指纹感测系统和使用阈值的方法技术方案

一种用于感测手指的手指表面的指纹感测系统，包括：布置在感测表面下方的感测元件阵列，感测元件阵列中的每个感测元件被配置成感测指示感测元件与手指表面之间的距离的特性；以及耦接至感测元件阵列的读出电路，该读出电路被配置成针对感测元件阵列中的每个感测元件提供定时指示，该定时指示表示由感测元件感测到的特性的值达到预定义阈值的时间。测到的特性的值达到预定义阈值的时间。测到的特性的值达到预定义阈值的时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】指纹感测系统和使用阈值的方法


[0001]本专利技术涉及指纹感测系统，并且涉及使用感测元件阵列形成手指的表示的方法。

技术介绍

[0002]指纹感测系统被广泛用作提高诸如移动电话等的电子设备的便利性和安全性的手段。
[0003]存在着许多现有的指纹感测系统使用各种感测技术来获取用户的指纹的表示。这样的感测技术的示例包括电容感测、光学感测、超声波感测和热感测。尽管使用这些和其他各种感测技术的指纹感测系统被不断改进，但是仍有待解决的问题。
[0004]例如，关于特别湿的手指的可靠感测和/或关于区分真手指与假手指(所谓的欺骗)的能力可能存在未解决的问题，以及/或者期望提供更具成本效益的指纹感测系统，特别是对于大面积感测而言。
[0005]因此，期望针对这些剩余问题中的一个或更多个提供改进的指纹感测。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供改进的指纹感测。
[0007]根据本专利技术的第一方面，因此提供了一种用于感测手指的手指表面的指纹感测系统，该指纹感测系统包括：布置在感测表面下方的感测元件阵列，感测元件阵列中的每个感测元件被配置成感测指示感测元件与手指表面之间的距离的特性；以及耦接至感测元件阵列的读出电路，该读出电路被配置成针对感测元件阵列中的每个感测元件提供定时指示，该定时指示表示由感测元件感测到的特性的值达到预定义阈值的时间。
[0008]感测元件可以对根据手指表面的形貌而不同的物理特性作出响应。这样的物理特性的示例包括电容耦合、机械耦接、热耦合和光学反射。如本领域普通技术人员所公知的，存在各种感测元件配置，它们适合于感测这些物理特性，这些物理特性指示手指与感测元件之间的相互作用。在电容耦合的情况下，感测元件可以例如包括能够积累电荷的导电板；在机械耦接的情况下，感测元件可以例如具有压电特性；在热耦合的情况下，感测元件可以例如包括能够被控制以生成热的电阻器或其他电路元件；并且在光学反射的情况下，感测元件可以例如包括生成光电流的光电二极管，该光电流指示入射光的量。
[0009]应当注意，定时指示不一定需要指示绝对时间或以时间为单位，而是定时指示可以以相对术语指示时间，例如以事件序列中的顺序号的形式指示时间，所述事件序列包括彼此相对接近的一组感测元件中的每个感测元件所感测到的特性的值达到预定义阈值的事件。
[0010]定时指示可以以某种合适的方式与指纹感测事件的开始时间相关。例如，开始时间可以是已经检测到手指存在的时候，或者是已经由指纹感测系统或其他手指检测电路检测到手指存在之后的任何合适的时间。
[0011]应当注意，可以从“下方”或从“上方”达到预定义阈值。如果限定感测元件感测到
的特性的值随着手指表面与感测表面之间距离的缩短而增加，则定时指示可以与特定感测元件感测到的特性的值从“下方”增加以达到阈值的时间相关。在相同的限定下，作为替选方案或补充方案，定时指示可以与从完全放置状态起手指从感测表面移开相关。在这种情况下，定时指示可以指示特定感测元件感测到的特性的值从“上方”下降以达到阈值的时间。
[0012]本专利技术基于以下认知：手指放置或手指移开的动态可以提供关于手指形貌的信息。特别地，本专利技术人已经认识到，对于每个感测元件感测到的特性的值达到预定义阈值的时间的指示可以用于推断指纹图案，以及可选地，用于推断手指的宏观形状。
[0013]根据本专利技术的实施方式，基于手指放置或手指移开的动态感测提供了若干个优点。对于湿手指，可以使用上述的定时指示捕获手指“正面”从与感测表面的初始接触点开始的传播，以提供在手指完全放在感测表面上时可能不可区分的手指表面信息。关于区分真手指与假手指(欺骗)的能力，上述的定时指示可以提供在指纹图案的脊和谷的尺度上关于手指(或欺骗)的机械特性的信息，以及关于手指的宏观形状的信息，使得产生成功的欺骗具有相当大的挑战性。至于成本效益，本专利技术的实施方式提供了比大多数传统指纹传感器简单得多的传感器设计。例如，简单的阈值(具有小的比特深度)可足以实现上述的定时指示，这要求感测元件中的较简单结构，在较粗糙的特征的情况下，这允许使用较简单且更具成本效益的处理技术，并且/或者提供增加的产量。
