具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備的製作方法
2023-04-23 22:43:51
專利名稱：具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，例如滑鼠及鍵盤裝置，滑動式指紋感測晶片將感測到的片段指紋圖像傳送至計算機中並進行對比動作，並在對比成功後才能激活計算機中至少一特定的應用程式或無線外圍設備的功能。
背景技術：
本發明也關聯至本案發明人的下述專利(a)中國臺灣發明專利申請案號092133887，申請日為2003年12月2日，發明名稱為「含指紋感測器的記憶體儲存裝置及其儲存數據的保護方法」；(b)中國臺灣發明專利申請案號091106806，申請日為2002年4月3日，發明名稱為「電容式指紋讀取晶片」，公告號為583592，證書號為發明第200040號；(c)中國臺灣發明專利申請案號091110443，申請日2002年5月17目，發明名稱為「壓力式指紋讀取晶片及其製造方法」；(d)中國臺灣發明專利申請案號090113755，申請日2001年7月6日，發明名稱為「溫差感應式指紋辨識晶片之設計與製造」，公告號為558686，證書號碼為發明第189671號；(e)中國臺灣發明專利申請案號091118142，申請日2002年8月13日，發明名稱為「電容式壓力微感測元件及其應用之指紋讀取晶片結構」，公告號為578112，證書號為發明第198398號；(f)中國臺灣發明專利申請案號090112023，申請日為2001年5月17日，發明名稱為「電容式壓力微感測元件及其製造方法與訊號讀取方式」，現已獲得專利，其證書號碼為發明專利第182652號；(g)中國臺灣發明專利申請案號092113528，申請日為2003年5月20日，發明名稱為「滑動式指紋傳感器模組及其感測方法」；(h)中國臺灣發明專利申請案號092114621，申請目為2003年5月29日，發明名稱為「具滑動式指紋感測器之卡片裝置」，證書號為發明第225623號；及(i)中國臺灣發明專利申請案號094108291，申請日為2005年3月18日，發明名稱為「一種具有圖像比對功能的滑動式指紋感測晶片及其處理方法」。
已知的指紋讀取方法，可以利用沾有墨水的手指按壓在紙上，再利用光學掃描儀來掃描紙張以將指紋輸入計算機中，然後與資料庫中的指紋圖形對比。然而，上述方法的最大缺點是無法達到實時處理的目的，因此無法滿足越來越多實時認證的需求，例如網絡認證，電子商務，攜帶式電子產品保密，IC卡個人身份認證，保全系統等等。
實時的指紋讀取方法便成為生物辨識市場中的關鍵技術。傳統上，可使用光學式指紋傳感器來實時讀取指紋，然而其具有體積過於龐大的缺點。近年來更因為晶片式指紋傳感器的發明，使得在輕薄短小的電子產品上整合指紋辨識裝置不再是不可行的技術，相關技術內容可參見本案發明人周正三的上述專利。為此，利用矽半導體的晶片式指紋傳感器應運而生，克服了上述光學式傳感器的缺點，例如祥群科技股份有限公司的產品型號LTT-C500的電容式指紋傳感器即有此優點。
由於手指的尺寸限制，已知的晶片式指紋傳感器的感測面積至少大於9mm*9mm。再者，由於矽集成電路製造的限制，在一片6英寸(時)晶片中僅能產出50至70個有效晶片，再加上封裝測試成本，將使得單一指紋傳感器的售價至少大於美金10元以上，這將限制其應用於各種消費性電子產品，譬如筆記型計算機、手機、個人數字助理，計算機外圍產品，乃至於整合指紋傳感器的個人身份識別卡。
為了克服上述成本問題，可以將傳統二維晶片式指紋傳感器的長度予以縮小，藉以增加有效晶片的產出數目並降低晶片單價。其原理是由手指滑動通過晶片表面，完成整個手指的掃描，再將每張擷取到的片段指紋圖像建立關聯性儲存成一參考模塊，後續的使用也是相同的將手指滑過晶片表面，並得到一指紋模塊，通過指紋模塊與參考模塊的比較便可以確認使用者的身份。
