TW497082B - Information terminal with built-in fingerprint recognizer - Google Patents

Description

五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（ 本發明係關於一種具有内建 故·…^ 式指紋辨識器的資訊 : '、疋關於一種具有指紋辨識器的資訊終端機， 地項取指紋並且有優雅外觀且可縮小尺 典型的資訊終端機乃包括例如行動電話（或稱手機）’ 個人數位助理（PDA)等。 冉錢) 該行動電話通常係用來透過某種傳訊方法， 多路(CD_方式，而以一基地台收發無線電頻率㈣來 作無線的傳訊。此係為目前十分大眾化的個人行動傳㈣ 備。PDA則為一種活動式個人（pc)，其能收集、儲存、寫 入、蒐尋資訊，並可傳訊等。 資訊終端機通常具有閉鎖功能以排除非授權者使用。 -預設的密碼須被輪人才能解除該閉鎖功能，事實上此對 -正規的使用者乃是不大方便的。而更糟的是，其密碼乃 可能容易被揭知。因此’近來對具有内建式指紋辨識器之 資訊終端機的研發乃相當熱門。 設在該資訊裝置中之指紋辨識器的指紋輸入裝置，係 包括-種料式及-㈣態式。該光學式指紋辨讀器乃較 難以被採詩-需要小尺寸的資轉端射，因為其須設 具-棱鏡及聚焦裝置。故對具有内建式指紋辨識器之資訊 終端機的研究乃著重於固態式。 使用該等固態式指紋辨讀器的行動電話之例乃示於第 1圖中。雖該第1圖示出一固態式指紋辨讀器（ps)設在一鍵 盤旁邊，但該PS亦可被設在該本體的側面。 然而，上述之固態式指紋辨讀器的問題係其耐用性較 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

--------^--------:線· (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 4 497082 A7 B7 電話； 五、發明說明（2 低而使用壽命較短，因為指頭按觸在—固態基材上， 電壓及電流相當敏感，而會產生靜電放電。又該行動電話 的另-問題係會顯得較石員大，故而其外觀並非十分理想， 因為其-外部區域會被該指紋辨讀器所佔用。 本發明乃被開發來解決上述之問題者，而其主要目的 係在提供-種具有时式缺辨識器之資訊終端機，包含 -薄膜電晶體（TFT)的指紋辨讀器，能夠縮小尺寸並簡化 指紋的輸人’且具有優雅的外觀，而與—液晶顯示器（lcd) 併設在一起。 為達到上述之目的，本發明乃提供一種資訊終端機，

