CN101313562A - 激活设备 - Google Patents

Abstract

激活过程检测指纹脊线和谷线的经过并生成相应的电子信号。对该电子信号进行滤波以产生滤波后的电子信号，并且当该滤波后的电子信号的平均电平超过阈值时生成激活信号。

Description

激活设备

技术领域

本公开涉及电子设备的激活。

背景技术

电子设备可以具有各种工作状态，例如活动状态和非活动状态。活动状态例如可以包括该电子设备处于全功能时的运行状态。相反地，非活动状态例如可以包括该电子设备处于节能模式，如待机模式，的状态。电子设备例如可以通过预先定义的激活输入，例如按下输入键或数个输入键的组合、启动某开关、打开电子设备的盖子等，而被从非活动状态激活。但是上述激活设备容易由于输入键的无意的动作而被不需要地激活和/或增大电子设备的尺寸。

发明内容

这里公开了一种激活设备以及一种基于传感器如指纹传感器的激活过程。在一种实现中，该激活设备被配置为将电子设备激活进入活动状态。激活设备例如可以包括传感器、滤波器和阈值检测器。传感器可以响应于指纹的脊线和谷线而产生电子信号。滤波器可以接收该电子信号并对其进行滤波，以产生滤波后的电子信号。阈值检测器可以接收滤波后的电子信号，并在滤波后的电子信号超过阈值时提供激活信号。

在一种实现中，激活过程检测到指纹的脊线和谷线经过并生成相应的电子信号。该电子信号被滤波而产生滤波后的电子信号，并且当滤波后的电子信号的平均电平超过阈值保持一段预定时间段时生成激活信号。

附图说明

图1描述了配备有传感器的便携式电子设备。

图2描述了示例性传感器的横截面视图。

图3是示例性激活控制电路的方框图。

图4是另一示例性激活控制电路的方框图。

具体实施方式

图1描述了配备有传感器12的便携式电子设备10。在一种实现中，该便携式电子设备10可以是移动电话，而传感器12可以是指纹传感器。在图1中，移动电话10例如可以具有待机功能，以使能耗最小化。设备10可以包括硬件和/或软件，用于在一段预定时间的空闲之后自动切换至待机模式。所示的移动电话10包括指纹传感器12以及相关电路以确保用户的识别以及许可用户的操作。

在一种实现中，指纹传感器12包括扫描传感器(sweeping sensor)，其包括若干行多个像素的窄带，用于在指纹被扫描时提供连续的指纹图像数据。指纹的表示可通过对提供的指纹图像数据进行组合来重建。这种类型的示例性传感器12在专利FR-A-2 749 955中进行了描述。

在一种实现中，当电子设备10处于待机模式时，指纹传感器12可以是非活动的。但是，传感器12的一部分可以维持在活动状态并使得容易激活。在一种实现中，指纹传感器12中的一个或多个像素可以维持在活动状态。

指纹传感器12例如可以是热电或压电(热电或压电材料通常都具有热电和压电特性)敏感薄膜传感器，即，该传感器中的像素对于直接或几乎直接接触敏感薄膜的指纹脊线的温度或压力敏感，并且对于脊线缺失，即指纹谷线，也同样敏感。

重激活像素，即一个或数个维持在活动状态的像素，可以放置在指纹检测像素带附近，或者作为带本身的一部分。在第二种实现中，提供了一种处理来读取来自这些重激活像素的信号，以使得不需要使整个带处于活动状态。

图2说明了一个示例性传感器12的横截面视图。手指正在扫过传感器12。传感器12的横截面视图描绘了三个像素行L1、L2和L3以及一个用于重激活的相邻像素Pr的带。重激活像素Pr例如可以与带中的其他像素相类似。在一种实现中，相邻像素Pr是独立的像素，并在每一边测量大约50毫米。但是还可以使用其他像素尺寸。

对来自像素Pr的信号的处理在图3中示出，图3是示例性激活控制电路的方框图。

重激活像素Pr向放大器A提供表示指纹脊线和谷线滚动的信号，该放大器A当电子设备10处于待机模式时保持活动状态。来自放大器A的信号被传输给滤波器FB。滤波器FB例如可以对来自像素Pr的信号进行带通滤波，以只保留两个频率F1和F2之间的频谱。选择F1和F2之间的频率以使得区间F1-F2包含代表手指指纹的脊线和谷线以预期速度移过该像素的信号的主要变化频率。例如，预期速度可以是大约4-40cm/s。这些值是作为例子给出的，因为它们实际地表示了通过将其手指扫过传感器来请求重新激活该装置的人的手指的移动。但是其他的速度也可以使用。对频率F1和F2的选择可以基于指纹的尺寸以及选择的速率。例如，如果典型的指纹谷线距是450毫米，那么频率F1和F2可以具有下列数量级：F1从100Hz到200Hz，F2从1000Hz到3000Hz。