其中，Mainguet等人在美國專利6,289,114號公報中及Kramer在美國專利6,317,508號公報分別揭露了上述的一種滑動式指紋傳感器及多重影像串接的方法，如圖1與圖2所示。圖1所示為已知應用滑動式指紋傳感器作為手指指紋圖像讀取的架構示意圖。其中傳感器110為一陣列元件，其橫軸方向尺寸約等於手指120的寬度，而縱軸方向(手指滑動方向)尺寸遠小於橫軸方向尺寸，手指120與傳感器110有一相對運動速度V，也就是說將手指120以速度V滑動通過傳感器110的表面，因此傳感器110可以連續性的擷取片段指紋圖像(如圖2A所示即為所擷取到的連續性片段指紋圖像121a-121s)。這些連續性片段指紋圖像121a-121s可以被輸出至一微處理器130，每次輸出的數據量如圖2B所示，並且暫存於一隨機存取存儲器(RAM)140中。隨後，微處理器130將這些連續性片段指紋圖像121a-121s取出，由儲存於只讀存儲器(ROM)150中的軟體邏輯(algorithm)做指紋圖像接合動作。首先，將圖像121a與121b接合成圖像121ab，然後再將121c與121ab接合成121abc，如圖2C所示，依此類推，以將多張的片段指紋圖像121a-121s接合成一張完整指紋圖像122，也就是如圖2D所示的指紋全圖122。
這種方法的優點是可以擷取到相當大的指紋圖像，卻不需要大面積的傳感器，不僅在成本上有相當大的優勢，辨識對比的品質也如大面積指紋傳感器般的好，例如低誤判率(false access rate)及聚判率(false rejection rate)。
然而，這種傳感器110的架構及方法設計有一些缺點。首先，必須要在很短的時間(＜1秒)擷取非常多的片段指紋圖像，其通常需要百張甚至更多的片段指紋圖像。舉例而言(如果需要手指滑動速度達10cm/sec)，若指紋傳感器的規格為8*280(此為Atmel Fingerchip的規格，500dpi)，則隨機存取存儲器140至少需要約600Kbytes的容量(再加上後續的接圖處理可能需要更多的緩衝存儲器(buffer memory))，因而增加了系統設計時的成本。6,289,114專利是利用第一與第二個指紋圖像所結合出的一個第一結合圖像來跟第三個指紋圖像作結合以產生一第二結合圖像，接著，第二結合圖像再跟第四指紋圖像作結合以產生一第三結合圖像。在此情況下，結合圖像所佔的存儲器逐漸增加，且緩衝存儲器也必須夠大才能達成所有指紋圖像的結合。
再者，為了滿足整個指紋辨識行為在手指滑過晶片表面後1秒內完成(一般可以接受時間不能超過2秒)傳感器110的晶片與主機系統的微處理器130間的相連接口必須是具有較大頻寬的接口，例如具有DMA模式的並列(Parallel)接口或者USB2.0的快速序列(Serial)接口，而無法利用較常見的I2C或RS232接口來傳輸，限制了使用者設計的彈性。
Ericson在美國專利2003/0021495案中揭露了一種內含暫存存儲器的指紋感測晶片設計，其最大優點為與主機系統的微處理器影像傳輸時較具有彈性，只是上述主機系統的隨機存取存儲器140的容量需求的問題以及必須要通過高頻寬的接口在很短的時間內(＜1秒)傳送完影像數據的問題仍然沒有得到解決，並且這一專利申請案中並沒有提及如何解決後續的圖像處理方法。
