TWM509384U - 生物辨識裝置 - Google Patents

Description

生物辨識裝置

本創作係關於感測之技術領域，尤指一種生物辨識裝置。

由於電子商務之興起，遠端支付之發展一日千里，故而生物辨識之商業需求急速膨脹，而生物辨識技術又可區分為指紋辨識技術、虹膜辨識技術、DNA辨識技術等。考量效率、安全、與非侵入性等要求，指紋辨識已成為生物辨識之首選技術。指紋辨識技術又有光學式、熱感應式、超音波式與電容式。其中又以電容式技術在裝置體積、成本、省電、可靠、防偽等綜合考量下脫穎而出。

習知之電容式指紋辨識技術有滑動式、全指按壓式等形式。其中，又以全指按壓式在辨識度、效率及方便性中勝出。然而由於感應訊號極其微小與周遭雜訊繁雜具大等因素，全指按壓式之指紋辨識技術通常只能將感應電極與感應電路等一併做在一個積體電路晶片上，且以小於100微米(μm)厚度之藍寶石膜加以保護。如此材料成本與封裝製程成本居高不下，且產品壽命與耐受性堪慮。因此業界莫不致力於提高感測靈敏度與訊號雜訊比，使感應電極與指紋間之感測距離能夠儘量加大，以利感測積體電路之封裝能夠簡化，或直接將其置於保護玻璃下作感應；更甚者，期盼能進一步將感應電極置於積體電路之外的基材上以顯著減少晶片面積，並將感應電極整合到保護玻璃底下，甚至整合到顯示面板之中，以巨幅降低成本並增進產品之壽命與耐受性，故指紋辨識技術仍有很大的改進空間。

本創作之目的主要係在提供一生物辨識裝置，其係利用複數個選擇開關元件，依序或動態地將複數個電極區分為至少一個感應電極組及相對應之複數個偏向電極組。並分別施與感測訊號、感應增強偏向訊號、感應抑制偏向訊號等，藉以提升感應靈敏度與信號雜訊比、增進其穩定性與正確性。本創作之生物辨識裝置可與相關感測電路完全整合於一積體電路內；其更適於將感應電極與選擇開關元件另佈植於一非積體電路基板上，使其與相關感應電路之積體電路分離以減少晶片面積、簡化封裝製程並巨幅降低指紋感測裝置之成本。

依據本創作之特色，本創作提出一種生物辨識裝置，包括一基板、一電極層、及一開關電路暨走線層。該電極層佈植於該基板之一側並包含有複數個電極。該開關電路暨走線層包含有複數個選擇開關元件及複數條走線，該複數個選擇開關元件依序或動態地將該複數個電極區分為至少一個感應電極組及相對應之複數個偏向電極組，其中，每一感應電極組對應至少兩個偏向電極組，每一個感應電極組包含至少一個用於感應之電極，每一個偏向電極組包含複數個用於偏向之電極。

圖1(A)係本創作一種生物辨識裝置100的較佳實施例之疊層示意圖。該生物辨識裝置100具有一基板110、一開關電路暨走線層120、一第一絕緣層130、一遮蔽電極層140、一第二絕緣層150、一電極層160、及一保護層170。

該基板110較佳為係為玻璃、高分子薄膜材料、金屬、矽、或矽的化合物。該電極層160佈植於該基板110之一側，其包含有複數個電極。

該開關電路暨走線層120佈植於該基板110之一側，請參照圖1(B)所示係本創作之開關電路暨走線層120與電極層160之相對示意圖，該開關電路暨走線層120包含有複數個呈矩陣排列之選擇開關組SW及複數條以行列排列之走線190、191，每一經向走線190係通過一行之所有選擇開關組SW，每一緯向走線191係通過一列之所有選擇開關組SW，該電極層160則包含有複數個呈矩陣排列之電極162，如圖1(B)所示，該複數個電極162之位置係分別對應於該複數個選擇開關組SW之位置。於本創作中，如後所將詳述，該複數個選擇開關組SW係由複數個開關元件所組成，該複數個開關元件可依序或動態地將該複數個電極162區分為至少一個感應電極組及相對應之複數個偏向電極組。其中，每一感應電極組對應至少兩個偏向電極組。每一個感應電極組包含至少一個用於感應之電極162。每一個偏向電極組包含複數個用於偏向之電極162。

