本發(fā)明涉及一種指紋識別系統(tǒng)，尤其涉及一種降低漣波所造成影響的指紋識別系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科技日新月異，移動電話、數(shù)字相機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、筆記本電腦等越來越多攜帶型電子裝置已經(jīng)成為了人們生活中必備的工具。由于攜帶型電子裝置一般為個人使用，而具有一定的隱私性，因此其內(nèi)部儲存的數(shù)據(jù)，例如電話簿、相片、個人信息等等為私人所有。若電子裝置一旦丟失，則這些數(shù)據(jù)可能會被他人所利用，而造成不必要的損失。雖然目前已有利用密碼保護(hù)的方式來避免電子裝置為他人所使用，但密碼容易泄露或遭到破解，具有較低的安全性。并且，用戶需記住密碼才能使用電子裝置，若忘記密碼，則會帶給使用者許多不便。因此，目前發(fā)展出利用個人指紋識別系統(tǒng)的方式來達(dá)到身份認(rèn)證的目的，以提升數(shù)據(jù)安全性。

一般來說，指紋識別系統(tǒng)中利用像素電路接受手指的接觸，像素電路將像素電路與手指之間的一接觸電容轉(zhuǎn)換成像素輸出信號，像素電路的后端電路可根據(jù)像素輸出信號判斷像素電路對應(yīng)于指紋的紋蜂(Finger Ridge)或紋谷(Finger Valley)。另外，像素電路的電源由一電荷泵(Charge Pump)電路所供應(yīng)。像素電路接收一像素時脈信號clk_pxl以將接觸電容轉(zhuǎn)換成像素輸出信號，而電荷泵電路接收一電荷泵時脈信號clk_cp，以輸出一電源電壓V_supply’至像素電路。無可避免的，電荷泵電路所產(chǎn)生的電源電壓具有一漣波rp’，而漣波rp’的波形相關(guān)于電荷泵時脈信號clk_cp。

一般來說，像素頻率信號clk_pxl與電荷泵頻率信號clk_cp并無直接關(guān)系，在像素時脈信號clk_pxl與電荷泵時脈信號clk_cp互不相關(guān)的情況下，于像素電路的取樣區(qū)間中，漣波rp’的平均值皆不盡相同，在此情形下，電荷泵電路的漣波rp’將對指紋辨識系統(tǒng)引進(jìn)更多的噪聲，降低指紋辨識精準(zhǔn)度，而使整體指紋辨識效能降低。

因此，如何降低漣波所造成噪聲的影響，也就成為業(yè)界所努力的目標(biāo)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的主要目的即在于提供一種降低漣波所造成影響的指紋識別系統(tǒng)，以改善習(xí)知技術(shù)的缺點(diǎn)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種指紋辨識系統(tǒng)，包括一電荷泵電路，用來產(chǎn)生一電源電壓，所述電荷泵電路接收一第一時脈信號；一像素電路，形成一接觸電容，根據(jù)所述接觸電容，判讀所述像素電路對應(yīng)至一紋峰或一紋谷，其中所述像素電路接收一第二時脈信號及所述電源電壓；以及一時脈產(chǎn)生電路，用來產(chǎn)生所述第一時脈信號及所述第二時脈信號；其中，所述第一時脈信號相關(guān)于所述第二時脈信號。

優(yōu)選地，所述時脈產(chǎn)生電路包含有一時脈產(chǎn)生單元，用來產(chǎn)生所述第一時脈信號。

優(yōu)選地，所述時脈產(chǎn)生電路包含有一除頻器，耦接于所述時脈產(chǎn)生單元，用來根據(jù)所述第一時脈信號產(chǎn)生所述第二時脈信號。

優(yōu)選地，所述第二時脈信號的一第二周期為所述第一時脈信號的一第一周期的一雙數(shù)倍。

優(yōu)選地，所述第二周期為所述第一周期的2倍。

優(yōu)選地，所述第一時脈信號與所述第二時脈信號同步。

優(yōu)選地，所述第一時脈信號與所述第二時脈信號具有相同的上升邊緣。

優(yōu)選地，所述第一時脈信號及所述第二時脈信號的一空占比為50％。

優(yōu)選地，所述像素電路于一取樣區(qū)間中對所述接觸電容充電，所述取樣區(qū)間為所述第一時脈信號的一第一周期的整數(shù)倍。

本發(fā)明提供的指紋辨識系統(tǒng)利用將相互同步的第一時脈信號及第二時脈信號，使得當(dāng)像素電路于取樣區(qū)間中進(jìn)行取樣操作時，電荷泵電路所產(chǎn)生的電源電壓的平均值皆相同，因此可降低漣波所造成的噪聲對指紋辨識系統(tǒng)的影響，進(jìn)而增進(jìn)指紋辨識系統(tǒng)的效能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一指紋辨識系統(tǒng)的示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例復(fù)數(shù)個信號波形圖。

