電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法
【專利摘要】一種電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法，其中，電容式指紋感測裝置包含掃描驅動器、感測驅動器、多個感測線、多個掃描線及以規律方式排列的多個感測電極。于自電容感測模式下，掃描驅動器通過掃描線掃瞄感測電極且感測驅動器通過感測線對感測電極進行自電容感測，以得到第一指紋圖像。于互電容感測模式下，掃描驅動器通過掃描線掃瞄感測電極且感測驅動器通過感測線對至少一對相鄰的感測電極進行互電容感測，以得到第二指紋圖像。第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為合成指紋圖像，且合成指紋圖像沿至少一方向的解析度大于第一指紋圖像與第二指紋圖像沿該至少一方向的解析度。
【專利說明】
電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法
技術領域
[0001]本發明是與指紋感測有關，特別是關于一種電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步，電容式指紋感測技術可廣泛地應用于各種電子裝置，尤其是可攜式電子裝置，例如智能型手機、筆記型電腦及平板電腦等。
[0003]然而，由于指紋感測技術具有高解析度的要求，在IAFIS規范下，指紋感測晶片需至少具有500dpi的解析能力且其單位感測面積需為50um*50um。在此情況下，將會使得單位感測電極所感應到的電容量較小，故較容易受到雜訊的干擾，導致指紋辨識的難度大幅提高。因此，本發明提出一種電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法，以改善現有技術所遭遇的種種問題。
【發明內容】
[0004]根據本發明的一較佳具體實施例為一種電容式指紋感測裝置。于此實施例中，電容式指紋感測裝置包含掃瞄驅動器、感測驅動器、多個感測電極、M條感測線及N條掃瞄線。M與N均為正整數。掃瞄驅動器耦接該N條掃瞄線。感測驅動器耦接該M條感測線。處理模塊耦接該多個感測電極。該多個感測電極排列成具有N列感測電極與M行感測電極的一(N*M)矩陣，該M行感測電極沿一第一方向排列且分別耦接該M條感測線，該N列感測電極沿一第二方向排列且分別親接該N條掃目苗線。
[0005]于自電容感測模式下，掃瞄驅動器分別通過該N條掃瞄線掃瞄該N列感測電極，并由感測驅動器分別通過該M條感測線對該M行感測電極進行自電容感測，以使處理模塊得到第一指紋圖像；于互電容感測模式下，掃瞄驅動器分別通過該N條掃瞄線掃瞄該N列感測電極，并由感測驅動器分別通過該M條感測線中的奇數條感測線與雙數條感測線對該M行感測電極中的奇數行感測電極與雙數行感測電極進行互電容感測，以使處理模塊得到第二指紋圖像。處理模塊將第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像。
[0006]于一實施例中，第一指紋圖像沿第一方向的解析度小于第一指紋圖像沿第二方向的解析度且第二指紋圖像沿第一方向的解析度小于第二指紋圖像沿第二方向的解析度。
[0007]于一實施例中，第一指紋圖像沿第二方向的解析度小于第一指紋圖像沿第一方向的解析度且第二指紋圖像沿第二方向的解析度小于第二指紋圖像沿第一方向的解析度。
[0008]于一實施例中，第一指紋圖像沿第二方向的解析度等于第一指紋圖像沿第一方向的解析度且第二指紋圖像沿第二方向的解析度等于第二指紋圖像沿第一方向的解析度。
[0009]于一實施例中，合成指紋圖像沿第一方向的解析度與合成指紋圖像沿第二方向的解析度相同，且均等于第一指紋圖像沿第二方向的解析度及第二指紋圖像沿第二方向的解析度。
[0010]于一實施例中，合成指紋圖像沿第一方向的解析度不同于合成指紋圖像沿第二方向的解析度。
[0011 ] 于一實施例中，感測驅動器選擇該M條感測線中的奇數條感測線作為信號傳送端并選擇該M條感測線中的雙數條感測線作為信號接收端，或是感測驅動器選擇該M條感測線中的奇數條感測線作為信號接收端并選擇該M條感測線中的雙數條感測線作為信號傳送端。
[0012]于一實施例中，該M條感測線中的第J條感測線分別耦接該M行感測電極中的第J行感測電極的每一個感測電極，J為正整數且I < J < M，且該N條掃瞄線中的第K條掃瞄線分別耦接該N列感測電極中的第K列感測電極的每一個感測電極，K為正整數且K K < N。
[0013]于一實施例中，該多個感測電極的形狀為任意幾何形狀。
[0014]根據本發明的另一較佳具體實施例亦為一種電容式指紋感測裝置。于此實施例中，電容式指紋感測裝置包含掃瞄驅動器、感測驅動器、多個感測電極、M+1條感測線及N對掃瞄線。每對掃瞄線均包含第一掃瞄線與第二掃瞄線。M與N均為正整數。掃瞄驅動器耦接該N對掃瞄線。感測驅動器耦接該M+1條感測線。該多個感測電極排列成具有N列感測電極與M行感測電極的一(N*M)矩陣，該M行感測電極沿第一方向排列并以Zig-Zag方式耦接該M+1條感測線，該N列感測電極沿第二方向排列并分別耦接該N對掃瞄線。處理模塊耦接該多個感測電極。
[0015]于一自電容感測模式下，掃瞄驅動器分別通過該N對掃瞄線掃瞄該N列感測電極，并由感測驅動器分別通過該M+1條感測線對該M行感測電極進行自電容感測，以使處理模塊得到一第一指紋圖像；于一互電容感測模式下，掃瞄驅動器分別通過該N對掃瞄線的N條第一掃瞄線與N條第二掃瞄線掃瞄該N列感測電極中的奇數列感測電極與偶數列感測電極，并由感測驅動器分別通過該M+1條感測線對該M行感測電極或該N列感測電極進行互電容感測，以使處理模塊得到一第二指紋圖像；處理模塊將第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像。
[0016]于一實施例中，該合成指紋圖像沿至少一方向的解析度大于該第一指紋圖像與該第二指紋圖像沿該至少一方向的解析度，該至少一方向包含由該第一方向、該第二方向、…及一第L方向所組成的群組中的至少一者，L彡3。
[0017]于一實施例中，該合成指紋圖像沿該第一方向的解析度不同于該合成指紋圖像沿該第二方向的解析度。
[0018]于一實施例中，該合成指紋圖像沿該第一方向的解析度與沿該第二方向的解析度相同。
[0019]于一實施例中，該掃瞄驅動器選擇該M+1條感測線的奇數條作為信號傳送端(TX)并選擇該M+1條感測線的偶數條作為信號接收端(RX)，或是該掃瞄驅動器選擇該M+1條感測線的奇數條作為信號接收端(RX)并選擇該M+1條感測線的偶數條作為信號傳送端(TX)。
[0020]于一實施例中，該M+1條感測線中的第J條感測線與第J+1條感測線分別耦接該M行感測電極中的第J行感測電極中的任兩個相鄰的感測電極，J為正整數且I < J < M，且該N對掃瞄線中的第K對掃瞄線的第一掃瞄線與第二掃瞄線分別耦接該第K列感測電極中的任兩個相鄰的感測電極，K為正整數且I < K < N。
[0021 ] 于一實施例中，該多個感測電極的形狀為任意幾何形狀。
[0022]根據本發明的另一較佳具體實施例為一種電容式指紋感測方法。于此實施例中，電容式指紋感測方法是應用于一電容式指紋感測裝置。電容式指紋感測裝置包含一掃瞄驅動器、一感測驅動器、多個感測電極、多條感測線及多條掃瞄線。該多個感測電極以一規律方式排列。
[0023]電容式指紋感測方法包含下列步驟:于自電容感測模式下，掃描驅動器分別通過該多條掃描線掃瞄該多個感測電極，并由感測驅動器分別通過該多條感測線對該多個感測電極進行自電容感測，以得到第一指紋圖像；于互電容感測模式下，掃描驅動器分別通過該多條掃描線掃瞄該多個感測電極，并由感測驅動器分別通過該多條感測線對該多個感測電極中的至少一對相鄰的感測電極進行互電容感測，以得到第二指紋圖像；以及將第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為合成指紋圖像，其中合成指紋圖像沿至少一方向的解析度大于第一指紋圖像與第二指紋圖像沿該至少一方向的解析度。
[0024]于一實施例中，該至少一方向包含由一第一方向、一第二方向、…及一第L方向所組成的群組中的至少一者，L彡3。
[0025]于一實施例中，該第一指紋圖像沿該第一方向的解析度小于該第一指紋圖像沿該第二方向的解析度且該第二指紋圖像沿該第一方向的解析度小于該第二指紋圖像沿該第二方向的解析度。
[0026]于一實施例中，該第一指紋圖像沿該第二方向的解析度小于該第一指紋圖像沿該第一方向的解析度且該第二指紋圖像沿該第二方向的解析度小于該第二指紋圖像沿該第一方向的解析度。
[0027]于一實施例中，該合成指紋圖像沿該第一方向的解析度與該合成指紋圖像沿該第二方向的解析度相同，且均等于該第一指紋圖像沿該第二方向的解析度及該第二指紋圖像沿該第二方向的解析度。
[0028]于一實施例中，該合成指紋圖像沿該第一方向的解析度不同于該合成指紋圖像沿該第二方向的解析度。
[0029]于一實施例中，該多個感測電極所排列的該規律方式為一矩陣式排列或一三角形排列。
[0030]于一實施例中，該至少一對相鄰的感測電極為沿該第一方向相鄰的感測電極、沿該第二方向相鄰的感測電極、…或沿該第L方向相鄰的感測電極。
