CN101364155B - 具有指纹辨识功能的触控式面板及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明披露一种具有指纹辨识功能的触控式面板，包含触控层以及指纹感应层。触控层用以检测手指所指示的特定位置。指纹感应层设置于触控层下方，包含储存单元、多个接收模块、多个传送模块以及控制模块。储存单元用以储存对应手指的第一指纹数据。每一接收模块分别与传送模块的其中之一对应配置。根据手指在触控层上所指示的特定位置，传送模块的其中之一传送出信号，且信号经由手指反射至对应的接收模块。控制模块用以将接收模块所接收的信号转换为第二指纹数据，并且辨识第二指纹数据是否为储存于储存单元中的第一指纹数据。

Description

具有指纹辨识功能的触控式面板及电子装置
技术领域
本发明涉及一种触控式面板，且特别是涉及一种具有指纹辨识功能的触控式面板。
背景技术
如果电子装置需要认证使用者，一般作法为设定特定密码。使用者必须输入正确的密码，认证成功后电子装置才可被使用。近年来，利用指纹辨识装置来辨识使用者的电子装置越来越多。因为指纹具有相当高的单一性，亦即，只需要让指纹辨识装置记录使用者的指纹，使用者无须记住特定密码，因而免于密码被偷窃或破解的风险。
此外，触控式面板的应用已经相当普遍，例如平板式计算机(tablet PC)或银行ATM机台等。若使用者可直接利用触控式面板做指纹辨识，对使用者而言将会更加方便。然而，目前的触控式面板都不具备指纹辨识功能。
因此，本发明的目的在于提供一种具有指纹辨识功能的触控式面板及电子装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种触控式面板(touch panel)，具有指纹辨识的功能。
根据一较佳具体实施例，本发明的触控式面板包含触控层(touch layer)以及指纹感应层(fingerprint sensing layer)。触控层用以检测手指(finger)所指示的特定位置。指纹感应层设置于触控层下方，包含储存单元(storage unit)、多个接收模块(receiving module)、多个传送模块(transmitting module)以及控制模块。
在此实施例中，储存单元用以储存对应手指的第一指纹数据(fingerprint data)。每一接收模块分别与传送模块的其中之一对应配置。根据手指在触控层上所指示的特定位置，传送模块的其中之一传送出信号，且信号经由手指反射至对应的接收模块。控制模块用以将接收模块所接收的信号转换为第二指纹数据，并且辨识第二指纹数据是否为储存于储存单元中的第一指纹数据。
如上所述，本发明将指纹感应层内嵌于触控式面板，使得使用者可直接利用触控式面板做指纹辨识。因此，不需于电子装置中额外安装指纹辨识装置，进而缩小硬件体积，且对使用者而言，更加方便。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
附图说明
图1示出了根据本发明一较佳具体实施例的触控式面板的示意图。
图2示出了图1中触控式面板的功能方块图。
图3示出了接收模块以及传送模块的配置示意图。
图4A示出了图中触控层与指纹感应层的作用关系的示意图。
图4B示出了图4A的俯视图。
图5A示出了图4A的接收模块所接收的信号(光)强度变化示意图。
图5B示出了图4A的接收模块所接收的信号(超音波)强度变化示意图。
图6示出了两个信号被传送、接收的示意图。
图7示出了根据本发明另一较佳具体实施例的电子装置的功能方块图。
附图符号说明
2：         电子装置        5：         手指
22：        处理单元        30A、30B：  信号
10、20：    触控式面板      100、200：  触控层
102、202：  指纹感应层      104、204：  显示层
1000、2000：保护层          1002、2002：位置感应层
1022、222： 控制模块        1024、224： 储存单元
1020、1020A、1020B、2020：接收模块
1026、1026A、1026B、2026：传送模块
10200、20200：可变增益放大器
10202、20202：控制电路
102020、202020：模拟数字转换器
FF：第一指纹数据               I1、I2：强度
D1、D1′、D2、D2′、d：距离    PB：面板外缘
CO：对应数据                   θ1、θ2：垂直角度
具体实施方式
请参考图1以及图2，图1示出了根据本发明一较佳具体实施例的触控式面板10的示意图。触控式面板10也可为一触控式屏幕。图2示出了图1中触控式面板10的功能方块图。如图1所示，触控式面板10包含触控层100、指纹感应层102以及显示层104。如图2所示，触控层100包含保护层1000以及位置感应层1002。指纹感应层102包含多个接收模块1020、控制模块1022、储存单元1024以及多个传送模块1026。接收模块1020包含可变增益放大器(Variable Gain Amplifier，VGA)10200及一控制电路10202，该控制电路10202用以控制可变增益放大器10200的增益值并包含模拟数字转换器102020。
