特許 6501911 指紋認識素子及びタッチデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6501911

(24)【登録日】2019年3月29日

(45)【発行日】2019年4月17日

(54)【発明の名称】指紋認識素子及びタッチデバイス

(51)【国際特許分類】

   G06T 1/00 20060101AFI20190408BHJP

   G06F 3/0354 20130101ALI20190408BHJP

【ＦＩ】

   G06T1/00 400G

   G06F3/0354 452

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-555824(P2017-555824)

(86)(22)【出願日】2015年4月14日

(65)【公表番号】特表2018-506812(P2018-506812A)

(43)【公表日】2018年3月8日

(86)【国際出願番号】CN2015076546

(87)【国際公開番号】WO2016115780

(87)【国際公開日】20160728

【審査請求日】2018年1月22日

(31)【優先権主張番号】201510025632.8

(32)【優先日】2015年1月19日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】510280589

【氏名又は名称】京東方科技集團股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＢＯＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＧＲＯＵＰ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】▲趙▼ 家▲陽▼

【審査官】 松田 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０８６３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１０８９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｇ０６Ｆ ３／０３５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

指紋認識素子であり、
マトリックス状に分布される複数の矩形の指紋認識領域を含み、
各前記指紋認識領域は、前記指紋認識領域の対角線方向に沿って配列される複数の相互独立の指紋認識電極を含み、
各前記指紋認識領域における指紋認識電極の配列方向が相同であることを特徴とする指紋認識素子。

【請求項2】

少なくとも一行の各前記指紋認識領域が同一のデータ処理チップによって制御され、又は、
少なくとも一列の各前記指紋認識領域が同一のデータ処理チップによって制御されることを特徴とする請求項1に記載の指紋認識素子。

【請求項3】

各前記指紋認識領域における指紋認識電極の数が相同であることを特徴とする請求項２に記載の指紋認識素子。

【請求項4】

少なくとも一行の各前記指紋認識領域が同一のデータ処理チップによって制御される場合に、行方向で隣接する各前記指紋認識領域で同一の位置にある指紋認識電極が互いに電気的に接続され、
少なくとも一列の各前記指紋認識領域が同一のデータ処理チップによって制御される場合に、列方向で隣接する各前記指紋認識領域で同一の位置にある指紋認識電極が互いに電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載の指紋認識素子。

【請求項5】

二つごとの隣接の前記指紋認識領域で同一の位置にある指紋認識電極の間の距離が５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の指紋認識素子。

【請求項6】

アレイ状に配列される各前記指紋認識領域で、対角線が隣接する各前記指紋認識領域における各指紋認識電極が同一の直線に配列されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の指紋認識素子。

【請求項7】

各前記指紋認識領域に含まれる各指紋認識電極は、各前記指紋認識領域の枠と４５度の角を成す方向に沿って配列されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の指紋認識素子。

【請求項8】

同一の指紋認識領域において隣接する指紋認識電極の間の中心距離が４２．３ミクロン〜８４．７ミクロンであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の指紋認識素子。

【請求項9】

タッチデバイスであり、
請求項１〜８のいずれかに記載の指紋認識素子を含むことを特徴とするタッチデバイス。

【請求項10】

前記指紋認識素子の上に保護層を具備することを特徴とする請求項９に記載のタッチデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示技術分野に関し、特に、指紋認識素子及びタッチデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、指紋認識は、一般的に、ログイン管理手段として電子設備に適用されるが。指紋認識デバイスは、一般的に、図１に示すように、フレキシブル回路基板０１において半導体チップ０２に接続される指紋認識パターン０３が形成されており、指紋認識パターン０３が検出信号を半導体チップ０２に伝送することで、指紋グラフィックが認識される。指紋認識は、認識の方式によって、プレス式とスライド式と分けられる。具体的に、プレス式指紋認識については、フレキシブル回路基板０１に設置される指紋認識パターンがＮ＊Ｎ個の電極であり、図２に示すように、人体がフレキシブル回路基板０１を押圧する方式によって、指紋が認識される。スライド式指紋認識については、フレキシブル回路基板０１に設置される指紋認識パターンが１＊Ｎ個の電極であり、図３に示すように、図３中の矢印方向に手指を滑動することで、指紋が認識される。
プレス式指紋認識デバイスに対して、スライド式指紋認識デバイスはスペースを節約することができ、移動設備への適用にはより好ましいが、スライド式指紋認識デバイスは、適用時に手指を特定方式でしか滑動することができなく、他の方式で手指を滑動すれば、指紋を認識することができなくなり、従って、ユーザー使用に制限がある。

