專利名稱：指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，特別是涉及一種結(jié)合一兼容性高的數(shù)據(jù)傳輸及控制接口的指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
個(gè)人的指紋為一有別于其它人的指紋的獨(dú)有的生物特征，其應(yīng)用成為個(gè)人密碼所具備的安全性高。由于電子設(shè)備的使用普及與其儲(chǔ)存容量的增加，儲(chǔ)存于其內(nèi)的個(gè)人數(shù)據(jù)的保護(hù)更顯重要。因此，以指紋作為管制電子設(shè)備的開(kāi)啟或使用的密碼能夠有效地管理個(gè)人數(shù)據(jù)。
電子設(shè)備，如移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)主機(jī)、和各種計(jì)算機(jī)外設(shè)，通過(guò)一指紋掃描裝置來(lái)提取其使用者的指紋以進(jìn)行認(rèn)證的工作。該指紋掃描裝置內(nèi)的指紋影像被轉(zhuǎn)換成數(shù)字指紋信息后，還需易于傳輸至該電子設(shè)備的控制器，才能發(fā)揮指紋認(rèn)證的功效。
該指紋掃描裝置包括一影像感測(cè)模塊。該影像感測(cè)模塊可設(shè)計(jì)為面型或線型以提取影像。該影像感測(cè)模塊的影像感測(cè)方式可為電容式、溫度式、或電磁式等。如公告于2000/7/11的美國(guó)專利US6088585號(hào)所揭示的一種“包括一指紋感測(cè)組件的攜帶式電訊裝置”，其具有一電場(chǎng)感測(cè)電極數(shù)組。為避免靜電的影響，該電訊裝置另需增加靜電防護(hù)裝置，因此，其成本提高，且其易于因靜電而在生產(chǎn)過(guò)程中損壞。另外，指紋接觸該電場(chǎng)感測(cè)電極數(shù)組也會(huì)使其易于損壞。溫度式的影像感測(cè)方式會(huì)因?yàn)橹讣y停留于該影像感測(cè)模塊上的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而無(wú)法提取清楚的指紋影像。
為提取一指紋的面型影像，線型影像感測(cè)模塊需能夠檢測(cè)出該指紋移動(dòng)于其上的運(yùn)動(dòng)速度，以獲得片段的指紋影像，并進(jìn)一步將其運(yùn)算處理以整合成一完整的指紋影像。
公知的具有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能的影像感測(cè)模塊，如公告于2003/8/1的臺(tái)灣專利TW544630號(hào)所揭示的一種“使用線性傳感器以掃描指紋的方法和裝置”，其包括一線性影像裝置、一滾筒、一光源、一聚焦裝置、和一旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器。該滾筒用以供一指紋移動(dòng)于其上。該光源的光線傳遞至該滾筒，該光線被該指紋反射至該聚焦裝置，且該光線被該聚焦裝置聚焦于該線性影像裝置。該旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器用以檢測(cè)該滾筒的旋轉(zhuǎn)速度，以進(jìn)一步獲得該指紋的運(yùn)動(dòng)速度。
上述公知的具有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能的影像感測(cè)模塊，其需通過(guò)滾筒和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器來(lái)判斷指紋的運(yùn)動(dòng)速度，導(dǎo)致整個(gè)影像感測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且體積大，不適合組裝于小型化的電子設(shè)備。
其次，該聚焦裝置的位置不能有偏移，才能使光線準(zhǔn)確地傳遞至該線性影像裝置，其容許公差小，導(dǎo)致組裝上的要求過(guò)高，影響產(chǎn)品合格率。
而且，該光源傳遞于該滾筒的光線強(qiáng)度不夠均勻，導(dǎo)致公知的影像感測(cè)模塊對(duì)其提取的指紋影像的運(yùn)算處理復(fù)雜，效率低。
此外，若增加該光源的數(shù)量且間隔配置于該滾筒下，不但仍有光線強(qiáng)度不夠均勻的問(wèn)題，且更導(dǎo)致其成本的增加和耗電量的增加。
因此，由上可知，上述公知的指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，在實(shí)際使用上，顯然具有不便與缺失，而有待加以改善。
因此，提出一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述缺失的本實(shí)用新型。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的，在于提供一種指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，使指紋掃描裝置的成本降低、使用壽命長(zhǎng)、指紋影像清楚、且其數(shù)字指紋信息易于被取得使用。
本實(shí)用新型的另一目的，在于提供一種指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，使指紋掃描裝置的影像感測(cè)模塊的感測(cè)組件的架構(gòu)能檢測(cè)一指紋相對(duì)于該感測(cè)組件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，以縮小影像感測(cè)模塊的體積，從而節(jié)省其裝設(shè)于電子設(shè)備所占用的空間。
本實(shí)用新型的另一目的，在于提供一種指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，使指紋掃描裝置的影像感測(cè)模塊的光源的光線被傳遞至其感測(cè)組件所形成的光路徑的容許公差較大，以提升產(chǎn)品合格率。
本實(shí)用新型的又一目的，在于提供一種指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，使指紋掃描裝置的影像感測(cè)模塊的光源傳遞至一指紋時(shí)的光線更為均勻，以提升對(duì)其提取的指紋影像的運(yùn)算處理效率。
