TWI541731B - 電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法 - Google Patents

電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法 Download PDF

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TWI541731B TW104124984A TW104124984A TWI541731B TW I541731 B TWI541731 B TW I541731B TW 104124984 A TW104124984 A TW 104124984A TW 104124984 A TW104124984 A TW 104124984A TW I541731 B TWI541731 B TW I541731B
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Description

電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法
本發明係與指紋感測有關，特別是關於一種電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法。
隨著科技的進步，電容式指紋感測技術可廣泛地應用於各種電子裝置，尤其是可攜式電子裝置，例如智慧型手機、筆記型電腦及平板電腦等。
然而，由於指紋感測技術具有高解析度之要求，在IAFIS規範下，指紋感測晶片需至少具有500dpi的解析能力且其單位感測面積需為50um*50um。在此情況下，將會使得單位感測電極所感應到的電容量較小，故較容易受到雜訊之干擾，導致指紋辨識之難度大幅提高。因此，本發明提出一種電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法，以改善先前技術所遭遇之種種問題。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種電容式指紋感測裝置。於此實施例中，電容式指紋感測裝置包含掃瞄驅動器、感測驅動器、 複數個感測電極、M條感測線及N條掃瞄線。M與N均為正整數。掃瞄驅動器耦接該N條掃瞄線。感測驅動器耦接該M條感測線。處理模組耦接該複數個感測電極。該複數個感測電極係排列成具有N列感測電極與M行感測電極之一(N*M)矩陣，該M行感測電極係沿一第一方向排列且分別耦接該M條感測線，該N列感測電極係沿一第二方向排列且分別耦接該N條掃瞄線。
於自電容感測模式下，掃瞄驅動器分別透過該N條掃瞄線掃瞄該N列感測電極，並由感測驅動器分別透過該M條感測線對該M行感測電極進行自電容感測，以使處理模組得到第一指紋圖像；於互電容感測模式下，掃瞄驅動器分別透過該N條掃瞄線掃瞄該N列感測電極，並由感測驅動器分別透過該M條感測線中之奇數條感測線與雙數條感測線對該M行感測電極中之奇數行感測電極與雙數行感測電極進行互電容感測，以使處理模組得到第二指紋圖像。處理模組將第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像。
於一實施例中，第一指紋圖像沿第一方向之解析度小於第一指紋圖像沿第二方向之解析度且第二指紋圖像沿第一方向之解析度小於第二指紋圖像沿第二方向之解析度。
於一實施例中，第一指紋圖像沿第二方向之解析度小於第一指紋圖像沿第一方向之解析度且第二指紋圖像沿第二方向之解析度小於第二指紋圖像沿第一方向之解析度。
於一實施例中，第一指紋圖像沿第二方向之解析度等於第一指紋圖像沿第一方向之解析度且第二指紋圖像沿第二方向之解析度等於第二指紋圖像沿第一方向之解析度。
於一實施例中，合成指紋圖像沿第一方向之解析度與合成指紋圖像沿第二方向之解析度相同，且均等於第一指紋圖像沿第二方向之解析度及第二指紋圖像沿第二方向之解析度。
於一實施例中，合成指紋圖像沿第一方向之解析度不同於合成指紋圖像沿第二方向之解析度。
於一實施例中，感測驅動器選擇該M條感測線中之奇數條感測線作為訊號傳送端並選擇該M條感測線中之雙數條感測線作為訊號接收端，或是感測驅動器選擇該M條感測線中之奇數條感測線作為訊號接收端並選擇該M條感測線中之雙數條感測線作為訊號傳送端。
於一實施例中，該M條感測線中之第J條感測線係分別耦接該M行感測電極中之第J行感測電極的每一個感測電極，J為正整數且1≦J≦M，且該N條掃瞄線中之第K條掃瞄線係分別耦接該N列感測電極中之第K列感測電極的每一個感測電極，K為正整數且1≦K≦N。
於一實施例中，該複數個感測電極之形狀係為任意幾何形狀。
根據本發明之另一較佳具體實施例亦為一種電容式指紋感測裝置。於此實施例中，電容式指紋感測裝置包含掃瞄驅動器、感測驅動器、複數個感測電極、M+1條感測線及N對掃瞄線。每對掃瞄線均包含第一掃瞄線與第二掃瞄線。M與N均為正整數。掃瞄驅動器耦接該N對掃瞄線。感測驅動器耦接該M+1條感測線。該複數個感測電極係排列成具有N列感測電極與M行感測電極之一(N*M)矩陣，該M行感測電極係沿第一方向排列並以Zig-Zag方式耦接該M+1條感測線，該N列感測電極係沿第二方向排列並分 別耦接該N對掃瞄線。處理模組耦接該複數個感測電極。
於一自電容感測模式下，掃瞄驅動器分別透過該N對掃瞄線掃瞄該N列感測電極，並由感測驅動器分別透過該M+1條感測線對該M行感測電極進行自電容感測，以使處理模組得到一第一指紋圖像；於一互電容感測模式下，掃瞄驅動器分別透過該N對掃瞄線的N條第一掃瞄線與N條第二掃瞄線掃瞄該N列感測電極中之奇數列感測電極與偶數列感測電極，並由感測驅動器分別透過該M+1條感測線對該M行感測電極或該N列感測電極進行互電容感測，以使處理模組得到一第二指紋圖像；處理模組將第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像。
根據本發明之再一較佳具體實施例為一種電容式指紋感測方法。於此實施例中，電容式指紋感測方法係應用於一電容式指紋感測裝置。電容式指紋感測裝置包含一掃瞄驅動器、一感測驅動器、複數個感測電極、複數條感測線及複數條掃瞄線。該複數個感測電極係以一規律方式排列。
電容式指紋感測方法包含下列步驟：於自電容感測模式下，掃描驅動器分別透過該複數條掃描線掃瞄該複數個感測電極，並由感測驅動器分別透過該複數條感測線對該複數個感測電極進行自電容感測，以得到第一指紋圖像；於互電容感測模式下，掃描驅動器分別透過該複數條掃描線掃瞄該複數個感測電極，並由感測驅動器分別透過該複數條感測線對該複數個感測電極中之至少一對相鄰的感測電極進行互電容感測，以得到第二指紋圖像；以及將第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為合成指紋圖像，其中合成指紋圖像沿至少一方向之解析度大於第一指紋圖像與第二 指紋圖像沿該至少一方向之解析度。
相較於先前技術，根據本發明之電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法係分別採用自電容及互電容兩種感測技術進行指紋感測，並將自電容指紋感測圖像與互電容指紋感測圖像結合成一指紋感測圖像。在不犧牲其高解析度的前提下，根據本發明之電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法能夠有效提升單位感測電極所感應到的電容量，故可減少雜訊干擾，以提升指紋辨識之準確度，還可減少訊號走線通道之數量，以簡化電路結構並節省面積。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1、1’、2、3‧‧‧電容式指紋感測裝置
10、20、30‧‧‧掃瞄驅動器
12、22、32‧‧‧感測驅動器
G1~GN、Gr1~GrN、Gt1~GtN‧‧‧掃瞄線
S1~SM+1、Se1~Se4、So1~So4‧‧‧感測線
E11~ENM‧‧‧感測電極
d1‧‧‧第一長度
d2‧‧‧第二長度
T1~T15‧‧‧時間
RX‧‧‧接收器電極
TX‧‧‧傳送器電極
FP1、FP1’‧‧‧第一指紋圖像
FP2、FP2’‧‧‧第二指紋圖像
FP3、FP3’‧‧‧合成指紋圖像
d‧‧‧長度
STEP1~STEP6‧‧‧步驟
圖1A及圖1B係分別繪示根據本發明之電容式指紋感測裝置之不同實施例的示意圖。
圖2係繪示根據本發明之一較佳具體實施例之電容式指紋感測裝置的示意圖。
圖3係繪示於自電容感測模式下，圖2中之電容式指紋感測裝置在時間T1~T4之期間分別透過掃瞄線G1~G4掃瞄該四列感測電極E11~E15、E21~E25、E31~E35及E41~E45並分別透過感測線S1~S5對該五行感測電極E11~E41、E12~E42、E13~E43、E14~E44及E15~E45進行自電容感測之時序圖。
圖4係繪示於互電容感測模式下，圖2中之電容式指紋感測裝置分別透 過掃瞄線G1~G4掃瞄該四列感測電極E11~E15、E21~E25、E31~E35及E41~E45並分別透過感測線S1~S5中之奇數條感測線S1、S3及S5與雙數條感測線S2及S4對該五行感測電極E11~E41、E12~E42、E13~E43、E14~E44及E15~E45中之奇數行感測電極E11~E41、E13~E43及E15~E45與雙數行感測電極E12~E42及E14~E44進行互電容感測之時序圖。