【発明の概要】

【0003】

このようなことに鑑みて、本発明の実施例は、指紋認識素子及びタッチデバイスを提供し、従来のスライド式指紋認識デバイスの特定方式に従って手指を滑動しないと、指紋を認識することができないという問題を解決する。

【0004】

従って、本発明の実施例は、指紋認識素子であって、マトリックス状に分布される複数の矩形の指紋認識領域を含み、各前記指紋認識領域は、前記指紋認識領域の対角線方向に沿って配列される複数の相互独立の指紋認識電極を含み、各前記指紋認識領域における指紋認識電極の配列方向が相同である。

【0005】

一つの可能な実現方式において、本発明の実施例に係る指紋認識素子では、少なくとも一行の各指紋認識領域が同一のデータ処理チップによって制御され、もしくは、少なくとも一列の各指紋認識領域が同一のデータ処理チップによって制御される。

【0006】

一つの可能な実現方式において、本発明の実施例に係る指紋認識素子では、各前記指紋認識領域における指紋認識電極の数が相同である。

【0007】

一つの可能な実現方式において、本発明の実施例に係る指紋認識素子では、少なくとも一行の各指紋認識領域が同一のデータ処理チップによって制御される場合に、行方向で隣接する各前記指紋認識領域で同一の位置にある指紋認識電極が互いに電気的に接続され、少なくとも一列の各指紋認識領域が同一のデータ処理チップによって制御される場合に、列方向で隣接する各前記指紋認識領域で同一の位置にある指紋認識電極が互いに電気的に接続される。

【0008】

一つの可能な実現方式において、本発明の実施例に係る指紋認識素子では、アレイに配列される各前記指紋認識領域において、対角線が隣接する各前記指紋認識領域の各指紋認識電極が同一の直線に配列される。

【0009】

一つの可能な実現方式において、本発明の実施例に係る指紋認識素子では、各前記指紋認識領域に含まれる各指紋認識電極は、各前記指紋認識領域の枠と４５度の角を成す方向に沿って配列される。

【0010】

一つの可能な実現方式において、本発明の実施例に係る指紋認識素子では、２つごとの隣接の前記指紋認識領域で同一の位置にある指紋認識電極の間の距離が５ｍｍ〜２０ｍｍである。

【0011】

一つの可能な実現方式において、本発明の実施例に係る指紋認識素子では、同一の指紋認識領域で隣接する指紋認識電極の間の中心距離が４２．３ミクロン〜８４．７ミクロンである。

【0012】

本発明の実施例は、さらにタッチデバイスを提供し、前記タッチデバイスは、上記の指紋認識素子を含む。

【0013】

一つの可能な実現方式において、本発明の実施例に係るタッチデバイスでは、前記指紋認識素子の上に、保護層をさらに具備する。

【0014】

本発明の実施例に係る指紋認識素子及びタッチデバイスでは、マトリックス状に分布される複数の矩形の指紋認識領域を含み、各指紋認識領域は、指紋認識領域の対角線方向に沿って配列される複数の相互独立の指紋認識電極を含み、各指紋認識領域における指紋認識電極の配列方向が相同である。各指紋認識領域において各指紋認識電極が相同の対角線方向に沿って配列されるので、指紋認識素子において手指が複数の方向に沿って滑動する場合に、同一又は隣接の指紋認識領域に属する指紋認識電極は、完全的な指紋情報を検出することによって、指紋を認識でき、スライド式指紋認識素子が手指の滑動方向に制限されなく、スライド式指紋認識素子の適用範囲を拡大し、且つ、手指が滑動する場合に長距離の滑動を行わなくても、完全な指紋を検出することができ、指紋滑動認識の感度を向上する。プレス式指紋認識に対して、本発明の実施例のスライド式指紋認識素子によれば、少ない指紋認識電極を使えても、完全的な指紋パターンを検出することができ、コストの削減に有利である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

本発明の実施例や従来技術の技術方案をより明確に説明するために、以下に実施例又は従来技術の記述に用いられる図面を簡単に説明する。以下の記述における図面は、本発明のいくつかの実施例に過ぎなく、当業者にとって、創造的な労働をしないことを前提で、これらの図面によって他の図面を得ることができることは明らかである。