[0031]相較于現有技術，根據本發明的電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法分別采用自電容及互電容兩種感測技術進行指紋感測，并將自電容指紋感測圖像與互電容指紋感測圖像結合成一指紋感測圖像。在不犧牲其高解析度的前提下，根據本發明的電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法能夠有效提升單位感測電極所感應到的電容量，故可減少雜訊干擾，以提升指紋辨識的準確度，還可減少信號走線通道的數量，以簡化電路結構并節省面積。
[0032]關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及附圖得到進一步的了解。
【附圖說明】
[0033]圖1A及圖1B分別圖示根據本發明的電容式指紋感測裝置的不同實施例的示意圖。
[0034]圖2為根據本發明的一較佳具體實施例的電容式指紋感測裝置的示意圖。
[0035]圖3為于自電容感測模式下，圖2中的電容式指紋感測裝置在時間Tl?T4的期間分別通過掃瞄線Gl?G4掃瞄該四列感測電極Ell?E15、E21?E25、E31?E35及E41?E45并分別通過感測線SI?S5對該五行感測電極Ell?E41、E12?E42、E13?E43、E14?E44及E15?E45進行自電容感測的時序圖。
[0036]圖4為于互電容感測模式下，圖2中的電容式指紋感測裝置分別通過掃瞄線Gl?G4掃瞄該四列感測電極Ell?E15、E21?E25、E31?E35及E41?E45并分別通過感測線SI?S5中的奇數條感測線S1、S3及S5與雙數條感測線S2及S4對該五行感測電極Ell?E41、E12?E42、E13?E43、E14?E44及E15?E45中的奇數行感測電極ElI?E4UE13?E43及E15?E45與雙數行感測電極E12?E42及E14?E44進行互電容感測的時序圖。
[0037]圖5A及圖5B分別圖示電容式指紋感測裝置在圖4中的時間T5與T6的期間通過掃瞄線Gl掃瞄第一列感測電極El I?E15并對其進行互電容感測的示意圖。
[0038]圖6A至圖6C分別圖示電容式指紋感測裝置于自電容感測模式下所得到的第一指紋圖像、于互電容感測模式下所得到的第二指紋圖像以及由第一指紋圖像與第二指紋圖像結合而成的合成指紋圖像。
[0039]圖7為根據本發明的另一較佳具體實施例的電容式指紋感測方法的流程圖。
[0040]圖8A為根據本發明的另一較佳具體實施例的電容式指紋感測裝置的示意圖。
[0041]圖8B為圖8A中的電容式指紋感測裝置于M = 6且N = 5時的示意圖。
[0042]圖9為于自電容感測模式下，圖8B中的電容式指紋感測裝置分別在時間Tl?T5的期間通過該五對掃瞄線Grl&Gtl、Gr2&Gt2、Gr3&Gt3、Gr4&Gt4及Gr5&Gt5掃瞄該五列感測電極El I?E16、E21?E26、E31?E36、E41?E46及E51?E56并分別通過該七條感測線SI?S7對該六行感測電極Ell?E5UE12?E52、E13?E53、E14?E54、E15?E55及E16?E56進行自電容感測的時序圖。
[0043]圖10為于互電容感測模式下，圖SB中的電容式指紋感測裝置分別通過該五對掃瞄線 Grl&Gtl、Gr2&Gt2、Gr3&Gt3、Gr4&Gt4 及 Gr5&Gt5 的掃瞄線 Grl ?Gr5 與掃瞄線 Gtl ?Gt5掃瞄該五列感測電極Ell?E16、E21?E26、E31?E36、E41?E46及E51?E56中的奇數列感測電極Ell?E16、E31?E36及E51?E56或偶數列感測電極E21?E26及E41?E46，并分別通過該七條感測線SI?S7對該六行感測電極Ell?E51、E12?E52、E13?E53、E14?E54、E15?E55及E16?E56進行互電容感測的時序圖。
[0044]圖1lA至圖1lK分別圖示電容式指紋感測裝置在圖10中的時間T6?T16的期間通過兩對掃瞄線Grl&Gtl及Gr2&Gt2掃瞄兩列感測電極Ell?E15及E21?E25并對其進行互電容感測的示意圖。
[0045]圖12A至圖12C分別圖示電容式指紋感測裝置于自電容感測模式下所得到的第一指紋圖像、于互電容感測模式下所得到的第二指紋圖像以及由第一指紋圖像與第二指紋圖像結合而成的合成指紋圖像。
[0046]圖13為根據本發明的另一較佳具體實施例的電容式指紋感測方法的流程圖。
[0047]圖14為根據本發明的另一較佳具體實施例的電容式指紋感測裝置的示意圖。
[0048]圖15為于自電容感測模式下，圖14中的電容式指紋感測裝置分別在時間Tl?T5的期間通過掃瞄線Gl?G5掃瞄五列感測電極El I?E14、E21?E24、E31?E34、E41?E44及E51?E54并分別通過該四對感測線Sel&Sol、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4對該四行感測電極Ell?E51、E12?E52、E13?E53及E14?E54進行自電容感測的時序圖。
[0049]圖16為于互電容感測模式下，圖14中的電容式指紋感測裝置分別在時間T6?T14的期間通過兩條掃瞄線Gl?G2掃瞄兩列感測電極El I?E14及E21?E24并分別通過該四對感測線Se l&So 1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4對該四行感測電極E11?E51、E12?E52、E13?E53及E14?E54進行互電容感測的時序圖。
[0050]圖17A至圖171分別圖示電容式指紋感測裝置在圖16中的時間T6?T14的期間通過兩條掃瞄線Gl及G2掃瞄兩列感測電極Ell?E14及E21?E24并對其進行互電容感測的示意圖。
[0051]主要元件符號說明:
[0052]1、1’、2、3:電容式指紋感測裝置
[0053]10、20、30:掃瞄驅動器
[0054]12、22、32:感測驅動器
[0055]Gl ?GN、Grl ?GrN、Gtl ?GtN:掃瞄線
[0056]SI ?SM+K Sel ?Se4、Sol ?So4:感測線
[0057]Ell?ENM:感測電極
[0058]dl:第一長度
[0059]d2:第二長度
[0060]Tl ?T15:時間
[0061]RX:接收器電極
[0062]TX:傳送器電極
[0063]FPUFP1’:第一指紋圖像
[0064]FP2、FP2’:第二指紋圖像
[0065]FP3、FP3’:合成指紋圖像
[0066]d:長度
[0067]STEPl ?STEP6:步驟
【具體實施方式】
[0068]根據本發明的一較佳具體實施例為一種電容式指紋感測裝置。于此實施例中，本發明的電容式指紋感測裝置分別采用自電容與互電容兩種感測技術各進行一次指紋感測，并將自電容感測所得到的指紋圖像與互電容感測所得到的指紋圖像結合成一合成指紋圖像。
[0069]需說明的是，本發明的電容式指紋感測裝置所得到的合成指紋圖像沿至少一方向的解析度大于第一指紋圖像與第二指紋圖像沿該至少一方向的解析度。因此，在維持其高解析度的前提下，本發明的電容式指紋感測裝置能夠有效提升單位感測電極所感應到的電容量，藉以達到減少雜訊干擾、提升指紋辨識的準確度、減少信號走線通道的數量、簡化電路結構及節省感測晶片面積等具體功效。
[0070]請參照圖1A及圖1B，圖1A及圖1B分別圖示根據本發明的電容式指紋感測裝置的不同實施例的示意圖。如圖1A所示，電容式指紋感測裝置I包含掃瞄驅動器10、感測驅動器12、N條掃瞄線Gl?GN、M條感測線SI?SM及(N*M)個感測電極Ell?E匪。其中，M與N均為正整數。掃瞄驅動器10耦接該N條掃瞄線Gl?GN。感測驅動器12耦接該M條感測線SI?SM。
[0071]需說明的是，該(N*M)個感測電極Ell?E匪可依一規律方式排列，例如矩陣式排列或三角形排列，但不以此為限。于此實施例中，該(N*M)個感測電極El I?E匪排列成具有N列感測電極El I?E1M、E21?E2M、E31?E3M、…、ENl?ENM與M行感測電極Ell?EN1、E12?EN2、E13?EN3、…、ElM?ENM的(N*M)矩陣。其中，該M行感測電極Ell?EN1、E12?EN2、E13?EN3、…、ElM?E匪沿第一方向(X軸方向或水平方向)排列且分別耦接該M條感測線SI?SM;該N列感測電極Ell?E1M、E21?E2M、E31?E3M、…、ENl?E匪沿第二方向(Y軸方向或垂直方向)排列且分別耦接該N條掃瞄線Gl?GN，但不以此為限。
[0072]于此實施例中，假設電容式指紋感測裝置I的同一列感測電極中的任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如Ell的左側邊與E12的左側邊)之間的第一長度為dl且同一行感測電極中的任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如E13的上側邊與E23的上側邊)之間的第二長度為d2，則圖1A所示的第一長度dl為第二長度d2的兩倍，但不以此為限。
[0073]至于圖1B所示的電容式指紋感測裝置I’則是同一行感測電極中的任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如Ell的下側邊與E21的下側邊)之間的第二長度d2為同一列感測電極中的任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如ENl的左側邊與EN2的左側邊)之間的第一長度dl的兩倍，但亦不以此為限。
[0074]接下來，將以包含有(4*5)個感測電極Ell?E45的電容式指紋感測裝置I來進行詳細說明。