在計算機外圍應用上，已知技術已有一些附帶指紋感測功能的滑鼠、鍵盤等，通過讀取判別使用者的指紋決定計算機的使用權限。這些滑鼠、鍵盤所應用傳感器都是面積型指紋傳感器，單價昂貴，且所佔空間較大，不利於產品的推廣。隨著技術的發展及使用上的方便性，無線功能的計算機外圍裝置漸漸的取代有線裝置成為市場的主流，同樣的思維，整合指紋辨識功能於無線外圍裝置便成為一重要課題。然而，到目前為止，申請人並未見到有在無線計算機外圍裝置本體上裝設指紋傳感器，並將影像通過無線方式傳送至計算機裝置對比的產品或相關專利文獻，主要的問題是目前滑動式指紋傳感器需要傳送相當大的數據至主機系統，致使使用者必須要等待數秒至數十秒(視所使用的無線發射器類型而定)，現有技術並無法有效克服。
本發明將提供一種設計，將滑動式指紋傳感器設置於無線裝置本體上，並且能很有效的降低傳送的數據量，使得使用者可以實時的使用所述裝置本體的指紋傳感器，並且馬上由主機系統完成對比的動作。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，用以輸出互不相重疊的片段指紋圖像至一主機系統中，以減少無線電數據的傳輸量。
為達到上述目的，本發明提供一種具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其包含一外圍裝置接收模塊、一外圍裝置本體及一滑動式指紋感測晶片。所述外圍裝置接收模塊通過有線方式連接至一主機系統，並具有一無線電接收器。所述外圍裝置本體通過無線方式與所述外圍裝置接收模塊相連，並具有一無線電發射器。所述滑動式指紋感測晶片設於所述外圍裝置本體上，用以感測並處理實質上沿著一滑動方向滑動通過其上的一手指的多個片段指紋圖像而產生多個片段圖像，所述多個片段圖像通過所述無線電發射器、所述無線電接收器而傳輸至所述主機系統中。
為了加速指紋感測的過程，在上述實施例中，所述滑動式指紋感測晶片可包含一長方形陣列傳感器、一增益可調製放大器、一模擬/數字轉換器、一圖像對比模塊、一輸入/輸出接口及一控制邏輯。所述長方形陣列傳感器用以感測實質上沿著滑動方向滑動通過其上的手指的多個片段指紋圖像而獲得多個片段指紋模擬信號。所述增益可調製放大器用以將所述的多個片段指紋模擬信號放大然後輸出多個放大信號。所述模擬/數字轉換器依序接收並轉換所述的多個放大信號成為多個數字片段指紋信號。所述圖像對比模塊接收並對比所述的多個數字片段指紋信號，並逐一產生互不相重疊的所述多個片段圖像。所述輸入/輸出接口電連接至所述外圍裝置本體的所述無線電發射器，用以依序輸出所述的多個片段圖像至所述外圍裝置接收模塊，以使所述主機系統將所述的多個片段圖像以邊靠邊的方式組合成一張完整指紋圖像以執行後續辨識動作。所述控制邏輯，用以控制所述長方形陣列傳感器、所述增益可調製放大器、所述模擬/數字轉換器、所述圖像對比模塊及所述輸入/輸出接口的運作。
在上述實施例中，所述圖像對比模塊可包含一存儲器、一圖像對比單元及一存儲器控制單元。所述存儲器用以一次暫存所述的多個數字片段指紋信號的相鄰兩個。所述圖像對比單元用以對比儲存於所述存儲器中的所述的多個數字片段指紋信號的相鄰兩個，以產生所述的多個片段圖像。所述存儲器控制單元用以控制所述存儲器及所述圖像對比單元的運作。
本發明的有益效果在於1、不需複雜的處理電路，因此可以達到省電以及將產品小型化的效果；2、可以減少感測晶片的成本及降低消耗功率；3、與主機系統之間的頻寬需求也不需要太高，主機系統所需的存儲器空間也可大幅縮小；4、可以大幅改善已知技術的缺點，提高其適用性及使用者不需要耗時等待影像傳送的優點。
圖1所示為已知應用滑動式指紋傳感器作為手指指紋圖像讀取的架構示意圖。
圖2A至2D顯示已知的片段指紋圖像對比成一完整指紋圖像的一例。
圖3顯示依據本發明第一實施例的計算機無線外圍設備的方塊圖。
圖4顯示應用本發明的影像感測晶片進行影像擷取的一示意圖。
圖5顯示將圖4的第一片段圖像信號與第二片段圖像信號做圖像對比的示意圖。
圖6顯示將圖4的第二片段圖像信號與第三片段圖像信號做圖像對比的示意圖。