該終端機包含一具有背光的液晶顯示器（LCD)，及-TFT 指紋辨讀器其與該LCD併設而可讀取使用者的指紋。 3亥TFT指紋辨讀器乃包含一感測用之tft(感測及 一供啟閉之TFT(開關TFT)，且係使用該1^〇的背光來作 為光源。言亥資訊終端_可為一行動電話或者一個人數位 助理（PDA)。 圖式之簡單說明： 本發明之别述及其它的目的和特徵，將可由以下詳細 說明配合所附圖式而更清楚瞭解，其中： 第1圖為一立體圖示出一具有指紋辨識器的傳統行動 第2圖為本發明第一較佳實施例的行動電話之立體圖 第3圖為本發明第二較佳實施例的pda之立體圖； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^--------訂： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :線· A7 ------- --B7___ 五、發明說明（3 ) 第4圖乃示出裝設第2及3圖之指紋辨讀器的簡圖； 第5圖為第4圖之指紋辨讀器的構造剖視圖； 第6圖為第5圖之指紋辨讀器的線路示意圖；及 第7圖為供說明第2圖所示之具有内建式指紋辨讀器的 行動電之控制方塊圖。 以下，本發明之較佳實施例的構造和操作將配合圖式 來詳細說明。 第2圖係為本發明第一實施例的立體圖，乃示出一具 有内建式指紋辨識器的行動電話。由第2圖中可知該行動 電話乃包含一本體1，一鍵盤2設在該本體丨正面上，一液 晶顯示器（LCD)3位該鍵盤2上方，一翻轉蓋4可覆蓋該鍵 盤2，及一天線5裝在該本體1的頂部。 第3圖為本發明第二實施例的立體圖，乃示出一具有 内建式指紋辨識器的個人數位助理（pda)。如所示，該 LCD3乃指設在一本體6的正面，並有多個操作紐7、8等被 列没在該本體6的正面與側面上。 同時，如第4圖所示，有一背光9被設在該LCD3底下 。在該LCD3上乃疊設一指紋辨讀器10，其係為一薄膜電 晶體（TFT)式的指紋辨讀器，並呈透明而可前後透光。因 此，一訊息乃可穿過該指紋辨讀器1〇而顯示在該LCD3上 〇 請參閱第5圖，於該指紋辨讀器1 〇中，有多數的感測 TFTsl2及開關TFTsl3等，乃各以規則之間隔列設在一透 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ----I!------«裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1T-------丨-舞 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497082 A7 B7 :五、發明說明（4 ) 明基材11上。該感測TFT 12之一源極12S與一開關TFT 13的 没極13D會透過一第一電極14來互相連接。有一第二電極 15會連接於感TFT12的閘極12G，而該第二電極15係以一 透明絕緣層16來與第一電極14分開。故，在該第一電極14 與第二電極15之間會存在一電容Csto。該電容會按照射在 該感測TFT 12上的光量而成比例地被充電。該第一與第二 電極14與15最好係為透明材料。 在感測TFT12之汲極12D與源極12S之間，乃設有一光 電導層12P(例如非結晶Si : H)。當有一比臨界值更強的光 照射在該光電導層12P上時，該汲極12D與源極12S則會形 成電的短路。 因此，若使用者將其手指觸及該指紋辨讀器10，則將 有一來自該背光9的光會於其指紋圖案上反射，並入射在 該光電導層12P上，而使感測TFT12短路，且電容Csto會 與入射光成比例地充電。 另一方面，在該開關TFT13的汲極13D與源極13S的上 方，乃設有一光罩13sh以避免被光所照射。 上述指紋辨讀器之一等效電路乃示.於第6圖中。如所 示，將有某電平的DC電壓Vccl會被施於該汲極12D，及 某電平的偏壓Vcc2會被施於該感測TFT12的閘極12G。 該開關TFT13的閘極13G會被來自一閘控制器（未示出） 之一閘控制信號所啟閉。該閘控制器會產生閘控制信號， 而可於每一幀預定用來妥當掃描一紋圖案的畫面時，啟閉 該開閉TFT13。藉著啟閉該開關TFT13，乃可形成一幀所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------t---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 4V/U82 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 要掃描之指紋影像的晝面。 此外，該開閉TFT13的源極13S係連接於一放大器（未 示出）。當該開閉TFT13被導通時，纟電壓會㈣充電的 電容器中依充電量的比例輪出。該放大器會將由感測 TFT12之源極12S輸出的信號放大。豸由放大器輸出的信 號會被供至一多工器來輸出單一的輸出信號。 第7圖為一方塊圖用來說明第2圖中所示之一具有内建 式指紋辨讀器的行動電話之控制。如所示，該行動電話乃 包含一指紋讀取部100，一指紋辨識部200，一翻轉蓋檢測 部300可檢測該蓋是否已打開，一控制部4〇〇，一背光驅動 部500，一 LCD驅動部600，及一電話部7〇〇。 該指紋讀取部1 〇〇乃包含該指紋辨讀器1 〇，而可將其 所讀取的指紋信號轉換成一影像資料，並將之供入該指紋 辨識部200。 該指紋辨識部200會將該指紋資料與所記存的指紋資 料比較，而在完成比較之後提供一表示結果的信號於該控 制部400。 若該翻轉蓋檢測部300提供一表示該蓋4已被開啟的資 料給該控制部400，或者有一啟動信號供入該控制部4〇〇中 ，則該控制部400會被切換成一指紋讀取模式。此將使該 背光驅動部500啟動背光，且該LCD驅動部600會顯示訊號 ，表示此時係為一指紋讀取模式。 除了上述之外，該控制部400會提供給該指定紋讀取 部100—控制信號，來指示該讀取部100讀取一使用者的指 良紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----：-------裝 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁} --訂---------. ^7082 A7 ---—-------B7___________ I、發明說明（6 ) 紋。假若該控制部400判斷所讀取的指蚊與預存的指紋一 致，則該電話部700將形成可使用的狀態。

該背光驅動部500會回應由控制部4〇〇所供入的控制信 ‘ 號，而提供一信號至該背光9來將之啟動。然後，該lCD 丨 驅動部600會回應來自該控制部400之顯示信號，而使該 LCD顯不訊息，例如’’請將您的指頭放在指紋辨讀器上”。 φ 該電話部700包含該手機操作功能所須的各種積體電 路（ICs)及其它電路等。該電話係僅在當該控制4〇〇發出一 容許執行功能之控制信號時，才能夠操作。 該手機的操作將配合第2及4至7圖來說明。 首先’當使用者打開該翻轉蓋4欲打電話時，該翻轉 蓋檢測部300會對該控制部400提供一信號，表示該蓋4已 被打開。該控制部400即會將模式改變成指紋讀出模式， 而提供一背光啟動信號於該背光驅動部500，及發出一顯 示信號給該LCD驅動部600，並指令該指紋讀取部1〇〇讀取 φ 一指紋。 設在該LCD3後面的背光9會被該控制部400所發出的 信號啟動，而其發出的光L會穿過該LCD3及指紋辨讀器1〇 * 〇 又，該LCD3會依照來自控制部400的信號，而顯示一 訊息要求以指頭去接觸。由於該指紋辨讀器10係為透明的 ，故使用者可透過該指紋辨讀器1〇來看到該LCD3上的訊 息。 而該驅動電壓Vcc 1與偏壓Vcc2會按該控制部400的控 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 x 297公釐) 9 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 ^-----— B7___ 五、發明說明（7 ) 制信號，來同時地提供至該感測TFT12。發自該閘控制器 的閘極控制信號會供至該開關TFT13，而使該開關TFT13 在母一巾貞晝面時被啟閉切換。 此日^ ’若使用者將其指頭接觸在該指紋辨讀器丨〇上， 則來自該背光9的光線L會在其指紋上反射，並入射於該 指紋辨讀器10上。由於每一指紋圖案的可反射性各不相同 ’故入射於該感測TFT 12上的光強度會在每一位置各不相 同。即’在指紋圖案的凹陷部份上會有較少的光反射，而 在凸起部份會有較多的光反射。 由於該感測TFT12上的光電感層12P係被製成可依據 該指紋圖案來回應一具有臨界強度以上的入射光，而使部 份的感測TFT 12被啟動，但其它部份的感測TFT 12則仍保 持切閉。 該開關TFT13在每幀晝面週期會被該閘控制器之閘極 控制信號所導通。因此，該被指紋之反射光所啟動的感測 TFT12，將會輸出某一電平的光電信號通過該已導通的開 關TFG13 ’而仍保持切閉的感測TFT12則不會產生任何信 如此輸出的信號會被一放大器放大，並被一多工器轉 變成單一信號。該指紋讀取部100會將來自該多工器的指 紋讀取信號轉換成一影像資料，並將之供入該指紋辨識部 200 〇 該指紋辨識部200會比較該指紋影像資料及記存的指 紋資料，並在比較之後，提供比較結果的信號給該控制部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) |裝----------訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10

