指紋識別裝置及方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明設及一種指紋識別裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 隨著便攜式電子裝置被廣泛的應用，用戶對便攜式電子裝置提出了更多的功能需 求。指紋識別感測器由于具有隱私保護功能而被設置于便攜式電子裝置中，W增加用戶體 驗。指紋識別裝置可分為光學式、電容式、聲波式等。聲波式指紋識別感測器因其操作不易 受環(huán)境溫度、濕度的影響，且具有壽命長、解析度高而得到廣泛應用。為快速反應，傳統(tǒng)的聲 波式指紋識別感測器持續(xù)產生并接收聲波信號W感測是否有觸控物觸控，從而非常耗電。

【發(fā)明內容】

[0003] 鑒于W上內容，有必要提供一種低功耗的指紋識別裝置及方法。
[0004] -種指紋識別裝置，包括： 電容觸控元件，用于不斷偵測是否有觸控物觸控指紋識別裝置； 指紋識別元件，用于進行指紋識別；W及 控制器，連接所述指紋識別元件及所述電容觸控元件，當所述電容觸控元件偵測到有 觸控物觸控所述指紋識別裝置時，所述控制器控制所述電容觸控元件停止工作并控制所述 指紋識別元件開始工作。
[0005] -種指紋識別方法，包括： 開啟電容觸控元件； 所述電容觸控元件不斷偵測是否有觸控物進行觸控操作； 當有觸控物進行觸控操作時，開啟指紋識別元件同時關閉所述電容觸控元件； 所述指紋識別元件持續(xù)掃描觸控物，直到所述指紋識別元件輸出一讀出信號，關閉所 述指紋識別元件，重新開啟所述電容觸控元件。
[0006] 上述指紋識別裝置利用所述電容觸控元件感測是否有觸控物進行觸控操作，當有 觸控操作時，所述指紋識別元件開始工作，同時所述電容觸控元件停止工作，由于所述電容 觸控元件的功耗遠小于所述指紋識別元件的功耗，進而節(jié)省了電子設備的功耗。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本發(fā)明指紋識別裝置的第一實施方式的功能框圖。
[0008] 圖2是圖1所示的指紋識別裝置的結構示意圖。
[0009] 圖3是圖1中電容觸控元件與指紋識別元件的Ξ種變更實施方式的結構示意圖。
[0010] 圖4是本發(fā)明指紋識別裝置的第二實施方式的結構示意圖。
[0011] 圖5是本發(fā)明指紋識別裝置的第Ξ實施方式的結構示意圖。
[0012] 圖6是本發(fā)明指紋識別裝置的第四實施方式的結構示意圖。
[0013] 圖7是本發(fā)明指紋識別方法的較佳實施方式的流程圖。
[0014] 圖8是本發(fā)明指紋識別裝置應用于一電子設備的示意圖。
[0015] 圖9是圖8中電子設備在指紋識別時防止誤觸方法的較佳實施方式的流程圖。
[0016] 主要元件符號說明_
' 如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發(fā)明。 '
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖及較佳實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述： 請參考圖1，圖1是本發(fā)明指紋識別裝置的第一實施方式的功能框圖。所述指紋識別裝 置100可設置在一電子設備200,尤其是便攜式電子設備，如手機中。所述指紋識別裝置100 進一步集成有觸控功能。本實施方式中，所述指紋識別裝置100包括指紋識別元件110、電容 觸控元件120及控制器130。所述電容觸控元件120用于不斷偵測是否有觸控物，如手指，觸 控所述指紋識別裝置100。所述指紋識別元件110用于進行指紋識別。所述控制器130連接所 述指紋識別元件110及所述電容觸控元件120,當所述電容觸控元件120偵測到有觸控物觸 控所述指紋識別裝置100時，所述控制器130控制所述電容觸控元件120停止工作并控制所 述指紋識別元件110開始工作，進行指紋識別。本實施方式中，所述指紋識別元件110可W為 一區(qū)域陣列感測(area array)結構，其定義有一指紋識別區(qū)域，該電容觸控元件120環(huán)繞該 指紋識別區(qū)域設置，當該觸控物與該指紋識別裝置100接觸時，該觸控物覆蓋該指紋識別區(qū) 域與至少部分該電容觸控元件120所在區(qū)域。當該指紋識別裝置100應用于手機，且與手機 功能按鍵相結合時，如與HOME鍵相結合時，該指紋識別區(qū)域與該電容觸控元件120所在區(qū)域 的總面積不超過該手機功能按鍵的面積。
[0018] 請一并參考圖2,圖2是圖1中指紋識別裝置100的結構示意圖。本實施方式中，所述 指紋識別元件110為超聲波指紋識別感測器。所述指紋識別元件110包括對應設置的發(fā)射層 19及接收層18。所述發(fā)射層19包括層疊設置的第一電極層11、第二電極層12及夾設于第一 及第二電極層11、12之間的壓電層13。在本實施方式中，所述壓電層13的材質為聚二氣亞乙 締 (Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述第一電極層11與所述第二電極層12用于對所述 壓電層13施加電壓。所述壓電層13在所述第一電極層11與所述第二電極層12共同施加電壓 時產生振動從而發(fā)出超聲波。