圖7顯示依本發明第一實施例的另一種滑動式指紋感測晶片的方塊圖。
圖8顯示依據本發明第二實施例的計算機無線外圍設備的方塊圖。
圖9顯示依據本發明第三實施例的計算機無線外圍設備的方塊圖。
主要組件符號說明AFS～片段指紋模擬信號 AFSA～放大信號DFS～數字片段指紋信號 DFS1～第一片段圖像信號DFS2～第二片段圖像信號DFS3～第三片段圖像信號NS～導航信號 OS1～第一重疊信號OS2～第二重疊信號 RFS～片段圖像RFS1～第一片段圖像RFS2～第二片段圖像RFS3～第三片段圖像V～相對運動速度10～滑動式指紋感測晶片11～長方形陣列傳感器11A～增益可調製放大器 12～模擬/數字轉換器13～圖像對比模塊 14～輸入/輸出(I/O)接口15～控制邏輯 20～外圍裝置接收模塊22～無線電接收器 28～擴充插槽30～外圍裝置本體 32～無線電發射器34～擴充插槽 40～主機系統50～外接式存儲器或晶片卡 55～左區塊56～右區塊57～左區塊58～右區塊110～傳感器120～手指 121a-121s～片段指紋圖像121ab～圖像 121abc～圖像122～完整指紋圖像 130～微處理器131～存儲器 131A、131B、131C～緩衝區132～圖像對比單元 133～存儲器控制單元
134～導航單元 140～隨機存取存儲器(RAM)150～只讀存儲器(ROM)具體實施方式
圖3顯示依據本發明第一實施例的計算機無線外圍設備的方塊圖。如圖3所示，本實施例的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備包含一外圍裝置接收模塊20、一外圍裝置本體30及一滑動式指紋感測晶片10。外圍裝置接收模塊20通過有線方式連接至一主機系統40，並具有一無線電接收器(可以包含在收發器中)22。舉例而言，外圍裝置接收模塊20是通過一通用串行總線(USB)接口、一PCMCIA接口、一PCI高速(PCIEXPRESS)接口或一IEEE 1394接口而連接至主機系統40。主機系統40可以是計算機、手機、個人數字助理等。主機系統40利用其CPU 42處理辨識指紋數據，並在辨識通過後激活至少一應用程式在主機系統中或者將外圍裝置接收模塊20與外圍裝置本體30的相連致能(enable)。在本發明中，外圍裝置本體除了包含上述滑動式指紋傳感器外，也包含了其需要執行的基本功能，例如外圍裝置本體30可以是滑鼠、鍵盤、存儲器儲存裝置、顯示器、列表機或其它裝置，在本發明中，主要精神在於如何將滑動式指紋傳感器設計於外圍裝置本體中，對於其它的功能描述則將其視為已知的技術，在此不贅述。
並且在外圍裝置本體設置有一無線發射器32，無線發射器32通過一無線網絡卡(802.11系列)、或一紅外線Ir-Da、或一藍芽接口等無線方式而與外圍裝置接收模塊20相連。因此，外圍裝置本體30通過無線方式與外圍裝置接收模塊20相連，並具有無線電發射器(可以包含在收發器中)32。滑動式指紋感測晶片10是設於外圍裝置本體30上，用以感測並處理實質上沿著一滑動方向滑動通過其上分一手指分多個片段指紋圖像而產生多個片段圖像，多個片段圖像是通過無線電發射器32、無線電接收器22而傳輸至主機系統40中。
在本發明中為了減少傳送的數據量，滑動式指紋感測晶片10可包含一長方形陣列傳感器11、一增益可調製放大器11A、一模擬/數字(A/D)轉換器12、一圖像對比模塊13、一輸入/輸出(I/O)接口14及一控制邏輯15。長方形陣列傳感器11可先形成於一基板上，在本實施例中基板為矽材料。傳感器的原理可以是電容式、壓力式或溫差式感測元件，如本案申請人在上述專利(b)至(e)所揭露的，在此不贅述。