[0075]請參照圖2，圖2為圖1A中的電容式指紋感測裝置I的N = 4且M = 5的示意圖。如圖2所示，電容式指紋感測裝置I包含掃瞄驅動器10、感測驅動器12、(4*5)個感測電極Ell?E45、五條感測線SI?S5及四條掃瞄線Gl?G4。其中，該(4*5)個感測電極Ell?E45排列成具有五行感測電極與四列感測電極的(5*4)矩陣，但不以此為限。
[0076]從掃瞄驅動器10延伸出去的掃瞄線Gl依序耦接第一行感測電極Ell?E15 ;同理，掃瞄線G2依序耦接第二行感測電極E21?E25 ;掃瞄線G3依序耦接第三行感測電極E31?E35 ;掃瞄線G4依序耦接第四行感測電極E41?E45。
[0077]從感測驅動器12延伸出去的感測線SI依序耦接第一列感測電極Ell?E41 ;同理，感測線S2依序耦接第二列感測電極E12?E42 ;感測線S3依序耦接第三列感測電極E13?E43 ;感測線S4依序耦接第四列感測電極E14?E44 ;感測線S5依序耦接第五列感測電極E15?E45。
[0078]由上述可知:感測電極ElI耦接于掃瞄線Gl與感測線SI的接點；感測電極E12耦接于掃瞄線Gl與感測線S2的接點；感測電極E21耦接于掃瞄線G2與感測線SI的接點；其余依此類推。
[0079]接著，請一并參照圖2與圖3，圖3為于自電容感測模式下，圖2中的電容式指紋感測裝置I在時間Tl?T4的期間分別通過掃瞄線Gl?G4掃瞄該四列感測電極Ell?E15、E21?E25、E31?E35及E41?E45并分別通過感測線SI?S5對該五行感測電極Ell?E4UE12?E42、E13?E43、E14?E44及E15?E45進行自電容感測的時序圖。
[0080]如圖3所示，在自電容感測模式下，于時間Tl的期間，掃瞄線Gl的掃瞄信號處于高準位且其他掃瞄線G2?G4的掃瞄信號均處于低準位。這代表在時間Tl的期間，電容式指紋感測裝置I的掃瞄驅動器10通過掃瞄線Gl掃瞄第一列感測電極Ell?E15。
[0081]同理，于時間T2的期間，掃瞄線G2的掃瞄信號處于高準位且其他掃瞄線Gl，G3?G4的掃瞄信號均處于低準位。這代表在時間T2的期間，電容式指紋感測裝置I的掃瞄驅動器10通過掃瞄線G2掃瞄第二列感測電極E21?E25。于時間T3的期間，掃瞄線G3的掃瞄信號處于高準位且其他掃瞄線Gl?G2，G4的掃瞄信號均處于低準位。這代表在時間T3的期間，電容式指紋感測裝置I的掃瞄驅動器10通過掃瞄線G3掃瞄第三列感測電極E31?E35。于時間T4的期間，掃瞄線G4的掃瞄信號處于高準位且其他掃瞄線Gl?G3的掃瞄信號均處于低準位。這代表在時間T4的期間，電容式指紋感測裝置I的掃瞄驅動器10通過掃瞄線G4掃瞄第四列感測電極E41?E45。
[0082]因此，經過時間Tl?T4的期間后，電容式指紋感測裝置I的掃瞄驅動器10即依序完成了通過掃瞄線Gl?G4掃瞄該四列感測電極Ell?E15、E21?E25、E31?E35及E41?E45的掃瞄程序。
[0083]此外，如圖3所示，于時間Tl?T4的期間，感測線SI?S5均有感測信號，代表電容式指紋感測裝置I的感測驅動器12于時間Tl?T4的期間分別通過感測線SI?S5對該五行感測電極El I?E41、E12?E42、E13?E43、E14?E44及E15?E45進行自電容感測，以得到第一指紋圖像FPl (如圖6A所示)。
[0084]接著，請同時參照圖2與圖4，圖4為于互電容感測模式下，圖2中的電容式指紋感測裝置I分別通過掃瞄線Gl?G4掃瞄該四列感測電極Ell?E15、E21?E25、E31?E35及E41?E45并分別通過感測線SI?S5中的奇數條感測線S1、S3及S5與雙數條感測線S2及S4對該五行感測電極Ell?E41、E12?E42、E13?E43、E14?E44及E15?E45中的奇數行感測電極Ell?E41、E13?E43及E15?E45與雙數行感測電極E12?E42及E14?E44進行互電容感測的時序圖。如圖4所示，于互電容感測模式下，在時間T5與T6的期間，掃瞄線Gl的掃瞄信號處于高準位且其他掃瞄線G2?G4的掃瞄信號均處于低準位。這代表在時間T5與T6的期間，電容式指紋感測裝置I的掃瞄驅動器10通過掃瞄線Gl掃瞄第一列感測電極Ell?E15。
[0085]請同時參照圖2、圖4與圖5A，在時間T5的期間，感測電極Ell與E13作為互電容感測時的接收器電極RX且感測電極E12作為互電容感測時的傳送器電極TX，此時僅有感測線S2有互電容感測信號，其他感測線SI，S3?S5則無互電容感測信號。
[0086]同理，請同時參照圖2、圖4與圖5B，在時間T6的期間，感測電極E13與E15作為互電容感測時的接收器電極RX且感測電極E14作為互電容感測時的傳送器電極TX，此時僅有感測線S4有互電容感測信號，其他感測線SI?S3，S5則無互電容感測信號。
[0087]同理，如圖4所示，于互電容感測模式下，在時間T7與T8的期間，掃瞄線G2的掃瞄信號處于高準位且其他掃瞄線Gl，G3?G4的掃瞄信號均處于低準位。這代表在時間T7與T8的期間，電容式指紋感測裝置I的掃瞄驅動器10通過掃瞄線G2掃瞄第二列感測電極E21 ?E250
[0088]根據圖5A及圖5B可推論得知:在時間T7的期間，感測電極E21與E23作為互電容感測時的接收器電極RX且感測電極E22作為互電容感測時的傳送器電極TX，此時僅有感測線S2有互電容感測信號，其他感測線SI，S3?S5則無互電容感測信號。在時間T8的期間，感測電極E23與E25作為互電容感測時的接收器電極RX且感測電極E24作為互電容感測時的傳送器電極TX，此時僅有感測線S4有互電容感測信號，其他感測線SI?S3，S5則無互電容感測信號。至于在時間T9與TlO的期間以及時間Tll與T12的期間的情形可依此類推，于此不另行贅述。
[0089]當電容式指紋感測裝置I于互電容感測模式下完成上述互電容感測程序后，即可得到如圖6B所示的第二指紋圖像FP2。于實際應用中，本發明的自電容掃瞄與互電容掃描的順序并不以此為限，可以先進行互電容掃描再進行自電容掃描，亦可以自電容掃描與互電容掃描交錯進行，亦或是其他任意的搭配方式。換言之，只要能完成上述時間Tl?T12的完整掃描即可，至于時間Tl?T12的時序波形則可任意排列，并無特定的限制。接著，電容式指紋感測裝置I再將圖6A的自電容感測到的第一指紋圖像FPl與圖6B的互電容感測到的第二指紋圖像FP2結合成如同圖6C所示的合成指紋圖像FP3。
[0090]比較圖6A至圖6C可知:圖6A的自電容感測到的第一指紋圖像FPl與圖6B的互電容感測到的第二指紋圖像FP2中的同一列感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度2d為同一行感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d的兩倍，但圖6C的合成指紋圖像FP3中的同一列感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d與同一行感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d相同。
[0091]換言之，原本圖6A的自電容感測到的第一指紋圖像FPl與圖6B的互電容感測到的第二指紋圖像FP2的垂直方向(Y方向)解析度均為水平方向(X方向)解析度的兩倍，而圖6C的合成指紋圖像FP3的垂直方向(Y方向)解析度與水平方向(X方向)解析度相等。
[0092]就垂直方向(Y方向)而言，圖6C的合成指紋圖像FP3中的同一行感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d相等于圖6A的第一指紋圖像FPl與圖6B的第二指紋圖像FP2中的同一行感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d。換言之，圖6C的合成指紋圖像FP3在垂直方向(Y方向)上的解析度相等于圖6A的第一指紋圖像FPl與圖6B的第二指紋圖像FP2在垂直方向(Y方向)上的解析度。
[0093]就水平方向(X方向)而言，圖6C的合成指紋圖像FP3中的同一列感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d為圖6A的第一指紋圖像FPl與圖6B的第二指紋圖像FP2中的同一列感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度2d的一半。換言之，圖6C的合成指紋圖像FP3在水平方向(X方向)上的解析度為圖6A的第一指紋圖像FPl與圖6B的第二指紋圖像FP2在水平方向(X方向)上的解析度的兩倍。
[0094]接著，請參照圖7，圖7為根據本發明的另一較佳具體實施例的電容式指紋感測方法的流程圖。于此實施例中，電容式指紋感測方法是通過運作電容式指紋感測裝置來實現的。電容式指紋感測裝置包含掃瞄驅動器、感測驅動器、N條掃瞄線、M條感測線及(N*M)個感測電極。其中，M與N均為正整數。
[0095]需說明的是，該(N*M)個感測電極可依一規律方式排列，例如矩陣式排列或三角形排列，但不以此為限。于此實施例中，該(N*M)個感測電極排列成具有N列感測電極與M行感測電極的(N*M)矩陣。其中，該M行感測電極沿第一方向(X軸方向或水平方向)排列且分別耦接該M條感測線；該N列感測電極沿第二方向(Y軸方向或垂直方向)排列且分別耦接該N條掃瞄線，但不以此為限。