[0014]根据各种实施方式，指纹感测系统可以有利地包括耦接至读出电路的计数器电路，该计数器电路被配置成针对感测元件阵列中的每个感测元件：从参考时间直到由感测元件感测到的特性的值达到预定义阈值的时间，对以已知频率(周期时间)反复出现的事件进行计数。如本领域技术人员将理解的，可以采取各种措施来确定信号何时可靠地达到阈值。特别地，当信号有噪声时，有益的是在信号首次达到阈值后的一段时间内继续将信号与阈值进行比较，并且基于对该段时间期间的比较结果的评估来判定信号可靠地达到阈值的时间。
[0015]以已知频率反复出现的事件可以是以已知频率反复出现的时钟脉冲或者任何其他事件、信号或脉冲。
[0016]上述的定时指示可以基于计数器电路的输出。例如，定时指示可以包括计数器电路的输出，或者由计数器电路的输出构成，或者定时指示可以是如上文进一步所述的顺序号，其可以基于计数器电路的输出。
[0017]此外，读出电路可以包括多个比较器，多个比较器中的每个比较器耦接至感测元件阵列中的相应一组感测元件；并且多个比较器中的每个比较器可以被配置成将由其相应一组感测元件中的每个感测元件感测到的特性的值与预定义阈值进行比较。
[0018]每个比较器可以被配置成在感测元件感测到的特性的值高于或低于预定义阈值时为特定感测元件提供指示。
[0019]根据实施方式，不同组的感测元件可以耦接至每个比较器。例如，部分或整个行或列中的感测元件可以耦接至比较器，或者相互相邻的感测元件中的有限数量的感测元件(例如少于九个或少于四个)可以耦接至比较器。在适合于特别快速读出的一些实施方式中，多个比较器中的每个比较器可以耦接至单个相应感测元件，并且多个比较器中的每个比较器被配置成将由单个相应感测元件感测到的特性的值与预定义阈值进行比较。
[0020]此外，根据实施方式，多个比较器中的每个比较器可以被配置成输出指示由比较器执行的比较结果的数字值。数字值可以有利地具有两比特或更小的比特深度，以提供比较器的相对简单和具成本效益的配置。
[0021]读出电路包括比较器的这些实施方式可以有利地与指纹感测系统包括计数器电路的上述实施方式组合。然后，计数器电路可以被配置成，从参考时间直到耦接至感测元件的比较器指示了感测元件所感测到的特性的值已经达到预定义阈值的时间，对以已知频率反复出现的事件进行计数。
[0022]例如，对由特定感测元件感测到的特性的值执行的比较次数可以是针对该感测元件的定时指示。
[0023]根据实施方式，指纹感测系统还可以包括耦接至读出电路的图像处理电路，该图像处理电路被配置成基于针对感测元件阵列中的每个感测元件的定时指示来形成手指的表示。
[0024]根据本专利技术的第二方面，提供了一种使用布置在感测表面下方的感测元件阵列形成手指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于感测手指的手指表面的指纹感测系统，包括：布置在感测表面下方的感测元件阵列，所述感测元件阵列中的每个感测元件被配置成感测指示所述感测元件与所述手指表面之间的距离的特性；以及读出电路，所述读出电路耦接至所述感测元件阵列，并且被配置成针对所述感测元件阵列中的每个感测元件提供定时指示，所述定时指示表示由所述感测元件感测到的所述特性的值达到预定义阈值的时间。2.根据权利要求1所述的指纹感测系统，其中，所述指纹感测系统包括耦接至所述读出电路的计数器电路，并且所述计数器电路被配置成针对所述感测元件阵列中的每个感测元件：从参考时间直到由所述感测元件感测到的所述特性的值达到所述预定义阈值的时间，对以已知频率反复出现的事件进行计数。3.根据权利要求1或2所述的指纹感测系统，其中：所述读出电路包括多个比较器，所述多个比较器中的每个比较器耦接至所述感测元件阵列中的相应一组感测元件；并且所述多个比较器中的每个比较器被配置成将由其相应一组感测元件中的每个感测元件感测到的所述特性的值与所述预定义阈值进行比较。4.根据权利要求3所述的指纹感测系统，其中，耦接至所述多个比较器中的每个比较器的所述相应一组感测元件包括被布置在所述感测元件阵列的一行或一列中的多个感测元件。5.根据权利要求3或4所述的指纹感测系统，其中，耦接至所述多个比较器中的每个比较器的所述相应一组感测元件包括八个或更少的感测元件。6.根据权利要求5所述的指纹感测系统，其中，所述多个比较器中的每个比较器耦接至单个相应的感测元件，并且所述多个比较器中的每个比较器被配置成将由所述单个相应的感测元件感测到的所述特性的值与所述预定义阈值进行比较。7.根据权利要求3至6中任一项所述的指纹感测系统，其中，所述多个比较器中的每个比较器被配置成输出指示由所述比较器执行的比较结果的数字值。8.根据权利要求3至7中任一项所述的指纹感测系统，其中，所述指纹感测系统包括耦接至所述多个比较器中的每个比较器的计数器电路，并且所述计数器电路被配置成，针对所述感测元件阵列中的每个感测元件：从参考时间直到耦接至所述感测元件的比较器指示了所述感测元件感测到的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯，
申请(专利权)人：指纹卡安娜卡敦知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：