TWM516194U - 多指指紋辨識裝置及具有多指指紋辨識功能之電子裝置 - Google Patents

Description

多指指紋辨識裝置及具有多指指紋辨識功能之電子裝置

本創作係有關於一指紋辨識裝置，更有關於一多指指紋辨識裝置、具有多指指紋辨識功能之電子裝置及其操作方法。

由於電子商務的興起，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。

習知之指紋辨識方法多為一人一指之辨識認證，其在安全性及防偽功能稍嫌不足；尤其是在涉及國防安全、特殊地點門禁，敏感設備啟動，大額鉅款支付交易等之身份識別認證，若能同時作單人多指或同時兩人以上的指紋辨識之身份認證在安全性有更妥適之保障，更甚者配合持握手勢順序組成之手勢密碼自可使防偽機制更臻完善。

本創作之目的主要係在揭露一種同時認證兩指以上指紋之單人或多人指紋認證裝置，俾便巨幅提高身份辯識認證之安全性門檻。

為了達成上述目的，本創作提供一多指指紋辨識裝置，包含: 一機殼；至少一個多指指紋感測器，設置在該機殼上，該至少一個多指指紋感測器有一感應電極矩陣，且該感應電極矩陣的至少一個邊的長度不小於2公分，以提供至少兩個手指同時感應。

再者，本創作亦提供一種具有多指指紋辨識功能之電子裝置，包含：一機殼；至少一個多指指紋感測器，設置在該機殼上，該至少一個多指指紋感測器有一感應電極矩陣，且該感應電極矩陣的之至少一個邊的長度不小於2公分，以提供至少兩個手指同時感應； 一處理單元，電性連接到該多指指紋感測器；一顯示面板，電性連接到該處理單元。

本創作之目的主要係在揭露一種同時認證兩指以上指紋之單人或多人指紋認證裝置，俾便巨幅提高身份辯識認證之安全性門檻。

再者，藉由多指指紋辨識，亦可以提供電子裝置之手勢操作。

圖1係本創作之多指指紋辨識裝置2之示意圖，此多指指紋辨識裝置2具有一機殼11及位於此機殼上之一多指指紋感測器20。如此圖所示，依據一種實施方式，此多指指紋感測器20具有一指紋感測基板22、位於該指紋感測基板22上之一指紋感測電路200及一感應電極矩陣210，此感應電極矩陣210包含複數個感應電極212。此多指指紋感測器20另外包含位於指紋感測基板22上之複數個選擇開關220及複數條走線222，藉由該些選擇開關220及複數條走線222，此指紋感測電路200可選擇性地選取來自複數個選擇開關220其中之一或多個的感測訊號，以利進行指紋感測。此外，在本創作之其它可能實施例中，該指紋感測電路200係佈植於該指紋感測基板22以外的軟性或硬質電路板上，並經由軟性電路板電氣連接至該多指指紋感測器20之指紋感測基板22。該指紋感測電路200可對應至單一個指紋感測器或對應連接至多個指紋感測器。換言之，在此實施方式中，多指指紋感測器20不包含指紋感測電路200，且此指紋感測電路200可設置在另一電子元件之中，而與多指指紋感測器20有不同之基板。

要解決感應電極矩陣210之複數個感應電極212間的互相干擾，本創作可使用創作人於2014年8月6日所申請之專利申請案號103213948的技術。亦即複數個感應電極係位於一基板之一側的表面，且每一感應電極有對應的一資料讀出選擇元件（亦即本創作之選擇開關220）及至少一個參考電壓選擇元件。資料讀出選擇元件的第一端點連接至對應的感應電極，其第二端點連接至對應的資料讀出選擇走線。參考電壓選擇元件的第一端點連接至對應的資料讀出選擇元件之第一端點，其第二端點連接至對應的參考電壓選擇走線。控制單元（亦即本創作之指紋感測電路200）藉由複數個資料讀出選擇元件、複數條資料讀出選擇走線、複數個參考電壓選擇元件及複數條參考電壓選擇走線，將複數個感應電極分為至少一感測區域及至少一非感測區域。再者，藉由選擇性地選取複數個感應電極212其中一個進行對應感測訊號讀取，即可避免感應電極矩陣210之複數個感應電極212間的互相干擾。

