輸出轉(zhuǎn)換電路及指紋識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸出轉(zhuǎn)換電路及指紋識(shí)別系統(tǒng)，尤其涉及一種可改善輸出信號(hào)的統(tǒng)計(jì)線性度的輸出轉(zhuǎn)換電路及指紋識(shí)別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技日新月異，移動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、筆記本電腦等越來越多攜帶型電子裝置已經(jīng)成為了人們生活中必備之工具。由于攜帶型電子裝置一般為個(gè)人使用，而具有一定的隱私性，因此其內(nèi)部儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，例如電話簿、相片、個(gè)人信息等等為私人所有。若電子裝置一旦丟失，則這些數(shù)據(jù)可能會(huì)被他人所利用，而造成不必要之損失。雖然目前已有利用密碼保護(hù)的方式來避免電子裝置為他人所使用，但密碼容易泄露或遭到破解，具有較低的安全性。并且，用戶需記住密碼才能使用電子裝置，若忘記密碼，則會(huì)帶給使用者許多不便。因此，目前發(fā)展出利用個(gè)人指紋識(shí)別系統(tǒng)的方式來達(dá)到身份認(rèn)證的目的，以提升數(shù)據(jù)安全性。
[0003]—般來說，指紋識(shí)別系統(tǒng)中利用像素?cái)?shù)組電路接受一手指之接觸，像素?cái)?shù)組電路將像素?cái)?shù)組電路與手指之間之電容轉(zhuǎn)換成像素輸出信號(hào)，像素輸出信號(hào)受到噪聲的影響，而不具備良好的統(tǒng)計(jì)線性度，不利于后端的圖像處理。因此，如何改善指紋識(shí)別系統(tǒng)的輸出信號(hào)的統(tǒng)計(jì)線性度也就成為業(yè)界所努力的目標(biāo)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明之主要目的即在于提供一種可改善輸出信號(hào)的統(tǒng)計(jì)線性度的輸出轉(zhuǎn)換電路及指紋識(shí)別系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種輸出轉(zhuǎn)換電路，該輸出轉(zhuǎn)換電路包括:比較器、計(jì)數(shù)器、及參考信號(hào)產(chǎn)生器；計(jì)數(shù)器包括:第一輸入端，用來接收該第一輸出信號(hào)；第二輸入端；以及輸出端，用來產(chǎn)生比較輸出信號(hào)；計(jì)數(shù)器，連接于該比較器的輸出端，用來產(chǎn)生該第二輸出信號(hào)；參考信號(hào)產(chǎn)生器，連接于該第二輸入端，用來產(chǎn)生參考信號(hào)，該參考信號(hào)產(chǎn)生器包含有一隨機(jī)數(shù)生成器，該隨機(jī)數(shù)生成器用來產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，該參考信號(hào)相關(guān)于該隨機(jī)數(shù)；其該比較器根據(jù)該第一輸出信號(hào)及該參考信號(hào)，產(chǎn)生該比較輸出信號(hào)。
[0006]優(yōu)選地，該參考信號(hào)為隨時(shí)間而隨機(jī)變動(dòng)之信號(hào)，該隨機(jī)數(shù)呈均勻分布。
[0007]優(yōu)選地，該參考信號(hào)產(chǎn)生器包括控制電路，該控制電路輸出參考電壓，該參考電壓具有固定電壓值。
[0008]優(yōu)選地，該參考信號(hào)相關(guān)于該參考電壓與該隨機(jī)數(shù)的總和。
[0009]優(yōu)選地，該參考信號(hào)產(chǎn)生器還包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，用來將該參考電壓與該隨機(jī)數(shù)的總和轉(zhuǎn)換成模擬的該參考信號(hào)。
[0010]優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝惠敵鲂盘?hào)大于該參考信號(hào)時(shí)，該比較輸出信號(hào)為第一電位，以及當(dāng)該第一輸出信號(hào)小于該參考信號(hào)時(shí)，該比較輸出信號(hào)為第二電位。