本實(shí)用新型的再一目的，在于提供一種指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，使指紋掃描裝置的影像感測(cè)模塊的光源的所需數(shù)量和耗電量少，以降低其成本和延長(zhǎng)其使用時(shí)間。
為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型主要提供一種指紋掃描裝置，包括一接觸式影像感測(cè)模塊、一信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器、一模塊控制器、以及一接口控制器；該接觸式影像感測(cè)模塊用以提取一指紋影像，其感測(cè)輸出一指紋影像的模擬信號(hào)；該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊，用以轉(zhuǎn)換該指紋影像的模擬信號(hào)成為數(shù)字信號(hào)；該模塊控制器電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，用以輸出控制信號(hào)以控制該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器；該接口控制器電性連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器和該模塊控制器，用以輸出控制信號(hào)使得該數(shù)字信號(hào)傳送至一電子設(shè)備內(nèi)的控制器。
通過(guò)該接觸式影像感測(cè)模塊的應(yīng)用，使該指紋掃描裝置的成本降低且使用壽命長(zhǎng)，且其提取的指紋影像更為清楚。
通過(guò)該接口控制器連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器和該模塊控制器，使該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器所傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)易于被取得使用。
在較佳的實(shí)施例中，該接觸式影像感測(cè)模塊包括一主電路基板、一線性感測(cè)組件數(shù)組、至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件、一光源、以及一檢測(cè)面；該線性感測(cè)組件數(shù)組設(shè)于該主電路基板上；該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件設(shè)于該主電路基板上且平行配置于該線性感測(cè)組件數(shù)組的一側(cè)；該檢測(cè)面定義于該線性感測(cè)組件數(shù)組和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件的一側(cè)；其中該檢測(cè)面用以置放一指紋于其上，該光源的光線傳遞至該檢測(cè)面，該光線被該指紋反射至該線性感測(cè)組件數(shù)組和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件。
在較佳的實(shí)施例中，該線性感測(cè)組件數(shù)組具有多個(gè)影像感測(cè)組件，至少一個(gè)所述影像感測(cè)組件對(duì)應(yīng)于該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件且被定義為至少一個(gè)對(duì)比感測(cè)組件。
通過(guò)該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件和該線性感測(cè)組件數(shù)組的對(duì)比感測(cè)組件分別對(duì)該指紋提取一段參考影像數(shù)據(jù)和一段對(duì)比影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一移位次數(shù)判別數(shù)學(xué)式和一速度判別數(shù)學(xué)式的運(yùn)算處理，即可獲得該指紋相對(duì)于該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件和該對(duì)比感測(cè)組件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，因此，能縮小本實(shí)用新型的影像感測(cè)模塊的體積。
在較佳的實(shí)施例中，該主電路基板為一軟硬復(fù)合基板，該軟硬復(fù)合基板包括一第一硬式電路基板、一第二硬式電路基板、一第三硬式電路基板、和至少一個(gè)軟式電路板，該第一硬式電路基板、該第二硬式電路基板、和該第三硬式電路基板電性連接該至少一個(gè)軟式電路板且分別形成一第一復(fù)合基板、一第二復(fù)合基板、和一第三復(fù)合基板，該第二復(fù)合基板和該第三復(fù)合基板相對(duì)于該第一復(fù)合基板各上傾一預(yù)設(shè)角度，該線性感測(cè)組件數(shù)組和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件設(shè)于該第二復(fù)合基板上，該光源設(shè)于該第三復(fù)合基板上。
在較佳的實(shí)施例中，該主電路基板為一軟硬復(fù)合基板，該軟硬復(fù)合基板包括一第一硬式電路基板、一第二硬式電路基板、和一軟式電路板，該第一硬式電路基板和該第二硬式電路基板電性連接該軟式電路板且分別形成一第一復(fù)合基板和一第二復(fù)合基板，該第二復(fù)合基板相對(duì)于該第一復(fù)合基板上傾一預(yù)設(shè)角度，該線性感測(cè)組件數(shù)組和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件設(shè)于該第二復(fù)合基板上，該光源設(shè)于該第一復(fù)合基板上。
通過(guò)該軟硬復(fù)合基板的結(jié)構(gòu)，使該線性感測(cè)組件數(shù)組呈一傾斜的角度，以縮小整體的體積，且增加該光源的光路徑的容許公差。
在較佳的實(shí)施例中，該接觸式影像感測(cè)模塊包括一導(dǎo)光裝置，該導(dǎo)光裝置軸向地平行于該線性感測(cè)組件數(shù)組，該導(dǎo)光裝置的一端鄰設(shè)于該光源。
通過(guò)該導(dǎo)光裝置的結(jié)構(gòu)，使該光源傳遞至該指紋的光線更為均勻，且減少該光源的所需數(shù)量和耗電量。