該第一絕緣層130位於該開關電路暨走線層120之另一側。該遮蔽電極層140係佈植於該電極層160與該開關電路暨走線層120之間。該遮蔽電極層140則位於該第一絕緣層130之另一側。該第二絕緣層150佈植於該電極層160與該遮蔽電極層140之間。該第二絕緣層150則位於該遮蔽電極層140之另一側。該電極層160則位於該第二絕緣層150之另一側。該電極層160之另一側則佈植有該保護層170。在本創作之另一實施例中，該第二絕緣層與該遮避電極層可省略。在本創作的又一實施例中，該電極層160與該開關暨走線層120恰與圖1(A)所示之位置為相互對調。於本創作的其它實施例中該基板110即為一積體電路基板，且該開關電路暨走線與相關感測電路整合為同一層。

圖2係本創作電極層160的示意圖。電極層160的電極162依序或動態地被區分為至少一個感應電極組(S)及相對應之複數個偏向電極組(D)。其中，每一感應電極組對應至少兩個偏向電極組。每一個感應電極組包含至少一個用於感應之電極162。每一個偏向電極組包含複數個用於偏向之電極162。如圖2所示，電極層160中有二個感應電極組，其中，第一個感應電極組201由電極(S11)所組成，第二個感應電極組211由電極(S21, S22, S23, S24)所組成。亦即，每一個感應電極組包含至少一個用於感應之電極162。

位於每一個感應電極組周遭之複數個電極162係組合為其相對應之一第一偏向電極組。位於每一個第一偏向電極組周遭之複數個電極162係組合為其相對應之一第二偏向電極組。位於每一個第二偏向電極組周遭之複數個電極162係組合為其相對應之第三偏向電極組。

如圖2所示，第一個感應電極組201周遭之標註為D11的複數個電極162係組合為第一個感應電極組201相對應之一第一偏向電極組203。第二個感應電極組211周遭之標註為D12的複數個電極162係組合為第二個感應電極組211相對應之一第一偏向電極組213。位於第一偏向電極組203周遭之標註為D21的複數個電極162係組合為其相對應之一第二偏向電極組205。位於第一偏向電極組213周遭之標註為D22的複數個電極162係組合為其相對應之一第二偏向電極組215。

位於第二偏向電極組215周遭之標註為D32的複數個電極162係組合為其相對應之一第三偏向電極組217。

該複數個選擇開關元件係區分為複數個選擇開關組SW。每一個選擇開關組SW係對應至少一個電極162。該複數條經向走線190與緯向走線191之每一走線係電氣交連到至少一個選擇開關組SW。

圖3(A)係本創作之較佳實施例的電極及選擇開關組之示意圖，其特點為走線最少且容易控制。其包含有呈矩陣排列之複數個電極162(以E(m,n)標示)；與上述電極兩兩相對應之選擇開關組SW(m,n)，其亦呈矩陣排列；布植於上述矩陣之外的複數個選擇開關組SW(n,x)，每一個選擇開關組SW(n,x)經由一組經線(nL1~nLq)對應到一整行的複數個感應電極162。其中，每一個選擇開關組SW(m,n)，SW(n,x)皆係複數個選擇開關元件所組成。如圖3(A)所示，由上往下看時，每一選擇開關組SW(m,n)與一電極162係相對應且至少部份疊置在同一位置，圖3(A)為表明選擇開關組SW(m,n)與電極162均存在，所以將選擇開關組SW(m,n)與電極162繪示為位置稍有偏移。如圖3(A)、圖3(B)與圖3(C)所示，緯線1y0~1yp連結並控制選擇開關組SW(1,1)...SW(1,n)；緯線1y0~1yp控制選擇開關組SW(1, 1)，以決定經線1L1~1Lq中的哪一條線與電極E(1,1)連接。同時，該控制訊號1x0~1xi則控制選擇開關組SW(1,x)，以選擇各經線1L1~1Lq與感測訊號(sensing signal)、偏向訊號ref1,...,refk其中之一相連。其他亦是如此，不再贅述。