【図1】従来技術の指紋認識デバイスの構造の模式図である。

【図2】従来技術のプレス式指紋認識パターンの模式図である。

【図3】従来技術でのスライド式指紋認識パターンの模式図である。

【図4a】本発明の実施例に係る指紋認識素子の構造の模式図である。

【図4b】本発明の実施例に係る指紋認識素子の構造の模式図である。

【図4c】本発明の実施例に係る指紋認識素子の構造の模式図である。

【図5a】本発明の実施例一の模式図である。

【図5b】本発明の実施例一の模式図である。

【図5c】本発明の実施例一の模式図である。

【図5d】本発明の実施例一の模式図である。

【図5e】本発明の実施例一の模式図である。

【図5f】本発明の実施例一の模式図である。

【図6a】本発明の実施例二の模式図である。

【図6b】本発明の実施例二の模式図である。

【図6c】本発明の実施例二の模式図である。

【図6d】本発明の実施例二の模式図である。

【図6e】本発明の実施例二の模式図である。

【図6f】本発明の実施例二の模式図である。

【図7a】本発明の実施例三の模式図である。

【図7b】本発明の実施例三の模式図である。

【図8】本発明の実施例に係るタッチデバイスの構造の模式図である。

【図9】本発明の実施例に係るタッチデバイスの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例に係る指紋認識素子及びタッチデバイスの具体的な実施形態を、詳しく説明する。

【0017】

図面において、各部品のサイズと形状は、実際な比例を反映するものではなく、本発明の内容を模式的に説明することを目的とする。

【0018】

本発明の実施例に係る指紋認識素子は、図４ａに示すように、マトリックス状に分布される複数の矩形の指紋認識領域１００を含み、ここで、図４ａは、指紋認識素子が８×８個の正方形の指紋認識領域１００を含むことを例として説明を行う。

【0019】

各指紋認識領域１００は、指紋認識領域１００の対角線方向に沿って配列される複数の相互に独立な指紋認識電極１１０を含み、各指紋認識領域１００での指紋認識電極１１０の配列方向が相同である。具体的に、図４ａでは、各指紋認識電極１１０が指紋認識領域１００の主対角線方向（つまり、左上から右下までの対角線方向）に沿って配列されることを例として説明を行う。ここで、相互に独立な指紋認識電極とは、同一の指紋認識領域中にそれぞれの指紋認識電極が互いに絶縁であることを指す。

【0020】

具体的に実施する場合に、本発明の実施例に係る上記指紋認識素子に含まれる各指紋認識電極１１０の具体的な形状は、図４ａに示す矩形に限らず、菱形や円形などの形状であってもよい。図４ａでは、各指紋認識電極１１０が正方形であり、各指紋認識領域１００も正方形であり、各指紋認識電極１１０が指紋認識領域１００の主対角線方向に沿って対角線が首尾連接するように配列されるが、具体的に実施する場合には、指紋認識領域１００の形状及び指紋認識電極１１０の具体的な形状によって、各指紋認識電極１１０全てが指紋認識領域１００の対角線方向に沿って配列される規則に従って、各指紋認識電極１１０の具体的な配列を具体的に設計してもよく、ここで特に制限しない。

【0021】

一般的に、本発明の実施例に係る上記指紋認識素子において区分けされた各指紋認識領域のサイズが一般的に同じであり、指紋認識電極のサイズも一般的に同じである。

【0022】

本発明の実施例に係る上記指紋認識素子では、手指が上記指紋認識素子で任意の方向に滑動する場合、各指紋認識領域１００において各指紋認識電極１１０が相同の対角線方向に沿って配列されるので、手指が複数の方向に沿って滑動する時に、同一又は隣接の指紋認識領域１００に属する指紋認識電極１１０は、完全な指紋情報を検出することによって、指紋を認識でき、スライド式指紋認識素子が手指の滑動方向に制限されなく、スライド式指紋認識素子の適用範囲を拡大し、手指を滑動する時に長距離の滑動を行わなくても、完全な指紋を検出することができ、指紋滑動認識の感度を向上する。プレス式指紋認識に対して、本発明の実施例のスライド式指紋認識素子によれば、少ない指紋認識電極を使えても、完全的な指紋パターンを検出することができ、コストの削減に有利である。

【0023】

具体的に実施する場合に、本発明の実施例に係る上記指紋認識素子が指紋認識を行う時に、複数の指紋認識領域１００の指紋認識電極１１０によって検出された画像を合成して最終の指紋画像を形成することが必要となる場合が多いので、各指紋認識領域１００によって取得された画像の解像度が相対的に一致することを保証するために、具体的に設計する時に、一般的に、各指紋認識領域１００の指紋認識電極１１０の数を相同に設置し、図４ａと図４ｃでは、各指紋認識領域１００が６つの指紋認識電極１１０を含むことを例として説明を行い、つまり、各指紋認識領域１００全てが６つの指紋認識電極１１０で組成される。