長方形陣列傳感器11用以感測實質上沿著滑動方向滑動通過其上的手指的多個片段指紋圖像而獲得多個片段指紋模擬信號AFS。增益可調製放大器11A用以將多個片段指紋模擬信號AFS作適度放大然後輸出多個放大信號AFSA。模擬/數字轉換器12依序接收並轉換多個放大信號AFSA成為多個數字片段指紋信號DFS。為了簡化說明起見，這些數字片段指紋信號DFS至少依序包含一第一片段圖像信號DFS1、一第二片段圖像信號DFS2及一第三片段圖像信號DFS3，如圖4所示。
圖像對比模塊13接收並對比多個數字片段指紋信號DFS，並逐一產生互不相重疊的多個片段圖像RFS。這些片段圖像RFS至少依序包含一第一片段圖像RFS1、一第二片段圖像RFS2及一第三片段圖像RFS3。輸入/輸出接口14電連接至外圍裝置本體30的無線電發射器32，用以依序輸出多個片段圖像RFS至外圍裝置接收模塊20。由於多個片段圖像RFS彼此互不相重疊，所以各片段圖像RFS在滑動方向的像素的數目小於或等於長方形陣列傳感器11在滑動方向的感測單元的數目。
假設第三片段圖像RFS3是最後一筆的輸出信號，則由於多個片段圖像RFS彼此互不相重疊，所以第一片段圖像RFS1及第二片段圖像RFS2的任一個之一數據量小於或等於第三片段圖像RFS3的一數據量。
藉此，主機系統40可以將多個片段圖像RFS以邊靠邊的方式組合成一張完整指紋圖像以執行後續辨識動作。待辨識對比完成後，可以激活主機系統中的至少一應用程式(例如使用計算機的權限)或者外圍裝置本體30的功能，譬如接收滑鼠的指針信號，接收鍵盤的鍵盤信號等。
控制邏輯15用以控制長方形陣列傳感器11、增益可調製放大器11A、模擬/數字轉換器12、圖像對比模塊13及輸入/輸出接口14的運作。
圖4顯示應用本發明的影像感測晶片進行影像擷取的一示意圖。圖5顯示將圖4的第一片段圖像信號與第二片段圖像信號做圖像對比的示意圖。圖6顯示將圖4的第二片段圖像信號與第三片段圖像信號做圖像對比的示意圖。圖像對比模塊13在接收到第一片段圖像信號DFS1與第二片段圖像信號DFS2後，先作圖像對比後再輸出。此時，第一片段圖像RFS1為第一片段圖像信號DFS1扣除與第二片段圖像信號DFS2重疊部分的部分非重疊圖像。為了縮小晶片面積、節省成本及降低本發明晶片裝置的電功率消耗，本發明圖像對比模塊(其為一集成電路)所採用的運算邏輯(algorithm)必須是相當簡單，不需要微處理器或其它浮點運算的DSP等架構，僅由一般的數字邏輯電路便可以處理，才能達到面積小、速度快及省電的要求。在本發明實施例中所採用的圖像對比邏輯是對比連續兩張圖像間強度分布，在數學上僅需要減法的運算，因此可以輕易的利用數字邏輯電路完成。
為了達到圖像對比的功能，圖像對比模塊13包含一存儲器131、一圖像對比單元132及一存儲器控制單元133。存儲器131可以用以一次暫存這些數字片段指紋信號DFS的相鄰兩個，譬如圖5的第一片段圖像信號DFS1與第二片段圖像信號DFS2，或圖6的第二片段圖像信號DFS2與第三片段圖像信號DFS3。圖像對比單元132用以對比儲存於存儲器131中的這些數字片段指紋信號DFS的相鄰兩個，通過上述描述的數學邏輯以產生這些片段圖像RFS。存儲器控制單元133用以控制存儲器131及相連圖像對比單元132的運作。
通過本發明的上述影像感測晶片，可以提供的處理方法包含以下步驟。
首先，感測一手指滑動時的多個片段指紋圖像而獲得多個片段指紋模擬信號AFS。然後，將片段指紋模擬信號AFS做適度放大然後輸出放大信號AFSA。接著，依序轉換這些放大信號AFSA成為多個數字片段指紋信號DFS，這些數字片段指紋信號DFS至少依序包含一第一片段圖像信號DFS1、一第二片段圖像信號DFS2及一第三片段圖像信號DFS3。接著，連續性的對比任二張相鄰這些數字片段指紋信號DFS，並連續性的產生互不相重疊的多個片段圖像RFS，這些片段圖像RFS至少依序包含一第一片段圖像RFS1、一第二片段圖像RFS2及一第三片段圖像RFS3。而這些連續性互不重疊的片段圖像RFS可以通過存儲器控制單元133管理暫存於緩衝區131C，再由控制邏輯15控管通過I/O接口14輸出至主機系統40，並且像堆積木方式將這些片段指紋圖像邊靠邊的組合成一張完整指紋圖像。