圖5A及圖5B係分別繪示電容式指紋感測裝置在圖4中之時間T5與T6的期間透過掃瞄線G1掃瞄第一列感測電極E11~E15並對其進行互電容感測之示意圖。
圖6A至圖6C係分別繪示電容式指紋感測裝置於自電容感測模式下所得到之第一指紋圖像、於互電容感測模式下所得到之第二指紋圖像以及由第一指紋圖像與第二指紋圖像結合而成的合成指紋圖像。
圖7係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例之電容式指紋感測方法的流程圖。
圖8A係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例之電容式指紋感測裝置的示意圖。
圖8B係繪示圖8A中之電容式指紋感測裝置於M=6且N=5時之示意圖。
圖9係繪示於自電容感測模式下，圖8B中之電容式指紋感測裝置分別在時間T1~T5之期間透過該五對掃瞄線Gr1&Gt1、Gr2&Gt2、Gr3&Gt3、Gr4&Gt4及Gr5&Gt5掃瞄該五列感測電極E11~E16、E21~E26、E31~E36、E41~E46及E51~E56並分別透過該七條感測線S1~S7對該六行感測電極E11~E51、E12~E52、E13~E53、E14~E54、E15~E55及E16~E56進行自電容感測之時序圖。
圖10係繪示於互電容感測模式下，圖8B中之電容式指紋感測裝置分別透過該五對掃瞄線Gr1&Gt1、Gr2&Gt2、Gr3&Gt3、Gr4&Gt4及Gr5&Gt5的掃瞄線Gr1~Gr5與掃瞄線Gt1~Gt5掃瞄該五列感測電極E11~E16、E21~E26、E31~E36、E41~E46及E51~E56中之奇數列感測電極E11~E16、E31~E36及E51~E56或偶數列感測電極E21~E26及E41~E46，並分別透過該七條感測線S1~S7對該六行感測電極E11~E51、E12~E52、E13~E53、E14~E54、E15~E55及E16~E56進行互電容感測之時序圖。
圖11A至圖11K係分別繪示電容式指紋感測裝置在圖10中之時間T6~T16的期間透過兩對掃瞄線Gr1&Gt1及Gr2&Gt2掃瞄兩列感測電極E11~E15及E21~E25並對其進行互電容感測之示意圖。
圖12A至圖12C係分別繪示電容式指紋感測裝置於自電容感測模式下所得到之第一指紋圖像、於互電容感測模式下所得到之第二指紋圖像以及由第一指紋圖像與第二指紋圖像結合而成的合成指紋圖像。
圖13係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例之電容式指紋感測方法的流程圖。
圖14係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例之電容式指紋感測裝置的示意圖。
圖15係繪示於自電容感測模式下，圖14中之電容式指紋感測裝置分別在時間T1~T5之期間透過掃瞄線G1~G5掃瞄五列感測電極E11~E14、E21~E24、E31~E34、E41~E44及E51~E54並分別透過該四對感測線Se1&So1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4對該四行感測電極E11~E51、E12~E52、E13~E53及E14~E54進行自電容感測之時序圖。
圖16係繪示於互電容感測模式下，圖14中之電容式指紋感測裝置分別在時間T6~T14之期間透過兩條掃瞄線G1~G2掃瞄兩列感測電極E11~E14及E21~E24並分別透過該四對感測線Se1&So1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4對該四行感測電極E11~E51、E12~E52、E13~E53及E14~E54進行互電容感測之時序圖。
圖17A至圖17I係分別繪示電容式指紋感測裝置在圖16中之時間T6~T14的期間透過兩條掃瞄線G1及G2掃瞄兩列感測電極E11~E14及E21~E24並對其進行互電容感測之示意圖。
根據本發明之一較佳具體實施例係為一種電容式指紋感測裝置。於此實施例中，本發明之電容式指紋感測裝置係分別採用自電容與互電容兩種感測技術各進行一次指紋感測，並將自電容感測所得到的指紋圖像與互電容感測所得到的指紋圖像結合成一合成指紋圖像。
需說明的是，本發明之電容式指紋感測裝置所得到之合成指紋圖像沿至少一方向之解析度大於第一指紋圖像與第二指紋圖像沿該至少一方向之解析度。因此，在維持其高解析度的前提下，本發明之電容式指紋感測裝置能夠有效提升單位感測電極所感應到的電容量，藉以達到減少雜訊干擾、提升指紋辨識之準確度、減少訊號走線通道之數量、簡化電路結構及節省感測晶片面積等具體功效。
請參照圖1A及圖1B，圖1A及圖1B係分別繪示根據本發明之電容式指紋感測裝置之不同實施例的示意圖。如圖1A所示，電容式指紋感 測裝置1包含掃瞄驅動器10、感測驅動器12、N條掃瞄線G1~GN、M條感測線S1~SM及(N*M)個感測電極E11~ENM。其中，M與N均為正整數。掃瞄驅動器10耦接該N條掃瞄線G1~GN。感測驅動器12耦接該M條感測線S1~SM。
需說明的是，該(N*M)個感測電極E11~ENM可依一規律方式排列，例如矩陣式排列或三角形排列，但不以此為限。於此實施例中，該(N*M)個感測電極E11~ENM係排列成具有N列感測電極E11~E1M、E21~E2M、E31~E3M、…、EN1~ENM與M行感測電極E11~EN1、E12~EN2、E13~EN3、…、E1M~ENM之(N*M)矩陣。其中，該M行感測電極E11~EN1、E12~EN2、E13~EN3、…、E1M~ENM係沿第一方向(X軸方向或水平方向)排列且分別耦接該M條感測線S1~SM；該N列感測電極E11~E1M、E21~E2M、E31~E3M、…、EN1~ENM係沿第二方向(Y軸方向或垂直方向)排列且分別耦接該N條掃瞄線G1~GN，但不以此為限。
於此實施例中，假設電容式指紋感測裝置1之同一列感測電極中之任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如E11的左側邊與E12的左側邊)之間的第一長度為d1且同一行感測電極中之任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如E13的上側邊與E23的上側邊)之間的第二長度為d2，則圖1A所示的第一長度d1為第二長度d2的兩倍，但不以此為限。
至於圖1B所示的電容式指紋感測裝置1’則是同一行感測電極中之任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如E11的下側邊與E21的下側邊)之間的第二長度d2為同一列感測電極中之任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如EN1的左側邊與EN2的左側邊)之間的第一長度d1的兩倍，但亦不以此為限。
接下來，將以包含有(4*5)個感測電極E11~E45的電容式指紋 感測裝置1來進行詳細說明。
請參照圖2，圖2係繪示圖1A中之電容式指紋感測裝置1的N=4且M=5的示意圖。如圖2所示，電容式指紋感測裝置1包含掃瞄驅動器10、感測驅動器12、(4*5)個感測電極E11~E45、五條感測線S1~S5及四條掃瞄線G1~G4。其中，該(4*5)個感測電極E11~E45係排列成具有五行感測電極與四列感測電極之(5*4)矩陣，但不以此為限。
從掃瞄驅動器10延伸出去的掃瞄線G1依序耦接第一行感測電極E11~E15；同理，掃瞄線G2依序耦接第二行感測電極E21~E25；掃瞄線G3依序耦接第三行感測電極E31~E35；掃瞄線G4依序耦接第四行感測電極E41~E45。
從感測驅動器12延伸出去的感測線S1依序耦接第一列感測電極E11~E41；同理，感測線S2依序耦接第二列感測電極E12~E42；感測線S3依序耦接第三列感測電極E13~E43；感測線S4依序耦接第四列感測電極E14~E44；感測線S5依序耦接第五列感測電極E15~E45。
由上述可知：感測電極E11係耦接於掃瞄線G1與感測線S1之接點；感測電極E12係耦接於掃瞄線G1與感測線S2之接點；感測電極E21係耦接於掃瞄線G2與感測線S1之接點；其餘依此類推。
接著，請一併參照圖2與圖3，圖3係繪示於自電容感測模式下，圖2中之電容式指紋感測裝置1在時間T1~T4之期間分別透過掃瞄線G1~G4掃瞄該四列感測電極E11~E15、E21~E25、E31~E35及E41~E45並分別透過感測線S1~S5對該五行感測電極E11~E41、E12~E42、E13~E43、E14~E44及E15~E45進行自電容感測之時序圖。
如圖3所示，在自電容感測模式下，於時間T1的期間，掃瞄線G1的掃瞄訊號處於高準位且其他掃瞄線G2~G4的掃瞄訊號均處於低準位。這代表在時間T1的期間，電容式指紋感測裝置1的掃瞄驅動器10係透過掃瞄線G1掃瞄第一列感測電極E11~E15。