[0096]如圖7所示，于步驟STEPl中，于自電容感測模式下，掃瞄驅動器分別通過N條掃瞄線掃瞄N列感測電極，并由感測驅動器分別通過M條感測線對M行感測電極進行自電容感測，以得到第一指紋圖像。于步驟STEP2中，于互電容感測模式下，掃瞄驅動器分別通過N條掃瞄線掃瞄N列感測電極，并由感測驅動器分別通過M條感測線中的奇數條感測線與雙數條感測線對M行感測電極中的奇數行感測電極與雙數行感測電極進行互電容感測，以得到第二指紋圖像。于步驟STEP3中，該方法將第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像，并且合成指紋圖像沿至少一方向的解析度大于第一指紋圖像與第二指紋圖像沿該至少一方向的解析度。也就是說，至少在某一方向上，合成指紋圖像的解析度會比原來的第一指紋圖像與第二指紋圖像在該方向上的解析度來得高。
[0097]接著，請參照圖8A，圖8A為根據本發明的另一較佳具體實施例的電容式指紋感測裝置的示意圖。如圖8A所示，電容式指紋感測裝置2包含掃瞄驅動器20、感測驅動器22、(N*M)個感測電極Ell?E匪、(M+1)條感測線SI?SM+1及N對掃瞄線Grl&Gtl、Gr2&Gt2、…、GrN&GtN。于此實施例中，該(N*M)個感測電極排列成具有N列感測電極與M行感測電極的(N*M)矩陣，但不以此為限。
[0098]經比較此實施例與前述實施例后可知，此實施例與前述實施例的最大差異之處在于:此實施例中的每一列感測電極(例如第一列感測電極Ell?ElM)對應于一對掃目苗線(例如第一對掃目苗線Grl與Gtl)，而非如同前述實施例中對應于一條掃目苗線(例如第一條掃瞄線Gl)。
[0099]以第一對掃瞄線Grl與Gtl為例，第一對掃瞄線Grl與Gtl包含第一掃瞄線Grl與第二掃瞄線Gtl，均耦接掃瞄驅動器20。其中，第一掃瞄線Grl分別耦接第一列感測電極Ell?ElM中的第單數個感測電極El1、E13、…且第二掃瞄線Gtl分別耦接第一列感測電極Ell?ElM中的第雙數個感測電極E12、E14、…。該M+1條感測線SI?SM+1均耦接感測驅動器22，該M行感測電極Ell?ENl、E12?EN2、…、ElM?ENM以Zig-Zag方式耦接該M+1條感測線SI?SM+1。
[0100]若以第一行感測電極Ell?ENl為例，第一行感測電極Ell?ENl中的相鄰兩感測電極Ell及E21分別耦接該M+1條感測線SI?SM+1中的第一條感測線SI及第二條感測線S2。其余可依此類推。
[0101]于電容式指紋感測裝置2中，同一列感測電極中的任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如Ell的左側邊與E12的左側邊)之間的長度與同一行感測電極中的任兩個相鄰感測電極的同一邊(例如Ell的上側邊與E21的上側邊)之間的長度均為d，但不以此為限。
[0102]接著，請參照圖8B，圖8B為圖8A中的電容式指紋感測裝置2于M = 6且N = 5時的示意圖。如圖SB所示，電容式指紋感測裝置2包含掃瞄驅動器20、感測驅動器22、(5*6)個感測電極ElI?E56、五對掃瞄線Grl&Gtl?Gr5&Gt5及七條感測線SI?S7。以第一列感測電極Ell?E16為例，感測電極Ell耦接于掃瞄線Grl與感測線S2的接點；感測電極E12耦接于掃瞄線Gtl與感測線S3的接點；感測電極E13耦接于掃瞄線Grl與感測線S4的接點；感測電極E14耦接于掃瞄線Gtl與感測線S5的接點；其余可依此類推。
[0103]接著，請同時參照圖SB與圖9，圖9為于自電容感測模式下，圖SB中的電容式指紋感測裝置2分別在時間Tl?T5的期間通過該五對掃瞄線Grl&Gtl、Gr2&Gt2、Gr3&Gt3、Gr4&Gt4及Gr5&Gt5掃瞄該五列感測電極Ell?E16、E21?E26、E31?E36、E41?E46及E51?E56并分別通過該七條感測線SI?S7對該六行感測電極Ell?E51、E12?E52、E13?E53、E14?E54、E15?E55及E16?E56進行自電容感測的時序圖。
[0104]如圖9所示，在自電容感測模式下，于時間Tl的期間，第一對掃瞄線Grl&Gtl的掃瞄信號均處于高準位且其他對掃瞄線Gr2&Gt2?Gr5&Gt5的掃瞄信號均處于低準位。這代表在時間Tl的期間，電容式指紋感測裝置2的掃瞄驅動器20通過第一對掃瞄線Grl&Gtl掃瞄第一列感測電極Ell?E16。其中，第一對掃瞄線Grl&Gtl中的第一掃瞄線Grl掃瞄的是第一列感測電極Ell?E16中的第單數個感測電極Ell、E13及E15且第一對掃瞄線Grl&Gtl中的第二掃瞄線Gtl掃瞄的是第一列感測電極Ell?E16中的第雙數個感測電極E12 及 E14。
[0105]同理，于時間T2的期間，第二對掃瞄線Gr2&Gt2的掃瞄信號均處于高準位且其他對掃瞄線Grl&Gtl, Gr3&Gt3?Gr5&Gt5的掃瞄信號均處于低準位。這代表在時間T2的期間，電容式指紋感測裝置2的掃瞄驅動器20通過第二對掃瞄線Gr2&Gt2掃瞄第二列感測電極E21?E26。其中，第二對掃瞄線Gr2&Gt2中的掃瞄線Gr2掃瞄的是第二列感測電極E21?E26中的第單數個感測電極E21、E23及E25且第一對掃瞄線Grl&Gtl中的掃瞄線Gt2掃瞄的是第二列感測電極E21?E26中的第雙數個感測電極E22及E24。其余可依此類推。因此，經過時間Tl?T5的期間后，電容式指紋感測裝置2的掃瞄驅動器20即依序完成了通過該五對掃瞄線Grl&Gtl?Gr5&Gt5掃瞄該五列感測電極Ell?E16、E21?E26、E31?E36及E41?E46的掃瞄程序。
[0106]此外，如圖9所示，于時間Tl?T5的期間，感測線SI?S7均有感測信號，代表電容式指紋感測裝置2的感測驅動器22于時間Tl?T5的期間分別通過感測線SI?S7對該六行感測電極進行自電容感測，以得到第一指紋圖像FP1’(如圖12A所示)。
[0107]接著，請同時參照圖8B與圖10，圖10為于互電容感測模式下，圖8B中的電容式指紋感測裝置2分別通過該五對掃瞄線Grl&Gtl、Gr2&Gt2、Gr3&Gt3、Gr4&Gt4及Gr5&Gt5中的掃瞄線Grl?Gr5與掃瞄線Gtl?Gt5掃瞄該五列感測電極Ell?E16、E21?E26、E31?E36、E41?E46及E51?E56中的奇數列感測電極Ell?E16、E31?E36及E51?E56或偶數列感測電極E21?E26及E41?E46，并分別通過該七條感測線SI?S7對該六行感測電極Ell?E51、E12?E52、E13?E53、E14?E54、E15?E55及E16?E56進行互電容感測的時序圖。
[0108]如圖10所示，若以第一列感測電極Ell?E16與第二列感測電極E21?E26為例，于時間T6的期間，第一對掃瞄線Grl&Gtl的掃瞄信號均處于高準位，第二對掃瞄線Gr2&Gt2的掃瞄信號則處于低準位，亦即此時是由第一對掃瞄線Grl&Gtl對第一列感測電極Ell?E16進行掃目苗。如圖1IA所示，此時，感測電極E11、E13及E15作為互電容感測時的接收器電極RX且感測電極E12及E16作為互電容感測時的傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E12與作為接收器電極RX的第一行感測電極中的感測電極Ell及E13亦是沿水平方向相鄰；作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E16與作為接收器電極RX的第一行感測電極中的感測電極E15亦是沿水平方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E12及E16的感測線S3及S7有互電容感測信號，其他感測線SI?S2，S4?S6則無互電容感測信號。
[0109]同理，請同時參照圖10與圖11B，在時間T7的期間，第一對掃瞄線Grl&Gtl的掃瞄信號均處于高準位，第二對掃瞄線Gr2&Gt2的掃瞄信號則處于低準位，亦即此時是由第一對掃瞄線Grl&Gtl對第一列感測電極Ell?E16進行掃瞄。感測電極E13與E15作為互電容感測時的接收器電極RX且感測電極E14作為互電容感測時的傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E14與作為接收器電極RX的第一行感測電極中的感測電極E13與E15沿水平方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E14的感測線S5有互電容感測信號，其他感測線SI?S4，S6?S7則無互電容感測信號。
[0110]接著，請同時參照圖10與圖11C，在時間T8的期間，掃瞄線Grl的掃瞄信號由原本的高準位變為低準位且掃瞄線Gr2的掃瞄信號由原本的低準位變為高準位，至于掃瞄線Gtl的掃瞄信號仍維持高準位且掃瞄線Gt2的掃瞄信號仍維持低準位，亦即此時由第一對掃瞄線中的Gtl與第二對掃瞄線中的Gr2來分別對第一行感測電極El I?E16與第二行感測電極E12?E26進行掃瞄。第一行感測電極中的感測電極E12、E14及E16作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二行感測電極中的感測電極E22、E24及E26作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E12與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E22沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E14與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E24沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E16與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E26沿垂直方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E12、E14及E16的感測線S3、S5及S7有互電容感測信號，其他感測線SI?S2，S4, S6則無互電容感測信號。