圖3為一電荷泵電路的示意圖。

圖4為一像素電路的示意圖。

圖5為復(fù)數(shù)個信號波形圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參考圖1及圖2，圖1為本發(fā)明實(shí)施例一指紋辨識系統(tǒng)10的示意圖，圖2為一第一時脈(Clock)信號clk_1、一電源電壓V_supply、一漣波rp及一第二時脈信號clk_2的波形圖。指紋辨識系統(tǒng)10包含一時脈產(chǎn)生電路100、一電荷泵電路102以及一像素電路104，像素電路104與一手指FG形成一接觸電容Cf，像素電路104可將接觸電容Cf的電容大小值成一像素輸出信號Vo，像素電路104的后端的電路(未繪示于圖1)即可根據(jù)像素輸出信號Vo判讀像素電路104所在的位置對應(yīng)至一紋峰(Finger Ridge)或一紋谷(Finger Valley)。電荷泵電路102用來提供像素電路104所需要的電源電壓V_supply，即電荷泵電路102產(chǎn)生電源電壓V_supply至像素電路104，其中電源電壓V_supply具有周期性的漣波rp。時脈產(chǎn)生電路100耦接于電荷泵電路102及像素電路104，用來產(chǎn)生第一時脈信號clk_1至電荷泵電路102，并產(chǎn)生第二時脈信號clk_2至像素電路104。其中，第一時脈信號clk_1相關(guān)于第二時脈信號clk_2，具體來說，如圖2所示，第一時脈信號clk_1與第二時脈信號clk_2可為互為同步(Synchronous)的信號，更精確地說，于一實(shí)施例中，第二時脈信號clk_2的一上升邊緣(Raising Edge)與第一時脈信號clk_1的一上升邊緣相互對齊。另外，第一時脈信號clk_1具有一第一周期T₁，而第二時脈信號clk_2具有一第二周期T₂，第二時脈信號clk_2為高電位時對應(yīng)至一取樣區(qū)間T_S，取樣區(qū)間T_S可為第一周期T_1-的整數(shù)倍，即T_S＝N T₁，其中N為一正整數(shù)。

于一實(shí)施例中，第一時脈信號clk_1及第二時脈信號clk_2皆為空占比(Duty Cycle)為50％的時脈信號，時脈產(chǎn)生電路100可包含一時脈產(chǎn)生單元106以及一除頻器108，時脈產(chǎn)生單元106用來產(chǎn)生電荷泵電路102所需要的第一時脈信號clk_1，而除頻器108耦接于時脈產(chǎn)生單元106，用來根據(jù)第一時脈信號clk_1來產(chǎn)生像素電路104所需要的第二時脈信號clk_2。除頻器108可產(chǎn)生第二時脈信號clk_2，而使得(對應(yīng)于第二時脈信號clk_2的)第二周期T₂為(對應(yīng)于第一時脈信號clk_1的)第一周期T₁的2倍，即第二時脈信號clk_2為高電位時所對應(yīng)的取樣區(qū)間T_S恰為第一時脈信號clk_1的第一周期T₁(即T_S＝T₁，N＝1)。在此情形下，于像素電路104的每一個取樣區(qū)間T_S中，電源電壓V_supply的平均值皆相同，因而降低漣波rp所造成的噪聲對指紋辨識系統(tǒng)10的影響，進(jìn)而增進(jìn)指紋辨識系統(tǒng)10的效能。

另外，電荷泵電路102與像素電路104不限于利用特定電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，舉例來說，請參考圖3及圖4，圖3及圖4分別為一電荷泵電路302及一像素電路404的示意圖。電荷泵電路302可用來實(shí)現(xiàn)電荷泵電路102，如圖3所示，電荷泵電路302包含開關(guān)S₃₁～S₃₄及一電容C，開關(guān)S₃₁、S₃₄耦接于電容C的一第一端，開關(guān)S₃₂、S₃₃耦接于電容C的一第二端，開關(guān)S₃₁、S₃₂接收一電壓V_DD，開關(guān)S₃₃耦接至一接地端，開關(guān)S34用來輸出電源電壓V_supply。開關(guān)S₃₁～S₃₄受控于第一時脈信號clk_1，舉例來說，當(dāng)?shù)谝粫r脈信號clk_1為高電位時，開關(guān)S₃₁、S₃₃導(dǎo)通，開關(guān)S₃₂、S₃₄為斷路，此時電荷泵電路302對電容C充電，即將電容C充電至電壓V_DD；當(dāng)?shù)谝粫r脈信號clk_1為低電位時，開關(guān)S₃₂、S₃₄導(dǎo)通，開關(guān)S₃₁、S₃₃為斷路，此時電荷泵電路302輸出電源電壓V_supply為2V_DD。