同理，於時間T2的期間，掃瞄線G2的掃瞄訊號處於高準位且其他掃瞄線G1,G3~G4的掃瞄訊號均處於低準位。這代表在時間T2的期間，電容式指紋感測裝置1的掃瞄驅動器10係透過掃瞄線G2掃瞄第二列感測電極E21~E25。於時間T3的期間，掃瞄線G3的掃瞄訊號處於高準位且其他掃瞄線G1~G2,G4的掃瞄訊號均處於低準位。這代表在時間T3的期間，電容式指紋感測裝置1的掃瞄驅動器10係透過掃瞄線G3掃瞄第三列感測電極E31~E35。於時間T4的期間，掃瞄線G4的掃瞄訊號處於高準位且其他掃瞄線G1~G3的掃瞄訊號均處於低準位。這代表在時間T4的期間，電容式指紋感測裝置1的掃瞄驅動器10係透過掃瞄線G4掃瞄第四列感測電極E41~E45。
因此，經過時間T1~T4的期間後，電容式指紋感測裝置1的掃瞄驅動器10即依序完成了透過掃瞄線G1~G4掃瞄該四列感測電極E11~E15、E21~E25、E31~E35及E41~E45的掃瞄程序。
此外，如圖3所示，於時間T1~T4的期間，感測線S1~S5均有感測訊號，代表電容式指紋感測裝置1的感測驅動器12於時間T1~T4的期間分別透過感測線S1~S5對該五行感測電極E11~E41、E12~E42、E13~E43、E14~E44及E15~E45進行自電容感測，以得到第一指紋圖像FP1(如圖6A所示)。
接著，請同時參照圖2與圖4，圖4係繪示於互電容感測模式下，圖2中之電容式指紋感測裝置1分別透過掃瞄線G1~G4掃瞄該四列感測電 極E11~E15、E21~E25、E31~E35及E41~E45並分別透過感測線S1~S5中之奇數條感測線S1、S3及S5與雙數條感測線S2及S4對該五行感測電極E11~E41、E12~E42、E13~E43、E14~E44及E15~E45中之奇數行感測電極E11~E41、E13~E43及E15~E45與雙數行感測電極E12~E42及E14~E44進行互電容感測之時序圖。如圖4所示，於互電容感測模式下，在時間T5與T6的期間，掃瞄線G1的掃瞄訊號處於高準位且其他掃瞄線G2~G4的掃瞄訊號均處於低準位。這代表在時間T5與T6的期間，電容式指紋感測裝置1的掃瞄驅動器10係透過掃瞄線G1掃瞄第一列感測電極E11~E15。
請同時參照圖2、圖4與圖5A，在時間T5的期間，感測電極E11與E13係作為互電容感測時之接收器電極RX且感測電極E12係作為互電容感測時之傳送器電極TX，此時僅有感測線S2有互電容感測訊號，其他感測線S1,S3~S5則無互電容感測訊號。
同理，請同時參照圖2、圖4與圖5B，在時間T6的期間，感測電極E13與E15係作為互電容感測時之接收器電極RX且感測電極E14係作為互電容感測時之傳送器電極TX，此時僅有感測線S4有互電容感測訊號，其他感測線S1~S3,S5則無互電容感測訊號。
同理，如圖4所示，於互電容感測模式下，在時間T7與T8的期間，掃瞄線G2的掃瞄訊號處於高準位且其他掃瞄線G1,G3~G4的掃瞄訊號均處於低準位。這代表在時間T7與T8的期間，電容式指紋感測裝置1的掃瞄驅動器10係透過掃瞄線G2掃瞄第二列感測電極E21~E25。
根據圖5A及圖5B可推論得知：在時間T7的期間，感測電極E21與E23係作為互電容感測時之接收器電極RX且感測電極E22係作為互電 容感測時之傳送器電極TX，此時僅有感測線S2有互電容感測訊號，其他感測線S1,S3~S5則無互電容感測訊號。在時間T8的期間，感測電極E23與E25係作為互電容感測時之接收器電極RX且感測電極E24係作為互電容感測時之傳送器電極TX，此時僅有感測線S4有互電容感測訊號，其他感測線S1~S3,S5則無互電容感測訊號。至於在時間T9與T10的期間以及時間T11與T12的期間之情形可依此類推，於此不另行贅述。
當電容式指紋感測裝置1於互電容感測模式下完成上述互電容感測程序後，即可得到如圖6B所示之第二指紋圖像FP2。於實際應用中，本發明之自電容掃瞄與互電容掃描的順序並不以此為限，可以先進行互電容掃描再進行自電容掃描，亦可以自電容掃描與互電容掃描交錯進行，亦或是其他任意的搭配方式。換言之，只要能完成上述時間T1~T12的完整掃描即可，至於時間T1~T12的時序波形則可任意排列，並無特定之限制。接著，電容式指紋感測裝置1再將圖6A的自電容感測到之第一指紋圖像FP1與圖6B的互電容感測到之第二指紋圖像FP2結合成如同圖6C所示之合成指紋圖像FP3。
比較圖6A至圖6C可知：圖6A的自電容感測到之第一指紋圖像FP1與圖6B的互電容感測到之第二指紋圖像FP2中之同一列感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度2d係為同一行感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d的兩倍，但圖6C的合成指紋圖像FP3中之同一列感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d與同一行感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d相同。
換言之，原本圖6A的自電容感測到之第一指紋圖像FP1與圖 6B的互電容感測到之第二指紋圖像FP2的垂直方向(Y方向)解析度均為水平方向(X方向)解析度的兩倍，而圖6C的合成指紋圖像FP3的垂直方向(Y方向)解析度與水平方向(X方向)解析度相等。
就垂直方向(Y方向)而言，圖6C的合成指紋圖像FP3中之同一行感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d相等於圖6A的第一指紋圖像FP1與圖6B的第二指紋圖像FP2中之同一行感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d。換言之，圖6C的合成指紋圖像FP3在垂直方向(Y方向)上之解析度相等於圖6A的第一指紋圖像FP1與圖6B的第二指紋圖像FP2在垂直方向(Y方向)上之解析度。
就水平方向(X方向)而言，圖6C的合成指紋圖像FP3中之同一列感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d係為圖6A的第一指紋圖像FP1與圖6B的第二指紋圖像FP2中之同一列感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度2d的一半。換言之，圖6C的合成指紋圖像FP3在水平方向(X方向)上之解析度係為圖6A的第一指紋圖像FP1與圖6B的第二指紋圖像FP2在水平方向(X方向)上之解析度的兩倍。
接著，請參照圖7，圖7係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例之電容式指紋感測方法的流程圖。於此實施例中，電容式指紋感測方法係透過運作電容式指紋感測裝置來實現之。電容式指紋感測裝置包含掃瞄驅動器、感測驅動器、N條掃瞄線、M條感測線及(N*M)個感測電極。其中，M與N均為正整數。
需說明的是，該(N*M)個感測電極可依一規律方式排列，例如矩陣式排列或三角形排列，但不以此為限。於此實施例中，該(N*M)個感 測電極係排列成具有N列感測電極與M行感測電極之(N*M)矩陣。其中，該M行感測電極係沿第一方向(X軸方向或水平方向)排列且分別耦接該M條感測線；該N列感測電極係沿第二方向(Y軸方向或垂直方向)排列且分別耦接該N條掃瞄線，但不以此為限。
如圖7所示，於步驟STEP1中，於自電容感測模式下，掃瞄驅動器分別透過N條掃瞄線掃瞄N列感測電極，並由感測驅動器分別透過M條感測線對M行感測電極進行自電容感測，以得到第一指紋圖像。於步驟STEP2中，於互電容感測模式下，掃瞄驅動器分別透過N條掃瞄線掃瞄N列感測電極，並由感測驅動器分別透過M條感測線中之奇數條感測線與雙數條感測線對M行感測電極中之奇數行感測電極與雙數行感測電極進行互電容感測，以得到第二指紋圖像。於步驟STEP3中，該方法將第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像，並且合成指紋圖像沿至少一方向之解析度大於第一指紋圖像與第二指紋圖像沿該至少一方向之解析度。也就是說，至少在某一方向上，合成指紋圖像的解析度會比原來的第一指紋圖像與第二指紋圖像在該方向上的解析度來得高。
接著，請參照圖8A，圖8A係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例之電容式指紋感測裝置的示意圖。如圖8A所示，電容式指紋感測裝置2包含掃瞄驅動器20、感測驅動器22、(N*M)個感測電極E11~ENM、(M+1)條感測線S1~SM+1及N對掃瞄線Gr1&Gt1、Gr2&Gt2、…、GrN&GtN。於此實施例中，該(N*M)個感測電極係排列成具有N列感測電極與M行感測電極之(N*M)矩陣，但不以此為限。
經比較此實施例與前述實施例後可知，此實施例與前述實施 例之最大差異之處在於：此實施例中之每一列感測電極(例如第一列感測電極E11~E1M)係對應於一對掃瞄線(例如第一對掃瞄線Gr1與Gt1)，而非如同前述實施例中係對應於一條掃瞄線(例如第一條掃瞄線G1)。
