CN107808112A - 皮纹识别装置及其识别方法 - Google Patents

Abstract

一种皮纹识别装置及其识别方法。皮纹识别装置包括切换电路、信号源以及多个传感器，信号源通过阻抗元件选择性地连接传感器。切换电路切换至少一个传感器连接至阻抗元件，并将其余的传感器连接至信号源的接地端。皮纹识别装置依据连接至阻抗元件的传感器响应信号源的参考信号所产生的感测信号来识别皮纹。

Description

皮纹识别装置及其识别方法

技术领域

本发明是有关于一种识别装置，且特别是有关于一种皮纹识别装置及其识别方法。

背景技术

在现在的电子产品里，越来越多的装置具有指纹识别的功能，例如手机、平板计算机。指纹识别的应用越来越广泛，例如可用以识别使用者身份。在检测指纹凹凸变化时，其所产生的电容值很小，因此当有寄生电容存在，或是人体跟指纹检测芯片不共地的情况下，将会造成所要检测的指纹电容值严重衰减，而导致指纹识别困难。一般来说，为了解决此问题，可在手机上配置一个具有与内部指纹检测芯片相同接地电位的铜环，当使用者进行指纹识别时，会同时接触到传感器与铜环，而使感测电容的一端与内部指纹检测芯片具有相同的接地电位，避免感测电容有一端浮接的情形出现，进而增加指纹识别度。

发明内容

本发明提供一种皮纹识别装置及其识别方法，在不须配置铜环的情形下，仍可准确地进行指纹识别。

本发明的皮纹识别装置包括多个传感器、切换电路以及信号源。传感器用以检测皮纹。切换电路耦接传感器与信号源的接地端。信号源通过阻抗元件耦接至切换电路，信号源产生参考信号。切换电路切换至少一个传感器连接至阻抗元件，并切换其余的传感器连接至接地端，上述至少一个传感器响应参考信号而产生感测信号，皮纹识别装置依据感测信号来识别皮纹。

在本发明的实施例中，上述的切换电路轮流地将传感器切换连接至阻抗元件，并将未被切换连接至阻抗元件的其余传感器切换连接至接地端。

在本发明的实施例中，其中当感测对象触碰上述多个传感器时，上述至少一个传感器所对应的感测电容通过感测对象与其余的传感器所对应的感测电容串接于阻抗元件与该接地端之间。

在本发明的实施例中，上述的感测对象为手指。

在本发明的实施例中，上述的皮纹识别装置还包括处理电路，其耦接阻抗元件与切换电路，将感测信号转换成感测信息。

在本发明的实施例中，上述的处理电路包括放大器与模拟-数字转换电路。放大器耦接阻抗元件，放大感测信号。模拟-数字转换电路耦接放大器，并将放大后的感测信号转换成感测信息。

在本发明的实施例中，上述各传感器包括感测电极。

本发明还提供一种皮纹识别装置的皮纹识别方法，其中皮纹识别装置包括信号源以及多个传感器，信号源通过阻抗元件选择性地连接传感器，皮纹识别装置的皮纹识别方法包括下列步骤。切换至少一个传感器连接至阻抗元件。切换其余的传感器连接至信号源的接地端。依据上述至少一个传感器响应参考信号所产生的感测信号来识别皮纹。

在本发明的实施例中，上述的皮纹识别装置的皮纹识别方法包括，轮流地将传感器切换连接至阻抗元件。

在本发明的实施例中，上述的皮纹识别装置的皮纹识别方法包括，其中当感测对象触碰上述多个传感器时，上述至少一个传感器所对应的感测电容通过感测对象与其余的传感器所对应的感测电容串接于阻抗元件与接地端之间。

基于上述，本发明实施例的皮纹识别装置通过切换至少一个传感器连接至阻抗元件，并切换其余的传感器连接至信号源的接地端，以使与阻抗元件连接的传感器可响应信号源提供的参考信号而在阻抗元件上产生感测信号，在不配置铜环的情形下仍可达到使感测电容与信号源具有共同接地的效果，从而可准确地进行指纹识别。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明实施例的皮纹识别装置的示意图。

