TWI663552B - 低功耗的全屏指紋檢測方法及利用其之指紋檢測系統 - Google Patents

Abstract

一種全屏指紋檢測方法，其包含以下步驟：利用一觸控偵測電路執行一觸控掃描程序以偵測一玻璃蓋板上的至少一手指按壓位置；以及依所述至少一手指按壓位置啟動至少一個光學指紋檢測電路以檢測至少一指紋。

Description

低功耗的全屏指紋檢測方法及利用其之指紋檢測系統

本發明係關於一種全屏指紋檢測方法，特別是關於一種高效率、低功耗的全屏指紋檢測方法。

隨著手機技術的推陳出新及手機用戶需求的不斷提高，為了達到更佳的用戶體驗，增加手機螢幕面積占比，乃至全面屏已成為智慧終端機發展的一大趨勢。但是在傳統的電容式指紋識別架構中，由於電容檢測並無法穿透較厚玻璃，故其仍無法完成去除實體Home(還回原位)鍵的任務。

為去除實體Home鍵，習知已有將光學指紋識別模組置於螢幕下方，以針對螢幕上的特定指紋輸入區域進行光學指紋識別的技術方案。然而，由於顯示幕須能充分透光才可使光學指紋識別模組正常工作，因此，該技術方案會使顯示效果受影響。

為解決上述問題，本領域亟需一新穎的光學指紋檢測架構。

本發明之一目的在於揭露一種全屏指紋檢測方法，其可藉由先以觸控偵測程序偵測一手指按壓位置，再啟動一光學指紋檢測電路以檢測一指紋，以快速地獲取指紋資訊，同時大幅降低整裝置的功耗。

本發明之另一目的在於揭露一種全屏指紋檢測方法，其可在大尺寸的顯示幕上檢測一指紋時，較傳統的全屏指紋檢測方法更快速地獲取指紋資訊，且更節省功耗。

為達前述目的，一種全屏指紋檢測方法乃被提出，其包含以下步驟：

執行一觸控掃描程序以偵測一玻璃蓋板上的至少一手指按壓位置；以及

依所述至少一手指按壓位置啟動至少一個光學指紋檢測電路以檢測至少一指紋。

在一實施例中，所述光學指紋檢測電路包括一光源、一透鏡及一感光陣列，且當所述光學指紋檢測電路被啟動時，其係藉由使該光源的輸出光線在該玻璃蓋板內以全反射的方式傳播而照射到該玻璃蓋板上的一所述手指按壓位置，從而產生承載一所述指紋的資訊的輸出光線，並使該輸出光線經該透鏡聚焦後照射該感光陣列。

在一實施例中，該光源係一可改變輸出光軸方向的光源。

為達前述目的，一種指紋檢測系統乃被提出，其係利用前述之全屏指紋檢測方法而提供一指紋檢測功能。

在一實施例中，所述之指紋檢測系統具有一觸控偵測電路以執行所述觸控掃描程序。

在一實施例中，所述之指紋檢測系統具有一光學指紋檢測電路，其包括一光源、一透鏡及一感光陣列，且當所述光學指紋檢測電路被啟動時，其係藉由使該光源的輸出光線在該玻璃蓋板內以全反射的方式傳播而照射到該玻璃蓋板上的一所述手指按壓位置，從而產生承載一所述指紋的資訊的輸出光線，並使該輸出光線經該透鏡聚焦後照射該感光陣列。

在一實施例中，該光源係一可改變輸出光軸方向的光源。

為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。

為解決先前技術的問題，本發明提出一指紋檢測架構，其係通過在一玻璃蓋板內使入射光線進行多次全反射，而使整個顯示幕的多個區域皆可做為一指紋識別區。請參照圖1，其繪示本發明之一光學指紋檢測裝置之側視圖。如圖1所示，該習知光學指紋檢測裝置包括一玻璃蓋板101、一光源102、一透鏡103及一感光陣列104。

玻璃蓋板101具有相對之一第一表面101a及一第二表面101b，以及相對之一第一側邊101c及一第二側邊101d，其中該第一表面101a係用以提供至少一指紋辨識區101r。

光源102係位於玻璃蓋板101之第一側邊101c。

透鏡103具有一入光面103a及一出光面103b，入光面103a係面對玻璃蓋板101之第二側邊101d。

感光陣列104係面對透鏡103之出光面103b。

圖1之光學指紋檢測裝置的原理在於：當光源102發出的光線通過玻璃蓋板101之第一側邊101c照射到玻璃蓋板101的第一表面101a的一指紋辨識區101r時，該指紋辨識區101r與一手指200的一指紋的多個指紋谷接觸處會使其入射光線反射，然後經多次全反射穿出玻璃蓋板101之第二側邊101d，再通過透鏡103的聚焦作用而照射在感光陣列104上並形成多個亮條紋；而指紋辨識區101r與該指紋的多個指紋脊接觸處則會因接觸面變粗糙而使其入射光線發生漫反射而難以到達感光陣列104，因而在感光陣列104上對應形成多個暗條紋。依此，該光學指紋檢測裝置即可將該指紋的谷、脊資訊轉化為感光陣列104上的明、暗條紋資訊。