【0024】

図４ｂは、図４ａ中の２×２指紋認識領域のマトリックス状の構造の模式図である。具体的に実施する場合に、指紋認識素子に設置される指紋認識領域１００の具体的なサイズと、各指紋認識領域１００に含まれる指紋認識電極１１０の数とを、実際の要求により設けてもよく、一般的に、各指紋認識領域１００によって取得される画像の連続性と完全性を保証するために、毎二つの隣接の指紋識別領域において同一の位置にある指紋認識電極の間の距離は、一般的に５ｍｍ〜２０ｍｍに制御されることが好ましい。具体的に、図４ｂに示すように、行方向に相隣する二つの指紋認識領域１００１と１００２において、同一の位置にある指紋認識電極１１０１と１１０２との間の距離Ｄ１の範囲が５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。同様に、列方向に相隣する二つの指紋認識領域１００１と１００３において、同一の位置にある指紋認識電極１１０１と１１０３との間の距離Ｄ２の範囲が５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。

【0025】

なお、各指紋認識領域で取得される画像の解像度を保証し、タッチ感度を向上するために、一般的に、同一の指紋認識領域内において相隣する指紋認識電極の間の中心距離が４２．３ミクロン〜８４．７ミクロンに制御されるべきであり、それに対し、前記指紋認識素子の認識解像度が３００ｄｐｉ〜６００ｄｐｉである。具体的に、図４ｂに示すように、指紋認識領域１００２において相隣の二つの指紋認識電極１１０４と１１０５との中心距離ｄ１（縦方向の中心距離）とｄ２（横方向の中心距離）全てが、４２．３μｍ〜８４．７μｍであることが好ましい。

【0026】

そして、図４ｃに示すように、各指紋認識領域１００によって取得される画像の連続性を保証するために、具体的に設計する場合に、一般的に、各指紋認識領域１００のアレイ配列において対角線が隣接する各指紋認識領域１００の各指紋認識電極１１０を、同一の直線に配列し、つまり、対角線が隣接する指紋認識領域１００の対角線上の各指紋認識電極１１０が相対連続的に配列される。

【0027】

上記記述から分かるように、本発明の実施例に係る上記指紋認識素子に含まれる指紋認識電極１１０の数が多くて、指紋認識領域１００の指紋認識電極すべてがそれぞれに導線で対応するデータ処理チップ（ＩＣ）に接続されると、指紋認識素子におけるデータ処理チップ（ＩＣ）が非常に複雑になる。そのため、具体的に設計する場合に、少なくとも一行の各指紋認識領域が同一のデータ処理チップ（ＩＣ）によって制御されるようにする。若しくは、少なくとも一列の各指紋認識領域が同一のデータ処理チップによって制御されるようにする。例えば、図４ｃに示すように、同一の列の各指紋認識領域が同一のデータ処理チップ（例えば、ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３……ＩＣｎ）によって制御されるようにして、データ処理チップ（ＩＣ）の数を減少し、コストを削減する。もちろん、一つのデータ処理チップ（ＩＣ）によって複数の行又は複数の列の指紋認識領域を制御してもよく、ここで特に制限しない。

【0028】

さらに、指紋認識素子における配線の数を減少するために、具体的に実施する倍に、少なくとも一行にある各指紋認識領域１００が同一のデータ処理チップ（ＩＣ）によって制御される時に、行方向で隣接の各指紋認識領域１００における同一の位置にある指紋認識電極１１０を互いに電気的に接続し、具体的に、配線を介して接続する。若しくは、少なくとも一列にあるの各指紋認識領域１００が同一のデータ処理チップ（ＩＣ）によって制御される時に、列方向で隣接の各指紋認識領域１００における同一の位置にある指紋認識電極１1０を互いに電気的に接続する。図４ｃに示すように、配線を介して同一の列にある指紋認識電極１１０を電気的に接続する。

【0029】

上記記述で、隣接の各指紋認識領域１００における同一の位置にある指紋認識電極１１０とは、各指紋認識領域１００に含まれる指紋認識電極１１０の数が相同である場合に、各指紋認識領域１００にｎ個の指紋認識電極１１０を含むこととし、同一の位置にある指紋認識電極１１０が各指紋認識領域１００における第ｊ個の指紋認識電極であり、ｊ＝１……ｎであり、例えば、図４ｂ中の１１０１と１１０２は、行方向で隣接する二つの指紋認識領域１００１と１００２の同一の位置の指紋認識電極であり、１１０１と１１０３は、列方向で隣接する二つの指紋認識領域１００１と１００３の同一の位置の指紋認識電極であることを、注意すべきである。

