TW202244708A - 電容式指紋感測裝置喚醒方法、電容式指紋感測裝置、觸控顯示面板和資訊處理裝置 - Google Patents

電容式指紋感測裝置喚醒方法、電容式指紋感測裝置、觸控顯示面板和資訊處理裝置 Download PDF

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Abstract

一種電容式指紋感測裝置喚醒方法，其包含：依位於一電容式感測器陣列之至少一周邊之至少一電容感應電路之一感應結果產生一第一喚醒信號；在該第一喚醒信號呈現作用狀態，及在該第一喚醒信號呈現不作用狀態的時間超過一預訂期間時均驅使該電容式感測器陣列之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號；以及在該第二喚醒信號呈現作用狀態時使該電容式感測器陣列進入一工作模式以進行一指紋掃描操作。

Description

電容式指紋感測裝置喚醒方法、電容式指紋感測裝置、觸控顯示面板和資訊處理裝置
本發明係有關於指紋驗證，特別是關於一種具有省電功能之電容式指紋感測裝置的喚醒方案。
隨著行動裝置的普及與蓬勃發展，觸控顯示面板已經成為不可或缺的零組件，指紋驗證亦已成為必備的功能。
一般的行動裝置會在螢幕下方設置一電容式指紋解鎖鍵以方便使用者進行指紋解鎖操作。由於電容式指紋解鎖鍵僅在需要指紋驗證的期間，例如開機或進行網路金融交易的期間，執行指紋掃描，因此，一般的電容式指紋解鎖鍵會在其他期間處於休眠狀態以節省功耗。
另外，為讓電容式指紋解鎖鍵啟動一指紋驗證程序，其內部須設置一觸摸感應機制以在偵測到一手指按壓操作時啟動該指紋驗證程序。一般的作法係藉由偵測電容式指紋解鎖鍵之一中央區域之多個感應電極以判斷是否有一手指按壓操作，若有，則進入一指紋掃描程序。
然而，由於一電容式指紋解鎖鍵中與各個感應電極搭配的偵測電路一般係由一電荷轉電壓電路及一類比轉數位電路組成，而類比轉數位電路會消耗相當大的功率，因此，現有的電容式指紋解鎖鍵的節能表現仍有改進的空間。
為解決上述的問題，本領域亟需一新穎的電容式指紋感測裝置。
本發明之一目的在於揭露一種電容式指紋感測裝置喚醒方法，其可藉由在一指紋感測區的四周設置電容感應電路以在低功耗的情形下提供一第一階段喚醒功能。
本發明之另一目的在於揭露一種電容式指紋感測裝置喚醒方法，其可在前述電容感應電路偵測到一觸摸事件，及在前述電容感應電路未偵測到任一觸摸事件的時間超過一預定期間的兩種情況下，均藉由偵測該指紋感測區之一中央區域之多個感應電極以提供一第二階段喚醒功能，從而在既節省功耗又不致誤判的情況下執行一指紋掃描程序。
為達前述目的，一種電容式指紋感測裝置喚醒方法乃被提出，其包含：
依位於一電容式感測器陣列之至少一周邊之至少一電容感應電路之一感應結果產生一第一喚醒信號；
在該第一喚醒信號呈現作用狀態，及在該第一喚醒信號呈現不作用狀態的時間超過一預訂期間時均驅使該電容式感測器陣列之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號；以及
在該第二喚醒信號呈現作用狀態時使該電容式感測器陣列進入一工作模式以進行一指紋掃描操作。
為達前述目的，本發明進一步提出一種電容式指紋感測裝置，其具有：
一電容式感測器陣列，位於一指紋感測區，其係於一工作模式下對該指紋感測區進行一指紋掃描操作，於一休眠模式之一第一階段停止該指紋掃描操作，及於該休眠模式之一第二階段對該指紋感測區之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號；
至少一電容感應電路，分布在該指紋感測區之至少一周邊，各所述電容感應電路均具有一電荷轉電壓電路及一比較器，其中，在該第一階段，該電荷轉電壓電路係依一觸摸操作產生一電壓信號，且該比較器係依一參考電壓比較該電壓信號以產生一第一喚醒信號；以及
一控制單元，用以在該第一喚醒信號呈現作用狀態，及在該第一喚醒信號呈現不作用狀態的時間超過一預訂期間的兩種情況下均驅使該電容式感測器陣列進行該觸摸偵測操作以產生該第二喚醒信號，以及在該第二喚醒信號呈現作用狀態時使該電容式感測器陣列進入該工作模式。
在一實施例中，該電容式感測器陣列具有多個指紋偵測電路，各所述指紋偵測電路均具有一所述電荷轉電壓電路以依一局部指紋產生一輸出電壓，及一類比數位轉換器以依該輸出電壓產生一數位輸出值。
在一實施例中，該指紋感測區係一方形的區域。
在一實施例中，所述之電容式指紋感測裝置具有一基材以承載該電容式感測器陣列、所述至少一電容感應電路及該控制單元。
在一實施例中，所述指紋偵測電路的數目大於所述電容感應電路的數目。
為達前述目的，本發明進一步提出一種觸控顯示面板，其具有一觸控屏及一電容式指紋感測裝置，該電容式指紋感測裝置具有：