圖4係本創作電極及選擇開關組之運作示意圖。配合參考圖3(A)與圖3(B)所示，緯線1y0~1yp、2y0~2yp、...、my0~myp用以控制該對應列的各電極162與哪一條經線電氣相連。如圖4所示，第一列(row)電極162其緯線訊號為001，表示第一列的各個電極162皆分別和其相對應之第一條經線v1(1L1, 2L1,...)電氣相連。第二列電極162其緯線訊號為010，表示第二列的各個電極162皆分別和其相對應的第二條經線v2(1L2, 2L2,...)電氣相連。第三列電極162其緯線訊號為100，表示第三列的各個電極162皆分別和其相對應的第三條經線v3(1L3, 2L3,...)電氣相連。亦即，緯線1y0~1yp為001，表示該列電極162中的第一行(column)電極162與其第一條經線1L1電氣相連，該列電極162中的第二行電極162與其第一條經線2L1電氣相連，依序類推。緯線1y0~1yp為010，表示該列電極162中的第一行電極162與其第二條經線1L2電氣相連，該列電極162中的第二行電極162與其第二條經線2L2電氣相連，依序類推。緯線1y0~1yp為100，表示該列電極162中的第一行電極162與其第三條經線1L3電氣相連，該列電極162中的第二行電極162與其第三條經線2L3電氣相連，依序類推。。

控制訊號1x0~1xi、2x0~2xi、...、nx0~nxi控制經線1L1~1Lq、2L1~2Lq、...、nL1~nLq與感測訊號(sensing signal)、偏向訊號ref1,...,refk其中之一相連。如圖3(A)、4所示，控制訊號1x0~1xi、2x0~2xi、...、nx0~nxi為二個位元，其可形成四個狀態。由於圖4實施例中，經線1L1~1Lq、 2L1~2Lq、...、nL1~nLq的每一組僅有三條經線v1、v2、v3與三條訊號線h1、h2、h3，故只需三個狀態，其分別為狀態0、狀態1、狀態2。其中，三條訊號線h1、h2、h3分別對應至感測訊號(sensing signal)、第一偏向訊號ref1、第二偏向訊號ref2。第一行的三條經線v1、v2、v3分別對應至1L1、1L2、1L3，第二行的三條經線v1、v2、v3分別對應至2L1、2L2、2L3。第n行的三條經線v1、v2、v3分別對應至nL1、nL2、nL3。依此類推，不再贅述。

狀態0、狀態1、狀態2分別控制開關401，進而控制經線與訊號線的連接關係。狀態0(00b)時，經線v1連接至訊號線h3，經線v2連接至訊號線h3，經線v3連接至訊號線h3。狀態1(01b)時，經線v1連接至訊號線h3，經線v2連接至訊號線h2，經線v3連接至訊號線h2。狀態2(10b)時，經線v1連接至訊號線h3，經線v2連接至訊號線h2，經線v3連接至訊號線h1。

藉由前述的控制方法，標號為S11電極所組成的第一個感應電極組201連接至感測訊號(sensing signal)。標號為D11電極所組成的第一偏向電極組203連接至一第一偏向訊號ref1。標號為D21電極所組成的第二偏向電極組205連接至一第二偏向訊號ref2。該等偏向訊號ref1、ref2係與該感應電極組上之感應訊號同相訊號、反相之訊號、或其它特定電位訊號；上述特定電位訊號係為零電位、正電位、負電位或交變電位訊號。

電極1621上有一控制代碼010,00，其中，前三位元為010，表示該電極與第二條經線v2電氣相連。若為001，則表示該電極與第一條經線v1電氣相連。若為100，則表示該電極與第三條經線v3電氣相連。亦即，圖4的前三位元係使用一位有效編碼(one-hot encoding)。控制代碼的後二位元為00，表示為狀態0。若為01，則表示為狀態1。若為10，則表示為狀態2。

圖5係本創作電極控制代碼的示意圖。以電極1621為例，其在圖4的控制代碼為010,00，在圖5的控制代碼為1,0。經此比較可知，圖5的第一個碼(1)係為十進制，且對應至圖4的前三位元010，圖5的第二個碼(0)係為十進制，且對應至圖4的後二位元00。亦即當第一個碼為0，則對應至圖4的前三位元000，當第一個碼為1，則對應至圖4的前三位元010，當第一個碼為2，則對應至圖4的前三位元100。當第二個碼為0，則對應至圖4的後二位元00，當第二個碼為1，則對應至圖4的後二位元01，當第二個碼為2，則對應至圖4的後二位元10。