另外，像素電路404可用來實(shí)現(xiàn)像素電路104，如圖4所示，像素電路404包含開關(guān)S₄₁、S₄₂以及一積分電路400。開關(guān)S₄₁、S₄₂耦接于接觸電容Cf，開關(guān)S₄₁接收電源電壓V_supply，開關(guān)S₄₂耦接于積分電路400。開關(guān)S₄₁、S₄₂受控于第二時脈信號clk_2，當(dāng)像素時脈信號clk_2為高電位時(對應(yīng)至圖2中的取樣區(qū)間TS)，像素電路404進(jìn)行一取樣操作，即像素電路404對接觸電容Cf充電；當(dāng)像素時脈信號clk_2為低電位時，像素電路404可利用電荷分享(Charge Sharing)的方式，將于接觸電容所儲存的電荷透過積分電路400轉(zhuǎn)換成像素輸出信號Vo，像素電路404的后端的電路即可根據(jù)像素輸出信號Vo判讀像素電路404所在的位置對應(yīng)至紋峰或紋谷。

由上述可知，時脈產(chǎn)生電路100可產(chǎn)生第二時脈信號clk_2，使得當(dāng)像素電路104/404進(jìn)行取樣操作時(即于取樣區(qū)間T_S中)，電源電壓V_supply的平均值皆相同。相較之下，習(xí)知像素電路的像素時脈信號clk_pxl與電荷泵時脈信號clk_cp并無直接關(guān)系，詳細(xì)來說，請參考圖5，圖5為習(xí)知電荷泵時脈信號clk_cp、像素時脈信號clk_pxl、電源電壓V_supply’及漣波rp’的波形圖。習(xí)知技術(shù)中，像素時脈信號clk_pxl與電荷泵時脈信號clk_cp為各自獨(dú)立的時脈信號，也就是說，像素時脈信號clk_pxl與電荷泵時脈信號clk_cp的上升邊緣(Raising Edge)并無特定關(guān)系。另外，當(dāng)像素時脈信號clk_pxl為高電位(對應(yīng)至取樣區(qū)間T_S’)時，像素電路對所形成的接觸電容充電。在像素時脈信號clk_pxl與電荷泵時脈信號clk_cp互不相關(guān)的情況下，于像素電路的每一個取樣區(qū)間中T_S’，漣波rp’的平均值皆不盡相同，在此情形下，電荷泵電路的漣波rp’將對指紋辨識系統(tǒng)引進(jìn)更多的噪聲，降低指紋辨識精準(zhǔn)度，而使整體指紋辨識效能降低。換句話說，指紋辨識系統(tǒng)10可降低漣波rp所造成的噪聲對指紋辨識系統(tǒng)10的影響，進(jìn)而增進(jìn)指紋辨識系統(tǒng)10的效能。

需注意的是，前述實(shí)施例是用以說明本發(fā)明之概念，本領(lǐng)域具通常知識者當(dāng)可據(jù)以做不同之修飾，而不限于此。舉例來說，當(dāng)?shù)谝粫r脈信號clk_1及第二時脈信號clk_2皆為空占比為50％的時脈信號時，第二周期T₂不限于為第一周期T₁的2倍，第二周期T₂可為第一周期T₁的4倍、6倍或8倍等，即第二周期T₂可為第一周期T₁的雙數(shù)倍，只要像素電路104/404進(jìn)行取樣操作的取樣區(qū)間T_S為第一周期T₁的整數(shù)倍，皆符合本發(fā)明的要求。

綜上所述，本發(fā)明將相互同步的第一時脈信號及第二時脈信號分別提供至電荷泵電路及像素電路，使得當(dāng)像素電路于取樣區(qū)間中進(jìn)行取樣操作時，電荷泵電路所產(chǎn)生的電源電壓的平均值皆相同。相較于習(xí)知技術(shù)，本發(fā)明可降低漣波所造成的噪聲對指紋辨識系統(tǒng)的影響，進(jìn)而增進(jìn)指紋辨識系統(tǒng)的效能。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。