一電容式感測器陣列，位於一指紋感測區，其係於一工作模式下對該指紋感測區進行一指紋掃描操作，於一休眠模式之一第一階段停止該指紋掃描操作，及於該休眠模式之一第二階段對該指紋感測區之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號；
至少一電容感應電路，分布在該指紋感測區之至少一周邊，各所述電容感應電路均具有一電荷轉電壓電路及一比較器，其中，在該第一階段，該電荷轉電壓電路係依一觸摸操作產生一電壓信號，且該比較器係依一參考電壓比較該電壓信號以產生一第一喚醒信號；以及
一控制單元，用以在該第一喚醒信號呈現作用狀態，及在該第一喚醒信號呈現不作用狀態的時間超過一預訂期間的兩種情況下均驅使該電容式感測器陣列進行該觸摸偵測操作以產生該第二喚醒信號，以及在該第二喚醒信號呈現作用狀態時使該電容式感測器陣列進入該工作模式。
在一實施例中，該電容式感測器陣列具有多個指紋偵測電路，各所述指紋偵測電路均具有一所述電荷轉電壓電路以依一局部指紋產生一輸出電壓，及一類比數位轉換器以依該輸出電壓產生一數位輸出值。
在一實施例中，該指紋感測區係一方形的區域。
在一實施例中，該電容式指紋感測裝置具有一基材以承載該電容式感測器陣列、所述至少一電容感應電路及該控制單元。
在一實施例中，所述指紋偵測電路的數目大於所述電容感應電路的數目。
在可能的實施例中，該觸控屏之顯示器可為液晶顯示器、發光二極體顯示器、迷你發光二極(Mini-LED )體顯示器、微發光二極體(Micro-LED)顯示器、量子點發光二極體(Q-LED)顯示器或有機發光二極體顯示器。
為達前述目的，本發明進一步提出一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如前述之觸控顯示面板，其中，該中央處理單元係用以和該控制單元通信。
在可能的實施例中，所述之資訊處理裝置可為一智慧型手機、一可攜式電腦、一車載電腦或一門禁裝置。
為使　貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
請參照圖1，其為本發明之電容式指紋感測裝置之一實施例的示意圖。如圖1所示，一電容式指紋感測裝置100具有一電容式感測器陣列110、至少一電容感應電路120及一控制單元130。
電容式感測器陣列110係位於一指紋感測區，其係於一工作模式下對該指紋感測區進行一指紋掃描操作，於一休眠模式之一第一階段停止該指紋掃描操作，及於該休眠模式之一第二階段對該指紋感測區之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號V WK2。
至少一電容感應電路120係分布在該指紋感測區之至少一周邊，各所述電容感應電路120均具有一偵測電路121及一感應電極122。請參照圖2，其繪示圖1之偵測電路121之一實施例之電路圖。如圖2所示，偵測電路121具有一電荷轉電壓電路121a及一比較器121b，其中，在該第一階段，該電荷轉電壓電路121a係依一觸摸操作產生一電壓信號V S，且該比較器121b係依一參考電壓V REF比較該電壓信號V S以產生一第一喚醒信號V WK1，其中，在該第一喚醒信號V WK1呈現一作用狀態時會使該電容式感測器陣列110進入該第二階段，以及在該第一喚醒信號V WK1呈現一不作用狀態的時間超過一預定期間時也會使該電容式感測器陣列110進入該第二階段。
控制單元130耦接該第一喚醒信號V WK1，其係在該第一喚醒信號V WK1呈現所述作用狀態，及在該第一喚醒信號V WK1呈現一不作用狀態的時間超過一預定期間時輸出一第一致能信號EN1以驅使該電容式感測器陣列110進入該第二階段，且其在接收到該第二喚醒信號V WK2時會輸出一第二致能信號EN2以驅使該電容式感測器陣列110進入該工作模式。
另外，該電容式感測器陣列110具有多個指紋偵測電路。請參照圖3，其繪示圖1之電容式感測器陣列110之各指紋偵測電路之一實施例之電路圖。如圖3所示，一指紋偵測電路111具有一感測電容111a、一電荷轉電壓電路111b及一類比數位轉換器111c，其中，電荷轉電壓電路111b係依按壓感測電容111a之一局部指紋產生一輸出電壓V FP，且該類比數位轉換器111c係在一時鐘信號CLK之控制下依該輸出電壓V FP產生一數位輸出值D OUT。
另外，該指紋感測區可為一方形的區域。
另外，所述之電容式指紋感測裝置100具有一基材(未示於圖中)以承載該電容式感測器陣列110、所述至少一電容感應電路120及該控制單元130。
另外，所述指紋偵測電路111的數目大於所述電容感應電路120的數目。
亦即，本發明的電容式指紋感測裝置即可在低功耗的情形下先以所述的電容感應電路120提供一觸摸事件的預判功能，然後再以所述指紋偵測電路111所提供的觸摸感測功能確認該觸摸事件；或在所述的電容感應電路120超過一預定時間未偵測到任一觸摸事件時，使所述指紋偵測電路111提供一觸摸感測功能以確認是否有任一觸摸事件，從而在既節省功耗又不致誤判的情況下執行一指紋掃描程序。