带宽滤波器FB例如可以包括串联的单个电容，用以消除音频频率，包括信号的连续分量，其后跟着一带宽滤波器。电容可以消除或减弱低于F1的频率，而带宽滤波器可以设置为减弱或消除高于F2的频率，即不能高度代表手指故意扫过传感器的那些频率。

被滤波的信号被提供给检测器RD。在一种实现中，检测器RD例如可以包括平均值检测器RD。在一种实现中，平均值检测器RD生成一输出信号，该输出信号基于对带宽滤波器FB输出的信号的低频滤波与整流。在本说明书中，对平均值检测器的引用是在最宽泛意义上做出的，它可以是平均值检测器或者峰值检测器。在一般意义下考虑的该平均值检测器提供表示被滤波的信号变化的总体平均幅度的信号。

平均值检测器RD的输出施加到阈值检测器DTH。如果平均值超过了预定阈值，则检测器DTH提供一个信号来重新激活整个移动设备10，或者其子系统。如果平均值未超过该阈值，则会认为没有请求重激活，并且检测器DTH不会提供重激活信号。

检测信号不出现可能是由于手指未在传感器12上扫描，未成功扫描，扫描过慢，或扫描过快引起的。在任一情况下，设备10不被重新激活，并等待下一次手指扫描。

图4是另一示例性激活控制电路的方框图。图4的电路与图3的电路类似，除了阈值检测器DTH与电路DD相连，该电路DD能够检测来自阈值检测器的输出信号存在的最小持续时间。电路DD例如能够从DTH接收检测信号，然后以相对于检测信号延时Tmin来触发脉冲传输(单稳态触发器可以执行该功能)。示例性地，与逻辑门能够接收检测信号以及延迟的脉冲。从而，重激活信号仅当阈值检测器信号在持续时间Tmin以外仍然存在时才被生成。如果阈值检测器DTH的输出信号在Tmin以前停止，则不会传输重激活信号。

在另一种实现中，用户可能被要求以相反方向扫描手指两次。重激活电路例如可以利用时间相关的序列检测器。例如，重激活电路可以包括具有时间相关序列模板的结构：来自阈值检测器的信号必须符合该模板以触发重激活信号。通常地，重激活电路可以包括硬件和/或软件，用于执行一算法，该算法不引起重激活信号的传输，除非下列条件满足：

-未超出(超过)阈值持续至少0.5秒；

-然后检测到超出，持续至少0.1秒至多0.5秒；

-然后无超出，持续至少0.1秒至多0.5秒；

-然后检测到超出，持续至少0.1秒至多0.5秒；

-最后无任何超出，持续至少0.1秒。

上述示例性算法检测表示用户手指沿两个方向扫描的情况。也可以使用其他时间段。

因此，在这种示例性实现中，如果阈值超出检测器提供的超出信号的持续时间落入初始持续时间范围内，随后未出现任何超出信号的持续时间包含在第二持续时间范围内，最后出现另一超出信号的持续时间包含在第三持续时间范围内，则重激活电路使得能够传输活动模式切换信号。这三个范围可以如上述例子中所给出的那样是相同的，也可以采用其他的范围。

在另一种实现中，对指纹扫描敏感的传感器不仅包括第一重激活像素Pr，还包括第二重激活像素Pr’。来自这两个像素的信号被施加到手指扫描方向检测电路DS。该电路可以基于来自每个像素的时间相关信号的相关性。如果来自Pr的时间相关信号与从Pr’得到的延迟了时间间隔dT的信号之间有强相关性，则这种相关性就显示出像素Pr’在像素Pr之前发现手指。相反地，如果来自Pr’的时间相关信号与来自Pr’的延迟信号之间有强相关性，则表示像素Pr在像素Pr’之前发现手指。可以利用若干个相继的延迟dT、2dT等来探寻相关性，直到找到显著的相关性为止。相关性可以包括对两个信号在某个时间段中做减法并计算出该时间的差分信号能量。