以第一對掃瞄線Gr1與Gt1為例，第一對掃瞄線Gr1與Gt1包含第一掃瞄線Gr1與第二掃瞄線Gt1，均耦接掃瞄驅動器20。其中，第一掃瞄線Gr1分別耦接第一列感測電極E11~E1M中之第單數個感測電極E11、E13、…且第二掃瞄線Gt1分別耦接第一列感測電極E11~E1M中之第雙數個感測電極E12、E14、…。該M+1條感測線S1~SM+1均耦接感測驅動器22，該M行感測電極E11~EN1、E12~EN2、…、E1M~ENM係以Zig-Zag方式耦接該M+1條感測線S1~SM+1。
若以第一行感測電極E11~EN1為例，第一行感測電極E11~EN1中之相鄰兩感測電極E11及E21係分別耦接該M+1條感測線S1~SM+1中之第一條感測線S1及第二條感測線S2。其餘可依此類推。
於電容式指紋感測裝置2中，同一列感測電極中之任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如E11的左側邊與E12的左側邊)之間的長度與同一行感測電極中之任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如E11的上側邊與E21的上側邊)之間的長度均為d，但不以此為限。
接著，請參照圖8B，圖8B係繪示圖8A中之電容式指紋感測裝置2於M=6且N=5時之示意圖。如圖8B所示，電容式指紋感測裝置2包含掃瞄驅動器20、感測驅動器22、(5*6)個感測電極E11~E56、五對掃瞄線Gr1&Gt1~Gr5&Gt5及七條感測線S1~S7。以第一列感測電極E11~E16為例，感測電極E11耦接於掃瞄線Gr1與感測線S2之接點；感測電極E12耦接於掃瞄線Gt1與感測 線S3之接點；感測電極E13耦接於掃瞄線Gr1與感測線S4之接點；感測電極E14耦接於掃瞄線Gt1與感測線S5之接點；其餘可依此類推。
接著，請同時參照圖8B與圖9，圖9係繪示於自電容感測模式下，圖8B中之電容式指紋感測裝置2分別在時間T1~T5之期間透過該五對掃瞄線Gr1&Gt1、Gr2&Gt2、Gr3&Gt3、Gr4&Gt4及Gr5&Gt5掃瞄該五列感測電極E11~E16、E21~E26、E31~E36、E41~E46及E51~E56並分別透過該七條感測線S1~S7對該六行感測電極E11~E51、E12~E52、E13~E53、E14~E54、E15~E55及E16~E56進行自電容感測之時序圖。
如圖9所示，在自電容感測模式下，於時間T1的期間，第一對掃瞄線Gr1&Gt1的掃瞄訊號均處於高準位且其他對掃瞄線Gr2&Gt2~Gr5&Gt5的掃瞄訊號均處於低準位。這代表在時間T1的期間，電容式指紋感測裝置2的掃瞄驅動器20係透過第一對掃瞄線Gr1&Gt1掃瞄第一列感測電極E11~E16。其中，第一對掃瞄線Gr1&Gt1中之第一掃瞄線Gr1掃瞄的是第一列感測電極E11~E16中之第單數個感測電極E11、E13及E15且第一對掃瞄線Gr1&Gt1中之第二掃瞄線Gt1掃瞄的是第一列感測電極E11~E16中之第雙數個感測電極E12及E14。
同理，於時間T2的期間，第二對掃瞄線Gr2&Gt2的掃瞄訊號均處於高準位且其他對掃瞄線Gr1&Gt1,Gr3&Gt3~Gr5&Gt5的掃瞄訊號均處於低準位。這代表在時間T2的期間，電容式指紋感測裝置2的掃瞄驅動器20係透過第二對掃瞄線Gr2&Gt2掃瞄第二列感測電極E21~E26。其中，第二對掃瞄線Gr2&Gt2中之掃瞄線Gr2掃瞄的是第二列感測電極E21~E26中之第單數個感測電極E21、E23及E25且第一對掃瞄線Gr1&Gt1中之掃瞄線Gt2掃瞄的 是第二列感測電極E21~E26中之第雙數個感測電極E22及E24。其餘可依此類推。因此，經過時間T1~T5的期間後，電容式指紋感測裝置2的掃瞄驅動器20即依序完成了透過該五對掃瞄線Gr1&Gt1~Gr5&Gt5掃瞄該五列感測電極E11~E16、E21~E26、E31~E36及E41~E46的掃瞄程序。
此外，如圖9所示，於時間T1~T5的期間，感測線S1~S7均有感測訊號，代表電容式指紋感測裝置2的感測驅動器22於時間T1~T5的期間分別透過感測線S1~S7對該六行感測電極進行自電容感測，以得到第一指紋圖像FP1’(如圖12A所示)。
接著，請同時參照圖8B與圖10，圖10係繪示於互電容感測模式下，圖8B中之電容式指紋感測裝置2分別透過該五對掃瞄線Gr1&Gt1、Gr2&Gt2、Gr3&Gt3、Gr4&Gt4及Gr5&Gt5中之掃瞄線Gr1~Gr5與掃瞄線Gt1~Gt5掃瞄該五列感測電極E11~E16、E21~E26、E31~E36、E41~E46及E51~E56中之奇數列感測電極E11~E16、E31~E36及E51~E56或偶數列感測電極E21~E26及E41~E46，並分別透過該七條感測線S1~S7對該六行感測電極E11~E51、E12~E52、E13~E53、E14~E54、E15~E55及E16~E56進行互電容感測之時序圖。
如圖10所示，若以第一列感測電極E11~E16與第二列感測電極E21~E26為例，於時間T6的期間，第一對掃瞄線Gr1&Gt1的掃瞄訊號均處於高準位，第二對掃瞄線Gr2&Gt2的掃瞄訊號則處於低準位，亦即此時係由第一對掃瞄線Gr1&Gt1對第一列感測電極E11~E16進行掃瞄。如圖11A所示，此時，感測電極E11、E13及E15係作為互電容感測時之接收器電極RX且感測電極E12及E16係作為互電容感測時之傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E12與作為接收器電極RX的第一行感測 電極中之感測電極E11及E13亦係沿水平方向相鄰；作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E16與作為接收器電極RX的第一行感測電極中之感測電極E15亦係沿水平方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E12及E16的感測線S3及S7有互電容感測訊號，其他感測線S1~S2,S4~S6則無互電容感測訊號。
同理，請同時參照圖10與圖11B，在時間T7的期間，第一對掃瞄線Gr1&Gt1的掃瞄訊號均處於高準位，第二對掃瞄線Gr2&Gt2的掃瞄訊號則處於低準位，亦即此時係由第一對掃瞄線Gr1&Gt1對第一列感測電極E11~E16進行掃瞄。感測電極E13與E15係作為互電容感測時之接收器電極RX且感測電極E14係作為互電容感測時之傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E14與作為接收器電極RX的第一行感測電極中之感測電極E13與E15係沿水平方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E14的感測線S5有互電容感測訊號，其他感測線S1~S4,S6~S7則無互電容感測訊號。
接著，請同時參照圖10與圖11C，在時間T8的期間，掃瞄線Gr1的掃瞄訊號由原本的高準位變為低準位且掃瞄線Gr2的掃瞄訊號由原本的低準位變為高準位，至於掃瞄線Gt1的掃瞄訊號仍維持高準位且掃瞄線Gt2的掃瞄訊號仍維持低準位，亦即此時係由第一對掃瞄線中之Gt1與第二對掃瞄線中之Gr2來分別對第一行感測電極E11~E16與第二行感測電極E12~E26進行掃瞄。第一行感測電極中之感測電極E12、E14及E16係作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二行感測電極中之感測電極E22、E24及E26係作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中 之感測電極E12與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E22係沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E14與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E24係沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E16與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E26係沿垂直方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E12、E14及E16的感測線S3、S5及S7有互電容感測訊號，其他感測線S1~S2,S4,S6則無互電容感測訊號。