【0030】

好ましくは、本発明の実施例に係る上記指紋認識素子は、具体的に使用する場合に手指が任意の方向に可滑動するので、いかなる場合でも完全な指紋情報を検出できるためには、具体的に実施する場合に、一般的に、各指紋認識領域１００の枠を正方形に設けて、各指紋認識領域１００に含まれる各指紋認識電極１１０を、枠と４５度角を成す方向に沿って配列する。

【0031】

以下、本発明の実施例に係る指紋認識素子の操作を、図４ｃに示す列方向で隣接する各指紋認識領域１００で同一位置にある指紋認識電極１１０が配線を介して互いに導通され、且つ一列の指紋認識領域１００が同一のデータ処理チップ（ＩＣ）によって制御されることを例として説明する。ここで、一つのデータ処理チップは、一つの結像画像を読み出す。本発明の実施例の指紋認識素子によれば、手指の複数の滑動方向で、全てに指紋を検出することができる。

【0032】

実例一、手指が右又は左へ滑動する：
手指が右へ滑動する場合に、手指滑動の初期領域と指紋押圧滑動の範囲の異なりによって、複数の状況があり、以下に、三種の状況を例として説明を行う。

【0033】

第一種の状況では、図５ａに示すようである、ここで、矢印が手指滑動方向を示し、手指滑動の初期領域（図５ａにおいて点線枠で示される）が指紋認識領域１００１の部分領域を覆い、指紋押圧滑動範囲は、少なくとも左右に隣接する二つの指紋認識領域１００１と１００２の部分指紋認識電極を含むので、その最終画像は、図５ｂに示すように、指紋認識領域１００１の結像１と指紋認識領域１００２の結像２との組合によって形成される。ここで、結像１と結像２は、それぞれに、第１列と第２列の指紋認識領域に接続されるデータ処理チップによって読み出された画像に対応する。具体的に、図５ａに示すように、手指滑動の初期領域（点線枠部分）は、Ｌを分界線として指紋認識領域１００１の指紋認識電極によって二つの部分（左下部分２０１と右上部分２０２）に区分けられ、手指が滑動する時に、左下部分２０１の指紋情報が指紋認識領域１００１の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００１に対応するＩＣに伝送され（図５ｂ中の結像１の画像が得られ）、右上部分２０２の指紋情報が指紋認識領域１００２の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００２に対応するＩＣに伝送され（図５ｂ中の結像２の画像が得られ）、その後、画像処理によって図５ｂに示す最終画像が得られる。

【0034】

第二種の状況では、図５ｃに示すように、手指滑動の初期領域（図５ｃにおいて点線枠で示される）が指紋認識領域１００１と１００２の部分領域を覆い、指紋押圧滑動範囲は、少なくとも左右に隣接する二つの指紋認識領域１００１と１００２との部分指紋認識電極を含むので、その最終画像は、図５ｄに示すように、指紋認識領域１００１の結像１と指紋認識領域１００２の結像２との組合によって形成される。ここで、結像１と結像２は、それぞれに、第１列と第２列の指紋認識領域によって読み出された画像に対応する。具体的に、図５ｃに示すように、手指滑動の初期領域（点線枠部分）は、Ｌを分界線として指紋認識領域１００１の指紋認識電極によって二つの部分（左下部分３０１と右上部分３０２）に区分けられ、手指が滑動する時に、左下部分３０１の指紋情報が指紋認識領域１００１の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００１に対応するＩＣに伝送され（図５ｄ中の結像１の画像が得られ）、右上部分３０２の指紋情報が指紋認識領域１００２の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００２に対応するＩＣに伝送され（図５ｄ中の結像２の画像が得られ）、その後、画像処理によって図５ｄに示す最終画像が得られる。