[0111]然后，請同時參照圖10與圖11D，在時間T9的期間，掃瞄線Grl的掃瞄信號由原本的低準位又變為高準位且掃瞄線Gr2的掃瞄信號由原本的高準位又變為低準位，至于掃瞄線Gtl的掃瞄信號也由原本的高準位變為低準位且掃瞄線Gt2的掃瞄信號也由原本的低準位變為高準位，亦即此時由第一對掃瞄線中的Grl與第二對掃瞄線中的Gt2來分別對第一行感測電極Ell?E16與第二行感測電極E12?E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中的感測電極Ell、E13及E15作為互電容感測時的接收器電極RX且第二行感測電極中的感測電極E21、E23及E25作為互電容感測時的傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第二行感測電極中的感測電極E21與作為接收器電極RX的第一行感測電極中的感測電極El I沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第二行感測電極中的感測電極E23與作為接收器電極RX的第一行感測電極中的感測電極E13沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第二行感測電極中的感測電極E25與作為接收器電極RX的第一行感測電極中的感測電極E15沿垂直方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第二行感測電極中的感測電極E21、E23及E25的感測線S1、S3及S5有互電容感測信號，其他感測線S2，S4, S6?S7則無互電容感測信號。
[0112]請同時參照圖10與圖11E，在時間TlO的期間，掃瞄線Grl的掃瞄信號由原本的高準位變為低準位且掃瞄線Gr2的掃瞄信號維持原本的低準位，至于掃瞄線Gtl的掃瞄信號也由原本的低準位變為高準位且掃瞄線Gt2的掃瞄信號則維持原本的高準位，亦即此時由第一對掃瞄線中的Gtl與第二對掃瞄線中的Gt2來對第一行感測電極El I?E16與第二行感測電極E12?E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中的感測電極E12作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二行感測電極中的感測電極E21作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E12與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E21沿45度斜向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E12的感測線S3會有互電容感測信號，其他感測線SI?S2及S4?S7則無互電容感測信號。
[0113]請同時參照圖10與圖11F，在時間Tll的期間，掃瞄線Grl與掃瞄線Gr2的掃瞄信號均維持原本的低準位，至于掃瞄線Gtl與掃瞄線Gt2的掃瞄信號則均維持原本的高準位，亦即此時由第一對掃瞄線中的Gtl與第二對掃瞄線中的Gt2來對第一行感測電極Ell?E16與第二行感測電極E12?E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中的感測電極E14作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二行感測電極中的感測電極E23作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E14與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E23沿45度斜向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E14的感測線S5有互電容感測信號，其他感測線SI?S4及S6?S7則無互電容感測信號。
[0114]請同時參照圖10與圖11G，在時間T12的期間，掃瞄線Grl與掃瞄線Gr2的掃瞄信號均維持原本的低準位，至于掃瞄線Gtl與掃瞄線Gt2的掃瞄信號則均維持原本的高準位，亦即此時由第一對掃瞄線中的Gtl與第二對掃瞄線中的Gt2來對第一行感測電極Ell?E16與第二行感測電極E12?E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中的感測電極E16作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二行感測電極中的感測電極E25作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E16與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E25沿45度斜向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E16的感測線S7有互電容感測信號，其他感測線SI?S6則無互電容感測信號。
[0115]請同時參照圖10與圖11H，在時間T13的期間，掃瞄線Grl與掃瞄線Gr2的掃瞄信號均由原本的低準位變為高準位，至于掃瞄線Gtl與掃瞄線Gt2的掃瞄信號則均由原本的高準位變為低準位，亦即此時由第一對掃瞄線中的Grl與第二對掃瞄線中的Gr2來對第一行感測電極Ell?E16與第二行感測電極E12?E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中的感測電極E13作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二行感測電極中的感測電極E22作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E13與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E22沿45度斜向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E13的感測線S4有互電容感測信號，其他感測線SI?S3及S5?S7則無互電容感測信號。
[0116]請同時參照圖1O與圖111，在時間T14的期間，掃瞄線Gr I與掃瞄線Gr 2的掃瞄信號均維持原本的高準位，至于掃瞄線Gtl與掃瞄線Gt2的掃瞄信號則均維持原本的低準位，亦即此時由第一對掃瞄線中的Gtl與第二對掃瞄線中的Gt2來對第一行感測電極Ell?E16與第二行感測電極E12?E26進行掃瞄。此時，第一行感測電極中的感測電極E15作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二行感測電極中的感測電極E24作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E15與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E24沿45度斜向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一行感測電極中的感測電極E15的感測線S6有互電容感測信號，其他感測線SI?S5及S7則無互電容感測信號。
[0117]然后，請同時參照圖10與圖11J，在時間T15的期間，掃瞄線Grl的掃瞄信號又由原本的高準位變為低準位且掃瞄線Gr2的掃瞄信號則維持原本的高準位，至于掃瞄線Gtl的掃瞄信號則維持于低準位且掃瞄線Gt2的掃瞄信號由原本的低準位變為高準位，亦即此時由第二對掃瞄線Gr2與Gt2來對第二列感測電極E21?E26進行掃瞄。此時，第二行感測電極中的感測電極E21及E25作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二行感測電極中的感測電極E22、E24及E26作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第二行感測電極中的感測電極E21與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E22沿水平方向相鄰；作為傳送器電極TX的第二行感測電極中的感測電極E25與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E24及E26亦沿水平方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第二行感測電極中的感測電極E21及E25的感測線SI及S5有互電容感測信號，其他感測線S2?S4及S6?S7則無互電容感測信號。