圖6係本創作選擇開關組SW(n,x)的開關元件的組成示意圖。如圖所示，其係複數個選擇開關元件所組成。選擇開關組SW(n,x)係由控制訊號nx0~nxi所控制。如圖6所示，其中i=1。亦即由控制訊號nx0及nx1所控制。當狀態0時，nx1為0且nx0為0，經線v1連接至訊號線h3，經線v2連接至訊號線h3，經線v3連接至訊號線h3。當狀態1時，nx1為0且nx0為1，經線v3連接至訊號線h2，經線v2連接至訊號線h2，經線v1連接至訊號線h3。當狀態2時，nx1為1且nx0為0，經線v1連接至訊號線h3，經線v2連接至訊號線h2，經線v3連接至訊號線h1。

圖7係本創作選擇開關組SW(n,x)的電路圖，其係以電晶體為開關元件來實現圖6之開關組結構。該選擇開關組SW(n,x)之選擇開關元件可為佈植於該基板110上之場效電晶體或薄膜電晶體；該等選擇開關元件亦可實現於該基板110以外之積體電路內。

圖8係本創作的訊號產生電路之示意圖。其係用以產生該感測訊號(sensing signal)、該第一偏向訊號ref1、該第二偏向訊號ref2。該感測驅動電路(sensing/driving circuit)810產生一訊號(SensingSignal)，其係一周期性或非周期性之交變訊號；該訊號經由一選擇器820以產生該感測訊號(sensing signal)。該感測驅動電路810可實現於該基板110上，其亦可為該基板110之外的一獨立的積體電路(IC)內。該感測訊號(sensing signal) 係電氣交連至該感應電極組201。

當中，感測訊號(sensing signal)經由至少一個增益不小於零之信號放大器電路G1處理後形成一與感測訊號同相之感應增強偏向訊號，再經由一選擇器830產生該第一偏向訊號ref1。該第一偏向訊號ref1係電氣交連至該第一偏向電極組203。因此，至少一個增益不小於零之信號放大器電路G1的輸入端係電氣交連至該第一個感應電極組201，且其輸出端係電氣交連到該第一偏向電極組203。該至少一個增益不小於零之信號放大器電路G1係佈植於該基板110上或佈植於該基板110外之一積體電路(圖未示)內。該至少一個增益不小於零之信號放大器電路G1之增益值為固定值或可程式調控。

感測訊號(sensing signal)經由至少一個增益不大於零之信號放大器電路G2處理後形成一與感測訊號反相之感應抑制偏向訊號，再經由一選擇器840產生該第二偏向訊號ref2。該第二偏向訊號ref2係電氣交連至該第二偏向電極組205。因此，至少一個增益不大於零之信號放大器電路G2的輸入端係電氣交連至該感應電極組201，且其輸出端係電氣交連到該第二偏向電極組205。該至少一個增益不大於零之信號放大器電路G2係佈植於該基板110上或佈植於該基板110外之一積體電路(圖未示)內。該至少一個增益不大於零之信號放大器電路G2之增益值為固定或可程式調控。

於其他實施例中，經由選擇器820、830、840設定，該感測訊號(sensing signal)、該第一偏向訊號ref1、該第二偏向訊號ref2可源自於一特定電位訊號Vref；該特定電位訊號Vref係為零電位、正電位、負電位或交變電位訊號。

圖9係本創作電極層160之另一示意圖。其中，電極層160可分為感應電極組201、第一偏向電極組203、第二偏向電極組205、及第三偏向電極組207。該感應電極組201電氣連接至感測訊號(sensing signal)，第一偏向電極組203電氣連接至第一偏向訊號ref1，第二偏向電極組205電氣連接至第二偏向訊號ref2，第三偏向電極組207電氣連接至第三偏向訊號ref3。

電極層160上的電極162有一控制代碼，例如電極1622上有一控制代碼0001,11。其中，控制代碼前四位元為0001，表示該電極1622與第一條經線v1(nL1)電氣相連。若為0010，則表示該電極1622與第二條經線v2(nL2)電氣相連。若為0100，則表示該電極1622與第三條經線v3(nL3)電氣相連。若為1000，則表示該電極1622與第四條經線v4(nL4)電氣相連。