再者，於上述之多指指紋感測器20中，指紋感應電極矩陣210之感應面積可提供至少兩個手指同時感應。例如此指紋感應電極矩陣210之至少一個邊的長度L不小於2公分，以利多指感測。於上述之多指指紋感測器20中，指紋感測電路200可為一自電容偵測電路；指紋感測基板22係一高分子基板，玻璃基板，金屬基板。複數個感應電極212的每一個可為多邊形、圓形、橢圓形、矩形、菱形或方形。該複數個感應電極212的每一個係金屬導電材料。該金屬導電材料係為下列其中之一：鉻、鋇、鋁、銀、銅、鈦、鎳、鉭、鈷、鎢、鎂、鈣、鉀、鋰、銦、及其合金。該些選擇開關220係薄膜電晶體或CMOS電晶體開關。

參見本案圖2，係說明本創作一實施例之具有多指指紋辨識功能之電子裝置10之示意圖。此具有多指指紋辨識功能之電子裝置10具有一機殼11，該機殼11包含一下機殼150與一透明保護層之上機殼110，圖1所示之多指指紋感測器20例如可佈植於該上機殼110，該具有多指指紋辨識功能之電子裝置10更包含一顯示面板120、一處理單元100、，其中，電子裝置10之處理單元100係用以控制電子裝置10(例如一行動裝置、一平板電腦、一媒體播放裝置、一行車控制器、一門禁控制器或是一遠端遙控器)功能運作之電路，係由電路板、積體電路、及電子元件等所構成，該上機殼110與該下機壳150係容置該顯示面板120、多指指紋感測器20、及處理單元100，且使該顯示面板120及多指指紋感測器20透過該透明上機殼110而顯示於使用者，以供使用者觀看行動裝置之資訊及操作該行動裝置。

該顯示面板120用以顯示該行動裝置之相關資訊。該上機殼110一表面貼合於該顯示面板120，以保護該顯示面板120。該上機殼110為一透明保護玻璃。該多指指紋感測器20貼合於該上機殼110之該表面，以進行一使用者指紋偵測。此指紋感測器20具有一指紋感測基板22、位於指紋感測基板上之一指紋感測電路200及一感應電極矩陣210。復參見圖1，此感應電極矩陣210包含複數個感應電極212。此多指指紋感測器20另外包含位於指紋感測基板22上之複數個選擇開關220及複數條走線222，藉由該些選擇開關220及複數條走線222，此指紋感測電路200可選擇性地選取來自複數個選擇開關220其中之一或多個的感測訊號，以利進行指紋感測。再者，此指紋感測器20可將指紋感測結果傳送至處理單元100以進行此行動裝置之功能控制（詳見後述）。

在本創作的其它可能實施例中，該多指指紋感測器20亦可佈植於該下機殼150之底面或側面，更可於上機殼110或/與下機殼同時佈植複數個多指指紋感測器20，且該指紋感測電路200可另佈植於其它軟性或硬質電路板，或將指紋感測電路200整合於該處理單元100，並經軟性排線連接至上述複數個多指指紋感測器20，俾便多指指紋、掌紋之辨識或多指手勢之操作。

該指紋感測基板22之材質可為高分子薄膜之軟性基板。該複數個感應電極212位於該指紋感測基板22之一表面，並貼合於該透明上機殼110，以偵測該使用者指紋，而產生一指紋圖像(fingerprint image)。該指紋感測電路200位於該指紋感測基板22之該表面，貼合於該透明上機殼110，並電氣連接至該複數個感應電極212，以分辨該複數個感應電極212所產生的微量雜散電容值改變。其中，該指紋感測電路200係一微量阻抗變化檢測器，例如可參見本創作可使用創作人於2014年8月25日所申請之專利申請案號103215145的技術。

藉由接收多指指紋感測器20所傳送過來的多指指紋訊號，此電子裝置10之處理單元100可進行操作者之指紋比對及/或手勢判斷，而開啟各個特定之功能，如開機、費用支付、撥打電話、畫面翻頁、音量調整、亮度調整、轉換播放頻道、門禁管制之允過或禁閉、啟動機械之動力或啟動特定應用程式等功能。