[0118]之后，請同時參照圖10與圖11K，在時間T16的期間，第一掃瞄線Grl&Gtl與第二對掃瞄線Gr2與Gt2的掃瞄信號均維持原本的準位不變，亦即此時由第二對掃瞄線Gr2與Gt2來對第二列感測電極E21?E26進行掃瞄。此時，第二行感測電極中的感測電極E22及E24作為互電容感測時的接收器電極RX且第二行感測電極中的感測電極E23作為互電容感測時的傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第二行感測電極中的感測電極E23與作為接收器電極RX的第二行感測電極中的感測電極E22及E24亦沿水平方向相鄰。此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的第二行感測電極中的感測電極E23的感測線S3有互電容感測信號，其他感測線SI?S2及S4?S7則無互電容感測信號。
[0119]需說明的是，于互電容感測模式下，本發明的掃描驅動器20分別通過多條掃描線Gl?G4掃瞄多個感測電極，并由感測驅動器22分別通過多條感測線SI?S5對多個感測電極中的至少一對相鄰的感測電極進行互電容感測后，可得到如圖12B所示的第二指紋圖像 FP2’。
[0120]需特別說明的是，如圖12B所示，上述至少一對相鄰的感測電極可以是沿第一方向(水平方向)左右相鄰的感測電極，對其進行互電容感測后的圖像可如同第二指紋圖像FP2’中的線條較粗的方框；上述至少一對相鄰的感測電極亦可以是沿第二方向(垂直方向)上下相鄰的感測電極，對其進行互電容感測后的圖像可如同第二指紋圖像FP2’中的線條較細的方框；上述至少一對相鄰的感測電極亦可以是沿其他方向斜向相鄰的感測電極，例如沿45度斜向相鄰的感測電極，對其進行互電容感測后的圖像可如同第二指紋圖像FP2’中的虛線方框，但不以此為限。
[0121]接著，電容式指紋感測裝置2再將圖12A的自電容感測到的第一指紋圖像FPlA圖12B的互電容感測到的第二指紋圖像FP2’結合成如同圖12C所示的合成指紋圖像FP3’。比較圖12A至圖12C可知:就垂直方向(Y方向)而言，圖12C的合成指紋圖像FP3’中的同一行感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d為圖12A的第一指紋圖像FPr與圖12B的第二指紋圖像FP2’中的同一行感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度2d的一半。換言之，圖12C的合成指紋圖像FP3’在垂直方向(Y方向)上的解析度為圖12A的第一指紋圖像FP1’與圖12B的第二指紋圖像FP2’在垂直方向(Y方向)上的解析度的兩倍。
[0122]就水平方向(X方向)而言，圖12C的合成指紋圖像FP3’中的同一列感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度d為圖12A的第一指紋圖像FP1’與圖12B的第二指紋圖像FP2’中的同一列感測圖像中的任兩個相鄰感測圖像的同一邊之間的長度2d的一半。換言之，圖12C的合成指紋圖像FP3’在水平方向(X方向)上的解析度為圖12A的第一指紋圖像FP1’與圖12B的第二指紋圖像FP2’在水平方向(X方向)上的解析度的兩倍。由上述可知:圖12C的合成指紋圖像FP3’的整體解析度為圖12A的第一指紋圖像FPr與圖12B的第二指紋圖像FP2’的整體解析度的四倍。
[0123]接著，請參照圖13，圖13為根據本發明的另一較佳具體實施例的電容式指紋感測方法的流程圖。如圖13所示，電容式指紋感測方法通過運作電容式指紋感測裝置而實現的。電容式指紋感測裝置包含掃瞄驅動器、感測驅動器、多個感測電極、M+1條感測線及N對掃瞄線。每對掃瞄線均包含第一掃瞄線與第二掃瞄線。M與N均為正整數。掃瞄驅動器耦接該N對掃瞄線。感測驅動器耦接該M+1條感測線。
[0124]該多個感測電極可排列成具有N列感測電極與M行感測電極的一(N*M)矩陣，但不以此為限。該M行感測電極沿第一方向排列并以Zig-Zag方式耦接該M+1條感測線，該N列感測電極沿第二方向排列并分別耦接該N對掃瞄線。
[0125]如圖13所示，于步驟STEP4中，于自電容感測模式下，掃瞄驅動器分別通過N對掃瞄線掃瞄N列感測電極，并由感測驅動器分別通過M+1條感測線對M行感測電極進行自電容感測，以得到第一指紋圖像。于步驟STEP5中，于互電容感測模式下，掃瞄驅動器分別通過N對掃瞄線的N條第一掃瞄線與N條第二掃瞄線掃瞄N列感測電極中的奇數列感測電極或偶數列感測電極，并由感測驅動器分別通過M+1條感測線對M行感測電極或N列感測電極進行互電容感測，以得到第二指紋圖像。于步驟STEP6中，將第一指紋圖像與第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像，并且合成指紋圖像沿至少一方向的解析度大于第一指紋圖像與第二指紋圖像沿該至少一方向的解析度。也就是說，至少在某一方向上，合成指紋圖像的解析度會比原來的第一指紋圖像與第二指紋圖像在該方向上的解析度來得高。
[0126]接著，請參照圖14，圖14為根據本發明的另一較佳具體實施例的電容式指紋感測裝置的示意圖。如圖14所示，電容式指紋感測裝置3包含掃瞄驅動器30、感測驅動器32、(5*4)個感測電極Ell?E54、五條掃瞄線Gl?G5及四對感測線Sel&Sol?Se4&So4。其中，掃瞄線Gl?G5分別耦接該五列感測電極Ell?E14、E21?E24、E31?E34、E41?E44及E51?E54。該四對感測線Sel&Sol?Se4&So4分別對應于該四行感測電極Ell?E51、E12 ?E52、E13 ?E53 及 E14 ?E54。
[0127]以第一行感測電極Ell?E51為例，感測電極ElI耦接于掃瞄線Gl與感測線Sol的接點；感測電極E21耦接于掃瞄線G2與感測線Sel的接點；感測電極E31耦接于掃瞄線G3與感測線Sol的接點；感測電極E41耦接于掃瞄線G4與感測線Sel的接點；感測電極E51耦接于掃瞄線G5與感測線Sel的接點；其余可依此類推。
[0128]請參照圖15，圖15為于自電容感測模式下，圖14中的電容式指紋感測裝置3分別在時間Tl?T5的期間通過掃瞄線Gl?G5掃瞄五列感測電極Ell?E14、E21?E24、E31?E34、E41?E44及E51?E54并分別通過該四對感測線Sel&Sol、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4對該四行感測電極Ell?E51、E12?E52、E13?E53及E14?E54進行自電容感測的時序圖。如圖15所示，于自電容感測模式下，在時間Tl的期間，掃瞄線Gl的掃瞄信號處于高準位且掃瞄線G2?G5的掃瞄信號處于低準位，亦即在時間Tl的期間，掃瞄驅動器30通過掃瞄線Gl對第一列感測電極Ell?E14進行掃瞄。此時，該四對感測線Sel&Sol、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4中的感測線Sol、So2、So3及So4有感測信號，而感測線Sel、Se2、Se3及Se4則無感測信號。
[0129]在時間T2的期間，掃瞄線G2的掃瞄信號處于高準位且掃瞄線Gl，G3?G5的掃瞄信號處于低準位，亦即在時間T2的期間，掃瞄驅動器30通過掃瞄線G2對第二列感測電極E21?E24進行掃瞄。此時，該四對感測線Sel&Sol、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4中的感測線Sel、Se2、Se3及Se4有感測信號，而感測線Sol、So2、So3及So4則無感測信號。
[0130]在時間T3的期間，掃瞄線G3的掃瞄信號處于高準位且掃瞄線Gl?G2及G4?G5的掃瞄信號處于低準位，亦即在時間T3的期間，掃瞄驅動器30通過掃瞄線G3對第三列感測電極E31?E34進行掃瞄。此時，該四對感測線Sel&Sol、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4中的感測線Sol、So2、So3及So4有感測信號，而感測線Sel、Se2、Se3及Se4則無感測信號。[0131 ] 在時間T4的期間，掃瞄線G4的掃瞄信號處于高準位且掃瞄線Gl?G3及G5的掃瞄信號處于低準位，亦即在時間T4的期間，掃瞄驅動器30通過掃瞄線G4對第四列感測電極E41?E44進行掃瞄。此時，該四對感測線Sel&Sol、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4中的感測線Sel、Se2、Se3及Se4有感測信號，而感測線Sol、So2、So3及So4則無感測信號。
[0132]在時間T5的期間，掃瞄線G5的掃瞄信號處于高準位且掃瞄線Gl?G4的掃瞄信號處于低準位，亦即在時間T5的期間，掃瞄驅動器30通過掃瞄線G5對第五列感測電極E51?E54進行掃瞄。此時，該四對感測線Se l&So 1、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4中的感測線So 1、So2、So3及So4有感測信號，而感測線Sel、Se2、Se3及Se4則無感測信號。
