[发明专利]确定手指的物理特性的手指感测系统、方法和电子设备

说明书

一种使用手指感测系统(3)确定手指(7)的物理特性的表示的方法，所述手指感测系统包括二维测量装置(13)，该二位测量装置包括多个测量元件，每个测量元件限定测量装置中的测量元件位置，并且每个测量元件包括通过电介质结构与手指间隔开的手指电极。对于测量元件位置中的每个，该方法包括提供测量配置，在该测量配置中：限定测量元件位置的感测测量元件(S)的手指电极呈现感测手指电极电位(VS)；第一不同测量元件(D1)的手指电极呈现第一不同手指电极电位(VD1)；并且第二不同测量元件(D2)的手指电极呈现第二不同手指电极电位(VD2)；基于感测信号获取测量值；并且基于多个测量值来确定手指的物理特性的表示。

技术领域

本发明涉及指纹感测系统，并且涉及确定手指的物理特性的方法。

背景技术

各种类型的生物识别系统被越来越多地使用，以便提供增加的安全性和/或增强的用户方便性。

特别地，指纹感测系统由于其小的形状因素、高性能和用户认可度已经被例如消费者电子设备所采用。

在各种可用的指纹感测原理(例如，电容式、光学式、声学式、热能式等)中，电容式感测最为常用，尤其是在尺寸和功耗为重要问题的应用中。

电容式指纹传感器通常提供指示若干个感测结构中的每个与放置在指纹传感器的表面上或跨指纹传感器的表面移动的手指之间的电容的测量值。

某些电容式指纹传感器无源地读出感测结构与手指之间的电容。然而，这需要感测结构与手指之间的相对大的电容。因此，这样的无源电容式传感器通常设置有覆盖感测结构的非常薄的保护层，这会使得这样的传感器对刮擦和/或ESD(静电放电)相当敏感。

US 7 864 992公开了一种电容式指纹感测系统，其中，通过对布置在传感器阵列附近的导电结构加脉冲并测量所得到的传感器阵列中的感测结构所携带的电荷的变化来将驱动信号注入到手指中。

这种类型的所谓的有源电容式指纹感测系统通常能够以比上述无源系统高得多的信噪比来测量手指与感测结构之间的电容。这进而又允许相当厚的保护涂层，并且因此允许可以包括在受到相当大的磨损的物品(诸如移动电话)中的更坚固的电容式指纹传感器。

然而，为了更进一步增强指纹传感器集成到电子设备等中的易用性和鲁棒性，期望能够通过非常厚的电介质结构进行指纹感测，电介质结构可以为数百微米厚。例如，可能期望通过玻璃板或类似物(诸如移动电话的前玻璃盖)能够进行指纹感测。

当通过这样厚的电介质结构进行感测时，由于每个感测结构所看到的手指的区域增加，所以可能降低所得到的指纹图像的实际分辨率。

为了缓解这个问题，US 8 888 004提出了使用基于内核的重建过程来从差分像素测量结果重建形状信息。

尽管由US 8 888 004提出的方法对于锐化指纹图像可能是潜在有用的，但是所建议的解决方案需要指纹传感器能够进行可编程的差分像素测量。此外，所建议的解决方案预计会相当复杂并且难以在实践中实现。

此外，与指纹图案的表示相比，将期望提供确定手指的另外的物理特性，如手指表面处的水分水平或可用于识别欺骗企图的属性。

发明内容

鉴于现有技术的上述和其他缺点，本发明的目的在于提供一种改进的手指感测，特别是通过较厚的电介质结构。