【0035】

第三種の状況では、図５ｅに示すように、手指滑動の初期領域（図５ｅにおいて点線枠で示される）が指紋認識領域１００１と１００３の部分領域を覆い、指紋滑動範囲は、少なくとも左右に隣接する両列の指紋認識領域（１００１、１００２、１００３、１００４）の部分指紋認識電極を含むので、その最終画像は、図５ｆに示すようにされる。ここで、結像１と結像２は、それぞれに、第一列と第二列の指紋認識領域によって読み出される画像に対応する。具体的に、図５ｅに示すように、手指滑動の初期領域（点線枠部分）は、Ｌ１とＬ２を分界線として指紋認識領域１００１と１００３の指紋認識電極によって三つの部分（第一部分４０１、第二部分４０２、第三部分４０３）に区分けられ、手指が滑動する時に、第一部分４０１の指紋情報が指紋認識領域１００１の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００１に対応するＩＣに伝送され、第二部分４０２の指紋情報が指紋認識領域１００４の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００４に対応するＩＣに伝送され、第三部分４０３の指紋情報が指紋認識領域１００３の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００３に対応するＩＣに伝送される。上記図面４ｃに対応する実施例で述べたように、指紋認識領域１００１と１００３が同一列にあり、同一のＩＣに接続されるので、両者によって検出された画像を組み合わせて得られた画像は、図５ｆの結像１（第一部分４０１と第三部分４０３の指紋画像を含む）に対応し、指紋認識領域１００４は、指紋認識領域１００１及び１００３とは列が異なるので、対応するように接続するＩＣも異なり、従って、指紋認識領域１００４に対応するＩＣで得られた画像は、図５ｆの結像２（第二部分４０２の指紋画像に対応する）に対応し、画像１と画像２が画像処理されて、図５ｆに示す最終画像が得られる。

【0036】

同様に、手指が左へ滑動する場合は上記の右へ滑動する場合と、状況と原理が類似であるので、ここで、重複な説明を省略する。

【0037】

実例二、手指が下へ又は上へ滑動する：
手指が下へ滑動する場合に、手指滑動の起点と指紋押圧の範囲の異なりによって、複数の状況があり、以下に、三種の状況を例として説明を行う。

【0038】

第一種の状況では、図６ａに示すようである。ここで、矢印が手指滑動方向を示し、手指滑動の初期領域（図６ａにおいて点線枠で示される）が指紋認識領域１００２の部分領域を覆い、指紋押圧滑動範囲は、少なくとも第二列の二つの指紋認識領域１００２と１００４との部分指紋認識電極を含むので、その最終画像は、図６ｂに示すように、第二列の指紋認識領域の結像が画像処理されて合成される。具体的に、図６ａに示すように、手指滑動の初期領域（点線枠部分）は、Ｌを分界線として指紋認識領域１００２の指紋認識電極によって二つの部分（左下部分５０１と右上部分５０２）に区分けられ、手指が下へ滑動する時に、左下部分５０１の指紋情報が指紋認識領域１００４の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００４に対応するＩＣに伝送され、右上部分５０２の指紋情報が指紋認識領域１００２の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００２に対応するＩＣに伝送される。上記の図面４ｃに対応する実施例で述べたように、指紋認識領域１００２と１００４は、同一の列にあり、同一のＩＣに接続されるので、両者によって検出された画像を組み合わせて得られた画像は、図６ｂ中の結像１（左下部分５０１と右上部分５０２を含む指紋画像）に対応し、図６ｂに示す最終画像が得られる。

【0039】

第二種の状況では、図６ｃに示すように、手指滑動の初期領域（図６ｃにおいて点線枠で示される）が一部の指紋認識領域１００１と１００２を覆い、指紋押圧滑動範囲は、少なくとも左右に隣接する両列の指紋認識領域（１００１、１００２、１００３、１００４）の一部分の指紋認識電極を含むので、その最終画像は、図６ｄに示すようである。ここで、結像１と結像２は、それぞれに、第一列と第二列の指紋認識領域によって読み出される画像に対応する。具体的に、図６ｃに示すように、手指滑動の初期領域（点線枠部分）は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を分界線として指紋認識領域１００１と１００２の指紋認識電極によって四つの部分（第一部分６０１、第二部分６０２、第三部分６０３、第四部分６０４）に区分けられ、手指が下へ滑動する時に、第一部分６０１の指紋情報が指紋認識領域１００３の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００３に対応するＩＣに伝送され、第二部分６０２の指紋情報が指紋認識領域１００１の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００１に対応するＩＣに伝送される。上記の図面４ｃに対応する実施例で述べたように、１００１と１００３は、同一の列にあるので、この二つの領域が同一のＩＣに接続され、従って、１００１と１００３で検出された画像を組み合わせて得られた画像は、図６ｂの結像１（つまり、第二部分６０２と第一部分６０１の指紋画像の組合）に対応する。第三部分６０３の指紋情報が指紋認識領域１００４の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００４に対応するＩＣに伝送され、第四部分６０４の指紋情報が指紋認識領域１００２の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００２に対応するＩＣに伝送される。ここでの１００２と１００４は、同一の列にあり、且つ同一のＩＣに接続されて制御されるので、図６ｄ中の結像２の指紋画像は、指紋認識領域１００２と１００４で検出された画像の組合（つまり、図６ｃ中に第四部分６０４と第三部分６０３の指紋画像の組合）に対応し、図６ｃ中の結像１と結像２が画像処理されて、図６ｄに示す最終画像が得られる。