[0133]接著，請參照圖16，圖16為于互電容感測模式下，圖14中的電容式指紋感測裝置3分別通過兩條掃瞄線Gl?G2掃瞄兩列感測電極Ell?E14及E21?E24并分別通過該四對感測線Sel&Sol、Se2&So2、Se3&So3及Se4&So4對該四行感測電極Ell?E51、E12?E52、E13?E53及E14?E54進行互電容感測的時序圖。如圖16所示，于互電容感測模式下，于時間T6的期間，該兩條掃瞄線Gl?G2中僅有掃瞄線Gl的掃瞄信號處于高準位，亦即此時是由掃瞄線Gl對第一列感測電極Ell?E14進行掃瞄。
[0134]如圖17A所示，此時，第一列感測電極Ell?E14中的感測電極Ell與E13作為互電容感測時的接收器電極RX且第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E12作為互電容感測時的傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E12與作為接收器電極RX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極Ell與E13沿水平方向相鄰。如圖16所示，此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的感測電極E12的感測線So2有互電容感測感測信號，其他感測線則均無互電容感測感測信號。接著，于時間T7的期間，該兩條掃瞄線Gl?G2中仍僅有掃瞄線Gl的掃瞄信號處于高準位，亦即此時由掃瞄線Gl對第一列感測電極Ell?E14進行掃瞄。
[0135]如圖17B所示，此時，第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E13作為互電容感測時的接收器電極RX且第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E14作為互電容感測時的傳送器電極TX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E14與作為接收器電極RX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E13沿水平方向相鄰。如圖16所示，此時僅有耦接至作為傳送器電極TX的感測電極E14的感測線So4有互電容感測感測信號，其他感測線則均無互電容感測感測信號。然后，于時間T8的期間，該兩條掃瞄線Gl?G2均處于高準位，此時由掃瞄線Gl及G2分別對第一列感測電極Ell?E14及第一列感測電極E21?E24進行掃瞄。
[0136]如圖17C所示，此時，第一列感測電極Ell?E14中的感測電極Ell及E13作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二列感測電極E21?E24中的感測電極E21及E23作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極Ell與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E21沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E13與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E23沿垂直方向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell及E13的感測線Sol及So3有互電容感測感測信號，其他感測線則無互電容感測感測信號。
[0137]如圖17D所示，此時，第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E12及E14作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二列感測電極E21?E24中的感測電極E22及E24作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E12與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E22沿垂直方向相鄰；作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E14與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E24沿垂直方向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一列感測電極E12及E14的感測線So2及So4有互電容感測感測信號，其他感測線則無互電容感測感測信號。
[0138]如圖17E所示，此時，第一列感測電極Ell?E14中的感測電極Ell作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二列感測電極E21?E24中的感測電極E22作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極El I與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E22沿45度斜向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell的感測線Sol有互電容感測感測信號，其他感測線則無互電容感測感測信號。
[0139]如圖17F所示，此時，第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E12作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二列感測電極E21?E24中的感測電極E23作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E12與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E23沿45度斜向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一列感測電極E12的感測線So2有互電容感測感測信號，其他感測線則無互電容感測感測信號。
[0140]如圖17G所示，此時，第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E13作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二列感測電極E21?E24中的感測電極E24作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第一列感測電極Ell?E14中的感測電極E13與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E24沿45度斜向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第一列感測電極E13的感測線So3有互電容感測感測信號，其他感測線則無互電容感測感測信號。
[0141]如圖17H所示，此時，第二列感測電極E21?E24中的感測電極E22作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二列感測電極E21?E24中的感測電極E21及E23作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E22與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E21及E23沿水平方向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第二列感測電極E22的感測線Se2有互電容感測感測信號，其他感測線則無互電容感測感測信號。
[0142]如圖171所示，此時，第二列感測電極E21?E24中的感測電極E24作為互電容感測時的傳送器電極TX且第二列感測電極E21?E24中的感測電極E23作為互電容感測時的接收器電極RX，其中作為傳送器電極TX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E24與作為接收器電極RX的第二列感測電極E21?E24中的感測電極E23是沿水平方向相鄰。如圖16所示，此時，僅有耦接至作為傳送器電極TX的第二列感測電極E24的感測線Se4有互電容感測感測信號，其他感測線則無互電容感測感測信號。
[0143]相較于現有技術，根據本發明的電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法分別采用自電容及互電容兩種感測技術進行指紋感測，并將自電容指紋感測圖像與互電容指紋感測圖像結合成一指紋感測圖像。在不犧牲其高解析度的前提下，根據本發明的電容式指紋感測裝置及電容式指紋感測方法能夠有效提升單位感測電極所感應到的電容量，故可減少雜訊干擾，以提升指紋辨識的準確度，還可減少信號走線通道的數量，以簡化電路結構并節省面積。
[0144]通過以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發明的特征與精神，而并非以上述所公開的較佳具體實施例來對本發明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發明所欲申請的專利范圍的范疇內。