參見圖3A-3C所示，為依據本創作一實施例之電子裝置之多指操作方法示意圖，本創作之操作方法係在圖2所示之具有多指指紋辨識功能之電子裝置10執行。如圖3A所示，此電子裝置10例如為一智慧手機，且具有長方形機殼，於機殼的兩個長邊處分別設有第一指紋感測器R1及第二指紋感測器R2，其中第一指紋感測器R1為多指指紋感測器，例如可包含圖1之感應電極矩陣210，換言之，此第一指紋感測器R1之感應電極矩陣的長度不小於2公分，以利多指操作。如圖3A所示，於操作開始之第一時間點t1，使用者之拇指係按住第二指紋感測器R2，而其餘四指係按壓在第一指紋感測器R1。而於隨後之第二時間點t2，使用者之小指係離開第一指紋感測器R1。由於電子裝置10之多指指紋感測器20可接收多指指紋訊號，且電子裝置10之處理單元100可接收多指指紋訊號之感測結果並進一步判斷(1) 操作者是否為電子裝置10認證之使用者；(2) 使用者之操作手勢；並藉由上述判斷進行電子裝置10之功能操作。

以圖3A-3B為例，若電子裝置10由第一指紋感測器R1及第二指紋感測器R2所接收之指紋訊號判斷操作者非認證之使用者，則不會進行進一步之操作，也可以顯示操作錯誤訊息。若電子裝置10由第一指紋感測器R1及第二指紋感測器R2所接收之指紋訊號判斷操作者係認證之使用者，則進一步判斷使用者之操作手勢。由於從圖3A-3B所示範例中，操作者手勢有變化，電子裝置10之處理單元100可由手勢變化的態樣進行對應處理，例如若放開一指的按壓可以代表解鎖（由圖3A-3B）。再者，若電子裝置10判斷操作者係認證之使用者，則進一步判斷使用者操作手勢連續變化而進行對應處理。例如若一使用者被歹徒挾持而強迫做智慧手機操作，則使用者可以進行如圖3A-3C所示之手勢連續變化，亦即先以五指按壓後，隨後放開一指（例如圖3B所示）表示對智慧手機解鎖；隨後再放開另外一指(例如圖3C所示)，則電子裝置10之處理單元100可由手勢變化的態樣判斷係撥出緊急求救電話。另外，在已經解鎖之狀況下，電子裝置10之處理單元100可由特定手勢（例如圖3C所示）而撥出緊急求救電話，而在歹徒不知覺之狀況下向外求救。

如圖4所示，為依據本創作另一實施方式之電子裝置10配置，此電子裝置10具有在機身的兩個長邊處分別設立之第一指紋感測器R1及第二指紋感測器R2，其中第一指紋感測器R1及第二指紋感測器R2都為多指指紋感測器，例如可包含圖1之感應電極矩陣210。圖4之電子裝置10有利於不同慣用手（左撇子或是右撇子）的使用者使用。

如圖5所示，為依據本創作另一實施方式之電子裝置10配置，此電子裝置10具有在僅在機身的一個長邊處設立之第一指紋感測器R1，其中第一指紋感測器R1為多指指紋感測器，例如可包含圖1之感應電極矩陣210，也可以達成多指指紋辨識及手勢操作功效。

如圖6所示，為依據本創作另一實施方式之電子裝置10配置，此電子裝置10具有在電子裝置10之顯示區處（對應顯示面板120）之第一指紋感測器R1，此第一指紋感測器R1為多指指紋感測器，例如可包含圖1之感應電極矩陣210。於此實施例中，該指紋感測器R1之感應電極矩陣的感應電極係由透明導電材料如氧化銦錫所製作，且該複數條走線與開關電路係佈植於該顯示螢幕的薄膜電晶體與閘極線及資料線之相對應位置處，以不影響透光率；於圖6實施例之指紋感測器R1更可兼具觸控操作功能。

如圖7所示，為依據本創作另一實施方式之電子裝置10配置，此電子裝置10具有在電子裝置10之非顯示區處（對應顯示面板120之外）之第一指紋感測器R1，此第一指紋感測器R1為多指指紋感測器，例如可包含圖1之感應電極矩陣210。此外，此第一指紋感測器R1也可設置在顯示區背面的機殼處，以提供掌紋辨識。