图2是依照本发明的实施例的皮纹识别装置的等效电路示意图。

图3是依照本发明的实施例的皮纹识别装置的识别方法的流程示意图。

附图符号说明

102：传感器

104：切换电路

106：信号源

108：阻抗元件

110：处理电路

112：感测对象

202：放大器

204：模拟-数字转换电路

Cf、Cf0：感测电容

S302～S306：皮纹识别装置的识别方法步骤

具体实施方式

图1是依照本发明的实施例的皮纹识别装置的示意图，请参照图1。皮纹识别装置包括多个传感器102、切换电路104、信号源106以及处理电路110，其中切换电路104耦接各个传感器102以及处理电路110，信号源106通过阻抗元件108耦接切换电路104以及处理电路110，其中阻抗元件108可例如为电阻元件或是电路导线的等效电阻，然而不以此为限。

传感器102用以检测感测对象112，例如手指的指纹，然而不以此为限，其也可例如检测其它部位的皮纹，传感器102可包括感测电极，传感器102的感测电极可形成感测阵列，以界定出感测区进行皮纹的感测识别。信号源106可产生参考信号，以使传感器102响应参考信号而产生感测信号。当感测对象112触碰传感器102进行皮纹识别时，切换电路104可切换至少一个传感器102连接至阻抗元件108，并切换其余的传感器连接至信号源106的接地端，其中接地端连接至接地电压。在此情形下，信号源106提供的参考信号可通过阻抗元件108被传送至与阻抗元件108连接的传感器102，使与阻抗元件108连接的传感器102可响应参考信号而产生感测信号，以使皮纹识别装置可依据感测信号来识别皮纹。例如处理电路110可将感测信号转换成感测信息，以进行皮纹识别。

图2是依照本发明的实施例的皮纹识别装置的等效电路示意图，请参照图2。进一步来说，当感测对象112(例如手指)触碰传感器102进行皮纹识别时，各个传感器102与感测对象112间产生感测电容Cf。在本实施例中，仅一个传感器102被切换电路104切换连接至阻抗元件108，而其余传感器102被切换连接至信号源106的接地端，其中被切换连接至信号源106的接地端的传感器102所对应的感测电容Cf间为并联的连接关系，其可等效为图2所示的感测电容Cf0，也就是说，感测电容Cf0的电容值等于被切换连接至信号源106的接地端的传感器102所对应的感测电容Cf的总和。

如图2所示，被切换连接至阻抗元件108的传感器102所对应的感测电容Cf将通过感测对象112与被切换连接至信号源106的接地端的传感器102所对应的感测电容Cf0串接于阻抗元件108与接地之间，由于感测电容Cf0的电容值远大于感测电容Cf的电容值，因此串联的感测电容Cf0与感测电容Cf的电容值将几乎等于感测电容Cf的电容值。如此一来，在阻抗元件108与感测电容Cf的共同接点上输出的感测信号将会只反应被切换连接至阻抗元件108的传感器102所感测到的电容值，且由于图2的感测电容Cf0与感测电容Cf串接于阻抗元件108与接地之间，因此不会有电容一端浮接的问题，从而可准确地反应出被切换连接至阻抗元件108的传感器102所感测到的电容值。另外，处理电路110在本实施例中可例如包括放大器202与模拟-数字转换电路204，其中放大器202耦接阻抗元件108与模拟-数字转换电路204。放大器202可放大感测信号，而模拟-数字转换电路204则将放大后的感测信号转换成感测信息，以进行皮纹识别。

切换电路104可轮流地将各个传感器102切换连接至阻抗元件108，并同时将未被切换连接至阻抗元件108的其余传感器102切换连接至接地端，以依序地获得各个传感器102所产生的感测信号，进而得到感测阵列上各个位置的电容值变化，从而可准确地得知感测对象的皮纹特征。