然後，請同時參照圖10與圖11D，在時間T9的期間，掃瞄線Gr1的掃瞄訊號由原本的低準位又變為高準位且掃瞄線Gr2的掃瞄訊號由原本的高準位又變為低準位，至於掃瞄線Gt1的掃瞄訊號也由原本的高準位變為低準位且掃瞄線Gt2的掃瞄訊號也由原本的低準位變為高準位，亦即此時係由第一對掃瞄線中之Gr1與第二對掃瞄線中之Gt2來分別對第一行感測電極E11~E16與第二行感測電極E12~E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中之感測電極E11、E13及E15係作為互電容感測時之接收器電極RX且第二行感測電極中之感測電極E21、E23及E25係作為互電容感測時之傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第二行感測電極中之感測電極E21與作為接收器電極RX的第一行感測電極中之感測電極E11係沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第二行感測電極中之感測電極E23與作為接收器電極RX的第一行感測電極中之感測電極E13係沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第二行感測電極中之感測電極E25與作為接收器電極RX的第一行感測電極中之感測電極E15係沿垂直方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第二行 感測電極中之感測電極E21、E23及E25的感測線S1、S3及S5有互電容感測訊號，其他感測線S2,S4,S6~S7則無互電容感測訊號。
請同時參照圖10與圖11E，在時間T10的期間，掃瞄線Gr1的掃瞄訊號由原本的高準位變為低準位且掃瞄線Gr2的掃瞄訊號維持原本的低準位，至於掃瞄線Gt1的掃瞄訊號也由原本的低準位變為高準位且掃瞄線Gt2的掃瞄訊號則維持原本的高準位，亦即此時由第一對掃瞄線中之Gt1與第二對掃瞄線中之Gt2來對第一行感測電極E11~E16與第二行感測電極E12~E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中之感測電極E12係作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二行感測電極中之感測電極E21係作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E12與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E21係沿45度斜向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E12的感測線S3會有互電容感測訊號，其他感測線S1~S2及S4~S7則無互電容感測訊號。
請同時參照圖10與圖11F，在時間T11的期間，掃瞄線Gr1與掃瞄線Gr2的掃瞄訊號均維持原本的低準位，至於掃瞄線Gt1與掃瞄線Gt2的掃瞄訊號則均維持原本的高準位，亦即此時由第一對掃瞄線中之Gt1與第二對掃瞄線中之Gt2來對第一行感測電極E11~E16與第二行感測電極E12~E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中之感測電極E14係作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二行感測電極中之感測電極E23係作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E14與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E23係沿45度斜向 相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E14的感測線S5有互電容感測訊號，其他感測線S1~S4及S6~S7則無互電容感測訊號。
請同時參照圖10與圖11G，在時間T12的期間，掃瞄線Gr1與掃瞄線Gr2的掃瞄訊號均維持原本的低準位，至於掃瞄線Gt1與掃瞄線Gt2的掃瞄訊號則均維持原本的高準位，亦即此時由第一對掃瞄線中之Gt1與第二對掃瞄線中之Gt2來對第一行感測電極E11~E16與第二行感測電極E12~E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中之感測電極E16係作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二行感測電極中之感測電極E25係作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E16與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E25係沿45度斜向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E16的感測線S7有互電容感測訊號，其他感測線S1~S6則無互電容感測訊號。
請同時參照圖10與圖11H，在時間T13的期間，掃瞄線Gr1與掃瞄線Gr2的掃瞄訊號均由原本的低準位變為高準位，至於掃瞄線Gt1與掃瞄線Gt2的掃瞄訊號則均由原本的高準位變為低準位，亦即此時由第一對掃瞄線中之Gr1與第二對掃瞄線中之Gr2來對第一行感測電極E11~E16與第二行感測電極E12~E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中之感測電極E13係作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二行感測電極中之感測電極E22係作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E13與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E22係沿45度斜向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電 極中之感測電極E13的感測線S4有互電容感測訊號，其他感測線S1~S3及S5~S7則無互電容感測訊號。
請同時參照圖10與圖11I，在時間T14的期間，掃瞄線Gr1與掃瞄線Gr2的掃瞄訊號均維持原本的高準位，至於掃瞄線Gt1與掃瞄線Gt2的掃瞄訊號則均維持原本的低準位，亦即此時由第一對掃瞄線中之Gt1與第二對掃瞄線中之Gt2來對第一行感測電極E11~E16與第二行感測電極E12~E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中之感測電極E15係作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二行感測電極中之感測電極E24係作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E15與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E24係沿45度斜向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中之感測電極E15的感測線S6有互電容感測訊號，其他感測線S1~S5及S7則無互電容感測訊號。
然後，請同時參照圖10與圖11J，在時間T15的期間，掃瞄線Gr1的掃瞄訊號又由原本的高準位變為低準位且掃瞄線Gr2的掃瞄訊號則維持原本的高準位，至於掃瞄線Gt1的掃瞄訊號則維持於低準位且掃瞄線Gt2的掃瞄訊號由原本的低準位變為高準位，亦即此時係由第二對掃瞄線Gr2與Gt2來對第二列感測電極E21~E26進行掃瞄。此時，第二行感測電極中之感測電極E21及E25係作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二行感測電極中之感測電極E22、E24及E26係作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第二行感測電極中之感測電極E21與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E22係沿水平方向相鄰；作為傳送器電極TX 的第二行感測電極中之感測電極E25與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E24及E26亦係沿水平方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第二行感測電極中之感測電極E21及E25的感測線S1及S5有互電容感測訊號，其他感測線S2~S4及S6~S7則無互電容感測訊號。
之後，請同時參照圖10與圖11K，在時間T16的期間，第一掃瞄線Gr1&Gt1與第二對掃瞄線Gr2與Gt2的掃瞄訊號均維持原本的準位不變，亦即此時係由第二對掃瞄線Gr2與Gt2來對第二列感測電極E21~E26進行掃瞄。此時，第二行感測電極中之感測電極E22及E24係作為互電容感測時之接收器電極RX且第二行感測電極中之感測電極E23係作為互電容感測時之傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第二行感測電極中之感測電極E23與作為接收器電極RX的第二行感測電極中之感測電極E22及E24亦係沿水平方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第二行感測電極中之感測電極E23的感測線S3有互電容感測訊號，其他感測線S1~S2及S4~S7則無互電容感測訊號。