對比這些數字片段指紋信號DFS的方法的詳細步驟系說明如下。首先，如圖5與圖3所示，由存儲器131的緩衝區131A、131B分別接收並儲存第一片段圖像信號DFS1以及第二片段圖像信號DFS2。然後，圖像對比單元132將第一片段圖像信號DFS1與第二片段圖像信號DFS2作對比以獲得一第一重疊信號OS1。接著，將第一片段圖像信號DFS1扣除第一重疊信號OS1以獲得並輸出第一片段圖像RFS1。因此，第一片段圖像RFS1為從第一片段圖像信號DFS1中扣除掉第一片段圖像信號DFS1與第二片段圖像信號DFS2的重疊信號OS1。然後，控制邏輯15將第一片段圖像RFS1通過I/O接口14輸出至主機系統40。
接著，如圖6與圖3所示，清除儲存於存儲器131中的第一片段圖像信號DFS1。然後，由存儲器131的空的緩衝區(譬如131A)接收並儲存第三片段圖像信號DFS3。接著，將第二片段圖像信號DFS2與第三片段圖像信號DFS3對比以獲得一第二重疊信號OS2。然後，將第二片段圖像信號DFS2扣除第二重疊信號OS2以獲得並輸出第二片段圖像RFS2。最後，將第三片段圖像信號DFS3進行補點及舍點以產生並輸出第三片段圖像RFS3。值得注意的是，雖然上述實施例是以三個片段圖像信號及三個片段圖像作說明，但是本發明並未受限於此，本發明也適用於兩個或三個以上的片段圖像信號及片段圖像。由於相關的處理步驟都是類似的，故省略其說明。
由於在對比的過程中，可以由信號DFS1與DFS2以及信號DFS2與DFS3累加得知第三片段圖像信號DFS3是相對於第一片段圖像信號DFS1向右偏移，因此第二片段圖像RFS2包含左區塊55但不包含右區塊56，而第三片段圖像RFS3包含左區塊57但不包含右區塊58。
為了有效管理及降低存儲器131的容量需求，一連串動作包括存儲器寫入、影像對比單元處理及片段影像的輸出的速度必需要快於手指滑動的速度，在本實施例中至少需要小於1毫秒(ms)。
因此，存儲器131隻要儲存兩筆片段信號即可，所以存儲器131的一最小容量實質上等於各數字片段指紋信號DFS之一數據量的兩倍。
至此，本發明的晶片裝置通過圖像對比單元及存儲器控制方式，可以連續性的輸出的片段指紋圖像。當手指放置其上並且移動時，通過判斷這一些連續性的片段圖像輸出格式(例如長度改變及改變的速率，或區塊57及58的寬度改變及改變的速率)，便可以提供X-Y軸的移動信息，就像是手指在數字板上移動一樣。
圖7顯示依本發明第一實施例的另一種滑動式指紋感測晶片的方塊圖。如圖7所示，本實施例類似於第一實施例，不同之處在於圖像對比模塊13還包含一導航單元134，其運作是由控制邏輯15所控制。導航單元134依據這些片段圖像RFS及這些數字片段指紋信號DFS計算出這些數字片段指紋信號DFS的相鄰兩者的一相對運動關係，藉以通過輸入/輸出接口14輸出一導航信號NS以控制主機系統40的一指針系統(譬如滑鼠光標系統)的運作。
值得注意的是，本實施例的滑動式指紋感測晶片可以僅提供輸出導航信號NS的功能，而不一定要輸出上述的片段圖像。
圖8顯示依據本發明第二實施例的計算機無線外圍設備的方塊圖。如圖8所示，本實施例類似於第一實施例，不同之處在於外圍裝置本體30還具有一擴充插槽34，用以供一外接式存儲器或晶片卡50插入而完成連接。
在此情況下，外圍裝置本體30仍可以是滑鼠、鍵盤，存儲器儲存裝置、顯示器、列表機或其它裝置。