為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型主要提供一種具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，包括一指紋掃描裝置以及一微處理器；該指紋掃描裝置包括一接觸式影像感測(cè)模塊、一信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器、一模塊控制器、以及一接口控制器；該接觸式影像感測(cè)模塊用以提取一指紋影像，其感測(cè)輸出一指紋影像的模擬信號(hào)；該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊，用以轉(zhuǎn)換該指紋影像的模擬信號(hào)成為數(shù)字信號(hào)；該模塊控制器電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，用以輸出控制信號(hào)以控制該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器；該接口控制器電性連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器、該模塊控制器、和該微處理器，用以輸出控制信號(hào)使得該數(shù)字信號(hào)傳送至該微處理器。
為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型主要提供一種具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，包括一指紋掃描裝置以及一通信接口；該指紋掃描裝置包括一接觸式影像感測(cè)模塊、一信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器、一模塊控制器、以及一接口控制器；該接觸式影像感測(cè)模塊用以提取一指紋影像；該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊，用以轉(zhuǎn)換該指紋影像的模擬信號(hào)成為數(shù)字信號(hào)；該模塊控制器電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，用以控制該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器；該接口控制器電性連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器、該模塊控制器、和該通信接口，用以控制該數(shù)字信號(hào)傳送至該通信接口。


圖1是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的方塊示意圖。
圖2是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的接觸式影像感測(cè)模塊第一實(shí)施例的軟硬復(fù)合基板、線性感測(cè)組件數(shù)組、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件、和光源的立體示意圖。
圖3是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的接觸式影像感測(cè)模塊第一實(shí)施例的軟硬復(fù)合基板的局部剖面示意圖。
圖4是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的接觸式影像感測(cè)模塊第一實(shí)施例的軟硬復(fù)合基板、線性感測(cè)組件數(shù)組、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件、和光源的另一立體示意圖。
圖5是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的接觸式影像感測(cè)模塊第一實(shí)施例的軟硬復(fù)合基板、線性感測(cè)組件數(shù)組、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件、光源、和聚焦裝置的立體示意圖。
圖6是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的接觸式影像感測(cè)模塊第一實(shí)施例的立體示意圖。
圖7是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的接觸式影像感測(cè)模塊第一實(shí)施例的剖面示意圖。
圖8是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的接觸式影像感測(cè)模塊第二實(shí)施例的軟硬復(fù)合基板、線性感測(cè)組件數(shù)組、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件、和光源的立體示意圖。
圖9是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的接觸式影像感測(cè)模塊第二實(shí)施例的軟硬復(fù)合基板、線性感測(cè)組件數(shù)組、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件、和光源的另一立體示意圖。
圖10是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的接觸式影像感測(cè)模塊第二實(shí)施例的軟硬復(fù)合基板、線性感測(cè)組件數(shù)組、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件、光源和聚焦裝置的立體示意圖。
圖11是本實(shí)用新型指紋掃描裝置的接觸式影像感測(cè)模塊第二實(shí)施例的立體示意圖。
圖12是本實(shí)用新型具有指紋掃描功能的電子設(shè)備第一實(shí)施例的方塊示意圖。
圖13是本實(shí)用新型具有指紋掃描功能的電子設(shè)備第二實(shí)施例的方塊示意圖。
圖14是本實(shí)用新型具有指紋掃描功能的電子設(shè)備第三實(shí)施例的方塊示意圖。
圖15是本實(shí)用新型具有指紋掃描功能的電子設(shè)備第四實(shí)施例的方塊示意圖。