【主權項】
1.一種電容式指紋感測裝置，其特征在于，包含: M條感測線； N條掃目苗線； 一掃目苗驅動器，親接該N條掃目苗線； 一感測驅動器，耦接該M條感測線； 多個感測電極，該多個感測電極排列成具有N列感測電極與M行感測電極的一(N*M)矩陣，該M行感測電極沿一第一方向排列且分別耦接該M條感測線，該N列感測電極沿一第二方向排列且分別耦接該N條掃瞄線，M與N均為正整數；以及 一處理模塊，耦接該多個感測電極； 其中，于一自電容感測模式下，該掃瞄驅動器分別通過該N條掃瞄線掃瞄該N列感測電極，并由該感測驅動器分別通過該M條感測線對該M行感測電極進行自電容感測，以使該處理模塊得到一第一指紋圖像；于一互電容感測模式下，該掃瞄驅動器分別通過該N條掃瞄線掃瞄該N列感測電極，并由該感測驅動器分別通過該M條感測線中的奇數條感測線與雙數條感測線對該M行感測電極中的奇數行感測電極與雙數行感測電極進行互電容感測，以使該處理模塊得到一第二指紋圖像；該處理模塊將該第一指紋圖像與該第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像。2.如權利要求1所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該第一指紋圖像沿該第一方向的解析度小于該第一指紋圖像沿該第二方向的解析度且該第二指紋圖像沿該第一方向的解析度小于該第二指紋圖像沿該第二方向的解析度。3.如權利要求1所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該第一指紋圖像沿該第二方向的解析度小于該第一指紋圖像沿該第一方向的解析度且該第二指紋圖像沿該第二方向的解析度小于該第二指紋圖像沿該第一方向的解析度。4.如權利要求1所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該第一指紋圖像沿該第二方向的解析度等于該第一指紋圖像沿該第一方向的解析度且該第二指紋圖像沿該第二方向的解析度等于該第二指紋圖像沿該第一方向的解析度。5.如權利要求1所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該合成指紋圖像沿該第一方向的解析度與該合成指紋圖像沿該第二方向的解析度相同，且均等于該第一指紋圖像沿該第二方向的解析度及該第二指紋圖像沿該第二方向的解析度。6.如權利要求1所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該合成指紋圖像沿該第一方向的解析度不同于該合成指紋圖像沿該第二方向的解析度。7.如權利要求1所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該感測驅動器選擇該M條感測線中的該奇數條感測線作為信號傳送端(TX)并選擇該M條感測線中的該雙數條感測線作為信號接收端(RX)，或是該感測驅動器選擇該M條感測線中的該奇數條感測線作為信號接收端(RX)并選擇該M條感測線中的該雙數條感測線作為信號傳送端(TX)。8.如權利要求1所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該M條感測線中的第J條感測線分別耦接該M行感測電極中的第J行感測電極的每一個感測電極，J為正整數且I < J < M，且該N條掃瞄線中的第K條掃瞄線分別耦接該N列感測電極中的第K列感測電極的每一個感測電極，K為正整數且I < K < N。9.如權利要求1所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該多個感測電極的形狀為任意幾何形狀。10.一種電容式指紋感測裝置，包含: M+1條感測線； N對掃瞄線，每對掃瞄線均包含一第一掃瞄線與一第二掃瞄線； 一掃目苗驅動器，親接該N對掃目苗線； 一感測驅動器，耦接該M+1條感測線； 多個感測電極，該多個感測電極排列成具有N列感測電極與M行感測電極的一(N*M)矩陣，該M行感測電極沿一第一方向排列并以Zig-Zag方式親接該M+1條感測線，該N列感測電極沿一第二方向排列并分別耦接該N對掃瞄線，M與N均為正整數；以及 一處理模塊，耦接該多個感測電極； 其中，于一自電容感測模式下，該掃瞄驅動器分別通過該N對掃瞄線掃瞄該N列感測電極，并由該感測驅動器分別通過該M+1條感測線對該M行感測電極進行自電容感測，以使該處理模塊得到一第一指紋圖像；于一互電容感測模式下，該掃瞄驅動器分別通過該N對掃瞄線的N條第一掃瞄線與N條第二掃瞄線掃瞄該N列感測電極中的奇數列感測電極或偶數列感測電極，并由該感測驅動器分別通過該M+1條感測線對該M行感測電極或該N列感測電極進行互電容感測，以使該處理模塊得到一第二指紋圖像；該處理模塊將該第一指紋圖像與該第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像。11.如權利要求10所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該合成指紋圖像沿至少一方向的解析度大于該第一指紋圖像與該第二指紋圖像沿該至少一方向的解析度，該至少一方向包含由該第一方向、該第二方向、…及一第L方向所組成的群組中的至少一者，L彡3。12.如權利要求10所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該合成指紋圖像沿該第一方向的解析度不同于該合成指紋圖像沿該第二方向的解析度。13.如權利要求10所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該合成指紋圖像沿該第一方向的解析度與沿該第二方向的解析度相同。14.如權利要求10所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該掃瞄驅動器選擇該M+1條感測線的奇數條作為信號傳送端(TX)并選擇該M+1條感測線的偶數條作為信號接收端(RX)，或是該掃瞄驅動器選擇該M+1條感測線的奇數條作為信號接收端(RX)并選擇該M+1條感測線的偶數條作為信號傳送端(TX)。15.如權利要求10所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該M+1條感測線中的第J條感測線與第J+1條感測線分別耦接該M行感測電極中的第J行感測電極中的任兩個相鄰的感測電極，J為正整數且I <J<M，且該N對掃瞄線中的第K對掃瞄線的第一掃瞄線與第二掃瞄線分別耦接該第K列感測電極中的任兩個相鄰的感測電極，K為正整數且I < K < N。16.如權利要求10所述的電容式指紋感測裝置，其特征在于，該多個感測電極的形狀為任意幾何形狀。17.一種電容式指紋感測方法，應用于一電容式指紋感測裝置，該電容式指紋感測裝置包含一掃描驅動器、一感測驅動器、多條感測線、多條掃描線及多個感測電極，該多個感測電極以一規律方式排列，其特征在于，該電容式指紋感測方法包含下列步驟: 于一自電容感測模式下，該掃描驅動器分別通過該多條掃描線掃瞄該多個感測電極，并由該感測驅動器分別通過該多條感測線對該多個感測電極進行自電容感測，以得到一第一指紋圖像； 于一互電容感測模式下，該掃描驅動器分別通過該多條掃描線掃瞄該多個感測電極，并由該感測驅動器分別通過該多條感測線對該多個感測電極中的至少一對相鄰的感測電極進行互電容感測，以得到一第二指紋圖像；以及 將該第一指紋圖像與該第二指紋圖像結合為一合成指紋圖像，其中該合成指紋圖像沿至少一方向的解析度大于該第一指紋圖像與該第二指紋圖像沿該至少一方向的解析度。18.如權利要求17所述的電容式指紋感測方法，其特征在于，該至少一方向包含由一第一方向、一第二方向、…及一第L方向所組成的群組中的至少一者，L ^ 3ο19.如權利要求18所述的電容式指紋感測方法，其特征在于，該第一指紋圖像沿該第一方向的解析度小于該第一指紋圖像沿該第二方向的解析度且該第二指紋圖像沿該第一方向的解析度小于該第二指紋圖像沿該第二方向的解析度。20.如權利要求18所述的電容式指紋感測方法，其特征在于，該第一指紋圖像沿該第二方向的解析度小于該第一指紋圖像沿該第一方向的解析度且該第二指紋圖像沿該第二方向的解析度小于該第二指紋圖像沿該第一方向的解析度。21.如權利要求18所述的電容式指紋感測方法，其特征在于，該合成指紋圖像沿該第一方向的解析度與該合成指紋圖像沿該第二方向的解析度相同，且均等于該第一指紋圖像沿該第二方向的解析度及該第二指紋圖像沿該第二方向的解析度。22.如權利要求18所述的電容式指紋感測方法，其特征在于，該合成指紋圖像沿該第一方向的解析度不同于該合成指紋圖像沿該第二方向的解析度。23.如權利要求18所述的電容式指紋感測方法，其特征在于，該多個感測電極所排列的該規律方式為一矩陣式排列或一三角形排列。24.如權利要求18所述的電容式指紋感測方法，其特征在于，該至少一對相鄰的感測電極為沿該第一方向相鄰的感測電極、沿該第二方向相鄰的感測電極、…或沿該第L方向相鄰的感測電極。
【文檔編號】G06K9/00GK106096489SQ201510860326
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2015年12月1日
【發明人】江昶慶, 黃裕國
【申請人】瑞鼎科技股份有限公司