在此实施例中，手指5再触控层100的保护层1000上指示特定位置。位置感应层1002可为电阻式感应层或电容式感应层，且设置于保护层1000下方，用以检测手指5所指示的特定位置。保护层1000用以保护触控式面板10的表面，显示层104包括液晶模块(LCM)等硬件，位置感应层1002的作用原理可被本领域技术人员轻易实现，在此不再赘述。
每一接收模块1020分别与传送模块1026的其中之一对应配置。储存单元1024储存对应手指5的第一指纹数据FF以及一对应数据CO，对应数据CO例如为一对照表，用以对应触控式面板10上的一触控位置与其对应的传送模块1026与接收模块1020。可变增益放大器10200用以动态放大所接收的信号，模拟数字转换器102020用以将所接收的信号转换为数字信号。
请参考图3以及图4A，图3示出了接收模块1020及传送模块1026的配置示意图，图4A示出了图1中触控层100与指纹感应层102的作用关系的示意图。如图3所示，每一接收模块1020分别与传送模块1026的其中之一对应配置。此外，每一接收模块1020以及每一传送模块1026可转动地设置于指纹感应层102的周围。
如图1及图4A所示，手指5所指示的触控位置经由触控层100的位置感应层1002感应后，根据储存单元1024所储存的对应数据CO，该触控位置所对应的传送模块(例如传送模块1026)与接收模块(例如接收模块1020)的信息将会被传送至控制模块1022，控制模块1022进而控制传送模块1026传送出信号(例如光或超音波)至该触控位置，如此传送模块1026可传送信号到手指5所指示的任意位置，再经由手指反射至对应的接收模块1020。之后，控制模块1022将接收模块1020所接收的信号转换为第二指纹数据，并且辨识第二指纹数据是否为储存于储存单元1024中的第一指纹数据FF。
需注意的是，接收模块1020以及传送模块1026的数量可根据实际应用而配置；此外，该传送模块1026与接收模块1020的转动角度并不限于如图4A中的垂直方向角度θ1及θ2，也包括水平方向的角度(未显示)。
请参考图4A及图5A，图5A示出了图4A的接收模块1020所接收的信号(光)强度变化示意图。当传送模块1026所传送的信号为光时，其信号强度如图5A所示。I2为可用以辨识的最低信号强度。如图4A所示，手指与接收模块1020的水平距离为d。如图5A所示，当d等于D2时，所接收的信号强度为I2。亦即，手指与接收模块1020的距离需小于D2，接收模块1020才能接收到较稳定且较强的信号。因此，触控式面板的较佳辨识范围，距离边缘不大于D2的区域。为了增加较佳辨识范围，可利用接收模块1020的可变增益放大器10200(示于图2)放大所接收的信号强度。可变增益放大器10200(示于图2)可放大的最低信号强度为I1。因此，较佳辨识范围可增大为距离边缘不大于D1的区域。
请参考图5A及图4B，图4B示出了图4A的俯视图，若不具备可变增益放大器10200(示于图2)，手指5距离接收模块1020(即面板外缘PB)的距离不大于D2时具有较佳辨识范围；若具备可变增益放大器10200(示于图2)，手指5距离接收模块(即面板外缘PB)1020的距离不大于D1时具有较佳辨识范围，而D1大于D2。
请参考图5B，图5B示出了图4A的接收模块1020所接收的信号(超音波)强度变化示意图。当传送模块1026所传送的信号为超音波时，其信号强度如图5B所示。虽然超过可用以辨识的信号强度I2不只有一个区域，但稳定且较佳辨识范围距离边缘不大于D2′的区域。此外，利用接收模块1020的可变增益放大器10200，可将稳定且较佳辨识范围增大为距离边缘不大于D1′的区域。请参考图6，图6示出了两个信号被传送、接收的示意图。如图6所示，当手指5指示一位置，且传送模块1026A、1026B都传送出信号到手指5所指示的位置，反射的信号30A、30B分别由对应的接收模块1020A、1020B所接收。控制模块1022(示于图2)将由反射的信号30A、30B中选择强度较强的信号(假设为信号30A)，进而将信号30A转换为第二指纹数据(未显示)且与第一指纹数据FF(示于图2)比对。如果比对成功，控制模块1022将不转换信号30B。然而，如果比对失败，控制模块1022接着将30B转换为第二指纹数据继续与第一指纹数据比对。
换言之，当两个以上的接收模块1020收到信号，控制模块1022会先将强度较强的信号转换为第二指纹数据，并且暂存其它强度较弱的信号。若无法比对成功，再一一比对其它强度较弱的信号。
请参考图7，图7示出了根据本发明另一较佳具体实施例的电子装置2的功能方块图。电子装置2包含触控式面板20以及处理单元22。触控式面板20包含触控层200、指纹感应层202以及显示层204。触控层200包含保护层2000以及位置感应层2002。指纹感应层202包含多个接收模块2020以及多个传送模块2026。接收模块2020包含可变增益放大器20200以及控制电路20202，控制电路20202包含模拟数字转换器202020。处理单元22包含控制模块222以及储存单元224。储存单元224储存对应手指的第一指纹数据FF以及对应数据CO。