圖16是本實(shí)用新型具有指紋掃描功能的電子設(shè)備第五實(shí)施例的方塊示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1主電路基板10 軟式電路板101 穿孔102 導(dǎo)電件11 第一硬式電路基板12 第二硬式電路基板121 焊墊13 第三硬式電路基板14 第一復(fù)合基板15 第二復(fù)合基板16 第三復(fù)合基板α 角度β 角度
2 線性感測(cè)組件數(shù)組20 對(duì)比感測(cè)組件21 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件3 光源4 聚焦裝置5 導(dǎo)光裝置50 反射面51 出光面A 檢測(cè)面6 指紋掃描裝置60 接觸式影像感測(cè)模塊61 信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器62 模塊控制器63 接口控制器71、72、73、74、75電子設(shè)備711 基頻控制微處理器721 有線通信接口722 USB集線器751 無(wú)線通信接口79 電子設(shè)備8 機(jī)體9 指紋具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，相信本實(shí)用新型的目的、特征與特點(diǎn)，可由此得以深入且具體的了解，然而附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本實(shí)用新型加以限制。
請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型是一種指紋掃描裝置6，包括一接觸式影像感測(cè)模塊60、一信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器61、一模塊控制器62、以及一接口控制器63，其中接觸式影像感測(cè)模塊60，用以提取一指紋影像。
信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器61，電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊60，用以轉(zhuǎn)換該指紋影像的模擬信號(hào)成為數(shù)字信號(hào)。
模塊控制器62，電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊60和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器61，用以控制該接觸式影像感測(cè)模塊60和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器61，如提供時(shí)序控制等各種控制功能。
接口控制器63，電性連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器61和該模塊控制器62，用以控制該數(shù)字信號(hào)傳送至一電子設(shè)備內(nèi)的控制器(未標(biāo)示)，如提供該指紋掃描裝置6和該電子設(shè)備之間的通信協(xié)議的完成、該數(shù)字信號(hào)的暫存緩沖、該數(shù)字信號(hào)的格式化、和該數(shù)字信號(hào)的傳送等各種控制功能。該模塊控制器62和該接口控制器63可為兩個(gè)分離的控制器，也可為一集成的控制器。
如圖1和圖12所示，該指紋掃描裝置6內(nèi)建于一電子設(shè)備71(如為一移動(dòng)電話)中，該接口控制器63電性連接該電子設(shè)備71的控制器(如為一基頻控制微處理器711)。如圖1、圖13至圖15所示，該接口控制器63可進(jìn)一步電性連接一有線通信接口721(如為一USB通信接口)，以進(jìn)一步電性連接至一外部電子設(shè)備79(如為一計(jì)算機(jī)主機(jī))。如圖1和圖16所示，該接口控制器63也可進(jìn)一步電性連接一無(wú)線通信接口751(如為一無(wú)線收發(fā)器)，使其與一外部電子設(shè)備79(如為一計(jì)算機(jī)主機(jī))進(jìn)行無(wú)線傳輸。通過(guò)該接口控制器63使該數(shù)字信號(hào)易于被取得使用。
請(qǐng)參閱圖2至圖7所示，為本實(shí)用新型指紋掃描裝置6的接觸式影像感測(cè)模塊第一實(shí)施例。該接觸式影像感測(cè)模塊60包括一主電路基板1、一線性感測(cè)組件數(shù)組2、至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件21、一光源3、一聚焦裝置4、一導(dǎo)光裝置5、以及一檢測(cè)面A，其中主電路基板1，在本實(shí)施例為一軟硬復(fù)合基板，其包括一第一硬式電路基板11、一第二硬式電路基板12、一第三硬式電路基板13、和至少一個(gè)軟式電路板10。該第一硬式電路基板11、該第二硬式電路基板12、和該第三硬式電路基板13電性連接該至少一個(gè)軟式電路板10且分別與該至少一個(gè)軟式電路板10疊置相粘形成一第一復(fù)合基板14、一第二復(fù)合基板15、和一第三復(fù)合基板16。連接該第一復(fù)合基板14和該第二復(fù)合基板15的軟式電路板10可相同于或不同于連接該第一復(fù)合基板14和該第三復(fù)合基板16的軟式電路板10。
圖3標(biāo)出該軟硬復(fù)合基板的一實(shí)施例，其中該第一復(fù)合基板(圖略)、該第二復(fù)合基板15、和該第三復(fù)合基板(圖略)各設(shè)有多個(gè)穿孔101和多個(gè)導(dǎo)電件102，各導(dǎo)電件102設(shè)于各相應(yīng)的穿孔101的內(nèi)表面且電性連接該第一硬式電路基板(圖略)和該至少一個(gè)軟式電路板10、該第二硬式電路基板12和該至少一個(gè)軟式電路板10、以及該第三硬式電路基板(圖略)和該至少一個(gè)軟式電路板10。該第二復(fù)合基板15的第二硬式電路基板12另設(shè)有多個(gè)焊墊121，所述焊墊121分別電性連接局部相應(yīng)的導(dǎo)電件102。
該第二復(fù)合基板15和該第三復(fù)合基板16相對(duì)于該第一復(fù)合基板14各上傾一預(yù)設(shè)角度α、β。本實(shí)施例中，該第二復(fù)合基板15相對(duì)于該第一復(fù)合基板14上傾45度，該第三復(fù)合基板16相對(duì)于該第一復(fù)合基板14上傾90度。然而，所述預(yù)設(shè)角度α、β也可為30度、60度、或75度等各種預(yù)設(shè)角度。