[0011]優(yōu)選地，其用于指紋識(shí)別系統(tǒng)，該指紋識(shí)別系統(tǒng)包括像素?cái)?shù)組電路，該第一輸入端連接于該像素?cái)?shù)組電路。
[0012]優(yōu)選地，該像素?cái)?shù)組電路包括至少一像素電路。
[0013]優(yōu)選地，其中該像素?cái)?shù)組電路用來接受手指的接觸，并將該像素?cái)?shù)組電路與該手指之間形成的電容轉(zhuǎn)換成一像素輸出信號(hào)，該像素輸出信號(hào)相關(guān)于該第一輸出信號(hào)。
[0014]優(yōu)選地，該指紋識(shí)別系統(tǒng)還包括放大器，該放大器連接于該像素?cái)?shù)組電路與該第一輸入端之間，用來增強(qiáng)該像素輸出信號(hào)之信號(hào)強(qiáng)度而成為該第一輸出信號(hào)。
[0015]為了更好解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種指紋識(shí)別系統(tǒng)，其包括:
[0016]像素?cái)?shù)組電路，用來接受手指的接觸，并將該像素?cái)?shù)組電路與該手指之間形成的電容轉(zhuǎn)換成一像素輸出信號(hào)；
[0017]輸出轉(zhuǎn)換電路，用來根據(jù)第一輸出信號(hào)，產(chǎn)生第二輸出信號(hào)，該輸出轉(zhuǎn)換電路包括:
[0018]比較器，包含有:
[0019]第一輸入端，用來接收該第一輸出信號(hào)；
[0020]第二輸入端；以及
[0021]輸出端，用來產(chǎn)生一比較輸出信號(hào)；
[0022]計(jì)數(shù)器，連接于該比較器的輸出端，用來產(chǎn)生該第二輸出信號(hào)；以及參考信號(hào)產(chǎn)生器，連接于該第二輸入端，用來產(chǎn)生一參考信號(hào)，該參考信號(hào)產(chǎn)生器包含有一隨機(jī)數(shù)生成器，該隨機(jī)數(shù)生成器用來產(chǎn)生一隨機(jī)數(shù)，該參考信號(hào)相關(guān)于該隨機(jī)數(shù)；以及指紋判斷模塊，連接于該信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，用來根據(jù)該第二輸出信號(hào)判斷該像素輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)至一紋蜂或一紋谷；
[0023]其中，該第一輸出信號(hào)相關(guān)于該像素輸出信號(hào)，該比較器根據(jù)第一輸出信號(hào)及該參考信號(hào)，產(chǎn)生該比較輸出信號(hào)。
[0024]本發(fā)明提供的輸出轉(zhuǎn)換電路中，其利用隨機(jī)數(shù)生成器改變參考信號(hào)的信號(hào)值，使得具有不良統(tǒng)計(jì)線性度的第一輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成為具有良好統(tǒng)計(jì)線性度的第二輸出信號(hào)，并將第二輸出信號(hào)傳送至后端圖像處理模塊，以利后端的圖像處理。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一輸出轉(zhuǎn)換電路的示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一指紋識(shí)別系統(tǒng)的示意圖。
[0027]圖3為一噪聲的機(jī)率密度函數(shù)的示意圖。
[0028]圖4為多個(gè)尚斯函數(shù)的不意圖。
[0029]圖5為一和函數(shù)的示意圖。