另外，由於光源102發出的光線在玻璃蓋板101內可進行多次全反射，因此，通過改變光源102的入射角度（亦即改變全反射的角度），玻璃蓋板101的第一表面101a即可提供多個指紋檢測區域。也就是說，該光學指紋檢測裝置可藉由改變光源102的光軸方向，使光源102的輸出光線在玻璃蓋板101內以全反射的方式行進而傳輸至感光陣列104，而可在一顯示幕上方的多個區域進行一指紋識別作業。

另外，隨著技術的進步與發展，手機顯示幕要求的尺寸越來越大，本發明進一步提出另一光學指紋檢測裝置，其係通過設置多組“光源-透鏡-感光陣列”，以將多個指紋檢測區域聯通而覆蓋整個顯示幕，達到全屏指紋檢測的效果。請參照圖2，其繪示本發明之另一光學指紋檢測裝置之俯視圖。如圖2所示，該光學指紋檢測裝置包括一玻璃蓋板101、4個光源102、4個透鏡103及4個感光陣列104。

玻璃蓋板101具有相對之一第一表面101a及一第二表面(未示於圖中)，以及相對之一第一側邊101c及一第二側邊101d，其中第一表面101a係用以提供複數個指紋辨識區。

4個光源102係位於玻璃蓋板101之第一側邊101c。

4個透鏡103係各與一光源102對應且各具有一入光面103a及一出光面103b，入光面103a係面對玻璃蓋板101之第二側邊101d。

4個感光陣列104係各面對一透鏡103之出光面103b。

於操作時，該光學指紋檢測裝置可依序或同時開啟各光源102，以使各光源102的輸出光線在玻璃蓋板101內以全反射的方式行進而傳輸至一對應的感光陣列104，而可在一顯示幕上方的任一區域進行一指紋識別作業，從而提供一全屏光學指紋識別功能。

然而，隨著手機顯示幕的需求尺寸越來越大，為了覆蓋更大尺寸的顯示幕，需要的“光源-透鏡-感光陣列”就越來越多，致使對指紋資訊的檢測掃描時間變得更長，而所產生的功耗也因而成倍增加。在另一方面，就通常的指紋辨識應用而言，整個顯示幕上待檢測的手指個數不會超過10個，且事實上，在大多數情況下只有一個手指需對其進行辨識。在此情況下，盲目的掃描操作就顯得很沒效率而有很大的改進空間。

為解決上述的問題，本發明進一步提出一智能型的全屏指紋檢測方法。請參照圖3，其繪示本發明之全屏指紋檢測方法之一實施例的流程圖。

如圖3所示，該全屏指紋檢測方法包括：利用一觸控偵測電路執行一觸控掃描程序以偵測一玻璃蓋板上的至少一手指按壓位置(步驟a)；以及依所述至少一手指按壓位置啟動至少一個光學指紋檢測電路以檢測至少一指紋(步驟b)。

在步驟a中所採用的所述觸控偵測電路係由一電阻式觸控偵測電路、一電容式觸控偵測電路、一壓力式觸控偵測電路和一聲波式觸控偵測電路所組成群組所選擇的一種觸控偵測電路。若所述觸控偵測電路未偵測到任何觸控輸入操作，則該全屏指紋檢測方法會重新執行步驟a；若所述觸控偵測電路偵測到至少一觸控輸入操作，則該全屏指紋檢測方法會接著執行步驟b。

在步驟b中所採用的所述光學指紋檢測電路包括一光源、一透鏡及一感光陣列，且當所述光學指紋檢測電路被啟動時，其係藉由使該光源的輸出光線在該玻璃蓋板內以全反射的方式傳播而照射到該玻璃蓋板上的一所述手指按壓位置，從而產生承載一所述指紋的資訊的輸出光線，並使該輸出光線經該透鏡聚焦後照射該感光陣列。在一可能的實施例中，該光源係一可改變輸出光軸方向的光源。

依上述之原理，本發明進一步提出一種全屏指紋檢測系統，其係利用圖3之全屏指紋檢測方法而提供一指紋檢測功能。請參照圖4，其繪示本發明之全屏指紋檢測系統之一實施例俯視圖。如圖4所示，該全屏指紋檢測系統包括一玻璃蓋板101、4個光源102、4個透鏡103、4個感光陣列104及位於玻璃蓋板101下方之一觸控偵測電路(未示於圖中)。該觸控偵測電路可為一電阻式觸控偵測電路、一電容式觸控偵測電路、一壓力式觸控偵測電路或一聲波式觸控偵測電路。由於該些觸控偵測電路均為習知技術，故在此不擬贅述。

玻璃蓋板101具有相對之一第一表面101a及一第二表面(未示於圖中)，以及相對之一第一側邊101c及一第二側邊101d，其中第一表面101a係用以提供複數個指紋辨識區。