線性感測(cè)組件數(shù)組2，其用以分段式地提取多個(gè)片段的指紋影像。該線性感測(cè)組件數(shù)組2設(shè)于該主電路基板1的第二復(fù)合基板15上。該線性感測(cè)組件數(shù)組2具有多個(gè)接觸式影像感測(cè)組件(CIS，Contact Image Sensor)。該線性感測(cè)組件數(shù)組2以芯片封裝基板(COB，Chip-On-Board)的方式電性連接于該第二復(fù)合基板15的第二硬式電路基板12和所述焊墊121，并通過(guò)該至少一個(gè)軟式電路板10達(dá)成與該第一復(fù)合基板14的第一硬式電路基板11之間的電性連接。
至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件21，其設(shè)于該主電路基板1的第二復(fù)合基板15上且平行配置于該線性感測(cè)組件數(shù)組2的一側(cè)。該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件21為一接觸式影像感測(cè)組件。該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件21以芯片封裝基板的方式電性連接于該第二硬式電路基板12，并通過(guò)該至少一個(gè)軟式電路板10達(dá)成與該第一復(fù)合基板14的第一硬式電路基板11之間的電性連接。
至少一個(gè)所述影像感測(cè)組件對(duì)應(yīng)于該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件21且被定義為至少一個(gè)對(duì)比感測(cè)組件20。
光源3，如為一發(fā)光二極管，其設(shè)于該主電路基板1的第三復(fù)合基板16上。該光源3以芯片封裝基板(COB，Chip-On-Board)的方式電性連接于該第三復(fù)合基板16的第三硬式電路基板13，并通過(guò)該至少一個(gè)軟式電路板10達(dá)成與該第一復(fù)合基板14的第一硬式電路基板11之間的電性連接。該光源3也可設(shè)于其它電路板上。
聚焦裝置4，如為一透鏡，其軸向地平行于該線性感測(cè)組件數(shù)組2。
導(dǎo)光裝置5，如為一透光桿，其軸向地平行于該線性感測(cè)組件數(shù)組2，該導(dǎo)光裝置5的一端鄰設(shè)于該光源3，該聚焦裝置4位于該導(dǎo)光裝置5和該線性感測(cè)組件數(shù)組2之間。該導(dǎo)光裝置5沿其軸向形成一反射面50和一出光面51，該出光面51對(duì)應(yīng)于該聚焦裝置4。該聚焦裝置4和該導(dǎo)光裝置5支撐于一電子設(shè)備的機(jī)體8上。該聚焦裝置4也可一體連接于或組接于該導(dǎo)光裝置5。
檢測(cè)面A，其定義于該線性感測(cè)組件數(shù)組2和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件21的一側(cè)。如圖7所示，該檢測(cè)面A定義于該反射面50，用以置放一指紋9(如一指紋)于其上。
如圖7所示，該指紋9沿該接觸式影像感測(cè)模塊60的一縱方向移動(dòng)于該檢測(cè)面A上，即沿一垂直于該線性感測(cè)組件數(shù)組2的一縱方向移動(dòng)于該反射面50上。該光源3的光線投射至該導(dǎo)光裝置5的一端，且該導(dǎo)光裝置5均勻地導(dǎo)引該光線于其內(nèi)。該光線傳遞至該檢測(cè)面A，該光線被該指紋9反射經(jīng)過(guò)該出光面51至該聚焦裝置4，且該光線被該聚焦裝置4聚焦于該線性感測(cè)組件數(shù)組2和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件21，并進(jìn)一步被加以運(yùn)算處理，以整合片段的指紋影像成一完整的指紋影像，以完成指紋認(rèn)證的工作。
當(dāng)該指紋9移動(dòng)于該檢測(cè)面A上時(shí)，該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件21和該線性感測(cè)組件數(shù)組2的對(duì)比感測(cè)組件20依取樣的時(shí)間順序分別對(duì)該指紋9重復(fù)提取出空間域的一參考影像數(shù)據(jù)和一對(duì)比影像數(shù)據(jù)，并分別選取一段該參考影像數(shù)據(jù)和一段該對(duì)比影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一移位次數(shù)判別數(shù)學(xué)式和一速度判別數(shù)學(xué)式的運(yùn)算處理，即可獲得該指紋9相對(duì)于該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件21和該對(duì)比感測(cè)組件20的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，無(wú)須公知的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此，能縮小本實(shí)用新型的影像感測(cè)模塊的體積，從而節(jié)省其裝設(shè)于電子設(shè)備所占用的空間。此外，通過(guò)該移位次數(shù)判別數(shù)學(xué)式和該速度判別數(shù)學(xué)式的運(yùn)算，可避免原始的指紋影像數(shù)據(jù)易受環(huán)境、電性噪聲、或各感測(cè)組件的特性差異的影響，因此，使該相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度更為精確。
由于該軟硬復(fù)合基板的軟式電路板10可被彎曲，使得該線性感測(cè)組件數(shù)組2呈一傾斜的角度。因此，該接觸式影像感測(cè)模塊60的高度和縱向深度縮短，使得其整體的體積縮小，從而容易組裝于小型化的電子設(shè)備。此外，該光源3的光路徑的容許公差增加。因此，其產(chǎn)品合格率提升。而且，該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件21和該線性感測(cè)組件數(shù)組2的距離近，并配合該第一復(fù)合基板14的上傾調(diào)整，可避免影像的失真。
該導(dǎo)光裝置5的導(dǎo)光功能，使得該接觸式影像感測(cè)模塊60的光源3需求數(shù)量少，且使得該光源3的光線更為均勻。因此，其成本降低且耗電量小，且能提升該接觸式影像感測(cè)模塊60對(duì)其提取的指紋影像的運(yùn)算處理效率。