依上述的說明，本發明進一步提出一種電容式指紋感測裝置喚醒方法。請參照圖4，其繪示本發明之電容式指紋感測裝置喚醒方法之一實施例的流程圖。如圖4所示，該方法包括：依位於一電容式感測器陣列之至少一周邊之至少一電容感應電路之一感應結果產生一第一喚醒信號(步驟a)；在該第一喚醒信號呈現作用狀態，及在該第一喚醒信號呈現不作用狀態的時間超過一預訂期間時均驅使該電容式感測器陣列之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號(步驟b)；以及利用一控制單元在偵測到該第二喚醒信號呈現作用狀態時驅使該電容式感測器陣列進入一工作模式以進行一指紋掃描操作(步驟c)。
依上述的說明，本發明進一步提出一種觸控顯示面板。請參照圖5，其繪示本發明之觸控顯示面板之一實施例之方塊圖。如圖5所示，一觸控顯示面板200具有一觸控屏210及一電容式指紋感測裝置220，其中，電容式指紋感測裝置220係由電容式指紋感測裝置100實現，且觸控屏210之顯示器可為液晶顯示器、發光二極體顯示器、迷你發光二極(Mini-LED )體顯示器、微發光二極體(Micro-LED)顯示器、量子點發光二極體(Q-LED)顯示器或有機發光二極體顯示器。
另外，依上述的說明，本發明進一步揭示一種資訊處理裝置。請參照圖6，其繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例的方塊圖。如圖6所示，一資訊處理裝置300具有一中央處理單元310及一觸控顯示面板320，其中，該觸控顯示面板320係由該觸控顯示面板200(其具有該控制單元130)實現，且該中央處理單元310係用以與該控制單元130通信。
另外，在可能的實施例中，該資訊處理裝置300可為一智慧型手機、一可攜式電腦、一車載電腦或一門禁裝置。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點：
1.本發明的電容式指紋感測裝置喚醒方法可藉由在一指紋感測區的四周設置電容感應電路以在低功耗的情形下提供一第一階段喚醒功能。
2.本發明的電容式指紋感測裝置喚醒方法可在前述電容感應電路偵測到一觸摸事件，及在前述電容感應電路未偵測到任一觸摸事件的時間超過一預定期間的兩種情況下，均藉由偵測該指紋感測區之一中央區域之多個感應電極以提供一第二階段喚醒功能，從而在既節省功耗又不致誤判的情況下執行一指紋掃描程序。
本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請　貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
100:電容式指紋感測裝置 110:電容式感測器陣列 111:指紋偵測電路 111a:感測電容 111b:電荷轉電壓電路 111c:類比數位轉換器 120:電容感應電路 121:偵測電路 121a:電荷轉電壓電路 121b:比較器 122:感應電極 130:控制單元 200:觸控顯示面板 210:觸控屏 220:電容式指紋感測裝置 300:資訊處理裝置 310:中央處理單元 320:觸控顯示面板 步驟a:依位於一電容式感測器陣列之至少一周邊之至少一電容感應電路之一感應結果產生一第一喚醒信號 步驟b:在該第一喚醒信號呈現作用狀態，及在該第一喚醒信號呈現不作用狀態的時間超過一預訂期間時均驅使該電容式感測器陣列之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號 步驟c:利用一控制單元在偵測到該第二喚醒信號呈現作用狀態時驅使該電容式感測器陣列進入一工作模式以進行一指紋掃描操作
圖1為本發明之電容式指紋感測裝置之一實施例的示意圖。 圖2繪示圖1之電容式指紋感測裝置之偵測電路之一實施例之電路圖。 圖3繪示圖1之電容式指紋感測裝之電容式感測器陣列之各指紋偵測電路之一實施例之電路圖。 圖4繪示本發明之電容式指紋感測裝置喚醒方法之一實施例的流程圖。 圖5繪示本發明之觸控顯示面板之一實施例之方塊圖。 圖6繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例的方塊圖。
步驟a:依位於一電容式感測器陣列之至少一周邊之至少一電容感應電路之一感應結果產生一第一喚醒信號
步驟b:在該第一喚醒信號呈現作用狀態，及在該第一喚醒信號呈現不作用狀態的時間超過一預訂期間時均驅使該電容式感測器陣列之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號
步驟c:利用一控制單元在偵測到該第二喚醒信號呈現作用狀態時驅使該電容式感測器陣列進入一工作模式以進行一指紋掃描操作