[0019] 所述接收層18包括玻璃基板17、設置于玻璃基板17靠近發(fā)射層19 一側的接收陣列 16及連接所述接收陣列16的讀出電路15。所述接收陣列16用于接收被放置在所述指紋識別 裝置100之上的手指反射回的聲波，所述讀出電路15用于將所述聲波轉化為電信號。
[0020] 所述電容觸控元件120用于感測感測到觸控動作是否發(fā)生，其包括感應電極層21， 本實施方式中，所述感應電極層21為在所述玻璃基板17上形成的導電材料，如氧化銅錫 (Indium Tin Oxide,IT0)。該感應電極層21經由設置在基板周邊區(qū)域的走線連接所述控制 器130。此時，所述感應電極層21與大地之間形成一電容，當觸控物觸摸到所述玻璃基板17 時，所述感應電極層21與大地之間的電容量發(fā)生變化，從而感測所述觸控物。為不影響指紋 識別元件110的工作，本實施方式中，所述電容觸控元件120設置于所述玻璃基板17遠離發(fā) 射層19 一側并環(huán)繞所述接收陣列16。
[0021] 所述控制器130連接所述第一電極層11、所述第二電極層12、所述讀出電路15及所 述感應電極層21。當所述感應電極層21與大地之間的電容量發(fā)生變化時，所述控制器130控 制所述感應電極層21使得所述電容觸控元件120停止工作，同時，所述控制器130控制所述 第一電極層11及第二電極層12對所述壓電層13施加電壓使得所述指紋識別元件110開始工 作。所述指紋識別元件110持續(xù)掃描觸控物后，輸出一讀出信號給所述控制器130進行信號 分析獲得指紋圖像數據，所述控制器130控制所述第一電極層11及第二電極層12停止對所 述壓電層13施加電壓使得所述指紋識別元件110停止工作，同時，所述控制器130控制所述 感應電極層21使得所述電容觸控元件120繼續(xù)開始工作。本實施方式中，所述指紋識別元件 110在感測觸控物且感測到觸控物并非手指時，所述指紋識別元件110會通過所述讀出電路 15輸出一感測信號給所述控制器130,所述控制器130控制指紋識別元件110停止工作，所述 電容觸控元件120開始工作；當所述指紋識別元件110在感測觸控物且感測到觸控物為手指 時，所述指紋識別元件110持續(xù)掃描手指，并輸出所述讀出信號給所述控制器130, W避免誤 觸。
[0022] 本實施方式中，所述電容觸控元件120環(huán)繞所述指紋識別元件110大致呈C形設置， 其他實施方式中，如圖3所示，所述電容觸控元件120可W為一圓環(huán)環(huán)繞所述指紋識別元件 110設置;所述電容觸控元件120也可W為一方形環(huán)繞所述指紋識別元件110設置;所述電容 觸控元件120還可W為一五角形環(huán)繞所述指紋識別元件110設置。其他實施方式中，所述電 容觸控元件120的形狀可W根據需要設定。同樣可W理解的是，所述電容觸控元件120的數 量也可W為多個，該多個電容觸控元件120分布在該指紋識別元件的周圍。
[0023] 本實施方式中，所述電容觸控元件120設置于所述玻璃基板17上。其他實施方式 中，所述電容觸控元件120可W設置于所述指紋識別元件110的其他層，也可W獨立于所述 指紋識別元件110單獨設置。需要說明的是，本發(fā)明中指紋識別元件110的結構并不限定于 上述結構，例如，其他實施方式中，所述指紋識別元件110可W是接收與發(fā)送同層設置的一 體式指紋識別元件。
[0024] 上述指紋識別裝置100利用所述電容觸控元件120感測是否有觸控物進行觸控操 作，當有觸控操作時，所述指紋識別元件110開始工作，同時所述電容觸控元件120停止工 作，由于所述電容觸控元件120的功耗遠小于所述指紋識別元件110的功耗，進而節(jié)省了電 子設備200的功耗。
[0025] 請參考圖4,圖4是本發(fā)明指紋識別裝置的第二實施方式的結構示意圖。本發(fā)明第 二實施方式所提供的指紋識別裝置100與第一實施方式所提供的指紋識別裝置100基本相 同。后續(xù)的描述中與第一實施方式相同的元件采用相同的元件標號，且本實施方式與第一 實施方式的指紋識別裝置100的結構相同之處不再重復描述，后續(xù)僅描述不同之處。
[0026] 該第二實施方式所提供的指紋識別裝置100與第一實施方式所提供的指紋識別裝 置100的主要區(qū)別在于，在第一實施方式中，所述電容觸控元件120設置于所述玻璃基板17 上，而在第二實施方式中，所述電容觸控元件120設置于一軟性電路板(Flexible Printed Circuit board, FPC) 150上，同樣的，所述電容觸控元件120包括感應電極層21，所述感應 電極層21為在所述FPC 150上形成的導電材料，如氧化銅錫（Indi皿Tin Oxide,IT0)?？蒞 理解的是，所述FPC 150可用于傳輸所述感應電極層21的感測信號給所述控制器130。此時， 所述感應電極層21與大地之間形成一電容，當觸控物觸摸到指紋識別裝置100時，所述感應 電極層21與大地之間的電容量發(fā)生變化，從而感測所述觸控物。同樣的，所述控制器130連 接所述感應電極層21W控制所述電容觸控元件120。
[0027] 請參考圖5,圖5是本發(fā)明指紋識別裝置的第Ξ實施方式的結構示意圖。本發(fā)明第 Ξ實施方式所提供的指紋識別裝置100與第一實施方式所提供的指紋識別裝置100基本相 同。后續(xù)的描述中與第一實施方式相同的元件采用相同的元件標號，且本實施方式與第