該接觸式影像感測(cè)模塊60的特性，使其無(wú)需額外的靜電防護(hù)裝置，因此，使該指紋掃描裝置6的成本降低。該檢測(cè)面A定義于該導(dǎo)光裝置5的反射面50，使該線性感測(cè)組件數(shù)組2未被該指紋9所直接接觸，因此，該線性感測(cè)組件數(shù)組2不易受損，使該指紋掃描裝置6的使用壽命長(zhǎng)。此外，該接觸式影像感測(cè)模塊60提取指紋影像的效果不因該指紋9停留于其上的時(shí)間所影響，因此，其提取的指紋影像更為清楚。
請(qǐng)參閱圖8至圖11所示，為本實(shí)用新型指紋掃描裝置6的接觸式影像感測(cè)模塊60第二實(shí)施例。第二實(shí)施例和第一實(shí)施例的差異為該主電路基板1和該光源3。本實(shí)施例中，該主電路基板1為一軟硬復(fù)合基板，該軟硬復(fù)合基板包括一第一硬式電路基板11、一第二硬式電路基板12、和一軟式電路板10。該第一硬式電路基板11和該第二硬式電路基板12電性連接該軟式電路板10且分別與該軟式電路板10疊置相粘形成一第一復(fù)合基板14和一第二復(fù)合基板15，該第二復(fù)合基板15相對(duì)于該第一復(fù)合基板14上傾一預(yù)設(shè)角度α。該光源3以雙列直插式組裝(DIP，Dual-In-Line-Package)的方式電性連接于該第一復(fù)合基板14的第一硬式電路基板11上，因此，本實(shí)施例的光源3直接設(shè)于該第一復(fù)合基板14上。如此，也可達(dá)到上述第一實(shí)施例的功效。
然而，該主電路基板1也可為一傳統(tǒng)的硬式電路基板，并通過(guò)該移位次數(shù)判別數(shù)學(xué)式和該速度判別數(shù)學(xué)式獲得該相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。
請(qǐng)參閱12圖所示，為本實(shí)用新型具有指紋掃描功能的電子設(shè)備第一實(shí)施例(如為一移動(dòng)電話)。本實(shí)用新型是一種具有指紋掃描功能的電子設(shè)備71，包括一指紋掃描裝置6以及一控制器(如為一基頻控制微處理器711)。
該指紋掃描裝置6如上述圖1至圖11所述。該指紋掃描裝置6內(nèi)建于該電子設(shè)備71中。該接口控制器63還電性連接于該基頻控制微處理器711，用以控制該數(shù)字信號(hào)傳送至該基頻控制微處理器711。然而，該電子設(shè)備71也可為一個(gè)人數(shù)字助理器等不同的電子設(shè)備。
請(qǐng)參閱圖13至圖15所示，為本實(shí)用新型具有指紋掃描功能的電子設(shè)備第二實(shí)施例至第四實(shí)施例(如分別為一鼠標(biāo)、一鍵盤(pán)、和一事務(wù)機(jī))。本實(shí)用新型是一種具有指紋掃描功能的電子設(shè)備72、73、74，包括一指紋掃描裝置6以及一通信接口。
該指紋掃描裝置6如上述圖1至圖11所述。該指紋掃描裝置6內(nèi)建于該電子設(shè)備72、73、74中。該接口控制器63還電性連接于該通信接口，用以控制該數(shù)字信號(hào)傳送至該通信接口。該通信接口為一有線通信接口721(如為一USB通信接口)。本實(shí)用新型具有指紋掃描功能的電子設(shè)備72、73、74另外包括一USB集線器722。該USB通信接口電性連接于該USB集線器722，并通過(guò)一USB通信線連接至一外部電子設(shè)備79(如為一計(jì)算機(jī)主機(jī))。然而，該電子設(shè)備72、73、74也可為一光學(xué)筆、一USB接口的存取裝置、或一多媒體播放裝置等不同的電子設(shè)備。此外，該指紋掃描裝置6和該通信接口也可形成一獨(dú)立的模塊，并通過(guò)一通信線連接該電子設(shè)備72、73、74。
請(qǐng)參閱圖16所示，為本實(shí)用新型具有指紋掃描功能的電子設(shè)備第五實(shí)施例，其為一無(wú)線指紋掃描裝置。本實(shí)用新型是一種具有指紋掃描功能的電子設(shè)備75，包括一指紋掃描裝置6以及一通信接口。
該指紋掃描裝置6如上述圖1至圖11所述。該指紋掃描裝置6內(nèi)建于該電子設(shè)備75中。該接口控制器63還電性連接于該通信接口，用以控制該數(shù)字信號(hào)傳送至該通信接口。該通信接口為一無(wú)線通信接口751(如為一無(wú)線收發(fā)器)。該指紋掃描裝置6通過(guò)該無(wú)線通信接口751達(dá)成與一具有無(wú)線收發(fā)器(未標(biāo)示)的外部電子設(shè)備79之間的無(wú)線傳輸。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)因此，本實(shí)用新型的指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，具有如下述的特點(diǎn)1、該接觸式影像感測(cè)模塊無(wú)須額外的靜電防護(hù)裝置，且該線性感測(cè)組件數(shù)組未被指紋所直接接觸，使該指紋掃描裝置的成本降低且使用壽命長(zhǎng)。
2、該接觸式影像感測(cè)模塊提取指紋影像的效果不因指紋停留于其上的時(shí)間所影響，因此，其提取的指紋影像更為清楚。
3、該接口控制器連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器和該模塊控制器，以提供該指紋掃描裝置和該電子設(shè)備之間的通信協(xié)議的完成、該數(shù)字信號(hào)的暫存緩沖、該數(shù)字信號(hào)的格式化、和該數(shù)字信號(hào)的傳送等各種控制功能，使該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器所傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)易于被取得使用。
4、該指紋掃描裝置可內(nèi)建于一電子設(shè)備中，也可配合該通信接口以形成一獨(dú)立的模塊。
5、該通信接口可為一有線通信接口或一無(wú)線通信接口。
6、該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件和該線性感測(cè)組件數(shù)組的對(duì)比感測(cè)組件分別對(duì)該指紋提取一段參考影像數(shù)據(jù)和一段對(duì)比影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一移位次數(shù)判別數(shù)學(xué)式和一速度判別數(shù)學(xué)式的運(yùn)算處理，即可獲得該指紋相對(duì)于該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件和該對(duì)比感測(cè)組件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，因此，能縮小該接觸式影像感測(cè)模塊的體積，從而節(jié)省其裝設(shè)于電子設(shè)備所占用的空間。