Claims (14)

  1. 一種電容式指紋感測裝置喚醒方法，其包含： 依位於一電容式感測器陣列之至少一周邊之至少一電容感應電路之一感應結果產生一第一喚醒信號； 在該第一喚醒信號呈現作用狀態，及在該第一喚醒信號呈現不作用狀態的時間超過一預訂期間時均驅使該電容式感測器陣列之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號；以及 在該第二喚醒信號呈現作用狀態時使該電容式感測器陣列進入一工作模式以進行一指紋掃描操作。
  2. 一種電容式指紋感測裝置，其具有： 一電容式感測器陣列，位於一指紋感測區，其係於一工作模式下對該指紋感測區進行一指紋掃描操作，於一休眠模式之一第一階段停止該指紋掃描操作，及於該休眠模式之一第二階段對該指紋感測區之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號； 至少一電容感應電路，分布在該指紋感測區之至少一周邊，各所述電容感應電路均具有一電荷轉電壓電路及一比較器，其中，在該第一階段，該電荷轉電壓電路係依一觸摸操作產生一電壓信號，且該比較器係依一參考電壓比較該電壓信號以產生一第一喚醒信號；以及 一控制單元，用以在該第一喚醒信號呈現作用狀態，及在該第一喚醒信號呈現不作用狀態的時間超過一預訂期間的兩種情況下均驅使該電容式感測器陣列進行該觸摸偵測操作以產生該第二喚醒信號，以及在該第二喚醒信號呈現作用狀態時使該電容式感測器陣列進入該工作模式。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電容式指紋感測裝置，其中，該電容式感測器陣列具有多個指紋偵測電路，各所述指紋偵測電路均具有一所述電荷轉電壓電路以依一局部指紋產生一輸出電壓，及一類比數位轉換器以依該輸出電壓產生一數位輸出值。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電容式指紋感測裝置，其中，該指紋感測區係一方形的區域。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之電容式指紋感測裝置，其具有一基材以承載該電容式感測器陣列、所述至少一電容感應電路及該控制單元。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之電容式指紋感測裝置，其中，所述指紋偵測電路的數目大於所述電容感應電路的數目。
  7. 一種觸控顯示面板，其具有一觸控屏及一電容式指紋感測裝置，該電容式指紋感測裝置具有： 一電容式感測器陣列，位於一指紋感測區，其係於一工作模式下對該指紋感測區進行一指紋掃描操作，於一休眠模式之一第一階段停止該指紋掃描操作，及於該休眠模式之一第二階段對該指紋感測區之一局部區域進行一觸摸偵測操作以產生一第二喚醒信號； 至少一電容感應電路，分布在該指紋感測區之至少一周邊，各所述電容感應電路均具有一電荷轉電壓電路及一比較器，其中，在該第一階段，該電荷轉電壓電路係依一觸摸操作產生一電壓信號，且該比較器係依一參考電壓比較該電壓信號以產生一第一喚醒信號；以及 一控制單元，用以在該第一喚醒信號呈現作用狀態，及在該第一喚醒信號呈現不作用狀態的時間超過一預訂期間的兩種情況下均驅使該電容式感測器陣列進行該觸摸偵測操作以產生該第二喚醒信號，以及在該第二喚醒信號呈現作用狀態時使該電容式感測器陣列進入該工作模式。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示面板，其中，該電容式感測器陣列具有多個指紋偵測電路，各所述指紋偵測電路均具有一所述電荷轉電壓電路以依一局部指紋產生一輸出電壓，及一類比數位轉換器以依該輸出電壓產生一數位輸出值。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示面板，其中，該指紋感測區係一方形的區域。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示面板，其中，該電容式指紋感測裝置具有一基材以承載該電容式感測器陣列、所述至少一電容感應電路及該控制單元。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示面板，其中，所述指紋偵測電路的數目大於所述電容感應電路的數目。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示面板，其中，該觸控屏之顯示器係由液晶顯示器、發光二極體顯示器、迷你發光二極(Mini-LED )體顯示器、微發光二極體(Micro-LED)顯示器、量子點發光二極體(Q-LED)顯示器和有機發光二極體顯示器所組成群組所選擇的一種顯示器。
  13. 一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如申請專利範圍第7至12項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該中央處理單元係用以和該控制單元通信。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之資訊處理裝置，其係由一智慧型手機、一可攜式電腦、一車載電腦和一門禁裝置所組成群組所選擇的一種裝置。
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