需說明的是，於互電容感測模式下，本發明的掃描驅動器20分別透過複數條掃描線G1~G4掃瞄複數個感測電極，並由感測驅動器22分別透過複數條感測線S1~S5對複數個感測電極中之至少一對相鄰的感測電極進行互電容感測後，可得到如圖12B所示之第二指紋圖像FP2’。
需特別說明的是，如圖12B所示，上述至少一對相鄰的感測電極可以是沿第一方向(水平方向)左右相鄰的感測電極，對其進行互電容感測後的圖像可如同第二指紋圖像FP2’中之線條較粗的方框；上述至少一對相鄰的感測電極亦可以是沿第二方向(垂直方向)上下相鄰的感測電極，對其進 行互電容感測後的圖像可如同第二指紋圖像FP2’中之線條較細的方框；上述至少一對相鄰的感測電極亦可以是沿其他方向斜向相鄰的感測電極，例如沿45度斜向相鄰的感測電極，對其進行互電容感測後的圖像可如同第二指紋圖像FP2’中之虛線方框，但不以此為限。
接著，電容式指紋感測裝置2再將圖12A的自電容感測到之第一指紋圖像FP1’與圖12B的互電容感測到之第二指紋圖像FP2’結合成如同圖12C所示之合成指紋圖像FP3’。比較圖12A至圖12C可知：就垂直方向(Y方向)而言，圖12C的合成指紋圖像FP3’中之同一行感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d為圖12A的第一指紋圖像FP1’與圖12B的第二指紋圖像FP2’中之同一行感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度2d的一半。換言之，圖12C的合成指紋圖像FP3’在垂直方向(Y方向)上之解析度為圖12A的第一指紋圖像FP1’與圖12B的第二指紋圖像FP2’在垂直方向(Y方向)上之解析度的兩倍。
就水平方向(X方向)而言，圖12C的合成指紋圖像FP3’中之同一列感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d係為圖12A的第一指紋圖像FP1’與圖12B的第二指紋圖像FP2’中之同一列感測圖像中之任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度2d的一半。換言之，圖12C的合成指紋圖像FP3’在水平方向(X方向)上之解析度係為圖12A的第一指紋圖像FP1’與圖12B的第二指紋圖像FP2’在水平方向(X方向)上之解析度的兩倍。由上述可知：圖12C的合成指紋圖像FP3’的整體解析度係為圖12A的第一指紋圖像FP1’與圖12B的第二指紋圖像FP2’的整體解析度的四倍。
接著，請參照圖13，圖13係繪示根據本發明之另一較佳具體 實施例之電容式指紋感測方法的流程圖。如圖13所示，電容式指紋感測方法係透過運作電容式指紋感測裝置而實現之。電容式指紋感測裝置包含掃瞄驅動器、感測驅動器、複數個感測電極、M+1條感測線及N對掃瞄線。每對掃瞄線均包含第一掃瞄線與第二掃瞄線。M與N均為正整數。掃瞄驅動器耦接該N對掃瞄線。感測驅動器耦接該M+1條感測線。
該複數個感測電極可排列成具有N列感測電極與M行感測電極之一(N*M)矩陣，但不以此為限。該M行感測電極係沿第一方向排列並以Zig-Zag方式耦接該M+1條感測線，該N列感測電極係沿第二方向排列並分別耦接該N對掃瞄線。
如圖13所示，於步驟STEP4中，於自電容感測模式下，掃瞄驅動器分別透過N對掃瞄線掃瞄N列感測電極，並由感測驅動器分別透過M+1條感測線對M行感測電極進行自電容感測，以得到第一指紋圖像。於步驟STEP5中，於互電容感測模式下，掃瞄驅動器分別透過N對掃瞄線的N條第一掃瞄線與N條第二掃瞄線掃瞄N列感測電極中之奇數列感測電極或偶數列感測電極，並由感測驅動器分別透過M+1條感測線對M行感測電極或N列感測電極進行互電容感測，以得到第二指紋圖像。於步驟STEP6中，將第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像，並且合成指紋圖像沿至少一方向之解析度大於第一指紋圖像與第二指紋圖像沿該至少一方向之解析度。也就是說，至少在某一方向上，合成指紋圖像的解析度會比原來的第一指紋圖像與第二指紋圖像在該方向上的解析度來得高。
接著，請參照圖14，圖14係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例之電容式指紋感測裝置的示意圖。如圖14所示，電容式指紋感測裝 置3包含掃瞄驅動器30、感測驅動器32、(5*4)個感測電極E11~E54、五條掃瞄線G1~G5及四對感測線Se1&So1~Se4&So4。其中，掃瞄線G1~G5分別耦接該五列感測電極E11~E14、E21~E24、E31~E34、E41~E44及E51~E54。該四對感測線Se1&So1~Se4&So4分別對應於該四行感測電極E11~E51、E12~E52、E13~E53及E14~E54。
以第一行感測電極E11~E51為例，感測電極E11耦接於掃瞄線G1與感測線So1之接點；感測電極E21耦接於掃瞄線G2與感測線Se1之接點；感測電極E31耦接於掃瞄線G3與感測線So1之接點；感測電極E41耦接於掃瞄線G4與感測線Se1之接點；感測電極E51耦接於掃瞄線G5與感測線Se1之接點；其餘可依此類推。
請參照圖15，圖15係繪示於自電容感測模式下，圖14中之電容式指紋感測裝置3分別在時間T1~T5之期間透過掃瞄線G1~G5掃瞄五列感測電極E11~E14、E21~E24、E31~E34、E41~E44及E51~E54並分別透過該四對感測線Se1&So1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4對該四行感測電極E11~E51、E12~E52、E13~E53及E14~E54進行自電容感測之時序圖。如圖15所示，於自電容感測模式下，在時間T1的期間，掃瞄線G1的掃瞄訊號處於高準位且掃瞄線G2~G5的掃瞄訊號處於低準位，亦即在時間T1的期間，掃瞄驅動器30係透過掃瞄線G1對第一列感測電極E11~E14進行掃瞄。此時，該四對感測線Se1&So1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4中之感測線So1、So2、So3及So4有感測訊號，而感測線Se1、Se2、Se3及Se4則無感測訊號。
在時間T2的期間，掃瞄線G2的掃瞄訊號處於高準位且掃瞄線G1,G3~G5的掃瞄訊號處於低準位，亦即在時間T2的期間，掃瞄驅動器30 係透過掃瞄線G2對第二列感測電極E21~E24進行掃瞄。此時，該四對感測線Se1&So1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4中之感測線Se1、Se2、Se3及Se4有感測訊號，而感測線So1、So2、So3及So4則無感測訊號。
在時間T3的期間，掃瞄線G3的掃瞄訊號處於高準位且掃瞄線G1~G2及G4~G5的掃瞄訊號處於低準位，亦即在時間T3的期間，掃瞄驅動器30係透過掃瞄線G3對第三列感測電極E31~E34進行掃瞄。此時，該四對感測線Se1&So1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4中之感測線So1、So2、So3及So4有感測訊號，而感測線Se1、Se2、Se3及Se4則無感測訊號。
在時間T4的期間，掃瞄線G4的掃瞄訊號處於高準位且掃瞄線G1~G3及G5的掃瞄訊號處於低準位，亦即在時間T4的期間，掃瞄驅動器30係透過掃瞄線G4對第四列感測電極E41~E44進行掃瞄。此時，該四對感測線Se1&So1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4中之感測線Se1、Se2、Se3及Se4有感測訊號，而感測線So1、So2、So3及So4則無感測訊號。
在時間T5的期間，掃瞄線G5的掃瞄訊號處於高準位且掃瞄線G1~G4的掃瞄訊號處於低準位，亦即在時間T5的期間，掃瞄驅動器30係透過掃瞄線G5對第五列感測電極E51~E54進行掃瞄。此時，該四對感測線Se1&So1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4中之感測線So1、So2、So3及So4有感測訊號，而感測線Se1、Se2、Se3及Se4則無感測訊號。
接著，請參照圖16，圖16係繪示於互電容感測模式下，圖14中之電容式指紋感測裝置3分別透過兩條掃瞄線G1~G2掃瞄兩列感測電極E11~E14及E21~E24並分別透過該四對感測線Se1&So1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4對該四行感測電極E11~E51、E12~E52、E13~E53及E14~E54進行互 電容感測之時序圖。如圖16所示，於互電容感測模式下，於時間T6的期間，該兩條掃瞄線G1~G2中僅有掃瞄線G1的掃瞄訊號處於高準位，亦即此時係由掃瞄線G1對第一列感測電極E11~E14進行掃瞄。