綜上所述，本創作可以達成下列功效：

1. 藉由提供具有較寬（例如不小於2公分）之感測電極矩陣的指紋感測器，可提供多指指紋偵測，可巨幅提高身份辯識認證之安全性門檻。

2. 藉由多指指紋辨識，亦可以提供電子裝置之手勢操作

惟，以上所述，僅為本創作作較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本創作之特徵並不侷限於此，並非用以限制本創作，本創作之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本創作申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本創作之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本創作之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

2‧‧‧多指指紋辨識裝置

20‧‧‧多指指紋感測器

22‧‧‧指紋感測基板

200‧‧‧指紋感測電路

210‧‧‧感應電極矩陣

212‧‧‧感應電極

220‧‧‧選擇開關

222‧‧‧走線

L‧‧‧長度

10‧‧‧電子裝置

11‧‧‧機殼

100‧‧‧處理單元

110‧‧‧上機殼

120‧‧‧顯示面板

150‧‧‧下機殼

R1‧‧‧第一指紋感測器

R2‧‧‧第二指紋感測器

圖1係本創作之多指指紋辨識裝置之示意圖。

圖2係說明本創作之具有多指指紋辨識功能之電子裝置之示意圖。

圖3A-3C所示為依據本創作一實施例之電子裝置之多指操作方法示意圖。

圖4-圖7為依據本創作其餘實施例之電子裝置示意圖。

10‧‧‧電子裝置

R1‧‧‧第一指紋感測器

R2‧‧‧第二指紋感測器

Claims (13)

1. 一種多指指紋辨識裝置，包含：一機殼；至少一個多指指紋感測器，設置在該機殼上，該至少一個多指指紋感測器有一感應電極矩陣，且該感應電極矩陣的至少一個邊的長度不小於2公分，以提供至少兩個手指同時感應。
2. 如請求項1所述之多指指紋辨識裝置，更包含至少一個指紋感測電路；且該多指指紋感測器更包含：一指紋感測基板；複數個感應電極，構成該感應電極矩陣；複數個選擇開關；複數條走線，其中該複數個感應電極，複數個選擇開關，與複數條走線係佈植於該指紋感測基板上；該至少一個指紋感測電路，經由該些選擇開關及該些走線而電連接至該些感應電極。
3. 如請求項2所述之多指指紋辨識裝置，其中該指紋感測電路係一自電容偵測電路。
4. 如請求項2所述之多指指紋辨識裝置，其中該指紋感測基板係一高分子基板，玻璃基板，或是金屬基板。
5. 如請求項2所述之多指指紋辨識裝置，其中該些選擇開關係薄膜電晶體或CMOS電晶體開關。
6. 如請求項2所述之多指指紋辨識裝置，其中該些感應電極及該複數條走線係不透明導電金屬材料。
7. 如請求項2所述之多指指紋辨識裝置，其中該些感應電極係透明導電材料。
8. 一種具有多指指紋辨識功能之電子裝置，包含一機殼；至少一個多指指紋感測器，設置在該機殼上，該至少一個多指指紋感測器有一感應電極矩陣，且該感應電極矩陣的之至少一個邊的長度不小於2公分，以提供至少兩個手指同時感應；一處理單元，電性連接到該多指指紋感測器；一顯示面板，電性連接到該處理單元。
9. 如請求項8所述之具有多指指紋辨識功能之電子裝置，更包含至少一個指紋感測電路；且該多指指紋感測器更包含：一指紋感測基板；複數個感應電極，構成該感應電極矩陣；複數個選擇開關；複數條走線，其中該複數個感應電極，複數個選擇開關，與複數條走線係佈植於該指紋感測基板上；該至少一個指紋感測電路，經由該些選擇開關及該些走線而電連接至該些感應電極。
10. 如請求項9所述之具有多指指紋辨識功能之電子裝置，其中該指紋感測電路係一自電容偵測電路。
11. 如請求項8所述之具有多指指紋辨識功能之電子裝置，其中該至少一個多指指紋感測器係設置於該機殼之至少一個側邊，俾便使用者持握時作多指之指紋感測與辨識。
12. 如請求項8所述之具有多指指紋辨識功能之電子裝置，其中至少一個該多指指紋感測器係設置於顯示面板之背面之機殼上，俾作多指指紋或掌紋之感測與辨識。
13. 如請求項8所述之具有多指指紋辨識功能之電子裝置，其中至少一個該多指指紋感測器係設置於顯示面板之非顯示區，俾作多指指紋感測與辨識。