控制代碼後二位元為00表狀態0(00b)時，經線v1(nL1)連接至訊號線h4(ref3)，經線v2(nL2)連接至訊號線h4(ref3)，經線v3(nL3)連接至訊號線h4(ref3)，經線v4(nL4)連接至訊號線h4(ref3)。訊號線h4係連接至第三偏向訊號ref3。

後二位元為01表狀態1(01b)時，經線v1(nL1)連接至訊號線h4(ref3)，經線v2(nL2)連接至訊號線h3(ref2)，經線v3(nL3)連接至訊號線h3(ref2)，經線v4(nL4)連接至訊號線h3(ref2)。

後二位元為10表狀態2(10b)時，經線v1(nL1)連接至訊號線h4(ref3)，經線v2(nL2)連接至訊號線h3(ref2)，經線v3(nL3)連接至訊號線h2(ref1)，經線v4(nL4)連接至訊號線h2(ref1)。後二位元為11表狀態3(11b)時，經線v1(nL1)連接至訊號線h4(ref3)，經線v2(nL2)連接至訊號線h3(ref2)，經線v3(nL3)連接至訊號線h2(ref1)，經線v4(nL4)連接至訊號線h1 (sensing signal)。

圖10係本創作選擇開關組SW(n,x)的另一個開關元件的組成示意圖。選擇開關組SW(n,x)係由控制訊號nx0~nxi所控制。如圖10所示，其中i=1。亦即由控制訊號nx0及nx1所控制。當狀態0時，nx1為0且nx0為0，經線v1(nL1)連接至訊號線h4(ref3)，經線v2(nL2)連接至訊號線h4(ref3)，經線v3(nL3)連接至訊號線h4(ref3)，經線v4(nL4)連接至訊號線h4(ref3)。當狀態1時，nx1為0且nx0為1，經線v1(nL1)連接至訊號線h4(ref3)，經線v2(nL2)連接至訊號線h3(ref2)，經線v3(nL3)連接至訊號線h3(ref2)，經線v4(nL4)連接至訊號線h3(ref2)。當狀態2時，nx1為1且nx0為0，經線v1(nL1)連接至訊號線h4(ref3)，經線v2(nL2)連接至訊號線h3(ref2)，經線v3(nL3)連接至訊號線h2(ref1)，經線v4(nL4)連接至訊號線h2(ref1)。當狀態3時，nx1為1且nx0為1，經線v1(nL1)連接至訊號線h4(ref3)，經線v2(nL2)連接至訊號線h3(ref2)，經線v3(nL3)連接至訊號線h2(ref1)，經線v4(nL4)連接至訊號線h1(sensing signal)。

圖11係本創作圖10中選擇開關組SW(n,x)的電路圖，其係以複數個電晶體開關元件實現圖10之開關組結構。該選擇開關組SW(n,x)可由佈植於該基板110上之複數個場效電晶體或薄膜電晶體實現；該等選擇開關元件亦可實現於該基板110之外的一積體電路內。

圖12係本創作偵測訊號產生電路之另一示意圖。其係用以產生該感測訊號(sensing signal)、該第一偏向訊號ref1、該第二偏向訊號ref2、該第三偏向訊號ref3。其與圖8主要差別在於新增一至少一個增益近於零的放大器電路G3、及一選擇器850。當中，感測訊號(sensing signal)經由至少一個增益近於零之信號放大器電路G3處理後，再經由一選擇器850產生該第三偏向訊號ref3。該第三偏向訊號ref3係電氣交連至該第三偏向電極組207。因此，至少一個增益近於零之信號放大器電路G3的輸入端係電氣交連至該感應電極組201，且其輸出端係電氣交連到該第三偏向電極組207。該至少一個增益近於零之信號放大器電路G3係佈植於該基板110上或佈植於外部之一積體電路(圖未示)內。該至少一個增益近於零之信號放大器電路G3之增益值係固定為零或可程式調控。