如圖17A所示，此時，第一列感測電極E11~E14中之感測電極E11與E13作為互電容感測時之接收器電極RX且第一列感測電極E11~E14中之感測電極E12作為互電容感測時之傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極E11~E14中之感測電極E12與作為接收器電極RX的第一列感測電極E11~E14中之感測電極E11與E13係沿水平方向相鄰。如圖16所示，此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的感測電極E12之感測線So2有互電容感測感測訊號，其他感測線則均無互電容感測感測訊號。接著，於時間T7的期間，該兩條掃瞄線G1~G2中仍僅有掃瞄線G1的掃瞄訊號處於高準位，亦即此時係由掃瞄線G1對第一列感測電極E11~E14進行掃瞄。
如圖17B所示，此時，第一列感測電極E11~E14中之感測電極E13作為互電容感測時之接收器電極RX且第一列感測電極E11~E14中之感測電極E14作為互電容感測時之傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極E11~E14中之感測電極E14與作為接收器電極RX的第一列感測電極E11~E14中之感測電極E13係沿水平方向相鄰。如圖16所示，此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的感測電極E14之感測線So4有互電容感測感測訊號，其他感測線則均無互電容感測感測訊號。然後，於時間T8的期間，該兩條掃瞄線G1~G2均處於高準位，此時係由掃瞄線G1及G2分別對第一列感測電極E11~E14及第一列感測電極E21~E24進行掃瞄。
如圖17C所示，此時，第一列感測電極E11~E14中之感測電 極E11及E13作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二列感測電極E21~E24中之感測電極E21及E23作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極E11~E14中之感測電極E11與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21~E24中之感測電極E21係沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第一列感測電極E11~E14中之感測電極E13與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21~E24中之感測電極E23係沿垂直方向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一列感測電極E11及E13之感測線So1及So3有互電容感測感測訊號，其他感測線則無互電容感測感測訊號。
如圖17D所示，此時，第一列感測電極E11~E14中之感測電極E12及E14作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二列感測電極E21~E24中之感測電極E22及E24作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極E11~E14中之感測電極E12與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21~E24中之感測電極E22係沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第一列感測電極E11~E14中之感測電極E14與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21~E24中之感測電極E24係沿垂直方向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一列感測電極E12及E14之感測線So2及So4有互電容感測感測訊號，其他感測線則無互電容感測感測訊號。
如圖17E所示，此時，第一列感測電極E11~E14中之感測電極E11作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二列感測電極E21~E24中之感測電極E22作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的 第一列感測電極E11~E14中之感測電極E11與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21~E24中之感測電極E22係沿45度斜向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一列感測電極E11的感測線So1有互電容感測感測訊號，其他感測線則無互電容感測感測訊號。
如圖17F所示，此時，第一列感測電極E11~E14中之感測電極E12作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二列感測電極E21~E24中之感測電極E23作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極E11~E14中之感測電極E12與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21~E24中之感測電極E23係沿45度斜向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一列感測電極E12的感測線So2有互電容感測感測訊號，其他感測線則無互電容感測感測訊號。
如圖17G所示，此時，第一列感測電極E11~E14中之感測電極E13作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二列感測電極E21~E24中之感測電極E24作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極E11~E14中之感測電極E13與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21~E24中之感測電極E24係沿45度斜向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一列感測電極E13的感測線So3有互電容感測感測訊號，其他感測線則無互電容感測感測訊號。
如圖17H所示，此時，第二列感測電極E21~E24中之感測電極E22作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二列感測電極E21~E24中之感測電極E21及E23作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第二列感測電極E21~E24中之感測電極E22與作為接收器電極RX的第 二列感測電極E21~E24中之感測電極E21及E23係沿水平方向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第二列感測電極E22的感測線Se2有互電容感測感測訊號，其他感測線則無互電容感測感測訊號。
如圖17I所示，此時，第二列感測電極E21~E24中之感測電極E24作為互電容感測時之傳送器電極TX且第二列感測電極E21~E24中之感測電極E23作為互電容感測時之接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第二列感測電極E21~E24中之感測電極E24與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21~E24中之感測電極E23係沿水平方向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第二列感測電極E24的感測線Se4有互電容感測感測訊號，其他感測線則無互電容感測感測訊號。
相較於先前技術，根據本發明之電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法係分別採用自電容及互電容兩種感測技術進行指紋感測，並將自電容指紋感測圖像與互電容指紋感測圖像結合成一指紋感測圖像。在不犧牲其高解析度的前提下，根據本發明之電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法能夠有效提升單位感測電極所感應到的電容量，故可減少雜訊干擾，以提升指紋辨識之準確度，還可減少訊號走線通道之數量，以簡化電路結構並節省面積。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1‧‧‧電容式指紋感測裝置
10‧‧‧掃瞄驅動器
12‧‧‧感測驅動器
G1~GN‧‧‧掃瞄線
S1~SM‧‧‧感測線
E11~ENM‧‧‧感測電極
d1‧‧‧第一長度
d2‧‧‧第二長度

Claims (23)