【0040】

第三種の状況では、図６ｅに示すようである。ここで、矢印が手指滑動方向を示し、手指滑動の初期領域（図６ｅにおいて点線枠で示される）が一部の指紋認識領域１００１を覆い、指紋押圧滑動範囲は、少なくとも第一列の二つの指紋認識領域１００１と１００３の一部の指紋認識電極を含むので、その最終画像は、図６ｆに示すように、第一列の指紋認識領域の結像が画像処理されて合成される。具体的に、図６ｅに示すように、手指滑動の初期領域（点線枠部分）は、Ｌを分界線として指紋認識領域１００１の指紋認識電極によって二つの部分（左下部分７０１と右上部分７０２）に区分けられ、手指が下へ滑動する時に、左下部分７０１の指紋情報が指紋認識領域１００３の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００３に対応するＩＣに伝送され、右上部分７０２の指紋情報が指紋認識領域１００１の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００１に対応するＩＣに伝送される。上記の図面４ｃに対応する実施例で述べたように、指紋認識領域１００１と１００３が同一の列にあり、同一のＩＣに接続されるので、両者で検出された画像を組み合わせて得られた画像は、図６ｆの結像１（左下部分７０１と右上部分７０２を含む指紋画像）に対応し、手指が下へ滑動する時に、第二列の領域（指紋認識領域１００２と１００４を含む）を覆わないので、第二列の対応のＩＣによっては画像が全然検出されなく、そのため、得られる図６ｆに示す最終画像には結像１の指紋画像のみを含む。

【0041】

同様に、手指が上へ滑動する場合は上記の下へ滑動する場合と、状況と原理で類似であるので、ここで、重複な説明を省略する。

【0042】

実例三、手指が斜めに滑動する：
手指が斜めに下向へ滑動する場合に、この滑動方向は、指紋認識電極１１０の配列方向である指紋認識領域１００の対角線方向と一致しなく、図７ａに示すように、手指滑動の起点が指紋認識領域１００１と１００３を部分的に覆い、指紋滑動範囲は、少なくとも左右に隣接する両列の指紋認識領域（１００１、１００２、１００３、１００４）の一部の指紋認識電極を含むので、その最終画像は、図７ｂに示すようのである。ここで、結像１と結像２は、それぞれに、第一列と第二列の指紋認識領域によって読み出される画像に対応する。具体的に、図７ａに示すように、手指滑動の起始領域（点線枠部分）は、Ｌ１とＬ２を分界線として指紋認識領域１００１と１００３の指紋認識電極によって三つの部分（第一部分８０１、第二部分８０２、第三部分８０３）に区分けられ、手指が斜めに滑動する時に、第一部分８０１の指紋情報が指紋認識領域１００１の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００１に対応するＩＣに伝送され、第二部分８０２の指紋情報が指紋認識領域１００４の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００４に対応するＩＣに伝送され、第三部分８０３の指紋情報が指紋認識領域１００３の指紋認識電極の検出によって得られ、且つ指紋認識領域１００３に対応するＩＣに伝送される。図面４ｃに示すように、指紋認識領域１００１と１００３が同一の列にあり、同一のＩＣに接続されるので、両者で検出された画像を組み合わせて得られた画像は、図７ｂの結像１（第一部分８０１と第三部分８０３の指紋画像を含む）に対応し、指紋認識領域１００４は、列が指紋認識領域１００１及び１００３と異なるので、対応して接続するＩＣも異なり、従って、指紋認識領域１００４に対応するＩＣで得られた画像は、図７ｂ中の結像２（第二部分８０２の指紋画像）に対応する。画像１と画像２が画像処理されて、図７ｂに示す最終画像が得られる。

【0043】

上記の三つの実例から分かるように、手指が複数の方向に沿って滑動する時にも、指紋押圧範囲に含まれる同一の列又は隣接の列の指紋認識領域１００の指紋認識電極１１０の結像から、完全な指紋情報を合成することで、指紋を検出し、スライド式指紋認識素子が手指滑動方向にあまり制限されないようにし、スライド式指紋認識素子の適用範囲を拡大する。