圖13係本創作另一實施例的電極及選擇開關組之示意圖。如圖13所示，由上往下看時，選擇開關組SW(j,i)與電極162係疊置且在同一位置，圖13為表明選擇開關組SW(j,i)與電極162均存在，所以將選擇開關組SW(j,i)與電極162繪示為位置稍有偏移。其中，感測訊號(sensing signal)與各偏向訊號(ref1,ref2)皆經由走線連接至每一電極162所對應之選擇開組SW(j,i)。於本創作中，如後所詳述，經xi與yj同時予高電位以選定欲規劃之電極，再施予高電位於其對應之iSel~iSel3其中之一，以設定將該選定之電極交連至感測訊號或某一偏向訊號。

圖14係本創作圖13實施例選擇開關組之SW(j,i)的電路圖。該選擇開關元件SW(j,i)係佈植於該基板110上之場效電晶體或薄膜電晶體。當控制訊號xi為高電位(=1)，且控制訊號yj為高電位(=1)時，電晶體141, 142, 143, 144導通。因此電容Cs1為高電位(=1)，電晶體145, 146, 147導通，電容Cs2之電位為iSel1、電容Cs3之電位為iSel2、電容Cs4之電位為iSel3。控制訊號iSel1、iSel2、iSel3之中有一為高電位(=1)時，相對應的sensing signal、ref1、ref2則電氣連接至該電極E(j,i)。例如，當控制訊號iSel3為高電位(=1)時，則ref2電氣連接至該電極E(j,i)。

圖15係本創作電極上另一控制代碼的示意圖。控制代碼的第一位元代表控制訊號iSel3，第二位元代表控制訊號iSel2，第三位元代表控制訊號iSel1。控制訊號iSel1、iSel2、iSel3中只能有一為高電位。控制訊號iSel1、iSel2、iSel3有一為高電位時，相對應的sensing signal、ref1、ref2則電氣連接至該電極E(j,i)。

圖16係本創作又一實施例的電極及選擇開關組之示意圖。於圖3(A)中，緯線1y0~1yp、2y0~2yp、...、my0~myp用以控制該列的電極162與哪一條經線電氣相連。其係採用一位有效編碼(one-hot encoding)。控制訊號1x0~1xi、2x0~2xi、...、nx0~nxi控制經線1L1~1Lq、 2L1~2Lq、...、nL1~nLq與感測訊號(sensing signal)、偏向訊號ref1,...,refk其中之一相連。其係採用nx0~nxi個位元所組成的狀態進行控制。例如當i為1時，則用nx0~nx1二個位元所組成的四個狀態中的狀態0、狀態1、狀態2進行控制。圖16中，並無如圖三之選擇開關組SW(n,x)，僅有與電極162兩兩相對應之選擇開關組SW(j,i)，且感測訊號(sensing signal)、偏向訊號(ref1,ref2...)等所有訊號皆經由走線直接連接到所有的選則開關組SW(j,i)；再經由緯控制線(my)訊號與經控制線(nx)訊號控制各選擇開關組之選擇開關元件將各電極區分為感測電極組、第一偏向電極組及第二偏向電極組，並分別連接至感測訊號(sensing signal)，第一偏向訊號(ref1)與第二偏向訊號(ref2)。

圖17係本創作圖16電極上一控制代碼的示意圖。控制代碼的前二位元為緯控制線my的位元，其可組成狀態0、狀態1、狀態2。控制代碼的後二位元為經控制線nx的位元，其可組成狀態0、狀態1、狀態2。

圖18係本創作圖16選擇開關組SW(m,n)的組成示意圖，其包含有複數個選擇開關以從感測訊號(sensing signal)、第一偏向訊號(ref1)與第二偏向訊號(ref2)之中擇一交連至對應的電極E(m,n)。圖19係本創作圖16選擇開關組SW(m,n)的電路圖。該選擇開關組SW(m,n)係佈植於該基板110上之場效電晶體或薄膜電晶體。

由前述說明可知，本創作之目的主要係在提供一種具多功能感應電極之生物辨識裝置，當進行指紋感測操作時，可將感應電極規劃為感應電極組與相對應之複數層次的偏向電極組，並分別施與感測訊號(sensing signal)、感應增強的第一偏向訊號(ref1)、感應抑制的第二偏向訊號(ref2)等，藉以提升感應靈敏度與信號雜訊比、增進其穩定性與正確性，並巨幅降低指紋感測裝置之成本。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