  1. 一種電容式指紋感測裝置，包含：M條感測線；N條掃瞄線；一掃瞄驅動器，耦接該N條掃瞄線；一感測驅動器，耦接該M條感測線；複數個感測電極，該複數個感測電極係排列成具有N列感測電極與M行感測電極之一(N*M)矩陣，該M行感測電極係沿一第一方向排列且分別耦接該M條感測線，該N列感測電極係沿一第二方向排列且分別耦接該N條掃瞄線，M與N均為正整數；以及一處理模組，耦接該複數個感測電極；其中，於一自電容感測模式下，該掃瞄驅動器分別透過該N條掃瞄線掃瞄該N列感測電極，並由該感測驅動器分別透過該M條感測線對該M行感測電極進行自電容感測，以使該處理模組得到一第一指紋圖像；於一互電容感測模式下，該掃瞄驅動器分別透過該N條掃瞄線掃瞄該N列感測電極，並由該感測驅動器分別透過該M條感測線中之奇數條感測線與雙數條感測線對該M行感測電極中之奇數行感測電極與雙數行感測電極進行互電容感測，以使該處理模組得到一第二指紋圖像；該處理模組將該第一指紋圖像與該第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像，該複數個感測電極之形狀係為任意幾何形狀，該合成指紋圖像沿至少一方向之解析度大於該第一指紋圖像與該第二指紋圖像沿該至少一方向之解析度，該至少一方向係包含由該第一方向、該第二方向、…及一第L方向所組成之群組中之至少一者，L≧3。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其中該第一指紋圖像沿該第一方向之解析度小於該第一指紋圖像沿該第二方向之解析度且該第二指紋圖像沿該第一方向之解析度小於該第二指紋圖像 沿該第二方向之解析度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其中該第一指紋圖像沿該第二方向之解析度小於該第一指紋圖像沿該第一方向之解析度且該第二指紋圖像沿該第二方向之解析度小於該第二指紋圖像沿該第一方向之解析度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其中該第一指紋圖像沿該第二方向之解析度等於該第一指紋圖像沿該第一方向之解析度且該第二指紋圖像沿該第二方向之解析度等於該第二指紋圖像沿該第一方向之解析度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其中該合成指紋圖像沿該第一方向之解析度與該合成指紋圖像沿該第二方向之解析度相同，且均等於該第一指紋圖像沿該第二方向之解析度及該第二指紋圖像沿該第二方向之解析度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其中該合成指紋圖像沿該第一方向之解析度不同於該合成指紋圖像沿該第二方向之解析度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其中該感測驅動器選擇該M條感測線中之該奇數條感測線作為訊號傳送端(TX)並選擇該M條感測線中之該雙數條感測線作為訊號接收端(RX)，或是該感測驅動器選擇該M條感測線中之該奇數條感測線作為訊號接收端(RX)並選擇該M條感測線中之該雙數條感測線作為訊號傳送端(TX)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其中該M條感測線中之第J條感測線係分別耦接該M行感測電極中之第J行感測電極的每一個感測電極，J為正整數且1≦J≦M。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電容式指紋感測裝置，其中該N條掃瞄線中之第K條掃瞄線係分別耦接該N列感測電極中之第K列感測電極的每一個感測電極，K為正整數且1≦K≦N。
  10. 一種電容式指紋感測裝置，包含：M+1條感測線；N對掃瞄線，每對掃瞄線均包含一第一掃瞄線與一第二掃瞄線；一掃瞄驅動器，耦接該N對掃瞄線；一感測驅動器，耦接該M+1條感測線；複數個感測電極，該複數個感測電極係排列成具有N列感測電極與M行感測電極之一(N*M)矩陣，該M行感測電極係沿一第一方向排列並以Zig-Zag方式耦接該M+1條感測線，該N列感測電極係沿一第二方向排列並分別耦接該N對掃瞄線，M與N均為正整數；以及一處理模組，耦接該複數個感測電極；其中，於一自電容感測模式下，該掃瞄驅動器分別透過該N對掃瞄線掃瞄該N列感測電極，並由該感測驅動器分別透過該M+1條感測線對該M行感測電極進行自電容感測，以使該處理模組得到一第一指紋圖像；於一互電容感測模式下，該掃瞄驅動器分別透過該N對掃瞄線的N條第一掃瞄線與N條第二掃瞄線掃瞄該N列感測電極中之奇數列感測電極或偶數列感測電極，並由該感測驅動器分別透過該M+1條感測線對該M行感測電極或該N列感測電極進行互電容感測，以使該處理模組得到一第二指紋圖像；該處理模組將該第一指紋圖像與該第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電容式指紋感測裝置，其中該合成指紋圖像沿至少一方向之解析度大於該第一指紋圖像與該第二指紋圖像沿該至少一方向之解析度，該至少一方向係包含由該第一方向、該第二方向、…及一第L方向所組成之群組中之至少一者，L≧3。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之電容式指紋感測裝置，其中該合成指紋圖像沿該第一方向之解析度不同於該合成指紋圖像沿該第二方向之解析度。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之電容式指紋感測裝置，其中該合成指紋圖像沿該第一方向之解析度與沿該第二方向之解析度相同。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之電容式指紋感測裝置，其中該掃瞄驅動器選擇該M+1條感測線之奇數條作為訊號傳送端(TX)並選擇該M+1條感測線之偶數條作為訊號接收端(RX)，或是該掃瞄驅動器選擇該M+1條感測線之奇數條作為訊號接收端(RX)並選擇該M+1條感測線之偶數條作為訊號傳送端(TX)。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之電容式指紋感測裝置，其中該M+1條感測線中之第J條感測線與第J+1條感測線係分別耦接該M行感測電極中之第J行感測電極中之任兩個相鄰的感測電極，J為正整數且1≦J≦M，且該N對掃瞄線中之第K對掃瞄線的第一掃瞄線與第二掃瞄線係分別耦接該第K列感測電極中之任兩個相鄰的感測電極，K為正整數且1≦K≦N。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之電容式指紋感測裝置，其中該複數個感測電極之形狀係為任意幾何形狀。
  17. 一種電容式指紋感測方法，應用於一電容式指紋感測裝置，該電容式指紋感測裝置包含一掃描驅動器、一感測驅動器、複數條感測線、複數條掃描線及複數個感測電極，該複數個感測電極係以一規律方式排列，該電容式指紋感測方法包含下列步驟：於一自電容感測模式下，該掃描驅動器分別透過該複數條掃描線掃瞄該複數個感測電極，並由該感測驅動器分別透過該複數條感測線對該複數個感測電極進行自電容感測，以得到一第一指紋圖像； 於一互電容感測模式下，該掃描驅動器分別透過該複數條掃描線掃瞄該複數個感測電極，並由該感測驅動器分別透過該複數條感測線對該複數個感測電極中之至少一對相鄰的感測電極進行互電容感測，以得到一第二指紋圖像；以及將該第一指紋圖像與該第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像，其中該合成指紋圖像沿至少一方向之解析度大於該第一指紋圖像與該第二指紋圖像沿該至少一方向之解析度；其中該至少一方向係包含由一第一方向、一第二方向、…及一第L方向所組成之群組中之至少一者，L≧3。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之電容式指紋感測方法，其中該至少一對相鄰的感測電極係為沿該第一方向相鄰的感測電極、沿該第二方向相鄰的感測電極、…或沿該第L方向相鄰的感測電極。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之電容式指紋感測方法，其中該第一指紋圖像沿該第一方向之解析度小於該第一指紋圖像沿該第二方向之解析度且該第二指紋圖像沿該第一方向之解析度小於該第二指紋圖像沿該第二方向之解析度。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之電容式指紋感測方法，其中該第一指紋圖像沿該第二方向之解析度小於該第一指紋圖像沿該第一方向之解析度且該第二指紋圖像沿該第二方向之解析度小於該第二指紋圖像沿該第一方向之解析度。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之電容式指紋感測方法，其中該合成指紋圖像沿該第一方向之解析度與該合成指紋圖像沿該第二方向之解析度相同，且均等於該第一指紋圖像沿該第二方向之解析度及該第二指紋圖像沿該第二方向之解析度。
  22. 如申請專利範圍第17項所述之電容式指紋感測方法，其中該合成指 紋圖像沿該第一方向之解析度不同於該合成指紋圖像沿該第二方向之解析度。
  23. 如申請專利範圍第17項所述之電容式指紋感測方法，其中該複數個感測電極所排列之該規律方式係為一矩陣式排列或一三角形排列。
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