确定手指经过的方向后，可以对相关事项作出安排，从而仅当对于手指扫描的每个方向，所检测并滤波后的信号的平均电平超过阈值持续一最小预定持续时间时才发送重激活信号。

也可以考虑其他实现，例如其中要求扫描手指三次而不是两次。

在一种实现中，滤波FB及检测DTH的功能和算法是通过放大器A输出的信号的数字化来数字化地实现的。数字化实现可以比基于电容和电阻的模拟滤波器使用更少的硅表面，并且还提供对模板的更多实际调整，因为可以通过使用存储器寄存器(易失性的或非易失性的)编程的方式来安排。

但是也可以使用模拟实现。本书面说明阐述了本发明的最佳模式，并给出了描述本发明以及使本领域普通技术人员能够制造和使用本发明的例子。本书面说明并不将本发明限制为所阐述的准确术语。因此，虽然通过参考上面给出的实例对本发明进行了详细描述，但是本领域普通技术人员可以在不脱离本发明范围的前提下，对所述实例进行更改、修改和变形。

Claims (9)

1、一种设备，用于重新激活具有活动模式和待机模式的电子装置，所述设备被设计为将所述装置从待机模式切换至活动模式，所述设备包括基本传感器、带宽滤波器和平均信号电平阈值检测器，所述基本传感器能够提供与所述传感器前方的指纹的脊线和谷线的扫描相对应的可变电平的电子信号，所述带宽滤波器用于接收所述电子信号并提供滤波后的信号，该滤波后的信号在确定频带之外的变化减弱，所述平均信号电平阈值检测器用于仅当所述滤波后的信号在预定的最小时间段期间超过预定阈值时提供用于重新激活所述装置的活动模式控制信号。

2、根据权利要求1所述的重激活设备，其中所述基本传感器包括敏感区域，该敏感区域的尺寸小于指纹的脊线和谷线之间的通常间隙，通常其测量值小于100微米。

3、根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包括用于当所述滤波后的信号超出阈值的持续时间包含于两个预定值之间时，使得能够传输所述活动模式控制信号的模块。

4、根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包括用于当所述平均信号阈值检测器指示超出所述阈值的持续时间落入初始持续时间范围内，随后未出现任何超出的持续时间包含在第二持续时间范围内，最后出现另一超出的持续时间包含在第三持续时间范围内时，使得能够传输所述活动模式控制信号的模块。

5、根据权利要求1所述的设备，其中所述基本传感器具有与所述最先提到的敏感区域相似的至少一个第二敏感区域(Pr’)，每个敏感区域提供各自的信号，并且其中所述重激活设备包括用于下述操作的模块：

-根据两个信号确定所述指纹移动的方向，

-如果在确定的时间间隔内检测到至少两个连续的沿不同方向的手指扫描，并且如果在该确定的时间间隔内，对于每个扫描，来自所述敏感区域中的至少一个的信号高于所述阈值并持续最小持续时间，则允许传输所述活动模式控制信号。

6、根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器是压电或烟火薄膜传感器，或电容式检测传感器，或使用射频信号的有源检测传感器，或使用透射或反射的光学传感器。

7、一种过程，用于重新激活具有活动模式和待机模式的电子设备，该过程包括下述步骤：

-当指纹在对移动敏感的传感器前方移动时，检测该指纹的脊线和谷线的经过，并生成与该移动相对应的可变电平信号，

-在带宽滤波器中对所述可变电平信号进行滤波，以减弱该信号在确定频带之外的变化，该确定频带表征指纹在所述传感器前方的扫描。

-以及当滤波后的信号的平均电平超过确定的阈值并持续确定的最小时间段时，提供活动模式控制信号。

8、根据权利要求7所述的过程，包括检测所述手指沿第一方向的经过然后沿第二方向的经过，仅当对于手指经过的每个方向，所述滤波后的信号的平均电平超过所述阈值并持续确定的最小时间时才提供所述活动模式控制信号。

9、一种电子装置，其具有活动模式和待机模式，还具有指纹阅读器以提供使用安全性，所述装置包括根据权利要求1所述的用于重新激活所述装置的设备，其中所述设备的基本传感器包括至少一个形成在所述指纹阅读器中的敏感像素，当所述阅读器的其余部分处于待机模式时所述至少一个像素维持在活动模式。

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