7、該軟硬復(fù)合基板的結(jié)構(gòu)，使該線性感測(cè)組件數(shù)組呈一傾斜的角度，以縮小整體的體積，從而使該接觸式影像感測(cè)模塊容易組裝于小型化的電子設(shè)備。
8、該軟硬復(fù)合基板的結(jié)構(gòu)，使該線性感測(cè)組件數(shù)組呈一傾斜的角度，以增加該光源的光路徑的容許公差，從而使產(chǎn)品合格率提升。
9、該導(dǎo)光裝置的結(jié)構(gòu)，使該光源傳遞至該指紋時(shí)的光線更為均勻，因此，能提升該接觸式影像感測(cè)模塊對(duì)其提取的指紋影像的運(yùn)算處理效率。
10、該導(dǎo)光裝置的結(jié)構(gòu)，能減少該光源的所需數(shù)量和耗電量，因此，能降低該接觸式影像感測(cè)模塊的成本和延長(zhǎng)其使用時(shí)間。
但是，以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，并非用以限制本實(shí)用新型及本實(shí)用新型的特征，凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員依本實(shí)用新型的精神所做的等效修飾或變化，均應(yīng)包含于本實(shí)用新型的專利范圍中。
權(quán)利要求1.一種指紋掃描裝置，其特征在于，包括一接觸式影像感測(cè)模塊，感測(cè)輸出一指紋影像的模擬信號(hào)；一信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊，轉(zhuǎn)換該指紋影像的模擬信號(hào)成為數(shù)字信號(hào)；一模塊控制器，電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，輸出控制信號(hào)以控制該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器；以及一接口控制器，電性連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器和該模塊控制器，輸出控制信號(hào)使得該數(shù)字信號(hào)傳送至一電子設(shè)備內(nèi)的控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該模塊控制器和該接口控制器為一集成的控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該接口控制器進(jìn)一步電性連接一有線通信接口或一無(wú)線通信接口。
4.如權(quán)利要求1所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該接觸式影像感測(cè)模塊包括一主電路基板；一線性感測(cè)組件數(shù)組，設(shè)于該主電路基板上；至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件，設(shè)于該主電路基板上且平行配置于該線性感測(cè)組件數(shù)組的一側(cè)；一光源；以及一檢測(cè)面，定義于該線性感測(cè)組件數(shù)組和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件的一側(cè)；其中該檢測(cè)面用以置放一指紋于其上，該光源的光線傳遞至該檢測(cè)面，該光線被該指紋反射至該線性感測(cè)組件數(shù)組和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件。
5.如權(quán)利要求4所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該主電路基板為一軟硬復(fù)合基板，該軟硬復(fù)合基板包括一第一硬式電路基板、一第二硬式電路基板、一第三硬式電路基板、和至少一個(gè)軟式電路板，該第一硬式電路基板、該第二硬式電路基板、和該第三硬式電路基板電性連接該至少一個(gè)軟式電路板且分別形成一第一復(fù)合基板、一第二復(fù)合基板、和一第三復(fù)合基板，該第二復(fù)合基板和該第三復(fù)合基板相對(duì)于該第一復(fù)合基板各上傾一預(yù)設(shè)角度，該線性感測(cè)組件數(shù)組和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件設(shè)于該第二復(fù)合基板上，該光源設(shè)于該第三復(fù)合基板上。
6.如權(quán)利要求5所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該線性感測(cè)組件數(shù)組和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件以芯片封裝基板的方式電性連接于該第二硬式電路基板。
7.如權(quán)利要求5所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該光源以芯片封裝基板的方式電性連接于該第三硬式電路基板。
8.如權(quán)利要求4所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該主電路基板為一軟硬復(fù)合基板，該軟硬復(fù)合基板包括一第一硬式電路基板、一第二硬式電路基板、和一軟式電路板，該第一硬式電路基板和該第二硬式電路基板電性連接該軟式電路板且分別形成一第一復(fù)合基板和一第二復(fù)合基板，該第二復(fù)合基板相對(duì)于該第一復(fù)合基板上傾一預(yù)設(shè)角度，該線性感測(cè)組件數(shù)組和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件設(shè)于該第二復(fù)合基板上，該光源設(shè)于該第一復(fù)合基板上。
9.如權(quán)利要求8所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該線性感測(cè)組件數(shù)組和該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件以芯片封裝基板的方式電性連接于該第二硬式電路基板。