[0030]圖6為第一輸出信號(hào)的機(jī)率密度函數(shù)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0032]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例一輸出轉(zhuǎn)換電路10之示意圖。輸出轉(zhuǎn)換電路10用來將第一輸出信號(hào)Vol轉(zhuǎn)換成為第二輸出信號(hào)Vo2，輸出轉(zhuǎn)換電路10包含有比較器100、計(jì)數(shù)器102以及參考電壓產(chǎn)生器104。比較器100包含有負(fù)輸入端(標(biāo)示有「一」號(hào))、正輸入端(標(biāo)示有「+」號(hào))及一輸出端，正輸入端(即比較器的第一輸入端)用來接收第一輸出信號(hào)Vol，負(fù)輸入端(即比較器的第二輸入端)連接于參考電壓產(chǎn)生器104，用來接收一參考信號(hào)VR。比較器100根據(jù)第一輸出信號(hào)Vol及參考信號(hào)VR，產(chǎn)生比較輸出信號(hào)Vcp并通過輸出端輸出比較輸出信號(hào)Vcp，比較輸出信號(hào)Vcp可為邏輯0或邏輯1。在一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝惠敵鲂盘?hào)Vol大于參考信號(hào)VR時(shí)，比較輸出信號(hào)Vcp為邏輯1 (對(duì)應(yīng)于第一電位);而當(dāng)?shù)谝惠敵鲂盘?hào)Vol小于參考信號(hào)VR時(shí)，比較輸出信號(hào)Vcp為邏輯0 (對(duì)應(yīng)于第二電位)。計(jì)數(shù)器102連接于比較器100的輸出端，用來對(duì)比較輸出信號(hào)Vcp進(jìn)行累加而產(chǎn)生第二輸出信號(hào)Vo2，即第二輸出信號(hào)Vo2為比較輸出信號(hào)Vcp的累加結(jié)果。參考電壓產(chǎn)生器104包含有一控制電路120、一隨機(jī)數(shù)生成器124及一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器122，控制電路120用來產(chǎn)生數(shù)字的一固定電壓VF，隨機(jī)數(shù)生成器124用來產(chǎn)生數(shù)字的一隨機(jī)數(shù)RD，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器122用來將固定電壓隨機(jī)數(shù)RD的一總和轉(zhuǎn)換成模擬的參考信號(hào)VR。較佳地，隨機(jī)數(shù) RD 呈現(xiàn)一均勾分布(Uniform Distribut1n)。
[0033]輸出轉(zhuǎn)換電路10的工作原理敘述如下。第一輸出信號(hào)Vol中包含有一有用信號(hào)sig及一噪聲noi，即第一輸出信號(hào)Vol為有用信號(hào)sig及噪聲noi的相加結(jié)果，其數(shù)學(xué)式子可表不為Vol = sig+noi，其中噪聲noi可視為一隨機(jī)變量，而第一輸出信號(hào)Vol的一累積密度函數(shù)F(a)代表「第一輸出信號(hào)Vol小于一特定值a的機(jī)率」。需注意的是，因噪聲noi通常為一非均勾分布(Non-uniform Distribut1n)，而使得第一輸出信號(hào)Vol的統(tǒng)計(jì)線性度不佳，換句話說，對(duì)一固定區(qū)間A來說，固定區(qū)間△在特定值a附近的機(jī)率與固定區(qū)間A在另一特定值13附近的機(jī)率不同，例如？(&+八)4(&) #F(b+A)-F(b)。
[0034]換句話說，第一輸出信號(hào)Vol統(tǒng)計(jì)線性度不佳的主要原因之一為噪聲noi呈現(xiàn)非均勾分布，以噪聲noi呈現(xiàn)一高斯分布(Gaussian Distribut1n)為例，如圖3所示，噪聲noi的一機(jī)率密度函數(shù)p(x)于中心(X = 0)處具有非均勾性，因此導(dǎo)致第一輸出信號(hào)Vol的統(tǒng)計(jì)線性度不佳。為了解決機(jī)率密度函數(shù)的非均勻性問題，可將復(fù)數(shù)個(gè)經(jīng)過平移過的機(jī)率密度函數(shù)相互疊加，疊加后的一和函數(shù)即可具有均勻分布的特性。具體來說，請(qǐng)參考圖4及圖5，圖4為尚斯函數(shù)p N?p (^的不意圖，圖5為一和函數(shù)p SUM的不意圖。于圖4中，尚斯函數(shù)P。代表中心為0的高斯函數(shù)，高斯函數(shù)p N?p 表將高斯函數(shù)P。向左平移的復(fù)數(shù)個(gè)高斯函數(shù)，高斯函數(shù)Pl?p 表將高斯函數(shù)p c向右平移的復(fù)數(shù)個(gè)高斯函數(shù)。需注意的是，和函數(shù)psum為將高斯函數(shù)p