100‧‧‧生物辨識裝置
110‧‧‧基板
120‧‧‧開關電路暨走線層
130‧‧‧第一絕緣層
140‧‧‧遮蔽電極層
150‧‧‧第二絕緣層
160‧‧‧電極層
170‧‧‧保護層
190,191‧‧‧走線
201‧‧‧感應電極組
S11‧‧‧電極
211‧‧‧感應電極組
S21, S22, S23, S24‧‧‧電極
203、213‧‧‧第一偏向電極組
D11、D12‧‧‧電極
205、215‧‧‧第二偏向電極組
D21、D22‧‧‧電極
217‧‧‧第三偏向電極組
D32‧‧‧電極
1y0~1yp、2y0~2yp、...、my0~myp‧‧‧緯線
1L1~1Lq、2L1~2Lq、...、nL1~nLq‧‧‧經線
1x0~1xi、2x0~2xi、...、nx0~nxi‧‧‧控制訊號
v1、v2、v3、v4‧‧‧經線
h1、h2、h3、h4‧‧‧訊號線
sensing signal‧‧‧感測訊號
ref1‧‧‧第一偏向訊號
ref2‧‧‧第二偏向訊號
Vref‧‧‧特定電位訊號
ref3‧‧‧第三偏向訊號
401‧‧‧開關
162、1621、1622‧‧‧電極
SW、SW(n,x)‧‧‧選擇開關組
810‧‧‧感測驅動電路
820、830、840、850‧‧‧選擇器
G1、G2、G3‧‧‧信號放大器電路
207‧‧‧第三偏向電極組
901‧‧‧電極
SW(j,i)‧‧‧選擇開關組
141, 142, 143, 144, 145, 146, 147‧‧‧電晶體
xi‧‧‧控制訊號
yj‧‧‧控制訊號
Cs1, Cs2, Cs3, Cs4‧‧‧電容
iSel1、iSel2、iSel3‧‧‧控制訊號
E(j,i)‧‧‧電極
my‧‧‧緯控制線
nx‧‧‧經控制線

圖1(A)係本創作一種生物辨識裝置之疊層示意圖。 圖1(B)係本創作之開關電路暨走線層與電極層之相對示意圖。 圖2係本創作電極層的示意圖。 圖3(A)係本創作較佳實施例之電極及選擇開關組之示意圖。 圖3(B)係本創作圖3(A)的選擇開關組SW(m,n)之開關元件的組成示意圖。 圖3(C)係本創作圖3(A)的選擇開關組SW(m,n)之電路圖。 圖4係本創作電極及選擇開關組之運作示意圖。 圖5係本創作之電極控制代碼的示意圖。 圖6係本創作圖3(A)選擇開關組SW(n,x)的開關元件的組成示意圖。 圖7係本創作圖3(A)選擇開關組SW(n,x)的電路圖。 圖8係本創作相關偵測訊號產生電路之示意圖。 圖9係本創作電極層之另一示意圖。 圖10係本創作選擇開關組SW(n,x)的另一個開關元件的組成示意圖。 圖11係本創作圖10中選擇開關組的電路圖。 圖12係本創作偵測訊號產生電路之另一示意圖。 圖13係本創作另一實施例的電極及選擇開關組之示意圖。 圖14係本創作圖13中選擇開關組SW(j,i)的電路圖。 圖15本創作電極上之另一控制代碼的示意圖。 圖16係本創作又一實施例的電極及選擇開關組之示意圖。 圖17係本創作圖16電極上之一控制代碼的示意圖。 圖18係本創作圖16中選擇開關組SW(m,n)的開關元件的組成示意圖。 圖19係本創作圖16選擇開關組SW(m,n)的電路圖。

201‧‧‧感應電極組

S11、162‧‧‧電極

211‧‧‧感應電極組

S21,S22,S23,S24‧‧‧電極

203、213‧‧‧第一偏向電極組

D11、D12‧‧‧電極

205、215‧‧‧第二偏向電極組

D21、D22‧‧‧電極

217‧‧‧第三偏向電極組

D32‧‧‧電極

Claims (22)