图3是依照本发明的实施例的皮纹识别装置的识别方法的流程示意图，请参照图3。由上述实施例可知，皮纹识别装置的识别方法可包括下列步骤。首先，切换至少一个传感器连接至阻抗元件，以通过阻抗元件连接信号源(步骤S302)。接着，切换其余的传感器连接至该信号源的接地端(步骤S304)。然后再依据连接至阻抗元件的传感器响应参考信号所产生的感测信号来识别皮纹(步骤S306)。其中当感测对象触碰传感器时，连接至阻抗元件的传感器所对应的感测电容通过感测对象与其余的传感器所对应的感测电容串接于阻抗元件与接地端之间，如此一来，感测信号将会只反应被切换连接至阻抗元件的传感器所感测到的电容值，且不会有电容一端浮接的问题，从而可准确地反应出被切换连接至阻抗元件的传感器所感测到的电容值。通过轮流地将传感器切换连接至阻抗元件，并同时将未被切换连接至阻抗元件的其余传感器切换连接至接地端，即可依序地获得各个传感器所产生的感测信号，进而准确地得知感测对象的皮纹特征。

综上所述，本发明的实施例的皮纹识别装置通过切换至少一个传感器连接至阻抗元件，并切换其余的传感器连接至信号源的接地端，以使与阻抗元件连接的传感器可响应信号源提供的参考信号而在阻抗元件上产生感测信号。如此在不配置铜环的情形下仍可达到使感测电容与信号源具有共同接地的效果，而不会有电容一端浮接的问题，因此可准确地进行指纹识别。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以所附权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种皮纹识别装置，包括：

多个传感器，检测皮纹；

切换电路，耦接该多个传感器，

信号源，通过阻抗元件耦接至该切换电路，具有接地端，该切换电路耦接该接地端，该信号源产生参考信号，该切换电路切换至少一个传感器连接至该阻抗元件，并切换其余的传感器连接至该接地端，该至少一个传感器响应该参考信号而产生感测信号，该皮纹识别装置依据该感测信号来识别该皮纹。

2.如权利要求1所述的皮纹识别装置，其中该切换电路轮流地将该多个传感器切换连接至该阻抗元件，并将未被切换连接至该阻抗元件的其余传感器切换连接至该接地端。

3.如权利要求1所述的皮纹识别装置，其中当感测对象触碰该多个传感器时，该至少一个传感器所对应的感测电容通过该感测对象与其余的传感器所对应的感测电容串接于该阻抗元件与该接地端之间。

4.如权利要求3所述的皮纹识别装置，其中该感测对象为手指。

5.如权利要求1所述的皮纹识别装置，还包括：

处理电路，耦接该阻抗元件与该切换电路，将该感测信号转换成感测信息。

6.如权利要求5所述的皮纹识别装置，其中该处理电路包括：

放大器，耦接该阻抗元件，放大该感测信号；以及

模拟-数字转换电路，耦接该放大器，并将放大后的该感测信号转换成该感测信息。

7.如权利要求1所述的皮纹识别装置，其中各该传感器包括感测电极。

8.一种皮纹识别装置的皮纹识别方法，其中该皮纹识别装置包括信号源以及多个传感器，该信号源通过阻抗元件选择性地连接该多个传感器，该皮纹识别装置的皮纹识别方法包括：

切换至少一个传感器连接至该阻抗元件；

切换其余的传感器连接至该信号源的接地端；

依据该至少一个传感器响应该参考信号所产生的感测信号来识别该皮纹。

9.如权利要求8所述的皮纹识别装置的皮纹识别方法，包括：

轮流地将该多个传感器切换连接至该阻抗元件。

10.如权利要求8所述的皮纹识别装置的皮纹识别方法，其中当感测对象触碰该多个传感器时，该至少一个传感器所对应的感测电容通过该感测对象与其余的传感器所对应的感测电容串接于该阻抗元件与该接地端之间。