圖9顯示依據本發明第三實施例的計算機無線外圍設備的方塊圖。如圖9所示，本實施例類似於第一實施例，不同之處在於外圍裝置接收模塊20還具有一擴充插槽28，用以供一外接式存儲器或晶片卡50插入而完成連接。在此實施例中，外接式存儲器或晶片卡50是通過有線的方式與主機系統40連接。
由本發明之上述實施例，具有圖像對比功能的滑動式指紋感測晶片在執行對比時，使用簡單的邏輯運算即可，不需複雜的處理電路，因此可以達到省電以及將產品小型化的效果。此外，由於存儲器的最小容量可以等於各數字片段指紋信號之一數據量的兩倍，因此可以減少感測晶片的成本及降低消耗功率。此外，由於每次傳輸的數據量不會大於一個數字片段指紋信號的數據量且兩兩間都不互相重疊，因此本發明的感測晶片所傳送數據量僅為傳統的滑動式指紋感測晶片數據量的1/10左右，因此與主機系統之間的頻寬需求也不需要太高，主機系統所需的存儲器空間也可大幅縮小。也因為上述所有的技術特色，可以將滑動式指紋傳感器設置於無線外圍裝置本體上，並且，片段圖像可以通過無線方式輕鬆的在一至三秒以內傳輸至主機系統中，可以大幅改善已知技術的缺點，提高其適用性及使用者不需要耗時等待影像傳送的優點。
在較佳實施例的詳細說明中所提出的具體實施例僅用以方便說明本發明的技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明的精神及權利要求的情況，所做的種種變化實施，都屬於本發明的範圍。
權利要求
1.一種具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於包含一外圍裝置接收模塊，其通過有線方式連接至一主機系統，並具有一無線電接收器；一外圍裝置本體，其通過無線方式與所述外圍裝置接收模塊相連，並具有一無線電發射器；及一滑動式指紋感測晶片，其設於所述外圍裝置本體上，用以感測並處理實質上沿著一滑動方向滑動通過其上的一手指的多個片段指紋圖像而產生多個片段圖像，所述多個片段圖像通過所述無線電發射器傳送至所述無線電接收器進而傳輸至所述主機系統中。
2.如權利要求1所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述滑動式指紋感測晶片包含一長方形陣列傳感器，用以感測實質上沿著所述滑動方向滑動通過其上的所述手指的所述多個片段指紋圖像而獲得多個片段指紋模擬信號；一增益可調製放大器，用以將所述的多個片段指紋模擬信號放大然後輸出多個放大信號；一模擬/數字轉換器，其依序接收並轉換所述的多個放大信號成為多個數字片段指紋信號；一圖像對比模塊，其接收並對比所述的多個數字片段指紋信號，並逐一產生所述多個片段圖像，所述的多個片段圖像彼此互不相重疊；一輸入/輸出接口，其電連接至所述外圍裝置本體的所述無線電發射器，用以依序輸出所述的多個片段圖像至所述外圍裝置接收模塊，以使所述主機系統將所述的多個片段圖像以邊靠邊的方式組合成一張完整指紋圖像以執行後續辨識動作；及一控制邏輯，用以控制所述長方形陣列傳感器、所述增益可調製放大器、所述模擬/數字轉換器、所述圖像對比模塊及所述輸入/輸出接口的運作。
3.如權利要求2所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，各所述片段圖像在所述滑動方向的像素的數目小於或等於所述長方形陣列傳感器在所述滑動方向的感測單元的數目。
4.如權利要求2所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述的多個片段圖像至少依序包含一第一片段圖像、一第二片段圖像及一第三片段圖像，所述第一片段圖像及所述第二片段圖像的任一個之一數據量小於或等於所述第三片段圖像的一數據量。