1. 一種生物辨識裝置，包括： 一基板； 一電極層，佈植於該基板之一側，其包含有複數個電極； 一開關電路暨走線層，其包含有複數個選擇開關元件及複數條走線，該複數個選擇開關元件依序或動態地將該複數個電極區分為至少一個感應電極組及相對應之複數個偏向電極組，其中，每一感應電極組對應至少兩個偏向電極組，每一個感應電極組包含至少一個用於感應之電極，每一個偏向電極組包含複數個用於偏向之電極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其中，該複數個選擇開關元件係區分為複數個選擇開關組，每一個選擇開關組係由至少一個開關元件所組成且對應到至少一個電極。
3. 如申請專利範圍第2項所述之生物辨識裝置，其中，該複數條走線之每一走線係電氣交連到至少一個選擇開關組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其更包含一遮蔽電極層，該遮蔽電極層係佈植於該電極層與該開關電路暨走線層之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之生物辨識裝置，其更包含一絕緣層，該絕緣層佈植於該電極層與該遮蔽電極層之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其中，該複數個選擇開關元件為佈植於該基板上之場效電晶體或薄膜電晶體。
7. 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其更包含至少一個增益不小於零之信號放大器電路。
8. 如申請專利範圍第7項所述之生物辨識裝置，其中，該至少一個增益不小於零之信號放大器電路的輸入端係電氣交連至一個感應電極組，且其輸出端係電氣交連到至少一個偏向電極組。
9. 如申請專利範圍第7項所述之生物辨識裝置，其中，該至少一個增益不小於零之信號放大器電路係佈植於該基板上或佈植於一積體電路內。
10. 如申請專利範圍第7項所述之生物辨識裝置，其中，該至少一個增益不小於零之信號放大器電路之增益值為可程式調控。
11. 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其更包含至少一個增益不大於零之信號放大器電路。
12. 如申請專利範圍第11項所述之生物辨識裝置，其中，該至少一個增益不大於零之信號放大器電路的輸入端係電氣交連至一個感應電極組，且其輸出端係電氣交連到至少一個偏向電極組。
13. 如申請專利範圍第11項所述之生物辨識裝置，其中，該至少一個增益不大於零之信號放大器電路係佈植於該基板上或佈植於一積體電路內。
14. 如申請專利範圍第11項所述之生物辨識裝置，其中，該至少一個增益不大於零之信號放大器電路之增益值為可程式調控。
15. 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其中，位於每一個感應電極組周遭之複數個電極係組合為其相對應之一第一偏向電極組，位於每一個第一偏向電極組周遭之複數個電極係組合為其相對應之一第二偏向電極組。
16. 如申請專利範圍第15項所述之生物辨識裝置，其中，位於每一個第二偏向電極組周遭之複數個電極係組合為該感應電極組相對應之第三偏向電極組。
17. 如申請專利範圍第7或15項所述之生物辨識裝置，其中，該複數個選擇開關將選定之感應電極組上的電氣信號交連到相對應之該至少一個增益不小於零的放大器電路的輸入端，並將該至少一個增益不小於零的放大器電路之輸出信號交連到對應的第一偏向電極組。
18. 如申請專利範圍第11或15項所述之生物辨識裝置，其中，該複數個選擇開關將選定之感應電極組上的電氣信號交連到相對應之至少一個增益不大於零的放大器電路輸入端，並將該至少一個增益不大於零的放大器電路之輸出信號交連到對應的第二偏向電極組。
19. 如申請專利範圍第15項所述之生物辨識裝置，其中，該複數個選擇開關將一第一偏向訊號交連至該第一偏向電極組，該第一偏向訊號係為零電位、正電位、負電位或交變電位訊號。
20. 如申請專利範圍第15項所述之生物辨識裝置，其中，該複數個選擇開關將一第二偏向訊號交連至該第二偏向電極組，該第二偏向訊號係為零電位、正電位、負電位或交變電位訊號。
21. 如申請專利範圍第16項所述之生物辨識裝置，其中，該複數個選擇開關將一第三偏向訊號交連至該第三偏向電極組，該第三偏向訊號係為零電位、正電位、負電位或交變電位訊號。
22. 如申請專利範圍第1項所述之生物辨識裝置，其更包含一保護層，其位於該電極層背對該基板之一側。