^/U5Z :五、發明說明（8 4〇〇 〇 右该控制部4 〇 〇判定所讀取的指紋相同 ，則該電話部700即形成可供使用，而若不二：存的指紋 5舌即不能操作。 則後電 该電話部7〇〇係僅在該控制部4〇〇發出一 話執行魏時柯操作。因此，制者在許該電 的指紋-致時才能使㈣手^ n文與預存 至此，$述說明雖限於翻轉蓋式的行動電話 可瞭解在沒有翻魅的舰巾之減讀取料β，亦=應 作一鍵盤取代打開該翻轉蓋而來達成。 曰呆 此外，在PDA之例中，讀取指紋乃在輸入_依據資 之重要性所預設的密碼等步狀後而來完成。藉如此= ，未被授權的人將不能獲取在該PDA本身或其它被導接 伺服器中所儲存的重要資料。 由上所述’依據本發明之具有内建式指紋辨識器的 訊終端機中乃具有一優點，即因—TFT指紋辨讀器係與 傳統的資訊終端機之LCD併設在一起，故該指紋辨讀器π 必佔有額外的空間。因此，該手機乃可減小尺寸，並能更 容易讀取指紋，且其外觀更形雅緻。 不 本紙張尺度適用尹國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 料 為 之 資

--------------裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 ·-線· 497082 A7 B7 五、發明說明（9 )

1···本體 2…鍵盤 3---LCD 4…翻轉蓋 5···天線 6…本體 7，8…操作紐 9…背光 10…指紋辨讀器 11…透明基材 12…感測TFT 13…開關TFT 元件標號對照 14…第一電極 15···第二電極 16…絕緣層 12P…光電導層 13sh···光罩 100···指紋讀取部 200···指紋辨識部 300…翻轉蓋檢測部 400…控制部 5 0 0…背光驅動部 600…LCD驅動部 700…電話部 -------------% (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----- •線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 12

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C8 ~~---------_ 、申請專利範圍 八有内建式扎紋辨識器的資訊終端機，其會確認 使用者之指紋並依據確認結果來允許使用者使用該資 汛終端機；該資訊終端機包含： 一液晶顯示器（LCD)具有一背光，及 溥膜電晶體（TFT)指紋辨讀器，乃與該lcd併設 而可讀取使用者的指紋。 2·如:請專利範圍第1項之資訊終端機，其中該TFT指紋 辨項器乃包含一供感測的TFT(感測TFT)，及一可開關 的TFT(開關TFT)。 申明專利範圍第1項之資訊終端機，其中該指紋 辨讀器係使用該LCD的背光來作為光源。 如申凊專利範圍第2項之資訊終端機，其中該TFT指紋 辨讀器係使用該LCD的背光來作為光源。 5·如申請專利範圍第旧之資訊終端機，其中該資訊終端 機係為一行動電話。 6·如申請專利範圍第2項之資訊終端機，其中該資訊終端 機係為一行動電話。 7·如申請專利範圍第3項之資訊終端機，其中該資訊終端 機係為一行動電話。 8·如申請專利範圍第4項之資訊終端機，其中該資訊終端 機係為一行動電話。 9·如申請專利範圍第1項之資訊終端機，其中該資訊終端 機係為一個人數位助理（pda)。 10·如申請專利範圍第2項之資訊終端機，其中該資訊終 本紙張尺度適用中準（CNS)A4規格（21Q x 297公釐） -----------丨--------訂·——— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 497082 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 機係為一個人數位助理（PDA)。 11.如申請專利範圍第3項之資訊終端機，其中該資訊終端 機係為一個人數位助理（PDA)。 12_如申請專利範圍第4項之資訊終端機，其中該資訊終端 機係為一個人數位助理（PDA)。

   (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 14