4個光源102係位於玻璃蓋板101之第一側邊101c。該光源係一可改變輸出光軸方向的光源。

4個透鏡103係各與一光源102對應且各具有一入光面103a及一出光面103b，入光面103a係面對玻璃蓋板101之第二側邊101d。

4個感光陣列104係各面對一透鏡103之出光面103b。

雖然在此實施例中，具有由4個光源102、4個透鏡103和4個感光陣列104所組成的4個光學指紋檢測電路，但本發明並非以此為限，本發明亦可採用其他數目個光學指紋檢測電路。

當該觸控偵測電路偵測到玻璃蓋板101上的一手指按壓位置(如圖4中所示)而致使編號為2的光學指紋檢測電路被啟動時，該編號為2的光學指紋檢測電路會藉由使編號為2的光源102的輸出光線在玻璃蓋板101內以全反射的方式傳播而照射到玻璃蓋板101上的所述手指按壓位置，從而產生承載一指紋資訊的輸出光線，並使該輸出光線經編號為2的透鏡103聚焦後照射編號為2的感光陣列。

另外，圖4之全屏指紋檢測系統可進一步在玻璃蓋板101的下方設置一顯示器，且該顯示器可為一LCD顯示器、一LED顯示器、一電子紙顯示器或一OLED顯示器。

藉由前述所揭露的設計，本發明乃可提供以下優點：

1.本發明之全屏指紋檢測方法可藉由先以觸控偵測程序偵測一手指按壓位置，再啟動一光學指紋檢測電路以檢測一指紋，以快速地獲取指紋資訊，同時大幅降低整裝置的功耗。

2.本發明之全屏指紋檢測方法可在大尺寸的顯示幕上檢測一指紋時，較傳統的全屏指紋檢測方法更快速地獲取指紋資訊，且更節省功耗。

本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

綜上所陳，本案無論就目的、手段與功效，在在顯示其迥異於習知之技術特徵，且其首先發明合於實用，亦在在符合發明之專利要件，懇請 貴審查委員明察，並祈早日賜予專利，俾嘉惠社會，實感德便。

101‧‧‧玻璃蓋板

101a‧‧‧第一表面

101b‧‧‧第二表面

101c‧‧‧第一側邊

101d‧‧‧第二側邊

101r‧‧‧指紋辨識區

102‧‧‧光源

103‧‧‧透鏡

103a‧‧‧入光面

103b‧‧‧出光面

104‧‧‧感光陣列

200‧‧‧手指

步驟a‧‧‧執行一觸控掃描程序以偵測至少一手指按壓位置

步驟b‧‧‧啟動至少一個光學指紋檢測電路以檢測至少一指紋

圖1繪示本發明之一光學指紋檢測裝置之側視圖。 圖2繪示本發明之另一光學指紋檢測裝置之俯視圖。 圖3繪示本發明之全屏指紋檢測方法之一實施例的流程圖。 圖4繪示本發明之全屏指紋檢測系統之一實施例俯視圖。

Claims (7)

1. 一種全屏指紋檢測方法，其包含以下步驟：利用一觸控偵測電路執行一觸控掃描程序以偵測一玻璃蓋板上的至少一手指按壓位置；以及依所述至少一手指按壓位置啟動複數個光學指紋檢測電路中之至少一個光學指紋檢測電路以檢測至少一指紋；其中，各所述光學指紋檢測電路均包括一光源、一透鏡及一感光陣列，該光源係位於該玻璃蓋板之第一側邊，該透鏡及該感光陣列係位於該玻璃蓋板之第二側邊，該第一側邊係與該第二側邊相對，且當一所述光學指紋檢測電路被啟動時，其係藉由使該光源的輸出光線在該玻璃蓋板內以全反射的方式傳播而照射到該玻璃蓋板上的一所述手指按壓位置，從而產生承載一所述指紋的資訊的輸出光線，並使該輸出光線經該透鏡聚焦後照射該感光陣列。
2. 如申請專利範圍第1項所述之全屏指紋檢測方法，其中所述的觸控偵測電路係由一電阻式觸控偵測電路、一電容式觸控偵測電路、一壓力式觸控偵測電路和一聲波式觸控偵測電路所組成群組所選擇的一種觸控偵測電路。
3. 如申請專利範圍第1項所述之全屏指紋檢測方法，其中該光源係一可改變輸出光軸方向的光源。
4. 一種指紋檢測系統，係利用如申請專利範圍第1項所述之全屏指紋檢測方法而提供一指紋檢測功能。
5. 如申請專利範圍第4項所述之指紋檢測系統，其中該觸控偵測電路係由一電阻式觸控偵測電路、一電容式觸控偵測電路、一壓力式觸控偵測電路和一聲波式觸控偵測電路所組成群組所選擇的一種觸控偵測電路。
6. 如申請專利範圍第4項所述之指紋檢測系統，其中該光源係一可改變輸出光軸方向的光源。
7. 如申請專利範圍第4項所述之指紋檢測系統，其進一步具有一顯示器，該顯示器係位於該玻璃蓋板下方，且其係由一LCD顯示器、一LED顯示器、一電子紙顯示器和一OLED顯示器所組成的群組所選擇的一種顯示器。