10.如權(quán)利要求8所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該光源以雙列直插式組裝的方式電性連接于該第一硬式電路基板。
11.如權(quán)利要求4所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該線性感測(cè)組件數(shù)組具有多個(gè)影像感測(cè)組件，至少一個(gè)所述影像感測(cè)組件對(duì)應(yīng)于該至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)組件且被定義為至少一個(gè)對(duì)比感測(cè)組件。
12.如權(quán)利要求4所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該接觸式影像感測(cè)模塊包括一導(dǎo)光裝置，該導(dǎo)光裝置軸向地平行于該線性感測(cè)組件數(shù)組，該導(dǎo)光裝置的一端鄰設(shè)于該光源。
13.如權(quán)利要求12所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該接觸式影像感測(cè)模塊包括一聚焦裝置，該聚焦裝置軸向地平行于該線性感測(cè)組件數(shù)組，該聚焦裝置位于該導(dǎo)光裝置和該線性感測(cè)組件數(shù)組之間。
14.如權(quán)利要求13所述的指紋掃描裝置，其特征在于，該導(dǎo)光裝置沿其軸向形成一反射面和一出光面，該檢測(cè)面定義于該反射面，該出光面對(duì)應(yīng)于該聚焦裝置。
15.一種具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，包括一指紋掃描裝置；以及一微處理器；其特征在于，該指紋掃描裝置包括一接觸式影像感測(cè)模塊，感測(cè)輸出一指紋影像的模擬信號(hào)；一信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊，轉(zhuǎn)換該指紋影像的模擬信號(hào)成為數(shù)字信號(hào)；一模塊控制器，電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，輸出控制信號(hào)以控制該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器；以及一接口控制器，電性連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器、該模塊控制器、和該微處理器，輸出控制信號(hào)使得該數(shù)字信號(hào)傳送至該微處理器。
16.一種具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，包括一指紋掃描裝置；以及一通信接口；其特征在于，該指紋掃描裝置包括一接觸式影像感測(cè)模塊，感測(cè)輸出一指紋影像的模擬信號(hào)；一信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊，轉(zhuǎn)換該指紋影像的模擬信號(hào)成為數(shù)字信號(hào)；一模塊控制器，電性連接于該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，輸出一控制信號(hào)以控制該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器；以及一接口控制器，電性連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器、該模塊控制器、和該通信接口，輸出一控制信號(hào)使得該數(shù)字信號(hào)傳送至該通信接口。
17.如權(quán)利要求16所述的具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，其特征在于，該通信接口為一有線通信接口。
18.如權(quán)利要求17所述的具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，其特征在于，包括一USB集線器，該通信接口為一USB通信接口且電性連接于該USB集線器。
19.如權(quán)利要求16所述的具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，其特征在于，該通信接口為一無(wú)線通信接口。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種指紋掃描裝置及具有指紋掃描功能的電子設(shè)備，該指紋掃描裝置包括一接觸式影像感測(cè)模塊、一信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器、一模塊控制器、以及一接口控制器；該接觸式影像感測(cè)模塊用以提取一指紋影像；該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器用以轉(zhuǎn)換該指紋影像的模擬信號(hào)成為數(shù)字信號(hào)；該模塊控制器用以控制該接觸式影像感測(cè)模塊和該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器；該接口控制器用以控制該數(shù)字信號(hào)傳送至一電子設(shè)備內(nèi)的控制器；通過(guò)該接觸式影像感測(cè)模塊的應(yīng)用，使該指紋掃描裝置的成本降低且使用壽命長(zhǎng)，且其提取的指紋影像更為清楚；通過(guò)該接口控制器連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器和該模塊控制器，使該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器所傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)易于被取得使用。
文檔編號(hào)G06K9/00GK2768086SQ20052000242
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者鄭家駒, 楊文誠(chéng), 王明和 申請(qǐng)人:敦南科技股份有限公司