中，該選擇電路系統進一步包括感測板選擇電路系統，用以將每一個感測板連接至至少兩個訊號放大器。
11. 根據申請專利範圍第1項的指紋感測裝置，其中，該選擇電路系統和該板選擇電路系統被配置成使得位於一第一感測板上方的一第一感測結構以及位於一第二感測板上方的一第二感測結構會同步被連接至相同的訊號放大器。
12. 根據申請專利範圍第11項的指紋感測裝置，其中，該第一感測板被排列相鄰於該第二感測板。
13. 根據申請專利範圍第10項的指紋感測裝置，其中，該感測板選擇電路系統包括複數個多工器，用以將至少兩個感測板連接至一訊號放大器。