5.如權利要求2所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述圖像對比模塊包含一存儲器，用以一次暫存所述的多個數字片段指紋信號的相鄰兩個；一圖像對比單元，用以對比儲存於所述存儲器中的所述的多個數字片段指紋信號的相鄰兩個，以產生所述的多個片段圖像；及一存儲器控制單元，用以控制所述存儲器及所述圖像對比單元的運作。
6.如權利要求5所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述存儲器的一容量實質上等於各所述數字片段指紋信號之一數據量的兩倍。
7.如權利要求5所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述圖像對比模塊還包含一導航單元，其依據所述的多個片段圖像及所述的多個數字片段指紋信號計算出所述的多個數字片段指紋信號的相鄰兩個之一相對運動關係，藉以通過所述輸入/輸出接口輸出一導航信號以控制所述主機系統的一指針系統的運作。
8.如權利要求2所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述的多個數字片段指紋信號至少依序包含一第一片段圖像信號及一第二片段圖像信號，所述的多個片段圖像至少依序包含一第一片段圖像，所述第一片段圖像為從所述第一片段圖像信號中扣除掉所述第一片段圖像信號與所述第二片段圖像信號的一重疊信號所獲得。
9.如權利要求2所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述外圍裝置接收模塊通過一通用串行總線接口、一PCMCIA接口、一PCI高速接口或一IEEE 1394接口而連接至所述主機系統。
10.如權利要求2所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述外圍裝置本體通過一無線網絡卡、一Ir-Da、或一藍芽接口而與所述外圍裝置接收模塊相連。
11.如權利要求2所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述外圍裝置本體為一滑鼠、一鍵盤、一存儲器儲存裝置、一顯示器或一列表機。
12.如權利要求2所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述外圍裝置本體還具有一擴充插槽，用以供一外接式存儲器或晶片卡插入而完成連接。
13.如權利要求2所述的具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，其特徵在於，所述外圍裝置接收模塊還具有一擴充插槽，用以供一外接式存儲器或晶片卡插入而完成連接。
全文摘要
一種具有滑動式指紋感測晶片的計算機無線外圍設備，包含一外圍裝置接收模塊、一外圍裝置本體及一滑動式指紋感測晶片。外圍裝置接收模塊通過有線方式連接至一主機系統。外圍裝置本體通過無線方式與外圍裝置接收模塊相連。滑動式指紋感測晶片設於外圍裝置本體上，用以感測滑動通過其上之一手指的多個片段指紋圖像而獲得多個片段指紋模擬信號，並加以處理而產生互不相重疊的多個片段圖像，且將這些片段圖像通過一無線電發射器及一無線電接收器輸出至外圍裝置接收模塊。如此，主機系統可將這些片段圖像以邊靠邊的方式組合成一張完整指紋圖像，並進行指紋的對比動作，並在對比成功後致能至少一應用程式於主機系統中。
文檔編號G06K9/00GK101079087SQ20061008464
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月26日 優先權日2006年5月26日
發明者周正三 申請人:祥群科技股份有限公司