【0044】

同一の発明構想に基づいて、本発明の実施例では、上記指紋認識素子を含むタッチデバイスをさらに提供し、このタッチデバイスの問題を解決する原理が、上記指紋認識素子と類似するので、このタッチデバイスの実施については、指紋認識素子の実施を参照し、重複内容を割愛する。このタッチデバイスは、携帯電話、タップレート、テレビ、ディスプレイ、ノートパソコン、デジタルフォトフレーム、ナビゲーションなどのタッチ機能付きの製品や部品であってもよい。

【0045】

具体的に、本発明の実施例に係るタッチデバイスでは、図８に示すように、外囲領域ａと、アレイのように配列される複数のタッチ電極を有する表示領域ｂと、を含み、本発明が提供する上記指紋認識素子は、タッチ電極で組成される表示領域ｂ内に位置する。

【0046】

本発明の実施例に係る上記タッチデバイスでは、埋め込み型タッチスクリーンであってもよく、外付き型タッチスクリーンなどの他の種類のタッチスクリーンであってもよく、ここで特に制限しない。

【0047】

本発明の実施例に係る上記タッチデバイスでは、タッチ表示を実現しながら、手指の複数の方向の滑動に対する指紋の検出を実現できる。

【0048】

具体的に実施する場合に、本発明の実施例に係る上記指紋認識素子は、タッチデバイスの内部に位置してもよく、タッチデバイスの光出射側の表面に位置してもよい。

【0049】

具体的に、本発明の実施例では、指紋認識電極が外部に露出され傷つけられてタッチ機能が故障してしまうことを防止するために、指紋認識電極の上に保護層を設置してもよい。図９の示すように、本発明の実施例に係る上記指紋認識素子がタッチデバイスの光出射側の表面に位置する場合、使用時に指紋認識電極が傷つけられないように保護するために、タッチ表示装置の表面に伝統の反射防止（図９に未図示）などの膜層を設置しており、それ以外、指紋認識素子の上に保護層を設置することも必要となり、保護層が例えばＳｉＮやＳｉＯなどの透明保護層であってもよく、その厚さが一般的に２０μｍを超えないことが好ましい。

【0050】

本発明の実施例に係る指紋認識素子及びタッチデバイスでは、マトリックス状に分布される複数の矩形の指紋認識領域を含み、各指紋認識領域は、指紋認識領域の対角線方向に沿って配列される複数の相互独立の指紋認識電極を含み、各指紋認識領域における指紋認識電極の配列方向が相同である。各指紋認識領域において各指紋認識電極が相同の対角線方向に沿って配列されるので、指紋認識素子において手指が複数の方向に沿って滑動する時に、同一又は隣接の指紋認識領域中に属する指紋認識電極は、完全な指紋情報を検出することで、指紋を認識でき、スライド式指紋認識素子が手指の滑動方向に制限されなく、スライド式指紋認識素子の適用範囲を拡大し、且つ、手指を滑動する時に長距離の滑動を行わなくても、完全的な指紋を検出することができ、指紋滑動認識の感度を向上する。プレス式指紋認識に対して、本発明の実施例のスライド式指紋認識素子によれば、少ない指紋認識電極を使えても、完全的な指紋パターンを検出することができ、コストの削減に有利である。

【0051】

当業者にとって、本発明の精神と範囲を逸脱しなく本発明に対して適宜的に変更と変形を行うことができることは明らかである。このように、本発明のこれらの変更と変形が本発明の特許請求の範囲及びその等価技術の範囲に属すると、本発明は、これらの変更と変形を含めることが考える。

【0052】

本発明は、２０１５年０１月１９日出願の出願号“ＣＮ２０１５１００２５６３２．８”であり発明名称が“指紋認識素子及びタッチデバイス”である中国先願の優先権を要求し、引用によりその内容は全てここに組み込まれる。

【符号の説明】

【0053】

０１ フレキシブル回路基板
０２ 半導体チップ
０３ 指紋認識パターン
１００ 指紋認識領域
１１０ 指紋認識電極
１００１ 指紋認識領域
１００２ 指紋認識領域
１００３ 指紋認識領域
１００４ 指紋認識領域
１１０１ 指紋認識電極
１１０４ 指紋認識電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】

【図5e】

【図5f】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】

【図6e】

【図6f】

【図7a】

【図7b】

【図8】

【図9】