相较于图2所示的触控式面板10，电子装置2的触控式面板20只用于接收以及传送信号，指纹数据的比对在处理单元22的控制模块222进行。换言之，控制模块222以及储存单元224包含在电子装置2的处理单元22内，并非包含在触控式面板20内。
相较于现有技术，本发明将指纹感应层内嵌于触控式面板，使得使用者可直接利用触控式面板做指纹辨识。因此，不需在电子装置中额外安装指纹辨识装置，进而缩小硬件体积，且对使用者而言，更加方便。
通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所披露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明的权利要求范围之内。因此，本发明的权利要求应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (20)

1.一种触控式面板，包含：
一触控层，用以检测一手指所指示的一特定位置；
一指纹感应层，设置于该触控层下方，该指纹感应层包含：
一储存单元，用以储存一对应该手指的第一指纹数据；
多个接收模块；
多个传送模块，每一所述接收模块分别与所述传送模块的其中之一对应配置，根据该特定位置，所述传送模块的至少其中之一传送出信号，且该信号经由该手指反射至对应的该接收模块；以及
一控制模块，用以将该接收模块所接收的该信号转换为一第二指纹数据，并且辨识该第二指纹数据是否为该第一指纹数据，
其中，所述接收模块以及所述传送模块可转动地设置于该指纹感应层的周围。
2.如权利要求1所述的触控式面板，其中该触控层包含：
一保护层，该手指在该保护层上指示该特定位置；以及
一位置感应层，设置于该保护层下方，用以检测该特定位置。
3.如权利要求2所述的触控式面板，其中该位置感应层为一电阻式感应层或一电容式感应层。
4.如权利要求1所述的触控式面板，其中该传送模块所传送的该信号为光或超音波。
5.如权利要求1所述的触控式面板，其中该储存单元进一步包含一对应数据，该对应数据用以对应该特定位置与其对应的该传送模块及该接收模块。
6.如权利要求1所述的触控式面板，其中该接收模块还包含一可变增益放大器，用以放大所接收的该信号。
7.如权利要求6所述的触控式面板，其中该手指所指示的该特定位置限定于该触控式面板外缘，以获取较佳的辨识。
8.如权利要求1所述的触控式面板，其中该接收模块还包含一控制电路，并且该控制电路包含一模拟数字转换器，用以将模拟信号转换为数字信号。
9.如权利要求1所述的触控式面板，进一步包含一显示层，设置于该指纹感应层下方。
10.如权利要求1所述的触控式面板，其中根据该特定位置，其中至少两个所述传送模块的每一个传送模块分别传送出该信号，且所述信号经由该手指反射至对应的所述接收模块，该控制模块将强度较强的信号转换为该第二指纹数据，并在辨识不成功时，继续转换其他强度较弱的信号。
11.一种电子装置，包含：
一触控式面板，包含：
一触控层，用以检测一手指所指示的一特定位置；
一指纹感应层，设置于该触控层下方，该指纹感应层包含：
多个接收模块；
多个传送模块，每一所述接收模块分别与所述传送模块的其中之一对应配置，根据该特定位置，所述传送模块的至少其中之一传送出信号，且该信号经由该手指反射至对应的该接收模块；以及
一处理单元，包含：
一储存单元，用以储存一对应该手指的第一指纹数据；
一控制模块，用以将该接收模块所接收的该信号转换为一第二指纹数据，并且辨识该第二指纹数据是否为该第一指纹数据。
其中，所述接收模块以及所述传送模块可转动地设置于该指纹感应层的周围。
12.如权利要求11所述的电子装置，其中该触控层包含：
一保护层，该手指在该保护层上指示该特定位置；以及
一位置感应层，设置在该保护层下方，用以检测该特定位置。
13.如权利要求12所述的电子装置，其中该位置感应层为一电阻式感应层或一电容式感应层。
14.如权利要求11所述的电子装置，其中该传送器所传送的该信号为光或超音波。
15.如权利要求11所述的触控式面板，其中该储存单元还进一步包含一对应数据，该对应数据用以对应该特定位置与其对应的该传送模块及该接收模块。
16.如权利要求11所述的电子装置，其中该接收模块还包含一可变增益放大器，用以放大所接收的该信号。
17.如权利要求16所述的触控式面板，其中该手指所指示的该特定位置限定于该触控式面板外缘，以获取较佳的辨识。
18.如权利要求11所述的电子装置，其中该接收模块还包含一控制电路，并且该控制电路包含一数字模拟转换器，用以将模拟信号转换为数字信号。
19.如权利要求11所述的电子装置，其中该触控式面板还包含一显示层，设置于该指纹感应层下方。
20.如权利要求11所述的电子装置，其中根据该特定位置，其中至少两个所述传送模块的每一个传送模块分别传送出该信号，且所述信号经由该手指反射至对应的所述接收模块，该控制模块将强度较强的信号转换为该第二指纹数据，并在辨识不成功时，继续转换其他强度较弱的信号。
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